KR20100086587A - 액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트 - Google Patents

Abstract

열방출이 보다 용이하도록 한 액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이러한 기판에 렌즈를 사용하지 않고서도 넓은 지향각을 갖는 엘이디 패키지를 어레이시킨 백라이트를 제시한다. 액정표시장치용 백라이트의 기판은 알루미늄층, 알루미늄층의 상면에 형성된 절연층, 및 절연층의 상면에 형성되되 솔더 레지스터층의 하면과 접촉된 전극층을 포함한다. 아노다이징 또는 플라즈마 처리에 의해 형성된 절연층의 두께가 기존의 메탈 PCB의 유전체층에 비해 얇고 열전도율이 높다. 그에 따라, 본 발명에서의 기판이 기존의 메탈 PCB에 비해 열방출에 유리할 뿐만 아니라 슬림화에도 보다 더 기여한다. 렌즈 및 반사판을 사용하지 않고서도 지향각이 매우 넓은 광원이 기판에 어레이됨에 따라, 기존과 대비하여 보다 간단한 구성이 되고, 백라이트의 두께를 매우 슬림하게 한다.

Description

액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트{Substrate of backlight for liquid crystal display device and backlight for liquid crystal display device using the same}

본 발명은 액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텔레비전(TV)에 채용되는 액정표시장치의 백라이트의 기판 및 이러한 기판에 반사판이 없는 다수의 엘이디(LED) 칩을 어레이시킨 액정표시장치용 백라이트에 관한 것이다.

최근 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치의 필요성이 대두되고 있다. 이에 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북, 데스크탑 모니터, 특히 텔레비전(TV)에 활발하게 적용되고 있다.

일반적으로, 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치한다. 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 한다. 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현한다.

그런데, 액정표시장치는 스스로 빛을 내지 못하고 단지 빛의 투과율을 조절하는 장치이므로, 별도의 광원이 필요하다. 따라서, 액정 패널의 하부에 백라이트를 배치하고, 백라이트로부터 나오는 빛을 액정 패널측으로 입사시켜 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.

이러한 백라이트는 광원인 램프를 액정 패널의 밑면에 두어 액정 패널의 전면을 직접 조광하는 직하 방식과 액정 패널의 일측면 또는 양측면에 램프를 두어 도광판 및 반사판 등에 의해 광선을 반사하여 확산하는 사이드 방식으로 나누어진다.

그리고, 텔레비전에 채용되는 백라이트에는 주로 엘이디 칩이 광원으로 사용되고 있다. 즉, R/G/B의 광원이 하나의 세트로 하여 백색광을 내거나 각각의 광원이 백색광을 낼 수 있게 하여 메탈 PCB상에 어레이된다.

엘이디 칩에서 출사되는 광은 직진성이 강하여 주로 엘이디 칩의 정면 방향으로 집중되어 출사된다. 그로 인해, 엘이디 칩은 점광원으로 주로 사용된다.

이러한 점광원의 특성이 있는 엘이디 칩의 지향각을 넓히기 위해, 도 1에서와 같이 엘이디 칩이 실장된 엘이디 패키지(2)의 상부에 렌즈(1)를 부착한다. 도 2는 도 1의 광원(엘이디 패키지(2) + 렌즈(1))이 메탈 PCB상에 어레이된 상태를 보여준다. 도 2에서는 한 개의 적색(R)의 엘이디 칩과 두 개의 녹색(G1, G2)의 엘이디 칩 및 한 개의 청색(B)의 엘이디 칩이 하나의 세트로 하여 배열된 것을 나타내었다.

