KR100869106B1

KR100869106B1 - 평판 디스플레이 패널 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR100869106B1
Application number: KR1020070027244A
Authority: KR
Inventors: 김명섭; 김정남; 신혜원; 임재용; 윤원석; 장태정
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-11-17
Also published as: JP2008235275A; KR20080085550A; CN101271815A; US20080231164A1

Abstract

본 발명에 의하면 평판 디스플레이 패널 및 그 구동방법이 개시된다. 개시된 평판 디스플레이 패널은 서로 마주보도록 이격되게 배치되어 있는 제1, 제2 기판, 제1, 제2 기판 사이에 개재되고, 기판들 사이의 공간을 다수의 표시셀들로 구획하는 격벽, 표시셀 공간들과 대면하게 배치되고, 외부 전계에 따라 유전 분극되도록 강유전성 물질로 이루어진 강유전체층, 강유전체층을 사이에 두고 서로 반대 극성의 전계를 순차로 인가하여, 강유전체층에 분극 반전을 유도하고, 표시셀 공간들로 전자빔을 방출시키는 제1 전극과 제3 전극, 전자빔에 의해 여기되도록 표시셀 내부공간에 채워지는 여기가스 및 표시셀 내에 도포된 형광체층을 포함한다.

본 발명에 따르면, 낮은 구동전압으로 발광효율이 향상되도록 강유전체의 전계방출 원리가 적용된 기체 여기 발광형 평판 디스플레이 패널이 제공된다.

Description

평판 디스플레이 패널 및 그 구동방법 {Flat display panel and driving method for the same}

도 1은 종래 평판 디스플레이 패널의 일례로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면 구조를 보인 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평판 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 평판 디스플레이 패널의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 4는 방전가스에 포함되는 크세논(Xe)의 에너지 레벨을 도시한 다이어그램이다.

도 5a 내지 도 5c는 강유전체층에 의한 전자축적 및 전자방출 원리를 설명하기 위한 도면들로서, 각각 전자축적 단계, 전하유지 단계, 및 전자방출 단계를 도시하는 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 제1 기판 111 : 제1 전극

113 : 제3 전극 114 : 격벽

115 : 강유전체층 120 : 제2 기판

122 : 제2 전극 125 : 형광체

126 : 블랙 매트릭스 E : 전자빔

S : 표시셀

본 발명은 평판 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세히, 낮은 구동전압으로 발광효율(luminous efficiency)이 향상되도록 강유전체의 전계방출 원리가 적용된 기체 여기 발광형 평판 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이 패널의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel)은 전기적 방전을 이용하여 화상을 형성하는 디스플레이 소자로서 휘도나 시야각 등 표시 성능이 우수하여 그 사용이 날로 증대되고 있는 추세이다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극들에 인가되는 직류 또는 교류전압에 의하여 상기 전극들 사이에 가스방전이 일어나게 되고, 이 방전과정에서 발생되는 자외선에 의하여 형광체가 여기되어 가시광이 발산된다.

도 1에는 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 일 형태에 관한 단면 구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향되도록 마주보게 배치된 제1 기판과 제2 기판(10,20), 및 상기 기판들(10,20) 사이에 배치되어 다수의 표시셀(S)들을 구획하는 격벽(14)을 포함한다. 상기 제2 기판(20) 내측 면에는 유지방전을 일으키는 방전유지전극(26) 쌍이 배치되고, 상기 방전유지전극(26) 쌍을 매립하는 상유전체층(21)이 배치된다. 또한, 상기 제1 기판(10)의 내측 면에는 상기 방전유지전극(26) 쌍 중, 일 방전유지전극(26)과 보조방전을 일으키기 위한 어드레스 전극(11)이 배치되며, 상기 어드레스 전극(11)은 하유전체층(12)에 의해 매립되어 있다. 상기 표시셀(S) 내부에는 방전가스(미도시)가 채워져 있다.

