KR20180071072A

KR20180071072A - 금속 복합시트

Info

Publication number: KR20180071072A
Application number: KR1020160173844A
Authority: KR
Inventors: 정윤호; 조형민; 진효승; 백은송; 임태극
Original assignee: 주식회사 두산
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-06-27
Also published as: WO2018117564A1; KR102001719B1

Abstract

본 발명은 방열 기능이 부여된 금속 복합시트에 관한 것으로서, 제1금속박막; 상기 제1금속박막의 일면 또는 양면에 형성된 방열층; 상기 방열층 상에 배치된 접착층; 및 상기 접착층에 배치된 제2금속박막을 포함하는 금속 복합시트, 및 이를 포함하는 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제공한다.

Description

금속 복합시트{METAL COMPOSITE SHEET}

본 발명은 방열 기능이 부여된 금속 복합시트에 관한 것으로서, 디스플레이 장치에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시키는 금속 복합시트를 제공한다.

근래, 노트북이나 휴대전화 등의 각종 전자제품은 고성능화와 소형화가 현저한 속도로 진행되고 있다. 전자제품의 고성능화ㆍ소형화에 수반하여, 그 내부에 내장된 전자 부품은 대용량화ㆍ고집적화가 진행되고 있으며, 이에 의해 전자제품에서는 많은 열이 발생하고 있다.　발생한 열은 제품의 수명을 단축하거나 고장, 오동작을 유발하며, 심한 경우에는 폭발이나 화재의 원인이 되기도 한다.　 특히, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), LCD 모니터 등에서는 선명도, 색상도 등을 떨어뜨려 제품에 대한 신뢰성과 안정성을 저하시키고 있다.　따라서 제품 내부에서 발생한 열은 외부로 방출되거나 자체 냉각되어야 한다.

이에 따라, 방열성을 위한 베이스 기재로서 그래파이트 시트(graphite sheet)를 주로 사용하고 있다.　그래파이트 시트는 경량이고 슬림하면서도, 무엇보다 열전도도가 구리(Cu) 이상으로 매우 높아, 전자 회로를 구성하는 기판과 기판 사이, 플라즈마 텔레비전 등을 구성하는 PDP 등에 유용하게 사용되고 있다.

그러나 그래파이트 시트는 점(접)착제를 이용하여 발열 부품에 부착하는 경우, 점(접)착 계면에서 탄소 결정의 이탈로 쉽게 벗겨지는 문제점이 있다. 또한 그래파이트 시트를 이용한 종래의 방열 시트는 층간 분리가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 금속박막에 증착 방식으로 방열층을 형성하여, 층간 박리현상 개선뿐만 아니라 우수한 열전도도 및 열 방출 효율을 가지는 시트를 개발하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에서는 접착제를 사용하지 않고 증착 방식으로 방열층이 형성된 금속박막을 베이스 기재로 구성함으로써, 층간 박리현상 개선 및 획기적인 두께 감소를 동시에 구현할 수 있는 금속 복합시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 금속 복합시트와 커버레이를 일체화되도록 구성함으로써, 방열 기능과 커버레이 기능을 동시에 할 수 있을 뿐 아니라 롤투롤 방식으로 손쉽게 적용될 수 있는 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 금속 복합시트 및 이를 포함하는 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 제1금속박막; 상기 제1금속박막의 일면 또는 양면에 형성된 방열층; 상기 방열층 상에 배치된 접착층; 및 상기 접착층에 배치된 제2금속박막을 포함하는 금속 복합시트를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합시트는 상기 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층과, 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 접촉하도록 일체화된 구조일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합시트는 상기 제2금속박막의 일면 또는 양면에 형성된 방열층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합시트는 상기 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층 및 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 방열층이 각각 상기 접착층과 접촉하도록 일체화된 구조일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합시트는 상기 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층과, 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 접착층이 접촉하도록 일체화된 구조일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열층은 열전도성 탄소구조체를 증착하여 형성된 것일 수 있다. 여기서, 상기 열전도성 탄소구조체는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 다이아몬드(diamond), 풀러린(fullerene), 카본블랙(carbon black) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열층은 0.1 내지 1㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합시트는 0.1 내지 1㎛ 범위의 두께 및 400 내지 1000 W/mK 범위의 열전도율을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접착층은 열전도성 필러를 포함하는 방열접착층일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예는 폴리이미드(PI)층; 상기 폴리이미드층의 상부에 형성된 접착층; 및 이형층을 포함하며, 상기 폴리이미드층의 하부에 코팅된 자성층(Polymer Magnetic Sheet Layer)을 더 포함하는 커버레이(coverlay)와, 전술한 금속 복합시트가 일체화된 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제공한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합필름은 상기 커버레이의 자성층과, 상기 금속 복합시트의 제2금속박막이 서로 접촉되어 일체화된 구조일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합필름은 상기 커버레이의 자성층의 일면과, 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 방열층이 서로 접촉되어 일체화된 구조일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 금속 복합필름은 상기 폴리이미드층과 상기 접착층이 일체화된 하나의 절연층을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 커버레이 일체형 금속 복합필름은 롤투롤(roll to roll) 방식으로 부착 가능하다.

