JP2007035628A - 電子放出型バックライトユニット、それを備えた平板ディスプレイ装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子放出型バックライトユニット、それを備えた平板ディスプレイ装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】互いに離隔されて対向して配置された前面基板及び背面基板、前面基板と背面基板との間に配置されたアノード電極及び蛍光体層、前面基板と背面基板との間に互いに離隔されて配置された第１電極及び第２電極、第１電極及び第２電極の互いに対向する面のうち少なくとも一面を覆うように配置された電子放出層が備えられた電子放出型バックライトユニット、それを備えた平板ディスプレイ装置及びその駆動方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置に係り、特にアノード電界を効果的に遮蔽でき、第２電極による電子放出の効率を向上させる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置に関する。

一般に、平板ディスプレイ素子は、発光ディスプレイ素子と受光ディスプレイ素子とに大別される。発光ディスプレイ素子としては、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）及びフィールドエミッションディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ ＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）などがあり、受光ディスプレイ素子としては、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）素子がある。

このうち、ＬＣＤ素子は、軽くて低消費電力の長所を有するが、それ自体が発光して画像を形成できず、外部から光が入射されて画像を形成する受光型ディスプレイ装置であるので、暗い所では画像を観察できないという問題点がある。この問題点を解決するために、ＬＣＤ素子の背面には、バックライトユニットが設置されて光を照射する。これにより、暗い所でも画像を生成できる。

従来のバックライトユニットとしては、線光源及び点光源を使用したエッジ発光型が主に利用されていた。代表的な線光源としては、両端部の電極が管内に設置される冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）があり、点光源としては、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）がある。

ＣＣＦＬは、強い白色光を放出でき、高輝度及び高均一度が得られ、大面積化の設計が可能であるという長所があるが、高周波交流信号により作動され、作動温度範囲が狭いという短所がある。

ＬＥＤは、輝度及び均一度の面でＣＣＦＬに比べて性能が低下するが、直流信号により作動され、寿命が長く、作動温度範囲が広く、かつ薄型化が可能であるという長所を有する。

しかし、このような従来のバックライトユニットは、一般的にその構成が複雑であって製造コストが高く、光源が側面に配置されて光の反射及び透過による電力消耗が高いという短所があった。特に、ＬＣＤ素子が大型化されるほど、輝度の均一性を確保し難いという問題点がある。

最近では、前記問題点を解消するために、平面発光構造を有する電子放出型バックライトユニットが提案されている。この電子放出型バックライトユニットは、既存のＣＣＦＬなどを利用したバックライトユニットに比べて電力消費が少なく、かつ広範囲の発光領域でも比較的均一な輝度を表すという長所がある。

従来の電子放出型バックライトユニットの一例が特許文献１に開示されている。

この従来のバックライトユニットにおいて、前面基板には、その下面にアノード電極と蛍光体層とが順次に積層されて配置され、背面基板には、その上面に第１電極が配置され、この第１電極の上部には、電子放出層がストライプ状に配置された構造を有する。このような構造では、アノード電極と第１電極との間に電子放出のための高電圧が直接印加されるので、局部的にアーク（ａｒｃｉｎｇ）が発生しやすい。このように局部的なアークが発生すれば、バックライトユニットの全面にわたって輝度の均一性を保証し難いだけでなく、電極層、蛍光体層及び電子放出層がアークにより損傷されてバックライトユニットの寿命が短くなるという問題点がある。

前記のような問題点を解決するための従来の電子放出型バックライトユニットの他の例が特許文献２及び３に開示されている。

この従来のバックライトユニットにおいて、前面基板には、その下面にアノード電極と蛍光体層とが順次に積層されて配置され、背面基板には、その上面に第１電極と第２電極とがストライプ状に互いに並べて交互に配置され、第１電極及び第２電極を一部または全部覆うように電子放出層が積層された構造を有する。この構造では、アノード電極と第１電極との間で局部的なアークが発生しないが、アノード電極により発生するアノード電界が第２電極と第１電極との間に形成される電界に影響を与えて第２電極による電子放出制御を困難にし、アノード電界による所望しないダイオード発光を起こすという問題点があった。
韓国特許公開２００３−００８１８６６号公報 特開２００３−１６９０５号 韓国特許公開２００４−００４４１０１号公報

本発明の目的は、前記のような問題点を解決するためのものであって、第１電極、第２電極及び電子放出層の構造を改善することによって、アノード電界を効果的に遮蔽でき、第２電極による電子放出の効率を向上させる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置を提供するところにある。