방전개시전압 이상의 교류전압이 인가된 방전유지전극(26) 쌍 사이에서는 방전가스가 이온화되면서 플라즈마 방전이 수행되며, 이 과정에서 여기된 가스입자가 다시 안정화되면서 자외선이 발생하게 된다. 발생된 자외선은 표시셀(S) 내벽에 도포되어 있는 형광체(15)에 의해 가시광으로 변환되며, 이 가시광이 제2 기판(20) 측으로 출광되어 사용자가 인식할 수 있는 소정의 영상이 구현되는 것이다.

이러한 플라즈마 방전에 의한 발광은 주로 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트로 사용되는 평판 램프에도 동일하게 적용되고 있다. 그런데, 플라즈마 디스플레이 패널 및 평판 램프에서는 방전을 일으키기 위해 내부 방전가스를 이온화시킬 정도의 높은 에너지가 필요하게 되므로, 구동전압이 증가되어 발광효율이 낮아지는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 낮은 구동전압으로 발광효율이 향상될 수 있도록 강유전체의 전계방출 원리를 적용한 기체 여기 발광형 평판 디스플레이 패널 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평판 디스플레이 패널은,

서로 마주보도록 이격되게 배치되어 있는 제1, 제2 기판;

상기 제1, 제2 기판 사이에 개재되고, 상기 기판들 사이의 공간을 다수의 표시셀들로 구획하는 격벽;

상기 표시셀 공간들과 대면하게 배치되고, 외부 전계에 따라 유전 분극되도록 강유전성 물질로 이루어진 강유전체층;

상기 강유전체층을 사이에 두고 서로 반대 극성의 전계를 순차로 인가하여, 상기 강유전체층에 분극 반전을 유도하고, 상기 표시셀 공간들로 전자빔을 방출시키는 제1 전극과 제3 전극;

상기 전자빔에 의해 여기되도록 상기 표시셀 내부공간에 채워지는 여기가스; 및

상기 표시셀 내에 도포된 형광체층;을 포함한다.

여기서, 상기 강유전체층은 상기 제1 기판의 내측에 지지되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 평판 디스플레이 패널은,

서로 마주보도록 이격되게 배치된 제1, 제2 기판;

상기 기판들 사이의 공간을 다수의 표시셀들로 구획하는 격벽;

상기 제1 기판 측에 지지되고, 소정 간격을 두고 인접 배치되어 있는 제1 전 극 및 제3 전극;

상기 제1 전극 및 제3 전극 사이에서 상기 전극들에 의해 분극 반전이 유도되며, 상기 표시셀 내부공간으로 전자빔을 방출하는 강유전체층;

상기 전자빔에 의해 여기되도록 상기 표시셀 내부공간에 채워진 여기가스; 및

상기 표시셀 내에 도포된 형광체층;을 포함한다.

바람직하게, 상기 제1, 제3 전극은 상기 강유전체층의 상하면에 각각 대면 접촉된다.

본 발명에 있어 바람직하게, 상기 제1 전극 및 제3 전극은 서로 교차하는 방향으로 연장된다. 이때, 각 표시셀에서 하나의 제1 전극과 한 쌍의 제3 전극이 서로 교차하도록 연장될 수 있다. 여기서, 상기 제3 전극 쌍은 그 사이로 상기 강유전체층이 노출되도록 소정 간격을 두고 서로 평행하게 연장될 수 있다.

본 발명에 있어 바람직하게, 상기 제2 기판 측에는 상기 강유전체층에서 방출된 전자들을 가속하기 위하여 가속전계를 형성하는 제2 전극이 마련된다.

상기 강유전체층에서 방출된 전자들은 상기 여기가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다는 크고, 상기 여기가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지 레벨을 갖는 것이 바람직하다.

상기 형광체는 상기 제2 기판 측에 지지될 수 있다.