본 발명에서는 제1금속박막; 증착으로 형성된 방열층; 접착층 및 제2금속박막을 포함하는 금속 복합시트를 구성함으로써, 층간 박리 현상 방지를 통한 원가 절감 효과 및 접착제 층 제거로 인한 두께 감소 효과가 있다.

또한 금속 복합시트와 커버레이를 일체화한 커버레이 일체형 금속 복합필름을 구성함으로써, 디스플레이 장치에 롤투롤 방식으로 손쉽게 적용될 수 있는 효과가 있다.

따라서 본 발명에 의한 금속 복합시트 및 이를 포함하는 커버레이 일체형 복합필름은 디스플레이 장치에 사용되어 슬림화 효과 및 내열 내구성의 효과를 동시에 부여할 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 금속 복합시트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 커버레이를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 커버레이 일체형 금속 복합필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명에 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1금속박막, 상기 제1금속박막의 일면 또는 양면에 형성된 방열층, 상기 방열층 상에 배치된 접착층, 및 상기 접착층에 배치된 제2금속박막을 포함하는 금속 복합시트를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 금속 복합시트는 특정 층들이 적층된 구조를 포함하며, 각 층의 내부의 열전도성, 열확산성 및 접착안정성을 확보함으로써, 상기 금속 복합시트가 장착된 디스플레이 장치에 슬림화 효과 및 내열 내구성의 효과를 동시에 부여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 복합시트(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 상기 금속 복합시트(100)는 제1금속박막(10), 방열층(21), 접착층(30) 및 제2금속박막(40)을 포함할 수 있고, 구체적으로 상기 제1금속박막(10), 방열층(21), 접착층(30) 및 제2금속박막(40)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

상기 금속박막(10, 40)은 금속 복합시트(100)의 수직 방향 열전도를 향상시키는 역할을 하는 것으로, 상기 제1금속박막(10) 및 상기 제2금속박막(40)은 방열층(21)의 양면에 위치할 수 있다.

상기 금속박막(10, 40)은 등방성의 열전도성을 가질 수 있다. 상기 금속박막(10, 40)이 등방성의 열전도성을 갖는다는 것은 방향에 따라 열전도율이 다르지 않은 것을 의미하며, 이로써 상기 금속박막(10, 40)은 모든 방향으로 균일한 열전도성을 가질 수 있다.

상기 금속박막(10, 40)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 주석(Sn), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W), 철(Fe), 및 이들의 조합에서 선택된 금속의 박막일 수 있으며, 바람직하게는, 알루미늄(Al) 또는 동(Cu)의 박막일 수 있다.

방열층(21)은 열전도성 탄소구조체를 증착하여 형성된 층으로서, 수평방향으로의 열전도성이 우수한 특성을 가질 수 있다.

방열층(21)의 열전도성 탄소구조체는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 다이아몬드(diamond), 풀러린(fullerene), 카본블랙(carbon black) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 방열층(21)은 그래파이트 또는 그래핀을 포함할 수 있고, 이 경우 이방성의 열전도성을 확보하기에 유리할 수 있다.

