KR20070013875A - 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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KR20070013875A
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조영석
노기현
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삼성에스디아이 주식회사
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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, 배면 기판과 전면 기판과의 사이에 형성되고, 일정한 저항을 갖도록 구비된 저항부와, 저항부의 윗면에 배치되어 전자를 공급하는 케소드 전극부와, 케소드 전극부와 나란이 마주보도록 형성되고, 저항부의 윗면에 구비되어 전자를 방출하는 전자 방출부와, 배면 기판과 전면 기판과의 사이에 배치되고, 애노드 전계를 제어할 수 있도록 형성된 다수의 게이트 전극부 및, 전면 기판과 배면 기판과의 사이에 배치되는 애노드 전극부 및 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 unit}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 단면도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 부분 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 액정 디스플레이 패널과 백라이트 유니트를 도시한 분리 사시도이다.
도 7은 도 6 의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 취한 일부 확대 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 배면 기판
200,210,220,230: 저항부
300,310,320,330: 케소드 전극부
400,410,420,430: 전자 방출부
500,510,520,530: 게이트 전극부
600: 애노드 전극부 700: 발광부
900: 액정 디스플레이 패널 910: 연성인쇄회로기판
본 발명은 전자 방출형 백라이트 유니트, 이를 구비한 평판 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인터 디지트(inter digit) 전극 구조를 취하여 휘도가 증진되고 수명이 늘어나며 제조공정이 단순화된 전자 방출형 백라이트 유니트, 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), 가시광선을 내는 특성을 이용한 전면이 평판으로 된 장치로서 두 전극 사이에 강한 전압을 걸면 전극 사이에 Gas방전이 생기고, 이때 발생하는 자외선이 형광체에 부딪혀 빛을 내는 현상을 이용한 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(螢光) 또는 인광(燐光) 유기물 박막(薄膜)에 전류를 흘려주면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생되는 자발광형(自發光형)인 OLED 등이 있고, 수광형으로는 액체와 고체의 중간상태인 液晶의 전기적 성질을 표시장치에 응용한 Display로서 液晶이 Shutter 역할을 하여 전압의 On/Off에 따라 빛을 투과(透過) 또는 차단(遮斷)하는 원리를 이용하여 정보를 표시하는 LCD(리퀴드 크리스날 디스플레이)가 있다. 이중에서, 액정 디스플레이 장치는 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 작동되고 작동온도범위가 좁다는 단점이 있다. 발광다이오드는 휘도와 균일도 면에서 냉음극 형광램프에 비해 성능이 떨어지나, 직류신호 의해 작동되고 수명이 길며 작 동온도범위가 넓다. 또, 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 전극층과 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. 이와 같이 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, 저항부 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, 배면 기판과 전면 기판과의 사이에 형성되고, 일정한 저항을 갖도록 구비된 저항부와, 저항부의 상면에 배치되어 전자를 공급하는 케소드 전극부와, 케소드 전극부와 나란하게 마주보도록 형성되고 저항부의 상면에 구비되어 전자를 방출하는 전자 방출부와 배면 기판과 전면 기판과의 사이에 배치되고 저항부와 이격되어 애노드 전계를 제어할 수 있도록 형성된 게이트 전극 부와, 전면 기판과 배면 기판과의 사이에 배치되는 애노드 전극부 및 발광부를 구비하는 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.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 단면도이고, 도 2는 도 1의 부분 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, 전면 기판(800)과 배면 기판(100)이 서로 대향되도록 배치되어 있다.
전면 기판(800)의 배면 기판(100)을 향한 면의 상부는 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 구비되어 있다.
도 2에 도시되어 있듯이, 발광부(700)는 전면 기판(800)의 배면 기판(100) 방향의 면상에 구비되고, 발광부(700)의 상면에 금속 박막으로 이루어지는 애노드 전극부(600)가 구비되어 있다. 금속 박막으로 이루어지는 상기 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 이 더 구비될 수 있다. 투명 전극은 전면 기판의 일 표면 전체를 덮도록 구비되거나 스트라이프 패턴으로 구비될 수 있다. 이 경우에는 상술한 금속 박막을 생략할 수 있으며, 생략할 경우 투명 전극이 애노드 전극이 되어 전자빔 가속에 필요한 전압을 인가받는다.
발광부(700)가 애노드 전극부(600)의 상부에 적층되어 있으나, 이에 한정하지 아니하고 그 순서가 바뀌어도 무관함은 물론이다.
