KR101221568B1 - Ｌｅｄ를 구비한 백라이트 유닛 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED(Light Emitting Diode: 발광다이오드)를 구비한 액정표시장치용 백라이트 유닛과 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 LED에서 발생하는 열을 방출하기 위한 부품을 줄이면서도 방열특성이 향상되며, 그 제조공정이 단순화된 백라이트 유닛과 그 제조방법에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명의 일측면에 의하면, BLU(Back Light Unit) 샷시(Chassis); 상기 BLU 샷시 상에 형성되는 플렉서블 PCB; 및 상기 플렉서블 PCB 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 LED 패키지를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.

Description

ＬＥＤ를 구비한 백라이트 유닛 및 그 제조방법 {Backlight Unit having LEDs and Method for manufacturing the same}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode: 발광다이오드)를 구비한 액정표시장치용 백라이트 유닛과 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 LED에서 발생하는 열을 방출하기 위한 부품을 줄이면서도 방열특성이 향상되며, 그 제조공정이 단순화된 백라이트 유닛과 그 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화 된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.
질화 갈륨 화합물 반도체(Gallium Nitride: GaN)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2eV)을 가지고있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다. 이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있기 때문이다. 이렇게 백색 발광이 가능하므로, 조명에 이용될 수 있고, 그중 하나의 예는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 이용하는 것이다.
최근 화상표시장치의 박형화, 고성능화 경향에 따라, TV, 모니터 등에 액정 표시장치가 많이 사용되고 있다. 액정 패널은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에, 액정표시장치는 별도의 백라이트 유닛(Backlghit Unit; 간단히 'BLU'라고도 함)을 필요로 한다.
기존의 CCFL(냉음극 형광램프)을 이용한 BLU는 수은으로 인한 환경오염, 느린 응답속도, 부분 구동 구현의 어려움 등의 단점이 있는데, 이를 극복하기 위해 CCFL 대신에 LED가 BLU 광원으로 제안되었다. 이러한 LED를 이용한 BLU는 높은 색재현성을 구현할 수 있고 친환경적이며, 로컬 디밍(local dimming) 방식의 구동 구현이 가능하다는 장점을 갖고 있다.
이러한 액정표시장치의 백라이트 유닛으로 이용되기 위해서는 기판에 다수의 백색 LED를 배치하고, 이러한 백색 LED에서 발광되는 빛이 균일하게 확산되도록 함으로써 이용될 수 있다.
LED를 이용한 BLU는, 직하형 BLU(직하 방식)와 엣지형 BLU(사이드 방식)로 나뉜다. 직하형에서는 액정 패널 밑에 LED들을 이용한 면광원을 배치하고, 이 LED 면광원으로부터 액정 패널을 직접 조광하는데 반하여, 엣지형에서는, LED를 갖는 바(bar) 형태의 광원이 액정 패널의 측부에 위치하여 도광판을 통해 액정 패널 쪽으로 빛을 조사하게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 LED를 구비한 백라이트 유닛의 예시도이다.
종래기술에 의하면, BLU 샷시(101)상에 방열판(102)을 구비하고, 상기 방열판(102)상에 Thermal Pad(104)와 Metal PCB(105)를 순차적으로 형성한 후에 LED 패키지(103)을 실장하게 된다.
즉, Thermal Pad(104)와 함께 Metal PCB(105)가 포함하는 절연층은 열전도도가 낮은 물질로 구성되는데, 이 때문에 열방출을 저해하는 요소로 작용하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 방열판(102)은 통상 0.2 mm 이하의 두께로 형성되는데 이러한 경우 기계적 굴곡이 힘들어 유연한 백라이트 유닛의 형성이 난이한 문제점이 있었다.
