KR100873155B1

KR100873155B1 - 전계 방출 장치

Info

Publication number: KR100873155B1
Application number: KR1020080055567A
Authority: KR
Inventors: 박재영; 박영돈; 박흥길; 김미선; 유중원
Original assignee: 나노퍼시픽(주)
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2008-12-10

Abstract

전계 방출 장치가 제공된다. 이 전계 방출 장치는 제1, 제2 및 제3 색 형광체를 구비한 제1 기판과, 상기 제1, 제2 및 제3 색 형광체에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 전극을 구비한 제2 기판을 구비한다. 이때, 제1, 제2 및 제3 전극에 서로 다른 제1, 제2 및 제3 전압펄스가 각각 인가된다. 따라서, 상기 제1, 제2 및, 제3 색 형광체 각각으로부터 출사되는 광의 휘도가 개별적으로 제어된다. 이러한 전계 방출 장치에 의하면, 제1, 제2 및 제3 색 형광체 각각으로부터 출사되는 광의 휘도가 개별적으로 제어되므로, 백색광의 색온도를 조절할 수 있다. 이와 같이, 상기 전계 방출 장치는 주변환경 또는 인간의 심리상태에 백색광의 색온도를 조절할 수 있는 감성조명을 구현할 수 있다.

Description

전계 방출 장치{FIELD EMISSION DEVICE}

본 발명은 전계 방출 장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 무게가 가볍고 소비전력이 작아 컴퓨터 또는 텔레비전 분야의 디스플레이장치에 널리 보급되고 있다. 그러나 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하므로, 후방에서 광을 제공하는 백라이트와 같은 광원의 채용이 요구된다.

최근 이러한 광을 제공하는 백라이트로서, 전계 방출형 장치가 개발된바 있다. 전계 방출 장치는 게이트 전극 및 캐소드 전극이 구비된 하부 기판과 형광체를 구비된 상부 기판을 가질 수 있다. 게이트 전극 및 캐소드 전극 상에는 에미터가 구비될 수 있다. 상기 게이트 전극에 펄스 전압이 인가되면, 형광체로부터 백색광이 출사된다. 상기 게이트 전극에 펄스 전압이 인가되면, 에미터에서 전자가 방출된다. 방출된 전자는 형광체와 충돌하여 형광체를 여기시킨다. 그 결과 형광체가 발광된다.

한편, 현대의 조명환경은 인간의 신체적, 심리학적 요구를 수용할 수 있어야 한다. 이를 위하여 최근 감성조명에 대한 연구가 진행되고 있다. 감성조명이란 인 간의 심리상태 및 주변환경에 따라서 색온도와 밝기를 변화시킬 수 있는 조명기술을 일컫는다. 예를 들어 학생들의 수업과목에 따라 조명을 달리한 교실, 작가의 작품을 돋보이게 하는 미술관 조명, 음식을 더 맛있게 보이게 하는 레스토랑 조명등 예로 들 수 있다.

현재 조명장치로서 상술한 전계 방출 장치의 사용이 높아지고 있는 추세이만, 아직까지 상술한 바와 같은 감성조명을 구현할 수 있는 전계 방출 장치가 개발된바 없다. 즉, 종래의 전계 방출 장치는 백색광의 휘도를 전체적으로 조절하는 기능만을 수행하고 있을 뿐, 색 온도(Correlated Color Temperature: CCT) 조절을 할수 있는 기능은 구비하지 못하고 있다. 따라서, 색 온도의 조절을 통해 감성조명의 구현이 가능한 전계 방출 장치의 개발이 요구된다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색 온도를 조절할 수 있는 전계 방출 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치는 제1 기판, 제2 기판 및 구동부를 포함한다.

상기 제1 기판 상에는 애노드 전극 및 상기 애노드 전극 상에 구비되고, 제1, 제2 및 제3 색 형광체로 이루어진 단위 형광체가 구비될 수 있다.

상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향하도록 배치된다. 상기 제2 기판 상에 는 상기 제1 색 형광체에 대응하는 제1 전극, 상기 제2 색 형광체에 대응하는 제2 전극 및 상기 제3 색 형광체에 대응하는 제3 전극이 구비될 수 있다.

