KR20060104107A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20060104107A
KR20060104107A KR1020050025976A KR20050025976A KR20060104107A KR 20060104107 A KR20060104107 A KR 20060104107A KR 1020050025976 A KR1020050025976 A KR 1020050025976A KR 20050025976 A KR20050025976 A KR 20050025976A KR 20060104107 A KR20060104107 A KR 20060104107A
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electron acceleration
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substrates
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KR1020050025976A
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손승현
박형빈
히데카주 하타나카
장상훈
김기영
김성수
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 장치는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극; 제1 및 제2 전극 사이에 마련되는 것으로, 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 전자가속층; 전자가속층 내부에 주입되어 밀봉되는 것으로, 전자가속층 내부에서 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생키는 다수의 여기가스 입자; 및 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비한다.

Description

디스플레이 장치{Display device}
도 1은 종래 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 변형예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 질소(N2)가스 입자의 여기 종(excited species)으로부터 나오는 자외선(UV) 스펙트럼 및 상기 자외선의 전면패널(front panel)에 대한 투과도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 변형예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
111,211,311,411,511,611,711... 제1 전극
115,215,215',315,415,515,615,715... 형광체층
121,221,321,421,521,621,721... 제2 전극
130,230,330,430,530,630a,630b,730a,730b... 전자가속층
135,135',235,335,435,535,635,735... 여기가스 입자
210,310,410,510,610,710... 제1 기판
220,320,420,520,620,720... 제2 기판
440,540,640,740... 여기가스층
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상세하게는 구동전압(driving voltage)을 낮출 수 있고, 발광효율(luminous efficiency)을 향상시킬 수 있는 새로운 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel)은 전기적 방전을 이용하여 화상을 형성하는 장치이다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극들에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 상기 전극들 사이에서 플라즈마 방전이 일어나게 되고, 이러한 방전에 의하여 발생되는 자외선에 의하여 형광체가 여기되어 가시광을 발산하게 된다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 전극들의 배치 구조에 따라 대향 방전(facing discharge) 구조의 플라즈마 디스플레이 패널과 면 방전(surface discharge) 구조의 플라즈마 디스플레이 패널로 분류될 수 있다. 대향 방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널은 쌍을 이루는 두 개의 유지전극이 각각 상부기판과 하부기판에 배치되어 방전이 기판에 수직인 방향으로 일어난다. 그리고, 면 방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널은 쌍을 이루는 두 개의 유지전극이 동일한 기판 상에 배치되어 방전이 기판에 나란한 방향으로 일어난다.
도 1에는 종래 교류형 면 방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널이 도시되어 있다. 그리고, 도 2a 및 도 2b에는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 가로 방향 및 세로 방향으로 절단한 단면이 도시되어 있다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 하부기판(10)과 상부기판(20)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 플라즈마 방전이 일어나는 방전공 간을 형성한다. 상기 하부기판(10)의 상면에는 다수의 어드레스전극(11)이 형성되어 있으며, 이 어드레스전극들(11)은 제1 유전체층(12)에 의해 매립된다. 상기 제1 유전체층(12)의 상면에는 방전공간을 구획하여 다수의 방전셀(14)을 형성하고, 이 방전셀들(14) 간의 전기적, 광학적 크로스토크(cross talk)를 방지하는 다수의 격벽(13)이 형성되어 있다. 상기 방전셀들(14)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(15)이 도포되어 있다. 그리고, 상기 방전셀들(14) 내부에는 방전가스가 채워진다.
