KR100778447B1

KR100778447B1 - 발광 장치 및 표시 장치

Info

Publication number: KR100778447B1
Application number: KR1020060114605A
Authority: KR
Inventors: 신종훈; 이상진; 강수종; 이진호; 류경선; 정규원; 전필구
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2007-11-21

Abstract

본 발명은 스페이서 대전(charging)에 의한 전자빔 왜곡을 억제할 수 있는 발광 장치와 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 발광 장치는 제1 기판의 내면에 위치하며 서로 교차하는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들과 제2 전극들의 교차 영역마다 제1 전극들과 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 제2 기판의 내면에 위치하는 발광 유닛과, 교차 영역의 외곽에서 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함한다. 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)는 하기 조건을 만족한다.

500㎛ ≤ D ≤ 0.2Dh

여기서, Dh는 상기 교차 영역의 대각 길이를 나타낸다.

전자방출부, 스페이서, 캐소드전극, 게이트전극, 형광층, 애노드전극, 진공용기

Description

발광 장치 및 표시 장치 {LIGHT EMISSION DEVICE AND DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 절개 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 발광 장치 중 전자 방출 유닛과 스페이서의 평면도이다.

도 4는 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D) 변화에 따른 전자빔 중심 이동 거리를 측정하여 나타낸 그래프이다.

도 5는 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리가 0.2Dh를 초과한 비교예의 발광 장치 중 전자 방출 유닛과 스페이서를 도시한 평면도이다.

도 6은 교차 영역의 대각 길이에 대한 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리 비율(D/Dh) 변화에 따른 스페이서 주위의 휘도 저하율을 측정하여 나타낸 그래프이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.

본 발명은 발광 장치 및 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스페 이서 대전(charging)에 의한 전자빔 왜곡을 억제할 수 있는 발광 장치와 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 패널과 같은 수광형(passive type) 표시 패널을 구비하는 표시 장치는 표시 패널에 빛을 제공하는 광원을 필요로 한다. 일반적으로 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL) 방식과 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 방식의 발광 장치가 표시 장치의 광원으로 널리 사용되고 있다.

상기 CCFL 방식과 상기 LED 방식은 각각 선 광원과 점 광원을 사용하므로 광 확산을 위한 광학 부재들을 구비하고 있다. 그런데 선 광원과 점 광원에서 방출된 빛의 상당량이 광학 부재들을 거치면서 손실되므로, CCFL 방식과 LED 방식은 충분한 휘도를 얻기 위해서 소비 전력을 높여야 하며, 대형화 제작에 불리한 단점을 안고 있다.

최근들어 CCFL 방식과 LED 방식을 대체할 발광 장치로서, 후면 기판에 전자 방출부와 구동 전극들을 구비하고, 전면 기판에 형광층과 애노드 전극을 구비하는 발광 장치가 제안되고 있다. 이러한 발광 장치는 전자 방출부에서 방출된 전자들로 형광층을 여기시켜 가시광을 방출시킨다.

상기 발광 장치에서 전면 기판과 후면 기판은 밀봉 부재와 함께 진공 용기를 구성하며, 전면 기판과 후면 기판 사이에는 다수의 스페이서들이 설치되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 있다.

상기 발광 장치가 표시 장치의 광원으로 사용될 때 중요한 광학적 특성은, 낮은 소비 전력으로 높은 휘도를 구현하고, 빛이 방출되는 유효 영역 전체에서 균일한 세기의 빛을 방출하며, 표시 장치가 구현하는 화면의 표시 품질(일례로 동적 대비비)를 높이는데 기여해야 하는 것이다.

그런데 상기 발광 장치에서는 전자 방출부에서 방출된 전자들이 스페이서에 충돌하여 스페이서 표면을 대전시킬 수 있다. 이 경우 스페이서 주위의 전자빔 경로가 왜곡되어 스페이서 주위의 형광층이 과대 발광하거나 과소 발광하게 된다. 그 결과 발광면 상에 스페이서 자리가 보이고, 휘도 균일성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명은 스페이서 대전에 의한 전자빔 경로 왜곡을 억제하여 휘도 균일성을 향상시키며, 화면의 동적 대비비를 높일 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 발광 장치는, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판의 내면에 위치하며 서로 교차하는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들과 제2 전극들의 교차 영역마다 제1 전극들과 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 제2 기판의 내면에 위치하는 발광 유닛과, 교차 영역의 외곽에서 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함하며, 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 하기 조건을 만족한다.