도 3 및 도 4는 텔레비전에 채용되는 직하 방식의 백라이트의 구조의 일 예 를 나타낸다. 도 4는 도 3의 구조를 개략적으로 나타낸 것으로 보면 된다. 광원(4;도 1의 엘이디 패키지(2)와 렌즈(1)가 결합된 것)이 메탈 PCB(3)상에 배열된다. 렌즈(1)가 부착된 엘이디 패키지(2)의 상면의 동축선을 따라 알루미늄 시트(6)가 형성된다. 알루미늄 시트(6)의 상면에는 반사시트(7; 예컨대, E60L 사용)가 적층된다. 광원(4)의 상부에는 광 가이드(light guide)역할을 하는 PMMA판(8)이 수평되게 형성된다. PMMA판(8)의 저면중 렌즈(1)의 개구부와 대향하고 있는 부위에는 반사시트(9; 예컨대, E60L 사용)가 형성된다. PMMA판(8)의 상부에는 PMMA판(8)과 이격된 LCD패널(13)이 형성된다. LCD패널(13)의 하부에는 광학시트(17)가 형성된다. 여기서, 광학시트(17)는 디퓨저판(diffusion plate)(10)과 BEF 시트(11) 및 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film) 시트(12)을 포함한다.

도 5는 도 4의 직하방식의 백라이트 구조의 결합상태도로서, LCD 컨트롤러(14)가 메탈 PCB(3)의 일면 즉, 광원(4)이 어레이된 방향과 반대되는 방향에 설치되어 있다.

도 6은 텔레비전에 채용되는 사이드 방식의 백라이트의 구조의 일 예를 나타낸다. 메탈 PCB(3)에 어레이된 광원(3)에서의 R/G/B 혼색광은 반사부(5)에서 반사되어 도광판(18)측으로 향한다. 도광판(18)을 통과한 백색광은 반사부(19; 미러)에서 반사되어 도광판(16)을 통해 LCD패널(도시 생략)측으로 출력된다.

이와 같이 텔레비전에 채용되는 백라이트의 광원에 부착되는 렌즈는 도 7 내지 도 9에서와 같은 형태를 취한다. 도 7의 렌즈 형태는 상술한 도 1 및 도 3의 형태와 동일하다. 도 7 내지 도 9에서, 참조부호 21은 엘이디 칩이다. 도 8에서, 참 조부호 22는 엘이디 칩(21)에서 출사된 광을 분배(살포)시키기 위한 영역이다. 도 9의 렌즈는 미러 코팅되었다.

이와 같이 텔레비전에 채용되는 기존의 직하 방식의 백라이트의 경우, 엘이디 칩이 점광원이어서 핫 스팟(hot spot)을 방지하기 위해 직하 방식의 경우 PMMA판 또는 광학시트를 어셈블리해야 된다. 이는 제조 단가의 상승을 불러 일으킬 뿐만 아니라 메탈 PCB와 LCD패널까지의 두께(d; 도 3 참조, 대략 5cm임)를 두껍게 한다.

한편, 텔레비전에 채용되는 기존의 사이드 방식의 백라이트의 경우에는 광원에서의 R/G/B 혼색광을 자연스러운 백색광으로 만들기 위한 도광판(도 6에서 18)과 같은 장치가 필요한 실정이다.

또한, 기존의 텔레비전에 채용되는 백라이트(직하 방식 및 사이드 방식)의 경우, 엘이디 칩의 지향각을 넓히기 위해 다양한 형태의 렌즈를 부착시켰다고 하더라도, 엘이디 패키지를 메탈 PCB상에 어레이시키면 추후에 렌즈가 떨어지는 경우가 자주 발생한다.

기존의 텔레비전에 채용되는 백라이트(직하 방식 및 사이드 방식)의 메탈 PCB(3)에는 도 10에서와 같이 다수개의 엘이디 패키지(27)가 어레이되어 있다.

메탈 PCB(3)는 도 11에서와 같이, 대략 150W/mK 정도의 열전도율(thermal conductivity) 및 대략 1.6mm정도의 두께를 갖는 알루미늄층(3a), 대략 1.3W/mK 정 도의 열전도율(thermal conductivity) 및 대략 0.2mm정도의 두께를 갖는 유전체층(3b), 대략 400W/mK 정도의 열전도율(thermal conductivity) 및 대략 0.075mm정도의 두께를 갖는 코퍼(copper)층(3c), 및 솔더 레지스터층(3d)을 포함한다. 즉, 알루미늄층(3a)의 위에 유전체층(3b)이 적층되고, 유전체층(3b)의 위에 코퍼층(3c)이 적층되며, 코퍼층(3c)의 위에 솔더 레지스터층(3d)이 적층된다.

