(57)【要約】【課題】色順次ローカルディミング方式の液晶表示装置に適したバックライトユニット用電界放出装置を提供する。【解決手段】本発明による電界放出装置は、第１基板の上部面に形成された複数のカソード電極と、第２基板の下部面に形成され、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に交互に形成された赤色、緑色及び青色のパターンからなり、前記赤色、緑色及び青色パターンが斜線方向に配列された蛍光膜と、前記赤色、緑色及び青色パターンに対応するように前記複数のカソード電極上に形成された複数のエミッタとを含む。【選択図】図２
2011129502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の上部面に形成された複数のカソード電極と、
第２基板の下部面に形成され、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、
前記アノード電極上に交互に形成された赤色、緑色及び青色のパターンからなり、前記赤色、緑色及び青色パターンが斜線方向に配列された蛍光膜と、
前記赤色、緑色及び青色パターンに対応するように、前記複数のカソード電極上に形成された複数のエミッタと
を含む電界放出装置。
【請求項２】
前記複数のカソード電極、前記複数のエミッタ及び蛍光膜からなる単位ブロックが複数個含まれることを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項３】
前記電界放出装置は、液晶表示装置のバックライトユニットであることを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項４】
前記複数のカソード電極と前記アノード電極との間に位置し、前記複数のエミッタに対応する位置に開口部を有するゲート電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項５】
前記第１基板と前記カソード電極との間に介在され、前記複数のカソード電極に各々連結された複数のデータ電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項６】
前記複数のカソード電極に流れる電界放出電流を各々制御するための複数の電流制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項７】
前記第２基板の上部に形成され、前記蛍光膜から放出される赤色光、緑色光及び青色光を混合する拡散板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項８】
前記複数のカソード電極は、前記斜線方向に配列された前記赤色、緑色及び青色パターンに各々対応するように互いに行き違いになるように配列されたことを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項９】
前記複数のカソード電極は、
前記蛍光膜に対応するように斜線方向に配列されたフィンガータイプの第１カソード電極と、
前記第１カソード電極と互いに行き違いになるように配列されたフィンガータイプの第２カソード電極と、
前記第１カソード電極と前記第２カソード電極との間に配列されたラインタイプの第３カソード電極と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置。
【請求項１０】
前記第１カソード電極は、前記赤色パターンに対応するように配列され、前記第２カソード電極は、前記青色パターンに対応するように配列され、前記第３カソード電極は、前記緑色パターンに対応するように配列されたことを特徴とする請求項９に記載の電界放出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出装置に関し、特に、液晶表示装置のバックライトユニットとして使用可能な速い応答速度を有する電界放出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）は、入力された画像信号によって液晶パネルの各画素単位に電圧が供給され、画素の光透過率が調節されることによって画像を表示する装置であって、ノートパソコン、デスクトップパソコン、ＬＣＤテレビ、移動通信端末機などに主に使用される。
【０００３】
液晶表示装置のカラー具現方式としては、空間的に分割された単位色（例えば、赤色、緑色、青色）を有するピクセルが空間的に混合されて多様なカラーを具現する空間分割方式と、順次に表現される単位色が時間的に混合されて多様なカラーを具現する色順次駆動方式またはフィールドシーケンシャルカラー駆動方式がある。
【０００４】
ここで、色順次駆動方式は、液晶パネル上の全体フレームを単位色（例えば、赤色、緑色、青色）のサブフレームに分離し、バックライトユニットは、単位色の単色光源を各々備える。これにより、短時間内に順次に単位色が点灯すれば、単位色が時間的に混合されるので、カラーフィルタを設けることなく多様な色を具現することができる。
【０００５】
従来、液晶表示装置のバックライトユニットとして、冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：ＣＣＦＬ）またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）が主に使用された。
【０００６】
しかしながら、冷陰極蛍光ランプは、水銀ガスを使用するので、環境汚染を誘発し、応答速度が遅くて、且つ色再現性が低いだけでなく、パネルの軽薄短小化に適しないという短所を有する。
【０００７】
ＬＥＤは、冷陰極蛍光ランプに比べて親環境的であるという長所があるが、光量を増加させるために、多数のＬＥＤを使用する場合、製造コストの上昇、発熱などの問題点がある。また、冷陰極蛍光ランプに比べて応答速度が速いが、その速度が充分に速くないため、色順次駆動方式において色が分離（color breaking）される現象が発生する問題点がある。
【０００８】
一方、最近、バックライトユニットを個別的に制御するローカルディミング（local dimming）技術が提案されている。ローカルディミング技術は、画面の暗い部分に対して選択的にバックライトユニットをオフ（ＯＦＦ）させることによって、消費電力を減少させて、明暗比、動画の残像現象を改善することができる。
【０００９】
