KR101223858B1

KR101223858B1 - 방열시트

Info

Publication number: KR101223858B1
Application number: KR1020110013855A
Authority: KR
Inventors: 이무균
Original assignee: 이무균
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: KR20120094380A

Abstract

본 발명은 방열점착층이 디스플레이 전체와 부착되더라도 디스플레이의 열이 전도되는 것을 차단하지 않고 전도층으로 전달하는 브리지 역할을 수행하고, 전도 받은 열을 다시 외부로 빠르게 방출하여 냉각성을 높이면서 얇은 두께와 경량화를 구현할 수 있도록 한 방열시트에 관한 것으로서,
방열 대상체인 디스플레이와 부착할 수 있도록 구비하는 방열점착층과, 상기 방열점착층의 외측에 디스플레이에서 발생하는 열을 신속하게 전도 받을 수 있도록 구비하는 전도층과, 상기 전도층의 외측에 구비하여 전도층이 전도 받은 열을 신속하게 외부로 디스플레이의 수직방향과 수평방향으로 배출하는 방열층으로 구성하는 것이 특징이다.

Description

방열시트{THERMEL CONDUCTIVE AND EMITTING SHEET}

본 발명은 방열시트에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 디스플레이를 구성하는 글래스와 방열판(Heat Spreader) 사이에 장착하여 디스플레이에서 발생 되는 열을 효율적으로 수직방향과 수평방향으로 신속하게 방열시켜 냉각성 향상으로 제품의 품질과 내구성을 높일 수 있도록 개선한 방열시트의 제공에 관한 것이다.

일반적으로, 텔레비젼에 사용되는 PDP(Plasma Display Panel) 또는 텔레비젼과 휴대용 단말기에 적용되는 유기발광다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)는 LCD에 비하여 무게를 1/3수준으로 줄일 수 있고, 특히 유기발광다이오드의 경우에는 고온과 저온에서 색 재현성이 동일하고, 빠른 응답속도를 가지고 있으며 동영상 콘텐츠의 활성화로 인해 LCD보다 응답속도가 1,000배가량 빠른 특성에 의하여 근자에 들어 상용화에 이르고 있는 실정이다.

상기와 같은 플라즈마 글래스와 유기발광다이오드를 포함하는 디스플레이의 동작 온도는 보편적으로 90℃ 이하이며, 방전영역과 비방전영역 온도차가 10℃ 이상이 되면 플라즈마 글래스에 균열이 발생하게 된다.

상기와 같은 디스플레이에서 발생하는 고열을 동력을 이용하지 않고 신속하게 수평방향과 수직방향을 통하여 외부로 방열시키기 위한 냉각수단으로 방열시트가 사용되고 있으며, 종래 기술이 적용되는 일반적인 방열시트를 도 5를 통하여 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술이 적용되는 방열시트(1)는, 실리콘에 방열재로 열전도성이 우수한 흑연(Graphite)을 포함하는 시트체(2)로 구성하고, 대상 디스플레이와 동일한 크기로 재단한 후 시트체(2)의 어느 한 면 가장자리에는 고정수단으로 양면테이프(3)를 부착하여 구성하고 있다.

상기와 같은 종래 기술의 방열시트는, 실리콘과 흑연(Graphite)을 강력한 힘으로 압연 되어 시트(Sheet) 상태로 형성하기 때문에 아무리 얇은 두께로 만든다 하여도 최소두께가 1㎜ 이상이기 때문에 박형이면서 경량화를 추구하는 디스플레이의 목적에 부합되지 못하고 있는 실정이다.

특히 휴대폰이나 피디에이(PDA) 등과 같은 휴대용단말기에 적용하고자 할 경우에는 1㎜의 두께는 제품의 전체 두께에서 상당한 비중을 차지하기 때문에 날로 초소형이면서 박형으로 진화하는 데 큰 지장을 초래하게 됨은 물론, 흑연으로 이루어진 방열시트가 전량 수입에 의존하고 있는 실정이기 때문에 고가여서 제품의 가격에 상당한 영향을 미처 대외적인 가격경쟁력이 취약하게 되는 원인이 되고 있는 실정이다.

또한, 방열시트를 대상체인 디스플레이와 결합(부착)하고자 할 경우에는 방열시트의 가장자리에 부착된 양면테이프를 이용하게 되므로, 양면테이프가 부착된 부분은 디스플레이의 열을 전도 받아 방열하는 것이 차단되므로 전체적으로 고른 방열이 어렵게 된다.

그리고, 방열시트에 부착된 양면테이프는 시간이 경과 하면서 디스플레이에서 발생하는 열에 의하여 경화되거나 접착력이 저하되면서 박리 되는 현상이 발생하여 방열시트와 디스플레이가 견고한 상태의 접착을 유지하지 못하게 되므로 결국에는 방열기능을 상실하게 되는 원인이 된다.