따라서, LED를 구비한 백라이트 유닛에 있어서, 방열구조에 들어가는 부품의 수를 줄이면서도 방열특성이 향상되고, 유연한 재료를 이용하여 다양한 형태의 BLU 형성이 가능한 백라이트 유닛 및 그 제조방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 방열구조에 들어가는 부품의 종류 및 수를 줄이면서도 방열특성이 향상되는 LED를 구비한 백라이트 유닛 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방열구조 형성에 있어서 유연한 재료를 이용함으로써, BLU 샷시의 형태에 관계없이 다양한 형태의 백라이트 유닛의 형성이 가능한 LED를 구비한 백라이트 유닛 및 그 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 의하면, BLU(Back Light Unit) 샷시(Chassis); 상기 BLU 샷시 상에 형성되는 플렉서블 PCB(Printed Circuit Board); 및 상기 플렉서블 PCB 상에 접합되는 적어도 하나 이상의 LED 패키지;를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에서 상기 플렉서블 PCB는, 절연막; 상기 절연막 상에 형성되는 전기배선층; 상기 전기배선층 상에 형성되는 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성되는 커버층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 절연층 및 커버층은, 폴리이미드(polyimide)를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 절연막은, 로진(Rosin) 기반의 플럭스(Flux), 페놀(Phenol), 에폭시(Epoxy), 폴리이미드(PolyImide) 또는 테프론(Teflon) 수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 절연막의 두께는 10um 내지 50um인 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 플렉서블 PCB의 두께는 0.035 mm 내지 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 플렉서블 PCB와 상기 LED 패키지와의 접합부위는, 상기 플렉서블 PCB의 커버층 및 절연층의 소정영역을 제거하고, 상기 소정영역이 제거되어 노출되는 전기배선층 상에 LED 패키지를 실장하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 LED 패키지 및 전기배선층은, 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드 및 SMD 솔더를 이용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 SMD 솔더로부터 상기 LED 패키지의 상부면까지의 높이(H)는 상기 커버층 및 절연층의 두께(h)보다 큰 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 LED 패키지와 전기배선층 사이에 적어도 둘 이상의 홀(hole)을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명에서 상기 전기배선층 중 상기 홀(hole)의 하부영역에 전기배선층을 전기적으로 단락시키기 위한 단락절연층을 구비하여 각각의 전기배선층이 서로 이격되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
본 발명은 상기 LED 패키지의 양측면 및 상기 커버층의 상부면에 접합되어 형성되며, 상기 플렉서블 PCB와 BLU 샷시간에 에어갭(air gap)을 두고 이격하여 형성되도록 상기 플렉서블 PCB를 굴곡시키는 굴곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛을 포함한다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타측면에 의하면, BLU 샷시 상에 플렉서블 PCB을 형성하는 단계; 상기 플렉서블 PCB상의 소정영역 상에서 커버층 및 절연층을 제거하는 단계; 및 상기 커버층 및 절연층이 제거되어 노출되는 플렉서블 PCB의 전기배선층 상에 적어도 하나 이상의 LED 패키지를 실장하는 단계;를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 LED 패키지의 실장단계는, 상기 커버층 및 절연층이 제거되어 노출되는 플렉서블 PCB의 전기배선층의 소정영역에 적어도 둘 이상의 홀(hole)을 형성하는 단계; 상기 홀에 단락절연층을 형성하는 단계; 및 상기 단락절연층과 상기 LED 패키지 간에 적어도 둘 이상의 홀이 형성될 수 있도록 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드 및 SMD 솔더를 이용하여 LED 패키지를 접합하는 단계;인 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 제조방법을 포함한다.
본 발명의 LED를 구비한 백라이트 유닛에 의해, 열 저항 작용을 하는 부품을 삭제하고, 고 열전도성의 금속 소재로 된 BLU 샤시 본체로 직접 열이 전달되기 때문에 방열 특성이 기존보다 월등히 우수한 효과가 있다.