바람직하게, 상기 제2 기판의 내측 면에는 상기 강유전체층에서 방출된 전자들을 가속하기 위한 제2 전극이 마련되고, 상기 형광체는 상기 제2 전극을 덮도록 배치된다.

바람직하게, 상기 여기가스는 크세논(Xe)을 포함한다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 평판 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동방법은,

상기 제1 전극과 제3 전극에, 각각 (+) 전계 및 (-) 전계를 인가하여 상기 강유전체층에 유전 분극을 유도하고, 상기 강유전체층 표면에 전계방출된 전자들을 축적하는 단계; 및

상기 제1 전극과 제3 전극 사이에 상기 전자축적 단계와 반대되는 극성의 전계를 인가하여 상기 강유전체층에 분극 반전을 유도하고, 그 표면에 축적된 전자들을 표시셀 공간으로 방출하는 단계를 포함한다.

본 발명에 있어 바람직하게, 상기 전자축적 단계 및 전자방출 단계 사이에는 상기 제1 전극과 제3 전극에 인가된 전계를 제거하고 상기 강유전체층의 잔류 분극에 의해 축적된 전자들을 유지하는 단계가 수행된다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 디스플레이 패널에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평판 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 수직 단면도가 도시되어 있다. 도시된 평판 디스플레이 패널은 서로 소정 간격을 두고 마주보게 배치되어 있는 제1 , 제2 기판(110,120) 및 상기 기판들(110,120) 사이의 공간을 복수 개의 표시셀들(S)로 구획하는 격벽(114)을 구비한다. 상기 제1, 제2 기판은(110,120) 유리소재의 글라 스 기판으로 마련될 수 있다. 상기 기판들(110,120) 사이에 배치된 격벽(114)은 상기 기판들(110,120)과 함께 복수의 표시셀(S)들을 구획한다. 상기 격벽(114)은 각 표시셀(S)들 사이의 전기적, 광학적인 간섭을 방지하여 서로 독립적인 발광영역을 구성하도록 한다. 도시된 실시예에서 상기 격벽(114)은 일 방향을 따르는 개방형 스트라이프 패턴으로 형성되지만, 본 발명의 기술적 특징은 폐쇄형 매트릭스 패턴을 포함하는 다양한 격벽 패턴에 대해 동일하게 적용될 수 있다.

상기 제1 기판(110)상에는 일 방향을 따라 평행하게 연장되는 다수의 제1 전극(111)들이 배치되며, 일 표시셀(S)마다 하나의 제1 전극(111)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(111) 위로는 전극(111)을 매립하는 강유전체층(115)이 배치된다. 여기서, 상기 강유전체층(115)은 강유전체와 상유전체 사이의 전이온도가 상온 이상이어서, 상온에서 강유전성을 갖는 모든 강유전체로 형성될 수 있으며, 예를 들어, (Pb,La)-(ZrTi)O3,(Pb,Bi)-(ZrTi)O3,(Pb,La)-(HfTi)O3,(Pb,Ba)-(ZrTi)O3, (Pb,Sr)-(ZrTi)O3,LiTaO3,SrTiO3,La2Ti2O7,LiNbO3,(Pb,La)-(MgNbZrTi)O3,(Pb,Ba)-(LaNb)O3,(SrBa)-Nb2O3,K(Ta,Nb)O3,(Sr,Ba,La)-(Nb3O6),NaTiO3,MgTiO3,BaTiO3,