구체적으로, 상기 방열층(21)은 제1금속박막(10)의 표면에 상기 열전도성 탄소구조체를 스퍼터링 공정으로 증착함으로써 상기 열전도성 탄소구조체를 수평 방향으로 눕게 만들 수 있고, 이로써 상기 방열층(21)은 수평 열전도율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

상기 방열층(21)은 상기 열전도성 탄소구조체를 증착하여 형성되므로 층간 분리 현상을 개선할 수 있을 뿐 아니라, 시트 형태로 부착하여 형성되는 경우에 비해 그 두께가 감소될 수 있다.

예를 들면, 종래에 시트 형태로 부착하여 형성되는 경우에 방열층의 두께는 대략 17㎛ 정도인 데 비해, 본 발명에서와 같이 증착하여 형성되는 경우에 방열층의 두께는 1㎛ 정도로 현저하게 감소된다.

상기 접착층(30)은 별도로 형성되는 방열층(21)과 제2금속박막(40) 사이에 접착제 역할을 할 수 있다. 이때, 접착층(30)은 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

또한, 상기 접착층(30)은 접착제 역할을 하는 동시에 발열 대상체에서 발생하여 전달된 열을 골고루 방출하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 접착층(30)은 상기 방열층(21)으로부터 전도받은 열을 외부, 즉 제2금속박막(40) 쪽으로 전달하는 역할을 할 수 있다.

구체적으로, 상기 접착층(30)은 에폭시계 접착 수지 및 열전도성 필러를 포함할 수 있고, 이로써 접착성 및 우수한 열전도성을 동시에 확보할 수 있다.

상기 접착층(30)의 에폭시계 접착 수지는 당 업계에서 접착제 성분으로서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로 비스케놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 디시클로펜타젠형 에폭시 수지, 트리스페닐메탄형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지 및 수소 첨가 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기 에폭시계 접착 수지는 우수한 접착성을 확보하기 위해서 고무 변성 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다. 이러한 고무 변성 에폭시 수지는 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 카복시 말단 부타디엔-아크릴로니트릴(CBTN) 고무, 에폭시 말단 부타디엔-아크릴로니트릴(ETBN) 고무 및 아민 말단 부타디엔-아크릴로니트릴(ATBN) 고무 등을 들 수 있다.

또한, 상기 접착층(30)의 열전도성 필러는 니켈, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT), 그래파이트(graphite), 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 탄화규소, 질화규소, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화규소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있고, 열전도도가 우수한 질화알루미늄 또는 질화붕소를 사용함으로써 상기 접착층이 우수한 접착성과 열전도성을 동시에 확보할 수 있다.

상기 접착층(30)은 상기 에폭시계 접착 수지 100 중량부에 대하여, 상기 열전도성 필러를 약 30 중량부 내지 약 50 중량부 포함할 수 있다. 상기 열전도성 필러의 함량이 약 30 중량부 미만인 경우에는 열전도도가 낮아져 상기 접착층(30)이 제2금속박막(40)에 부착되는 경우 열의 방출이 어려우며, 약 50 중량부를 초과하는 경우에는 상기 제2금속박막(40)과의 계면 접착력이 낮아져 열전도도가 낮은 공기층이 많아지고, 방열 효과가 저하되는 문제가 있다.

즉, 상기 열전도성 필러가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 상기 제2금속박막(40)과 적절한 계면 접착력을 확보할 수 있고, 동시에 열전도도가 낮은 공기층을 줄여 주어 제2금속박막(40)에 부착되어 이를 통한 외부로의 열 방출 효과를 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 상기 접착층(30)의 두께는 약 5㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 상기 접착층(30)이 상기 범위의 두께를 유지함으로써 제2금속박막(40)에 부착 시 우수한 부착력이 유지되며, 동시에 상기 제2금속박막(40)을 통한 열 방출 효과를 향상시킬 수 있다.

