KR20090025521A - 면광원장치용 전극재와 그 제조방법 및 이를 구비하는면광원장치 및 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질을 포함하여 이루어지되, 상기 제2전도성물질은 상기 제1전도성물질보다 산화도가 작은 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재를 제공한다. 바람직하게는, 상기 제1전도성물질은 니켈, 구리 및 알루미늄 중 하나 이상을 포함한다. 상기 제2전도성물질은 은, 텅스텐 및 금 중 하나 이상을 포함할 수 있는데, 바람직하게는 은이 사용된다. 바람직하게는, 상기 제2전도성물질이 코팅된 상기 제1전도성물질에 제3전도성물질이 추가적으로 혼합되되, 상기 제3전도성물질은 상기 제1전도성물질보다 산화도가 작다. 여기서, 상기 제3전도성물질은 은, 텅스텐 및 금 중 하나 이상을 포함할 수 있는데, 바람직하게는 은이 사용된다. 바람직하게는, 접착제가 추가적으로 혼합되는데, 접착제로는 프릿이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은, 제1전도성물질의 파우더와 질산은을 반응한 후, 환원시켜 상기 제1전도성물질의 표면에 은을 코팅하는 단계와; 은이 코팅된 상기 제1전도성물질에 은을 혼합하는 단계와; 은이 코팅된 제1전도성물질과 은의 혼합물에 프릿을 혼합하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 전극재를 이용하여 제작되는 면광원장치 및 백라이트유닛을 제공한다.

Description

면광원장치용 전극재와 그 제조방법 및 이를 구비하는 면광원장치 및 백라이트 유닛{ELECTRODE MATERIAL AND METHOD FOR PREPARING THE SAME AND AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}

본 발명은 면광원장치용 전극재와 그 제조방법 및 이를 구비한 면광원장치 및 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화가 일어나는 것을 방지하면서 제조비용을 줄일 수 있는 면광원장치용 전극재와 그 제조방법 및 이를 구비하는 면광원장치 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.

액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이한다. 액정표시장치의 액정부는 스스로 빛을 발생시키지 못하는 수광 소자이기 때문에 별도로 후면 광원, 즉 백라이트를 요구한다.

후면 광원에서 공급되는 빛은 액정표시장치의 화소전극, 액정 및 공통전극을 순차적으로 통과한다. 이때, 액정을 통과한 영상의 표시 품질은 후면 광원의 휘도 및 휘도 균일성에 의하여 크게 좌우된다. 일반적으로 휘도 및 휘도 균일성이 높을 수록 표시 품질은 양호해진다.

종래 액정표시장치의 후면 광원은 세관형 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 발광다이오드(light emitting diode; LED)가 주로 사용되었다. 냉음극형광램프는 휘도가 높고 수명이 길으며, 백열등에 비하여 매우 발열량이 매우 작은 장점이 있다. 한편, 발광다이오드는 소비 전력이 높으나 휘도가 우수한 장점이 있다. 그러나 냉음극형광램프 또는 발광다이오드는 휘도 균일성이 취약하다. 따라서, 기존의 후면 광원은 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(light guide panel; LGP), 확산 부재(diffusion member) 및 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재(optical member)를 필요로 한다. 이로 인해 액정표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다.

액정표시장치용 후면 광원으로서 평판 형태의 면광원 장치(flat fluorescent lamp : FFL)가 제안된 바 있다.

종래의 면광원장치는 광원몸체와 전극을 포함하여 이루어진다.

광원몸체는 그 내부에 방전가스가 주입되는 방전공간을 갖는다. 광원몸체는 제1기판과 제2기판을 구비한다. 제1기판과 제2기판은 그 가장자리가 밀봉되어 제1기판과 제2기판의 사이에 방전공간을 갖는다.

전극은 방전가스에 방전전압을 인가한다. 전극을 통하여 방전가스에 방전전압을 인가하면, 가시광이 발생되고, 발생된 가시광은 기판을 투과하여 출사된다.

전극으로는 대개의 경우 금속 은(Ag)이 사용된다. 은(Ag)은 가격이 비싸기 때문에 비교적 가격이 싼 구리, 니켈, 알루미늄 등으로 대체할 수 있지만 이러한 금속들은 공기와 접촉되면 산화가 일어나기 때문에 전극으로서의 역할을 하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전도성물질에 은을 코팅하여 전극을 제조함으로써, 전극이 공기와 접촉할 때 산화가 발생되는 것을 방지하면서 제조비용을 줄일 수 있는 면광원장치용 전극재와 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전극의 가격을 낮출 수 있어 제품의 가격 경쟁력을 증대시킬 수 있는 면광원장치 및 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질을 포함하여 이루어지되, 상기 제2전도성물질은 상기 제1전도성물질보다 산화도가 작은 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재를 제공한다.