このようなローカルディミング技術を液晶表示装置に適用するためには、数百個のバックライトユニットが要求されるが、ＬＥＤをバックライトユニットとして使用する場合、前述したように、製造コストの上昇、発熱などの問題を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００７−００５４０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前述のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、色順次ローカルディミング方式の液晶表示装置に適したバックライトユニット用電界放出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、電界放出装置において、第１基板の上部面に形成された複数のカソード電極と；第２基板の下部面に形成され、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と；前記アノード電極上に交互に形成された赤色、緑色及び青色のパターンからなり、前記赤色、緑色及び青色パターンが斜線方向に配列された蛍光膜と；前記赤色、緑色及び青色パターンに対応するように、前記複数のカソード電極上に形成された複数のエミッタと；を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、応答速度が速い電界発光装置をバックライトユニットに利用することによって、色順次駆動方式において色が分離（color breaking）される現象を防止することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、複数のカソード電極、複数のエミッタ及び蛍光膜からなる単位ブロックを複数個含む電界放出装置をバックライトユニットに利用することによって、順次に各単位色を発光させることができ、各ブロック別に輝度を調節することができる。したがって、液晶表示装置にローカルディミング技術を適用させて、明暗比を向上させ、動画の残像現象を改善することができる。
【００１５】
特に、蛍光膜に含まれた赤色、緑色及び青色パターンを斜線方向に交互に配列させることによって、ブロックの端部で特定の色が混合されない問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例による電界放出装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による蛍光膜を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による電界発光装置の単位ブロックの構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による電界放出装置のカソード電極配列を示す図であって、特に、複数の単位ブロックが配置された場合を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による電界放出装置の構成を示す図であって、特に、データ電極を含む場合を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による電界発光装置の単位ブロックの構成を示す図であって、特に、複数の単位ブロックを各々制御するためのデータ電極が備えられた電界発光装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができるように詳しく説明するために、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例による電界放出装置の構成を示す図である。
【００１９】
図示のように、本発明の一実施例による電界放出装置１００は、第１基板１１０の上部面に形成された複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと、第２基板１５０の下部面に形成され、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃに対向して配置されたアノード電極１６０と、アノード電極１６０の上に交互に形成された赤色、緑色及び青色のパターンからなり、赤色、緑色及び青色パターンが斜線方向に配列された蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃと、赤色、緑色及び青色パターンに対応するように、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの上に形成された複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃとを含む。
【００２０】
また、電界放出装置１００は、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとアノード電極１６０との間に位置し、複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃに対応する位置に開口部を有するゲート電極１４０と、第２基板１５０の上部に形成され、蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃから放出される赤色光、緑色光及び青色光を混合する拡散板１８０をさらに含むことが好ましい。
【００２１】
また、電界放出装置１００は、アノード電極１６０に高電圧のＤＣ電圧を供給するアノード電源部１９０Ａと、ゲート電極１４０に高電圧のＤＣ電圧を供給するゲート電源部１９０Ｂをさらに含むことが好ましい。
【００２２】
複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、所定の間隔で離隔されて形成されることによって、互いに電気的に分離される。特に、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃの各蛍光パターンに対応するように形成される。
【００２３】
複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、電子を放出するためのものであって、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの表面から突出して形成される。複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとゲート電極１４０との電圧差がしきい電圧より大きい値を有する場合、電子を放出する。
【００２４】
ゲート電極１４０は、複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃから電界放出を誘導するためのものである。ゲート電極１４０は、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの上部に形成され、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとゲート電極１４０との間には、絶縁膜やスペーサ（図示せず）などが介在される。
