KR20100128112A - Light emission device and display device using the light emission device as light source - Google Patents

Light emission device and display device using the light emission device as light source Download PDF

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이창수
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Abstract

PURPOSE: A light emitting apparatus and a displaying apparatus using the same as light source are provided to improve the brightness uniformity by corresponding at least one crossing region of cathode electrodes and gate electrodes to one pixel region. CONSTITUTION: A first substrate(12) opposites to a second substrate(14). A vacuum region is arranged between the first substrate and the second substrate. Cathode electrodes(22) are formed on one side of the first substrate. Electron emitting parts(201, 202) are in connection with the cathode electrodes. Gate electrodes(26) crosses over cathode electrodes. An insulating layer is arranged between the gate electrodes and the cathode electrodes. A light emitting part(18) emitting visible light is arranged on one side of the second substrate.

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}Light emitting device and display device using the light emitting device as a light source {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 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device and a display device using the light emitting device as a light source, and more particularly, to an electron emission unit provided inside a light emitting device to emit electrons toward a fluorescent layer.

외부에서 볼 때 광이 출사된다는 것을 인식할 수 있는 모든 장치를 발광 장치라 하면, 전면 기판에 형광층과 애노드 전극을 구비하고, 후면 기판에 전자 방출부와 구동 전극을 구비한 발광 장치가 공지되어 있다. 전면 기판과 후면 기판은 밀봉 부재에 의해 가장자리가 일체로 접합되고 내부 공간이 배기되어 밀봉 부재와 함께 진공 패널을 구성한다.When all devices capable of recognizing that light is emitted from the outside are light emitting devices, a light emitting device having a fluorescent layer and an anode electrode on a front substrate and an electron emission part and a driving electrode on a rear substrate is known. have. The front substrate and the rear substrate are integrally bonded to the edge by the sealing member and the internal space is exhausted to form a vacuum panel together with the sealing member.

구동 전극은 캐소드 전극들과, 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 상부에서 캐소드 전극들과 직교하는 방향을 따라 형성되는 게이트 전극들로 이루어진다. 전자 방출부는 캐소드 전극 위에 형성되고, 게이트 전극들과 절연층에 전자 방출부를 노출시키는 개구부가 형성된다.The driving electrode includes cathode electrodes and gate electrodes formed along a direction orthogonal to the cathode electrodes on the cathode electrodes with an insulating layer interposed therebetween. The electron emission portion is formed on the cathode electrode, and an opening for exposing the electron emission portion is formed in the gate electrodes and the insulating layer.

발광 장치는 캐소드 전극들과 게이트 전극들의 조합으로 복수의 화소를 형성 하며, 캐소드 전극들과 게이트 전극들에 소정의 구동 전압을 인가하여 화소별 전자 방출부들의 방출 전류량을 제어함으로써 화소별 형광층의 휘도를 조절한다. 이러한 발광 장치는 액정 표시 패널과 같은 비??자발광 표시 패널을 구비하는 표시 장치에서 광원으로 사용될 수 있다.The light emitting device forms a plurality of pixels by using a combination of cathode electrodes and gate electrodes, and applies a predetermined driving voltage to the cathode electrodes and the gate electrodes to control the amount of emission current of the electron emission units of each pixel. Adjust the brightness. Such a light emitting device may be used as a light source in a display device having a non-light emitting display panel such as a liquid crystal display panel.

그런데 종래의 발광 장치에서 형광층은 발광 장치의 두께 방향을 따라 전자 방출부들과 마주하는 화소 영역에서는 강한 전자빔을 제공받아 높은 휘도의 가시광을 방출하는 반면, 전자 방출부들과 마주하지 않는 화소 영역들 사이 부위에서는 화소 영역에서 발산된 적은 양의 전자들을 제공받으므로 낮은 휘도의 가시광을 방출하게 된다.However, in the conventional light emitting device, the fluorescent layer is provided with a strong electron beam in the pixel area facing the electron emission parts along the thickness direction of the light emitting device to emit visible light of high luminance, while between the pixel areas not facing the electron emission parts. The region is provided with a small amount of electrons emitted from the pixel region, and thus emits low luminance visible light.

따라서 종래의 발광 장치는 낮은 휘도 균일도를 나타내며, 진공 패널의 전면, 즉 진공 패널과 표시 패널 사이에 복수의 확산판을 배치하여 발광 장치의 휘도 균일도를 높이고 있다. 그러나 복수의 확산판으로 인해 광 손실이 발생하여 표시 패널에 도달하는 광량이 저하되므로 발광 장치의 효율(휘도/소비 전력)이 낮아지게 된다.Therefore, the conventional light emitting device exhibits low luminance uniformity, and a plurality of diffuser plates are disposed on the entire surface of the vacuum panel, that is, between the vacuum panel and the display panel, thereby increasing the luminance uniformity of the light emitting device. However, since the light loss occurs due to the plurality of diffusion plates, the amount of light reaching the display panel is lowered, thereby lowering the efficiency (luminance / power consumption) of the light emitting device.