바람직하게는, 상기 제1전도성물질은 니켈, 구리 및 알루미늄 중 하나 이상을 포함한다. 상기 제2전도성물질은 은, 텅스텐 및 금 중 하나 이상을 포함할 수 있는데, 바람직하게는 은이 사용된다.

바람직하게는, 상기 제2전도성물질이 코팅된 상기 제1전도성물질에 제3전도성물질이 추가적으로 혼합되되, 상기 제3전도성물질은 상기 제1전도성물질보다 산 화도가 작다.

여기서, 상기 제3전도성물질은 은, 텅스텐 및 금 중 하나 이상을 포함할 수 있는데, 바람직하게는 은이 사용된다.

바람직하게는, 접착제가 추가적으로 혼합되는데, 접착제로는 프릿이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은, 제1전도성물질의 파우더와 질산은을 반응한 후, 환원시켜 상기 제1전도성물질의 표면에 은을 코팅하는 단계와; 은이 코팅된 상기 제1전도성물질에 은을 혼합하는 단계와; 은이 코팅된 제1전도성물질과 은의 혼합물에 프릿을 혼합하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 방전가스가 주입되는 방전공간을 내부에 구비하는 광원몸체와, 상기 방전공간에 방전전압을 인가하는 전극을 포함하여 이루어지되, 상기 전극은 상기 면광원장치용 전극재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 면광원장치와, 상기 전극에 방전전압을 공급하는 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛을 제공한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 면광원장치용 전극은 비교적 가격이 싼 전도성물질의 표면에 은을 코팅하여 형성함으로써, 산화가 일어나는 것을 방지하면서 제품의 가격을 낮출 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 면광원 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 면광원장치의 단면도이다.

도 1에 도시된 면광원 장치는 방전가스가 주입된 방전공간을 형성하는 광원몸체(110)와, 방전가스에 방전전압을 인가하는 전극(170)을 포함하여 구성된다.

광원몸체(110)는 제1기판(120) 및 제2기판(130)을 구비한다. 제1기판(120) 및 제2기판(130)은 투명한 평판형 유리 기판으로 형성되는 것이 바람직하다.

제1기판(120) 및 제2기판(130)은 소정 간격을 두고 상호 대향되게 배치되며, 그 가장자리에 밀봉부재(140)가 개재되어 내부에 밀폐 방전공간(160)을 형성한다. 밀봉부재(140)는 제1기판(120) 및 제2기판(130)과는 별도의 부재로 구성되어 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이에 접착 또는 융착될 수 있고, 제1기판(120) 또는 제2기판(130)의 가장자리에 일체로 형성되어 접착 또는 융착될 수 있다.

제1기판(120) 또는 제2기판(130))의 내면에는 형광층이 도포되고, 이와 대향하는 제2기판(130) 또는 제1기판(120))의 내면에는 반사층이 형성되고, 그 반사층 상에 형광층이 형성된다.

방전공간(160) 내부에는 스페이서(150)가 개재되어, 방전공간(160)의 간격을 유지한다. 스페이서(150)는 제1기판(120) 및 제2기판(130)에 접합 또는 일체로 형 성될 수 있다. 따라서, 예컨대 제1기판(120)을 성형하여 스페이서(150)를 제1기판(120)에 일체로 형성하는 실시예도 가능하다.

스페이서(150)는 바람직하게는 가시광에 대하여 투과성을 가지는 재료로 제작된다.

스페이서(150)는 섬 형태로 존재한다. 따라서 제1기판(120)과 제2기판(130)에 의하여 한정되는 내부는, 하나의 열린 구조의 단일 방전공간(160)을 형성한다. 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이의 간격은 기판 면적과 대비할 때 매우 작고, 단일 공간으로 형성되어, 진공 배기 및 방전가스의 주입이 용이하다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 실시예에 따라서는 광원몸체(110)의 내부 공간이 격벽에 의하여 복수의 방전공간으로 구획될 수도 있다.

광원몸체(110)의 방전공간(160)에는 방전가스가 주입된다.

방전가스로는 다종의 방전가스가 선택될 수 있으나, 바람직하게는 수은을 배제한 가스, 예컨대 제논, 아르곤, 네온, 기타 불활성 가스 또는 이들의 혼합 가스 등을 사용한다.

특히 수은을 배제한 방전가스가 사용되는 경우, 친환경적인 이점을 제공할 뿐만 아니라, 저온에서 구동시에도 휘도 안정화 시간을 단축할 수 있다. 또한 수은의 온도 민감성으로 인하여, 온도 편차에 따라 면광원장치의 휘도 균일도가 떨어지는 문제점을 최소화할 수 있는 이점을 제공한다.