500㎛ ≤ D ≤ 0.2Dh

여기서, Dh는 상기 교차 영역의 대각 길이를 나타낸다.

스페이서는 5 내지 20mm의 높이를 가질 수 있으며, 발광 유닛은 형광층과, 형광층의 일면에 위치하며 10 내지 15kV의 애노드 전압을 인가받는 애노드 전극을 포함할 수 있다.

제2 전극들은 절연층을 사이에 두고 제1 전극들 상부에 위치할 수 있으며, 스페이서는 교차 영역의 대각 코너부 외곽에 배치될 수 있다. 스페이서는 제2 전극들 사이 간격보다 큰 폭을 가질 수 있다.

제2 전극들과 절연층은 제1 전극들과 제2 전극들의 교차 영역마다 서로 연통하는 개구부들을 형성할 수 있고, 각각의 전자 방출부가 절연층 개구부 내측으로 제1 전극들 위에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널과, 표시 패널로 빛을 제공하는 발광 장치를 포함하며, 발광 장치는 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판의 내면에 위치하며 서로 교차하는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 제1 전극들과 제2 전극들의 교차 영역마다 제1 전극들과 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 제2 기판의 내면에 위치하는 발광 유닛과, 교차 영역의 외곽에서 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함하며, 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 하기 조건을 만족한다.

500㎛ ≤ D ≤ 0.2Dh

여기서, Dh는 상기 교차 영역의 대각 길이를 나타낸다.

표시 패널이 제1 화소들을 구비할 때, 발광 장치는 제1 화소들보다 적은 개 수의 제2 화소들을 구비할 수 있으며, 제2 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어할 수 있다. 표시 패널은 액정 표시 패널일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 절개 사시도와 부분 단면도이고, 도 3은 도 1에 전자 방출 유닛과 스페이서의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(10)는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)과, 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에 배치되어 두 기판을 접합시키는 밀봉 부재(도시하지 않음)로 이루어진 진공 용기(16)를 포함한다. 진공 용기(16) 내부는 대략 10^-6 Torr의 진공도를 유지한다.

제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 밀봉 부재 내측에 위치하는 영역을 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(18)이 제공되고, 제2 기판(14) 내면의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(20)이 제공된다.

먼저, 전자 방출 유닛(18)은 절연층(22)을 사이에 두고 위치하며 서로 교차 하는 제1 전극들(24) 및 제2 전극들(26)과, 제1 전극들(24) 또는 제2 전극들(26)에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들(28)을 포함한다.

전자 방출부(28)가 제1 전극들(24)에 형성되는 경우, 제1 전극들(24)이 전자 방출부(28)에 전류를 공급하는 캐소드 전극이 되고, 제2 전극들(26)이 캐소드 전극과의 전압 차에 의해 전계를 형성하여 전자 방출을 유도하는 게이트 전극이 된다. 반대로 전자 방출부(28)가 제2 전극들(26)에 형성되는 경우, 제2 전극들(26)이 캐소드 전극이 되고, 제1 전극들(24)이 게이트 전극이 된다.

그리고 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26) 중 어느 한 전극들, 주로 발광 장치(10)의 행 방향(도면에 표기된 x축 방향)과 나란하게 위치하는 전극들(일례로 제2 전극들(26))이 주사 전극으로 기능하고, 다른 한 전극들, 주로 발광 장치(10)의 열 방향(도면에 표기된 y축 방향)과 나란하게 위치하는 전극들(일례로 제1 전극들(24))이 데이터 전극으로 기능할 수 있다.

도면에서는 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 교차 영역마다 제2 전극들(26)과 절연층(22)에 개구부(261, 221)가 형성되어 제1 전극들(24)의 표면 일부를 노출시키고, 절연층 개구부(221) 내측으로 제1 전극들(24) 위에 전자 방출부(28)가 위치하는 경우를 도시하였다. 전자 방출부(28)의 위치는 도시한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.

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, 훌러 렌(C₆₀), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.

다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.

