KR100474172B1 - 액정 표시장치용 백라이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 퍼스널 컴퓨터의 액정 디스플레이 또는 액정 텔레비젼 장치등에 사용되는 액정표시장치용 백라이트에 관한 것으로서, 기존의 백라이트에 비해 제조공정의 단순화와 제조비용의 절감을 도모하고 빛의 광투과율 향상 및 고휘도를 얻는 것을 발명의 목적으로 하여 안출된 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 하부에 ITO층과 형광체층이 차례로 형성된 상부기판과, 상부에 금속박막층과 켄쥬게이트화 이중결합으로 연결되어 있는 탄소나노튜브층이 차례로 형성된 하부기판이 스페이서를 사이에 두고 접합밀봉되어 있고, 상기 하부기관에는 방전개스를 주입한 후 밀봉되는 진공배기 유리관이 배설되어 있는 구조로 된 액정표시장치용 백라이트를 개시한다.

Description

액정 표시장치용 백라이트{Backlight for liquid crystal display}

본 발명은 퍼스널 컴퓨터의 액정 디스플레이 또는 액정 텔레비젼 장치 등에 사용되는 액정표시장치용 백라이트 제조에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시소자는 무게가 가볍고 소비전력도 적다는 장점을 가지고 있어서, 컴퓨터 또는 텔레비젼 분야의 디스플레이장치에 널리 보급되고 있다. 그러나, 액정표시소자는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 후방에서 균일한 빛을 받아야만 화상을 형성하므로 후방에서 빛을 발산하는 요소가 필요한데, 백라이트는 이러한 역할을 수행하는 액정 디스플레이 장치의 중요한 구성부이다.

도 3은 일본국 특허공개공보 평 8-313710호, 일본국 특허공개공보 평 9-251807호에 도시된 종래의 에지 라이트 방식의 백라이트 구조를 보여주는 단면도로서, 발광체는 냉음극 형광관(16)으로 액정표시장치(11) 끝면 하단에 배치되고, 여기서 나온 빛은 반사판(15)에 의하여 액정판 하단으로 전달되며, 투과상 재료로 이루어지는 도광판(14)의 상면에 조명면의 빛을 액정판 전체에 골고루 분산하여 보내는 확산판(13)이 있으며, 확산판(13) 상부에 위치한 프리즘판(12)에 의하여 빛을 어느 정도 집합하고 액정판의 정면 휘도를 향상키도록 하는 구성으로 되어 있다.

그러나, 이상과 같이 구성된 종래의 백라이트는 일반적으로 구성이 복잡하여 생산비가 높아질 뿐만 아니라 광원이 측면에 있어서 빛의 반사와 투과에 의하여 소비 전력에 대한 효율이 현저하게 낮아지고 휘도의 균일성을 보장하기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 기존의 복잡한 백라이트 대신 평면상에 탄소나노튜브(Carbon nano tube)의 단분자막을 형성하고 이 단분자막을 통해 균일한 고휘도의 백라이트를 제조하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 탄소나노튜브를 이용함으로써, 기존의 백라이트보다 단순한 구성으로 인하여 생산비와 소비전력을 감소시키는 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 측면에 위치했던 광원 대신에 평면상에 탄소나노튜브를 자기조립시키고 균일하게 배열한 후 빛을 발산하는 새로운 형태의 백라이트를 개시한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 의거해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 백라이트의 실시양태를 나타낸 단면도로서, 즉 본 발명은 하부에 ITO(Indium Tin Oxide)층(2)과 형광체가 도포되어 있는 형광체층(3)이 차례로 적층되어 있는 상부기판(1)과, 상부에 금박과 같은 금속박막층(6)과 탄소나노튜브 분자막이 형성된 탄소나노튜브층(4)이 차례로 적층되어 있는 하부기판(7)이 스페이서(spacer)(5)를 사이에 두고 접합밀봉되어 있으며, 상기 하부기판(7)에는 방전개스를 주입한 후 가열 밀봉되는 진공배기 유리관(8)이 설치되어 있는 구조로 된 액정표시장치용 백라이트에 관한 것이다. 따라서, 이와 같이 구성된 백라이트는 상부기판과 하부기판에 배설된 전극에 전압을 인가하면 탄소나노튜브에서 방출된 전자가 형광체를 통과하면서 빛을 발산하게 되는 것이다.

본 발명에서 하부기판에 형성된 금속박막층(6)상에 탄소나노튜브층을 형성시 탄소나노튜브로는 티오산 유도체로 치환된 탄소나노튜브를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다.