상기 상부기판(20)은 가시광이 투과될 수 있는 투명기판으로서 격벽들(13)이 형성된 하부기판(10)에 결합된다. 상기 상부기판(20)의 하면에는 방전셀(14)마다 한 쌍의 유지전극(21a,21b)이 상기 어드레스전극들(11)과 직교하는 방향으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 유지전극들(21a,21b)은 가시광이 투과될 수 있도록 주로 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어진다. 그리고, 상기 유지전극들(21a,21b)의 라인 저항을 줄이기 위하여, 상기 유지전극들(21a,21b)의 하면에는 금속으로 이루어진 버스전극들(22a,22b)이 상기 유지전극들(21a,21b)보다 좁은 폭을 가지고 형성되어 있다. 상기 유지전극들(21a,21b) 및 버스전극들(22a,22b)은 투명한 제2 유전체층(23)에 의해 매립된다. 그리고, 상기 제2 유전체층(23)의 하면에는 산화마그네슘(MgO)로 이루어진 보호막(24)이 형성되어 있다. 상기 보호막(24)은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의한 제2 유전체층(23)의 손상을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.
상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에서는 방전셀(14) 내부에서 방전가스 가 이온화(ionization)되면서 플라즈마 방전이 일어나고, 이러한 방전으로 인하여 방전가스가 여기된 상태(excited state)에서 안정화되면서 자외선이 발생하게 된다. 그리고, 이렇게 발생된 자외선은 형광체층을 여기시켜 화상을 형성하는 가시광을 발생시키게 된다. 그러나, 상기한 플라즈마 디스플레이 패널에서는 자외선을 발생시키기 위해서 방전가스를 이온화시킬 수 있을 정도로 높은 에너지가 필요하게 되므로 에너지 측면에서 효율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 이러한 낮은 에너지 효율로 인하여 상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에서는 구동전압은 높고, 발광효율은 떨어지는 문제점이 존재하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구동전압을 낮출 수 있고, 발광효율을 향상시킬 수 있는 새로운 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 구현예에 따른 디스플레이 장치는,
일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극;
상기 제1 및 제2 전극 사이에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 전자가속층;
상기 전자가속층 내부에 주입되어 밀봉되는 것으로, 상기 전자가속층 내부에서 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생키는 다수의 여기가스 입자; 및
상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비한다.
상기 전자가속층은 산화된 다공성 실리콘(oxidized porous silicon) 또는 탄소나노튜브(CNT; carbon nanotube)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘(oxidized porous poly silicon) 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘(oxidized porous amorphous silicon)이 될 수 있다. 그리고, 상기 여기가스 입자들은 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함할 수 있다.
상기 형광체층은 상기 제2 전극 상에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 여기가스 입자들은 상기 제2 전극에 인접하게 배치되는 것이 바람직하며, 상기 제2 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 디스플레이 장치는 상기 제1 및 제2 전극이 각각 형성되는 제1 및 제2 기판을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제 2 기판은 유리기판 또는 가요성(flexible) 기판이 될 수 있다.
상기 형광체층은 상기 제2 기판의 외면 또는 내면에 형성될 수 있다. 또한 상기 형광체층은 상기 형광체층은 상기 전자가속층 양측의 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 디스플레이 장치는,
일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극;
상기 제1 및 제2 전극 사이에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이 에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 전자가속층;
상기 제2 전극과 전자가속층 사이에 형성되는 것으로, 상기 전자가속층으로부터 방출된 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자를 포함하는 여기가스층; 및
상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 디스플레이 장치는,
일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극;
상기 제1 전극의 내면에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 제1 전자가속층;
상기 제2 전극의 내면에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 제2 전자가속층;
상기 제1 및 제2 전자가속층 사이에 형성되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전자가속층 중 어느 하나로부터 방출된 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자를 포함하는 여기가스층; 및
상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 전극 사이에는 교류전압이 인가되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 전극(111)과 제2 전극(121)이 일정한 간격으로 배치되어 있다. 여기서, 상기 제2 전극(121)은 투명한 도전성 물질인 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(111)과 제2 전극(121) 사이에는 전자가속층(130)이 마련되어 있다. 상기 전자가속층(130)은 제1 전극(111)과 제2 전극(121) 사이에 소정 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 역할을 한다. 이러한 전자가속층(130)은 산화된 다공성 실리콘(oxidized porous silicon) 또는 탄소나노튜브(CNT; carbon nanotube)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘(oxidized porous poly silicon) 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘(oxidized porous amorphous silicon)이 될 수 있다. 도 3에는 제1 전극(111)과 제2 전극(121) 사이에 직류전압이 인가되어 제1 및 제2 전극(111,121)이 각각 캐소드전극(cathode electrode) 및 애노드전극(anode electrode)이 되는 경우가 도시되어 있는데, 이 경우 제1 전극(111)으로부터 전자가속층(130)으로 전자들이 유입되고, 이렇게 유입된 전자들은 상기 전자가속층(130)을 통과하면서 제2 전극(121) 쪽으로 가속된다. 한편, 상기 제1 및 제2 전극(111,121) 사이에는 교류전압이 인가될 수도 있는데, 이 경우에는 제1 전극(111)과 제2 전극(121)으로부터 전자들이 교대로 상기 전자가속층(130)으로 유입되어 가속된다.