이러한 기존의 메탈 PCB(3)를 제조하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다. 우선, 알루미늄층(3a)을 이루는 기판을 준비한다. 알루미늄층(3a)의 위에 유전체층(3b)을 형성하는 페이스트를 인쇄한다. 유전체층(3b)의 위에 코퍼층(3c)을 열과 압력으로 붙인다. 에칭액으로 패턴을 형성할 수 있게 코퍼층(3c)을 에칭한다. 코퍼층(3c)중에서 나중에 엘이디 칩(도시 생략)을 납땜하는 부분만 남기고 나머지 부분에 솔더 레지스터를 인쇄한 후 건조시킨다.

이와 같이 하여 형성되는 기존의 메탈 PCB(3)는 대략 2 ~ 2.3mm 정도로 두꺼운 두께를 갖는다. 그리고, 기존의 메탈 PCB(3)는 열전도율이 낮아서 열방출의 기능을 제대로 수행할 수 없게 된다. 다시 말해서, 기존의 메탈 PCB(3)의 유전체층은 에폭시 또는 실리콘에 세라믹 분말을 혼합한 것으로서 열전도율이 낮고 가격이 매우 비싸다. 유전체층의 열전도율이 낮기 때문에 열저항을 낮추기 위해 해당 유전체층의 두께를 얇게 해야 한다. 그 유전체층의 두께를 얇게 하면 열저항은 낮아지지만, 반대로 절연저항과 접착력이 떨어지기 때문에 대략 75μm ~ 150μm정도를 사용해야 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 열방출이 보다 용이하도록 한 액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이러한 기판에 렌즈를 사용하지 않고서도 넓은 지향각을 갖는 엘이디 패키지를 어레이시킨 백라이트를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 액정표시장치용 백라이트의 기판은, 알루미늄층; 알루미늄층의 상면에 형성된 절연층; 및 절연층의 상면에 형성되되 솔더 레지스터층의 하면과 접촉된 전극층을 포함한다.

절연층은 아노다이징 또는 플라즈마처리되어 형성된다.

절연층은 0.02~ 0.04mm의 두께를 갖는다.

전극층은 스퍼터링 방식으로 전극을 절연층상에 형성시키거나, 절연층상에 전극용 나노 은을 인쇄하고 열을 가하여 전극을 형성시킨 것이다.

전극층은 0.01~ 0.03mm의 두께를 갖는다.

본 발명의 실시양태에 따른 액정표시장치용 백라이트는, 상술한 구성의 기판; 및 기판상에 어레이되어 광을 출사하는 무반사판의 광원을 포함한다.

광원은, 내부에 형성된 내부 패드가 양 측면으로 노출된 베이스; 베이스의 상면에 형성되되 내부 패드와 전기적으로 연결된 패턴 전극; 패턴 전극의 상면에 실장된 발광소자; 및 베이스의 상면에 탑재되어 발광소자에서 방출된 광을 상방 및 측방으로 방출시키는 형광체 블록을 포함한다.

베이스의 저면에는 도전 패드가 형성되고, 도전 패드는 패턴 전극과 전기적으로 연결된다.

베이스의 측면의 하부에 오목하게 형성된 솔더 패드를 추가로 포함하고, 솔더 패드는 패턴 전극과 전기적으로 연결된다.

솔더 패드는 베이스의 측면의 하부에 형성된 홈의 벽면에 솔더 패드의 재료가 코팅되어 형성된 것이다.

형광체 블록은 발광소자 및 패턴 전극의 상방 및 측방을 덮는다.

광원과 LCD패널 사이에 형성된 광학시트를 추가로 포함하여도 된다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 아노다이징 또는 플라즈마 처리에 의해 형성된 기판의 절연층의 두께가 기존의 메탈 PCB의 유전체층에 비해 얇고 열전도율이 높다. 그에 따라, 본 발명에서의 기판이 기존의 메탈 PCB에 비해 열방출에 유리할 뿐만 아니라 특성이 우수하게 되고 슬림화에도 보다 더 기여한다.

