KR20100045597A - Light generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여기된 발광층을 통해 광을 발생시키는 광발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light generating device, and more particularly to a light generating device for generating light through the excited light emitting layer.
일반적으로 광을 발생시키는 광발생장치에 다양한 종류가 있지만, 최근에는 탄소 나노튜브를 이용하여 광을 발생시키는 광발생장치가 개발되었다. 이러한 광발생장치는 제1 및 제2 전극들 사이에 배치된 다수의 탄소 나노튜브들 및 발광층을 구비하고 있다.In general, there are various kinds of light generating devices for generating light, but recently, a light generating device for generating light using carbon nanotubes has been developed. This photo-generator includes a plurality of carbon nanotubes and a light emitting layer disposed between the first and second electrodes.
상기 광발생장치가 광을 발생시키는 원리를 간단하게 소개하겠다. 우선, 상기 제1 및 제2 전극들 양단에 구동전압이 인가되면, 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 전기장이 형성되고, 이러한 전기장은 상기 탄소 나노튜브들의 끝단을 통해 전자(electron)를 방출시킨다. 상기 탄소 나노튜브들에서 출사된 전자는 상기 전기장에 의해 상기 발광층과 충돌하여 상기 발광층 내의 발광입자들을 여기시킨다. 이렇게 여기된 발광입자들은 바닥 상태로 복귀하면서 에너지 밴드갭만큼의 파장을 갖는 광을 출사시킨다. 결국, 상기 발광층에서 발생된 광은 상기 광발생장치의 전면(front face)을 통해 외부로 출사된다.The principle of generating light by the light generating device will be briefly introduced. First, when a driving voltage is applied across the first and second electrodes, an electric field is formed between the first and second electrodes, and the electric field emits electrons through the ends of the carbon nanotubes. Let's do it. Electrons emitted from the carbon nanotubes collide with the light emitting layer by the electric field to excite the light emitting particles in the light emitting layer. The excited light emitting particles emit light having a wavelength equal to the energy band gap while returning to the ground state. As a result, the light generated in the light emitting layer is emitted to the outside through the front face of the light generating device.
그러나, 상기 발광입자들에서 발생된 광들은 상기 광발생장치의 전면을 향해서만 진행하는 것이 아니라 상하좌우 사방으로 진행된다. 그로 인해, 상기 발광입자에서 발생된 광 중 일부는 인접한 발광입자나 다른 물질들에 의해 흡수되어, 상기 광발생장치의 휘도를 감소시킬 수 있다.However, the light generated from the light emitting particles proceeds not only toward the front of the light generating device but also up, down, left and right. Therefore, some of the light generated from the light emitting particles may be absorbed by adjacent light emitting particles or other materials, thereby reducing the brightness of the light generating device.
또한, 상기 광발생장치의 휘도가 감소되는 것을 보완하기 위해 상기 제1 및 제2 전극들 양단에 걸리는 구동전압을 높여야한다. 이와 같이, 상기 구동전압을 높일 경우, 상기 탄소 나노튜브들 또는 상기 발광층에 악영향을 미쳐 수명이 감소되는 문제점이 발생될 수 있다.In addition, the driving voltage applied to both ends of the first and second electrodes should be increased to compensate for the decrease in the luminance of the light generating device. As such, when the driving voltage is increased, the carbon nanotubes or the light emitting layer may adversely affect the lifespan of the carbon nanotubes.
따라서, 본 발명은 휘도 및 수명이 감소되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 휘도 및 수명을 증가시킬 수 있는 광발생장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve the problem that the brightness and life is reduced, the present invention is to provide a light generating device that can increase the brightness and life.
본 발명의 일 실시예에 의한 광발생장치는 제1 전극층, 제2 전극층, 탄소 나노튜브부 및 발광층을 포함한다.The light generating apparatus according to the embodiment of the present invention includes a first electrode layer, a second electrode layer, a carbon nanotube part, and a light emitting layer.
