KR20220073541A - 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명은 발광칩과 전극 패드 사이에 배치되는 배리어층을 구비하며, 그 배리어층에 의해 솔더는 전극 패드와의 접촉 면적을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 배리어층과 중첩되는 전극 패드가 솔더 내로 확산되지 않고 잔류하게 되어 발광칩의 실장 공정의 리워크 공정이 가능해진다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시 장치{BLACKLIGUT UNIT AND DISPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 두께를 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 최근에는 액정표시장치, 유기발광 표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이 중 액정표시장치는, 백라이트 유닛에서 표시패널로 조사되는 광을 표시패널의 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 액정의 배열을 달리하면서 투과시켜 영상을 표시한다.
백라이트 유닛은 광원의 배열 방법에 따라 측면형(side edge type)과 직하형(direct light type)으로 구분될 수 있다.
측면형 백라이트 유닛은 액정패널의 하부에 마련된 도광판의 측면에 광원을 배치하고, 도광판을 통해 광원으로부터 조사되는 측광을 평면광으로 변환하여 액정 패널에 조사하는 방식이다. 그러나, 측면형 백라이트 유닛은 광원이 측면에 있기 때문에, 백라이트를 다수의 영역으로 구분하고 영역별로 구동하는 로컬 디밍(local dimming)을 구현하는 데 제약이 발생한다.
직하형 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 디수의 광원을 배치하여 액정 패널의 전면에 광을 직접적으로 조사하는 방식으로서, 액정패널에 조사되는 광의 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있고, 또한 로컬 디밍(local dimming) 구동을 구현할 수 있어 명암비가 개선되고 소비전력 절감의 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 직하형 백라이트 유닛은 광원이 액정패널 하부에 배치되므로, 백라이트 유닛의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 두께를 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 기판 상에 배치되는 전극 패드와; 상기 기판 상에 실장되는 다수의 발광칩과; 상기 전극 패드와 상기 발광칩 사이에 배치되는 솔더와; 상기 전극 패드와 상기 솔더 사이에 배치되며 적어도 하나의 슬릿을 가지는 배리어층을 구비한다.
이 때, 상기 배리어층은 상기 전극 패드보다 상기 솔더와의 반응성이 낮은 재질로 형성된다.
또한, 백라이트 유닛은 상기 기판 상에 배치되며, 상기 전극 패드와 접속되는 구동 전극과; 상기 전극 패드를 노출시키도록 상기 구동 전극 상에 배치되며 무기 절연 재질로 이루어지는 보호막을 더 구비하며, 상기 배리어층은 상기 보호막과 동일 재질로 상기 보호막과 동일 평면 상에 배치된다.
여기서, 상기 배리어층 및 상기 보호막은 실리콘 질화막 (SiNx) 또는 실리콘 산화막 (SiOx)로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 전극 패드는 다층 구조로 이루어지며, 상기 배리어층은 상기 전극 패드 상에서, 상기 전극 패드에 포함된 다층 중 어느 한 층과 동일 재질로 이루어진다.
이 때, 상기 배리어층은 몰리브덴-티타늄 합금 (MoTi), 티타늄 (Ti), 몰리브덴 (Mo), 및 은 (Ag) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금을 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다.
상기 전극 패드는 순차적으로 적층되는 상기 제1 및 제2 도전층을 포함하며, 상기 배리어층 및 상기 제1 도전층은 몰리브덴-티타늄 합금 (MoTi), 티타늄 (Ti), 몰리브덴 (Mo), 및 은(Ag) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어지며, 상기 제2 도전층은 구리 (Cu)를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 상기 배리어층 상에 배치되는 상기 제3 도전층을 더 포함하며, 상기 제3 도전층은 상기 제2 도전층과 동일 재질로 이루어진다.
한편, 상기 배리어층은 다수의 공극을 포함하며, 상기 다수의 공극이 결합되어 상기 슬릿을 이룬다. 이 경우, 상기 배리어층은 상기 제1 도전층보다 밀도가 낮다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 상기 발광칩들 사이의 영역과, 상기 발광칩의 하부에서 요철 형태로 형성되는 반사층을 더 구비한다.
상기 배리어층과 중첩되는 상기 전극 패드의 상부면은 평탄한 표면을 가지며,
상기 배리어층과 비중첩되는 상기 전극 패드의 상부면은 비평탄한 표면을 가진다.
