(57)【要約】【課題】延性及び強度に優れた放熱シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る放熱シートの製造方法は、黒鉛粉末をバインダーと混合する段階、黒鉛粉末とバインダーとの混合物を反射シートの一面に塗布して所定厚さの放熱シートを形成する段階と、を含む。また、本発明に係る放熱シートの製造方法は、微細黒鉛粒子中にアクリル系樹脂を添加してナノ複合材料（Nano-composite）を形成する段階と、ナノ複合材料を高温状態で圧縮する段階と、を含む。さらに、本発明に係る放熱シートは、黒鉛粉末とバインダーとの混合物を含んで構成され、反射シートの一表面に所定厚さの塗膜形態で形成される。さらにまた、本発明に係るバックライト装置は、黒鉛粉末とバインダーとの混合物を含んで構成され、反射シートの一表面に所定厚さの塗膜形態で形成された放熱シートを含んで構成される。【選択図】図３
2007121982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛粉末をバインダーと混合する段階と、
前記黒鉛粉末とバインダーとの混合物を、光を反射する反射シートの一表面に塗布して所定厚さの放熱シートを形成する段階と、
を含むことを特徴とする放熱シートの製造方法。
【請求項２】
バインダーは、ポリウレタン、アクリルまたはシリコンであることを特徴とする請求項１に記載の放熱シートの製造方法。
【請求項３】
黒鉛粉末とバインダーとの混合物には、銅または銀が添加されることを特徴とする請求項２に記載の放熱シートの製造方法。
【請求項４】
微細黒鉛粒子中にアクリル系樹脂を添加してナノ複合材料（Nano-composite）を形成する段階と、
前記ナノ複合材料を高温状態で圧縮する段階と、
を含むことを特徴とする放熱シートの製造方法。
【請求項５】
前記ナノ複合材料に、熱伝導率の高い樹脂を添加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の放熱シートの製造方法。
【請求項６】
黒鉛粉末とバインダーとの混合物を含んで構成され、光を反射する反射シートの一表面に所定厚さの塗膜形態で形成されることを特徴とする放熱シート。
【請求項７】
黒鉛粉末とバインダーとの混合物を含んで構成され、光を反射する反射シートの一表面に所定厚さの塗膜形態で形成された放熱シートを含んで構成されることを特徴とするバックライト装置。
【請求項８】
請求項４に記載の製造方法で製造された放熱シートを、光を反射する反射シートの一表面に設けることを特徴とするバックライト装置。
【請求項９】
請求項５に記載の製造方法で製造された放熱シートを、光を反射する反射シートの一表面に設けることを特徴とするバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱シート及びその製造方法に関し、特に、延性及び強度に優れた放熱シート及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示素子（Liquid Crystal Display device；以下、「ＬＣＤ素子」という）は、印加電圧による液晶透過率の変化を利用して、各種装置が発生する電気的な情報を視覚情報に変換して伝達する電子素子である。
【０００３】
このようなＬＣＤ素子は、各種情報の表示素子であるが、それ自体は光源を備えていない。従って、ＬＣＤ素子の画面上全体を均一に明るくする別途の光源装置が、その背面に設けられる。このような条件を満足する装置として、ＬＣＤ素子に光を提供するバックライト装置（Back Light Unit）が用いられる。
【０００４】
バックライト装置は、冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が設けられる位置に応じて、ランプが液晶表示パネル（液晶表示素子）の下に位置する直下方式（直下型バックライト装置）と、ランプが導光板の側面に位置するエッジ−ライト方式（edge-light method）（エッジ−ライト型バックライト装置）とに分けられる。
【０００５】
図１は、液晶表示素子のバックライト装置１００を概略的に示した断面図である。
【０００６】
図１は、エッジ−ライト型バックライト装置１００を示している。このエッジ−ライト型バックライト装置は、光源部１１０、導光板１２０、反射シート１３０及び光学フィルム１４０を含む。
【０００７】
光源部１１０は、所定波長の光を発生する１つ以上の冷陰極蛍光ランプ１１２及び光源反射板１１４を含む。冷陰極蛍光ランプ１１２から発生した光は、反射体で構成された光源反射板１１４及び反射シート１３０によって反射される。その後、反射された光は、図１に示したように、導光板１２０全体に均一に拡散される。
【０００８】