본 발명은 휘도 균일도를 높이고, 확산판으로 인한 광 손실을 최소화할 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of increasing luminance uniformity and minimizing light loss due to a diffusion plate and a display device using the light emitting device as a light source.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 진공 영역을 사이에 두고 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판의 일면에 위치하는 전자 방출 유닛과, 제2 기판의 일면에 위치하는 발광 유닛을 포함한다. 전자 방출 유닛은 캐소드 전극들과, 캐소드 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들의 상부에서 캐소드 전극들과 교차하는 게이트 전극들을 포함한다. 캐소드 전극들과 게이트 전극들이 교차하는 적어도 하나의 영역이 하나의 화소 영역에 대응한다. 전자 방출부들은 화소 영역의 중앙부에 위치하는 제1 전자 방출부들과, 화소 영역의 주변부에 위치하면서 제1 기판에 대해 제1 전자 방출부들보다 높게 위치하는 제2 전자 방출부들을 포함한다.A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate which are disposed to face each other with a vacuum region interposed therebetween, an electron emission unit located on one surface of the first substrate, and one surface of the second substrate. It includes a light emitting unit. The electron emission unit includes cathode electrodes, electron emission portions electrically connected to the cathode electrodes, and gate electrodes intersecting the cathode electrodes on top of the cathode electrodes with an insulating layer interposed therebetween. At least one region where the cathode electrodes and the gate electrodes intersect corresponds to one pixel region. The electron emitters include first electron emitters positioned at the center of the pixel region and second electron emitters positioned higher than the first electron emitters with respect to the first substrate while positioned at the periphery of the pixel region.

게이트 전극들과 절연층은 화소 영역의 중앙부에서 복수의 개구부를 형성할 수 있으며, 제1 전자 방출부들이 절연층 개구부 내측에서 캐소드 전극들 위에 배치될 수 있다.The gate electrodes and the insulating layer may form a plurality of openings in the central portion of the pixel area, and the first electron emission parts may be disposed on the cathode electrodes inside the insulating layer opening.

게이트 전극들은 화소 영역의 주변부에서 복수의 개구부를 형성하고, 절연층은 게이트 전극들의 개구부 하부에 오목부를 형성할 수 있으며, 제2 전자 방출부들이 오목부에 배치될 수 있다.The gate electrodes may form a plurality of openings in the periphery of the pixel region, the insulating layer may form a recess below the opening of the gate electrodes, and the second electron emission portions may be disposed in the recess.

제2 전자 방출부들을 둘러싸는 절연층의 오목부가 제1 전자 방출부들을 둘러싸는 절연층의 개구부보다 작은 폭으로 형성될 수 있다.The concave portion of the insulating layer surrounding the second electron emitting portions may be formed to have a smaller width than the opening of the insulating layer surrounding the first electron emitting portions.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널과, 표시 패널로 빛을 제공하는 발광 장치를 포함한다. 발광 장치는 진공 영역을 사이에 두고 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판의 일면에 위치하는 전자 방출 유닛과, 제2 기판의 일면에 위치하는 발광 유닛을 포함한다. 전자 방출 유닛은 캐소드 전극들과, 캐소드 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들의 상부에서 캐소드 전극들과 교차하는 게이트 전극들을 포함한다. 캐소드 전극들과 게이트 전극들이 교차하는 적어도 하나의 영역이 하나의 화소 영역에 대응한다. 전자 방출부들은 화소 영역의 중앙부에 위치하는 제1 전자 방출부들과, 화소 영역의 주변부에 위치하면서 제1 전자 방출부보다 제2 기판을 향해 높게 위치하는 제2 전자 방출부들을 포함한다.A display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a display panel and a light emitting device that provides light to the display panel. The light emitting device includes a first substrate and a second substrate that are disposed to face each other with a vacuum area therebetween, an electron emission unit positioned on one surface of the first substrate, and a light emitting unit positioned on one surface of the second substrate. The electron emission unit includes cathode electrodes, electron emission portions electrically connected to the cathode electrodes, and gate electrodes intersecting the cathode electrodes on top of the cathode electrodes with an insulating layer interposed therebetween. At least one region where the cathode electrodes and the gate electrodes intersect corresponds to one pixel region. The electron emitters include first electron emitters positioned at the center of the pixel region, and second electron emitters positioned at the periphery of the pixel region and positioned higher toward the second substrate than the first electron emitter.

표시 패널이 제1 화소들을 형성할 때, 발광 장치는 표시 패널보다 적은 개수의 제2 화소들을 형성할 수 있으며, 각각의 제2 화소는 자신과 대응하는 제1 화소들의 계조에 대응하여 독립적으로 발광할 수 있다. 표시 패널은 액정 표시 패널일 수 있다.When the display panel forms the first pixels, the light emitting device may form a smaller number of second pixels than the display panel, and each second pixel independently emits light corresponding to the gray levels of the first pixels corresponding to the display panel. can do. The display panel may be a liquid crystal display panel.

