KR100702152B1 - 전계 방출기 - Google Patents

전계 방출기 Download PDF

Info

Publication number
KR100702152B1
KR100702152B1 KR1020050025765A KR20050025765A KR100702152B1 KR 100702152 B1 KR100702152 B1 KR 100702152B1 KR 1020050025765 A KR1020050025765 A KR 1020050025765A KR 20050025765 A KR20050025765 A KR 20050025765A KR 100702152 B1 KR100702152 B1 KR 100702152B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
power
inverter
driving
emitter
Prior art date
Application number
KR1020050025765A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060103995A (ko
Inventor
양동욱
나양운
Original Assignee
일진다이아몬드(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 일진다이아몬드(주) filed Critical 일진다이아몬드(주)
Priority to KR1020050025765A priority Critical patent/KR100702152B1/ko
Publication of KR20060103995A publication Critical patent/KR20060103995A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100702152B1 publication Critical patent/KR100702152B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은 전계 방출기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 발광면적 및 발광효율을 증대하고 구동전압 및 소비전력을 감소시키며 제조단가 및 제조시간을 감소시키고 긴 수명을 달성할 수 있는 전계 방출기에 관한 것이다.
본 발명의 전계 방출기는 에미터가 모두 형성된 게이트 전극과 캐소드 전극간에 접지(단일 변압기의 경우는 2차 코일 중간 탭부분, 두 개 변압기의 경우 양 변압기 중간 탭부분)를 형성하고 이를 전면기판의 전원부(DC 인버터)와 동시에 접지시켜 구동함으로써,
첫째 발광면적을 늘릴 수 있고, 둘째 게이트와 캐소드의 개념이 없기 때문에 제조원가 및 제조시간에서 많은 이득을 볼 수 있으며, 셋째 긴 수명을 보장할 수 있고, 넷째 소비 전력과 구동 전압을 감소할 수 있다.
또한, 기존의 측벽게이트 구조에서도 이러한 접지 구동 방식을 적용함으로써, 구동 전압을 감소하고, 소비전력을 감소하며, 휘도를 높이고, 발광 효율을 증가시킨다.
이중 에미터, 전계 방출.

Description

전계 방출기{Field emission apparatus}
도 1은 종래기술에 따른 전계 방출기.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 전계 방출기.
도 5는 본 발명과 종래기술의 전류밀도 비교 그래프.
도 6 내지 도 21은 본 발명에 따른 접지 방식의 구동 회로 및 파형.
도 22는 종래기술에 따른 발광 사진.
도 23은 본 발명에 따른 발광 사진.
도 24는 종래 전계 방출기 구조에 본 발명의 접지 방식을 적용한 예.
도 25 내지 도 27은 본 발명의 접지 방식과 종래 구동 방식을 비교한 그래프.
도 28 내지 도 31은 종래 전계 방출기 구조에서 본 발명의 접지 방식과 종래 구동 방식을 각각 적용하여 비교한 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 배면기판 105: 제 1 전극
110: 제 2 전극 115: 에미터
117: 격리 절연막 119: 절연층
200: 전면기판 205: 양극 전극
210: 형광체 300: 스페이서
305: 실링재 400: DC 인버터
402: AC 인버터 404, 406, 408: 변압기
본 발명은 전계 방출기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 발광면적 및 발광효율을 증대하고 구동전압 및 소비전력을 감소시키며 제조단가 및 제조시간을 감소시키고 긴 수명을 달성할 수 있는 전계 방출기의 구동 방법에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 전계 방출 방식 백라이트, 전계 방출 평면 램프(FEFL: Field Emission Flat Lamp) 및 전계 방출 디스플레이 등의 전계 방출 장치는 형광 체를 여기시키는 가속전자를 방출하기 위한 수단으로써 종래의 음극선관에서 사용되는 열음극 대신 첨예한 냉음극을 이용한다. 즉, 냉음극을 구성하는 에미터(Emitter)에 고전계를 집중시킴으로써 양자역학적인 터널(Tunnel) 효과에 의해 전자가 방출되도록 하고 있다. Donald O. Smith 등에 의한 미합중국 특허 제3,970,887호는 반도체 기판에 실리콘(Si) 마이크로 팁을 형성하고 게이트 전극을 통해 팁에 전계를 인가하여 전자를 방출하는 구조를 개시하고 있는데 이러한 방식의 전계 방출 장치는 마이크로 팁에 사용되는 물질의 일함수가 크기 때문에 전자 방출을 위한 게이트 전압이 상당히 높아야 하고 마이크로 팁이 쉽게 손상을 입는 문제가 존재한다.