상기 구동부는 상기 제1, 제2 및 제3 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2 및 제3 전극에 서로 다른 제1, 제2 및 제3 전압펄스를 각각 인가한다. 따라서, 상기 구동부는 상기 제1, 제2 및 제3 색 형광체 각각으로부터 출사되는 광의 휘도를 개별적으로 제어한다.

본 발명의 전계 방출 장치에 의하면, 제1, 제2 및 제3 전극에 서로 다른 제1, 제2 및 제3 전압펄스가 각각 인가된다. 이때, 제1, 제2 및 제3 전압펄스의 주파수 및/또는 듀티비는 서로 다르게 조정된다. 따라서, 상기 제1, 제2 및 제3 색 형광체 각각으로부터 출사되는 광의 휘도가 개별적으로 제어된다. 즉, 제1, 제2 및 제3 색 형광체 각각으로부터 출사되는 광의 혼합비율의 조정을 통해 백색광의 색온도가 조절될 수 있다.

더 나아가 본 발명의 전계 방출 장치는 색온도의 조절을 통해 감성조명의 구현이 가능하다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 제3 등의 용어가 다양한 요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다.

이하에서는 래터럴 게이트형(lateral gate type) 전계 방출 장치가 본 발명의 실시 예로 설명된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 형태의 전계 방출 장치, 예컨대 노멀 게이트형(normal gate type) 및 언더 게이트형(under gate type) 전계 방출 장치에도 적용될 수 있다. 한편, 아래에서 기술되는 상부 기판은 본 명세서의 특허청구범위에 기재된 제1 기판으로 기재되며, 하부 기판은 제2 기판으로 기재된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 방출 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계 방출 장치(1)는 하부 기판(11), 상부 기판(21) 및 구동부(30)를 포함 할 수 있다.

상기 하부 기판(11) 상에는 다수의 발광 영역이 정의된다. 설명의 편의를 위하여 도 1 및 도 2에서는 상기 다수의 발광 영역 중 인접한 2개의 제1 및 제2 발광영역(LA1, LA2)만이 도시된다.

제1 발광 영역(LA1)은 제1 서브 영역, 제2 서브 영역 및 제3 서브 영역으로 이루어진다. 제1 서브 영역(SA1)에는 제1 전극(12A, 12B)이 구비되고, 제2 서브 영역(SA2)에는 제2 전극(13A, 13B)이 구비되고, 제3 서브 영역(SA3)에는 제3 전 극(14A, 14B)이 구비될 수 있다.

상기 제1 전극(12A, 12B)은 서로 전기적으로 분리된 제1 게이트 전극(12A)과 제1 캐소드 전극(12B)을 포함 할 수 있다. 상기 제2 전극(13A, 13B)은 서로 전기적으로 분리된 제2 게이트 전극(13A)과 제2 캐소드 전극(13B)을 포함 할 수 있다. 상기 제3 전극(14A, 14B)은 서로 전기적으로 분리된 제3 게이트 전극(14A)과 제3 캐소드 전극(14B)을 포함 할 수 있다.

상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 각 전극들은 서로 전기적으로 분리되어 상기 구동부(30)로부터 서로 다른 제1, 제2 및 제3 전압펄스(PV1, PV2, PV3)를 각각 인가받을 수 있다. 이때 상기 구동부(30)로부터 인가되는 상기 제1, 제2 및 제3 전압펄스(PV1, PV2, PV3)는 서로 다른 주파수로 설정될 수 있다. 또한, 상기 제1, 제2 및 제3 전압펄스(PV1, PV2, PV3)는 서로 다른 듀티비(duty ratio)로 설정될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 전압펄스(PV1)는 제1 게이트 전압펄스(GPV1)와 상기 제1 게이트 전압펄스와 반대의 극성을 갖는 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)를 포함 할 수 있다. 제1 게이트 전압펄스(GPV1)는 제1 주파수(F1)를 가지며, 상기 제1 게이트 전극(12A)에 인가되고, 상기 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)는 상기 제1 주파수(F1)를 가지며, 상기 제1 캐소드 전극(12B)에 인가된다.

