KR20100000195A - 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치 - Google Patents

발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치 Download PDF

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김재명
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정재선
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Abstract

본 실시예에 따른 발광 장치는 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 전자 방출 소자를 구비하여 제1 기판의 일면에 위치하는 전자 방출 유닛과, 제2 기판의 일면에 위치하는 발광 유닛을 포함한다. 전자 방출 소자는 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들과, 제1 전극들 사이에서 제1 전극들과 나란하게 위치하는 제2 전극들과, 제2 전극들을 향한 제1 전극들의 측면에 위치하는 제1 전자 방출부들을 포함한다. 제1 전극들과 제2 전극들은 제1 기판의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 한 방향에 대해 경사지게 위치한다.
캐소드전극, 게이트전극, 전자방출부, 형광층, 애노드전극, 발광장치

Description

발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치 {LIGHT EMISSION DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THE LIGHT EMISSION DEVICE AS LIGHT SOURCE}
본 발명은 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 장치의 내부에 구비되어 형광층을 향해 전자들을 방출하는 전자 방출 소자들에 관한 것이다.
외부에서 볼 때 광이 출사된다는 것을 인식할 수 있는 모든 장치를 발광 장치라 하면, 전면 기판에 애노드 전극과 형광층을 구비하고, 후면 기판에 복수의 전자 방출 소자를 구비한 발광 장치가 공지되어 있다. 전면 기판과 후면 기판은 밀봉 부재에 의해 가장자리가 일체로 접합되고 내부 공간이 배기되어 밀봉 부재와 함께 진공 패널을 구성한다.
일례로 전자 방출 소자는 서로간 거리를 두고 위치하는 캐소드 전극들과, 캐소드 전극들 사이에서 캐소드 전극과 나란하게 위치하는 게이트 전극들과, 게이트 전극을 향한 캐소드 전극의 측면에 형성되는 전자 방출부들로 이루어질 수 있다.
발광 장치는 캐소드 전극들과 게이트 전극들에 소정의 구동 전압을 인가하여 전자 방출부로부터 전자들을 방출시키고, 이 전자들로 형광층을 여기시켜 가시광을 방출시킨다. 발광 장치는 전자 방출 소자별로 전자 방출량을 제어하여 각 전자 방출 소자에 대응하는 화소들의 휘도를 독립적으로 제어한다. 이러한 발광 장치는 액정 표시 패널과 같은 비-자발광형 표시 패널을 구비하는 표시 장치에서 광원으로 사용될 수 있다.
그런데 종래의 발광 장치에서 후면 기판이 대략 사각형상으로 형성되고 캐소드 전극들과 게이트 전극들이 스트라이프 패턴을 가지고 후면 기판의 가로 방향과 세로 방향 중 어느 한 방향을 따라 형성되는 경우, 전자 방출부에서 생성된 전자빔은 상기한 방향과 수직한 방향을 따라 퍼짐 현상을 일으킬 수 있다. 이에 따라서 발광 장치가 작용할 때 형광층 가운데 발광이 일어나지 않는 비발광 영역이 나타나게 된다.
즉, 캐소드 전극들과 게이트 전극들이 후면 기판의 세로 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 경우를 가정하면, 전자 방출부에서 게이트 전극을 향하는 가로 방향으로 전자빔 퍼짐이 발생한다. 이로써 가로 방향을 따라 이웃한 2개의 전자 방출 소자 사이에는 비발광 영역이 나타나지 않지만, 수직 방향을 따라 이웃한 2개의 전자 방출 소자 사이에는 비발광 영역이 나타나게 된다.
이러한 비발광 영역으로 인해 종래의 발광 장치는 낮은 휘도 균일도를 가진다. 따라서 종래의 발광 장치는 진공 패널의 전방, 즉 진공 패널과 표시 패널 사이에 복수의 확산판을 배치하여 발광 장치의 휘도 균일도를 높이고 있다. 그러나 이 경우에는 복수의 확산판으로 인해 광 손실이 발생하여 표시 패널에 도달하는 광량이 저하되므로 발광 장치의 효율(휘도/소비 전력)이 낮아지게 된다.