光学フィルム１４０は、散光（拡散）シート１４２、プリズムシート１４４、保護シート１４６及び反射型偏光フィルム１４８を含む。反射型偏光フィルム１４８は選択的に用いられる。
【０００９】
光学フィルム１４０を構成する各構成要素の機能を簡単に説明すれば次の通りである。
【００１０】
導光板１２０内で均一に拡散された光は、散光シート１４２に送られる。散光シート１４２は、導光板１２０から出た光を拡散または集光して、輝度を均一にし、視野角を広げる。
【００１１】
散光シート１４２から出た光は、輝度が顕著に落ちるようになる。従って、これを防止するために、プリズムシート１４４が用いられる。プリズムシート１４４は、散光シート１４２から出た光を屈折させ、小さい角度で入射される光を正面側に集光させて、有効視野角範囲で輝度を高くする。
【００１２】
保護シート１４６は、プリズムシート１４４上に配置される。保護シート１４６は、プリズムシート１４４を埃や塵などの汚れから保護し、またプリズムシート１４４によって狭められた視野角を広げる機能を果たす。
【００１３】
光学フィルム１４０上に位置するＬＣＤ素子（図示略）は、光学フィルム１４０から出た光のうち、その一部だけを透過させる性質を持つ。例えば、縦波（Ｐ波）は透過させ、横波（Ｓ波）は吸収する性質を持つ。従って、吸収される横波を活用するために反射型偏光フィルム１４８が用いられる。
【００１４】
反射型偏光フィルム１４８は、保護シート１４６によって拡散された光のうち、横波（Ｓ波）を導光板１２０方向に反射し、縦波（Ｐ波）はＬＣＤ素子（図示略）に提供する。
【００１５】
反射された横波は、導光板１２０または反射シート１３０によって再反射される。この場合、横波は、再反射されることによって、縦波と横波を含む光に変化するようになる。この変化した光は、散光シート１４２、プリズムシート１４４及び保護シート１４６を通じて、反射型偏光フィルム１４８に再入射される。バックライト装置１００は、このような過程を通じて光の（利用）効率を向上させることができる。
【００１６】
しかし、エッジ−ライト型バックライト装置とは異なり、直下型バックライト装置は、光源部の下部に反射シートが位置するので、このような構造では光源部が発生する熱の大部分が、反射シートに伝達されることになる。従って、この伝達熱によって反射シートが加熱され、反射シートが変形などする恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、バックライト装置で発生する前記問題点を解決するためのものであり、反射シートに伝わる熱を効果的に吸収できる放熱シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、その放熱シートを含んで構成されるバックライト装置を提供することを目的とする。
【００１９】
一般に、プラズマ表示装置及びコンピュータでは、発生した熱を放出するための放熱シートが利用されている。本発明ではこのような機能を遂行する放熱シートの概念をバックライト装置に適用したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を解決する本発明に係る放熱シートの製造方法は、黒鉛粉末をバインダーと混合する段階と、黒鉛粉末とバインダーとの混合物を、光を反射する反射シートの一表面に塗布して所定厚さの放熱シートを形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
前記バインダーには、ポリウレタン、アクリルまたはシリコンであり、前記黒鉛粉末とバインダーとの混合物は、銅または銀が添加されると好ましい。
【００２２】
また、本発明に係る放熱シートの製造方法は、微細黒鉛粒子中にアクリル系樹脂を添加してナノ複合材料（Nano-composite）を形成する段階と、前記ナノ複合材料を高温状態で圧縮する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
前記放熱シートの製造方法は、ナノ複合材料に熱伝導率の高い樹脂を添加する段階をさらに含むとよい。
【００２４】
本発明に係る放熱シートは、黒鉛粉末とバインダーとの混合物を含んで構成され、反射シートの一表面に所定厚さの塗膜形態で形成されるとよい。
【００２５】
本発明に係るバックライト装置は、黒鉛粉末とバインダーとの混合物を含んで構成され、反射シートの一表面に所定厚さの塗膜形態で形成された放熱シートを含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によって製造された放熱シートによると、効果的に反射シートの熱を吸収し、放熱することができる。また、本発明に係る放熱シートは、熱による損傷を防止できるので、放熱シートの形状を持続的に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に係る直下型バックライト装置の部分断面図である。図１のエッジ−ライト型バックライト装置の構成要素と類似機能を有する構成要素には、同じ符号を付している。