상기 제2 전압펄스(PV2)는 제2 게이트 전압펄스(GPV2)와 상기 제2 게이트 전압펄스(GPV2)와 반대의 극성을 갖는 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)를 포함 할 수 있다. 상기 제2 게이트 전압펄스(GPV2)는 제2 주파수(F2)를 가지며, 상기 제2 게이트 전극(13A)에 인가된고, 상기 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)는 상기 제2 주파수(F2)를 가지며 상기 제2 캐소드 전극(13B)에 인가된다.

상기 제3 전압펄스(PV3)는 제3 게이트 전압펄스(GPV3)와 상기 제3 게이트 전압펄스(GPV3)와 반대의 극성을 갖는 제3 캐소드 전압펄스(CPV3)를 포함 할 수 있다. 상기 제3 게이트 전압펄스(GPV3)는 제3 주파수(F3)를 가지며, 상기 제3 게이트 전극(14A)에 인가되고, 상기 제3 캐소드 전압펄스(CPV3)는 상기 제3 주파수(F3)를 가지며 상기 제4 캐소드 전극(14B)에 인가된다. 여기서, 상기 제1 주파수(F1)와 상기 제2 주파수(F2)와 상기 제3 주파수(F3)는 서로 다르게 설정될 수 있다(F1≠F2≠F3).

또한, 상기 제1 게이트 전압펄스(GPV1) 및 상기 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)는 서로 동일한 제1 듀티비(D1)를 가질수 있고, 상기 제2 게이트 전압펄스(GPV2) 및 상기 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)는 서로 동일한 제2 듀티비(D2)를 가질수 있고, 상기 제3 게이트 전압펄스(GPV3) 및 상기 제3 캐소드 전압펄스(CPV)는 서로 동일한 제3 듀티비(D3)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 및 제3 듀티비(D1, D2, D3)는 서로 다르게 설정될 수 있다(D1≠D2≠D3).

한편, 동일한 구조로, 상기 제2 발광 영역(LA2)의 제1 서브 영역(SA1')에는 제1 전극(12A', 12B')이 구비되고, 제2 발광 영역(LA2)의 제2 서브 영역(SA2')에는 제2 전극(13A', 13B')이 구비되고, 제2 발광 영역(LA2)의 제3 서브 영역(SA3')에는 제3 전극(14A', 14B')이 구비될 수 있다. 상기 제2 발광영역(LA2)의 구비된 전극들도 전기적으로 분리되어 상기 구동부(31)로부터 상기 제1, 제2 및 제3 전압펄 스(PV1, PV2, PV3)를 각각 인가받을 수 있다.

즉, 상기 제1 게이트 전압펄스(GPV1)는 상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 제1 게이트 전극(12A)과 상기 제2 발광 영역(LA2)에 구비된 제1 게이트 전극(12A')에 공통으로 인가되고, 상기 제2 게이트 전압펄스(GPV2)는 상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 제2 게이트 전극(13A)과 상기 제2 발광 영역(LA2)에 구비된 제2 게이트 전극(13A')에 공통으로 인가된다. 또한, 상기 제3 게이트 전압펄스(GPV3)는 상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 제3 게이트 전극(14A)과 상기 제2 발광 영역(LA2)에 구비된 제3 게이트 전극(14A')에 공통으로 인가된다.

또한, 상기 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)는 상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 제1 캐소드 전극(12B)과 제2 발광 영역(LA2)에 구비된 제1 캐소드 전극(12B')에 공통으로 인가되고, 상기 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)는 상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 제2 캐소드 전극(13B)과 제2 발광 영역(LA2)에 구비된 제2 캐소드 전극(13B')에 공통으로 인가된다. 또한, 상기 제3 캐소드 전압펄스(CPV3)는 상기 제1 발광 영역(LA1)에 구비된 제3 캐소드 전극(14B)과 제2 발광 영역(LA2)에 구비된 제3 캐소드 전극(14B')에 공통으로 인가된다.

한편, 상기 게이트 전극들(12A, 13A, 14A) 및 상기 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 각각은 스트라이프 형상을 가지며, 하나씩 교대로 배열될 수 있다.

