KR100814849B1

KR100814849B1 - 발광 장치, 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법 및 이발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치

Info

Publication number: KR100814849B1
Application number: KR1020060082219A
Authority: KR
Inventors: 류경선
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-20
Also published as: KR20080021191A

Abstract

본 발명은 전계 방출 특성을 이용하여 빛을 내는 발광 장치와 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 발광 장치는 서로 대향 배치되며 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극들과, 절연층을 사이에 두고 제1 전극들 위에서 제1 전극들과 교차하는 방향을 따라 형성되며 이종(異種) 금속층의 적층 구조로 이루어지는 제2 전극들과, 제1 전극들과 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 절연층 윗면 전체에 형성되며 제1 기판의 두께 방향을 따라 비저항 구배를 가지는 저항층과, 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층과, 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함한다.

백라이트유닛, 저항층, 전자방출부, 캐소드전극, 게이트전극, 형광층, 애노드전극

Description

발광 장치, 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치 {LIGHT EMITTING DEVICE, MANUFACTURING METHOD OF ELECTRON EMISSION UNIT FOR LIGHT EMITTING DEVICE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH THE LIGHT EMITTING DEVICE AS BACK LIGHT UNIT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 절개 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 제조 단계에서의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 분해 사시도이다.

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전계에 의한 전자 방출 특성을 이용하여 빛을 내는 발광 장치와 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치에 관한 것이다.

최근들어 평판 표시장치의 한 종류인 액정 표시장치가 음극선관을 대체하여 널리 사용되고 있다. 액정 표시장치는 인가 전압에 따라 비틀림각이 변화하는 액정의 유전 이방성을 이용하여 화소별로 광 투과량을 변화시키는 특징을 가진다.

이러한 액정 표시장치는 기본적으로 액정 패널 조립체와, 액정 패널 조립체로 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하며, 액정 패널 조립체가 백라이트 유닛에서 방출되는 빛을 제공받아 이 빛을 액정층의 작용으로 투과 또는 차단시킴으로써 소정의 화상을 구현한다.

백라이트 유닛은 광원의 종류에 따라 구분할 수 있는데, 그 중 하나로 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL, 이하 'CCFL'이라 한다) 방식이 공지되어 있다. CCFL은 선 광원이므로 CCFL에서 발생된 빛을 확산 시트와 확산판 및 프리즘 시트와 같은 광학 부재를 통해 액정 패널 조립체를 향해 고르게 분산시킬 수 있다.

그러나 CCFL 방식에서는 CCFL에서 발생된 빛이 다수의 광학 부재를 거치게 되므로 상당한 광 손실이 발생하며, 이러한 광 손실을 고려하여 CCFL에서 강한 세기의 빛을 방출해야 하므로 소비 전력이 큰 단점이 있다. 또한 CCFL 방식은 구조상 대면적화가 어렵기 때문에 30인치 이상의 대형 표시장치에 적용이 어려운 한계가 있다.

그리고 종래의 백라이트 유닛으로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED, 이하 'LED'라 한다) 방식이 공지되어 있다. LED는 점 광원으로서 통상 복수개 로 구비되며, 반사 시트, 도광판, 확산 시트, 확산판 및 프리즘 시트 등의 광학 부재와 조합됨으로써 백라이트 유닛을 구성한다. 이러한 LED 방식은 응답 속도가 빠르고 색재현성이 우수한 장점이 있으나, 가격이 높고 두께가 큰 단점이 있다.

이에 따라, 최근들어 CCFL 방식과 LED 방식을 대체할 백라이트 유닛으로서 전계에 의한 전자 방출 특성을 이용하여 빛을 내는 전계 방출형(field emission type) 백라이트 유닛이 제안되고 있다. 전계 방출형 백라이트 유닛은 면 광원으로서 소비 전력이 낮고 대형화에 유리하며 다수의 광학 부재를 필요로 하지 않는 장점이 있다.

그런데 종래의 전계 방출형 백라이트 유닛에서는 발광 세기를 높이기 위해 애노드 전극에 고전압을 인가할수록 진공 용기 내부에 아킹이 발생하게 된다. 아킹은 진공 용기 내부의 불순 가스와 부도체 표면의 전하 차징 등에 기인하며, 내부 구조물을 손상시켜 제품 불량을 유발한다. 이와 같이 종래의 전계 방출형 백라이트 유닛은 아킹 발생을 고려하여 애노드 전압을 높일 수 없으므로 고휘도 구현이 어려운 단점이 있다.

