KR20130024163A - 기판에 발광소자가 부착된 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베젤이 최소화된 액정표시소자에 관한 것으로, 액정패널; 상기 액정패널 하부에 배치된 도광판; 상기 도광판 상부의 액정패널에 부착되어 도광판의 상면을 통해 광을 입사시켜 액정패널에 광을 공급하는 복수의 LED패키지로 구성된다.

Description

기판에 발광소자가 부착된 액정표시소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING SUBSTRATE HAVING EMITTING DEVICE ATTACHED THEREON}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 광원인 LED이 액정패널의 기판상에 실장되어 면적을 최소화할 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display)나 PDP(Plasma Display Panel), 유기전계발광 표시소자 등이 활발히 연구되었지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현, 대면적 화면의 실현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 주로 각광을 받고 있다.

상기 액정표시소자는 투과형 표시소자로서, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 화면상에 표시한다. 따라서, 액정표시소자에서는 화상의 표시를 위해 액정층을 투과하는 광원인 백라이트장치(back light unit)가 설치된다. 일반적으로 백라이트장치는 크게 2종류로 구분될 수 있다.

첫째는 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트장치이고 둘째는 램프가 액정패널의 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형 백라이트장치이다.

측면형 백라이트장치는 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층을 광을 공급할 수 있다. 따라서, 두께를 얇게 할 수 있게 되므로, 얇은 두께의 표시장치가 요구되는 노트북 등에 주로 사용된다. 그러나, 측면형 백라이트장치는 광을 발광하는 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 대면적의 액정패널에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 어렵게 된다. 따라서, 근래 각광받고 있는 대면적의 LCD TV용 액정패널에는 적합하지 않다는 문제가 있었다.

직하형 백라이트장치는 램프로부터 발광된 광이 직접 액정층에 공급되므로 대면적의 액정패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능하기 때문에, 근래 LCD TV용 액정패널을 제작하는데 주로 사용되고 있다.

한편, 근래 백라이트장치의 광원으로서 형광램프 대신 발광소자(Light Emitting Device)와 같이 자체적으로 광을 발광하는 광원을 사용하고 있다. 이 발광소자는 R, G, B 단색광을 방출하기 때문에, 백라이트장치에 적용했을 때 색재현율이 좋고 구동전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 상기와 같은 발광소자를 구비한 백라이트장치가 설치된 종래 액정표시소자의 구조를 간략하게 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시소자는 제1기판(11) 및 제2기판(13)과 그 사이의 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어져 외부로부터 신호가 인가됨에 따라 화상을 구현하는 액정패널(10)과, 상기 액정패널(10)의 하부 일측면 또는 양측면에 배치되어 광을 발광하는 LED(Light Emitting Device;52)가 실장된 LED부(50)와, 상기 액정패널(10)의 하부에 배치되어 LED(52)에서 발광된 광을 인도하여 상기 액정패널(10)로 공급하는 도광판(20)과, 상기 액정패널(10)과 도광판(20) 사이에 구비되어 도광판(20)에서 인도되어 액정패널(10)로 공급되는 광을 확산하고 집광하여 광의 효율을 향상시키는 광학시트(30)와, 상기 도광판(20) 하부에 배치되어 하부로 입력되는 광을 상기 액정패널(10)로 반사시키는 반사판(27)과, 상기 도광판(20)과 및 액정패널(10)을 지지하는 메인지지부(25)와, 상기 메인지지부(25)와 결합되어 액정패널(10), 도광판(20), 광학시트(30)를 조립하는 하부커버(40) 및 상부커버(42)로 구성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 액정패널(10)의 제1기판(1)에는 복수의 화소가 구비되어 있으며, 각각의 화소에는 화소전극 및 박막트랜지스터가 형성되어 있고 제2기판(3)에는 공통전극이 형성되어 있어서, 상기 박막트랜지스터를 통해 외부로부터 신호가 인가되는 경우 액정층에 전계가 형성되어 액정분자의 배향을 조절하여 상기 액정층을 투과하는 광의 투과량을 조절함으로써 화상을 구현한다. 이때, 제1기판(1) 및 제2기판(3)에는 각각 편광판(도면표시하지 않음)이 부착되어 액정층으로 입사되는 광 및 액정층에서 출력되는 광의 편광방향을 제어한다.