그리고, 상기 전자가속층(130) 내부에는 다수의 여기가스 입자(135)가 주입되어 밀봉된다. 상기 여기가스 입자들(135)은 상기 전자가속층(130)을 통하여 가속 된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키게 된다. 여기서, 상기 여기가스 입자들(135)은 투과율(transmittance)이 높은 장파장의 자외선을 발생시키는 가스입자들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 여기가스 입자들(135)은 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(121)의 상면에는 소정 색상의 형광체층(115)이 형성되어 있다. 한편, 화상을 형성하는 디스플레이 장치에서는 화소(pixel) 각각에 대응하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체층(115)이 형성된다. 상기 형광체층(115)은 전자가속층(130) 내의 여기가스 입자들(135)로부터 발생된 자외선에 의하여 여기되어 소정 색상의 가시광을 출사시키게 된다.
상기와 같은 구조를 가지는 디스플레이 장치에서, 제1 전극(111)과 제2 전극(121) 사이에 소정 전압을 인가하게 되면, 전자가속층(130)으로 유입된 전자들은 전자가속층(130) 내에서 가속된다. 그리고, 이렇게 가속된 전자들은 전자가속층(130) 내의 여기가스 입자들(135)을 여기시키게 되고, 이렇게 여기된 여기가스 입자들(135)이 안정화되면서 자외선을 발생시키게 된다. 다음으로, 상기 자외선은 제2 전극(121)을 투과한 후 형광체층(115)을 여기시켜 소정 색상의 가시광을 발생시킴으로써 원하는 화상을 형성하게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는 여기가스 입자들을 여기시킬 정도의 에너지만 필요하게 되므로, 방전가스를 이온화시킬 정도의 에너지가 요구되는 플라즈마 디스플레이 패널보다는 훨씬 낮은 구동전압에 의하여 구동될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널에서는 방전가스로서 크세논(Xe)이 사용되는 경우에 상기 크세논(Xe)을 이온화시키기 위해서 12.13eV 이상의 에너지가 필요한데 반해, 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는 여기가스 입자(135)로서 크세논(Xe) 입자가 사용되는 경우에 전자가속층 내부에서 가속된 전자들이 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지만 가지게 되면 상기 크세논(Xe)을 여기시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서와 같이 전자가속층(130) 내에서 가속된 전자들은 표면 일함수(surface work function) 및 전자와 전극 간의 스캐터링(scattering)에 의한 에너지 감소가 없기 때문에 전자가속층(130) 내에서 가속되어 외부로 방출되는 전자들 보다 대략 5eV 정도 더 높은 에너지를 가질 수 있기 때문에 구동전압은 더욱 낮아질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 대략 20V 이하의 전압에서도 구동이 가능하게 된다. 그리고, 본 발명에서는 전자가속층(130) 내에서 가속된 전자들이 전자가속층(130) 내부에 있는 여기가스 입자들(135)을 여기시키므로, 전자들과 제2 전극(121)의 충돌에 의하여 제2 전극(121)이 열화(deterioration)될 가능성은 적어진다. 따라서, 이러한 제2 전극(121)의 안정성으로 인하여 디스플레이 장치의 수명이 증대될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 변형예를 도시한 것으로, 도 4를 참조하면 여기가스 입자들(135')이 제2 전극(121)에 인접하도록 전자가속층(130)의 상부(upper portion)에 위치해 있다. 이와 같이, 여기가스 입자들(135')이 전자가속층(130)의 상부에 위치하게 되면 여기가스 입자들(135')로부터 발생되는 자외선이 전자가속층(130)에 의한 손실 없이 형광체층(115)에 도달할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 하부기판인 제1 기판(210)과 상부기판인 제2 기판(220)이 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(210,220)은 투명한 유리기판이 될 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 기판(210,220)은 가요성(flexible) 디스플레이 장치의 제작을 위하여 플라스틱 기판과 같은 가요성 기판이 될 수도 있다.
