KR100911011B1 - 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치 - Google Patents

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문희성
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Abstract

본 발명은 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 로컬 디밍(local dimming)이 가능한 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 기판; 상기 기판상에서 일 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들; 상기 일 방향을 따라 상기 제1 전극들 사이에 위치하는 제2 전극들; 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들과 전기적으로 절연되도록 배치되고, 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 제3 전극; 상기 제1 전극들의 측면에 형성되는 제1 전자 방출부들; 및 상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 전자 방출 소자를 제공한다.
전자 방출

Description

전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치{Electron emission device and light emission device therewith}
본 발명은 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 로컬 디밍(local dimming)이 가능한 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치에 관한 것이다.
외부에서 볼 때 광이 출사된다는 것을 인식할 수 있는 모든 장치를 발광 장치라 하면, 전면 기판에 애노드 전극과 형광층을 구비하고, 후면 기판에 전자 방출부와 구동 전극을 구비한 발광 장치가 공지되어 있다. 전면 기판과 후면 기판은 밀봉 부재에 의해 가장자리가 일체로 접합된 후 내부 공간이 배기되어 밀봉 부재와 함께 진공 용기를 구성한다.
구동 전극은 서로 나란히 위치하는 캐소드 전극과 게이트 전극으로 이루어지며, 게이트 전극을 향한 캐소드 전극의 측면에 전자 방출부가 위치할 수 있다. 구동 전극과 전자 방출부가 전자 방출 유닛을 구성한다.
후면 기판을 향한 형광층의 일면에는 애노드 전극과 형광층이 구비되어 발광 유닛을 구성한다.
발광 장치는 캐소드 전극과 게이트 전극에 소정의 구동 전압을 인가하고, 애노드 전극에 수천 볼트 이상의 양의 직류 전압(애노드 전압)을 인가하여 구동한다. 그러면 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압 차에 의해 전자 방출부 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출되고, 방출된 전자들이 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.
전술한 발광 장치에서, 캐소드 전극과 게이트 전극에 소정의 구동 전압을 인가하여 발광 장치를 구동할 경우, 일 열(列)의 전자 방출 소자에서 동시에 발광이 수행된다. 또한, 캐소드 전극과 게이트 전극은 동일한 층(layer)에 존재하게 된다.이와 같은 이유로, 전술한 발광 장치에서는 화면분할구동 즉 로컬 디밍(local dimming)이 가능하지 않다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 이러한 문제점을 극복하기 위하여 캐소드 전극 및 게이트 전극과 절연되어 있는 별도의 전극을 추가함으로써, 로컬 디밍(local dimming)이 가능한 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판; 상기 기판상에서 일 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들; 상기 일 방향을 따라 상기 제1 전극들 사이에 위치하는 제2 전극들; 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들과 전기적으로 절연되도록 배치되고, 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 제3 전극; 상기 제1 전극들의 측면에 형성되는 제1 전자 방출부들; 및 상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 전자 방출 소자를 제공한다.
본 발명에 있어서, 인접하는 상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들 사이에는 갭이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들은 상 기 제1 전극들과 제2전극들 보다 각각 낮은 높이를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들은 카바이드 유도 탄소를 포함할 있다.