전술한 제1금속박막(10), 방열층(21), 접착층(30) 및 제2금속박막(40)을 포함하는 본 발명에 따른 금속 복합시트(100)는, 상기 방열층(21)이 이방성 열전도성을 갖고 상기 금속박막(10, 40)이 등방성의 열전도성을 가질 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 금속 복합시트(100)는 400 내지 1000 W/mK 범위의 열전도율을 가질 수 있다.

또한, 종래의 방열층을 시트 형태로 형성하는 데 비해 본 발명에 따른 방열층(21)은 그 두께가 감소될 뿐 아니라, 제1금속박막(10)과 방열층(21) 사이에 접착제 층이 생략됨으로 인한 두께 감소로 인해 슬림화 효과를 가질 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 금속 복합시트(100)는 25 내지 30㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 금속 복합시트의 일례들을 도시한 것이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 금속 복합시트(11, 120, 130, 140)는, 도 1에서 전술한 금속 복합시트(100)에 비해 방열층이 추가로 더 포함된다는 점을 제외하고는 동일하다. 따라서 동일한 구성에 대해서는 명세서의 간결성을 위해 중복 설명은 생략한다.

먼저, 도 2는 도 1의 금속 복합시트(100)에 비해 하나의 방열층(22)을 추가로 더 포함하는 금속 복합시트(110)를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 금속 복합시트(110)는 제1금속박막(10), 상기 제1금속박막(10)의 양면에 형성된 방열층(21, 22), 접착층(30) 및 제2금속박막(40)을 포함한다. 즉, 상기 제1금속박막(10)의 상면에 형성된 방열층(22)을 더 포함하는 구조를 가진다.

여기서, 상기 접착층(30)은 양면에 방열층(21, 22)이 형성된 제1금속박막(10)과 제2금속박막(40) 사이, 구체적으로 제1금속박막(10)의 하면에 형성된 방열층(21)과 제2금속박막(40) 사이에 접착제 역할을 할 수 있다.

도 3은 도 1의 금속 복합시트(100)에 비해 두 개의 방열층(22, 23)을 추가로 더 포함하는 금속 복합시트(120)를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 금속 복합시트(120)는 제1금속박막(10), 상기 제1금속박막(10)의 양면에 형성된 방열층(21, 22), 접착층(30), 제2금속박막(40) 및 상기 제2금속박막(40)의 상면에 형성된 방열층(23)을 포함한다.

여기서, 상기 접착층(30)은 양면에 방열층(21, 22)이 형성된 제1금속박막(10)과 상면에 방열층(23)이 형성된 제2금속박막(40) 사이에 접착제 역할을 한다. 구체적으로 상기 접착층(30)은 제1금속박막(10)의 하면에 형성된 방열층(21)과 제2금속박막(40)의 상면에 형성된 방열층(23) 사이에 접촉하여 일체화시키는 접착제 역할을 할 수 있다.

도 4는 도 1의 금속 복합시트(100)에 비해 두 개의 방열층(22, 24)을 추가로 더 포함하는 금속 복합시트(130)를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 금속 복합시트(130)는 제1금속박막(10), 상기 제1금속박막(10)의 양면에 형성된 방열층(21, 22), 접착층(30), 제2금속박막(40) 및 상기 제2금속박막(40)의 하면에 형성된 방열층(24)을 포함한다.

여기서, 상기 접착층(30)은 양면에 방열층(21, 22)이 형성된 제1금속박막(10)과 하면에 방열층(24)이 형성된 제2금속박막(40) 사이에 접착제 역할을 한다. 구체적으로 상기 접착층(30)은 제1금속박막(10)의 하면에 형성된 방열층(21)과 제2금속박막(40) 사이에 위치하여 접착제 역할을 할 수 있다.

도 5는 도 1의 금속 복합시트(100)에 비해 세 개의 방열층(22, 23, 24)을 추가로 더 포함하는 금속 복합시트(140)를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 금속 복합시트(140)는 제1금속박막(10), 상기 제1금속박막(10)의 양면에 형성된 방열층(21, 22), 접착층(30), 제2금속박막(40) 및 상기 제2금속박막(40)의 양면에 형성된 방열층(23, 24)을 포함한다.