상기 게이트 전극(12A, 13A, 14A)들 및 상기 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 상에는 에미터(15)가 위치할 수 있다.. 에미터(15)는 스트라이프 형이고, 에미터(130)폭이 캐소드 전극(120c) 및 게이트 전극(120g)의 폭보다 작을 수 있다. 일 례로, 게이트 전극들(12A, 13A, 14A) 및 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B)의 폭은 각각 150㎛이고, 에미터(15)의 폭은 100㎛이고, 게이트 전극들(12A, 13A, 14A)과 인접하는 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 간 간격은 50㎛일 수 있다.

에미터(15)는 탄소 나노튜브일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 에미터(15)가 게이트 전극들(12A, 13A, 14A)과 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 상에 모두 배치된 구조를 설명하고 있으나, 상기 에미터(15)가 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 상에만 배치될 수 있다.

상기 에미터(15)가 상기 게이트 전극들(12A, 13A, 14A)과 상기 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 상에 모두 배치되는 구조에서는, 상기 게이트 전극들(12A, 13A, 14A) 각각에 동일한 극성을 갖는 제1, 제2 및 제3 게이터 전압펄스(GPV1, GPV2, GPV3)가 각각 인가되고, 상기 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 각각에는 제1, 제2 및 제3 게이터 전압펄스(GPV1, GPV2, GPV3)들과 반대의 극성을 갖는 제1, 제2 및 제3 캐소드 전압펄스(CPV1, CPV2, CPV3)들이 각각 인가된다. 본 실시예에서는 양의 극성을 갖는 제1, 제2 및 제3 게이터 전압펄스(GPV1, GPV2, GPV3)들이 상기 게이트 전극들(12A, 13A, 14A) 각각에 인가되고, 음의 극성을 갖는 제1, 제2 및 제3 캐소드 전압펄스(CPV1, CPV2, CPV3)들이 상기 캐소드 전극들(12B, 13B, 14B) 각각에 인가된다. 이때, 전술한 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 게이터 전압펄스(GPV1, GPV2, GPV3)들은 서로 다른 주파수를 가지며, 제1, 제2 및 제3 캐소드 전압펄스(CPV1, CPV2, CPV3)들 서로 다른 주파수를 가질 수 있다.

결과적으로, 제1 게이트 전극(12A)과 제1 캐소드 전극(12B)으로 이루어진 제 1 전극(12A, 12B), 제2 게이트 전극(13A)과 제2 캐소드 전극(13B)으로 이루어진 제2 전극(13A, 13B) 및 제3 게이트 전극(14A)과 제3 캐소드 전극(14B)으로 이루어진 제3 전극(14A, 14B) 각각에는 서로 다른 주파수를 갖는 양방향(bipolar) 펄스전압들(PV1, PV2, PV3)이 각각 인가된다.

계속해서, 도 2를 참조하면, 상부 기판(21)은 하부 기판(11)에 대향하여 배치된다. 상기 상부 기판(21) 상에는 순차적으로 적층된 애노드 전극(22) 및 형광체층(23)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 형광체층(23)은 상기 하부 기판(11)을 향하여 상기 애노드 전극(22) 상에 배치될 수 있다.

상기 애노드 전극(22)은 아래에 기술되는 인버터(30)로부터 고전압을 인가받으며, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다. 형광체층(23)은 다수의 단위 형광체를 포함 할 수 있다. 각 단위 형광체는 전술한 상기 하부기판(11) 상에 정의된 다수의 발광 영역 각각에 대응하는 상기 애노드 전극(22) 상에 배치된다. 도 2에서는 제1 발광영역(LA1)과 상기 제1 발광영역(LA1)에 인접한 제2 발광영역(LA2)에 각각 구비된 2개의 단위 형광체만이 도시된다. 각 단위 형광체는 동일한 구조로 이루어지므로, 아래에서는 제2 발광영역에 구비된 단위 형광체에 대한 설명은 제1 발광영역(LA1)에 구비된 단위 형광체에 대한 설명으로 대신한다.

상기 단위 형광체는 레드 광을 출사하는 레드 형광체(R), 그린 광을 출사하는 그린 형광체(G) 및 블루 광을 출사하는 블루 형광체(B)를 포함 할 수 있다.

