KR100814822B1 - 발광 장치, 이의 제조 방법 및 이 발광 장치를 포함하는액정 표시 장치 - Google Patents

발광 장치, 이의 제조 방법 및 이 발광 장치를 포함하는액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 발광 장치는 서로 대향 배치되어 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극, 절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부, 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층 및 상기 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극은 일단이 연결된 복수개의 서브 전극으로 분할되고, 상기 서브 전극 중 구동 불량인 전극은 상기 일단으로부터 분리된다.
Figure R1020060085215
전자 방출, 백라이트, 액정, 분할, 서브 전극

Description

발광 장치, 이의 제조 방법 및 이 발광 장치를 포함하는 액정 표시 장치 {LIGHT EMISSION DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND LIQUID CRSYTAL DISPLAY INCLUDING THE LIGHT EMISSION DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 중 제1 전극, 제2 전극 및 접지 전극을 도시한 부분 평면도이다.
도 3은 서브 전극 중 일부가 분리된 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 분리된 서브 전극이 접지 전극에 연결된 모습을 나타낸 발광 장치의 부분 평면도이다.
도 5A 내지 도 5G는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 제조 단계의 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
본 발명은 발광 장치, 이의 제조 방법 및 이를 백라이트 유닛으로 채용한 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 장치의 구동 전극에 관한 것 이다.
최근 평판 표시 장치의 한 종류인 액정 표시 장치가 음극선관을 대체하여 널리 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 인가 전압에 따라 비틀림각이 변화하는 액정의 유전 이방성을 이용하여 픽셀별로 광 투과량을 변화시키는 특징을 가진다.
이러한 액정 표시 장치는 외부광원의 도움을 받아 화상을 표시하는 대표적인 비자발광 디스플레이로서, 기본적으로 액정 패널 조립체와, 액정 패널 조립체로 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 액정 패널 조립체는 백라이트 유닛에서 방출되는 빛을 제공받아 이 빛을 액정층의 작용으로 투과 또는 차단시킴으로써 소정의 화상을 구현한다.
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.
그러나 CCFL 방식에서는 CCFL에서 발생된 빛이 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 표시 장치에 적용이 어려운 한계가 있다.
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.
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.
그런데, 전계 방출형 백라이트 유닛은 고휘도를 필요로 하므로 표시 장치보다 높은 전압이 애노드 전극에 인가된다. 이에 따라 일 기판 위에 형성되는 구동 전극은 다른 기판에 형성되는 애노드 전극과 단락되거나, 진공 용기 내부에 발생하는 아킹에 의해 손상될 수 있는 위험이 높아진다.
또한, 종래 전계 방출형 백라이트 유닛은 절연 상태를 유지해야 하는 캐소드 전극과 게이트 전극이 공정 중 서로 단락될 수 있는 위험이 존재한다.
상기와 같이, 구동 전극이 단락되거나 손상되어 불량이 발생하면, 그 구동 전극에 의해 제어되는 화소들은 모두 제대로 발광하지 못한다. 즉, 종래 전계 방출형 백라이트 유닛은 상기와 같이 하나의 구동 전극이 손상되면, 그 손상된 구동 전극에 의해 제어되는 모든 화소들이 불량으로 나타나는 문제점이 있다.
또한 종래의 백라이트 유닛은 표시 장치의 구동시 일정한 밝기로 항상 켜져 있으므로 표시 장치에 요구되는 화질 개선에 부합하기 어려운 문제가 있다.
일례로 액정 패널 조립체가 영상 신호에 따라 밝은 부분과 어두운 부분을 포 함하는 임의의 화면을 표시하는 경우, 백라이트 유닛이 밝은 부분을 표시하는 영역과 어두운 부분을 표시하는 영역에 서로 다른 세기의 빛을 제공한다면 동적 대비비(dynamic contrast)가 우수한 화면을 구현할 수 있을 것이다.
