KR100717762B1 - Light emitting device and liquid crystal display with the light emitting device as backlight unit - Google Patents
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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 제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재로 구성되는 진공 용기와, 제1 기판 위에 서로 절연을 유지하며 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들을 포함한다. 각각의 제1 전극은 제1 기판의 일측 가장자리에 위치하는 전압 인가부와, 전압 인가부로부터 제1 기판의 반대편 가장자리를 향해 연장되는 제1 라인부와, 제1 라인부와 평행을 이루며 제1 라인부로부터 전압 인가부를 향해 연장되는 제2 라인부를 포함하고, 하나의 제2 전극과 교차하는 제1 라인부 영역과 제2 라인부 영역이 하나의 화소를 형성한다.The present invention provides a light emitting device that emits light using field emission characteristics and a liquid crystal display using the light emitting device as a backlight unit. The light emitting device according to the present invention includes a vacuum container including a first substrate, a second substrate, and a sealing member, and first and second electrodes formed along a direction crossing each other while maintaining insulation on the first substrate. And electron emission parts electrically connected to the first electrodes. Each of the first electrodes includes a voltage applying part located at one edge of the first substrate, a first line part extending from the voltage applying part toward the opposite edge of the first substrate, and parallel to the first line part. A first line portion region and a second line portion region, which include a second line portion extending from the line portion toward the voltage applying portion, intersect with one second electrode, form one pixel.
전자방출부, 캐소드전극, 게이트전극, 절연층, 형광층, 애노드전극, 전압강하 Electron emission part, cathode electrode, gate electrode, insulating layer, fluorescent layer, anode electrode, voltage drop
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 가운데 유효 영역을 도시한 부분 절개 사시도이다.2 is a partially cutaway perspective view illustrating an effective area of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.3 is a partial plan view of an electron emission unit of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 가운데 제1 기판과 제1 전극들을 개략적으로 도시한 평면도이다.4 is a plan view schematically illustrating a first substrate and first electrodes of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 제1 전극을 도시한 평면도이다.5 is a plan view illustrating a first electrode of a light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치를 구동하는 구성의 블록도이다.7 is a block diagram of a configuration for driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
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.BACKGROUND OF THE
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.Recently, a liquid crystal display, which is one type of flat panel display, has been widely used in place of the cathode ray tube. The liquid crystal display has a feature of changing the amount of light transmission for each pixel by using dielectric anisotropy of a liquid crystal whose twist angle changes according to an applied voltage.
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.Such a liquid crystal display basically includes a liquid crystal panel assembly and a backlight unit that provides light to the liquid crystal panel assembly, and the liquid crystal panel assembly receives light emitted from the backlight unit and transmits or blocks the light by the action of the liquid crystal layer. By implementing a predetermined image.
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.The backlight unit may be classified according to the type of light source, and one of them is a cold cathode fluorescent lamp (CCFL). Since the CCFL is a line light source, the light generated by the CCFL can be evenly dispersed toward the liquid crystal panel assembly through the optical members such as the diffusion sheet, the diffusion plate, and the prism sheet.
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.However, in the CCFL method, since the light generated by the CCFL passes through a plurality of optical members, considerable light loss occurs, and power consumption is high because the light must be emitted at a high intensity in consideration of the light loss. In addition, the CCFL method is difficult to apply to a large display device of 30 inches or more because it is difficult to large area structure.
그리고 종래의 백라이트 유닛으로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED, 이하 'LED'라 한다) 방식이 공지되어 있다. LED는 점 광원으로서 통상 복수개로 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.As a conventional backlight unit, a light emitting diode (LED) method is known. A plurality of LEDs are usually provided as a point light source and constitute a backlight unit by being combined with optical members such as a reflective sheet, a light guide plate, a diffusion sheet, a diffusion plate, and a prism sheet. This LED method has the advantages of fast response speed and excellent color reproducibility, but has a disadvantage of high price and large thickness.
