KR100814846B1

KR100814846B1 - 발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는액정 표시장치

Info

Publication number: KR100814846B1
Application number: KR1020060073391A
Authority: KR
Inventors: 조영석; 김재명; 김윤진
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-03-20
Also published as: KR20080012494A

Abstract

화면의 동적 대비비를 높이고 보다 선명한 화질 구현을 가능하게 하는 발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 발광 장치는 제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재를 포함하는 진공 용기와, 제1 기판 중 제2 기판과의 대향면에 제공되며 전자 방출량이 독립적으로 제어되는 복수의 전자 방출 소자들로 구성되는 전자 방출 유닛과, 제2 기판 중 제1 기판과의 대향면에 위치하는 발광 유닛을 포함한다. 각각의 전자 방출 소자는 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극들과, 제1 전극들 사이에서 제1 전극과 나란하게 위치하는 제2 전극들과, 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 제1 전자 방출부들을 포함한다.

발광장치, 백라이트유닛, 전자방출부, 캐소드전극, 게이트전극, 형광층, 애노드전극, 배선부

Description

발광 장치 및 이 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시장치 {LIGHT EMITTING DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH THE LIGHT EMITTING DEVICE AS BACK LIGHT UNIT}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 전자 방출 유닛의 확대 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.

도 8은 도 7의 I-I선 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.

도 10은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 분해 사시도이다.

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.

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.

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.

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 분산시킨다.

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 표시장치에 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 조합되어 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. 전계 방출형 백라이트 유닛은 면 광원으로서 소비 전력이 작고 대형화에 유리하며 복잡한 광학 부재를 필요로 하지 않는 장점이 있다.

그런데 상기 전계 방출형 백라이트 유닛을 포함한 종래의 백라이트 유닛들은 액정 표시장치 구동시 화면 전체가 일정한 밝기로 항상 켜져 있으므로 액정 표시장치에 요구되는 화질 개선에 부합하기 어려운 문제가 있다.

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 대비 비(dynamic contrast)가 우수한 화면을 구현할 수 있을 것이다.

그러나 지금까지의 백라이트 유닛으로는 전술한 기능을 구현할 수 없으므로 종래의 액정 표시장치는 화면의 동적 대비비를 높이는데 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 화면을 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 표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재를 포함하는 진공 용기와, 제1 기판 중 제2 기판과의 대향면에 제공되며 전자 방출량이 독립적으로 제어되는 복수의 전자 방출 소자들로 구성되는 전자 방출 유닛과, 제2 기판 중 제1 기판과의 대향면에 위치하는 발광 유닛을 포함하고, 각각의 전자 방출 소자가 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극들과, 제1 전극들 사이에서 제1 전극과 나란하게 위치하는 제2 전극들과, 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 제1 전자 방출부들을 포함하는 발광 장치를 제공한다.

상기 전자 방출 소자는 제2 전극들에 전기적으로 연결되는 제2 전자 방출부들을 더욱 포함할 수 있다. 상기 제1 전자 방출부들은 제1 전극의 길이 방향을 따라 제1 전극의 측면에 위치할 수 있고, 제2 전자 방출부들은 제2 전극의 길이 방향을 따라 제2 전극의 측면에 위치할 수 있다.

상기 제1 전극들은 전자 방출 소자별로 일측 단부에서 제1 연결부에 접속되고, 제2 전극들은 반대편 일측 단부에서 제2 연결부에 접속될 수 있다.

상기 전자 방출 소자는 제1 연결부로부터 제1 기판의 가장자리로 인출되는 제1 배선부와, 제2 연결부로부터 제1 기판의 가장자리로 인출되는 제2 배선부를 포함한다. 상기 제1 배선부들은 제1 기판의 일 방향을 따라 제1 기판의 일측 가장자리로 인출되고, 제2 배선부들은 상기 일 방향을 따라 제1 기판의 반대편 일측 가장자리로 인출될 수 있다.

