KR20070033480A - 컬러 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20070033480A
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Abstract

플라스마 디스플레이 또는 전계 방출 디스플레이에 있어서, 또 다른(불포화상태의) 형광 물질을 갖는 서브 픽셀은 효율을 향상시키기 위해 적용된다. 디스플레이될 픽셀의 휘도와 색상에 따라, 서브 픽셀의 가장 효율적인 조합을 구동하는 것이 수행된다.
플라스마 디스플레이, 형광 물질, 서브 픽셀셀, 효율, 불포화 형광 물질

Description

컬러 디스플레이 장치{COLOR DISPLAY DEVICE}
도 1은 플라스마 디스플레이 장치 일부분에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 플라스마 디스플레이 장치의 일부분을 도시한 개략도.
도 3은 픽셀을 가로지르는 형광 물질의 분포 상태를 도시한 개략도.
도 4는 관련된 C.I.E. 컬러 삼각형을 도시한 도면.
도 5, 도 6, 도 7 및 도 8은 도 3에 대한 변경 개략도.
본 발명은 형광 물질 층이 제공된 제 1 기판과 제 2 투명 기판을 포함하는 컬러 디스플레이 장치에 관한 것인데, 상기 컬러 디스플레이 장치는 사용 중 픽셀을 어드레싱하기 위한 수단을 포함한다. 디스플레이 장치는 플라스마 디스플레이 장치가 될 수 있지만, 예를 들어 전계 방출 형태의 디스플레이 장치 또한 될 수 있다. 어드레스 전극은 플라스마 디스플레이 장치의 경우에 있어 제 1 및 제 2 기판 모두에 존재할 수 있다. 디스플레이 장치의 형태에 따라, 이 형광 물질은 패턴화되거나 또는 패턴화되지 않는다.
상기 형태의 디스플레이 장치는, 특히, 예를 들어, HDTV 용 대형 평면 디스 플레이 스크린에 이용된다.
위에서 언급된 형태의 컬러 디스플레이 장치(플라스마 디스플레이 패널 또는 PDP)는 유럽 특허(특허 번호 EP-A-0 488 891)에 설명되어 있다. 이 애플리케이션은 그레이 값 또는 색상 계조(color gradation)를 얻기 위한 측정값을 설명한다. 이러한 목적으로, 프레임 시간은 가중된 지속 시간(예를 들어, 1: 2: 4: ... :128의 비율)을 갖는 다수의 서브 프레임으로 나눠진다. 예를 들어 녹색 같은 색상이 완전히 구동되면, 빈번히 사용되는 Zn2SiO4:Mn(규산 아연광)같은 형광 물질은 포화 현상을 나타낸다. 형광 물질의 효율(방출 광자의 수/ 인입 광자의 수)은 저하되어 선명도는 감소한다.
특히, 소정의 색상이 완전히 구동될 때, 최적의 선명도 또는 휘도를 갖는, 설명된 형태의 디스플레이 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이러한 목적으로, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 장치는 형광 물질 층이 픽셀의 위치에서 실질적으로 같은 색상을 갖는 적어도 두 가지의 서로 다른 형광 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실질적으로, 본 명세서에서 동일한 색상이란 C.I.E 좌표(x, y 좌표)의 거리로서 측정된 형광 물질 발광 피크(emission peak)의 스펙트럼 색상 차이가 최대한 0.35(바람직하게는 최대한 0.25)인 것을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명은, 서로 다른 형광 물질에 대한 효율 감소가 서로 다른 방식으로, 인입 광자의 수에 의존한다는 인식에 기초한다. 효율 변화에 있어 차이를 갖는 두 가지의 형광 물질을 이용함으로써, 완전히 구동되는(최대 선명도) 경우에, 색상에 있어서 (약간)차이가 나지만 효율의 손실에 관하여 서로 다른 행위(behavior)를 나타내는, 형광 물질의 색을 혼합하는 것이 가능할 것이고, 또는 이 두 가지의 형광 물질 사이에서 선택하는 것이 가능할 것이다.
최적의 효과는 두 형광 물질 중의 하나가 불포화 형광 물질 일 때 성취된다. 불포화 형광 물질은 본 명세서에서, 10 Cd/m2 의 선명도를 산출하는 구동과 비교해서 500 Cd/m2의 선명도(또는 휘도)를 산출하는 구동의 경우에, 표면과 시간의 단위 당 방출된 광자의 수가 기껏해야 15 % 감소되는 형광 물질을 의미하는 것으로 이해된다. 교류 전압으로 유지되는 UV 플라스마에 의한 여기(excitation)에서, 이것은 예를 들어, 이것 높은 주파수(적어도 최대 10 kHz의 주파수, 바람직하게는 최대 100 kHz또는 그 이상)에서 효율(방출 광자의 수/인입 광자의 수)은 많아야 15 %가 감소하는 것을 의미한다. 빈번히 사용되는 Zn2SiO4:Mn(규산 아연광)같은 형광 물질은 본 애플리케이션에서 대략 1 kHz에서부터 이미 포화 현상을 갖는다. 이 효율(방출 광자의 수/인입 광자의 수)은 대략 90 %로 이미 떨어졌고, 더 높은 주파수에서 빠르게 감소(100kHz에서 대략 50%)한다.