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 작고 대형화에 유리하며 복잡한 광학 부재를 필요로 하지 않는 장점이 있다.Accordingly, recently, a field emission type backlight unit that emits light using an electron emission characteristic by an electric field has been proposed as a backlight unit to replace the CCFL method and the LED method. The field emission type backlight unit is a surface light source, has the advantage of low power consumption, large size, and does not require a complicated optical member.
상기 장점에도 불구하고 종래의 전계 방출형 백라이트 유닛에서는 스트라이프형 전극의 내부 저항으로 인해 전압 강하가 발생하므로 전극의 길이 방향을 따라 방출 전류량이 불균일해지는 현상을 보이고 있다. 따라서 종래의 전계 방출형 백라이트 유닛은 전극의 길이 방향을 따라 휘도가 변화하여 발광면 전체에서 휘도 균일도가 저하되는 단점이 있다.In spite of the above advantages, since the voltage drop occurs due to the internal resistance of the stripe type electrode in the conventional field emission type backlight unit, the amount of emission current is nonuniform along the length direction of the electrode. Therefore, the conventional field emission type backlight unit has a disadvantage in that the luminance is changed along the longitudinal direction of the electrode and thus the luminance uniformity is reduced in the entire light emitting surface.
이처럼 종래의 백라이트 유닛은 광원의 종류에 따라 각자의 문제점을 가지고 있다. 또한, 종래의 백라이트 유닛은 액정 표시장치 구동시 발광면 전체가 일정한 휘도를 나타내도록 구동하므로 액정 표시장치에 요구되는 화질 개선에 부합하기 어 려운 문제가 있다.As such, the conventional backlight unit has its own problems depending on the type of light source. In addition, the conventional backlight unit has a problem in that it is difficult to meet the image quality improvement required for the liquid crystal display device since the entire light emitting surface is driven to display a constant luminance when the liquid crystal display device is driven.
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.For example, when the liquid crystal panel assembly displays an arbitrary screen including a high brightness portion and a low brightness portion according to an image signal, the backlight unit provides light of different intensities to the high brightness portion and the low brightness portion. If so, it is possible to realize a screen having excellent dynamic contrast.
그러나 지금까지의 백라이트 유닛으로는 전술한 기능을 구현할 수 없으므로 종래의 액정 표시장치는 화면의 동적 대비비를 높이는데 한계가 있다.However, the above-described backlight unit cannot implement the above functions, and thus the conventional liquid crystal display has a limitation in increasing the dynamic contrast ratio of the screen.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 발광면의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting device capable of improving the luminance uniformity of a light emitting surface and a liquid crystal display using the light emitting device as a backlight unit.
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.It is another object of the present invention to divide a light emitting surface into a plurality of regions and to emit light of different intensities for each divided region, and a liquid crystal capable of increasing the dynamic contrast ratio of a screen by using the light emitting apparatus as a backlight unit. It is to provide a display device.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재로 구성되는 진공 용기와, 제1 기판 위에 서로 절연을 유지하며 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층과, 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함하며, 각각의 제 1 전극이 제1 기판의 일측 가장자리에 위치하는 전압 인가부와, 전압 인가부로부터 제1 기판의 반대편 가장자리를 향해 연장되는 제1 라인부와, 제1 라인부와 평행을 이루며 제1 라인부로부터 전압 인가부를 향해 연장되는 제2 라인부를 포함하고, 하나의 제2 전극과 교차하는 제1 라인부 영역과 제2 라인부 영역이 하나의 화소를 형성하는 발광 장치를 제공한다.A vacuum container composed of a first substrate, a second substrate, and a sealing member; first and second electrodes formed along a direction intersecting with each other while maintaining insulation on the first substrate; Electron emission parts electrically connected to each other, a fluorescent layer formed on one surface of the second substrate, and an anode electrode located on one surface of the fluorescent layer, wherein each of the first electrodes is positioned at one edge of the first substrate. An application portion, a first line portion extending from the voltage application portion toward the opposite edge of the first substrate, and a second line portion parallel to the first line portion and extending from the first line portion toward the voltage application portion, Provided is a light emitting device in which a first line portion region and a second line portion region intersecting one second electrode form one pixel.