따라서 에미터로 다이아몬드막이 각광을 받고 있고 최근에는 다이아몬드막의 전자 방출을 위한 전계보다 약 1/10 정도의 낮은 전계에서도 전자를 방출하는 카본나노튜브(CNT: Carbon nanotube)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
어떠한 에미터를 사용하든 넓은 발광면적, 고휘도, 긴 수명 및 공정의 단순화를 달성해야 실질적인 응용을 할 수 있다.
기존의 전계 방출 장치에는 2극 또는 3극 구조가 존재한다. 2극 구조에서는 양극 전극(Anode electrode)과 음극 전극(Cathode electrode)간에 높은 전압을 가함으로써 전계 방출 물질로 부터 전자를 뽑아내어 전자가 형광체를 여기, 발광하는 방법을 사용한다. 상기 2극 구조는 제조원가가 낮고 제조가 쉬우며 발광면적을 크게 가져갈 수 있는 장점이 있지만, 구동 전압이 높고 안정하게 낼 수 있는 휘도가 낮고 발광효율에 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제2000-74609호, 미합중국 특허 제5,773,834호, 대한민국 공개특허 제2001-84384호 및 대한민국 공개특허 제2004-44101호에는 3극 구조의 전계 방출 장치가 개시되어 있다. 상기 3극 구조에서는 전계 방출물질로 부터 전자를 뽑아내기 위해서 게이트 전극(Gate electrode)이라는 보조 전극을 음극 전극과 수십 나노미터(nm)에서 수 밀리미터(mm)까지 이격 형성하여 전자를 보다 쉽게 뽑아낼 수 있다. 이렇게 뽑아낸 전자를 양극 전극과 음극 전극 간에 높은 전압을 형성해서 양극 전극쪽 형광체를 여기, 발광하는 방법을 사용한다. 이러한 3극 구조에서는 구동 전압을 크게 낮출 수 있으며 높은 휘도를 낼 수 있지만, 제조 원가가 상대적으로 높고 제조 시간이 많이 걸리며 발광면적이 적어지는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제2004-44101호에 개시된 측면 게이트(Lateral gate) 방식 전계 방출 장치를 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 배면기판(5)의 표면에 음극 전극(10)이 형성되어 있고, 상기 음극 전극(10)의 상부면에는 탄소나노튜브로 구성된 에미터(20)가 위치하고 있으며, 상기 음극 전극(10)과 소정 간격 이격되며, 절연층(15)을 매개로 배면기판(5)에 접한 게이트 전극(25)이 있다. 배면기판(5)에 대향하여 형광체층(30), ITO(Indium Tin Oxide)로 구성되는 양극 전극(35) 및 전면기판(40) 등으로 구성되어 있다.
상기 측면 게이트 방식을 포함한 종래의 3극 구조 전계 방출 장치는 게이트 전극(25)에서 전자가 방출되지 않기 때문에 휘도 불균일성이 발생하고, 음극 전극(10) 상부면에 형성된 에미터(20)에서만 전자를 방출하기 때문에 상기 에미터(20)에 부하가 많이 걸려 수명이 단축되고 휘도가 낮은 문제가 있다.