그러나, 불포화 형광 물질에 대하여, 효율은 실질적으로 넓은 주파수 범위에서 일정한 값을 갖는다.
예를 들어, 적절한 불포화 형광 물질은 다음과 같다.
1) (Ce, Gd)MgB5O10:Tb, 또는 CBT
2) (Ce, La, Gd)PO4 :Tb 또는 LAP
3) (Y, Gd)BO3 :Tb
본 발명에 따른 디스플레이 장치의 바람직한 실시예는, 제 1 기판에 대하여 가로지르는 방향으로 바라본, 픽셀 위치의 형광물질 층이 서로 다른 서브 픽셀에 대한 실질적으로 동일한 색상의 서로 다른 형광 물질을 갖는 적어도 두 개의 서브 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 이제 인입(비디오) 신호는 두 개 초과의 서브 신호(sub-signals)로 각각 쪼개질 수 있는데, 각 서브 신호는 별도의 구동 신호를 하나의 서브 픽셀에 공급한다. 이 서브 신호들에 의해서, 색상 혼합의 정도가 조정되거나, 또는 이 서브 픽셀들 사이에서 선택이 이뤄진다.
이제 본 발명의 이런 양상 또는 다른 양상들은 실시예와 도면들을 참고하여 명료히 설명된다.
도면들은 개략적이고, 축척을 이용해 그리지 않았다. 대응하는 구성요소는 일반적으로 동일한 참조번호를 갖는다.
도 1은 플라스마 디스플레이 장치(10)를 도시하는데, 이 경우에 AC 디스플레이 패널(AC PDP 또는 AC 플라스마 디스플레이 패널)을 나타내고, 유전층(3)(예컨대, 유리)으로 코팅된 2개의 디스플레이 전극(2)이 제공되는 제 1 기판(1)과, 형광 물질이 제공된 제 2 투명 기판(5)을 구비한다. 본 실시예에서, 제 2 기판(5)에는 어드레스 전극이 제공된다. 관련 실시예에서, 어드레스 전극(6)과 디스플레이 전극(2)에 의해 정의되는 서브 픽셀은 방전 공간을 구분 짖는(bound) 파티션 벽(7)에 의해 제한된다. 이 파티션 벽(7)은 반드시 필요한 것은 아니지만, 디스플레이 전극과 어드레스 전극은 하나의 기판에 대안으로(alternatively) 존재할 수 있다.
본 실시예에서, 헬륨 크세논 혼합물로 구성된 가스 방전 혼합물(9)은 기판(1, 5) 사이의 방전 공간에 존재한다. 네온-크세논, 알곤-크세논, 크립톤-크세논, 알곤-네온-크세논, 알곤-헬륨-크세논, 크립톤-네온-크세논, 크립톤-헬륨-크세논, 또는 이들의 혼합물 같은 다른 혼합물이 대안적으로 가능한데, 크세논의 양은 5 %와 100% 미만 사이의 범위로 존재한다. 알려진 바와 같이, UV 방사는 플라스마 디스플레이 장치(플라스마 디스플레이 패널 또는 PDP)의 방전 공간에 있는 (서브)픽셀 영역에서 이뤄지는데, UV 방사는 형광 물질(8)이 냉광(luminesce)을 발하도록 한다. 이러한 목적으로, 디스플레이 전극(2)은, 예를 들어, X 구동기(20)와 Y 구동기(21)로부터 구동되며, 어드레스 전극은 A 구동기(22)로부터 구동된다(도 2). 이러한 목적으로, 인입 신호(11)는 프레임 메모리(12)와 서브 프레임 생성기(13)에 저장된다. 요구되는 펄스는 X 및 Y 구동기(20, 21)를 통해 디스플레이 전극(2)에 에너지를 공급하는 리셋 펄스, 이그니션(ignition) 펄스, 지속(sustain) 펄스에 대하여 프로세싱 유닛(14)에서 생성되는데 반해, 어드레싱은 어드레스 생성기(16)에 의해 제어되는 A 구동기(22)를 통해 이루어진다. 상호 동기화(mutual synchronization)는 타이밍 제어 회로(15)를 통해 이뤄진다.
