KR100932978B1

KR100932978B1 - 백색 형광체, 이를 이용하는 발광 장치, 및 이 발광 장치를백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100932978B1
Application number: KR1020070122271A
Authority: KR
Inventors: 유용찬; 배재우; 허경재; 박규찬; 이상혁; 권선화; 김지현; 도의송; 조영석; 김병균; 구희영; 이유정
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-12-21
Also published as: US20090135339A1; KR20090055378A; US8228465B2

Abstract

본 발명은 백색 형광체, 이를 이용하는 발광 장치, 및 이 발광 장치를 백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 상기 백색 형광체는 ZnS:(Ag,Cl), ZnS:(Ag,Al), ZnS:(Ag,Al,Cl), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 청색 형광체를 40 내지 50 중량부로 포함하고, (Sr₁ _-x Ca_x)Ga₂S₄:Eu(0≤x<0.2)를 포함하는 녹색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하고, Y₂O₃:Eu, Y₂O₃:(Eu,Tb), Y₂O₂S:Eu, Y₂O₂S:(Eu,Tb), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 적색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함한다.

상기 백색 형광체는 상기 청색 형광체, 녹색 형광체, 및 적색 형광체를 일정한 비율로 혼합하여 색재현 범위가 넓고 일정한 색온도를 갖도록 할 수 있다.

백색형광체, 발광장치, 전자방출디스플레이, 백라이트유닛, 액정표시장치

Description

백색 형광체, 이를 이용하는 발광 장치, 및 이 발광 장치를 백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치 {WHITE PHOSPHOR, LIGHT EMISSION DEVICE WITH THE SAME, AND LIQUID CRSYTAL DISPLAY DEVICE WITH THE LIGHT EMISSION DEVICE AS BACK LIGHT UNIT}

본 발명은 백색 형광체, 이를 이용하는 발광 장치, 및 이 발광 장치를 백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색온도에 따라 일정한 비율의 적색, 진한 녹색, 청색 형광체를 포함하는 백색형광체, 이를 이용하는 발광 장치, 및 이 발광 장치를 백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근 들어 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 기본적으로 액정 패널 조립체와, 액정 패널 조립체로 빛을 제공하는 백 라이트 유닛을 포함하며, 액정 패널 조립체가 백 라이트 유닛에서 방출되는 빛을 제공받아 이 빛을 액정층의 작용으로 투과 또는 차단시킴으로 써 소정의 화상을 구현한다.

백 라이트 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 시트, 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 백 라이트 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 백 라이트 유닛을 구성한다. 이러한 LED 방식은 응답 속도가 빠르고 색재현성이 우수한 장점이 있으나, 가격이 높고 두께가 큰 단점이 있다.

이처럼 종래의 백 라이트 유닛은 광원의 종류에 따라 각자의 문제점을 가지고 있다. 또한 종래의 백 라이트 유닛은 표시 장치 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, 백 라이트 유닛이 밝은 부분을 표시하는 영역과 어두운 부분을 표시하는 영역에 서로 다른 세기의 빛을 제공(local dimming)한다면 동적 콘트라스트(dynamic contrast)가 우수한 화면을 구현할 수 있을 것이다.

그러나 지금까지의 백 라이트 유닛으로는 전술한 기능을 구현할 수 없으므로 종래의 액정 표시 장치는 화면의 동적 콘트라스트를 높이는데 한계가 있다.

본 발명의 목적은 색온도 조절이 용이하고, 색재현 범위가 향상된 백색 형광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 백색 형광체를 이용하는 발광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 발광 장치를 백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ZnS:(Ag,Cl), ZnS:(Ag,Al), ZnS:(Ag,Al,Cl), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 청색 형광체를 40 내지 50 중량부로 포함하고, (Sr₁ _-x Ca_x)Ga₂S₄:Eu(0≤x<0.2)를 포함하는 녹색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하고, Y₂O₃:Eu, Y₂O₃:(Eu,Tb), Y₂O₂S:Eu, Y₂O₂S:(Eu,Tb), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 적색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하는 백색 형광체를 제공한다.