그러나, 상기와 같은 구성의 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제가 발생하는데, 이를 설명하면 다음과 같다.

도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 LED부(50)는 LED기판과 상기 LED기판에 형성된 배선으로 이루어져 있으며, LED(52)가 상기 LED기판에 실장되어 각종 배선을 통해 신호가 인가됨으로써 LED(52)가 발광하게 된다. 따라서, LED기판 등의 구성 등에 의해 LED부(50)가 차지하는 영역이 증가하게 되는데, 이러한 영역의 증가는 액정표시소자의 면적 증가를 야기할 뿐만 아니라, 베젤(bezzel)의 크기가 증가하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, LED가 차지하는 공간을 최소화하여 베젤의 면적을 최소화할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자는 액정패널; 상기 액정패널 하부에 배치된 도광판; 상기 도광판 상부의 액정패널에 부착되어 도광판의 상면을 통해 광을 입사시켜 액정패널에 광을 공급하는 복수의 LED패키지로 구성된다.

상기 액정패널에는 LED패키지가 부착되는 도전패턴이 형성되어 LED패키지에 신호를 인가하는데, 상기 도전패턴은 금속으로 이루어지고 상기 LED패키지는 전도성 수지에 의해 도전패턴에 부착된다.

상기 제1기판 및 제2기판에는 각각 더미영역이 형성되어 제1기판의 더미영역에는 게이트라인 및 데이터라인과 접속되는 패드가 형성되고 제2기판의 더미영역에는 복수의 LED패키지가 부착되는 도전패턴이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1기판에는 제1더미영역과 제2더미영역이 형성되어 제1더미영역에는 복수의 LED패키지가 부착되는 도전패턴이 형성되고 제2더미영역에는 게이트라인 및 데이터라인과 접속되는 패드가 형성되어 외부로부터 신호가 액정패널로 인가될 수 있다.

본 발명에서는 LED패키지를 도광판의 측면에 형성하지 않고 액정패널의 하부에 부착함으로써 LED패키지가 차지하는 공간을 최소화하며, 그 결과 액정표시소자의 베젤의 면적을 최소화하여 액정표시소자 면적을 감소시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 액정패널의 정면도.
도 3b는 본 발명에 따른 액정패널의 배면도.
도 4는 본 발명에 따른 액정패널의 다른 구조를 나타내는 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시소자에 사용된 LED패키지의 구조를 나타내는 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 별도의 LED기판을 구비하지 않고, LED를 액정패널의 기판에 부착함으로서 LED를 장착하기 위한 공간을 최소화하여 액정표시소자의 베젤을 최소화한다.

상기 LED는 액정패널의 박막트랜지스터 어레이기판 또는 컬러필터기판의 더미영역에 형성되며, 이때 상기 더미영역에는 도전패턴이 형성되고 이 도전패턴상에 LED패키지가 실장되어 LED에 신호가 인가됨으로써 LED가 발광하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시소자는 크게 화상을 구현하는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110)에 광을 공급하는 백라이트로 이루어진다.

액정패널(110)은 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 제1기판(111) 및 제2기판(113), 상기 제1기판(111)과 제2기판(113) 사이에 배치된 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어진다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(111)에는 종횡으로 배열되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인이 형성되어 있으며, 각각의 화소영역에는 스위칭소자인 박막트랜지스터가 형성되고 상기 화소영역 위에는 형성된 화소전극이 형성된다. 또한, 상기 박막트랜지스터는 게이트라인과 접속되는 게이트전극, 상기 게이트전극 위에 비정질실리콘 등이 적층되어 형성되는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되고 데이터라인 및 화소전극에 연결되는 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진다.

제2기판(113)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터, 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 제1기판(111) 및 제2기판(113)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널을 구성하며, 상기 제1기판(111)과 제2기판(113)의 합착은 상기 제1기판(111) 또는 제2기판(113)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.