본 발명은 발광 장치 작용시 형광층 상에 비발광 영역이 나타나지 않도록 하여 휘도 균일도를 높이며, 확산판에 의한 광 손실을 최소화할 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 장치는, 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판의 일면에 위치하며 전자 방출 소자를 구비하는 전자 방출 유닛과, 제2 기판의 일면에 위치하며 가시광을 방출하는 발광 유닛을 포함한다. 전자 방출 소자는 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들과, 제1 전극들 사이에서 제1 전극들과 나란하게 위치하는 제2 전극들과, 제2 전극들을 향한 제1 전극들의 측면에 위치하는 제1 전자 방출부들을 포함한다. 제1 전극들과 제2 전극들은 제1 기판의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 한 방향에 대해 경사지게 위치한다.
발광 장치의 수평 방향과 수직 방향 중 어느 한 방향에 대한 제1 전극들과 제2 전극들의 경사각은 10°내지 80°로 설정될 수 있다.
발광 장치는 제1 전극들의 단부에 위치하여 제1 전극들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부와, 제2 전극들의 단부에 위치하여 제2 전극들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부를 더욱 포함할 수 있다.
제1 연결부는 수평 방향과 나란한 제1 수평부 및 수직 방향과 나란한 제1 수직부를 포함할 수 있다. 제2 연결부는 제1 전극들 및 제2 전극들을 사이에 두고 제 1 수평부에 대향 배치되는 제2 수평부와, 제1 전극들 및 제2 전극들을 사이에 두고 제1 수직부에 대향 배치되는 제2 수직부를 포함할 수 있다.
발광 장치는 전자 방출 소자, 제1 연결부 및 제2 연결부를 복수로 구비할 수있으며, 발광 장치의 수평 방향과 수직 방향 중 어느 한 방향을 따라 제1 연결부들 사이에 제1 연결부들을 전기적으로 연결하는 제1 배선이 위치할 수 있으며, 수평 방향과 수직 방향 중 다른 한 방향을 따라 제2 연결부들 사이에 제2 연결부들을 전기적으로 연결하는 제2 배선이 위치할 수 있다. 제1 배선과 제2 배선이 교차하는 영역마다 제1 배선과 제2 배선 사이에 절연막이 형성될 수 있다.
전자 방출 소자는 제1 전극들을 향한 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 더욱 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 전극들과 제2 전극들은 제1 기간에서 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압을 각각 인가받으며, 제2 기간에서 데이터 구동 전압과 주사 구동 전압을 각각 인가받을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는, 영상을 표시하는 표시 패널과, 표시 패널로 빛을 제공하는 상기한 구성의 발광 장치를 포함한다.
표시 패널이 제1 화소들을 형성할 때, 발광 장치는 각각의 전자 방출 소자에 대응하면서 제1 화소들보다 적은 개수의 제2 화소들을 형성할 수 있으며, 제2 화소는 대응하는 제1 화소들의 계조에 대응하여 독립적으로 발광할 수 있다. 표시 패널은 액정 표시 패널일 수 있다.
본 발명에 의한 발광 장치는 발광 장치의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 한 방향을 따라 이웃하는 전자 방출 소자들 사이에 비발광 영역이 발생하지 않도록 하여 휘도 균일도를 높일 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 표시 장치는 발광 장치와 표시 패널 사이에 확산판을 설치하지 않거나, 최소한의 확산판을 배치할 수 있으므로 확산판에 의한 광 손실을 최소화하여 고휘도 화면을 구현할 수 있다.
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 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다. 도 1은 도 2의 I-I선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 것이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(100)는 소정의 거리를 두고 대향 배치되는 제1 기판(12)과 제2 기판(14)을 포함한다. 제1 기판(12)과 제2 기판(14)의 가장자리에는 제1,2 기판들(12)(14)을 접합시키는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 위치한다. 이로 인해 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 용기를 구성하게 되며, 이 용기는 내부 공간이 대략 10-6 Torr의 진공도로 배기되어 진공 패널(16)을 구성한다.
제1 기판(12)과 제2 기판(14)에 있어, 밀봉 부재의 내측에 위치하는 영역은 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구분할 수 있다. 제1 기판(12) 내면의 유효 영역에는 전자 방출을 위한 전자 방출 유닛(18)이 위치하고, 제2 기판(14) 내면의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(20)이 위치한다. 본 실시예에서 제2 기판(14)이 발광 장치(100)의 전면 기판이 될 수 있다.
