KR102063667B1

KR102063667B1 - 디스플레이 장치용 방열유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102063667B1
Application number: KR1020160056212A
Authority: KR
Inventors: 황승재; 김문회
Original assignee: 주식회사 아모그린텍
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2020-01-08
Anticipated expiration: 2036-05-09
Also published as: KR20160131955A

Abstract

디스플레이 장치용 방열 유닛이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 방열유닛은 기재; 및 상기 기재 외부면의 적어도 일영역에 형성된 방열코팅층;을 포함하며, 상기 방열코팅층은 주제수지를 포함하는 코팅층 형성성분, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 72 중량부로 포함되는 카본계 필러, 및 방열성 및 부착성 향상을 위한 물성증진성분을 포함하는 방열 코팅조성물이 경화되어 구현된다. 이에 의하면, 방열성능이 현저히 향상됨에 따라 고휘도, 고해상도, 슬림화됨에 따라 발열문제가 심각하게 발생하는 디스플레이 장치에서 열로 인해 발광체나 디스플레이를 구성하는 타 전자부품의 오작동, 기능상실을 방지할 수 있는 동시에 우수한 방열성능이 오랫동안 지속됨에 따라 내구성이 현저히 향상된 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 장치용 방열유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{Heat sink for display apparatus and display apparatus comprising the same}

본 발명은 디스플레이 장치용 방열 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이의 종류에 관계없이 디스플레이에서 발생되는 열에 대한 방열성능이 향상되는 동시에 향상된 방열성능이 발현되는 기간이 현저히 연장됨에 따라 디스플레이 장치가 오작동 없이 기능할 수 있는 디스플레이 장치용 방열 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

현재까지 개발되어온 디스플레이는 표시패널로 광을 공급하는 별도의 광원유닛을 구비하는 수광형 디스플레이와 별도의 광을 공급하는 장치 없이도 스스로 기체방전 등의 현성을 통해 광을 자체 해결하는 발광형 디스플레이로 크게 나눌 수 있다.

먼저, 수광형 디스플레이는 그 일례로 현재 가장 널리 사용되고 있는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)가 있고, 상기 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 개재되어 있는 액정층으로 이루어지는 표시패널을 포함하여 영상을 표시하는 장치이다. 상기 표시패널은 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 이러한 표시패널로 광을 공급하는 광원유닛(Backlight Unit)이 요구된다.

상기 광원유닛에는 통상적으로 발광다이오드와 같은 발광소자가 포함되는데, 발광소자에서 출사되는 광의 강도는 표시패널의 휘도의 물성에 직접적인 영향을 미침에 따라 고효율의 발광소자를 사용하여 높은 강도의 광을 출사시키고 있는 추세에 있음에 따라 필연적으로 고온의 열이 발생하게 된다.

한편, 발광형 디스플레이는 그 일례로 플라즈마 디스플레이, OLED를 사용한 유기전계발광 디스플레이, 전기영동디스플레이 등이 있으며, 상기 플라즈마 디스플레이는 플라즈마 방전을 이용하여 화상을 표시하는 전자 장치로서, 표시패널의 방전 공간에 방전가스를 주입하고 소정의 전압을 인가하여 이들 사이에서 플라즈마 방전이 일어나도록 하고, 이 플라즈마 방전 시 발생되는 진공자외선(VUV)에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성한다. 또한 유기전계발광 디스플레이는 표시패널에 구비되는 픽셀이 유기발광소자를 통해 직접 빛을 내며, 발광되는 빛은 형광물질이나 컬러필터 등을 통해 변환되어 색이 표시된다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 구동시 전극간에 인가되는 전압은 100V 이상이며, 이와 같은 전압의 인가로 발생하는 방전 횟수로 각 셀의 휘도가 표현된다. 따라서 8 비트로 계조를 표현한다고 가정할 경우 1 프레임당 최대 255번의 방전이 일어나게 되는 것이다. 플라즈마 디스플레이 패널은 이와 같은 방전 현상에 의해 화면이 구현되기 때문에 필연적으로 고온의 열이 발생하게 된다. 또한, OLED 디스플레이 역시 표시패널에 구비되는 고효율 발광소자로 인해 고온의 열이 발생하게 된다.

상술한 바와 같이 수광형 디스플레이 및 발광형 디스플레이는 표시패널이 스스로 발광하여 영상을 시현할 수 있는지 여부에서 차이가 있을 뿐, 발광부분, 즉 수광형 디스플레이의 경우 광원을 제공하는 광원유닛, 발광형 디스플레이의 경우 표시패널에서 고온의 열이 발생하며, 이러한 열을 신속히 방열하는 것은 디스플레이의 안정적인 구동 및 수명과 직접적인 관련이 있다.

이러한 발열문제를 해결하기 위해 통상의 디스플레이들은 표시패널 또는 광원유닛의 배면에 열전도율이 높은 금속, 예를 들면 알루미늄으로 된 방열판을 부착함으로써 발광부에서 발생하는 고온의 열을 외부로 방열한다. 또한, 디스플레이의 구체적 구조에 따라 방열판 등의 방열유닛은 디스플레이의 측면에도 배치되기도 한다.

그러나 최근 디스플레이의 시장요구는 고해상도, 대형화 및 슬림화이며, 상기 고해상도의 요구는 더 높은 강도의 광이 수반되어야 함에 따라 발열이 현저히 증가한다. 또한, 상기 슬림화 추세로 인하여 디스플레이 구조설계상 베젤의 두께 감소, 디스플레이 내부의 비어있는 여유공간 감소 등에 따라 열을 방출할 수 있는 통로 확보가 매우 어렵고, 방열유닛을 더 구비시킬 수 있는 공간의 확보 또한 여의치 않은 실정이며, 이에 따라 디스플레이의 성능저하나 내구성 저하의 문제는 더더욱 심각해지고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 일방안으로 방열유닛의 표면적을 증가시켜 방열 효율을 증가시키는 시도들이 있는데, 구체적으로 돌출된 복수개의 방열핀이나 방열플레이트를 구비한 방열유닛이며, 한정된 면적 내에서 표면적을 증가시킬 수 있는 구조를 통해 발열을 증가시키고 있다. 그러나 이와 같은 방열유닛의 구조적 형상 변경을 통한 표면적의 증가는 제한된 공간 내에서 한계가 있고, 형상의 복잡성으로 인해 제조가 어려우며, 단가가 비싸고, 방열효과 역시 최근의 디스플레이에서 요구하는 수준에 도달하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 방열 문제를 해결하기 위한 다른 방안으로 방열면적을 넓히지 않고, 방열유닛의 표면을 개질시켜 방열성능 향상을 시도한 방열유닛이 연구되고 있는데, 이러한 연구의 일환으로 상기 표면 개질은 방열유닛 표면을 아노다이징 시키거나 세라믹 소재들의 방열코팅층을 형성시키는 방법들이 개시되고 있다.

그러나 종래의 표면개질된 방열유닛은 그 내구성 즉, 아노다이징 처리로 형성된 피막과 방열유닛의 계면 또는 방열코팅층과 방열유닛의 계면이 열, 수분, 충격, 유기용제 등의 외부환경에 의해 쉽게 분리되어 방열성능이 지속되기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 방열 성능 향상을 위해 탄소소재의 코팅층을 형성시키는 시도가 있었으나 탄소소재는 방열성능이 우수한데 비하여 통상의 방열유닛의 재질인 알루미늄 등과 같은 금속소재 및 코팅층을 형성시키는 수지성분들 각각은 열적특성이 다르고, 서로간에 상용성이 좋지 않아 소재들 간의 열전도가 저하되고, 접착성능이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 디스플레이 장치의 종류에 관계없이 구동 중에 열이 발생하는 디스플레이 장치에서 매우 우수한 방열효과를 달성하는 동시에 이러한 방열효과가 오랫동안 유지될 수 있는 내구성을 구비한 방열유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 개발이 시급한 실정이다.

KR 0783263B1

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 디스플레이 패널의 구체적 종류에 관계없이 매우 높은 발열이 발생하는 고해상도, 고휘도, 슬림화된 디스플레이 장치에서 소형화되고, 단순한 구조로 구현되더라도 매우 우수한 방열효과를 달성하는 동시에 이러한 방열효과가 오랫동안 유지될 수 있는 내구성을 구비한 디스플레이 장치용 방열유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기재; 및 상기 기재 외부면의 적어도 일영역에 형성된 방열코팅층;을 포함하며, 상기 방열코팅층은 주제수지를 포함하는 코팅층 형성성분, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 72 중량부로 포함되는 카본계 필러, 및 방열성 및 부착성 향상을 위한 물성증진성분을 포함하는 방열 코팅조성물이 경화되어 형성된 디스플레이 장치용 방열유닛을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 주제수지는 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 선형 지방족형(linear Aliphatic) 에폭시 수지, 고무변성 에폭시 수지 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이때, 상기 주제수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하는 글리시딜에테르형 에폭시 수지일 수 있다. 또한, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 350 ~ 600 g/eq일 수 있다.

또한, 상기 코팅층 형성성분은 산무수물계, 아민계, 이미다졸계, 폴리아미드계 및 폴리메르캅탄계 중 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 경화제를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 코팅층 형성성분은 주제수지로 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하고, 경화제로 폴리아미드계 성분을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 폴리아미드계 성분은 아민가가 180 ~ 300 mgKOH/g 인 폴리아마이드계 성분일 수 있다. 또한, 상기 폴리아미드계 성분을 포함하는 경화제는 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 45 ~ 75 중량부로 포함될 수 있다.

또한, 카본계 필러는 그라파이트 및 카본블랙 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 카본계 필러는 평균입경이 250㎚ 이하일 수 있다.

또한, 상기 카본계 필러는 D90이 260㎚ 이하일 수 있다.

또한, 상기 카본계 필러는 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 17 ~ 42 중량부로 포함될 수 있다.

또한, 상기 물성증진성분은 3-(N-아닐-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸에톡시실란, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸메톡시실란 및 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 물성증진성분은 주제수지 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다.