本発明の他の目的は、第２電極と第１電極とを交互に配置し、それらの電極に電圧を交互に印加することによって、不要な電子放出を低減して電力消費を低め、蛍光体の劣化を防止してその寿命を延長させる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置を提供するところにある。

本発明のさらに他の目的は、電子放出に寄与しない電子放出層を除去することによって、電子放出層と関連した製造コストを低減できる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置を提供するところにある。

前記目的を達成するために、本発明は、互いに離隔されて対向して配置された前面基板及び背面基板、前記前面基板と前記背面基板との間に配置されたアノード電極及び蛍光体層、前記前面基板と前記背面基板との間に互いに離隔されて配置された第１電極及び第２電極、前記第１電極及び前記第２電極の互いに対向する面のうち少なくとも一面を覆うように配置された電子放出層が備えられた電子放出型バックライトユニットを提供する。

ここで、前記アノード電極及び前記蛍光体層は、前記前面基板の前記背面基板に向かう面に順次に積層されて配置されることが望ましい。

さらに、前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の前記前面基板に向かう面上に互いに並べて交互に配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記第１電極及び前記第２電極は、ストライプ状に配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の平滑面を基準として同じ高さに配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記電子放出層は、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極の側面を覆うように配置されることが望ましい。

この場合、前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面を基準として前記電子放出層が配置される電極と同じ高さに配置されてもよく、アノード電界の影響を受けないように、前記電子放出層が配置される電極より低く配置されてもよい。

また、この場合、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極上には、アノード電界の遮蔽のための補助電極がさらに配置されてもよい。

さらに、前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面から所定の距離ほど離隔されて配置されてもよい。

この場合、前記背面基板と前記電子放出層との間、及び前記第１電極と前記第２電極との間の前記電子放出層が配置されていない領域には、絶縁層がさらに配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではなく、この絶縁層は配置されなくてもよい。

さらに、前記電子放出層は、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）を含む材料により形成されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

また、本発明は、互いに離隔されて対向して配置された前面基板及び背面基板、前記前面基板と前記背面基板との間に配置されたアノード電極及び蛍光体層、前記前面基板と前記背面基板との間に互いに離隔されて配置された第１電極及び第２電極、前記第１電極及び前記第２電極の互いに対向する面のうち少なくとも一面を覆うように配置された電子放出層が備えられた電子放出型バックライトユニット、及び前記電子放出型バックライトユニットの前方に配置されて、前記電子放出型バックライトユニットから供給される光を制御して画像を具現する受光素子を利用したディスプレイパネルを備えた平板ディスプレイ装置を提供する。

ここで、前記アノード電極及び前記蛍光体層は、前記前面基板の前記背面基板に向かう面に順次に積層されて配置されることが望ましい。

さらに、前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の前記前面基板に向かう面上に互いに並べて交互に配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記第１電極及び前記第２電極は、ストライプ状に配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の平滑面を基準として同じ高さに配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記電子放出層は、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極の側面を覆うように配置されることが望ましい。

この場合、前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面を基準として前記電子放出層が配置される電極と同じ高さに配置されてもよく、アノード電界の影響を受けないように、前記電子放出層が配置される電極より低く配置されてもよい。

また、この場合、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極上には、アノード電界の遮蔽のための補助電極がさらに配置されてもよい。

さらに、前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面から所定の距離ほど離隔されて配置されてもよい。

この場合、前記背面基板と前記電子放出層との間、及び前記第１電極と前記第２電極との間の前記電子放出層が配置されていない領域には、絶縁層がさらに配置されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではなく、かかる絶縁層は配置されなくてもよい。

さらに、前記電子放出層は、ＣＮＴを含む材料により形成されることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、前記受光素子は、ＬＣＤ素子であることが望ましいが、本発明がこれに限定されるものではない。

本発明によれば、第１電極、第２電極及び電子放出層の構造を改善することによって、アノード電界を効果的に遮蔽でき、第２電極による電子放出の効率を向上させる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置が提供されうる。

また、本発明によれば、第２電極と第１電極とを交互に配置し、それらの電極に電圧を交互に印加することによって、不要な電子放出を低減して電力消費を低め、蛍光体の劣化を防止してその寿命を延長させる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置が提供されうる。

また、本発明によれば、電子放出に寄与しない電子放出層を除去することによって、電子放出層と関連した製造コストを低減できる電子放出型バックライトユニット及びそれを備えた平板ディスプレイ装置が提供されうる。