본 발명의 출원인이 선출원한 특허출원 제2004-70871호에서는 상기 종래기술들의 문제점을 극복하는 것으로, 휘도를 높이고 제조단가를 낮추는 장점이 존재하지만 이중 에미터를 갖는 전계 방출기의 구동 방법에 있어서는 본 발명에 따른 접지구동방식의 장점을 달성하지 못하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배면기판의 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 지점과 에노드 간에 접지를 형성하고 구형파를 인가하여 전계 방출을 함으로써, 발광면적 및 발광효율을 증대하고 구동전압 및 소비전력을 감소시키며 제조단가 및 제조시간을 감소시키고 긴 수명을 달성할 수 있는 전계 방출기를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 소정 간격 이격되어 배치된 전면기판 및 배면기판; 상기 전면기판 상에 존재하는 양극 전극; 상기 양극 전극 상에 존재하는 형광체; 상기 배면기판 상에 위치하며 소정 간격 이격되어 존재하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 중 어느 하나 이상에 형성된 에미터를 포함하여 구성되는 전계 방출기에 있어서, 상기 양극 전극에 일측단자를 연결하여 직류전원을 인가하는 DC 인버터; 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 교류전원을 인가하는 AC 인버터를 구비하되, 상기 양극 전극과 상기 제 1 전극간의 전압 형태와 상기 양극 전극과 상기 제 2 전극간의 전압 형태가 상기 교류전원의 반주기를 기준으로 교번되어 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극의 전계 방출이 이루어지도록, 상기 DC 인버터의 타측단자를 상기 AC 인버터의 교류전원의 중간전위점과 연결하는 전계 방출기에 의해 달성된다.
삭제
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전계 방출기의 구성도이다.
본 발명의 전계 방출기는 배면기판(100) 상에 제 1 전극(105) 및 제 2 전극(110)이 존재하며 상기 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)의 상부면에는 에미터(115)가 위치하고 있다. 상기 제 1 전극(105) 및 제 2 전극(110) 모두에 에미터(115)를 형성함으로써 사실상 종래의 게이트 전극과 음극 전극의 구별을 없앤 구조로서 구동 전압에 따라 상기 제 1 전극(105) 및 제 2 전극(110)은 게이트가 되기도 하고 음극 전극이 되기도 한다. 이와 같이 함으로써 발광면적의 증대, 발광효율의 증가, 균일한 발광, 고휘도 및 고수명을 달성할 수 있다.
상기 배면기판(100)은 유리, 알루미나(Al2O3), 석영, 플라스틱, 실리콘(Si) 기판 등이 가능하며 유리기판이 보다 바람직하다.
상기 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)은 은(Ag), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 텅스텐(W), ITO 등의 금속 및 그 합금이 가능하며 스크린 프린팅에 의한 인쇄 방식이 적합하나 금속 분말을 소결하는 방법 또는 스퍼터링(Sputtering), 진공증착, 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 등의 박막 증착법을 사용하여 형성할 수도 있다.
상기 에미터(115)는 탄소나노튜브, 다이아몬드, DLC(Diamond Like Carbon), 풀러렌(Fulleren), 산화팔라듐(PdO) 등이 가능하나 비교적 낮은 전압에서도 전자를 방출할 수 있는 탄소나노튜브가 보다 바람직하다.
전면기판(200) 상에는 투명 전극(205)과 형광체(210)가 형성되어 있으며 상기 전면기판(200)과 배면기판(100)의 간격을 유지해주는 스페이서(Spacer, 300)가 존재하며 프리트(Frit) 글래스와 같은 실링재(305)에 의해 봉지되어 그 내부는 10-7torr 정도의 고진공을 유지하도록 되어 있다.
상기 전면기판(200)은 유리, 석영, 플라스틱 등이 가능하며 유리기판이 보다 바람직하다. 아울러 상기 배면기판(100)과 전면기판(200)을 모두 플라스틱 기판으로 사용할 경우 두루마리 액정 디스플레이의 백라이트로 사용할 수 있다.
상기 투명전극(205)은 ITO 등의 투명 도전성 재료를 상기 전면기판(200)에 증착, 코팅 또는 인쇄하여 형성할 수 있다. 상기 형광체(210)는 레드(Red), 그린 (Green), 블루(Blue) 형광체를 일정 비율로 혼합한 산화물, 황화물 등의 백색 형광체가 바람직하며 스크린 프린팅 방식에 의해 형성할 수 있다.