상기 제1 기판과 전자 방출 소자들 사이에 절연층이 형성되어 절연층이 제1 배선부들과 제2 배선부들을 덮을 수 있다. 이때 절연층이 전자 방출 소자마다 제1 배선부와 제2 배선부의 일부를 노출시키는 한 쌍의 비아 홀을 형성하고, 비아 홀을 채우면서 제1 배선부와 제1 연결부 사이, 그리고 제2 배선부와 제2 연결부 사이에 도전층이 형성될 수 있다.

다른 한편으로, 상기 전자 방출 소자는 제1 기판의 일 방향을 따라 배열된 전자 방출 소자들의 제1 연결부들과 접속하는 제1 배선부와, 상기 일 방향과 직교하는 방향을 따라 배열된 전자 방출 소자들의 제2 연결부들과 접속하는 제2 배선부를 포함할 수 있다. 상기 제1 배선부와 제2 배선부가 교차하는 영역에서 제1 배선부와 제2 배선부 사이에 도전 방지막이 형성될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

전술한 구조의 발광 장치와, 발광 장치의 전방에 위치하여 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체를 포함하는 액정 표시장 치를 제공한다.

상기 액정 패널 조립체는 행 방향과 열 방향을 따라 복수의 화소들을 형성하고, 발광 장치는 행 방향과 열 방향을 따라 액정 패널 조립체보다 작은 수의 화소들을 형성한다. 행 방향에 따른 발광 장치의 화소 수와 열 방향에 따른 발광 장치의 화소 수는 2 내지 99 가운데 어느 하나의 정수로 정의할 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 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이다.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예의 발광 장치는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(10)과 제2 기판(12)을 포함한다. 제1 기판(10)과 제2 기판(12)의 가장자리에는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10^-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.

제1 기판(10)과 제2 기판(12)은 밀봉 부재 내측에 위치하는 영역을 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구분지 을 수 있다. 제1 기판(10)의 유효 영역에는 전계를 이용하여 전자를 방출하는 전자 방출 유닛(14)이 제공되고, 제2 기판(12)의 유효 영역에는 전자에 의해 가시광을 방출하는 발광 유닛(16)이 제공된다.

본 실시예에서 전자 방출 유닛(14)은 복수의 전자 방출 소자들(20)로 구성되며, 각각의 전자 방출 소자(20)는 전자 방출량이 독립적으로 제어된다.

도 3은 도 1에 도시한 전자 방출 유닛의 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 3과 도 4를 참고하면, 전자 방출 소자(20)는 제1 기판(10)의 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제1 전극들(22)과, 각각의 제1 전극(22) 사이에서 제1 전극(22)과 나란하게 위치하는 제2 전극들(24)과, 제1 전극(22)에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들(26)을 포함한다.

제1 전극(22)은 전자 방출부(26)에 전류를 공급하는 캐소드 전극으로 기능하고, 제2 전극(24)은 캐소드 전극과의 전압 차에 의해 전자 방출부(26) 주위에 전계를 형성하여 전자 방출을 유도하는 게이트 전극으로 기능한다.

제1 전극들(22)과 제2 전극들(24)은 동일 평면 상에서 하나씩 교대로 배열되며, 서로 반대측 단부가 각자의 연결부에 접속되어 이를 통해 해당 구동 전압을 인가받는다. 도 3을 기준으로 설명하면, 제1 전극들(22)은 일례로 그 좌측 단부가 제1 연결부(28)에 접속되고, 제2 전극들(24)은 반대편 일측 단부, 즉 우측 단부가 제2 연결부(30)에 접속된다.

제1 전극들(22)과 제2 전극들(24)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전 극으로 형성되거나, 투명 전극과 금속의 보조 전극이 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 두가지 경우 모두에 있어서 제1 전극들(22)과 제2 전극들(24)은 같은 높이에 위치하기 때문에, 한번의 패터닝 공정으로 두 전극들을 동시에 형성할 수 있어 제조 공정을 단순화할 수 있다.