이처럼 종래의 백라이트 유닛은 광원의 종류에 따라 각자의 문제점을 가지고 있다. 또한, 종래의 백라이트 유닛은 액정 표시장치 구동시 발광면 전체가 일정한 휘도로 발광하므로 액정 표시장치에 요구되는 화질 개선에 부합하기 어려운 문제가 있다.

일례로 액정 패널 조립체가 영상 신호에 따라 휘도가 높은 부분과 휘도가 낮은 부분을 포함하는 임의의 화면을 표시하는 경우, 백라이트 유닛이 휘도가 높은 부분과 휘도가 낮은 부분에 서로 다른 세기의 빛을 제공한다면 동적 대비비(dynamic contrast)가 우수한 화면을 구현할 수 있을 것이다.

그러나 지금까지의 백라이트 유닛으로는 전술한 기능을 구현할 수 없으므로 종래의 액정 표시장치는 화면의 동적 대비비를 높이는데 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 진공 용기 내부의 아킹 발생을 억제하고 애노드 전압을 높여 발광 세기를 올릴 수 있는 발광 장치와 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 발광면을 복수개 영역으로 분할하고 분할된 영역별로 서로 다른 세기의 빛을 방출할 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하여 화면의 동적 대비비를 높일 수 있는 액정 표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

서로 대향 배치되며 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극들과, 절연층을 사이에 두고 제1 전극들 위에서 제1 전극들과 교차하는 방향을 따라 형성되며 이종(異種) 금속층의 적층 구조로 이루어지는 제2 전극들과, 제1 전극들과 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 절연층 윗면 전체에 형성되며 제1 기판의 두께 방향을 따라 비저항 구배를 가지는 저항층과, 제2 기판의 일면에 형성 되는 형광층과, 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함하는 발광 장치를 제공한다.

상기 제2 전극은 제1 금속층 및 제1 금속층 위에 형성되는 제2 금속층을 포함하며, 제1 금속층은 알루미늄, 은, 알루미늄 합금 및 은 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 포함할 수 있고, 제2 금속층은 몰리브덴과 몰리브덴 합금 중 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다.

상기 저항층의 비저항은 저항층 윗면에서부터 제1 기판을 향해 점진적으로 높아지며, 저항층은 10⁶ 내지 10¹²Ωcm의 비저항을 가질 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

제1 기판 위에 제1 기판의 일 방향을 따라 제1 전극들을 형성하고, 제1 전극들 위로 제1 기판 전체에 절연층을 형성하고, 절연층 위에 제1 금속층과 제2 금속층을 차례로 형성하고, 제2 금속층을 제1 전극들과 교차하는 방향을 따라 패터닝하고, 열처리 공정을 통해 제1 금속층의 금속 물질을 절연층 내부로 소정 두께 확산시켜 저항층을 형성하고, 제1 금속층을 제2 금속층과 동일한 모양으로 패터닝하여 제1 금속층과 제2 금속층으로 이루어진 제2 전극들을 형성하는 단계를 포함하는 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법을 제공한다.

상기 열처리 공정은 불활성 가스 분위기에서 350 내지 500℃ 온도 조건으로 진행할 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

전술한 구조의 발광 장치와, 발광 장치의 전방에 위치하여 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체를 포함하는 액정 표시장치를 제공한다. 이때 액정 패널 조립체는 제1 화소들을 형성하고, 발광 장치는 제1 화소들보다 작은 개수의 제2 화소들을 형성한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 절개 사시도와 부분 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(10)는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(12)과 제2 기판(14)을 포함한다. 제1 기판(12)과 제2 기판(14)의 가장자리에는 밀봉 부재(16)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10^-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 및 밀봉 부재(16)가 진공 용기를 구성한다.

제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 밀봉 부재(16) 내측에 위치하는 영역을 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구분지을 수 있다. 제1 기판(12)의 유효 영역에는 전자 방출을 위한 전자 방출 유 닛(18)이 제공되고, 제2 기판(14)의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(20)이 제공된다.

전자 방출 유닛(18)은 절연층(24)과 저항층(26)을 사이에 두고 서로 교차하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제1 전극들(22) 및 제2 전극들(28)과, 제1 전극들(22)과 제2 전극들(28) 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들(30)을 포함한다.