상기 레드 형광체(R)는 제1 발광영역(LA1)의 제1 서브영역(SA1)에 대응하는 애노드 전극(22) 상에 구비되며, 제1 전극(12A, 12B)과 중첩된다. 따라서, 상기 레 드 형광체(R)는 제1 게이트 전극(12A)과 제1 캐소드 전극(12B)과 중첩된다.

상기 그린 형광체(G)는 제1 발광영역(LA1)의 제2 서브영역(SA2)에 대응하는 애노드 전극(22) 상에 구비되며, 상기 제2 전극(13A, 13B)과 중첩된다. 따라서, 상기 그린 형광체(G)는 제2 게이트 전극(13A)과 제2 캐소드 전극(13B)과 중첩된다.

상기 블루 형광체(B)는 제1 발광영역(LA1)의 제3 서브영역(SA3)에 대응하는 애노드 전극(22) 상에 구비되며, 상기 제3 전극(14A, 14B)과 중첩된다. 따라서, 상기 블루 형광체(B)는 제3 게이트 전극(14A)과 제3 캐소드 전극(14B)과 중첩된다.

결과적으로 상기 레드 형광체(R), 그린 형광체(G) 및 블루 형광체(B)는 상기 제1 발광영역(LA)에 대응하는 애노드 전극(22) 상에 스트라이프 형상으로 배열될 수 있다.

상기 레드 형광체(R)는 상기 제1 전극으로부터 방출되는 전자와 충돌하여 레드 광을 출사한다. 구체적으로, 제1 캐소드 전극(12B)이 접지전압으로 유지된 상태에서 제1 게이트 전극(12A)에 양의 제1 게이트 전압(GPV1)이 인가되면, 제1 캐소드 전극(12B) 상의 에미터(15)로부터 제1 게이트 전극(12A) 상의 에미터(15)로 전자가 방출된다. 반대로, 제1 게이트 전극이 접지전압으로 유지된 상태에서 제1 캐소드 전극(12B)에 음의 제1 캐소드 전압(CPV1)이 인가되면, 제1 게이트 전극(12A) 상의 에미터(15)로부터 제1 캐소드 전극(12B) 상의 에미터(15)로 전자가 방출된다. 이렇게 전자가 양쪽에서 교대로 방출되는 동안 상기 상부 기판(21) 상에 구비된 애노드 전극(22)에 인버터(30)로부터 고전압이 인가되면 상기 방출된 전자가 가속되어 전자가 상기 애노드 전극(22) 상에 구비된 레드 형광체(R)와 충돌하여 레드 광을 출 사하게 된다.

상술한 레드 형광체로부터 레드광이 출사되는 원리와 동일한 원리로, 상기 그린 형광체(G)와 상기 블루 형광체(B)로부터 각각 그린광과 블루광을 출사하게 된다. 레드광, 그린광 및 블루광은 출사되는 과정에서 서로 혼합된다. 따라서 제1 발광영역으로부터 레드광, 그린광 및 블루광이 혼합된 백색광이 출사된다.

본 발명에서는 레드 형광체(R)에 대응하는 제1 전극(12A/12B), 그린 형광체(G)에 대응하는 제2 전극(13A/13B) 및 블루 형광체(B)에 대응하는 제3 전극(14A/14B)에 각각 인가되는 제1, 제2 및 제3 전압펄스들(PV1, PV2, PV3)의 주파수 및/또는 듀티비가 서로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 제1, 제2 및 제3 전극(12A/12B, 13A/13B, 14A/14B) 각각으로부터 방출되는 전자의 방출량이 개별적으로 제어됨으로써, 상기 레드광, 그린광 및 블루광의 휘도를 개별적으로 다양하게 설정할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 전계 방출 장치로부터 출사되는 백색광의 색온도의 조정이 가능하다. 더 나아가 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치가 백라이트로서 탑재된 표시장치는 보다 자연스러운 색감을 표현할 수 있게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치는 전술한 제1, 제2 및 제3 전압펄스들을 생성하는 구동부(30)와 상기 구동부(30)를 제어하는 제어부(40)를 더 포함 할 수 있다.