전극(170)은 방전가스에 방전전압을 인가한다. 방전가스에 방전전압이 인가되면, 방전가스의 방전에 의하여 자외선이 발생된다. 발생된 자외선은 형광층을 여 기시켜 가시광을 발생시키고, 발생된 가시광은 기판을 투과하여 전방으로 출사된다.

적어도, 가시광의 출사측 기판에 형성되는 전극(170a)은 광원몸체(110)로부터 방전에 의하여 출사되는 광의 투과도를 높이기 위하여, 기판을 노출시키는 개구율(open ratio)이 60% 이상인 것이 바람직하다.

전극(170)은 다양한 패턴을 가질 수 있는데, 도시한 스트라이프(stripe) 패턴 외에, 망목(mesh) 패턴이나, 원, 타원, 다각형 등이 규칙적으로 배열된 형태의 패턴도 무방하다.

제1기판(120) 및 제2기판(130)의 외면 전체에 걸쳐 대면적의 표면 전극(170a,170b)이 형성된다. 제1기판(120)에 형성되는 제1전극(170a)과 제2기판(130)에 형성되는 제2전극(170b)은 대향 방전을 일으킨다.

실시예에 따라서는 제1기판(120) 및 제2기판(130) 중 어느 일면 또는 양면에 면방전형 표면 전극을 형성할 수도 있다. (예컨대 제2기판의 외면에 스트라이프 패턴의 양 전극을 교번하여 형성할 수 있다.)

전극(170)은 방전공간에 채워진 방전가스에 방전전압을 인가할 수 있는 전도성물질들로 이루어지는데, 제1전도성물질의 표면에 상대적으로 산화도가 작은 제2전도성물질이 코팅된 전극을 사용한다. 여기서, 제1전도성물질로는 니켈, 구리, 알루미늄, 등이 사용될 수 있고, 제2전도성물질로는 은이 사용될 수 있다. 제2전도성물질로, 은 외에 텅스텐, 금 등도 사용될 수는 있으나 가격적인 메리트가 없어 은이 사용되는 것이 바람직하다.

은은 그 가격이 비싸기 때문에 전극 전체를 은을 사용하여 제조하게 되면 제품의 가격이 상승되는 문제를 초래하게 된다. 반면, 은을 대체할 수 있는 금속으로 구리, 니켈 또는 알루미늄 등이 사용될 수 있는 데, 이러한 금속을 사용할 경우 공기와의 접촉에 의하여 산화되어 전극으로서의 역할을 수행하기 어렵게 된다.

따라서, 비교적 가격이 싼 니켈, 구리 또는 알루미늄, 등의 제1전도성물질의 표면에 산화도가 작은 제2전도성물질인 은을 코팅하여 전극을 제조함으로써, 제품의 가격을 낮추면서 산화가 일어나는 것을 막을 수 있게 된다.

제1전도성물질로는 니켈, 구리, 알루미늄, 등을 예시하고 있으나, 제2전도성물질보다 산화도가 작은 어느 물질도 사용 가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 면광원용 전극의 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.

전극의 제조 공정을 상세하게 설명한다.

먼저, 질산은과 니켈 파우더를 반응한 후 환원시켜 은이 코팅된 니켈을 제조한다.(S10) 이때, 제1전도성물질인 니켈과 제2전도성물질인 은의 비율은 3:1~5:1이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 4:1로 한다. 니켈은 구리나 알루미늄으로 대체될 수 있다.

그리고나서, 제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질에 제3전도성물질을 혼합한다. 제3전도성물질은 제1전도성물질에 비하여 산화도가 작아야 한다. 제3전도성물질로는 제2전도성물질과 동일하게 은이 사용될 수 있다. 따라서, 이 단계에서는 은이 코팅된 니켈과 은을 일정 비율로 혼합하여 전극액을 제조한다.(S20) 이때, 은 이 코팅된 니켈과 은의 혼합비는 1:0.5~1:3인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1:1~1:2로 한다.

그리고나서, 전극액과 접착제를 혼합한다.(S30) 접착제는 전극액에 포함된 금속들 사이 및 전극액과 유리 기판 사이의 부착력을 높이기 위해서 사용되는 것으로, 유리 프릿이 사용되는 것이 바람직하다. 여기서, 전극액과 유리 프릿 사이의 혼합비는 적절하게 선택되어야 한다. 유리 프릿의 양이 적게 되면 소성 후 전극막이 벗겨짐 현상이 발생되고 유리 프릿의 양이 많게 되면 산화물의 양이 많아지므로 저항이 올라가게 된다. 따라서, 전극액, 즉 (제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질과 제3전도성물질)과 프릿의 혼합비는 7:1~12:1이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 9:1로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관련된 면광원장치를 보여주는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 면광원장치는 복수의 방전공간을 내부에 구비한다.

