KR20070013873A - 전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 표시장치 - Google Patents

전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 표시장치 Download PDF

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KR20070013873A
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cathode electrode
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Abstract

본 발명은 전자 방출형 백라이트 유니트의 휘도 증진 및 사용 수명의 감소를 방지하기 위한 것으로, 이를 위하여 서로 대향된 전면 기판 및 배면 기판과, 상기 배면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 배치되고, 애노드 전계를 제어할 수 있는 게이트 전극부와, 상기 게이트 전극부의 상면에 형성되어 전기적 절연을 위한 절연부와, 상기 절연부의 상면에 구비되고 상기 게이트 전극부와 교차하는 케소드 전극부와, 상기 게이트 전극부가 노출되도록 상기 케소드 전극부에 배치되는 제 1 개구부와, 상기 제 1 개구부와 연결되는 상기 절연부에 구비되는 제 2 개구부와, 상기 제 1 개구부의 주변에 형성되어 게이트 전계에 의하여 전자를 방출하는 전자방출부와, 상기 게이트 전극부의 상면에 구비하되 상기 제 1 개구부에 위치하는 보조 게이트 전극부와, 상기 전면 기판의 상기 배면 기판을 향한 면에 배치되는 상기 게이트 전계에 의하여 방출된 전자를 가속하는 애노드 전극부 및 상기 전면 기판의 상기 배면 기판을 향한 면에 배치되어 가시광을 조사하는 발광부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 표시 패널을 제공한다.

Description

전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 표시 장치{Electron emission type backlight unit and flat panel display apparatus}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예를 Ⅱ - Ⅱ를 따라 절취한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 분리 사시도이다.
도 4은 도 2의 실시예에 대한 변형예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트와 액정 디스플레이 패널을 도시한 분리 사시도이다.
도 8은 도 7 의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 취한 일부 확대 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 배면 기판 120: 전면 기판
200: 게이트 전극부 220: 보조 게이트 전극부
300: 케소드 전극부 320: 제 1 개구부
400, 400a: 전자 방출부
500: 절연부 520: 제 2 개구부
600: 애노드 전극부 700: 발광부
900: 액정 디스플레이 패널 910: 연성인쇄회로기판
본 발명은 전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 애노드 전계의 게이트 전계로의 침투를 방지하여 아킹 현상을 제거하고, 전자 방출부 및 기타 구성요소에 전기적인 충격이 가해지지 않는 전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 디스플레이 장치에 관한 것이다.
통상적으로 평판 디스플레이 장치(flat panel display device)는 크게 발광형과 수광형으로 분류될 수 있다.
발광형으로는 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube), 강한 전압에 의한 플라즈마를 응용한 PDP(플라즈마 디스플레이 패널), 평면으로 형성된 Cathode(전자방출원)에서 방출된 전자가 형광체에 부딪혀 발광하는 FED(전계 발광 디스플레이), Filament에 전압을 인가하여 열전자를 발생시키고, Grid에서 전자가 가속되어 Anode에 도달하도록 하여, 이미 패턴(Patterning)된 형광체에 부딪혀 발광함으로서 정보를 표시하는 VFD(배큐엄 플루오레슨트 디스플레이), 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘려주면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생되는 자발광형인 OLED 등이 있고, 수광형으로는 액체와 고체의 중간상태인 액정이 Shutter 역할을 하여 전압의 On/Off에 따라 빛을 투과 또는 차단하는 원리를 이용한 LCD가 있다.
이중에서, LCD는 무게가 가볍고 소비전력이 적은 장점을 가지고 있으나, 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이 장치이므로, 어두운 곳에서는 화상을 볼 수 없다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정 디스플레이 장치의 배면에는 백라이트 유니트(backlight unit)가 설치되어 빛을 조사한다. 이에 따라, 어두운 곳에서도 화상을 구현할 수 있다.
종래의 백라이트 유니트로는 가장자리 발광형이 주로 이용되었는바, 광원으로서 선광원과 점광원을 사용하였다. 대표적인 선광원으로서는 양 단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)가 있고, 점광원으로서는 발광다이오드(LED: light emitting diode)가 있다.
냉음극 형광램프는 강한 백색광을 방출할 수 있고 고휘도와 고균일도를 얻을 수 있으며 대면적화 설계가 가능하다는 장점이 있지만, 고주파 교류신호에 의해 작 동되고 작동온도범위가 좁다는 단점이 있다.
발광 다이오드는 휘도와 균일도 면에서 냉음극 형광램프에 비해 성능이 떨어지나, 직류신호 의해 작동되고 수명이 길며 작동온도범위가 넓다. 또한, 박형화가 가능하다는 장점을 가진다.
그러나 이러한 종래의 백라이트 유니트는 일반적으로 그 구성이 복잡하여 제조 비용이 높고, 광원이 측면에 있어서 광의 반사와 투과에 따른 전력 소모가 큰 단점이 있다. 특히, 액정 디스플레이 장치가 대형화될수록 휘도의 균일성을 확보하기 힘든 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 상기 문제점들을 해소하기 위하여 평면 발광 구조를 가진 전자 방출형(electron emission type)의 백라이트 유니트가 제안되고 있다.
이러한 전자 방출형 백라이트 유니트는 기존의 냉음극 형광램프 등을 이용한 백라이트 유니트에 비해 전력 소모가 적고, 또한 넓은 범위의 발광 영역에서도 비교적 균일한 휘도를 나타내는 장점이 있다.
이러한 추세에 부응하여 대한민국 공개특허공보 특2003-0081866호에 개시된 종래의 전자 방출형 백라이트 유니트를 볼 수 있다.
간단히 살펴보면, 상부 기판과 하부 기판이 일정간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 있다. 그리고, 상기 상부 기판의 하면에는 형광체층과 애노드(anode) 전극층이 차례로 구비되어 있으며, 하부 기판의 상면에는 캐소드(cathode) 전극층이 구비되어 있고 그 상부에 전자 방출부가 스트라이프 형상으로 구비되어 있다.
이러한 구조를 가진 전자 방출형 백라이트 유니트에 있어서, 애노드 전극층 과 캐소드 전극층과의 사이에 소정의 전압을 인가하게 되면, 상기 캐소드 전극층 상의 전자 방출부로부터 전자가 방출된다.
그리고, 이렇게 방출된 전자가 형광체층에 충돌하게 되면 형광체층 내의 형광물질이 여기되었다가 기저상태로 되돌아 가면서 여분의 에너지를 가시광으로 발광하게 된다.
그런데, 이러한 백라이트 유니트는 캐소드 전극층이 하부 기판의 전면에 형성된 구조를 가지고 있다. 이러한 구조에서는 애노드 전극층과 캐소드 전극층과의 사이에 전자 방출을 위한 고전압이 직접 인가되므로 국부적으로 아킹이 발생하기 쉽다.