상기 제1 기판(210)의 내면에는 제1 전극(211)이 형성되어 있으며, 상기 제2 기판(220)의 내면에는 제2 전극(221)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제2 전극(221)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극(211)과 제2 전극(221) 사이에는 제1 전극(211)과 제2 전극(221) 사이에 소정 전압이 인가됨에 따라 그 내부로 유입된 전자들을 가속시키는 전자가속층(230)이 마련되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 전극(211,221) 사이에는 직류 또는 교류전압이 인가될 수 있다. 상기 전자가속층(230)은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 될 수 있다.
상기 전자가속층(230) 내부에는 상기 전자가속층(230)을 통하여 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자(235)가 주입되어 밀봉된다. 여기서, 상기 여기가스 입자들(235)은 전술한 바와 같이 투과율이 높은 장파장의 자외선을 발생시키는 가스입자들을 포함하는 것이 바람직하며, 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(220)의 상면에는 형광체층(215)이 형성되어 있다. 상기 전자가속층(230) 내의 여기가스 입자들(235)로부터 발생된 자외선은 상기 제2 전극(221) 및 제2 기판(220)을 투과하여 상기 형광체층(215)을 여기시킴으로써 소정 색상의 가시광을 발생시키게 된다.
도 6a는 여기가스 입자로서 질소(N2)가스 입자를 사용한 경우, 상기 질소(N2)가스 입자의 여기 종(excited species)으로부터 나오는 자외선(UV) 스펙트럼을 나타낸 것이다. 그리고, 도 6b는 상기 질소(N2)가스 입자의 여기 종으로부터 나오는 자외선이 유리기판(두께가 2.8mm) 및 전면패널을 투과하는 경우에 상기 자외선의 투과율(transmittance)을 나타낸 것이다. 도 6b에서 전면패널은 유리기판과 상기 유리기판에 형성된 ITO 전극으로 구성되어 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 질소(N2)가스 입자의 여기 종으로부터는 파장이 각각 337nm, 358nm 및 381nm의 자외선이 발생되며, 이러한 자외선들이 전면패널을 투과하는 투과율은 각각 31%, 66% 및 73% 정도가 됨을 알 수 있다. 이에 따라, 전자가속층 내부에서 발생되는 자외선은 유리기판 상에 형성된 형광체층을 충분히 여 기시킬 정도로 ITO 전극 및 유리기판을 투과하는 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 변형예를 도시한 것으로, 도 7을 참조하면 형광체층(215')은 상부기판인 제2 기판(220)과 제2 전극(221) 사이에 형성될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 제1 기판(310)과 제2 기판(320)이 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(310,320)은 유리기판 또는 가요성 기판이 될 수 있다.