렌즈 및 반사판을 사용하지 않고서도 지향각이 매우 넓은 광원이 기판에 어레이됨에 따라, 직하 방식의 백라이트에서 광원이 마치 면광원과 같은 역할을 하여 도트 현상을 방지한다. 또한, 직하 방식의 백라이트의 경우 광학시트의 사용을 선택적으로 할 수 있게 되어 기존과 비교하여 직하 방식의 백라이트의 두께를 매우 슬림하게 한다.

또한, 렌즈 및 반사판을 사용하지 않고서도 지향각이 매우 넓은 광원이 기판에 어레이됨에 따라, 사이드 방식의 백라이트의 경우 기존과 대비하여 보다 간단한 구성이 되고, 광원으로부터의 광을 혼합하는 영역의 두께를 기존에 비해 얇게 함이 가능하여 백라이트의 높이(두께)를 낮추게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트에 대하여 설명하면 다음과 같다.

이하에 설명될 액정표시장치용 백라이트의 기판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트는 텔레비전에 채용되는 것으로 가정하고 설명한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 13은 도 12의 기판의 단면도이다.

본 발명의 실시예는 기판(23), 기판(23)상에 어레이된 무반사판의 하나 이상의 광원(24), 및 하나 이상의 광원(24)과 이격되어 광원(24)의 상부에 형성된 광학시트(25)를 포함한다.

기판(23)은 도 13에서와 같이, 알루미늄층(23a), 알루미늄층(23a)의 상면에 형성된 세라믹 절연층(23b), 세라믹 절연층(23b)의 상면에 형성된 전극층(23c), 및 전극층(23c)의 상면에 형성된 솔더 레지스터층(23d)을 포함한다.

여기서, 알루미늄층(23a)은 대략 150W/mK 정도의 열전도율(thermal conductivity) 및 대략 1.6mm정도의 두께를 갖는다. 세라믹 절연층(23b)은 대략 0.02~ 0.04mm정도(바람직하게는 0.03mm)의 두께 및 대략 10 ~ 20W/mK정도(바람직하게는 16W/mK)의 열전도율을 갖는다. 전극층(23c)은 대략 0.01~ 0.03mm정도(바람직하게는 0.02mm)의 두께 및 대략 350 ~ 450W/mK정도(바람직하게는 400W/mK)의 열전도율을 갖는다. 이러한 수치들에 약간의 가감이 있을 수 있으나, 이러한 수치들에 근거하여 기판(23)의 두께(d)를 대략 0.5 ~ 2mm정도까지도 가능하다. 이는 본 발명의 실시예에서의 기판(23)의 두께를 기존의 메탈 PCB의 두께(대략 2 ~ 2.3mm정도)에 비해 얇게 할 수 있음을 의미한다. 이로 인해 본 발명의 실시예의 기판(23)은 기존에 비해 보다 저가이면서도 특성이 우수하고 보다 더 슬림화가 가능하다.

기판(23)을 제조하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다. 우선 최저층이 될 판상의 알루미늄층(23a)을 준비한다. 알루미늄층(23a)의 하면을 가리고 상면에만 아노다이징 또는 플라즈마 처리를 한다. 그에 따라, 절연층(23b; Al₂O₃층)이 알루미늄층(23a)의 상면에 형성된다. 물론, 아노다이징 또는 플라즈마 처리 이외의 다른 처리방법으로 절연층(23b)을 형성시킬 수 있다면 그리하여도 무방하다. 이후, 절연층(23b)의 상면에 전극층(23c; 즉, 전극이 형성된 층)을 형성한다. 이때, 알루미늄의 녹는 온도가 대략 670℃로 낮기 때문에 스퍼터(sputter) 방식으로 전극을 세라믹 절연층(23b)의 위에 형성한다. 스퍼터는 모재(알루미늄)에 열을 가하지 않는다 ). 이와 다르게, 나노 은 전극을 절연층(23b)의 상면에 인쇄하고 열을 가해서 전극을 절연층(23b)의 상면에 형성시킨다. 나노 은의 열처리 온도는 대략 300℃ 근방이어서 모재인 알루미늄의 열변형을 막는다. 그리고 나서, 전극층(23c)의 상면중에서 엘이디 칩(도시 생략)을 납땜하는 부분만 남기고 나머지 부분에 솔더 레지스터를 인쇄하고 건조시키면 솔더 레지스터층(23d)이 형성된다. 상기의 설명에서는 절연층(23b)을 알루미늄층(23a)의 상면에만 형성시켰는데, 알루미늄층(23a)의 하면에도 형성시켜도 된다. 만약, 절연층(23b)을 알루미늄층(23a)의 하면에도 형성시키게 되면 기계적 강도가 증가되고 열수축팽창에 강하게 되는 이점이 있게 된다. 그러나, 열이 바닥으로 방출될 때 열저항이 되어 엘이디 칩(도시 생략)에서 발생되는 열을 방출하는데 장벽이 될 수 있다.