본 발명에 의한 발광 장치는 형광층 가운데 화소 영역들 사이에 대응하는 부분의 휘도를 높여 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 발광 장치는 확산판을 구비하지 않거나 종래보다 적은 개수의 확산판을 구비할 수 있으므로 확산판에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 전술한 발광 장치를 광원으로 사용하는 본 발명에 의한 표시 장치는 내부 구조를 단순화하고, 고휘도 화면을 구현할 수 있다.The light emitting device according to the present invention may improve luminance uniformity by increasing luminance of portions corresponding to pixel regions of the fluorescent layer. Therefore, the light emitting device according to the present invention may not have a diffusion plate or may have a smaller number of diffusion plates than in the prior art, thereby minimizing light loss caused by the diffusion plate. In addition, the display device according to the present invention using the above-described light emitting device as a light source can simplify the internal structure and implement a high brightness screen.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도와 부분 단면도이고, 도 3은 도 2의 부분 확대도이다.1 and 2 are partially exploded perspective and partial cross-sectional views of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, respectively, and FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2.

도 1 내지 도 3을 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 이 기판들(12, 14)을 접합시키는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 위치하며, 내부 공간이 대략 10??6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 및 밀봉 부재가 진공 패널을 구성한다.1 to 3, the light emitting device 100 according to the present exemplary embodiment includes a first substrate 12 and a second substrate 14 disposed to face each other at a predetermined distance. At the edge of the first substrate 12 and the second substrate 14, a sealing member (not shown) for joining the substrates 12 and 14 is located, and the inner space has a vacuum degree of approximately 10 to 6 Torr. The first substrate 12, the second substrate 14, and the sealing member constitute exhaust vacuum panels.

제1 기판(12)과 제2 기판(14) 중 밀봉 부재의 내측에 위치하는 영역은 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구분지을 수 있다. 제1 기판(12) 내면의 유효 영역에는 전자 방출을 위한 전자 방출 유닛(16)이 위치하고, 제2 기판(14) 내면의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(18)이 위치한다. 발광 유닛(18)이 위치하는 제2 기판(14)이 발광 장치(100)의 전면 기판이 될 수 있다.The region located inside the sealing member of the first substrate 12 and the second substrate 14 may be divided into an effective region contributing to the actual visible light emission and an ineffective region surrounding the effective region. An electron emission unit 16 for emitting electrons is positioned in an effective area of the inner surface of the first substrate 12, and a light emitting unit 18 for emitting visible light is positioned in an effective area of the inner surface of the second substrate 14. The second substrate 14 on which the light emitting unit 18 is located may be the front substrate of the light emitting device 100.

전자 방출 유닛(16)은 전자 방출부(201, 202)와, 전자 방출부(201, 202)의 방출 전류량을 제어하는 구동 전극들을 포함한다. 구동 전극들은 제1 기판(12)의 일 방향(도면의 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 캐소드 전극 들(22)과, 절연층(24)을 사이에 두고 캐소드 전극들(22)의 상부에서 캐소드 전극들(22)과 교차하는 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 게이트 전극들(26)을 포함한다.The electron emission unit 16 includes electron emission units 201 and 202 and drive electrodes for controlling the amount of emission current of the electron emission units 201 and 202. The driving electrodes may include cathode electrodes 22 formed in a stripe pattern along one direction (y-axis direction of the drawing) of the first substrate 12, and the cathode electrodes 22 may be disposed with the insulating layer 24 interposed therebetween. The gate electrodes 26 may be formed in a stripe pattern along a direction crossing the cathode electrodes 22 (the x-axis direction of the drawing).

전자 방출부들(201, 202)은 캐소드 전극들(22)과 게이트 전극들(26)의 교차 영역에 위치하며, 교차 영역마다 게이트 전극들(26)에 개구부(261)가 형성된다. 그리고 절연층(24)에는 게이트 전극(26)의 개구부(261)와 연통하는 개구부(241) 또는 오목부(242)가 형성되어 절연층(24)의 개구부(241) 또는 오목부(242) 내측에 전자 방출부(201, 202)가 위치하도록 한다.The electron emission parts 201 and 202 are positioned at the intersection of the cathode electrodes 22 and the gate electrodes 26, and openings 261 are formed in the gate electrodes 26 at each intersection. In addition, an opening 241 or a recess 242 is formed in the insulating layer 24 to communicate with the opening 261 of the gate electrode 26, so that the inside of the opening 241 or the recess 242 of the insulating layer 24 is formed. The electron emission parts 201 and 202 are positioned at the.

전자 방출부(201, 202)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 전자 방출부(201, 202)는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드상 탄소, 플러렌, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.The electron emission units 201 and 202 may include materials that emit electrons when an electric field is applied in a vacuum, for example, carbon-based materials or nanometer-sized materials. For example, the electron emission units 201 and 202 may include a material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond-like carbon, fullerenes, silicon nanowires, and combinations thereof.

전술한 구조에서 캐소드 전극(22)과 게이트 전극(26)의 교차 영역 하나가 발광 장치(100)의 한 화소 영역에 대응하거나, 2개 이상의 교차 영역이 발광 장치(100)의 한 화소 영역에 대응할 수 있다.In the above structure, one intersection region of the cathode electrode 22 and the gate electrode 26 may correspond to one pixel region of the light emitting device 100, or two or more intersection regions may correspond to one pixel region of the light emitting device 100. Can be.