도 3은 상기 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)의 배치를 보여주는 단면도로서, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)이 등간격으로 형성될 수도 있고, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)을 한 쌍으로 근접하게 형성시켜 구동전압을 낮추는 구조도 가능하며, 도 3(c)에 도시된 바와 같이 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110) 사이에 격리 절연막(117)을 형성하여 두 전극이 쇼트(Short)되는 것을 방지할 수 있고, 도 3(d)에 도시된 바와 같이 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)의 높이 단차의 차이를 두고 형성될 수도 있다. 도 3(d)의 제 2 전극(110) 하부에는 절연체(119)를 형성한다.
도 4는 본 발명에 의한 전계 방출기의 배면기판 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)은 서로 엇갈리는 갈퀴 모양으로 형성되어 있고 상기 제 1 전극(105)과 제 2 전극(110)에 위상차에 따라 서로 다른 극성의 전압을 교대로 인가함으로써 각각의 전극 위에 위치하는 에미터(115)에서 전자가 방출되게 된다. 이와 같이 두 개의 전극 모두에서 전자를 방출하기 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술인 측면 게이트 3극 구조 전계 방출 장치에 비해 같은 전계하에서 보다 큰 전류밀도(Current density)를 얻을 수 있다. 물론, 상기 제 1 전극(105) 또는 제 2 전극(110) 중 어느 하나를 게이트 전극으로 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 전계 방출기는 그 구동을 위해 전면기판 상의 양극 전극(205)에 가해지는 전원을 생성하는 DC(Direct Current) 인버터(Inverter, 400), 제 1 전극 및 제 2 전극에 인가되는 전원을 생성하는 AC 인버터(402)를 포함하고 있다.
상기 AC 인버터(402)의 내부 구성은 전면기판(200)의 크기에 따라, 제 1 및 제 2 전극의 구성에 따라 다양한 변형을 가할 수 있다.
도 6 내지 도 21은 본 발명에 따른 전계 방출기의 구동 방법을 설명할 수 있도록 구동 회로 및 구동 파형을 나타낸 것이다. 본 발명은 투명 전극(205)과 형광체(210)가 형성된 전면기판(200)을 스페이서(300)로 일정 간격 이격 시킨 후 10-7torr 정도의 고진공을 유지하며 프리트(Frit) 글래스와 같은 실링재(305)에 의해 봉지되는 바, 상기 전면기판(200)에는 DC 인버터(400)를 연결하고, 상기 배면기판(100)에는 AC 인버터(402)를 연결하여 AC 펄스를 인가하여 구동한다.
도 6은 도 7, 도 13 및 도 14의 구동 회로를 나타낸 것이다. 먼저, 입력전원(401)으로부터 AC 인버터(402)로 전원을 인가한다. 이어서, 전원 필터부(402a)에서 불규칙한 파형을 필터링하고, 전원 공급부(402b)를 거쳐 전력 드라이브단(402c)에서 전력용 소자를 사용하여 원하는 형태로 다양하게 변형된 전력을 고압 발생부(402d)로 인가하고, 구동펄스를 발생한다. 상기 고압 발생부(402d)로 인가된 전력은 변압기를 통해 각각 전극1(105), 전극2(110) 및 투명기판(에노드기판, 205)로 인가되어 전계 방출기를 구동한다.
도 7은 상기 AC 인버터(402)의 고압 발생부(402d)를 나타낸 일실시예이다. 도 7의 고압 발생부(402d)는 제 1 및 제 2 전극의 구동분담율(duty)이 각각 50%일 경우이다. 이는 AC 파의 중간 전위를 상기 DC 인버터와 접지함으로써 달성되는 바, 도 7과 같은 경우에는 전체 인버터를 이루는 구성요소 중 변압기(404, transformer)의 2차측 코일의 중간 탭 구역과 DC 인버터(400)를 공통 접지하여 구동시킨다. 상기 접지란 안정적인 출력을 얻을 수 있는 가상 접지 방식을 취함이 바람직하다.
