KR102170862B1 - 박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널에 관한 것으로서, 무기 난연제를 포함한 조성물을 성형하여 만든 심재(10)의 양측면에 알루미늄 박판(20)이 접착되어 구성된다. 심재용 조성물은 25 내지 40중량%의 바인더 수지에, 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘의 무기계 난연제 30 내지 55중량%와, MgO 및 ZnO를 포함한 금속산화물의 난연보조제 0.1 내지 30중량%; 및 침상의 탈크(tarc) 또는 판상의 운모의 첨가제 2 내지 10중량%를 포함하여, 난연성능은 유지하되, 경량성, 열변형에 대한 평활성 또는 치수안정성, 기계가공성 및 압출성형성을 개선한 것이다.

Description

박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널{ALUMINIUM COMPOSITE PANEL FOR A BACKPLATE OF DISPLAY DEVICE}

본 발명은 평판형 디스플레이장치에서 백 플레이트(back plate)용으로 사용되는 알루미늄 복합패널에 관한 것으로, 특히 경량이면서, 내연성 내지 준불연성, 열변형에 대한 우수한 평활성 내지 치수안정성, 우수한 기계가공성과 압출성형성의 특성을 가지는 알루미늄 복합패널에 관한 것이다.

LED TV, 특히 최근에는 OLED TV로 대표되는 평판형 디스플레이장치는 일반적으로 후방의 커버판으로서 백 플레이트를 구비한다. 이 백플레이트는 안쪽에 디스플레이장치의 LED 모듈 또는 OLED 모듈의 제어 부품 내지 회로를 실장한 기판을 배치하여, 이들 부품들을 지지하고 디스플레이장치의 후방을 보호하는 역할을 한다.

이러한 백플레이트는 기본적으로 경량이면서 부품들을 설치하여 안정적으로 지지하기 위한 충분한 기계적 강도가 필요하고, 최근 TV의 대형화에 따라 증가하는 제품 무게를 충분히 지탱할 수 있도록 스탠드 또는 설치 브라켓을 충분한 결합강도로 결합할 수 있는 강도가 필요하며, 특히 TV 제품의 고성능화에 따라 내부 발열부품들에서 발생하는 발생열에 대한 높은 평활성 또는 치수안정성 등이 요구된다.

이러한 TV 백플레이트의 요구 특성에 대응하여 다양한 종류의 백플레이트가 개발되어 제안되고 있다. 예컨대, TV용 백플레이트로서, 요구되는 경량성과 기계적 강도를 위하여, 허니콤 타입의 샌드위치 패널 구조의 복합패널이 제안되고 있다(아래 특허문헌 1 참조). 그러나, 특허문헌 1의 샌드위치 패널 구조의 것은 경량성과 기계적 강도, 방열성의 측면에서는 장점을 가지지만, 최근 OLED TV와 같이 초박형화된 제품의 백플레이트용으로 적합한 두께를 구현할 수 없고, 설치용 스탠드나 브라켓을 연결하여 안정적으로 제품을 지지할 수 있는 기계적 강도를 얻기 어려운 단점이 있었다.

또, 백플레이트의 불연성과 박형화를 고려하여 알루미늄 복합패널도 제안되고 있다(아래 특허문헌 2 참조). 이 특허문헌 2의 알루미늄 복합패널은 조성물에 여러가지 난연성 성분(금속 수산화물)과 경량화를 위한 열팽창성 마이크로 캡슐을 포함시켜 난연성, 경량성, 기계적 강성을 보완 개량하고 있으나, 복합패널 조성물에 난연성 조성성분의 함량(60 내지 80중량%)이 과다하여, 성형성이 불량한 단점을 보이고 있고, 특히 이러한 복합패널은 고열에 대한 열변형이 상대적으로 커서 고성능화에 따라 내부 발열부품에서 상대적으로 고온의 열을 발생하는 고성능 및 초박형의 TV제품(OLED TV)의 백 플레이트용으로서는 적합하지 않은 단점을 가지고 있다.

