KR20070074414A - 구분자를 구비하는 전자 방출 표시소자 및 이를 이용한불량 화소 검수 방법 - Google Patents

구분자를 구비하는 전자 방출 표시소자 및 이를 이용한불량 화소 검수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 방출 표시소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 대화면 전자 방출 소자의 화질 평가와 특성 파악에 있어, 화면을 영역화 하여, 특성 패턴 및 불량 화소를 파악하는 전자 방출 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자 방출 표시소자는 상부에 캐소드 전극, 절연층 및 전자 방출 영역을 구비하는 기판 및 상기 기판상에 형성되며, 상기 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자에 의해 발광하는 복수의 형광체가 구비된 화소부를 포함하며, 상기 화소부는 화상을 표시하는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외곽에 위치하며 복수의 구분자가 배치된 더미 영역으로 구분된다.
전자 방출표시소자, 구분자, 화질 평가, 패턴성, 좌표화

Description

구분자를 구비하는 전자 방출 표시소자 및 이를 이용한 불량 화소 검수 방법{electron emission display device having divider and method for checking pixel defect using the same}
도 1은 종래 전자 방출 표시소자를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 방출 표시소자의 일례를 나타낸 도이다.
도 3은 도 2의 전자 방출 표시소자에 채용된 화소부의 일례를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자 방출 표시소자를 이용한 불량 화소 검수 방법을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일례를 나타낸 도이다.
*** 도면의 주요 부호에 대한 설명 ***
100: 제 1 기판 150: 화소부
200: 제 2 기판 160: 구분자
본 발명은 전자 방출 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 대화면 전자 방출 소자의 화질 평가와 특성 파악에 있어, 화면을 영역화 하여, 특성 패턴 및 불량 화소를 파악하는 전자 방출 소자에 관한 것이다.
최근 액정 표시소자(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel; PDP), 전계 발광 표시소자(Electro luminescent Display; ELD), 전자 방출 표시소자(Electron Emission Display; EED) 등의 평판 디스플레이가 활발히 연구 개발되고 있다. 이 중에서 전자 방출 표시소자는, 전자 방출소자를 구비하여 전자를 방출하는 전자 방출영역과 방출된 전자를 형광층에 충돌시켜 발광시키기 위한 화상 표현 영역을 구비하여 구성된다. 특히, 탄소나노튜브를 이용하는 전자 방출 표시소자는 고화질, 고해상도, 광시야각 등의 우수한 화상 특성을 갖는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)과 경량, 박형, 저소비전력 등을 특징으로 하는 평판 디스플레이의 장점만을 결합한 이상적인 표시 장치이다. 일반적으로, 전자 방출소자(Electron Emission Device)는 전자원으로 열 음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.
FEA 형 전자 방출소자는 일 함수(Work Function)가 낮거나 β 함수가 높은 물질을 전자 방출부로 사용하여 진공 중에서 전계 차에 의하여 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로 선단이 뾰족한 팁 구조물이나 탄소계 물질 또는 나노 물질을 전자 방출부을 적용한 소자가 개발되고 있다.
SCE 형 전자 방출소자는 기판상에 서로 마주보며 배치된 2개의 전극 사이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출부를 형성한 소자이다. 상기 소자는 전극에 전압을 인가하여 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 상기 미세 갭인 전자 방출부으로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다.
MIM 형과 MIS형 전자 방출소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출부를 형성하고, 유전층을 사이에 두고 위치하는 두 금속 또는 금속과 반도체 사이에 전압을 인가할 때 높은 전자 전위를 갖는 금속 또는 반도체로부터 낮은 전자 전위를 갖는 금속 쪽으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한 소자이다.
BSE 형 전자 방출소자는 반도체의 사이즈를 반도체 중의 전자의 평균자유행정보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여 오믹 전극 상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자 공급층을 형성하고, 전자 공급층 위에 절연층과 금속 박막을 형성하여 오믹 전극과 금속 박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다.
상기와 같은 전자 방출 소자는 CRT(Cathode-Ray Tube)와 마찬가지로 캐소드 전극선 발광에 의해 동작한다는 점, 자체광원, 높은 효율, 높은 휘도와 넓은 휘도 영역, 천연색, 높은 색순도 및 넓은 시야각, 동작 속도, 동작 온도 영역이 넓다는 점등의 장점으로 인하여 다양한 분야에서 활용 가능하며, 최근까지 활발한 연구가 이루어지고 있다.