상기 제1 전극은 제2 라인부로부터 제1 기판의 반대편 가장자리를 향해 연장되는 제3 라인부를 더욱 포함할 수 있다.The first electrode may further include a third line portion extending from the second line portion toward the opposite edge of the first substrate.
상기 제2 전극들은 절연층을 사이에 두고 제1 전극들 상부에 위치할 수 있으며, 제2 전극들과 절연층이 제1 전극들과 제2 전극들의 교차 영역마다 개구부들을 형성하고, 각각의 개구부 내측으로 제1 전극 위에 전자 방출부가 위치할 수 있다.The second electrodes may be positioned above the first electrodes with an insulating layer interposed therebetween, wherein the second electrodes and the insulating layer form openings at intersections of the first electrodes and the second electrodes, respectively. The electron emission part may be positioned on the first electrode inward.
상기 전자 방출부는 탄소계 물질과 나노미터 사이즈 물질 중 적어도 하나를 포함한다.The electron emission part includes at least one of a carbonaceous material and a nanometer size material.
상기 제1 기판과 제2 기판은 5 내지 20mm의 간격을 두고 위치할 수 있으며, 상기 발광 장치는 애노드 전극에 10 내지 15kV의 애노드 전압을 인가하는 애노드 전압 인가부를 더욱 포함할 수 있다.The first substrate and the second substrate may be positioned at intervals of 5 to 20 mm, and the light emitting device may further include an anode voltage applying unit for applying an anode voltage of 10 to 15 kV to the anode electrode.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention, in order to achieve the above object,
행 방향과 열 방향을 따라 복수의 화소들을 형성하는 액정 패널 조립체와, 액정 패널 조립체로 빛을 제공하고 행 방향 및 열 방향을 따라 액정 패널 조립체보다 작은 수의 화소들을 형성하는 발광 장치를 포함하는 액정 표시장치를 제공한다. 상기 발광 장치는 제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재로 구성되는 진공 용기와, 제1 기판 위에 서로 절연을 유지하며 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층과, 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함한다. 그리고 각각의 제1 전극은 제1 기판의 일측 가장자리에 위치하는 전압 인가부와, 전압 인가부로부터 제1 기판의 반대편 가장자리를 향해 연장되는 제1 라인부와, 제1 라인부와 평행을 이루며 제1 라인부로부터 전압 인가부를 향해 연장되는 제2 라인부를 포함하고, 하나의 제2 전극과 교차하는 제1 라인부 영역과 제2 라인부 영역이 하나의 화소를 형성한다. 발광 장치는 제1 전극들과 제2 전극들에 의해 화소별로 서로 다른 세기의 광을 방출한다.A liquid crystal panel comprising a liquid crystal panel assembly for forming a plurality of pixels along the row direction and a column direction, and a light emitting device for providing light to the liquid crystal panel assembly and forming a smaller number of pixels in the row direction and the column direction than the liquid crystal panel assembly Provide a display device. The light emitting device includes a vacuum container including a first substrate, a second substrate, and a sealing member, first and second electrodes formed along a direction intersecting each other while maintaining insulation on the first substrate; Electron emission parts electrically connected to the first electrodes, a fluorescent layer formed on one surface of the second substrate, and an anode electrode located on one surface of the fluorescent layer. Each of the first electrodes includes a voltage applying part positioned at one edge of the first substrate, a first line part extending from the voltage applying part toward the opposite edge of the first substrate, and parallel to the first line part. A first line portion region and a second line portion region, which include a second line portion extending from the first line portion toward the voltage applying portion, intersect one second electrode, form one pixel. The light emitting device emits light of different intensity for each pixel by the first electrodes and the second electrodes.