도 1을 참조하면, 내부공간(10)을 볼 수 있는데, 그 내부압력을10-6Torr 이하의 진공으로 유지해야 한다. 내부공간(10)이 고진공으로 유지되지 않으면 패널 내부 공간에 존재하고 있는 입자들과 전자 방출부(400)에서 방출된 전자가 충돌하여 이온들이 발생하게 되고, 이온들에 의한 스퍼터링으로 발광부(700)가 열화되기도 하며, 또한 애노드 전극부(600)에 의해 가속된 전자들이 잔류 입자들과 충돌하여 에너지를 잃게 되어 발광부(700)에 충돌할 때 충분한 에너지를 전달하지 못하게 되어, 발광휘도의 효율이 떨어지기도 한다.
따라서 배면 기판(100)과 전면 기판(800)과의 사이의 내부공간(10)을 고진공으로 밀봉하게 되며, 전면 기판(800)과 배면 기판(100)의 합착되는 단부를 따라 밀봉해야 한다. 이때 실링 글래스 프릿(sealing glass frit) 등과 같은 밀봉부재를 이용하여 밀봉부(20)를 형성하게 된다.
더 구체적으로 살펴보면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 글라스재 등으로 형성된 배면 기판(100)을 준비하고, 상기 배면 기판(100) 상에 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질 또는 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로 복수의 게이트 전극부(500)를 스트라이프 패턴으로 형성한다. 게이트 전극부(500)는 이 외에도 다양한 물질로 형성 가능함은 물론이다.
다음으로는, 니켈, 코발트, 철 및 금 등과 같은 고유의 저항값을 갖는 물질로 상기 게이트 전극부(500)과 평행하게 마주보도록 저항부(200)를 스트라이프 패턴으로 형성한다.
저항부(200)를 형성한 후에는 저항부(200)의 상면에 적층되도록 그 중앙 또는 단부에 전자 방출부(400)을 형성한다.
전자 방출부(400)는 카본 나노튜브(CNT, carbon nanotube), 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 훌러렌(C60) 등을 포함하는 일함수가 낮은 탄소계 물질로 이루어질 수 있고, 페이스트 상의 탄소계 물질을 후막 인쇄한 후, 건조, 노광, 현상 공정을 통해 패터닝을 행하여 형성할 수 있을 뿐 만 아니라, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 등을 이용하여 형성할 수 도 있다.
또한, 배면 패널(100)과 애노드 전극부(600) 및 발광부(700)가 형성된 전면 패널(800)의 서로 대향되게 배치하고, 이를 밀봉 부재를 이용하여 밀봉부(20)를 형성하는데, 밀봉 부재로는 실링 글래스 프릿을 사용할 수 있다.
이 경우에는 배면 패널(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 패널(100)과 전면 패널(800)을 정렬시킨 후 고온으로 상기 실링 글래스 프릿을 소결시켜 밀봉을 완료하게 된다. 상기와 같이 밀봉이 완 료된 후에 배기구(미도시) 등을 통해 기판들(100,800)의 내부공간(10)를 고진공으로 만들게 된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 달리, 전면 기판(800)의 배면 기판(100) 방향의 면 상부에 전자를 가속하기 위해 고전압이 인가되는 ITO 등으로 형성되는 투명한 애노드 전극부(600)와, 애노드 전극부의 상부에 전자에 의해 여기되어 가시광을 방출하는 형광체인 발광부(700)가 구비된 구조를 취할 수도 있다.
한편, 배면 기판(100)의 전면 기판(800)을 향한 면의 상부에는 저항부(200)가 스트라이프 패턴으로 구비될 수 있다. 저항부(200)는 전자 방출부(400)의 형성을 촉진할 수 있는데, 이외에도 케소드 전극부(300)와의 콘택저항 감소 및 균일한 저항값의 유지에 기여한다. 여기서, 전자 방출부(400)는 저항부(200)의 윗면에 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있는데, 이는 안정적인 전자 방출을 도모하기 위함이다.
또한, 케소드 전극부(300)는 Cr, Nb, Mo, W 또는 Al 등으로 부터 선택된 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 이외에도, 전자를 원활하게 공급할 수 있는 범위 내에서 어떤 물질도 이용할 수 있다.
또한, 저항부(200)는 일 단부가 서로 연결되는 스트라이프 패턴으로 구비될 수 있다.
더 상세히 설명하면, 저항부(200)의 각 스트라이프 패턴 사이에 개재되어 게이트 전극부(500)가 구비되고, 게이트 전극부(500)의 일 단부는 서로 연결되는, 스트라이프 패턴으로 구비될 수 있다.