상기 구동부(30)는 상기 제어부(40)의 제어에 따라서 상기 제1, 제2 및 제3 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2 및 제3 전극에 서로 다른 주파수 및/ 또는 듀티비를 갖는 제1, 제2 및 제3 전압펄스(PV1, PV2, PV3)를 각각 인가한다. 결과론적으로, 상기 구동부(30)는 레드 형광체(R), 그린 형광체(G) 및 블루 형광체(B) 각각으로부터 출사되는 광의 휘도를 개별적으로 제어할 수 있다.

한편, 하부 기판(11)과 상부 기판(21)은 스페이서(미도시)를 사이에 두고 일정한 간격으로 이격된다. 일정한 간격으로 이격된 상기 하부 기판(11)과 상기 상부 기판(21) 사이의 공간은 전자가 방출될 수 있도록 진공상태로 형성된다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 각 전극들로 인가되는 전압펄스들의 일예를 나타낸 도면이다. 여기서, 가로축은 시간(t)을 나타내고, 세로축은 전압레벨(v)을 나타낸다.

도 3에서는 서로 다른 주파수를 갖는 제1 내지 제3 게이트 전압펄스(GPV1, GPV2, GPV3)와 제1 내지 제3 캐소드 전압펄스(CPV1, CPV2, CPV3)의 예가 나타난다. 특히, 도 3에서는 제2 게이트 전압펄스(GPV2)와 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)가 가장 높은 주파수를 가지며, 제1 게이트 전압펄스(GPV1)와 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)가 가장 낮은 주파수를 예가 나타난다. 따라서, 본 실시예에서는 제2 게이트 전압펄스(GPV2)와 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)의 한 주기(T2)가 가장 짧고, 제1 게이트 전압펄스(GPV1)와 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)의 한 주기(T1)가 가장 길다.

도 4에서는 서로 다른 듀티비를 갖는 제1 내지 제3 게이트 전압펄스(GPV1, GPV2, GPV3)와 제1 내지 제3 캐소드 전압펄스(CPV1, CPV2, CPV3)의 예가 나타난다. 특히, 도 4에서는 제1 게이트 전압펄스(GPV1)와 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)의 듀티비는 t1/T4이고, 제2 게이트 전압펄스(GPV2)와 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)의 듀티 비는 t2/T4이고, 제3 게이트 전압펄스(GPV3)와 제3 캐소드 전압펄스(GPV3)의 듀티비는 t3/T4이다. 여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, t1 ＜ t2 ＜ t3이므로, 제3 게이트 전압펄스(GPV3)와 제3 캐소드 전압펄스(GPV3)의 듀티비가 가장 크고, 제1 게이트 전압펄스(GPV1)와 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)의 듀티비가 가장 작을 수 있다. 제2 게이트 전압펄스(GPV2)와 제2 캐소드 전압펄스(CPV2)의 듀티비는 제3 게이트 전압펄스(GPV3)와 제3 캐소드 전압펄스(GPV3)의 듀티비와 제1 게이트 전압펄스(GPV1)와 제1 캐소드 전압펄스(CPV1)의 듀티비 사이에 존재한다.

한편, 도 3에서는 주파수만이 가변된 전압펄스들의 파형도가 예시되고, 도 4에서는 듀티비만이 가변된 전압펄스들의 파형도가 예시되었으나, 상기 전압펄스들의 듀티비와 주파수가 동시에 가변될 수도 있음은 자명하다.

지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치는 레드 형광체, 그린 형광체 및 블루 형광체 각각을 개별적으로 제어함으로써, 백색광의 색온도이 조절이 가능하다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치로부터 출사되는 백색광은 사람의 취향이나 주변조도에 따라서 다양한 색 온도를 갖는 수준높은 감성 조명을 구현할 수 있다. 예컨대, 아침에는 4000K, 점심에는 6000K, 저녁에는 3000K 정도가 적당하다고 가정하였을 때, 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치는 백색광의 색 온도를 아침에는 4000K, 점심에는 6000K, 저녁에는 3000K로 조절할 수 있다.

또한, 이러한 색 온도 조절 기능을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방 출 장치가 탑재된 표시장치는 보다 자연스러운 색감의 영상을 표현할 수 있게 된다.

