KR100708727B1 - Display device - Google Patents

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KR100708727B1
KR100708727B1 KR1020050103461A KR20050103461A KR100708727B1 KR 100708727 B1 KR100708727 B1 KR 100708727B1 KR 1020050103461 A KR1020050103461 A KR 1020050103461A KR 20050103461 A KR20050103461 A KR 20050103461A KR 100708727 B1 KR100708727 B1 KR 100708727B1
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손승현
박형빈
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

구동전압을 낮추고, 발광효율을 증가시키기 위하여, 본 발명은 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀들을 형성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 제1 전극들 및 제2 전극들과, 상기 제1 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 상기 셀들로 전자를 가속시켜 방출시키는 전자가속층들과, 상기 셀들의 내부에 채워지며, 상기 전자에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 가스와, 상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키며, 상기 셀들 내에 채워지는 발광체층들과, 상기 발광체층들 상에 배치되어 있는 드레인 전극층을 포함하는 표시 장치를 제공한다.In order to lower the driving voltage and increase the luminous efficiency, the present invention is disposed between the first substrate and the second substrate which are disposed to face each other and form a plurality of cells therebetween, and disposed between the first substrate and the second substrate. Electrons formed on a plurality of first electrodes and second electrodes and the first electrodes and accelerating electrons to the cells as voltage is applied to the first and second electrodes. Acceleration layers, gas filled inside the cells and excited by the electrons to generate ultraviolet light, emitter layers filled in the cells by being excited by the ultraviolet light to generate visible light, and the light emitting layer A display device including a drain electrode layer disposed on a field is provided.

Description

표시 장치{Display device}Display device

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A 방향을 따라 취한 드레인 전극의 부분 평면도이다.FIG. 2 is a partial plan view of the drain electrode taken along the A direction of FIG. 1.

도 3은 크세논(Xe)의 에너지 준위(energy level)를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an energy level of xenon (Xe).

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, 각 전극들에 인가될 수 있는 전압들을 보여주는 도면들이다. 4A to 4C are diagrams illustrating voltages that may be applied to respective electrodes in the display device according to the first exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

110, 210 : 제1 기판110, 210: first substrate

114, 214 : 셀 115, 215 : 발광체층114, 214: cell 115, 215: light emitting layer

120, 220 : 제2 기판 140, 240 : 전자가속층120, 220: second substrate 140, 240: electron acceleration layer

131, 231 : 제1 전극 132, 232 : 제2 전극131 and 231: first electrode 132 and 232: second electrode

133, 233 : 제3 전극 134, 234 : 드레인 전극층133 and 233: third electrode 134 and 234: drain electrode layer

본 발명은 구동전압을 낮추고, 발광효율을 향상시킬 수 있는 새로운 표시 장 치에 관한 것이다.The present invention relates to a new display device that can lower the driving voltage and improve luminous efficiency.

최근 들어, 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)은 평판 디스플레이 장치로서, 복수개의 전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스가 봉입된 후 방전전압이 가해지고, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 가시광을 방출함으로써 원하는 화상을 얻는 장치이다.Recently, a plasma display panel (PDP), which is attracting attention as a replacement for a conventional cathode ray tube display device, is a flat panel display device, and after discharge gas is filled between two substrates on which a plurality of electrodes are formed, the discharge voltage is increased. It is an apparatus that obtains a desired image by applying a fluorescent material formed in a predetermined pattern by the ultraviolet rays generated thereby to emit visible light.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 크세논(Xe)을 포함하는 방전가스를 사용하게 되는데, 방전가스가 이온화(ionization)되어 플라즈마 방전이 일어나는 과정에서, 여기상태의 크세논이 안정화되면서 자외선이 발생한다.In general, the plasma display panel uses a discharge gas including xenon (Xe). In the process of ionizing the plasma and generating a plasma discharge, xenon in the excited state is stabilized to generate ultraviolet rays.

그런데, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화상을 구현하려면 방전가스를 이온화시킬 정도의 높은 에너지가 필요하게 되므로, 큰 구동전압을 필요로 하나, 그에 비하여 발광효율은 낮다는 문제점이 있다. 또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 응용한 평판 램프의 경우에도, 발광을 위하여 방전가스를 이온화시켜야 하므로, 구동전압이 높고, 발광효율이 낮은 단점을 가지고 있다.However, in order to implement an image in the conventional plasma display panel, high energy is required to ionize the discharge gas, which requires a large driving voltage, but has a problem in that luminous efficiency is low. In addition, even in the case of the flat panel lamp using the plasma display panel, since the discharge gas must be ionized to emit light, the driving voltage is high and the luminous efficiency is low.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 구동전압이 낮고, 발광효율이 높은 신구조의 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a display device having a new structure having a low driving voltage and high luminous efficiency.