상기 제1 전극층은 제1 기판의 일면 상에 형성되고, 상기 제2 전극층은 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판의 일면 상에 형성된다. 상기 탄소 나노튜브부는 상기 제1 전극층 상에 형성되고, 상기 제2 전극층을 향해 전자를 방출한다. 상기 발광층은 상기 제2 전극층 상에 형성되고, 복수의 발광입자들 및 복수의 발광 보조입자들들을 포함한다. 상기 발광입자들은 상기 탄소 나노튜브부에서 출사된 상기 전 자와의 충돌에 의해 광을 발생시키고, 상기 발광 보조입자들은 상기 발광입자들 주위에 분산되어 배치되어 상기 광의 경로를 변경시킨다.The first electrode layer is formed on one surface of the first substrate, and the second electrode layer is formed on one surface of the second substrate facing the first substrate. The carbon nanotube part is formed on the first electrode layer and emits electrons toward the second electrode layer. The emission layer is formed on the second electrode layer and includes a plurality of light emitting particles and a plurality of light emission auxiliary particles. The light emitting particles generate light by colliding with the electrons emitted from the carbon nanotube unit, and the light emitting auxiliary particles are dispersed and disposed around the light emitting particles to change the path of the light.
상기 발광 보조입자는 상기 광의 파장보다 작은 직경을 가질 수 있다. 여기서, 상기 광은 청색광을 포함한다고 할 때, 상기 발광 보조입자는 상기 청색광의 파장보다 작은 직경을 가질 수 있다. 반면, 상기 발광입자는 상기 광의 파장보다 큰 직경을 가질 수 있다.The emission auxiliary particles may have a diameter smaller than the wavelength of the light. Herein, when the light includes blue light, the emission auxiliary particles may have a diameter smaller than the wavelength of the blue light. On the other hand, the light emitting particles may have a diameter larger than the wavelength of the light.
상기 발광 보조입자는 상기 광을 반사시킬 수 있는 광반사 물질을 포함할 수 있고, 상기 광반사 물질은 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The light emission auxiliary particles may include a light reflection material capable of reflecting the light, and the light reflection material may include at least one of aluminum (Al) and silver (Ag).
상기 탄소 나노튜브부는 나노튜브 베이스층 및 탄소 나노튜브 돌기들을 포함할 수 있다. 상기 나노튜브 베이스층은 상기 제1 전극층 상에 형성되고, 상기 탄소 나노튜브 돌기들은 상기 나노튜브 베이스층에서 상기 제2 기판 측으로 돌출되어 상기 전자를 방출한다.The carbon nanotube unit may include a nanotube base layer and carbon nanotube protrusions. The nanotube base layer is formed on the first electrode layer, and the carbon nanotube protrusions protrude from the nanotube base layer toward the second substrate to emit the electrons.
한편, 상기 광발생장치는 상기 탄소 나노튜브 돌기들과 인접하게 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 배치되어, 상기 탄소 나노튜브 돌기들로부터 상기 전자가 방출되도록 유도하는 게이트 전극을 더 포함할 수 있다.The photogenerator may further include a gate electrode disposed between the first and second electrodes adjacent to the carbon nanotube protrusions to induce the electrons to be emitted from the carbon nanotube protrusions. have.
상기 제1 및 제2 전극층들 사이에는 제1 구동전압이 인가되고, 상기 제1 전극층 및 상기 게이트 전극 사이에는 제2 구동전압이 인가될 수 있다. 이때, 상기 제2 구동전압은 상기 제1 구동전압보다 작을 수 있다.A first driving voltage may be applied between the first and second electrode layers, and a second driving voltage may be applied between the first electrode layer and the gate electrode. In this case, the second driving voltage may be smaller than the first driving voltage.
상기 게이트 전극은 복수개가 서로 이격되어 상기 나노튜브 베이스층 상부에 배치될 수 있고, 상기 탄소 나노튜브 돌기들은 상기 게이트 전극들 사이에 각각 동일한 면적으로 배치될 수 있다.The gate electrodes may be disposed on the nanotube base layer spaced apart from each other, and the carbon nanotube protrusions may be disposed on the same area between the gate electrodes.
또한, 상기 광발생장치는 상기 게이트 전극들 및 상기 나노튜브 베이스층 사이에 개재되어, 상기 게이트 전극들을 지지하는 복수의 절연 지지부들을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 절연 지지부의 높이는 상기 탄소 나노튜브 돌기의 높이와 같거나 높을 수 있다.In addition, the photo-generation device may further include a plurality of insulating supports interposed between the gate electrodes and the nanotube base layer to support the gate electrodes. Here, the height of the insulating support may be equal to or higher than the height of the carbon nanotube protrusions.