전자 방출부(26)는 제1 전극들(22)의 길이 방향을 따라 제1 전극(22)의 양측 가장자리에 제공되며, 제2 전극(24)과 단락이 일어나지 않도록 이와 일정 거리를 두고 떨어져 위치한다. 전자 방출부(26)는 제1 전극(22)의 측면과 접촉하도록 형성되거나, 제1 전극(22)의 측면 전체와 윗면 일부를 덮으면서 위치할 수 있다. 도면에서는 첫 번째 경우를 도시하였다.

전자 방출부(26)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(26)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 훌러렌(C₆₀), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있으며, 그 제조법으로 스크린 인쇄, 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.

다시 도 1과 도 2를 참고하면, 전술한 구성의 전자 방출 소자(20)는 제1 기판(10)의 유효 영역에서 서로간 임의의 거리를 두고 나란하게 위치한다. 그리고 전자 방출 소자들(20) 사이로 각 전자 방출 소자(20)의 제1 연결부(28)와 제2 연결부(30)에 구동 전압을 인가하기 위한 배선부들이 위치한다.

각각의 전자 방출 소자(20)는 제1 연결부(28)에 접속되는 제1 배선부(32)와, 제2 연결부(30)에 접속되는 제2 배선부(34)를 구비한다. 본 실시예에서 제1 배선부들(32)과 제2 배선부들(34)은 같은 방향을 따라 위치하지만, 제1 기판(10)의 반대편 가장자리로 인출되어 그 가장자리에서 해당 구동 회로부(도시하지 않음)와 전기적으로 연결된다.

도 2에서는 제1 배선부들(32)이 서로간 임의의 거리를 두고 도면의 y축 방향을 따라 제1 기판(10)의 아래쪽 가장자리로 인출되며, 제2 배선부들(34)이 서로간 임의의 거리를 두고 도면의 y축 방향을 따라 제1 기판(10)의 위쪽 가장자리로 인출되는 구성을 도시하였다.

도 1과 도 4를 참고하면, 발광 유닛(16)은 형광층(36)과, 형광층(36)의 일면에 위치하는 애노드 전극(38)을 포함한다. 형광층(36)은 백색 형광층으로 형성되거나, 적색과 녹색 및 청색 형광층들이 조합된 구성으로 이루어질 수 있다. 도면에서는 제2 기판(12)의 유효 영역 전체에 백색 형광층이 위치하는 경우를 도시하였다.

애노드 전극(38)은 형광층(36) 표면을 덮는 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어질 수 있다. 애노드 전극(38)은 전자빔을 끌어당기는 가속 전극으로서 고전압을 인가받아 형광층(36)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(36)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.

그리고 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(도시하지 않음)이 배치된다.

전술한 구성의 발광 장치는 진공 용기 외부로부터 제1 배선부들(32)과 제2 배선부들(34) 및 애노드 전극(38)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다. 이때 애노드 전극(38)에는 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가하고, 제1 배선부들(32)과 제2 배선부들(34)에는 구동 전압을 선택적으로 인가하여 전자 방출 소자(20)별로 온/오프와 전자 방출량을 독립적으로 제어한다.

일례로 어느 하나의 전자 방출 소자(20)에 대해 제1 배선부(32)와 제2 배선부(34)에 서로 다른 크기의 전압을 인가하면, 제1 전극(22)과 제2 전극(24)의 전압 차에 의해 전자 방출부(26) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들(도 4에서 e^-로 표시)이 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(36) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.

이 과정에서 제1 전극(22)에 인가되는 캐소드 전압은 0V 또는 수 내지 수십 볼트 범위로 설정될 수 있고, 제2 전극(24)에 인가되는 게이트 전압은 캐소드 전압보다 큰 수 내지 수십 볼트 범위로 설정될 수 있다. 한편, 하나의 전자 방출 소자(20)에 속한 전자 방출부들(26)은 동시에 전자를 방출시키나, 도 4에서는 편의상 일부의 전자 방출부(26)에서 전자가 방출되는 것으로 도시하였다.