본 실시예에서 한 화소 영역에 위치하는 전자 방출부들(201, 202)은 그 위치에 따라 서로 다른 높이로 형성된다. 보다 구체적으로, 한 화소 영역에 위치하는 전자 방출부들(201, 202) 가운데 화소 영역의 주변부에 위치하는 전자 방출부들(202)이 제1 기판(12)을 기준으로 화소 영역의 중앙부에 위치하는 전자 방출부 들(201)보다 높게 위치한다. 이때, 화소 영역에 위치하는 모든 전자 방출부들(201, 202)은 같은 두께로 형성된다.In the present embodiment, the electron emission parts 201 and 202 positioned in one pixel area are formed at different heights according to their positions. More specifically, the electron emitters 202 located at the periphery of the pixel area among the electron emitters 201 and 202 located in one pixel area are located in the center of the pixel area with respect to the first substrate 12. It is located higher than the discharge parts 201. In this case, all of the electron emission parts 201 and 202 positioned in the pixel area are formed to have the same thickness.

편의상 화소 영역의 중앙부에 위치하는 전자 방출부들(201)을 제1 전자 방출부라 하고, 화소 영역의 주변부에 위치하는 전자 방출부들(202)을 제2 전자 방출부라 한다.For convenience, the electron emitters 201 positioned at the center of the pixel area are called first electron emitters, and the electron emitters 202 located at the periphery of the pixel area are called second electron emitters.

제1 전자 방출부들(201)은 절연층 개구부(241) 내측으로 캐소드 전극들(22) 위에 형성되며, 캐소드 전극(22)과 접촉하여 이와 전기적으로 연결된다. 반면, 제2 전자 방출부(202)에 대해서는 절연층(24)에 개구부(241) 대신 절연층(24)의 두께(t1, 도 3 참고)보다 작은 깊이(t2, 도 3 참고)의 오목부(242)가 형성되고, 이 오목부(242)에 제2 전자 방출부(202)가 위치한다. 도 3에서 제2 전자 방출부(202) 하부의 절연층(24) 두께를 t3으로 표시하였다.The first electron emission portions 201 are formed on the cathode electrodes 22 into the insulating layer opening 241 and are in contact with and electrically connected to the cathode electrode 22. On the other hand, for the second electron emission part 202, a recess having a depth t2 (see FIG. 3) smaller than the thickness t1 (see FIG. 3) of the insulating layer 24 instead of the opening 241 in the insulating layer 24. 242 is formed, and the second electron emission portion 202 is located in the recess 242. In FIG. 3, the thickness of the insulating layer 24 under the second electron emission unit 202 is represented by t 3.

제2 전자 방출부(202)가 캐소드 전극(22)과 접촉하지 않고 절연층(24) 위에 형성되어도 발광 장치(100) 작용시 캐소드 전극(22)과 게이트 전극(26)의 전압 차에 의해 t3의 두께를 가지는 절연층(24) 부위에서 절연 파괴가 발생한다. 따라서 제2 전자 방출부(202)는 캐소드 전극(22)과 전기적으로 연결되어 캐소드 전극(22)으로부터 전자 방출에 필요한 전류를 제공받을 수 있다.Even when the second electron emission part 202 is formed on the insulating layer 24 without being in contact with the cathode electrode 22, the voltage difference between the cathode electrode 22 and the gate electrode 26 during operation of the light emitting device 100 is determined by t3. Insulation breakdown occurs at the portion of the insulating layer 24 having a thickness of. Therefore, the second electron emission unit 202 may be electrically connected to the cathode electrode 22 to receive a current required for electron emission from the cathode electrode 22.

이와 같이 제2 전자 방출부(202)가 제1 전자 방출부(201)보다 높게 위치함에 따라, 제2 전자 방출부(202)와 게이트 전극(26)간 최단 거리가 제1 전자 방출부(201)와 게이트 전극(26)간 최단 거리보다 작게 된다. 따라서 동일한 구동 전압에서 제1 전자 방출부(201)보다 제2 전자 방출부(202)에서 보다 많은 양의 전자들 이 방출된다.As the second electron emitter 202 is positioned higher than the first electron emitter 201, the shortest distance between the second electron emitter 202 and the gate electrode 26 is the first electron emitter 201. ) And the gate electrode 26 are smaller than the shortest distance. Therefore, more electrons are emitted from the second electron emitter 202 than the first electron emitter 201 at the same driving voltage.

도 2와 도 3에서는 캐소드 전극(22)과 게이트 전극(26)의 교차 영역 하나가 발광 장치(100)의 한 화소 영역에 대응하여 교차 영역의 중앙부에 제1 전자 방출부들(201)이 위치하고, 교차 영역의 주변부에 제2 전자 방출부들(202)이 위치하는 경우를 도시하였다.In FIGS. 2 and 3, the first electron emission portions 201 are positioned at the center of the cross region corresponding to one pixel region of the light emitting device 100 in one intersection region of the cathode electrode 22 and the gate electrode 26. The case where the second electron emitters 202 are positioned at the periphery of the intersection area is illustrated.