본 발명은 또한, 서로 대향 배치되는 제1 기판, 및 제2 기판; 상기 제1 기판의 일면에 제공되는 전자 방출 유닛; 및 상기 제2 기판의 일면에 제공되는 발광 유닛을 포함하며, 상기 발광 유닛은 상기 제2 기판의 일면에 서로간 거리를 두고 위치하는 복수의 형광층들을 포함하는 발광 장치를 제공한다. 상기 형광층들은 상기 백색 형광체를 포함한다.

본 발명은 또한, 전술한 구성의 발광 장치와, 발광 장치의 전방에 위치하여 발광 장치로부터 방출된 빛을 제공받아 화상을 표시하는 액정 패널 조립체를 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 백색 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 및 적색 형광체를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 백색 형광체는 상기 청색 형광체, 녹색 형광체, 및 적색 형광체를 일정한 비율로 혼합하여 일정한 색온도를 갖도록 할 수 있고, 기존의 녹색 형광체 보다 진한 녹색을 사용하여 백색의 색재현 범위를 향상시킬 수 있다.

상기 백색 형광체를 이용하는 발광 유닛은 발광 장치의 색재현 특성을 개선할 수 있다.

상기 발광 장치를 백 라이트 유닛으로 사용하는 액정 표시 장치는 화질이 개선된다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 ZnS:(Ag,Cl), ZnS:(Ag,Al), ZnS:(Ag,Al,Cl), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 청색 형광체를 40 내지 50 중량부로 포함하고, (Sr₁ _-x Ca_x)Ga₂S₄:Eu(0≤x<0.2)를 포함하는 녹색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하고, Y₂O₃:Eu, Y₂O₃:(Eu,Tb), Y₂O₂S:Eu, Y₂O₂S:(Eu,Tb), 및 이들의 조합으 로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 적색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하는 백색 형광체를 제공한다.

상기 백색 형광체는 상기 청색 형광체가 45 내지 50 중량부, 상기 녹색 형광체가 22 내지 29 중량부, 상기 적색 형광체가 22 내지 29 중량부로 혼합되는 것이 더욱 바람직하고, 상기 청색 형광체가 46 내지 49 중량부, 상기 녹색 형광체가 23 내지 28 중량부, 상기 적색 형광체가 24 내지 29 중량부로 혼합되는 것이 더더욱 바람직하다.

상기 청색 형광체의 함량이 상기 범위를 초과되는 경우 색온도는 올라가나 휘도는 감소하고, 녹색 형광체의 함량이 상기 범위를 초과되는 경우 휘도는 올라가나 색온도가 감소하고 색차가 발생해 초록빛을 띤 백색이 되며, 적색 형광체의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 휘도도 감소하고 붉은빛을 띤 백색이 되어 색온도가 감소하는 문제가 있다.

또한, 상기 청색 형광체의 함량이 상기 범위 미만인 경우 휘도는 올라가나 색온도는 감소하고, 녹색 형광체의 함량이 상기 범위 미만인 경우 휘도가 감소하고 색온도는 올라가며, 적색 형광체의 함량이 상기 범위 미만인 경우 색차가 발생해 초록빛을 띤 백색이 되는 문제가 있다.

백 라이트 유닛의 백색 색온도는 10,000 내지 13,000K의 범위가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 백색 형광체의 색온도는 상기 적색, 녹색, 청색 기초(primary) 형광체의 색좌표 및 휘도를 가지고 시뮬레이션(simulation)하여 일정 범위의 색온도 값을 얻고, 상기 범위에서 일정 부분을 변 화시키면서 실험하여 최적의 휘도와 색온도가 나오는 비율을 정한다. 여기서 중요한 것은 백색 색온도에서 얼마나 벗어났는지를 가늠할 수 있는 색차까지 고려하여 혼합 비율을 선정한다.

상기 백색 형광체의 색온도를 조절하는 몇 가지 예를 들면 하기와 같다.

상기 백색 형광체는 상기 청색 형광체가 46 내지 49중량부, 상기 녹색 형광체가 23 내지 28 중량부, 상기 적색 형광체가 24 내지 29 중량부로 혼합되는 경우, 상기 백색 형광체는 전자선 여기원에 의하여 여기 되는 경우, 색온도가 10,000 내지 13,000K의 범위의 값을 갖는다.

상기 백색 형광체는 상기 청색 형광체가 46.9 내지 48.5 중량부, 상기 녹색 형광체가 24.7 내지 27.8 중량부, 상기 적색 형광체가 25.3 내지 26.9 중량부로 혼합되는 경우, 상기 백색 형광체는 전자선 여기원에 의하여 여기 되는 경우, 색온도가 10,200 내지 11,000 K의 범위의 값을 갖는다.

