KR20080056668A - 디스플레이 화소 구조 및 디스플레이 장치 - Google Patents

디스플레이 화소 구조 및 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080056668A
KR20080056668A KR1020070132436A KR20070132436A KR20080056668A KR 20080056668 A KR20080056668 A KR 20080056668A KR 1020070132436 A KR1020070132436 A KR 1020070132436A KR 20070132436 A KR20070132436 A KR 20070132436A KR 20080056668 A KR20080056668 A KR 20080056668A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
layer
cathode
anode
structure layer
Prior art date
Application number
KR1020070132436A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100899430B1 (ko
Inventor
정-유 리
스-푸 첸
이-핑 린
웨이-츠 린
리앤-이 초
Original Assignee
인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 filed Critical 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트
Publication of KR20080056668A publication Critical patent/KR20080056668A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100899430B1 publication Critical patent/KR100899430B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/62—Lamps with gaseous cathode, e.g. plasma cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
    • H01J63/06—Lamps with luminescent screen excited by the ray or stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
    • H01J63/08—Lamps with gas plasma excited by the ray or stream

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 화소 구조에 관한 것으로서, 제1기판과 제2기판을 포함한다. 복수 개의 음극구조 층이 제1기판에 위치한다. 제2기판은 빛 투과 재료이다. 복수 개의 양극구조 층이 제2기판에 위치하며 그 중 양극 구조는 빛 투과 전기 전도 재료이다. 제1기판과 제2기판은 서로 마주하고 있어서 상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층이 각각 정확하게 마주하도록 되어있다. 분리 구조(separation structure)가 제1기판과 제2기판 사이에 위치하여 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층이 각각 대응되게 분리되어 있으며, 따라서 복수 개의 공간을 구성한다. 복수 개의 형광층이 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치한다. 그리고 저압 기체가 상기 공간에 충진된다. 저압 기체는 전자 평균 자유 경로(electron mean free path)가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용한다.
디스플레이 장치, 화소, 발광소자