이와 같이 본 실시예의 발광 장치는 전술한 구조와 구동 방법에 의해 발광면을 전자 방출 소자(20)의 개수에 따라 복수개 영역으로 분할하고, 분할된 영역별로 서로 다른 세기의 가시광을 방출할 수 있다. 따라서 본 실시예의 발광 장치는 다음 에 설명하는 액정 표시장치에서 백라이트 유닛으로 기능할 때 액정 표시장치의 동적 대비비를 높이는데 효과적으로 기여한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 5와 도 6을 참고하면, 본 실시예에서 전자 방출 소자(20')는 제1 기판(10)의 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제1 전극들(22)과, 각각의 제1 전극(22) 사이에서 제1 전극(22)과 나란하게 위치하는 제2 전극들(24)과, 제1 전극들(22)에 전기적으로 연결되는 제1 전자 방출부들(26)과, 제2 전극(24)에 전기적으로 연결되는 제2 전자 방출부들(40)을 포함한다.

제1 전극들(22)은 일측 단부가 제1 연결부(28)에 접속되고, 제2 전극들(24)은 반대편 일측 단부가 제2 연결부(30)에 접속된다. 제1 전극(22)과 제2 전극(24)은 인가 전압에 따라 캐소드 전극과 게이트 전극 중 어느 하나의 전극으로 기능한다. 그리고 제1 전극(22)과 제2 전극(24)에 캐소드 전압과 게이트 전압을 교대로 반복 입력하는 구동 방식을 적용할 수 있다.

즉 t1의 시간 동안 제1 전극들(22)에 캐소드 전압을 인가하고, 제2 전극들(24)에 게이트 전압을 인가한다. 그 후 t2의 시간 동안 제1 전극들(22)에 게이트 전압을 인가하고, 제2 전극들(24)에 캐소드 전압을 인가한다. 그러면 t1 구간에는 제1 전극(22)에 제공된 제1 전자 방출부들(26)이 전자(도 6에서 e^-(1)로 표시)를 방출하여 형광층(36)을 발광시키고, t2 구간에는 제2 전극(24)에 제공된 제2 전자 방 출부들(40)이 전자(도 6에서 e^-(2)로 표시)를 방출하여 형광층(36)을 발광시킨다.

전술한 t1 구간과 t2 구간을 교대로 반복 구동하여 제1 전자 방출부(26)와 제2 전자 방출부(40)로부터 교대로 전자들을 끌어낼 수 있다. 이러한 구동 방식에서는 제1 전자 방출부(26)와 제2 전자 방출부(40)에 인가되는 부하가 감소하므로 제1 및 제2 전자 방출부들(26, 40)의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이고, 도 8은 도 7의 I-I선 단면도이다.

도 7과 도 8을 참고하면, 본 실시예의 전자 방출 유닛(14')은 전술한 제1 실시예의 구성을 기본으로 하면서 제1 기판(10)과 전자 방출 소자들(20) 사이에 절연층(42)이 위치하는 구조를 제공한다. 절연층(42)은 제1 기판(10)의 유효 영역에서 제1 및 제2 배선부들(32, 34)을 덮어 이 배선부들(32, 34)이 제2 기판을 향해 노출되지 않도록 한다.

보다 구체적으로, 제1 기판(10) 위에는 제1 배선부들(32)과 제2 배선부들(34)이 서로간 임의의 거리를 두고 위치하고, 절연층(42)이 제1 및 제2 배선부들(32, 34)을 덮으면서 제1 기판(10) 위에 형성된다. 절연층(42) 위에는 전자 방출 유닛들(20)이 서로간 거리를 두고 나란하게 위치한다.