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.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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 가운데 유효 영역을 도시한 부분 절개 사시도이다.1 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial cutaway perspective view showing an effective area of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 1과 도 2를 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, 내 부 공간이 대략 10-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 및 밀봉 부재(16)가 진공 용기를 구성한다.1 and 2, the
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 유닛(18)이 제공되고, 제2 기판(14)의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(20)이 제공된다.The
전자 방출 유닛(18)은 제1 기판(12)의 일 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제1 전극들(22)과, 절연층(24)을 사이에 두고 제1 전극들(22) 위에서 제1 전극(22)과 교차하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제2 전극들(26)과, 제1 전극들(22)과 제2 전극들(26) 중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들(28)을 포함한다.The
전자 방출부(28)가 제1 전극(22)에 형성되는 경우, 제1 전극(22)이 전자 방출부(28)에 전류를 공급하는 캐소드 전극이 되고, 제2 전극(26)이 캐소드 전극과의 전압 차에 의해 전계를 형성하여 전자 방출을 유도하는 게이트 전극이 된다. 반대로 전자 방출부(28)가 제2 전극(26)에 형성되는 경우, 제2 전극(26)이 캐소드 전극이 되고, 제1 전극(22)이 게이트 전극이 된다.When the
제1 전극(22)과 제2 전극(26) 가운데 주로 발광 장치(10)의 행 방향을 따라 위치하는 전극이 주사 전극으로 기능하고, 발광 장치(10)의 열 방향을 따라 위치하 는 전극이 데이터 전극으로 기능한다.Among the
도면에서는 전자 방출부(28)가 제1 전극(22)에 형성되고, 제1 전극들(22)이 발광 장치(10)의 열 방향(도면의 y축 방향)을 따라 위치하며, 제2 전극들(26)이 발광 장치(10)의 행 방향(도면의 x축 방향)을 따라 위치하는 경우를 도시하였다. 전자 방출부(28)의 위치와 제1 전극들(22) 및 제2 전극들(26)의 배열 방향은 전술한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.In the drawing, the
상기 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 교차 영역마다 제2 전극(26)과 절연층(24)에 개구부(261, 241)가 형성되어 제1 전극(22)의 표면 일부를 노출시키며, 절연층 개구부(241) 내측으로 제1 전극(22) 위에 전자 방출부(28)가 위치한다.
전자 방출부(28)는 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(28)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, C60, 실리콘 나노와이어 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 그 제조법으로 스크린 인쇄, 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.The
다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.On the other hand, the electron emission portion may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum (Mo) or silicon (Si).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이고, 도 4는 제1 기판과 제1 전극들을 개략적으로 도시한 평면도이다.3 is a partial plan view of an electron emission unit of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view schematically showing a first substrate and first electrodes.
도 3과 도 4를 참고하면, 본 실시예에서 전자 방출부들(28)과 접촉하여 캐소 드 전극으로 기능하는 제1 전극들(22)은 제1 기판(12)의 일측 가장자리에서 진공 용기 외부로 노출되는 전압 인가부(221)와, 전압 인가부(221)로부터 제1 기판(12)의 반대편 일측 가장자리를 향해 연장된 제1 라인부(222)와, 제1 라인부(222)와 평행을 이루며 제1 라인부(222)로부터 전압 인가부(221)를 향해 연장된 제2 라인부(223)로 이루어진다.Referring to FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the
전압 인가부(221)에 인가된 구동 전압은 제1 라인부(222)를 거쳐 제2 라인부(223)에 전달되며, 제2 전극(26)의 길이 방향(도면의 x축 방향)을 따라 나란히 위치하는 제1 라인부(222) 일부와 제2 라인부(223) 일부가 제2 전극(26)과 함께 하나의 화소 영역을 형성한다. 도 4에서 제1 전극(22)과 제2 전극(26)이 교차하는 화소 영역을 쇄선으로 도시하였다.The driving voltage applied to the