또한, 상기 광발생장치는 상기 게이트 전극들 상에 각각 형성되어 상기 발광층에서 발생되어 상기 제1 기판 측으로 향하는 광을 반사시키는 복수의 광반사부들을 더 포함할 수 있다.The light generating device may further include a plurality of light reflecting parts formed on the gate electrodes to reflect light generated in the light emitting layer toward the first substrate.
또한, 상기 광발생장치는 상기 제1 및 제2 기판들을 서로 결합시키면서 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 방전공간을 형성하는 스페이서부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 방전공간은 진공 상태 또는 비진공 상태일 수 있다.In addition, the photo-generation device may further include a spacer unit which couples the first and second substrates together to form a discharge space between the first and second substrates. In this case, the discharge space may be in a vacuum state or a non-vacuum state.
한편, 상기 발광층은 상기 탄소 나노튜브부의 상면과 접촉하여 배치될 수 있다.On the other hand, the light emitting layer may be disposed in contact with the upper surface of the carbon nanotube portion.
이와 같은 광발생장치에 따르면, 탄소 나노튜브부에서 방출된 전자가 발광층의 발광입자들과 충돌하여 광을 발생시키고, 이렇게 발생된 광은 상기 발광입자들 주위에 분산되어 있는 발광 보조입자들에 의해 광의 경로가 변경되어 광발생장치의 상부로 출사된다. 그로 인해, 상기 발광입자들에서 발생된 광의 효율이 증가되어 상기 광발생장치의 휘도를 증가시킬 수도 있다.According to such a light generating device, electrons emitted from the carbon nanotube part collide with the light emitting particles of the light emitting layer to generate light, and the light generated by the light emitting auxiliary particles dispersed around the light emitting particles. The path of light is changed and emitted to the top of the light generating device. Therefore, the efficiency of the light generated from the light emitting particles may be increased to increase the brightness of the light generating device.
또한, 상기 광발생장치의 휘도가 증가됨에 따라, 상기 탄소 나노튜브부에서 전자를 방출시키기 위해 필요한 구동전압의 크기를 감소시킬 수 있고, 그 결과 상기 광발생장치의 수명이 보다 증가될 수 있다.In addition, as the brightness of the light generating device is increased, the driving voltage required to emit electrons from the carbon nanotube part may be reduced, and as a result, the life of the light generating device may be further increased.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.
도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions has been exaggerated for clarity of the invention, and each device may have a variety of additional devices not described herein. When (layer) is mentioned as being located on another film (layer) or substrate, an additional film (layer) may be formed directly on or between the other film (layer) or substrate.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<실시예 1><Example 1>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a light generating device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 광발생장치는 제1 기판부(100), 상기 제1 기판부(200)와 대향하는 제2 기판부(200), 및 상기 제1 기판부(100)와 상기 제2 기판부(200) 사이에 개재된 스페이서부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the light generating apparatus according to the present embodiment includes a