그리고 절연층(42)에는 각 전자 방출 소자(20)마다 제1 연결부(28) 근처에 비아 홀(421)이 형성되어 제1 배선부(32)를 노출시키며, 도전층(44)이 비아 홀(421)을 채우면서 제1 연결부(28)와 접촉하여 제1 배선부(32)와 제1 연결부(28) 를 전기적으로 연결시킨다. 같은 방법으로 제2 연결부(30) 또한 비아 홀(421)과 도전층(44)을 통해 해당 제2 배선부(34)와 전기적으로 연결된다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치 중 전자 방출 유닛의 부분 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 9와 도 10을 참고하면, 본 실시예의 전자 방출 유닛(14")은 전술한 제1 실시예의 구조를 기본으로 하면서 제1 배선부(32')와 제2 배선부(34')가 서로 직교하는 방향을 위치하는 구조를 제공한다.

보다 구체적으로, 제1 배선부들(32')은 제1 기판(10)의 일 방향(도면의 y축 방향)을 따라 형성되고 이 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자(20)의 제1 연결부들(28)을 연결시킨다. 그리고 제2 배선부들(34')은 상기 일 방향과 직교하는 방향(도면의 x축 방향)을 따라 형성되며 이 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자(20)의 제2 연결부들(30)을 연결시킨다.

그리고 제1 배선부(32')와 제2 배선부(34')가 교차하는 영역에는 제1 배선부(32')와 제2 배선부(34') 사이로 제1 및 제2 배선부(32', 34')보다 큰 폭의 도전 방지막(46)이 형성되어 제1 배선부(32')와 제2 배선부(34')가 단락되지 않도록 한다. 도면에서는 일례로 제1 배선부(32') 위에 도전 방지막(46)과 제2 배선부(34')가 위치하는 경우를 도시하였으나, 그 반대의 경우도 가능하다.

전술한 구조에서는 전자 방출 소자(20)별로 제1 배선부(32')와 제2 배선부(34')를 따로 형성하지 않고 전자 방출 소자(20) 라인별로 공통의 제1 및 제2 배선부들(32', 34')을 형성함에 따라, 전자 방출 소자들(20) 사이의 불효 면적을 줄 이면서 제1 및 제2 배선부들(32', 32')의 구조를 단순화하는 장점이 있다.

전술한 제3 실시예와 제4 실시예에서 전자 방출 소자들(20)은 전술한 제2 실시예의 전자 방출 소자(20') 구조로 대체될 수 있다.

도 11은 전술한 구성의 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치의 분해 사시도이다.

도 11을 참고하면, 본 실시예의 액정 표시장치(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(54)를 포함한다. 이하, 편의상 발광 장치(54)를 백라이트 유닛으로 명칭한다.

액정 패널 조립체(52)로는 공지된 모든 액정 패널 조립체가 적용될 수 있으며, 백라이트 유닛(54)은 전술한 제1 내지 제4 실시예의 발광 장치 중 어느 하나의 발광 장치로 이루어진다. 액정 패널 조립체(52)와 백라이트 유닛(54) 사이에는 필요에 따라 확산판 또는 확산 시트와 같은 광학 부재(도시하지 않음)가 배치될 수 있다.

상기 행 방향은 액정 표시장치(50)의 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(52)가 구현하는 화면의 수평 방향(도면의 x축 방향)으로 정의할 수 있고, 열 방향은 액정 표시장치(50)의 다른 일 방향, 일례로 액정 패널 조립체(52)가 구현하는 화면의 수직 방향(도면의 y축 방향)으로 정의할 수 있다.

본 실시예에서 백라이트 유닛(54)은 행 방향과 열 방향을 따라 액정 패널 조립체(52)보다 작은 수의 화소들을 형성하여 백라이트 유닛(54)의 한 화소가 복수개 의 액정 패널 조립체(52) 화소들에 대응하도록 한다. 여기서 백라이트 유닛(54)의 화소는 하나의 전자 방출 소자에 대응하는 영역을 의미한다.