Description

디스플레이 화소 구조 및 디스플레이 장치{PIXEL STRUCTURE OF DISPLAY AND DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 발광소자에 관한 것으로서, 특히 전자 방출식 발광소자 및 그 응용에 관한 것이다.
현재 대량 생산되는 광원장치 또는 디스플레이 장치에서 주로 두 가지 큰 부류의 발광구조를 사용하는데 그것들은 다음과 같다.
1. 기체 방전 광원: 예를 들면 플라즈마 패널 또는 기체 방전 램프 등에 응용되며, 주로 음극과 양극 사이의 전계를 이용하여 방전 챔버 내에 충만된 기체로 하여금 이온화 되도록 하며, 기체 글로 방전(glow discharge)방식에 의하여 전자로 하여금 기체에 충돌한 후 전이하면서 자외선을 생성하도록 하며, 동시에 방전 챔버 내의 형광층은 자외선을 흡수하여 가시광선을 발생한다.
2. 전계 방출 광원: 예를 들면 탄소 나노 튜브 전계 방출 디스플레이 등에 응용되며, 주로 고 진공 환경을 제공하며, 음극에 탄소 나노재질의 전자 방출단자(electron emitter)를 제작함으로써 전자 방출 단자에서의 높은 가로세로비(high aspect ratio)의 마이크로구조를 이용하여 전자로 하여금 음극의 일함수(work function)를 극복하여 음극을 이탈하도록 한다. 그 외에, 산화인듐주석(ITO)으로 제작된 양극에 형광층을 도포함으로써, 음극과 양극 사이의 높은 전계에 의하여 전자로 하여금 음극의 탄소 나노 튜브를 이탈하도록 한다. 이렇게 함으로써 전자는 진공 환경에서 양극의 형광층에 충돌하여 가시광선을 발생한다.
그러나 상기 두 가지 발광구조는 모두 단점을 갖는다. 예를 들어 설명하면, 자외선을 비춘 후의 감쇄 문제로 인하여 기체 방전 광원 내의 재료 선택은 특수한 요구사항을 갖는다. 그 외에, 기체 방전의 발광 메커니즘은 두 개의 과정을 거쳐야만 가시광선으로 생성되기 때문에, 에너지의 소모가 비교적 많으며, 만약 과정 중에서 플라즈마를 생성하여야 할 경우 더 많은 전력을 소모하게 된다. 또한, 전계 방출 광원은 음극에 균일하게 성장 또는 도포된 전자 발사 단자를 필요로 하는데, 현재 대면적의 상기 형태의 음극 구조를 생산하는 기술이 아직 완벽하지 않으며, 전자 발사단자의 균일도와 생산 효율의 높지 않은 병목현상이 나타나고 있다. 그 외에 전계 방출 광원의 음극과 양극 사이의 간격이 정밀하게 제어되어야 하는데, 높은 진공도의 패키지도 매우 어려우며, 이는 상대적으로 제작 원가를 증가시키게 된다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 양호한 발광 효율을 가지며 제작하기 용이한 전자 방출식 발광소자로 구성된 디스플레이 화소 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전자 방출식 발광소자에 응용되어 화소를 디스플레이 함으로써 양호한 디스플레이 품질을 제공하며 제작시 원가와 복잡성을 감소시키는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 화소 구조는 다음과 같이 구성된다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 화소 구조는 제1기판과 제2기판을 포함한다. 복수 개의 음극구조 층이 제1기판에 위치한다. 제2기판은 빛 투과 재료이다. 복수 개의 양극구조 층이 제2기판에 위치하며 그 중 양극 구조는 빛 투과 전기 전도 재료이다. 제1기판과 제2기판은 서로 마주하고 있어서 상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층이 각각 정확하게 마주하도록 되어있다. 분리 구조(separation structure)가 제1기판과 제2기판 사이에 위치하여 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층이 각각 대응되게 분리되어 있으며, 따라서 복수 개의 공간을 구성한다. 복수 개의 형광층이 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치한다. 그리고 저압 기체가 상기 공간에 충진된다. 저압 기체는 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용한다.
본 발명은 또한 디스플레이 장치를 제공하는데, 어레이로 배열된 복수 개의 디스플레이 화소를 구비하며 그 중 매 한 개의 디스플레이 화소는 모두 전자 방출식 발광소자를 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 음극구조 층; 양극구조 층; 상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층 사이에 배치되는 형광층; 및 상기 음극과 양극 사이에 배치되어 상기 음극을 유도하여 복수 개의 전자를 방출하도록 하는 저압 기체를 포함한다. 그 중 상기 저압 기체는 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용한다.
본 발명은 또한 디스플레이 장치를 제공하는데 상기 디스플레이 장치는 제1기판과 제2기판을 포함한다. 복수 개의 음극구조 층이 제1기판에 위치하여 2차원 어레이를 구성한다. 제2기판은 빛 투과 재료이다. 복수 개의 양극구조 층이 제2기판에 위치한다. 그 중 상기 양극구조 층은 빛 투과 전기 전도 재료이며 그중 상기 제1기판과 상기 제2기판은 서로 마주하고 있어서 상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층이 각각 정확하게 마주하도록 되어있다. 분리 구조가 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하여 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층이 각각 대응되게 분리되어 있으며, 따라서 복수 개의 공간을 구성한다. 복수 개의 형광층은 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치한다. 저압 기체가 각각 상기 공간에 충진되며 그 중 상기 저압 기체는 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용한다. 복수 개의 드라이브 유닛은 상기 제1기판과 상기 제2기판 중 적어도 하나에 위치하여 상기 2차원 어레이의 상기 화소를 제어함으로써 대응하는 상기 작동 전압을 인가하여 휘도 감마를 발생한다.
위에서 서술한 바와 같이 본 발명은 희박한 기체를 이용하여, 전자로 하여금 음극에서 용이하게 방출되도록 하기 때문에, 음극 상에서 전자 방출 단자를 제작할 때 발생 가능한 문제를 면할 수 있다. 그 외에, 사용되는 기체가 희박한 기체이므로, 전자 평균 자유 경로(mean free path)가 비교적 커서, 대량의 전자가 기체에 충돌하기 전에 직접 형광층과 반응하여 광선을 발생하므로, 이 과정이 글로 방전을 발생시키지는 않는다. 다시 말하면 본 발명의 전자 방출식 발광소자는 비교적 높은 발광 효율을 가지며, 또한 제작이 용이하고 비교적 높은 생산 효율을 가진다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 설명한다.