그러나 지금까지의 백라이트 유닛으로는 전술한 기능을 구현할 수 없으므로 종래의 액정 표시 장치는 화면의 동적 대비비를 높이는데 한계가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 구동 전극에서 불량이 발생한 부분만을 부분적으로 분리하여 하나의 구동 전극 전체가 불량화되는 것을 방지하는 발광 장치 및 이 발광 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 발광면을 복수개 영역으로 분할하고 분할된 영역별로 발광 세기를 독립적으로 제어할 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하여 화면의 동적 대비비를 높일 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서로 대향 배치되어 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극, 절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부, 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층 및 상기 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어 도 어느 한 전극은 일단이 연결된 복수개의 서브 전극으로 분할되고, 상기 서브 전극 중 구동 불량인 전극은 상기 일단으로부터 분리된다.
또한, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차 영역은 단위 화소를 이룰수 있다.
또한, 상기 진공 용기 내부에는 접지 전극이 형성될 수 있으며, 이때, 상기 분리된 서브 전극은 상기 접지 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 서브 전극은 0.1 내지 5 mm의 폭을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 동일한 개수의 서브 전극으로 분할될 수 있다.
또한, 상기 전자 방출부는 탄소계 물질과 나노미터 사이즈 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극, 이 제1 전극과 전기적으로 연결되는 전자 방출부 및 절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극 위에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 절연층과 상기 제2 전극에 상기 전자 방출부를 노출시키는 개구부가 형성되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극을 일단이 연결된 복수개의 서브 전극으로 분할하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 구동 불량의 서브 전극을 검출하고, 상기 구동 불량인 서브 전극을 상기 일단으로부터 절단하는 단계들을 포함하는 발광 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 구동 불량인 서브 전극은 과전류를 이용하여 절단할 수 있다.
또한, 상기 발광 장치의 제조 방법은 상기 제1 기판의 외곽에 접지 전극을 형성하고, 상기 절단된 서브 전극을 상기 접지 전극에 전기적으로 연결하는 단계들을 더욱 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발광 장치와 상기 발광 장치의 전방에 위치하여 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체를 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
또한, 상기 액정 패널 조립체는 제1 화소들을 가지고, 상기 발광 장치는 상기 제1 화소들보다 작은 개수의 제2 화소들을 가지며, 상기 제2 화소별로 서로 다른 세기의 광을 방출할 수 있다.
또한, 상기 액정 패널 조립체는 행 방향과 열 방향을 따라 240개 이상의 제1 화소 수를 가질 수 있다.
또한, 상기 발광 장치는 상기 행 방향과 열 방향을 따라 2 내지 99 개의 제2 화소 수를 가질 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 중 제1 전극, 제2 전극 및 접지 전극을 도시한 부분 평면도이며, 도 3은 서브 전극 중 일부가 분리된 발광 장치의 부분 분해 사시도이며, 도 4는 분리된 서브 전극이 접지 전극에 연결된 모습을 나타낸 발광 장치의 부분 평면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 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(미도시)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.
제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 밀봉 부재 내측에서 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구획된다. 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.
전자 방출 유닛(18)은 절연층(24)을 사이에 두고 서로 교차하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제1 전극들(22) 및 제2 전극들(26)과, 제1 전극(22)과 제2 전극(26) 중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들(28)을 포함한다.
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.
제1 전극(22)과 제2 전극(26) 가운데 발광 장치(10)의 행 방향(도면의 x축 방향)을 따라 위치하는 전극이 주사 전극으로 기능하고, 발광 장치(10A)의 열 방향(도면의 y축 방향)을 따라 위치하는 전극이 데이터 전극으로 기능한다.