또한, 본 발명은 영상이 시현되는 표시패널; 및 상기 표시패널 중 영상 비표시면의 상부에 배치되는 방열유닛;을 포함하고, 상기 방열유닛은 기재 및 상기 기재 외부면의 적어도 일영역에 형성된 방열코팅층을 포함하며, 상기 방열코팅층은 주제수지를 포함하는 코팅층 형성성분, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 72 중량부로 포함되는 카본계 필러, 및 방열성 및 부착성 향상을 위한 물성증진성분을 포함하는 방열 코팅조성물이 경화되어 형성된 디스플레이 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 방열유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.

본 발명에서 사용한 용어인, 특정 일구성의“상부”, “상”, 하부 또는 “하”에 형성된 타구성의 의미는 타구성이 특정 일구성과 직접적으로 대면하여 형성되거나 일구성의 상부에 하나 이상의 다른 구성이 삽입된 후 간접적으로 형성되는 경우를 모두 포함한다.

본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이 장치용 방열유닛은 방열성능이 현저히 향상됨에 따라 고휘도, 고해상도, 슬림화됨에 따라 발열문제가 심각하게 발생하는 디스플레이 장치에서 열로 인해 발광체나 디스플레이를 구성하는 타 전자부품의 오작동, 기능상실을 방지할 수 있는 동시에 우수한 방열성능이 오랫동안 지속됨에 따라 내구성이 현저히 향상된 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이 장치용 방열유닛에 대한 다양한 구현예에 대한 사시도 및 부분단면도,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도로써, 도 5 및 도 7은 직하형 디스플레이 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 엣지형 디스플레이 장치를 나타낸 도면,
도 8은 도 6에 따른 디스플레이 장치의 광원유닛의 부분단면도,
도 9는 도 6에 따른 디스플레이 장치의 광원유닛의 평면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 분해사시도,
도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 전계발광 디스플레이 장치의 단면도,
도 12는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 단면도, 그리고
도 13 및 도 14는 본 발명의 일구현예에 포함되는 기재의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 방열유닛은 공지된 디스플레이 장치에 사용되는 방열유닛일 수 있다. 일예로, 상기 방열유닛은 디스플레이 모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출시키는 기능을 담당할 수 있다. 이때, 상기 디스플레이 모듈은 영상을 시현하는 표시패널을 포함할 수 있다. 상기 표시패널은 공지된 표시패널의 경우 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 액정표시장치(LCD) 패널, 전계방출 표시장치(FED) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계발광 표시장치(ELD) 패널, 진공형광 표시장치(VFD) 패널 또는 전기영동 표시소자(EPD) 패널일 수 있다. 상기 각 표시패널은 공지된 구성을 그대로 채용할 수 있음에 따라 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 상기 디스플레이 모듈의 표시패널 중 액정표시장치 패널은 수광형 타입의 패널임에 따라 별도의 광원이 디스플레이 모듈에 더 구비될 수 있고, 상기 광원은 공지된 광원유닛으로 통칭되는 구성의 경우 제한 없이 채용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 방열유닛은 방열만을 목적으로 디스플레이 장치에 구비되는 공지된 구성이거나 또는 디스플레이 장치의 방열 기능을 수행하는 동시에 지지부재의 역할을 동시에 수행할 수 있다.

도 1과 같이 상기 방열유닛(1)은 기재(10a) 및 기재 외부면의 적어도 일영역에 형성된 방열코팅층(10b)을 포함한다.

상기 기재(10a)는 기능적으로 방열특성의 유무와 관계없이 본 발명의 일실시예에 따른 방열 코팅조성물이 도포된 후 코팅층을 형성할 수 있을 정도의 기계적 강도를 갖는 경우 제한 없이 채용될 수 있다. 이에 재질적으로 상기 기재(10a)는 금속, 비금속 및 고분자 유기화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 금속의 경우 알루미늄, 구리, 아연, 은, 금, 철, 이들의 산화물 및 상기 금속들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 금속 재질로 성형된 것일 수 있다. 또한, 상기 비금속은 산화알루미늄, 통상적으로 세라믹으로 통칭되는 성분일 수 있다. 또한, 상기 고분자 유기화합물은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌 수지(AN), 메타크릴수지(PMMA), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT). 불소수지, 페녹시 수지, 페놀수지(PE), 유레아 수지(UF), 멜라민수지(MF), 불포화 폴리에스테르 수지(UP), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지와 같은 통상적으로 플라스틱으로 통칭되는 고분자 유기화합물일 수 있다.

또한, 상기 기재는 고분자 수지 내부에 방열분말이 분산된 복합체 타입일 수 있으며, 상기 방열분말은 금속, 금속산화물, 합금 및 탄소 등 당업계에 공지된 방열분말은 제한 없이 사용될 수 있고, 고분자 수지도 통상의 방열분말/수지 복합체에 포함되는 고분자 수지의 경우 제한 없이 사용될 수 있어 본 발명에서 이를 특별히 한정하지 않으며, 이들의 함량 역시 성형성, 접착성, 방열성 등 목적하는 물성의 발현 정도에 따라 달리 설계할 수 있어 본 발명에서 이를 특별히 한정하지 않는다.

상기 기재(10a)의 형상은 제한이 없으며, 디스플레이 장치의 방열유닛에서 채용하고 있는 기재의 형상일 수 있다. 상기 기재(10a)가 방열특성을 갖는 기재일 경우 외부로 열의 방사시키기 위한 표면적을 넓히기 위하여 도 1과 같이 다수개의 첨상의 방열핀(10a₁)이 구비된 구조일 수 있다. 또는 도 2와 같이 기재(11a)는 판상의 방열핀(11a₁)이 구비된 구조일 수도 있다. 또는, 도 3과 같이 밑판의 양 측단이 서로 대향하도록 상부로 절곡되어 방열핀의 기능을 수행하는 구조의 기재(12a)일 수 있다. 또는 도 4와 같이 평판의 기재(31a)일 수 있다. 다만, 기재의 형상은 이에 한정되지 않으며, 기재의 형상은 디스플레이 모듈 또는 디스플레이 장치의 형상이나 디스플레이 장치 내의 배치위치에 따라 달라질 수 있다. 또한, 기재는 복수개의 기재로 구성될 수 있고, 이때 각각의 기재의 재질, 크기, 형상은 상이할 수 있으며, 구체적인 디스플레이 장치의 형상, 구조, 크기에 따라 달라질 수 있으므로 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.

한편, 도 3과 같이 상기 기재(12a)는 외부면과 방열코팅층(12b) 사이에 기능층(12c)을 더 구비할 수 있고, 상기 기능층(12c)은 방열코팅층(12b)의 접착성을 향상시키기 위한 별도의 프라이머층이거나 또는 방열성능의 향상을 위하여 기재(12a)의 외부면을 아노다이징 등의 표면 개질시켜 형성된 산화피막일 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 기재(10a,11a,12a,31a)의 외부면 적어도 일부분에는 방열코팅층(10b,11b,12b,31b)이 구비된다. 상기 방열코팅층(10b,11b,12b,31b)은 후술되는 방열코팅조성물을 통해 경화되어 형성되며, 매우 뛰어난 방열성능을 발현함에 따라서 도 3과 같이 방열유닛(1")의 기재(12a)에 구비된 방열핀 개수가 도 1 및 도 2의 기재(10a,11a)보다 적음에도 불구하고, 방열코팅층이 구비되지 않은 채로 구조적으로 표면적이 증가된 도 1이나 도 2와 같은 형상만을 갖는 기재(10a,11a)보다도 방열성능에서 월등히 우수할 수 있다. 이에 따라서 도 1 및 도 2와 같이 구조적으로 성형하기 어렵고, 제조시간과 제조단가가 상승할 수 있는 구조의 기재(10a,11a)를 채용하지 않더라도 목적하는 수준의 방열성능을 달성할 수 있는 이점이 있다.

또한, 도 1이나 도 2와 같이 기재(10a,11a)가 다수개의 방열핀(10a₁,11a₁)을 구비하는 복잡한 형상의 경우에도 방열 코팅층(10b,11b)의 접착성이 우수함에 따라서 구부러지거나 단차가 형성된 외부면에도 방열코팅층이 박리되거나 크랙이 발생하지 않을 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 방열유닛에 구비되는 방열 코팅층(10b,11b,12b,31b)은 기재(10a,11a,12a,31a)의 적어도 일영역에 형성되며, 도 1 내지 도 4와 다르게 기재(10a,11a,12a,31a) 일부분에만 방열코팅층이 형성될 수 있다. 이는 일부 피복시 피복되는 면적은 목적하는 수준의 방열성능에 따라 달라질 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.

상기 방열코팅층(10b,11b,12b,31b)은 방열코팅조성물이 경화되어 형성되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 코팅조성물은 주제수지를 포함하는 코팅층 형성성분, 카본계 필러 및 방열성 및 부착성 향상을 위한 물성증진성분을 포함하고, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 카본계 필러를 8 ~ 72 중량부로 포함한다.

먼저, 코팅층 형성성분에 대하여 설명한다.

상기 코팅층 형성성분은 주제수지를 포함하고, 상기 주제수지가 경화형 수지일 경우 경화제를 더 포함할 수 있고, 기타 경화촉진제, 경화촉매를 더 포함할 수 있다.

상기 주제수지는 코팅층을 형성할 수 있는 것으로 당업계에 공지된 성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 피코팅 기재와의 접착성, 발열 기재의 열에 의해 취화 되지 않는 내열성, 기계적 강도 및 카본계 필러와의 상용성 개선에 따른 방열성능 향상을 동시에 달성하기 위하여 상기 주제수지는 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 선형 지방족형 에폭시 수지, 고무변성 에폭시 수지 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 에폭시 수지를 포함할 수 있다.