또한, 방열구조에 들어가는 부품의 종류 및 수를 줄일 수 있으므로 백라이트 유닛의 두께를 얇게 제조할 수 있으며, 제조공정이 대폭 단순화되고 제조비용이 저감된 LED를 구비한 백라이트 유닛의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하여, 플렉서블 PCB를 이용하여 백라이트 유닛을 형성함으로써, BLU 샷시의 형태에 관계없이 다양한 형태의 백라이트 유닛의 형성이 가능한 LED를 구비한 백라이트 유닛 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 일예시도.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 구성도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 단계별 제조순서를 나타낸 일예시도.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 LED를 구비한 백라이트 유닛의 일예시도.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 측면도.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡부를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 평면도.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴곡부를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 일예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛 제조방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 일예시도이다.
종래기술에 의하면, BLU 샷시(101)상에 방열판(102)을 구비하고, 상기 방열판(102)상에 Thermal Pad(104)와 Metal PCB(105)를 순차적으로 형성한 후에 LED 패키지(103)을 실장하게 된다.
통상적으로 상기 Thermal Pad(104)는 0.6w/m·k 내지 0.9w/m·k 의 열전도도를 갖는 물질로 형성되며, 상기 Metal PCB(105)는 알루미늄층, 절연층 및 구리층으로 형성되는 것이 일반적인데 상기 절연층은 통상 1.5 w/m·k 내지 2.0 w/m·k 의 열전도도를 갖는 물질로 형성되게 된다.
따라서, 상기 Thermal Pad(104)와 절연층은 열전도도가 낮은 물질로 형성되므로 LED 패키지에서 열을 방출하는데 저해요소가 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 의하면 상기 방열판(102)은 통상 0.2 mm 이하의 두께로 형성되는데 이러한 경우 기계적 굴곡이 힘들어 유연한 백라이트 유닛의 형성이 난이한 문제점이 있었다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 구성도이다.
본 발명의 LED를 구비한 백라이트 유닛에 의하면, BLU 샷시(101); 상기 BLU 샷시 상에 형성되는 플렉서블 PCB(109); 및 상기 플렉서블 PCB 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 LED 패키지(103)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 BLU 샷시(101)는 금속재질을 이용하여 형성할 수 있는데, 특히 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 또한 발명의 필요에 따라 상기 BLU 샷시는 그 상면에 별도의 절연막(미도시)을 구비할 수도 있을 것이다.
상기 플렉서블 PCB(102)는 기존의 PCB와 달리 굴곡이 자유로운 공지의 유연한 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 도 3a에는 플렉서블 PCB(109)의 단면도를 도시하고 있다. 절연막(116), 전기배선층(115), 절연층(112) 및 커버층(111)이 순차적으로 증착되어 형성될 수 있다.
상기 절연층(112) 및 커버층(111)은, 폴리이미드(polyimide)를 이용하여 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, FR4 또는 포토 솔더 레지스트(photo solder resist) 등 공지의 물질로 형성될 수도 있을 것이다.
상기 절연막(116)은, 로진(Rosin) 기반의 플럭스(Flux), 페놀(Phenol), 에폭시(Epoxy), 폴리이미드(PolyImide) 또는 테프론(Teflon) 수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 절연막(116)의 두께는 10um 내지 50um인 것이 바람직할 것이다.
상기 전기배선층(115)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)으로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 전기전도가 가능한 금속재질이라면 어떠한 물질이라도 이용할 수 있을 것이다.
상기 플렉서블 PCB(109)의 두께는 0.035 mm 내지 0.5 mm 인 것이 바람직한데, 이는 기계적 굴곡을 용이하게 하기 위함이다.
상기 플렉서블 PCB(109)와 LED 패키지(103)와의 접합부위는, 상기 플렉서블 PCB의 커버층(111) 및 절연층(112)의 소정영역을 제거하고, 상기 소정영역이 제거되어 노출되는 전기배선층(115)상에 LED 패키지(103)를 실장하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 LED 패키지(103) 및 전기배선층(115)은, 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드(120) 및 SMD 솔더(121)를 이용하여 접합될 수 있다. 이와 같이 리드프레임 SMD 패드(120)를 구비한 LED 패키지(103)를 솔더링 공법에 의해 전기배선층(115)에 실장하는 경우에는 종래의 기술의 Thermal Pad 또는 Metal PCB를 포함하는 구성과 달리 열전도도가 훨씬 우수하므로 방열효과가 더욱 좋아지는 장점이 있다.