본 발명에서는 솔더와 전극 패드 사이에 슬릿을 가지는 배리어층이 배치된다. 이에 따라, 솔더의 일부는 배리어층과 접촉하고 솔더의 일부는 슬릿에 의해 노출된 전극 패드와 접촉하게 됨으로써 솔더와 전극 패드 간의 접촉 면적을 줄일 수 있다. 이에 따라, 배리어층과 중첩되는 전극 패드는 솔더 내로 확산되지 않고 잔류하게 되므로, 잔류하는 제1 및 제2 전극 패드를 이용하여 발광칩의 실장 공정의 리워크 공정이 가능해진다.
또한, 본 발명에서는 종래의 인쇄 회로 보드보다 박형인 기판 상에 발광칩이 실장되는 백라이트 유닛의 두께를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발광칩과 발광 구동 회로를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 발광 플레이트를 상세히 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 배리어층의 실시예들을 나타내는 평면도들이다.
도 6a는 배리어층을 포함하지 않는 비교예를 설명하기 위한 도면이며, 도 6b는 배리어층을 포함하는 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 모듈의 발광 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시된 구동 전극의 실시 예들을 나타내는 단면도들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 표시 모듈의 발광 플레이트를 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정 표시 모듈의 발광 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 11a 내지 도 11f는 도 4에 도시된 발광 플레이트의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 모듈을 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 표시 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 모듈은 하부 케이스(280), 백라이트 유닛(BLU), 패널 가이드(290) 및 액정 패널(300)을 구비한다.
하부 케이스(280)는 백라이트 유닛(BLU)을 수납함과 아울러 패널 가이드(290)를 지지한다. 하부 케이스(280)는 발광칩(130)에서 발생되는 열을 방열하기 위해서 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
백라이트 유닛(BLU)은 액정 패널(300)의 하부에 배치되어, 액정 패널(300)의 하면에 광을 조사한다. 이러한 백라이트 유닛(BLU)은 발광 플레이트(100)와, 광학 유닛(200)을 구비한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발광 플레이트(100)의 기판(101) 상에는 발광칩(130) 및 발광 드라이버(DI)가 배치될 수 있다.
기판(101)은 하부 케이스(280) 상에 배치되며 다수의 발광칩(130)이 실장된다. 기판(101)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(101)은 종래의 인쇄 회로 보드(PCB)보다 박형인 유리 재질로 형성될 수 있다. 그러나, 기판(101)의 재질은 한정되지는 않는다. 예를 들어, 기판 (101)은 플라스틱 재질로 형성될 수 도 있다.
발광칩(130)은 다수개로 구비되며, 각각의 발광칩(130)은 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)로 형성될 수 있다. 다수개의 발광칩(130)은 기판(101) 상에 서로 이격되도록 배치되어 발광 블록(LB)을 형성한다. 예를 들어, 하나의 발광 블록(LB) 당 적어도 2개의 발광칩(130)이 직렬로 연결될 수 있다. 발광 블록(LB)은 발광 드라이버(DI)로부터의 구동 신호에 따라서 동시에 발광하거나 블록별로 구동될 수 있다.
발광 블록(LB)이 실장된 기판(101) 상에는 봉지층(210)이 배치된다. 봉지층(210)은 발광칩(130)보다 두꺼운 두께로 기판(101) 상에 도포되어 기판(101) 상에 실장된 다수의 발광 블록(LB)을 덮도록 형성될 수 있다. 봉지층(210)은 발광 블록(LB)을 기판(101)에 안정적으로 고정시키면서 외부로부터 보호한다. 이를 위해, 봉지층(210)은 실리콘(Si), 자외선(UV) 레진, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 포함하는 수지 계열 물질 중 하나 또는 이들의 조합으로 형성된다.
발광 드라이버(DI)는 외부로부터 공급되는 구동 전원을 발광칩 블럭(LB) 각각에 공급함으로써 발광칩(120)을 발광시킨다. 발광 드라이버(DI)는 전원부로부터 공급되는 구동 전압과 기저전압이 입력되는 전원 단자(PWR, GND), 발광칩에 제공되는 구동 전압을 출력하는 출력 단자(OUT), 및 발광 블록(BL)의 온/오프를 선택적으로 제어하기 위한 어드레스 신호가 입력되는 어드레스 단자(ADDR)를 구비한다. 발광 블록(LB) 및 발광 드라이버(DI) 각각에는 기판(101) 상에 형성되는 제1 및 제2 구동 전극(102,104)을 통해 구동 신호가 송수신된다.
