KR20060098307A

KR20060098307A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060098307A
Application number: KR1020050020490A
Authority: KR
Inventors: 조정환; 여장현; 문승환; 이준표
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2006-09-18
Also published as: CN1831589A; CN100545706C; US7502080B2; US20060203145A1

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 상기 액정 표시판 조립체와 대향하고 있는 인쇄 회로 기판, 그리고 상기 인쇄 회로 기판 상부에 형성되어 있는 복수개의 레이저 다이오드를 포함한다.

액정 표시 장치, 백라이트, 수직 공진형 표면 발광 레이저

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 RGB 레이저 다이오드의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광 레이저 다이오드의 단면도이다.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 백라이트 장치의 광원에 관한 것이다.

일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다.

이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원이 제공하는 것일 수도 있고 자연광일 수도 있다.

액정 표시 장치용 인공 광원, 즉 백라이트(backlight) 장치는 광원으로서 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent) 등과 같은 여러 개의 형광 램프(fluorescent lamp)를 사용하거나 복수개의 발광 다이오드를 사용한다.

이것들 중 발광 다이오드는 수은을 사용하지 않으므로 환경 친화적이고, 기구적으로 안정하여 수명이 길다는 등의 장점이 있어 차세대 백라이트 장치의 광원으로 주목 받고 있다. 또한, 발광 다이오드를 통하여 출력되는 적색, 녹색 및 청색에 대한 각 파장 영역의 폭이 넓어 서로 혼합되는 간섭영역의 면적이 넓다. 이로 인해, 표시 장치의 색재현성이 떨어진다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 색재현성을 향상시키는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위하여 수직 공진형 표면 발광 레이저를 사용한다.

복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체, 상기 액정 표시판 조립체와 대 향하고 있는 인쇄 회로 기판, 그리고 상기 인쇄 회로 기판 상부에 형성되어 있는 복수개의 레이저 다이오드를 포함한다.

상기 복수개의 레이저 다이오드를 연결하는 와이어, 그리고 상기 레이저 다이오드 및 상기 와이어 위에 형성되어 있는 도광층을 더 포함한다.

상기 도광층은 상기 레이저 다이오드에서 방출되는 광을 면광으로 바꿔줄 수 있다.

상기 도광층은 수지 또는 ITO, IZO의 투명한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 도광층은 상부에 요철 구조를 가지는 것이 바람직하다.

상기 레이저 다이오드는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판 위에 형성되어 있는 하부 분산 브래그 반사기, 상기 하부 분산 브래그 반사기 위에 형성되어 있는 n-컨택트층, 상기 n-컨텍트층 위에 형성되어 있는 n-하부 캐리어 제한층 및 하부 전극, 상기 n-하부 캐리어 제한층 위에 형성되어 있는 공진기층, 상기 공진기층 위에 소정의 거리를 두고 대칭으로 형성되어 있는 절연층, 상기 절연층과 상기 절연층 사이에 형성되어 있는 전류 제한층, 상기 절연층 및 상기 전류 제한층 위에 형성되어 있는 p-컨택트층, 그리고 상기 p-컨택트층 위에 형성되어 있는 상부 분산 브래그 반사기 및 상부 전극 을 포함한다.

상기 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드는 상기 각 화소와 대응하도록 상기 인쇄 회로 기판 위에 배치될 수 있다.

상기 상부 및 하부 전극 위에 형성되며, 상기 도광층과 상기 상부 및 하부 전극의 접촉을 막는 절연막을 더 포함할 수 있다.

인쇄 회로 기판 위에 레이저 다이오드를 형성하는 단계, 상기 레이저 다이오드 위에 도광층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 레이저 다이오드는 적색, 녹색 및 청색의 화소와 대응하여 상기 인쇄 회로 기판 위에 배치할 수 있다.

상기 도광층 형성 단계는 투명한 물질을 도포하여 투명막을 형성하는 단계, 상기 투명막 위에 식각 마스크 패턴을 형성하는 단계, 상기 식각 마스크 패턴를 이용하여 상기 도광층을 요철 구조로 식각하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 도광층은 수지 또는 ITO, IZO의 투명한 물질일 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 광원에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 조사하는 광원부(910), 광원부(910)를 제어하는 광원 구동부(920) 및 이들을 제어하는 신호 제어부(signal controller)(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는, 도 2에 도시한 바와 같이 구조적으로 볼 때 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함하며, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.