도 12에서, 광원(24)은 반사판이 갖추어지지 않은 엘이디 패키지이다. 광원(24)의 구성에 대해서는 도 14 내지 도 16을 근거로 설명한다. 광원(24)은 베이스(60), 형광체 블록(30), 및 엘이디 칩(40)을 포함한다.

베이스(60)는 엘이디 칩(40)(발광소자)을 고밀도로 실장할 수 있으면 어느 것이나 가능하다. 예를 들어, 기판(20)의 재질로는 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride), LTCC(low temperature co-fired ceramic), 플라스틱, 금속, 바리스터 등이 가능하다. 본 발 명의 실시예에서는 베이스(60)의 재질을 세라믹으로 가정하였다.

베이스(60)는 복수의 세라믹 시트(61, 62, 63, 64)가 적층 형태로 형성된다. 최하층의 세라믹 시트(64)에는 두 개의 스루 홀(65; through hall)이 서로 이격되어 수직 방향으로 형성된다. 스루 홀(65)은 펀칭 작업에 의해 형성된다.

최하층의 세라믹 시트(64)의 저면에는 정(+), 부(-)의 도전 패드(68; 68a, 68b)가 서로 이격되게 형성된다. 도전 패드(68)는 도전성을 갖는 재료로 구성된다.

도전 패드(68a, 68b)는 대응되는 스루 홀(65)과 접촉하도록 밀착된다. 세라믹 시트(64)의 상면에는 세라믹 시트(63)가 적층되고, 세라믹 시트(63)에는 두 개의 스루 홀(65; through hall)이 서로 이격되어 수직 방향으로 형성된다.

세라믹 시트(63)의 상면에는 금속 재질의 박편인 내부 패드(67a, 67b; 67)가 패턴 전극(66a, 66b; 66)을 가로지르는 방향으로 설치된다. 세라믹 시트(63)의 두 개의 스루 홀(65)중 어느 하나가 내부 패드(67a)에 접촉된다. 세라믹 시트(63)의 다른 한 스루 홀(65)이 내부 패드(67b)에 접촉된다. 또한, 세라믹 시트(63, 64)의 스루 홀(65)은 상하로 마주 보는 스루 홀끼리 접촉된다.

내부 패드(67a, 67b)가 밀착된 세라믹 시트(63)의 상면에는 세라믹 시트(62)가 적층된다. 세라믹 시트(62)에는 두 개의 스루 홀(65)이 서로 이격되어 수직 방향으로 형성된다.

세라믹 시트(61)가 세라믹 시트(62)의 상면에 적층된다. 세라믹 시트(61)에는 두 개의 스루 홀(65)이 서로 이격되어 수직 방향으로 형성된다. 또한, 세라믹 시트(61, 62)의 스루 홀(65)은 상하로 마주 보는 스루 홀끼리 접촉된다. 스루 홀(65)에는 도전성 물질이 충전된다.

세라믹 시트(61)의 상면에는 패턴 전극(66)이 형성된다. 패턴 전극(66)은 상호 이격된 캐소드 전극(66a)과 애노드 전극(66b)으로 이루어진다. 캐소드 전극(66a)이 세라믹 시트(61)의 두 개의 스루 홀(65)중 어느 하나에 접촉되고, 애노드 전극(66b)이 세라믹 시트(61)의 다른 한 스루 홀(65)에 접촉된다. 애노드 전극(66b)은 캐소드 전극(66a)과 전기적인 절연을 위해 이격되게 형성된다.