여기서, 게이트 전극부(500)의 일 단부와 반대쪽으로 저항부(200)의 스트라이프 패턴의 단부는 서로 연결될 수 있다.
다만, 전자 방출부(400)가 케소드 전극부(300)와 게이트 전극부(500)간의 안정적인 전계(Electric field)에 놓이도록 케소드 전극부(300)는 적어도 전자 방출부(400)보다는 높게 형성되는 것이 바람직하다.
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(800)의 애노드 전극부(600)에 의해 형성된 전계에 의해 상기 형광체인 발광부(700)에 충돌하여 가시광을 방출하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트는 저항부(200)을 이용하여 콘택저항 발생의 방지 및 균일한 저항값을 유지하도록 하여 전자 방출부(400)에 균일한 전계가 형성되도록 하여 전자의 방출을 용이하게 함과 동시에 캐소드 전극부(300)과 애노드 전극부(600)간의 직접적인 아킹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트의 부분 확대 단면도를 나타내고 있다.
도면을 참조하여 도 2 에서 상술한 바와 다른 점만을 살펴보면, 배면 기판의 윗면에 저항부(210)가 적층되고, 이를 마주보며 나란하게 스트라이프 패턴으로 게 이트 전극부(510)가 형성되어 있다. 이 점에서, 도 2 에서 설명된 바와 같다.
그러나, 도 2 의 실시예는 기본적으로 저항부(200)와 이와 마주보며 나란하게 형성된 게이트 전극부(500)가 교번적으로 형성되어 있으나, 도 3 의 실시예에서는 하나의 저항부(210)와 마주보며 나란하게 형성된 게이트 전극부(510)가 두 개가 하나의 저항부(210)를 기준으로 양 측면에 이격되어 배치된다.
아울러, 하나의 저항부(210)의 상면에는 전자 방출부(410,410a)가 케소드 전극부(310)의 양측면에 이격되어 나란하게 마주보도록 형성된다.
다만, 전자 방출부(410,410a)가 케소드 전극부(310)와 게이트 전극부(500)간의 안정적인 전계(Electric field)에 놓이도록 케소드 전극부(310)는 적어도 전자 방출부(410,410a)보다는 높게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 취함으로써, 케소드 전극부(310)와 게이트 전극부(510)에 의한 전계가 애노드 전극부(600)에 의한 침범을 받지 아니하고 효율적으로 전자를 공급할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 전자 방출형 백라이트 유니트를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, 상술한 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 각각 대응되게 도 4 및 도 5를 살펴볼 수 있다. 이하 차이점만을 본다.
도 4를 먼저 보면, 전면 기판(800)과 배면 기판(100)이 서로 대향되도록 배치되어 있다. 전면 기판상의 애노드 전극부(600),발광부(700) 등의 설명은 생략한다. 또한, 배면 기판상의 저항부(220),케소드 전극부(320), 전자 방출부(420)에 관 하여도 도 2에 설명된 바와 유사하여 생략한다.
배면기판상의 저항부(220)와 나란하게 이격되어 배치되는 게이트전극부(520)가 있다.
게이트전극부(520)는 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질 또는 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로서, 스트라이프 패턴으로 형성된다. 아울러, 게이트 전극들(520)은 이 외에도 전류가 인가될 수 있는 범위내에서 다양한 물질로 형성 가능함은 물론이다.
한편, 게이트전극부(520)의 상면에 적층되도록 그 중앙 또는 단부에 보조 전극부(520a)를 형성한다.
보조전극부(520a)는 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질 또는 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로서, 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다. 아울러, 보조전극부(520a)는 이 외에도 전류가 인가될 수 있는 범위 내에서 다양한 물질로 형성 가능함은 물론이다.
게이트전극부(520)의 상면에 보조전극부(520a)를 배치함으로써, 케소드 전극부(320)와 게이트 전극부(520,520a)에 의한 전계가 애노드 전극부(600)에 의한 침범을 받지 아니하고 효율적으로 전자를 공급할 수 있게 된다.
한편, 도 5를 참조하면, 도 3 에서 상술한 바와 다른 점만을 살펴보면, 배면 기판의 윗면에 저항부(230)가 적층되고, 이를 마주보며 나란하게 스트라이프 패턴으로 게이트 전극부(530)가 형성되어 있다. 이 점에서, 도 3 에서 설명된 바와 같다.
