KR19990073945A

KR19990073945A - 평면형 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR19990073945A
Application number: KR1019980007220A
Authority: KR
Inventors: 최경오
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-10-05

Abstract

평면형 디스플레이 장치는 다수 개의 이미터(emitter)들에서 필드 이미션(field emission) 효과에 의해 방출된 전자를 다수 개의 인광체(phosphor)들과 충돌하도록하여 빛을 발생하도록 하고, 다수 개의 인광체들로부터 발생되는 빛이 TFT(thin film transistor) 액정층을 통하여 컬러 계조(color gradation)가 되어 풀 컬러(full color)를 표현한다.

Description

평면형 디스플레이 장치(FLAT TYPE DISPLAY APPARATUS)

본 발명은 평면형 디스플레이 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 LCD와 같이 평면형으로 제작되는 평면형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

현재 가장 보편화된 평면형 디스플레이(flat panel display)는 LCD이다. 특히, 이 LCD 중에서 상대적으로 비디오 특성이 뛰어난 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal device)는 노트북 컴퓨터(notebook computer) 등의 휴대용 컴퓨터(portable computer)에서 가장 널리 사용되고 있다.

상기 TFT-LCD의 경우, 백 라이트(back light)에서 제공되는 광을 컬러 필터(color filter)로 필터링(filtering)하여 컬러를 표현한다. 이때, 상기 컬러 필터의 광투과율은 약 25%이다. 따라서, 빛이 컬러 필터를 통과하면서 약 25% 정도의 빛만이 통과하므로 전원의 소모량이 약 4배 증가되게 된다. 또한, 이 컬러 필터는 가격이 고가이고, 컬러 필터의 제조 공정이 어려워 생산성이 낮은 문제점이 있다. 그리고, 백 라이트의 빛을 전체적으로 밝혀 주기 위해서 반사막과 확상막 등이 쓰이는데, 이는 생산 비용을 증대시키는 요인으로 작용하며, 화면을 대형화하는데 장애 요인이 된다. 상기 백 라이트는 LCD의 두께와 무게를 증가시키게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 디스플레이 장치에서 전력 소모를 감소시킬 수 있고, 제조 공정을 비교적 용이하도록 할 수 있으며, 디스플레이 장치의 무게와 두께를 감소시킬 수 있는 새로운 형태의 평면형 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 LCD(liquid crystal display)를 설명하기 위하여 LCD의 개략적인 구성을 도시한 사시도;

도 2는 FED(field emission display)를 설명하기 위하여 FED의 개략적인 구성을 도시한 사시도;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50 : 평면형 디스플레이 장치 52,66,74 : 글래스

54,62,68,72 : 투명 전극 56 : 마이크로 팁

58 : 게이트 60 : 인광체

64,76 : 폴러라이저 70 : 액정층

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 평면형 디스플레이 장치는 다수 개의 이미터(emitter)들에서 필드 이미션(field emission) 효과에 의해 방출된 전자를 다수 개의 인광체(phosphor)들과 충돌하도록하여 빛을 발생하도록 하고, 상기 다수 개의 인광체들로부터 발생되는 빛이 TFT(thin film transistor) 액정층을 통하여 컬러 계조(color gradation)가 되어 풀 컬러(full color)를 표현한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 평면형 디스플레이 장치는 다수 개의 이미터(emitter)들로 필드 이미션(field emission) 효과를 이용하여 전자를 방출하고, 이 방출된 전자를 다수 개의 인광체(phosphor)들과 충돌하도록하여 빛을 발생하도록 하는 백 라이트 부분(back light portion) 및; 상기 백 라이트 부분에서 발생된 빛이 TFT(thin film transistor) 액정층을 통과하도록 하여 컬러 계조(color gradation)를 제어하는 액정층 부분을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명하며, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

LCD(liquid crystal display)를 설명하기 위하여 TFT-LCD의 개략적인 구성을 도시한 도 1을 참조하면, TFT-LCD(10)는 자체 발광 소자가 아니므로 백 라이트(12)가 필요하다. 이 백 라이트(12)는 형광등을 이용한 방식이 보편적으로 사용되고 있다. 이 백 라이트(12)로부터의 백색광은 폴러라이저(polarizer)(14)에서 편광되고, 액정층(16)을 통과하여 컬러 필터(color filter)에서 필터링된 후 다른 폴러라이저(22)를 통과한다. 이때, 액정층(16)의 양단에 걸리는 전압을 TFT-LCD와 투명 전극을 통하여 제어하여 각 픽셀(pixel)을 통과하는 빛의 편향각을 제어하여 투과되는 빛의 양을 조절하여 컬러를 표현하게 된다.