이 같은 국부적인 아킹이 발생하게 되면, 백라이트 유니트의 전면에 걸쳐 휘도의 균일성을 보장하기 힘들뿐만 아니라, 전극층들, 형광체층 및 전자 방출부가 아킹에 의해 손상되어 백라이트 유니트의 수명이 짧아지게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 케소드 전극부, 게이트 전극부 및 전자 방출부의 구조를 개선하여 휘도의 증진 및 Uniformity를 확보하고 내부의 열화를 방지하여 수명이 늘어나는 전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향된 전면 기판 및 배면 기판과, 상기 배면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 배치되고, 애노드 전계를 제어할 수 있는 게이트 전극부와, 상기 게이트 전극부의 상면에 형성되어 전기적 절연을 위한 절연부와, 상기 절연부의 상면에 구비되고 상기 게이트 전극부와 교차하는 케소드 전극부와, 상기 게이트 전극부가 노출되도록 상기 케소드 전극부에 배치되는 제 1 개구부와, 상기 제 1 개구부와 연결되는 상기 절연부에 구비되는 제 2 개구부와, 상기 제 1 개구부의 주변에 형성되어 게이트 전계에 의하여 전자를 방출하는 전자방출부와, 상기 게이트 전극부의 상면에 구비하되 상기 제 1 개구부에 위치하는 보조 게이트 전극부와, 상기 전면 기판의 상기 배면 기판을 향한 면에 배치되는 상기 게이트 전계에 의하여 방출된 전자를 가속하는 애노드 전극부 및 상기 전면 기판의 상기 배면 기판을 향한 면에 배치되어 가시광을 조사하는 발광부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트를 제공한다.
아울러, 상기 케소드 전극부는 상기 게이트 전극부와 직교하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극부는 적어도 2개의 스트라이프 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 스트라이프 패턴은 그 단부가 굴곡의 형상을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극부는 적어도 상기 배면 기판보다 크지 않게 상기 배면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 적층되도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 절연부는 상기 게이트 전극부와 상기 케소드 전극부가 교차되는 영역보다 적어도 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트를 제공한다.
상기 보조 게이트 전극부는 상기 개구부의 형상과 동일하되 상기 제 1 개구부 및 상기 제 2 개구부의 내부영역 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트를 제공한다.
또한, 상기 보조 게이트 전극부는 상기 전자 방출부의 높이보다 적어도 높게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 케소드 전극부는 적어도 2개의 스트라이프 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 스트라이프 패턴은 그 단부가 굴곡의 형상을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 케소드 전극부는 적어도 상기 배면 기판의 크기보다 크지 않게 상기 배면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 적층되도록 할 수 있다.
상기 제 1 개구부는 원모양, 타원모양, 사각형모양, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 개구부는 상기 제 2 개구부의 크기보다 적어도 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 제 1 개구부의 중앙과 상기 제 2 개구부의 중앙이 일치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 전자방출부는 상기 케소드 전극부의 일 단부를 덮도록 적층하되, 노출된 상기 절연부의 일 단부를 벗어나지 않는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상술한 전자 방출형 백라이트 유니트 와 이러한 전자 방출형 백라이트 유니트의 전방에 배치되어 상기 전자 방출형 백라이트 유니트로부터 공급되는 광을 제어하여 화상을 구현하는 수발광 소자를 이용한 디스플레이 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 상기 수발광 소자는 액정인 것으로 할 수 있다.
이하에서는, 상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예를 Ⅱ - Ⅱ를 따라 절취한 단면도이다.
도면을 참조하면, 전면 기판(120)과 배면 기판(100)이 서로 대향되도록 배치되어 있다.
전면 기판(120)의 배면 기판(100)을 향한 면에는 애노드 전극부(600) 및 발 광부(700)가 순차적으로 구비되어 있다.
도 2에 도시되어 있듯이, 발광부(700)는 전면 기판(120)의 배면 기판(100)을 향한 면에 구비된다.
발광부(700)은 형광 또는 인광을 내는 물질로 구비된다.
한편, 발광부(700)의 상면에는 금속 박막으로 구비된 애노드 전극부(600)가 있다. 금속 박막으로 이루어지는 애노드 전극부(600)는 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받는 기능뿐만 아니라 백라이트 유니트의 내전압 확보와 휘도 향상에 도움을 주는 역할을 한다.
한편, 발광부(700)의 일 표면에는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극(미도시)이 더 구비될 수 있다. 투명 전극은 전면 기판의 일면 전체에 적층되거나 스트라이프 형상의 패턴으로 구비될 수 있다.
이 경우에는 상술한 금속 박막을 생략할 수 있으며, 생략할 경우 투명 전극이 전자빔 가속에 필요한 전압을 인가받는 애노드 전극의 역할을 한다.
도면에는, 발광부(700)가 애노드 전극부(600)의 하부에 적층되어 있으나, 이에 한정하지 아니하고 발광부(700)가 애노드 전극부(600)의 상부에 적층되어도 본 발명의 사상적 범위 내에 있음은 물론이다.
도면을 참조하면, 내부공간(10)을 볼 수 있는데, 그 내부압력을 진공으로 유지해야 한다. 내부공간(10)이 진공으로 유지되지 않으면 패널 내부에 존재하고 있는 입자들과 전자 방출부(400)에서 방출된 전자가 충돌하여 이온들이 발생하게 되고, 이온들에 의한 스퍼터링(Sputtering)으로 발광부(700)가 열화되는 등 사용수명 및 표시품질에 악영향을 미친다.
또한, 애노드 전극부(600)에 의해 가속된 전자들이 잔류 입자들과 충돌하여 에너지를 잃게 되어 발광부(700)에 충돌할 때 충분한 에너지를 전달하지 못하게 되어, 발광 휘도의 효율이 떨어지기도 한다.
따라서, 배면 기판(100)과 전면 기판(120)과의 사이의 내부공간(10)을 진공으로 밀봉하게 되며, 전면 기판(120)과 배면 기판(100)의 합착(Laminating)되는 단부를 따라 밀봉된다.
더 구체적으로 살펴보면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 글라스재 등으로 형성된 배면 기판(100)을 준비하고, 배면 기판(100) 상에 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 게이트 전극부(200)를 형성한다.
게이트 전극부(200)는 이 외에도 도전성을 갖는 범위 내에서 다양한 물질로 구비될 수 있음은 물론이다.
게이트 전극부(200)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 이외에도 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있음은 당연하다 하겠다.
다시 말하면, 여러 개의 스트라이프 형상의 패턴이 하나의 더 커진 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있다.
이러한 스트라이프 형상의 패턴들은 전자 방출부(400)에서 방출된 전자의 가 속을 위한 전압을 인가받기 위하여 게이트 전극부(200)의 일 단부는 서로 연결될 수 있다.
이러한 스트라이프 형상의 패턴들을 사용함으로써 전자 방출형 백라이트 유니트를 구동시키는 전력사용이 저감된다.
다음으로, 게이트 전극부(200)를 덮도록 배면 기판(100)의 전면에 걸쳐 전체적으로 글라스 페이스트를 수회 스크린 인쇄하여 실리콘 옥사이드계 또는 실리콘 나이트라이드계 등의 물질로써 절연부(500)를 형성한다. 이외에도 전기적 절연이 되는 물질이라면 제한을 둘 필요가 없다.