SrZrO3, KNbO3 등의 강유전체로 형성될 수 있다. 상기 강유전체층(115) 상에는 상기 제1 전극(111)과 교차하는 방향으로 평행하게 연장되는 다수의 제3 전극(113)들이 배치되어 있으며, 각 표시셀(S)마다 소정 간격으로 나란하게 연장된 한 쌍의 제3 전극(113)이 배치될 수 있다. 즉, 하나의 제1 전극(111)과 한 쌍의 제3 전극(113)이 서로 교차되는 영역이 일 표시셀(S)을 구성하며, 제1 전극(111)과 제3 전극(113) 쌍, 그리고, 강유전체층(115)이 겹치는 부분에서 전자빔(e)이 방출되면 서 발광이 이루어지게 된다. 상기 제3 전극(113) 쌍에는 공통된 구동전압이 인가되며, 이를 위해, 쌍을 이루는 제3 전극(113)들은 그 단부에서 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 도 2의 실시예에서는 하나의 제1 전극(111)과 쌍을 이루는 두 개의 제3 전극(113)이 서로 교차되면서 하나의 표시셀(S)이 구성되지만, 서로 교차하는 하나의 제1 전극과 하나의 제3 전극만으로 표시셀이 구성되는 변형도 가능하며, 본 발명의 기술적 범위는 일 표시셀에 대응되는 전극 개수에 한정되지 않는다.

이렇게 서로 교차되는 제1, 제3 전극(111,113)의 배치 구조는 디스플레이 패널의 PM(Passive Matrix) 구동을 가능하게 한다. 상기 PM 구동 방식에서는 각 표시셀(S)에 대한 on/off를 개별적으로 제어하기 위해 각각의 표시셀(S) 마다 제어소자(TFT)를 구비해야하는 AM 방식과는 달리, 모든 표시셀(S)에 대한 on/off를 일괄적으로 제어하므로, 그 구성 및 구동 방식 측면에서 간단한 장점이 있다.

상기 강유전체층(115)은 소재 특성상 그와 접하는 제1, 제3 전극(111,113)의 전기적 극성에 따라 유전 분극이 유도되고, 그 결과 외부로 노출된 강유전체층(115) 표면과 이와 접한 제3 전극(113) 사이에 높은 전계가 집중되면서 강유전체층(115) 표면에는 전계방출된 전자들이 쌓이게 된다. 이렇게 강유전체층(115) 표면에 전자들이 축적된 후 제1, 제3 전극(111,113)의 극성을 반전시키면, 강유전체층(115)에 분극 반전이 유도되면서 표면에 축적된 전자들이 전기적인 반발력에 의해 표시셀(S) 공간으로 방출된다. 방출된 다수의 전자들은 하나의 전자빔(E)을 구성하게 된다. 전자축적 및 방출원리에 대해서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다. 한편, 상기 제1, 제3 전극(111,113) 사이에 인가되는 전압으로 방출전자가 갖 는 에너지 레벨이 최적화될 수 있는데, 상기 방출전자의 에너지 레벨은 여기가스(130)를 여기시키는데 필요한 에너지보다 크고, 여기가스(130)를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 것이 바람직하다. 이 경우, 발광을 위해 형광체(125)에 공급되는 소정의 자외선(V)은 가스 여기를 통해 제공되면서도 불필요한 가스 이온화에 따른 무효한 에너지 소모는 줄일 수 있다. 한편, 상기 제1 전극(111) 및 제3 전극(113)은 전기 전도도가 우수한 금속 전극소재로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 제3 전극(113)은 방출 전자를 제공하는 캐소드(cathode) 전극으로 기능하로, 작은 일 함수를 갖는 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직할 것이다.