상기 제1 기판부(100)는 제1 기판(110), 제1 전극층(120) 및 탄소 나노튜브부(130)를 포함한다.The
상기 제1 기판(110)은 일례로, 플레이트 형상을 갖는다. 상기 제1 기판(110)은 절연성을 갖는 것이 바람직하며, 유리기판, 석영기판 또는 플라스틱 기판 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 상기 제1 기판(110)이 상기 플라스틱 기판일 경우, 플렉시블한(flexible) 성질을 가질 수 있다.The
상기 제1 전극층(120)은 상기 제1 기판(110)의 일면 상에 형성된다. 상기 제1 전극층(120)은 투명한 성질을 갖는 도전성 물질로 이루어질 수 있지만, 불투명한 금속 물질로도 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극층(120)이 투명한 성질을 가질 경우, 상기 광발생장치는 상기 제1 기판부(100) 측으로도 광을 출사시킴에 따라 양면 또는 후면 발광장치로 이용될 수 있다. 반면, 상기 제1 전극층(120)이 불투명한 성질을 가질 경우, 상기 광발생장치는 상기 제2 기판부(200) 측으로만 광을 출사시킴에 따라 전면 발광장치로만 이용될 수 있다.The
상기 탄소 나노튜브부(130)는 상기 제1 금속층(120) 상에 형성된다. 상기 탄소 나노튜브부(130)는 예를 들어, 나노튜브 베이스층(132) 및 복수의 탄소 나노튜브 돌기들(134)을 포함할 수 있다.The
상기 나노튜브 베이스층(132)은 상기 제1 금속층(120) 상에 형성된다. 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)은 상기 나노튜브 베이스층(132)에서 상기 제2 기판부(200) 측으로 소정의 높이로 돌출된다.The
상기 나노튜브 베이스층(132)은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)이 성장하기 위한 베이스층으로서의 역할을 수행한다. 예를 들어, 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)은 약 600도 ~ 약 900도의 온도범위에서 탄화수소가 인가된 상태에서, 상기 나노튜브 베이스층(132)의 표면으로부터 성장되어 형성될 수 있다. 상기 나노튜브 베이스층(132)은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)을 성장시키기 위해 필요한 촉매 전이금속이 증착되어 형성될 수 있다.The
상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)은 낮은 전계에도 쉽게 전자(electron)를 방 출시키는 성질을 갖는다. 예를 들어, 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 직경은 약 1.0 nm ~ 수십 nm의 범위를 가질 수 있고, 전자방출이 되는 임계 전계(turn-on-field)가 약 1 V/um ~ 약 5 V/um의 범위를 가질 수 있다.The
한편, 상기 제1 기판(110) 및 상기 제1 금속층(120) 사이와 상기 제1 금속층(120) 및 상기 탄소 나노튜브부(130) 사이에 각각 제1 및 제2 하부 절연층들(미도시)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, first and second lower insulating layers (not shown) between the
이어서, 상기 제2 기판부(200)는 제2 기판(210), 제2 전극층(220) 및 발광층(230)을 포함한다.Subsequently, the
상기 제2 기판(210)은 상기 제1 기판부(100)와 이격되어 대향하도록 배치된다. 상기 제2 기판(210)은 일례로, 플레이트 형상을 갖는다. 상기 제2 기판(210)은 절연성을 갖는 것이 바람직하며, 유리기판, 석영기판 또는 플라스틱 기판 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 상기 제2 기판(210)이 상기 플라스틱 기판일 경우, 플렉시블한(flexible) 성질을 가질 수 있다.The
상기 제2 전극층(220)은 상기 제1 기판부(100)와 마주보는 상기 제2 기판(210)의 일면 상에 형성된다. 상기 제2 전극층(220)은 투명한 성질을 갖는 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그 결과, 상기 광발생장치는 상기 제2 전극층(220)을 통해 상부로 광을 출사시킬 수 있다.The
상기 발광층(230)은 상기 제2 전극층(220) 상에 형성된다. 상기 발광층(230)은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)에서 방출된 전자와 충돌에 의해서 여기되고, 여기된 상기 발광층(230)은 다시 바닥 상태로 복귀하면서 특정한 에너지 밴 드갭만큼의 파장을 갖는 광을 발생시킨다.The
상기 발광층(230)은 일반적으로 백색광을 발생시킬 수 있지만, 적색광, 녹색광 및 청색광 등의 3색광을 발생시킬 수도 있다. 즉, 상기 발광층(230)은 적색광을 발생시키는 적색 발광층(미도시), 녹색광을 발생시키는 녹색 발광층(미도시) 및 청색광을 발생시키는 청색 발광층(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 발광층(230)의 구성물질 및 발광원리에 대하서는 별도의 도면을 이용하여 추후에 설명하도록 하겠다.The
한편, 상기 제2 기판(210) 및 상기 제2 금속층(220) 사이와 상기 제2 금속층(220) 및 상기 발광층(230) 사이에 각각 제1 및 제2 상부 절연층들(미도시)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, first and second upper insulating layers (not shown) are further disposed between the