방출부(28)가 제1 전극(22)에 형성되고, 제1 전극들(22)이 발광 장치(10)의 열 방향을 따라 위치하며, 제2 전극들(26)이 발광 장치(10)의 행 방향을 따라 위치하는 경우를 도시하였다. 전자 방출부(28)의 위치와 제1 전극들(22) 및 제2 전극들(26)의 배열 방향은 전술한 예에 한정되지 않고 다양하게그리고, 본 실시예에서, 제1 전극(22)은 복수개로 분할된 제1 서브 전극들(221) 및 이 제1 서브 전극들(221)의 일단이 연결되는 제1 연결부(222)로 이루어진다. 제2 전극(26)도 복수개로 분할된 제2 서브 전극들(261) 및 이 제2 서브 전극들(261)의 일단이 연결되는 제2 연결부(262)로 이루어진다. 서브 전극들과 연결부는 점선으로 구분하였다.
즉, 하나의 제1 전극(22)과 하나의 제2 전극(26)은 각각 복수개의 가닥으로 분할되며, 분할된 가닥들 즉, 서브 전극들(221)(261)은 각각 동일한 전압이 인가되도록 연결부(222)(262)에 전기적으로 연결된다.
상기와 같이, 제1 전극(22)과 제2 전극(26)을 복수개의 서브 전극들(221)(261)로 분할함으로써, 일부 서브 전극(221)(261)에 단락과 같은 불량이 발생하는 경우, 불량인 서브 전극(221)(261)만을 연결부(222)(262)로부터 분리할 수 있다. 따라서, 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 일부에 불량이 발생하더라도 일 전극 전체가 단락되어 그 기능이 상실되는 것을 방지할 수 있다.
제1 서브 전극들(221)과 제2 서브 전극들(261)의 가닥수는 라인 저항을 고려하여 다양하게 변형될 수 있으며, 제1 서브 전극들(221)의 가닥수와 제2 서브 전극들(261)의 가닥수는 동일하게 형성될 수 있으나, 서로 다른 가닥수로 분할될 수도 있다.
또한, 제1 서브 전극들(221)과 제2 서브 전극들(261)은 0.1 내지 5 mm 범위 내의 폭(W, 도 2 참조)을 가질 수 있으며, 바람직하게는, 1 mm의 폭(W)을 가질 수 있다.
제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 교차 영역마다 제2 전극(26)과 절연층(24)에 개구부(263,241)가 형성되어 제1 전극(22)의 표면 일부를 노출시키고, 절연층(24)의 개구부(241) 내측으로 제1 전극(22) 위에 전자 방출부(28)가 위치한다.
전자 방출부(28)는 소정의 두께와 직경을 갖는 일종의 전자 방출층으로서 진공 중에서 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, 플러렌(C60), 실리콘 나노와이어 또는 이들의 조합 물질을 포함할 수 있으며, 그 제조법으로 스크린 인쇄, 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.
전자 방출부들(28)은 전자빔 퍼짐 특성을 고려하여 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 교차 영역 중 가장자리를 제외한 가운데 부분에 모여 위치한다.
전술한 구조에서 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 교차 영역 하나가 발광 장치(10)의 단위 화소에 대응하거나, 2개 이상의 교차 영역이 발광 장치(10)의 단위 화소에 대응할 수 있다. 두번째 경우 단위 화소에 대응하는 2개 이상의 제1 전극들(22) 또는 2개 이상의 제2 전극들(26)은 서로 전기적으로 연결되어 동일한 구동 전압을 인가받을 수 있다.
다음으로, 발광 유닛(20)은 형광층(30)과, 형광층(30)의 일면에 위치하는 애노드 전극(32)을 포함한다. 형광층(30)은 백색 형광층으로 이루어지거나, 적색과 녹색 및 청색 형광층들이 조합된 구성으로 이루어질 수 있다. 도면에서는 첫번째 경우를 도시하였다.
백색 형광층은 제2 기판(14) 전체에 형성되거나, 단위 화소마다 하나의 백색 형광층이 위치하도록 소정의 패턴으로 구분되어 위치할 수 있다. 적색과 녹색 및 청색 형광층들은 하나의 화소 영역 안에서 소정의 패턴으로 구분되어 위치할 수 있다.
