KR101587283B1 - 백라이트 유닛 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 백라이트 유닛은 기판과; 상기 기판 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴과; 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 패키지들과; 상기 발광 다이오드 패키지들을 감싸며 상기 기판 상부에 형성된 반사 코팅막으로 구성된다.
백라이트, 기판, 탄소, 나노튜브, 발광, 반사, 코팅막

Description

백라이트 유닛 및 그의 제조 방법 { Backlight unit and method for manufacturing the same }
본 발명은 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
전자 정보 표시를 위한 액정 디스플레이 시스템은 샤시부, 광원부, 광학시트부, 액정 패널부, 구동 회로부로 구성되어 각 분야의 기술 발전에 따라 그 화질, 소비 전력, 두께, 가격이 개선되어 왔다.
특히, 백라이트 유닛(BLU)에 해당하는 샤시, 광원, 광학시트부로 구성되는 부분은 액정 자체의 비발광특성으로 인해 없어서는 안되는 필수적인 장치이다.
최근, 발광다이오드(LED) 기술의 발전 및 친환경, 저에너지 장점을 살려, BLU에 널리 채택되고 있는 추세로 휴대폰, 노트북, 모니터, TV, 조명 분야에서 자리를 넓혀가고 있다.
이 발광다이오드는 그 미세 반도체 공정을 적용함으로써 소형화, 박형화가 가능한 특징을 겸비하여 종래 CCFL(냉음극 형광램프) 보다 얇고 가벼운 디스플레이를 향한 발전에 일조를 하고 있다.
본 발명은 백라이트 유닛의 두께를 줄이고, 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴과;
상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 패키지들과;
상기 발광 다이오드 패키지들을 감싸며 상기 기판 상부에 형성된 반사 코팅막으로 구성된 백라이트 유닛이 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴과;
상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 패키지들과;
상기 발광 다이오드 패키지들 각각이 삽입되어 있는 관통홀들을 구비하고, 상기 기판 상부에 형성된 반사 코팅막으로 구성된 백라이트 유닛이 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
기판 상부에 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 형성하는 단계와;
상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 발광 다이오드 패키지들을 전기적으로 연결하는 단계와;
상기 발광 다이오드 패키지들을 감싸며 상기 기판 상부에 반사 코팅막을 형성하는 단계로 구성된 백라이트 유닛의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 제 4 양태(樣態)는,
기판 상부에 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 형성하는 단계와;
상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 각각 노출시키는 관통홀들이 구비된 반사 코팅막을 상기 기판 상부에 형성하는 단계와;
상기 반사 코팅막의 관통홀들 각각에 노출된 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 발광 다이오드 패키지들을 전기적으로 연결하는 단계로 구성된 백라이트 유닛의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 백라이트 유닛은 발광 다이오드 칩들의 측면을 감싸는 반사 코팅막 충전층이 기판 상부에 형성되어 있으므로, 얇은 기판을 사용하는 경우 백라이트 유닛의 두께가 발광 다이오드 칩의 두께에 근접되게 되어, 경박(輕薄)한 백라이트 유닛을 구현할 수 있어 초슬림 TV를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 백라이트 유닛은 발광 다이오드 패키지들의 측면 및 하부면이 반사 코팅막으로 둘러싸여 있어, 발광 다이오드 패키지들 각각에서 방출되는 광이 발광 다이오드 패키지들 상부로만 방출시킬 수 있어, 백라이트 유닛에서 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 백라이트 유닛은 발광 다이오드 패키지들에서 발생된 열이 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 통하여 방출될 수 있으므로, 열 방출 효율을 증가시켜 열적 안정성이 강화되어 신뢰성을 우수하게 할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명의 백라이트 유닛은 반사 코팅막의 관통홀들 각각의 내부에 발광 다이오드 패키지들이 위치되어 있어, 상기 발광 다이오드 패키지들의 측면에서 방출된 광이 상기 반사 코팅막에서 반사되어 상부로 진행하게 됨으로, 백라이트 유닛 상부로 방출된 광량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 단면도로서, 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 기판(100)과; 상기 기판(100) 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴과; 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 패키지들(110)과; 상기 발광 다이오드 패키지들(110)을 감싸며 상기 기판(100) 상부에 형성된 반사 코팅막(120)으로 구성된다.