이어서, 상기 스페이서부(300)는 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200) 사이에 배치된다. 상기 스페이서부(300)는 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200)을 서로 결합시키면서 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200) 사이에 방전공간을 형성할 수 있다.Subsequently, the
상기 스페이서부(300)는 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200) 사이의 가장자리를 따라 형성되어 상기 방전공간을 외부로부터 완전하게 밀봉할 수도 있다. 여기서, 상기 방전공간은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)에서 전자들이 쉽게 방출되도록 진공 상태로 존재하는 것이 바람직하지만, 어느 정도의 기압을 가질 수도 있다.The
한편, 상기 광발생장치가 광을 발생시키는 과정을 간단하게 설명하면, 우선 상기 제1 전극층(120) 및 상기 제2 전극층(220) 사이에 제1 구동전압(V1)을 인가한다. 이때, 상기 제1 전극층(120)은 음극, 즉 캐소드(cathod)의 역할을 수행하고, 상기 제2 전극층(220)은 양극, 즉 애노드(anode)의 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, the process of generating light by the photo-generation device will be briefly described. First, a first driving voltage V1 is applied between the
상기 제1 및 제2 전극층들(120, 220) 사이에 상기 제1 구동전압(V1)이 인가되면, 상기 제1 및 제2 전극층들(120, 220) 사이에 전기장이 형성되고, 이렇게 형성된 전기장은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 끝단으로부터 전자를 방출시켜 상기 발광층(230)으로 유도한다. 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)에서 방출된 상기 전자가 상기 전기장에 의해 상기 발광층(230)과 출돌하면 상기 발광층(230)을 여기시키고, 여기된 상기 발광층(230)은 바닥 상태로 복귀하면서 광을 발생시킨다.When the first driving voltage V1 is applied between the first and second electrode layers 120 and 220, an electric field is formed between the first and second electrode layers 120 and 220, and the electric field thus formed. Silver emits electrons from the ends of the
도 2는 도 1의 'A' 부분를 확대해서 도시한 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of portion 'A' of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 상기 발광층(230)은 복수의 발광입자들(232) 및 복수의 발광 보조입자들(234)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
상기 발광입자들(232)은 전공과 전자의 재결합 과정에서의 에너지에 의해 광을 발생시키는 물질, 즉 형광물질이다. 예를 들어, 상기 발광입자들(232)은 유기 화합물로 이루어질 수 있고, 이때 상기 유기 화합물의 성분에 따라 상기 발광입자들로부터 발생되는 광의 색깔이 달라질 수 있다.The
상기 발광입자들(232) 각각의 직경은 상기 발광입자들(232)에서 발생되는 광의 파장보다 큰 것이 바람직하고, 예를 들어 10um ~ 100um의 범위를 가질 수 있다.The diameter of each of the
상기 발광 보조입자들(234)은 상기 발광입자들(232) 주위에 분산되어 배치된다. 상기 발광 보조입자들(234) 각각의 직경은 상기 발광입자들(232)에서 발생되 는 광의 파장보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 광에 청색광이 포함된다고 할 때, 상기 발광 보조입자들(234) 각각은 상기 청색광의 파장보다 작은 직경을 갖는 것이 바람직하다.The emission
한편, 상기 발광 보조입자들(234) 각각은 상기 광을 반사시킬 수 있는 광반사 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광반사 물질은 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, each of the emission
도 3은 도 2에서 광의 경로가 변경되는 과정을 개념적으로 설명한 도면이다.3 is a view conceptually illustrating a process of changing the path of light in FIG.
도 3을 참조하여 상기 광발생장치의 휘도가 증가되는 원리를 간단하게 설명하겠다.Referring to FIG. 3, the principle of increasing the brightness of the light generating device will be described briefly.