표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.

액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(190)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 데이터 PCB(550)에 구비되어 있으며 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 집적 회로(integrated circuit, IC) 칩의 형태로 각 게이트 TCP(410) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 IC 칩의 형태로 각 데이터 TCP(510) 위에 장착되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중에서 선택한 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

또한, 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)는 IC 칩의 형태로 하부 표시판(100) 위에 장착될 수 있으며, 하부 표시판(100)에 다른 소자들과 함께 집적될 수도 있다. 이 두 가지 경우 게이트 PCB(450) 또는 게이트 TCP(410)는 생략될 수 있다.

게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 신호 제어부(600)는 데이터 PCB(550) 또는 게이트 PCB(450)에 구비되어 있다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 프레임의 시작을 알리는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계 조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.

광원 구동부(920)는 광원부(910)에 인가되는 전류를 제어하여 광원부(910)를 구성하는 레이저 다이오드(344)를 점멸하고 그 밝기를 제어한다.

이와 같은 광원 구동부(920)의 동작에 따라서 후술할 레이저 다이오드(344)에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기(또는 1H)[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다(프레임 반전). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(행 반전, 도트 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(열 반전, 도트 반전).

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광원부, 즉, 백라이트 장치를 구성하는 레이저 다이오드에 대하여 도 3 및 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구조적으로 보면, 표시부(330)와 백라이트부(340)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납하고 고정하는 전면 및 후면 섀시(361, 362), 몰드 프레임(363, 364)을 포함한다.

표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 게이트 테이프 캐리어 패키지(TCP, tape carrier packet)(410) 및 데이터 TCP(510), 그리고 해당 TCP(410, 510)에 부착되어 있는 게이트 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(450) 및 데이터 PCB(550)를 포함한다.

백라이트부(340)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있으며 복수의 레이저 다이오드(344)가 PCB(printed circuit board) 기판(345)에 실장되어 이루어진 광원체(349), PCB 기판(345)의 하부에 위치하며 레이저 다이오드(344)가 발광함에 따라 발생하는 열을 확산시키기 위한 방열판(341)을 가지며, 그리고 PCB 기 판(345) 위에 형성되어 있는 광원체(349)와 몰드 프레임(364)을 포함한다.

광원으로 사용되는 레이저 다이오드(344)는 PCB 기판에 대하여 수직 방향으로 빛을 방출한다. 이러한 레이저 다이오드(344)는 각각 적색, 녹색 및 청색 광을 내는 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드를 포함하고, 이중 적색 레이저 다이오드는 적색 화소와 대응하고, 녹색 레이저 다이오드는 녹색 화소와 대응하며 청색 레이저 다이오드는 청색의 화소와 대응하도록 PCB 기판(345) 위에 배치되어 광원체(349)를 형성한다. 따라서 백라이트부(340)를 채용한 액정 표시 장치는 색필터(230)없이도 컬러 표시를 할 수 있다. 이러한 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드는 와이어에 의해 연결되어 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 광원체(349)에서 나오는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드(344)는 PCB 기판(345) 위에 액정 표시판 조립체(300)의 각 화소와 대응하도록 배치한다.

이러한 레이저 다이오드(344)는 PCB 기판(345) 상에 하부 분산 브래그 반사기(21)가 형성되어 있다. 하부 분산 브래그 반사기(21)는 상대적으로 굴절률이 다른 두 물질층(21a, 21b)이 반복해서 적층되어 이루어진다. 이와 같은 하부 분산 브래그 반사기(21) 상에 n-컨택트층(22)이 형성되어 있다. n-컨택트층(22) 상에 n-하부 캐리어 제한층(23), 활성층(24) 및 p-상부 캐리어 제한층(25)으로 구성된 공진기층이 존재한다. 이러한 공진기층의 소정 영역 상에 레이저 발진을 위한 전 류가 유입되는 것을 제한하는 전류 제한층(26)이 형성되어 있고, 나머지 영역 상에 절연층(26a)이 형성되어 있다. 레이저 발진을 위한 전류는 전류 제한층(26)을 통해서만 활성층(24)으로 유입된다. 이러한 전류 제한층(26) 및 절연층(26a) 상에 p-컨택트층(27)이 형성되어 있다. p-컨택트층(27)의 소정 영역 상에 상부 분산 브래그 반사기(28)가 형성되어 있다. 상부 분산 브래그 반사기(28)는 하부 분산 브래그 반사기(21)와 마찬가지로 굴절률이 서로 다른 두 물질층(28a, 28b)이 반복 적층되어 형성된 것이다. n-컨택트층(22)의 가장자리 상부 및 p-컨택트층(27)의 가장자리 상부에 각각 하부 전극(30) 및 상부 전극(29)이 형성되어 있다.