전술한 구조에서 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 교차 영역 하나가 발광 장치(10)의 한 화소 영역에 대응하거나, 2개 이상의 교차 영역이 발광 장치(10)의 한 화소 영역에 대응할 수 있다. 두번째 경우 하나의 화소 영역에 위치하는 2개 이상의 제1 전극들(24) 및/또는 제2 전극들(26)은 서로 전기적으로 연결되어 동일한 구동 전압을 인가받는다.

다음으로, 발광 유닛(20)은 형광층(30)과, 형광층(30)의 일면에 위치하는 애노드 전극(32)을 포함한다. 형광층(30)은 적색과 녹색 및 청색 형광체가 혼합되어 백색광을 방출하는 혼합 형광체로 이루어질 수 있으며, 제2 기판(14)의 유효 영역 전체에 형성되거나, 화소 영역마다 소정의 패턴으로 분리되어 위치할 수 있다.

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.

그리고 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에는 진공 용기(16)에 가해지는 압 축력을 지지하고 이 기판들(12, 14)의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(34)이 위치한다. 스페이서(34)는 사각 기둥형, 원 기둥형, 막대형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 교차 영역 외곽에 위치한다.

특히 스페이서(34)가 기둥형인 경우, 스페이서(34)는 제2 전극들(26) 사이에서 제1 전극들(24) 사이 부위에 대응하여 위치할 수 있다. 즉 스페이서(34)는 교차 영역의 대각 코너부 외곽에 위치할 수 있다. 또한 발광 장치(10)는 스페이서(34)의 개수를 줄이기 위하여 각각의 스페이서(34)를 비교적 큰 폭으로 형성할 수 있으며, 이 경우 스페이서(34)는 제2 전극들(26) 사이 간격보다 큰 폭으로 형성되어 제2 전극들(26)과 접촉할 수 있다.

전술한 구성의 발광 장치(10)는 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 조합으로 복수의 화소들을 형성하며, 진공 용기(16) 외부로부터 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)에 소정의 구동 전압을 인가하고, 애노드 전극(32)에 수천 볼트 이상의 양의 직류 전압(애노드 전압)을 인가하여 구동한다.

그러면 제1 전극(24)과 제2 전극(26)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(28) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들(도 2에서 e^-로 표기)이 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(30) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다. 화소별 형광층(30)의 발광 세기는 해당 화소의 전자빔 방출량에 대응한다.

전술한 실시예에서 스페이서(34)는 발광 장치(10)의 두께 방향(도면에 표기된 z축 방향)을 따라 5 내지 20mm의 비교적 큰 높이로 형성되며, 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 스페이서(34)의 높이에 상응하는 간격을 두고 위치한다. 그리고 이 기판들(12, 14)의 간격 확대를 통해 진공 용기(16) 내부의 아킹 발생을 억제할 수 있으며, 그 결과 애노드 전극(32)에 10kV 이상, 바람직하게 10 내지 15kV의 고전압을 인가할 수 있다.

또한, 전술한 구조에서 제1 전극(24)과 제2 전극(26)의 교차 영역은 수 내지 수십 밀리미터(mm)의 폭을 가지며, 각 교차 영역마다 수십개의 전자 방출부들(28)이 위치한다. 일례로 각 교차 영역은 대략 10mmㅧ 10mm의 크기로 형성될 수 있으며, 60 내지 80㎛ 직경의 제2 전극 개구부들(261)과 20 내지 30㎛ 직경의 전자 방출부들(28)이 각 교차 영역 내에 20개 이상 배치될 수 있다.

본 실시예의 발광 장치(10)는 전술한 구성을 통해 유효 영역 중앙부에서 대략 10,000cd/m²의 최대 휘도를 구현할 수 있고, 공지의 냉음극 형광램프(CCFL) 방식 및 발광 다이오드(LED) 방식의 발광 장치와 비교할 때 낮은 소비 전력으로 높은 휘도를 구현할 수 있다.

한편, 전술한 구동 과정에서 전자 방출부(28)에서 방출된 전자들은 제2 기판(14)을 향해 퍼지며 진행하므로, 전자들의 일부가 스페이서(34) 표면에 충돌하여 스페이서(34) 표면을 대전시킬 수 있다. 대전된 스페이서는 스페이서 주위를 지나는 전자빔 경로를 왜곡시킨다.