구체적으로 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지는 페놀류의 글리시딜에테르와 알코올류의 글리시딜에테르를 포함하며, 상기 페놀류의 글리시딜 에테르로 비스페놀 A형, 비스페놀 B형, 비스페놀AD형, 비스페놀 S형, 비스페놀 F형 및 레조르시놀 등과 같은 비스페놀계 에폭시, 페놀 노볼락(Phenol novolac) 에폭시, 아르알킬페놀 노볼락, 테르펜페놀 노볼락과 같은 페놀계 노볼락 및 o-크레졸 노볼락(Cresolnovolac) 에폭시와 같은 크레졸 노볼락계 에폭시 수지 등이 있고, 이들을 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 글리시딜 아민형 에폭시 수지로 디글리시딜아닐린, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실릴렌디아민, 1,3-비스(디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 글리시딜에테르와 글리시딜아민의 양구조를 겸비한 트리글리시딜-m-아미노페놀, 트리글리시딜-p-아미노페놀 등이 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 글리시딜에스테르형 에폭시수지로 p-하이드록시벤조산, β-하이드록시나프토에산과 같은 하이드록시카본산과 프탈산, 테레프탈산과 같은 폴리카본산 등에 의한 에폭시 수지일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 선형 지방족형 에폭시 수지로 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올, 글리세린, 트리메틸올에탄, 티리메틸올프로판, 펜타에리트리롤, 도데카히드로 비스페놀 A, 도데카히드로 비스페놀 F, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등에 의한 글리시딜 에테르일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

상기 고무변성 에폭시 수지는 골격에 고무 및/또는 폴리에테르를 갖는 에폭시 수지이면 특별히 한정되지 않으며, 일예로, 카르복시기 변성 부타다이엔-아크릴로나이트릴 엘라스토머와 분자 내에서 화학적으로 결합한 에폭시 수지(CTBN 변성 에폭시 수지), 아크릴로나이트릴-부타다이엔 고무 변성 에폭시 수지(NBR 변성 에폭시수지), 우레탄 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 고무 변성 에폭시 수지일 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

다만, 후술하는 카본계 필러, 특히 그 중에서도 카본블랙과의 상용성이 매우 뛰어나 방열특성, 코팅층의 내구성 향상 측면 및 방열 코팅층의 표면품질 향상의 측면에서 상기 주제수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하는 글리시딜에테르형 에폭시 수지일 수 있다.

상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 350 ~ 600 g/eq일 수 있다. 만일 에폭시 당량이 350g/eq 미만일 경우 코팅층의 경도가 증가해 쉽게 깨지거나 크랙이 발생할 수 있고, 굴곡진 피코팅면에서 특히 쉽게 박리될 수 있는 문제가 있다. 또한, 만일 에폭시 당량이 600g/eq을 초과하는 경우 미경화된 부분의 발생으로 인한 내화학성, 접착력 및 내구성이 저하될 수 있는 문제가 있다.

또한, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 점도가 10 ~ 200 cps일 수 있다. 만일 비스페놀 A형 에폭시 수지의 점도가 10 cps 미만일 경우 코팅층의 생성이 어려울 수 있고, 생성 후에도 피코팅면과의 접착력이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 200 cps를 초과할 경우 얇은 두께의 코팅층으로 제조하기 어렵고, 코팅공정이 용이하지 않을 수 있으며, 특히 스프레잉 방식의 코팅일 경우 더욱 코팅공정이 어려울 수 있다. 또한, 코팅층 내 카본블랙의 분산성이 저하될 수 있는 문제가 있다

또한, 상술한 주제수지인 에폭시 수지와 함께 코팅층 형성성분에 포함되는 경화제는 선택되는 에폭시 수지의 구체적인 종류에 따라 그 종류를 달리 할 수 있으며, 구체적인 종류는 당업계에 공지된 경화제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 산무수물계, 아민계, 이미다졸계, 폴리아미드계 및 폴리메르캅탄계 중 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.

구체적으로 상기 산무수물계의 경우 일 분자 중에 복수의 카르복실기를 갖는 화합물의 무수물이 바람직하다. 일예로, 상기 산무수물은 무수프탈산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수벤조페논테트라카르본산, 에틸렌글리콜비스트리멜리테이트, 글리세롤트리스트리멜리테이트, 무수말레산, 테트라하이드로무수프탈산, 메틸테트라하이드로무수프탈산, 엔도메틸렌테트라하이드로무수프탈산, 메틸엔도메틸렌테트라하이드로무수프탈산, 메틸부테닐테트라하이드로무수프탈산, 도데세닐무수숙신산, 헥사하이드로무수프탈산, 메틸헥사하이드로무수프탈산, 무수숙신산, 메틸시클로헥센디카르본산 무수물, 클로렌드산 무수물 등을 단독 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

또한, 상기 아민계는 방향족 아민류, 지방족 아민류, 또는 이들의 변성물일 수 있다. 상기 방향족 아민류는 일 예로써, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀 등을 단독 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 또한, 상기 지방족 아민류는 일예로써, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등을 단독 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

또한, 상기 폴리아미드류는 일예로, 지방산이 이량체인 다이머산과 폴리아민의 축합에 의해 생성된 반응물로 분자 중 복수의 아미노기를 갖고, 아미드기를 1개 이상 갖는 폴리아미드아민일 수 있다.

또한, 상기 이미다졸계는 일예로, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸리움트리멜리테이트 및 에폭시이미다졸 어덕트(adduct) 등일 수 있다.

또한, 상기 폴리메르캅탄계는 일예로, 폴리프로필렌글리콜쇄의 말단에 메르캅탄기가 존재하거나, 폴리에틸렌글리콜쇄의 말단에 메르캅탄기가 존재하는 것일 수 있다.

또한, 상술한 경화제 대신 또는 이와 병용하여 페놀 수지, 아미노수지, 폴리설파이드 수지 등의 공지된 경화제를 목적에 따라 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 주제수지로 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함할 경우 상기 코팅층 형성성분은 경화제로써 폴리아미드계 성분을 더 포함할 수 있고, 이를 통해 후술하는 카본계 필러, 그 중에서도 카본블랙과의 상용성 향상에 매우 유리하고, 코팅층의 접착성, 내구성, 표면품질 등 모든 물성에 있어서 유리하며, 더불어 방열 코팅조성물이 적용될 피착면이 평활한 평면이 아닌 굴곡지거나 단차가 형성된 경우에 해당 부분에 형성된 방열코팅층에 크랙이 발생하거나 박리되는 것을 더욱 방지하는 이점이 있다. 또한, 보다 향상된 물성을 발현하기 위하여 바람직하게는 상기 폴리아미드계 성분은 아민가가 180 ~ 300 mgKOH/g 일 수 있고, 더욱 바람직하게는 40℃에서 점도가 50,000 ~ 70,000 cps일 수 있다.

만일 폴리아미드계 경화제의 아민가가 180 mgKOH/g 미만일 경우 경화품질이 저하되어 표면품질, 내구성, 접착성이 모두 저하될 수 있으며, 방열성능도 동시에 저하될 수 있다. 또한, 만일 아민가가 300 mgKOH/g을 초과하는 경우 경화가 급속히 진행되어 코팅 중 뭉치는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 폴리아미드계 경화제의 점도가 50,000 cps 미만일 경우 코팅 후 흘러내림의 문제가 있으며, 70,000 cps 를 초과할 경우 스프레이 코팅시 균일 도포가 안되며, 노즐이 막히고 뭉치는 문제가 발생을 할 수 있다.

또한, 상기 코팅층 형성성분은 구비되는 주제수지, 일예로 주제수지가 비스페놀 A형 에폭시 수지일 경우 비스페놀 A형 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리아미드계 경화제를 45 ~ 75 중량부로 구비할 수 있다. 만일 폴리아미드계 경화제가 45 중량부 미만으로 구비되는 경우 미경화 문제, 내구성 저하의 문제점이 있다. 또한, 폴리아미드계 경화제가 75 중량부를 초과할 경우 지나친 경화로 깨짐 현상 등의 문제점이 있을 수 있다.

한편, 상술한 코팅층 형성성분은 주제수지, 상기 주제수지가 경화형 수지일경우 상술한 경화제 이외에 경화촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화촉진제는 경화 속도나 경화물의 물성 등을 조정하기 위한 역할을 하며, 선택되는 경화제의 종류에 맞추어 공지된 경화촉진제를 선택하여 사용할 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써, 아민류, 이미다졸류, 유기 포스핀류, 루이스산 경화촉진제 일 수 있다. 경화촉진제의 사용 일예는, 폴리아미드계 경화제를 사용할 경우 예를 들면 페놀류나 아민류의 경화 촉진제가 병용될 수 있고, 이때, 첨가량은 에폭시 수지의 당량 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다. 또한, 경화촉매 역시 선택되는 주제수지의 종류, 경화제의 종류 등을 고려하여 공지된 경화촉매를 선택할 수 있으며, 첨가량은 주제수지와 경화제의 함량, 에폭시 당량, 경화온도 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.

다음으로, 방열성능을 향상시키는 카본계 필러에 대하여 설명한다.

상기 카본계 필러는 그 재질에 있어 카본을 포함하는 경우에는 제한 없이 사용할 수 있고, 당업계에 공지된 카본계 물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 카본계 필러의 형상, 크기는 제한이 없으며, 구조에 있어서도 다공질이거나 비다공질일 수 있고, 목적에 따라 달리 선택할 수 있는 바 본 발명에서 이를 특별히 한정하지 않는다. 일예로, 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브와 같은 탄소나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 그라파이트, 카본블랙 및 탄소-금속 복합체로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 바람직하게는 우수한 방열성능, 코팅층의 형성용이성, 코팅층의 표면품질 등 목적하는 물성의 달성을 용이하게 하는 측면에서 그라파이트 및 카본블랙 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 코팅층의 표면품질 향상 측면에서 보다 바람직하게는 카본블랙일 수 있다.