광학 유닛(200)은 반사 필름(220), 확산판(230), 광제어 필름(240), 형광체 시트(250) 및 광학 시트(270)를 포함할 수 있다.
반사 필름(220)은 기판(101) 상에 배치된다. 반사 필름(220)은 반사물질로 이루어져 발광칩(130)에서 방출된 광을 확산판(230) 방향으로 반사시킨다. 반사 필름(230)은 다수의 발광칩홀(RH)을 구비할 수 있다. 발광칩홀(RH)은 발광칩(130)과 일대일로 대응되므로, 발광칩홀(RH) 내에 발광칩(130)이 삽입될 수 있다.
확산판(230)은 하부 케이스(280)에 의해서 지지되며, 하부 케이스(280)의 전면을 덮도록 배치된다. 확산판(230)은 일정한 두께를 가지는 평판 형태로 형성되어, 다수의 발광칩(130) 각각으로부터 출사되는 광을 확산시켜 액정 패널(300) 방향으로 진행시키는 기능을 한다.
광제어 필름(240)은 발광칩(130)에서 생성된 광이 액정 패널(300)에 직접 인식되어 핫-스팟(Hot Spot)과 같은 얼룩(Mura)으로 인식되는 것을 방지한다. 이를 위해, 광제어 필름(240)은 반사율이 높은 영역과 반사율이 낮은 영역을 포함할 수 있다. 반사율이 높은 영역에는 렌즈 형상의 패턴이 형성될 수 있다.
형광체 시트(250)는 발광칩(130)에서 생성된 제1 컬러의 광의 일부를 흡수하여, 제1컬러와 다른 적어도 하나의 제2 컬러의 광을 각각 발생시키는 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있다. 형광체시트(250)를 사용하는 경우에, 발광칩(130)에서 생성된 제1컬러의 광은 형광체시트(250)에서 광이 혼합되어 최종적으로 백색 광이 생성되고 액정 패널(300)에 제공된다. 예를 들어, 형광체 시트(250)가 노란색 형광체를 포함하는 경우, 발광칩(130)에서 생성된 청색광은 노란색 형광체를 포함하는 형광체 시트(250)를 통해 백색광이 출사된다. 한편, 발광칩(130)이 백색 광을 생성하는 경우, 형광체시트(250)는 생략할 수도 있다.
광학 시트(270)는 액정 패널(300)의 휘도가 증가될 수 있도록 광을 집광하고 확산시켜, 액정 패널(400) 방향으로 광을 진행시키는 기능을 수행한다. 광학 시트(270)는 하부 확산 시트, 프리즘 시트, 및 상부 확산 시트를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 광학 시트(270)는 확산 시트, 프리즘 시트, 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film), 및 렌티큘러 시트 중에서 선택된 2개 이상의 적층 조합으로 이루어질 수 있다.
프리즘 시트는 삼각 단면을 가지도록 나란하게 형성된 복수의 프리즘 패턴을 포함할 수 있으며, 프리즘 패턴의 산 부분과 골 부분은 일정한 곡률로 라운딩될 수 있다. 렌티큘러 렌즈 시트는 일정한 곡률을 가지는 반원 또는 반타원 형태의 단면을 가지도록 나란하게 형성된 복수의 렌티큘러 렌즈 패턴을 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈 시트는 반원 또는 반타원 형태를 가지도록 일정한 높이로 형성된 복수의 마이크로 렌즈 패턴을 포함할 수 있다. 광학시트(270)는 광학시트를(270) 보호하기 위한 보호시트가 더 포함될 수 있다.
패널 가이드(290)는 액정 패널(300)의 후면 가장자리를 지지하면서 액정 패널(300) 및 백라이트 유닛(BLU)을 둘러싸도록 배치될 수 있다..
액정 패널(300)은 각 서브 화소별로 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 의해 각 서브 화소마다 형성되는 전계에 따라 액정층(미도시)을 구동함으로써 액정층의 광 투과율에 따라 소정의 컬러 영상을 표시하게 된다.
