KR100981996B1 - 전계방출형 백라이트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전계방출형 백라이트 장치에 관하여 개시한다. 개시된 전계방출형 백라이트 장치는, 소정 간격으로 나란하게 배치된 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판의 내면에 각각 서로 대향되게 형성된 애노드 전극 및 캐소드 전극과, 상기 애노드 전극 상에 소정 두께로 형성된 형광층과, 상기 전면기판의 상기 애노드 전극과 반대측 외면에 다수의 돌기로 형성된 볼록부와, 상기 캐소드 전극 상에 형성되어 전계에 의해 전자를 방출하는 전자방출원을 구비한다.

Description

전계방출형 백라이트 장치{Field emission backlight device}
도 1은 종래의 액정 디스플레이용 백라이트 장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계방출형 백라이트 장치의 개략적 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 전면기판(101)의 구조를 보여주는 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 특징부인 전면기판을 제조하는 공정을 보여주는 단면도이다.
도 5는 알루미늄 반사막의 휘도 향상효과를 실험한 결과의 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101: 전면기판 102: 애노드 전극
104: 형광층 106: 볼록부
106a: 돌기 108: 알루미늄 반사막
121: 배면기판 122: 캐소드 전극
124: CNT 물질
본 발명은 전계방출형 백라이트 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 전계방출에 의한 LCD 용 전계방출형 백라이트 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치(liquid crystal display: LCD)는 배면에 백색광을 공급하는 백라이트가 설치되어 있다. 종래에는 백라이트로 냉음극관을 주로 사용하였으나 보다 박형의 백라이트 장치를 위해서 평판 형태의 백라이트 장치가 요구되고 있다.
도 1은 종래의 액정 디스플레이용 백라이트 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 전면기판(1) 및 배면기판(4) 사이에 미도시된 스페이서(spacer)가 설치되어 있으며, 전면기판(1) 및 배면기판(4) 사이의 벽체(미도시)는 실링(sealing)된다. 배면기판(4) 상에는 캐소드 전극(5)이 면전극 또는 스트라이트프 형으로 설치되어 있으며, 캐소드 전극(5) 상에는 전계방출원, 예컨대 CNT(carbon nanotube)(6)가 형성되어 있다. 상기 전면기판(1) 상에는 투명전극인 애노드 전극(2)이 형성되어 있으며, 애노드 전극(2) 상에는 형광층(3)이 도포되어 있다.
참조번호 8은 디퓨저(diffuser)로서 전면기판(1)을 통과하는 광의 불균일을 해소하기 위해 설치된 것이다.
상기 캐소드 전극(5) 및 애노드 전극(2)에 소정의 전압을 인가하면, 전계방 출원(6)으로부터 전자가 방출되어서 상기 형광층(3)을 여기시킨다. 상기 형광층(3)으로부터 나온 광은 형광층(3), 애노드 전극(2), 전면기판(1), 및 디퓨저(8)를 통하여 LCD로 입사한다.
종래 평판 구조의 백라이트 장치는 디퓨저(8)의 사용으로 제작 비용이 증가되는 문제가 있다. 또한, 일부 광은 활성영역 외부로 반사되므로 광손실이 크다.
따라서, 디퓨저의 사용없이 균일한 광이 방출되는 백라이트 장치의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 전면기판의 일측면에 볼록부가 형성되어 발광 균일도가 향상된 전계방출형 백라이트 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전계방출형 백라이트 장치는:
소정 간격으로 나란하게 배치된 전면기판 및 배면기판;
상기 전면기판 및 배면기판의 내면에 각각 서로 대향되게 형성된 애노드 전극 및 캐소드 전극;
상기 애노드 전극 상에 소정 두께로 형성된 형광층;
상기 전면기판의 상기 애노드 전극과 반대측 외면에 다수의 돌기로 형성된 볼록부; 및
상기 캐소드 전극 상에 형성되어 전계에 의해 전자를 방출하는 전자방출원; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 형광층 상에 형성되어서 상기 형광층으로부터의 광을 전면기판으로 반사시키는 반사막;을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 돌기는, 수십 ㎛ 내지 수십 나노미터 크기인 것이 바람직하다.
상기 볼록부는 다수의 돌기가 형성된 필름이 상기 전면기판의 상기 외면에 부착되어 형성될 수 있다.
상기 반사막은 알루미늄으로 제조된 것이 바람직하며, 상기 반사막은 500 Å 두께로 형성된 것이 바람직하다.
상기 전자방출원은 CNT 물질인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 전계방출형 백라이트 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계방출형 백라이트 장치의 개략적 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 전면기판(101)과 배면기판(121)이 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 상기 전면기판(101) 및 배면기판(121)은 투명재질, 예컨대 유리로 제조될 수 있다. 상기 전면기판(101)은 후술하는 형광층(104)으로 부터 발생된 광이 투과하는 부재로서 LCD의 배면에 배치된다.
상기 전면기판(101)의 내면에는 애노드 전극(102), 예컨대 ITO 투명전극이 설치되어 있다. 그리고, 상기 애노드 전극(102)의 내측면에는 소정 두께, 예컨대 10 ㎛ 의 형광층(104)이 도포되어 있다. 이 형광층(104)은 전자방출원으로부터의 전자에 의해 여기되어서 가시광선을 방출한다.
