KR20070078302A - 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치는, 제 1 기판과 제 2 기판이 소정간격으로 이격되어 이루어진 영상표시패널과; 상기 영상표시패널의 배면에 위치하는 샤시 부재와; 상기 샤시 부재의 소정 영역에 부착되는 소정 수의 열전 소자를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치는, 샤시 부재의 일면에 소정 영역에 부착된 다수개의 열전 소자에 의해 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.

샤시 부재, 열전 소자, 영상표시패널

Description

열전 소자를 구비한 전자방출표시장치{ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE HAVING A THERMOELECTRIC DEVICE}

도 1은 종래에 따른 영상표시장치의 구조를 도시한 분해사시도.

도 2는 상기 도 1의 Ⅰ- Ⅰ' 를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

도 4는 상기 도 3의 영상표시패널의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 샤시 부재에 열전 소자가 장착된 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 열전 소자를 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

310 --- 샤시 부재

320 --- 영상표시패널

330 --- 열전 소자

본 발명은 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치에 관한 것으로, 특히 샤시 부재의 일면에 소정 영역에 부착된 다수 개의 열전 소자에 의해 보다 효율적으로 냉각할 수 있는 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)는 두 기판 사이에 측벽을 세워 밀폐된 용기를 제조하고, 이 용기의 내부에 적절한 소재를 배치하여 원하는 화면을 표시하는 장치로서, 최근 들어 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 표시패널(PDP), 전자방출 표시장치(electron emission display) 등과 같은 여러가지의 평면형 디스플레이가 개발되어 실용화되고 있다.

특히, 전자방출 표시장치는 음극선관(CRT)과 동일하게 전자선에 의한 형광체 발광을 이용함에 따라 음극선관(CRT)의 뛰어난 특성을 유지하면서도 화상의 뒤틀림이 없이 저소비전력의 평면형 디스플레이로 구현할 수 있는 가능성이 높고, 시야각, 고속응답, 고휘도, 고정세, 박형 등의 관점에서도 만족스러운 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.

일반적으로, 전자방출소자(Electron Emission Device)는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.

전자방출 표시장치는 캐소드, 애노드 및 게이트전극을 갖는 3극관의 구조로 이루어진다. 구체적으로, 기판위에 일반적으로 스캔 전극으로 사용되는 캐소드전극이 형성되고, 캐소드 전극위에 홀을 갖는 절연층과 일반적으로 데이터전극으로 사용되는 게이트전극이 적층된다. 그리고, 홀 내부로 전자방출원인 이미터(emitter)가 형성되어 캐소드전극에 접촉한다.

이와 같이 구성된 전자방출 표시장치는 이미터에 고전계를 집중시켜 양자역학적인 터널(tunnel) 효과에 의해 전자를 방출시키고, 이미터로부터 방출된 전자가 캐소드전극 및 애노드전극 사이에 인가된 전압에 의해 가속되어 애노드전극에 형성된 RGB 형광층에 충돌함으로써, 형광체를 발광시켜 영상을 표현한다.

도 1은 종래에 따른 영상표시장치의 구조를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 Ⅰ- Ⅰ' 를 도시한 단면도이다. 상기 도 1 및 상기 도 2를 참조로 하여 설명하기로 한다. 종래에 따른 영상표시장치(100)의 구성은, 제 1 기판(121)과 제 2 기판(122)이 소정간격으로 이격되어 이루어진 영상표시패널(120)과; 상기 영상표시패널(120)의 배면에 마련된 방열판(130)과; 상기 방열판(130)의 배면과 상기 영상표시패널(120)의 측면을 감싸는 바텀 커버(110)와; 상기 영상표시패널(120)의 전면의 모서리부 및 측면부를 고정하며 상기 바텀 커버와 결합되는 탑 커버(140)를 포함하여 구성된다.

상기 영상표시패널(120)은 전자방출기판인 제 1 기판(121)과 화상형성기판인 제 2 기판(122)은 진공 상태를 유지하며 소정간격으로 이격되어 형성되어 있다. 이때, 제 1 기판(121)과 제 2 기판(122)사이에는 진공 상태로 유지하며 두 기판(121,122)을 지지하는 지지 수단(123)이 포함한다.

상기와 같이 구성된 영상표시패널(120)에는 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(124a)와 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부(124b)가 각각 연결되어 있다.