여기서, 상기 접착층(30)은 양면에 방열층(21, 22)이 형성된 제1금속박막(10)과 양면에 방열층(23, 24)이 형성된 제2금속박막(40) 사이에 접착제 역할을 한다. 구체적으로 상기 접착층(30)은 제1금속박막(10)의 하면에 형성된 방열층(21)과 제2금속박막(40)의 상면에 증착된 방열층(23) 사이에 위치하여 상기 제1금속박막(10)과 상기 제2금속박막(40)을 일체화시키는 역할을 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 복합시트는 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층(21)을 포함하는 구조(도 1), 제1금속박막의 양면에 형성된 방열층(21, 22)을 포함하는 구조(도 2), 제1금속박막의 양면에 형성된 방열층(21, 22)과 제2금속박막의 일면에 형성된 방열층(23 또는 24)을 포함하는 구조(도 3, 도 4), 제1금속박막의 양면에 형성된 방열층(21, 22)과 제2금속박막의 양면에 형성된 방열층(23, 24)을 포함하는 구조(도 5)를 가질 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 금속 복합시트는 증착 방식으로 형성된 방열층을 가짐으로써 층간 박리현상이 개선되고 두께가 감소될 뿐 아니라, 각 층 사이에 방열층을 포함함으로써 총 두께에 영향을 미치지 않으면서도 우수한 열전도도를 가질 수 있다.

결론적으로, 본 발명에 따른 금속 복합시트는 슬림한 공간 내에서 열전도의 균일성 및 분포성이 향상될 수 있고, 이를 포함하는 디스플레이 장치에 우수한 방열 효과 및 슬림화 효과를 동시에 부여할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 금속 복합시트가 디스플레이 장치 내에 적용된 예를 들어 설명하고자 한다. 다만, 본 발명에 따른 금속 복합시트의 적용대상은 하기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 디스플레이 장치 또는 전자 장치 내의 다양한 위치에 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예는 커버레이와 전술한 금속 복합시트가 일체화된 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제공한다.

이때, 커버레이(coverlay)는 폴리이미드(polyimide) 필름에 접착제가 코팅된 복합 필름 또는 이에 더하여 이형필름까지 합친 것을 일컫는데, 주로 에칭된 FPCB(flexible Printed Circuit Board) 회로의 노출면을 보호하고 절연하기 위한 용도로 사용된다.

도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 커버레이 일체형 금속 복합필름을 보다 상세히 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 커버레이의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 커버레이 일체형 금속 복합필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.

먼저, 도 1 및 도 6과 함께 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 커버레이 일체형 금속 복합필름(300)은 도 1의 금속 복합시트(100)와 도 6의 커버레이(200)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 커버레이 일체형 금속 복합필름(300)은 제1금속박막(10), 방열층(21), 접착층(30), 제2금속박막(40), 자성층(50), 폴리이미드층(60), 접착층(70) 및 이형층(80)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

폴리이미드층(60)은 커버레이의 기재필름으로서, 자성층(50)을 코팅하기 위한 지지체 역할을 한다.

자성층(50)은 폴리이미드층(60)의 상부에 소정의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대, 자성 입자를 포함하는 액상 조성물을 제조하여 그 제조한 액상 조성물을 폴리이미드층(60)의 하부에 도포함으로써, 자성층(50)을 형성하게 된다.

이러한 자성층(50)은 Fe-Si-Al계 합금(Sendust), Fe-Si-Cr계 합금, 하이플럭스(Highflux), 퍼멀로이(Permalloy) 합금, Ni-Zn 페라이트(Ferrite), Mn-Zn 페라이트(Ferrite)로 이루어진 군으로부터 선택된 자성 입자를 포함하고, 에폭시계, 페녹시계, 아크릴계, 멜라민계, 실리콘계, 불소계, 폴리아마이드계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리염화비닐계 수지로부터 선택된 적어도 하나 이상의 성분을 바인더로 포함할 수 있다.

상기와 같이, 폴리머 성분을 바인더로 하고 자성 입자를 포함하여 형성되는 자성층(50)은 PMS층(Polymer Magnetic Sheet Layer)라고도 한다.