또한, 절연부(500)는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 형성되는데, 전기적 단락이 발생되는 않는 한 모양이나 크기에 제한을 둘 필요가 없다.
절연부(500)는 또한, 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역의 크기보다 크게 구비될 수도 있다. 예를 들면, 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 스트라이프 형상의 패턴으로 구비된 경우, 절연부(200)은 각각의 전극부들(200,300)이 교차하는 영역에 구비된다.
또한, 절연부(500)는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 2 개구부(520)을 구비한다.
제 2 개구부(520)는 후술한 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)와의 전기적 통전을 위해 구비되는 것이며, 이에 의하여 애노드 전계(Electric field)에 의한 케소드-게이트 전계로의 침투를 방지할 수 있다.
한편, 절연부(500)의 상면으로 게이트 전극부(200)와 교차되게 케소드 전극부(300)를 니켈, 코발트, 철, 금, 은 등과 같은 물질을 이용하여 적층한다.
또한, 케소드 전극부(300)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 이외에도 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있음은 당연하다 하겠다.
다시 말하면, 여러 개의 스트라이프 형상의 패턴이 하나의 더 커진 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있다.
이러한 스트라이프 형상의 패턴들은 전자 방출부(400)에 전자를 공급하기 위해 케소드 전극부(300)의 일 단부는 서로 연결될 수 있다.
이러한 스트라이프 형상의 패턴을 사용함으로써 전자 방출형 백라이트 유니트를 구동시키는 전력의 사용이 저감된다.
또한, 케소드 전극부(300)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 1 개구부(320)가 구비된다.
제 1 개구부(320)는 후술한 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)와의 전기적 통전을 위해 구비되는 것이며, 이에 의하여 애노드 전계(Electric field)에 의한 케소드-게이트 전계에의 침투를 방지할 수 있다.
제 1 개구부(320)는 상술한 절연부(500)에 있는 제 2 개구부(520)와 동일한 위치에 형성되는 데, 이는 제 1,2 개구부(320,520)의 각각 중앙이 동일한 위치에 놓인다는 의미이다.
또한, 제 1,2 개구부(320,520)의 크기는 후술할 보조 게이트 전극부(520)가 접촉되는 않는 한 제한을 둘 필요가 없다.
다만, 케소드 전극부(300)를 형성하는 경우에 게이트 전극부(200)와의 전기적 단락에 의한 불량의 발생 가능성을 고려하여 제 1 개구부(320)가 제 2 개구부(520)보다 그 크기가 크게 형성될 수 있다.
한편, 케소드 전극부(300)의 상면에 전자 방출부(400)를 형성한다. 전자 방출부(400)는 케소드 전극부(300)의 상면에 적층되어 케소드 전극부(300)로부터 전자를 공급 받는다.
또한, 전자 방출부(400)는 제 1 개구부(320)의 단부를 따라 구비될 수 있다.
케소드-게이트 전계(Electric field)는 케소드 전극부(300)의 단부나 단부의 측면에 더 강하게 형성되는 특징을 고려하여 전자 방출부(400)는 제 1 개구부(320)의 단부에 적층된다.
또한, 전자 방출부(400)는 원의 형상으로 구성되어 있다.
개구부(320,520)들이 원형으로 구성되어 있는 것과 마찬가지로, 전자 방출부(400)는 원통의 형상을 하고 있는데, 이는 후술한 보조 게이트 전극부(220)에 의한 케소드-게이트 전계에 효율적으로 놓이도록 한 것이다.
그러나 전자 방출부(400)의 형상이 원 또는 원통에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상이 가능하다. 이는 후술한다.
또한, 전자 방출부(400)는 카본 나노튜브(CNT, carbon nanotube), 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 훌러렌(C60),카본 나노혼(Carbon nanohorn) 등을 포함하는 일함수가 낮은 탄소계 물질로 이루어질 수 있다.
전자 방출부(400)는 페이스트 상의 탄소계 물질을 후막 인쇄한 후, 건조, 노광, 현상 공정 등을 통해 패터닝을 행하여 형성할 수 있을 뿐 만 아니라, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 등을 이용하여 형성할 수 도 있다.
한편, 개구부(320,520)들의 내부에 보조 게이트 전극부(220)가 구비된다. 보조 게이트 전극부(220)는 케소드 전극부(300)와 게이트 전극부(200)에 의하여 형성되는 전계(Electric Field)가 애노드 전계에 의한 침범을 방지하고, 게이트 전극부(200)에 인가되는 전압에 의한 전자 방출의 제어가 효율적으로 되도록 구비된다.
보조 게이트 전극부(220)는 게이트 전극부(200)를 구성하는 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 구성될 수 있다.
즉, 보조 게이트 전극부(220)는 게이트 전극부(200)를 구성하는 재료와 동일한 물질일 수 있다. 그러나, 전기적 성질 예컨대, 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)의 사이 계면에서 발생할 수 있는 컨택저항(접촉저항) 등이 크지 않고 또한, 물리화학적 측면에서 계면 친화도 등이 우수하다면, 전기 전도성을 갖는 범위 내에서 동일하지 아니하여도 이용할 수 있음은 물론이다.
보조 게이트 전극부(220)는 개구부(320,520)들과 동일한 형상으로 구비되어도 무방하다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 개구부(320,520)들은 원의 형상으로 형성되 어 있는 것과 마찬가지로 보조 게이트 전극부(220), 또한 원 내지 원통의 형상으로 구성된다.
그러나, 원 또는 원통의 형상만이 채용될 수 있는 것은 아니며 후술할 다양한 형상이 이용될 수 있음은 당연하다 하겠다.
또한, 보조 게이트 전극부(220)는 그 단부가 개구부(320,520)들과 접촉되지 않는 크기가 바람직하다.
상술한 구성을 취함으로써 제 1 개구부(320)의 단부에 배치된 전자 방출부(400)에서 방출된 전자가 보조 게이트 전극부(220)에 인가되는 전압에 의해 원활하게 제어된다.
또한, 배면 기판(100)과 전면 기판(120)의 서로 대향되게 배치되고, 이를 밀봉 부재를 이용하여 밀봉할 수 있다. 밀봉 부재로는 실링 글래스 프릿을 사용할 수 있다.
이 경우에는 배면 기판(100)의 모서리에 반죽 상태의 실링 글래스 프릿을 디스펜싱(dispensing)법, 스크린 프린팅(screen printing)법 등을 이용하여 도포한다. 그 후 건조(drying) 공정 등을 거쳐 실링 글래스 프릿에 포함되어 있던 수분 등을 제거한다.
그 후 배면 기판(100)과 전면 기판(120)을 얼라인(Align)시킨 후 고온으로 상기 실링 글래스 프릿을 소결시켜 밀봉을 완료하게 된다. 상기와 같이 밀봉이 완료된 후에 배기구(미도시) 등을 통해 기판들(100,120)의 내부공간(10)를 상술한 진공으로 만들게 된다.