우선, 상기 발광입자들(232)은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)에서 방출된 전자와 충돌하여 여기되고, 그 결과 광을 외부로 발생시킨다. 이때, 상기 발광입자들(232)에서 발생되는 광은 모든 방향으로 방출된다. 따라서, 상기 발광입자들(232)에서 발생되는 광을 상하좌우에 따라 구분하면, 상기 발광입자들(232)은 제1 내지 제4 광들(L1, L2, L3, L4)을 발생시킨다. 이때, 상기 제1 내지 제4 광들(L1, L2, L3, L4) 중 상기 제1 광(L1)만이 상기 광발생장치의 전면으로 출사되므로, 나머지 광들은 상기 광발생장치의 휘도에 기여하지 못하고 인접한 발광입자들(232) 등에 흡수되어 없어진다.First, the
그러나, 본 실시예에 따르면, 상기 발광 보조입자들(234)은 상기 발광입자들(232) 주위에 분산되어 배치되어, 상기 광발생장치의 휘도에 기여하지 못하는 광의 경로를 변경시켜 상기 휘도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 보조입 자들(234)은 상기 제3 광(L3) 또는 상기 제4 광(L4)을 산란, 반사, 회절시켜 상기 광발생장치의 전면으로 진행되는 반사광(RL)으로 변경시킨다. 그 결과, 상기 제1 광(L1)과 상기 반사광(RL)의 합에 의해 상기 광발생장치의 전면 휘도가 증가된다.However, according to the present embodiment, the light emission
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 발광입자들(232) 주위에 분산되어 있는 상기 발광 보조입자들(234)에 의해 광의 경로가 변경되어 상기 광발생장치의 상부로 출사됨에 따라, 상기 발광입자들(232)에서 발생된 광의 효율이 증가되어 상기 광발생장치의 휘도를 증가시킬 수도 있다.As such, according to the present exemplary embodiment, the light path is changed by the light emission
또한, 상기 광발생장치의 휘도가 증가됨에 따라, 상기 탄소 나노튜브부(130)에서 전자를 방출시키기 위해 필요한 구동전압의 크기를 감소시킬 수 있고, 그 결과 상기 광발생장치의 수명이 보다 증가될 수 있다.In addition, as the brightness of the light generating device is increased, the driving voltage required to emit electrons from the
<실시예 2><Example 2>
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a light generating device according to a second embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 광발생장치는 절연 지지부(140) 및 게이트 전극(150)을 제외하면 도 1 내지 도 3에 의해 설명한 상기 제1 실시예의 광발생장치와 실질적으로 동일하므로, 상기 절연 지지부(140) 및 상기 게이트 전극(150)을 제외한 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 하고, 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하겠다.Since the light generating device according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the light generating device of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3 except for the insulating
도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판부(100)는 복수의 절연 지지부들(140) 및 복수의 게이트 전극들(150)을 더 포함한다.Referring to FIG. 4, the
상기 절연 지지부들(140)은 상기 나노튜브 베이스층(132) 상에 형성되며, 서로 동일한 간격으로 이격되어 형성되는 것이 바람직하다. 그 결과, 상기 탄소 나노튜브 돌기들(234)은 상기 절연 지지부들(140) 사이에 각각 동일한 면적으로 배치될 수 있다.The insulating
상기 게이트 전극들(150)은 상기 절연 지지부들(140) 상에 각각 형성된다. 그 결과, 상기 게이트 전극들(150)도 상기 탄소 나노튜브 돌기들(234)을 동일한 면적으로 구분시킬 수 있다. 여기서, 상기 게이트 전극들(150)은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)로부터 전자가 쉽게 방출되도록 유도하는 기능을 수행한다. The
상기 절연 지지부들(140) 각각의 높이는 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 높이와 같거나 높을 수 있다. 특히, 상기 절연 지지부들(140) 각각은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 높이와 거의 유사한 높이를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 절연 지지부들(140) 각각이 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 높이와 거의 같은 높이를 가질 경우, 상기 게이트 전극들(150)은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(234)과 보다 인접하게 배치될 수 있고, 그로 인해 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)로부터 전자가 보다 쉽게 방출되도록 유도할 수 있다.The height of each of the insulating
한편, 상기 제1 전극층(120)과 상기 게이트 전극들(150) 사이에는 제2 구동전압(V2)이 인가될 수 있다. 그 결과, 상기 제1 전극층(120) 및 상기 게이트 전극들(150) 사이에는 전자방출 유도전기장이 형성되고, 상기 전자방출 유도전기장은 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 끝단으로부터 전자를 방출시킬 수 있다. 여기서, 상기 제2 구동전압(V2)은 상기 제1 및 제2 전극층들(120, 220) 사이에 인가되 는 상기 제1 구동전압(V1)보다 낮은 전압을 가질 수 있다.Meanwhile, a second driving voltage V2 may be applied between the
이와 같이 본 실시예에, 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)과 인접하게 배치된 상기 게이트 전극들(150)이 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)로부터의 전자방출을 유도함에 따라, 상대적으로 낮은 구동전압에서도 보다 쉽게 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)로부터 전자를 방출시킬 수 있다.As such, in the present embodiment, as the
<실시예 3><Example 3>