그러나, 도 3 의 실시예는 기본적으로 하나의 저항부(230)와 마주보며 나란하게 형성된 게이트 전극부(530)가 두 개가 하나의 저항부(230)를 기준으로 양 측면에 이격되어 형성되어 있으나, 도 5 의 실시예에서는 하나의 저항부(230)의 양 측면에 배치된 게이트 전극부(530)의 상면에 보조 전극부(530a)를 더 포함한다..
아울러, 하나의 저항부(230)의 상면에는 전자 방출부(430,430a)가 케소드 전극부(330)의 양측면에 이격되어 나란하게 마주보도록 형성된다.
다만, 전자 방출부(430,430a)가 케소드 전극부(330)와 게이트 전극부(530)간의 안정적인 전계(Electric field)에 놓이도록 케소드 전극부(310)는 적어도 전자 방출부(410,410a)보다는 높게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 취함으로써, 케소드 전극부(310)와 게이트 전극부(510)에 의한 전계가 애노드 전극부(600)에 의한 침범을 받지 아니하고 효율적으로 전자를 공급할 수 있게 된다.
또한, 보조전극부(530a)는 ITO, IZO, In2O3 등의 투명 전도성 물질 또는 Mo, Ni, Ti, Cr, W 또는 Ag 등과 같은 금속으로서, 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다. 아울러, 보조전극부(530a)는 이 외에도 전류가 인가될 수 있는 범위 내에서 다양한 물질로 형성 가능함은 물론이다.
전자 방출부(430,430a)가 케소드 전극부(330)와 게이트 전극부(530)간의 안정적인 전계(Electric field)에 놓이도록 보조 전극부(530a)는 적어도 전자 방출부(410,410a)보다는 높게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 경우에 케소드 전극부(330)은 높이는 전자 방출부(430,430a)보다 높 지 않아도 무방하다.
게이트전극부(530)의 상면에 보조전극부(530a)를 배치함으로써, 케소드 전극부(330)와 게이트 전극부(530,530a)에 의한 전계가 애노드 전극부(600)에 의한 침범을 받지 아니하고 효율적으로 전자 방출부(430,430a)에 전자를 공급할 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전자 방출형 백라이트 유니트를 구비한 평판 디스플레이 장치, 특히 액정 디스플레이 장치를 도시한 분리 사시도 및 일부 확대 단면도이다.
우선, 도 6에는 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(700)에 공급된다.
도 7을 참조하여, 상기 백라이트 유니트(800)와 상기 액정 디스플레이 패널(900)에 대해 설명하기로 한다.
도 7에 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 7을 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(805)와 게이트 전극부(807)와의 사이에서 전계가 형성되고, 케소드 전극부(805)에서 공급된 전자는 전자 방출부(806)에서 방출되어, 이 전자들이 전면 기판(870) 상의 애노드 전극부(890)에 의해 발광부(880)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)상 에는 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 7에는 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 (11)

  1. 서로 대향된 전면 기판 및 배면 기판;
    상기 배면 기판과 상기 전면 기판과의 사이에 형성되고, 일정한 저항을 갖도록 구비된 저항부;
    상기 저항부의 윗면에 배치되어 전자를 공급하는 케소드 전극부;
    상기 케소드 전극부와 나란하게 마주보도록 형성되고, 상기 저항부의 윗면에 구비되어 전자를 방출하는 전자 방출부;
    상기 배면 기판과 상기 전면 기판과의 사이에 배치되고, 상기 저항부와 이격되어 애노드 전계를 제어할 수 있도록 형성된 게이트 전극부; 및
    상기 전면 기판과 상기 배면 기판과의 사이에 배치되는 애노드 전극부 및 발광부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 전극부는 상기 저항부와 나란하게 이격되어 스트라이프 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항부는 상기 배면 기판의 윗면에 스트라이프 패턴으로 적층되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저항부는 니켈, 코발트, 철 및 금으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 저항부의 윗면을 따라 나란하게 적층되는 케소드 전극부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 케소드 전극부와 이격되어 형성되고, 상기 저항부의 윗면을 따라 나란하게 적층되며, 상기 케소드 전극부보다 적어도 낮은 높이를 갖도록 형성되는 전자 방출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자 방출부에는 상기 케소드전극과 나란하게 마주보도록 형성되며, 상기 전자 방출부의 상기 케소드전극부를 향한 다른 쪽에 적어도 상기 케소드 전극부보다 낮은 높이로 구비되는 타 전자 방출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 전극부에는, 그 윗면에 형성되는 보조전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 전극부에는, 그 윗면에 형성되는 보조전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출형 백라이트 유니트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 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.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수발광 소자는 액정인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
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