한편, 액정패널(110)이 상기와 같이 제1기판(111)에 화소전극이 형성되고 제2기판(113)에 공통전극이 형성되어 액정층에 제1기판(111)의 표면과 수직인 전계를 인가하는 TN모드(Twisted Nematic mode)일 수도 있고, 공통전극과 화소전극이 제1기판(111)에 서로 평행하게 형성되어 액정층에 제1기판(111)의 표면과 수평인 전계를 인가하는 IPS모드(In-Plane Switching mode)일 수도 있다.

상기 제1기판(111) 및 제2기판(113)에는 각각 제1편광판(116) 및 제2편광판(118)이 부착되어 액정패널(110)로 입력되고 출력되는 광을 편광시켜 화상을 구현한다.

상기 제1기판(111) 및 제2기판(113)에는 각각 화상이 구현되는 액티브영역 및 패드나 각종 배선이 형성되는 더미영역으로 이루어진다. 이때, 상기 제1기판(111) 및 제2기판(113)은 서로 다른 크기로 형성되기 때문에, 상기 제1기판(111) 및 제2기판(113)을 합착할 때, 상기 더미영역이 외부로 노출된다.

백라이트는 액정패널(110)의 제2기판(113)의 더미영역에 부착되어 발광함에 따라 액정패널(110)에 광을 공급하는 복수의 LED패키지(150)와, 상기 액정패널(110)의 하부에 배치되어 일측 또는 양측에 배치된 LED패키지(150)로부터 발광되는 광을 인도하여 액정패널(110)로 공급하는 도광판(120)과, 상기 액정패널(110)과 도광판(120) 사이에 배치되어 도광판(120)에서 출력되는 광의 효율을 향상시켜 액정패널(110)로 공급하는 확산시트(130)로 구성된다.

상기 액정패널(110) 및 백라이트는 메인지지부(125)에 의해 지지되며, 상기 메인지지부(125)가 하부커버(140) 및 상부커버(142)와 결합되어 액정패널(110)과 백라이트가 조립되어 액정표시소자가 완성된다.

이때, 상기 메인지지부(125)에는 액정패널(110)의 더미영역이 놓여진다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 제2기판(113)의 노출된 제1더미영역이 상기 메인지지부(125)에 놓여져 액정패널(110)이 지지된다.

LED패키지(150)는 액정패널(110)에서 노출되는 제2기판(113)의 제1더미영역에 부착된다. 이때, 상기 LED패키지(150)는 액정패널(110)의 하부방향을 향하고 있으므로, LED패키지(150)에서 출력된 광은 액정패널(110)의 하부방향을 향해 출사되며, 이 출사된 광이 도광판(120)의 상면 일부 영역을 통해 도광판(120)으로 입사된다.

도광판(120)은 PMMA(Polymethyl-Methacrylate)로 이루어진 것으로, LED패키지(150)로부터 입력된 광이 도광판(120)의 상면을 통해 입사된 후 도광판(120)의 상면 및 하면에서 반사되어 도광판(120) 내부에 전파된 후, 도광판(120) 외부로 출력된다. 이때, 상기 도광판(120)은 직육면체로 이루어지며, 그 하면에는 입사되는 광을 산란시키기 위해 패턴이나 홈 등이 형성될 수 있다.

도광판(120)의 하부에는 반사판(127)이 구비되어 도광판(120)의 하면에서 반사되지 않는 광(임계각 이상으로 하면으로 입사되는 각)을 반사시킨다. 이때, 상기 반사판(127)은 도광판(120)의 하면뿐만 아니라 측면을 감싸도록 도광판(120)과 마주하는 메인지지부(125)의 측면 상부로 연장된다.

이때, 상기 반사판(127)이 액정표시소자의 4변 전체로 연장되므로, 도광판(120)의 하면 및 4 측면이 모두 반사판(127)에 의해 둘러싸인 형상으로 되며, LED패키지(150)는 반사판(127)으로 둘러 싸인 영역 내의 제2기판(113) 상에 부착된다.