상기 제1 및 제2 기판(310,320)의 내면에는 각각 제1 및 제2 전극(311,321)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 전극(311)과 제2 전극(321) 사이에는 제1 전극(311)과 제2 전극(321) 사이에 소정 전압이 인가됨에 따라 그 내부로 유입된 전자들을 가속시키는 전자가속층(330)이 상기 제1 및 제2 전극(311,321)과 동일한 폭으로 마련되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 전극(311,321) 사이에는 직류 또는 교류전압이 인가될 수 있다. 상기 전자가속층은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 될 수 있다. 상기 전자가속층(330) 내부에는 상기 전자가속층(330)을 통하여 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자(335)가 주입되어 밀봉된다. 한편, 형광체층(315)은 상기 제1 및 제2 전극(311,321), 전자가속층(330) 양측의 제1 기판 (310)과 제2 기판(320) 사이에 형성되어 있다.
상기와 같은 구조의 디스플레이 장치에서, 제1 전극(311)과 제2 전극(321) 사이에 소정 전압이 인가됨에 따라 상기 전자가속층(330) 내부로 유입된 전자들이 가속되고, 이렇게 가속된 전자들은 전자가속층(330) 내의 여기가스 입자들(335)을 여기시켜 자외선을 발생시키게 된다. 그리고, 상기 자외선은 전자가속층(330)의 양측에 형성된 형광체층(315)을 여기시켜 소정 색상의 가시광을 발생시키고, 이 가시광은 상부기판인 제2 기판(320)을 통하여 출사됨으로써 화상을 형성하게 된다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 하부기판인 제1 기판(410)과 상부기판인 제2 기판(420)이 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(410,420)은 유리기판 또는 가요성 기판이 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판(410,420)의 내면에는 각각 제1 및 제2 전극(411,421)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제2 전극(421)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(411)의 상면에는 제1 전극(411)과 제2 전극(421) 사이에 소정 전압이 인가됨에 따라 그 내부로 유입된 전자들을 가속시키는 전자가속층(430)이 형성되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 전극(411,421) 사이에는 직류 또는 교류전압이 인가될 수 있다. 상기 전자가속층(430)은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 될 수 있다.
상기 전자가속층(430)과 제2 전극(421) 사이에는 여기가스층(excitation gas layer,440)이 형성되어 있다. 상기 여기가스층(440)은 전자가속층 (430)내부에서 가속되어 상기 전자가속층(430) 외부로 방출된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자(435)를 포함하고 있다. 여기서, 상기 여기가스 입자들(435)은 전술한 바와 같이 투과율이 높은 장파장의 자외선을 발생시키는 가스입자들을 포함하는 것이 바람직하며, 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 기판(420)의 상면에는 여기가스층(440)에서 발생된 자외선에 의하여 여기되어 소정 색상의 가시광을 발생시키는 형광체층(415)이 형성되어 있다.
상기와 같은 구조의 디스플레이 장치에서, 제1 전극(411)과 제2 전극(421) 사이에 소정 전압이 인가되면, 전자들이 전자가속층(430) 내부로 전자들이 유입되어 가속되고, 이렇게 가속된 전자들은 전자가속층(430) 외부로 방출되게 된다. 그리고, 이렇게 방출된 전자들은 여기가스층(440)의 여기가스 입자들(435)을 여기시킴으로써 자외선을 발생시킨다. 이어서, 상기 여기가스층(440)에서 발생된 자외선은 제2 전극(421) 및 제2 기판(420)을 투과하여 형광체층(415)을 여기시키게 되고, 이에 따라 상기 형광체층(415)으로부터 가시광이 출사되어 화상을 형성하게 된다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 제1 기판(510)과 제2 기판(520)이 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(510,520)은 유리기판 또는 가요성 기판이 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판(510,520)의 내면에는 각각 제1 및 제2 전극(511,521)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 전극(511)의 상면에는 제1 전극(511)과 제2 전극(521) 사이에 소정 전압이 인가됨에 따라 그 내부로 유입된 전자들을 가속시키는 전자가속층(530)이 상기 제1 및 제2 전극(511,521)과 동일한 폭으로 형성되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 전극(511,521) 사이에는 직류 또는 교류전압이 인가될 수 있다. 상기 전자가속층(530)은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 될 수 있다.