전자 방출부(30)가 제1 전극(22)에 형성되는 경우, 제1 전극(22)이 전자 방출부(30)에 전류를 공급하는 캐소드 전극이 되고, 제2 전극(28)이 캐소드 전극과의 전압 차에 의해 전계를 형성하여 전자 방출을 유도하는 게이트 전극이 된다. 반대로 전자 방출부(30)가 제2 전극(28)에 형성되는 경우, 제2 전극(28)이 캐소드 전극이 되고, 제1 전극(22)이 게이트 전극이 된다.

제1 전극(22)과 제2 전극(28) 가운데 주로 발광 장치(10)의 행 방향을 따라 위치하는 전극이 주사 전극으로 기능하고, 발광 장치(10)의 열 방향을 따라 위치하는 전극이 데이터 전극으로 기능한다.

도면에서는 전자 방출부(30)가 제1 전극(22)에 형성되고, 제1 전극들(22)이 발광 장치(10)의 열 방향(도면의 y축 방향)을 따라 위치하며, 제2 전극들(28)이 발광 장치(10)의 행 방향(도면의 x축 방향)을 따라 위치하는 경우를 도시하였다. 전자 방출부(30)의 위치와 제1 전극들(22) 및 제2 전극들(28)의 배열 방향은 전술한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.

상기 제1 전극(22)과 제2 전극(28)의 교차 영역마다 제2 전극(28)과 저항 층(26) 및 절연층(24)에 개구부(32)가 형성되어 제1 전극(22)의 표면 일부를 노출시키며, 개구부(32) 내측으로 제1 전극(22) 위에 전자 방출부(30)가 위치한다.

전자 방출부(30)는 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(30)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, C₆₀, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있으며, 그 제조법으로 스크린 인쇄, 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.

다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.

전술한 구조에서 제1 전극(22)과 제2 전극(28)의 교차 영역 하나가 발광 장치(10)의 한 화소 영역에 대응하거나, 2개 이상의 교차 영역이 발광 장치(10)의 한 화소 영역에 대응할 수 있다. 두 번째 경우, 하나의 화소 영역에 위치하는 2개 이상의 제1 전극들(22) 및/또는 2개 이상의 제2 전극들(28)은 서로 전기적으로 연결되어 동일한 구동 전압을 인가받는다.

본 실시예에서 제2 전극(28)은 이종(異種) 금속의 적층 구조로 이루어진다. 즉 제2 전극(28)은 제1 금속층(281)과, 제1 금속층(281) 위에 배치되며 제1 금속층(281)과 다른 금속으로 형성되는 제2 금속층(282)으로 이루어진다.

제1 금속층(281)은 고온 분위기에서 제1 금속층(281)과 접촉하는 절연 물질 내부로 금속 물질을 용이하게 확산시킬 수 있는 물질로 형성되며, 일례로 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄 합금 및 은 합금으로 이루어진 군에서 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2 금속층(282)은 제1 금속층(281)의 무른 성질을 보완할 수 있는 견고한 금속 물질로 형성되며, 일례로 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금으로 형성될 수 있다.

제1 금속층(281)과 제2 금속층(282)의 구성 물질은 전술한 예에 한정되지 않으며, 다른 금속 물질로 다양하게 변경 가능하다.

저항층(26)은 절연층(24) 표면이 제2 기판(14)을 향해 노출되지 않도록 절연층(24) 위에서 일정한 두께로 형성된다. 저항층(26)은 절연층(24)보다 비저항이 낮은 층으로서 대략 10⁶ 내지 10¹²Ωcm의 비저항을 가지며, 그 표면에 전하가 쌓이지 않는 대전 방지 기능을 구현한다. 이때 저항층(26)은 고저항체이므로 서로 이웃한 제2 전극들(28)이 저항층(26)을 통해 통전되는 일은 발생하지 않는다.

본 실시예에서 저항층(26)은 절연층(24) 일부에 금속 물질을 확산시키는 방법을 통해 형성된다. 따라서 저항층(26)은 금속 물질의 확산 방향을 따라 비저항이 변화하는 비저항 구배를 나타낸다. 저항층(26)의 형성 방법은 후술하는 전자 방출 유닛 제조 방법에서 상세하게 설명한다.

다음으로, 발광 유닛(20)은 형광층(34)과, 형광층(34)의 일면에 위치하는 애노드 전극(36)을 포함한다.

