KR100296709B1 - 전계방출디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전계방출 디스플레이에 관한 것이다.
종래의 전계방출 디스플레이에 사용되는 형광판은 적색, 녹색 및 청색의 3원색 형광체를 하나의 화소로 하여 동일한 면에 배열한다. 양극 구동 방식의 전계방출 디스플레이용 형광판은 그 구동을 위해 2중 또는 3중 배선 기술을 사용하므로 배선 공정이 복잡하여 수율이 나쁠 뿐만 아니라, 배선의 저항 증가에 따른 전압 강하로 인해 성능이 저하되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 전계방출 디스플레이를 구성하는 형광판의 전도성 필름에 코팅되는 형광체를 적-녹-청-청-녹-적 순으로 배열하여 배선 공정을 단순화한 전계방출 디스플레이가 제시된다.
또한, 본 발명에서는 3원색의 형광체를 구동하기 위해 화소 단위로 하여 다수의 전압 공급기를 연결하므로써 배선 길이 증가에 따른 전압 강하 문제를 해결할 수 있는 전계방출 디스플레이가 제시된다.

Description

전계방출 디스플레이{Field emission display}
본 발명은 전계방출 디스플레이(Field Emission Display; FED)에 관한 것이다.
전계방출 디스플레이는 브라운관과 유사한 원리로 동작되는 평판 디스플레이이며, 형광판의 화소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 구성된다. 화소를 구성하는 적색, 녹색, 청색의 형광체를 구동하기 위해서는 각 화소의 동일한 색의 전극을 서로 연결하여야 한다.
도 1은 전계방출 디스플레이를 설명하기 위한 도면이다.
전자 방출판인 음극판(11)은 양극판(10)과 일정한 간격을 두고 고진공 상태로 패키징되어 있다. 음극판(11)은 열전자 대신 전계에 의해 전자를 방출한다. 형광판인 양극판(10)은 전자를 받아 빛을 발산하게 된다.
또한, 음극판(11)은 기판(12), 전도체(13), 저항층(14) 및 미세 팁 다발(18)로 구성된다. 기판(12)은 절연체로 형성된다. 전도체(13)는 기판(12) 상에 형성되며 음전극으로 사용된다. 또한, 전기적으로 저항성을 갖는 저항층(14)은 기판(12)상에 형성된다. 미세 팁 다발(18)은 저항층(14) 상에 형성된다. 미세 팁 에미터(15)는 게이트 전극(17)의 전도층과 절연층(16)을 관통하는 작은 구멍 내에 콘(cone) 모양으로 형성된다. 전도층은 절연층(16)상에 증착되어 게이트 전극(17)을 이루며, 미세 팁 에미터(15)는 게이트 전극(17)과 전기적으로 고립되어 있다.
양극판(10)은 게이트 전극(17)과 마주하여 형성되며 투명하고 평평한 유리 지지대(19), 전도성 필름(20) 및 형광체(21)로 구성된다. 전도성 필름(20)은 유리 지지대(19)의 표면에 층 형태로 되며, 광적으로 투명하고 전기적으로 전도성을 갖는 ITO(Indium-Tin Oxide)와 같은 물질을 이용하여 형성한다. 또한, 양극판(10)에는 게이트 전극(17)과 마주하여 전도성 필름(20)이 형성되고, 전도성 필름(20) 상에 음극선 루미느센스(Cathode Luminescence ; CL) 형광체(21)가 코팅되어 있다. 각 전도대 계열은 적색(21R), 녹색(21G) 및 청색(21B) 중 한가지 빛을 발하는 특정 형광체가 코팅되어 있다.
이러한 구조의 전계방출 디스플레이는 음전극(13) 및 게이트 전극(17)에 제 1 전압 공급기(22)를 통하여 음전압을 공급하므로써 동작된다. 이때, 음전극(13)에는 게이트 전극(17)에 비하여 상대적으로 큰 음전압이 공급된다. 그러므로 미세 팁 에미터(15)의 선택된 그룹이 활성화된다. 이때, 인가된 전계에 의해 미세 팁 에미터(15)로부터 전자들이 방출된다. 음전극(13)과 게이트 전극(17) 간에는 70 내지 100V의 포텐셜 전압이 공급된다.