위와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀들을 형성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 제1 전극들 및 제2 전극들과, 상기 제1 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 상기 셀들로 전자를 가속시켜 방출시키는 전자가속층들과, 상기 셀들의 내부에 채워지며, 상기 전자에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 가스와, 상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키며, 상기 셀들 내에 채워지는 발광체층들과, 상기 발광체층들 상에 배치되어 있는 드레인 전극층을 포함하는 표시 장치를 제공한다.In order to achieve the above object and other objects, the present invention is disposed between the first substrate and the second substrate to be disposed opposite to each other to form a plurality of cells therebetween, and disposed between the first substrate and the second substrate Electrons formed on a plurality of first electrodes and second electrodes and the first electrodes and accelerating electrons to the cells as voltage is applied to the first and second electrodes. Acceleration layers, gas filled inside the cells and excited by the electrons to generate ultraviolet light, emitter layers filled in the cells by being excited by the ultraviolet light to generate visible light, and the light emitting layer A display device including a drain electrode layer disposed on a field is provided.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류형 대향 구조의 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a display device having a direct current-type opposing structure according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)은 가시광 투과율이 우수한 유리기판으로 형성될 수 있으며, 명실 콘트라스트 향상을 위하여 착색될 수도 있다. 또한, 상시 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)은 플라스틱으로 형성되어, 플렉서블(flexible)한 구조를 가질 수도 있다. 그리고, 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 공간을 구획하여 복수의 셀(cell,114)을 형성하고, 상기 셀들(114) 간의 전기적, 광학적 크로스토크를 방지하는 복수의 격벽(barrier rib,113)이 마련되어 있다.Referring to FIG. 1, the first substrate 110 and the second substrate 120 are disposed to face each other at regular intervals. Here, the first substrate 110 and the second substrate 120 may be formed of a glass substrate having excellent visible light transmittance, and may be colored to improve clear room contrast. In addition, the first substrate 110 and the second substrate 120 may be formed of a plastic and have a flexible structure. In addition, a space between the first substrate 110 and the second substrate 120 is partitioned between the first substrate 110 and the second substrate 120 to form a plurality of cells 114. A plurality of barrier ribs 113 are provided to prevent electrical and optical crosstalk between the cells 114.

상기 셀들(114) 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 가스(gas)가 채워진다. 하지만, 상기 가스는 질소(N2), 중수소(D2), 이산화탄소(CO2), 수소(H2), 일산화탄소(CO), 크립톤(Kr) 또는 공기(air)를 포함할 수 있다. 이하 본 발명에서 지칭하는 가스는 전자빔 등의 외부 에너지에 의해 여기되어 자외선을 발생시킬 수 있는 가스를 말한다. 한편, 본 발명의 가스는 전자빔의 에너지가 클 경우, 전자빔과의 충돌에 의하여 방전이 되는 방전가스로 작용하는 것도 가능하다. The cells 114 are generally filled with a gas containing xenon (Xe). However, the gas may include nitrogen (N 2 ), deuterium (D 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), krypton (Kr), or air. Hereinafter, the gas referred to in the present invention refers to a gas that is excited by external energy such as an electron beam to generate ultraviolet rays. On the other hand, when the energy of the electron beam is large, the gas of the present invention can also act as a discharge gas to be discharged by collision with the electron beam.

상기 제2 기판(120)을 대향하는 제1 기판(110) 상에는 제1 전극(131)이 셀(114)마다 형성되어 있으며, 상기 제1 기판(110)을 대향하는 제2 기판(120) 상에는 제2 전극(132)이 상기 제1 전극(131)과 교차하는 방향으로 셀(114)마다 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)은 각각 캐소드 전극(cathode electrode) 및 애노드 전극(anode electrode)이 된다. 상기 제2 전극(132)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(132) 상에는 유전체층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 전극(132)은 가시광 투과율을 증가시키기 위하여, 메쉬(mesh) 구조를 가질 수도 있다.A first electrode 131 is formed for each cell 114 on the first substrate 110 facing the second substrate 120, and on the second substrate 120 facing the first substrate 110. The second electrode 132 is formed for each cell 114 in a direction crossing the first electrode 131. In this case, the first electrode 131 and the second electrode 132 become a cathode electrode and an anode electrode, respectively. The second electrode 132 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. In addition, a dielectric layer (not shown) may be further formed on the second electrode 132. In addition, the second electrode 132 may have a mesh structure to increase visible light transmittance.