또한 색 온도 조절 기능을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 전계 방출 장치가 탑재된 조명 장치는 색 온도 조절을 통하여 사람의 심리 상태의 안정화 등 심리치료 요법에 적용될 수도 있다.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 방출 장치의 평면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 3 본 발명의 일실시예에 따른 전압펄스들의 펄스파형을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압펄스들의 펄스파형을 나타내는 도면이다.

Claims

애노드 전극 및 상기 애노드 전극 상에 구비되고, 제1, 제2 및 제3 색 형광체로 이루어진 단위 형광체를 구비한 제1 기판;

상기 제1 기판에 대향하도록 배치되고, 상기 제1 색 형광체에 대응하는 제1 전극, 상기 제2 색 형광체에 대응하는 제2 전극 및 상기 제3 색 형광체에 대응하는 제3 전극을 구비한 제2 기판; 및

상기 제1, 제2 및 제3 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2 및 제3 전극에 서로 다른 제1, 제2 및 제3 전압펄스를 각각 인가하여 상기 제1, 제2 및 제3 색 형광체 각각으로부터 출사되는 광의 휘도를 개별적으로 제어하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은 서로 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제1 전극은 서로 전기적으로 분리되고, 상기 제1 색 형광체와 중첩되는 제1 게이트 전극과 제1 캐소드 전극을 포함하고,

상기 제2 전극은 서로 전기적으로 분리되고, 상기 제2 색 형광체와 중첩되는 제2 게이트 전극과 제2 캐소드 전극을 포함하고,

상기 제3 전극은 서로 전기적으로 분리되고, 상기 제3 색 형광체와 중첩되는 제3 게이트 전극과 제3 캐소드 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제1 전압펄스는 상기 제1 게이트 전극에 인가되는 제1 주파수의 제1 게이트 전압펄스 및 상기 제1 캐소드 전극에 인가되고, 상기 제1 게이트 전압펄스와 반대의 극성을 갖는 상기 제1 주파수의 제1 캐소드 전압펄스를 포함하고,

상기 제2 전압펄스는 상기 제2 게이트 전극에 인가되는 제2 주파수의 제2 게이트 전압펄스 및 상기 제2 캐소드 전극에 인가되고, 상기 제2 게이트 전압펄스와 반대의 극성을 갖는 상기 제2 주파수의 제2 캐소드 전압펄스를 포함하고,

상기 제3 전압펄스는 상기 제3 게이트 전극에 인가되는 제3 주파수의 제3 게이트 전압펄스 및 상기 제3 캐소드 전극에 인가되고, 상기 제3 게이트 전압펄스와 반대의 극성을 갖는 상기 제3 주파수의 제1 캐소드 전압펄스를 포함하고,

상기 제1 내지 상기 제3 주파수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 4 항에 있어서, 제1 , 제2 및 제3 게이트 전압펄스는 상기 제1 , 제2 및 제3 캐소드 전압펄스와 각각 동일한 듀티비를 갖는 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제1 게이트 전압펄스 및 상기 제1 캐소드 전압펄스는 서로 동일한 제1 듀티비를 가질수 있고, 상기 제2 게이트 전압펄스 및 상기 제2 캐소드 전압펄스는 서로 동일한 제2 듀티비를 가질수 있고, 상기 제3 게이트 전압펄스 및 상기 제2 캐소드 전압펄스는 서로 동일한 제3 듀티비를 가지며,

상기 제1 내지 제3 듀티비는 서로 다른 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 색 형광체는 레드광을 출사하는 레드 형광체이고, 상기 제2 색 형광체는 그린광을 출사하는 그린 형광체이고, 상기 제3 색 형광체는 블루광을 출사하는 블루 형광체인 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 3 항에서, 상기 게이트 전극들 및 상기 캐소드 전극들은 래터럴 게이트형, 노멀 게이트형 또는 언더 게이트형으로 배치되는 전계 방출 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 전극은 상기 하부 기판 상에 스트라이프 형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.
제 9 항에 있어서, 제1 내지 제3 색 형광체 각각은 상기 제1 내지 제3 전극 각각을 커버하도록 상기 스트라이프 형상으로 상기 상부 기판 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 장치.