즉, 아크방전으로 합성된 탄소나노튜브를 황산과 질산의 혼합물속에서 산화시켜면서 초음파 진동을 시켜 짧은 탄소나노튜브를 얻는 공정을 통해 탄소나노튜브의 말단을 카르복실 그룹으로 치환하고 이렇게 치환된 탄소나노튜브를 SoCl₂ 처리를 하여 클로로 아실화한 후, 클로로 아실화된 탄소나노튜브를 에탄올에 분산 시키고 KSH를 이용해 티오산(COSH)유도체로 치환된 탄소나노튜브를 얻으며, 이와 같이 얻어진 티올 유도체로 치환된 탄소나노튜브를 에탄올에 분산시킨 후 금(Au)과 같은 금속이나 금속산화물로 박막 처리된 금속박막층(6)이 형성된 하부기판(7)을 상기 용액에 담그었다가 꺼내면 자연스럽게 탄소나노튜브들이 자기조립(Self-asembly)하여 도 2와 같은 형상으로 단분자막인 탄소나노튜브층(4)이 형성된다. 여기서 금속박막과 탄소나노튜브는 전자 전달이 가능한 콘쥬게이트화된 이중 결합으로 연결되어 있으며, 이와 같은 화학결합은 일반적으로 결합이 용이하고 결합력도 강하다.

이때 탄소나노튜브는 단층(single-wall) 또는 다층(multi-wall) 나노튜브가 모두 사용가능하며, 튜브의 길이는 대략 0.1∼10㎛, 지름이 대략 10∼200nm 범위에 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 상부기판(1) 또는 하부기판(7)은 일반적으로 유리기판이나 또는 플라스틱기판을 사용하며, 또 하부기판(7)에 형성되는 금속박막층(6)은 대개 금속 또는 금속산화물을 사용하여 형성되며 그 두께는 대략 0.1nm∼1㎛범위가 적당하다.

이와 같이 본 발명에 따라 제작된 백라이트와 성능을 비교하기 위해 탄소나노튜브와 금속박막 사이의 연결부위가 단일결합으로 된 카본나노튜브를 사용한 백라이트를 제작하여 그 성능을 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.

이상과 같이 구성된 액정표시장치용 백라이트는 탄소나노튜브를 평면상에 배치하여 균일한 빛을 직접 발산하므로, 기존의 백라이트에 사용되는 다수의 부품들(예를 들면 광원, 도광판, 광확산판, 프리즘판, 반사판)을 사용하지 않아 공정의 단순화와 제조 비용의 절감을 도모 할수 있으며, 또한 단순한 구성으로 인해 빛의 광 투과율 향상과 상대적으로 고휘도를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 양태를 도시한 단면도.

도 2는 도 1이 하부기판의 금속박막층과 말단이 개질된 탄소나노튜브의 화학적 결합을 보여주는 단면도.

도 3은 종래의 액정표시장치에 사용된 백라이트의 일례를 나타내는 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 상부 기판 2 : ITO층

3 : 형광체층 4 : 탄소나노튜브층

5 : 스페이서 6 : 금속박막층

7 : 하부 기관 8 : 진공배기 유리관

11 : 액정 표시 장치 12 : 프리즘판

13 : 확산판 14 : 도광판

15 : 반사판 16 : 냉음극 형광판

Claims (3)

1. 액정표시장치용 백라이트에 있어서,

   하부에 ITO층(2)과 형광체층(3)이 차례로 적층되어 있는 상부기판(1)과, 상부에 금속박막층(6)과 탄소나노튜브층(4)이 차례로 적층되어 있는 하부기판(7)을 포함하며, 상기 상부기판(1)과 하부기판(7)은 스페이서(5)를 사이에 두고 접합 밀봉되어 있고, 상기 하부기판(7)에는 방전 개스를 주입한 후 밀봉되는 진공배기 유리관(8)이 배설되어 있고, 상기 탄소나노튜브층(4)은 티오산 유도체로 치환된 탄소나노튜브를 사용해 형성된 액정표시장치용 백라이트.
2. 제 1항에 있어서, 탄소나노튜브층(4)이 금속박막층(6)과 콘쥬게이트화 이중결합으로 연결되어 있는 액정표시 장치용 백라이트.
3. 제 1항 및 제 2항에 있어서, 탄소나노튜브는 길이가 0.1∼10㎛, 지름이 10∼20nm인 것이 사용된 액정표시장치용 백라이트.