상기 제1 전극(131) 상에는 전자가속층(electron accelerating layer,140)이 형성되어 있으며, 상기 전자가속층(140) 상에는 그리드 전극(grid electrode)인 제3 전극(133)이 형성되어 있다. 상기 제3 전극(133)은 전자가속층(140)에 의하여 가속된 전자들이 셀(114) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성되어 있다.An electron accelerating layer 140 is formed on the first electrode 131, and a third electrode 133, which is a grid electrode, is formed on the electron acceleration layer 140. The third electrode 133 is formed in a mesh structure so that the electrons accelerated by the electron acceleration layer 140 can be easily released into the cell 114.

상기 전자가속층(140)은 전자를 가속시킬 수 있는 물질은 어느 것이라도 적용가능하며, 바람직하게는 산화된 다공성 실리콘(oxidized porous silicon)을 포함한다. 이때, 산화된 다공성 실리콘으로는 산화된 다공성 폴리실리콘(poly silicon) 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘(amorphous silicon)이 예시된다. 또한, 상기 전자가속층(140)은 탄소나노튜브 또는 질화 붕소 뱀부 슈트(boron nitride bamboo shoot, BNBS)를 포함할 수도 있다. 여기서, BNBS는 sp3 결합성 5H-BN의 명칭으로서, 일본의 물질재료연구기구(National Institute for Material Science; NIMS)에서 개발하여 2004년 3월에 공개한 새로운 물질이다. 이러한 BNBS는 다이아몬드 다음으로 단단할 정도로 매우 안정적인 구조를 하고 있는 것으로 알려졌다. 또한, BNBS는 가시광 영역인 약 380~780nm 정도 파장 영역에서 투명한 성질을 가질 뿐만 아니라, 음(-)의 전자친화도를 갖기 때문에 전자 방출 특성도 매우 우수한 것으로 알려졌다.The electron acceleration layer 140 may be any material capable of accelerating electrons, and preferably includes oxidized porous silicon. In this case, the oxidized porous silicon may be oxidized porous polysilicon or oxidized porous amorphous silicon. In addition, the electron acceleration layer 140 may include a carbon nanotube or boron nitride bamboo shoot (BNBS). Here, BNBS is the name of sp 3 binding 5H-BN, a new material developed by the National Institute for Material Science (NIMS) in Japan and published in March 2004. The BNBS is known to have a structure that is very stable after diamond. In addition, BNBS is known to have excellent electron emission characteristics because it not only has a transparent property in the wavelength range of about 380 ~ 780 nm, which is visible light, but also has a negative (-) electron affinity.

상기 제2 전극(132)들을 덮도록 각 셀들에 대응하는 적색, 녹색, 청색의 발광체층(115)들이 도포되어 있다. 이하에서 발광체층은 자외선을 받아 가시광을 생성하는 물질층을 의미한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 발광체층이 전자에 의하여 가시광을 생성할 수도 있다. 또는 상기 발광체층이 퀀텀도트(quantum dot)를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 발광체층(115)들은 상기 격벽(113)의 측면에도 배치될 수도 있다.Red, green, and blue light emitting layers 115 corresponding to the cells are coated to cover the second electrodes 132. Hereinafter, the light emitter layer refers to a material layer receiving ultraviolet light to generate visible light. However, the present invention is not limited thereto, and the light emitting layer may generate visible light by electrons. Alternatively, the light emitting layer may include a quantum dot. In addition, the light emitting layers 115 may be disposed on side surfaces of the partition wall 113.