형광층(34)은 백색 형광층으로 이루어지거나, 적색과 녹색 및 청색 형광층들 이 조합된 구성으로 이루어질 수 있다. 백색 형광층은 제2 기판(14)의 유효 영역 전체에 형성되거나, 화소 영역마다 하나의 백색 형광층이 위치하도록 소정의 패턴으로 구분되어 위치할 수 있다. 적색과 녹색 및 청색 형광층들은 하나의 화소 영역 안에서 소정의 패턴으로 구분되어 위치한다. 도면에서는 제2 기판(14)의 유효 영역 전체에 백색 형광층이 위치하는 경우를 도시하였다.

애노드 전극(36)은 형광층(34) 표면을 덮는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어질 수 있다. 애노드 전극(36)은 전자빔을 끌어당기는 가속 전극으로서 고전압을 인가받아 형광층(34)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(34)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(12)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(14) 측으로 반사시켜 발광면의 휘도를 높인다.

그리고 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(도시하지 않음)이 위치한다.

전술한 구성의 발광 장치(10)는 진공 용기 외부로부터 제1 전극들(22)과 제2 전극들(28)에 소정의 구동 전압을 인가하고, 애노드 전극(36)에 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가하여 구동한다.

그러면 제1 전극(22)과 제2 전극(28)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(30) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출되고, 방출된 전자들이 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(34) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다. 화소별 형광층(34)의 발광 세기는 해당 화소의 전자빔 방출량에 대응한다.

전술한 구동 과정에서, 본 실시예의 발광 장치(10)는 저항층(26)에 의해 절연층(24) 표면이 제2 기판(14)을 향해 노출되지 않음에 따라, 전자 방출 유닛(18) 가운데 제2 전극들(28)로 덮이지 않은 부위가 전하로 차징되는 것을 억제하여 전하 차징에 의한 아킹을 최소화할 수 있다.

따라서 본 실시예의 발광 장치(10)는 종래의 전계 방출형 백라이트 유닛보다 애노드 전극(36)에 높은 전압, 일례로 10kV 이상의 고전압을 인가할 수 있어 발광 세기를 높일 수 있으며, 아킹에 의한 내부 구조물의 손상을 억제하여 제품 불량을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 종래의 전계 방출형 백라이트 유닛보다 큰 간격, 일례로 5 내지 20mm의 간격을 두고 위치할 수 있다. 그리고 애노드 전극(36)은 애노드 전압 인가부(도시하지 않음)를 통해 10kV 이상, 바람직하게 10 내지 15kV 정도의 고전압을 제공받을 수 있다. 본 실시예의 발광 장치(10)는 전술한 구성을 통해 유효 영역 중앙부에서 대략 10,000cd/m² 이상의 최대 휘도를 구현할 수 있다.

다음으로, 도 4a 내지 도 4e를 참고하여 전술한 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법에 대해 설명한다.

도 4a를 참고하면, 제1 기판(12) 위에 도전 물질을 코팅하고 이를 패터닝하여 제1 전극(22)을 형성한다. 이어서 제1 전극(22)을 덮도록 제1 기판(10) 전체에 절연 물질을 도포하여 소정 두께의 절연층(24)을 형성한다. 절연층(24) 형성 방법 으로는 화학기상증착(CVD)법과 스크린 인쇄법 등을 적용할 수 있다.

그리고 절연층(24) 위에 제1 금속층(281)과 제2 금속층(282)을 차례로 형성한다. 전술한 바와 같이 제1 금속층(281)은 고온 분위기에서 절연층(24) 내부로 금속 물질을 용이하게 확산시킬 수 있는 물질, 일례로 알루미늄, 은, 알루미늄 합금 또는 은 합금으로 형성하고, 제2 금속층(282)은 일례로 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 형성한다.

도 4b를 참고하면, 제2 금속층(282)을 제1 전극(22)과 교차하는 방향을 따라 스트라이프 형상으로 패터닝한 다음 제1 기판(12)을 열처리하여 제1 금속층(281)의 금속 물질을 절연층(24) 내부로 확산시킨다. 열처리 공정은 대략 350 내지 500℃ 온도 조건에서 진행할 수 있으며, 제2 금속층(282)의 산화를 억제하기 위해 불활성 가스 분위기에서 진행한다.

도 4c를 참고하면, 전술한 열처리 공정에 의해 금속 물질이 확산된 절연층(24)의 일부가 저항층(26)이 된다. 저항층(26)은 금속 물질의 확산 방향을 따라 그 윗면으로부터 제1 기판(12)을 향해 비저항이 커지는 비저항 구배를 나타낸다. 이때 열처리 공정에서 금속 물질의 확산 거리가 대략 5㎛을 초과하지 않도록 온도와 시간을 적절하게 제어한다.