애노드 전극(32)은 형광층(30) 표면을 덮는 알루미늄(Al)과 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 화면의 휘도를 높인다.
그리고 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(34)이 배치된다. 스페이서(34)는 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 교차 영역 외곽에 위치하며, 일례로 제2 전극들(26) 사이에 위치할 수 있다. 이 스페이서(34)는 글라스 또는 세라믹으로 제작될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광 장치는 진공 용기 내부에 제1 전극들(22) 및 제2 전극들(26)과 이격되어 위치하는 접지 전극(36)을 포함할 수 있다. 이 접지 전극(36)은 연결부(222)(262)로부터 분리된 서브 전극들(221)(261)과 전기적으로 연결되어, 분리된 서브 전극들(221)(261)이 플로팅(floating)되어 과대 발광을 일으키는 것을 방지한다.
이 접지 전극(36)은 구동 전극들과의 단락 방지를 위해 진공 용기의 외곽부에 형성될 수 있다.
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 볼트 이상의 양의 직류 전압을 인가하여 구동한다.
그러면 제1 전극(22)과 제2 전극(26)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(28) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(30) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다. 화소별 형광층(30)의 발광 세기는 해당 화소의 전자빔 방출량에 대응한다.
한편, 전술한 실시예에서 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 종래의 전계 방출 형 백라이트 유닛보다 큰 간격, 일례로 5 내지 20mm의 간격을 두고 위치할 수 있다. 그리고 애노드 전극(32)은 애노드 패드부를 통해 10kV 이상, 바람직하게 10 내지 15kV 정도의 고전압을 제공받을 수 있다. 본 실시예의 발광 장치는 전술한 구성을 통해 유효 영역 중앙부에서 대략 10,000cd/m2 이상의 최대 휘도를 구현할 수 있다.
상기와 같은 구동 과정에서, 애노드 전극(32)과 제1 전극(22) 또는 제2 전극(26)) 사이에 일 지점에서 단락이 발생하여 구동에 문제가 생기는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 발광 장치는 단락된 지점을 포함하는 제1,2 서브 전극들(221)(261)만 분리할 수 있고, 이에 따라 하나의 제1,2 전극(22)(26) 전체가 단락되는 것을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4는 제2 서브 전극(261) 중 하나가 연결부(262)로부터 소정 간격(D) 분리되어 접지 전극(36)과 전기적으로 연결된 모습을 보여준다. 여기서, 분리된 제2 서브 전극(261)은 도전성 페이스트(38)에 의해 접지 전극(36)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5A 내지 도 5G는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 제조 단계의 부분 사시도이다.
도 5A를 참고하면, 제1 기판(12) 위에 크롬(Cr)과 같은 금속 물질로 이루어진 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 스트라이프 형상의 제1 전극들(22)을 형성한다. 여기서, 제1 전극들(22)은 복수개로 분할된 제1 서브 전극들(221)과, 이 제1 서브 전극들(221)의 일단이 전기적으로 연결되는 제1 연결부(222)로 이루어진다.
도 5B를 참고하면, 제1 전극들(22)을 덮도록 기판(12) 전체에 절연 물질을 도포하여 소정 두께의 절연층(24)을 형성한다. 절연층(24)은 스크린 인쇄와 건조 및 소성 과정을 1회 이상 반복하여 형성될 수 있으며, 대략 3 내지 5 마이크로미터(㎛) 두께로 형성될 수 있다.
도 5C를 참고하면, 절연층(24) 위에 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 제2 전극들(22)과 직교하는 스트라이프 형상의 제2 전극들(26)을 형성한다. 여기서, 제2 전극들(26)은 복수개로 분할된 제2 서브 전극들(261)과, 이 제2 서브 전극들(261)의 일단이 전기적으로 연결되는 제2 연결부(262)로 이루어진다.