행 방향에 따른 액정 패널 조립체(52)의 화소 수와 열 방향에 따른 액정 패널 조립체(52)의 화소 수를 각각 M과 N이라 하면, M과 N은 240 이상의 정수로 정의할 수 있다. 그리고 행 방향에 따른 백라이트 유닛(54)의 화소 수와 열 방향에 따른 백라이트 유닛(54)의 화소 수를 각각 M'와 N'라 하면, M'와 N'는 2 내지 99 가운데 어느 하나의 정수로 정의할 수 있다.

백라이트 유닛(54)은 M'×N'의 해상도를 가지는 일종의 자발광 표시 패널이며, 화소별로 발광 세기가 독립적으로 제어되어 각 화소에 대응하는 액정 패널 조립체(52) 화소들에 소정 휘도의 광을 제공한다.

이때 M'와 N'의 최소 수치인 2는 본 실시예의 백라이트 유닛(54)이 표시 패널이 될 수 있는 최소한의 기본 조건이 된다. 그리고 백라이트 유닛(54)의 해상도가 99×99를 초과하면 백라이트 유닛(54)의 구동이 복잡해지고 구동 회로 제작을 위한 비용 상승을 초래할 수 있으므로, M'와 N'의 최대 수치인 99는 백라이트 유닛(54)의 기능성과 제조 용이성 등을 고려한 수치라 할 수 있다.

전술한 구성의 백라이트 유닛(54)은 화소별로 각 화소에 대응하는 액정 패널 조립체(52) 화소들(이하, 편의상 '화소군'이라 명칭한다)의 휘도에 따라 적절한 세기의 광을 방출한다.

백라이트 유닛(54)의 구동 과정은, 백라이트 유닛 제어부(도시하지 않음)가 액정 패널 조립체(52)의 한 프레임의 영상 신호로부터 백라이트 유닛(54)의 화소별 휘도 정보를 생성하고, 생성된 휘도 정보에 따라 전자 방출 소자의 구동 신호를 생성하며, 전자 방출 소자가 해당 구동 신호에 따라 정해진 양의 전자들을 방출시켜 형광층이 전자 방출량에 상응하는 세기의 가시광을 방출하는 단계들로 이루어진다. 이때 백라이트 유닛(54)의 각 화소는 2 내지 8 비트(bit)의 계조 표현을 할 수 있도록 구동하는 것이 바람직하다.

따라서 본 실시예의 액정 표시장치(50)는 화면의 동적 대비비(dynamic contrast)를 향상시킬 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 전술한 구성에 의해 발광 장치 화면을 복수개 영역으로 분할하고 분할된 영역별로 발광 세기를 독립적으로 제어할 수 있으므로 액정 표시장치의 동적 대비비를 높이고, 보다 선명한 화질을 제공할 수 있다. 또한 전술한 발광 장치를 백라이트 유닛으로 사용하는 본 발명에 의한 액정 표시장치는 백라이트 유닛의 소비 전력을 줄여 전체 소비 전력을 낮출 수 있으며, 30인치 이상의 대형 표시장치로 용이하게 제작될 수 있다.

Claims

제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재를 포함하는 진공 용기와;

상기 제1 기판 중 상기 제2 기판과의 대향면에 제공되며 전자 방출량이 독립적으로 제어되는 복수의 전자 방출 소자들로 구성되는 전자 방출 유닛; 및

상기 제2 기판 중 상기 제1 기판과의 대향면에 위치하는 발광 유닛

을 포함하고,

상기 각각의 전자 방출 소자가,

상기 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되며 일측 단부에서 제1 연결부에 접속되는 제1 전극들과;