본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자는 종래의 기체 방전 광원과 전계 방출 광원의 장점을 모두 가지고 있으며 이 두 가지 종래 발광구조의 단점을 모두 해결하였다. 도 1을 참조하면 도 1은 상기 두 가지 종래 발광 구조와 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자의 발광 메커니즘 비교도이다. 더 자세히 설명하면, 종래의 기체 글로 방전 광원은 음극과 양극 사이의 전계를 이용하여 방전 챔버 내에 가득 찬 기체를 이온화하여 기체 전도하는 방법으로 전자로 하여금 기타 기체 분자를 충돌하여 자외선을 생성하도록 하며, 형광층은 자외선을 흡수하여 가시광선을 발생한다. 그 외, 종래의 전계 방출 광원은 고도의 진공 환경에서 음극 상의 전자 방출단 자의 높은 가로세로비 구조에 의하여 전자로 하여금 음극의 일함수를 극복하여 음극을 이탈하도록 한다. 그 후, 전자는 음극과 양극 사이의 높은 전계에 의하여 음극의 전자 방출단자로부터 이탈하며, 동시에 양극의 형광층을 충돌하여 가시광선을 발생한다. 다시 말하면 형광층의 재료는 설계 메커니즘의 요구에 따라 가시광선이나 적외선, 또는 자외선 등을 방출하는 재료를 사용할 수 있다.
본 발명의 전자 방출 발광소자가 상기 두 가지 종래의 발광 메커니즘과 다른 것은 본 발명의 전자 방출식 발광소자는 전자 방출 단자를 형성할 필요가 없으며, 또한 희박한 기체를 이용하여 전자로 하여금 음극에서 용이하게 이탈하게 하여, 전자로 하여금 직접 형광층과 반응하여 광선을 방출하도록 한다.
종래의 기체 글로 방전 광원과 비교하면, 본 발명의 전자 방출식 발광소자 내에 충진한 기체의 양은 전자를 음극에서 이탈하게 할 만큼의 양만 필요하며, 글로 방전을 발생시키지 않으며, 또한 자외선을 이용하여 형광층에 비추어 광선을 생성하는 것이 아니기 때문에 소자 내의 재료가 자외선에 노출되어 감쇄되는 문제가 발생할 염려가 없다. 실험과 이론 검증으로 알 수 있듯이, 본 발명의 전자 방출식 발광소자 내의 기체는 비교적 희박하기 때문에 전자의 평균 자유 경로는 약 5mm 또는 5mm 이상에 도달할 수 있다. 다시 말하면 대부분의 전자가 기체의 분자에 충돌되기 전에 직접 형광층에 충돌되어 광선을 방출한다. 그 외에, 본 발명의 전자 방출식 발광소자는 두 가지 과정을 거쳐 광선을 생성하지 않아도 되기 때문에 발광 효율이 비교적 높으며, 에너지 소모를 줄일 수 있다.
다른 일 양태에서, 종래의 전계 방출 광원과 비교해 보면, 음극에 전자 방출 단자로서의 마이크로 구조를 형성하여야 하며, 이 마이크로 구조는 대면적의 제작 공정에서 제어가 어렵게 된다. 가장 많이 사용되는 마이크로 구조는 탄소 나노 튜브(carbon nanotube)인데, 음극에 도포에 있어서 탄소튜브의 길이가 일정하지 않으며 집중되는 문제도 생겨 발광면에 암영 부분이 존재하게 되며, 발광 균일성이 좋지 않은 것은 줄곧 전계 방출 광원 기술의 병목현상과 원가문제가 되고 있다. 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자는 기체에 의하여 전자로 하여금 음극으로부터 균일하게 이탈하도록 하며, 간단한 음극 평면 구조만으로 4" 전자 방출식 발광 패널의 발광 균일성을 75%정도에 도달하게 하며, 종래 전계 방출 발광 장치의 발광 균일성이 제고하지 못하는 병목을 해결하였다. 그렇기 때문에 제작 원가를 크게 절약할 수 있으며, 제조 공정도 비교적 간단하다. 그 외에, 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자 내에 희박한 공기를 채우기 때문에, 고도의 진공환경이 필요하지 않으며, 고도의 진공 패키지 시 발생하던 어려운 문제점을 면할 수 있게 된다. 그 외, 실험을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자는 기체의 도움으로 턴온 전압(turn-on voltage)을 0.4V/μm로 낮출 수 있는데 이는 일반적인 전계 방출 광원의 1~3V/μm의 턴온 전압보다 많이 낮다.
또한, 종래의 Child-Langmuir 방정식에 근거하여 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자의 실제 관련 데이터를 대입하여 계산하면 본 발명의 전자 방출식 발광소자의 음극의 암영 부분 분포 범위가 약 10~25센티미터(cm) 사이에 있음을 계산해 낼 수 있는데, 이것은 양극과 음극 사이의 간격보다 훨씬 크다. 다시 말하면 양극과 음극 사이에는 플라즈마 상태의 기체가 거의 생성되지 않기 때문에 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자는 플라즈마 메커니즘을 이용하여 발광하는 것이 아니라 기체 전도를 이용하여 음극의 전자를 이탈시키며, 전자가 직접 형광층과 작용함으로써 발광하는 것임을 확인할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 전자 방출식 발광소자의 기본 프레임을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자 방출식 발광소자(200)는 주로 양극(210), 음극(220), 기체(230) 및 형광층(240)을 포함하며, 여기에서 상기 기체(230)는 양극(210)과 음극(220) 사이에 위치하며, 상기 기체(230)가 전계의 작용을 받은 후 적당한 양의 정전하 이온(204)을 생성하여, 음극(220)으로 하여금 많은 전자(202)를 방출하게 한다. 여기에서 주의해야 할 점은 본 발명의 기체(230)가 존재하는 환경의 기압은 8×10-1토르(torr)에서 10- 3토르(torr) 사이에 있으며, 바람직하게는, 예를 들면 기압이 2×10-2토르(torr)에서 10- 3토르(torr) 사이 또는 2×10- 2토르(torr)에서 1.5×10- 1토르(torr)사이라는 점이다. 그 외, 형광층(240)은 전자(202)의 이동 경로에 배치되며, 전자(202)와 작용하여 광선(L)을 방출한다.
본 실시예에서 형광층(240)은 예를 들면 양극(210)의 표면에 도포된다. 그 외에, 상기 양극(210)은 예를 들면 투명 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO)로 제작되어, 광선(L)으로 하여금 양극(210)을 지나 전자 방출 발광소자(200)에 방출되게 하며, 여기에서, 선택 사용될 수 있는 투명 전도성 산화물로는 산화인듐주석(ITO), 불소 도핑 산화주석(FTO), 산화인듐아연(IZO) 등 쉽게 볼 수 있는 재료들이다. 물론 기타 실시예에서 양극(210)과 음극(220)은 금속 또는 기타 양호한 전도 특성을 갖는 재질로 제작할 수도 있다.
본 발명이 사용하는 기체(230)는 질소(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe) 등 불활성 기체일 수 있으며, 또는 수소(H2), 이산화탄소(CO2) 등 해리된 후 양호한 전도 특성을 갖는 기체일 수 있으며, 또는 산소(O2), 공기(Air)등 일반적인 기체일 수 있다. 그 외, 형광층(240) 종류의 선택을 통하여 전자 방출식 발광소자(200)로 하여금 가시광선, 적외선 또는 자외선 등 서로 다른 유형의 광선을 방출하도록 할 수 있다.