상기 백색 형광체는 상기 청색 형광체가 47.1 내지 47.5 중량부, 상기 녹색 형광체가 23.1 내지 27.8 중량부, 상기 적색 형광체가 24.6 내지 29.2 중량부로 혼합되는 경우, 상기 백색 형광체는 전자선 여기원에 의하여 여기 되는 경우, 색온도가 11,000 내지 12,000K의 범위의 값을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 발광 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.

먼저 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 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(16)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10^-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 및 밀봉 부재(16)가 진공 용기를 구성한다.

제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 밀봉 부재(16) 내측에서 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역을 구비한다. 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.

도 2를 참고하면, 전자 방출 유닛(18)은 제1 기판(12)의 일 방향을 따라 스 트라이프 패턴으로 형성되는 제1 전극인 캐소드 전극들(22)과, 절연층(24)을 사이에 두고 캐소드 전극(22)과 교차하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 제2 전극인 게이트 전극들(26)과, 캐소드 전극(22)에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들(28)을 포함한다.

캐소드 전극들(22)은 제1 기판(12)의 행 방향을 따라 나란히 배치될 수 있으며, 주사 신호를 인가받아 주사 전극으로 기능할 수 있다. 또한, 캐소드 전극들(22)은 제1 기판(12)의 열 방향을 따라 나란히 배치될 수 있으며, 데이터 신호를 인가받아 데이터 전극으로 기능할 수 있다.

캐소드 전극(22)과 게이트 전극(26)의 교차 영역마다 게이트 전극(26)과 절연층(24)에 개구부(261,241)가 형성되어 캐소드 전극(22)의 표면 일부를 노출시키고, 절연층(24)의 개구부(261,241) 내측으로 캐소드 전극(22) 위에 전자 방출부(28)가 위치한다.

전자 방출부(28)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(28)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소(diamond like carbon), 플러렌, 실리콘 나노와이어 또는 이들의 조합 물질을 포함할 수 있으며, 그 제조법으로 스크린 인쇄, 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 포함할 수 있다. 다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수도 있다.

전술한 구조에서 캐소드 전극(22)과 게이트 전극(26)의 교차 영역 하나가 발 광 장치(10)의 한 픽셀 영역에 대응하거나, 2개 이상의 교차 영역이 발광 장치(10)의 한 픽셀 영역에 대응할 수 있다. 두 번째 경우 하나의 픽셀 영역에 대응하는 2개 이상의 캐소드 전극들(22) 및/또는 2개 이상의 게이트 전극들(26)은 서로 전기적으로 연결되어 동일한 구동 전압을 인가받는다.

다음으로, 발광 유닛(20)은 제2 기판(14)의 일면에서 소정의 패턴을 가지며 서로간 거리를 두고 위치하는 형광층들(30), 및 상기 형광층들(30) 사이에 위치하는 흑색층들(32)과, 상기 형광층들(30), 및 흑색층들(32)의 위에 위치하는 금속 반사막(34)을 포함한다. 다만, 상기 발광 유닛(20)이 반드시 상기 흑색층들(32)을 포함하는 것은 아니고, 형광층과 형광층 사이에 흑색층이 없이 전면을 형광층으로 형성하는 것도 가능하다.

상기 금속 반사막(34)은 애노드 전극으로서의 역할을 할 수 있다. 상기 금속 반사막을 애노드 전극으로 사용하는 경우, 상기 금속 반사막(34)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 휘도를 높이는 역할을 한다.

한편, 상기 애노드 전극은 금속 반사막(34)이 아닌 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(14)과 형광층들(30) 사이에 위치하며, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성될 수 있다. 또한, 애노드 전극으로서 전술한 투명 도전막과 금속 반사막(34)을 동시에 형성하는 구조도 가능하다.

형광층(30)은 백색광을 방출하는 백색 형광층으로 이루어진다. 상기 백색 형광층은 본 발명의 일 구현예에 따른 백색 형광체를 포함한다. 상기 백색 형광체는 ZnS:(Ag,Cl), ZnS:(Ag,Al), ZnS:(Ag,Al,Cl), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 청색 형광체를 40 내지 50 중량부로 포함하고, (Sr_1-x Ca_x)Ga₂S₄:Eu(0≤x<0.2)를 포함하는 녹색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하고, Y₂O₃:Eu, Y₂O₃:(Eu,Tb), Y₂O₂S:Eu, Y₂O₂S:(Eu,Tb), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 적색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함한다.