상술한 구성으로써, 애노드 전극부(600)와 캐소드 전극부(300)와의 사이에 전자 방출을 위한 고전압이 직접 인가되어 국부적으로 발생되는 아킹을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 전압이 인가되면 전자 방출부(400)로부터 전자들이 방출되며, 상기 방출된 전자들은 전면 기판(120)의 애노드 전극부(600)에 의해 형성된 전계에 의해 가속되고, 형광체인 발광부(700)에 충돌하여 가시광을 방출하게 된다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 분리 사시도를 나타내고 있다. 여기서는, 도 1의 실시예와 다른 점을 위주로 살펴본다.
도면을 참조하면, 전면 기판(120)과 배면 기판(100)이 서로 대향되도록 배치되어 있다.
전면 기판(120)의 배면 기판(100)을 향한 면에는 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 순차적으로 구비되어 있다.
애노드 전극부(600),내부공간(10) 및 발광부(700)의 구성에 대한 설명은 도 1의 실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사하여 생략한다.
배면 기판(100)은 글라스재 등으로 구비된다. 배면 기판(100)의 상면에 ITO, IZO, In2O3 등과 같은 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 게이트 전극부(200)를 형성한다.
게이트 전극부(200)는 이 외에도 도전성을 갖는 범위 내에서 다양한 물질로 구비될 수 있음은 물론이다.
게이트 전극부(200)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 본 실시예에서는 도 1의 실시예와는 달리 배면 기판(100)의 전면 기판(120)을 향한 면에 전체적으로 형성된다.
즉, 도 1의 실시예에서는 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴되거나 또는 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 스트라이프 형상의 패턴으로 구성된다.
그러나, 본 실시예에서는 게이트 전극부(200)가 배면 기판(100)의 전면 기판(120)을 향한 면에 전체적으로 형성된다. 이런 구성을 취함으로써 제조 공정의 단순화 및 불량을 줄일 수 있다.
다음으로, 게이트 전극부(200)를 덮도록 배면 기판(100)의 전체 면에 걸쳐 글라스 페이스트를 수회 스크린 인쇄하여 실리콘 옥사이드계 또는 실리콘 나이트라이드계 등의 물질로써 절연부(500)를 형성한다. 이외에도 전기적 절연이 되는 물질이라면 제한을 둘 필요가 없다.
또한, 절연부(500)는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 형성되는데, 전기적 단락이 발생되는 않는 한 모양이나 크기에 제한을 두지 않는다.
절연부(500)는 또한, 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 절연부(500)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 2 개구부(520)을 구비한다.
제 2 개구부(520)에 대하여는 상술한 도 1의 실시예에서의 설명과 동일하여 설명을 생략한다.
한편, 절연부(500)의 상면으로 게이트 전극부(200)와 교차되게 케소드 전극부(300)를 니켈, 코발트, 철, 금, 은 등과 같은 물질을 이용하여 적층한다.
도면에서와 같이, 케소드 전극부(300)는 배면 기판(100)의 전면 기판(120)을 향한 면에 걸쳐 전체적으로 형성된다.
도 1의 실시예에서는 케소드 전극부(300)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 이외에도 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 더 큰 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있고, 케소드 전극부(300)의 일 단부는 서로 연결되어 전압을 인가 받을 수 있다.
그러나, 본 실시예에서 케소드 전극부(300)는 배면 기판(100)의 전면전면(120)을 향한 면에 걸쳐 전체적으로 형성된다.
이런 구성으로써 제조 공정의 단순화, 불량의 감소 효과가 있다.
또한, 케소드 전극부(300)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 1 개구부(320)가 구비된다.
제 1 개구부(320)에 대한 상세한 설명은 전술한 도 1의 실시예에서 설명한 바와 같아 생략한다.
다만, 제 1 개구부(320)는 절연부(500)에 있는 제 2 개구부(520)와 동일한 위치에 형성되는 데, 이는 제 1,2 개구부(320,220)의 각각 중앙이 동일한 위치에 놓인다는 의미이다.
한편, 케소드 전극부(300)의 상면에 전자 방출부(400)가 형성된다. 전자 방출부(400)는 케소드 전극부(300)의 상면에 적층되어 케소드 전극부(300)로부터 전자를 공급 받는다. 전자 방출부(400)의 구성에 관한 다른 특징에 대하여는 도 1의 실시예와 같아 그 설명을 생략한다.
또한, 보조 게이트 전극부(220)의 형상에 관하여는 도 1의 실시예에서 언급한 바와 같아 그 설명을 생략한다.
아울러, 배면 패널(100)과 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 형성된 전면 패널(120)의 서로 대향되게 배치하고, 이를 밀봉 부재를 이용하여 밀봉할 수 있다.
밀봉에 대한 설명에 대하여는 도 1의 실시예에서 설명한 바와 같아 그 설명을 생략한다.
상술한 구성으로써, 애노드 전극부(600)와 캐소드 전극부(300)와의 사이에 전자 방출을 위한 고전압이 직접 인가되어 국부적으로 발생되는 아킹을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 전압이 인가되면 전자 방출부(400)로부터 전자들이 방출되며, 상기 방출된 전자들은 전면 기판(120)의 애노드 전극부(600)에 의해 형성된 전계에 의해 가속되고, 가속된 전자들이 형광체인 발광부(700)에 충돌하여 가시광을 방출하게 된다.
도 4은 도 2의 실시예에 대한 변형예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트 를 나타내는 단면도이다.
본 실시예의 구성에 대하여는 도 1의 실시예와 다른 점만을 설명한다.
도면을 참조하면, 전면 기판(120)과 배면 기판(100)이 서로 대향되도록 배치되어 있고, 전면 기판(120)의 배면 기판(100)을 향한 면에는 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 순차적으로 적층되어 있다.
애노드 전극부(600)는 금속 박막으로 구비되어 있음은 전술한 바와 같아 그 설명을 생략한다.
한편, 발광부(700)의 일 표면에는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극(미도시)이 구비될 수 있다.
이 경우에는 상술한 금속 박막을 생략할 수 있으며, 생략할 경우 투명 전극이 전자빔 가속에 필요한 전압을 인가받는 애노드 전극이 된다.
애노드 전극부(600)와 발광부(700)의 적층된 순서가 도면과 달리 바뀌어도 본 발명의 사상적 범위 내에 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 내부공간(10)이 전면 기판(120)과 이와 이격되어 대향하고 있는 배면 기판(100)의 사이에 개재된다.
내부공간(10)은 진공으로 유지돼야 하는데, 이에 대한 설명은 상술한 바와 같아 생략한다.
글라스재 등으로 형성된 배면 기판(100)을 준비하고, 배면 기판(100) 상에 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 게이트 전극부(200)를 형성한다.
게이트 전극부(200)는 이 외에도 도전성을 갖는 범위 내에서 다양한 물질로 구비될 수 있음은 물론이다.
게이트 전극부(200)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다.
이외에도 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 더 큰 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있음은 당연하다 하겠다.
이러한 스트라이프 형상의 패턴을 가진 게이트 전극부(200)의 일 단부는 서로 연결될 수 있다.