이러한 제1 전극(22) 구조에서는 전압 인가부(221)로부터 멀어질수록 전압 강하가 발생하는데, 전압 인가부(221)와 가까운 영역에서는 전압 강하 정도가 가장 낮은 제1 라인부(222)와 전압 강하 정도가 가장 큰 제2 라인부(223)가 하나의 화소를 형성하고, 전압 인가부(221)와 멀리 떨어진 영역에서는 전압 강하 정도가 중간인 제1 라인부(222)와 제2 라인부(223)가 하나의 화소를 형성한다.In the structure of the
따라서 전술한 제1 전극(22) 구조에서는 전압 인가부(221)로부터 떨어진 거리에 관계없이 제1 전극(22)의 길이 방향(도면의 y축 방향)을 따라 위치하는 모든 화소들에서 방출 전류량이 같아지는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, in the above-described structure of the
도 1과 도 2를 참고하면, 발광 유닛(20)은 형광층(30)과, 형광층(30)의 일면에 위치하는 애노드 전극(32)을 포함한다.1 and 2, the
형광층(30)은 백색 형광층으로 이루어지거나, 적색과 녹색 및 청색 형광층들이 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.The
애노드 전극(32)은 형광층(30) 표면을 덮는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어질 수 있다. 애노드 전극(32)은 전자빔을 끌어당기는 가속 전극으로서 고전압을 인가받아 형광층(30)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(30)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(12)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(14) 측으로 반사시켜 발광면의 휘도를 높인다.The
그리고 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(도시하지 않음)이 위치한다.In addition, spacers (not shown) are disposed between the
전술한 구성의 발광 장치(10)는 진공 용기 외부로부터 제1 전극들(22)과 제2 전극들(26)에 소정의 구동 전압을 인가하고, 애노드 전극(32)에 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가하여 구동한다.The
그러면 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(28) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출되고, 방출된 전자들이 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(30) 부위에 충돌함으로써 이를 발광 시킨다. 화소별 형광층(30)의 발광 세기는 해당 화소의 전자빔 방출량에 대응한다.Then, in the pixels where the voltage difference between the
전술한 구동 과정에 있어서, 본 실시예의 발광 장치(10)는 제1 전극(22)을 제1 라인부(222)와 제2 라인부(223)로 구성하고, 제1 라인부(222)와 제2 라인부(223)로 하나의 화소를 형성함에 따라, 제1 전극(22)의 길이 방향을 따라 위치하는 화소들에서 방출 전류량을 균일하게 하여 발광면 전체에서 균일한 휘도를 구현할 수 있다.In the above-described driving process, the
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(32)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.Meanwhile, in the above-described embodiment, the
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 제1 전극을 도시한 평면도이다.5 is a plan view illustrating a first electrode of a light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 본 실시예에서 제1 전극(22')은 제1 기판의 일측 가장자리에 형성되는 전압 인가부(221)와, 전압 인가부(221)로부터 제1 기판의 반대편 일측 가장자리를 향해 연장된 제1 라인부(222)와, 제1 라인부(222)와 평행을 이루며 제1 라인부(222)로부터 전압 인가부(221)를 향해 연장된 제2 라인부(223)와, 제2 라인부(223)와 평행을 이루며 제2 라인부(223)로부터 제1 기판의 반대편 일측 가장자리 를 향해 연장된 제3 라인부(224)로 이루어진다.Referring to FIG. 5, in the present exemplary embodiment, the
전압 인가부(221)에 인가된 구동 전압은 제1 라인부(222)와 제2 라인부(223)를 거쳐 제3 라인부(224)에 전달되며, 제2 전극(도시하지 않음)의 길이 방향(도면의 x축 방향)을 따라 나란히 위치하는 제1 라인부(222) 일부와 제2 라인부(223) 일부 및 제3 라인부(224) 일부가 제2 전극과 함께 하나의 화소 영역(도면에서 쇄선으로 표시)을 형성한다.The driving voltage applied to the
전술한 제1 전극(22') 구조에서도 전압 강하 정도가 서로 다른 제1 라인부(222)와 제2 라인부(223) 및 제3 라인부(224)가 하나의 화소를 형성함에 따라, 전압 인가부(221)로부터 떨어진 거리에 관계없이 제1 전극(22')의 길이 방향(도면의 y축 방향)을 따라 위치하는 모든 화소들에서 방출 전류량이 같아지는 효과를 얻을 수 있다.In the above-described structure of the first electrode 22 ', the voltages of the
도 6은 전술한 구성의 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment in which the light emitting device having the above-described configuration is used as a backlight unit.