상기 발광체층(115)들을 덮도록 드레인 전극층(134)이 형성되어 있다. 상기 드레인 전극층(134)은 상기 발광체층(115)들 상에 전자들이 충진(charging)되는 문제를 해결하기 위하여 배치된다. 즉, 상기 드레인 전극층(134)은 접지되어 있기 때문에, 상기 발광체층(115)들 상에 쌓인 전자들을 제거할 수 있다. 또한, 상기 드레인 전극층(134)은 상기 발광체층(115)을 향하는 자외선의 투과율을 높이기 위하여, 개구부들이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 2는 개구부(134a)들을 증가시키기 위하여 메쉬 구조를 가지는 드레인 전극(134)이 도시되어 있다. 여기에서 도 2는 도 1의 A방향으로 취한 드레인 전극(134)의 부분 평면도이다. 상기 드레인 전극층(134)은 마스크를 이용하여 증착하여 형성될 수 있으며, ITO 또는 다른 도전성 금속을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.The drain electrode layer 134 is formed to cover the light emitting layers 115. The drain electrode layer 134 is disposed to solve a problem in which electrons are filled on the light emitting layers 115. That is, since the drain electrode layer 134 is grounded, electrons accumulated on the light emitting layers 115 may be removed. In addition, the drain electrode layer 134 is preferably formed with openings in order to increase the transmittance of ultraviolet light toward the light emitting layer 115. 2 shows a drain electrode 134 having a mesh structure to increase the openings 134a. 2 is a partial plan view of the drain electrode 134 taken in the direction A of FIG. The drain electrode layer 134 may be formed by depositing using a mask, and preferably formed using ITO or another conductive metal.

상기 전자가속층(140)은 제1 전극(131)과 제3 전극(133)(및/또는 제2 전극(132))에 각각 소정의 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(131)으로부터 유입된 전자들을 가속시켜 제3 전극(133)을 통하여 상기 셀(114) 내부로 전자들을 방출시킨다. 본 실시예에서, 상기 전자들은 전자빔(E-beam) 형태로 방출된다. 상기 셀 (114)내부로 방출된 전자빔은 가스를 여기시키게 되고, 여기된 가스는 안정화되면서 자외선을 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 자외선은 상기 발광체층(115)을 여기시키는데 이용된다. 그런데, 상기 자외선은 가속된 전자와는 달리 금속 전극층을 통과하기가 어려운 특성을 가진다. 따라서, 상기 발광체층(115) 전체가 금속 전극층으로 덮일 경우, 상기 발광체층(115)에 도달하는 자외선의 양이 크게 감소하기 때문에, 발광 효율이 감소된다. 하지만, 본 실시예에서는, 상기 드레인 전극(134)이 메쉬 구조를 가지기 때문에, 상기 개구부(134a)들로 투과하여 상기 발광체층(115)에 도달하는 자외선의 양이 충분히 많게 된다. 이렇게 발광체층(115)에 도달된 자외선은 발광체층(115)을 여기시키고, 상기 발광체층(115)은 안정화되면서 화상을 구현하는 가시광선을 생성한다.The electron acceleration layer 140 flows from the first electrode 131 when a predetermined voltage is applied to each of the first electrode 131 and the third electrode 133 (and / or the second electrode 132). The electrons are accelerated to emit electrons into the cell 114 through the third electrode 133. In this embodiment, the electrons are emitted in the form of an E-beam. The electron beam emitted into the cell 114 excites a gas, and the excited gas generates ultraviolet rays while stabilizing the excited gas. The generated ultraviolet rays are used to excite the light emitting layer 115. However, unlike the accelerated electrons, the ultraviolet light has a characteristic that it is difficult to pass through the metal electrode layer. Therefore, when the whole of the light emitting layer 115 is covered with the metal electrode layer, the amount of ultraviolet rays reaching the light emitting layer 115 is greatly reduced, so that the luminous efficiency is reduced. However, in the present embodiment, since the drain electrode 134 has a mesh structure, the amount of ultraviolet rays transmitted through the openings 134a and reaching the light emitting layer 115 is sufficiently large. The ultraviolet rays reaching the light emitting layer 115 excite the light emitting layer 115, and the light emitting layer 115 is stabilized to generate visible light for realizing an image.

상기 전자빔(E-beam)은 가스를 여기(excitation)시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화(ionization)시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 전극(131) 및 제3 전극(133)(및/또는 제2전극(132))에는 상기 전자빔이 가스를 여기시킬 수 있는 최적화된 전자에너지(optimized electron energy)를 가질 수 있는 전압이 인가된다. The electron beam E-beam is preferably larger than the energy needed to excite the gas and less than the energy needed to ionize the gas. Accordingly, the first and third electrodes 131 and 133 (and / or the second electrode 132) may have optimized electron energy capable of exciting the gas. Voltage is applied.

