WO2022080671A1

WO2022080671A1 - 슬림하면서도 생산성이 우수한 반사시트 일체형 백라이트 유닛 및 이의 제조방법.

Info

Publication number: WO2022080671A1
Application number: PCT/KR2021/012118
Authority: WO
Inventors: 최상언; 신인호; 황지호
Original assignee: 주식회사 시노펙스
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2022-04-21
Also published as: KR102304279B1

Abstract

본 발명은 디스플레이장치에 구비되는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면 반사시트와 기판을 일체로 형성한 상태에서 관통홀에 엘이디가 리버스 방식으로 돌출되게 실장되는 구조로 이루어짐으로써, 슬림하면서도 간소화된 공정으로 원가 절감 및 생산성을 향상시킨 백라이트 유닛 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

슬림하면서도 생산성이 우수한 반사시트 일체형 백라이트 유닛 및 이의 제조방법.

일반적으로 디스플레이장치 중에서 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, 이하, 'LCD'라 함)는 다른 표시장치와 달리 그 자체에서 빛을 발하지 못하기 때문에 반드시 내부에 액정패널로 광원을 공급하는 백라이트 유닛를 필요로 한다.

그리고 이러한 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Light type)방식과 측면(Edge Light type)방식으로 나누어지고,

특히 최근에는 직하 방식으로 기판 전체에 미니 엘이디(Mini LED)를 골고루 분산배치하여 로컬 디밍(Local Dimming)을 통해 향상된 명암비와 소비전력을 가지도록 한 풀어레이(Full Array) 방식의 백라이트 유닛이 등장하게 되었다.

그러나 종래의 풀어레이(Full Array) 방식의 백라이트 유닛(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이 양면기판(110)을 구비한 후, 상기 양면기판에 회로패턴(111)을 형성한 상태에서, 양면기판의 전면에 미니 엘이디(120)를 실장한다. 이때 양면기판의 후단에는 보호필름(140)을 형성한 상태에서 전면의 미니 엘이디(이하, 엘이디라고 함) 주변에 엘이디의 광 확산을 위해 가공된 반사시트(130)를 접합하는 구조로 이루어진다.

이때 엘이디의 광 특성에 의해 디스플레이장치의 슬림화에 한계가 있을 뿐만 아니라,

양면기판 제작 및 미니 엘이디 실장과, 반사시트를 가공한 후 이를 기판에 별도로 접합하면서, 복잡한 제작공정에 의해 원가를 상승시켰고,

특히 반사시트에 소정의 크기로 다수의 홀(예, 직경 0.5~4.mm)을 형성한 후, 상기 반사시트를 미니 엘이디의 위치에 맞춰서 기판에 부착하게 되는데, 이때 기판에서 돌출된 미니 사이즈의 엘이디와 반사시트 홀의 정렬 불일치에 의한 부착 불량 발생으로 수율 및 생산성이 떨어지게 되었던 것이다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기와 같은 단점을 개선하기 위한 것으로, 특히 슬림하면서도 복잡한 제조공정을 간소화하여 원가절감 및 생산성을 향상시킨 백라이트 유닛 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

따라서 본 발명의 기술적 해결방법은 빛의 손실을 막기 위한 반사시트에 금속층을 형성한 상태에서 상기 반사시트와 금속층을 관통하는 복수의 장착홀을 형성하는 한편 상기 금속층에는 엘이디 연결을 위한 회로패턴을 형성하고 상기 회로패턴에는 장착홀 안쪽으로 내입되어 그 선단이 반사시트 밖으로 돌출된 엘이디가 리버스 방식으로 회로패턴과 연결된 것이다.

또한, 본 발명은 광 손실을 방지하기 위한 반사시트 일측에 금속층을 형성하는 단계와, 상기 반사시트와 금속층을 관통하는 복수의 장착홀을 형성하는 단계와, 상기 금속층의 불필요한 부분을 제거하여 엘이디 회로패턴을 형성하는 단계와, 상기 회로패턴에 장착홀 보다 더 큰 관통홀을 구비하고 있으면서 상기 장착홀과 연통되게 보호필름을 형성하는 단계와, 상기 보호필름의 관통홀 안쪽으로 엘이디를 내입시켜 회로패턴과 연결되면서 그 선단이 장착홀 밖으로 돌출되게 실장하는 단계로 이루어진 것이다.

따라서 본 발명은 반사시트에 금속층을 일체로 형성한 상태에서, 전후방향으로 통공된 장착홀을 형성하고, 상기 장착홀에 리버스 방식으로 엘이디를 실장함으로써, 적어도 기판 두께 이상으로 슬림해지는 동시에 간소화된 공정으로 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 생산성 및 수율이 향상된 것이다.