또한, 게이트 전극부(200)는 상술한 스트라이프 형상의 패턴으로 구비되는 것 이외에도 배면 기판(100)의 전면 기판(120)을 향한 면에 전체적으로 구비될 수 있음은 도 3의 실시예에서 설명한 바와 같다.
다음으로는, 게이트 전극부(200)를 덮도록 배면 기판(100)의 전면에 걸쳐 글라스 페이스트를 수회 스크린 인쇄하여 실리콘 옥사이드계 또는 실리콘 나이트라이드계 등의 물질로써 절연부(500)를 형성한다. 이외에도 전기적 절연이 가능하다면 사용할 수 있는 물질에 제한을 두지 않는다.
또한, 절연부(500)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 2 개구부(520)을 구비한다.
절연부(500)의 구성에 대한 다른 설명은 전술한 다른 실시예에서 설명한 바와 같아 그 설명을 생략한다.
한편, 절연부(500)의 상면으로 게이트 전극부(200)와 교차되게 케소드 전극 부(300)을 니켈, 코발트, 철, 금, 은 등과 같은 물질을 이용하여 적층한다.
도면에서와 같이, 케소드 전극부(300)는 스트라이프 형상의 패턴으로 구비될 수 있다. 케소드 전극부(300)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 이외에도 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 더 큰 스트라이프 형상의 패턴으로 구성될 수 있음은 당연하다 하겠다.
이러한 스트라이프 형상의 패턴들을 가진 케소드 전극부(300)의 일 단부는 서로 연결될 수 있다.
또한, 케소드 전극부(300)는 스트라이프 형상의 패턴으로 구비될 수 있는 외에도 배면 기판(100)의 전면 기판(120)을 향한 면에 전체적으로 형성될 수 있음은 다른 실시예에서 설명한 바와 같아 그 설명을 생략한다.
또한, 케소드 전극부(300)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 1 개구부(320)가 구비된다.
제 1 개구부(320)에 대한 설명은 다른 실시예에서 설명한 바와 같아 그 설명을 생략한다.
한편, 케소드 전극부(300)의 상면에 전자 방출부(400a)를 형성한다.
케소드-게이트 전계(Electric field)는 케소드 전극부(300)의 단부나 단부의 측면에 더 강하게 형성되는 특징을 고려하여 전자 방출부(400a)는 제 1 개구부(320)의 단부를 덮으면서 제 1 개구부(320)의 단부의 측면까지 도포되도록 한다.
도 2의 실시예에서는 전자 방출부(도 2, 400)가 케소드 전극부(300)의 단부까지 적층되어 있다.
그러나, 본 실시예에서는 전자 방출부(400a)가 케소드 전극부(300)의 단부에 적층되어 있음은 물론이고, 케소드 전극부(300)의 단부의 측면에 까지 구비된다.
또한, 전자 방출부(400a)의 형상은 원의 형상으로 구성되어 있다. 이런 구성으로써 전자 방출부(400a)에서 방출된 전자는 보조 게이트 전극부(220)에 의한 케소드-게이트 전계에 의해 효율적으로 제어된다.
또한, 전자 방출부(400a)의 구성에 대한 다른 특징은 전술한 실시예에서와 같아 그 설명을 생략한다.
한편, 개구부(320,520)들의 내부에는 보조 게이트 전극부(220)가 구비된다. 보조 게이트 전극부(220)의 구성에 대한 다른 특징은 전술한 실시예와 같아 그 설명을 생략한다.
상술한 구성을 취함으로써 제 1 개구부(320)의 단부에 배치된 전자 방출부(400a)에서 방출된 전자가 보조 게이트 전극부(220)에 인가되는 전압에 의해 원활하게 제어된다.
또한, 배면 패널(100)과 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 형성된 전면 패널(120)의 서로 대향되게 배치하고, 이를 밀봉 부재를 이용하여 밀봉할 수 있다.
이렇게 구성함으로써, 애노드 전극부(600)와 캐소드 전극부(300)와의 사이에 전자 방출을 위한 고전압이 직접 인가되어 국부적으로 발생되는 아킹을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 전압이 인가되면 전자 방출부(400)로부터 전자들이 방출되며, 상기 방출된 전자들은 전면 기판(120)의 애노드 전극부(600)에 의해 형성된 전계에 의해 상기 형광체인 발광부(700)에 충돌하여 가시광을 방출하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출형 백라이트 유니트의 일부 확대 사시도이다.
전면 기판(120), 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)에 대한 설명은 상술한 실시예에 대한 설명과 같아 생략한다.
도면을 참조하면, 글라스재 등으로 형성된 배면 기판(100)을 준비하고, 배면 기판(100) 상에 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 게이트 전극부(200)를 형성한다.
게이트 전극부(200)는 이 외에도 도전성을 갖는 범위 내에서 다양한 물질로 구비될 수 있음은 물론이다.
게이트 전극부(200)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 이외에도 배면 기판의 전면 기판을 향한 면에 전체적으로 형성될 수도 있는 등 상술한 설명과 같아 이하 생략한다.
다음으로, 게이트 전극부(200)를 덮도록 배면 기판(100)의 전면에 걸쳐 전체적으로 글라스 페이스트를 수회 스크린 인쇄하여 실리콘 옥사이드계 또는 실리콘 나이트라이드계 등의 물질로써 절연부(500)를 형성한다. 이외에도 전기적 절연이 되는 물질이라면 제한을 두지 않는다.
또한, 절연부(500)에 대한 다른 설명은 상술한 바와 같아 생략한다. 다만, 절연부(500)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 2 개구부(520)을 구비한다.
제 2 개구부(520)의 형상은 사각형으로 구성된다. 이러한 사각형의 형상은 후술한 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)와의 전기적 통전을 위해 구비되는 것이며, 이에 의하여 애노드 전계(Electric field)에 의한 케소드-게이트 전계로의 침투를 방지할 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는 사각형의 형상으로 한정하는 것은 아니고 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
한편, 절연부(500)의 상면으로 게이트 전극부(200)와 교차되게 케소드 전극부(300)을 니켈, 코발트, 철, 금, 은 등과 같은 물질을 이용하여 적층한다.
또한, 케소드 전극부(300)는 스트라이프 형상의 패턴으로 구비될 수 있다. 케소드 전극부(300)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도 1에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 이외에도 배면 기판의 전면 기판을 향한 면에 전체적으로 형성될 수도 있는 등 상술한 설명과 같아 생략한다.
또한, 케소드 전극부(300)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 1 개구부(320)가 구비된다.
제 1 개구부(320)는 제 2 개구부(520)와 동일한 형상으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 제 2 개구부(520)가 사각형의 형상이고, 제 1 개구부(320) 역시 사각형의 형상이다. 다만, 본 실시예에서는 사각형의 형상으로 한정하는 것은 아니 고 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
그러나, 제 1 개구부(320)는 제 2 개구부(520)와 다른 형상으로 구성된다고 해도, 보조 게이트 전극부(220)가 구비되어 게이트 전극부(200)와 통전되는 범위 내에서 상관없다.