여기서, 상기 영상표시패널(120)에 신호를 공급하는 데이터 구동부(124a) 및 스캔 구동부(124b)에서는 많은 전류량에 의해 높은 열이 발생한다. 이 발생된 열에 의해 패널전체의 온도가 상승하게 된다.

이때, 상기 영상표시패널(120)의 구동중 발생하는 열은 배면에 마련된 방열판(130)에 의해 이루어진다.

그러나, 상기와 같이 영상표시패널의 발광 유효면에 국한된 방열판의 접촉만으로는 실제 발열이 많이 발생하는 부위의 열을 제대로 방출하지 못하는 문제점이 발생된다.

본 발명은 샤시 부재의 일면에 소정 영역에 부착된 열전 소자에 의해 보다 효율적으로 냉각할 수 있는 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치는,

제 1 기판과 제 2 기판이 소정간격으로 이격되어 이루어진 영상표시패널과;

상기 영상표시패널의 배면에 위치하는 샤시 부재와;

상기 샤시 부재의 소정 영역에 부착되는 소정 수의 열전 소자를 포함하는 점 에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 열전 소자는 P형 반도체 또는 N형 반도체로 형성되는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 샤시 부재의 일면에 소정 영역에 부착된 열전 소자에 의해 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치는, 제 1 기판과 제 2 기판이 소정간격으로 이격되어 이루어진 영상표시패널(320)과; 상기 영상표시패널의 배면에 위치하는 샤시 부재(310)와; 상기 샤시 부재(310)의 소정 영역에 부착되는 소정 수의 열전 소자(330)를 포함하여 구성된다.

상기 영상표시패널(320)은 전자방출기판인 제 1 기판(321)과 화상형성기판인 제 2 기판(322)은 진공 상태를 유지하며 소정간격으로 이격되어 형성되어 있다. 이때, 제 1 기판(321)과 제 2 기판(322)사이에는 진공 상태로 유지하며 두 기판(321,322)을 지지하는 지지 부재(323)을 포함한다.

그리고, 상기 영상표시패널(320)에는 데이터 신호 및 스캔 신호를 공급하는 패널 구동부(데이터 구동부 및 주사 구동부)(미도시)가 각각 연결되어 있다.

한편, 도 4는 상기 도 3의 영상표시패널의 구조를 개략적으로 도시한 도면이 다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 영상표시패널(320)의 전자방출기판인 상기 제 1기판(321)은 투명기판(520) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드전극(521)을 형성하고, 전자방출소자는 캐소드전극(521)과 게이트전극(524)이 교차하는 영역에 전자방출부(522)를 구비하여 형성된다. 캐소드전극(521)은 기판(520)과 동일한 이유로, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용된다.

절연층(523)은 기판(520)과 캐소드전극(521) 상부에 형성되며, 캐소드전극(521)과 게이트전극(524)을 전기적으로 절연한다. 절연층(523)은 캐소드전극(521)이 노출되도록 캐소드전극들(521)과 게이트전극들(524)의 교차영역에 적어도 하나의 제1 홀(525)을 구비한다.

게이트전극들(524)은 절연층(523) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드전극(521)과 교차하는 방향으로 배치되며, 데이터전극 구동부 또는 주사전극 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 스캔 신호를 각 전자방출소자로 공급한다. 게이트전극(524)은 전자방출부(522)가 노출되도록 제1 홀에 대응하여 적어도 하나의 제 2 홀(535)을 구비한다.

그리고, 화상형성기판인 상기 제 2 기판(322)은 투명기판(510)과, 상기 투명기판(510) 상부에 형성되는 애노드전극(511), 상기 애노드전극(511) 상부에 전자방출부(522)로부터 방출된 전자에 의해 발광하는 형광체(512)와, 상기 형광체(512) 사이에 형성되는 광차폐막(513)을 포함한다.

상기 영상표시패널(320)은 상기 제 1 기판(321)과 제 2 기판(322)을 밀봉하여 진공 상태로 유지하며 두 기판(321,322)을 지지하는 지지 수단(323)를 포함한 다.

또한, 제 1 기판(321)과 제 2 기판(322) 사이의 내부 진공 공간을 영상표시장치(300)의 외부로부터 가해지는 대기압에 대항하는 지지 수단(323) 및 일정간격으로 유지시키며 지지하는 스페이서(530)를 포함하는데, 스페이서(530)의 일단부는 광차폐막(513) 상부에 접촉하여 형성되며, 타단부는 절연층(523) 상부에 접촉하여 형성된다.