액정 표시 모듈의 발광 플레이트(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 기판(101), 제1 및 제2 구동 전극(102,104), 제1 및 제2 전극 패드(122,124), 반사층(118) 및 배리어층(126)을 포함할 수 있다
기판(101)은 지지 기판의 역할을 한다. 기판(101)은 플라스틱, 세라믹 또는 유리 등과 같은 투명하고 유연한(flexible) 필름 재질로 이루어질 수 있다. 기판(101)이 플라스틱 소재로 이루어질 경우, 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리에틸렌나프탈렌(poly ethylene naphthalene, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 또는 아크릴(acrylic) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 구동 전극(110,120) 각각은 컨택홀(106)을 통해 연결되는 상부 및 하부 도전층(102,104)을 이루어진다. 상부 및 하부 도전층(102,104) 각각은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬 (Cr), 텅스텐 (W), 몰리브덴(Mo), 및 티타늄(Ti) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 상부 도전층(104)은 제1 및 제2 절연층(112,114)을 관통하는 컨택홀(106)을 통해 노출된 하부 도전층(102)과 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 및 제2 절연층(112,114)은 실리콘 질화막 (SiNx) 또는 실리콘 산화막 (SiOx) 등과 같은 무기 절연 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 절연층(112,114)은 유기 절연 재질로 이루어진 평탄화층(108)의 상부면, 하부면 및 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(112)은 하부 도전층(102)의 측면 및 상부면 상에 배치되어 하부 도전층(102)과 평탄화층(108) 간의 접촉을 방지한다. 이에 따라, 하부 도전층(102)에 포함된 금속이 평탄화층(108)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
제2 절연층(114)은 평탄화층(108)의 측면 및 상부면 상에 배치되어 상부 도전층(104)과 평탄화층(108) 간의 접촉을 방지한다. 이에 따라, 상부 도전층(104)에 포함된 금속이 유기 절연 재질인 평탄화층(108)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 절연층(114)은 평탄화층(108)의 측면 및 상부면 상에 배치되므로, 평탄화층(108)의 필링 오프(peeling-off) 불량을 방지할 수 있다.
보호막(116)은 상부 도전층(104) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 보호막(116)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124)를 노출시키는 오픈부를 포함할 수 있다. 보호막(116)은 실리콘 질화막 (SiNx) 또는 실리콘 산화막 (SiOx) 등과 같은 무기 절연 재질로 형성될 수 있다. 보호막(116)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 보호막(116)이 다중층으로 형성되는 경우, 보호막(116)은 실리콘 질화막 (SiNx) 및 실리콘 산화막 (SiOx)이 적층되어 이루어질 수 있다. 보호막(116)은 반사층(118)과 상부 도전층(104) 간의 접촉을 방지하여, 상부 도전층(104)에 포함된 금속이 반사층(118)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
반사층(118)은 발광칩(130)이 실장되는 실장 영역과 대응되는 관통홀(138)을 가지도록 형성된다. 반사층(118)은 발광칩(130)의 측면에서 출사되는 광을 반사시켜 액정 표시 모듈의 정면 방향으로 광경로를 변경시킨다. 반사층(118)은 유기 절연 재질로 이루어질 수 있다. 그리고, 반사층(118)의 관통홀(138)은 보호막(116)의 오픈부와 중첩한다.
제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각은 상부 도전층(104)에 의해 신장되어 형성되므로 상부 도전층(104)과 동일 재질로 이루어진다. 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각은 평탄화층(108)을 덮도록 배치된 제2 절연층(114) 상에 형성된다. 제1 및 제2 전극 패드(122,124)는 평탄화층(108)에 의해 평탄화된 제2 절연층(114)의 상부면 상에 배치되므로, 솔더링 공정시 발광칩(130)이 안정적으로 실장된다. 제1 및 제2 전극 패드(122,124)는 보호막(116)의 오픈부 및 반사층(118)의 관톨홀(138)에 의해 노출될 수 있다. 따라서, 노출된 제1 전극 패드(122)는 솔더(128)를 통해 발광칩(130)의 제1 칩패드(132)와 전기적으로 연결되며, 노출된 제2 전극 패드(124)는 솔더(128)를 통해 발광칩(130)의 제2 칩패드(134)와 전기적으로 연결된다.
배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각 상에 배치된다. 특히, 배리어층(126)은 발광칩(130)이 실장되는 실장 영역(MA)에 배치된다. 이 배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124)의 적어도 일부 영역을 노출시키도록 형성된다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 배리어층(126)은 적어도 하나의 슬릿(150)을 가지는 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 또는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 배리어층(126)은 적어도 하나의 슬릿(150)을 사이에 두고 이격된 라인 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 배리어층(126)은 도트 형태로 형성될 수 있다. 슬릿(150)이 다수개로 형성되는 경우, 슬릿(150)을 사이에 두고 이격되는 배리어층들(126)의 간격은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 일정하게 형성될 수 있다. 또는, 도 5d에 도시된 바와 같이, 배리어층들(126)의 간격은 위치에 따라 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 중앙에 위치하는 배리어층들(126)의 간격(d1)보다 외곽에 위치하는 배리어층들(126)의 간격(d2)이 넓게 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광칩(130)의 리워크 공정시 발광칩(130)의 분리가 용이해진다.