광학시트(130)는 확산시트(132)와 프리즘시트(134)로 구성된다. 상기 확산시트(132)는 도광판(120)에서 출력되는 광을 확산시켜 휘도를 일정하게 하기 위한 것으로, 주로 폴리에스테르(PET)로 이루어진 베이스필름상에 아크릴계 수지로 이루어진 구형상의 시드를 분포시킴으로서 제작된다. 도광판(120)에서 출력되는 광이 상기 구모양의 시드에서 확산되어 출력되는 광의 휘도가 균일하게 되는 것이다. 도면에서는 상기 확산시트(132)가 1매 구비되어 있지만, 액정표시소자의 크기나 사용되는 백라이트의 종류 등과 변수에 따라 2매 이상의 복수매를 사용할 수도 있다.

프리즘시트(134)는 확산시트(132) 상부에 구비되어, 확산시트(132)에서 확산된 광을 집광하는 것으로, 주로 폴리에스테르(PET)로 이루어진 베이스필름상에 아크릴계 수지로 규칙적인 프리즘을 형성함으로써 제작된다. 이때, 상기 프리즘은 x-방향 및 y-방향으로 연장되는 이등변 삼각형상으로, 광을 x-방향 및 y-방향으로 집광함으로써 광을 액정패널(110)의 표면과 수직으로 입사시킨다.

도면에 도시된 바와 같이, LED패키지(150)는 액정패널(110)의 양측면을 따라 노출된 제2기판(113)의 제1더미영역에 복수개가 일렬로 배열된다. 이때, 상기 제1더미영역은 액정패널(110)의 일측면에만 형성되어 복수의 LED패키지(150)가 액정패널(110)의 일측면을 따라 배열될 수도 있다.

도 3a 및 도 3b는 각각 LED패키지(150)가 부착된 액정패널(110)의 정면도 및 배면도이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1기판(111) 및 제2기판(113)은 서로 다른 크기로 형성된다. 이때, 제2기판(113)의 가로방향 길이가 제1기판(111)의 가로방향 길이 보다 더 길어서 제1기판(111)의 양측면 외부로 제2기판(113)이 연장되어 제1더미영역(D1)이 형성되고 제1기판(111)의 세로방향 길이가 제2기판(113)의 세로방향 길이 보다 길어서 제2기판(113)의 상부측 외부로 제1기판(111)이 연장되어 제2더미영역(D2)이 형성된다.

상기 제1더미영역(D1)에는 복수의 LED패키지(150)가 일렬로 배치되며, 제2더미영역(D2)에는 FPC(Flexible Printed Circuit;162)이 부착된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 제1더미영역(D1)에는 길이방향을 따라 도전패턴(153)이 형성되며, 상기 도전패턴(153) 위에 복수의 LED패키지(150)가 실장된다. 상기 도전패턴(153)은 Al이나 Al합금 등과 같이 전도성이 좋은 금속을 스퍼터링법에 의해 적층되어, 그 위에 실장된 LED패키지(150)에 신호를 공급한다. 상기 LED패키지(150)는 전도성 실런트와 같은 전도성 수지물질에 의해 도전패턴(153) 상부에 부착된다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 제2더미영역(D2)에는 FPC(Flexible Printed Circuit board;162)의 일단이 부착된다. 이때, 상기 FPC(162)의 타단에는 인쇄회로기판(160)이 부착된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 FPC(162)에는 게이트구동부와 데이터구동부가 실장되어 액정패널(110) 내부에 주사신호 및 화상신호를 인가함으로써 액정패널(110)을 구동한다. 상기 제2더미영역(D2)에는 액정패널(110) 내부에 형성되는 데이터라인에 화상신호를 인가하는 데이터패드 및 데이터연결배선(114)이 형성된다. 또한, 제2더미영역(D2)에는 게이트라인에 주사신호를 인가하는 게이트연결배선이 형성될 수도 있다.