캐소드 전극(66a)은 스루 홀(65)을 통해 내부 패드(67a) 및 도전 패드(68a)에 연결된다. 애노드 전극(66b)은 스루 홀(65)을 통해 내부 패드(67b) 및 도전 패드(68b)에 연결된다. 내부 패드(67a, 67b)의 양 단이 기판(60)의 양 측면으로 노출된다. 내부 패드(67a, 67b)를 활용한 전기도금 공정에 의해 패턴 전극(66)이 도금(예컨대, 은도금)처리된다. 패턴 전극(66a, 66b)은 도 15 및 도 16에서와 같이 엘이디 패키지의 측면으로 노출되지 않고, 내부 패드(67a, 67b)의 양 단이 기판(60)의 양 측면으로 노출된다. 패턴 전극(66a, 66b)을 노출되지 않도록 한 것은 추후에 형광체 블록(30)과 기판(60)의 결합을 위한 공정(예컨대, 오븐 큐어링 등)을 수행할 때 형광체 블록(30)과 기판(60)간의 계면분리가 발생되지 않도록 하기 위함이다. 내부 패드(67a, 67b)는 엘이디 패키지 제조공정중에 인접하는 다른 엘이디 패키지와의 도금라인 연결을 위해 주로 사용된다.

엘이디 칩(40)이 탑재된 기판(60)의 상면에는 형광체 블록(30)이 적층된다.

이와 같은 광원(24; 엘이디 패키지)은 별도의 반사판을 구비하지 않는다. 그 에 따라, 도 17과 같이 세운 상태에서 보면 좌우 측면(측방; a방향)으로의 광출사 및 상면(상방; b방향)으로의 광출사가 가능하다. 도 17의 a방향은 마치 좌우 측면으로의 광출사만을 의미하는 것처럼 도시되어 있으나, 형광체 블록(30)의 단변측으로의 광출사도 포함하는 것으로 봄이 바람직하다. 그리고, 도 17에서 광원(24)의 장축을 X축이라고 하고 단축을 Y축이라고 설정하고, X축과 Y축의 광도를 비교하여 보면 하기의 표 1과 같다.

< 표 1 >

	IF [mA]	IV [cd]
Y축(측방 발광)	20	0.256
X축(상방 발광)	20	0.578

즉, 상방 발광(b방향으로의 발광)에 의한 광도("0.578")를 100% 라고 한다면 측방 발광(a방향으로의 발광)에 의한 광도("0.256")는 상방 발광에 의한 광도의 44% 정도이다. 다시 말해서, 상방 발광 대비 측방 발광의 광도가 대략 50% 정도이다.

한편, X축을 기준으로 한 지향각 및 Y축을 기준으로 한 지향각을 살펴보면, 도 8의 배광곡선과 같다. X축 지향각은 도 8의 (a)에서와 같이 대략 160도 ~ 170도 정도이고, Y축 지향각은 도 8의 (b)에서와 같이 대략 140도 ~ 145도 정도이다.

따라서, 본 발명의 실시예에 채용되는 광원(24; 엘이디 패키지)은 종래의 엘이디 패키지의 지향각에 비해 훨씬 큰 지향각을 가짐을 알 수 있다. 이로 인해, 렌 즈가 불필요함과 더불어 기존과 대비하여 보다 더 슬림한 패키지 사이즈를 구현할 수 있게 된다. 이는 백라이트의 높이(두께)를 낮추는데에도 기여한다.

그리고, 도 12에서 광학시트(25)는 다수의 광원(24)으로부터의 광을 확산 및 집광시켜 휘도를 균일하게 하고 휘도를 상승시키는 등의 역할을 한다. 광학시트(25)는 통상적인 BEF시트, DBEF시트, 디퓨저 시트, 컬러 필터 등으로 구성된다. 여기서, 광학시트(25)는 추가적인 구성요소로서, BEF시트, DBEF시트, 디퓨저 시트, 컬러 필터 등에서 선택적으로 사용하거나 모두 사용하지 않아도 무방하다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예의 무반사판의 광원을 사용하게 됨에 따른 장점을 설명하기 위한 도면이다.