그러므로, 본 발명의 백라이트 유닛은 발광 다이오드 패키지들의 측면 및 하부면이 반사 코팅막으로 둘러싸여 있어, 발광 다이오드 패키지들 각각에서 방출되는 광이 발광 다이오드 패키지들 상부로만 방출시킬 수 있어, 백라이트 유닛에서 방출되는 광량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 백라이트 유닛은 발광 다이오드 패키지들을 감싸며 반사 코팅막이 기판 상부에 형성되어 있으므로, 얇은 기판을 사용하는 경우 백라이트 유닛의 두께가 발광 다이오드 칩의 두께에 근접되게 되어, 경박(輕薄)한 백라이트 유닛을 구현할 수 있어 초슬림 TV를 구현할 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명은 발광 다이오드 패키지들에서 발생된 열이 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 통하여 방출될 수 있으므로, 열 방출 효율을 증가시켜 열적 안정성이 강화되어 신뢰성을 우수하게 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 발광 소자 패키지에 패키지된 발광 소자 칩은 수직형 및 수평형 구조의 발광 소자 칩을 모두 포함하여 적용할 수 있다.
또, 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 발광 다이오드 패키지들(110)를 전기 적으로 연결하는 것이 아니고, 발광 다이오드 칩을 연결하여 구성할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 백라이트에 적용된 기판들은 PET(Poly ethylene terephthalate), 유리, 폴리카보네이트(Polycarbonate)와 실리콘 중 하나의 기판인 것이 더 바람직하다.
여기서, 가장 바람직한 기판은 PET 기판이다.
이 PET 수지는 내열성, 강성, 전기적 성질 등이 뛰어나고, 높은 온도에 오랫동안 있어도 극한 강도가 약간 줄어들고, 결정성 플라스틱에 속하기 때문에 디젤유와 같은 기름에 대한 내성이 좋기 때문이다.
그리고, 도 1을 포함한 후술된 백라이트 유닛의 도면에서 발광 다이오드 패키지는 모식적으로 도시하였다.
도 2는 도 1의 A의 확대도로서, 기판(100) 상부에는 탄소 나노 튜브 전극 패턴(101)이 형성되어 있고, 발광 다이오드 패키지(110)에는 전극 패드(111)가 형성되어 있다.
그러므로, 상기 기판(100) 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴(101)에 상기 발광 다이오드 패키지(110)에 형성된 전극 패드(111)를 전도성 페이스트(130)로 본딩한다.
여기서, 상기 전도성 페이스트(130)는 Ag 페이스트인 것이 바람직하다.
참고, 도 2의 점선은 발광 다이오드 칩이다.
그리고, 상기 발광 다이오드 패키지(110)에 형성된 전극 패드(111)는 발광 다이오드 패키지(110)의 외부로 돌출되어 절곡된 리드 및 상기 발광 다이오드 패키지(110)의 하부에 노출된 리드 등을 포함한다.
이러한 발광 다이오드 패키지(110)은 상기 기판(100) 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴(101)에 직접 본딩되면서, 상기 발광 다이오드 패키지(110)의 전극 패드(111)는 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴(101)에 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 반사 코팅막(120)의 측면 및 하부에만 충전됨으로써, 상기 발광 다이오드 패키지(110) 상부는 상기 반사 코팅막(120)에 노출되게 된다.
따라서, 발광 다이오드 패키지 및 기판의 두께를 얇게 하는 경우, 백라이트 유닛의 전체 두께를 얇게 할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 평면도로서, 백라이트 유닛의 상부면에는 반사 코팅막(120)과 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)의 상부면이 노출되어 있다.
그러므로, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)은 측면 및 하부면으로 광을 방출하지 않고, 상부로만 광을 방출하게 된다.
도 4a와 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 먼저, 기판(100) 상부에 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 형성하고, 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 발광 다이오드 패키지들(110) 을 전기적으로 연결한다.(도 4a)
그 다음, 상기 발광 다이오드 패키지들(110)을 감싸며 상기 기판(100) 상부에 반사 코팅막(120)을 형성한다.(도 4b)
도 5는 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 형광체부가 형성되어 있는 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 전술된 본 발명의 제 1 실시예 및 후술된 제 2 실시예의 백라이트 유닛은 복수개의 발광 다이오드 패키지들에서 방출된 광 파장을 전환시키는 형광체부를 형성할 수도 있다.
이러한 형광체부(150)는 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110) 상부에 형성한다.
그리고, 상기 형광체부(150)는 형광 시트 또는 형광체 코팅막인 것이 바람직하다.