도 3에는 자외선 발생원(generating source)인 크세논(Xe)의 에너지 준위(energy level)가 개략적으로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 크세논(Xe)을 이온화시키기 위해서는 12.13eV의 에너지가 필요하며, 크세논(Xe)을 여기시키기 위해서는 8.28eV 이상의 에너지가 필요함을 알 수 있다. 구체적으로는, 크세논(Xe)을 1S5, 1S4, 1S2 상태로 각각 여기시키기 위해서는 8.28eV, 8.45eV, 9.57eV의 에너지가 필요하게 된다. 이렇게 여기된 크세논(Xe*)은 안정화되면서 대략 147nm의 자외선이 발생하게 된다. 그리고, 여기 상태(excited state) 크세논(Xe*)과 기저 상태(ground state) 크세논(Xe)이 충돌하게 되면 엑시머(eximer) 크세논(Xe2 *)이 생성되는데, 이 러한 엑시머 크세논(Xe2 *)이 안정화되면 대략 173nm의 자외선이 발생하게 된다. 3 schematically shows an energy level of xenon (Xe) that is an ultraviolet generating source. Referring to FIG. 3, it can be seen that energy of 12.13 eV is required to ionize xenon (Xe), and energy of 8.28 eV or more is required to excite xenon (Xe). Specifically, in order to excite xenon (Xe) in 1S 5 , 1S 4 , and 1S 2 states, energy of 8.28 eV, 8.45 eV, and 9.57 eV is required. This excited xenon (Xe * ) is stabilized to generate an ultraviolet light of approximately 147nm. When the excited state xenon (Xe * ) and the ground state xenon (Xe) collide with each other, an excimer xenon (Xe 2 * ) is generated, and such excimer xenon (Xe 2 *). ) Is stabilized to generate ultraviolet light of approximately 173 nm.

이에 따라, 본 발명에서는 전자가속층(140)에 의하여 셀(114) 내부로 방출되는 전자빔이 크세논(Xe)를 여기시키기 위하여 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 전자빔은 바람직하게는 8.28eV ~ 9.57eV의 에너지 또는 8.28eV ~ 8.45eV의 에너지를 가질 수 있다. 또한, 상기 전자빔은 8.45eV ~ 9.57eV의 에너지를 가질 수도 있다.Accordingly, in the present invention, the electron beam emitted into the cell 114 by the electron acceleration layer 140 may have an energy of about 8.28 eV to 12.13 eV to excite xenon (Xe). In this case, the electron beam may preferably have an energy of 8.28 eV to 9.57 eV or an energy of 8.28 eV to 8.45 eV. In addition, the electron beam may have an energy of 8.45 eV to 9.57 eV.

도 4a 내지 도 4c에는 도 1에 도시된 표시 장치에서 각 전극들에 인가될 수 있는 전압 유형들을 예를 들어 도시한 것이다.4A to 4C illustrate examples of voltage types that may be applied to respective electrodes in the display device illustrated in FIG. 1.

도 4a를 참조하면, 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)에 각각 펄스 형태의 전압이 인가되는데, 이때, 상기 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)에 인가되는 전압을 V1, V2 및 V3라 하면, V1＜V3＜V2를 만족시키도록 각 전극들에 소정의 전압이 인가된다. 상기와 같은 전압들이 인가되면, 제1 전극(131)과 제3 전극(133)에 인가된 전압에 의하여 전자가속층(140)을 통하여 셀(114) 내부로 전자빔이 방출되며, 이렇게 방출된 전자빔은 제3 전극(133)과 제2 전극(132)에 인가된 전압에 의하여 제2 전극(132) 쪽으로 가속되고, 이 과정에서 가스가 여기된다. 이때, 제2 전극(132)의 전압을 조절하여 가스가 방전상태로 조절되는 것도 가능하다. 또한, 드레인 전극(134)은 상기 발광체층(115)에 쌓이는 전자들의 배출을 위하여 접지되어 있다. 한편, 상기 제2 전극(132)은 도 4b에 도시된 바와 같이 접지되어 있을 수도 있다. 이 경우에는, 상기 제2 전극(132)에 도달하는 전자들이 외 부로 빠져나갈 수 있게 된다. Referring to FIG. 4A, a pulse voltage is applied to each of the first electrode 131, the second electrode 132, and the third electrode 133. In this case, the first electrode 131, the second electrode ( When the voltages applied to the 132 and the third electrode 133 are V 1 , V 2, and V 3 , a predetermined voltage is applied to each of the electrodes to satisfy V 1 <V 3 <V 2 . When the above voltages are applied, the electron beam is emitted into the cell 114 through the electron acceleration layer 140 by the voltages applied to the first electrode 131 and the third electrode 133, and thus the emitted electron beam. The silver is accelerated toward the second electrode 132 by the voltages applied to the third electrode 133 and the second electrode 132, and gas is excited in this process. In this case, the gas may be adjusted to a discharge state by adjusting the voltage of the second electrode 132. In addition, the drain electrode 134 is grounded to discharge electrons accumulated in the light emitting layer 115. Meanwhile, the second electrode 132 may be grounded as shown in FIG. 4B. In this case, electrons that reach the second electrode 132 can escape to the outside.