상기 카본블랙은 퍼니스블랙, 램프블랙, 채널블랙 등 공지된 카본블랙의 종류 중 1 종 이상을 선택하여 제한 없이 사용할 수 있다. 다만, 상기 카본블랙은 평균입경이 250㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 ~ 250㎚일 수 있다. 만일 평균입경이 250㎚를 초과하는 경우 표면의 균일성 저하의 문제점이 있을 수 있고, 평균입경이 50 ㎚미만일 경우 제품단가의 상승 우려가 있고, 코팅층으로 구현된 후 표면에 묻어 나오는 카본블랙의 양이 증가하여 방열성능이 저하될 수 있는 문제가 있다. 특히 표면품질을 위하여 구비되는 카본블랙은 체적누적입도분포에서 D90이 260㎚ 이하일 수 있다. 만일 D90이 260㎚를 초과하는 경우 코팅층의 표면거칠기가 증가하는 등 코팅층의 표면품질이 특히 저하될 수 있다. 상기 D90은 체적누적입도 분포에서 누적도 90%일 때의 카본블랙 입자의 입경을 의미한다. 구체적으로 가로축에 입경, 세로축에 입경이 제일 작은 측으로부터의 체적 누적 빈도를 취한 그래프(체적 기준의 입경 분포)에 있어서, 전체 입자의 체적 누적값(100%)에 대하여, 제일 작은 입경으로부터 체적%의 누적값이 90%에 해당되는 입자의 입경이 D90에 해당한다. 상기 카본블랙의 체적누적입도분포는 레이저 회절 산란 입도 분포 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

또한, 상기 카본계 필러의 경우 표면이 실란기, 아미노기, 아민기, 히드록시기, 카르복실기 등의 관능기로 개질시킨 카본계 필러를 사용할 수 있고, 이때, 상기 관능기는 직접 카본계 필러의 표면에 결합되어 있을 수 있고 또는 탄소수 1 ~ 20개의 치환 또는 비치환의 지방족 탄화수소나 탄소수 6 ~ 14개의 치환 또는 비치환의 방향족 탄화수소를 매개로 카본계 필러에 간접적으로 결합되어 있을 수 있다. 또한, 상기 카본계 물질을 코어 또는 쉘로 하고, 이종의 물질이 쉘 또는 코어를 구성하는 코어쉘 타입의 필러일 수도 있다.

상기 카본계 필러는 상술한 주제수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 72 중량부로 포함되며, 더욱 향상된 물성의 발현을 위하여 바람직하게는 17 ~ 42 중량부로 포함될 수 있다.

만일 카본계 필러가 주제수지 100 중량부에 대하여 8 중량부 미만으로 포함되는 경우 목적하는 수준의 방열성능을 발현하지 못할 수 있는 문제가 있다. 또한, 만일 카본계 필러가 72 중량부를 초과할 경우 구현된 코팅층의 접착력이 약화되어 박리가 쉽게 발생하고, 코팅층의 경도가 커져 물리적 충격에 쉽게 깨지거나 부스러질 수 있다. 또한, 코팅층의 표면에 돌출된 카본계 필러가 많아짐에 따라서 표면거칠기가 증가하여 코팅층의 표면품질이 저하될 수 있다. 더불어 카본계 필러가 더 구비되더라도 방열성능의 향상정도는 미미할 수 있다.

한편, 바람직하게는 상기 카본계 필러가 42 중량부 이하로 구비될 수 있는데, 만일 42 중량부를 초과하여 구비될 경우 얇은 두께의 코팅층을 구현하기 위하여 방열 코팅조성물을 피코팅면에 도포하는 과정에서 일부 코팅방법, 예를 들어 스프레잉 방식으로 코팅 시 조성물이 균일하게 피코팅면을 도포하기 어렵고, 조성물 내 분산된 카본계 필러의 분산성이 저하되어 피코팅면에 조성물이 도포되더라도 카본계 필러가 비균일하게 분산하여 배치되는 문제가 있을 수 있고, 이로 인해 코팅층 표면 전체적으로 균일한 방열성능의 발현이 어려울 수 있는 문제가 있다.

다음으로 방열 코팅 조성물에 포함되는 물성증진성분에 대해 설명한다.

상기 물성증진성분은 본 발명에 적용될 수 있는 방열 코팅 조성물이 피코팅면에 코팅되었을 때 보다 향상된 방열성을 발현시키고 동시에 뛰어난 접착성을 발현시켜 내구성을 향상시키는 기능을 담당한다.

상기 물성증진성분은 실란계 화합물일 수 있으며, 당업계에 채용하는 공지된 실란계 화합물의 경우 제한 없이 사용할 수 있으나, 상술한 코팅층 형성성분의 주제수지, 카본계 필러중에서도 카본블랙과 함께 사용될 경우 목적한 물성의 상승작용을 일으켜 현저한 내구성과 방열성을 발현할 수 있도록, 상기 실란계 화합물은 3-(N-아닐-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸에톡시실란, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸메톡시실란 및 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 물성증진성분은 바람직하게는 주제수지 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다. 만일 물성증진성분이 2 중량부 미만으로 구비되는 경우 물성증진성분을 통한 방열성 및 접착성 향상 등 목적하는 물성을 동시에 목적하는 수준까지 달성하지 못하는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 5 중량부를 초과하여 구비되는 경우 피코팅면과의 부착력 약화의 문제가 있을 수 있다.

한편, 상술한 방열 코팅조성물은 카본계 필러의 분산성을 향상시키기 위한 분산제, 용매를 더 포함할 수 있다.

상기 분산제는 카본계 필러의 분산제로 당업계에서 채용하는 공지된 성분을 사용할 수 있다. 일예로 폴리에스테르계 분산제, 폴리페닐렌에테르계 분산제; 폴리올레핀계 분산제, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 분산제, 폴리아릴레이트계 분산제, 폴리아미드계 분산제, 폴리아미드이미드계 분산제, 폴리아릴설폰계 분산제, 폴리에테르이미드계 분산제, 폴리에테르설폰계 분산제, 폴리페닐렌 설피드계 분산제, 폴리이미드계 분산제; 폴리에테르케톤계분산제, 폴리벤족사졸계 분산제, 폴리옥사디아졸계 분산제, 폴리벤조티아졸계 분산제, 폴리벤즈이미다졸계 분산제, 폴리피리딘계 분산제, 폴리트리아졸계 분산제, 폴리피롤리딘계 분산제, 폴리디벤조퓨란계 분산제, 폴리설폰계 분산제, 폴리우레아계 분산제, 폴리우레탄계 분산제, 또는 폴리포스파젠계 분산제, 등을 들 수 있으며, 이들의 단독 또는 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합물 또는 공중합체를 사용할 수도 있다. 또한, 일예로, 우레아 성분과 알데하이드 성분, 예를들어 이소부틸알데하이드가 축합된 반응물을 분산제로 사용할 수 있다.

또한, 상기 용매는 선택되는 주제수지, 경화제 등에 따라 이에 맞는 용매를 선택할 수 있어 본 발명에서는 이를 특별히 한정하는 것은 아니며, 상기 용매로는 각 성분의 적절한 용해를 가능케 하는 임의의 용매를 사용할 수 있고, 예를 들어, 물 등의 수계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 아민계 용매, 아민계 용매, 에스테르계 용매, 아미드계 용매, 할로겐화 탄화수소계 용매, 에테르계 용매 및 퓨란계 용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상술한 방열 코팅조성물은 레벨링제, pH 조절제, 이온포착제, 점도조정제, 요변성(搖變性) 부여제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 착색제, 탈수제, 난연제, 대전방지제, 방미제(防黴劑), 방부제, 등의 각종 첨가제의 1 종류 또는 2 종류 이상이 첨가될 수도 있다. 상기 기재된 각종 첨가제는 당업계에 공지된 것을 사용할 수 있어 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 코팅조성물은 점도가 25℃에서 50 ~ 250 cps일 수 있다. 만일 방열 코팅조성물의 점도가 50 cps 미만일 경우 조성물의 흘러내림 등으로 코팅층의 생성이 어려울 수 있고, 생성 후에도 피코팅면과의 접착력이 약화될 수 있는 문제점이 있고, 250 cps를 초과할 경우 얇은 두께의 코팅층으로 제조하기 어렵고, 제조되더라도 표면의 균일하지 않을 수 있으며, 코팅공정이 용이하지 않을 수 있고, 특히 스프레잉 방식의 코팅일 경우 더욱 코팅공정이 어려울 수 있다. 또한, 코팅층 내 카본블랙의 분산성이 저하될 수 있는 문제가 있다.

상술한 본 발명의 일실시예에 의한 방열코팅조성물은 코팅층의 곡강도의 실질적인 증가, 코팅층과 기재간의 우수한 접착력, 향상된 내습성 및 내후성, 카본계 필러의 습윤성을 향상시킬 수 있으며, 컴파운딩 시 점도저하 및 방열 코팅층이 형성된 기재 표면 연성을 증가시킬 수 있다. 또한, 우수한 방열성, 유기용매에 대해 뛰어난 내용매성을 발현하며, 경화시 변색이 없고, 열전도의 조절이 용이함에 따라 디스플레이장치에 구비되는 각종 기재, 방열기재 등에 적용시 향상된 물성을 지속적으로 발현할 수 있다.

상술한 방열코팅조성물은 기재(10a,11a,12a,31a) 외부면에 도포 된 후 경화되어 형성되는데, 이를 위한 구체적인 방법은 방열 코팅조성물을 기재에 코팅시키는 공지된 방법을 선택하여 사용할 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써 스프레이, 딥 코팅, 실크 스크린, 롤 코팅, 침적 코팅 또는 스핀 코팅 등의 방법으로 다양한 기재 위에 도포하여 제조할 수 있다.

상기 방열코팅조성물의 코팅 후 조성물 내 포함된 코팅층 형성성분의 주제수지 종류, 경화형 주제 수지일 경우 함께 구비되는 경화제의 종류에 따라서 열 및/또는 광을 처리하여 코팅조성물을 경화시켜 코팅층으로 구현시킬 수 있다. 이때, 가해지는 열의 온도 및/또는 광의 세기와 처리 시간 등은 사용되는 주제수지 종류, 경화제의 종류, 이들의 함량, 도막두께 등에 따라 차이가 있을 수 있다. 일예로, 상술한 비스페놀 A형 에폭시 수지를 주제수지로 포함하고, 폴리아미드 경화제를 구비하는 경우 기재의 변형점 미만의 온도인 60℃ 내지 300℃의 온도 하에서 10분 내지 120분간 처리될 수 있다. 만일 처리온도가 60℃ 미만일 경우, 방열 코팅 조성물이 기재상에 피복되기 어렵고, 처리온도가 300℃를 초과할 경우 기재의 변형이나 제조단가가 상승되는 문제가 있다. 또한, 처리 공정시간이 10분 미만일 경우 역시 기재상에 방열 코팅 조성물이 피복되기 어렵고, 표면처리 공정시간이 120분을 초과할 경우, 상기 방열장치의 제조시간이 불필요하게 증가하기 때문에 상기 방열장치는 10분 내지 120분간 표면처리 공정이 진행되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 사용되는 방열 코팅 조성물은 고체 기재, 특히 금속기재와 접촉시킨 후 공기 중에 노출시켜 상온 또는 50℃ 이하의 온도에서 수분 내에 끈적거림이 없이 신속하게 경화하는 피막을 형성함으로써 작업장에서 먼지 등에 의한 오염 가능성이 적고 최종 경화도 비교적 낮은 온도에서 수행할 수 있어 작업성이 우수할 뿐만 아니라 경화 중에 금속기재의 변형도 방지할 수 있다.