도 1은 종래 전자 방출 표시소자를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래 전자 방출 표시소자는 기판(10), 화소부(20), 주사 구동부(30), 데이터 구동부(40) 및 전원 공급부(50)를 포함한다.
기판(10)에는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn) 및 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm)이 형성되며, 주사선 및 데이터선 중 어느 하나가 캐소드 전극으로 작용하고, 나머지 하나가 게이트 전극으로 작용한다.
화소부(20)는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn) 및 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm)에 의해 정의된 영역에 복수의 화소(15a)를 구비하며, 전 영역에 걸쳐 애노드 전극(ANODE)이 형성된다.
주사 구동부(30)는 복수의 주사선(S1, S2, ... Sn)에 주사신호를 순차적으로 인가한다.
데이터 구동부(40)는 외부로부터 입력되는 비디오 데이터(DATA)에 대응하는 데이터 신호를 복수의 데이터선(D1, D2, ... Dm)에 각각 인가한다.
전원 공급부(50)는 주사 구동부(30)에 제 1 전원(V1) 및 제 2 전원(V2)을 인가하고, 데이터 구동부(40)에 제 3 전원(V3) 및 제 4 전원(V4)을 인가한다.
상술한 바와 같은 종래 전자 방출 표시소자는 화소부(20)의 화질 평가와 제 품의 특성 파악에 있어서, 패턴성을 파악할 수 없기 때문에, 화소부(20)의 불량 화소(15a)가 발생하는 영역과 원인을 파악하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전자 방출 표시소자의 화질 평가와 특성 파악에 있어, 화면을 영역화 하여, 특성 패턴 및 불량 화소를 용이하게 파악할 수 있는 전자 방출 표시소자를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명의 일측면은 상부에 캐소드 전극, 절연층 및 전자 방출 영역을 구비하는 기판 및 상기 기판상에 형성되며, 상기 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자에 의해 발광하는 복수의 형광체가 구비된 화소부를 포함하며, 상기 화소부는 화상을 표시하는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외곽에 위치하며 복수의 구분자가 배치된 더미 영역으로 구분되는 전자 방출 표시소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 화상을 표시하는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외곽에 위치하는 더미 영역으로 구분된 화소부의 상기 더미 영역에 복수의 구분자를 배치하는 단계, 상기 구분자에 의해 복수의 영역으로 구분된 표시 영역을 좌표화 하는 단계 및 상기 각 좌표별로 화소의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함하는 불량 화소 검수 방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 방출 표시소자의 일례를 나타낸 도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전자 방출 표시소자는 기판(100), 화소부(200), 주사 구동부(300), 데이터 구동부(400) 및 전원 공급부(500)를 형성한다.
기판(100)에는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn) 및 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm)이 형성되며, 주사선 및 데이터선 중 어느 하나가 캐소드 전극으로 작용하고, 나머지 하나가 게이트 전극으로 작용한다.
화소부(200)는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn) 및 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm)에 의해 정의된 영역에 복수의 화소(150a)를 구비하며, 전 영역에 걸쳐 애노드 전극(ANODE)이 형성된다. 한편, 화소부(200)는 실질적으로 화상을 표시하는 표시 영역(150)과 표시 영역(150)의 외곽에 형성되어 화상을 표시하지 않는 더미 영역(151)으로 구분된다. 그리고, 더미 영역(151)에는 복수의 구분자(160)가 배치된다. 이때, 복수의 구분자(160)는 더미 영역(151)의 각 모서리로부터 각 변을 따라 동일한 간격으로 배치된다. 또한, 더미 영역(151)의 평행한 어느 두 변에 서로 마주보는 위치에 배치된 구분자(160)끼리 연결하여, 표시 영역(150)을 좌표화할 수 있다. 즉, 표시 영역(150)을 복수의 영역으로 나누어 좌표화 함으로써, 불량이 발생하는 화소(150a)의 수 또는, 특성 패턴을 용이하게 파악할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 3을 참조하여 더욱 상세히 하도록 한다.
주사 구동부(300)는 복수의 주사선(S1, S2, ... Sn)에 주사신호를 순차적으로 인가한다.
데이터 구동부(400)는 외부로부터 입력되는 비디오 데이터(DATA)에 대응하는 데이터 신호를 복수의 데이터선(D1, D2, ... Dm)에 각각 인가한다.
전원 공급부(500)는 주사 구동부(300)에 제 1 전원(V1) 및 제 2 전원(V2)을 인가하고, 데이터 구동부(400)에 제 3 전원(V3) 및 제 4 전원(V4)을 인가한다.