인쇄회로기판(160)에는 FPC(162)에 실장된 게이트구동부와 데이터구동부에 동기신호와 같은 제어신호를 출력하여 게이트구동부와 데이터구동부가 주사신호 및 데이터신호를 생성하도록 하는 제어부, DC/DC 전압변환회로, 감마전압회로 등과 같은 각종 구동소자가 실장된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(160)에는 상기 제1더미영역(D1)에 형성되는 도전패턴(153)에 전압을 공급하는 전압공급부가 실장될 수 있다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(111)과 제2기판(113) 사이에는 은도트(Ag dot)가 배치되어 제2기판(113)에 형성된 도전패턴(153)과 제1기판(111)에 형성되는 전압인가패턴(도면에 표시하지 않음) 사이를 전기적으로 도통하여 상기 도전패턴(153)에 전압을 공급함으로써 상기 LED패키지(150)를 구동한다.

상기 제1더미영역(D1)과 제2더미영역(D2)은 동일한 기판에 형성되어 LED패키지(150)와 FPC(162)가 동일한 기판에 실장되고 부착될 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2기판(113)의 면적이 제1기판(111)의 면적보다 작게 형성되어 제1기판(111)의 좌우 및 상부 측면이 외부로 노출되어, 좌우측의 제1더미영역(D1)에는 도전패턴(153)이 형성되어 복수의 LED패키지(150)가 상기 도전패턴(153) 위에 실장되고 제2더미영역(D1)에는 FPC(162)가 부착된다.

이때, 상기 제2더미영역(D2)에는 LED전압 공급용 연결배선(165)이 형성되어, 상기 인쇄회로기판(160)에 실장되는 전원공급부(도면표시하지 않음)의 전압이 FPC(162) 및 상기 LED전압 공급용 연결배선(165)을 통해 상기 도전패턴(153)으로 공급된 후 LED패키지(150)에 인가되어 LED패키지(150)가 구동하게 된다.

종래 액정표시소자에서는 박막트랜지스터가 형성되는 제1기판, 즉 박막트랜지스터 어레이기판이 액정패널의 하부에 형성되어 도광판을 출력하는 광이 제1기판으로 입사된 후 제2기판을 통해 출력되는데 반해, 이 구조의 액정표시소자에서는 제1기판(111), 즉 박막트랜지스터 어레이기판이 액정패널(110)의 상부에 형성되고 제2기판(113), 즉 컬러필터기판이 액정패널(110)의 하부에 배치된다.

상기 도전패턴(153) 위에 실장되는 LED패키지(150)는 백색광을 발광하는 백색광 LED패키지이다. 물론 본 발명에서 단색광을 발광하는 LED패키지(150)를 설치할 수도 있지만, 이 경우 액정패널(110)에 백색광을 공급하기 위해서는 R,G,B LED패키지(150)를 구비해야만 하기 때문에, 실장되는 LED패키지(150)의 갯수가 증가하고 이들 R,G,B LED패키지(150)를 혼합하여 액정패널(110)에 균일한 백색광을 공급하는데 문제가 있었다.

따라서, 본 발명에서는 백색광 LED패키지(150)를 제1더미영역(D1)에 실장하여 액정패널(110)에 백색광을 공급하는데, 이러한 백색광 LED패키지(150)가 도 5에 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, LED패키지(150)는 기판(155) 상에 형성되는 LED소자(154)와 상기 LED소자(154)를 수용하는 몰드프레임(158)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 LED소자(154)의 상부와 대응하는 몰드프레임(158) 내부에는 LED소자(154)를 보호하는 실리콘에폭시 등이 충진되어 보호층(159)이 형성된다. 이때, 상기 기판(155)은 PCB(printed circuit boad)가 사용될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 몰드프레임(158) 내부 또는 외부 표면에는 정전기방지막이 형성되어 LED소자(154) 내부에 정전기가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 LED소자(154)는 반도체기판 상에 N형 불순물이 주입된 반도체층과 P형 불순물이 주입된 반도체층으로 이루어진 제1반도체층과 상기 제1반도체층의 N형 반도체응과 P형 반도체층에 각각 형성된 패드로 구성되며, 상기 패드는 와이어(156)에 의해 기판(155)과 전기적으로 연결되어 신호가 인가되며, 상기 LED소자(154)는 형광층(157)에 의해 둘러 싸이게 된다.