도시한 실시예에서는 복수의 방전공간으로 구획하는 격벽(121)이 제1기판(120)에 일체로 형성되는 실시예를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

실시예에 따라서는 제2기판에 격벽이 일체로 형성될 수도 있고, 제1기판 및 제2기판 모두에 격벽이 일체로 형성될 수도 있다. 더 나아가, 격벽은 제1기판 및 제2기판과는 독립체로 제1기판과 제2기판의 사이에 개재될 수 있다.

본 실시예에서는 복수의 방전공간들이 독립적인 공간을 이루도록 구획되어 있으나, 실시예에 따라서는 복수의 방전공간들이 서로 이어져 사행 형상(serpentine)을 가질 수도 있다.

방전공간은 사다리꼴, 반원형, 원형, 반타원형, 타원형 등 다양한 단면 형상을 가질 수 있다.

방전가스로는 다종의 가스가 사용될 수 있으며, 통상 수은을 포함하는 방전가스가 사용된다.

전극은, 복수의 채널형 방전공간의 양단에 띠 전극 또는 섬 전극으로 형성된다.

전극은 전술한 바와 같이, 제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질과 제3전도성물질과 접착제가 혼합된 전극재를 이용하여 형성될 수 있다.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 관련된 백라이트유닛을 보여주는 분해 사시도이다.

도시한 바와 같이, 백라이트유닛은 상기에서 설명한 기판과 면광원장치용 전극으로 이루어지는 면광원장치(100)와, 바텀샤시(200), 광학시트(300), 고정프레임(400) 및 인버터(500)를 포함하여 구성된다.

바텀샤시(200)는 면광원장치(100)를 수납한다.

면광원장치(100)는 도 1의 면광원장치를 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 광학 시트(300)는 면광원 장치(100)으로부터 출사되는 광을 균일하게 확산시키기 위한 확산판과, 확산된 광에 직진성을 부여하기 위한 프리즘 시트 등으 로 이루어질 수 있다.

고정프레임(400)은 바텀샤시(200)와 결합되어 광학시트(300)가 면광원 장치(100)의 상면에 배치되도록 고정시킨다.

액정표시장치에서는 고정프레임(400)의 전방에 액정 패널이 위치된다.

인버터(500)는 제1전극(170a)과 전선(510)에 의해 전기적으로 연결되고, 제2전극(170b)과 전선(520)에 전기적으로 연결되어 고전위의 방전 전압을 발생시켜 전극(170)에 공급함으로써 면광원장치(100)를 구동시킨다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 면광원 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 면광원장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 면광원장치용 전극의 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관련딘 면광원장치의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관련된 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.

Claims (12)

1. 제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질을 포함하여 이루어지되,

   상기 제2전도성물질은 상기 제1전도성물질보다 산화도가 작은 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1전도성물질은 니켈, 구리 및 알루미늄 중 하나 이상을 포함하고,

   상기 제2전도성물질은 은, 텅스텐 및 금 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1전도성물질과 상기 제2전도성물질의 비율은 3:1 ~ 5:1인 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2전도성물질이 코팅된 상기 제1전도성물질에 제3전도성물질이 추가적 으로 혼합되되,

   상기 제3전도성물질은 상기 제1전도성물질보다 산화도가 작은 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제3전도성물질은 은, 텅스텐 및 금 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
6. 제4항에 있어서,

   상기 (제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질)과 상기 제3전도성물질의 혼합비는 1:0.5 ~ 1:3인 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
7. 제1항에 있어서,

   접착제가 추가적으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
8. 제7항에 있어서,

   상기 접착제는 프릿인 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
9. 제7항에 있어서,

   상기 (제2전도성물질이 코팅된 제1전도성물질과 제3전도성물질)과 접착제의 혼합비는 7:1 ~ 12:1인 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재.
10. 제1전도성물질의 파우더와 질산은을 반응한 후, 환원시켜 상기 제1전도성물질의 표면에 은을 코팅하는 단계와;

    은이 코팅된 상기 제1전도성물질에 은을 혼합하는 단계와;

    은이 코팅된 제1전도성물질과 은의 혼합물에 프릿을 혼합하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원장치용 전극재 제조방법.
11. 방전가스가 주입되는 방전공간을 내부에 구비하는 광원몸체와,

    상기 방전공간에 방전전압을 인가하는 전극을 포함하여 이루어지되,

    상기 전극은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 면광원장치용 전극재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원장치.
12. 제11항의 면광원장치와,

    상기 전극에 방전전압을 공급하는 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.

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