발광 유닛(18)은 제2 기판(14)의 내면에 형성되는 애노드 전극(28)과, 애노드 전극(28)의 일면에 위치하는 형광층(30)과, 형광층(30)을 덮는 금속 반사막(32)을 포함한다.The light emitting unit 18 includes an anode electrode 28 formed on the inner surface of the second substrate 14, a fluorescent layer 30 located on one surface of the anode electrode 28, and a metal reflective film covering the fluorescent layer 30. And (32).

애노드 전극(28)은 5kV 이상의 고전압(애노드 전압)을 인가받아 형광층(30)을 고전위 상태로 유지시키고, 형광층(30)으로부터 방출되는 가시광을 투과시킬 수 있도록 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전 물질로 형성된다.The anode electrode 28 is applied with a high voltage (anode voltage) of 5 kV or more to maintain the fluorescent layer 30 in a high potential state, and indium tin oxide (ITO) so as to transmit visible light emitted from the fluorescent layer 30. It is formed of the same transparent conductive material.

형광층(30)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.The fluorescent layer 30 may be formed of a mixed phosphor in which a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor are mixed to emit white light, and may be located in the entire effective area of the second substrate 14.

금속 반사막(32)은 수천 옴스트롱(Å) 두께의 알루미늄 박막일 수 있고, 전자빔 통과를 위한 미세 홀들을 형성한다. 금속 반사막(32)은 형광층(30)에서 방출된 가시광 중 제1 기판(12)을 향해 방출된 가시광을 제2 기판(14) 측으로 반사시켜 발광 장치(100)의 휘도를 높인다. 한편, 애노드 전극(28)이 생략되고, 금속 반사막(32)이 애노드 전압을 인가받아 애노드 전극으로 기능할 수 있다.The metal reflective film 32 may be an aluminum thin film having a thickness of several thousand ohms strong and forms micro holes for electron beam passage. The metal reflective film 32 reflects the visible light emitted toward the first substrate 12 among the visible light emitted from the fluorescent layer 30 toward the second substrate 14 to increase the luminance of the light emitting device 100. On the other hand, the anode electrode 28 is omitted, the metal reflective film 32 may be applied as an anode voltage to function as an anode electrode.

전술한 구조의 발광 장치(100)는 캐소드 전극들(22)과 게이트 전극들(26) 중 어느 한 전극들에 주사 구동 전압을 인가하고, 다른 한 전극들에 데이터 구동 전압을 인가하며, 애노드 전극(28)에 5kV 이상의 애노드 전압을 인가하여 구동한다.The light emitting device 100 having the above-described structure applies a scan driving voltage to one of the cathode electrodes 22 and the gate electrodes 26, a data driving voltage to the other electrodes, and an anode electrode. It is driven by applying an anode voltage of 5 kV or more to (28).

그러면 캐소드 전극(22)과 게이트 전극(26)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(201, 202) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(30) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다. 형광층의 화소별 휘도는 해당 화소의 전자빔 방출량에 대응한다.Then, in the pixels where the voltage difference between the cathode electrode 22 and the gate electrode 26 is greater than or equal to the threshold value, an electric field is formed around the electron emission parts 201 and 202 to emit electrons therefrom. The emitted electrons are attracted to the anode voltage and collide with the corresponding fluorescent layer 30 to emit light. The luminance for each pixel of the fluorescent layer corresponds to the electron beam emission amount of the pixel.

이 과정에서 본 실시예의 발광 장치(100)는 화소 영역의 주변부에 위치하는 제2 전자 방출부들(202)이 게이트 전극(26)에 보다 가깝게 위치함에 따라, 화소 영역의 중앙부에 위치하는 제1 전자 방출부들(201)보다 많은 양의 전자들을 방출시킨다. 그리고 제1 전자 방출부(201)와 제2 전자 방출부(202)에서 방출된 전자들은 모두 방사상으로 퍼지면서 형광층(30)에 도달하여 이를 발광시킨다.In this process, in the light emitting device 100 of the present exemplary embodiment, the first electrons positioned in the center portion of the pixel region are disposed as the second electron emission portions 202 positioned in the periphery of the pixel region are located closer to the gate electrode 26. Emits more electrons than emitters 201. The electrons emitted from the first electron emission unit 201 and the second electron emission unit 202 both reach the fluorescent layer 30 to emit light while radiating radially.

이로써 형광층(30) 가운데 발광 장치(100)의 두께 방향(도면의 z축 방향)을 따라 화소 영역에 대응하는 부분에서 제공받는 전자빔 세기와, 화소 영역들 사이에 대응하는 부분에서 제공받는 전자빔 세기에 차이가 적게 되어 두 부분의 휘도 차이를 줄일 수 있다.As a result, the electron beam intensity provided in the portion corresponding to the pixel region in the thickness direction (z-axis direction of the drawing) of the fluorescent layer 30 and the electron beam intensity provided in the portion corresponding to the pixel regions. Since the difference is small, the luminance difference between the two parts can be reduced.

