투명한 디스플레이용 ｌｅｄ 전광 판넬 및 그 제작 방법

본 발명은 RGB LED 칩이 내장된 구조의 LED 패키지와 이를 이용하여 제작되는 대면적 투명한 디스플레이용 LED 전광 판넬 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 투명한 디스플레이용 기판의 소재는 PEN 필름, PET 필름, PI 필름, PE 필름이나 아크릴 또는 유리 기판 상에 원하는 회로 패턴을 때, LED의 동작 중에 발생하는 주울 열을 외부로 방출하기 위해 카본 그래파이트를 회로 패턴의 하부에 증착하는 방법을 적용하였고, 그 상부에 하지금속으로 파라듐, 크롬 또는 은이나 니크롬, 티타늄을 도금, 증착 또는 스퍼터링의 기법을 이용하여 박막의 회로 패턴으로 형성하였다. 그리고, 해당 금속 위에 LED의 부착력 증대와 그에 따른 신뢰성 향상을 위해 크롬, 티타늄, 파라듐, 니크롬, 로듐이나 니켈 또는 플라타늄 층의 박막을 형성하여 주석 합금의 확산을 방지하였으며, 다시 그 위에 구리, 은, 파라듐이나 로듐, 플라타늄 또는 금으로 된 박막을 도금 또는 증착 기법으로 순차적으로 형성하여 LED를 장착하였다. 이렇게 형성된 금속 패턴은 역할 상으로는 총 4층의 적층된 구조를 갖고 있기에 LED가 투명한 디스플레이 판넬에서 금속의 박리에 의해 이탈되는 불량 요인을 제거할 수 있었다. 또한, 외부로의 열 전도 및 발산을 위하여 투명한 디스플레이 필름 기판의 배면 상에 열전도도가 매우 우수한 질화알루미늄이나 산화알루미늄 또는 이산화티타늄 등으로 구성된 박막을 증착하여 기존의 투명한 디스플레이 필름 판넬의 구조에 비하여 30% 이상 열저항을 낮추는 효과를 얻었다. 본 발명에서는 기존의 메탈 메시가 패턴을 형성하는 식각 공정에서 리프트 오프 공정을 도입하여 금속 박막의 식각을 대신하는 회로 패턴 방식을 채용하였기에, 과도한 식각이나 공정 중에 발생하는 메탈 메시 패턴의 단선을 근본적으로 해결하였고, 실제로 본 발명품을 사용하여 이상이 없음을 확인하였다. 또한, 본 발명에서는 플립 칩 조립 방식을 대신하여 투명한 필름 기판 상에 LED 베어 칩(Bare chip)을 직접 조립하여 LED 패키지화 함으로써, 기존의 상품화된 LED 패키지를 사용할 때 패키지 자체로 인한 투명한 디스플레이 필름 기판의 광투과도 감소를 사전에 미리 예방할 수 있었다. 이와 함께 소형화된 투명한 필름 기판 상에 조립된 LED 베어 칩 보호를 위하여 굴절율이 1.4 이상인 댐(Dam)과 굴절율 1.5 이상인 돔(Dome) 구조를 형성하여 투명한 디스플레이용 LED 판넬의 제작 과정에서 소자를 보호하고 LED 소자의 발광되는 빛의 누설을 방지하는 효과가 있었다. LED 패키지 조립 시, 투명한 디스플레이 필름 기판의 제작 공정 중에 수반되는 열처리에 의한 비틀림 현상을 방지하기 위해 필름의 선팽창 계수를 고려한 관통 구멍을 필름 기판 내에 형성하였고, 인가되는 전원에 의한 절연 파괴를 막기 위하여 메탈 메시 와이어의 패턴 간 절연 채널 간격을 DC 30V에서 최소 10㎛ 이상으로 이격 분리하도록 제한하였다. 또한, 기존의 메탈 메시에서 적용되는 LED 전극용 패턴과는 다르게 전극 단자의 둘레를 메탈 메시 패턴이 망목구조로 둘러 싸는 방식의 전극을 형성하여 LED 패키지와 투명한 디스플레이 기판의 접착력을 극대화하였고, 이렇게 제작된 본 발명품의 전단응력이 향상된 결과를 확인하였다.