KR20080105279A - 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치 - Google Patents

발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치 Download PDF

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KR20080105279A
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유승준
강정호
이수경
이원일
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 애노드 전압에 대한 구동 전극들의 구동 안정성을 높일 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 발광 장치는 진공의 내부 공간을 마련하도록 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 상에 제공되는 전자 방출부와, 전자 방출부의 전자 방출량과 전자빔 경로를 제어하는 구동 전극과, 제2 기판 상에 제공되는 애노드 전극과, 애노드 전극의 일면에 형성되는 형광층을 포함하며, 구동 전극이 위치하는 영역은 애노드 전극의 가장자리보다 외측으로 확장되어 애노드 전극보다 큰 면적을 가진다.
Figure P1020070052653
애노드전극, 캐소드전극, 게이트전극, 집속전극, 아크방전, 진공용기

Description

발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치 {LIGHT EMISSION DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THE LIGHT EMISSION DEVICE AS A LIGHT SOURCE}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 발광 장치 중 구동 전극 영역과 애노드 전극을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 부분 절개 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시한 발광 장치 중 집속 전극과 애노드 전극을 나타낸 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>
100, 101, 102: 발광 장치 200: 표시 장치
20, 201: 전자 방출 유닛 24: 전자 방출부
26: 캐소드 전극 28: 게이트 전극
30: 절연층 22, 221: 발광 유닛
32: 애노드 전극 34: 형광층
36: 금속 반사막 38: 애노드 리드선
40: 구동 전극 영역 42: 보호층
44: 표시 패널 62: 집속 전극
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 애노드 전극의 고압 안정성을 높이고 아크 방전을 억제할 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치에 관한 것이다.
외부에서 볼 때 광이 출사된다는 것을 인식할 수 있는 모든 장치를 발광 장치라 하면, 후면 기판에 전자 방출 소자들을 구비하고, 전면 기판에 애노드 전극과 형광층을 구비한 발광 장치가 공지되어 있다. 전면 기판과 후면 기판은 밀봉 부재에 의해 가장자리가 일체로 접합된 후 내부 공간이 배기되어 밀봉 부재와 함께 진공 용기를 구성한다.
냉음극을 이용하는 전자 방출 소자로는 전계 방출 어레이형, 표면 전도 에미션형, 금속-절연층-금속형 및 금속-절연층-반도체형 등이 있다. 이 가운데 전계 방출 어레이형 전자 방출 소자는 캐소드 전극과 게이트 전극 및 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부를 포함하며, 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압 차에 의해 전자 방출부 주위에 전계를 형성하여 이로부터 전자들을 방출시킨다.
전자 방출부가 형광층을 향해 전자들을 방출시키면, 이 전자들은 형광층을 여기시켜 형광층으로부터 가시광이 방출되도록 한다. 이때 애노드 전극은 전자빔을 형광층으로 끌어당기는 가속 전극으로서, 전면 기판의 유효 영역 전체에 위치하며, 진공 용기 외부의 전원부로부터 고압의 애노드 전압을 인가받아 형광층을 고전위 상태로 유지시킨다.
전술한 발광 장치에서는 후면 기판에 위치하는 구동 전극들이 애노드 전압에 대해 전기적으로 안정된 상태를 유지할 때 안정된 구동 특성을 확보할 수 있다.
그런데 최근 들어 발광면의 휘도를 높이기 위해 애노드 전압을 증가시키는 추세에 있으므로 발광 장치에서 안정된 구동 특성을 확보하는데 많은 어려움이 있다. 특히 종래의 발광 장치에서 구동 전극들이 위치하는 영역은 애노드 전극과 대략 같은 면적을 갖도록 설정되기 때문에 구동 전극들의 가장자리가 애노드 전극과 마주보며 위치하게 된다.
상기 발광 장치에서 구동 전극들의 가장자리는 형상적으로 날카로운 부위라 할 수 있으므로 발광 장치 작용시 이 부위에 전기장이 집중되어 의도하지 않은 방전이 발생할 수 있다. 이 방전은 구동 전극의 손상을 유발하고, 진공 용기 내부를 전기적으로 불안정하게 만들어 아크 방전을 발생시키는 원인을 제공한다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 애노드 전압에 대한 구동 전극들의 구동 안정성을 높이고, 진공 용기 내부를 전기적으로 안정된 상태로 유지하여 의도하지 않은 아크 방전 발생을 억제할 수 있는 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 진공의 내부 공간을 마련하도록 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 상에 제공되는 전자 방출부와, 전자 방출부의 전자 방출량과 전자빔 경로를 제어하는 구동 전극과, 제2 기판 상에 제공되는 애노드 전극과, 애노드 전극의 일면에 형성되는 형광층을 포함하며, 구동 전극이 위치하는 영역이 애노드 전극의 가장자리보다 외측으로 확장되어 애노드 전극보다 큰 면적을 가진다.
구동 전극은 캐소드 전극들과, 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 상부에 위치하며 캐소드 전극들과 직교하는 게이트 전극들을 포함할 수 있으며, 게이트 전극들이 위치하는 영역이 애노드 전극보다 큰 면적을 가진다. 게이트 전극들이 위치하는 영역의 가장자리에 보호층이 위치할 수 있다.
다른 한편으로, 구동 전극은 캐소드 전극들과, 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 상부에 위치하며 캐소드 전극들과 직교하는 게이트 전극들과, 제2 절연층을 사이에 두고 게이트 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 포함할 수 있으며, 집속 전극이 애노드 전극보다 큰 면적을 가진다. 집속 전극의 가장자리에 보호층이 위치할 수 있다.
애노드 전극의 일측에는 애노드 리드선이 위치하며, 제1 기판을 향한 애노드 리드선의 일면에 보호층이 위치할 수 있다. 보호층은 산화 규소, 질화 규소, 산화 크롬 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널과, 표시 패널로 빛을 제공하는 발광 장치를 포함하며, 발광 장치는 진공의 내부 공간을 마련하도록 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 상에 제공되는 전자 방출부와, 전자 방출부의 전자 방출량과 전자빔 경로를 제어하는 구동 전극과, 제2 기판 상에 제공되는 애노드 전극과, 애노드 전극의 일면에 형성되는 형광층을 포함하고, 구동 전극이 위치하는 영역이 애노드 전극의 가장자리보다 외측으로 확장되어 애노드 전극보다 큰 면적을 가진다.
표시 패널이 제1 화소들을 형성할 때, 발광 장치는 제1 화소들보다 적은 개수의 제2 화소들을 형성하며 제2 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어할 수 있다. 표시 패널은 액정 표시 패널일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 발광 장치 중 유효 영역을 나타낸 부분 절개 사시도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(100)는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)과, 제1 기판(12)과 제2 기판(14)의 가장자리에 위치하여 이 기판들(12, 14)을 접합시키는 밀봉 부재(16)로 이루어진 진공 용기(18)를 포함한다. 진공 용기(18)의 내부는 대략 10-6 Torr의 진공도를 유지한다.
제1 기판(12)과 제2 기판(14) 중 밀봉 부재(16)의 내측에 위치하는 영역은 실제 가시광 방출에 기여하는 유효 영역과, 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역으로 구분지을 수 있다. 제1 기판(12) 내면의 유효 영역에는 전자 방출 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛(20)이 위치하고, 제2 기판(14) 내면의 유효 영역에는 가시광 방출을 위한 발광 유닛(22)이 위치한다.
도 1과 도 2에서는 일례로 전계 방출 어레이형 전자 방출 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛의 구성을 도시하였다.
전자 방출 유닛(20)은 전자 방출부(24)와, 전자 방출부(24)의 방출 전류량을 제어하는 구동 전극(26, 28)을 포함한다. 구동 전극(26, 28)은 제1 기판(12)의 일 방향(도 2에서 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 캐소드 전극(26)과, 절연층(30)을 사이에 두고 캐소드 전극(26) 상부에 위치하며 캐소드 전극(26)과 직교하는 방향(도 2에서 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 게이트 전극(28)을 포함한다.
캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28)의 교차 영역마다 게이트 전극(28)과 절연층(30)에 개구부(281, 301)가 형성되어 캐소드 전극(26)의 표면 일부를 노출시키며, 절연층 개구부(301) 내측으로 캐소드 전극(26) 위에 전자 방출부(24)가 위치한다.
전자 방출부(24)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 포함할 수 있다. 전자 방출부(24)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드상 탄소, 훌러렌(C60), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.
전술한 구조에서 하나의 캐소드 전극(26)과 하나의 게이트 전극(28) 및 이 두 전극(26, 28)의 교차 영역에 위치하는 전자 방출부들(24)이 하나의 전자 방출 소자를 구성한다. 하나의 전자 방출 소자가 발광 장치(100)의 한 화소 영역에 대응할 수 있으며, 다른 한편으로 2개 이상의 전자 방출 소자가 발광 장치(100)의 한 화소 영역에 대응할 수 있다.
다음으로, 발광 유닛(22)은 애노드 전극(32)과, 애노드 전극(32)의 일면에 위치하는 형광층(34)과, 형광층(34)을 덮는 금속 반사막(36)을 포함한다.
애노드 전극(32)은 형광층(34)으로부터 방출되는 가시광을 투과시킬 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막으로 형성된다. 애노드 전극(32)은 전자빔을 끌어당기는 가속 전극으로서 애노드 리드선(38)을 통해 진공 용기(18) 외측의 전원부(도시하지 않음)로부터 고압의 애노드 전압을 인가받아 형광층(32)을 고전위 상태로 유지시킨다.
형광층(34)은 백색광을 방출하는 형광층일 수 있다. 이 경우 형광층(34)은 적색 형광체와 녹색 형광체 및 청색 형광체를 포함하는 혼합 형광체로 이루어질 수 있다. 형광층(34)은 제2 기판(14)의 유효 영역 전체에 위치하거나, 화소 영역마다 소정의 패턴으로 나누어 위치할 수 있다.
금속 반사막(36)은 수천 옴스트롱(Å)의 얇은 두께 및 전자빔 통과를 위한 미세 홀들을 가지는 알루미늄 박막으로 이루어질 수 있다. 금속 반사막(36)은 형광층(34)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(12)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(14) 측으로 반사시켜 발광면의 휘도를 높이는 역할을 한다. 한편, 투명 도전막으로 이루어진 애노드 전극(32)이 생략되고, 금속 반사막(36)이 애노드 전압을 인가받아 애노드 전극으로 기능할 수 있다.
그리고 유효 영역에서 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에는 진공 용기(18)에 가해지는 압축력을 지지하고 이 기판들(12, 14)의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(도시하지 않음)이 위치한다.
전술한 구조의 발광 장치(100)에서 구동 전극들이 위치하는 영역(이하, 편의상 '구동 전극 영역'이라 한다)은 애노드 전극(32)보다 큰 면적을 갖도록 형성된다. 본 실시예에서 구동 전극 영역은 게이트 전극들(28)이 위치하는 영역을 의미한다.
도 3은 도 1에 도시한 발광 장치 중 구동 전극 영역과 애노드 전극을 나타낸 평면도이다. 도 3을 참고하면, 구동 전극 영역(40)은 애노드 전극(32)의 가장자리 둘레보다 외측을 향해 소정 거리(d)만큼 연장되어 형성된다.
따라서 구동 전극 영역(40)의 가장자리는 발광 장치(100)의 두께 방향(도 1에서 z축 방향)을 따라 애노드 전극(32)과 마주하지 않게 된다. 그 결과, 구동 전극 영역(40)의 가장자리는 애노드 전압의 영향을 덜 받게 되며, 구동 전극 영역(40)의 가장자리에서 발생할 수 있는 의도하지 않은 아크 방전을 억제할 수 있다.
이때 발광 장치(100)의 두께 방향을 따라 애노드 전극(32)과 마주하지 않는 구동 전극 영역(40)의 가장자리에는 전자 방출부가 위치하지 않는다.
전술한 구조의 발광 장치(100)는 캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28) 중 어느 한 전극에 주사 구동 전압을 인가하고, 다른 한 전극에 데이터 구동 전압을 인가하며, 애노드 전극(32)에 수천 볼트 이상의 애노드 전압을 인가하여 구동한다. 그러면 캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28)의 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(24) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전압에 이끌려 대응하는 형광층(34) 부위에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.
본 실시예의 발광 장치(100)는 표시 장치의 광원으로 사용될 수 있다. 광원용 발광 장치(100)에서 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 5 내지 20mm의 비교적 큰 간격을 두고 위치하며, 애노드 전극(32)은 10kV 이상, 바람직하게 10 내지 15kV의 고전압을 인가받을 수 있다.
발광 장치(100)는 전술한 구동 전극 영역(40)과 애노드 전극(32)의 면적 차이를 통해 아크 방전을 억제할 수 있을 뿐 아니라 제1 기판(12)과 제2 기판(14)의 간격 확대를 통해서도 아크 방전을 보다 효율적으로 억제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.
도 4를 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(101)는 구동 전극 영역의 가장자리와 밀봉 부재(16) 내측의 애노드 리드선(38) 표면에 보호층(42)을 형성하는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예의 발광 장치(100)와 동일한 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 인용 부호를 사용하여 설명한다.
보호층(42)은 구동 전극 영역의 가장자리와 애노드 리드선(38)을 덮어 구동 전극 영역의 가장자리 및 애노드 리드선(38)이 직접적으로 진공 중에 노출되지 않도록 한다. 제1 기판(12)에 위치하는 보호층(42)은 애노드 리드선(38)과 마주하는 구동 전극 영역의 가장자리 일부에 형성되거나, 구동 전극 영역의 가장자리 전체에 형성될 수 있다.
보호층(42)은 산화 규소 또는 질화 규소와 같은 절연 재료로 형성되거나, 산화 크롬(Cr2O3)과 같은 고저항 재료로 형성될 수 있다.
이와 같이 보호층(42)을 포함하는 본 실시예의 발광 장치(101)는 애노드 전극(32)에 고전압을 인가하여도 구동 전극 영역의 가장자리가 애노드 전극(32)과 마주하지 않게 되어 진공 용기(18)의 내부를 전기적으로 안정된 상태로 유지할 수 있다. 또한, 보호층(42)이 형상적으로 날카로운 게이트 전극(28)의 가장자리를 덮어 보호하기 때문에 게이트 전극(28)의 손상이나 아킹을 유발하는 이상 방전을 효율적으로 억제할 수 있다.
도 5는 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 발광 장치를 광원으로 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예의 표시 장치(200)는 발광 장치(100)와, 발광 장치(100)의 전방에 위치하는 표시 패널(44)을 포함한다. 발광 장치(100)와 표시 패널(44) 사이에는 발광 장치(100)에서 출사된 빛을 고르게 확산시키는 확산판(46)이 위치할 수 있으며, 확산판(46)과 발광 장치(100)는 소정의 거리를 두고 떨어져 위치한다.
표시 패널(44)은 액정 표시 패널 또는 다른 수광형 표시 패널로 이루어진다. 아래에서는 표시 패널(44)이 액정 표시 패널인 경우에 대해 설명한다.
표시 패널(44)은 다수의 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 형성된 하부 기판(48)과, 컬러 필터층이 형성된 상부 기판(50)과, 이 기판들(48, 50) 사이에 주입되는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 상부 기판(50)의 윗면과 하부 기판(48)의 아랫면에는 편광판(도시하지 않음)이 부착되어 표시 패널(44)을 통과하는 빛을 편광시킨다.
하부 기판(48)의 내면에는 부화소(sub-pixel)별로 TFT에 의해 구동이 제어되는 투명한 화소 전극들이 위치하고, 상부 기판(50)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. 표시 패널(44)은 이러한 과정을 통해 화소별 휘도와 발광색을 제어할 수 있다.
도 5에서 인용 부호 52는 각 TFT의 게이트 전극에 게이트 구동 신호를 전송하는 게이트 회로보드 어셈블리를 나타내고, 인용 부호 54는 각 TFT의 소스 전극에 데이터 구동 신호를 전송하는 데이터 회로보드 어셈블리를 나타낸다.
발광 장치(100)는 표시 패널(44)보다 적은 수의 화소들을 형성하여 발광 장치(100)의 한 화소가 2개 이상의 표시 패널(44) 화소들에 대응하도록 한다. 발광 장치(100)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개의 표시 패널(44) 화소들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광할 수 있으며, 2 내지 8비트의 계조를 표현할 수 있다.
편의상 표시 패널(44)의 화소를 제1 화소라 하고, 발광 장치(100)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.
발광 장치(100)의 구동 과정은, (a)표시 패널(44)을 제어하는 신호 제어부(도시하지 않음)가 제1 화소군의 제1 화소들 중 가장 높은 계조를 검출하고, (b)검출된 계조에 따라 제2 화소 발광에 필요한 계조를 산출하여 이를 디지털 데이터로 변환하고, (c)디지털 데이터를 이용하여 발광 장치(100)의 구동 신호를 생성하며, (d)생성된 구동 신호를 발광 장치(100)의 구동 전극에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
발광 장치(100)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(100)의 구동을 위한 주사 회로보드 어셈블리와 데이터 회로보드 어셈블리는 발광 장치(100)의 뒷면에 위치할 수 있다. 도 5에서 인용 부호 56이 캐소드 전극과 데이터 회로보드 어셈블리를 연결하는 제1 접속 부재를 나타내고, 인용 부호 58이 게이트 전극과 주사 회로보드 어셈블리를 연결하는 제2 접속 부재를 나타낸다. 그리고 인용 부호 60은 애노드 리드선과 전원부를 연결하는 제3 접속 부재를 나타낸다.
이와 같이 발광 장치(100)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광한다. 즉, 발광 장치(100)는 표시 패널(44)이 구현하는 화면 가운데 밝은 영역에는 높은 휘도의 빛을 제공하고, 어두운 영역에는 낮은 휘도의 빛을 제공한다. 따라서 본 실시예의 표시 장치(200)는 화면의 대조비를 높이고, 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시한 발광 장치의 유효 영역을 나타낸 부분 절개 사시도이다. 제3 실시예의 발광 장치는 자체적으로 영상을 표시할 수 있으며, 전술한 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 인용 부호를 사용하여 설명한다.
도 6과 도 7을 참고하면, 본 실시예의 발광 장치(102)에서 발광 유닛(201)은 전자빔 집속을 위한 집속 전극(62)을 포함한다. 캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28)의 사이에 위치하는 절연층(30)을 제1 절연층이라 하면, 집속 전극(62)의 하 부에는 제2 절연층(64)이 위치하여 게이트 전극(28)과 집속 전극(62)의 전기적 단락을 방지한다.
캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28)의 교차 영역에 위치하는 전자 방출부(24)의 개수는 전술한 제1 실시예보다 적을 수 있으며, 교차 영역의 크기 또한 전술한 제1 실시예보다 작을 수 있다.
캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28)의 교차 영역은 발광 장치(102)의 각 부화소 영역에 대응할 수 있다. 집속 전극(62)은 접지 전압 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받아 집속 전극 개구부(621)를 통과하는 전자들을 전자빔 다발의 중심부로 집속시킨다. 집속 전극(62)과 제2 절연층(64)은 부화소 영역마다 하나의 개구부(621, 641)를 형성할 수 있다.
발광 유닛(221)은 적색 형광층(34R)과 녹색 형광층(34G) 및 청색 형광층(34B)과, 이 형광층들(341) 사이에 위치하는 흑색층(66)을 포함한다. 각각의 적색 형광층(34R)과 녹색 형광층(34G) 및 청색 형광층(34B)이 하나의 부화소 영역에 대응하여 위치하고, 적색 형광층(34R)과 녹색 형광층(34G) 및 청색 형광층(34B)이 나란히 위치하는 3개의 부화소가 모여 하나의 화소를 구성한다.
캐소드 전극(26)과 게이트 전극(28)에 인가되는 구동 전압에 의해 부화소별로 전자 방출부(24)의 전자 방출량이 결정되고, 이 전자들이 대응하는 부화소의 형광층(34R, 34B, 34B)에 충돌하여 형광층(34R, 34G, 34B)을 여기시킨다. 발광 장치(102)는 이러한 과정을 통해 화소별 휘도와 발광색을 제어하여 칼라 화면을 구현할 수 있다.
전술한 구조의 발광 장치(102)에서 집속 전극(62)은 애노드 전극(32)보다 큰 면적을 갖도록 형성된다.
도 8은 도 6에 도시한 발광 장치 중 집속 전극과 애노드 전극을 나타낸 평면도이다. 도 8을 참고하면, 집속 전극(62)은 애노드 전극(32)의 가장자리 둘레보다 외측을 향해 소정 거리(d')만큼 연장되어 형성된다.
따라서 집속 전극(62)의 가장자리는 발광 장치(102)의 두께 방향(도 6에서 z축 방향)을 따라 애노드 전극(32)과 마주하지 않게 된다. 그 결과, 집속 전극(62)의 가장자리는 애노드 전압의 영향을 덜 받게 되며, 집속 전극(62)의 가장자리에서 발생할 수 있는 의도하지 않은 아크 방전을 억제할 수 있다.
한편, 도시는 생략하였으나 집속 전극(62)의 가장자리와 밀봉 부재(16) 내측의 애노드 리드선(38) 표면에 보호층이 위치할 수 있다. 보호층의 형성 위치와 재질은 전술한 제2 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기에서는 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.
본 발명에 의한 발광 장치는 게이트 전극 또는 집속 전극의 가장자리를 애노드 전극과 마주하지 않도록 함으로써 애노드 전압에 의해 게이트 전극 또는 집속 전극의 가장자리에서 발생할 수 있는 이상 방전을 억제한다. 따라서 본 발명에 의 한 발광 장치는 게이트 전극 또는 집속 전극의 손상과 진공 용기 내부의 아크 방전을 억제하여 안정된 구동 특성을 확보할 수 있다.

Claims (14)

  1. 진공의 내부 공간을 마련하도록 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 상에 제공되는 전자 방출부;
    상기 전자 방출부의 전자 방출량과 전자빔 경로를 제어하는 구동 전극;
    상기 제2 기판 상에 제공되는 애노드 전극; 및
    상기 애노드 전극의 일면에 형성되는 형광층
    을 포함하며,
    상기 구동 전극이 위치하는 영역이 상기 애노드 전극의 가장자리보다 외측으로 확장되어 상기 애노드 전극보다 큰 면적을 가지는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전극이 캐소드 전극들과, 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극들 상부에 위치하며 상기 캐소드 전극들과 직교하는 게이트 전극들을 포함하고,
    상기 게이트 전극들이 위치하는 영역이 상기 애노드 전극보다 큰 면적을 가지는 발광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 게이트 전극들이 위치하는 영역의 가장자리에 보호층이 위치하는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전극이 캐소드 전극들과, 제1 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극들 상부에 위치하며 상기 캐소드 전극들과 직교하는 게이트 전극들과, 제2 절연층을 사이에 두고 상기 게이트 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 포함하고,
    상기 집속 전극이 상기 애노드 전극보다 큰 면적을 가지는 발광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 집속 전극의 가장자리에 보호층이 위치하는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전극의 일측에 애노드 리드선이 위치하며, 상기 제1 기판을 향한 상기 애노드 리드선의 일면에 보호층이 위치하는 발광 장치.
  7. 제3항과 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층이 산화 규소, 질화 규소, 산화 크롬 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 발광 장치.
  8. 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널로 빛을 제공하는 발광 장치
    를 포함하며,
    상기 발광 장치가,
    진공의 내부 공간을 마련하도록 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 상에 제공되는 전자 방출부;
    상기 전자 방출부의 전자 방출량과 전자빔 경로를 제어하는 구동 전극;
    상기 제2 기판 상에 제공되는 애노드 전극; 및
    상기 애노드 전극의 일면에 형성되는 형광층
    을 포함하고,
    상기 구동 전극이 위치하는 영역이 상기 애노드 전극의 가장자리보다 외측으로 확장되어 상기 애노드 전극보다 큰 면적을 가지는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 전극이 캐소드 전극들과, 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극들 상부에 위치하며 상기 캐소드 전극들과 직교하는 게이트 전극들을 포함하고,
    상기 게이트 전극들이 위치하는 영역이 상기 애노드 전극보다 큰 면적을 가지는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 게이트 전극들이 위치하는 영역의 가장자리에 보호층이 위치하는 표시 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 구동 전극이 캐소드 전극들과, 제1 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극들 상부에 위치하며 상기 캐소드 전극들과 직교하는 게이트 전극들과, 제2 절연층을 사이에 두고 상기 게이트 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 포함하고,
    상기 집속 전극이 상기 애노드 전극보다 큰 면적을 가지는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 집속 전극의 가장자리에 보호층이 위치하는 표시 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 표시 패널이 제1 화소들을 형성하고, 상기 발광 장치가 상기 제1 화소들보다 적은 개수의 제2 화소들을 형성하며 상기 제2 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표시 패널이 액정 표시 패널인 표시 장치.
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