배리어층(126)은 보호막(116)과 동일 마스크 공정으로 형성될 수 있다. 보호막(116)과 동일한 마스크 공정으로 형성되는 경우, 배리어층(126)은 보호막(116)과 동일 재질로 이루어지며, 보호막(116)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배리어층(126)은실리콘 질화막 (SiNx) 또는 실리콘 산화막 (SiOx)과 같은 솔더(128)와 반응하지 않는 무기 절연 재질로 형성될 수 있다. 배리어층(126)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 배리어층(126)이 다중층으로 형성되는 경우, 배리어층(126)은 실리콘 질화막 (SiNx) 및 실리콘 산화막 (SiOx)이 적층되어 형성될 수 있다. 실리콘 산화막 (SiOx)의 예로서 이산화 규소(SiO2)가 있을 수 있다.
배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 일부와 솔더(128) 사이에 배치될 수 있다. 솔더(128)는 적어도 배리어층(126)의 슬릿(150)에 의해 노출된 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 일부와 접촉할 수 있다. 슬릿(150) 또는 도트 패턴을 가지는 배리어층(126)에 의해, 제1 및 제2 전극 패드(122,124)와 솔더(128)의 접촉 면적을 줄일 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각에 포함된 금속(예, Cu)이 솔더(128)로 확산되는 확산량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 솔더링 공정의 불량 및 발광칩(130)의 실장 불량 등이 발생되더라도 리워크 공정이 용이해진다. 이에 대해, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
예를 들어, 구리 (Cu)로 형성된 제1 및 제2 전극 패드(22,24) 각각 상에 배리어층이 배치되지 않는 비교예의 경우, 제1 및 제2 전극 패드(22,24) 각각의 상부면 전체는 도 6a에 도시된 바와 같이 솔더링 공정시 용융된 솔더(28)의 주석(Sn)과 접촉하게 된다. 이 경우, 제1 및 제2 전극 패드(22,24)의 구리 (Cu)는 용융된 솔더(28) 내로 용해되며, 용해된 구리(Cu)는 솔더(28)쪽으로 전량 확산될 수 있다. 이에 따라, 비교예의 경우에는, 리워크 공정시에 솔더(28) 박리와 함께 제1 및 제2 전극 패드(22,24)도 함께 박리되어 발광칩(130)의 분리가 불가능해진다. 따라서, 발광칩(130)의 리워크 공정이 불가능해진다.
반면에, 구리 (Cu)로 형성된 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각 상에 적어도 하나의 슬릿(150)을 가지는 배리어층(126)이 배치되는 실시예의 경우, 슬릿(150)에 의해 노출된 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 영역에 포함된 구리(Cu)는 솔더(128)쪽으로 확산될 수 있다. 하지만, 배리어층(126)에 의해 노출되지 않은 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 영역에 포함된 구리(Cu)는 도 6b에 도시된 바와 같이 솔더(128)쪽으로 확산되지 않고 배리어층(126) 하부에 잔류하게 된다. 이 경우, 리워크 공정을 위하여 솔더(128)를 박리하더라도 배리어층(126)과 중첩되는 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 구리 (Cu)는 박리되지 않고 잔류하게 된다. 이에 따라, 잔류하는 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 구리 (Cu) 금속을 통해 솔더링 공정 및 발광칩(130)의 실장 공정의 리워크 공정이 가능해진다. 한편, 리워크 공정 후, 완성된 발광 플레이트(100)의 배리어층(126)과 중첩되는 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 일부 영역은 평탄한 표면을 가질 수 있다. 반면에, 배리어층(126)과 중첩하지 않고 노출된 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 나머지 영역은 요철 형태 또는 오목 렌즈 형태의 표면(SC)을 가질 수 있다. 따라서, 리워크 공정 후, 솔더(128)는 제1 및 제2 전극 패드(122,124)의 요철 형태 또는 오목 렌즈 형태의 측면과도 접촉하게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 플레이트(100)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7에 도시된 발광 플레이트(100)_는 도 4에 도시된 발광 플레이트(100)와 대비하여 배리어층(126)이 도전성 재질로 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 및 제2 전극 패드(122,124)는 다층 구조의 상부 도전층(104)을 포함한다.