상기 전자가속층(530)과 제2 전극(521) 사이에는 여기가스층(540)이 상기 전자가속층(530)과 동일한 폭으로 형성되어 있다. 상기 여기가스층(540)은 상기 전자가속층(530)으로부터 방출된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자(535)를 포함하고 있다. 한편, 형광체층(515)은 상기 제1 및 제2 전극(511,521), 전자가속층(530) 및 여기가스층(540) 양측의 제1 기판(510)과 제2 기판(520) 사이에 형성되어 있다.
상기와 같은 구조의 디스플레이 장치에서, 상기 전자가속층(530)으로부터 방출된 전자들은 여기가스층(540)의 여기가스 입자들(535)을 여기시켜 자외선을 발생시키게 된다. 이어서, 상기 여기가스층(540)에서 발생된 자외선은 여기가스층(540)의 양측에 형성된 형광체층(515)을 여기시켜 소정 색상의 가시광을 발생시키고, 이 가시광은 상부기판인 제2 기판(520)을 통하여 출사됨으로써 화상을 형성하게 된다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 하부기판인 제1 기판(610)과 상부기판인 제2 기판(620)이 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(610,620)은 유리기판 또는 가요성 기판이 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판(610,620)의 내면에는 각각 제1 및 제2 전극(611,621)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제2 전극(621)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(611)의 상면에는 상기 제1 전극(611)으로부터 유입된 전자들을 제2 전극(621) 쪽으로 가속시키는 제1 전자가속층(630a)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2 전극(621)의 하면에는 상기 제2 전극(621)으로부터 유입된 전자들을 제1 전극(611) 쪽으로 가속시키는 제2 전자가속층(630b)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 전자가속층(630a,630b)은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전자가속층(630a)과 제2 전자가속층(630b) 사이에는 여기가스층(640)이 형성되어 있다. 상기 여기가스층(640)은 상기 제1 및 제2 전자가속층(630a,630b)으로부터 방출된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자(635)를 포함하고 있다. 여기서, 상기 여기가스 입자들(635)은 전술한 바와 같이 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 기판(620)의 상면에는 여기가스층(640)에서 발생된 자외선에 의하여 여기되어 소정 색상의 가시광을 발생시키는 형광체층(615)이 형성되어 있다.
상기와 같은 구조의 디스플레이 장치에서, 제1 전극(611)과 제2 전극(621) 사이에 소정의 교류전압이 인가되면, 상기 제1 전자가속층(630a) 내에서 가속된 전자들과 제2 전자가속층(630b) 내에서 가속된 전자들이 교대로 여기가스층(640) 내부로 방출된다. 그리고, 이렇게 방출된 전자들은 여기가스층(640)의 여기가스 입자들(635)을 여기시킴으로써 자외선을 발생시킨다. 이어서, 상기 여기가스층(640)에서 발생된 자외선은 제2 전자가속층(630b), 제2 전극(621) 및 제2 기판(620)을 투과하여 형광체층(615)을 여기시키게 되고, 이에 따라 상기 형광체층(615)으로부터 가시광이 출사되어 화상을 형성하게 된다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 제1 기판(710)과 제2 기판(720)이 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(710,720)은 유리기판 또는 가요성 기판이 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판(710,720)의 내면에는 각각 제1 및 제2 전극(711,721)이 형성되어 있다.
상기 제1 전극(711)의 상면에는 상기 제1 전극(711)으로부터 유입된 전자들을 제2 전극(721) 쪽으로 가속시키는 제1 전자가속층(730a)이 제1 전극(711)과 동일한 폭으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2 전극(721)의 하면에는 상기 제2 전극(721)으로부터 유입된 전자들을 제1 전극(711) 쪽으로 가속시키는 제2 전자가속층(730b)이 제2 전극(721)과 동일한 폭으로 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 전자가속층(730a,730b)은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘이 될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전자가속층(730a)과 제2 전자가속층(730b) 사이에는 여기가스층(740)이 제1 및 제2 전자가속층(730a,730b)과 동일한 폭으로 형성되어 있다. 상기 여기가스층(740)은 상기 제1 및 제2 전자가속층(730a,730b)으로부터 방출된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자(735)를 포함하고 있다. 한편, 형광체층(715)은 상기 제1 및 제2 전극(711,721), 제1 및 제2 전자가속층(730a,730b), 여기가스층(740) 양측의 제1 기판(710)과 제2 기판(720) 사이에 형성되어 있다.