상기 전면기판(101)의 외면에는 본 발명의 특징부인 볼록부(106)가 형성되어 있다. 상기 볼록부(106)에는 수십 ㎛ 내지 수십 나노미터 크기의 볼록 돌기들(106a)이 형성되어 있다. 상기 볼록부(106)는 전면기판(101)의 제조공정중 그 표면에 형성될 수 있다. 또한, 표면에 볼록 돌기들(106a)이 형성된 별도의 필름, 예컨대 폴리에스테르 필름을 전면기판(101)의 외면에 부착할 수도 있다. 상기 볼록부(106)의 돌기(106a)는 볼록형상이며, 형광층(104)으로부터의 광을 집광하므로 종래에서처럼 광이 활성영역 밖으로 나감으로써 생기는 광손실을 줄인다. 또한, 발광 균일도를 향상시시킨다. 이는 종래 발명의 디퓨저의 사용을 대체할 수 있게 한다.
상기 형광층(104) 상에는 본 발명의 다른 특징부인 500 Å 두께의 알루미늄 반사막(108)이 형성되어 있다. 이 알루미늄 반사막(108)은 형광층(104)으로부터의 광을 전면기판(101)으로 반사시켜서 광투과 효율을 증가시킨다. 상기 알루미늄 반사막(108)은 전자방출원으로부터의 전자로부터 형광층(104)을 보호하는 역할도 수행한다.
상기 배면기판(121) 상에는 캐소드 전극(122)이 형성되어 있다. 상기 캐소드 전극(122)으로는 ITO 투명전극이 사용될 수 있다. 상기 캐소드 전극(122)의 상부에는 전자방출원, 예컨대 CNT 물질(124)이 형성되어 있다.
상기 구조의 백라이트 장치의 작용을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
애노드 전극(102) 및 캐소드 전극(122)에 1.5~2.5 kV 펄스 전압을 인가하면, 캐소드 전극(122) 상의 CNT 물질(124)로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 애노드 전극(102)으로 향하면서 알루미늄 반사막(108)을 통과하여 형광층(104)을 여기한다. 그러면, 형광층(104)으로부터 가시광선이 방출되어서 일부는 직접 전면기판(101)을 통과하고, 일부는 반사막(108)에서 반사되어서 전면기판(101)을 통과한다. 전면기판(101)을 통과한 광은 볼록부(106)에서 그 경로가 변경되면서 활성영역으로 집속된다. 따라서, 백라이트 장치의 발광 균일도가 향상된다.
도 3은 도 2의 전면기판(101)의 구조를 보여주는 전자주사현미경 사진이다.
도 3을 참조하면, 유리기판(101) 상에 ITO 전극(102), 형광층(104) 및 알루미늄 반사막(108)이 순차적으로 형성된 것을 보여준다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 특징부인 전면기판(101)을 제조하는 공정을 보여주는 단면도이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 제1면에 볼록부(106)가 형성된 유리기판(101)의 제2면에 ITO 전극(102)을 코팅한다. 상기 볼록부(106)는 상기 유리기판을 제조시 형성할 수도 있다. 또한, 폴리에스트 필름에 볼록돌기(106a)를 형성한 다음 유리기판의 제1면에 부착시킬 수도 있다.
이어서, 도 4b를 참조하면, ITO 전극 상에 형광층(104)을 소정 두께, 예컨대 10 ㎛ 두께로 도포한다. 그리고, 접착액(105)을 ITO 전극 상의 형광층(104) 위에 스핀코팅한다. 이 접착액(105)은 형광층(104)과 ITO 전극 및 후술하는 알루미늄 반사막(108) 사이의 접착을 도와준다.
이어서, 도 4c를 참조하면, 형광층(104) 상에 스퍼터링하여 알루미늄 반사막(108)을 형성한다.
도 5는 알루미늄 반사막(108)의 휘도 향상효과를 실험한 결과의 그래프이다.
도 5를 참조하면, 애노드 전극(102)에 1.5 kV ~ 2.0 kV 의 펄스전압이 인가될 때, 대략 30% 정도 휘도가 향상되는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 전계방출형 백라이트 장치는 전면기판의 일면에 볼록부가 형성되고, 타면에 반사막이 형성됨으로써 발광 균일도가 향상된다. 따라서, 디퓨저의 사용이 불필요하므로 백라이트 장치의 제조비용이 절감된다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 소정 간격으로 나란하게 배치된 전면기판 및 배면기판;
    상기 전면기판 및 배면기판의 내면에 각각 서로 대향되게 형성된 애노드 전극 및 캐소드 전극;
    상기 애노드 전극 상에 소정 두께로 형성된 형광층;
    상기 전면기판의 상기 애노드 전극과 반대측 외면에 다수의 돌기로 형성된 볼록부; 및
    상기 캐소드 전극 상에 형성되어 전계에 의해 전자를 방출하는 전자방출원;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광층 상에 형성되어서 상기 형광층으로부터의 광을 전면기판으로 반사시키는 반사막;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌기는, 수십 ㎛ 내지 수십 나노미터 크기인 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 볼록부는 다수의 돌기가 형성된 필름이 상기 전면기판의 상기 외면에 부착되어 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사막은 알루미늄으로 제조된 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사막은 500 Å 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자방출원은 CNT 물질인 것을 특징으로 하는 전계방출형 백라이트 장치.
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