따라서 본 실시예의 발광 장치(100)는 휘도 균일도를 높일 수 있으며, 그러한 결과로 진공 패널의 전방에 확산판을 배치하지 않거나, 종래보다 적은 개수의 확산판을 배치할 수 있으므로 확산판에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다.Therefore, the light emitting device 100 according to the present embodiment can increase the luminance uniformity, and as a result, light diffusion due to the diffusion plate can be avoided because no diffusion plate can be arranged in front of the vacuum panel or fewer diffusion plates can be disposed. Can be minimized.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대 단면도이다. 도 4에서는 하나의 화소 영역을 도시하였다.4 is a partial plan view of an electron emission unit of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the light emitting device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, one pixel area is illustrated.

도 4와 도 5를 참고하면, 본 실시예의 발광 장치는 제2 전자 방출부(202)가 올려지는 절연층(24)의 오목부(243)가 제1 전자 방출부(201)를 둘러싸는 절연층 개구부(241)보다 작은 직경으로 형성되는 구성을 제외하고 전술한 제1 실시예의 발광 장치와 동일한 구조로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 인용부호를 사용한다.4 and 5, in the light emitting device of the present embodiment, the recess 243 of the insulating layer 24 on which the second electron emitting part 202 is placed is insulated from the first electron emitting part 201. The light emitting device of the first embodiment described above has the same structure except that the structure is formed to have a smaller diameter than the layer opening 241. The same reference numerals are used for the same members as those in the first embodiment.

절연층(24)의 오목부(243) 직경(d1, 도 5 참고)이 개구부(241)의 직경(d2, 도 5 참고)보다 작게 형성됨에 따라, 제2 전자 방출부(202)와 게이트 전극(26)간 최단 거리는 제1 전자 방출부(201)와 게이트 전극(26)간 최단 거리보다 작으며, 전술한 제1 실시예에서 설명한 제2 전자 방출부(202)와 게이트 전극(26)간 최단 거리보다 작아진다.As the diameter of the recess 243 of the insulating layer 24 (d1, see FIG. 5) is smaller than the diameter of the opening 241 (d2, see FIG. 5), the second electron emission part 202 and the gate electrode are formed. The shortest distance between (26) is smaller than the shortest distance between the first electron emission section 201 and the gate electrode 26, and between the second electron emission section 202 and the gate electrode 26 described in the first embodiment described above. It becomes smaller than the shortest distance.

따라서 동일한 구동 전압에서 제1 전자 방출부(201)보다 제2 전자 방출부(202)에서 보다 많은 양의 전자들이 방출되며, 제2 전자 방출부(202)의 방출 전류량은 전술한 제1 실시예에서 설명한 제2 전자 방출부(202)의 방출 전류량보다 높다.Therefore, more electrons are emitted from the second electron emitter 202 than the first electron emitter 201 at the same driving voltage, and the emission current amount of the second electron emitter 202 is the first embodiment described above. It is higher than the emission current amount of the second electron emission unit 202 described above.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of a display device according to an exemplary embodiment.

도 6을 참고하면, 본 실시예의 표시 장치(200)는 발광 장치(100)와, 발광 장치(100)의 전방에 위치하는 표시 패널(40)을 포함한다. 발광 장치(100)가 전술한 전자 방출 유닛의 구조에 의해 개선된 휘도 균일도를 구현함에 따라, 발광 장 치(100)와 표시 패널(40) 사이에 확산판을 구비하지 않거나 종래보다 감소된 개수의 확산판을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 6, the display device 200 according to the present exemplary embodiment includes a light emitting device 100 and a display panel 40 positioned in front of the light emitting device 100. As the light emitting device 100 implements the improved brightness uniformity by the structure of the above-described electron emission unit, the light emitting device 100 does not have a diffuser plate between the light emitting device 100 and the display panel 40 or has a reduced number than before. The diffusion plate may be provided.

도 6에서는 발광 장치(100)와 표시 패널(40) 사이에 한 장의 확산판(42)이 위치하는 경우를 도시하였으며, 발광 장치(100)와 확산판(42)은 소정의 거리를 두고 위치한다.6 illustrates a case in which one diffuser plate 42 is positioned between the light emitting device 100 and the display panel 40, and the light emitting device 100 and the diffuser plate 42 are positioned at a predetermined distance. .

표시 패널(40)은 액정 표시 패널 또는 다른 비??자발광 표시 패널로 이루어진다. 아래에서는 표시 패널(40)이 액정 표시 패널인 경우에 대해 설명한다.The display panel 40 is composed of a liquid crystal display panel or another non-luminous display panel. The case where the display panel 40 is a liquid crystal display panel is described below.