以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態による電子放出型バックライトユニットの断面図であり、図２は、図１の部分拡大断面図である。

図１及び図２に示すように、第１実施形態によるバックライトユニット２００には、前面基板２０１と背面基板２０２とが所定の間隔を隔てて対向して配置されている。

また、前面基板２０１の背面基板２０２側の面には、アノード電極２０７及び蛍光体層２０８が配置されている。

また、前記蛍光体層２０８は、前面基板２０１の背面基板２０２に向かう面に配置され、前記蛍光体層２０８を覆うようにアノード電極２０７が備えられている。ここで、前記アノード電極２０７は、金属薄膜からなり、外部から高電圧を印加されて電子ビームを加速させる機能を行うだけでなく、ディスプレイ装置の耐電圧確保及び輝度の向上を助ける役割を担う。

一方、蛍光体層２０８の表面に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明電極を備えることができる。この透明電極は、前面基板２０１の表面の全体を覆うように備えられるか、またはストライプ状に備えられる。この場合は、前述した金属薄膜を省略することができ、透明電極がアノード電極となって電子ビームの加速に必要な電圧を印加される。

ここでは、蛍光体層２０８がアノード電極２０７と前面基板２０１との間に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、蛍光体層２０８とアノード電極２０７との配置順序が変わってもよい。すなわち、図２に示したことと異なり、前面基板２０１の背面基板２０２に向かう面にアノード電極２０７が配置され、前記アノード電極２０７を覆うように蛍光体層２０８が配置された構造を有することもできる。

ここで、蛍光体層２０８は、電子により励起されて可視光を放出する役割を行う。

図１に示すように、内部空間２１０が見られるが、その内部圧力を１０^−６Ｔｏｒｒ以下の真空に維持しなければならない。すなわち、内部空間２１０が高真空に維持されなければ、パネル内部空間に存在している粒子と電子放出層２０５から放出された電子とが衝突してイオンが発生し、このイオンによるスパッタリングにより蛍光体層２０８が劣化し、また、アノード電極２０７により加速された電子が残留粒子と衝突してエネルギーを失って、蛍光体層２０８に衝突するときに十分なエネルギーを伝達できなくなって、発光輝度の効率が低下する。

したがって、背面基板２０２と前面基板２０１との内部空間２１０を高真空に密封し、前面基板２０１と背面基板２０２とが結合される端部に沿って密封しなければならない。このとき、シーリングガラスフリットのような密封部材を利用して密封部２０６を形成する。

以下、第１実施形態によるバックライトユニット２００の構成をさらに具体的に説明する。

まず、図２に示したように、ガラス材質などで形成された背面基板２０２を準備し、前記背面基板２０２上にＣｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，ＷまたはＡｌなどから選択された一つ以上の物質を用いて第１電極２０３をストライプ状に形成する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、前記第１電極２０３は、その他にも、電子を円滑に供給できる他の多様な物質を用いて曲線または多角形などの多様な形態に形成されうる。

次いで、前記背面基板２０２上にＩＴＯ，ＩＺＯ，Ｉｎ_２Ｏ_３などの透明導電性物質、またはＭｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｇのような金属材質を用いて複数の第２電極２０４を、前述した第１電極２０３と所定の間隔をおいて並べて交互にストライプ状に形成する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、前記第２電極２０４は、その他にも、多様な物質を用いて曲線または多角形などの多様な形態に形成されうる。また、第１実施形態において、前記第２電極２０４は、背面基板２０２の平滑面を基準として第１電極２０３と同じ高さに形成される。

次いで、前記第１電極２０３及び／または第２電極２０４を覆うように電子放出層２０５を形成する。ここで、前記電子放出層２０５は、第１電極２０３及び第２電極２０４の上端部を除き、互いに対向する側面を覆うように配置されるが、これは、電子放出が第１電極２０３及び第２電極２０４の対向する側面でほとんど発生するため、電極２０３，２０４の上端部のように電子放出に寄与しない不要な電子放出層を除去することによって、電子放出層と関連した製造コストを低減できるためである。