도 2에 나타낸 실시예 외에, 본 발명은 발광 효율을 제고하기 위하여, 음극에 전자를 쉽게 생성하는 재료를 형성하여 별도의 전자원을 제공할 수 있다. 도 3에 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 전자 방출식 발광소자(300)는, 그 음극(320)에 예를 들면 2차 전자원 재료층(secondary electron source material layer)(322)을 형성한다. 상기 2차 전자원 재료층(322)의 재질은 산화마그네슘(MgO), 산화테르븀(Tb2O3), 산화란타늄(La2O3) 또는 산화세륨(CeO2)을 사용할 수 있다. 기체(330)가 이온화된 이온(304)을 생성할 수 있고, 이온(304)은 정전하를 띠어, 양극(310)을 멀리하여 음극(320) 쪽으로 이동하기 때문에, 이온(304)이 음극(320) 상의 2차 전자원 재료층(322)을 충돌할 때 별도의 2차 전자(302’)를 생성하게 된다. 비교적 많은 전자(원래의 전자(302)와 2차 전자(302')를 포함한다)와 형광층(304)이 작용하여 발광 효율을 제고할 수 있다. 여기에서 주의해야 할 점은 상기 2차 전자원 재 료층(322)은 2차 전자를 생성하는 데에 도움이 될 뿐만 아니라 음극(320)을 보호하여 이온(304)의 과도한 충돌을 면하도록 한다.
그 외, 본 발명은 양극 또는 음극 중 하나를 선택하거나 또는 동시에 양극과 음극에 전계 방출 광원과 유사한 전자 방출단자의 구조를 형성하여 전극 상의 작동전압을 낮출 수 있으며 더욱 쉽게 전자를 생성할 수 있다. 도 4a-4c는 각각 본 발명에 따른 여러 가지 방전 유발 구조의 전자 방출식 발광소자를 나타내는데, 여기에서 동일한 기호로 유사한 부재를 나타내며 이러한 부재에 대하여 일일이 다시 설명하지는 않는다.
도 4a에서 나타내듯이, 전자 방출식 발광소자(400a)의 음극(420)에는 방전 유발 구조(452)가 형성되는데, 예를 들면, 금속재, 탄소나노튜브(carbon nanotube), 탄소나노월(carbon nanowall), 다공성 나노탄소(carbon nanporous), 기둥형 산화아연(ZnO), 산화아연(ZnO) 등의 재료들로 구성된 마이크로 구조이다. 또한 방전 유발 구조(452)는 상기 2차 전자원 재료층을 더 증가하여 결합할 수 있다. 그 외, 기체(430)는 양극(410)과 음극(420) 사이에 위치하며, 형광층(440)은 양극(410)의 표면에 배치된다. 방전 유발 구조(452)에 의하여 양극(410)과 음극(420) 사이의 작동 전압을 낮출 수 있으며, 전자(402)를 더욱 용이하게 생성할 수 있다. 전자(402)는 형광층(440)과 작용하여 광선(L)을 생성하게 된다.
도 4b에 나타낸 전자 방출식 발광소자(400b)는 도 4a에 나타낸 것과 유사하되, 비교적 분명한 차이점은 양극(410)에 방전 유발 구조(454)를 배치한 것인데, 상기 방전 유발 구조(454)는 앞에서 설명한 것처럼, 금속재료, 탄소나노튜 브(carbon nanotube), 탄소나노월(carbon nanowall), 다공성 나노탄소(carbon nanporous), 기둥형 산화아연(ZnO), 산화아연(ZnO) 등의 재료들로 구성된 마이크로 구조이다. 또한 방전 유발 구조(452)는 상기 2차 전자원 재료층을 더 증가하여 결합할 수 있다. 그 외, 형광층(440)은 방전 유발 구조(452)에 배치된다.
도 4c는 방전 유발 구조(454)와 방전 유발 구조(452)를 모두 구비한 전자 방출식 발광소자(400c)를 나타낸 것이다. 여기에서, 방전 유발 구조(454)는 양극(410)에 배치되고, 형광층(440)은 방전 유발 구조(454)에 배치되며, 방전 유발 구조(452)는 음극(420)에 배치된다. 기체(430)는 양극(410)과 음극(420) 사이에 배치된다.
상기 여러 가지 방전 유발 구조(452) 및/또는 방전 유발 구조(454)를 구비하고 있는 전자 방출식 발광소자(400a, 400b, 400c)는 도 3에서 나타낸 것과 같은 2차 전자원 재료층(322)의 설계와 통합할 수 있으며, 음극(420)에 2차 전자원 재료층을 형성할 수 있으며, 만약 음극(420)에 방전 유발 구조(454)가 이미 형성되어 있으면, 2차 전자원 재료층으로 하여금 방전 유발 구조(454)를 덮도록 할 수 있다.이렇게 함으로써, 양극(410)과 음극(420) 사이의 작동 전압을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 전자(402)의 생성도 더욱 용이하게 할 수 있으며, 또한 2차 전자원 재료층에 의하여 전자(402)의 수량을 증가시킴으로써 발광효율을 높일 수 있다.
본 발명이 제공하는 전자 방출식 발광소자는 발광구조로서, 서로 다른 외형의 발광구조를 가질 수 있다. 도 5와 도 6은 각각 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자를 응용한 서로 다른 외형의 발광 구조를 나타낸 것이다.
도 5는 또 다른 수평 방출식(in-plane emission type)의 발광구조(600)를 나타내는데, 주로 양극(610), 음극(620) 및 형광층(640)을 하나의 기판(680)에 배치한다. 상기 기판(680)은 예를 들면 유리 기판일 수 있으며, 양극(610)과 음극(620)의 재질은 예를 들면 금속, 산화인듐주석, 산화인듐아연 등 쉽게 볼 수 있는 투명 전도성 산화물 또는 기타 양호한 전도성을 구비하는 재질로 제작된 것들이다. 형광층(640)은 양극(610)과 음극(620) 사이에 위치하며, 기체(630)에 의하여 유발된 전자(602)는 형광층(640)을 지나며 광선(L)을 방출하도록 한다. 본 발명의 기체(630)가 존재하는 환경의 기압은 앞에서 기술한 바와 같이 8×10- 1토르(torr)에서 10- 3토르(torr) 사이에 있으며, 바람직하게는 예를 들면 기압이 2×10- 2토르(torr)에서 10-3토르(torr) 사이 또는 2×10- 2토르(torr)에서 1.5×10- 1토르(torr)사이이다. 실제 기체의 압력과 작동 전압은 음극과 양극의 거리, 기체 종류와 구조가 상이함에 따라 서로 다르다. 또한 본 발명이 사용하는 기체(630)는 질소(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe) 등 불활성 기체일 수 있으며, 또는 수소(H2), 이산화탄소(CO2) 등 해리된 후 양호한 전도 특성을 갖는 기체일 수 있으며, 또는 산소(O2), 공기(Air)등 일반적인 기체일 수 있다. 그 외, 형광층(640) 종류의 선택을 통하여 발광 구조(600)로 하여금 가시광선, 적외선 또는 자외선 등 서로 다른 유형의 광선을 방출하도록 할 수 있다. 기체의 밀폐 환경을 유지하는 방법은 예를 들면 일반적인 기술로 달성할 수 있다. 그 방법에 대해서는 여기에서 자세 히 기술하지 않도록 한다.
기타 소자에 관련된 설명은 상술한 실시예를 참조할 수 있으며, 여기에서는 중복하여 설명하지 않기로 한다.