예를 들어, 상부 도전층(104)은 제1 및 제2 도전층(104a,104b)을 포함하는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 도전층(104a,104b) 중 적어도 어느 하나는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 몰리브덴 (Mo), 티타늄 (Ti), 인듐주석산화물 (ITO), 및 인듐아연산화물 (IZ0) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 제1 도전층(104a) 상에 배치된 제2 도전층(104b)는 구리(Cu)로 형성되고, 제1 도전층(104a)은 솔더(128)와 반응하지 않는 몰리브덴-티타늄 합금 (MoTi)로 형성될 수 있다..
배리어층(126)은 제2 도전층(104b) 상에 적어도 하나의 슬릿(150) 또는 도트 패턴을 가지도록 배치될 수 있다. 배리어층(126)의 슬릿(150) 또는 도트 패턴에 의해 제2 도전층(104b)의 일부가 노출될 수 있다.
배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 상에 배치되며, 솔더(128)와 반응하지 않는 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어층(126)은 제1 도전층(104a)과 동일 재질로 형성됨으로써 솔더(128)와 반응하지 않게 된다. 이에 따라, 제2 도전층(104b)의 일부영역이 솔더(128)와 반응하여 손실되더라도 배리어층(126) 및 제1 도전층(104a)은 잔류하게 되므로, 배리어층(126) 및 제1 도전층(104a)에 의해 리워크 공정이 가능해진다.
제1 및 제2 구동 전극(110,120)의 상부 도전층(104)은 도 8a에 도시된 바와 같이 배리어층(126)을 포함할 수 있다. 또는, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 구동 전극(110,120)의 상부 도전층(104)은 배리어층 없이 제1 및 제2 도전층(104a, 104b)으로 이루어질 수도 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 플레이트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 발광 플레이트는 도 4에 도시된 발광 플레이트와 대비하여 배리어층(126)이 다공성 재질로 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 각각의 제2 도전층(104b) 전면 상에 다공성을 가지도록 배치될 수 있다. 배리어층(126) 내부에 배치되는 다수의 공극(150a)이 결합되어 적어도 하나의 슬릿(150) 또는 도트 패턴을 형성함으로써 배리어층(126) 하부에 배치되는 제2 도전층(104b)의 일부는 적어도 하나의 슬릿(150)에 의해 노출된다.
배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 상에 솔더와 반응하지 않는 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어층(126)은 제1 도전층(104a)과 동일 재질로 형성됨으로써 솔더(128)와 반응하지 않게 된다. 이 경우, 동일 면적에서, 공극(150a)을 포함하지 않는 제1 도전층(104a)의 밀도는 공극(150a)을 포함하는 배리어층(126)의 밀도보다 높다.
한편, 도 9b에 도시된 바와 같이, 배리어층(126) 상에는 제3 도전층(104c)이 배치될 수도 있다. 제3 도전층(104c)은 솔더(128)와 반응성이 좋은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층(104c)은 제2 도전층(104b)과 동일 재질로 형성될 수 있다. 이 때, 제3 도전층(104c) 이 솔더(128)와 반응하여 솔더(128)로 확산되어 리워크 공정시에 손실이 되더라도 배리어층(126) 및 제1 도전층(104a)이 잔류하게 되므로 배리어층(126) 및 제1 도전층(104a)에 의해 리워크 공정이 가능해진다.
제1 및 제2 구동 전극(110,120)의 상부 도전층(104)은 배리어층(126)을 포함하거나 배리어층(126) 없이 제1 내지 제3 도전층(104a,104b,104c) 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수도 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 플레이트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10에 도시된 발광 플레이트는 도 4에 도시된 발광 플레이트와 대비하여 반사층(118)이 요철 형태로 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반사층(118)은 보호막(116) 상에 순차적으로 적층되는 반사 유기층(118a)과 반사 금속층(118b)으로 이루어질 수 있다.
반사 유기층(118a)은 보호막(116) 상에서 요철 형태로 형성된다. 반사 유기층(118a)은 포토아크릴과 같은 유기 절연 재질로 형성될 수 있다.