도 3은 도 2의 전자 방출 표시소자에 채용된 화소부의 일례를 나타낸 도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 화소부(200)는 실질적으로 화상을 표시하는 표시 영역(150)과 표시 영역(150)의 외곽에 형성되어 화상을 표시하지 않는 더미 영역(151)으로 구분된다. 그리고, 더미 영역(151)은 복수의 구분자(160)에 의해 복수의 영역으로 구분된다. 즉, 더미 영역(151)의 각 모서리로부터 각 변을 따라 동일한 간격으로 복수의 구분자(160)를 배치하여 더미 영역(151)의 평행한 어느 두 변에 서로 마주보는 위치에 배치된 구분자(160)끼리 연결하여, 표시 영역(150)을 좌표화한다. 도면에는 더미 영역(151)의 각 변에 4개씩의 구분자를 두어 표시 영역(150)을 25개의 영역으로 나눈 일례를 나타내었다. 25개의 각 영역에는 하나의 화소(미도시)가 포함될 수도 있고, 또는, 복수개의 화소가 포함될 수도 있다.
즉, 표시 영역(150)을 (1,1),(1,2)...(5,4),(5,5)의 좌표로 구분하여, 데이 터화함으로써 화소의 불량이 발생한 영역과 화소의 상태가 양호한 영역을 용이하게 파악할 수 있다. 예를 들어, (1,3), (1,4), (2,1), (3,1)의 좌표에 불량 화소가 발생하였다면, (1,3), (1,4), (2,1), (3,1)의 영역을 패턴화하여 관리한다. 이와 같은 방식으로, 불량 화소의 수를 파악하여 제품의 우열을 판가름할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전자 방출 표시소자를 이용한 불량 화소 검수 방법을 나타낸 도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전자 방출 표시소자를 이용한 불량 화소 검수 방법은 제 1 단계(ST100) 내지 제 3 단계(ST300)에 걸쳐 진행된다.
제 1 단계(ST100)는 화상을 표시하는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외곽에 위치하는 더미 영역으로 구분된 화소부의 상기 더미 영역에 복수의 구분자를 배치하는 단계이다. 이때, 복수의 구분자는 더미 영역의 각 모서리로부터 각 변을 따라 동일한 간격으로 배치된다.
제 2 단계(ST200)는 구분자에 의해 복수의 영역으로 구분된 표시 영역을 좌표화 하는 단계이다. 즉, 더미 영역의 평행한 어느 두 변에 서로 마주보는 위치에 배치된 구분자끼리 연결하여, 표시 영역을 좌표화한다. 이와 같은 방식으로 좌표화된 각 영역에는 하나의 화소가 포함될 수도 있고, 또는, 복수 개의 화소가 포함될 수도 있다.
제 3 단계(ST300)는 각 좌표별로 화소의 불량 여부를 판단하는 단계이다. 이하, 더미 영역의 각 변에 4개씩의 구분자를 두어 표시 영역을 25개의 영역 으로 나눈 일례를 참조하여 설명하도록 한다. 즉, 표시영역을 (1,1), (1,2)...(5,4), (5,5)의 좌표로 구분하여, 데이터화함으로써 화소의 불량이 발생한 영역과 화소의 상태가 양호한 영역을 용이하게 파악할 수 있다. 예를 들어, (1,3), (1,4), (2,1), (3,1)의 좌표에 불량 화소가 발생하였다면, (1,3), (1,4), (2,1), (3,1)의 영역을 패턴화하여 관리한다. 이와 같은 방식으로, 불량 화소의 수를 파악하여 제품의 우열을 판가름할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일례를 나타낸 도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 전자 방출 소자(600)는 제 1 기판(610), 캐소드 전극(620), 절연층(630), 게이트 전극(640), 전자 방출 영역(650), 스페이서(660), 제 2 기판(670), 애노드 전극(680) 및 형광층(690)을 포함한다.
제 1 기판(610)상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 적어도 하나의 캐소드 전극(620)이 배치된다. 제 1 기판(610)은 전자 방출 소자로 감광성 CNT(Carbon NanoTube) 페이스트를 이용하며 후면 노광에 의해 이를 형성하는 경우에는 유리(glass)와 같은 투명 기판을 사용할 수 있다.