전자 방출 유닛(18)은 전자 방출량이 독립적으로 제어되는 복수의 전자 방출 소자들(22)로 이루어질 수 있다. 전자 방출 소자들(22)은 발광 장치(100)의 수평 방향(도 2의 x축 방향)과 이와 직교하는 수직 방향(도 2의 y축 방향)을 따라 서로간 거리를 두고 나란하게 위치한다. 하나의 전자 방출 소자(22)가 발광 장치(100)의 한 화소에 대응한다.
도 3은 도 2에 도시한 전자 방출 소자의 확대 사시도이다.
도 2와 도 3을 참고하면, 각각의 전자 방출 소자(22)는 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들(24)과, 제1 전극들(24) 사이에서 제1 전극(24)과 나란하게 위치하는 제2 전극들(26)과, 제2 전극(26)을 향한 제1 전극(24)의 측면에 형성되는 전자 방출부들(28)을 포함한다. 전자 방출부(28)는 제1 전극들(24)의 길이 방향을 따라 형성되며, 제2 전극들(26)과 쇼트되지 않도록 이와 일정한 거리를 두고 위치한다.
제1 전극(24)이 전자 방출부(28)에 전류를 공급하는 캐소드 전극이 되고, 제2 전극(26)이 전자 방출을 제어하는 게이트 전극이 된다.
전자 방출부(28)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 전자 방출부(28)는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드상 탄소, 플러렌, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 전자 방출부(28)는 카바이드 유도 탄소를 포함할 수 있다. 카바이드 유도 탄소는 카바이드 화합물을 할로겐족 원소 함유 기체와 열화학 반응시켜 카바이드 화합물 내의 탄소를 제외한 나머지 원소를 추출하는 과정을 통해 제조될 수 있다.
본 실시예에서 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)은 발광 장치(100)의 수평 방향 또는 수직 방향과 나란하게 위치하지 않고 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 한 방향에 대해 경사지게 위치한다. 즉, 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)은 발광 장치(100)의 수평 방향과 수직 방향 중 어느 한 방향, 예를 들어 수평 방향(x축 방향)에 대해 0°보다 크고 90°보다 작은 경사각(α, 도 3 참고), 즉 예각을 두고 위치한다. 이 경사각은 대략 10° 내지 80° 범위에서 설정될 수 있다.
제1 전극들(24)은 각각의 단부들이 제1 연결부(30)에 접촉되는 것으로 서로 전기적으로 연결된다. 제1 연결부(30)는 발광 장치(100)의 수평 방향과 나란한 제1 수평부(301)와, 발광 장치(100)의 수직 방향과 나란한 제1 수직부(302)로 이루어진다. 제1 연결부(30)는 도 2를 기준으로 하였을 때, 제1 전극들(24)의 오른쪽 상부 끝단에 연결될 수 있다.
제2 전극들(26)은 각각의 단부들이 제1 연결부에 대향 배치된 제2 연결 부(32)에 접촉되는 것으로 서로 전기적으로 연결된다. 제2 연결부(32)는 발광 장치(100)의 수평 방향과 나란한 제2 수평부(321)와, 발광 장치(100)의 수직 방향과 나란한 제2 수직부(322)로 이루어진다. 제2 연결부(32)는 도 2를 기준으로 하였을 때,제2 전극들(26)의 왼쪽 하부 끝단에 연결될 수 있다.
이에 따라서 제1 수평부(301)와 제2 수평부(321)가 제1 전극들(24) 및 제2 전극들(26)을 사이에 두고 발광 장치(100)의 수평 방향을 따라 대향 배치되고, 제1 수직부(302)와 제2 수직부(322)가 제1 전극들(24) 및 제2 전극들(26)을 사이에 두고 발광 장치(100)의 수직 방향을 따라 대향 배치된다.
그리고 발광 장치(100)의 수평 방향을 따라 제1 연결부들(30) 사이에 제1 배선(34)이 제공되어 수평 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자들(22)의 제1 전극들(24)을 전기적으로 연결시킨다. 또한, 발광 장치(100)의 수직 방향을 따라 제2 연결부들(32) 사이에 제2 배선(36)이 제공되어 수직 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자들(22)의 제2 전극들(26)을 전기적으로 연결시킨다. 이때, 제1 배선(34)과 제2 배선(36)이 교차하는 영역마다 제1 배선(34)과 제2 배선(36) 사이에 절연막(38)이 형성되어 제1,2 배선(34)(36)의 전기적 쇼트를 방지한다.