다른 측면에 관한 본 발명은, 서로 대향하여 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판의 일면에 위치하며 복수의 전자 방출 소자로 구성되는 전자 방출 유닛; 및 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 제4 전극과, 상기 제1 기판을 향한 상기 제4 전극의 일면에 형성되는 형광층을 구비하는 발광 유닛을 포함하고, 상기 각각의 전자 방출 소자가, 상기 제1 기판상에서 일 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들; 상기 일 방향을 따라 상기 제1 전극들 사이에 위치하는 제2 전극들; 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들과 전기적으로 절연되도록 배치되고, 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 제3 전극; 상기 제1 전극들의 측면에 형성되는 제1 전자 방출부들; 및 상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 발광 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 전극에 전압이 인가된 전자 방출 소자에서는, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들에서 방출된 전자가 상기 제3 전극에 인가된 전압에 의하여 상기 전자 방출 소자 측에 머무를 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 전극에 전압이 인가된 전자 방출 소자에서는, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들에서 방출되는 전자가, 상기 발광 유닛 쪽으로 이동하지 아니할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 전극에 전압이 인가되지 아니한 전자 방출 소자 에서는, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들에서 방출되는 전자가, 상기 형광층에 충돌하여 가시광이 방출될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 전류를 공급하는 배선부들을 더 포함하고, 상기 배선부들은 상기 제3 전극들과 교차되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 인접하는 상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들 사이에는 갭이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들은 상기 제1 전극들과 제2전극들 보다 각각 낮은 높이를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들은 카바이드 유도 탄소를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하여 로컬 디밍(local dimming)이 가능한 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자 및 발광 장치는 전자 방출부가 서로 대향하고 있기 때문에 바이폴라 구동이 가능하게 되고 이로 인하여 전자 방출부의 수명 및 휘도에 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자 및 발광 장치는 전자 방출부의 재료로서 카바이드 유도 탄소를 포함한 페이스트를 패터닝함으로써 불균일한 에미션 성능을 개선함과 동시에 기존의 냉음극 구조에 비하여 더욱 간단한 냉음극 구조를 구성 할 수 있는 장점이 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 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전자 방출 소자의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시한 전자 방출 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛을 나타낸 부분 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(1)는 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(12)과 제2 기판(24)을 포함한다. 제1 기판(12)과 제2 기판(24)의 가장자리에는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 배치되어 이 기판들(12, 24)을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10-6 torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(12)과 제2 기판(24) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.
제1 기판(12)과 제2 기판(24) 중 밀봉 부재의 내측에 위치하는 영역은 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구분지을 수 있다. 제2 기판(24) 내면의 유효 영역에는 전자 방출을 위한 전자 방출 유닛(20: 도 3 참고)이 위치하고, 제1 기판(12) 내면의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(10)이 위치한다.
전자 방출 유닛(20)은 방출 전류량이 독립적으로 제어되는 복수의 전자 방출 소자들(22)로 이루어진다. 발광 유닛(10)은 제1 기판(12)에 위치하며, 발광 장치(1)가 작동할 때, 제2 기판(24)에 구비된 상기 전자 방출 소자들(22)로부터 전자들을 제공받아 가시광을 방출시킨다.
본 실시예에서 전자 방출 유닛(20)은 바이폴라(bipolar) 구동이 가능한 구조로 이루어진다.
보다 구체적으로, 각각의 전자 방출 소자(22)는 제2 기판(24)의 일 방향(도면의 y축 방향)을 따라 서로 간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들(32)과, 상기 일 방향을 따라 제1 전극들(32) 사이에 위치하는 제2 전극들(34)과, 제2 전극들(34)을 향한 제1 전극들(32)의 측면에 위치하며 제1 전극들(32)보다 작은 두께로 형성되는 제1 전자 방출부들(36)을 포함한다. 또한, 제1 전극들(32)을 향한 제2 전극들(34)의 측면에 위치하여 제2 전극들보다 작은 두께로 제2 전자 방출부들(38)이 형성된다. 여기서, 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)은 서로 나란하게 위치한다.
제1 전자 방출부(36)와 제2 전자 방출부(38) 사이에는 서로 간의 쇼트를 방지하기 위하여 갭이 형성됨으로써 인접하는 제1 전자 방출부(36)와 제2 전자 방출부(38)는 일정한 거리를 두고 위치한다.