상기 SMD 솔더(121)로부터 상기 LED 패키지(103)의 상부면까지의 높이(H)(123)는 상기 커버층 및 절연층의 두께(h)(124)보다 큰 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 LED 패키지(103)가 커버층보다 높게 형성되어야 추후 설명할 굴곡부의 형성이 용이하기 때문이다.
상기 LED 패키지(103)와 전기배선층(115) 사이에 적어도 둘 이상의 홀(113)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하고, 상기 전기배선층(115) 중 상기 홀(113)의 하부영역에 단락절연층(117)을 구비하여 각각의 전기배선층이 서로 이격되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는 상기 LED 패키지(103)에서 발생하는 열이 전기배선층(115)를 통해 방출되지 않고, 방열배선층(118)을 통해 방출되도록 하는 구조를 취하기 위함이다.
본 발명은 상기 LED 패키지(103)의 양측면 및 상기 커버층(111)의 상부면에 접합되어 형성되며, 상기 플렉서블 PCB(109)와 BLU 샷시(101)간에 에어갭(air gap)을 두고 이격하여 형성되도록 상기 플렉서블 PCB를 굴곡시키는 굴곡부(125)를 더 포함할 수 있다.
상기 굴곡부(125)는 유연성과 휨 특성이 좋은 공지의 재료를 이용하여 형성할 수 있으며, 플렉서블 PCB(109)의 굴곡특성을 더욱 향상시켜서 보다 다양한 백라이트 유닛을 생성할 수 있게 조력해 준다.
즉, 상기 BLU 샷시(101) 및 플렉서블 PCB(109)의 단면이 'L'자 형상을 갖는 것이라면, 특히 상기 플렉서블 PCB(109)는, 'L' 형상의 꺽어지는 부위를 굴곡하여 형성함으로써 상기 BLU 샷시(101)와 에어갭(air gap)을 두고 이격하여 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 플렉서블 PCB(109)의 형태를 다양하게 형성함으로써, 보다 유연한 백라이트 유닛의 제조가 가능한 장점이 있다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 단계별 제조순서를 나타낸 일예시도이다.
도 3a를 참조하면, 플렉서블 PCB(109)의 단면도를 도시하고 있다.
플렉서블 PCB는 절연막(116)상에 전기배선층(115), 절연층(112), 커버층(111)을 순차적으로 증착하여 형성될 수 있다.
전술한 바대로, 상기 절연막(116)은 로진(Rosin) 기반의 플럭스(Flux), 페놀(Phenol), 에폭시(Epoxy), 폴리이미드(PolyImide) 또는 테프론(Teflon) 수지 중 어느 하나의 물질을 이용해서 형성할 수 있으며, 그 두께는 10um 내지 50um의 범위내에서 형성할 수 있다.
다만, 상기 절연막(116)은 BLU 샷시(101)의 상부면 전체에 걸쳐 형성되어서는 아니된다. 예컨대, 'L'자형 플렉서블 PCB인 경우에는 일측면에 절연막이 형성되고 하부면에는 절연막이 형성되어서는 아니된다. 즉 일측면에 절연막을 형성하여 하부면으로 열방출을 유도하기 위해 절연막이 형성된다고 할 수 있다.
이와 같이 하부면 또는 일측면으로 열방출을 유도하기 위해 플렉서블 PCB의 소정영역에만 절연막을 구비하고 있음이 바람직할 것이다.
또한, 전기배선층(115)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등 전기전도성이 좋은 금속재질로 형성되게 되며, 절연층(112) 및 커버층(111)은 폴리이미드(polyimide)를 이용하여 형성되게 된다.