상기 형광층(30)은 픽셀 영역마다 하나씩 위치하거나, 하나의 픽셀 영역에 2개 이상의 형광층(30)이 위치하거나, 하나의 형광층(30)이 2개 이상의 픽셀 영역에 걸쳐 위치할 수 있다. 세가지 경우 모두에서 각각의 형광층(30)은 사각형으로 형성될 수 있다.

그리고 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(도시하지 않음)이 배치될 수 있다.

전술한 구성의 발광 장치(10)는 진공 용기 외부로부터 캐소드 전극들(22)과 게이트 전극들(26) 및 애노드 전극에 소정의 전압을 공급하여 구동한다. 참고로 도 1에서 부호 36이 게이트 전극들(26)로부터 연장된 게이트 리드선을 나타내고, 부호 38이 애노드 전극으로부터 연장된 애노드 리드선을 나타낸다.

캐소드 전극들(22)과 게이트 전극들(26)이 소정의 구동 전압을 인가받으면, 두 전극의 전압 차가 임계치 이상인 픽셀 영역에서 전자 방출부(28) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 금속 반사막(34)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 형광층(30) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다. 픽셀별 형광층(30)의 발광 세기는 해당 픽셀의 전자빔 방출량에 대응한다.

도 3은 도 2에 도시한 발광 장치를 광원으로 사용하는 본 발명의 일 구현예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 3에서 도 2와 동일한 부재에 대해서는 도 2와 같은 인용부호를 사용한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 표시 장치(200)는 발광 장치(10)와, 발광 장치(10)의 전방에 위치하는 표시 패널(50)을 포함한다. 발광 장치(10)와 표시 패널(50) 사이에는 발광 장치(10)에서 출사된 빛을 고르게 확산시키는 확산판(52)이 위치할 수 있으며, 확산판(52)과 발광 장치(10)는 소정의 거리를 두고 떨어져 위치한다.

상기 표시 패널(50)은 액정 표시 패널 또는 다른 수광형 표시 패널로 이루어진다. 아래에서는 표시 패널(50)이 액정 표시 패널인 경우에 대해 설명한다.

상기 표시 패널(50)은 다수의 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 형성된 하부 기판(54)과, 컬러 필터가 형성된 상부 기판(56)과, 이 기판들(54, 56) 사이에 주입되는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 상부 기판(56)의 윗면과 하부 기판(54)의 아랫면에는 편광판(도시하지 않음)이 부착되어 표시 패널(50)을 통과하는 빛을 편광시킨다.

하부 기판(54)의 내면에는 부화소(sub-pixel)별로 TFT에 의해 구동이 제어되는 투명한 화소 전극들이 위치하고, 상부 기판(56)의 내면에는 컬러 필터층과 투명한 공통 전극이 위치한다. 컬러 필터층은 부화소별로 하나씩 위치하는 적색 필터층과 녹색 필터층 및 청색 필터층을 포함한다.

특정 부화소의 TFT가 턴 온되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 액정 분자들이 배열각이 변화하며, 변화된 배열각에 따라 광 투과도가 변화한다. 상기 표시 패널(50)은 이러한 과정을 통해 화소별 휘도와 발광색을 제어할 수 있다.

도 3에서 인용부호 58은 각 TFT의 게이트 전극에 게이트 구동 신호를 전송하는 게이트 회로보드 어셈블리를 나타내고, 인용부호 60은 각 TFT의 소스 전극에 데이터 구동 신호를 전송하는 데이터 회로보드 어셈블리를 나타낸다.

발광 장치(10)는 표시 패널(50)보다 적은 수의 화소들을 형성하여 발광 장치(10)의 한 화소가 2개 이상의 표시 패널(50) 화소들에 대응하도록 한다. 발광 장치(10)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개의 표시 패널(50) 화소들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광할 수 있으며, 2 내지 8비트의 계조를 표현할 수 있다.

편의상 표시 패널(50)의 화소를 제1 화소라 하고, 발광 장치(10)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.