도 18은 본 발명의 실시예가 직하 방식의 백라이트로 구현된 경우이다. 기존의 직하 방식의 백라이트는 광원의 지향각이 좁아서 왼쪽 사진에서와 같이 도트(dot)형태로 보이게 된다. 반대로, 본 발명의 실시예가 채용된 직하 방식의 백라이트는 어레이된 광원(24)의 지향각이 매우 넓기 때문에 광원(24)이 마치 면광원과 같은 역할을 하여 오른쪽 사진에서와 같이 도트(dot)형태가 보이지 않는다. 즉, 광원(24)으로부터의 광을 혼합하는 영역의 두께를 기존에 비해 작게 할 수 있다.

또한, 렌즈 및 반사판이 불필요하여 기존과 대비하여 보다 더 슬림한 패키지 사이즈를 구현할 수 있게 된다. 이는 백라이트의 높이(두께)를 낮추는데에도 기여한다.

도 19는 본 발명의 실시예가 사이드 방식의 백라이트로 구현된 경우이다. 도 19에서, 왼쪽 사진은 기존의 사이드 방식의 백라이트의 외관을 나타낸 것이고, 오른쪽 사진은 본 발명의 실시예가 적용된 사이드 방식의 백라이트의 외관을 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예의 광원(24; 엘이디 패키지)은 종래의 엘이디 패키지의 지향각에 비해 훨씬 큰 지향각을 가지고 있다. 이로 인해, 렌즈가 불필요함과 더불어 기존과 대비하여 보다 더 슬림한 패키지 사이즈를 구현할 수 있게 된다. 기존의 사이드 방식의 백라이트(왼쪽 사진 참조)는 광원(24)으로부터의 광을 혼합하는 영역("A"부분)의 두께가 두꺼웠으나, 본 발명의 실시예가 적용된 사이드 방식의 백라이트(오른쪽 사진 참조)는 광원(24)으로부터의 광을 혼합하는 영역의 두께가 기존에 비해 얇다. 이는, 백라이트의 높이(두께)를 낮추는데에도 기여한다.

도 20은 본 발명의 실시예의 변형예이다. 도 20을 도 17과 비교하여 보면 솔더 패드(29)를 베이스(60)의 측부에 추가로 형성시켰다는 점이 차이난다.

솔더 패드(29)는 베이스(60)의 측부에서 도전 패드(68a, 68b)와 각각 연결된다. 솔더 패드(29)는 Ag, AgPd, Au 등이 코팅된 것으로 한다. AgPd의 경우 Pd의 비율은 베이스(60)의 재료와의 물성을 고려하여 선택된다. Ag, AgPd, Au를 사용하는 이유는 솔더와의 반응이 우수하기 때문이다. 각각의 조건 등을 고려하여 솔더 패드(29)의 코팅재질을 결정하면 된다. Ag, AgPd, Au 등을 코팅하는 방법으로는 Ag, AgPd, Au 등의 도전성 재질을 미세 분말로 만들어 유기 바인더와 혼합하여 페이스 트화한 후에 스크린을 이용하여 베이스(60)의 일측부 하부의 홈(즉, 솔더 패드(29)가 형성될 부위)의 벽면에 코팅하는 방법을 사용하면 된다. 물론, 엘이디 패키지의 표면실장후 리플로우 공정에서 발생될 수 있는 박리를 방지하기 위한 인쇄 또는 도금공정을 추가로 행하여도 된다.

상기 설명한 코팅 방법 이외로 솔더 패드(29)를 형성시킬 수 있는 방법이 있다면 채용가능하다. 얇게 코팅하는 방식 대신에 솔더 패드(29)의 재료를 각각의 홈에 완전히 채우거나 홈의 크기와 동일한 금속의 박편을 각각의 홈에 결합시키는 방식을 사용하여도 된다. 그러나, 그 경우에는 단품을 위한 절단(sawing)시 솔더 패드(29)가 떨어져 나갈 가능성이 높다. 그에 따라, 얇게 코팅하는 방식을 채용하는 것이 바람직하다.

도 20의 광원(24)을 직하 방식(top view방식)으로 실장시키게 되면 베이스(60)의 저면의 도전 패드(도시 생략)가 하부의 기판(23)에 솔더링된다. 물론, 이때, 납땜이 어려울 경우 솔더 패드(29)를 함께 납땜하여도 된다. 솔더 패드(29)는 납땜의 용이성을 제공한다.