전도성 필름(20)과 음전극(13) 사이에 연결되어 있는 제 2 전압 공급기(23)로부터 많은 양의 양극 바이어스를 가함에 따라 양극으로 하전되어 있는양극판(10)으로 자유전자들이 가속된다. 이때, 음전극(13)과 양전극(20) 사이로 공급되는 포텐셜 전압은 300 내지 800V이다. 이후, 양전극(20)으로 유도된 전자로부터 에너지가 발광 특성을 갖는 형광체(21R, 21G, 21B; 21)로 전달된다. 형광체(21R, 21G, 21B; 21)로 유도된 전하는 형광체(21)로부터 전도성 필름인 양전극(20)으로 유도된 후, 제 2 전압 공급기(23)를 통해 전기회로적으로 상쇄된다. 형광체 선(strips)에 의해 형성된 형상은 결과적으로 형광체(21R, 21G, 21B; 21) 여기부분 반대편의 양극판(10)을 통해 관찰된다.
현재에는 일반적으로 적색, 녹색, 청색의 형광체를 하나의 화소로 하여 동일한 면에 배열하는 방법을 택하고 있다. 이에 따라 양극 구동 방식의 전계방출 디스플레이 기술을 채택할 경우 양극판 구동을 위하여 2중 또는 3중 배선 기술을 사용하고 있다. 이러한 방법을 도 2에 도시하였다.
도 2는 종래의 전계방출 디스플레이용 형광판을 설명하기 위한 도면이다.
배선이 서로 교차되는 면적을 줄이기 위해 활성영역(29)보다 폭이 좁은 전도층(24)을 사용하여 같은 색의 형광체를 탭 본딩(tab bonding)으로 접점(25A, 25B, 25C)을 통하여 연결한다. 이 경우 교차 지역에서는 결함 밀도가 증가하고 이에 따라 실패율이 증가한다. 따라서, 실패율(failure rate)을 감소시키기 위해서는 교차 면적(cross-over area; 26, 27, 28)을 줄여야 한다. 교차 면적(26, 27, 28)을 줄이기 위하여 적색 버스(24A), 녹색 버스(24B), 청색 버스(24C)를 두껍고 좁게 형성한다.
그러나 이와 같은 방법으로 형광체를 배선하게 되면, 동일 색의 형광체가 2중 또는 3중 배선으로 연결되므로 공정이 어렵고 수율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 배선 길이가 증가함에 따라 저항이 증가하며 이에 의해 전압 강하 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전계방출 디스플레이를 구성하는 형광판의 전도성 필름에 코팅되는 형광체를 적-녹-청-청-녹-적 순으로 배열하여 배선 공정을 단순화하고, 3원색의 형광체를 구동하기 위해 화소 단위로 다수의 전압 공급기를 연결하므로써 배선 길이 증가에 따른 전압 강하 문제를 해결할 수 있는 전계방출 디스플레이를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전계방출 디스플레이는 형광판 및 전자 방출판과 상기 전자방출판을 구동하기 위한 제 1 전압 공급기와, 상기 형광판을 구동하기 위한 제 2 전압 공급기로 이루어진 전계방출 디스플레이에 있어서, 상기 형광판은 유리지지대의 선택된 위치에 형성되는 다수의 전도성 필름과, 상기 다수의 전도성 필름 상에 코팅되며 동일색의 형광체는 서로 직렬 연결되고 상기 각 형광체는 적-녹-청-청-녹-적 순으로 배열되는 3원색 형광체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전계방출 디스플레이는 전자 방출판과, 상기 전자 방출판을 구동하기 위한 제 1 전압 공급기와, 유리지지대의 선택된 위치에 형성되는 다수의 전도성 필름과, 상기 각 전도성 필름 상부에 각기 코팅되며 동일색의 형광체는 서로 직렬 연결되도록 적-녹-청-청-녹-적 순으로 배열되는 3원색 형광체와, 상기 3원색의 형광체를 화소 단위로 구동하기 위한 다수의 전압 공급기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 전계방출 디스플레이를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래의 전계방출 디스플레이용 형광판을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전계방출 디스플레이용 형광판을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전계방출 디스플레이용 형광판을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 형광판(양극판) 11 : 전자 방출판(음극판)
12 : 기판 13 : 전도체(음전극)
14 : 저항층 15 : 미세 팁 에미터
16 : 절연층 17 : 게이트 전극
18 : 미세 팁 다발 19 : 유리
20 : 전도성 필름(양전극) 21 : 형광체
21R, 31R, 41R : 적색 형광체 21G, 31G, 41G : 녹색 형광체
21B, 31B, 41B : 청색 형광체
22, 23, 32 및 33, 41 내지 45 : 전압 공급기
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전계방출 디스플레이용 형광판을 설명하기 위한 도면이다.