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a light generating device according to a third embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 광발생장치는 광반사부(160)를 제외하면 도 5를 통해 설명한 상기 제2 실시예의 광발생장치와 실질적으로 동일하므로, 상기 광반사부(160)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 하고, 상기 제2 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하겠다.Since the light generating apparatus according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the light generating apparatus of the second embodiment described with reference to FIG. 5 except for the
도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판부(100)는 상기 게이트 전극들(150) 상에 각각 형성된 복수의 광반사부들(160)을 더 포함한다.Referring to FIG. 5, the
상기 광반사부들(160)은 상기 게이트 전극들(150) 상에 각각 형성되어, 상기 발광층(130)에서 발생되어 상기 제1 기판부(100) 측으로 향하는 광을 반사시킨다. 상기 광반사부들(160)은 광을 반사시킬 수 있는 금속 물질, 예를 들어 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있다.The
한편, 본 실시예에서 상기 광반사부들(160)을 생략하는 대신에, 상기 게이트 전극들(150)이 광을 반사시킬 수 있는 금속 물질로 이루어질 수도 있다.Meanwhile, instead of omitting the
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 게이트 전극들(150) 상에 각각 형성된 상기 광발생부들(160)에 의해 상기 발광층(130)에서 발생되어 상기 제1 기판부(100) 측으로 향하는 광을 반사시킴에 따라, 상기 광발생장치에서의 휘도가 보다 더 증가될 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, the
<실시예 4><Example 4>
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.6 is a sectional view showing a light generating device according to a fourth embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 광발생장치는 제1 및 제2 기판부들(100, 200)이 서로 접촉하여 있는 것을 제외하면 도 1 내지 도 3에 의해 설명한 상기 제1 실시예의 광발생장치와 실질적으로 동일하므로, 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200) 이외에 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 하고, 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하겠다.Since the light generating device according to the present embodiment is substantially the same as the light generating device of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3 except that the first and
도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 제2 기판부(200)는 상기 제1 기판부(100)와 접촉한다. 구체적으로, 상기 제1 기판부(100)와 마주보는 상기 발광층(230)의 하면이 상기 탄소 나노튜브부(130)의 상면, 즉 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 상면과 접촉한다.Referring to FIG. 6, the
한편, 상기 발광층(230)의 하면이 상기 탄소 나노튜브 돌기들(134)의 상면과 접촉하는 것이 아닌 상기 발광층(230)이 상기 탄소 나노튜드 돌기들(134)을 덮도록 상부에 형성될 수도 있다.Meanwhile, the lower surface of the
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200)이 서로 접촉하여 배치됨에 따라, 상기 제1 및 제2 기판부들(100, 200) 사이에 형성되는 공간을 최소화하거나 제거할 수 있다. 그 결과, 상기 광발생장치의 부피, 즉 두께가 더욱 감소될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 기판부들(100, 200)을 서로 접촉시킬 수 있는 이유는 상기 발광 보조입자들(234)에 의해 광의 이용 효율이 증가될 수 있기 때문이다.As such, according to the present exemplary embodiment, as the first and
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a light generating device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 'A' 부분를 확대해서 도시한 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of portion 'A' of FIG. 1.
도 3은 도 2에서 광의 경로가 변경되는 과정을 개념적으로 설명한 도면이다.3 is a view conceptually illustrating a process of changing the path of light in FIG.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a light generating device according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a light generating device according to a third embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광발생장치를 도시한 단면도이다.6 is a sectional view showing a light generating device according to a fourth embodiment of the present invention.
<주요 도면번호에 대한 간단한 설명><Short Description of Main Drawing Numbers>
100 : 제1 기판부 110 : 제1 기판100: first substrate portion 110: first substrate
120 : 제1 전극층 130 : 탄소 나노튜브부120: first electrode layer 130: carbon nanotube portion
132 : 나노튜브 베이스층 134 : 탄소 나노튜브 돌기132: nanotube base layer 134: carbon nanotube protrusion
140 : 절연 지지부 150 : 게이트 전극140: insulating support 150: gate electrode
160 : 광반사부 200 : 제2 기판부160: light reflection portion 200: second substrate portion
210 : 제2 기판 220 : 제2 전극층210: second substrate 220: second electrode layer
230 : 발광층 232 : 발광입자230: light emitting layer 232: light emitting particles
234 : 발광 보조입자 300 : 스페이서부234: light emitting auxiliary particles 300: spacer
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