도 4d를 참고하면, 제1 금속층(281)을 제2 금속층(282)과 같은 형상으로 패터닝하여 제1 금속층(281)과 제2 금속층(282)으로 이루어진 제2 전극(28)을 형성한다.

도 4e를 참고하면, 제1 전극(22)과 제2 전극(28)의 교차 영역마다 제2 전 극(28)과 저항층(26) 및 절연층(24)에 개구부(32)를 형성하고, 개구부(32) 내측으로 제1 전극(22) 위에 전자 방출부(30)를 형성한다.

전자 방출부(30) 형성 방법은, 분말 형태의 전자 방출 물질에 비히클과 바인더 등을 혼합하여 인쇄에 적합한 점도를 갖는 페이스트상 혼합물을 제작하고, 이 혼합물을 개구부(32) 내측에 스크린 인쇄한 다음 건조 및 소성하는 과정으로 이루어질 수 있다. 또한, 전자 방출부(30)의 제조법으로 직접 성장, 스퍼터링 또는 화학기상증착 등을 적용할 수 있다.

도 5는 전술한 구성의 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 분해 사시도이다.

도 5를 참고하면, 본 실시예의 액정 표시장치(50)는 행 방향과 열 방향을 따라 복수의 화소들을 형성하는 액정 패널 조립체(52)와, 액정 패널 조립체(52) 후방에 위치하여 액정 패널 조립체(52)로 빛을 제공하는 발광 장치(10)를 포함한다. 이하, 편의상 발광 장치(10)를 백라이트 유닛으로 명칭한다.

액정 패널 조립체(52)로는 공지된 모든 액정 패널 조립체가 적용될 수 있으며, 액정 패널 조립체(52)와 백라이트 유닛(10) 사이에는 필요에 따라 확산판 또는 확산 시트와 같은 광학 부재(도시하지 않음)가 배치될 수 있다.

본 실시예에서 백라이트 유닛(10)은 행 방향과 열 방향을 따라 액정 패널 조립체(52)보다 작은 수의 화소들을 형성하여 백라이트 유닛(10)의 한 화소가 복수개의 액정 패널 조립체(52) 화소들에 대응하도록 한다. 백라이트 유닛(10)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개의 액정 패널 조립체(52) 화소들 중 가장 높은 계조에 대 응하여 발광할 수 있으며, 백라이트 유닛(10)은 화소별로 2 내지 8비트의 계조를 표현할 수 있다.

편의상 액정 패널 조립체(52)의 화소를 제1 화소라 하고, 백라이트 유닛(10)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 복수의 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.

전술한 백라이트 유닛(10)의 구동은 액정 패널 조립체(52)를 제어하는 신호 제어부(54)가 제1 화소군의 제1 화소들 중 가장 높은 계조를 검출하고, 검출된 계조에 따라 제2 화소 발광에 필요한 계조를 산출하여 이를 디지털 데이터로 변환하고, 이 디지털 데이터를 이용하여 백라이트 유닛(10)의 구동 신호를 생성하는 단계들을 통해 이루어질 수 있다. 따라서 백라이트 유닛(10)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광할 수 있다.

상기 행 방향은 액정 표시장치(50)의 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(52)가 구현하는 화면의 수평 방향(도면의 x축 방향)으로 정의할 수 있고, 열 방향은 액정 표시장치(50)의 다른 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(52)가 구현하는 화면의 수직 방향(도면의 y축 방향)으로 정의할 수 있다.

액정 패널 조립체(52)는 행 방향과 열 방향을 따라 240개 이상의 화소를 형성할 수 있으며, 백라이트 유닛(10)은 행 방향과 열 방향을 따라 2개 내지 99개의 화소를 형성할 수 있다. 행 방향 및 열 방향에 따른 백라이트 유닛(10)의 화소 수가 99개를 초과하면, 백라이트 유닛(10)의 구동이 복잡해지고 구동 회로 제작을 위 한 비용 상승을 초래할 수 있다.

이와 같이 백라이트 유닛(10)은 2×2 내지 99×99의 해상도를 가지는 일종의 자발광 표시 패널이며, 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어하여 각 화소에 대응하는 액정 패널 조립체(52) 화소들에 적절한 세기의 광을 제공한다. 따라서 본 실시예의 액정 표시장치(50)는 화면의 동적 대비비(dynamic contrast)를 높일 수 있으며, 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

본 발명에 의한 발광 장치는 절연층 위에 대전 방지 기능을 가지는 저항층을 형성함에 따라, 전하 차징에 의한 아킹 발생을 최소화한다. 따라서 본 발명에 의한 발광 장치는 제품의 신뢰성과 수명 특성을 높이고, 애노드 전극에 10kV 이상의 고전압을 인가할 수 있어 발광면 휘도를 높일 수 있다.