형성된 방열 코팅층(10b,11b,12b,31b)은 두께가 10 ~ 100㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 15 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 두께가 100㎛를 초과하는 경우 코팅 표면에 끓음 현상 등이 발생하는 문제점이 있을 수 있고, 두께가 10㎛ 미만일 경우 방열 특성 저하 문제점이 있을 수 있다.

또한, 상기 방열 코팅층(10b,11b,12b,31b)은 방열코팅층 전체 중량에 대하여 카본계 필러를 5 ~ 30 중량%로 포함할 수 있다. 구현된 방열코팅층 내에 카본계 필러가 5 중량% 미만으로 구비되는 경우 목적하는 수준의 방열성능을 발현하지 못할 수 있는 문제가 있다. 또한, 만일 카본계 필러가 30 중량%를 초과할 경우 코팅층의 접착력이 약화되어 박리가 쉽게 발생하고, 코팅층의 경도가 커져 물리적 충격에 쉽게 깨지거나 부스러질 수 있다. 또한, 코팅층의 표면에 돌출된 카본계 필러가 많아짐에 따라서 표면거칠기가 증가하여 코팅층의 표면품질이 저하될 수 있다. 더불어 카본계 필러가 더 구비되더라도 방열성능의 향상 정도는 미미할 수 있다.

이상으로 상술한 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이장치용 방열유닛은 디스플레이 모듈에 포함되는 표시패널에서 영상이 시현되지 않는 영상 비표시면의 상부에 형성될 수 있다. 이때 방열유닛과 직접 대면하게 되는 디스플레이 모듈의 일구성, 예를 들어 회로기판 등에 방열유닛을 부착시키는 구체적인 방법은 공지된 방법에 따를 수 있고, 접착테이프, 실리콘 등의 접착제나 체결부재나 돌출부/홈을 통한 끼워 맞춤을 통해 체결될 수도 있으나, 이종 소재간에 열적특성이 달라져 발생되는 방열성능, 내구성 등의 물성저하를 방지하기 위하여 별도의 접착테이프나 실리콘 등의 이종의 구성을 더 부가시키는 것은 바람직하지 못할 수 있고, 이에 따라 열전도도가 우수한 체결부재나 끼워 맞춤 등을 통해 체결되는 것이 보다 바람직할 수 있다.

이하에서는 상술한 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 방열유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 다양한 구현예에 대해 설명한다. 다만 후술되는 다양한 구현예는 일예시일 뿐이며, 목적에 따라 구체적인 구조, 배치의 변경이나 기타 구성의 부가가 가능함에 따라 본 발명이 후술되는 구현예들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하 디스플레이 장치에 대한 설명의 편의를 위하여 디스플레이 장치에서 영상이 시현되는 방향을 상부 방향으로, 상기 상부 방향의 반대 방향을 하부 방향(또는 후방)으로 설명하나, 상기 상부 방향이나 하부 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.

먼저, 수광형 표시패널 타입의 액정표시장치(LED) 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 대해 설명한다.

구체적으로 도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도로써, 디스플레이장치는 디스플레이모듈 및 상기 디스플레이 모듈의 후방에 배치되는 방열유닛을 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은 표시패널(100, 1000) 및 광원유닛(210, 2100)을 포함할 수 있다. 상기 표시패널(100, 1000)은 상부 방향으로 영상을 시현한다. 상기 표시패널(100, 1000)은 수광형 표시패널로서, 당업계에 공지된 표시패널의 경우 제한 없이 사용될 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써, 액정 표시패널(liquid crystal display panel), 전기습윤 표시패널(electrowetting display panel), MEMS 표시패널(microelectromechanical system display panel) 등을 포함할 수 있다. 이하 본 발명에 따른 바람직한 일구현예에서는 액정 표시패널을 예로서 설명하며, 이하 액정 표시패널을 기준으로 설명되지 못한 다른 종류의 표시패널을 선택 시에 구비되어야 할 구성은 당업계에 공지된 구성을 채용할 수 있다.

상기 표시패널(100, 1000)은 구현하고자 하는 디스플레이 장치의 형상에 따라 그 형상이 달라질 수 있고, 다각형, 원형 등 그 형상에 있어서 특별히 한정하지 않으나, 통상적으로 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상형일 수 있으며, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 표시패널(100, 1000)의 크기는 제조 가능한 크기의 범위내일 수 있고, 본 발명에서는 이를 특별히 제한하지 않는다.

상기 표시패널(100, 1000)은 베이스 기판(100B, 1000B), 상기 베이스 기판(100B, 1000B)에 대향되는 상부기판(100A, 1000A) 및 상기 베이스 기판(100B, 1000B)과 상기 상부기판(100A, 1000A) 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 표시패널(100, 1000)은 평면상에서 볼 때 영상이 시현되는 표시영역과, 상기 표시 영역을 둘러싸며 영상이 표시되지 않은 비표시 영역으로 구획될 수 있고, 상기 비표시 영역은 상기 상부 보호부재(300, 3000)에 의해 가려질 수 있다. 상기 표시패널(100, 1000)을 구성하는 각 구성은 당업계에 공지된 구성과 동일할 수 있음에 따라 이에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 당업계에 공지된 구성을 채용할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 베이스 기판(100B, 1000B)은 다수의 화소 전극들(미도시) 및 상기 화소 전극들과 일대일 대응하여 전기적으로 연결된 다수의 박막 트랜지스터(미도시)들을 포함할 수 있다. 각 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동신호를 스위칭 한다. 또한, 상기 상부기판(100A, 1000A)은 상기 화소 전극들과 함께 상기 액정의 배열을 제어하는 전계를 형성하는 공통전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 표시패널(100, 1000)은 액정층을 구동하여 전방으로 영상을 표시하는 역할을 한다.

다음으로 상술한 표시패널(100, 1000)의 후방측에 배치되는 광원유닛은 상기 표시패널(100, 1000)에 광을 공급하는 기능을 담당한다. 상기 광원유닛은 광을 출사하는 광원(211, 2110) 및 상기 광원(211, 2110)을 전기적으로 연결시키는 회로기판(212, 2120)을 포함할 수 있고, 표시패널 및 광원유닛을 포함하는 디스플레이 모듈의 하부에는 보호부재(230, 2300)에 의해 수용되는 방열유닛(220, 2200)을 포함할 수 있다.

상기 광원유닛(210, 2100)은 광원(211, 2110) 및 이를 전기적으로 연결시키는 회로기판(212, 2120)을 포함할 수 있다. 상기 광원(211, 2110)은 점광원, 선광원, 또는 면광원 등이 다양하게 사용될 수 있으며 이에 한정되지는 않는다. 또한, 광원은 통상적으로 광원유닛의 광원으로 사용되는 발광체의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, LED(Light Eimitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등을 예시할 수 있고, 당업계에 공지된 발광체인 경우 어느 것이나 제한없이 채용할 수 있다. 구체적으로 도 5 및 도 6의 광원유닛은 발광다이오드(LED)를 광원(211, 2100)으로 채용한 것을 나타내고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이장치의 분해사시도로써, 냉음극관(CCFL)을 광원(213)으로 채용한 광원유닛(210')을 포함하는 디스플레이 장치를 나타낸다.

또한, 상기 광원(211, 2110)이라 함은 개별적으로 출사되는 광량이 조절되는 최소 단위의 발광체를 의미할 수 있다. 따라서, 하나의 상기 광원은 하나의 발광체(예를 들어, 하나의 LED)를 포함할 수 있으나, 동시에 밝기가 조절되는 복수의 발광 소자(211A, 211B, 211C)를 포함할 수 있다. 상기 광원(211, 2110)은 이를 전기적으로 연결시키는 회로기판(212, 2120)의 상면에 한 개 또는 복수개가 소정 방향을 따라 일렬, 지그재그, 원형 등으로 배치될 수 있다.

상기 회로기판(212, 2120)은 상기 광원(211, 2110)에 전원을 공급 및/또는 제어하는 배선이 인쇄된 인쇄 회로 기판일 수 있고, 부가적으로 광원을 지지하는 지지부재로써의 역할도 담당할 수 있으며, 바람직하게는 방열기능까지 수행하기 위해 금속판이 구비된 메탈 인쇄회로기판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 회로기판(212, 2120)의 형상은 광원의 배치 등에 따라 달리 설계될 수 있고, 크기 역시 목적에 따라 달리 설계될 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.

한편, 상술한 광원(211, 2110) 및 회로기판(212, 2120)의 배치를 살펴보면, 도 5에 도시된 광원유닛(210)과 같이 광원(211)이 회로기판(212)의 상면에 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구체적 광원유닛의 설계 목적, 구조에 따라 달라질 수 있다. 그 일예로, 본 발명의 일구현예인 도 6에 도시된 광원유닛(2100) 중 광원(2110)이 일측이 절곡된 방열유닛(2200)의 측면에 배치되고, 회로기판(2120)은 방열유닛(2200)의 바닥면에 배치될 수 있으며, 더 구체적으로 도 8은 도 6에 따른 디스플레장치의 단면도로써, 광원(2110)은 전선(2130) 및 도전성 단자(2140)를 통해 회로기판(2120)에 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일구현예에서는 광원유닛 중 회로기판은 생략될 수 있으며, 상기 회로기판이 생략되는 경우에는 상기 광원(211, 2110)을 지지하는 별도의 지지 부재 및/또는 상기 광원(211, 2110)에 전원을 공급하는 별도의 배선이 마련될 수 있다.