여기에서 주의해야 할 점은, 상기 도 5의 발광구조는 예를 들어 설명한 것일 뿐, 본 발명의 응용 가능한 발광구조의 외형을 제한하는 것은 아니다. 기타 실시예에서 서로 다른 변수에 따라 예를 들면 상기 발광구조를 도 3의 2차 전자원 재료층(322) 또는 도 4a-4c의 방전 유발 구조(452와 454)와 결합하여 서로 다른 요구를 만족시킬 수 있다.
본 발명의 전자 방출식 발광소자는 광원장치를 제작하는데 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 여러 개의 실시예 중 임의의 일종의 전자 방출식 발광소자로 구성되어 광원을 제공하는데 사용할 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일종의 광원장치를 나타낸다. 도 6에서 나타내듯이, 광원장치(800)는 면광원(S)을 제공하기 위해 어레이로 배열된 복수 개의 전자 방출식 발광소자(800a)를 포함한다. 본 실시예에서 사용된 전자 방출식 발광소자(800a)의 설계는 예를 들면, 상기 여러 개의 실시예 중 임의의 한 개를 포함한다. 예를 들어 설명하면, 광원장치(800)는 도 5의 발광구조(600)의 설계와 유사할 수 있으며, 기판(880)에 여러 조합의 양극(810), 음극(820) 및 형광층(840)의 구조를 제작하여 대형화의 목적에 도달할 수 있다.
물론, 상기 제공한 여러 가지 전자 방출식 발광소자는 디스플레이 장치에 응용할 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸다. 도 7 에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치(900)의 각 디스플레이 화소(902)는 전자 방출식 발광소자로 구성되며, 복수 개의 디스플레이 화소(902)로 하나의 표시 도면을 형성하며, 정지 또는 동작 화면을 나타낸다. 전자 방출식 발광소자로 디스플레이 화소(902)를 나타내기 때문에, 전자 방출식 발광소자에서 예를 들면 적색 광, 녹색 광과 남색 광을 방출하는 형광층을 선택 사용함으로써, 적색 디스플레이 화소(R), 녹색 디스플레이 화소(G) 및 남색 디스플레이 화소(B)를 구성하며, 더 나아가 모든 색상의 디스플레이 효과에 도달하게 된다. 또한 도 8에서 나타내는 바와 같이 또 다른 종류의 표시 장치(900')의 적색 광, 녹색 광, 남색 광의 화소 어레이의 배치는 실제 설계에 따라 결정할 수 있으며 이렇게 함으로써 색채 감마의 디스플레이에 도달하게 된다. 또한 설계의 요구에 따라 다른 색상의 광을 더 증가할 수 있다. 예를 들면, 등색(Orange,O) 광의 화소에 적, 녹, 남 화소를 배합하여 화소 유닛의 구조를 구성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 일반적으로 색깔은 적, 녹, 남의 세 가지 원색을 상대적인 밝기 감마에 근거하여 이룬다. 실시예에서는 세 가지 화소를 적, 녹, 남의 화소에 대응시키는 것을 예로 들어 설명하였다.
상술한 기술을 이용하여 설계할 때 화소 구조는 예를 들면, 제1기판(1000)과 제2기판(1002)를 포함한다. 복수 개의 음극구조 층(1004)은 제1기판(1000)에 위치한다. 제2기판(1002)은 광 투과 재료이다. 복수 개의 양극구조 층(1010)은 제2기판(1002)에 위치하며, 그 중 양극 구조는 광 투과 전기 전도성 재료이다. 제1기 판(1000)과 제2기판(1002)은 서로 마주하고 있어서 음극구조 층(1004)과 양극구조 층(1010)이 각각 정확하게 마주하도록 되어있다. 분리 구조(1012)가 제1기판(1000)과 제2기판(1002) 사이에 위치하여 양극구조 층(1010)과 음극구조 층(1004)을 각각 대응되게 분리하며, 따라서 복수 개의 공간을 구성한다. 복수 개의 형광층(1008a, 1008b, 1008c)이 양극구조 층(1010)과 음극구조 층(1004) 사이에 위치한다. 그리고 저압 기체(1006)가 상기 공간에 충진된다. 저압 기체(1006)는 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층(1008a, 1008b, 1008c)에 충돌하는 것을 허용한다.
여기에서 형광층(1008a, 1008b, 1008c)은 예를 들면, 각각 상이한 재료와 충돌한 후 적색 광, 녹색 광, 남색 광을 방출한다. 각 화소의 기체의 기압은 모두 같거나 또는 각각 상이할 수 있는데, 이것은 설계 및 실제 작동의 변화이다. 물론, 디스플레이어가 단일 색깔의 디스플레이만 요구한다면 형광층의 재료도 이에 맞추어 상이한 배치를 해야 할 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 예를 들면 도 6의 설계 원칙을 선택하고 도 9의 구조를 결합하여 디스플레이 장치의 설계에 도달할 수 있다. 그러나 유일한 선택인 것은 아니다. 도 9의 디스플레이 장치에 있어서, 두 개의 전극 구조(1004, 1010)는 각각 상이한 하 기판(1000)과 상 기판(1002)에 있다. 도 10에서 두 개의 전극 구조(1004', 1010') 및 전극 사이의 형광층(1008a', 1008b' 1008c')은 동측에 있다. 예를 들면, 기판(1000)에 위치한다. 기판(1000)은 예를 들면, 광 반사 기능을 가진 다. 형광재료의 선택에 의하여 상이한 색상의 가시광을 방출할 수 있으며 필요로 하는 혼합 색채를 생성할 수 있다.
영상 수요에 의하여 휘도 회색조(gray scale)의 변화를 이용하여 디스플레이한다. 필요한 색채는 적색 광, 녹색 광, 남색 광의 상대적인 휘도 회색조에 의하여 결정한다. 그렇기 때문에 매개 화소의 회색조는 일부 메커니즘으로 조절해야 한다. 도 11-12는 본 발명의 실시예에 따른 휘도 회색조 제어 메커니즘이다. 도 11을 참조하면 기체의 기압과 인가된 전압이 상이함에 따라 상이한 반응의 전류를 생성하게 된다. 일반적으로, 2×10-2 torr의 기압에 있어서 그 전류와 인가된 전압은 대체로 선형관계를 이룬다. 또한 턴온 전압도 기압이 상이함에 따라 변화할 수 있다. 또한 도 12를 참조하면, 인가된 전압의 크기는 형광층에 충돌한 전자의 수량의 많고 적음과 충돌한 에너지를 의미한다. 단위 면적의 휘도도 인가된 전압과 대체로 선형관계를 이룬다. 인가 전압을 바꾸는 방법에 의하여 회색조 값을 바꿀 수 있으며 이에 의하여 필요로 하는 색채를 조합할 수 있다.
기체의 반응에 기초하여 선택된 기압 값의 조건에서 실제적으로 인가한 전압과 회색조의 관계를 얻을 수 있으며 이를 회색조 수정의 자료로 사용할 수 있다.
예를 들면, 도 9 또는 도 10의 적, 녹, 남의 세 가지 화소를 하나의 화소 유닛으로 보면 그의 회색조에 대응되는 전압은 드라이브를 통하여 드라이브할 수 있다. 도 13을 참조하면, 디스플레이 장치(1300)는 2차원 어레이의 드라이브 방식을 기초로 하여 대응하는 기판에 복수 개의 드라이브(1302, 1306)를 포함하며, 각각 두 개의 방향으로 화소의 양극 구조와 음극 구조를 제어한다. 드라이브(1302)에는 복수 개의 제어 회로(1304)가 있다. 예를 들면 대응되는 열(column)에 연접한 복수 개 화소의 양극(또는 음극)이다. 드라이브(1306)에는 복수 개의 제어 회로(1308)가 있다. 예를 들면, 대응되는 행(row)에 연접한 복수 개 화소의 음극(또는 양극)이다. 제어 회로(1304, 1308)를 통하여 교차된 화소(1310)를 선택함으로써 회색조 값에 대응되는 전압을 인가한다.