また、第１実施形態において、前記電子放出層２０５は、背面基板２０２の平滑面を基準として第１電極２０３及び第２電極２０４と実質的に同じ高さに形成されるか、または、工程マージンを考慮して若干高く形成される（ｈ_２０５）。また、ここで、前記電子放出層２０５は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、フラーレン（Ｃ_６０）などを含む仕事関数の低い炭素系物質からなり、ペースト状の炭素系物質を厚膜印刷した後、乾燥、露光、現像工程を通じてパターニングを行って形成できるだけでなく、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、物理気相蒸着法（ＰＶＤ）などを利用して形成することもできる。

これにより、前記第１電極２０３と第２電極２０４とに交互に電圧が印加される場合、それらの二つの電極２０３，２０４が交互にその役割を変えて、第１電極２０３に配置されている電子放出層２０５ａから第２電極２０４に、次いで、第２電極２０４に配置されている電子放出層２０５ｂから第１電極２０３に交互に電子が放出され、これは、一方向の電子放出構造を有する場合に比べてさらに安定的な電子放出を可能にする。

また、これにより、実質的に同じ駆動のために、それらの二つの電極２０３，２０４のうちいずれか一つの電極に所定の駆動電圧が印加される時間は、一方向の電子放出構造を有する場合に比べて半分に短縮し、これは、実際的に電子放出層２０５の寿命を延長させ、電子放出の安定性を向上させる効果がある。

また、これにより、一方向の電子放出構造を有する場合に発生する実際駆動電圧が印加される区間でない区間からの所望しない電子の放出を防止して、この電子によるスパッタリングによる蛍光体の劣化を防止し、これにより、蛍光体の寿命を画期的に延長させる。

一方、前記電子放出層２０５は、第２電極２０４を除いた第１電極２０３にのみ配置されることもある。

また、前記電子放出層２０５は、図１に示したように、バックライトユニット２００の最左側に配置されている第２電極２０４または第１電極２０３の左側面、及び、バックライトユニット２００の最右側に配置されている第２電極２０４または第１電極２０３の右側面には、位置上電子放出に寄与しないので、配置される必要がない。

また、前記電子放出層２０５は、アノード電界により加速されて可視光の放出に適した蛍光体層への衝突速度が得られるように、アノード電極２０７及び蛍光体層２０８の積層構造から所定の距離ｌ_２００以内に位置しなければならない。

最後に、背面基板２０２と、アノード電極２０７及び蛍光体層２０８が形成されている前面基板２０１とを互いに対向して配置し、密封部材を利用して密封部２０６を形成するが、この密封部材としては、シーリングガラスフリットが使われうる。

これをさらに具体的に説明すれば、背面基板２０２のエッジにやわらかなシーリングガラスフリットをディスペンシング法またはスクリーンプリンティング法などを利用して塗布する。次いで、乾燥工程などを経てシーリングガラスフリットに含まれていた水分などを除去する。次いで、背面基板２０２と前面基板２０１とを整列させた後、高温でシーリングガラスフリットを焼結させて密封を完了する。前記のように密封が完了した後には、排気口（図示せず）などを通じて基板２０１，２０２の内部空間２１０を高真空にする。

以下、本実施形態の電極構造を備えたバックライトユニット２００の作動過程を説明する。

まず、第１電極２０３と第２電極２０４との間に所定の電圧を交互に印加すれば、第１電極の役割を行う電極から電子が発生して、この電極に配置されている電子放出層２０５を通じて電子が放出され、このように放出された電子は、第２電極の役割を行う電極側に移動する。

次いで、この電子は、前面基板２０１に配置されているアノード電極２０７により形成された電界により加速されて蛍光体層２０８に衝突することによって、蛍光体を励起させる。

結局、このように励起された蛍光体が基底状態に戻りつつ可視光を放出し、この可視光が前面基板２０１を通じて外部に出射されて光を照射する。

図３は、本発明の第２実施形態による電子放出型バックライトユニットを前記第１実施形態の図２に対応して示す部分拡大断面図である。

第２実施形態によるバックライトユニット３００は、第１実施形態の場合と同様に、前面基板３０１、蛍光体層３０８、アノード電極３０７、背面基板３０２、第１電極３０３、第２電極３０４及び電子放出層３０５を備える。

本発明の第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１電極３０３及び第２電極３０４のうち少なくとも一つの電極上には、補助電極３０３ａ，３０４ａがさらに配置されるということである。ここで、第１電極３０３上に配置される前記補助電極３０３ａは、第１電極３０３と同じ材質で形成されてもよく、異なる材質で形成されてもよい。また、第２電極３０４上に配置される前記補助電極３０４ａは、第２電極３０４と同じ材質で形成されてもよく、異なる材質で形成されてもよい。