FED(field emission display)를 설명하기 위하여 FED의 개략적인 구성을 도시한 사시도인 도 2를 참조하면, FED(field emission display)(30)는 상기 LCD와는 다른 방법으로 동작한다. 이 FED는 전자 방출에 의한 캐소드 루미네센스(cathode luminescence)를 이용한 차세대 평면형 디스플레이 장치이다. CRT(cathode ray tube)의 전자총과 같은 역할을 하는 미세한 이미터(emitter)(34)에서 필드 이미션(field emission) 현상에 의해서 방출된 전자가 인광체(38)가 도포된 면을 때려 주어 빛을 발생하게 한다. 이 인광체(38)가 도포된 양극판(40)은 수천만 개의 전자총 어레이(array)를 갖는 음극판(32)과 스페이서(spacer)에 의해서 분리되어 있다. 이때, 상기 양극판(40)과 음극판(32) 사이는 진공을 유지하고 있다. 상기 음극판(32)에는 전자의 방출을 위한 소스(source)를 갖고 있고, 끝이 뾰족한 팁 어레이(tip array) 구조를 갖는다. 이 이미터(34)는 집적화된 공정에 의해서 약 400Å 이하의 반경을 가져야만 효과적인 전자 방출이 이루어진다. 이 이미터(34)를 그라운드(ground)로 하고, 이에 근접한 게이트(gate)(36)에 포지티브 바이어스(positive bias)를 가하면 끝이 뾰족한 이미터(34)에 강한 전장이 형성되어 양자역학적인 터널링(tunneling) 효과에 의해 전자를 방출하게 되고, 이때 방출된 전자는 진공 상태를 이동하여 양극판(40)의 인광체(38)를 때려 빛을 내게 된다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치(50)는 LCD에서 발생되는 문제점과, 그 문제점이 FED에서는 발생하지 않는다는 것에 고착하였다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치(50)는 LCD에서 발생되는 문제점을 극복하기 위하여 백 라이트와 컬러 필터 부분에 FED 방식을 적용하였다. 즉, LCD의 컬러 필터는 인광체(60)로 대치하고, 백 라이트는 FED 방식으로 대치한다. 예컨대, FED는 항상 일정 전압이 인가되어 전자를 계속 방출하게 되므로, 일정한 밝기의 빛이 항상 발생하게 된다. 이때, FED의 이미터(56)는 제어되지 않고 일정한 전압이 인가되어 일정한 밝기를 유지된다. 그리고, 이 빛의 계조(gradation)는 TFT로 제어되어 액정층(70)으로 구현된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치(50)는 컬러 필터링 단계를 거치지 않으므로 빛 효율이 증가하고, 전체 전력 소비가 감소된다.

다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치(50)는 글래스(52), 투명 전극(54), 마이크로 팁(56), 게이트(58), 인광체(60), 투명 전극(62), 폴러라이저(64), 글래스(66), 투명 전극(68), 액정층(70), 투명 전극(72), 글래스(74), 폴러라이저(76)의 순으로 층을 이루도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치(50)는 수많은 마이크로 팁(micro-tip)(56)이 있는 백 라이트 부분(52)과 액정층 부분(76)으로 크게 나눌 수 있다. 백 라이트 부분은 위 쪽 인광체(60)가 도포된 부분과 아래의 투명 전극(54)과의 전위차가 일정하게 유지되며, 제어되지는 않는다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 평면형 디스플레이 장치(50)에서는 컬러 계조 표현을 TFT와 액정으로 하기 때문에 전체 화면이 항상 일정한 양은 전자를 방출하게 되므로, 각 마이크로 팁(56) 당 전류량은 기존 FED 방식에 비하여 아주 미미한 양이 된다.

이와 같은 본 발명을 적용하면 광효율이 증대되어 전체적인 전력 소모량이 적어진다. 그리고, 디스플레이 장치의 전체 두께 및 무게를 감소시킬 수 있다. 또한, 제조 공정을 비교적 단순하게 되고, 제조 원가를 줄일 수 있다.

Claims

평면형 디스플레이 장치에 있어서,

다수 개의 이미터(emitter)들에서 필드 이미션(field emission) 효과에 의해 방출된 전자를 다수 개의 인광체(phosphor)들과 충돌하도록하여 빛을 발생하도록 하고, 상기 다수 개의 인광체들로부터 발생되는 빛이 TFT(thin film transistor) 액정층을 통하여 컬러 계조(color gradation)가 되어 풀 컬러(full color)를 표현하는 것을 특징으로 하는 평면형 디스플레이 장치.
다수 개의 이미터(emitter)들로 필드 이미션(field emission) 효과를 이용하여 전자를 방출하고, 이 방출된 전자를 다수 개의 인광체(phosphor)들과 충돌하도록하여 빛을 발생하도록 하는 백 라이트 부분(back light portion) 및;

상기 백 라이트 부분에서 발생된 빛이 TFT(thin film transistor) 액정층을 통과하도록 하여 컬러 계조(color gradation)를 제어하는 액정층 부분을 포함하는 평면형 디스플레이 장치.