도 8 내지 도 12는 상기 도 7의 고압 발생부(402d)에서 나타나는 구동 파형을 나타낸 것이다. 먼저, 도 8은 상기 전면기판(200)에 인가되는 에노드 전압 파형이다. DC 인버터(400)를 통해 직류 파형이 인가된 것을 확인할 수 있다.
도 9는 상기 배면기판(100)에 인가되는 캐소드 파형이다. 상기 도 7에서 살펴 본 바와 같이, 변압기(404)의 2차측 코일의 중간 탭 구역과 DC 인버터(400)가 공통 접지되어 구동되므로 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 파형은 그 크기 및 진폭은 같고 극성이 반대인 형태로 나타난다. 파형의 한 사이클 혹은 반 사이클 마다 지연시간(delay time)을 설정하여 상기 제 1 및 제 2 전극을 구동시킨다. 상기 지연시간은 바람직하게 50㎳ 이하(0~50㎳)로 설정한다.
도 10은 구동분담율에 따른 인가 펄스를 나타낸 것으로, 상기 도 7에 나타난 제 1 및 제 2 전극 각각의 구동분담율 50%에 따른 펄스 파형이다.
도 11 내지 도 12는 상기 도 7의 AC 인버터(402)에서 전력 드라이브단(402c)에 전력용 반도체 소자를 사용하여 원하는 형태로 다양하게 변형된 파형을 나타낸 것이다. 상기 전력용 반도체 소자는 다이오드(diode), 싸이리스터(thyristor), 트랜지스터(transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO(Gate Turn Off Thyristor) 등 인버터의 종류와 사용 용량에 따라 선택한다.
도 13은 상기 전면기판(200)의 크기가 켜져 용량이 증가될 때 두 개의 변압기(404)를 연결하여 구동시키는 회로를 나타낸 것이다. 이 때는 상기 도 7에서와 같은 맥락으로 두 개의 변압기 중간 부분과 DC 인버터(400)를 공통 접지하여 구동시키는 것이다. 이 때의 구동 파형은 상기 도 8 내지 도 12에 나타낸 바와 같다.
도 14는 제 1 전극과 제 2 전극의 높이가 다르게 설정된 경우의 고압 발생부(402d)를 나타낸 것이다. 즉, 게이트 역할을 하는 전극의 위치는 에미터 역할을 하는 전극의 높이보다 높게 형성되는 것이 효율을 증가시킬 수 있으므로 제 1 및 제 2 전극 간의 높이를 다르게 설정한 것을 나타낸 것이다.
이 경우에는 높이가 높은 전극에서 낮은 전극으로의 방출은 용이하지만 높이가 낮은 전극에서 높은 전극으로의 방출은 어려워진다. 즉, 제 1 전극(105)에서 제 2 전극(110)으로의 전계 방출은 쉽고 제 2 전극(110)에서 제 1 전극(105)으로의 전계 방출은 전계 방출은 어려워진다. 따라서, 상기 도 13에서와 같이 각각의 변압기가 동일 권선비를 갖도록 하는 것이 아닌, 권선비를 달리하는 변압기(406, 408)을 구비함으로써 모자른 전계 방출을 보상해 준다. 또한, 도 15에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 전극(105)의 발광 면적을 줄임으로써 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 15의 구조에서는 제 2 전극(110)의 면적은 늘리고 전계방출 전압이 높은 제 1 전극(105)의 면적을 줄임으로써 발광 효율을 증대시킬 수 있다. 제 1 전극(105)이 제 2 전극(110) 보다 높게 위치함에 따라 기존의 동일 높이에 위치한 측면 게이트 구조보다 구동 전압이 낮아지는 효과를 볼 수 있고, 또한 제 1 전극(105)에서도 전계 방출이 일어남으로써 발광 면적도 넓어지는 효과를 동시에 달성할 수 있는 것이다.
도 16은 상기 도 14의 고압 발생부(402d)에 따른 다른 실시예이다. 즉, 상기 도 15에서 볼 수 있는 제 2 전극(110)의 증대된 면적이 적용되지 않았고, 상기 제 1 전극(105)의 하부에 절연층(119)을 형성하여 제 1 전극에서도 전자를 방출하도록 함으로써 발광면적을 넓히도록 하는 것이다. 상기 도 15의 구조에서도 절연층(119)이 형성될 수 있다.