도 4c를 참조하면, 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)에 인가되는 전압을 V1, V2 및 V3라 하면, V1＜V3=V2를 만족시키도록 각 전극들에 소정의 전압이 인가된다. 상기와 같은 전압들이 인가되면, 제1 전극(131)과 제3 전극(133)에 인가된 전압에 의하여 전자가속층(140)을 통하여 셀(114) 내부로 전자빔이 방출되며, 이렇게 방출된 전자빔에 의하여 가스가 여기된다. 이 때, 상기 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)은 접지되며, 상기 제2 전극(132)에 도달하는 전자들이 외부로 빠져나갈 수 있게 된다. 또한, 드레인 전극(134)은 상기 발광체층(115)에 쌓이는 전자들의 배출을 위하여 접지되어 있다.Referring to FIG. 4C, when voltages applied to the first electrode 131, the second electrode 132, and the third electrode 133 are V 1 , V 2, and V 3 , V 1 <V 3 = V 2. A predetermined voltage is applied to each electrode so as to satisfy. When the above voltages are applied, the electron beam is emitted into the cell 114 through the electron acceleration layer 140 by the voltages applied to the first electrode 131 and the third electrode 133, and thus the emitted electron beam. Gas is excited. At this time, the second electrode 132 and the third electrode 133 are grounded, and the electrons reaching the second electrode 132 can escape to the outside. In addition, the drain electrode 134 is grounded to discharge electrons accumulated in the light emitting layer 115.

한편, 본 발명에 따른 표시 장치는 주로 LCD의 백라이트로 사용되고 있는 평판 램프에도 적용될 수 있다. On the other hand, the display device according to the present invention can be applied to a flat lamp mainly used as a backlight of the LCD.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 램프용 직류형 대향 구조의 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a display device of a direct-current facing structure for a flat lamp according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀(214)들을 형성한다. 상기 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에는 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 공간을 구획하여 상기 셀(214)을 형성하는 스페이서(213)가 마련될 수 있다.Referring to FIG. 5, the first substrate 210 and the second substrate 220 are disposed to face each other at regular intervals to form a plurality of cells 214 therebetween. A spacer 213 is formed between the first substrate 210 and the second substrate 220 to form the cell 214 by partitioning a space between the first substrate 210 and the second substrate 220. Can be.

상기 셀들(214) 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 가스(gas)가 채 워진다. 하지만, 상기 가스는 질소(N2), 중수소(D2), 이산화탄소(CO2), 수소(H2), 일산화탄소(CO), 크립톤(Kr) 또는 공기(air)를 포함할 수 있다.The cells 214 are generally filled with a gas containing xenon (Xe). However, the gas may include nitrogen (N 2 ), deuterium (D 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), krypton (Kr), or air.