접착층(70)은 폴리이미드층(60)의 하부에 소정의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대, 절연 특성을 지닌 액상 조성물을 제조하여 그 제조한 액상 조성물을 폴리이미드층(60)의 하부에 소정의 두께로 코팅함으로써, 접착층(70)을 형성하게 된다.

이형층(80)은 라미네이팅으로 접착층(70)의 하부에 형성될 수 있는데, 이형지(release paper) 또는 이형PET(Polyethylene terephthalate) 필름을 사용할 수 있다.

이렇게 자성층(50), 절연 특성을 지닌 폴리이미드층(60), 접착층(70) 및 이형층(80)으로 구성된 커버레이(200)와 금속 복합시트(100)의 제2금속박막(40)이 서로 접촉되도록 일체화시킴으로써, 커버레이 일체형 금속 복합필름(300)을 형성할 수 있다.

한편, 전술한 커버레이 일체형 금속 복합필름(300)에서 상기 폴리이미드층(60)과 상기 접착층(70)이 일체화되어 하나의 절연층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 폴리이미드층(60)이 생략되어 상기 접착층(70)이 절연층 역할을 할 수도 있다.

도 7은 도 6에 도시된 본 발명에 따른 커버레이(200)에서 폴리이미드층(60)이 생략된 구조를 가지는 커버레이(210)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1 및 도 7과 함께 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 커버레이 일체형 금속필름(310)은 도 1의 금속 복합시트(100)와 도 7의 커버레이(210)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 커버레이 일체형 금속 복합필름(310)은 제1금속박막(10), 방열층(21), 접착층(30), 제2금속박막(40), 자성층(50), 접착층(70) 및 이형층(80)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

도 9에 도시된 본 발명에 따른 커버레이 일체형 금속필름(310)은, 도 8의 커버레 이일체형 금속필름(300)에 비해, 폴리이미드층(60)이 생략된 점을 제외하고는 동일한 구성을 가지므로 명세서 간결성을 위해 중복설명은 생략한다.

본 발명에 따른 상기 커버레이 일체형 금속 복합필름은, 상기 금속 복합시트와 커버레이가 일체화된 필름이 장착된 디스플레이 장치에 슬림화 효과 및 내열 내구성의 효과를 동시에 부여할 수 있을 뿐 아니라, 상기 금속 복합필름은 롤투롤 방식으로 적용 가능하다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 제한되는 것은 아니다.

[ 실시예 1]

1-1. 금속 복합시트

먼저, 두께 12㎛의 제1동박(Cu)을 준비하고, 상기 제1동박의 한 면에 그래파이트를 스퍼터링 조건으로 증착시켜 1㎛의 그래파이트층이 증착된 제1동박을 얻었다.

두께 9㎛의 제2동박(Cu)을 준비하고, 상기 제2동박의 한 면에 에폭시 조성을 가지는 접착제 조성물 1을 5㎛의 두께로 코팅한 후 건조 시켜 접착층을 형성하였다.

제1동박에 증착된 방열층의 표면과 제2동박에 형성된 접착층의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 제1동박(12㎛), 그래파이트층(1㎛), 접착층(5㎛) 및 제2동박(9㎛)이 순차적으로 적층된 두께 27㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

1-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

폴리이미드층(12㎛) 일면에 PMS층(50㎛)을 코팅한 후 건조하고, 반대면에 접착층(18㎛)을 순차적으로 코팅/건조하여 두께 80㎛의 커버레이를 제조하였다.

커버레이의 PMS층의 표면과, 1-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 107㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 2]

2-1. 금속 복합시트

제1동박의 양면에 그래파이트를 증착시킨 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 그래파이트층(1㎛), 제1동박(12㎛), 그래파이트층(1㎛), 접착층(5㎛) 및 제2동박(9㎛)이 순차적으로 적층된 두께 28㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

2-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 커버레이의 PMS층에, 2-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 108㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 3]