상기 제2 기판(120)의 내측 면에는 제2 전극(122)이 배치되어 있다. 상기 제2 전극(122)은 모든 표시셀(S)들에 걸쳐 동일한 전압을 공급하는 공통전극으로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 표시셀(S) 내부에서 발생된 가시광의 투과가 허용되도록 상기 제2 전극(122)은 투명전극 소재인 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어질 수도 있다. 대안으로, 상기 제2 전극(122)은 매쉬 타입의 금속전극으로 마련될 수도 있다. 제1, 제3 전극(111,113)에 의한 분극 반전을 통해 강유전체층(115) 표면에서 표시셀(S) 공간으로 방출된 전자들은 제3 전극(113)과 제2 전극(122) 사이의 전계에 의해 상측의 제2 기판(120) 쪽으로 가속되며, 가속된 전자와의 충돌에 의해 표시셀(S) 내부에 채워진 여기가스(130)가 여기된다. 여기서, 제3 전극(113)과 제2 전극(122) 사이의 인가전압을 조절함으로써 방출전자가 갖는 에너지 레벨이 조절될 수 있으며, 예를 들어, 이들 전극(113,122) 사이에 고전압을 인가함으로써 여기가스(130)가 이온화되는 방전 상태를 유도할 수도 있다. 한편, 도 2에 도시된 실시예 에서 상기 제2 전극(122)은 전체 표시셀(S)에 공통적으로 작용하는 면 전극으로 구성되었으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제2 전극(122)은 소정간격을 두고 서로 분리되게 배열된 다수의 스트라이프 전극들로 구성될 수도 있다.

상기 제2 전극(122)은 형광체(125)에 의해 덮여 있는데, 상기 형광체(125)는 발광색에 따라 적색 형광체(125R), 녹색 형광체(125G), 및 청색 형광체(125B)를 포함할 수 있다. 해당 표시셀(S)은 도포된 형광체 종류에 따라 적색발광 표시셀, 녹색발광 표시셀, 청색발광 표시셀로 구분된다. 이렇게 서로 다른 발광색의 표시셀(S)들이 모여서 화소의 최소 단위인 일 픽셀(pixel)을 구성한다. 상기 형광체(125)는 자외선(V)에 의해 여기되어 형광체 종류에 따라 고유한 색의 가시광을 방출하게 된다. 이 가시광이 제2 기판(120)을 통해 외부로 출광되어 소정의 영상을 구성하게 된다. 서로 다른 발광색의 형광체(125)는 소정 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix,126)에 의해 구분될 수 있으며, 상기 블랙 매트릭스(126)는 외광을 흡수하여 높은 콘트라스트 비(contrast ratio)를 유지하도록 광흡수율이 우수한 암색(dark color)을 띠는 것이 바람직하다. 또한, 상기 블랙 매트릭스(126)는 인접한 발광색 간의 광학적인 간섭으로 인한 혼색을 방지하는 역할도 한다. 한편, 상기 형광체(125)는 표시셀(S)을 한정하는 내벽 어디에 형성되어도 무방하며, 그 도포면적을 늘리기 위해 제2 기판(125) 측과 함께, 격벽(114) 측면에 걸쳐 형성될 수도 있다. 다만, 형광체(125)가 제1 기판(110) 측에 형성될 경우에는 전자빔(E)의 방출을 방해하지 않는 범위에서 제한적으로 도포되는 것이 바람직할 것이다.

상기 표시셀(S) 내부는 대게 크세논(Xe)을 포함하는 여기가스(130)에 의해 채워진다. 상기 여기가스(130)는 방출전자와의 충돌에 의해 여기상태로 천이되고, 여기상태에서 안정한 그라운드상태로 에너지 준위가 낮아지면서 에너지 차이에 해당되는 파장대의 자외선(V)을 방출하게 된다. 이렇게 방출된 자외선(V)은 상기 형광체(125)에 의해 가시광으로 변환되며, 이 가시광이 외부로 방사되어 사용자가 인식할 수 있는 소정의 화상이 구현된다.

도 4에는 자외선 발생원(generating source)인 크세논(Xe)의 에너지 준위(energy level)가 개략적으로 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 크세논(Xe)을 이온화시키기 위해서는 12.13eV 이상의 에너지가 필요하며, 크세논(Xe)을 여기시키기 위해서는 8.28eV 이상의 에너지가 필요함을 알 수 있다. 구체적으로, 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 자외선을 발생하게 된다. 그리고, 여기 상태(excited state) 크세논(Xe*)과 기저상태의 크세논(Xe)이 충돌하게 되면 액시머(eximer) 크세논(Xe2*)이 생성되는데, 이러한 액시머 크세논(Xe2*)은 안정화되면서 대략 173nm의 자외선을 발생하게 된다. 결과적으로, 크세논(Xe)을 여기시켜 형광체에 흡수되는 자외선을 얻기 위해서는 대략 8.28~12.13eV의 에너지가 요구된다.