본 실시예의 발광 장치(10)는 스페이서(34) 대전에 의한 전자빔 왜곡을 최소화하고, 발광면의 휘도 균일성을 향상시키기 위하여 스페이서(34)와 전자 방출부들(28) 사이의 최단 거리(D, 도 3 참고)를 다음과 같이 설정한다.

500㎛ ≤ D ≤ 0.2Dh

여기서, Dh(도 5 참고)는 제1 전극(24)과 제2 전극(26) 교차 영역의 대각 길이를 나타낸다.

상기 전자빔 중심 이동 거리는 스페이서(34)의 표면 대전으로 인해 스페이서(34) 주위의 전자빔이 스페이서(34)를 향해 끌리거나 스페이서(34)로부터 밀려난 거리를 의미한다. 실험은 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 전압 차를 90V로 설정하고, 애노드 전극(32)에 10kV를 인가한 조건에서 진행하였다.

도 4를 참고하면, 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 작아질수록 스페이서 대전으로 인해 전자빔 중심 이동 거리는 커진다. 전자빔 중심 이동 거리가 대략 115㎛를 초과할 때 전자빔 경로 왜곡에 의해 스페이서 주위의 형광층이 과대 발광하거나 과소 발광하는 현상이 심화된다.

본 실시예의 발광 장치(10)는 스페이서(34)와 전자 방출부들(28) 사이의 최단 거리(D)를 500㎛ 이상으로 설정하여 스페이서(34) 대전에 의한 전자빔 왜곡을 최소화하며, 발광면의 휘도 균일성을 향상시킨다.

한편, 스페이서(34)와 전자 방출부들(28) 사이의 최단 거리(D)가 커질수록 스페이서(34) 대전에 의한 전자빔 왜곡은 효과적으로 억제할 수 있으나, 스페이서(34) 주위로 전자 방출부들(28)을 배치할 수 없게 되며, 이는 스페이서(34) 주위의 휘도 저하로 이어진다.

본 실시예의 발광 장치(10)는 제1 전극(24)과 제2 전극(26)의 교차 영역 크기를 고려할 때 스페이서(34)와 전자 방출부들(28) 사이의 최단 거리(D)가 0.2Dh를 초과하지 않도록 하여 스페이서(34) 주위로 과도한 휘도 저하가 발생하지 않도록 한다.

도 5는 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리가 0.2Dh를 초과한 비교예의 발광 장치 중 전자 방출 유닛과 스페이서를 도시한 평면도이고, 도 6은 교차 영역의 대각 길이에 대한 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리 비율(D/Dh) 변화에 따른 스페이서 주위의 휘도 저하율을 측정하여 나타낸 그래프이다.

도 6에서 스페이서 주위의 휘도 저하율은 발광 장치의 발광면 가운데 스페이서와 이웃하지 않는 부위에서 관찰되는 발광면의 최대 휘도와의 상대값을 나타낸다. 이 실험 또한 제1 전극들(24)과 제2 전극들(26)의 전압 차를 90V로 설정하고, 애노드 전극(32)에 10kV를 인가한 조건에서 진행하였다.

도 5를 참고하면, 비교예의 발광 장치에서는 스페이서(34') 주위로 전자 방출부들(28')을 배치할 수 없으므로 하나의 교차 영역 안에서 스페이서(34')와 가까운 부분과 멀리 떨어진 부분 사이에서 전자 방출부들(28') 분포에 차이가 발생하게 된다.

따라서 도 6에 도시한 결과를 통해 알 수 있듯이 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 커질수록 스페이서 주위의 휘도 저하율이 높아지고, 스페이서와 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 0.2Dh를 초과할 때 스페이서 주위의 휘도 저하율이 대략 50%를 넘어서게 된다.