도 3b를 참조하면, LED 패키지가 실장될 소정영역을 형성한 모습을 도시하고 있다.
즉, 플렉서블 PCB의 소정영역의 상기 커버층(111) 및 절연층(112)을 제거하여 전기배선층(115)이 노출되도록 형성한 모습을 도시하고 있다.
상기 커버층(111) 및 절연층(112)의 제거방법은 건식식각법, 습식식각법, 드릴에 의한 기계적 절삭법 또는 포토레지스트 공법에 의해 수행될 수 있을 것이다.
도 3c를 참조하면, 상기 노출된 전기배선층의 소정영역을 제거하여 홀(113)을 형성한 모습을 도시하고 있다.
상기 홀(113)은 단락절연층(117)의 형성을 위한 공간을 만들기 위함인데, 발명의 필요에 따라 다수의 홀(113)의 형성이 가능하다.
상기 전기배선층의 소정영역의 제거방법도 건식식각법, 습식식각법, 드릴에 의한 기계적 절삭법 또는 포토레지스트 공법에 의해 수행될 수 있을 것이다.
도 3d를 참조하면, 상기 홀(113)에 폴리이미드 등의 물질을 채워넣어 단락절연층(117)을 형성한 모습을 도시하고 있다.
상기 단락절연층(117)은 로진(Rosin) 기반의 플럭스(Flux), 페놀(Phenol), 에폭시(Epoxy), 폴리이미드(PolyImide) 또는 테프론(Teflon) 수지 중에서 선택되는 어느 하나의 물질을 이용하여 형성될 수 있을 것이다.
이러한 단락절연층(117)의 형성으로 인해, LED 패키지가 실장될 하부영역의 전기배선층은 방열배선층(118)의 역할을 수행하게 된다.
도 3e를 참조하면, 상기 노출되는 전기배선층(115) 및 방열배선층(118) 상에 LED 패키지를 실장한 모습을 도시하고 있다.
상기 LED 패키지는 리드프레임(119)상에 LED 칩(122)이 실장되고, 그 위에 형광체 및 봉지제가 형성되게 된다.
상기 리드프레임(119)의 하부에는 리드 프레임 SMD 패드(120)이 형성되며, SMD 솔더(121)를 이용한 솔더링 공법에 의해 상기 전기배선층(115) 및 방열배선층(118)과 접합하게 된다.
이와 같은 구조를 취하면, LED 패키지 하부면에 형성되는 홀(113)과 단락절연층(117)에 의해 LED 패키지에서 발생하는 열이 대부분 방열배선층(118)으로 방출되게 되며, 종국적으로는 BLU 샷시 본체를 통해 외부로 유출되게 된다.
따라서, LED 패키지 하부면 중 중앙부에 위치하는 리드 프레임 SMD 패드(120)의 면적이 양측단에 위치하는 리드 프레임 SMD 패드(120)보다 큰 것이 바람직하다.
도 3f를 참조하면, 상기 LED 패키지의 양측면과 커버층의 상부면에 굴곡부(125)가 형성된 모습을 도시하고 있다.
본 발명에 의하면, 플렉서블 PCB 자체만으로도 유연한 백라이트 유닛의 형성이 가능하나, 굴곡이 더욱 용이하게 할 수 있도록 굴곡부(125)를 더 구비할 수 있다.
상기 굴곡부는 상기 LED 패키지의 양측면과 커버층(111)의 상부면에 형성되는 것도 가능하나, 발명의 필요에 따라 LED 패키지가 실장되지 아니한 플렉서블 PCB의 소정영역상에 형성될 수도 있을 것이다.
상기 굴곡부(125)는 플라스틱류 등 공지의 유연한 재료를 이용하여 형성하는 것이 가능하다. 이러한 굴곡부(125)의 채용으로 인해, 예컨대 TV 또는 컴퓨터의 후면부 및 측면부의 형태가 더욱 다양한 형태를 가질 수 있을 것이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 LED를 구비한 백라이트 유닛의 일예시도이다.