도 17 내지 도 21은 상기 도 15 및 도 16의 구동 회로에서 나타나는 구동 파형을 나타낸 것이다. 먼저, 도 17은 상기 전면기판(200)에 인가되는 에노드 전압 파형이다. DC 인버터(400)를 통해 직류 파형이 인가된 것을 확인할 수 있다.
도 18은 상기 배면기판(100)에 인가되는 캐소드 파형이다. 상기 도 15 및 도 16에서 살펴 본 바와 같이, 각 변압기(406, 408) 사이의 중간 구역과 DC 인버터(400)가 공통 접지되어 구동되므로 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 파형은 그 크기 및 진폭은 같고 극성이 반대인 형태로 나타난다. 파형의 한 사이클 혹은 반 사이클 마다 지연시간(delay time)을 설정하여 상기 제 1 및 제 2 전극을 구동시킨다. 상기 지연시간은 바람직하게 0 내지 50㎳로 설정한다.
상기 도 15 및 도 16에서는 제 1 전극(105)에서 제 2 전극(110)으로의 전계 방출은 그 역보다 상대적으로 높게 나타나는데, 이는 에노드에 걸리는 전압의 방향 때문으로, 제 2 전극(110)에는 보다 높은 (+)전압을 가하여 전자를 방출할 필요가 있다. 따라서, 제 2 전극(110)에는 제 1 전극(105) 보다 높은 (+)전압이 걸리도록 회로를 구성한다. 이렇게 정해진 0Ｖ 지점과 에노드 전압의 (-)단자와 연결하여 양방향 전계 방출을 이룰 수 있다.
도 19는 구동분담율 50%에 따른 인가 펄스를 나타낸 것으로, 상기 도 15 및 도 16에 나타난 제 1 및 제 2 전극 각각의 구동분담율 50%에 따른 펄스 파형이다.
도 20 내지 도 21은 상기 도 15 및 도 16의 구동 회로에서 전력 드라이브단(402c)의 전력용 반도체 소자를 사용하여 원하는 형태로 다양하게 변형된 파형을 나타낸 것이다. 상기 전력용 반도체 소자는 다이오드(diode), 싸이리스터(thyristor), 트랜지스터(transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO(Gate Turn Off Thyristor) 등 인버터의 종류와 사용 용량에 따라 선택한다.
도 22는 종래의 측면게이트 방식에서의 발광 사진이고, 도 23은 본 발명에 따른 가상 접지 방식에서의 발광 사진이다. 도 22의 측면게이트 방식은 육안으로 볼 때에도 스트라이프 라인(stripe line)을 확인할 수 있고, 도 23의 가상 접지 방식에서는 휘도가 균일하여 안정적으로 발광하는 것을 볼 수 있다. 이는 본 발명과 같은 가상 접지 방식이 휘도 측면에서 측면 게이트 방식에 비해 2배이상 높기 때문이다.
도 24는 본 발명의 가상 접지 방식을 종래의 측면 게이트 3극 구조에 적용한 것을 나타낸 것이다. 이는 도 1에서 볼 수 있는 구조와 다를 바가 없이 보이지만, 제 1 전극(105)의 면적을 넓히거나 혹은 제 1 전극(105)의 전압을 높여 보다 많은 전계 방출을 이루고자 할 때 상기 도 14에서와 같이 인버터의 변압기 권선비 및 가상 접지 방식을 적용하여 구동되는 것으로써, 상기 도 1의 구동 방식과는 상이한 것을 알 수 있다.
도 25 내지 도 27은 듀얼 에미터 구조에 있어서, 가상 접지 방식에서의 구동 결과와 기존 측면게이트 방식에서의 구동 결과를 비교하여 나타낸 것이다. 이는 듀얼 에미터 구조에 있어서, 에노드 전압을 3㎸로 고정하고 각각의 구동 방식을 비교한 것이다.