서브 픽셀이 여기된 후에, 이그니션은 픽셀 내의 디스플레이 전극에 걸쳐 지 속 펄스에 의해 지속된다. 디스플레이될 그레이 색조(grey tint)에 따라, 유지 펄스는 픽셀당 좀더 빈번하게 또는 덜 빈번하게 제공된다. 그러므로 이 지속 주파수는 UV 광자가 형광 물질에 부딪치는 횟수를 그레이 색조를 이용해 함께 결정한다.
도 3은 디스플레이 장치의 개략적인 정면도인데, 특히 적색(R), 녹색(G1), 청색(B) 및 제 2 녹색(G2)을 갖는 다수의 형광 물질의 위치(8, 8', 8'', 8''')이다. 점선(25)은 개략적으로 픽셀을 나타낸다.
도 4의 C.I.E. 컬러 삼각형은 이 컬러 삼각형의 B(Y1), R(Y2), G1(Y3) 및 G2(Y4)(Y: 휘도)로서 이들 형광 물질과 관련된 휘도를 도시한다. 일반적으로, 3개의 형광 물질에 의한 휘도 Y0을 갖는 픽셀(x0, y0)의 디스플레이를 유지하는데,
Figure 112007016901637-PAT00001
이다.
여기서,이고,
Figure 112007016901637-PAT00003
이다.
도 4의 실시예에서, 포인트(Y0)는 형광 물질(B, R, G1)의 가중된 여기(weighted excitation), 또는 형광 물질(B, R, G2)의 가중된 여기로 인해 실현될 수 있다. 모든 형광 물질의 효율이 동등할 때, 상기 가중(weighting)은 반드시 필요한 것은 아니다{그리고, 사실은 여분의 형광 물질(G2)은 중복적이다). 도 4에서 G1으로 표시된 녹색의 형광 물질 규산 아연광(색 좌표 x=0.25, y=0.67을 가짐)의 효 율은 더 높은 주파수에서 빠르게 저하되기 때문에, 제 2 형광 물질(G2)의 존재는 이런 선택의 가능성을 제공하는데, 불포화 형광 물질이 G2, 예를 들어, 상기 CBT(색 좌표 x=0.36, y=0.54를 가짐) 같은 G2에 대해 선택했을 때 명백히, 그러한 선택 가능성을 제공한다. 이제 좌표 (x0, y0)는 다음의 수학식으로 구하게 된다.
Figure 112007016901637-PAT00004
,
Figure 112007016901637-PAT00005
,
여기서
Figure 112007016901637-PAT00006
이고,
Figure 112007016901637-PAT00007
에서, 동시에 효율은 최대가 된다.
이제 조합(Y1,Y2,Y3)과 조합(Y1,Y2,Y4)간 선택은 Y4 = 0 또는 η0(Y1, y2, Y3)로, 그리고 Y3=0 또는 η0(Y1, Y2, Y4)에 의해 최대 효율(η0)을 결정함으로써 이뤄진다. 따라서, 가장 높은 효율을 산출하는 형광 물질 군이 구동된다.
이와 비슷한 계산이 컬러 삼각형의 점들(Y2,Y3,Y4 및 Y1,Y3,Y4)에 대하여 수행될 수 있다.
Y3(G1)과 Y4(G2) 간 선택은 프레임 메모리(12)에 저장되어 프로세싱 유닛(14)에서 디스플레이될 색상에 관한 정보를 처리함으로써 도 2의 장치에서 이뤄진다. 이러한 목적으로, 이 유닛은, 예를 들어, (명백히 주파수 함수로서의 형광 물질 효율인)(디스플레이될 그레이 스케일)행위가 저장되는 마이크로프로세서나 룩업 테이 블을 포함한다. 위의 고려 사항에 따라, 상기 형광 물질은 가장 높은 효율로 원하는 색상을 얻도록 하는 것으로 구동된다. 이러한 목적으로, X 및 Y 구동기에는 관련 서브 픽셀에 대하여 구동 신호가 공급된다.
도 5 내지 도 7은 형광 물질이 서로 다른 방법으로 서브 픽셀에 걸쳐 분배되는 다수의 변형예를 도시한다.
도 7에서, 픽셀(25)은 3개의 서브 픽셀을 포함하는데, 녹색 서브 픽셀은 규산 아연광과 CBT의 혼합물로 구성된 형광 물질 층(Gm)을 포함한다.
위에서 설명한 두 개의 서로 다른 형광 물질 사이의 식별은 구동 신호를 이용하여 이뤄질 수 없지만, 색상 삼각형의 넓은 부분을 통해 더 높은 효율이 성취될 수 있도록 하기 위하여 상기 혼합물이 좀 덜 빠르게(less rapidly) 포화되는 것이 나타난다.