패시브(passive) 방식의 드라이브 메커니즘에 있어서, 예를 들면, 시간 분할의 메커니즘으로 스캔 라인의 프레임을 단위로 순서에 따라 스캔 라인을 디스플레이한다. 사람의 눈은 시각에 의한 잔류 현상 때문에 스캔 라인으로 조성된 모든 영상을 일정한 시간 내에 순서에 따라 디스플레이 한다. 따라서, 첫 번째 스캔 라인과 마지막 스캔 라인은 여전히 시간차가 존재하기 때문에 그 발기 차이를 조절하기 위하여 첫 번째 스캔라인을 좀 밝게 배치하고 순서에 따라 뒤로 가면서 밝기를 점차 낮게 배치할 수 있다.
상기의 드라이브 메커니즘은 패시브 방식에 따라 조절한 것이다. 그 외에 액티브(active) 방식을 선택하여 드라이브할 수도 있다. 도 14를 참조하면 디스플레이 장치(1400)는 2차원 어레이의 드라이브 방식을 기초로 하여 대응되는 기판에 복수 개의 드라이브(1402, 1404)를 포함하며, 각각 두 개의 방향으로 화소의 양극 구조와 음극 구조를 제어한다. 드라이브(1402)에는 복수 개의 제어 회로가 있다. 예를 들면 대응되는 열(column)에 연접한 복수 개 화소의 양극(또는 음극)이다. 드라이브(1404)에는 복수 개의 제어 회로가 있다. 예를 들면 대응되는 행(row)에 연접 한 복수 개 화소의 음극(또는 양극)이다. 제어 회로를 통하여 교차된 화소를 선택함으로써 회색조 값에 대응되는 전압을 인가한다. 패시브 방식의 드라이브 메커니즘과 비교하여 다른 점은 매개 화소(1406)가 발광 유닛(1410)을 포함한 외에 스위치 제어 유닛(1408)을 더 포함한다. 스위치 제어 유닛(1408)은 예를 들면, 박막트랜지스터( Thin Film Transistor, TFT) 유닛이 있을 수 있으며, 드라이브의 제어를 받아 화소를 개폐할 수 있으며 또한 그 발광 밝기를 제어할 수 있다.
상술한 드라이브 메커니즘의 세부적인 부분은 일반적인 본 발명에 속하는 통상의 지식을 가진 자들이 이해할 수 있는 것으로서 본 발명의 화소 구조와 발광 메커니즘을 이용하여 실제적인 설계와 계획을 할 수 있으므로 여기에서는 더 상세히 설명하지 않기로 한다.
또한, 예로 든 복수 개의 실시예는 서로 적절하게 조합할 수 있으며, 특정된 실시방식에 제한되지 않는다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자 및 상기 장치를 응용한 광원장치와 디스플레이장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
상기와 같이 본 발명이 제공하는 전자 방출식 발광소자 및 상기 소자를 응용한 광원 장치와 디스플레이 장치는 모두 에너지를 절약하고 발광효율이 높으며, 응답 시간(response time)이 짧으며, 제조하기 쉽고 환경을 보호(수은을 포함하지 않음)하는 등의 특징이 있다. 이렇기 때문에 시장에 또 다른 광원 장치와 디스플레이 장치의 선택을 제공할 수 있다. 종래의 발광구조에 비교하면 본 발명이 제공한 전자 방출식 발광소자는 구조가 간단하고, 음극은 평면 구조만으로도 정상적으로 작 동할 수 있으며, 관련되는 2차 전자원 재료층 또는 방전 유발 구조는 선택적인 소자일 뿐 반드시 필요한 소자는 아니다. 그 외, 본 발명의 전자 방출식 발광소자는 고도의 진공 패키지를 하지 않아도 되며, 제작 공정을 간편하게 할 수 있으며 대량 생산에 유리하다.
다른 양태에서, 본 발명의 전자 방출식 발광소자의 음극은 금속도 가능하므로, 반사율을 제고하고 밝기와 발광 효과를 제고할 수 있다. 그 외, 전자 방출식 발광소자가 방출한 광 파장은 형광층의 종류에 따라 결정되므로, 광원 장치 또는 디스플레이 장치 등 상이한 용도에 따라, 서로 다른 파장 범위의 광원을 설계할 수 있다. 그 외, 본 발명의 전자 방출식 발광소자는 평면(planar)광원, 선형(linear)광원 또는 점(spot)광원으로 설계할 수 있으며, 디스플레이 장치, 광원 장치(예를 들면, 백라이트 모듈 또는 조명등)등의 서로 다른 용도의 요구에 부합된다.
위에서 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.
도 1은 종래의 발광 구조와 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자의 발광 메커니즘을 나타내는 비교도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 방출식 발광소자를 나타내는 기본 프레임도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출식 발광소자를 나타낸다.
도 4a-4c는 각각 본 발명에 따른 여러 가지 방전 유발 구조의 전자 방출식 발광소자를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 전자 방출식 발광소자를 응용한 몇 가지 상이한 외형의 발광 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸다.
도 7~8은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 9~10은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타낸다.
도 11-12는 본 발명의 실시예에 따른 휘도(brilliance) 회색조(gray scale) 제어 메커니즘을 나타낸다.
도 13-14는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
200, 300, 400a, 400b, 400c：전자 방출식 발광소자
202, 302, 402, 502, 602, 702：전자
204, 304, 504, 704：이온
210, 310, 410, 510, 610, 710, 810：양극
220, 320, 420, 520, 620, 720, 820：음극
230, 330, 430, 530, 630, 730：기체
240, 340, 440, 540, 640, 740, 840：형광층
322：2차 전자원 재료층
452, 454：방전 유발 구조
500, 600, 700：발광 구조
560：간극 물체
570：밀폐 공간
680, 880：기판
800：광원 장치
800a：전자 방출식 발광소자
900：디스플레이 장치
902：디스플레이 화소
1000 : 제1기판
1002 : 제2기판
1004, 1004': 음극구조 층
1006 : 저압 기체
1008a, 1008b, 1008c : 형광층
1008a', 1008b', 1008c' : 형광층
1010, 1010': 양극 구조
1012 : 분리 구조
1300, 1400 : 디스플레이 장치
1302, 1306, 1402, 1404 : 드라이브
1304, 1308 : 제어 회로
1310, 1406 : 화소
1410 : 발광 유닛
1408 : 스위치 제어 유닛
L：광선
S：면광원(surface light source)
R：적색 디스플레이 화소
G：녹색 디스플레이 화소
B：남색 디스플레이 화소
O：등색 디스플레이 화소