이때, 레이저 다이오드(344)는 상부 전극(29)과 하부 전극(30)을 통해 공진기층에 전류가 공급되고, 활성층(24)에서 캐리어(carrier)가 재결합되면서 빛을 방출한다. 캐리어 재결합에 의해 활성층(24)에서 방출되는 광은 하부 및 상부 분산 브래그 반사기층(21, 28) 사이를 왕복하면서 그 세기가 증가된다.

이와 같은, 레이저 다이오드(344)는 기존의 발광 다이오드 및 CCFL이 갖는 적색, 녹색 및 청색에 대한 파장 영역에 비해 그 파장 영역이 좁으며, PCB 기판(345)에 대하여 법선 방향으로 빛을 방출한다. 따라서, 레이저 다이오드(344)를 사용함에 따라 액정 표시 장치의 색재현성이 향상된다.

또한, 레이저 다이오드(344)는 그 층을 이루는 박막의 매질 및 박막의 두께에 따라 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출할 수 있다. 따라서, 적색의 빛을 방출하는 레이저 다이오드(344)는 적색 화소에, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 각 레이저 다이오드(344)는 녹색 화소 및 청색 화소에 대응하도록 형성함으로써 색필터(도시 하지 않음)를 생략할 수 있다.

더불어, 도 5 및 도 6을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원부에 대하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 앞에서 언급한 동일한 도면 부호에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 구조를 보면, 표시부(330)와 백라이트부(340)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납하고 고정하는 전면 및 후면 섀시(360, 362), 몰드 프레임(363, 364)을 포함한다.

백라이트부(340)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있으며 복수의 레이저 다이오드(344)가 PCB(printed circuit board) 기판(345)에 실장되어 이루어진 광원체(349), 이와 같은 PCB 기판(345)위에 형성되어 레이저 다이오드(344)로부터의 빛을 조립체(300)로 확산하는 도광층(342), 조립체(300)와 도광층(342) 사이에 위치하는 복수의 광학 시트(343), PCB 기판(345)의 하부에 위치하며 레이저 다이오드(344)가 발광함에 따라 발생하는 열을 확산시키기 위한 방열판(341)을 가지며, 그리고 PCB 기판(345)과 광학 시트(343) 간의 거리를 일정하게 유지하고 지지하는 몰드 프레임(364)을 포함한다.

여기서 도광층(342)은 수지 등의 투명한 절연 물질로 형성하거나 ITO나 IZO 등의 투명한 도전 물질로 형성할 수 있다. 도광층(342)을 투명한 도전 물질로 형성하는 경우에는 레이저 다이오드(344)의 전극을 도광층(342)과 절연하기 위하여 전극 위에 절연막을 형성한다. 또 도광층(342)의 윗면에는 복수의 광반사 홈이 형성되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 광원체(349)에서 나오는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 레이저 다이오드(344)는 적색, 녹색 및 청색의 화소와 대응하도록 PCB 기판(345) 위에 형성된다. 이러한 레이저 다이오드(344)는 그 층을 이루는 박막의 매질 및 박막의 두께에 따라 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출할 수 있다.

이처럼 광원으로 사용되는 레이저 다이오드(344)는 GaAs, GaInN, AlGaInP 등과 같은 가시광 영역에서 사용 가능한 화합물 반도체 재료로 구성되며, PCB 기판(345)에 대하여 법선 방향으로 빛을 방출한다.