상기 제2 기판(220)을 대향하는 상기 제1 기판(210) 상에는 제1 전극(231)이 셀(214)마다 형성되어 있으며, 상기 제1 기판(210)을 대향하는 상기 제2 기판(220) 상에는 제2 전극(232)이 상기 제1 전극(231)과 나란한 방향으로 셀(214)마다 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 전극(231) 및 제2 전극(232)은 각각 캐소드 전극 및 애노드 전극이 된다. 상기 제2 전극(232)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제2 전극(232)은 메쉬(mesh) 구조를 가지도록 형성될 수도 있다. 상기 제1 전극(231)의 상면에는 전자가속층(240)이 형성되어 있으며, 상기 전자가속층(240)의 상면에는 그리드 전극인 제3 전극(233)이 형성되어 있다. 상기 전자가속층(240)은 전자를 가속시킬 수 있는 물질은 어느 것이라도 적용가능하며, 바람직하게는 산화된 다공성 실리콘을 포함한다. 이때, 산화된 다공성 실리콘으로는 산화된 다공성 폴리실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 예시된다. 또한, 상기 전자가속층(240)은 탄소나노튜브 또는 BNBS를 포함할 수도 있다.A first electrode 231 is formed for each cell 214 on the first substrate 210 facing the second substrate 220, and the second substrate 220 facing the first substrate 210. ), A second electrode 232 is formed for each cell 214 in a direction parallel to the first electrode 231. Here, the first electrode 231 and the second electrode 232 become a cathode electrode and an anode electrode, respectively. The second electrode 232 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. On the other hand, the second electrode 232 may be formed to have a mesh (mesh) structure. An electron acceleration layer 240 is formed on an upper surface of the first electrode 231, and a third electrode 233 that is a grid electrode is formed on an upper surface of the electron acceleration layer 240. The electron acceleration layer 240 may be any material capable of accelerating electrons, and preferably includes oxidized porous silicon. In this case, the oxidized porous silicon may be oxidized porous polysilicon or oxidized porous amorphous silicon. In addition, the electron acceleration layer 240 may include carbon nanotubes or BNBS.

상기 제2 전극(132)들을 덮도록 각 셀(214)들에 대응하는 적색, 녹색, 청색의 발광체층(115)들이 도포되어 있다. 이하에서 발광체층(215)은 자외선을 받아 가시광을 생성하는 물질층을 의미한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 발광체층(215)이 전자에 의하여 가시광을 생성할 수도 있다. 또는 상기 발광 체층(215)이 퀀텀도트(quantum dot)를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 발광체층(215)들은 상기 스페이서(213)의 측면에도 배치될 수도 있다.Red, green, and blue light emitting layers 115 corresponding to the cells 214 are coated to cover the second electrodes 132. Hereinafter, the light emitter layer 215 refers to a material layer receiving ultraviolet light to generate visible light. However, the present invention is not limited thereto, and the light emitting layer 215 may generate visible light by electrons. Alternatively, the light emitting layer 215 may include a quantum dot. In addition, the light emitting layers 215 may also be disposed on side surfaces of the spacer 213.

상기 발광체층(215)들을 덮도록 드레인 전극층(234)이 형성되어 있다. 상기 드레인 전극층(234)은 상기 발광체층(215)들 상에 쌓이는 전자들을 제거하기 위하여 배치된다. 또한, 상기 드레인 전극층(234)은 상기 발광체층(215)을 향하는 자외선의 투과율을 높이기 위하여, 개구부(234a)들이 형성되어 있는 것이 바람직하다.The drain electrode layer 234 is formed to cover the light emitting layers 215. The drain electrode layer 234 is disposed to remove electrons accumulated on the light emitting layers 215. In addition, the drain electrode layer 234 may have openings 234a formed therein to increase the transmittance of ultraviolet rays toward the light emitting layer 215.

상기 전자가속층(240)은 제1 전극(231)과 제3 전극(233) )( 및/또는 제2 전극(232))에 각각 소정의 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(231)으로부터 유입된 전자들을 가속시켜 제3 전극(233)을 통하여 상기 셀(614) 내부로 전자빔(E-beam) 방출시킨다. 상기 셀 (214)내부로 방출된 전자빔은 가스를 여기시키게 되고, 여기된 가스는 안정화되면서 자외선을 발생시키게 된다. 그리고, 상기 자외선은 발광체층(215)을 여기시켜 가시광을 발생시키게 되고, 이렇게 발생된 가시광은 제2 기판(220)쪽으로 출사된다. 한편, 상기 제3 전극(233)은 전자가속층(240)에 의하여 가속된 전자들이 셀(214) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수도 있다.When the predetermined voltage is applied to the first electrode 231 and the third electrode 233 (and / or the second electrode 232), the electron acceleration layer 240 may be removed from the first electrode 231. The introduced electrons are accelerated to emit an E-beam into the cell 614 through the third electrode 233. The electron beam emitted into the cell 214 excites a gas, and the excited gas generates ultraviolet rays while stabilizing the excited gas. The ultraviolet light excites the light emitting layer 215 to generate visible light, and the visible light is emitted toward the second substrate 220. On the other hand, the third electrode 233 may be formed in a mesh structure so that the electrons accelerated by the electron acceleration layer 240 can be easily released into the cell 214.