제1 전자 방출부(36)와 제2 전자 방출부(38)는, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 전극(32)의 길이 방향을 따라 라인 패턴으로 형성될 수 있다. 또는, 도면에는 도시되지 않았지만, 제1 전자 방출부(36)와 제2 전자 방출부(38)는, 제1 전극(32) 및 제2 전극(34)의 길이 방향을 따라 서로 이격된 다수의 패턴으로 형성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 제1 전극들(32)의 일측 단부에는 제1 연결 전극(321)이 위치하여 제1 전극들(32)과 함께 제1 전극 세트(322)를 구성하고, 제2 전극들(34)의 일측 단부에는 제2 연결 전극(341)이 위치하여 제2 전극들(34)과 함께 제2 전극 세트(342)를 구성한다.
제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)은 제2 기판(24) 위에서 전자 방출부(36, 38)보다 큰 높이로 형성된다. 이를 위해 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)은 스퍼터링 또는 진공 증착과 같은 박막 공정뿐만 아니라 스크린 인쇄 또는 라미네이팅과 같은 이른바 후막 공정으로도 형성될 수 있으며, 그 외에 다양한 방법으로 형성될 수도 있다.
전자 방출부(36, 38)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 포함할 수 있다. 전자 방출부(36, 38)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 풀러렌(C60), 실리콘 나노와이어, 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 전자 방출부(36, 38)는 카바이드 유도 탄소를 포함할 수 있다. 카바이드 유도 탄소는 카바이드 화합물을 할로겐족 원소 함유 기체와 열화학 반응시켜서 카바이드 화합물 내의 탄소를 제외한 나머지 원소를 추출하는 과정을 통해 제조될 수 있다.
카바이드 화합물은 SiC4, B4C, TiC, ZrCx, Al4C3, CaC2, TixTayC, MoxWyC, TiNxCy 및 ZrNxCy로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 카바이드 화합물일 수 있다. 그리고 할로겐족 원소 함유 기체는 Cl2, TiCl4 또는 F2 기체일 수 있다. 카바이드 유도 탄소를 포함하는 전자 방출부(36, 38)는 전자 방출 균일성이 뛰어나고 장수명을 지닌다.
전자 방출부(36, 38)는 예를 들어 스크린 인쇄법으로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명에서 전자 방출부를 형성하는 방법은 스크린 인쇄법에 한정되지 않으며 다양한 형성 방법이 고려될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 전자 방출 유닛(20)은 화면분할구동 즉 로컬 디밍(local dimming)이 가능한 구조로 이루어진다. 본 실시예의 전자 방출 소자(22)는 이를 위하여 제3 전극(26)을 더 구비한다. 이를 상세히 설명하면, 제2 기판(24) 상에는 제2 기판(24)의 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 제3 전극(26)이 형성된다. 상기 제3 전극(26) 상에는, 제3 전극(26)을 제1 전극(32) 및 제2 전극(34)과 전기적으로 절연되도록 하는 유전층(28)이 형성되고, 상기 유전층(28)의 상면에 상술한 제1 전극(32) 및 제2 전극(34)이 형성되는 것이다. 제3 전극(26)에 의한 로컬 디밍(local dimming)에 관하여는 후술한다.
한편, 도 3을 참조하면 제1 기판(12)의 유효 영역에는 복수 개의 전자 방출 소자(22)가 연속적으로 나란하게 위치한다. 그리고, 전자 방출 소자(22)들 사이로 각 전자 방출 소자(20)의 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)에 구동 전압을 인가하기 위한 제1 배선부들(42)과 제2 배선부들(44)이 위치한다.
여기서, 제1 배선부들(42)은 제2 기판(24)의 일 방향(도 3의 y축 방향)을 따라 형성되고, 이 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자들(22)의 제1 전극 세트(322)와 전기적으로 연결된다. 제2 배선부들(44)은 제2 기판(24)의 상기 일 방향(도 3의 y축 방향)을 따라 형성되고, 이 방향을 따라 위치하는 전자 방출 소자들(22)의 제2 전극 세트(342)와 전기적으로 연결된다.