Claims (40)

  1. 복수 개의 음극구조 층이 위치하는 제1기판;
    복수 개의 양극구조 층이 위치하며 빛 투과 재료인 제2기판으로서, 상기 양극구조 층은 빛 투과 전기 전도성 재료이며, 상기 제1기판과 상기 제2기판은 서로 마주하고 있어서 상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층이 각각 정확하게 마주하도록 되어있는, 제 2 기판;
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하여 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층이 각각 대응되게 분리되어 있어 복수 개의 공간을 구성하는 분리 구조(separation structure);
    상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치하여 복수 개의 화소를 구성하는 복수 개의 형광층; 및
    상기 공간에 충진되며, 전자 평균 자유 경로(electron mean free path)가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용하는 저압 기체를 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저압 기체의 기압은 8x10- 1토르(torr)에서 10-3토르(torr) 사이인 디스플레이 화소 구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 형광층은 각각 상기 양극 표면에 위치하는 디스플레이 화소 구조.
  4. 제1항에 있어서, 상기 형광층은 재료 특성에 의하여 상이한 색상의 광을 방출하는 디스플레이 화소 구조.
  5. 제1항에 있어서, 서로 인접한 적어도 세 개의 화소는 하나의 화소 유닛이며 상기 세 개의 형광층은 각각 적색 광, 녹색 광, 남색 광을 방출하는 세 종류의 형광 재료를 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  6. 제5항에 있어서, 상기 화소 유닛은 다른 원색 광을 더 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  7. 제1항에 있어서, 상기 화소에 대응하는 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층은 각각 작동 전압을 인가하여 필요한 휘도 회색조를 발생시키는 디스플레이 화소 구조.
  8. 제1항에 있어서, 각각 상기 음극구조 층 위에 있는 복수 개의 2차 전자원 재료층(secondary electron emitting layer)을 더 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  9. 제8항에 있어서, 상기 2차 전자원 재료층의 재질은 산화마그네슘(MgO), 산화테르븀(Tb2o3), 산화란타늄(La2O3) 또는 산화세륨(CeO2)을 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  10. 제1항에 있어서, 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 중 적어도 한 개 위에 배치되는 복수 개의 방전 유발 구조를 더 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  11. 어레이로 배열된 복수 개의 디스플레이 화소를 구비하며 상기 각 디스플레이 화소는 전자 방출식 발광소자를 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 전자 방출식 발광소자는,
    음극구조 층;
    양극구조 층;
    상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층 사이에 배치되는 형광층; 및
    상기 음극과 양극 사이에 배치되어 상기 음극을 유도하여 복수 개의 전자를 방출하도록 하는 저압 기체로 구성되며;
    상기 저압 기체는 전자 평균 자유 경로(electron mean free path)가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용하는, 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 저압 기체가 존재하는 환경의 기압은 8x10-1토르(torr)에서 10- 3토르(torr) 사이인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 각 전자 방출식 발광소자의 상기 형광층은 각각 상기 양극 표면에 위치하는 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 각 전자 방출식 발광소자의 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층을 적재하기 위한 상 기판과 하 기판을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 각 전자 방출식 발광소자는 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 중 적어도 하나에 배치되는 방전 유발 구조를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 각 전자 방출식 발광소자는 상기 음극에 배치되는 2차 전자원 재료층를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제11항에 있어서, 서로 인접한 세 개의 전자 방출식 발광소자는 하나의 화소 유닛을 구성하며 각각 적색 광, 녹색 광, 남색 광을 방출하는 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 화소 유닛은 다른 원색 광을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 복수 개의 음극구조 층이 위치하여 2차원 어레이를 구성하는 제1기판;
    복수 개의 양극구조 층이 위치하며 빛 투과 재료인 제2기판으로서, 상기 양극구조 층은 빛 투과 전기 전도 재료이며 상기 제1기판과 상기 제2기판은 서로 마주하고 있어서 상기 음극구조 층과 상기 양극구조 층이 각각 정확하게 마주하도록 되어있는, 제2기판;
    상기 제1기판과 제2기판 사이에 위치하여 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층이 각각 대응되게 분리되어 있어 복수 개의 공간을 구성하는 분리 구조;
    상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치하여 복수 개의 화소를 구성하는 복수 개의 형광층;
    상기 공간에 충진되며, 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용하는, 저압 기체; 및
    상기 제1기판과 상기 제2기판 중 적어도 하나에 위치하여 상기 2차원 어레이의 상기 화소를 제어함으로써 대응하는 상기 작동 전압을 인가하여 휘도 회색조를 발생하는 복수 개의 드라이브 유닛을 포함하는 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 드라이브 유닛은 액티브 모드 또는 패시브 모드로 상기 화소를 드라이브하는 디스플레이 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 저압 기체의 기압은 8x10- 1토르(torr)에서 10-3토르(torr) 사이인 디스플레이 장치.
  22. 제19항에 있어서, 각 화소는 적어도 한 개의 박막트랜지스터( TFT, Thin Film Transistor)를 더 포함하며, 상기 드라이브 유닛의 제어 하에 상기 화소의 드라이브를 협력하는 디스플레이 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 형광층은 재료 특성에 의하여 상이한 색상의 광을 방출하는 디스플레이 장치.
  24. 제19항에 있어서, 상기 형광층은 상이한 작동 전압에 의하여 상이한 휘도 회색조를 발생하는 디스플레이 장치.
  25. 제1기판;
    빛 투과 재료인 제2기판;
    상기 제1기판과 제2기판 사이에 위치하여 복수 개의 공간을 분리해 내는 분리 구조;
    상기 제1기판에 위치하며, 상기 각 공간에 한 개씩 존재하는 복수 개의 음극 구조 층;
    상기 제1기판에 위치하며, 상기 각 공간에 한 개씩 존재하는 복수 개의 양극구조 층;
    상기 제1기판에 위치하며 각각 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치하여 복수 개의 화소를 구성하는 복수 개의 형광층; 및
    상기 공간에 충진되며, 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층에 충돌하는 것을 허용하는 저압 기체를 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  26. 제25항에 있어서, 상기 저압 기체가 존재하는 환경의 기압은 8x10-1토르(torr)에서 10- 3토르(torr) 사이인 디스플레이 화소 구조.
  27. 제25항에 있어서, 서로 인접한 적어도 세 개의 화소는 하나의 화소 유닛이며 상기 세 개의 형광층은 각각 적색 광, 녹색 광, 남색 광을 방출하는 세 종류의 형광재료를 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  28. 제27항에 있어서, 상기 화소 유닛은 다른 원색 광을 더 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  29. 제25항에 있어서, 상기 화소에 대응하는 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층은 각각 작동 전압을 인가하여 필요한 휘도 회색조를 발생시키는 디스플레이 화소 구조.
  30. 제25항에 있어서, 각각 상기 음극구조 층 위에 있는 복수 개의 2차 전자원 재료층을 더 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  31. 제30항에 있어서, 상기 2차 전자원 재료층의 재질은 산화마그네슘(MgO), 산화테르븀(Tb2o3), 산화란타늄(La2O3) 또는 산화세륨(CeO2)을 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  32. 제25항에 있어서, 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층의 적어도 하나 위에 배치되는 복수 개의 방전 유발 구조를 더 포함하는 디스플레이 화소 구조.
  33. 제1기판;
    빛 투과 재료인 제2기판;
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하여 복수 개의 공간을 분리해 내여 2차원 어레이를 구성하는 분리 구조;
    상기 제1기판에 위치하며, 상기 각 공간에 한 개씩 존재하는 복수 개의 음극 구조 층;
    상기 제1기판에 위치하며, 상기 각 공간에 한 개씩 존재하는 복수 개의 양극구조 층;
    상기 제1기판에 위치하며 각각 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 사이에 위치하여 복수 개의 화소를 구성하는 복수 개의 형광층;
    상기 공간에 충진되며, 전자 평균 자유 경로가 있어서 적어도 충족한 수량의 전자가 작동 전압 하에서 직접 형광층을 충돌하는 것을 허용하는, 저압 기체; 및
    상기 제1기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나에 위치하여 상기 2차원 어레이의 상기 화소를 제어함으로써 대응하는 상기 작동 전압을 인가하여 휘도 회색조를 발생하는 복수 개의 드라이브 유닛을 포함하는 디스플레이 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 저압 기체가 존재하는 환경의 기압은 8x10-1토르(torr)에서 10- 3토르(torr) 사이인 디스플레이 장치.
  35. 제33항에 있어서, 서로 인접한 적어도 세 개의 화소는 하나의 화소 유닛이며 상기 세 개의 형광층은 각각 적색 광, 녹색 광, 남색 광을 방출하는 세 종류의 형광재료를 포함하는 디스플레이 장치.
  36. 제33항에 있어서, 상기 화소 유닛은 다른 원색 광을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  37. 제33항에 있어서, 상기 화소에 대응하는 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층은 각각 작동 전압을 인가하여 필요한 휘도 회색조를 발생시키는 디스플레이 장치.
  38. 제33항에 있어서, 각각 상기 음극구조 층 위에 있는 복수 개의 2차 전자원 재료층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 2차 전자원 재료층의 재질은 산화마그네슘(MgO), 산화테르븀(Tb2o3), 산화란타늄(La2O3) 또는 산화세륨(CeO2)을 포함하는 디스플레이 장치.
  40. 제33항에 있어서, 상기 양극구조 층과 상기 음극구조 층 중 적어도 하나에 배치되는 복수 개의 방전 유발 구조를 더 포함하는 디스플레이 장치.
KR1020070132436A 2006-12-18 2007-12-17 디스플레이 화소 구조 및 디스플레이 장치 KR100899430B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW95147427 2006-12-18
TW95147427 2006-12-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080056668A true KR20080056668A (ko) 2008-06-23
KR100899430B1 KR100899430B1 (ko) 2009-05-27