반사 금속층(118b)은 반사 유기층(118a) 상에서 요철 형태의 반사 유기층을 따라서 요철 형태로 형성된다. 반사 금속층(118b)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 금속등을 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 반사 금속층(118b)은 인듐주석산화물 (ITO), 은(Ag), 인듐주석산화물(ITO)이 순차적으로 적층된 3층 구조로 이루어질 수 있다. 반사 유기층(118a)과 반사 금속층(118b)을 포함하는 반사층(118)은 발광칩(130)들 사이의 영역뿐만 아니라, 발광칩들(130) 하부에도 배치될 수 있다. 요철 형태의 반사층(118)의 요부(118U)의 폭 또는 직경은 철부(118T)의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 요부(118U)의 폭 또는 직경은 철부(118T)의 폭보다 2~3배 크게 형성된다. 한편, 요부(118U)의 폭 또는 직경이 철부(118T)의 폭보다 3배를 초과하게 되면 얼룩이 심해지고 확산 반사율이 낮아지게 된다. 따라서, 요부(118U)의 폭 또는 직경과 철부(118T)의 폭의 상관 관계는 다음과 같다. 요부(118U)의 폭 또는 직경은 철부(118T)의 폭보다는 크며, 철부(118T)의 폭보다 3배를 초과하지는 않는다.
요철 형태의 반사층(118)은 발광칩(130)에서 생성된 광을 난반사시키므로, 정면 광세기가 증가되어 휘도가 상승된다.
도 11a 내지 도 11f는 본 발명에 따른 발광 플레이트의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 본 발명에 따른 발광 플레이트의 제조 방법은 도 4에 도시된 발광 플레이트의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 기판(101) 상에 금속층이 증착된 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝됨으로써 도 11a에 도시된 바와 같이 제1 구동 전극(102)이 형성된다. 이 때, 제1 구동 전극(102)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬 (Cr), 텅스텐 (W), 몰리브덴(Mo), 및 티타늄(Ti) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금등을포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 제1 구동 전극(102)은 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi) 및 구리(Cu)가 순차적으로 적층된 2층 구조로 형성될 수 있다. 제1 구동 전극(102)이 형성된 기판(101) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 도 11b에 도시된 바와 같이 제1 절연막(112)이 형성된다. 제1 절연막(112) 상에 포토아크릴 등과 같은 유기 절연 물질이 도포된 후, 포토리소그래피 공정으로 패터닝됨으로써 평탄화층(108)이 형성된다. 이 때, 평탄화층(108)은 제1 구동 전극(102)과 중첩되는 제1 절연막(112)의 상부면의 일부를 노출시키도록 제1 절연막(112) 상에 배치된다.
평탄화층(108)이 형성된 기판(101) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 도 11c에 도시된 바와 같이 제2 절연막(114)이 형성된다. 그런 다음, 제1 및 제2 절연막(112,114)이 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝됨으로써 컨택홀(106)이 형성된다. 컨택홀(106)은 제1 및 제2 절연막(112,114)을 관통하여 제1 구동 전극(102)을 노출시킨다.
컨택홀(106)이 형성된 기판(101) 상에 금속층이 증착된 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝됨으로써 도 11d에 도시된 바와 같이 제2 구동 전극(104)과 제1 및 제2 전극 패드(122,124)가 형성된다. 이 때, 제2 구동 전극(104)과 제1 및 제2 전극 패드(122,124)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬 (Cr), 텅스텐 (W), 몰리브덴(Mo), 및 티타늄(Ti) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금등을 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 제2 구동 전극(104)과 제1 및 제2 전극 패드(122,124)은 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi) 및 구리(Cu)가 순차적으로 적층된 2층 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 제2 구동 전극(104)과 제1 및 제2 전극 패드(122,124)은 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi), 구리(Cu), 은(Ag), 및 구리(Cu)가 순차적으로 적층된 4층 구조로 형성될 수도 있다. 또는, 제2 구동 전극(104)과 제1 및 제2 전극 패드(122,124)은 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi), 구리(Cu), 및 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi)이 순차적으로 적층된 3층 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 제2 구동 전극(104)과 제1 및 제2 전극 패드(122,124)은 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi), 구리(Cu), 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi), 및 구리(Cu)가 적층된 4층 구조로 형성될 수 도 있다.
제2 구동 전극(104)이 형성된 기판(101) 상에 실리콘 질화막 (SiNx) 또는 실리콘 산화막 (SiOx)과 같은 무기 절연 물질이 전면 증착된 후, 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 도 11e에 도시된 바와 같이 보호막(116)과 배리어층(126)이 형성된다. 보호막(116)은 제2 구동 전극(104) 상에 배치되며, 배리어층(126)은 제1 및 제2 전극 패드(122,124)의 상에서 적어도 하나의 슬릿(150) 또는 도 5c와 같은 도트 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.