3-1. 금속 복합시트

제1동박의 양면 및 제2동박의 상면에 그래파이트를 증착시킨 후, 제1동박의 일면에 증착된 방열층의 표면과 제2동박의 상면에 증착된 방열층의 표면을 접착층으로 일체화시킨 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 그래파이트층(1㎛), 제1동박(12㎛), 그래파이트층(1㎛), 접착층(5㎛), 그래파이트층(1㎛) 및 제2동박(9㎛)이 순차적으로 적층된 두께 29㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

3-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 커버레이의 PMS층에, 3-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 109㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 4]

4-1. 금속 복합시트

제1동박의 양면 및 제2동박의 하면에 그래파이트를 증착시킨 후, 제1동박의 일면에 증착된 방열층의 표면과 제2동박에 형성된 접착층의 표면을 일체화시킨 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 그래파이트층(1㎛), 제1동박(12㎛), 그래파이트층(1㎛), 접착층(5㎛), 제2동박(9㎛) 및 그래파이트층(1㎛)이 순차적으로 적층된 두께 29㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

4-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 커버레이의 PMS층에, 4-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 하면에 증착된 그래파이트층의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 109㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 5]

5-1. 금속 복합시트

제1동박의 양면 및 제2동박의 양면에 그래파이트를 증착시킨 후, 제1동박의 일면에 증착된 방열층의 표면과 제2동박의 상면에 증착된 방열층의 표면을 접착층으로 일체화시킨 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 그래파이트층(1㎛), 제1동박(12㎛), 그래파이트층(1㎛), 접착층(5㎛), 그래파이트층(1㎛), 제2동박(9㎛) 및 그래파이트층(1㎛)이 순차적으로 적층된 두께 30㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

5-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 커버레이의 PMS층에, 5-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 하면에 증착된 그래파이트층의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 110㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 6]

6-1. 금속 복합시트

실시예 1과 동일한 방법으로 두께 27㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

6-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

PMS층(50㎛) 및 접착층(18㎛)이 적층된 두께 68㎛의 커버레이를 제조하였다.

커버레이의 PMS층의 표면과, 6-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 95㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 7]

7-1. 금속 복합시트

실시예 2와 동일한 방법으로 두께 28㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

7-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

실시예 6과 동일한 방법으로 두께 68㎛의 커버레이를 제조하였다.

커버레이의 PMS층의 표면과, 7-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 96㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 8]

8-1. 금속 복합시트

실시예 3과 동일한 방법으로 두께 29㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

8-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

커버레이의 PMS층의 표면과, 8-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 97㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 9]

9-1. 금속 복합시트

실시예 4와 동일한 방법으로 두께 29㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

9-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

커버레이의 PMS층의 표면과, 9-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 하면에 증착된 그래파이트층의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 97㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실시예 10]

10-1. 금속 복합시트

실시예 5와 동일한 방법으로 두께 30㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

10-2. 커버레이 일체형 금속 복합필름

실시예 6과 동일한 방법으로 두께 68㎛의 커버레이를 제조하였다. 커버레이의 PMS층의 표면과, 10-1에서 제조한 금속 복합시트의 제2동박의 하면에 증착된 그래파이트층의 표면이 접촉하도록 일체화시켜 두께 98㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 비교예 1]

통상적으로 사용되고 있는 두께 17㎛의 그래파이트 시트 제품을 구입하여 그래파이트층 대신에 접착제를 사용하여 방열층을 형성한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제1동박(12㎛), 접착층(5㎛), 그래파이트층(17㎛), 접착층(5㎛) 및 제2동박(9㎛)이 순차적으로 적층된 두께 47㎛의 금속 복합시트를 제조하였다.

실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 두께 80㎛의 커버레이에, 앞서 제조한 두께 47㎛의 금속 복합시트를 일체화시켜 두께 128㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 비교예 2]

실시예 6과 동일한 방법으로 제조한 68㎛의 커버레이에, 비교예 1에서 제조한 두께 47㎛의 금속 복합시트를 일체화시켜 두께 116㎛의 커버레이 일체형 금속 복합필름을 제조하였다.