これにより、前記補助電極３０３ａ，３０４ａによりアノード電界がさらに充分に遮蔽（制限）されて、第１電極と第２電極との間に形成される電界が強化及び安定化され、これにより、電子放出の効率及び安定性が向上する。

また、前記電子放出層３０５及び電極３０３，３０４の高さｈ_３０５は、第１実施形態の電子放出層の高さｈ_２０５と同一または類似に形成されることが望ましい。これにより、前記補助電極３０３ａ，３０４ａの高さにしたがってアノード電界の遮蔽（制限）効果が向上する。

また、第１電極３０３及び／または第２電極３０４に配置される電子放出層３０５は、アノード電界により加速されて可視光放出に適した蛍光体層３０８への衝突速度が得られるように、アノード電極３０７及び蛍光体層３０８の積層構造から所定の距離ｌ_３００以内に位置しなければならない。

図４は、本発明の第３実施形態による電子放出型バックライトユニットを前記第１実施形態の図２に対応して示す部分拡大断面図である。

第３実施形態によるバックライトユニット４００は、第１実施形態の場合と同様に、前面基板４０１、蛍光体層４０８、アノード電極４０７、背面基板４０２、第１電極４０３、第２電極４０４及び電子放出層４０５を備える。

本発明の第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、電子放出層４０５が背面基板４０２の平滑面を基準として第１電極４０３及び第２電極４０４より低く配置されるということである。

また、前記電子放出層４０５の高さｈ_４０５は、第１実施形態の電子放出層の高さｈ_２０５より高く形成されることが望ましい。これにより、前記第１電極４０３及び第２電極４０４は、それぞれ第１実施形態の対応する電極２０３，２０４より高く形成される。

これにより、アノード電極４０８から発生するアノード電界をそれらの二つの電極４０３，４０４がさらに充分に遮蔽（制限）して、第２電極４０４による電子放出制御効果を画期的に向上させる。

また、これにより、前記電子放出層４０５がアノード電極４０８及び蛍光体層４０９の積層構造と離隔された距離ｌ_４００を最大限狭め、これにより、可視光の放出に実質的に寄与する電子を放出できる電子放出層４０５の面積を極大化させる。これによる付随的効果として、第１電極４０３及び第２電極４０４が高く形成されるにつれて、それらの電極の断面積が増大して抵抗が減少することによって、第１電極及び第２電極にこのような高さ方向と垂直の方向に印加される電圧の降下現象を防止できる。

図５は、本発明の第４実施形態による電子放出型バックライトユニットを前記第１実施形態の図２に対応して示す部分拡大断面図である。

第４実施形態によるバックライトユニット５００は、第１実施形態の場合と同様に、前面基板５０１、蛍光体層５０８、アノード電極５０７、背面基板５０２、第１電極５０３、第２電極５０４及び電子放出層５０５を備える。

本発明の第４実施形態が第１実施形態と異なる点は、電子放出層５０５が背面基板５０２の平滑面から所定の距離ｄ_５００ほど離隔されて配置されるということである。

また、前記電子放出層５０５は、第１電極５０３及び第２電極５０４のうち少なくとも一つの前面基板５０１側の端部より低い位置まで配置されている。

また、前記電子放出層５０５の高さｈ_５０５は、少なくとも第１実施形態の電子放出層の高さｈ_２０５より低くなく（高く）形成されることが望ましい。

また、この場合、前記のように離隔された距離ｄ_５００に鑑みて第１電極５０３及び第２電極５０４を高く形成するが、これは、それらの電極５０３，５０４に配置されて電子放出に寄与する電子放出層の高さｈ_５０５を第１実施形態の電子放出層の高さｈ_２０５より低くなく（高く）することによって、所定の電子放出効果を得るためのことである。

すなわち、背面基板５０２の平滑面から所定の距離ｄ_５００ほど離隔されて電子放出層５０５が配置されることによって、前記電子放出層５０５がアノード電極５０７及び蛍光体層５０８の積層構造と離隔された距離ｌ_５００を最大限狭め、これにより、可視光の放出に実質的に寄与する電子を放出できる電子放出層５０５の面積を極大化させる。これによる付随的効果として、第１電極５０３及び第２電極５０４が高く形成されるにつれて、それらの電極の断面積が増大して抵抗が減少することによって、第１電極及び第２電極にこのような高さ方向と垂直の方向に印加される電圧の降下現象を防止できる。