본 발명에서는 가스 입자들을 여기시키기 위해 8.28~12.13eV 정도의 비교적 낮은 에너지만이 필요하게 되므로, 가스 방전에 따른 이온화를 위해 12.13eV 이상의 높은 에너지가 요구되던 종래 플라즈마 디스플레이 패널보다 휠씬 낮은 구동전압에 의하여 작동될 수 있고, 그러면서도 종래와 동등한 수준의 휘도를 유지할 수 있어 종래보다 발광효율이 향상될 수 있다.

본 발명에서는 발광에 필요한 전자를 강유전체층(115)을 통해 모두 공급함으로써 플라즈마 방전을 일으키지 않아 가스 이온화에 따른 손실을 완전히 제거할 수 있다. 다만, 본 발명의 변형된 구조에서는 서로 다른 기판(110,120) 측에 지지되어 있는 제1 전극(111)과 제2 전극(122) 사이에서 대향 방전이 수행되면서 여기가스(130)가 이온화되어 전자가 생성될 때, 상기 강유전체층(115)을 통해 추가적인 전자를 공급함으로써 방전개시전압을 낮추어 주고, 휘도를 높일 수 있다. 이 경우, 상기 여기가스(130)는 또한 방전가스로도 기능하게 된다.

이하에서는 도 5a 내지 도 5b를 참조하여, 상기 평판 디스플레이 패널에서의 전자방출 원리에 대해 설명하기로 하는데, 각 도면은 순차로 진행되는 전하축적 단계, 전하유지 단계, 및 전자방출 단계를 각각 설명하기 위한 것이다.

도 5a를 참조하면, 상기 전하 축적단계에서는 제1 전극(111)에 (+) 전계, 제3 전극(113)에 (-) 전계가 인가된다. 이때, 상기 전극들(111,113) 사이에 위치된 강유전체층(115)은 상기 외부 전계에 순응하는 방향으로 분극되면서, 제1 전극(111)과 접한 강유전체(115) 표면은 (-) 극성을 띠게 되고, 제3 전극(113)과 접한 강유전체층(115) 표면은 (+) 극성을 띠게 된다. 강유전체층(115)의 내부에서는 서로 반대 극성끼리 전기적으로 중화되어 극성을 띠지 않게 된다. 여기서, 제3 전극(113)의 (-) 전계와 이와 접한 강유전체(115) 표면의 (+)에 의해 전계가 집중되면서 제3 전극(113)으로부터 전자(e-)가 방출되며, 방출된 전자(e-)는 강유전체층(115)의 노출된 표면에 쌓이게 된다.

다음으로, 도 5b를 참조하면, 상기 전하 유지단계에서는 상기 제1, 제3 전극(111,113)의 전계가 사라지더라도 강유전체의 특징인 잔류 분극에 의해 강유전체층(115) 표면에 축적된 전자(e-)는 사라지지 않고 유지된다. 후술하는 바와 같이, 이러한 강유전체의 메모리(memory) 효과를 이용하여 본 디스플레이 패널은 데이터 셋팅(data setting)과 이미션(emission) 단계가 순차적으로 수행되는 방식으로 구동될 수 있는 것이다.