또한 전술한 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 화면의 동적 대비비를 높여 표시 품질을 향상시키고, 백라이트 유닛의 소비 전력을 줄여 전체 소비 전력을 낮출 수 있으며, 30인치 이상의 대형 표시 장치로 용이하게 제작될 수 있다.

Claims

서로 대향 배치되며 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판과;

상기 제1 기판 위에 상기 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극들과;

절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극들 위에서 상기 제1 전극들과 교차하는 방향을 따라 형성되며 이종(異種) 금속층의 적층 구조로 이루어지는 제2 전극들과;

상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과;

상기 절연층의 윗면 전체에 형성되며 상기 제1 기판의 두께 방향을 따라 상기 제1 기판을 향해 점진적으로 높아지는 비저항 구배를 가지는 저항층과;

상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층; 및

상기 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극

을 포함하는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 각각의 제2 전극이 제1 금속층과, 제1 금속층 위에 형성되는 제2 금속층을 포함하고,

상기 제1 금속층이 알루미늄, 은, 알루미늄 합금 및 은 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 포함하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 금속층이 몰리브덴과 몰리브덴 합금 중 어느 하나의 금속을 포함하는 발광 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 저항층이 10⁶ 내지 10¹²Ωcm의 비저항을 가지는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 전극들과 상기 저항층 및 상기 절연층에 서로 연통하는 개구부가 형성되고,

상기 전자 방출부가 상기 개구부 내측으로 상기 제1 전극 위에 형성되는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 전자 방출부들이 탄소계 물질과 나노미터 사이즈 물질 중 적어도 하나 를 포함하는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 기판과 제2 기판이 5 내지 20mm의 간격을 두고 위치하고,

상기 애노드 전극에 10 내지 15kV의 애노드 전압을 인가하는 애노드 전압 인가부를 더욱 포함하는 발광 장치.
제1 기판 위에 제1 기판의 일 방향을 따라 제1 전극들을 형성하고;

상기 제1 전극들 위로 상기 제1 기판 전체에 절연층을 형성하고;

상기 절연층 위에 제1 금속층과 제2 금속층을 차례로 형성하고;

상기 제2 금속층을 상기 제1 전극들과 교차하는 방향을 따라 패터닝하고;

열처리 공정을 통해 상기 제1 금속층의 금속 물질을 상기 절연층 내부로 소정 두께 확산시켜 저항층을 형성하고;

상기 제1 금속층을 상기 제2 금속층과 동일한 모양으로 패터닝하여 제1 금속층과 제2 금속층으로 이루어진 제2 전극들을 형성하는 단계

를 포함하는 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법.
제9항에 있어서,

상기 제1 금속층을 알루미늄, 은, 알루미늄 합금 및 은 합금으로 이루어진 군에서 선택된 금속으로 형성하고,

상기 제2 금속층을 몰리브덴과 몰리브덴 합금 중 어느 하나의 금속으로 형성하는 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법.
제9항에 있어서,

상기 열처리 공정이 불활성 가스 분위기에서 350 내지 500℃ 온도 조건에서 진행되는 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법.
제9항에 있어서,

상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들의 교차 영역마다 제2 전극들과 상기 저항층 및 상기 절연층에 서로 연통하는 개구부를 형성하고;

상기 개구부 내측으로 상기 제1 전극들 위에 전자 방출부를 형성하는 단계들을 더욱 포함하는 발광 장치의 전자 방출 유닛 제조 방법.
제1항 내지 제3항, 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치; 및

상기 발광 장치의 전방에 위치하여 상기 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체

를 포함하는 액정 표시장치.
제13항에 있어서,

상기 액정 패널 조립체가 행 방향과 열 방향을 따라 복수의 화소들을 형성하 고, 상기 발광 장치가 상기 행 방향과 상기 열 방향을 따라 상기 액정 패널 조립체보다 작은 수의 화소들을 형성하는 액정 표시장치.
제14항에 있어서,

상기 발광 장치가 상기 행 방향과 상기 열 방향을 따라 2개 내지 99개의 화소들을 형성하는 액정 표시장치.