발광 장치(10)의 구동 과정은, (a)표시 패널(50)을 제어하는 신호 제어부(도시하지 않음)가 제1 화소군의 제1 화소들 중 가장 높은 계조를 검출하고, (b)검출 된 계조에 따라 제2 화소 발광에 필요한 계조를 산출하여 이를 디지털 데이터로 변환하고, (c)디지털 데이터를 이용하여 발광 장치(10)의 구동 신호를 생성하며, (d)생성된 구동 신호를 발광 장치(10)의 구동 전극에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.

발광 장치(10)의 구동 신호는 주사 구동 신호와 데이터 구동 신호로 이루어진다. 전술한 캐소드 전극과 게이트 전극 중 어느 한 전극(일례로 게이트 전극)이 주사 구동 신호를 인가받고, 다른 한 전극(일례로 캐소드 전극)이 데이터 구동 신호를 인가받는다.

발광 장치(10)의 구동을 위한 주사 회로보드 어셈블리와 데이터 회로보드 어셈블리는 발광 장치(10)의 뒷면에 위치할 수 있다. 도 3에서 인용부호 62가 캐소드 전극과 데이터 회로보드 어셈블리를 연결하는 제1 접속 부재를 나타내고, 인용부호 64가 게이트 전극과 주사 회로보드 어셈블리를 연결하는 제2 접속 부재를 나타내고, 인용부호 66이 애노드 전극에 애노드 전압을 인가하는 제3 접속 부재를 나타낸다.

이와 같이 발광 장치(10)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광한다. 즉, 발광 장치(10)는 표시 패널(50)이 구현하는 화면 가운데 밝은 영역에는 높은 휘도의 빛을 제공하고, 어두운 영역에는 낮은 휘도의 빛을 제공한다. 따라서 본 실시예의 표시 장치(200)는 화면의 다이나믹 콘트라스트를 높이고, 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구현예 일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

( 실험예 1: 발광 유닛의 제조)

( 실시예 1)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 46.9 중량부, Sr₀ _.9Ca₀ _.1Ga₂S₄:Eu 녹색 형광체 27.8 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 25.3 중량부를 혼합하여, 백색 형광체를 제조하였다.

기판 위에 사각 모양의 전극층을 형성하고, 그 위에 일정 비율로 혼합된 ㅂ백색 형광체를 전면 도포하여 백색 형광층을 형성하였다.

다음으로, 상기 백색 형광층이 형성된 기판 전면에 Al을 화학 기상 증착하여 금속 반사막을 형성하였다. 이어서 상기 백색 형광층, 및 금속 반사막이 형성된 기판을 480 ℃에서 0.5 내지 1 시간 동안 소성하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 실시예 2)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 47.7 중량부, Sr₀ _.9Ca₀ _.1Ga₂S₄:Eu 녹색 형광체 26.6 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 25.7 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 실시예 3)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 48.0 중량부, Sr₀ _.9Ca₀ _.1Ga₂S₄:Eu 녹색 형광체 25.7 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 26.3 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 실시예 4)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 48.5 중량부, Sr₀ _.9Ca₀ _.1Ga₂S₄:Eu 녹색 형광체 24.7 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 26.9 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 실시예 5)

녹색 형광체로 Sr₀ _.9Ca₀ _.1 Ga₂ S₄:Eu를 대신하여 SrGa₂S₄:Eu를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 비교예 1)

녹색 형광체로 Sr₀ _.9Ca₀ _.1 Ga₂ S₄:Eu를 대신하여 ZnS:(Cu,Al)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 측정예 1: 사용된 형광체 및 제조된 발광 유닛의 발광 특성)

상기 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1에서 사용된 녹색 형광체와 상기 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1에서 제조된 발광 유닛에 대하여 접촉식 휘도계(CA-100, 미놀타사 제품)을 이용하여 색온도, 휘도, 색좌표, 및 발광 스펙트럼을 측정하였다.

하기 표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 4에서 제조된 백색 형광체의 색온도, 휘도, 및 색좌표를 나타내며, 도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 백색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.