도 8에서, 여분의 청색 및 적색 형광 물질(B2,R2)이 추가되는데, 이 형광 물질들은 양호한 색상 조정이 최대의 효율로 함께 이뤄지도록 바람직하게 불포화된다.
완전히 서로 다른 가능성은 도 3, 도 5 및 도 6에서 G2대신에 이른바 백색 형광 물질을 이용하는 것이다.
본 발명은 물론 본 명세서의 앞에 설명한 실시예들로 한정되지는 않는다. 예를 들면, 서브 픽셀은, 예를 들어 서로 다른 표면 영역을 가질 수 있는데, 이는 프로세싱 유닛(14)내의 데이터에 병합될 수 있다. 본 발명은 또한, 주어진 형광 물질 의 효율이 또한 조정될 휘도에 의존하는 전계 방출 디스플레이 장치에 적용할 수 있다.
요약하면, 본 발명은 픽셀당 적어도 하나의 추가 형광 물질을 갖는 냉광 기반(luminescence-based) 컬러 디스플레이 장치에 관한 것인데, 디스플레이될 컬러, 휘도(선명도)에 따라, 구동될 서브 픽셀의 조합이 결정된다.
본 발명은 각각의 또는 모든 새로운 특징적 특성과, 각각의 그리고 모든 특징적 특성의 조합에 관련한다.
디스플레이 장치의 소정의 색상이 완전히 구동될 때, 최적의 선명도 또는 휘도를 갖는 효과를 제공한다.

Claims (8)

  1. 유전체 층으로 도포된 디스플레이 전극을 갖는 전면 기판;
    형광 물질 및 어드레스 전극을 갖는 후면 기판 - 적어도 사용하는 동안, 디스플레이 전극 및 어드레스 전극은 픽셀을 정의함 -;
    지속 펄스들로 상기 디스플레이 전극을 구동하기 위한 디스플레이 구동 수단;
    상기 어드레스 전극을 구동하고, 상기 픽셀을 어드레싱하기 위한 어드레스 구동 수단; 및
    상기 전면 및 후면 기판 사이의 가스 방전 혼합물
    을 포함하는 플라스마 디스플레이 패널로서,
    상기 픽셀의 각각은 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀을 포함하고, 상기 녹색 서브-픽셀 내의 상기 형광 물질은 포화 형광 물질 및 불포화 형광 물질의 혼합물을 포함하는 플라스마 디스플레이 패널.
  2. 유전체 층으로 도포된 디스플레이 전극을 갖는 전면 기판;
    형광 물질 및 어드레스 전극을 갖는 후면 기판 - 적어도 사용하는 동안, 디스플레이 전극 및 어드레스 전극은 픽셀을 정의함 -;
    지속 펄스들로 상기 디스플레이 전극을 구동하기 위한 디스플레이 구동 수단;
    상기 어드레스 전극을 구동하고, 상기 픽셀을 어드레싱하기 위한 어드레스 구동 수단; 및
    상기 전면 및 후면 기판 사이의 가스 방전 혼합물
    을 포함하는 플라스마 디스플레이 패널로서,
    상기 픽셀의 각각은 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀을 포함하고, 상기 녹색 서브-픽셀 내의 상기 형광 물질은 포화 형광 물질 및 불포화 형광 물질의 혼합물을 포함하며, 상기 가스 방전 혼합물은 5% 내지 100%의 크세논(Xe)을 갖는 희유 가스(rare gas)를 포함하는 플라스마 디스플레이 패널.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지속 펄스의 주파수는 적어도 10kHz인 플라스마 디스플레이 패널.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지속 펄스의 주파수는 적어도 100kHz인 플라스마 디스플레이 패널.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형광 물질은 백색 형광 물질을 포함하는 플라스마 디스플레이 패널.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전면 기판의 횡방향에서 본, 픽셀 위치의 상기 형광 물질은 서로 다른 서브 픽셀에 대하여 실질적으로 동일한 색상의 서로 다른 형광 물질을 갖는 적어도 두 개의 서브 픽셀을 포함하는 플라스마 디스플레이 패널.
  7. 제6항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 인입 신호를 별도의 서브 픽셀을 위한 적어도 2개의 구동 신호로 전환하기 위한 구동 수단을 포함하는 플라스마 디스플레이 패널.
  8. 제7항에 있어서, 상기 구동 수단은 디스플레이될 색상과 상기 픽셀의 휘도에 따라 상기 서브 픽셀의 구동을 결정하는 플라스마 디스플레이 패널.
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