도 6을 참고하면, 본 실시예의 액정 표시장치(40)는 행 방향과 열 방향을 따라 임의의 화소를 가지는 액정 패널 조립체(42)와, 액정 패널 조립체(42) 후방에 위치하여 액정 패널 조립체(42)로 빛을 제공하는 발광 장치(10)를 포함한다. 액정 패널 조립체(42)로는 공지된 모든 액정 패널 조립체가 적용될 수 있으며, 전술한 실시예의 발광 장치(10)가 백라이트 유닛으로 기능한다.Referring to FIG. 6, the liquid
액정 패널 조립체(42)와 발광 장치(10) 사이에는 필요에 따라 확산판 또는 확산 시트와 같은 광학 부재(도시하지 않음)가 배치될 수 있다.An optical member (not shown) such as a diffusion plate or a diffusion sheet may be disposed between the liquid
상기 행 방향은 액정 표시장치(40)의 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(42)가 구현하는 화면의 수평 방향(도면의 x축 방향)으로 정의할 수 있고, 열 방향은 액정 표시장치(40)의 다른 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(42)가 구현하는 화면의 수직 방향(도면의 y축 방향)으로 정의할 수 있다.The row direction may be defined as one direction of the
특히 본 실시예에서 발광 장치(10)는 행 방향과 열 방향을 따라 액정 패널 조립체(42)보다 작은 수의 화소를 형성하여 발광 장치(10)의 한 화소가 2개 이상의 액정 패널 조립체(42) 화소들에 대응하도록 한다.In particular, in the present embodiment, the
행 방향에 따른 액정 패널 조립체(42)의 화소 수와 열 방향에 따른 액정 패널 조립체(42)의 화소 수를 각각 M과 N이라 하면, M과 N은 240 이상의 정수로 정의할 수 있다. 그리고 행 방향에 따른 발광 장치(10)의 화소 수와 열 방향에 따른 발광 장치(10)의 화소 수를 각각 M'와 N'라 하면, M'와 N'는 2 내지 99 가운데 어느 하나의 정수로 정의할 수 있다.When the number of pixels of the liquid
발광 장치(10)는 M'×N'의 해상도를 가지는 자발광 표시 패널이며, 화소별로 발광 세기가 독립적으로 제어되어 이에 대응하는 액정 패널 조립체(42) 화소들에 적절한 세기의 광을 제공한다. 이때 M'와 N'의 최소 수치인 2는 본 실시예의 발광 장치(10)가 자발광 표시 패널을 이루기 위한 최소한의 조건이고, M'와 N'가 99를 초과하면 발광 장치(10)의 화소 수가 과대해져 발광 장치(10) 제작과 구동이 어려워지고 제조 비용 상승을 초래할 수 있다.The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치를 구동하는 구성의 블록도이다.7 is a block diagram of a configuration for driving a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 본 실시예의 액정 표시장치는 액정 패널 조립체(42)와, 액정 패널 조립체(42)에 연결된 제1 주사 구동부(102) 및 제1 데이터 구동부(104)와, 제1 데이터 구동부(104)에 연결된 계조 전압 생성부(106)와, 발광 장치(10) 및 이들을 제어하는 신호 제어부(108)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the liquid crystal display of the present exemplary embodiment includes a liquid
액정 패널 조립체(42)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(S1-Sn, D1-Dm)과, 이 신호선에 연결되며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 제1 화소(PX)를 포함한다. 신호선(S1-Sn, D1-Dm)은 제1 주사 신호를 전달하는 복수의 제1 게이트 라인(S1-Sn)과, 제1 데이터 신호를 전달하는 복수의 제1 데이터 라인(D1-Dm)을 포함한다.The liquid
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1,2,...n) 제1 주사 라인(Si)과 j번째(j=1,2,...m) 제1 데이터 라인(Dj)에 연결된 화소(44)는 신호선(Si,Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.Each of the pixels (PX), for instance the i-th (i = 1,2, ... n) first scan line (S i) and the j-th (j = 1,2, ... m) the first data line the
스위칭 소자(Q)는 액정 패널 조립체(42)의 하부 기판(도시하지 않음)에 구비되는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제1 게이트 라인(Si)에 연결되고, 입력 단자는 제1 데이터 라인(Dj)에 연결되며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.A switching element (Q) is a three-terminal element such as thin film transistors included in liquid