상기와 같은 구조의 디스플레이 장치에서, 제1 전극(711)과 제2 전극(721) 사이에 교류전압이 인가되면 상기 제1 전자가속층(730a) 내에서 가속된 전자들과 제2 전자가속층(730b) 내에서 가속된 전자들이 교대로 여기가스층(740) 내부로 방출된다. 그리고, 이렇게 방출된 전자들은 여기가스층(740)의 여기가스 입자들(735)을 여기시킴으로써 자외선을 발생시킨다. 이어서, 상기 여기가스층(740)에서 발생된 자외선은 여기가스층(740)의 양측에 형성된 형광체층(715)을 여기시켜 소정 색 상의 가시광을 발생시키고, 이 가시광은 상부기판인 제2 기판(720)을 통하여 출사됨으로써 화상을 형성하게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는 여기가스 입자들을 여기시킬 정도의 에너지만 필요하게 되므로, 방전가스를 이온화시킬 정도의 높은 에너지가 요구되는 플라즈마 디스플레이 패널에 비해서 구동전압을 크게 낮출 수 있으며, 발광효율도 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 대형 디스플레이 장치나 LCD 용 백라이트에 적용될 수 있으며, 가요성(flexible) 기판을 사용하는 경우에는 가요성 디스플레이 장치도 제작이 가능하게 된다.

Claims (34)

  1. 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 및 제2 전극 사이에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 전자가속층;
    상기 전자가속층 내부에 주입되어 밀봉되는 것으로, 상기 전자가속층 내부에서 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생키는 다수의 여기가스 입자; 및
    상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자가속층은 산화된 다공성 실리콘(oxidized porous silicon) 또는 탄소나노튜브(CNT; carbon nanotube)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘(oxidized porous poly silicon) 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘(oxidized porous amorphous silicon)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 여기가스 입자들은 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 전극 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 여기가스 입자들은 상기 제2 전극에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극이 각각 형성되는 제1 및 제2 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제 2 기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 가요성(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 기판의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 기판의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 전자가속층 양측의 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 및 제2 전극 사이에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 전자가속층;
    상기 제2 전극과 전자가속층 사이에 형성되는 것으로, 상기 전자가속층으로부터 방출된 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자를 포함하는 여기가스층; 및
    상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전자가속층은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 여기가스 입자들은 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극이 형성되는 제1 및 제2 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제 2 기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 가요성(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 기판의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 기판의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 전자가속층 양측의 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  24. 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 전극의 내면에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 제1 전자가속층;
    상기 제2 전극의 내면에 마련되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가됨에 따라 그 내부에서 전자들을 가속시키는 제2 전자가속층;
    상기 제1 및 제2 전자가속층 사이에 형성되는 것으로, 상기 제1 및 제2 전자가속층 중 어느 하나로부터 방출된 가속된 전자들에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 다수의 여기가스 입자를 포함하는 여기가스층; 및
    상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극 사이에는 교류전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전자가속층은 산화된 다공성 실리콘 또는 탄소나노튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 산화된 다공성 실리콘은 산화된 다공성 폴리 실리콘 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 여기가스 입자들은 크세논(Xe), 질소(N2), 중수소(D2) 및 크립톤(Kr)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 가스 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극이 형성되는 제1 및 제2 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제1 및 제 2 기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 가요성(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 기판의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제2 기판의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 제1 및 제2 전자가속층 양측의 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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