또한, 도 5는 상기 광원유닛(210)을 단수 개로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 상기 광원유닛(210)이 복수 개로 구비될 수 있다. 이때 복수개의 광원유닛들은 서로 일정한 간격을 두고 이격되어 평행하게 배열될 수 있으며, 각각의 광원 유닛은 독립적으로 구동될 수 있고, 각각의 광원유닛은 형상에 있어서도 서로 상이할 수 있으며, 배열 간격도 각각의 동일하거나 상이할 수 있고, 이들에 대해서는 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 구체적으로 도 9과 같이 4개의 광원유닛(A1, A2, A3, A4)이 디스플레이 모듈의 측면부에 각각 배치되어 디스플레이 모듈을 구현할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따른 디스플레이모듈은 광원유닛(210)에서 출사되는 광이 표시패널의 배면을 향하도록 배치된 광원유닛을 구비할 수 있다. 통상 이와 같은 구조의 배치는 직하형 광원유닛으로 통칭되는 배치일 수 있고, 도 5 및 도 7에 도시된 광원유닛 배치가 이에 해당될 수 있고, 이와 같은 구조는 광원유닛(210)으로부터 출사되는 광을 직접적으로 표시패널(100)로 공급할 수 있는 이점이 있을 수 있다.

이와는 다르게, 본 발명의 다른 일구현예에 따른 디스플레이 모듈은 광원유닛에서 출사되는 광이 표시패널의 배면과 평행하도록 배치된 광원유닛을 구비할 수 있다. 통상 이와 같은 구조의 배치는 에지형 광원유닛으로 통칭되는 배치일 수 있고, 광원유닛으로부터 출사되는 광을 표시패널로 가이드 하는 도광판을 통해 간접적으로 표시패널에 공급할 수 있다. 구체적으로, 도 6 및 도 9에 도시된 디스플레이 모듈의 광원유닛 배치가 이에 해당될 수 있다. 도 6에 따른 디스플레이 모듈에 포함되는 광원유닛(2100)의 배치는 도 9에 따른 디스플레이 모듈에 포함되는 광원유닛(210)과 다르게 표시패널(1000)의 후방 일측에 배치되고 있으며, 더 구체적으로 도 9에서 광원유닛(2100)에서 출사되는 광(P)은 표시패널(미도시)의 배면과 평행하게 출사되며, 출사된 광(P)은 도광판(2600)을 통해 가이드 되어 표시패널의 배면을 향해서 상부로 출사될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 디스플레이 모듈은 표시패널(100, 1000)로 공급되는 광의 강도 등 효율을 높이기 위하여 광원유닛(210, 2100)의 상부에는 광학시트(240, 2400)를 더 구비할 수 있다. 상기 광학 시트(240, 2400)는 상술한 광원유닛(210, 2100)과 표시패널(100, 1000) 사이에 배치할 수 있고, 상기 광학 시트(240, 2400)는 광원(211, 2110)으로부터 나온 광을 제어하는 역할을 한다. 상기 광학 시트(240, 2400)는 상기 광원 유닛(210, 2100)상에 적층된 확산시트(241), 프리즘 시트(242) 및 보호 시트(243)를 포함할 수 있고, 상기 각 시트는 당업계에서 통상적으로 사용하는 광학시트일 수 있다. 또한, 상기 광학시트는 확산시트, 프리즘시트, 보호시트 이외에 다른 기능을 수행하는 시트가 더 포함되거나 이들 중 어느 하나 이상의 시트가 생략될 수 있다. 또한, 광학시트는 특정 종류의 시트가 복수개로 구비될 수도 있으며, 각 시트의 적층순서도 목적에 따라 달리할 수 있어 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.

또한, 디스플레이 모듈은 몰드 프레임(250, 2500)을 더 포함할 수 있고, 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 표시패널(100, 1000)과 광학시트(240, 2400)를 수용, 지지 및 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 상기 표시패널(100, 1000)의 가장자리를 따라 제공되어 상기 표시패널(100, 1000)의 하부에서 상기 표시패널을 지지한다. 또한, 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 상기 표시패널(100, 1000) 이외의 구성요소, 예를 들어 상기 광원유닛(210, 2100), 상기 광학시트(240, 2400) 등을 고정하거나 지지하도록 하는 고정 부재, 예를 들어 걸림턱(미도시)을 가질 수 있다. 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 상기 표시패널(100)의 네 변에 대응하는 위치, 또는 상기 네 변의 적어도 일부에 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 상기 표시패널(100, 1000)의 네 변에 대응하는 사각의 고리 형상을 가질 수 있으며, 또는, 상기 표시패널(100, 1000)의 가장자리 중 세 변에 대응하는 ㄷ자 형상을 가질 수 있다. 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 단일 개수로 일체로 형성될 수 있으나 필요에 따라 복수로 형성되어 조립될 수 있다. 상기 몰드 프레임(250, 2500)은 고분자 수지와 같은 유기 재료로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 형상과 기능을 갖는다면 다른 재료로도 이루어질 수 있다.

상술한, 광원유닛 상부에 배치되는 표시패널(100, 1000)은 상부 보호부재(150, 1500)에 의해 패널 전면 가장자리가 지지되며, 상기 몰드 프레임(250, 2500)의 측면 또는 후술할 하부 보호부재(230, 2300)의 측면을 커버할 수 있다.

이상으로 상술한 디스플레이 모듈 및 방열유닛(220, 2200)은 하부 보호부재(230, 2300)에 의해 수용될 수 있다. 구체적으로 도 5 및 도 9에서 하부 보호부재(230, 2300)의 바닥면에 방열유닛(220, 2200)의 하면이 대면하도록 방열유닛(220, 2200)이 수용되고 상기 방열유닛(220, 2200)의 상부에 광원유닛(210, 2100)이 배치된 디스플레이 장치를 나타낸다.

상기 하부 보호부재(230, 2300)는 방열유닛과 디스플레이 모듈의 수용 및 보호 기능 이외에 상기 표시패널(100, 1000) 방향으로 공급되지 않고 누설되는 광을 반사시켜 표시패널(100, 1000) 방향으로 상기 광의 경로를 변경시키는 기능을 가질 수 있고, 이러한 기능을 가지는 경우 하부 보호부재의 재질은 광을 표시패널(100, 1000) 방향으로 가이드 할 수 있는 당업계에 공지된 고분자 수지로 성형된 것일 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리카보네이트(polycarbonate) 계열, 폴리술폰(polysulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 계열, 폴리스티렌(polystyrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene)계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 1종 또는 2종 이상 포함할 수 있다.

한편, 상기 하부 보호부재(230, 2300)는 수용 및 보호기능만을 담당할 수 있는데, 이 경우 보호부재의 재질은 상술한 고분자 수지 이외에 디스플레이 장치에 통상적으로 사용되는 보호부재, 예를 들어 금속이나 기계적 강도가 우수한 고분자 수지를 사용할 수 있고, 목적에 따라 달리 채용될 수 있어 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 하부 보호부재(230, 2300)가 수용 및 보호기능만을 담당하고, 광의 반사 등 가이드 기능을 수행하지 않는 경우 하부보호부재(230, 2300)는 반사부재(미도시)를 하부 보호부재(230, 2300)의 바닥면 및/또는 측면에 구비하여 광원유닛(210)으로부터 출사된 광이 표시패널(100, 1000)로 공급되는 효율을 더 향상시킬 수 있다.

다음으로 발광형 표시패널을 구비하는 디스플레이 모듈의 일예로 플라즈마 디스플레이 장치, 전계발광 디스플레이 장치 및 전기영동 디스플레이 장치에 대해 순차적으로 설명한다.

구체적으로 도 10은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 분해사시도로써, 디스플레이 모듈은 표시패널(3100, 3200) 및 상기 표시패널을 상부와 측면에서 지지하는 상부 보호부재(미도시) 및 구동 회로부(미도시) 등을 포함하고, 구체적으로 표시패널은 밀봉된 전면기판(3100)/후면기판(3200), 및 상기 밀봉된 기판 내부에 채워지는 방전기체를 포함한다. 상기 디스플레이 모듈의 하부에는 방열유닛(3400)이 구비될 수 있고, 상기 방열유닛(3400)은 일면에 접착층(3300)을 구비하여 디스플레이 모듈에 결합될 수 있으며, 결합된 디스플레이 모듈 및 방열유닛은 하부 보호부재(미도시)에 의해 수용될 수 있다. 이때, 상기 방열유닛(3400)은 기재(3400a)의 전면에 형성된 방열코팅층(3400b)을 포함하여 디스플레이 장치에 구비된다.

구체적으로 도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 전계발광 디스플레이 장치의 단면도로써, 디스플레이 모듈은 복수개의 서브픽셀들로 정의될 수 있는 발광부(4120)가 배치되는 제1 기판(4110), 상기 유기발광소자(4120)를 수분이나, 산소 등으로부터 보호하기 위한 제2 기판(4130) 및 측면실링부(4140)를 포함하는 표시패널(4100) 및 상기 표시패널을 지지하고 보호하는 상부보호부재(미도시), 구동 회로부(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 발광부(4120)는 통상이 전계발광 디스플레이 장치에 구비되는 유기발광소자와 상기 유기발광소자에서 발광되는 특정 파장의 광을 변환시키는 형광체나 컬러필터를 포함할 수 있고, 기타 공지된 구성을 더 포함할 수 있으며, 구체적 구성은 공지의 구조의 채용할 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.

또한, 상기 디스플레이 장치는 접착층(4200)을 일면에 구비하여 상기 디스플레이 모듈의 하부에 결합되는 방열코팅층(4300b)을 구비한 방열유닛(4300)을 포함하고, 상기 방열유닛(4300)은 하부 보호부재(4400)에 의해 수용될 수 있다.