【００２５】
電流制御部１９５Ａ、１９５Ｂ、１９５Ｃは、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと接地電圧との間に連結され、ＭＯＳＦＥＴなどで具現されることができる。電流制御部１９５Ａ、１９５Ｂ、１９５Ｃは、活性化され、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと接地電極を連結させるか、または、不活性化され、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと接地電極を分離させることによって、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃに流れる電界放出電流を各々制御する。
【００２６】
以下、前述のような構造を有する電界放出装置の動作を説明する。
【００２７】
電流制御部１９５Ａ、１９５Ｂ、１９５Ｃが活性化（ＯＮ）されれば、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが接地され、ゲート電極１４０及びカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの両端に電界放出が起きることができる十分な電圧が印加されることによって、複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃから電子が放出される。
【００２８】
放出された電子は、アノード電極１６０に印加されたＤＣ電圧によって加速されて、赤色、緑色及び青色の蛍光パターン１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃと衝突し、これにより、赤色、緑色及び青色の発光が起きる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施例による蛍光膜を示す図である。但し、説明の便宜のために、１つの単一のブロックだけに対して蛍光膜の形状を図示し、その周辺ブロックは、点線で表示した。
【００３０】
図示のように、蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃは、単位色を示す複数の蛍光パターンからなり、この図面では、一例として、赤色、緑色及び青色の３つの蛍光パターンからなる場合について図示している。また、この図面では、一例として、赤色、緑色及び青色の蛍光パターンが交互に配置された場合について図示しているが、これは、説明の便宜のためのものに過ぎず、蛍光パターンは、その他、様々な手順に配置されることができる。
【００３１】
蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃは、交互に形成された赤色パターン１７０Ａ、緑色パターン１７０Ｂ及び青色パターン１７０Ｃからなる。赤色パターン１７０Ａ、緑色パターン１７０Ｂ及び青色パターン１７０Ｃは、斜線方向に延長されるライン形状を有する。すなわち、水平または垂直的配列でなく、斜線配列を有する。
【００３２】
仮に、赤色パターン、緑色パターン及び青色パターンを水平または垂直的に配列すれば、ブロックの端面に１つの蛍光パターンだけが配列されるので、白色として混合されない問題点が発生する。一方、所定の傾きで傾いた斜線形態で赤色パターン１７０Ａ、緑色パターン１７０Ｂ及び青色パターン１７０Ｃを形成する場合、ブロックの端部においても３つの単位色がすべて配列されるので、前述のような問題点を解決することができる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施例による電界発光装置の単位ブロックの構成を示す図である。
【００３４】
図示のように、本発明の一実施例による電界発光装置は、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ及び蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃからなる単位ブロックを含み、このような単位ブロックを複数個具備する。
【００３５】
以下、単一ユニットの構成をさらに詳しく説明する。
【００３６】
複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、斜線方向に配列された赤色パターン１７０Ａ、緑色パターン１７０Ｂ及び青色パターン１７０Ｃに各々対応するように、互いに行き違いになるように配列される。
【００３７】
第１カソード電極１２０Ａは、フィンガータイプを有するように形成される。ここで、フィンガータイプとは、所定の方向に平行に延長される複数のライン部と、前記複数のライン部の一端部を連結させる連結部とからなる形態を示す。本発明では、フィンガータイプの第１カソード電極１２０Ａを斜線方向に配列するので、前記ライン部が所定の角度を有する対角線方向に配列される。また、前記連結部は、単位ブロックの端部に沿ってＬ字形状に形成される。
【００３８】
第２カソード電極１２０Ｃは、フィンガータイプを有し、且つ第１カソード電極１２０Ａと互いに行き違いになるように配列される。すなわち、第２カソード電極１２０Ｃ及び第１カソード電極１２０Ａは、互いに対称となるように配置され、且つ各電極のライン部が行き違って配列されるように配置される。
【００３９】
第３カソード電極１２０Ｂは、ラインタイプを有するように形成され、第１カソード電極１２０Ａと第２カソード電極１２０Ｃとの間に配列される。すなわち、第３カソード電極１２０Ｂは、第１カソード電極１２０Ａと第２カソード電極１２０Ｃのライン部の間に形成されるので、ジグザグに配列されたライン形状を有する。
【００４０】
すなわち、第１カソード電極１２０Ａは、赤色パターン１７０Ａに対応するように配列され、第２カソード電極１２０Ｃは、青色パターン１７０Ｃに対応するように配列され、第３カソード電極１２０Ｂは、緑色パターン１７０Ｂに対応するように配列される。
【００４１】
同一のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂまたは１２０Ｃの上に形成された複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂまたは１３０Ｃは、互いに電気的に連結される。また、同一のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂまたは１２０Ｃの上に形成された複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂまたは１３０Ｃは、同一の蛍光パターン１７０Ａ、１７０Ｂまたは１７０Ｃに対応する。