도 7은 도 6에 도시한 표시 패널의 부분 단면도이다. 도 7을 참고하면, 표시 패널(40)은 다수의 박막 트랜지스터(TFT)(44)가 형성된 하부 기판(46)과, 컬러 필터층(48)이 형성된 상부 기판(50)과, 이 기판들(46, 50) 사이에 주입되는 액정층(52)을 포함한다. 상부 기판(50)의 윗면과 하부 기판(46)의 아랫면에는 편광판(54, 56)이 부착되어 표시 패널(40)을 통과하는 빛을 편광시킨다.FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the display panel shown in FIG. 6. Referring to FIG. 7, the display panel 40 includes a lower substrate 46 on which a plurality of TFTs 44 are formed, an upper substrate 50 on which a color filter layer 48 is formed, and the substrates 46. And a liquid crystal layer 52 that is injected between the layers 50. Polarizers 54 and 56 are attached to the upper surface of the upper substrate 50 and the lower surface of the lower substrate 46 to polarize light passing through the display panel 40.

하부 기판(46)의 내면에는 부화소별로 TFT(44)에 의해 구동이 제어되는 투명한 화소 전극들(58)이 위치하고, 상부 기판(50)의 내면에는 투명한 공통 전극(60)이 위치한다. 컬러 필터층(48)은 부화소별로 하나씩 위치하는 적색 필터층(48R)과 녹색 필터층(48G) 및 청색 필터층(48B)을 포함한다.Transparent pixel electrodes 58 whose driving is controlled by the TFTs 44 for each subpixel are disposed on the inner surface of the lower substrate 46, and transparent common electrodes 60 are positioned on the inner surface of the upper substrate 50. The color filter layer 48 includes a red filter layer 48R, a green filter layer 48G, and a blue filter layer 48B positioned one by one for each subpixel.

특정 부화소의 TFT(44)가 턴 온되면, 화소 전극(58)과 공통 전극(60) 사이에 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 액정 분자들이 배열각이 변화하며, 변화된 배열각에 따라 광 투과도가 변화한다. 표시 패널(40)은 이러한 과정을 통해 화소별 휘도와 발광색을 제어할 수 있다.When the TFT 44 of a specific subpixel is turned on, an electric field is formed between the pixel electrode 58 and the common electrode 60, and the alignment angle of the liquid crystal molecules is changed by the electric field, and the light is changed according to the changed arrangement angle. Permeability changes. The display panel 40 may control luminance and emission color of each pixel through this process.

도 6에서 인용부호 62는 각 TFT의 게이트 전극에 게이트 구동 신호를 전송하는 게이트 회로보드 어셈블리를 나타내고, 인용부호 64는 각 TFT의 소스 전극에 데이터 구동 신호를 전송하는 데이터 회로보드 어셈블리를 나타낸다.In Fig. 6, reference numeral 62 denotes a gate circuit board assembly for transmitting a gate driving signal to the gate electrode of each TFT, and reference numeral 64 denotes a data circuit board assembly for transmitting a data driving signal to the source electrode of each TFT.

다시 도 6을 참고하면, 발광 장치(100)는 표시 패널(40)보다 적은 수의 화소들을 형성하여 발광 장치(100)의 한 화소가 2개 이상의 표시 패널(40) 화소들에 대응하도록 한다. 발광 장치(100)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개 표시 패널(40) 화소들의 계조들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광할 수 있으며, 2 내지 8 비트의 계조를 표현할 수 있다.Referring back to FIG. 6, the light emitting device 100 forms fewer pixels than the display panel 40 so that one pixel of the light emitting device 100 corresponds to two or more pixels of the display panel 40. Each pixel of the light emitting device 100 may emit light corresponding to the highest gray level among the grays of the plurality of pixels of the display panel 40 corresponding thereto, and may represent a gray level of 2 to 8 bits.

편의상 표시 패널(40)의 화소를 제1 화소라 하고, 발광 장치(100)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.For convenience, a pixel of the display panel 40 is called a first pixel, a pixel of the light emitting device 100 is called a second pixel, and first pixels corresponding to one second pixel are called a first pixel group.

발광 장치(100)의 구동 과정은, ①표시 패널(40)을 제어하는 신호 제어부(도시하지 않음)가 제1 화소군의 제1 화소들 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 단계를 포함할 수 있다.In the driving process of the light emitting device 100, a signal controller (not shown) controlling the display panel 40 detects the highest gray level among the first pixels of the first pixel group, and according to the detected gray level. Calculate the grayscale required to emit the second pixel and convert it to digital data, generate driving signals of the light emitting device 100 using digital data, and generate driving signals of the light emitting device 100 using the generated driving signals. It may include applying to.

발광 장치(100)의 구동 신호는 주사 구동 신호와 데이터 구동 신호로 이루어진다. 전술한 캐소드 전극과 게이트 전극 중 어느 한 전극, 일례로 게이트 전극이 주사 구동 신호를 인가받고, 다른 한 전극, 일례로 캐소드 전극이 데이터 구동 신 호를 인가받는다.The driving signal of the light emitting device 100 includes a scan driving signal and a data driving signal. One of the above-described cathode electrode and gate electrode, for example, the gate electrode receives a scan driving signal, and the other electrode, for example the cathode electrode receives a data driving signal.