상기 형광층(157)은 LED소자(154)가 발광하는 광과는 다른 컬러의 형광물질로서, LED소자(154)로부터 입사되는 광이 일부 흡수되어 다른 컬러의 광이 발광되어, 결국 혼합된 광(즉, 백색광)이 출력된다. 예를 들어, LED소자(154)가 적색광을 발광하는 소자인 경우, 형광층(157)은 녹색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 층으로 형성하여 상기 LED소자(154)로부터 적색광이 입사됨에 따라 형광층(157)에서는 청녹색(cyan)의 광이 방출하게 된다. 이 청녹색의 광은 상기 LED소자(154)에서 발광되는 적색의 광과 혼합되어 결국 LED패키지(150)로부터는 백색광이 출력된다.

또한, LED소자(154)를 녹색광을 출력하는 소자로 설치하고 형광층(157)을 적색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 층으로 형성하여, 녹색광이 형광층(157)으로 입사됨에 따라 형광층(157)으로부터 다홍색(magenta)의 광이 방출하게 되며, 결국 이 다홍색의 광이 상기 녹색 LED소자(154)에서 발광되는 녹색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 LED패키지(150)로부터는 백색광이 출력된다.

그리고, LED소자(154)를 청색광을 출력하는 소자로 설치하고 형광층(157)을 적색 형광물질과 녹색 형광물질이 혼합된 층으로 형성하여, 청색광이 형광층(157)으로 입사됨에 따라 형광층(157)으로부터 노란색(yellow)의 광이 방출하게 되며, 결국 이 노란색의 광이 상기 청색 LED소자(154)에서 발광되는 청색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 LED패키지(150)로부터는 백색광이 출력된다.

한편, 본 발명에서는 LED패키지(150)에 2개의 LED소자(154)를 실장할 수 있다. 이 경우, 형광층(157)은 단일 형광물질로 이루어져 2개의 LED소자(154)로부터 출력되는 광에 의해 광을 출력하며, 2개의 LED소자(154)로부터 출력된 광 및 형광층(157)으로부터 출력된 광이 혼합되어 백색광이 액정패널(110)에 공급되는 것이다.

LED기판(155)은 제1더미영역(D1)의 도전패턴(153)위에 부착된다. 이때, LED기판(155)의 하면에는 금속배선이 형성되고 이 금속배선은 관통홀을 통해 LED기판(155)의 상면의 금속배선과 전기적으로 연결되며, 상면의 금속배선은 와이어(156)에 의해 LED소자(154)의 패드와 전기적으로 연결된다. 상기 LED기판(155)은 전도성 실런트와 같은 전도성 접착물질에 의해 도전패턴(153)에 부착되므로, 상기 도전패턴(153)으로 인가되는 신호가 금속배선을 통해 LED소자(154)에 공급된다.

도전패턴(153)은 전도성이 좋은 금속에 의해 형성되는데, 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 상기 도전패턴(153)은 전도성 페이스트를 제1더미영역(D1)에 도포하여 형성할 수도 있지만, 금속 등을 스퍼터링법 등에 의해 적층함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 일반적인 액정표시소자의 금속배선 형성방법을 통해 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 도전패턴(153)을 형성하기 위한 별도의 공정이나 공정라인이 필요없이 일반적으로 액정표시소자를 제작하는 공정에 의해 형성되므로, 별도의 비용이 추가되지 않게 된다.

종래 LED가 도광판의 측면과 마주하도록 배치되어 도광판의 측면을 통해 광이 입사되는데 반해, 상기와 같은 구성의 액정표시소자에서는 도 2에 도시된 바와 같이 LED패키지(150)가 제2기판(113)에 부착되므로 LED패키지(150)가 도광판(120)의 상부에 배치된다. 따라서, LED패키지(150)로부터 발광된 광이 도광판(120)의 측면이 아니라 상면을 통해 입사된 후, 도광판(120)을 따라 가이드되어 도광판(120)의 일단에서 타단으로 가이드되면서 액정패널(110)로 광이 공급된다.