한편, 베이스(60)의 일측부 하부에 홈을 만들지 않고 그 위치에 솔더 패드(29)의 재료를 코팅할 수도 있다. 이 경우에는 완성된 엘이디 패키지를 눕혀서 실장(즉, 솔더 패드(29)가 형성된 부위가 하부의 기판(23)의 표면과 밀착)하게 되면 솔더 패드(29)의 두께로 인해 엘이디 패키지가 약간 기울어진 형태가 된다. 기울어진 엘이디 패키지에 의해서는 원하는 배향곡선을 얻기가 어렵다. 따라서, 베이스(60)의 일측부 하부에 홈을 만들어 그 홈에 솔더 패드(29)를 형성하는 것이 보다 바람직하다.

그리고, 도 14 내지 도 17, 및 도 20에 도시한 광원(24)의 사이즈는 다양하게 변형가능하다.

본 발명은 상술한 실시예 및 변형예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

도 1은 일반적인 광원의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 광원이 메탈 PCB상에 어레이된 상태를 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4는 텔레비전에 채용되는 직하 방식의 백라이트의 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4의 직하방식의 백라이트 구조의 결합상태도이다.

도 6은 텔레비전에 채용되는 사이드 방식의 백라이트의 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 7 내지 도 9는 일반적인 광원에 채용된 렌즈의 형태를 나타낸 도면이다.

도 10은 기존의 메탈 PCB에 엘이디 패키지가 어레이된 상태를 나타낸 도면이다.

도 11은 도 10의 메탈 PCB의 단면도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 백라이트의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 13은 도 12의 기판의 단면도이다.

도 14 내지 도 16은 도 12의 광원의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 17은 도 12의 광원에서 출사되는 광의 방향을 설명하기 위한 도면이다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예의 무반사판의 광원을 사용하게 됨에 따른 장점을 설명하기 위한 도면이다.

도 20은 본 발명의 실시예의 변형예이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

23 : 기판 24 : 광원

25 : 광학시트 30 : 형광체 블록

40 : 엘이디 칩 60 : 베이스

23a : 알루미늄층 23b : 절연층

23c : 전극층 23d : 솔더 레지스터층

Claims (13)

1. 알루미늄층;

   상기 알루미늄층의 상면에 형성된 절연층; 및

   상기 절연층의 상면에 형성되되 솔더 레지스터층의 하면과 접촉된 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트의 기판.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 절연층은 아노다이징 또는 플라즈마처리되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트의 기판.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 절연층은 0.02~ 0.04mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트의 기판.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 전극층은 스퍼터링 방식으로 전극을 상기 절연층상에 형성시킨 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트의 기판.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 전극층은 상기 절연층상에 전극용 나노 은을 인쇄하고 열을 가하여 전극을 형성시킨 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트의 기판.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 전극층은 0.01~ 0.03mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트의 기판.
7. 청구항 1 내지 청구항 6중의 어느 한 청구항에 기재된 기판; 및

   상기 기판상에 어레이되어 광을 출사하는 무반사판의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 광원은,

   내부에 형성된 내부 패드가 양 측면으로 노출된 베이스;

   상기 베이스의 상면에 형성되되 상기 내부 패드와 전기적으로 연결된 패턴 전극;

   상기 패턴 전극의 상면에 실장된 발광소자; 및

   상기 베이스의 상면에 탑재되어 상기 발광소자에서 방출된 광을 상방 및 측방으로 방출시키는 형광체 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 베이스의 저면에는 도전 패드가 형성되고,

   상기 도전 패드는 상기 패턴 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 베이스의 측면의 하부에 오목하게 형성된 솔더 패드를 추가로 포함하고,

    상기 솔더 패드는 상기 패턴 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 솔더 패드는 상기 베이스의 측면의 하부에 형성된 홈의 벽면에 상기 솔더 패드의 재료가 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.
12. 청구항 8에 있어서,

    상기 형광체 블록은 상기 발광소자 및 상기 패턴 전극의 상방 및 측방을 덮는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.
13. 청구항 7에 있어서,

    상기 광원과 LCD패널 사이에 형성된 광학시트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트.

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