JP 2011-25490 A KR 10-0899112 B1

이에 본 발명은 상기 종래의 복합패널이 가진 단점을 해결하고 동시에 초박형 내지 고성능 평판형 디스플레이장치의 백 플레이트로서 요구되는 낮은 열변형율, 치수안정성 내지 평활도와 같은 성형성이 우수한 알루미늄 복합패널을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널은,

심재용 조성물을 압출성형하여 만든 심재(10)의 양측에 접착층(30)을 개입시켜 알루미늄 박판(20)이 접합되어 구성되고,

상기 심재용 조성물이, EVA공중합체 및 폴리에틸렌 중에서 선택되는 어느 하나 또는 EVA와 폴리에틸렌의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 바인더 수지 25 내지 40중량%; 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 중에서 선택된 어느 하나의 무기계 난연제 30 내지 55중량%; MgO 및 ZnO를 포함한 금속산화물군에서 선택되는 어느 하나의 난연보조제 0.1 내지 30중량%; 침상의 탈크(tarc)와 판상의 운모로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 첨가제 2 내지 10중량%;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면,

첫째, 심재용 조성물에 무기계 난연제의 함량을 60% 이하로 줄이고 그대신 금속산화물로 이루어진 난연보조제의 첨가량을 상대적으로 증가시킴으로써 난연성능은 고함량의 무기계 난연제를 포함하는 조성물과 동일하게 유지하되, 성형시 용융수지의 점도를 낮추어, 압출성형성의 개선과 성형품의 열변형율의 감소 및 치수안정성 내지 평활성을 얻을 수 있다.

그리고 판상 구조의 운모 또는 침상 구조의 탈크를 첨가함으로써, 성형제품의 열변형을 줄여서 치수안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 복합패널의 단면사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 알루미늄 복합패널(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 심재용 조성물을 압출성형하여 만든 심재(10)의 양측에 접착층(30)을 개입시켜 알루미늄 박판(20)이 접합되어 구성된다. 도면부호 31 및 32는 접착필름을 지칭한다.

상기 심재(10)는 아래 조성으로 된 수지 조성물을 압출성형하여 제조된다. 상기 심재용 수지조성물은, EVA공중합체 및 폴리에틸렌 중에서 선택되는 어느 하나 또는 EVA와 폴리에틸렌의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 바인더 수지 25 내지 40중량%; 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 중에서 선택된 어느 하나의 무기계 난연제 30 내지 55중량%; MgO 및 ZnO를 포함한 금속산화물군에서 선택되는 어느 하나의 난연보조제 0.1 내지 30중량%; 및 침상의 탈크(tarc)와 판상의 운모로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 첨가제 3 내지 10중량%;를 포함한다.

상기 바인더 수지는 성형제품의 치수안정성을 위하여 결정성 고분자보다는 비결정성 고분자가 유리하다. 이러한 바인더 수지로서는 복합패널의 강성을 증가하기 위해서 EVA공중합체 또는 폴리에틸렌(Polyethylene: PE)가 바람직하다. 또한 EVA 공중합체와 폴리에틸렌의 혼합물도 가능하다.

상기 심재(10)의 수지 조성물중에서 수지 함량이 40중량% 이상인 경우에 가공성은 우수하지만 난연성이 급격히 감소하며, 25중량% 이하에서는 난연성은 우수하나 무게가 무거워지며 가공성이 급격히 저하한다.

본 발명에서 심재용 수지조성물에 포함되는 무기계 난연제로서는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘와 같은 금속수산화물이나, 삼산화안티몬, 붕소화합물이 사용된다. 바람직하게는 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘이 사용된다.

이러한 산화알루미늄과 수산화마그네슘은 연소시 흡열반응으로서 주위의 열을 빼앗아 연소점 주위의 온도를 낮추어줌으로써 연소를 억제하는 동시에 연소시 H₂0를 발생시켜 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시켜 연소를 억제하는 작용을 한다.

그러나, 상기 무기계 난연제의 함량이 60중량%를 초과하면, 점도가 상승하여 유동성이 저하됨으로써 성형성과 기계적 물성이 저하되고, 30중량%이하에서는 난연성이 떨어지는 단점이 있으므로, 바람직하게는 30 내지 55중량%의 함량으로 바인더 수지에 포함된다.