다시 도 1을 참고하면, 발광 유닛(20)은 제2 기판(14)의 내면에 형성되는 애노드 전극(40)과, 애노드 전극(40)의 일면에 위치하는 형광층(42)과, 형광층(42)을 덮는 금속 반사막(44)을 포함한다.
애노드 전극(40)은 형광층(42)으로부터 방출되는 가시광을 투과시킬 수 있도록 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)와 같은 투명한 도전 물질로 형성된 다. 애노드 전극(40)은 전자빔을 끌어당기는 가속 전극으로서, 5kV 이상의 양의 직류 전압(애노드 전압)을 인가받아 형광층(42)을 고전위 상태로 유지시킨다.
형광층(42)은 적색 형광체와 녹색 형광체 및 청색 형광체가 혼합되어 백색광을 방출하는 혼합 형광체로 형성될 수 있으며, 제2 기판(14)의 유효 영역 전체에 위치할 수 있다.
금속 반사막(44)은 수천 옴스트롱(Å) 두께의 알루미늄 박막일 수 있고, 전자빔 통과를 위한 미세 홀들을 형성한다. 금속 반사막(44)은 형광층(42)에서 방출된 가시광 중 제1 기판(12)을 향해 방출된 가시광을 제2 기판(14) 측으로 반사시켜 발광 장치(100)의 휘도를 높인다.
한편, 발광 유닛은 상기한 구성에 있어, 애노드 전극을 생략하고, 금속 반사막으로 애노드 전압을 인가받아 이 금속 반사막을 애노드 전극으로서 구비할 수도있다.
전술한 구조의 발광 장치(100)는 제1 배선(34)과 제2 배선(36) 중 어느 하나의 배선에 주사 구동 전압이 인가되고, 다른 하나의 배선에 데이터 구동 전압이 인가되며, 애노드 전극(40)과 전기적으로 연결된 애노드 배선에 5kV 이상의 애노드 전압이 인가되어 구동할 수 있게 된다.
이의 구동에 따라 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 전압 차가 임계치 이상인 전자 방출 소자들(22)(즉, 화소들)에서 전자 방출부(28) 주위에 전계가 형성되고, 이로 인해 전자 방출부(28)로부터 전자들(도 1에서 e- 로 표시)이 방출된다. 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(42) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.
이 과정에서 전자들은 전자 방출부(28)의 모서리에서 제2 전극(26)을 향해 방출된 후 애노드 전압에 이끌려 제2 기판(14)으로 향하게 되므로, 전자빔이 퍼지는 방향은 제1 전극들(24) 및 제2 전극들(26)의 폭 방향이 된다.
도 4는 전술한 발광 장치의 전자 방출 소자들 및 각 전자 방출 소자에 대응하는 형광층의 발광 영역을 나타낸 개략도이다. 도 4를 참고하면, 본 실시예에서 전자빔이 발산되는 방향은 발광 장치(100)의 수평 방향 또는 수직 방향과 일치하지 않고, 수평 방향 및 수직 방향에 대해 경사지게 위치한다. 도 4에서 A 화살표가 전자빔이 발산되는 방향을 나타낸다.
따라서 각 전자 방출 소자(22)에 대응하는 형광층의 발광 영역(46)은 수평 방향과 수직 방향 사이의 대각 방향을 따라 긴 타원형으로 형성되는 바, 이로 인해 발광 장치(100)의 수평 방향 및 수직 방향을 따라 이웃하는 전자 방출 소자들(22) 사이에는 비발광 영역이 나타나지 않을 수 있다.
즉, 본 실시예의 발광 장치(100)는 화소 간에 생길 수 있는 비발광 영역을 줄여 휘도 균일도를 높일 수 있으며, 그 결과, 진공 패널(16)의 전방에 확산판을 설치하지 않거나 확산판의 개수를 줄여 확산판에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다.
이때, 발광 장치(100)의 수평 방향과 수직 방향 중 어느 한 방향, 예를 들어 수평 방향에 대한 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 경사각(α, 도 3 참고)이 10 °보다 작거나 80°보다 크게 되면, 전자빔 퍼짐 방향의 틀어짐에 의한 비발광 영역의 축소 효과가 크지 않으므로, 상기 경사각은 10° 내지 80° 범위가 적당하다.
한편, 대각 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자들(22) 사이에 일부 비발광 영역이 나타날 수 있으나, 이러한 비발광 영역은 어느 한 방향을 따라 이어지지 않고 분리되어 위치하므로 시인성이 낮아 발광 장치(100)의 휘도 균일도를 크게 저하시키지 않는다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다. 도 5는 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 것이다.
도 5와 도 6을 참고하면, 제1 전극(24)의 측면에 위치하는 전자 방출부(28)를 제1 전자 방출부라 하면, 본 제2 실시예의 발광 장치(101)는 전술한 제1 실시예의 발광 장치에서 제1 전극들(24)을 향한 제2 전극들(26)의 측면에 제2 전자 방출부(48)를 더욱 형성한 구조로 이루어진다. 편의상 제1 실시예와 같은 구성 요소에 대해서는 같은 인용부호를 사용한다. 도 5와 도 6에서 인용부호 181은 전자 방출 유닛을 나타내고, 인용부호 221은 전자 방출 소자를 나타낸다.
제1 전자 방출부(28)와 제2 전자 방출부(48)는 서로 쇼트되지 않도록 소정의 거리를 두고 떨어져 위치한다. 제2 전자 방출부(48)는 제2 전극(26)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
본 제2 실시예의 발광 장치(101)는 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)에 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압이 교대로 반복 입력되는 구동 방식을 적용받을 수 있다. 이의 구동에 의하면 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압 중 낮은 전압을 인가받는 전극이 캐소드 전극이 되고, 높은 전압을 인가받는 전극이 게이트 전극이 된다.
즉, 발광 장치(101)는 제1 기간에서 제1 배선(34)을 통해 제1 전극들(24)에 주사 구동 전압을 인가받고, 제2 배선(36)을 통해 제2 전극들(26)에 데이터 구동 전압을 인가받을 수 있다. 또한, 발광 장치(101)는 제2 기간에서 제2 배선(36)을 통해 제2 전극들(26)에 주사 구동 전압을 인가받고, 제1 배선(34)을 통해 제1 전극들(24)에 데이터 구동 전압을 인가받 수 있다.
여기서 주사 구동 전압이 데이터 구동 전압보다 높은 경우, 제1 기간에서 제2 전극들(26)이 캐소드 전극이 되며, 제2 전자 방출부(48)로부터 전자들(도 7에서 e- 로 표시)이 방출되어 형광층(42)을 발광시킨다. 그리고 제2 기간에서는 제1 전극들(24)이 캐소드 전극이 되고, 제1 전자 방출부(28)로부터 전자들(도 8에서 e- 로 표시)이 방출되어 형광층(42)을 발광시킨다.
발광 장치(101)는 전술한 제1 기간과 제2 기간에 따라 반복 구동됨으로써 제1 전자 방출부(28)와 제2 전자 방출부(48)로부터 교대로 전자들을 끌어낼 수 있다. 이러한 구동 방식에서는 각 전자 방출부(28)(48)에 인가되는 부하가 감소하므로 전자 방출부들(28)(48)의 수명을 늘릴 수 있으며, 발광 장치(101)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 9를 참고하면, 본 실시예의 표시 장치(200)는 발광 장치(100)와, 발광 장치(100)의 전방에 위치하는 표시 패널(50)을 포함한다. 표시 장치(200)는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예 중 어느 하나의 발광 장치를 포함하며, 도 9에서는 일례로 제1 실시예의 발광 장치(100)가 적용된 경우를 도시하였다.
발광 장치(100)가 전술한 구조의 전자 방출 유닛을 구비하여 휘도 균일도를 개선함에 따라, 발광 장치(100)와 표시 패널(50) 사이에 확산판을 구비하지 않거나 최소한의 확산판을 구비할 수 있다. 도 9에서는 발광 장치(100)와 표시 패널(50) 사이에 한 장의 확산판(52)이 위치하는 경우를 도시하였다. 확산판(52)은 발광 장치(100)와 소정의 거리를 두고 위치한다.
표시 패널(50)은 액정 표시 패널 또는 다른 비-자발광 표시 패널로 이루어진다. 아래에서는 표시 패널(50)이 액정 표시 패널인 경우에 대해 설명한다.
도 10은 도 9에 도시한 표시 패널(50)의 부분 단면도이다. 도 10을 참고하면, 표시 패널(50)은 다수의 박막 트랜지스터(TFT)(54)가 형성된 하부 기판(56)과, 컬러 필터층(58)이 형성된 상부 기판(60)과, 상,하부 기판들(60)(56) 사이에 주입되는 액정층(62)을 포함한다. 상부 기판(60)과 하부 기판(56)의 외면에는 편광판(64)(66)이 각기 부착되어 표시 패널(50)을 통과하는 빛을 편광시킨다.
하부 기판(56)의 내면에는 부화소별로 TFT(54)에 의해 구동이 제어되는 투명한 화소 전극들(68)이 위치하고, 상부 기판(60)의 내면에는 투명한 공통 전극(70)이 위치한다. 컬러 필터층(58)은 부화소별로 하나씩 위치하는 적색 필터층(58R)과 녹색 필터층(58G) 및 청색 필터층(58B)을 포함한다.
특정 부화소의 TFT(54)가 턴 온되면, 화소 전극(68)과 공통 전극(70) 사이에 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 액정 분자들이 배열각이 변화하며, 변화된 배열각에 따라 광 투과도가 변화한다. 표시 패널(50)은 이러한 과정을 통해 화소별 휘도와 발광색을 제어할 수 있다.
도 9에서 인용부호 72는 각 TFT의 게이트 전극에 게이트 구동 신호를 전송하는 게이트 회로보드 어셈블리를 나타내고, 인용부호 74는 각 TFT의 소스 전극에 데이터 구동 신호를 전송하는 데이터 회로보드 어셈블리를 나타낸다.
다시 도 9를 참고하면, 발광 장치(100)는 표시 패널(50)보다 적은 수의 화소들을 형성하여 발광 장치(100)의 한 화소가 2개 이상의 표시 패널(50) 화소들에 대응하도록 한다. 발광 장치(100)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개 표시 패널(50) 화소들의 계조들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광할 수 있으며, 2 내지 8 비트의 계조를 표현할 수 있다.
편의상 표시 패널(50)의 화소를 제1 화소라 하고, 발광 장치(100)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.
발광 장치(100)의 구동 과정은, ①표시 패널(50)을 제어하는 신호 제어부(도시하지 않음)가 제1 화소군을 구성하는 제1 화소들의 계조들 중 가장 높은 계조를 검출하고, ②검출된 계조에 따라 제2 화소 발광에 필요한 계조를 산출하여 이를 디지털 데이터로 변환하고, ③디지털 데이터를 이용하여 발광 장치(100)의 구동 신호를 생성하며, ④생성된 구동 신호를 발광 장치(100)의 구동 전극들에 인가하는 단 계를 포함할 수 있다.
발광 장치(100)의 구동 신호는 주사 구동 신호와 데이터 구동 신호로 이루어진다. 전술한 제1 전극(24)과 제2 전극(26) 중 어느 한 전극이 주사 구동 신호를 인가받고, 다른 한 전극이 데이터 구동 신호를 인가받는다.
발광 장치(100)의 구동을 위한 주사 회로보드 어셈블리와 데이터 회로보드 어셈블리는 발광 장치(100)의 뒷면에 위치할 수 있다. 일례로, 도 9에서 인용부호 76이 제1 배선과 스캔 회로보드 어셈블리를 연결하는 제1 커넥터를 나타내고, 인용부호 78이 제2 배선과 데이터 회로보드 어셈블리를 연결하는 제2 커넥터를 나타낸다. 그리고 인용부호 80이 애노드 전극에 애노드 전압을 인가하는 제3 커넥터를 나타낸다.
한편, 제2 실시예의 발광 장치(101)는 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)에 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압을 교대로 반복 입력하는 구동 방식을 적용할 수 있다. 이를 위해, 제1 전극들(24)은 제1 커넥터(76)를 통해 주사 회로보드 어셈블리 및 데이터 회로보드 어셈블리와 연결되고, 제2 전극들(26) 또한 제2 커넥터(78)를 통해 주사 회로보드 어셈블리 및 데이터 회로보드 어셈블리와 연결된다.
이와 같이 발광 장치(100)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광한다. 즉, 발광 장치(100)는 표시 패널(50)이 구현하는 화면 가운데 밝은 영역에는 높은 휘도의 빛을 제공하고, 어두운 영역에는 낮은 휘도의 빛을 제공한다. 따라서 본 실시예의 표시 장치(200)는 화면의 콘트라스트비를 높이고, 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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 전자 방출 소자의 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 전자 방출 소자들 및 각 전자 방출 소자에 대응하는 형광층의 발광 영역을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시한 표시 패널의 부분 단면도이다.