이와 같이 본 실시예의 발광 장치(10)는 전술한 스페이서(34)와 전자 방출부들(28) 사이의 최단 거리(D) 설정을 통해 스페이서(34) 대전에 의한 전자빔 왜곡을 억제할 수 있으며, 스페이서(34) 주위의 과도한 휘도 저하를 억제하여 발광면의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 전술한 발광 장치를 광원으로 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 7에 도시한 표시 장치는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

도 7을 참고하면, 본 실시예의 표시 장치(100)는 발광 장치(10)와, 발광 장치(10) 전방에 위치하는 표시 패널(40)을 포함한다. 발광 장치(10)와 표시 패널(40) 사이에는 발광 장치(10)에서 출사된 빛을 고르게 확산시켜 표시 패널(40)에 제공하는 확산판(50)이 위치할 수 있으며, 확산판(50)과 발광 장치(10)는 소정의 거리를 두고 이격된다.

본 실시예의 발광 장치(10)는 전술한 구성을 통해 발광면의 휘도 균일성을 높이며, 그 결과 발광 장치(10)와 확산판(50)의 이격 거리를 작게할 수 있다. 발광 장치(10)와 확산판(50)의 이격 거리 축소는 표시 장치(100)를 슬림화하고, 확산판(50) 투과에 의한 광 손실을 최소화하여 발광 효율을 높이는 효과가 있다.

표시 패널(40)의 전방과 발광 장치(10)의 후방에는 각각 탑 섀시(top chassis)(52)와 버텀 섀시(bottom chassis)(54)가 위치한다. 표시 패널(40)은 액정 표시 패널 또는 다른 수광형 표시 패널로 이루어진다. 아래에서는 일례로 표시 패널(40)이 액정 표시 패널인 경우에 대해 설명한다.

표시 패널(40)은 다수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)가 형성된 TFT 기판(42)과, TFT 기판(42) 상부에 위치하는 컬러필터 기판(44)과, 이 기판들(42, 44) 사이에 주입되는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 컬러필터 기판(44)의 상부와 TFT 기판(42)의 하부에는 편광판(도시하지 않음)이 부착되어 표시 패널(40)을 통과하는 빛을 편광시킨다.

각 TFT의 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되며, 드레인 단자에는 투명 도전막으로 이루어진 화소 전극이 연결된다. 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 회로보드 어셈블리(46, 48)로부터 전기적인 신호를 입력하면, TFT의 게이트 단자와 소스 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 신호 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 전극 구동에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.

컬러필터 기판(44)은 빛이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소를 형성하며, 투명 도전막으로 이루어진 공통 전극을 전면에 형성하고 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴 온되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성된다. 이 전계에 의해 TFT 기판(42)과 컬러필터 기판(44) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화하고, 변화된 배열각에 따라 화소별로 광 투과도가 변화한다.

표시 패널(40)의 회로보드 어셈블리(46, 48)는 각각의 구동 IC 패키지(461, 481)와 접속한다. 표시 패널(40)을 구동하기 위하여, 게이트 회로보드 어셈블리(46)는 게이트 구동 신호를 전송하고, 데이터 회로보드 어셈블리(48)는 데이터 구동 신호를 전송한다.

발광 장치(10)는 표시 패널(40)보다 적은 수의 화소들을 형성하여 발광 장치(10)의 한 화소가 2개 이상의 표시 패널(40) 화소들에 대응하도록 한다. 발광 장치(10)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개의 표시 패널(40) 화소들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광할 수 있으며, 발광 장치(10)는 화소별로 2 내지 8비트의 계조를 표현할 수 있다.

편의상 표시 패널(40)의 화소를 제1 화소라 하고, 발광 장치(10)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 복수의 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.

발광 장치(10)의 구동 과정은 표시 패널(40)을 제어하는 신호 제어부(도시하지 않음)가 제1 화소군의 제1 화소들 중 가장 높은 계조를 검출하고, 검출된 계조에 따라 제2 화소 발광에 필요한 계조를 산출하여 이를 디지털 데이터로 변환하고, 이 디지털 데이터를 이용하여 발광 장치(10)의 구동 신호를 생성하는 단계들을 포함할 수 있다. 발광 장치(10)의 구동 신호는 주사 구동 신호와 데이터 구동 신호를 포함한다.

발광 장치(10)의 주사 회로보드 어셈블리(도시하지 않음)와 데이터 회로보드 어셈블리(도시하지 않음)는 각각의 구동 IC 패키지(361, 381)와 접속한다. 발광 장치(10)를 구동하기 위하여, 주사 회로보드 어셈블리는 주사 구동 신호를 전송하고, 데이터 회로보드 어셈블리는 데이터 구동 신호를 전송한다. 전술한 제1 전극들과 제2 전극들 중 어느 한 전극들이 주사 구동 신호를 인가받고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 신호를 인가받는다.