상기 전자빔은 가스를 여기(exicitation)시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화(ionization)시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 전자빔이 질소를 여기시키데 필요한 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. The electron beam preferably has a larger energy than is needed to excite the gas and less than the energy needed to ionize the gas. Accordingly, the electron beam may have an energy of approximately 8.28 eV to 12.13 eV required to excite nitrogen.

상기와 같은 구조를 가지는 표시 장치에서, 각 전극들에는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 유형의 전압들이 인가될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 전술하였으므로 생략하기로 한다. In the display device having the above structure, voltages of the types shown in FIGS. 4A to 4C may be applied to each electrode, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 표시 장치는 전자가속층으로부터 방출되는 전자(전자빔)가 여기가스를 이온화시킬 정도의 에너지까지 필요 없고, 여기시킬 정도의 에너지만 있으면 화상을 형성할 수 있으므로, 구동전압을 낮출 수 있고, 휘도를 증가시킬 수 있으며, 발광효율을 향상할 수 있는 효과가 있다.In the display device according to the present invention, the electron (electron beam) emitted from the electron acceleration layer does not need energy enough to ionize the excitation gas, and only the energy enough to excite the image can form an image, thereby reducing the driving voltage The luminance can be increased, and the luminous efficiency can be improved.

또한, 발광체층들에 쌓이는 전자들이 효과적으로 제거될 수 있고, 상기 셀들 내에서 생성된 자외선이 효과적으로 상기 발광체층들에 도달할 수 있다.In addition, electrons accumulated in the light emitting layers can be effectively removed, and ultraviolet rays generated in the cells can effectively reach the light emitting layers.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (13)

서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀들을 형성하는 제1 기판 및 제2 기판;A first substrate and a second substrate disposed to face each other to form a plurality of cells therebetween; 상기 셀들 내부를 향하도록 상기 제1 기판상에 배치된 제1 전극들;First electrodes disposed on the first substrate to face the cells; 상기 셀들 내부를 향하도록 상기 제2 기판상에 배치된 제2 전극들;Second electrodes disposed on the second substrate to face the cells; 상기 제1 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 상기 셀들로 전자를 가속시켜 방출시키는 전자가속층들;Electron acceleration layers formed on the first electrodes and configured to accelerate and release electrons into the cells as voltage is applied to the first and second electrodes; 상기 셀들의 내부에 채워지며, 상기 전자에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 가스;A gas filled in the cells and excited by the electrons to generate ultraviolet rays; 상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키며, 상기 셀들 내부를 향하도록 상기 제2 전극들 상에 배치된 발광체층들; 및Emitter layers excited on the ultraviolet light to generate visible light and disposed on the second electrodes to face inside the cells; And 상기 셀들 내부를 향하도록 상기 발광체층들 상에 배치되어 있는 드레인 전극층;을 포함하는 표시 장치.And a drain electrode layer disposed on the light emitting layers to face the cells. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 드레인 전극층에는 개구부가 형성되어 있는 표시 장치.And an opening is formed in the drain electrode layer. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 드레인 전극층은 메쉬(mesh) 구조를 가지는 표시 장치.The drain electrode layer has a mesh structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 드레인 전극층은 접지되는 표시 장치.And the drain electrode layer is grounded. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들은 서로 교차하도록 연장되는 표시 장치.The display device extends such that the first electrodes and the second electrodes cross each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들은 서로 평행하게 연장되는 표시 장치.The first electrode and the second electrode extend in parallel with each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자는 상기 가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다 크고, 상기 가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다 작은 에너지를 가지는 표시 장치.And the electrons are larger than the energy required to excite the gas and less than the energy required to ionize the gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극들 상에 배치되는 복수의 제3전극들을 더 구비하는 표시 장치.And a plurality of third electrodes disposed on the first electrodes. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 인가되는 전압을 각각 V1, V2 및 V3라 할 때, V1＜V3≤V2를 만족시키는 표시 장치.A display device that satisfies the first electrode, a second electrode and a voltage referred to the respectively V 1, V 2 and V 3 applied to the third electrode, V 1 <V 3 ≤V 2. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제2 또는 제3 전극은 메쉬 구조를 가지는 표시 장치.The second or third electrode has a mesh structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자가속층은 산화된 다공성 실리콘(oxidized porous silicon)을 포함하는 표시 장치.The electron acceleration layer includes oxidized porous silicon.
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