뿐만 아니라, 디스플레이와 방열시트 사이에 양면테이프에 의하여 얇은 공기층이 형성되어 디스플레이에서 발생하는 열이 방열시트로 전달되는 것을 차단하게 되므로 결국에는 디스플레이의 열을 방열시트를 통하여 수직방향과 수평방향을 통하여 외부로 배출하는 기능을 수행하지 못하게 되는 결과를 가져오게 되므로 방열시트 본래의 목적을 달성할 수 없게 되므로 텔레비젼 또는 휴대용단말기의 품질과 내구성에 좋지 않은 영향을 미치게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 방열 대상체인 디스플레이와 부착할 수 있도록 구비하는 방열점착층과, 상기 방열점착층의 외측에 디스플레이에서 발생하는 열을 신속하게 전도 받을 수 있도록 구비하는 전도층과, 상기 전도층의 외측에 구비하여 전도층이 전도 받은 열을 신속하게 외부로 디스플레이의 수직방향과 수평방향으로 배출하는 방열층으로 구성하여,

카본나노튜브와 박판 알루미늄을 이용하여 방열점착층이 디스플레이 전체와 부착되더라도 디스플레이의 열이 전도되는 것을 차단하지 않고 전도층으로 전달하는 브리지 역할을 수행하고, 전도 받은 열을 다시 외부로 빠르게 방출하여 냉각성을 높이면서 얇은 두께와 경량화를 구현할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 방열시트를 개선하여 디스플레이에서 발생하는 열을 알루미늄을 통하여 전도 받아 카본나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)를 통하여 외부로 수직방향과 수평방향으로 신속하게 배출하여 방열할 수 있도록 하는 것은 물론, 디스플레이와 부착되는 점착제에도 카본나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)를 포함시켜 도전성과 내열성을 가지도록 함으로서 점착제에 의하여 디스플레이의 열이 차단되는 것을 방지함과 아울러 열에 의하여 방열시트가 박리 되는 것을 방지할 수 있게 함으로서 방열시트 본래의 목적을 충실하게 달성하여 텔레비젼 또는 휴대용단말기의 냉각성능을 극대화하면서 경량화와 슬림화에 기여할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 방열시트를 도시한 일부생략 상태의 파절 사시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 방열시트를 발췌하여 도시한 단면 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 방열시트의 다른 예를 도시한 일부생략 상태의 파절 사시도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 다른 예의 방열시트를 발췌하여 도시한 단면 구성도.
도 5는 종래 기술이 적용된 방열시트를 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 방열시트를 도시한 일부생략 상태의 파절 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 방열시트를 발췌하여 도시한 단면 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 방열시트의 다른 예를 도시한 일부생략 상태의 파절 사시도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 다른 예의 방열시트를 발췌하여 도시한 단면 구성도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 방열시트(100)는, 방열 대상체인 텔레비젼 또는 휴대용단말기의 디스플레이와 부착할 수 있도록 방열점착층(110)을 구비하고, 상기 방열점착층(110)에는 실질적으로 디스플레이와 부착하기 전까지 점착상태를 유지할 수 있도록 박리지(111)로 마감됨은 당연할 것이다.

상기 방열점착층(110)의 외측(디스플레이와 부착되는 반대 위치)에는 디스플레이에서 발생하는 열을 신속하게 전도받기 위한 전도층(120)을 구비하고, 상기 전도층(120)의 외측에는 전도층(120)이 전도 받은 열을 신속하게 외부로 디스플레이의 수직방향과 수평방향으로 배출하기 위한 방열층(130)을 형성하여 구성한다.

상기 방열점착층(110)은, 산업계에서 통상적으로 사용되는 아크릴계 점착제 등을 사용하고, 상기 점착제에는 디스플레이에서 발생하는 열이 전도층(120)으로 전달될 수 있도록 카본나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)를 포함하여 도전성을 가지면서 내열성을 가지도록 한다.

상기 카본나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)의 함량은 점착제 전체에 대하여 3 ∼ 10％의 비율을 가지도록 하는 데, 카본나노튜브가 3％ 이하일 경우에는 디스플레이의 열을 전도층(120)으로 전달하지 못하게 되고, 카본나노튜브가 10％ 이상일 경우에는 점착력이 저하되어 디스플레이와 견고한 부착력을 유지할 수 없게 된다.

상기 전도층(120)은, 방사율은 낮으나 우수한 열전도성을 가지는 박판의 알루미늄을 사용하여 신속하게 디스플레이의 열을 전도 받을 수 있도록 한다.

상기 방열층(130)은, 카본나노튜브를 용제(에탄올계)를 이용하여 전도층(120)의 표면에 고른 두께를 가지도록 코팅을 수행하여 전도층(120)이 전도 받은 열을 외부로 신속하게 배출할 수 있도록 한다.