그러므로, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)에서 방출된 광은 상기 형광체부(150)에서 파장 전환되어 백색광이 되어, 백라이트 유닛은 백색광을 방출하게 된다.
여기서, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)은 적색광을 방출하는 적색 발광 다이오드, 녹색광을 방출하는 녹색 발광 다이오드, 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드가 될 수 있다.
이때, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)이 백색광을 방출하는 발광 다이오드인 경우, 상기 형광체부(150)를 형성할 필요는 없다.
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 투명 기판이 형성되어 있는 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 도 1과 같은 백라이트 유닛의 발광 다이오드 패키지들(110) 및 반사 코팅막(120) 상부에는 상기 발광 다이오드 패키지들(110) 및 반사 코팅막(120)의 오염을 방지하고, 충격에 백라이트 유닛을 보호하기 위하여 투명 기판(160)을 형성하는 것이 좋다.
상기 투명 기판(160)은 상기 발광 다이오드 패키지들(110)에서 방출된 광이 투과될 수 있는 기판이다.
이때, 상기 반사 코팅막(120)이 경화성 물질로 이루어진 경우, 상기 반사 코팅막(120)이 코팅된 후, 상기 투명 기판(160)을 상기 반사 코팅막(120)에 합착하고 경화시키면 상기 투명 기판(160)은 상기 반사 코팅막(120)에 접착된다.
그리고, 상기 반사 코팅막(120)이 경화된 후에도 상기 투명 기판(160)을 상기 반사 코팅막(120)에만 접착제를 이용하여 접착하여 고정시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 단면도로서, 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 기판(100)과; 상기 기판(100) 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴과; 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 패키지들(110)과; 상기 발광 다이오드 패키지들(110) 각각이 삽입되어 있는 관통홀들(121)을 구비하고, 상기 기판(100) 상부에 형성된 반사 코팅막(120)으로 구성된다.
이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상기 반사 코팅 막(120)의 관통홀들(121) 각각의 내부에 발광 다이오드 패키지들(110)이 위치되어 있어, 상기 발광 다이오드 패키지들(110)의 측면에서 방출된 광이 상기 반사 코팅막(120)에서 반사되어 상부로 진행하게 됨으로, 백라이트 유닛 상부로 방출된 광량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 패키지들(110)의 측면에서 방출된 광이 상기 발광 다이오드 패키지들(110) 내부로 다시 반사되어 상기 발광 다이오드 패키지들(110)에 머물게 되는 광량을 감소시킬 수 있어, 상기 발광 다이오드 패키지들(110)에서 발생되는 열의 증가를 방지할 수 있는 장점이 있다.
즉, 상기 발광 다이오드 패키지들(110)의 측면에서 방출된 광이 상기 발광 다이오드 패키지들(110) 내부로 다시 반사되면, 상기 발광 다이오드 패키지들(110)에서는 반사된 광에 의해 열이 증가될 수 있다.
더불어, 상기 반사 코팅막(120)의 관통홀들(121)의 내측벽이 경사져 있으면, 상기 발광 다이오드 패키지들(110) 측면에서 방출된 광을 상기 발광 다이오드 패키지들(110) 상부로 반사시키는 광량을 증가시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 평면도로서, 백라이트 유닛의 상부면에는 반사 코팅막(120)과 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)의 상부면이 노출되어 있고, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110) 각각의 외주면에는 관통홀들(121)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110)의 측면에서 방출된 광 을 상기 반사 코팅막(120)의 관통홀들(121)의 내측벽에서 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110) 상부로 반사시킬 수 있는 것이다.
도 9a와 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 기판(100) 상부에 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 형성하고, 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴을 각각 노출시키는 관통홀들(121)이 구비된 반사 코팅막(120)을 상기 기판(100) 상부에 형성한다.(도 9a)
이어서, 상기 반사 코팅막(120)의 관통홀들(121) 각각에 노출된 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 발광 다이오드 패키지들(110)을 전기적으로 연결한다.(도 9b)
도 10은 도 9의 B의 확대도로서, 기판(100) 상부에는 탄소 나노 튜브 전극 패턴(101)이 형성되어 있고, 발광 다이오드 패키지(110)에는 전극 패드(111)가 형성되어 있으며, 상기 기판(100) 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴(101)에 상기 발광 다이오드 패키지(110)에 형성된 전극 패드(111)가 전도성 페이스트(130)로 본딩되어 있다.
그리고, 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴(141)을 각각 노출시키는 관통홀(121)이 구비된 반사 코팅막(120)이 상기 기판(100) 상부에 형성되어 있다.