캐소드 전극(620)은 데이터 구동부(미도시) 또는 주사 구동부(미도시)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 전자 방출 영역(650)으로 공급한다. 또한, 캐소드 전극(620)은 제 1 기판(610) 상에 스트라이프형으로 나란하게 배치될 수 있다. 이때, 전자 방출 영역(650)은 캐소드 전극(620)과 게이트 전극(640)에 의해 정의된 영역에 형성된다.
절연층(630)은 일례로, 캐소드 전극(620)과 게이트 전극(640) 사이에 형성되어, 캐소드 전극(620)과 게이트 전극(640)을 전기적으로 절연한다.
게이트 전극(640)은 절연층(630) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드 전극(620)과 교차하는 방향으로 배치된다. 그리고, 게이트 전극(640)은 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다.
전자 방출영역(650)은 캐소드전극(620) 상에 형성되며, 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질, 카본 나노튜브, 그라파이트(graphite), 그라파이트 나노파이버, 다이아몬드상 카본, C60, 실리콘 나노와이어으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나로 형성된다. 캐소드 전극(620)과 게이트 전극(640)에 인가된 전압에 의해 전계가 형성되면, 전자 방출영역(650)로부터 전자가 방출되며, 방출된 전자는 전자 방출영역(650)에 대응하는 형광층(690)에 충돌하여 화상을 표시한다.
스페이서(660)는 제 1 기판(610)과 제 2 기판(670) 사이에 위치하여, 제 1 기판(10)과 제 2 기판(670)의 처짐이 발생하지 않도록 지지해준다.
제 2 기판(670)에는 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광층(690)이 임의의 간격을 두고 선택적으로 배치된다. 이때, 제 2 기판(670)은 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
애노드 전극(680)은 제 2 기판(670)의 제 1 기판(10)과 마주하는 측면에 형 성되며, 전자 방출영역(650)으로부터 방출된 전자를 형광층(690)으로 가속한다. 이때, 애노드 전극(680)은 ITO와 같은 투명한 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
형광층(690)은 제 2 기판(670)의 제 1 기판(10)과 마주하는 측면에 소정의 간격을 두고 임의의 형상(예를 들면, 스트라이프상, 매트릭스형상 등)으로 배치된다. 이때, 형광층(690)은 적색 발광성의 형광층(R), 녹색 발광성의 형광층(G), 청색 발광성의 형광층(B)으로 이루어질 수 있다.
한편, 제 2 기판(670) 상에는 형광층(690)에 의해 화상을 표시하는 표시 영역과, 표시 영역의 외곽에 형성되어 화상을 표시하지 않는 더미 영역으로 구분되는 화소부(미도시)를 구비한다. 그리고, 더미 영역에는 복수의 구분자(미도시)를 두어, 표시 영역이 복수의 구분자에 의해 복수의 영역으로 구분되도록 한다. 즉, 화소부를 복수개의 영역으로 나누어 좌표화 함으로써, 불량이 발생하는 화소(미도시)의 수 또는, 특성 패턴을 용이하게 파악할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 방출 표시소자에 의하면, 전자 방출 표시소자의 화질 평가와 특성 파악에 있어, 화면을 영역화 하여, 특성 패턴 및 불량 화소를 용이하게 파악할 수 있다.

Claims (6)

  1. 상부에 캐소드 전극, 절연층 및 전자 방출 영역을 구비하는 기판; 및
    상기 기판상에 형성되며, 상기 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자에 의해 발광하는 복수의 형광체가 구비된 화소부를 포함하며,
    상기 화소부는 화상을 표시하는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외곽에 위치하며 복수의 구분자가 배치된 더미 영역으로 구분되는 전자 방출 표시소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 구분자는 상기 더미 영역의 각 모서리로부터 각 변을 따라 형성되는 전자 방출 표시소자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 구분자는 동일한 간격으로 배치되는 전자 방출 표시소자.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 더미 영역의 평행한 어느 두 변에 서로 마주보도록 배치된 상기 구분자 끼리 연결하여, 상기 표시영역을 좌표화 하는 전자 방출 표시소자.
  5. 화상을 표시하는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외곽에 위치하는 더미 영역으로 구분된 화소부의 상기 더미 영역에 복수의 구분자를 배치하는 단계;
    상기 구분자에 의해 복수의 영역으로 구분된 표시 영역을 좌표화 하는 단계; 및
    상기 각 좌표별로 화소의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함하는 불량 화소 검수 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 구분자는 상기 더미 영역의 평행한 어느 두 변에 서로 마주보도록 배치하는 불량 화소 검수 방법.
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