즉, 반사시트의 홀과 엘이디의 정렬 불일치로 부착 불량 발생으로 수율 및 생산성이 떨어지게 되는 문제점을 해소할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 단면도.

도 2과 도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 백라이트 유닛의 평면도와 저면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 백라이트 유닛의 단면도.

도 4는 리버스 엘이디의 모습을 보여주는 사시도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 백라이트 유닛의 공정도.

본 발명의 실시를 위한 최선의 형태는 직하방식으로 동작하는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어서,

상기 백라이트 유닛은 다수의 엘이디가 일정한 간격으로 배치되어 로컬디밍(Local Dimming)되는 풀 어레이(Full Array) 방식의 백라이트 유닛이고,

상기 엘이디는 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디이고,

상기 엘이디는 리버스 방식으로 회로패턴에 실장되게 칩이 구비된 몸통을 중심으로 하단에 좌우 양측으로 돌출된 보드가 형성되고 상기 보드의 좌우측단에는 절곡된 금속체으로 감싸여져 접촉면을 구비하고 있는 접촉편이 형성되어,

빛의 손실을 막기 위한 반사시트의 타측면에 금속층을 일체로 형성한 상태에서 상기 반사시트와 금속층을 관통하는 다수의 장착홀을 형성하는 한편 상기 금속층에는 다수의 엘이디와 연결되어 로컬 디밍 가능하게 회로패턴이 형성되고,

각각의 엘이디는 상기 반사시트의 장착홀 안쪽으로 내입되어 그 선단이 반사시트 밖으로 돌출되게 리버스 방식으로 실장되면서 회로패턴과 연결되는 구조로 이루어져,

복잡한 제조공정을 간소화하면서 정렬불일치로 인한 불량 발생을 해소하는 한편 슬림하면서도 향상된 생산성을 가지는 것을 특징으로 하는 반사시트 일체형 백라이트 유닛이다.

또한, 본 발명은 롤에 권취되어 있는 반사시트가 풀림되면서 혹은 일정한 크기로 절단된 상태의 반사시트의 타측면에 금속층을 형성하는 단계와,

레이저 혹은 CNC를 통해 반사시트와 금속층을 관통하는 미니 엘이디 혹은 마이크로 엘이디가 장착되는 다수의 장착홀을 형성하는 단계와,

상기 금속층에는 드라이 필름이나 마스크를 이용한 포토리소그래피공법이나 기타 화학적 처리방법을 통해 각각의 장착홀을 중심으로 분리 또는 구획되면서 로컬디밍 가능하게 회로패턴을 형성하는 단계와,

회로패턴을 보호하는 한편 장착홀 보다 더 큰 관통홀을 구비하고 있는 보호필름이 상기 반사시트의 타측면에 각각의 관통홀과 장착홀이 연통되게 합지되는 단계와,

상기 반사시트를 SMT용 고정 지그에 안착시킨 후 각각의 관통홀 안쪽의 장착홀 주변에 솔더링 크림을 형성하는 단계와,

상기 보호필름의 관통홀 안쪽으로 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디를 내입시켜 그 선단이 장착홀 밖으로 돌출되면서 회로패턴과 연결되게 리버스 방식으로 장착하는 단계 및, 저온에서 리플로우 방식으로 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디를 실장하는 단계를 포함하여 이루어져,

복잡한 제조공정을 간소화하면서 정렬불일치로 인한 불량 발생을 해소하는 한편 슬림하면서도 향상된 생산성을 가지는 것을 특징으로 하는 반사시트 일체형 백라이트 유닛의 제조방법에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적인 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적은 내용은 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2과 도 2a 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 백라이트 유닛의 모습을 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 일체형 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 단면도이다..

이를 참고하여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛(1)은 로컬디밍(Local Dimming) 가능하게 구성되어 향상된 명암도와 블랙색상을 표현할 수 있고 소비되는 전력을 절감할 수 있는 풀어레이(Full Array) 방식의 백라이트 유닛으로, 특히 슬림하면서도 용이하게 제작되어 생산성 및 수율이 향상된 백라이트 유닛이다.

즉, 본 발명은 엘이디의 빛 소실을 방지하기 위한 반사시트(10)에 금속층(11)을 일체로 형성한 상태에서,

상기 반사시트(10)와 금속층(11)을 관통하는 복수의 장착홀(12)을 일정한 간격으로 형성하는 한편, 상기 금속층(11)에만 엘이디(30)의 연결을 위한 회로패턴을 형성하고,

상기 장착홀(12) 안쪽으로 엘이디(30)를 내입시켜 그 선단이 반시시트(10) 밖으로 돌출되게 리버스 방식으로 회로패턴과 연결되는 구조로 이루어짐으로써,

전체 두께가 슬림해지면서도 제조가 용이해지는 동시에 생산성이 우수하도록 한 백라이트 유닛이다.