구체적으로 도 12는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 단면도로써, 디스플레이 모듈은 상부 보호부재(5200) 및 상기 상부 보호부재(5200)의 하부에 위치하는 표시패널(5100)을 포함하고, 상기 표시패널(5100)은 격벽(5120)의 상면에 형성된 상부전극(5110), 격벽(5120)의 하부를 실링하는 밀봉층(5130), 상기 밀봉층(5130)과 하부전극(5150)을 부착시키는 접착층(5140)을 포함하고, 상기 격벽(5120)의 내부에는 전기 비전도 유체(dielectric fluid, 5160) 및 전하를 띠는 흰색이나 검정색의 입자(5170)가 채워진다.

또한, 상기 디스플레이 장치는 접착층(5300)을 일면에 구비하여 상기 디스플레이 모듈의 하부에 결합되는 방열코팅층(5400b)을 구비한 방열유닛(5400)을 포함하고, 상기 방열유닛(5400)은 하부 보호부재(미도시)에 의해 수용될 수 있다.

도 10 내지 도 12에서 설명되는 각종 디스플레이 장치는 해당되는 종류의 디스플레이 장치에 통상적으로 구비되는 구성을 더 포함할 수 있고, 이와 같은 구성을 비롯하여 상술한 도 10 내지 도 12에서 설명되는 각종 구성은 공지된 구성의 재질, 크기, 형상일 수 있고, 배치 역시 공지된 디스플레이 장치의 배치에 따라 달리 설계되거나 목적에 따라 변경될 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않고, 이에 대한 설명은 생략한다.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

<실시예 1>

코팅층형성성분은 주제수지로 에폭시 당량이 550 g/eq인 비스페놀A형 에폭시수지(국도화학, YD-011) 100 중량부에 대하여 폴리아미드계의 경화제(국도화학, G-5022)를 65 중량부, 평균입경이 150㎚이고, D90이 190㎚인 카본블랙을 22 중량부, 에폭시계 실란화합물인 물성증진성분(Shanghai Tech Polymer Technology, Tech-7130) 3 중량부, 분산제(이소부틸알데하이드와 우레아의 축합물) 18 중량부, 용매로 메틸에틸케톤 18 중량부, 톨루엔 28.8 중량부, 사이클로핵사논 285 중량부를 혼합하여 교반하였다. 교반 후 혼합물 내에 포함된 기포를 제거하였고, 최종 점도를 25℃ 기준 100 ~ 130 cps로 제조하여 하기 표 1과 같은 방열코팅조성물을 제조한 후 5℃에서 저장하였다. 이후, 제조된 방열코팅조성물을 도 13과 같은 양측단이 상부방향으로 절곡된 형상의 알루미늄 재질(Al 1050)로, 두께 1.5㎜, 가로×세로×높이 각각 35㎜×34㎜×12㎜의 무게 8.12g 기재 전면에 최종 두께가 25㎛가 되도록 스프레잉 코팅하여 도포 후 150℃ 온도로 10분간 열처리 방열코팅층이 형성된 하기 표 1과 같은 방열유닛을 제조하였다.

<실시예 2 ~ 20>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1, 표 2 또는 표 3과 같이 카본계 필러의 종류, 평균입경, 입도분포 및 코팅층 형성성분의 종류 등을 변경하여 제조된 표 1, 표 2 또는 표 3과 같은 방열코팅조성물을 통해 방열유닛을 제조하였다.

<비교예 1 ~ 4>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 4와 같이 카본계 필러의 함량, 방열필러의 종류를 변경하여 제조된 하기 표 4와 같은 방열코팅조성물을 통해 방열유닛을 제조하였다.

<실험예 1>

실시예 및 비교예에서 제조된 방열유닛에 대하여 하기의 물성을 평가하여 표 1 내지 표 4에 나타내었다.

1. 열방사성 평가

가로, 세로, 높이 각각 30㎝×30㎝×30㎝인 아크릴 챔버 중앙에 방열유닛을 위치시킨 후 챔버 내부의 온도와 방열유닛의 온도를 25±0.2℃가 되도록 조절하였다. 이후 방열유닛에 열원(세라믹 heater가 결합된 구리블럭)을 TIM(열전도성 테이프 : 1W/mk)을 사용하여 붙여 시험시편을 제조하였다. 제조된 시편의 열원에 일정 전류를 인가하여 열을 발생시키고, 1시간 유지한 후 방열유닛의 온도를 측정하여 열방사율을 평가하였다. 구체적으로 열방사율은 방열코팅층이 구비되지 않은 기재에 대해 동일 조건에서 측정한 온도를 기준으로 하여 하기 수학식에 따라서 계산하였다.

[수학식]

열방사율(%)= {1-(시험시편의 온도(℃)/미코팅 기재의 온도(℃))}× 100

다만, 실시예 13, 비교예 2의 경우 내구성, 접착성 평가 결과 열악한 것으로 측정되어 방사성 평가를 생략하였다.

2. 방열성능의 균일성 평가

가로, 세로, 높이 각각 30㎝×30㎝×30㎝인 아크릴 챔버 중앙에 방열유닛을 위치시킨 후 챔버 내부의 온도와 방열유닛의 온도를 25±0.2℃가 되도록 조절하였다. 이후 방열유닛의 밑판 하부면 정중앙 지점에 직경이 15㎜, 두께 1.5㎜, 온도가 115℃인 열원을 직접 접촉시킨 후, 정중앙에서 대각선의 연장선 상에 있는 방열유닛 끝단의 절곡지점 4군데 지점의 온도를 계속 측정하였다. 이후, 상기 4군데 지점의 온도가 각각 10℃ 상승하는데 소요되는 시간을 초단위로 각각 측정한 후, 4군데 지점 소요시간들에 대한 표준편차를 계산하였다. 표준편차가 작을수록 방열성능이 균일하다고 볼 수 있고, 방열코팅층의 카본계필러 분산성이 높다고 해석할 수 있다.

3. 내구성 평가

온도가 60℃, 상대습도가 90%인 챔버내 방열유닛을 배치한 후 480시간 경과 후 방열유닛의 표면상태를 육안으로 평가하였다. 평가결과 방열코팅층의 크랙, 박리(들뜸) 유무를 확인하여 이상이 없는 경우 ○, 이상이 발생한 경우 ×로 나타내었다.

4. 접착성 평가

내구성을 평가한 시편에 대하여 1㎜ 간격이 되도록 나이프로 크로스 컷팅을 했다. 이후 이후 컷팅된 면에 스카치테이프를 부착하고 60° 각도로 잡아당겨 코팅층이 박리되는 상태를 확인한다. 평가기준은 ISO 2409에 의거하여 평가했다. (5B: 0%, 4B: 5%이하, 3B: 5~15%, 2B: 15~35%, 1B: 35~65%, 0B: 65%이상)

5. 표면품질평가

방열유닛의 표면품질을 확인하기 위하여, 손으로 표면을 만져보아 울퉁불퉁하거나 거친 느낌이 있는지 확인하였다. 거친느낌이 없고, 매끄러운 느낌만 있는 경우 5, 거친느낌이 있는 부분의 면적이 방열유닛 외부면 전체 면적 중 2% 이하일 경우 4, 2%초과 5% 이하의 면적일 경우 3, 5%초과 10% 이하의 면적일 경우 2, 10% 초과 20% 이하의 면적일 경우 1, 20% 초과의 면적일 경우 0으로 나타내었다.

		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7
코팅층형성성분	주제수지(종류/ 에폭시당량(g/eq)/함량(중량부))	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100
코팅층형성성분	경화제(종류/아민가(mgKOH/g)/함량(중량부))	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65
카본계필러	종류/함량(중량부)	카본블랙/22	카본블랙/10	카본블랙/15	카본블랙/18	카본블랙/40	카본블랙/45	카본블랙/68
카본계필러	평균입경(㎚)/D90(㎚)	150/192	150/192	150/192	150/192	150/192	150/192	150/192
물성증진성분 (중량부)		3	3	3	3	3	3	3
방열유닛	코팅층두께 (㎛)	25	25	25	25	25	25	25
	열방사성(%)	14.53	12.35	13.55	14.04	14.53	14.53	14.65
	방사성능 균일성	0.07	0.07	0.08	0.08	0.09	0.16	0.23
	접착성	5B	5B	5B	5B	5B	4B	4B
	내구성	○	○	○	○	○	○	○
	표면품질	5	5	5	5	5	5	3

		실시예8	실시예9	실시예10	실시예11	실시예12	실시예13	실시예14
코팅층형성성분	주제수지(종류/ 에폭시당량(g/eq)/함량(중량부))	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-136)/310/100	BPA(YD-012H)/650/100
코팅층형성성분	경화제(종류/아민가(mgKOH/g)/함량(중량부))	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65
카본계필러	종류/함량(중량부)	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22
카본계필러	평균입경(㎚)/D90(㎚)	31/64	58/65	234/253	261/280	240/272	150/192	150/192
물성증진성분 (중량부)		3	3	3	3	3	3	3
방열유닛	코팅층두께 (㎛)	25	25	25	25	25	25	25
	열방사성(%)	14.53	14.53	14.53	14.15	14.00	-	12.95
	방사성능 균일성	0.06	0.06	0.08	0.12	0.08	-	0.22
	접착성	5B	5B	5B	5B	4B	0B	2B
	내구성	○	○	○	○	○	×	○
	표면품질	5	5	5	4	3	5	5

		실시예15	실시예16	실시예17	실시예18	실시예19	실시예20
코팅층형성성분	주제수지(종류/ 에폭시당량(g/eq)/함량(중량부))	BPF(YDF-2001)/480/100	고무변성에폭시(KR-202C)/380/100	DCPD(KDCP-150)/280/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100
코팅층형성성분	경화제(종류/아민가(mgKOH/g)/함량(중량부))	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	PA(G-5022)/220/ 65	아미도아민(G-A0533)/330/ 65	지환족아민(KH-825)/275/ 65	페날카민(KMH-121X80)/200/ 65
카본계필러	종류/함량(중량부)	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22	카본블랙/22
카본계필러	평균입경(㎚)/D90(㎚)	150/192	150/192	150/192	150/192	150/192	150/192
물성증진성분 (중량부)		3	3	3	3	3	3
방열유닛	코팅층두께 (㎛)	25	25	25	25	25	25
	열방사성(%)	-	13.16	13.72	14.05	14.11	13.98
	방사성능 균일성	-	0.19	0.18	0.10	0.11	0.15
	접착성	0B	1B	1B	2B	OB	0B
	내구성	×	○	○	○	×	×
	표면품질	5	5	5	5	5	4