발광 장치(10)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광한다. 이와 같이 발광 장치(10)는 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어하여 각 화소에 대응하는 표시 패널(40) 화소들에 적절한 세기의 광을 제공한다. 따라서 본 실시예의 표시 장치(100)는 화면의 동적 대비비(dynamic contrast)를 높일 수 있으며, 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 발광 장치는 스페이서 대전에 의한 전자빔 왜곡을 억제할 수 있으며, 스페이서 주위의 휘도 저하를 억제하여 발광면의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 의한 표시 장치는 화면의 동적 대비비를 높일 수 있으며 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.

Claims

서로 대향 배치되는 제1 기판과 제2 기판;

상기 제1 기판의 내면에 위치하며 서로 교차하는 제1 전극들과 제2 전극들;

상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들의 교차 영역마다 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들;

상기 제2 기판의 내면에 위치하는 발광 유닛; 및

상기 교차 영역의 외곽에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 스페이서

를 포함하며,

상기 스페이서와 상기 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 하기 조건을 만족하는 발광 장치.

0.5mm ≤ D ≤ 0.2Dh

여기서, Dh는 상기 교차 영역의 대각 길이를 나타낸다.
제1항에 있어서,

상기 스페이서가 5 내지 20mm의 높이를 가지는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 발광 유닛이,

형광층; 및

상기 형광층의 일면에 위치하며 10 내지 15kV의 애노드 전압을 인가받는 애노드 전극

을 포함하는 발광 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 전극들이 절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극들 상부에 위치하며,

상기 스페이서가 상기 교차 영역의 대각 코너부 외곽에 배치되는 발광 장치.
제4항에 있어서,

상기 스페이서가 상기 제2 전극들 사이 간격보다 큰 폭을 가지는 발광 장치.
제4항에 있어서,

상기 제2 전극들과 상기 절연층이 상기 교차 영역마다 서로 연통하는 개구부들을 형성하고,

상기 각 전자 방출부가 상기 절연층 개구부 내측으로 상기 제1 전극들 위에 배치되는 발광 장치.
화상을 표시하는 표시 패널; 및

상기 표시 패널로 빛을 제공하는 발광 장치

를 포함하며,

상기 발광 장치가, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판의 내면에 위치하며 서로 교차하는 제1 전극들 및 제2 전극들과, 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들의 교차 영역마다 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들 중 어느 한 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 상기 제2 기판의 내면에 위치하는 발광 유닛과, 상기 교차 영역의 외곽에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함하고,

상기 스페이서와 상기 전자 방출부들 사이의 최단 거리(D)가 하기 조건을 만족하는 표시 장치.

0.5mm ≤ D ≤ 0.2Dh

여기서, Dh는 상기 교차 영역의 대각 길이를 나타낸다.
제7항에 있어서,

상기 스페이서가 5 내지 20mm의 높이를 가지는 표시 장치.
제8항에 있어서,

상기 발광 유닛이,

형광층; 및

상기 형광층의 일면에 위치하며 10 내지 15kV의 애노드 전압을 인가받는 애노드 전극

을 포함하는 표시 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 전극들이 절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극들 상부에 위치하며,

상기 스페이서가 상기 교차 영역의 대각 코너부 외곽에 배치되는 표시 장치.
제10항에 있어서,

상기 스페이서가 상기 제2 전극들 사이 간격보다 큰 폭을 가지는 표시 장치.
제10항에 있어서,

상기 제2 전극들과 상기 절연층이 상기 교차 영역마다 서로 연통하는 개구부들을 형성하고,

상기 각 전자 방출부가 상기 절연층 개구부 내측으로 상기 제1 전극들 위에 배치되는 표시 장치.
제7항에 있어서,

상기 표시 패널이 제1 화소들을 구비하고,

상기 발광 장치가 상기 제1 화소들보다 적은 개수의 제2 화소들을 구비하며, 상기 제2 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어하는 표시 장치.
제7항에 있어서,

상기 표시 패널이 액정 표시 패널인 표시 장치.