제 1 개구부(320)는 후술한 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)와의 전기적 통전을 위해 구비되는 것이며, 이에 의하여 애노드 전계(Electric field)에 의한 케소드-게이트 전계에의 침투를 방지할 수 있다.
제 1 개구부(320)는 상술한 절연부(500)에 있는 제 2 개구부(520)와 동일한 위치에 형성되는 데, 이는 제 1,2 개구부(320,520)의 각각 중앙이 동일한 위치에 놓인다는 의미이다.
또한, 제 1,2 개구부(320,520)의 크기는 후술할 보조 게이트 전극부(220)가 접촉되는 않는 한 제한을 둘 필요가 없다.
한편, 케소드 전극부(300)를 형성한 후, 케소드 전극부(300)의 상면에 전자 방출부(400a)를 형성한다. 전자 방출부(400a)는 케소드 전극부(300)의 상면에 적층되어 케소드 전극부(300)로부터 전자를 공급 받는다.
또한, 전자 방출부(400a)는 제 1 개구부(320)의 단부를 따라 구비될 수 있다.
한편, 케소드-게이트 전계(Electric field)는 케소드 전극부(300)의 단부나 단부의 측면에 더 강하게 형성되는 특징을 고려하여 전자 방출부(400a)는 제 1 개 구부(320)의 단부를 덮을 수 있을 뿐만 아니라 그 단부의 측면까지 도포될 수 있다.
또한, 전자 방출부(400a)는 사각형의 형상으로 구성되어 있다.
개구부(320,520)들이 사각형의 형상으로 구성되어 있는 것과 마찬가지로, 전자 방출부(400a)는 사각형 또는 사각기둥의 형상을 하고 있는데, 이는 후술한 보조 게이트 전극부(520)에 의한 케소드-게이트 전계에 효율적으로 놓이도록 한 것이다.
그러나 전자 방출부(400a)의 형상이 사각형 또는 사각기둥에 한정되는 것은 아니고, 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
또한, 전자 방출부(400a)의 기타의 구성에 관하여는 상술한 바와 같아 생략한다.
한편, 개구부(320,520)들의 내부에는 보조 게이트 전극부(220)가 구비된다. 보조 게이트 전극부(220)는 케소드 전극부(300)와 게이트 전극부(200)에 의하여 형성되는 전계(Electric Field)가 애노드 전계에 의한 침범을 방지하고, 게이트 전극부(200)에 인가되는 전압에 의한 전자 방출의 제어가 효율적으로 되도록 구비된다.
보조 게이트 전극부(220)는 게이트 전극부(200)를 구성하는 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 구성될 수 있다.
즉, 보조 게이트 전극부(220)는 게이트 전극부(200)를 구성하는 재료와 동일한 물질일 수 있다.
그러나, 전기적 성질 예컨대, 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)의 사이 계면에서 발생할 수 있는 컨택저항(접촉저항) 등이 크지 않고 또한, 물리화학적 측면에서 계면 친화도 등이 우수하다면, 전기 전도성을 갖는 범위 내에서 동일하지 아니하여도 이용할 수 있음은 물론이다.
보조 게이트 전극부(220)는 개구부(320,520)들과 동일한 형상으로 구비될 수 있다.
개구부(320,520)들은 사각형의 형상으로 형성되어 있는 것과 마찬가지로 보조 게이트 전극부(220), 또한 사각형 또는 사각기둥의 형상으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 사각형 또는 사각기둥의 형상으로 한정하는 것은 아니고 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
또한, 보조 게이트 전극부(220)는 그 단부가 개구부(320,520)들과 접촉되지 않는 크기가 바람직하다.
또한, 배면 패널(100)과 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 형성된 전면 패널(120)의 서로 대향되게 배치되고, 이를 밀봉 부재를 이용하여 밀봉할 수 있다. 이외의 밀봉에 대한 설명은 상술한 바와 같아 생략한다.
전술한 구성으로써, 애노드 전극부(600)와 캐소드 전극부(300)와의 사이에 전자 방출을 위한 고전압이 직접 인가되어 국부적으로 발생되는 아킹을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 전압이 인가되면 전자 방출부(400a)로부터 전자들이 방출되며, 상기 방출된 전자들은 전면 기판(120)의 애노드 전극부(600)에 의해 형성된 전계에 의해 가속되고, 형광체인 발광부(700)에 충돌하여 가시광을 방출하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출형 백라이트 유니트의 일부 확대 사시도이다.
전면 기판(120), 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)에 대한 설명은 상술한 실시예에 대한 설명과 같아 생략한다.
도면을 참조하면, 글라스재 등으로 형성된 배면 기판(100)을 준비하고, 배면 기판(100) 상에 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 게이트 전극부(200)를 형성한다.
게이트 전극부(200)는 이 외에도 도전성을 갖는 범위 내에서 다양한 물질로 구비될 수 있음은 물론이다.
게이트 전극부(200)는 다양한 형상으로 구비될 수 있는데, 예를 들면 도면에서와 같이 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴될 수 있다. 그러나, 도면과는 달리, 배면 기판(100)의 전면 기판(120)을 향한 면에 전체적으로 형성될 수도 있는 등 상술한 설명과 같아 이하 생략한다.
다음으로, 게이트 전극부(200)를 덮도록 배면 기판(100)의 전면에 걸쳐 전체적으로 글라스 페이스트를 수회 스크린 인쇄하여 실리콘 옥사이드계 또는 실리콘 나이트라이드계 등의 물질로써 절연부(500)를 형성한다. 이외에도 전기적 절연이 되는 물질이라면 제한을 두지 않는다.
또한, 절연부(500)에 대한 다른 설명은 상술한 바와 같아 생략한다. 다만, 절연부(500)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 2 개구부(520)을 구비한다.
제 2 개구부(520)의 형상은 사각형으로 구성된다. 그러나, 본 실시예에서는 사각형의 형상으로 한정하는 것은 아니고 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
한편, 절연부(500)의 상면으로 게이트 전극부(200)와 교차되게 케소드 전극부(300)을 니켈, 코발트, 철, 금, 은 등과 같은 물질을 이용하여 적층한다.
또한, 케소드 전극부(300)는 스트라이프 형상의 패턴으로 구비될 수 있다. 즉, 스트라이프(Stripe) 형상으로 패턴되거나 또는 두개의 스트라이프 형상들이 또는 그 이상의 스트라이프 형상들이 하나의 더 큰 스트라이프 형상의 패턴으로 구성된다.
상술한 스트라이프 형상의 패턴의 단부는 굴곡된 면을 가질 수 있다.
케소드 전극부(300)는 제 1 개구부(320)가 형성된 주위에 제 1 개구부(320)와 동일한 형상으로 형성되되, 굴곡된 형상들은 스트라이프가 형성된 방향으로 전기적 통전이 가능하도록 패턴이 구비된다. 도면을 참조하면, 제 1 개구부(320)가 사각형의 형상으로 구비되면, 제 1 개구부(320)가 형성된 주변의 케소드 전극부(300) 역시 사각형의 형상으로 구비된다. 다만, 케소드 전극부(300)의 형상인 스트라이프 패턴이 전기적 통전이 가능하도록 사각형의 형상은 연결되어 있다.