계조 전압 생성부(106)는 제1 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전 압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지며, 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.The
제1 주사 구동부(102)는 액정 패널 조립체(42)의 제1 주사 라인(S1-Sn)과 연결되어 스위치 온 전압(Von)과 스위치 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 제1 주사 신호를 제1 주사 라인(S1-Sn)에 인가한다.The
제1 데이터 구동부(104)는 액정 패널 조립체(42)의 제1 데이터 라인(D1-Dm)에 연결되며, 계조 전압 생성부(106)로부터 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 제1 데이터 라인(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(106)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 제1 데이터 구동부(104)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.The
신호 제어부(108)는 제1 주사 구동부(102)와 제1 데이터 구동부(104)를 제어하며, 발광 장치(10)를 제어하기 위한 발광 장치 제어부(110)를 포함한다. 발광 장치 제어부(110)는 발광 장치(10)의 제2 주사 구동부(114)와 제2 데이터 구동부(112)를 제어한다. 신호 제어부는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다.The
입력 영상 신호(R, G, B)는 각 제1 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며, 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.The input image signals R, G, and B contain luminance information of each first pixel PX, and the luminance is a predetermined number, for example, 1024 (= 2 10 ), 256 (= 2 8 ), or It has 64 (= 2 6 ) grays. Examples of the input control signal include a vertical sync signal Vsync, a horizontal sync signal Hsync, a main clock MCLK, and a data enable signal DE.
신호 제어부(108)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 패널 조립체(42)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 제1 주사 구동부 제어 신호(CONT1) 및 제1 데이터 구동부 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 제1 주사 구동부 제어 신호(CONT1)를 제1 주사 구동부(102)로 내보내고, 제1 데이터 구동부 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 제1 데이터 구동부(104)에 내보낸다.The
발광 장치(10)의 표시부(116)는 복수의 제2 화소(EPX)를 포함하며, 각 제2 화소(EPX)는 하나의 제2 주사 라인(S'1-S'p) 및 하나의 제2 데이터 라인(C1-Cq)에 연결되어 있다. 각 제2 화소(EPX)는 제2 주사 라인(S'1-S'p)과 제2 데이터 라인(C1-Cq)에 인가되는 전압 차에 따라 발광한다. 제2 주사 라인(S'1-S'p)은 발광 장치(10)의 행 방향을 따라 위치하는 전극들에 대응하고, 제2 데이터 라인(C1-Cq)은 발광 장치의 열 방향을 따라 위치하는 전극들에 대응한다.The
신호 제어부(108)는 발광 장치(10)의 한 제2 화소(EPX)에 대응하는 복수의 제1 화소(PX)에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)를 이용하여, 발광 장치(10)의 발광 제어 신호를 생성한다. 발광 제어 신호는 제2 데이터 구동부 제어 신호(CD), 발광 신호(CLS) 및 제2 주사 구동부 제어 신호(CS)를 포함한다. 제2 데이터 구동부 제어 신호(CD), 발광 신호(CLS) 및 제2 주사 구동부 제어 신호(CS)에 따라, 발광 장치(10)의 각 제2 화소(EPX)는 복수의 제1 화소(PX)에 대응하여 발광한다.The
구체적으로, 신호 제어부(108)는 발광 장치(10)의 한 제2 화소(EPX)에 대응하는 복수의 제1 화소(PX)에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)를 이용하여, 발광 장치(10)의 한 제2 화소(EPX)에 대응하는 복수의 제1 화소(PX) 중 가장 높은 계조를 검출하고, 발광 장치 제어부(110)로 전달한다. 발광 장치 제어부(110)는 검출된 계조에 대응하는 발광 장치(10) 제2 화소(EPX)의 계조를 산출하고, 이를 디지털 데이터로 변환하여 제2 데이터 구동부(112)로 전달한다.Specifically, the
본 실시예에서 발광 신호(CLS)는 발광 장치(10) 제2 화소(EPX)의 계조에 따라 6비트 이상의 디지털 데이터를 포함한다. 그리고 제2 데이터 구동부 제어 신호(CD)는 각각의 제2 화소(EPX)가 자신과 대응하는 복수의 제1 화소(PX)와 동기되어 발광할 수 있게 한다. 즉, 하나의 제2 화소(EPX)에 대응하는 복수의 제1 화소(PX)에 영상이 표시되는 것에 맞추어 제2 화소(EPX)가 소정의 계조로 발광할 수 있도록 동기시킨다.In the present exemplary embodiment, the light emission signal CLS includes 6-bit or more digital data according to the gray level of the second pixel EPX of the