【００２９】
本発明の一実施形態に係る直下型バックライト装置は、光源反射板１１４に設けられている多数の冷陰極蛍光ランプ１１２を含んで構成される光源部１１０が、導光板１２０の下部に設けられ、光源部１１０の下部には反射シート１３０が設けられている。
【００３０】
光源部１１０の下部に位置する反射シート１３０は、導光板１２０からの漏れ光を導光板１２０に反射させ光を再利用する。一方、光生成過程で光源部１１０から発生した熱は、その下部に位置する反射シート１３０に伝わる。
【００３１】
本発明の一実施形態に係る直下型バックライト装置は、反射シート１３０に伝わる熱を放出するために、反射シート１３０の下部に放熱シート１５０を設ける。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態に係る放熱シート１５０と反射シート１３０との関係を示した斜視図であり、図４は、本発明の他の実施形態に係る放熱シート１７０と反射シート１３０との関係を示した斜視図である。
【００３３】
本発明の一実施形態は、図３に示したように、放熱シート１５０が、接着剤１６０によって反射シート１３０底面に接着される。また、本発明の他の実施形態では、図４に示したように、反射シート１３０底面に放熱シート層１７０が塗布される。
【００３４】
反射シート１３０に伝わる熱を吸収して、該吸収した熱を装置の外部に放出する機能を遂行する放熱シート１５０は、熱伝導性に優れた黒鉛で製造される。黒鉛を高温条件下で圧縮することによって、図３に示した形状を持つ放熱シート１５０を製造できる。
【００３５】
放熱シート１５０は、熱伝導性に優れ、反射シート１３０に伝わる熱を効果的に吸収することができる。しかし、材料（黒鉛）の物理的特性及び高温圧縮の加工工程の特性上、放熱シート１５０が、外部からの衝撃などによって壊れる可能性がある。
【００３６】
接着剤１６０によって反射シート１３０に付着された放熱シート１５０が、破損（壊れる）し、反射シート１３０から剥離する場合、反射シート１３０に対する吸熱及び放熱機能が低下することになる。
【００３７】
放熱シート１５０が壊れる要因としては、黒鉛粉末を主成分として放熱シート１５０を製造する点が挙げられる。黒鉛粉末を圧縮成形すると、粉末粒子間の結合力（接着力）が小さくなる。従って、外部からの衝撃によって、放熱シート１５０が変形及び破損する可能性がある。
【００３８】
このような、放熱シートを構成する材料が有する不具合を解消する、放熱シート及びその製造方法を、以下に詳細に説明する。
【００３９】
本発明の第１の実施形態に係る放熱シートを構成する主要成分は、黒鉛粉末とバインダーである。黒鉛粉末は、粘性を持つバインダー（binder）と混合され、その混合物が反射シート１３０の底面に塗布される。ここで、バインダーは、ポリウレタン、アクリルまたはシリコンのように熱伝導性及び耐熱性に優れた材料が好ましい。
【００４０】
本発明の第１の実施形態に用いられるバインダーは、ポリウレタンである。ポリウレタンの物理的化学的特性は次の通りである。
【００４１】
ポリウレタンは、分子内にウレタン結合−ＯＣＯＮＨ−（urethane bond-OCONH-）を持つ高分子化合物のゴム状態の弾性体である。このポリウレタンは、ウレタンゴム・合成繊維・接着剤・塗料・ウレタンフォーム（urethane form）及び自動車バンパーなどその利用範囲が拡大しつつある。
【００４２】
一般に、ポリウレタンは、ジオール（diol）（１,４−ブタンジオール（1,4-Butanediol）など）とジイソシアネート（di-isocyanate）（ジフェニルメタンジイソシアネート（diphenylmethane di-isocyanate）など）の添加重合によって製造される。ゴム用途には、ジオールとして、ポリエチレングリコール（polyethylene glycol）、ポリプロピレングリコール（polypropylen glycol）のようなポリエーテルジオール（polyetherdiol）や末端ジオール（terminal diol）の脂肪族ポリエステル（aliphatic polyester）が利用される。ウレタンフォームの用途には、トリイソシアネート（tri-isocyanate）を添加して熱硬化性にする場合が多い。
【００４３】
ペースト状のポリウレタンに黒鉛粉末を混合した後、その混合物を反射シート底面に塗布する。これにより、反射シートの底面には所定厚さの放熱シートが形成される。
【００４４】