또한, 반사시트(10)는 도광판 하부로 빠져 나가는 빛을 다시 전방으로 돌려보내어 광 손실되는 것을 막아주기 위한 것으로서, 특히 일측에 반사층을 형성하고 있는 평판의 기판이거나 혹은 플렉서블한 PP필름이거나 혹은 PET필름 등일 수 있다.

즉, 상기 반사시트(10)는 일관된 공정에 의해 가공되게 롤에 권취되어 있는 것이거나 풀림되는 것이 바람직하며, 실시 예에 따라서는 일정한 크기로 절단된 것이거나 평판일 수도 있는 것이다.

또한, 금속층(11)은 반사필름(10)의 타측면에 금속 포일(Foil)이 합지되어, 상기 반사시트(10)가 기판으로 사용되게 하기 위한 것이다.

이때의 금속층(11)은 드라이 필름이나 마스크를 이용한 포토리소그래피공법이나 기타 화학적 처리방법에 의해 장착홀을 중심으로 분리/구획되면서 회로패턴으로 형성되어, 상기 반사시트가 엘이디 기판으로 사용되게 한 것이다.

더불어 회로패턴은 금속층(11)이 분리/구획되면서 엘이디 실장시 로컬디밍(화면 분할 구동) 가능하게 구성되면서, 전체 엘이디 중 구간별로 엘이디를 선택 구동줄 수 있도록 하여 향상된 명암비와 선명한 블랙표현을 표현하고 소비전력을 절감할 수 있게 한다.

또한, 장착홀(12)은 엘이디를 충분히 수용할 있을 정도의 크기로 반사시트와 금속층을 관통하는 홀로서, 레이저 혹은 CNC 등의 가공기계에 의해 일정한 간격으로 타공된 것이다. 장착홀은 회로 패턴을 형성하기 전이나 회로 패턴을 형성한 후에 타공할 수 있다

또한, 엘이디(30)는 풀어레이(Full Array) 방식으로 동작 가능하게 소정의 사이즈로 이루어진 미니 엘이디나 마이크로 엘이디가 바람직하며,

특히 도 4에 도시된 바와 같이 상기 엘이디(30)는 리버스 방식으로 회로패턴에 장착되게, 상기 엘이디의 몸통(31)을 중심으로 하단에 좌우 양방향으로 돌출된 보드(32)를 형성하고, 상기 보드의 좌측단과 우측단에는 금속체로 감싸여진 접촉편(33)을 형성하여, 상기 엘이디 몸통(331)이 장착홀 안쪽으로 내입되었을 때에 접촉편(33)의 상부가 회로패턴과 맞닿아 솔더링되게 구성되어져 있는 것이다.

그리고 이러한 백라이트 유닛(1)의 회로패턴에는 보호필름(20)이 형성되고, 상기 보호필름(20)은 상기 엘이디 보다 상대적으로 더 크면서 상기 장착홀과 연통되는 관통홀(21)을 형성하고 있다.

이때 보호필름(20)은 디스플레이 장치에 내측에 백라이트 유닛을 장착할 때에 내장된 기기나 케이스 등과 접촉/합선되는 방지토록 하여 안전 구동되게 하기 위한 것이다.

또한, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 제조과정을 보여주는 것으로서,

이를 참고하여 설명하면, 본 발명은 먼저 빛의 손실을 막기 위한 반사시트(10)에 금속층(11)을 형성한다.

이때의 반사시트(10)는 롤에 권취되어 구리 포일이 합지되면서 일측에 금속층을 형성하는 것이 바람직하지만, 실시 예에 따라서는 일정한 크기로 이루어진 보드나 시트에 접합이나 증착등의 다양한 방식으로 금속층을 형성하는 것일 수도 있다.

그리고 이러한 반사시트(10)에 레이저나 드릴 등의 가공장치를 통해 엘이디 몸통을 수용할 수 있을 정도의 크기로 이루어진 장착홀(12)을 일정한 간격으로 형성하고,

상기 금속층(11)에 특정 패턴이 형성되어 있는 드라이 필름이나 마스크를 씌운 후 포토리소그래피 공법 등을 통해 엘이디 연결을 위한 회로패턴을 형성하는 것이다.

그리고 상기 회로패턴에는 반사시트의 장착홀 보다 상대적으로 더 큰 관통홀(21)을 구비하고 있으면서 상기 장착홀(12)과 일대일로 연통되는 보호필름(20)을 씌워 상기 회로패턴이 외부로부터 접촉/합선되는 것이 방지되게 구성한 상태에서,

상기 반사시트(10)를 SMT용 고정 지그에 안착시킨 후 솔더딩 크림을 각각의 관통홀 안쪽에 형성하는 것이다.