도 5D를 참고하면, 절연층(24)과 제2 전극들(26)을 덮도록 기판 전체에 개구부를 구비한 마스크층을 형성하고, 이 마스크층의 개구부에 의해 노출된 제2 전극들(26) 부위를 제2 전극 식각액으로 제거하여 개구부(263)를 형성한다. 그리고, 상기 제2 전극 개구부(263)에 의해 노출된 절연층(24) 부위를 절연층 식각액으로 제거하여 개구부(241)를 형성한다. 상기에서는 개구부들(241)(263)이 습식 식각으로 형성되었으나, 건식 식각으로 형성될 수도 있다.
도 5E를 참고하면, 기판(12) 상에 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 접지 전극(38)을 형성한다. 접지 전극(38)은 제1 서브 전극들(221)과 제2 서브 전극들(261)의 타단과 소정 거리 이격된다. 그리고, 절연층 개구부(241) 내측으로 제1 전극들(22) 위에 전자 방출부(28)를 형성한다.
전자 방출부(28)는 전자 방출 물질로서 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 포함할 수 있다. 전자 방출부(28)는 상기한 전자 방출 물질에 비히클과 바인더 등을 혼합하여 인쇄에 적합한 점도를 갖는 페이스트상 혼합물을 제작하고, 이 혼합물을 기판(12) 상에 스크린 인쇄한 다음 건조 및 소성하여 형성할 수 있다. 다른 한편으로, 전자 방출부(28)의 제조법으로 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.
도 5F를 참고하면, 기판(12) 상에 형성된 제1 전극들(22)과 제2 전극들(26)에 소정의 구동 전압을 인가하여, 제1 전극들(22)과 제2 전극들(26)의 단락 여부 등 불량을 검사하여, 구동 불량인 서브 전극들(221)(261)을 검출한다. 그 다음, 불량인 서브 전극들(221)(261)을 연결부(222)(262)로부터 절단한다. 이때, 서브 전극은 과전류를 이용하는 방전 가공 방식으로 절단할 수 있다. 일례로, 구동 불량인 서브 전극에 과전류를 인가하면 서브 전극의 일부가 부식되거나 서브 전극의 표면이 용융되어 기화됨으로써 서브 전극의 일부가 절단될 수 있다.
도 5G를 참고하면, 절단된 서브 전극들(221)(261)을 도전성 페이스트(38)를 이용하여 접지 전극(38)에 연결하여 불량인 서브 전극을 제거한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예의 액정 표시 장치(50)는 행 방향과 열 방향을 따라 복수의 화소들을 형성하는 액정 패널 조립체(52)와, 액정 패널 조립체(52) 후방에 위치하여 액정 패널 조립체(52)로 빛을 제공하는 발광 장치(10)를 포함한다. 이하, 편의상 발광 장치를 백라이트 유닛으로 명칭한다.
액정 패널 조립체(50)로는 공지된 모든 액정 패널 조립체가 적용될 수 있으며, 액정 패널 조립체(52)와 발광 장치(10) 사이에는 필요에 따라 확산판 또는 확산 시트와 같은 광학 부재가 배치될 수 있다.
본 실시예에서 백라이트 유닛(10)는 행 방향과 열 방향을 따라 액정 패널 조립체(52)보다 작은 수의 화소들을 형성하여 백라이트 유닛(10)의 한 화소가 복수개의 액정 패널 조립체(52) 화소들에 대응하도록 한다. 백라이트 유닛(10)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개의 액정 패널 조립체(52) 화소들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광 할 수 있으며, 백라이트 유닛(10)은 화소별로 2 내지 8비트의 계조를 표현할 수 있다.
편의상 액정 패널 조립체(52)의 화소를 제1 화소라 하고, 백라이트 유닛(10)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 복수의 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.
전술한 백라이트 유닛(10)의 구동은 액정 패널 조립체(52)를 제어하는 신호 제어부(54)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 백라이트 유닛(10)의 구동 신호를 생성하는 단계들을 통해 이루어질 수 있다. 따라서 백라이트 유닛(10)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광할 수 있다.