도면에는 상기 제1 배선부들(42)과 제2 배선부들(44)이 각각 별도로 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 하나의 전자 방출 소자의 제2 전극들과, 그 이웃하는 전자 방출 소자의 제1 전극들이 하나의 연결 전극을 공유할 수도 있다. 다시 말하면, 하나의 연결 전극에서 좌측으로는 하나의 전자 방출 소자의 제2 전극이 형성되어 있는 동시에, 연결 전극에서 우측으로는 이웃하는 전자 방출 소자의 제1 전극이 형성될 수 있다. 즉, 하나의 연결 전극이 전자 방출 소자의 제2 연결 전극인 동시에, 이와 이웃하는 전자 방출 소자의 제1 연결 전극의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 이와 연결되어 있는 배선부들 또한 제1 배선부와 제2 배선부가 분리되지 아니하고, 하나의 배선부로 그 역할을 수행할 수도 있다.
다시 도 1을 참고하면, 발광 유닛(10)은 제1 기판(12)의 내면에 형성되는 제4 전극(14)과, 제2 기판(24)을 향한 제4 전극(14)의 일면에 형성되는 형광층(16)을 포함한다.
형광층(16)은 적색 형광체와 녹색 형광체 및 청색 형광체가 혼합되어 백색광을 방출하는 혼합 형광체로 형성될 수 있으며, 제1 기판(12)의 유효 영역 전체에 위치할 수 있다. 제4 전극(14)은 진공 용기 외측의 전원부로부터 애노드 전압을 인가받아 애노드 전극으로 기능한다.
제4 전극(14)은 형광층(16)으로부터 방출되는 가시광을 투과시킬 수 있도록 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전 물질로 형성될 수 있다.
제4 전극(14)은 알루미늄으로 형성될 수 있으며, 수천 옴스트롱 수준의 얇은 두께로 형성되고, 전자빔 통과를 위한 미세 홀들을 구비한다.
그리고 제1 기판(12)과 제2 기판(24) 사이에는 스페이서들(도시하지 않음)이 위치하여 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고, 제1 기판(12)과 제2 기판(24)의 간격을 일정하게 유지시킨다.
전술한 구조의 발광 장치(1)에서 각각의 전자 방출 소자(22)와, 각 전자 방출 소자(22)에 대응하는 형광층(16) 부위가 하나의 화소를 구성한다. 발광 장치(1)는 제1 배선부(42)와 제2 배선부(44) 중 어느 한 배선부에 주사 구동 전압을 인가하고, 다른 한 배선부에 데이터 구동 전압을 인가하며, 제3 전극(26)에 어드레스 전압을 인가하고, 제4 전극(14)에 10kV 이상의 양의 직류 전압(애노드 전압)을 인가하여 구동한다.
그러면 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(36, 38) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들(도 1에서 e- 로 표시)이 방출된다. 이때, 어드레스 전압이 인가되지 않은 영역의 전자 방출부(36, 38)에서 방출된 전자들은 제4 전극(14)에 인가된 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(16) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다. 이때 형광층(16)에서 방출된 가시광은 제1 기판(12)을 투과하게 된다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 구동시의 부분 단면도이다.
본 실시예의 발광 장치(1)는 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)에 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압을 교대로 반복 입력하는 구동 방식을 적용할 수 있다. 그러면 주사 구동 전압과 데이터 구동 전압 중 낮은 전압을 인가받는 전극이 캐소드 전극이 되고, 높은 전압을 인가받는 전극이 게이트 전극이 된다.
즉 발광 장치(1)는 예를 들어 t1의 시간적 구간에서 제1 배선부(42)를 통해 제1 전극들(32)에 주사 구동 전압을 인가하고, 제2 배선부(44)를 통해 제2 전극들(34)에 데이터 구동 전압을 인가할 수 있다. 그 후 발광 장치(1)는 예를 들어 t2 의 시간적 구간에서 제2 배선부(44)를 통해 제2 전극들(34)에 주사 구동 전압을 인가하고, 제1 배선부(42)를 통해 제1 전극들(32)에 데이터 구동 전압을 인가할 수 있다.