그리고 이러한 관통홀(21) 안쪽으로 엘이디(30)의 몸통을 내입시켜, 상기 엘이디의 선단이 장착홀(12) 밖으로 돌출되어 있도록 하는 동시에 상기 엘이디(30)의 하단에 형성된 접촉편이 관통홀(21) 안쪽에 위치한 회로패턴과 맞닿은 상태로 솔더링되게 하는 것이다.

이때 엘이디(30)는 반사시트(10)의 손상을 최소화하기 위하여 저온에서 리플로우(feflow) 방식으로 솔더링(Solding)하고,

이후 치우침이나 틀어짐이 없는지 검사한 후, 회로패턴에 의해 구획된 복수의 엘이디가 구간별로 정상적으로 동작하는지 검사하는 것이다.

따라서 본 발명은 반사시트에 금속층을 일체로 형성한 상태에서, 전후방향으로 통공된 장착홀을 형성하고, 상기 장착홀에 리버스 방식으로 엘이디를 장착함으로써, 적어도 기판 두께 이상으로 슬림해지는 동시에 간소화된 공정으로 용이하게 제조될 뿐만 아니라 생산성 및 수율이 향상되는 것이다.

지금까지 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형 및 균등이론에 의해 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

직하방식으로 동작하는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어서,

상기 백라이트 유닛은 다수의 엘이디가 일정한 간격으로 배치되어 로컬디밍(Local Dimming)되는 풀 어레이(Full Array) 방식의 백라이트 유닛이고,

상기 엘이디는 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디이고,

상기 엘이디는 리버스 방식으로 회로패턴에 실장되게 칩이 구비된 몸통을 중심으로 하단에 좌우 양측으로 돌출된 보드가 형성되고 상기 보드의 좌우측단에는 절곡된 금속체으로 감싸여져 접촉면을 구비하고 있는 접촉편이 형성되어,

빛의 손실을 막기 위한 반사시트의 타측면에 금속층을 일체로 형성한 상태에서 상기 반사시트와 금속층을 관통하는 다수의 장착홀을 형성하는 한편 상기 금속층에는 다수의 엘이디와 연결되어 로컬 디밍 가능하게 회로패턴이 형성되고,

각각의 엘이디는 상기 반사시트의 장착홀 안쪽으로 내입되어 그 선단이 반사시트 밖으로 돌출되게 리버스 방식으로 실장되면서 회로패턴과 연결되는 구조로 이루어져,

복잡한 제조공정을 간소화하면서 정렬불일치로 인한 불량 발생을 해소하는 한편 슬림하면서도 향상된 생산성을 가지는 것을 특징으로 하는 반사시트 일체형 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 반사시트는 일측면에 반사층을 구비하고 있는 PET필름 또는 PEN필름 또는 PP필름 중 어느 하나이고,

타측면에는 회로패턴을 감싸는 한편 엘이디보다 더 크면서 장착홀과 연통되는 관통홀을 구비하고 있는 보호필름이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 반사시트 일체형 백라이트 유닛.
롤에 권취되어 있는 반사시트가 풀림되면서 혹은 일정한 크기로 절단된 상태의 반사시트의 타측면에 금속층을 형성하는 단계와,

레이저 혹은 CNC를 통해 반사시트와 금속층을 관통하는 미니 엘이디 혹은 마이크로 엘이디가 장착되는 다수의 장착홀을 형성하는 단계와,

상기 금속층에는 드라이 필름이나 마스크를 이용한 포토리소그래피공법이나 기타 화학적 처리방법을 통해 각각의 장착홀을 중심으로 분리 또는 구획되면서 로컬디밍 가능하게 회로패턴을 형성하는 단계와,

회로패턴을 보호하는 한편 관통홀을 구비하고 있는 보호필름이 상기 반사시트의 타측면에 각각의 관통홀과 장착홀이 연통되게 합지되는 단계와,

상기 반사시트를 SMT용 고정 지그에 안착시킨 후 각각의 관통홀 안쪽의 장착홀 주변에 솔더링 크림을 형성하는 단계와,

상기 보호필름의 관통홀 안쪽으로 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디를 내입시켜 그 선단이 장착홀 밖으로 돌출되면서 회로패턴과 연결되게 리버스 방식으로 장착하는 단계 및, 저온에서 리플로우 방식으로 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디를 실장하는 단계를 포함하여 이루어져,

복잡한 제조공정을 간소화하면서 정렬불일치로 인한 불량 발생을 해소하는 한편 슬림하면서도 향상된 생산성을 가지는 것을 특징으로 하는 반사시트 일체형 백라이트 유닛의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 반사시트는 엘이디의 치우침이나 틀어짐이 없는지 검사하는 단계와,

회로패턴에 의해 구획된 복수의 엘이디가 구간별로 로컬디밍되는지 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사시트 일체형 백라이트 유닛의 제조방법.