[표 1]

	색온도(K)	휘도(cd/m²)	색좌표(x, y)
실시예 1	10,156	7213	0.2608, 0.3235
실시예 2	10,140	7109	0.2620, 0.3215
실시예 3	10,598	6811	0.2615, 0.3134
실시예 4	10,581	6750	0.2641, 0.3091

상기 표 1, 및 도 4를 참조하면, 실시예 1 내지 4에서 제조한 발광 유닛은 백색 발광을 하며, 휘도가 우수하고, 색온도가 10,000K 정도로 조절된 것을 확인할 수 있다.

하기 표 2는 상기 실시예 1, 실시예 5, 및 비교예 1에서 사용한 녹색 형광체의 색좌표, 및 상대 휘도를 나타낸다. 상기 상대 휘도는 비교예 1의 녹색 형광체를 기준으로 나타내었다. 또한, 도 5는 상기 실시예 1, 실시예 5, 및 비교예 1에서 사용한 녹색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸다.

[표 2]

	x좌표	y좌표	상대휘도(%)
비교예 1	0.2815	0.6055	100
실시예 5	0.2701	0.7028	117
실시예 1	0.2833	0.6951	135

상기 표 2, 및 도 5를 참조하면, 비교예 1의 녹색 형광체를 사용하는 것 보다, 실시예 1 또는 실시예 5의 녹색 형광체를 사용하는 것이 보다 넓은 색재현 특성을 갖도록 할 수 있다는 점에서 바람직함을 알 수 있다.

( 실험예 2: 발광 유닛의 제조)

( 실시예 6)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 48.1 중량부, Sr₀ _.9Ca₀ _.1Ga₂S₄:Eu 녹색 형광체 23.5 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 26.4 중량부를 혼합하여, 백색 형광체를 제조하였다.

기판 위에 사각 모양의 전극층을 형성하고, 그 위에 일정 비율로 혼합된 백색 형광체를 전면 도포하여 백색 형광층을 형성하였다.

다음으로, 상기 백색 형광층이 형성된 기판 전면에 Al을 화학 기상 증착하여 금속 반사막을 형성하였다. 이어서 상기 백색 형광층, 및 금속 반사막이 형성된 기판을 480 ℃에서 0.5내지 1 시간 동안 소성하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 실시예 7)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 46.9 중량부, SrGa₂S₄:Eu 녹색 형광체 27.8 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 25.3 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 비교예 2)

ZnS:(Ag,Al) 청색 형광체 40.8 중량부, ZnS:(Cu,Al) 녹색 형광체 35.8 중량부, Y₂O₃:Eu 적색 형광체 23.4 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 실시하여 발광 유닛을 제조하였다.

( 측정예 2: 사용된 형광체 및 제조된 발광 유닛의 발광 특성)

상기 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 발광 유닛에 대하여 접촉식 휘도계(CA-100, 미놀타사 제품)을 이용하여 색온도, 휘도, 색좌표, 및 발광 스펙트럼을 측정하였다.

하기 표 3은 상기 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 백색 형광체의 색온도, 휘도, 및 색좌표를 나타내며, 도 6은 상기 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 백색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이고, 도 7과 도 8은 상기 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 백색 형광체의 색재현 범위를 나타내는 그래프이다. 상기 도 7과 도 8은 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 백색 형광체의 색재현 범위가 NTSC(National Television System Committee)에 얼마나 부합되는가를 나타내었다.

[표 3]

	색온도(K)	휘도(cd/m²)	색재현 범위 (NTSC대비)	색좌표(x, y)
비교예 2	11,378	7505	72.1%	0.2523, 0.3157
실시예 7	10,156	7213	88.3%	0.2608, 0.3235
실시예 6	12,067	7345	85.8%	0.2718, 0.277

상기 표 3, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 실시예 6 또는 실시예 7의 백색 형광체의 색재현 범위가 비교예 2의 백색 형광체의 색재현 범위에 비하여 13 내지 15% 정도 향상되었음을 알 수 있다. 일반적인 CCFL의 경우, 색재현 범위가 72%로 알려져 있으므로, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 백색 형광체를 이용하는 경우, 기존의 CCFL보다 훨씬 우수한 색재현 특성을 가진 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

이상을 통해 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 구현예에 따른 발광 장치의 단면도.

도 2는 도 1에 도시한 발광 장치의 부분 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 백색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명의 실시예 1, 실시예 5, 및 비교예 1에서 사용한 녹색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프.

도 6은 본 발명의 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 백색 형광체의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프.