도 25는 게이트 전압(제 1 전극 또는 제 2 전극)에 따른 전류특성을 나타낸 것으로, 그래프에 나타난 것과 같이 에노드 전류값이 동일 게이트 전압에서 가상 접지 구동 방식이 더 많이 흐르는 것을 볼 수 있다.
도 26은 게이트 전압에 따른 휘도를 나타낸 것으로, 동일한 게이트 전압에서 가상 접지 구동 방식이 많게는 3배 가까운 높은 휘도를 나타내는 것을 볼 수 있다.
도 27은 게이트 전압에 따른 효율을 나타낸 것으로, 동일 게이트 전압에서 가상 접지 구동 방식이 대략 2배 가량의 높은 효율을 나타내는 것을 볼 수 있다.
도 28 내지 도 29는 측면게이트 구조에 있어서, 가상 접지 방식에서의 구동 결과와 기존 측면게이트 방식에서의 구동 결과를 비교하여 나타낸 것이다. 이는 측면게이트 구조에 있어서, 에노드 전압을 2㎸로 고정하고 각각의 구동 방식을 비교한 것이다. 도 28은 동일 게이트 전압에 따른 에노드 전류값을 나타내는 것으로, 가상 접지 구동 방식이 더욱 많은 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있다.
도 29는 동일 게이트 전압에 따른 휘도를 나타낸 것으로, 동일한 게이트 전 압에서 가상 접지 구동 방식이 2배 가까운 높은 휘도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 30에서는 동일 전력에서 가상 접지 방식이 많게는 2배 가량의 높은 휘도를 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 도 31에서는 동일 전력에서 가상 접지 방식이 많게는 2배 가량의 높은 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
즉, 도 28 내지 도 31은 측면게이트 구조에 있어서도 가상 접지 구동 방식을 이용하면 보다 많은 에노드 전류, 휘도, 효율을 확보할 수 있는 것을 나타낸 것이다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 전계 방출기는 에미터가 모두 형성된 게이트 전극과 캐소드 전극간에 가상 접지(단일 변압기의 경우는 2차 코일 중간 탭부분, 두 개 변압기의 경우 양 변압기 중간 탭부분)를 형성하고 이를 전면기판의 전원부(DC 인버터)와 동시에 접지시켜 구동함으로써,
첫째 발광면적을 늘릴 수 있고, 둘째 게이트와 캐소드의 개념이 없기 때문에 제조원가 및 제조시간에서 많은 이득을 볼 수 있으며, 셋째 긴 수명을 보장할 수 있고, 넷째 소비 전력과 구동 전압을 감소시킬 수 있다.
또한, 기존의 측벽게이트 구조에서도 이러한 접지 구동 방식을 적용함으로써, 구동 전압을 감소하고, 소비전력을 감소하며, 휘도를 높이고, 발광 효율을 증가시킨다.

Claims (11)

  1. 소정 간격 이격되어 배치된 전면기판 및 배면기판; 상기 전면기판 상에 존재하는 양극 전극; 상기 양극 전극 상에 존재하는 형광체; 상기 배면기판 상에 위치하며 소정 간격 이격되어 존재하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 중 어느 하나 이상에 형성된 에미터를 포함하여 구성되는 전계 방출기에 있어서,
    상기 양극 전극에 일측단자를 연결하여 직류전원을 인가하는 DC 인버터; 및
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 교류전원을 인가하는 AC 인버터를 구비하되,
    상기 양극 전극과 상기 제 1 전극간의 전압 형태와 상기 양극 전극과 상기 제 2 전극간의 전압 형태가 상기 교류전원의 반주기를 기준으로 교번되어 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극의 전계 방출이 이루어지도록, 상기 DC 인버터의 타측단자를 상기 AC 인버터의 교류전원의 중간전위점과 연결하는 전계 방출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 AC 인버터는,
    입력전원으로부터 전원이 인가되어 불규칙한 파형을 필터링하는 전원 필터부;
    상기 전원 필터부로부터 인가된 전원을 전력 드라이브단으로 공급하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부로부터 인가된 전원을 전력용 소자를 사용하여 원하는 형태의 전력을 생성하고 구동 펄스를 발생하는 전력 드라이브단; 및
    상기 전력 드라이브단으로부터 인가된 전력을 상기 제 1 전극, 제 2 전극으로 공급하고, 상기 DC 인버터의 타측단자와 연결되는 고압 발생부
    를 포함하여 이루어지는 전계 방출기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 AC 인버터의 교류전원의 중간전위점에는 하나 이상으로 구비되는 변압기의 중간전위에 탭이 형성되는 전계 방출기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 구조가 동일한 경우에는 상기 변압기 중앙에 탭을 형성하여 상기 DC 인버터의 타측단자와 연결하는 전계 방출기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 구조가 높이 또는 면적에 대한 차이가 있는 경우에는 높거나 넓은 전극에 더 높은 전압을 가할 수 있도록 상기 하나 이상의 변압기에 탭을 형성하여 상기 DC 인버터의 타측단자와 연결하는 전계 방출기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극은 상기 AC 인버터로부터 지연시간을 갖는 AC 펄스가 인가되는 