Claims (16)

  1. 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판
    상기 제1 기판의 일면에 위치하며, 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들, 상기 제1 전극들 사이에서 상기 제1 전극들과 나란하게 위치하는 제2 전극들, 상기 제2 전극들을 향한 상기 제1 전극들의 측면에 위치하는 제1 전자 방출부들을 포함하는 전자 방출 소자를 포함한 전자 방출 유닛 및
    상기 제2 기판의 일면에 위치하며 가시광을 방출하는 발광 유닛
    을 포함하고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 제1 기판의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 한 방향에 대해 경사지게 위치하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수평 방향과 상기 수직 방향 중 어느 한 방향에 대한 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들의 경사각이 10° 내지 80°인 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극들의 단부에 위치하여 상기 제1 전극들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부와, 상기 제2 전극들의 단부에 위치하여 상기 제2 전극들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부를 포함하는 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 연결부가 상기 수평 방향과 나란한 제1 수평부 및 상기 수직 방향과 나란한 제1 수직부를 포함하고,
    상기 제2 연결부가 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들을 사이에 두고 상기 제1 수평부에 대향 배치되는 제2 수평부와, 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들을 사이에 두고 상기 제1 수직부에 대향 배치되는 제2 수직부를 포함하는 발광 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전자 방출 소자, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부를 복수로 구비하고,
    상기 수평 방향과 상기 수직 방향 중 어느 한 방향을 따라 상기 제1 연결부들 사이에 위치하여 상기 제1 연결부들을 전기적으로 연결하는 제1 배선과, 상기 수평 방향과 상기 수직 방향 중 다른 한 방향을 따라 상기 제2 연결부들 사이에 위치하여 상기 제2 연결부들을 전기적으로 연결하는 제2 배선을 포함하는 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 배선과 상기 제2 배선이 교차하는 영역마다 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 위치하는 절연막을 포함하는 발광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 방출 소자가 상기 제1 전극들을 향한 상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 발광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 제1 기간에서 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압을 각각 인가받으며, 제2 기간에서 데이터 구동 전압과 주사 구동 전압을 각각 인가받는 발광 장치.
  9. 영상을 표시하는 표시 패널 및
    상기 표시 패널로 빛을 제공하는 발광 장치
    를 포함하며,
    상기 발광 장치가,
    대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판
    상기 제1 기판의 일면에 위치하며, 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들, 상기 제1 전극들 사이에서 상기 제1 전극들과 나란하게 위치하는 제2 전극들, 상기 제2 전극들을 향한 상기 제1 전극들의 측면에 위치하는 제1 전자 방출부들을 포함하는 전자 방출 소자를 포함한 전자 방출 유닛 및
    상기 제2 기판의 일면에 위치하며 가시광을 방출하는 발광 유닛
    을 포함하고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 상기 발광 장치의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 한 방향에 대해 경사지게 위치하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수평 방향과 상기 수직 방향 중 어느 한 방향에 대한 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들의 경사각이 10° 내지 80°인 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극들의 단부에 위치하여 상기 제1 전극들을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부와, 상기 제2 전극들의 단부에 위치하여 상기 제2 전극들을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자 방출 소자가, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부를 복수로 구비하고,
    상기 수평 방향과 상기 수직 방향 중 어느 한 방향을 따라 배열된 상기 제1 연결부들 사이에 위치하여 상기 제1 연결부들을 전기적으로 연결하는 제1 배선과, 상기 수평 방향과 상기 수직 방향 중 다른 한 방향을 따라 제2 연결부들 사이에 위치하여 상기 제2 연결부들을 전기적으로 연결하는 제2 배선을 포함하는 표시 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 방출 소자가 상기 제1 전극들을 향한 상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 제1 기간에서 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압을 각각 인가받으며, 제2 기간에서 데이터 구동 전압과 주사 구동 전압을 각각 인가받는 표시 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 표시 패널이 제1 화소들을 형성하고, 상기 발광 장치가 상기 각각의 전자 방출 소자에 대응하면서 상기 제1 화소들보다 적은 개수의 제2 화소들을 형성하며, 상기 제2 화소가 대응하는 제1 화소들의 계조에 대응하여 독립적으로 발광하는 표시 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 표시 패널이 액정 표시 패널인 표시 장치.
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