각각의 LED는 점광원의 역할을 하며, 다수의 LED가 모여서 면광원의 역할을 수행하는 바, 발명의 필요에 따라 LED 패키지의 숫자는 제한없이 채용할 수 있을 것이다.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛의 측면도이다.
도 4b를 참조하면, 설명의 용이성을 위해 굴곡부가 생략된 백라이트 유닛의 측면도를 도시하였다.
즉, 상기 측면도를 참조하면, 단락절연층(117)에 의해 전기배선층(115)과 방열배선층(118)로 나뉘게 된다. 즉 회로 형성을 위한 전기배선층(115)의 영역보다 열 방출을 위한 방열배선층(118)이 백라이트 유닛의 면적 대부분을 차지하므로 방열효과가 종래기술에 비해 극대화된 장점이 있다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡부를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 평면도이다.
LED 패키지에서 발생하는 열은 전기배선층(115) 사이에 위치하는 방열배선층(118)을 통해 배출되게 되는데, 절연막(116)에 의해 도 5a에서 볼 때 상측으로는 열이 방출되지 않게 된다. 즉, 'L'자형 플렉서블 PCB의 경우 측면이 아닌 하부면으로 열방출을 유도하게 되고, 종국적으로 BLU 샷시를 통해 외부로 열이 유출되게 된다.
또한, 굴곡부(125)가 커버층(111)상에 접합됨으로써, 보다 다양한 형태로 굴곡된 백라이트 유닛의 형성이 가능하다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴곡부를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 일예시도이다.
상기한 바와 같이 굴곡부(125)는 LED 패키지가 실장된 라인을 따라 형성되는 것도 가능하나, LED 패키지가 실장된 라인과 이격되어 형성되는 것도 가능하다. 상기 굴곡부(125)는 LED 패키지와 관계없이 플렉서블 PCB의 굴곡형성을 도와주는 역할을 하므로 그 위치에 구애받지 않고 형성하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 구비한 백라이트 유닛 제조방법의 순서도이다.
먼저 BLU 샷시 상에 플렉서블 PCB을 형성하는 단계를 거친다.(s601)
본 발명에서 상기 BLU 샷시는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 플렉서블 PCB는 굴곡이 자유로운 공지의 유연한 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 예컨대, 플렉서블 PCB가 포함하는 전기배선층은 구리(Cu)로, 절연층 및 커버층은 폴리이미드를 이용하여 형성하면 유연성이 보장되는 플렉서블 PCB를 형성할 수 있다.
이후 상기 플렉서블 PCB상의 소정영역 상에서 커버층 및 절연층을 제거하는 단계를 거치게 된다.(s602)
즉, LED 패키지가 접합되는 부위영역에 일종의 LED 패키지가 실장될 홀을 형성하게 되는데, 기계적 가공 또는 에칭 등에 의해 커버층 및 절연층을 제거할 수 있을 것이다.
커버층 및 절연층의 제거후, 상기 커버층 및 절연층이 제거되어 노출되는 플렉서블 PCB의 전기배선층의 소정영역에 적어도 둘 이상의 홀(hole)을 형성하는 단계를 거치게 된다.(s603)
상기 전기배선층은 구리(Cu)로 형성되는 것이 바람직한데, 포토레지스트 공법 또는 드릴에 의한 기계적 절삭가공법 등에 의해 상기 (hole)의 형성이 가능할 것이다.
이후 상기 홀에 단락절연층을 형성하는 단계를 거친다.(s604)
단락절연층은 폴리이미드 등을 홀에 주입하여 형성할 수 있고, 단락절연층의 형성으로 인해 LED 패키지 하부면의 전기배선층은 방열배선층으로 변모하게 된다.