Family

ID=39323698

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070132436A KR100899430B1 (ko) 2006-12-18 2007-12-17 디스플레이 화소 구조 및 디스플레이 장치
KR1020070132432A KR100991875B1 (ko) 2006-12-18 2007-12-17 전자 방출식 발광소자 및 발광방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070132432A KR100991875B1 (ko) 2006-12-18 2007-12-17 전자 방출식 발광소자 및 발광방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080143241A1 (ko)
EP (1) EP1936661B1 (ko)
JP (2) JP2008153228A (ko)
KR (2) KR100899430B1 (ko)
DE (1) DE602007012407D1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7936118B2 (en) * 2007-03-02 2011-05-03 Industrial Technology Research Institute Light source apparatus comprising a stack of low pressure gas filled light emitting panels and backlight module
US7969091B2 (en) * 2007-03-02 2011-06-28 Industrial Technology Research Institute Field-emission apparatus of light source comprising a low pressure gas layer
TWI376500B (en) * 2008-03-28 2012-11-11 Ind Tech Res Inst System for detecting defect of panel device
TWI420564B (zh) * 2010-03-16 2013-12-21 Ind Tech Res Inst 三維多面體發光源裝置與立體發光源裝置
WO2012025924A2 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Yehi-Or Light Creation Ltd. Energy efficient lamp
TWI442446B (zh) * 2011-04-19 2014-06-21 Ind Tech Res Inst 發光元件及顯示裝置
KR102189353B1 (ko) 2019-02-25 2020-12-09 한국해양대학교 산학협력단 자외광 고투과성 단결정 양극기판 기반 면발광 소자 및 그의 제작방법
CN113740389B (zh) * 2021-08-25 2023-10-13 温州大学 一种基于氧化锌纳米棒的场发射氢传感器及其制备方法和应用

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01235137A (ja) * 1988-03-15 1989-09-20 Matsushita Electric Works Ltd 表示素子
JPH0547297A (ja) * 1991-08-21 1993-02-26 Nec Corp 表示素子
US5543684A (en) * 1992-03-16 1996-08-06 Microelectronics And Computer Technology Corporation Flat panel display based on diamond thin films
JP3106014B2 (ja) * 1992-09-14 2000-11-06 松下電工株式会社 電子線源を備える光源
JPH0831303A (ja) * 1994-07-14 1996-02-02 Oki Electric Ind Co Ltd 微小電界放射電子源の構造及びその製造方法
JPH09179106A (ja) * 1995-12-21 1997-07-11 Dainippon Printing Co Ltd 薄型ディスプレイ用基板とこれを使用したフィルム液晶ディスプレイおよびフィールドエミッションディスプレイ
JP3625951B2 (ja) * 1996-03-01 2005-03-02 株式会社アルバック ガス封入電子流型電子管
JP3238346B2 (ja) * 1996-04-03 2001-12-10 キヤノン株式会社 画像形成装置及びその製造方法
JP3745844B2 (ja) * 1996-10-14 2006-02-15 浜松ホトニクス株式会社 電子管
JP3129226B2 (ja) * 1997-03-25 2001-01-29 日本電気株式会社 電界放出型冷陰極搭載装置の製造方法
JP2001093450A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Sony Corp 画像表示装置および方法
KR100496285B1 (ko) * 2000-10-06 2005-06-17 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 표시패널
US6873097B2 (en) * 2001-06-28 2005-03-29 Candescent Technologies Corporation Cleaning of cathode-ray tube display
SE523574C2 (sv) 2001-12-11 2004-04-27 Lightlab Ab Anordning och metod för emission av ljus
KR100464280B1 (ko) * 2002-07-31 2005-01-03 엘지.필립스디스플레이(주) 음극선관
JP2004146364A (ja) * 2002-09-30 2004-05-20 Ngk Insulators Ltd 発光素子及びそれを具えるフィールドエミッションディスプレイ
JP3898120B2 (ja) * 2002-12-11 2007-03-28 シャープ株式会社 発光基板および該発光基板を用いた発光素子
WO2005051045A1 (ja) * 2003-10-27 2005-06-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 発光素子
JP2005216704A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Asahi Kasei Chemicals Corp 金属酸化物構造体、並びにそれを用いた電子放出素子及び発光装置
JP2005310647A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Teco Nanotech Co Ltd 電界放射型ディスプレイおよびその製造方法
JP4678832B2 (ja) * 2004-07-27 2011-04-27 日本碍子株式会社 光源
JP4579630B2 (ja) * 2004-09-22 2010-11-10 キヤノン株式会社 電子線装置の製造方法および電子線装置
JP4815860B2 (ja) * 2004-11-11 2011-11-16 ソニー株式会社 発光素子及びその製造方法
KR100647305B1 (ko) * 2004-12-23 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 광전소자 및 이를 이용한 램프 및 디스플레이패널
JP2006196366A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Sony Corp 画像表示装置用スペーサ、画像表示装置及び電子線放出型画像表示装置
KR100719580B1 (ko) * 2005-11-22 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 평판 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008153228A (ja) 2008-07-03
KR100899430B1 (ko) 2009-05-27
DE602007012407D1 (de) 2011-03-24
JP5035684B2 (ja) 2012-09-26
JP2008153229A (ja) 2008-07-03
KR20080056667A (ko) 2008-06-23
EP1936661B1 (en) 2011-02-09
EP1936661A1 (en) 2008-06-25
KR100991875B1 (ko) 2010-11-04
US20080143241A1 (en) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100899430B1 (ko) 디스플레이 화소 구조 및 디스플레이 장치
US6791264B2 (en) Light-emitting panel and a method for making
US20040063373A1 (en) Method for testing a light-emitting panel and the components therein
US7969091B2 (en) Field-emission apparatus of light source comprising a low pressure gas layer
US20070080626A1 (en) Light emitting device using electron emission and flat display apparatus using the same
CN100593835C (zh) 显示像素结构与显示装置
US7923915B2 (en) Display pixel structure and display apparatus
US7701127B2 (en) Field emission backlight unit
TWI353618B (en) Pixel structure of display and display apparatus
US8026657B2 (en) Electron emission light-emitting device and light emitting method thereof
US20070096660A1 (en) Display device
JP2011181516A (ja) バックライト源装置
US6791265B2 (en) Driving electrode structure of plasma display panel
KR100304905B1 (ko) 컬러 플라즈마 디스플레이 패널
US7936118B2 (en) Light source apparatus comprising a stack of low pressure gas filled light emitting panels and backlight module
KR100918813B1 (ko) 선택 영역별 밝기 조절이 가능한 면광원 장치
US20100148657A1 (en) Plane light source
KR100719584B1 (ko) 표시장치
KR100751377B1 (ko) 디스플레이 장치와, 이를 제조하기 위한 방법
KR100333718B1 (ko) 캐소드루미네슨스형광체를갖는플라즈마디스플레이패널
KR20060117123A (ko) 면분할 구동제어 기능을 갖는 면광원 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130507

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140512

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150508

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160510

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170508

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180509

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 11