다음으로, 도 5c를 참조하면, 상기 전자 방출단계에서는 최초 전하 축적단계에서와 반대 전계가 제1, 제3 전극(111,113)에 인가된다. 즉, 상기 제1 전극(111)에 (-) 전계, 상기 제3 전극(113)에 (+) 전계가 인가되면, 강유전체의 분극 반전효과에 의해 제1 전극(111)과 접한 표면은 (+) 극성을 띠게 되고, 제3 전극(113)과 접한 표면은 (-) 극성을 띠게 된다. 이때, 강유전체층(115) 표면에 축적된 전자(e-)들이 쿨롱(coulomb)의 전기적 반발력에 의해 표시셀(S) 공간으로 방출된다.

본 디스플레이 패널의 바람직한 구동에서는 데이터 셋팅(data setting) 단계를 통하여 발광이 이루어질 표시셀(S)이 선택되고, 모든 표시셀(S)에 대한 선택 동작이 이루어진 이후에 방출전자가 표시셀(S) 내부공간으로 공급되는 이미션(emission) 단계가 수행된다. 즉, 데이터 셋팅 단계에서, 선택된 표시셀(S)에 대해서는 제1, 제3 전극(111,113)에 전자 축적을 위한 전계를 인가하고, 그렇지 않은 표시셀(S)에 대해서는 전계를 인가하지 않는다. 다음에, 모든 제1, 제3 전극(111,113)에 전자 방출을 위한 전계를 인가하면, 선택된 표시셀(S)에서는 강유전체층(115) 표면에 축적되어 있던 전자(e-)가 방출되면서 여기가스(130)에 의한 발 광이 이루어지게 되는 반면에, 선택되지 않은 표시셀(S)에는 전자(e-)가 축적되어 있지 않으므로, 발광이 이루어지지 않게 되는 것이다.

본 발명의 평판 디스플레이 패널에 의하면, 강유전체의 유전 분극 특성을 이용하여 발광에 필요한 여기종을 얻음으로써 종래 플라즈마 방전을 이용하던 디스플레이 방식과 비교할 때, 낮은 구동전압에 의해 작동이 가능하며 발광효율이 향상될 수 있다. 또한, 종래 플라즈마 방전에 더하여 상기 강유전체에 의한 전계방출 원리를 혼용하면, 방전개시전압을 낮출 수 있고, 발광휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.

일단 분극된 강유전체 주위에 외부 전계가 제거되더라도 분극 상태가 유지되는 강유전체 특유의 메모리(memory) 특성을 활용하면, 발광이 수행될 표시셀을 선택하는 데이터 셋팅 단계와 모든 표시셀에 대한 선택 동작이 이루어진 이후에 방출전자가 표시셀 내부공간으로 공급되는 이미션 단계가 시차를 두고 단계적으로 이루어질 수 있어, PM 방식에 의한 구동방식에 매우 유리한 구조가 제공될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

서로 마주보도록 이격되게 배치되어 있는 제1, 제2 기판;

상기 제1, 제2 기판 사이에 개재되고, 상기 기판들 사이의 공간을 다수의 표시셀들로 구획하는 격벽;

상기 제1 기판 측에 지지되는 것으로, 외부 전계에 따라 유전 분극되도록 강유전성 물질로 이루어진 강유전체층;

상기 강유전체층을 사이에 두고 서로 반대 극성의 전계를 순차로 인가하여, 상기 강유전체층에 분극 반전을 유도하는 것으로, 상기 각 표시셀 내에서 상호 교차하도록 연장되는 제1 전극과 제3 전극;

상기 표시셀 내에 채워지는 여기가스;

상기 각 표시셀에 대응되도록 상기 제2 기판 측에 지지되며, 상기 여기가스의 자외선을 흡수하여 적어도 적색, 녹색, 및 청색의 가시광을 제공하는 형광체층; 및

혼색을 방지하도록 서로 다른 색상의 가시광을 제공하는 상기 형광체층 사이를 구획하는 블랙 스트라이프 패턴;을 포함하는 평판 디스플레이 패널.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1, 제3 전극은 상기 강유전체층의 상하면에 각각 대면 접촉되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
삭제
제1항에 있어서,