また、電子放出層５０５が第１電極５０３及び第２電極５０４のうち少なくとも一つの前面基板５０１側の端部より低い位置までのみ配置されることによって、アノード電極５０７から発生するアノード電界をそれらの二つの電極５０３，５０４がさらに充分に遮蔽（制限）して、第２電極５０４による電子放出制御効果を画期的に向上させる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、前記電子放出層５０５は、第１電極５０３及び第２電極５０４のうち少なくとも一つの前面基板５０１側の端部まで配置されることもある。

また、背面基板５０２と電子放出層５０５との間、及び第１電極５０３と第２電極５０４との間の電子放出層５０５が配置されていない領域には、絶縁層５０９がさらに配置されうる。

これにより、背面基板５０２上に絶縁層５０９を形成し、前記絶縁層５０９上に再び電子放出層５０５を形成する工程を適用でき、これにより、前記絶縁層５０９なしに第１電極５０３及び／または第２電極５０４の側面の空間に直接電子放出層５０５を形成する場合に比べて、電子放出層５０５の形成工程が非常に容易になりうる。

また、これにより、第１電極と第２電極との間で電子放出層５０５の下部の背面基板５０２に向かう部分に強い電界が形成され、これにより、さらに安定的な電子放出がなされうる。

一方、前述した色々な実施形態に共通的に適用されうる駆動方法であって、消費電力を低減させ、電子放出素子の寿命を延長させる駆動方法を、図６を参照して説明する。

例えば、第１電極及び第２電極にいずれも電子放出層が形成された場合には、二つのうち一つの電極に（＋）電圧を印加し、他の電極に（−）電圧を印加するかは自由に決定されうる。この構成を有する場合に、図６に示したように、第１電極及び第２電極に交互に（＋）電圧と（−）電圧を印加する方法で駆動できる。この方法で駆動すれば、二つの電極に形成された電子放出層が交互に電子放出機能を行える。これにより、特定の電極のみを負極（カソード電極）として使用する場合に比べて、電子放出層の寿命を２倍以上延長させる。

図７は、本発明の望ましい実施形態によるＬＣＤ素子及びバックライトユニットを示す分解斜視図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の部分切開断面図である。

図７には、液晶ディスプレイ装置のＬＣＤ素子７００及びＬＣＤ素子７００に光を供給する電子放出型バックライトユニット６００が示されている。

図７に示すように、ＬＣＤ素子７００には、画像信号を伝達するフレキシブル印刷回路基板７１８が付着されている。また、前記ＬＣＤ素子７００の後方には、バックライトユニット６００が配置されている。

前記バックライトユニット６００は、電子放出型バックライトユニットであって、連結ケーブル６４０を通じて電源を供給され、バックライトユニットの前面６５１を通じて可視光６５０を放出させ、このように放出された可視光６５０をＬＣＤ素子７００に供給する役割を行う。

以下、図８を参照して、前記バックライトユニット６００及びＬＣＤ素子７００に関して詳細に説明する。

図８に示したバックライトユニット６００は、前述した本発明の望ましい実施形態のうちいずれか一つによる電子放出型バックライトユニットとなりうる。

図８には、図１に示した電子放出型バックライトユニット２００がそのまま適用されている。

まず、外部の電源が印加されれば、第１電極６０３と第２電極６０４との間で電界が形成され、第１電極６０３で供給された電子は、電子放出層６０５を通じて放出されて、前記電子が前面基板６０１上のアノード電極６０７により蛍光体層６０８に衝突して可視光Ｖを発生させて前面のＬＣＤ素子７００に向かって出射させる。

一方、前記ＬＣＤ素子７００は、第１基板７０１を備え、前記第１基板７０１上には、バッファ層７０６が形成され、前記バッファ層７０６上には、半導体層７０７が所定のパターンに形成される。また、前記半導体層７０７上には、第１絶縁層７０８ａが形成され、前記第１絶縁層７０８ａ上には、第２電極７０３が所定のパターンに形成され、前記第２電極７０３上には、第２絶縁層７０８ｂが形成される。前記第２絶縁層７０８ｂが形成された後には、ドライエッチングなどの工程により第１絶縁層７０８ａ及び第２絶縁層７０８ｂがエッチングされて半導体層７０７の一部が露出され、このように露出された部分を含む所定の領域にソース電極７０４及びドレイン電極７０５が形成される。前記ソース電極７０４及びドレイン電極７０５が形成された後に第３絶縁層７０８ｃが形成され、前記第３絶縁層７０８ｃ上に平坦化層７０９が形成される。また、前記平坦化層７０９上には、所定のパターンに第１電極７１０が形成され、第３絶縁層７０８ｃ及び平坦化層７０９の一部がエッチングされてドレイン電極７０５と第１電極７１０との導電通路が形成される。