이때, LED패키지(150)로부터 발광된 광중 메인지지부(125)측으로 입사되는 광은 메인지지부(125)의 측면벽을 따라 상부로 연장되는 반사판(127)에 의해 반사되어 다시 도광판(120)의 상면으로 입사된 후, 도광판(120)의 일측에서 타측으로 인도된 후 액정패널(110)로 공급된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 LED패키지(150)가 도광판(120)의 측면이 아니라 상면의 액정패널(110)에 부착되므로, 액정표시소자의 크기를 최소화할 수 있게 되며, 특히 액정표시소자의 베젤의 크기를 최소화할 수 있게 된다.

한편, 상술한 설명에서는 본 발명의 액정표시소자가 특정 구조로 이루어져 있지만, 본 발명이 이러한 특정 구조로만 이루어진 것은 아니다. 예를 들면, LED패키지(150)는 컬러필터가 형성되는 컬러필터기판에만 부착되는 것이 아니라 박막트랜지스터가 형성되는 박막트랜지스터 어레이기판에도 부착될 수 있다.

또한, 상술한 설명에서는 특정한 구조의 LED패키지가 개시되어 있지만, 본 발명에서는 특정 구조의 LED패키지만 사용하는 것이 아니라 다양한 구조의 LED패키지를 사용할 수 있을 것이다. 그리고, 상술한 설명에서는 메인지지부, 하부구조, 및 상부구조가 특정 구조로 이루어져 있지만, 본 발명이 이러한 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 LED패키지가 액정패널에 부착되어 도광판을 통해 다시 액정패널로 광을 공급할 수만 있다며, 그 이외의 구성은 현재 알려진 어떠한 액정표시소자의 구조에도 적용될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용한 액정표시소자는 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다.

110 : 액정패널 111,113 : 기판
120 : 도광판 125 : 메인지지부
127 : 반사판 130 : 광학시트
140 : 하부커버 142 : 상부커버
150 : LED패키지 153 : 도전패턴
154 : LED소자

Claims (11)

1. 액정패널;
   상기 액정패널 하부에 배치된 도광판;
   상기 도광판 상부의 액정패널에 부착되어 도광판의 상면을 통해 광을 입사시켜 액정패널에 광을 공급하는 복수의 LED패키지로 구성된 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 액정패널에 형성되어 LED패키지가 부착되어 LED패키지에 신호를 인가하는 도전패턴을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 도전패턴은 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
4. 제2항에 있어서, 상기 LED패키지는 전도성 수지에 의해 도전패턴에 부착되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
5. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은,
   제1기판 및 제2기판;
   상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;
   상기 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터; 및
   제2기판에 형성된 컬러필터층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1기판 및 제2기판에는 각각 더미영역이 형성되어 제1기판의 더미영역에는 게이트라인 및 데이터라인과 접속되는 패드가 형성되고 제2기판의 더미영역에는 복수의 LED패키지가 부착되는 도전패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1기판과 제2기판 사이에는 은도트가 형성되어 제1기판의 더미영역과 제2기판의 더미영역을 전기적으로 도통시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
8. 제5항에 있어서, 상기 제1기판에는 제1더미영역과 제2더미영역이 형성되어 제1더미영역에는 복수의 LED패키지가 부착되는 도전패턴이 형성되고 제2더미영역에는 게이트라인 및 데이터라인과 접속되는 패드가 형성되어 외부로부터 신호가 액정패널로 인가되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2더미영역에는 제1더미영역의 도전패턴과 전기적으로 연결되는 LED전압 공급용 연결배선이 형성되어 외부의 전압을 도전패턴에 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
10. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널이 놓이는 메인지지부;
    상기 액정패널과 도광판 사이에 배치되어 도광판을 출력하는 광의 효율을 향상시키는 광학시트;
    상기 도광판 하부에 배치된 반사판; 및
    상기 액정패널 및 도광판을 조립하는 하부커버 및 상부커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
11. 제10항에 있어서, 상기 반사판은 메인지지부의 측면을 따라 액정패널까지 연장되어 LED패키지로부터 메인지지부측으로 출력되는 광을 도광판의 상면으로 반사키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.

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