제 1 개구부(320)가 형성된 주위에 제 1 개구부(320)와 후술한 전자 방출부(400a)가 적층될 수 있는 패턴인 한, 동일하지 아니한 형상으로도 패턴되어 도 무방하다. 즉, 전자 방출부(400a)가 적층되어 전자를 방출할 수 있고, 케소드 전극부(300)가 전기적 통전이 가능한 한, 어떤 형상도 이용할 수 있다.
한편, 케소드 전극부(300)에는 게이트 전극부(200)와 케소드 전극부(300)가 교차되는 영역에 제 1 개구부(320)가 구비된다.
제 1 개구부(320)는 제 2 개구부(520)와 동일한 형상으로 구성된다. 본 실시예에서는 제 2 개구부(520)가 사각형의 형상이므로 제 1 개구부(320) 역시 사각형의 형상이다.
다만, 본 실시예에서의 사각형의 형상으로 한정하는 것은 아니고 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
그러나, 제 1 개구부(320)와 제 2 개구부(520)은 항상 동일한 형상일 필요가 없는 것은 상술한 바와 같다.
제 1 개구부(320)는 절연부(500)에 있는 제 2 개구부(520)와 동일한 위치에 형성되는 데, 이는 제 1,2 개구부(320,520)의 각각 중앙이 동일한 위치에 놓인다는 의미이다.
또한, 제 1,2 개구부(320,520)의 크기는 후술할 보조 게이트 전극부(220)가 접촉되는 않는 한 제한을 둘 필요가 없다.
한편, 케소드 전극부(300)를 형성한 후, 케소드 전극부(300)의 상면에 전자 방출부(400a)를 형성한다. 전자 방출부(400a)는 케소드 전극부(300)의 상면에 적층되어 케소드 전극부(300)로부터 전자를 공급 받는다.
또한, 전자 방출부(400a)는 제 1 개구부(320)의 단부를 따라 구비될 수 있다.
한편, 케소드-게이트 전계(Electric field)는 케소드 전극부(300)의 단부나 단부의 측면에 더 강하게 형성되는 특징을 고려하여 전자 방출부(400a)는 제 1 개구부(320)의 단부를 덮을 수 있을 뿐만 아니라 그 단부의 측면까지 도포될 수 있다.
또한, 전자 방출부(400)는 사각형의 형상으로 구성되어 있다.
개구부(320,520)들이 사각형의 형상으로 구성되어 있는 것과 마찬가지로, 전자 방출부(400a)는 사각형 또는 사각기둥의 형상을 하고 있는데, 이는 후술한 보조 게이트 전극부(520)에 의한 케소드-게이트 전계에 효율적으로 놓이도록 한 것이다.
그러나 전자 방출부(400a)의 형상이 사각형 또는 사각기둥에 한정되는 것은 아니고, 전술한 원의 형상 또는 원기둥의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
또한, 전자 방출부(400a)의 기타의 구성에 관하여는 상술한 바와 같아 생략한다.
한편, 개구부(320,520)들의 내부에는 보조 게이트 전극부(220)가 구비된다. 보조 게이트 전극부(220)는 케소드 전극부(300)와 게이트 전극부(200)에 의하여 형성되는 전계(Electric Field)가 애노드 전계에 의한 침범을 방지하고, 게이트 전극부(200)에 인가되는 전압에 의한 전자 방출을 효율적으로 제어한다.
보조 게이트 전극부(220)는 게이트 전극부(200)를 구성하는 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질이나 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 구성될 수 있다.
즉, 보조 게이트 전극부(220)는 게이트 전극부(200)를 구성하는 재료와 동일한 물질일 수 있다. 그러나, 전기적 성질 예컨대, 보조 게이트 전극부(220)와 게이트 전극부(200)의 사이 계면에서 발생할 수 있는 컨택저항(접촉저항) 등이 크지 않고 또한, 물리화학적 측면에서 계면 친화도 등이 우수하다면, 전기 전도성을 갖는 범위 내에서 동일하지 아니하여도 이용할 수 있음은 물론이다.
보조 게이트 전극부(220)는 개구부(320,520)들과 동일한 형상으로 구비될 수 있다.
개구부(320,520)들은 사각형의 형상으로 형성되어 있는 것과 마찬가지로 보조 게이트 전극부(220), 또한 사각형 또는 사각기둥의 형상으로 구성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 사각형 또는 사각기둥의 형상으로 한정하는 것은 아니고 전술한 원형의 형상이외에도 타원형, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상으로 구성할 수 있다.
또한, 보조 게이트 전극부(220)는 그 단부가 개구부(320,520)들과 접촉되지 않는 크기가 바람직하다.
또한, 배면 기판(100)과 전면 기판(120)이 서로 대향되게 배치되고, 이를 밀봉 부재를 이용하여 밀봉할 수 있다. 이외의 밀봉에 대한 설명은 상술한 바와 같아 생략한다.
전술한 구성으로써, 애노드 전극부(600)와 캐소드 전극부(300)와의 사이에 전자 방출을 위한 고전압이 직접 인가되어 국부적으로 발생되는 아킹을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 전압이 인가되면 전자 방출부(400a)로부터 전자들이 방출되며, 상기 방출된 전자들은 전면 기판(120)의 애노드 전극부(600)에 의해 형성된 전계에 의해 가속되고, 형광체인 발광부(700)에 충돌하여 가시광을 방출하게 된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출형 백라이트 유니트를 구비한 평판 디스플레이 장치, 특히 액정 디스플레이 장치를 도시한 분리 사시도 및 일부 단면도이다.
우선, 도 7에는 액정 디스플레이 장치의 액정 디스플레이 패널(900)과 액정 디스플레이 패널(900)에 광을 공급하는 전자 방출형 백라이트 유니트(800)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 액정 디스플레이 패널(900)에는 화상신호를 전달하는 연성인쇄회로기판(910)이 부착되어 있다. 상기 액정 디스플레이 패널(900)의 후방에는 백라이트 유니트(800)가 배치된다.
백라이트 유니트(800)는 전자 방출형 백라이트 유니트로서, 연결케이블(700)을 통해 전원을 공급받고, 백라이트 유니트 전면(751)을 통하여 광(750)을 방출시켜, 방출광(750)이 액정 디스플레이 패널(900)에 공급된다.
도 8을 참조하여, 상기 백라이트 유니트(800)와 상기 액정 디스플레이 패널(900)에 대해 설명하기로 한다.
도 8에 도시된 백라이트 유니트(800)는 상술한 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 전자 방출형 백라이트 유니트이나, 본 발명에 따른 다른 실시예의 전자 방출형 백라이트 유니트가 구비될 수도 있음은 물론이다.
도 8을 참조하면, 도 1에서 상술된 전자 방출형 백라이트 유니트(800)가 그대로 적용되고 있다. 물론, 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트가 적용될 수 있음은 당연하다.