그리고, 상기 무기계 난연제의 함량이 55중량% 이하로 감소하면, 성형품의 성형성이나 기계적 물성은 개선되지만, 상대적으로 높은 함량의 난연제 사용에 비하여 난연성은 저하되는데, 이러한 난연성이 저하되는 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 연소시 탄화층을 형성하는 난연보조제를 첨가한 것에 특징이 있다.

상기 난연보조제는 연소되는 수지의 표면에 탄화층을 형성하여 수지의 연소를 억제하는 역할을 함으로써 무기계 난연제의 난연 성능을 보완하는 특성을 가진다. 특히, 상기 난연보조제가 침상 또는 판상의 무기물인 경우에 심재 혼합물을 압출기에서 압출할 때, 압출기내에서 유동특성을 양호하게 개선하는 특성도 가진다.

이러한 난연보조제로서는 침상의 탈크(Tarc) 또는 판상의 운모가 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 침상 또는 판상의 구조를 가지는 무기물이면 어느 것이라도 가능하다.

판상의 구조를 가진 운모는 열전도율을 감소시킴으로써 성형된 복합패널의 열변형을 감소시켜 성형된 복합패널의 치수안정성 내지 평활성을 제공한다. 그리고 침상 구조의 탈크는 운모와 유사하게 용융수지의 점도를 낮추어 압출성형성을 개선하고 아울러 성형 제품에 치수안정성을 제공한다. 상기 운모와 탈크의 함량은 2 내지 10중량%가 바람직하다.

본 출원인은 심재의 조성에 운모의 함량을 아래 표1에 기재된 실시예들과 같이 다양하게 변화시킨 조성물로 제품을 성형하고, 이 성형제품들을 KSF 4737 규격에 따라 냉온반복시험을 하여, 각 심재 조성에 대한 변형량을 측정하였다.

냉온반복시험은 아래와 같은 조건으로 실시되었다.

- 전자용 판넬의 평활도 기준 : 2.5mm/m

- 냉온반복시험

- 규격 : KS F 4737

- 시험조건 : 1사이클 × 60회

1사이클 : 23℃(승온1시간)→80℃(유지2시간)→-20℃(하온1시간,유지2시간)→23℃(승온 1시간, 유지 1시간).

위 시험의 결과는 아래 표1에 나타난 바와 같다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
Mg(OH)2	63	60	60	55	50
ZnO	2	2	2	2	2
운모	0	3	10	15	20
EVA	35	35	28	28	28
합계(%)	100	100	100	100	100
산소지수	43	42	44	40	39
열변형량 (mm/m)	4.0	0.9	0.5	0.4	0.4
압출성형성	양호	성형양호	양호	불량	불량

상기 표1에서 보이는 바와 같이,

운모 함량이 3%미만시 열변형량이 4.0mm/m로 전자용 판넬의 평활도 기준치인 2.5mm/m에 미달되었으며, 운모의 함량이 3%이상일 때 열변형량이 0.9mm/m 이하로 기준치에 적합하였다. 이는 판상구조 형태인 운모가 주변의 고분자수지 등을 편평한 상태로 잡아주는 역할을 하기 때문인 것으로 파악되었다. 그러나 실시예 4, 5와 같이 운모의 함량이 10%이상에 있어서 용융수지의 점도, 조성물의 혼합 등에 있어 압출성형성이 떨어지는 단점을 보이므로, 운모의 함량이 3~10% 이내의 범위에서 사용하여 복합패널을 성형하는 것이 적합하다.

100: 복합패널 10: 심재
20: 알루미늄 박판 30: 접착층
31: 제1접착필름 32: 제2접착필름

Claims (2)

1. 심재용 조성물을 압출성형하여 만든 심재(10)의 양측에 접착층(30)을 개입시켜 알루미늄 박판(20)이 접합되어 구성된 박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널에 있어서,
   상기 심재용 조성물이, 바인더 수지로서 EVA공중합체 35 내지 40중량%;
   수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 중에서 선택된 어느 하나의 무기계 난연제 30 내지 55중량%;
   MgO 및 ZnO를 포함한 금속산화물군에서 선택되는 어느 하나의 난연보조제 2중량%; 및
   판상의 운모 3 중량%;를 포함하고,
   성형 후 열변형량이 0.9mm/m 이하인 것을 특징으로 하는 박형 디스플레이장치의 백 플레이트용 알루미늄 복합패널.
2. 삭제

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