전계 방출기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지연시간은 50㎳ 이하인 전계 방출기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020050025765A 2005-03-29 2005-03-29 전계 방출기 KR100702152B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050025765A KR100702152B1 (ko) 2005-03-29 2005-03-29 전계 방출기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050025765A KR100702152B1 (ko) 2005-03-29 2005-03-29 전계 방출기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060103995A KR20060103995A (ko) 2006-10-09
KR100702152B1 true KR100702152B1 (ko) 2007-03-30

Family

ID=37634101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050025765A KR100702152B1 (ko) 2005-03-29 2005-03-29 전계 방출기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100702152B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829748B1 (ko) 2006-11-01 2008-05-15 삼성에스디아이 주식회사 리셋 동작을 수행하는 가스 여기 디스플레이 장치
WO2008146974A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Airtec System Co., Ltd. Hybrid ballast for driving triode carbon nano tube lamp
KR100862270B1 (ko) * 2007-05-30 2008-10-09 주식회사 에어텍시스템 3극 ｃｎｔ 램프 구동용 하이브리드 안정기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060103995A (ko) 2006-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5068319B2 (ja) 電界放出器およびその駆動方法
CN100373526C (zh) 图像显示装置和图像显示装置的制造方法
KR20090044476A (ko) 전계방출장치 정전류 구동회로
KR100702152B1 (ko) 전계 방출기
JP2010045039A (ja) 両極型パルス電源によって駆動される電界放出装置
KR100258714B1 (ko) 전계 방출용 음극을 갖는 평판 패널 디스플레이
KR100710592B1 (ko) 전계 방출 장치
US7855500B2 (en) Electron emission device having a sealing member in contact with electrodes
US20080278062A1 (en) Method of fabricating electron emission source, electron emission device, and electron emission display device including the electron emission device
KR100623097B1 (ko) 이중 에미터의 3극 구조를 갖는 전계 방출 장치
JP5010685B2 (ja) 電界放出装置
US7622858B2 (en) Planar light source generating apparatus
US7687982B2 (en) Electron emission device, electron emission display device including the electron emission device, and method of driving the electron emission device
US20090134766A1 (en) Electron emission source, electron emission device, electron emission type backlight unit and electron emission display device
JP2007115686A (ja) 電子放出ディスプレイ
WO2006092981A1 (ja) 蛍光表示管
KR101760606B1 (ko) 전계방출 발광소자 및 이를 구비한 조명장치
JP2009230967A (ja) 直流型薄膜エレクトロルミネッセンス素子
JP4591956B2 (ja) 電界放出型の冷陰極蛍光ランプの駆動方法およびその駆動電源
JP4685457B2 (ja) 冷陰極蛍光ランプの駆動方法およびその駆動電源
KR20070079622A (ko) 전계방출 평면램프
JPS63257163A (ja) 直流ガス放電型デイスプレイデバイス
KR20080082377A (ko) 전자 방출 표시 소자
JP2008117668A (ja) 電界放射素子およびその製造方法
KR20080101948A (ko) 몰리브덴이 첨가된 니켈합금전극을 이용한 냉음극 형광램프

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130327

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140303

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee