KR20080079838A - 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 광을 출사하도록 적용된 전자 방출형 발광 패널과, 발광 패널 위에 위치하고, 발광 패널으로부터 출사된 광을 확산시키는 확산 부재를 포함한다. 확산 부재는 제1 굴절률을 가지는 베이스부와, 베이스부의 적어도 일 표면에 위치하고, 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가지는 확산부를 포함한다.

발광 장치, 형광층, 전자빔, 확산, 발광

Description

발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치{LIGHT EMISSION DEVICE AND DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 발광 패널의 단면도이다.

도 3은 도 1의 발광 장치를 결합한 후 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.

본 발명은 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 확산을 최대화할 수 있는 확산 부재를 구비한 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.

일반적인 전자 방출 소자(electron emission element)로서 전계 방출 어레이(Field Emitter Array; FEA)형이 알려져 있다. 상기 FEA형 전자 방출 소자는 전자 방출부와, 이 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들로서 캐소드 전 극과 게이트 전극을 구비한다. 여기서 전자 방출부로는 일함수(work function)가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물이나, 탄소 나노튜브와 흑연 및 다이아몬드상 카본과 같은 탄소계 물질을 사용할 수 있으며, 이들은 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자를 방출한다.

이 전자 방출 소자는 일 기판에 어레이를 이루며 형성되어 전자 방출 디바이스(electron emission device)를 구성하고, 전자 방출 디바이스는 형광층과 애노드 전극 등으로 이루어진 발광 유닛이 구비된 다른 기판과 결합하여 발광 장치(electron emission display)를 구성한다. 한편, 상기한 구성의 발광 장치는 디스플레이의 기능 외에, 수광형 표시 장치의 광원으로 사용될 수 있다.

가시광을 고르게 확산시켜 비발광 영역을 최소화함으로써 밝기의 균일도를 확보할 수 있는 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 광을 출사하도록 적용된 전자 방출형 발광 패널과, 발광 패널 위에 위치하고, 발광 패널으로부터 출사된 광을 확산시키는 확산 부재를 포함한다. 확산 부재는 제1 굴절률을 가지는 베이스부와, 베이스부의 적어도 일 표면에 위치하고, 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가지는 확산부를 포함한다.

상기 베이스부의 광 투과율은 확산부의 광 투과율보다 크고, 제1 굴절률에 대한 제2 굴절률의 비는 1.2 이상이다. 확산부는 베이스부의 대향하는 양 표면에 위치하거나 베이스부를 사이에 두고 발광 패널과 대향하여 위치한다. 확산부는 베이스부 전체 부피의 2% 이상을 차지한다. 확산부는 복수의 비드(bead)로 이루어질 수 있으며, 비드의 직경은 0.1㎛ 내지 100㎛ 이다.

상기 발광 패널은, 서로 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과, 제2 기판에 제공되어 광을 출사하는 발광 유닛과, 제1 기판에 제공되어 제2 기판으로 전자를 방출하는 전자 방출 유닛을 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 광을 출사하도록 적용된 전자 방출형 발광 패널과, 발광 패널 위에 위치하고, 발광 패널으로부터 출사된 광을 확산시키는 하나 이상의 확산 부재와, 확산 부재 위에 위치하고, 확산 부재를 통과한 광이 공급되는 표시 패널을 포함한다. 여기서, 확산 부재는 제1 굴절률을 가지는 베이스부와, 베이스부의 적어도 일 표면에 위치하고, 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가지는 확산부를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면 부호를 사용하여 나타낸다.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부 분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는 것을 이해할 수 있다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대란 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90°회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술 문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예에서, 발광 장치는 외부에서 볼 때 광이 출사된다는 것을 인식할 수 있는 모든 장치를 포함한다. 따라서 기호, 문자, 숫자 및 영상 등을 표시하여 정보를 전달하는 모든 디스플레이의 장치도 발광 장치에 포함된다. 또한, 발광 장치는 수광형 표시 패널에 광을 제공하는 발광 패널으로 이용될 수 있다. 패널은 평면형 패널 또는 곡면형 패널을 포함한다. 이외에 다른 형태의 패널을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치(1000)를 개략적으로 분해하여 나타낸다.

도 1을 참조하면, 발광 장치(1000)는 발광 패널(30) 및 확산 부재(50)를 포함한다. 그리고 발광 패널(30) 및 확산 부재(50)를 고정 및 지지하기 위하여 제1 고정 부재(54) 및 제2 고정 부재(56)를 더 포함한다.

발광 패널(30)은 면발광형 패널로서, 소정 면적으로 도포된 형광층을 여기시켜 광을 출사한다. 발광 패널(30)은 제1 기판(10), 제2 기판(12), 전자 방출 유닛(미도시) 및 발광 유닛(미도시)를 포함한다. 발광 패널(30)은 광을 공급하는 광원으로서, 점선으로 나타낸 바와 같이 발광 화소별 구동이 가능하다.

본 실시예에서 발광 패널(30)은 전자 방출에 의해 광을 출사한다. 전자 방출형 발광 패널(30)에는 복수의 게이트선(미도시) 및 복수의 데이터선(미도시)이 형성되어 있고, 이들은 각각 구동 집적회로 패키지(341, 321)를 통하여 인쇄회로기판(32)(도 3에 도시)에 연결된다. 인쇄회로기판(32)은 발광 패널(30)의 배면에 위치한다. 인쇄회로기판(32)은 발광 패널(30)의 게이트선 및 데이터선에 구동 신호를 인가함으로써 발광 패널(30)을 작동시킨다. 확산 부재(50)는 발광 패널(30) 위에 위치하여 발광 패널(30)에서 방출된 광을 확산시킨다.

도 2는 도 1의 발광 패널(30)의 내부 구조를 확대하여 나타낸 단면도이다. 이하에서는 발광 패널(30)의 내부 구조 및 작동 원리를 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 발광 패널(30)은 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 대향 배치된 제1 기판(10)과 제2 기판(12)을 포함한다. 제1 기판(10)과 제2 기판(12)은 그 가장자리에 배치되는 밀봉 부재(미도시)에 의해 접합되어 내부 공간을 갖는 진공 용기를 구성한다. 이 용기는 내부 공간이 대략 10^-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 및 밀봉 부재로 이루어진 진공 용기를 구성한다.

제2 기판(12)에 대향하는 제1 기판(10)에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이 루는 전자 방출 유닛(100)이 제공되고, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)에는 형광층(22)과 애노드 전극(24) 등을 포함하는 발광 유닛(110)이 제공된다. 그리고 전자 방출 유닛(100)이 제공된 제1 기판(10)과 발광 유닛(110)이 제공된 제2 기판(12)이 결합하여 발광 패널(30)을 이룬다.

상기한 구성의 진공 용기는 전계 방출 어레이(FEA)형, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형 및 금속-절연층-반도체(MIS)형을 포함하는 다양한 전자 방출형 디스플레이에 적용될 수 있다. 이하에서는 전계 방출 어레이(FEA)형 발광 장치를 예로 하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 제1 기판(10) 위에는 캐소드 전극들(14)이 제1 기판(10) 위에 y축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다. 캐소드 전극들(14)을 덮으면서 제1 기판(10) 위에 제1 절연층(16)이 형성되고, 제1 절연층(16) 위에는 게이트 전극들(18)이 캐소드 전극들(14)과 직교하는 x축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.

이에 의해 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 교차 영역이 형성되고, 이 교차 영역이 발광 패널(30)의 한 화소 영역을 구성할 수 있다. 그리고 캐소드 전극들(14) 위로 각 단위 화소마다 전자 방출부(20)가 형성된다.

상기한 구조로 배치된 전자 방출부(20)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 예컨대 탄소계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어진다. 즉, 전자 방출부(20)는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노 파이버, 다이아몬 드, 다이아몬드상 카본, 플러렌(C₆₀), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합물로 이루어진다. 다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.

제1 절연층(16)과 게이트 전극들(18)에는 각각 전자 방출부(20)에 대응하는 제1 개구부(161) 및 제2 개구부(181)가 형성되어 제1 기판(10) 상에 전자 방출부(20)를 노출시킨다. 즉, 전자 방출부(20)는 캐소드 전극(14) 위에 형성되고, 제1 개구부(161) 및 제2 개구부(181)를 통하여 외부로 노출된다. 본 실시예에서는 전자 방출부(20)를 원기둥 형태로 도시하였으나, 이들의 형상이 반드시 도시한 예에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)의 일면에는 형광층(22)이 형성되며 이 형광층(22)은 백색 형광층으로 이루어질 수 있다. 형광층(22)은 제2 기판(12)의 유효 영역 전체에 형성되거나 단위 화소 영역마다 하나의 백색 형광층이 위치하도록 소정의 패턴으로 구분되어 형성될 수 있다.

다른 한편으로, 형광층은 적색과 녹색 및 청색 형광층들이 조합된 구성으로 이루어질 수 있으며, 이 형광층들은 하나의 화소 영역 안에서 소정의 패턴으로 구분되어 위치할 수 있다. 도 2에는 제2 기판의 유효 영역 전체에 백색 형광층(22)이 위치하는 것으로 도시한다.

형광층(22) 위에는 알루미늄(Al)과 같은 금속으로 이루어진 애노드 전극(24)이 형성된다. 애노드 전극(24)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압, 예컨대 10kV 내지 20kV의 전압을 인가받아 형광층(22)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(22)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 휘도를 향상시킨다. 여기서, 제2 기판(12) 위에는 형광층(22)과 애노드 전극(24)이 차례로 적층되어 형광층(22)이 제2 기판(12)과 인접한다. 따라서 애노드 전극(24)이 형광층(22)으로부터 출사되는 광과 간섭하지 않으므로, 애노드 전극(24)을 전기 전도도가 양호한 불투명한 금속으로 형성할 수 있다.

반대로 형광층과 애노드 전극의 위치를 바꾸어 적층할 수도 있다. 즉, 애노드 전극을 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)와 같은 투명 도전막으로 제조하는 경우, 투명한 애노드 전극을 제2 기판과 형광층 사이에 위치시킬 수 있다. 더욱이, 애노드 전극으로서 전술한 투명 도전막을 사용하고, 여기에 금속막을 추가로 형성할 수도 있다.

제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에는 진공 용기에 가해지는 대기압에 대항하여 두 기판(10, 12) 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(26)이 배치된다. 도 2에서는 편의상 스페이서(26)를 하나만 도시한다.

전술한 발광 패널(30)은 캐소드 전극들(14)과 게이트 전극들(18)의 조합으로 복수의 단위 화소들을 형성하며, 외부로부터 소정의 전압이 캐소드 전극들(14), 게이트 전극들(18) 및 애노드 전극(24)에 공급되어 구동된다. 일례로 캐소드 전극들(14)과 게이트 전극들(18) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 주사 전극들로 기능하고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 애노드 전극(24)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 예컨대 10 kV 내지 20 kV의 양의 직류 전압을 인가받는다.

그러면 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 전압차가 임계치 이상인 단위 화소들에서 전자 방출부(20) 주위에 전계가 형성되고, 이로 인해 도 2에 도시한 점선과 같이 전자 방출부(20)로부터 전자(e-)들이 방출된다. 방출된 전자(e-)들은 애노드 전극(24)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 형광층(22)에 충돌함으로써 형광층(22)을 발광시킨다.

전술한 발광 패널(30)은 발광 다이오드(LED)형 및 냉음극 형광램프(CCFL)형 발광 패널보다 낮은 전력으로 구동하며, 화소별 발광 세기를 독립적으로 제어할 수 있다. 화소별 구동은 다음에 설명하는 표시 패널의 구동과 연계되며, 표시 패널에서 구현하는 화면의 동적 대비비(dynamic contrast)를 높이는데 기여한다.

이러한 구동 과정에서 발광 패널(30)에는 각 화소에 대응하는 복수의 발광 영역이 형성된다. 그리고 화소들 사이로 전자빔 방출과 형광층(22) 발광이 일어나지 않는 비발광 영역이 격자 모양으로 형성된다.

본 실시예에서는 이러한 비발광 영역을 최소화하기 위하여 발광 패널(30)에서 출사되는 광을 확산시키도록 복수의 확산 부재(50)(도 1에 도시, 이하 동일)를 배치한다.

도 3은 도 1의 발광 장치(1000)를 결합한 후 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 3의 확대원에는 확산 부재(50)의 단면을 확대하여 나타낸다.

도 3을 참조하면, 발광 장치(1000)는 발광 패널(30) 위에 위치한 확산 부 재(50)를 포함한다. 확산 부재(50)는 발광 패널(30)로부터 출사되는 광을 투과시키면서 확산시킨다.

확산 부재(50)는 소정의 두께를 가지는 베이스부(501)와 베이스부(501) 내에 위치한 확산부(502)를 포함한다. 베이스부(501)는 투명한 기재 물질로 이루어져 발광 패널(30)에서 출사된 광을 투과시킨다. 베이스부(501)는 소정의 굴절률을 가지므로, 광을 베이스부(501)에서 굴절 및 투과시킨다. 확산부(502)는 베이스부(501)의 표면에 분산되며 광분산 입자들 예컨대, 복수의 비드(bead)로 이루어질 수 있다. 이때, 비드(502)의 직경은 0.1㎛ 내지 100㎛ 이다.

확산부(502)는 베이스부(501) 적어도 일 표면에 분산된다. 확산부(502)가 베이스부(501) 일면에 분산되는 경우, 확산부(502)는 발광 패널(30)의 외측을 향한 면에 형성된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 도 4에 도시한 바와 같이, 확산부(502')는 베이스부(501)의 양면에 분산될 수도 있다. 확산부(502)는 베이스부(501) 전체 부피의 2% 이상을 차지한다. 확산부(502)의 부피가 너무 작으면 광 확산 효과가 미미한 문제점이 있다. 반대로 베이스부(501) 내에 확산부(502)가 과도하게 분산되어 있으면 광이 지나치게 확산되므로, 전자 방출형 발광 장치의 발광 화소별 구동 효과가 떨어질 수 있다.

베이스부(501)는 발광 패널(30)에서 출사된 광을 주로 투과시키며 확산부(502)는 이 광을 주로 확산시킨다. 이에 따라 베이스부(501)의 투과율은 확산부(502)의 투과율에 비해 크고, 베이스부(501) 및 확산부(502)는 서로 다른 굴절률을 가진다. 확산부(502)의 굴절률은 베이스부(501)의 굴절률보다 크다. 베이스 부(501)의 굴절률에 대한 확산부(502)의 굴절률의 비는 1.2 이상인 것이 광을 보다 광범위하게 확산시키는데 유리하다.

발광 패널(30)로부터 출사된 광(도 3의 화살표 참조)은 실질적으로 직진하여 확산 부재(50)에 도달한다. 확산 부재(50)의 베이스부(501)는 이 광을 전방으로 투과시킴과 동시에 베이스부(501)를 이루는 물질의 굴절률에 따라 광을 확산시킨다. 이어서 확산부(502)는 베이스부(501)를 투과한 광을 확산부(502)의 굴절률에 따라 각각의 확산부(502)로부터 고르게 확산시시킨다.

전술한 바와 같이 확산된 광은 발광 패널(30)에 설정된 비발광 영역까지 커버하면서 발광된다. 따라서 발광 패널(30)은 균일한 밝기를 확보할 수 있으며 비발광 영역이 외부에서 시각적으로 인지되지 않도록 한다. 또한, 베이스부(501)의 표면에 확산부(502)를 분산시킴으로써 베이스부 전체에 확산부를 분산시키는 경우에 비해 확산 부재를 용이하게 제조할 수 있다.

도 5는 도 1의 발광 장치(1000)를 구비한 표시 장치(2000)를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 표시 장치(2000)는 발광 장치(1000)과, 발광 장치(1000) 위에 위치하는 표시 패널(40)을 포함한다. 또다른 고정 부재(52)를 이용하여 표시 패널(40)을 발광 장치(1000) 위에 고정한다.

표시 패널(40)은 액정 표시 패널 또는 다른 수광형 표시 패널로 이루어진다. 이하에서는 일례로 표시 패널이 액정 표시 패널인 경우에 대해 설명한다.

표시 패널(40)은 다수의 박막 트랜지스터(Thin Film Transitor; TFT)로 이루어진 TFT 기판(42)과, TFT 패널 상부에 위치하는 컬러필터 기판(44)과, 이들 패널 사이에 주입되는 액정층(미도시)을 포함한다. 컬러필터 기판(44)의 상부와 TFT 기판(42)의 하부에는 편광판(미도시)이 부착되어 표시 패널(40)을 통과하는 빛을 편광시킨다.

TFT 기판(42)은 매트릭스 상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명 도전막으로 이루어진 화소 전극이 형성된다.

게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인쇄회로기판(46, 48)으로부터 전기적인 신호를 입력하면, TFT의 게이트 단자와 소스 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.

컬러필터 기판(44)은 빛이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB화소가 박막 공정에 의해 형성된 패널로서, 전면에 투명 도전막으로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다.

TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온 되면, 화소 전극과 컬러필터 기판(44)의 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(42)과 컬러필터 기판(44) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화하고, 변화된 배열각에 따라 화소별로 광 투과도가 변화한다.

표시 패널(40)의 인쇄회로기판(46, 48)은 각각의 구동 IC 패키지(461, 481)를 통해 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결된다. 표시 패널(40)을 구동하기 위하 여, 게이트 인쇄회로기판(46)은 게이트 구동 신호를 전송하고, 데이터 인쇄회로기판(48)은 데이터 구동 신호를 전송한다.

발광 장치(1000)에 포함된 발광 패널(30, 도 1에 도시)은 표시 패널(40)보다 적은 수의 화소들을 형성하여 발광 패널(30)의 한 화소가 2개 이상의 표시 패널(40) 화소들에 대응하도록 한다. 발광 패널(30)의 각 화소는 이에 대응하는 복수개의 표시 패널(40) 화소들 중 가장 높은 계조에 대응하여 발광할 수 있으며, 발광 패널(30)는 화소별로 2 내지 8 비트의 계조를 표현할 수 있다.

편의상 표시 패널(40)의 화소를 제1 화소라 하고, 발광 패널(30)의 화소를 제2 화소라 하며, 하나의 제2 화소에 대응하는 복수의 제1 화소들을 제1 화소군이라 명칭한다.

발광 패널(30)의 구동 과정은 표시 패널(40)을 제어하는 신호 제어부(미도시)가 제1 화소군의 제1 화소들 중 가장 높은 계조를 검출하고, 검출된 계조에 따라 제2 화소 발광에 필요한 계조를 산출하여 이를 디지털 데이터로 변환하고, 이 디지털 데이터를 이용하여 발광 장치의 구동 신호를 생성하는 단계들을 포함할 수 있다. 발광 패널(30)의 구동 신호는 주사 구동 신호와 데이터 구동 신호를 포함한다.

발광 패널(30)의 인쇄회로기판(32)(도 3에 도시)은 구동 IC 패키지(321, 341)(도 1에 도시)와 접속한다. 발광 패널(30)를 구동하기 위하여, 인쇄회로기판(32)은 주사 구동 신호 및 데이터 구동 신호를 전송한다. 전술한 캐소드 전극(14)(도 2에 도시)과 게이트 전극(18)(도 2에 도시) 중 어느 한 전극이 주사 구 동 신호를 인가받고, 다른 한 전극이 데이터 구동 신호를 인가받는다.

발광 패널(30)의 제2 화소는 대응하는 제1 화소군에 영상이 표시될 때 제1 화소군에 동기되어 소정의 계조로 발광한다. 발광 패널(30)는 행 방향과 열 방향을 따라 2개 내지 99개의 화소를 형성할 수 있다. 행 방향 및 열 방향에 따른 발광 장치의 화소 수가 99개를 초과하면, 발광 장치의 구동이 복잡해지고 구동 회로 제작을 위한 비용 상승을 초래할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 실시예의 발광 장치는 화소별로 발광 세기를 독립적으로 제어하여 각 화소에 대응하는 표시 패널 화소들에 적절한 세기의 광을 제공한다. 또한, 별도의 확산부가 구비된 확산 부재를 통해 발광 패널로부터 출사된 광을 표시 패널의 전면으로 고르게 확산시켜 제공함에 따라 밝기 균일도를 확보한다. 따라서 본 실시예의 표시 장치는 화면의 동적 대비비(dynamic contrast)를 높일 수 있으며 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.

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 발명의 실시예에 따른 발광 장치는, 굴절률이 서로 다른 물질을 포함하는 확산 부재를 이용하여 발광 장치로부터 출사된 광의 확산을 최대화함으로써 균일한 밝기의 광을 제공할 수 있다. 이는 발광면의 휘도를 균일하게 하는 효과가 있어 본 실시예의 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 전술한 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치는 화면의 동적 대비비를 높일 수 있으며 발광 장치의 소비 전력을 줄여 전체 소비 전력을 낮출 수 있다.

Claims (20)

1. 광을 출사하도록 적용된 전자 방출형 발광 패널; 및

   상기 발광 패널 위에 위치하고, 상기 발광 패널으로부터 출사된 광을 확산시키는 확산 부재

   를 포함하고,

   상기 확산 부재는,

   제1 굴절률을 가지는 베이스부; 및

   상기 베이스부의 적어도 일 표면에 위치하고, 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가지는 확산부

   를 포함하는 발광 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 베이스부의 광 투과율은 상기 확산부의 광 투과율보다 큰 발광 장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 확산부는 상기 베이스부의 대향하는 양 표면에 위치하는 발광 장치.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 적어도 일 표면은 상기 발광 장치의 외측을 향하는 발광 장치.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 굴절률에 대한 상기 제2 굴절률의 비는 1.2 이상인 발광 장치.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 확산부는 복수의 비드(bead)를 포함하는 발광 장치.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 비드의 직경이 0.1㎛ 내지 100㎛ 인 발광 장치.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 확산부는 상기 베이스부 부피의 2% 이상을 차지하는 발광 장치.
9. 제1 항에 있어서,

   상기 발광 패널은,

   서로 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판;

   상기 제2 기판에 제공되어 광을 출사하는 발광 유닛; 및

   상기 제1 기판에 제공되어 상기 제2 기판으로 전자를 방출하는 전자 방출 유닛

   을 포함하는 발광 장치.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 전자 방출 유닛은,

    상기 제1 기판 위에 위치한 캐소드 전극;

    상기 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 적용된 전자 방출부; 및

    상기 캐소드 전극과 전기적으로 절연된 게이트 전극

    을 포함하는 발광 장치.
11. 광을 출사하도록 적용된 전자 방출형 발광 패널; 및

    상기 발광 패널 위에 위치하고, 상기 발광 패널으로부터 출사된 광을 확산시키는 확산 부재

    를 포함하고,

    상기 확산 부재는 복수의 비드를 포함하며, 상기 복수의 비드는 상기 확산 부재의 판면에 집중 형성된 발광 장치.
12. 제11 항에 있어서,

    상기 확산 부재의 판면은 상기 발광 장치의 외측을 향하는 발광 장치.
13. 제11 항에 있어서,

    상기 확산 부재는,

    베이스부; 및

    상기 복수의 비드를 포함하는 확산부

    를 포함하고,

    상기 발광 패널으로부터 출사된 광이 상기 베이스부를 통과하여 상기 확산부에서 확산되는 발광 장치.
14. 제1 항 또는 제11 항에 있어서,

    상기 발광 패널은 광을 출사하는 복수의 발광 영역; 및

    상기 복수의 발광 영역 사이에 위치하며 격자 형태로 형성된 비발광 영역

    을 포함하고,

    상기 확산 부재에 의해 상기 광이 상기 비발광 영역으로 확산되는 발광 장치.
15. 광을 출사하도록 적용된 전자 방출형 발광 패널;

    상기 발광 패널 위에 위치하고, 상기 발광 패널으로부터 출사된 광을 확산시키는 하나 이상의 확산 부재; 및

    상기 확산 부재 위에 위치하고, 상기 확산 부재를 통과한 광이 공급되는 표시 패널

    을 포함하고,

    상기 확산 부재는,

    제1 굴절률을 가지는 베이스부; 및

    상기 베이스부의 적어도 일 표면에 위치하고, 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가지는 확산부

    를 포함하는 표시 장치.
16. 제15 항에 있어서,

    상기 베이스부의 광 투과율은 상기 확산부의 광 투과율보다 큰 표시 장치.
17. 제15 항에 있어서,

    상기 확산부는 상기 베이스부의 대향하는 양 표면에 위치하는 표시 장치.
18. 제15 항에 있어서,

    상기 적어도 일 표면은 상기 발광 장치의 외측을 향하는 표시 장치.
19. 제15 항에 있어서,

    상기 제1 굴절률에 대한 상기 제2 굴절률의 비는 1.2 이상인 표시 장치.
20. 제15 항에 있어서,

    상기 표시 패널은 액정 표시 패널인 표시 장치.

Images