		비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
코팅층형성성분	주제수지(종류/ 에폭시당량(g/eq)/함량(중량부))	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100	BPA(YD-011)/550/100
	경화제(종류/아민가(mgKOH/g)/함량(중량부))	PA(G-5022)/220/65	PA(G-5022)/220/65	PA(G-5022)/220/65	PA(G-5022)/220/65
필러	종류/함량(중량부)	카본블랙/5	카본블랙/75	이산화티타늄 /22	카본블랙/22
	평균입경(㎚)/D90(㎚)	150/192	150/192	208/255	150/190
물성증진성분 (중량부)		3	3	3	불포함
방열유닛	코팅층두께 (㎛)	25	25	25	25
	열방사성(%)	8.7	-	12.35	13.25
	방사성능 균일성	0.07	-	0.13	0.28
	접착성	5B	0B	5B	2B
	내구성	○	×	○	×
	표면품질	5	2	5	5

먼저, 표 1에서 확인할 수 있듯이,

카본계 필러의 함량이 본 발명의 바람직한 범위내 있는 실시예 1, 4, 5의 경우가 실시예 2, 3, 6, 7에 비하여 열방사성 및 접착성이 동시에 달성되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 6 및 7에서 확인할 수 있듯이, 카본계 필러의 함량이 증가해도 열방사성의 향상정도는 미미하고, 오히려 접착성이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 방사성능의 균일성도 함께 저하되는 것을 확인할 수 있다.

다음으로 표 2에서 확인할 수 있듯이,

카본블랙이 동일함량으로 구비되는 실시예 1, 실시예 8 내지 실시예 12에서 평균입경이 250㎚를 초과하는 실시예 11의 경우 표면품질이 저하, 방사성능 균일성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.

또한, 카본블랙의 D90이 260㎚를 초과하는 실시예 12의 경우 표면품질의 현저히 저하되었고, 접착성도 동시에 저하된 것을 확인할 수 있다.

한편, 주제수지인 에폭시 수지의 에폭시 당량이 바람직한 범위 미만인 실시예 13의 경우 접착성 및 내구성이 현저히 좋지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 주제수지인 에폭시 수지의 에폭시 당량이 바람직한 범위를 초과하는 실시예 14의 경우 접착성이 현저히 저하되고, 방사성능의 균일성도 저하된 것을 알 수 있다.

다음으로 표 3에서 확인할 수 있듯이,

주제수지의 종류가 비스페놀A형 에폭시가 아닌 다른 종류의 에폭시 수지를 사용한 실시예 15 내지 실시예 17의 경우 열방사성, 접착성, 내구성 및 방사균일성 중 2개 이상의 물성이 저하된 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 모든 물성을 달성하기에 적합하지 않음을 알 수 있다.

또한, 경화제로 폴리아미드계가 아닌 다른 종류를 사용한 실시예 18 내지 실시예 20의 경우 방사성능이 실시예 1보다 저하되었고, 접착성과 내구성이 현저히 저하되었으며, 실시예 20의 경우 표면특성도 저하된 것을 확인할 수 있다.

다음으로 표 4에서 확인할 수 있듯이,

카본계 필러의 함량이 본 발명에 따른 범위를 벗어나는 비교예 1의 경우 열방사성이 실시에에 비해 현저히 좋지 않음을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 2의 경우 내구성과 접착성, 표면특성이 매우 조악한 것을 확인할 수 있다.

또한, 필러의 종류를 이산화티타늄으로 구비한 비교예 3의 경우 접착성, 내구성이 우수했으나, 열방사성의 정도는 실시예 2수준으로써, 실시예 2의 필러함량이 비교예 3보다 1/2 미만임을 고려할 때 카본블랙이 이산화티타늄보다 방열성능이 매우 뛰어난 것을 예상할 수 있다.

또한, 물성증진성분을 포함하지 않은 실시예4의 경우 방사성, 방사성능 균일성, 접착성 및 내구성이 모두 저하되는 것을 확인할 수 있다.

<실험예 2>

실시예 4의 방열유닛과 방열코팅층이 처리되지 않은 도 13과 같은 방열기재(비교예5) 및 방열코팅층이 처리되지 않고 비표면적이 증가된 도 14와 같은 구조의 알루미늄 재질(Al 6063)로, 두께 2㎜, 가로×세로×높이 각각 35㎜×34㎜×12㎜의 무게 24.33g의 방열기재(비교예6) 간에 대하여 하기의 물성을 평가하여 하기 표 5에 나타내었다.

1. 열원의 온도변화

가로, 세로, 높이 각각 30㎝×30㎝×30㎝인 아크릴 챔버 중앙에 방열유닛을 위치시킨 후 챔버 내부의 온도와 방열유닛의 온도를 25±0.2℃가 되도록 조절하였다. 이후 방열유닛의 밑판 하부면 정중앙 지점에 직경이 15㎜, 두께 1.5㎜인 세라믹 발열체를 직접 접촉시킨 후 620㎃, 5.2V의 전원을 인가하고, 2시간 경과 한 뒤의 열원의 온도를 측정하였다.

2. 챔버 내부 온도변화

가로, 세로, 높이 각각 30㎝×30㎝×30㎝인 아크릴 챔버 중앙에 방열유닛을 위치시킨 후 챔버 내부의 온도와 방열유닛의 온도를 25±0.2℃가 되도록 조절하였다. 이후 방열유닛의 밑판 하부면 정중앙 지점에 직경이 15㎜, 두께 1.5㎜인 세라믹 발열체를 직접 접촉시킨 후 620㎃, 5.2V의 전원을 인가하고, 2시간 경과 한 뒤 챔버내부의 온도를 측정하였다.

		실시예4	비교예5	비교예6
방열유닛	코팅층 유무	○	×	×
	열원온도(℃)	70.6	82.6	79.0
	챔버내부온도(℃)	26.5	26.2	26.2

상기 표 5에서 확인할 수 있듯이,

기재의 표면적이 큰 비교예 6의 방열기재가 비교예 5의 방열기재에 비해 방열성능이 다소 높은 것을 확인할 수 있다.

한편, 표면적이 작은 비교예 5의 방열기재에 본 발명의 일실시예에 따른 코팅조성물로 구현된 방열코팅층을 구비한 실시예 4의 경우 방열기재 자체의 표면적이 낮음에도 불구하고 비교예 6보다 약 10% 정도 방열성능이 향상된 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1,1',1",1"': 방열유닛 10a,11a,12a,31a: 기재
10b,11b,12b,31b: 방열코팅층 100,1000,3100,4100,5100: 표시패널
150,1500: 상부 보호부재 210,2100: 광원유닛
220,2200,3400,4300,5400: 방열유닛
230,2300: 하부 보호부재 240, 2400: 광학시트
250, 2500: 몰드 프레임

Claims

기재; 및
상기 기재 외부면의 적어도 일영역에 형성된 방열코팅층;을 포함하며,
상기 방열코팅층은 주제수지를 포함하는 코팅층 형성성분, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 72 중량부로 포함되며 평균입경이 250㎚ 이하의 카본블랙인 카본계 필러, 및 방열성 및 부착성 향상을 위한 물성증진성분을 포함하는 방열 코팅조성물이 경화되어 형성된 디스플레이 장치용 방열유닛.
제1항에 있어서,
상기 주제수지는 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 선형 지방족형(linear Aliphatic) 에폭시 수지, 고무변성 에폭시 수지 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 에폭시 수지를 포함하는 디스플레이 장치용 방열유닛.
삭제
제1항에 있어서,
상기 코팅층 형성성분은 산무수물계, 아민계, 이미다졸계, 폴리아미드계 및 폴리메르캅탄계 중 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 경화제를 더 포함하는 디스플레이 장치용 방열유닛.
제2항에 있어서,
상기 주제수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하는 글리시딜에테르형 에폭시 수지인 디스플레이 장치용 방열유닛.
제5항에 있어서,
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 350 ~ 600 g/eq 인 디스플레이 장치용 방열유닛.
제1항에 있어서,
상기 코팅층 형성성분은 주제수지로 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하고, 경화제로 폴리아미드계 성분을 더 포함하는 디스플레이 장치용 방열유닛.
제7항에 있어서,
상기 폴리아미드계 성분은 아민가가 180 ~ 300 mgKOH/g 인 폴리아마이드계 성분인 디스플레이 장치용 방열유닛.
제1항에 있어서,
상기 물성증진성분은 3-(N-아닐-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸에톡시실란, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸메톡시실란 및 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 디스플레이 장치용 방열유닛.
삭제
제7항에 있어서,
상기 폴리아미드계 성분을 포함하는 경화제는 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 45 ~ 75 중량부로 포함되는 디스플레이 장치용 방열유닛.
제1항에 있어서,
상기 카본계 필러는 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 17 ~ 42 중량부로 포함되는 디스플레이 장치용 방열유닛.
제9항에 있어서,
상기 물성증진성분은 주제수지 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 포함되는 디스플레이 장치용 방열유닛.
제1항에 있어서,
상기 코팅층 형성성성분은 비스페놀 A 형 에폭시 수지를 포함하는 주제수지 및 폴리아미드계 성분을 포함하는 경화제를 구비하는 디스플레이 장치용 방열유닛.
제1항에 있어서,
상기 카본계 필러는 D90이 260㎚ 이하인 디스플레이 장치용 방열유닛.
영상이 시현되는 표시패널; 및
상기 표시패널 중 영상 비표시면의 상부에 배치되는 방열유닛;을 포함하고,
상기 방열유닛은 기재 및 상기 기재 외부면의 적어도 일영역에 형성된 방열코팅층을 포함하며,
상기 방열코팅층은 주제수지를 포함하는 코팅층 형성성분, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 72 중량부로 포함되며 평균입경이 250㎚ 이하의 카본블랙인 카본계 필러, 및 방열성 및 부착성 향상을 위한 물성증진성분을 포함하는 방열 코팅조성물이 경화되어 형성된 디스플레이 장치.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제9항 및 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 장치용 방열유닛을 포함하는 디스플레이 장치.