형광판의 전도성 필름 상에 코팅되는 음극선 루미느센스(Cathode Luminescence ; CL) 형광체는 적색 형광체(31R), 녹색 형광체(31G), 청색 형광체(31B)이며, 이 3원색이 한 화소를 구성한다. 본 발명에서는 이 3원색의 형광체를 배열함에 있어서, 인접하는 두 화소 간의 각 경계에 위치하는 형광체를 동일한 색의 형광체가 되도록 구성하였다. 즉, 적색, 녹색, 청색 형광체(31R, 31G, 31B) 다음에 청색, 녹색, 적색 형광체(31B, 31G, 31R)를 배열하였다. 이와 같이 하므로써, 동일한 색의 각 형광체가 2중 또는 3중 배선이 아닌 단일 배선으로 직렬연결될 수 있게 된다. 이 결과, 각 배선의 길이가 동일하게 되어 각 배선의 저항 감소량이 일정하게 되므로써 배선 공정이 용이해지고 수율이 향상될 수 있다. 이와 같은 배열로 형광체가 코팅되어 있는 양극판의 전도성 필름에 제 1 및 제 2 전압 공급기(32, 33)를 통하여 전압을 공급하여 줌으로써 형광판을 구동할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전계방출 디스플레이용 형광판을 설명하기 위한 도면이다.
전계방출 디스플레이를 사용하는 화면의 크기가 커지게 되는 경우, 각 형광체를 연결하는 배선의 길이가 증가하여 전압 강하 현상이 발생하게 된다. 이러한 전압 강하 현상은 도 4에 도시된 바와 같이, 3원색의 형광체에 대하여 화소 단위로 묶어 각각 전압을 공급하므로써 해결할 수 있다. 즉, 동일한 색의 형광체가 이웃하여 배열되도록 적색, 녹색, 청색 형광체(41R, 41G, 41B) 다음에 청색, 녹색, 적색 형광체(41B, 41G, 41R)를 배열한 다음 단일 배선 공정으로 동일한 색의 형광체를 연결한다. 이때, 화면의 크기가 커지게 되면 화소가 증가하게 된다. 이에 따라 배선의 길이가 증가하여 전압 강하가 일어나므로 화소를 그룹화 한다. 그리고, 각 화소의 그룹마다 각각 전압을 인가하기 위하여 일정 개수로 그룹화한 각 화소의 그룹마다 각각 전압 공급기(42 내지 45)를 접속한다. 이와 같이 하므로써 배선 길이 증가로 인한 전압 강하 문제를 해결할 수 있다.
이때, 중간 전원 공급기(43, 44)와 형광체 배선 접속시 최외각 배선은 직접 연결하고 나머지 두 개의 스트립은 탭 본딩 기술을 사용하여 연결한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 인접하는 두 화소 간의 각 경계에 위치하는 형광체를 동일한 색의 형광체로 구성하므로써 배선 공정이 용이해질 뿐만 아니라 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 3원색의 형광체로 구성된 화소를 그룹화하고각 화소의 그룹마다 각각 전압을 공급하므로써 배선 길이 증가에 따른 저항 증가로 인한 전압 강하 문제를 해결할 수 있어 고휘도, 고선명의 전계방출 디스플레이를 제조할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 전계 방출 디스플레이는 형광판 및 전자 방출판과, 전자방출판을 구동하기 위한 제1전압 공급기와, 상기 형광판을 구동하기 위한 제 2전압 공급기로 이루어진 전계방출 디스플레이에 있어서,
    상기 형광판은 유리지지대의 선택된 위치에 형성되는 다수의 전도성 필름과,
    상기 다수의 전도성 필름 상에 코팅되며 동일색의 형광체는 서로 직렬 연결되며 각 형광체는 적-녹-청-청-녹-적 순으로 배열된 3원색 형광체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이.
  2. 전자 방출판과,
    상기 전자 방출판을 구동하기 위한 제 1 전압 공급기와.
    유리지지대의 선택된 위치에 형성되는 다수의 전도성 필름과,
    상기 각 전도성 필름 상에 각기 코팅되며 동일색이 형광체는 서로 직렬 연결 되도록 적-녹-청-청-녹-적 순으로 배열되는 3원색 형광체와,
    상기 3원색의 형광체를 화소 단위로 구동하기 위한 다수의 전압 공급기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    다수의 전압공급기를 스트립에 접속할 때 최외각 배선은 직접 연결하고 나머지 두 선은 탭 본딩 기술을 이용하여 연결하는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이.
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