마지막으로 상기 단락절연층과 상기 LED 패키지 간에 적어도 둘 이상의 홀이 형성될 수 있도록 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드 및 SMD 솔더를 이용하여 LED 패키지를 접합하는 단계를 거치게 된다.(605)
즉, 단락절연층 사이에 형성되는 방열배선층으로 열방출을 용이하게 하기 위해, 홀을 형성하게 되며, 상기 방열배선층의 상부면에 접하게 되는 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드 및 SMD 솔더의 면적을 넓게 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 의하면, LED 패키지에서 발생하는 열이 직접 플렉서블 PCB의 방열배선층을 통해 BLU 샷시에 직접 전달되므로 방열효과가 뛰어나며, 종래기술의 Thermal Pad, Metal PCB 및 방열판을 구비하지 않고서도 백라이트 유닛의 형성이 가능하므로 제조공정 및 제조비용이 절감되는 장점이 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
101: BLU 샷시 102: 방열판
103: LED 패키지 104: Thermal Pad
105: Metal PCB 106: 도광판
107: 반사 시트 108: 확산 시트
109: 플렉서블 PCB 110: 열의 이동방향
111: 커버층 112: 절연층
113: 홀 115: 전기배선층
116: 절연막 117: 단락절연층
118: 방열배선층 119: 리드프레임
120: 리드프레임 SMD 패드 121: SMD 솔더
122: LED 칩 123: LED 패키지의 높이(H)
124: 커버층 및 절연층의 두께(h) 125: 굴곡부
131: 플렉서블 PCB의 굴곡부위

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. BLU(Back Light Unit) 샷시(Chassis);
    상기 BLU 샷시 상에 형성되는 플렉서블 PCB(Printed Circuit Board); 및
    상기 플렉서블 PCB 상에 접합되는 적어도 하나 이상의 LED 패키지;
    를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 플렉서블 PCB와 상기 LED 패키지와의 접합부위는 상기 플렉서블 PCB의 커버층 및 절연층의 소정영역을 제거하고, 상기 소정영역이 제거되어 노출되는 전기배선층 상에 LED 패키지를 실장하며,
    상기 LED 패키지 및 전기배선층은 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드 및 SMD 솔더를 이용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 SMD 솔더로부터 상기 LED 패키지의 상부면까지의 높이(H)는 상기 커버층 및 절연층의 두께(h)보다 큰 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 LED 패키지와 전기배선층 사이에 적어도 둘 이상의 홀(hole)을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 전기배선층 중 상기 홀(hole)의 하부영역에, 전기배선층을 전기적으로 단락시키기 위한 단락절연층을 구비하여 각각의 전기배선층이 서로 이격되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 LED 패키지의 양 측면 및 상기 커버층의 상부면에 접합되어 형성되며, 상기 플렉서블 PCB와 BLU 샷시 간에 에어갭(air gap)을 두고 이격하여 형성되도록 상기 플렉서블 PCB를 굴곡시키는 굴곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED를 구비한 백라이트 유닛.
  13. 삭제
  14. BLU 샷시 상에 플렉서블 PCB을 형성하는 단계;
    상기 플렉서블 PCB상의 소정영역 상에서 커버층 및 절연층을 제거하는 단계;
    상기 커버층 및 절연층이 제거되어 노출되는 플렉서블 PCB의 전기배선층 상에 적어도 하나 이상의 LED 패키지를 실장하는 단계;
    상기 커버층 및 절연층이 제거되어 노출되는 플렉서블 PCB의 전기배선층의 소정영역에 적어도 둘 이상의 홀(hole)을 형성하는 단계;
    상기 홀에 단락절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 단락절연층과 상기 LED 패키지 간에 적어도 둘 이상의 홀이 형성될 수 있도록 리드프레임 SMD(Surfice Mounted Device) 패드 및 SMD 솔더를 이용하여 LED 패키지를 접합하는 단계;
    를 포함하는 LED를 구비한 백라이트 유닛의 제조방법.
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