また、透明な第２基板７０２は、第１基板７０１と別途に製造され、第２基板７０２の下面７０２ａには、カラーフィルタ層７１２が形成される。前記カラーフィルタ層７１２の下面７１２ａには、第２電極７１１が形成され、第１電極７１０と第２電極７１１との互いに対向する面には、液晶層７１３を配向する第１配向層７１４ａ及び第２配向層７１４ｂが形成される。また、前記第１基板７０１の下面７０１ａには、第１偏光層７１５ａが、第２基板７０２の上面７０２ｂには、第２偏光層７１５ｂが形成され、前記第２偏光層７１５ｂの上面７１５ｂ´には、保護フィルム７１６が形成される。また、カラーフィルタ層７１２と平坦化層７０９との間には、液晶層７１３を区画するスペーサ７１７が形成される。

以下、ＬＣＤ素子７００の作動原理について簡単に説明すれば、第２電極７０３、ソース電極７０４及びドレイン電極７０５により制御された外部信号により、第１電極７１０と第２電極７１１との間に電位差が形成され、かかる電位差により液晶層７１３の配列が決定され、前記液晶層７１３の配列によって、バックライトユニット６００で供給される可視光Ｖが遮蔽または通過する。結局、前記のように通過した可視光がカラーフィルタ層７１２を通過しつつ、色を帯びて画像を生成する。

一方、図８にはＴＦＴ−ＬＣＤを例として示したが、本発明のＬＣＤ素子はこれに限定されるものではなく、その他にも多様な受光型ディスプレイパネルが適用されうる。

前記したような電子放出型バックライトユニットを備えたＬＣＤ素子は、そのバックライトユニットの輝度が向上し、寿命が延長し、かつ消費電力が減少するにつれて、ディスプレイパネルの輝度の向上及び寿命の延長効果はいうまでもなく、消費電力が減少する効果を奏する。

本発明は、図面に示した実施形態を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらねばならない。

本発明は、平板ディスプレイ装置関連の技術分野に適用可能である。

本発明の第１実施形態による電子放出型バックライトユニットの断面図である。 図１の部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態による電子放出型バックライトユニットを図２に対応して示す部分拡大断面図である。 本発明の第３実施形態による電子放出型バックライトユニットを図２に対応して示す部分拡大断面図である。 本発明の第４実施形態による電子放出型バックライトユニットを図２に対応して示す部分拡大断面図である。 本発明に適用されうる節電及び寿命の延長に助ける駆動方法を見せる駆動波形を示す図面である。 本発明の望ましい実施形態によるＬＣＤ素子及びバックライトユニットを示す分解斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の部分切開断面図である。

符号の説明

２００，３００，４００，５００，６００ バックライトユニット
２０１，３０１，４０１，５０１，６０１ 前面基板
２０２，３０２，４０２，５０２，６０２ 背面基板
２０３，３０３，４０３，５０３，６０３ 第１電極
２０４，３０４，４０４，５０４，６０４ 第２電極
２０５，３０５，４０５，５０５，６０５ 電子放出層
２０７，３０７，４０７，５０７，６０７ アノード電極
２０８，３０８，４０８，５０８，６０８ 蛍光体層
７００ ＬＣＤ素子
７１８ フレキシブル印刷回路基板

Claims (27)