【００４２】
ゲート電極１４０は、複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃに各々対応する複数の開口部１（図１、３参照）を有する。
【００４３】
したがって、同一のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂまたは１２０Ｃの上に形成された複数のエミッタ１３０Ａ、１３０Ｂまたは１３０Ｃから放出された電子は、同一の蛍光パターン１７０Ａ、１７０Ｂまたは１７０Ｃと衝突し、同一の色の発光が起きるようになる。
【００４４】
図４は、本発明の一実施例による電界放出装置のカソード電極配列を示す図であって、特に、複数の単位ブロックが配置された場合を示す。
【００４５】
図示のように、本発明の一実施例による電界放出装置は、第１方向Ｉ−Ｉ’及び第１方向Ｉ−Ｉ’と交差する第２方向ＩＩ−ＩＩ’に配列される複数の単位ブロックを具備する。
【００４６】
したがって、複数の単位ブロックを含む電界放出装置をバックライトユニットに利用することによって、順次に各単位色を発光させることができ、各ブロック別に輝度を調節することができる。すなわち、液晶表示装置にローカルディミング技術を適用させて明暗比を向上させ、動画の残像現象を改善することができる。
【００４７】
図５は、本発明の一実施例による電界放出装置の構成を示す図であって、特に、データ電極を含む場合を示す。
【００４８】
既に図４と関連して説明したように、電界放出装置が複数の単位ブロックを具備する場合、複数の単位ブロックを各々制御するために、外部に連結された端子が要求され、本実施例においては、複数の単位ブロックを各々制御するための複数のデータ電極が形成された場合について説明する。但し、その他の構成は、前述したものと同一なので、それに関する説明を省略する。
【００４９】
図示のように、本発明の一実施例による電界放出装置１００’は、第１基板１１０とカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとの間に介在され、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃに各々連結された複数のデータ電極１１１を含む。
【００５０】
ここで、カソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと複数のデータ電極１１１との間には、層間絶縁膜１１２が備えられ、層間絶縁膜１１２の一部にデータ電極１１１を露出させる開口部２（図５参照）が備えられる。
【００５１】
また、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃのうち１つのカソード電極１２０Ａが開口部２を通じて複数のデータ電極１１１のうち１つのデータ電極１１１Ａに連結される。したがって、複数のデータ電極１１１を通じて複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃを個別的に制御することができる。
【００５２】
前述したように、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、所定の間隔３（図５参照）で離隔されて形成され、互いに絶縁される。
【００５３】
図６は、本発明の一実施例による電界発光装置の単位ブロックの構成を示す図であって、特に、複数の単位ブロックを各々制御するためのデータ電極が備えられた電界発光装置の構成を示す図である。
【００５４】
図示のように、本発明の一実施例による電界発光装置は、複数のデータ電極１１１、複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、複数のエミッタ１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ及び蛍光膜１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃからなる単位ブロックを含み、このような単位ブロックを複数個具備する。
【００５５】
複数のデータ電極１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃは、第１基板１１１とカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとの間に介在され、且つ層間絶縁膜１１２により絶縁され、開口部２（図６参照）を通じて複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃに各々連結される。したがって、複数のデータ電極１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃを利用して複数のカソード電極１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃを各々制御することができる。
【００５６】
ここで、複数のデータ電極１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃは、所定の方向に平行に延長されたライン形状であることが好ましく、所定の間隔で離隔され、互いに絶縁される。
【００５７】
その他の構成は、前述したものと同一なので、省略する。
【００５８】
本発明の技術思想は、上記好ましい実施例により具体的に記述されたが、上記実施例は、その説明のためのものであって、その制限のためのものではない。また、本発明の技術分野における通常の専門家なら本発明の技術思想の範囲内で様々な実施例が可能であることを理解することができるだろう。
【符号の説明】
【００５９】
１００、１００’  電界放出装置
１１０  第１基板
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ  カソード電極
１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ  エミッタ
１４０  ゲート電極
１５０  第２基板
１６０  アノード電極
１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ  蛍光膜
１８０  拡散板
１９０Ａ  アノード電源部
１９０Ｂ  ゲート電源部
１９５Ａ、１９５Ｂ、１９５Ｃ  電流制御部
１１１  データ電極
１１２  層間絶縁膜
【図１】
2011129502.tif 000003
【図２】
2011129502.tif 000004
【図３】
2011129502.tif 000005
【図４】
2011129502.tif 000006
【図５】
2011129502.tif 000007
【図６】
2011129502.tif 000008