도 7, 및 도 8은 본 발명의 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 2에서 제조된 백색 형광체의 색재현 범위를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 발광 장치 12: 제1 기판

14: 제2 기판 18: 전자 방출 유닛

20: 발광 유닛 28: 전자 방출부

22: 캐소드 전극 26: 게이트 전극

30: 형광층

32: 흑색층 34: 금속 반사막

Claims

ZnS:(Ag,Cl), ZnS:(Ag,Al), ZnS:(Ag,Al,Cl), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 청색 형광체를 40 내지 50 중량부로 포함하고,

(Sr_1-x Ca_x)Ga₂S₄:Eu(0≤x<0.2) 녹색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하고,

Y₂O₃:Eu, Y₂O₃:(Eu,Tb), Y₂O₂S:Eu, Y₂O₂S:(Eu,Tb), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하는 액정 표시 장치의 발광 장치용 백색 형광체.
제1항에 있어서,

상기 청색 형광체는 45 내지 50 중량부, 상기 녹색 형광체는 22 내지 29 중량부, 상기 적색 형광체는 22 내지 29 중량부로 혼합된 것인 백색 형광체.
제1항에 있어서,

상기 청색 형광체는 46 내지 49 중량부, 상기 녹색 형광체는 23 내지 28 중량부, 상기 적색 형광체는 24 내지 29 중량부로 혼합된 것인 백색 형광체.
제1항에 있어서,

상기 백색 형광체는 파장이 전자선 여기원에 의하여 여기 되는 경우, 색온도가 10,000 내지 13,000K의 범위에 있는 것인 백색 형광체.
서로 대향 배치되는 제1 기판, 및 제2 기판; 상기 제1 기판의 일면에 제공되는 전자 방출 유닛; 및 상기 제2 기판의 일면에 제공되는 발광 유닛을 포함하며,

상기 발광 유닛은 상기 제2 기판의 일면에 서로간 거리를 두고 위치하는 복수의 형광층들을 포함하며,

상기 형광층들은 ZnS:(Ag,Cl), ZnS:(Ag,Al), ZnS:(Ag,Al,Cl), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 청색 형광체를 40 내지 50 중량부로 포함하고, (Sr_1-x Ca_x)Ga₂S₄:Eu(0≤x<0.2) 녹색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하고, Y₂O₃:Eu, Y₂O₃:(Eu,Tb), Y₂O₂S:Eu, Y₂O₂S:(Eu,Tb), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 적색 형광체를 20 내지 30 중량부로 포함하는 백색 형광체를 포함하는 것인 발광 장치.
제5항에 있어서,

상기 청색 형광체는 45 내지 50 중량부, 상기 녹색 형광체는 22 내지 29 중량부, 상기 적색 형광체는 22 내지 29 중량부로 혼합된 것인 발광 장치.
제5항에 있어서,

상기 청색 형광체는 46 내지 49 중량부, 상기 녹색 형광체는 23 내지 28 중량부, 상기 적색 형광체는 24 내지 29 중량부로 혼합된 것인 발광 장치.
제5항에 있어서,

상기 백색 형광체는 파장이 전자선 여기원에 의하여 여기 되는 경우, 색온도가 10,000 내지 13,000K의 범위에 있는 것인 발광 장치.
제5항에 있어서,

상기 발광 유닛은 상기 형광층들의 위에 위치하는 금속 반사막을 포함하며, 상기 금속 반사막이 애노드 전극인 것인 발광 장치.
제5항에 있어서,

상기 발광 유닛은,

상기 제2 기판의 일면에 서로간 거리를 두고 위치하는 복수의 형광층들;

상기 제2 기판과 형광층들 사이에 위치하며, 투명 도전막으로 이루어지는 애노드 전극; 및

상기 형광층들의 위에 위치하는 금속 반사막을 포함하는 것인 발광 장치.
제5항에 있어서,

상기 전자 방출 유닛이,

상기 제1 기판 위에 제1 기판의 일 방향을 따라 형성되는 제1 전극들과;

절연층을 사이에 두고 상기 제1 전극들과 교차하는 방향을 따라 형성되는 제2 전극들; 및

상기 제1 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들

을 포함하는 것인 발광 장치.
제11항에 있어서,

상기 전자 방출부가 탄소계 물질, 나노 사이즈 물질, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인 발광 장치.
제5항 내지 제12항 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.