상기 방열점착층(110)과 방열층(130)의 두께는 약 20㎛을 유지하고, 전도층(120)의 두께는 약 30 ∼ 70㎛의 두께를 유지하도록 하는 데, 디스플레이의 용도에 따라 휴대용단말기의 경우에는 얇은 두께를 가지도록 하고 텔레비젼과 같은 대형 디스플레이의 경우에는 두꺼운 두께를 가지도록 하여 디스플레이의 크기에 맞게 열전도성을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 예로서는, 방열점착층(110)과 전도층(120)을 가지는 방열층(130)의 다른 면, 즉 전도층(120)이 구비되지 않는 위치의 방열층(130)에 양면 사용이 가능하도록 방열점착층(140)을 더 가지도록 방열시트(100)를 구성하여도 무방할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 방열시트(100)의 방열작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

방열 대상체인 디스플레이에 방열시트(100)를 부착함으로써 디스플레이에서 발생하는 열을 신속하게 외부로 디스플레이의 수직방향 또는 수평방향으로 배출하게 된다.

먼저, 방열점착층(110)의 박리지(111)를 분리한 후 방열점착층(110)을 대상체인 디스플레이와 긴밀한 상태로 부착시키면 되는 데, 이러한 상태에서 디스플레이에서 발생하는 열을 방열점착층(110)을 통하여 전도층(120)으로 신속하게 전달되고, 전도층(120)이 전도 받은 열은 전도층(120)의 외면에 구비되는 방열층(130)을 통하여 수직 및 수평방향으로 통하여 외부로 배출되는 것이다.

이를 구체적으로 살펴보면, 디스플레이와 방열점착층(110) 전체가 긴밀한 상태의 밀착이 되어 있는 상태라 하더라도 방열점착층(110)의 점착력에 지장을 주지않을 정도의 함량으로 포함되는 카본나노튜브에 의하여 디스플레이의 열이 전도층(120)으로 전달될 수 있게 된다.

이와 같이 전도층(120)으로 전달된 열은 전도층(120)을 구성하는 박판의 알루미늄이 저방사율을 가지기 때문에 자체적인 방열이 불가능하게 되나, 전도층(120)의 외부에 카본나노튜브로 코팅처리된 방열층(130)을 통하여 신속하게 방열될 수 있는 것이다.

이와 같이 방열점착층(110)에 포함되어 있고 방열층(130)을 구성하는 카본나노튜브는, 미세한 크기를 가지면서 방열점착층(110)과 방열층(130)에 고르게 분산된 상태에서 각각의 카본나노튜브가 서로 연결된 고리형태를 이루게 됨으로써 디스플레이의 열을 전도층(120)인 박판 알루미늄으로 전달하고, 전도층(120)이 전도 받은 열을 외브로 방출할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은, 카본나노튜브와 박판 알루미늄을 이용하여 방열점착층이 디스플레이 전체와 부착되더라도 디스플레이의 열이 전도되는 것을 차단하지 않고 전도층으로 전달하는 브리지 역할을 수행하고, 전도 받은 열을 다시 외부로 빠르게 방출하여 냉각성을 높이는 것은 물론, 두께를 얇게 하면서 경량화가 가능하여 디스플레이의 기술발전과 개발에 기여도가 큰 발명이다.

100; 방열시트
110,140; 방열점착층
120; 전도층
130; 방열층

Claims

방열 대상체인 디스플레이와 부착할 수 있도록 구비하는 방열점착층(110)과;
상기 방열점착층(110)의 외측에 디스플레이에서 발생하는 열을 신속하게 전도 받을 수 있도록 구비하는 전도층(120)과;
상기 전도층(120)의 외측에 구비하여 전도층(120)이 전도 받은 열을 신속하게 외부로 디스플레이의 수직방향과 수평방향으로 배출하는 방열층(130)으로 구성하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
제 1 항에 있어서;
상기 방열점착층(110)은, 점착제에 디스플레이에서 발생하는 열이 전도층(120)으로 전달될 수 있도록 카본나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)를 포함하고;
상기 카본나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)의 함량은 점착력이 저하되지 않으면서 열전도성을 가질 수 있도록 점착제 전체에 대하여 3 ∼ 10％의 비율을 함유시키는 것을 특징으로 하는 방열시트.
제 1 항에 있어서;
상기 전도층(120)은, 열전도성이 우수한 박판의 알루미늄인 것을 특징으로 하는 방열시트.
제 1 항에 있어서;
상기 방열층(130)은, 카본나노튜브를 용제를 이용하여 전도층(120)의 표면에 코팅을 수행하여 구성하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
제 1 항에 있어서;
상기 방열층(130) 중 전도층(120)이 구비되지 않는 위치에는 양면 사용이 가능하도록 방열점착층(140)을 더 가지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 방열시트.