상기 제1 전극들 사이에서 상기 제1 전극과 나란하게 위치하며 반대편 일측 단부에서 제2 연결부에 접속되는 제2 전극들; 및

상기 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 제1 전자 방출부들

을 포함하고,

상기 각각의 제1 연결부와 연결된 제1 배선부들이 상기 제1 기판의 일 방향을 따라 상기 제1 기판의 일측 가장자리로 인출되고,

상기 각각의 제2 연결부와 연결된 제2 배선부들이 상기 일 방향을 따라 상기 제1 기판의 반대편 일측 가장자리로 인출되는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 전자 방출 소자가 상기 제2 전극들에 전기적으로 연결되는 제2 전자 방출부들을 더욱 포함하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들이 탄소계 물질과 나노미터 사이즈 물질 중 적어도 하나를 포함하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 전자 방출부들이 상기 제1 전극의 길이 방향을 따라 제1 전극의 측면에 위치하고,

상기 제2 전자 방출부들이 상기 제2 전극의 길이 방향을 따라 제2 전극의 측면에 위치하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들이 캐소드 전극과 게이트 전극의 기능을 교대로 수행하는 발광 장치.
삭제
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제1항에 있어서,

상기 제1 기판과 상기 전자 방출 소자들 사이에 형성되어 상기 제1 배선부들과 상기 제2 배선부들을 덮는 절연층을 더욱 포함하는 발광 장치.
제9항에 있어서,

상기 절연층이 상기 전자 방출 소자마다 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부의 일부를 노출시키는 한 쌍의 비아 홀을 형성하고,

상기 비아 홀을 채우면서 상기 제1 배선부와 상기 제1 연결부 사이, 그리고 상기 제2 배선부와 상기 제2 연결부 사이에 형성되는 도전층을 더욱 포함하는 발광 장치.
제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재를 포함하는 진공 용기와;

상기 제1 기판 중 상기 제2 기판과의 대향면에 제공되며 전자 방출량이 독립적으로 제어되는 복수의 전자 방출 소자들로 구성되는 전자 방출 유닛; 및

상기 제2 기판 중 상기 제1 기판과의 대향면에 위치하는 발광 유닛

을 포함하고,

상기 각각의 전자 방출 소자가,

상기 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되며 일측 단부에서 제1 연결부에 접속되는 제1 전극들과;

상기 제1 전극들 사이에서 상기 제1 전극과 나란하게 위치하며 반대편 일측 단부에서 제2 연결부에 접속되는 제2 전극들; 및

상기 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 제1 전자 방출부들

을 포함하고,

상기 제1 기판 위에 상기 제1 기판의 일 방향을 따라 배열된 상기 전자 방출 소자들의 제1 연결부들과 접속하는 제1 배선부와, 상기 일 방향과 직교하는 방향을 따라 배열된 상기 전자 방출 소자들의 제2 연결부들과 접속하는 제2 배선부가 위치하는 발광 장치.
제11항에 있어서,

상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부가 교차하는 영역에서 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부 사이에 위치하는 도전 방지막을 포함하는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 발광 유닛이,

상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층; 및

상기 형광층 표면에 형성되는 금속의 애노드 전극을 포함하는 발광 장치.
제1항 내지 제5항 및 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치; 및

상기 발광 장치의 전방에 위치하여 상기 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체

를 포함하는 액정 표시장치.
제14항에 있어서,

상기 액정 패널 조립체가 행 방향과 열 방향을 따라 복수의 화소들을 형성하고,

상기 발광 장치가 상기 행 방향과 상기 열 방향을 따라 상기 액정 패널 조립체보다 작은 수의 화소들을 형성하는 액정 표시장치.
제15항에 있어서,

상기 행 방향에 따른 상기 액정 패널 조립체의 화소 수와 상기 열 방향에 따른 상기 액정 패널 조립체의 화소 수가 240 이상의 정수인 액정 표시장치.
제16항에 있어서,

상기 행 방향에 따른 상기 발광 장치의 화소 수와 상기 열 방향에 따른 상기 발광 장치의 화소 수가 2 내지 99 가운데 어느 하나의 정수인 액정 표시장치.