[ 실험예 1]

실시예 1 내지 실시예 10과, 비교예 1 및 비교예 2에서 각각 제조된 금속 복합시트 및 금속 복합필름에 대하여 하기 실험을 하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

1) 방열층 두께

2) 금속 복합시트 두께

3) 커버레이 두께

4) 열전도율

	방열층 (㎛)	금속 복합시트 (㎛)	커버레이 (㎛)	금속 복합필름^* (㎛)	열전도율 (W/mK)
실시예 1	1	27	80	107	500
실시예 2	1*2	28	80	108	520
실시예 3	1*3	29	80	109	540
실시예 4	1*3	29	80	109	540
실시예 5	1*4	30	80	110	560
실시예 6	1	27	68	95	450
실시예 7	1*2	28	68	96	470
실시예 8	1*3	29	68	97	490
실시예 9	1*3	29	68	97	510
실시예 10	1*4	30	68	98	530
비교예 1	17	48	80	128	950
비교예 2	17	48	68	116	930

*: 이형층 두께를 제외한 금속 복합필름의 두께

실험 결과, 본 발명의 금속 복합시트는 층간 분리 현상이 개선되고, 획기적으로 감소한 두께에도 불구하고 열전도율을 유지하여 우수한 방열 특성을 보였다. 따라서 소형, 경량의 신규 디스플레이 장치에 슬림화 효과 및 내열 내구성의 효과를 부여할 수 있는 구성 재료로서 사용될 것으로 판단된다.

100, 110, 120, 130, 140: 금속 복합시트
200, 210: 커버레이
300, 310: 커버레이 일체형 금속 복합필름
10: 제1금속박막 21, 22, 23, 24: 방열층
30: 접착층 40: 제2금속박막
50: 자성층 60: 폴리이미드층
70: 접착층 80: 이형층

Claims

제1금속박막;
상기 제1금속박막의 일면 또는 양면에 형성된 방열층;
상기 방열층 상에 배치된 접착층; 및
상기 접착층에 배치된 제2금속박막
을 포함하는 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층과, 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 접착층이 접촉하도록 일체화된 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 제2금속박막의 일면 또는 양면에 형성된 방열층을 더 포함하는 금속 복합시트.
제3항에 있어서,
상기 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층 및 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 방열층이 상기 접착층과 접촉하도록 일체화된 금속 복합시트.
제3항에 있어서,
상기 제1금속박막의 일면에 형성된 방열층과, 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 접착층이 접촉하도록 일체화된 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 방열층은 열전도성 탄소구조체를 증착하여 형성된 금속 복합시트.
제6항에 있어서,
상기 열전도성 탄소구조체는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 다이아몬드(diamond), 풀러린(fullerene), 카본블랙(carbon black) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 방열층은 0.1 내지 1㎛ 범위의 두께를 갖는 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 금속 복합시트는 25 내지 30㎛ 범위의 두께를 갖는 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 금속 복합시트는 400 내지 1000 W/mK 범위의 열전도율을 갖는 금속 복합시트.
제1항에 있어서,
상기 접착층은 열전도성 필러를 포함하는 방열접착층인 금속 복합시트.
제11항에 있어서,
상기 열전도성 필러는 산화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 금속 복합시트.
폴리이미드(PI)층; 상기 폴리이미드층의 상부에 형성된 접착층; 및 이형층을 포함하며, 상기 폴리이미드층의 하부에 코팅된 자성층(Polymer Magnetic Sheet Layer)을 더 포함하는 커버레이(coverlay)와,
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 금속 복합시트가 일체화된 커버레이 일체형 금속 복합필름.
제13항에 있어서,
상기 커버레이의 자성층의 일면과, 상기 제2금속박막의 일면이 서로 접촉되어 일체화된 커버레이 일체형 금속 복합필름.
제13항에 있어서,
상기 커버레이의 자성층의 일면과, 상기 제2금속박막의 일면에 형성된 방열층이 서로 접촉되어 일체화된 커버레이 일체형 금속 복합필름.
제13항에 있어서,
상기 폴리이미드층과 상기 접착층이 일체화된 하나의 절연층을 포함하는 커버레이 일체형 금속 복합필름.
제13항에 있어서,
상기 필름은 롤투롤(roll-to-roll) 공정으로 부착 가능한 커버레이 일체형 금속 복합필름.