또, 상기 관통홀(121) 각각의 내부에는 발광 다이오드 패키지(110)가 위치되어 있다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형광체가 형성된 상태를 도시한 일부 단면도로서, 반사 코팅막(120)의 관통홀(121)에 충전되는 형광체부(150)를 형성함으로써, 상기 관통홀(121) 내부에 위치된 발광 다이오드 패키지들(110)에서 방출된 광의 파장을 전환시킬 수 있다.
이때, 상기 형광체부(150)는 상기 발광 다이오드 패키지들(110)의 적어도 일부에 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 형광체부(150)는 형광체 분말이 분산된 점성을 갖는 액상의 수지를 상기 관통홀(121)에 충전하여 형성할 수도 있다.
도 12a와 12b는 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 적용된 발광 다이오드 패키지의 일례들을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 백라이트 유닛에 적용된 발광 다이오드 패키지 구조의 일례로 도 12a와 같이, 발광 다이오드 칩(210)이 마운팅 플레이트(Mounting plate)(200)에 접착제(205)로 실장되어 있고, 상기 마운팅 플레이트(200) 외주에는 리드들(220)이 위치되어 있고, 상기 발광 다이오드 칩(210)은 상기 리드들(220)에 와이어(250) 본딩되어 있고, 상기 발광 다이오드 칩(210), 마운팅 플레이트(200), 와이어(250)와 리드들(220) 일부는 몰딩 컴파운드(230)로 몰딩되어 있다.
그리고, 상기 리드들(220)은 상기 몰딩 컴파운드(230) 외부로 돌출되어 절곡되어 있다.
다른 발광 다이오드 패키지 구조는 도 12b에 도시된 바와 같이, 도 12a의 패 키지 구조에서 상기 리드들(220)은 상기 몰딩 컴파운드(230) 외부로 돌출되어 있지 않고, 상기 몰딩 컴파운드(230) 하부면에 노출되어 있고, 상기 마운팅 플레이트(200) 하부면도 상기 몰딩 컴파운드(230) 하부면에 노출되어 있다.
그러므로, 발광 다이오드 패키지는 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 직접 본딩 또는 와이어 본딩되면서, 상기 발광 다이오드 패키지의 리드들은 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 전기적으로 연결될 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 적용된 발광 다이오드 패키지는 상기 발광 다이오드 칩(210)이 본딩되는 마운팅 플레이트(200)를 포함하고 있어야 한다.
즉, 상기 발광 다이오드 칩(210) 하부로 방출되는 광을 상기 마운팅 플레이트(200)에서 반사시켜 상기 발광 다이오드 칩(210) 상부로 출사시킴으로써, 발광 다이오드 패키지는 상부로 광을 출사시킬 수 있는 구조가 된다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 단면도
도 2는 도 1의 A의 확대도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 평면도
도 4a와 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 5는 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 형광체부가 형성되어 있는 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 투명 기판이 형성되어 있는 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 단면도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 평면도
도 9a와 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 10은 도 9의 B의 확대도
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형광체가 형성된 상태를 도시한 일부 단면도
도 12a와 12b는 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 적용된 발광 다이오드 패키지의 일례들을 설명하기 위한 개략적인 단면도

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상부에 형성된 탄소 나노 튜브 전극 패턴;
    상기 탄소 나노 튜브 패턴 상에 형성된 전도성 페이스트;
    상기 전도성 페이스 상에 형성된 전극 패드;
    상기 전극 패드에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 패키지들; 및
    상기 발광 다이오드 패키지들 각각이 삽입되어 있는 관통홀들을 구비하고, 상기 기판 상부에 형성된 반사 코팅막을 포함하고,
    상기 관통홀들 각각의 내측면은 경사져 있고,
    상기 발광 다이오드 패키지들 각각은,
    발광 다이오드 칩이 본딩되는 마운팅 플레이트; 및
    상기 마운팅 플레이트의 상하부를 감싸는 몰딩 컴파운드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들 상부에 형성되며, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들에서 방출된 광 파장을 전환시키는 형광체부가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 형광체부는,
    형광 시트 또는 형광체 코팅막인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사 코팅막 상부에 합착된 기판이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은,
    PET(Poly ethylene terephthalate), 유리, 폴리카보네이트(Polycarbonate)와 실리콘 중 하나의 기판인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통홀에 의해 상기 발광 다이오드 패키지와 상기 반사 코팅막 사이에는 소정의 간격이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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