제2 데이터 구동부(112)는 제2 데이터 라인(C1-Cq)에 연결되어 있으며, 제2 데이터 구동부 제어 신호(CD)와 발광 신호(CLS)에 따라 제2 데이터 신호를 생성하여 각 제2 데이터 라인(C1-Cq)에 인가한다.The
또한, 발광 장치 제어부(110)는 수평 동기신호(Hsync)를 이용하여 발광 장치(10)의 제2 주사 구동부 제어 신호(CS)를 생성한다. 즉, 제2 주사 구동부(114)는 제2 주사 라인(S'1-S'p)에 연결되어 있으며, 제2 주사 구동부 제어 신호(CS)에 따라 제2 주사 신호를 생성하고, 제2 주사 라인(S'1-S'p)에 전달한다. 발광 장치(10)의 한 제2 화소(EPX)에 대응하는 복수의 제1 화소(PX)에 스위치 온 전압(Von)이 인가되는 동안, 발광 장치(10) 제2 화소(EPX)의 제2 주사 라인(S'1-S'p)에는 제2 주사 신호가 인가된다.In addition, the light emitting
그러면, 복수의 제1 화소(PX)가 표시되는 동안 제2 화소(EPX)는 제2 주사 라인(S'1-S'p)에 인가되는 제2 주사 전압 및 제2 데이터 라인(C1-Cq)에 인가되는 제2 데이터 전압에 따라 복수의 제1 화소(PX)의 계조에 대응하여 발광한다. 본 실시예에서 제2 화소(EPX)의 제2 데이터 라인(C1-Cq)에는 계조에 따른 전압이 인가되고, 제2 주사 라인(S'1-S'p)에는 일정한 양의 전압이 인가되며, 제2 화소(EPX)는 두 라인의 전압 차에 의해 발광한다.Then, while the plurality of first pixels PX are displayed, the second pixel EPX is applied to the second scan line S ′ 1 -S ′ p and the second scan voltage and the second data line C 1- . According to the second data voltage applied to C q ), light is emitted corresponding to the gray levels of the plurality of first pixels PX. In the present embodiment, a voltage according to the gray level is applied to the second data lines C 1 -C q of the second pixel EPX, and a constant amount of voltage is applied to the second scan lines S ′ 1 -S ′ p . The second pixel EPX emits light by a voltage difference between two lines.
따라서, 본 실시예의 액정 표시장치(40)는 전술한 과정을 통해 화면의 동적 대비비(dynamic contrast)를 향상시킬 수 있으며, 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.Therefore, the
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to
본 발명에 의한 발광 장치는 전술한 제1 전극 구성에 의해 제1 전극의 길이 방향을 따라 위치하는 화소들에서 방출 전류량을 균일하게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 발광 장치는 발광면 전체에서 휘도 균일도를 높일 수 있다.The light emitting device according to the present invention can make the emission current uniform in the pixels positioned along the longitudinal direction of the first electrode by the above-described first electrode configuration. Therefore, the light emitting device according to the present invention can increase the luminance uniformity in the entire light emitting surface.
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.In addition, the liquid crystal display according to the present invention using the above-described light emitting device as a backlight unit can improve the display quality by increasing the dynamic contrast ratio of the screen, and can reduce the overall power consumption by reducing the power consumption of the backlight unit, 30 inches or more It can be easily manufactured in a large display device.
Claims (10)
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