도 11f에 도시된 바와 같이, 보호막(116)과 배리어층(126)이 형성된 기판(101) 상에 반사막이 형성된다. 다음, 솔더링 공정을 통해 발광칩(130)이 제1 및 제2 전극 패드(122,124) 상에 실장됨으로써 발광 플레이트가 완성된다.
한편, 본 발명에서는 발광 플레이트가 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 적용되는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 발광 플레이트는 조명 장치에도 적용될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
102: 하부 도전층 104: 상부도전층
108: 평탄화층 110,120: 구동 전극
112,114: 절연층 116: 보호막
118: 반사층 122,124: 전극 패드
126: 배리어층 128: 솔더
130: 발광칩 132,134: 칩패드
150: 슬릿

Claims (18)

  1. 기판 상에 배치되는 전극 패드와;
    상기 기판 상에 실장되는 다수의 발광칩과;
    상기 전극 패드와 상기 발광칩 사이에 배치되는 솔더와;
    상기 전극 패드와 상기 솔더 사이에 배치되며 적어도 하나의 슬릿을 가지는 배리어층을 구비하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어층은 상기 전극 패드보다 상기 솔더와의 반응성이 낮은 재질로 형성되는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 전극 패드와 접속되는 구동 전극과;
    상기 전극 패드를 노출시키도록 상기 구동 전극 상에 배치되며 무기 절연 재질로 이루어지는 보호막을 더 구비하며,
    상기 배리어층은 상기 보호막과 동일 재질로 상기 보호막과 동일 평면 상에 배치되는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배리어층 및 상기 보호막은 실리콘 질화막 (SiNx) 또는 실리콘 산화막 (SiOx)으로 이루어지는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 패드는 다층 구조로 이루어지며,
    상기 배리어층은 상기 전극 패드 상에서, 상기 전극 패드에 포함된 다층 중 어느 한 층과 동일 재질로 이루어지는 백라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배리어층은 몰리브덴-티타늄 합금 (MoTi), 티타늄 (Ti), 몰리브덴 (Mo), 및 은 (Ag) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금중 적어도 어느 하나를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어지는 백라이트 유닛.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전극 패드는 순차적으로 적층되는 상기 제1 및 제2 도전층을 포함하며,
    상기 배리어층 및 상기 제1 도전층은 몰리브덴-티타늄 합금 (MoTi), 티타늄 (Ti), 몰리브덴 (Mo), 및 은 (Ag) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어지며,
    상기 제2 도전층은 구리 (Cu)를 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어지는 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배리어층 상에 배치되는 상기 제3 도전층을 더 포함하며,
    상기 제3 도전층은 상기 제2 도전층과 동일 재질로 이루어지는 백라이트 유닛.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 배리어층은 다수의 공극을 포함하며,
    상기 다수의 공극이 결합되어 상기 슬릿을 이루는 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배리어층은 상기 제1 도전층보다 밀도가 낮은 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광칩들 사이의 영역과, 상기 발광칩의 하부에서 요철 형태로 형성되는 반사층을 더 구비하는 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어층과 중첩되는 상기 전극 패드의 상부면은 평탄한 표면을 가지며,
    상기 배리어층과 비중첩되는 상기 전극 패드의 상부면은 비평탄한 표면을 가지는 백라이트 유닛.
  13. 기판 상에 배치되는 전극 패드와;
    상기 기판 상에 실장되는 다수의 발광칩과;
    상기 전극 패드와 상기 발광칩 사이에 배치되는 솔더와;
    상기 전극 패드 상에 배치되며, 상기 전극 패드보다 상기 솔더와의 반응성이 낮은 배리어층을 구비하는 백라이트 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 배리어층은 상기 전극 패드의 일부를 노출시키는 적어도 하나의 슬릿을 가지는 백라이트 유닛.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 배리어층은 공극을 가지는 다공성 재질로 이루어지는 백라이트 유닛.
  16. 표시 패널과;
    상기 표시 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 구비하며,
    상기 백라이트 유닛은
    기판 상에 배치되는 전극 패드와;
    상기 기판 상에 실장되는 다수의 발광칩과;
    상기 전극 패드와 상기 발광칩 사이에 배치되는 솔더와;
    상기 전극 패드 상에 배치되며, 상기 전극 패드보다 상기 솔더와의 반응성이 낮은 배리어층을 구비하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 배리어층은 상기 전극 패드의 일부를 노출시키는 적어도 하나의 슬릿을 가지는 표시 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 배리어층은 공극을 가지는 다공성 재질로 이루어지는 표시 장치.

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