1. 前面基板と、
   前記前面基板と間隔を隔てて対向して配置された背面基板と、
   前記前面基板の後方に配置されたアノード電極及び蛍光体層と、
   前記背面基板上に互いに間隔をおいて配置された第１電極及び第２電極と、
   前記第１電極及び前記第２電極の互いに対向する面を少なくとも一部分覆うように配置された電子放出層と、
   を備えることを特徴とする電子放出型バックライトユニット。
2. 前記電子放出層を備えた前記第１電極及び前記第２電極は、実質的に同じ形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子放出型バックライトユニット。
3. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の前記前面基板側の面上に交互に並べて配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電子放出型バックライトユニット。
4. 前記第１電極及び前記第２電極は、ストライプ状に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の電子放出型バックライトユニット。
5. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の平滑面を基準として同じ高さに配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電子放出型バックライトユニット。
6. 前記電子放出層は、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極の側面を覆うように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電子放出型バックライトユニット。
7. 前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面を基準として前記電子放出層が配置される電極と同じ高さに配置されたことを特徴とする請求項６に記載の電子放出型バックライトユニット。
8. 前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極上には、アノード電界の遮蔽のための補助電極がさらに配置されたことを特徴とする請求項６に記載の電子放出型バックライトユニット。
9. 前記電子放出層は、アノード電界の影響を受けないように、前記背面基板の平滑面を基準として前記電子放出層が配置される電極より低く配置されたことを特徴とする請求項６に記載の電子放出型バックライトユニット。
10. 前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面から所定の距離だけ離隔されて配置されたことを特徴とする請求項６に記載の電子放出型バックライトユニット。
11. 前記背面基板と前記電子放出層との間、及び前記第１電極と前記第２電極との間の前記電子放出層が配置されていない領域には、絶縁層がさらに配置されたことを特徴とする請求項１０に記載の電子放出型バックライトユニット。
12. 前記電子放出層は、カーボンナノチューブを含む材料により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子放出型バックライトユニット。
13. 互いに間隔を隔てて対向して配置された前面基板及び背面基板、前記前面基板と前記背面基板との間に配置されたアノード電極及び蛍光体層、前記前面基板と前記背面基板との間に互いに間隔をおいて配置された第１電極及び第２電極及び、前記第１電極及び前記第２電極の互いに対向する面のうち少なくとも一面を覆うように配置された電子放出層が備えられた電子放出型バックライトユニットと、
    前記電子放出型バックライトユニットの前方に配置されて、前記電子放出型バックライトユニットから供給される光を制御して画像を表現する受光素子と、
    を備えたことを特徴とする平板ディスプレイ装置。
14. 前記アノード電極及び前記蛍光体層は、前記前面基板の前記背面基板側の面に順次に積層されて配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイ装置。
15. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の前記前面基板側の面上に交互に並べて配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイ装置。
16. 前記第１電極及び前記第２電極は、ストライプ状に配置されたことを特徴とする請求項１５に記載の平板ディスプレイ装置。
17. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記背面基板の平滑面を基準として同じ高さに配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイ装置。
18. 前記電子放出層は、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極の側面を覆うように配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイ装置。
19. 前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面を基準として前記電子放出層が配置される電極と同じ高さに配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の平板ディスプレイ装置。
20. 前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一つの電極上には、アノード電界の遮蔽のための補助電極がさらに配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の平板ディスプレイ装置。
21. 前記電子放出層は、アノード電界の影響を受けないように、前記背面基板の平滑面を基準として前記電子放出層が配置される電極より低く配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の平板ディスプレイ装置。
22. 前記電子放出層は、前記背面基板の平滑面から所定の距離だけ離隔されて配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の平板ディスプレイ装置。
23. 前記背面基板と前記電子放出層との間、及び前記第１電極と前記第２電極との間の前記電子放出層が配置されていない領域には、絶縁層がさらに配置されたことを特徴とする請求項２２に記載の平板ディスプレイ装置。
24. 前記電子放出層は、カーボンナノチューブを含む材料により形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイ装置。
25. 前記受光素子は、液晶ディスプレイ素子であることを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイ装置。
26. 互いに間隔を隔てて対向して配置された前面基板及び背面基板、前記前面基板と前記背面基板との間に配置されたアノード電極及び蛍光体層、前記前面基板と前記背面基板との間に互いに間隔をおいて配置された第１電極及び第２電極及び、前記第１電極及び前記第２電極の互いに対向する面を覆うように配置された電子放出層が備えられた電子放出型バックライトユニットと、
    前記電子放出型バックライトユニットの前方に配置されて、前記電子放出型バックライトユニットから供給される光を制御して画像を生成する受光素子と、を備えた平板ディスプレイ装置を駆動する方法であって、
    所定期間には第１電極に印加される電圧が第２電極に印加される電圧より高く設定し、次の所定期間には第２電極に印加される電圧が第１電極に印加される電圧より高く設定し、この設定を反復することによって、第１電極と第２電極とに形成された電子放出層から交互に電子が放出されるように駆動することを特徴とする平板ディスプレイ装置の駆動方法。
27. 前記アノード電極には、前記第１電極及び第２電極に印加される電圧よりさらに高い電圧が印加されることを特徴とする請求項２６に記載の平板ディスプレイ装置の駆動方法。

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