주사 구동 전압이 데이터 구동 전압보다 높은 경우, t1 구간에서 제2 전극들(34)이 캐소드 전극이 되며, 제2 전자 방출부(38)로부터 전자들(도 4에서 e- 로 표시)이 방출된다. 그리고, t2 구간에서는 제1 전극들(32)이 캐소드 전극이 되고, 제1 전자 방출부(36)로부터 전자들(도 5에서 e- 로 표시)이 방출된다.
상기 t1 구간과 t2 구간을 반복 구동함으로써 제1 전자 방출부(36)와 제2 전자 방출부(38)로부터 교대로 전자들을 끌어낼 수 있다. 이러한 바이폴라(bipolar) 구동 방식에서는 각 전자 방출부(36, 38)에 인가되는 부하가 감소하므로 전자 방출부들(36, 38)의 수명을 늘릴 수 있으며, 발광면의 휘도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 본 실시예의 전자 방출 유닛(20)은 로컬 디밍(local dimming)을 위하여 제3 전극(26)을 더 구비하는 것을 일 특징으로 한다. 이를 상세히 설명하면, 제3 전극(26)에 어드레스 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(32) 및 제2 전극(34)에 의해서 전자 방출부(36, 38)로부터 방출된 전자들이 발광 유닛(10)의 형광층(16) 쪽으로 날아가지 못하고, 제3 전극(26)의 전압에 의하여 전자 방출 소자(22) 측에 붙들려 있게 되어, 발광 유닛(10)이 발광하지 아니한다. 반면 제3 전극(26)에 어드레스 전압이 인가되지 않으면, 상기 제1 전극(32) 및 제2 전극(34)에 의해서 전자 방출부(36, 38)로부터 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(16)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.
다시 말하면, 전자 방출 유닛(20)의 제1 배선부(42)를 통해 제1 전극들(32)에 주사/데이터 구동 전압을 인가하고, 제2 배선부(44)를 통해 제2 전극들(34)에 데이터/주사 구동 전압을 인가하면, 상기 제1 배선부(42)와 연결되어 있는 제1 전극 세트(322)의 제1 전자 방출부(36) 및 상기 제2 배선부(44)와 연결되어 있는 제2 전극 세트(342)의 제2 전자 방출부(38)로부터 교대로 전자들이 방출된다. 이때, 어드레스 전압이 인가되어 있는 행에서는 방출된 전자들이 상기 인가된 어드레스 전압에 의해서 발광 유닛(10)의 형광층(16) 쪽으로 날아가지 못하게 되어 발광 유 닛(10)이 발광하지 아니한다. 반면, 어드레스 전압이 인가되어 있지 않은 행에서는 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(16)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.
즉, 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)에 인가되는 전압에 의하여 전자가 방출되는 열(列)(도 3의 y축 방향)을 선택하는 동시에, 제3 전극(26)에 인가되는 전압에 의하여 상기 방출된 전자가 형광층에 충돌하여 빛을 발생하는 행(行)(도 3의 x축 방향)을 선택할 수 있게 됨으로써, 로컬 디밍(local dimming)이 가능한 전자 방출 소자 및 이를 구비한 발광 장치를 구현할 수 있다.
한편, 전자 방출부들(36, 38)은 제1 전극들(32) 및 제2 전극들(34)보다 작은 두께로 형성된다. 이때, 제1 전극(32)과 제1 전자 방출부(36)는 대략 1 내지 10㎛의 두께 차이를 가지며, 제2 전극(34)과 제2 전자 방출부(38) 또한 대략 1 내지 10㎛의 두께 차이를 가진다. 전극부와 전자 방출부의 두께 차이가 1㎛이하일 경우는 애노드 전계의 shielding 효과 저하로 고전압안정성이 저하될 뿐만 아니라 이로 인해 고휘도, 고효율 및 고수명을 달성하기 어려우며, 전극부와 전자 방출부의 두께 차이가 10㎛이상일 경우는 전극과 전자 방출부의 거리 증가로 인해 구동전압의 증가를 초래할 수 있어 바람직하지 못하기 때문이다.