외부 전원이 인가되어 케소드 전극부(300)와 게이트 전극부(200)와의 사이에서 전계가 형성되고, 케소드 전극부(300)에서 공급된 전자는 전자 방출부(400)에서 방출되어, 이 전자들이 전면 기판(120) 상의 애노드 전극부(600)에 의해 발광부(700)에 충돌하여 가시광선(V)을 발생시켜 전면의 액정 디스플레이 패널(900)을 향해 출광시키게 된다.
한편, 상기 액정 디스플레이 패널(900)은 제 1기판(505)을 구비하고, 상기 제 1기판(505) 상에는 버퍼층(510)이 형성되고, 상기 버퍼층(510) 상에는 반도체층(580)이 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 반도체층(580) 상에는 제 1절연층(520)이 형성되며, 상기 제 1절연층(520)상에는 게이트 전극(590)이 소정의 패턴으로 형성되고, 상기 게이트 전극(590) 상에는 제 2절연층(530)이 형성된다. 상기 제 2절연층(530)이 형성된 후에는, 드라이 에칭 등의 공정에 의해 상기 제 1절연층(520)과 제 2절연층(530)이 식각되어 상기 반도체층(580)의 일부가 노출되고, 상기 노출된 부분을 포함하는 소정의 영역에 소스 전극(570)과 드레인 전극(610)이 형성된다. 상기 소스 전극(570) 및 드레인 전극(610)이 형성된 후 제 3절연층(540)이 형성되며, 상기 제 3절연층(540) 상에 평탄화층(550)이 형성된다. 상기 평탄화층(550)상에는 소정의 패턴으로 제 1전극(620)이 형성되고, 상기 제 3절연층(540)과 상기 평탄화층(550) 일부가 식각되어 상기 드레인 전극(610)과 상기 제 1전극(620)의 도전통로가 형성된다. 투명한 제 2기판(680)은 상기 제 1기판(505)과 별도로 제조되고, 상기 제 2기판의 하면(680a)에는 칼라 필터층(670)이 형성된다. 상기 칼라 필터층(670)의 하면(670a)에는 제 2전극(660)이 형성되고, 상기 제 1전극(620)과 제 2전극(660)의 서로 대향하는 면들에는 액정층(640)을 배향하는 제 1배향층(630)과 제 2배향층(650)이 형성된다. 상기 제 1기판(505)의 하면(505a)에는 제 1편광층(500)이, 상기 제 2기판의 상면(680b)에는 제 2편광층(690)이 형성되고, 상기 제 2편광층의 상면(690a)에는 보호필름(695)이 형성된다. 상기 칼라 필터층(670)과 상기 평탄화층(550) 사이에는 상기 액정층(640)을 구획하는 스페이서(560)가 형성된다.
액정 디스플레이 패널(900)의 작동원리에 관해 간단히 설명하면, 상기 게이트 전극(590), 소스 전극(570), 드레인 전극(610)에 의해 제어된 외부신호에 의해 상기 제 1전극(620)과 제 2전극(660) 사이에 전위차가 형성되고, 상기 전위차에 의해 상기 액정층(640)의 배열이 결정되며, 상기 액정층(640)의 배열에 따라서 상기 백라이트 유니트(800)에서 공급되는 가시광선(V)이 차폐 또는 통과된다. 상기 통과된 광이 칼라 필터층(670)을 통과하면서 색을 띠게 되어 화상을 구현한다.
도 8에는 TFT-LCD를 예시하였으나, 본 발명의 액정 디스플레이 패널이 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 상기 수광 소자로는 상기와 같은 액정 디스플레이 패널 외에도 다양한 수광형 디스플레이 패널이 적용될 수 있다.
상기한 바와 같은 전자 방출형 백라이트 유니트를 구비한 액정 디스플레이 패널은 그 백라이트의 휘도와 수명이 향상됨에 따라 상기 디스플레이 패널의 화상의 휘도 품질의 향상은 물론 수명 증대의 효과를 가져올 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 전자 방출형 백라이트 유니트 및 이를 구비한 평판 표시 장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 이용하여, 전자 방출부에 강한 전계가 일정하게 형성되도록 하여 휘도 증진 및 Uniformity를 확보함과 동시에 캐소드 전극과 애노드 전극간의 직접적인 아킹이 발생하는 것을 방지하고, 결국 열화를 억제할 수 있다.
둘째, 전자 방출부들의 온도상승을 억제하여 전자 방출부들의 수명을 증진시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 서로 대향된 전면 기판 및 배면 기판;
    상기 배면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 배치되고, 애노드 전계를 제어할 수 있는 게이트 전극부;
    상기 게이트 전극부의 상면에 형성되어 전기적 절연을 위한 절연부;
    상기 절연부의 상면에 구비되고 상기 게이트 전극부와 교차하는 케소드 전극부;
    상기 게이트 전극부가 노출되도록 상기 케소드 전극부에 배치되는 제 1 개구부;
    상기 제 1 개구부와 연결되는 상기 절연부에 구비되는 제 2 개구부;
    상기 제 1 개구부의 주변에 형성되어 게이트 전계에 의하여 전자를 방출하는 전자방출부;
    상기 게이트 전극부의 상면에 구비하되 상기 제 1 개구부에 위치하는 보조 게이트 전극부;
    상기 전면 기판의 상기 배면 기판을 향한 면에 배치되는 상기 게이트전계에 의하여 방출된 전자를 가속하는 애노드 전극부; 및
    상기 전면 기판의 상기 배면 기판을 향한 면에 배치되어 가시광을 조사하는 발광부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케소드 전극부는 상기 게이트 전극부와 직교하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 전극부는 적어도 2개 이상의 스트라이프 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스트라이프 패턴은 그 단부가 굴곡의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 전극부는 적어도 상기 배면 기판보다 크지 않게 상기 배면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 적층되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부는 상기 게이트 전극부와 상기 케소드 전극부가 교차되는 영역보다 적어도 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 게이트 전극부는 상기 개구부의 형상과 동일하되 상기 제 1 개구부 및 제 2 개구부의 내부영역 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 게이트 전극부는 상기 전자 방출부의 높이보다 적어도 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케소드 전극부는 적어도 2개 이상의 스트라이프 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 스트라이프 패턴은 그 단부가 굴곡의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 케소드 전극부는 적어도 상기 배면 기판의 크기보다 크지 않게 상기 배 면 기판의 상기 전면 기판을 향한 면에 적층되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부는 원모양, 타원모양, 사각형모양, 별모양 등과 같은 폐곡선 형상인 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부는 상기 제 2 개구부의 크기보다 적어도 큰 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부의 중앙과 상기 제 2 개구부의 중앙이 일치하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자방출부는 상기 케소드 전극부의 일 단부를 덮도록 적층하되, 노출된 상기 절연부의 일 단부를 벗어나지 않는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 방출형 백라이트 유니트; 및
    상기 전자 방출형 백라이트 유니트의 전방에 배치되어 상기 전자 방출형 백라이트 유니트로부터 공급되는 광을 제어하여 화상을 구현하는 수발광 소자를 이용한 디스플레이 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수발광 소자는 액정인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
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