放熱シートの主成分である黒鉛は、反射シートの熱を吸収する。ポリウレタンは黒鉛粉末粒子を一体化させる。従って、放熱シートに外部衝撃が加わっても、ポリウレタンによって黒鉛粉末粒子の結合が解除されることがなくなり、放熱シートが壊れにくくなる。
【００４５】
黒鉛粉末とポリウレタンとの混合物の延性を改善するために、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）を添加してもよい。
【００４６】
本発明の第２の実施形態に係る放熱シート及びその製造方法を説明する前に、まず、ナノ複合材料（Nano composite）について説明する。
【００４７】
ナノ複合材料は、２種類以上の構成物質の混合体である。これは互いに化学的に区分される構成物質が、それぞれの特性を保持したまま、結合され、各構成物質に特異な機械的、物理的、化学的特性が互いに相互補完的に作用して、個々の構成物質が分離されている時よりも、優れた特性を得るように人為的に構成された材料を意味する。
【００４８】
一般に、構造材料用複合材料の構成物質はベースと補強材の２種類に分けられる。
【００４９】
ベースは、補強材を互いに結合させ、補強材を外部から保護して複合材料の形態を保持し、複合材料内で連続的な構造を有する。
【００５０】
補強材は、ベースに比べて、外部応力を支持する優れた機械的性質を有しており、ベース内に分散されている粒子、ウィスカー（whisker）または繊維形態の構成物質である。
【００５１】
複合材料は、ベースの種類によって大きく３種類、即ち、エポキシなどの高分子物質をベースとする高分子複合材料（polymer matrix composite）、金属及び合金をベースとする金属複合材料（metal matrix composite）、及びセラミックをベースとするセラミック複合材料（ceramic matrix composite）に分類される。
【００５２】
金属やセラミックをベース材料とする複合材料は、材料の軽量化と高強度化のために、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維などが強化繊維として利用されている。これらは、高分子複合材料が適用され得る高温用特殊用途に使われる。
【００５３】
ナノ複合材料は、炭素ナノ繊維、炭素ナノチューブ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのナノ粒子を補強材として使用する複合材料を意味する。このような補強材は、既存の複合材料として使われる補強材より、機械的、熱的、電気的特性などが非常に優れていることから、様々な機能を具現できるという長所がある。
【００５４】
本発明の第２の実施形態は、上述したナノ複合材料の特性を用いており、具体的に説明すると次の通りである。
【００５５】
まず、黒鉛粉末をナノサイズの微細粒子に加工し、この微細黒鉛粒子中にアクリル系樹脂を添加してナノ複合材料（Nano-composite）を形成する。
【００５６】
微細黒鉛粉末粒子中にアクリル系樹脂を均一に分散させて形成したナノ複合材料は、優れた熱安定性、機械的性質（延性及び引張強度）及び熱伝導性を持つようになる。
【００５７】
次に、微細黒鉛粉末粒子とアクリル系樹脂によって形成したナノ複合材料を、高温状態で圧縮し、最終的に、放熱シートを形成する。
【００５８】
なお、高温圧縮工程を実施する前に、混合物に対して、熱伝導率に優れた樹脂を添加してもよい。
【００５９】
以上で説明した本発明の各実施形態は、例示の目的のために開示したものであり、本発明に対する通常の知識を有する当業者であれば、本発明の技術的思想と、その範囲内で様々な修正、変更、付加が可能である。従って、このような修正、変更及び付加は本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】バックライト装置を構成する光源及び反射板などの関係を示した断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、放熱シートを含む直下型バックライト装置の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る放熱シートと反射シートとの関係を示した斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る放熱シートと反射シートとの関係を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１０  光源部
１２０  導光板
１３０  反射シート
１５０  放熱シート
１６０  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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