각 표시셀에서, 하나의 제1 전극과 한 쌍의 제3 전극이 서로 교차하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제5항에 있어서,

상기 제3 전극 쌍은 그 사이로 상기 강유전체층이 노출되도록 소정 간격을 두고 서로 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 제2 기판 측에는 상기 강유전체층에서 방출된 전자들을 가속하기 위하여 가속전계를 형성하는 제2 전극이 마련되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 강유전체층에서 방출된 전자들은 상기 여기가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다는 크고, 상기 여기가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제2 기판의 내측 면에는 상기 강유전체층에서 방출된 전자들을 가속하기 위한 제2 전극이 배치되고, 상기 형광체는 상기 제2 전극을 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 여기가스는 크세논(Xe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
서로 마주보도록 이격되게 배치된 제1, 제2 기판;

상기 기판들 사이의 공간을 다수의 표시셀들로 구획하는 격벽;

상기 제1 기판 측에 지지되고, 상기 각 표시셀 내에서 상호 교차하도록 연장되는 제1 전극 및 제3 전극;

상기 제1 전극 및 제3 전극 사이에서 상기 전극들에 의해 분극 반전이 유도되며, 상기 표시셀 내로 전자빔을 방출하는 강유전체층;

상기 전자빔에 의해 여기되도록 상기 표시셀 내에 채워진 여기가스;

상기 각 표시셀에 대응되도록 상기 제2 기판 측에 지지되며, 상기 여기가스의 자외선을 흡수하여, 적어도 적색, 녹색, 및 청색의 가시광을 제공하는 형광체층; 및

혼색되지 않도록 서로 다른 색상의 가시광을 제공하는 상기 형광체층 사이를 구획하는 블랙 스트라이프 패턴;을 포함하는 평판 디스플레이 패널.
제12항에 있어서,

상기 제1 전극 및 제3 전극은 상기 강유전체층의 상하면에 각각 대면 접촉되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
삭제
제12항에 있어서,

각 표시셀에서, 하나의 제1 전극과 한 쌍의 제3 전극이 서로 교차하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제15항에 있어서,

상기 제3 전극 쌍은 그 사이로 상기 강유전체층이 노출되도록 소정 간격을 두고 서로 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제12항에 있어서,

상기 제2 기판 측에는 상기 강유전체층에서 방출된 전자들을 가속하기 위하여 가속전계를 형성하는 제2 전극이 마련되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제12항에 있어서,

상기 강유전체층에서 방출된 전자들은 상기 여기가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다는 크고, 상기 여기가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
삭제
제12항에 있어서,

상기 제2 기판의 내측 면에는 상기 강유전체층에서 방출된 전자들을 가속하기 위한 제2 전극이 배치되고, 상기 형광체는 상기 제2 전극을 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제12항에 있어서,

상기 여기가스는 크세논(Xe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널.
제1항의 평판 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동방법으로,

발광이 수행될 표시셀을 선택하기 위하여, 발광이 수행될 표시셀에서 상호 교차하는 상기 제1 전극과 제3 전극에, 각각 (+) 전계 및 (-) 전계를 인가하여 상기 강유전체층에 유전 분극을 유도하고, 상기 강유전체층 표면에 전계방출된 전자들을 축적하는 데이터 셋팅 단계; 및

상기 제1 전극과 제3 전극 사이에 상기 데이터 셋팅 단계에서와 반대되는 극성의 전계를 인가하여 상기 강유전체층에 분극 반전을 유도하고, 그 표면에 축적된 전자들을 표시셀 공간으로 방출하는 이미션 단계;를 포함하는 평판 디스플레이 패널의 구동방법.
제22항에 있어서,

상기 데이터 셋팅 단계 및 이미션 단계 사이에는,

상기 제1 전극과 제3 전극에 인가된 전계를 제거하고 상기 강유전체층의 잔류 분극에 의해 축적된 전자들을 유지하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널의 구동방법.