이와 같이 형성된 레이저 다이오드(344)의 위에는 요철을 가지는 도광층(342)이 형성되어 있다.

도광층(342)은 수지나 ITO, IZO 등의 투명한 물질을 적층하고 사진 식각하여 요철을 가지도록 형성한다. 도광층(342)을 도전성 물질로 형성하는 경우에는 도광층(342) 형성 이전에 상부 및 하부 전극(29, 30) 위에 절연막을 형성한다

그 다음, 도광층(342)위에 감광막을 형성하여 이를 마스크로 삼아 도광층(342)을 식각함으로써 상부에 요철 구조를 형성한다. 이렇게 형성된 도광층(342) 은 레이저 다이오드(344)에서 방출되는 점광을 면광으로 바꿔주는 역할을 한다.

따라서, 레이저 다이오드(344)로부터 방출되는 적색, 녹색 및 청색의 빛은 도광층(342)에 전달되어 혼합됨으로써 백색광을 형성하고, 이 빛은 조립체(300)로 전달 및 확산되어 액정 표시 장치의 광원으로 사용된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명에 따르면 액정 표시 장치용 백라이트 장치의 광원으로서, 적색, 녹색 및 청색의 화소에 대응하도록 레이저 다이오드를 형성함으로써 색필터를 생략할 수 있다.

또한, 색재현성을 향상시킬 수 있다.

또한, 액정 표시판 조립체에 전달되는 광원의 세기가 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 내의 칩(chip)의 밀집도가 향상되며, 면광원으로서의 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 공정의 단순화와 제품의 원가를 절감시킬 수 있다.

Claims

복수의 화소를 포함하는 액정 표시판 조립체,

상기 액정 표시판 조립체와 대향하고 있는 인쇄 회로 기판, 그리고

상기 인쇄 회로 기판 상부에 형성되어 있는 복수개의 레이저 다이오드

를 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 복수개의 레이저 다이오드를 연결하는 와이어, 그리고

상기 레이저 다이오드 및 상기 와이어 위에 형성되어 있는 도광층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 도광층은 상기 레이저 다이오드에서 방출되는 광을 면광으로 바꿔 주는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 도광층은 수지 또는 ITO, IZO의 투명한 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 도광층은 상부에 요철 구조를 가지는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 레이저 다이오드는

인쇄 회로 기판,

상기 인쇄 회로 기판 위에 형성되어 있는 하부 분산 브래그 반사기,

상기 하부 분산 브래그 반사기 위에 형성되어 있는 n-컨택트층,

상기 n-컨텍트층 위에 형성되어 있는 n-하부 캐리어 제한층 및 하부 전극,

상기 n-하부 캐리어 제한층 위에 형성되어 있는 공진기층,

상기 공진기층 위에 소정의 거리를 두고 대칭으로 형성되어 있는 절연층,

상기 절연층과 상기 절연층 사이에 형성되어 있는 전류 제한층,

상기 절연층 및 상기 전류 제한층 위에 형성되어 있는 p-컨택트층, 그리고

상기 p-컨택트층 위에 형성되어 있는 상부 분산 브래그 반사기 및 상부 전극

을 포함하는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드는 상기 각 화소와 대응하도록 상기 인쇄 회로 기판 위에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
제4항 내지 제6항에서,

상기 상부 및 하부 전극 위에 형성되며, 상기 도광층과 상기 상부 및 하부 전극의 접촉을 막는 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
인쇄 회로 기판 위에 레이저 다이오드를 형성하는 단계,

상기 레이저 다이오드 위에 도광층을 형성하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법.
제9항에서

상기 레이저 다이오드는 적색, 녹색 및 청색의 화소와 대응하여 상기 인쇄 회로 기판 위에 배치하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법.
제9항에서

상기 도광층 형성 단계는

투명한 물질을 도포하여 투명막을 형성하는 단계,

상기 투명막 위에 식각 마스크 패턴을 형성하는 단계,

상기 식각 마스크 패턴를 이용하여 상기 도광층을 요철 구조로 식각하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법.
제9항에서,

상기 도광층은 수지 또는 ITO, IZO의 투명한 물질인 액정 표시 장치 및 그 제조 방법.