상기 구조에서는 제2 기판(24)에서 전자 방출부(36, 38)보다 큰 높이로 형성되는 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)이 전자 방출부(36, 38) 주위의 전계 분포를 변화시켜 전자 방출부(36, 38)에 대한 애노드 전기장의 영향을 감소시킨다. 이로써 발광면의 휘도를 높이기 위해 제4 전극(14)에 10kV 이상의 애노드 전압을 인가하는 경우에 있어서도 제1 전극들(32)과 제2 전극들(34)이 전자 방출부(36, 38) 주위로 애노드 전계를 약화시켜 애노드 전계에 의한 다이오드 에미션을 효과적으로 억제할 수 있다.
따라서 본 실시예의 발광 장치(1)는 애노드 전압을 높여 발광면의 휘도를 높일 수 있으며, 다이오드 에미션을 억제하여 화소별 휘도를 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 발광 장치(1)는 고전압 안정성을 높여 진공 용기 내부의 아킹 발생을 최소화하고, 아킹에 의한 내부 구조물의 손상을 억제할 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전자 방출 소자의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 전자 방출 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛을 나타낸 부분 평면도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 구동시의 부분 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>
1: 발광 장치
10: 발광 유닛 12: 제1 기판
14: 제4 전극 16: 형광층
20: 전자 방출 유닛 22: 전자 방출 소자
24: 제2 기판 26: 제3 전극
32: 제1 전극 34: 제2 전극
36: 제 1 전자 방출부 38: 제 2 전자 방출부

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판상에서 일 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들;
    상기 일 방향을 따라 상기 제1 전극들 사이에 위치하는 제2 전극들;
    상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들과 전기적으로 절연되도록 배치되고, 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 제3 전극;
    상기 제1 전극들의 측면에 형성되는 제1 전자 방출부들; 및
    상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 전자 방출 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인접하는 상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들 사이에는 갭이 형성되어 있는 전자 방출 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들은 상기 제1 전극들과 제2전극들 보다 각각 낮은 높이를 가지는 전자 방출 소자.
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들은 카바이드 유도 탄소를 포함하는 전자 방출 소자.
  5. 서로 대향하여 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판의 일면에 위치하며 복수의 전자 방출 소자로 구성되는 전자 방출 유닛; 및
    상기 제2 기판의 일면에 형성되는 제4 전극과, 상기 제1 기판을 향한 상기 제4 전극의 일면에 형성되는 형광층을 구비하는 발광 유닛을 포함하고,
    상기 각각의 전자 방출 소자가,
    상기 제1 기판상에서 일 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하는 제1 전극들;
    상기 일 방향을 따라 상기 제1 전극들 사이에 위치하는 제2 전극들;
    상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들과 전기적으로 절연되도록 배치되고, 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 제3 전극;
    상기 제1 전극들의 측면에 형성되는 제1 전자 방출부들; 및
    상기 제2 전극들의 측면에 형성되는 제2 전자 방출부들을 포함하는 발광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3 전극에 전압이 인가된 전자 방출 소자에서는, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들에서 방출된 전자가 상기 제3 전극에 인가된 전압에 의하여 상기 전자 방출 소자 측에 머무르는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3 전극에 전압이 인가되지 아니한 전자 방출 소자에서는, 상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들에서 방출되는 전자가, 상기 형광층에 충돌하여 가시광이 방출되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 전류를 공급하는 배선부들을 더 포함하고, 상기 배선부들은 상기 제3 전극들과 교차되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    인접하는 상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들 사이에는 갭이 형성되어 있는 발광 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 전자 방출부들 및 상기 제2 전자 방출부들은 상기 제1 전극들과 제2전극들 보다 각각 낮은 높이를 가지는 발광 장치.
  11. 제 5 항에 있어서
    상기 제1 전자 방출부들과 상기 제2 전자 방출부들은 카바이드 유도 탄소를 포함하는 발광 장치.
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