발광 장치(100)의 구동을 위한 주사 회로보드 어셈블리와 데이터 회로보드 어셈블리는 발광 장치(100)의 뒷면에 위치할 수 있다. 도 6에서 인용부호 66이 캐소드 전극과 데이터 회로보드 어셈블리를 연결하는 제1 커넥터를 나타내고, 인용부호 68이 게이트 전극과 주사 회로보드 어셈블리를 연결하는 제2 커넥터를 나타낸다. 그리고 인용부호 70이 애노드 전극에 애노드 전압을 인가하는 제3 커넥터를 나타낸다.The scan circuit board assembly and the data circuit board assembly for driving the light emitting device 100 may be located on the rear surface of the light emitting device 100. In FIG. 6, reference numeral 66 denotes a first connector connecting the cathode electrode and the data circuit board assembly, and reference numeral 68 denotes a second connector connecting the gate electrode and the scanning circuit board assembly. And reference numeral 70 denotes a third connector for applying an anode voltage to the anode electrode.

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(40)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.As described above, when the image is displayed in the corresponding first pixel group, the second pixel of the light emitting device 100 emits light with a predetermined gray level in synchronization with the first pixel group. That is, the light emitting device 100 provides light of high brightness in a bright area and light of low brightness in a dark area of a screen implemented by the display panel 40. Therefore, the display device 200 according to the present exemplary embodiment may increase the contrast ratio of the screen and implement more clear image quality.

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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 부분 확대도이다.3 is a partially enlarged view of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.4 is a partial plan view of an electron emission unit of a light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대 단면도이다.5 is a partially enlarged cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of a display device according to an exemplary embodiment.

도 7은 도 6에 도시한 표시 패널의 부분 단면도이다.FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the display panel shown in FIG. 6.

Claims (7)

진공 영역을 사이에 두고 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;A first substrate and a second substrate facing each other with the vacuum region interposed therebetween; 상기 제1 기판의 일면에 형성되는 캐소드 전극들, 상기 캐소드 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들, 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극들의 상부에서 상기 캐소드 전극들과 교차하는 게이트 전극들을 포함하는 전자 방출 유닛; 및Cathode electrodes formed on one surface of the first substrate, electron emission parts electrically connected to the cathode electrodes, and gate electrodes intersecting the cathode electrodes on the cathode electrodes with an insulating layer interposed therebetween. Electron emission unit; And 상기 제2 기판의 일면에 위치하며 가시광을 방출하는 발광 유닛A light emitting unit positioned on one surface of the second substrate and emitting visible light 을 포함하고,Including, 상기 캐소드 전극들과 상기 게이트 전극들이 교차하는 적어도 하나의 영역이 하나의 화소 영역에 대응하며,At least one region where the cathode electrodes and the gate electrodes cross each other corresponds to one pixel region, 상기 전자 방출부들은 상기 화소 영역의 중앙부에 위치하는 제1 전자 방출부들 및 상기 화소 영역의 주변부에 위치하면서 상기 제1 기판에 대해 상기 제1 전자 방출부들보다 높게 위치하는 제2 전자 방출부들을 포함하는 발광 장치.The electron emitters include first electron emitters positioned at a central portion of the pixel region and second electron emitters positioned at a periphery of the pixel region and positioned higher than the first electron emitters with respect to the first substrate. Light emitting device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극들과 상기 절연층이 상기 화소 영역의 중앙부에서 복수의 개구부를 형성하고, 상기 제1 전자 방출부들이 상기 절연층 개구부 내측에서 상기 캐소드 전극들 위에 배치되는 발광 장치.Wherein the gate electrodes and the insulating layer form a plurality of openings in a central portion of the pixel region, and the first electron emission portions are disposed on the cathode electrodes inside the insulating layer opening. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 게이트 전극들이 상기 화소 영역의 주변부에서 복수의 개구부를 형성하고, 상기 절연층이 상기 게이트 전극들의 개구부 하부에 오목부를 형성하며, 상기 제2 전자 방출부들이 상기 오목부에 배치되는 발광 장치.Wherein the gate electrodes form a plurality of openings in the periphery of the pixel region, the insulating layer forms a recess below the opening of the gate electrodes, and the second electron emission portions are disposed in the recess. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제2 전자 방출부들을 둘러싸는 상기 절연층의 오목부가 상기 제1 전자 방출부들을 둘러싸는 상기 절연층의 개구부보다 작은 폭으로 형성되는 발광 장치.And a concave portion of the insulating layer surrounding the second electron emitting portions is formed to have a smaller width than an opening of the insulating layer surrounding the first electron emitting portions. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치; 및The light emitting device according to any one of claims 1 to 4; And 상기 발광 장치의 전방에 위치하는 표시 패널Display panel located in front of the light emitting device 을 포함하는 표시 장치.Display device comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 표시 패널이 제1 화소들을 형성하고, 상기 발광 장치가 상기 표시 패널보다 적은 개수의 제2 화소들을 형성하며, 상기 제2 화소가 자신과 대응하는 제1 화소들의 계조에 대응하여 독립적으로 발광하는 표시 장치.The display panel forms first pixels, the light emitting device forms a smaller number of second pixels than the display panel, and the second pixel independently emits light corresponding to the gray levels of the first pixels. Display device. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 표시 패널이 액정 표시 패널인 표시 장치.A display device wherein the display panel is a liquid crystal display panel.
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