한편, 상기 영상표시패널(320)은 전자방출소자로 상부 게이트 구조를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않으며 전자를 방출하는 구조라면 하부 게이트 구조 및 이중 게이트 구조를 포함한 다양한 구조가 가능하다.

그리고, 상기와 같은 영상표시패널(320)은 상기 외부전원으로부터 상기 영상표시패널의 캐소드전극(521)에는 (+) 전압이, 게이트전극(524)에는 (-) 전압이, 광차폐막(513)에는 (+) 전압이 인가된다. 이로써, 상기 캐소드전극(521)과 상기 게이트전극(524)의 전압차에 의해 전자방출부(522) 주위에 전계가 형성되어 전자가 방출되며, 방출된 전자들은 애노드전극(511)에 인가된 고전압에 유도되어 해당 화소의 형광체 영역(512)에 충돌하여 이를 발광시켜 이미지의 계조를 구현하게 된다.

또한, 도 5는 본 발명의 샤시 부재에 열전소자가 장착된 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 샤시 부재(310)는 열전도성이 우수한 금속 물질로 형성하여 상기 영상표시패널(320)의 배면에 위치하여 열을 방출시키게 된다. 이때, 상기 샤시 부재(310)는 상기 영상표시패널(320)의 크기 정도로 마련되어 상기 영상표시패널(320) 전체의 열을 전달받게 된다.

상기 열전 소자(330)는 상기 샤시 부재(310)에 소정 영역에 소정 수가 부착되어 있다. 이때, 상기 열전 소자(330)는 상기 영상표시패널(320)의 전체적인 열이 고르게 냉각될 수 있도록 배치되어 있으며, 상기 샤시 부재(310)의 사이즈에 따라 부착되는 열전 소자의 수를 선택할 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 열전 소자를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 일 예로 P형 반도체로 형성되고, N형 반도체로 형성될 수 있다. 이때, 상기 N형 반도체에서 상기 P형 반도체로 전류를 인가하면 일측에 형성된 냉각핀은 냉각되고 다른 일측에 형성된 방열핀에서는 발열하게 된다.

보다 상세하게는, 서로 다른 물질의 두 금속으로 형성하고 반도체를 접속하여 폐회로를 만들고 전류를 인가하게 되면 줄 열 이외의 열이 그 접점에서 발생 또는 흡수하게 된다. 이러한 현상을 펠티어 효과(Peltier effect)라고 한다.

펠티어 효과는 두 가지의 다른 물질들 간의 접합을 거쳐 전류가 흐를 때 일어나는 열의 방출과 흡수를 의미한다. 전류가 어떤 한 방향으로 흐를 때 열이 발생된다면 전류가 그 반대 방향으로 흐르면 열을 흡수하기 때문에 펠티어효과는 가역적이다. 즉, 전류의 방향을 반대로 하면 열의 발생, 흡수는 반대로 된다. 예를 들어 철과 동의 양단을 접속하고, 이것에 전류를 흘리면 한쪽 접점에서는 외부에 열을 방출하고 다른 쪽 접점에서는 외부로부터 열을 흡수하여 주위의 온도를 강하시킨다.

펠티어 효과에 의해 흡수 및 방출되는 열량은 아래 식으로 표현된다.

π = αab ·Tj 펠티어 계수, I 는 전류, αab 는 주위 온도에 따른 a,b 두 금속의 상대 열전능, | Q_p| 단위 시간에 발생하는 열량의 절대값

한편, 상기 펠티어 열전반도체의 전류의 방향을 반대로 인가하면 상기 냉각핀이 발열 패드의 역할을 하고 상기 방열핀이 냉각 패드의 역할을 하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치는, 샤시 부재의 일면에 소정 영역에 부착된 열전 소자에 의해 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.

Claims (4)

1. 제 1 기판과 제 2 기판이 소정간격으로 이격되어 이루어진 영상표시패널과;

   상기 영상표시패널의 배면에 위치하는 샤시 부재와;

   상기 샤시 부재의 소정 영역에 부착되는 소정 수의 열전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 기판은 상부에 적어도 하나의 전자방출소자가 형성된 전자방출기판이고, 상기 제 2 기판은 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자에 의해 발광하는 화상구현부가 형성된 화상형성기판인 것을 특징으로 하는 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 열전 소자는 P형 반도체 또는 N형 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 열전 소자는 상기 샤시 부재의 크기에 비례하여 소정 수가 부착되는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 구비한 전자방출표시장치.

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