상기 행 방향은 액정 표시 장치(50)의 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(52)가 구현하는 화면의 수평 방향(도면의 x축 방향)으로 정의할 수 있고, 열 방향은 액정 표시 장치(50)의 다른 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(52)가 구현하는 화면의 수직 방향(도면의 y축 방향)으로 정의할 수 있다.
액정 패널 조립체(52)는 행 방향과 열 방향을 따라 240개 이상의 화소를 형성할 수 있으며, 백라이트 유닛(10)은 행 방향과 열 방향을 따라 2개 내지 99개의 화소를 형성할 수 있다. 행 방향 및 열 방향에 따른 백라이트 유닛(10)의 화소 수가 99개를 초과하면, 백라이트 유닛(10)의 구동이 복잡해지고 구동 회로 제작을 위한 비용 상승을 초래할 수 있다.
이와 같이 백라이트 유닛(10)은 2×2 내지 99×99의 해상도를 가지는 일종의 자발광 표시 패널이며, 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어하여 각 화소에 대응하는 액정 패널 조립체(52) 화소들에 적절한 세기의 광을 제공한다. 따라서 본 실시예의 액정 표시 장치(50)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.
본 발명에 의한 발광 장치는 구동 전극을 복수개의 서브 전극들로 분할함으로써, 구동 전극의 일부에 불량이 발생하더라도 그 불량이 발생한 부분을 포함하는 서브 전극만 절단할 수 있어 하나의 구동 전극 전체가 불량이 되는 것을 방지한다. 따라서, 본 발명에 의한 발광 장치는 화소의 불량을 최소화하여 투과율 90% 이상의 확산 부재를 사용할 수 있어, 확산 부재에 의해 발생하는 광손실을 줄인다.
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.

Claims (13)

  1. 서로 대향 배치되어 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 위에 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극;
    절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부;
    상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층; 및
    상기 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극
    을 포함하며,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극이 일단이 연결된 복수개의 서브 전극으로 분할되고,
    상기 서브 전극 중 구동 불량인 전극이 상기 일단으로부터 분리되는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차 영역이 단위 화소를 이루는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진공 용기 내부에 형성되는 접지 전극을 더욱 포함하며,
    상기 분리된 서브 전극이 상기 접지 전극에 전기적으로 연결되는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 전극이 0.1 내지 5 mm의 폭을 가지는 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 동일한 개수의 서브 전극으로 분할되는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자 방출부가 탄소계 물질과 나노미터 사이즈 물질 중 적어도 하나를 포함하는 발광 장치.
  7. 제1 기판 위에 형성되는 제1 전극, 이 제1 전극과 전기적으로 연결되는 전자 방출부 및 절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극 위에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 절연층과 상기 제2 전극에 상기 전자 방출부를 노출시키는 개구부가 형성되는 발광 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 어느 한 전극을 일단이 연결된 복 수개의 서브 전극으로 분할하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 구동 불량의 서브 전극을 검출하고,
    상기 구동 불량인 서브 전극을 상기 일단으로부터 절단하는 단계들을
    포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동 불량인 서브 전극을 과전류를 이용하여 절단하는 발광 장치의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기판의 외곽에 접지 전극을 형성하고,
    상기 절단된 서브 전극을 상기 접지 전극에 전기적으로 연결하는 단계들을 더욱 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치; 및
    상기 발광 장치의 전방에 위치하여 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체
    를 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액정 패널 조립체가 제1 화소들을 가지고,
    상기 발광 장치가 상기 제1 화소들보다 작은 개수의 제2 화소들을 가지며, 상기 제2 화소별로 서로 다른 세기의 광을 방출하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액정 패널 조립체가 행 방향과 열 방향을 따라 240개 이상의 제1 화소 수를 가지는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광 장치가 상기 행 방향과 열 방향을 따라 2 내지 99 개의 제2 화소 수를 가지는 액정 표시 장치.
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