KR20100053312A

KR20100053312A - 자발광 투명 평판 디스플레이 소자 및 그를 이용한 차량용 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20100053312A
Application number: KR1020080112369A
Authority: KR
Inventors: 김용석; 최학년; 이석영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 홍익대학교 산학협력단
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2010-05-20

Abstract

본 발명은 자발광 투명 평판 디스플레이 소자 및 그를 이용한 차량용 디스플레이 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자는 전면 투명 유리기판 상부에 형성된 금속격벽을 형성하고 상기 금속격벽 표면에 형광체가 선택적으로 코팅된 전면 투명유리기판 구조물과, 투명 서스테인 전극을 포함하고, 상기 금속격벽과 맞닿는 구조로 배치되는 배면 투명유리기판 구조물을 포함한다.

본 발명은 자발광 평판 투명 디스플레이 소자를 차량의 전면유리 사이에 장착하여 전면유리에 이미지가 표시되도록 구현하여 차량내부의 면적소모를 최소화하고 운전자의 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

자발광, 평판 디스플레이, 투명 디스플레이, PDP

Description

자발광 투명 평판 디스플레이 소자 및 그를 이용한 차량용 디스플레이 장치{Self-emissive flat panel display device and vehicle display apparatus using the same}

본 발명은 자발광 투명 평판 디스플레이 소자 및 그를 이용한 차량용 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 차량의 전면유리 내부에 내장한 자발광 투명 평판 디스플레이 소자 및 그를 이용한 차량용 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 디스플레이 소자는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), 프로젝션 타입의 투명 디스플레이 소자, OLED(organic light-emitting diode) 등이 있다. LCD 및 PDP는 현재 TV, 네비게이션, DMB 수신기 등에 널리 사용되고 있으나, 불투명 유리기판을 이용하여 이미지를 표시한다.

이와같은 LCD 및 PDP 등의 디스플레이 소자를 이용한 디스플레이 장치는 운전에 방해되지 않도록 대시보드나 차량 운전석 구석쪽에 설치되는데, 주행중 이를 관찰하기 위해서는 운전자가 시야를 변경하거나 고개를 숙여야 하는 등 전방을 주시할 수 없어 안전사고 발생의 위험이 상존하는 문제가 있었다.

이에, 차량의 전면유리(windshield)에 빛을 쏘아 이미지를 반사시키는 프로젝션 타입의 투명 디스플레이 소자를 사용하여 주행중에 차량의 전면유리를 보는 것 만으로 운전자가 원하는 정보를 얻을 수 있도록 하고 있다.

이러한 프로젝션 타입의 투명 디스플레이 소자는 이미지를 유리와 같은 투명한 물체의 표면에 입사(프로젝션;projection)시키고 이를 일정 각도로 반사시켜, 이미지를 사용자가 인지할 수 있도록 한다.

그런데, 프로젝션 타입의 투명 디스플레이 소자는 디스플레이를 위한 램프, TFT 소자, 거울 및 전자 소자 등의 별도의 구성요소를 차량의 엔진룸에 추가적으로 구비해야 하므로, 이러한 구성요소들의 부피가 커서 차량에 내장시키는 경우 엔진룸의 면적을 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 구성요소들은 엔진룸에 탑재되므로 엔진에서 발생하는 열, 전자기적 노이즈 및 각종 사용 조건에 노출되어 디스플레이 소자의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 프로젝션 타입의 투명 디스플레이 소자는 사용자가 프로젝션된 이미지의 반사된 광축에 일치하지 않는 방향에 있는 경우 이미지가 안 보이게 되어, 사용자가 프로젝션된 이미지의 반사된 광축에 일치된 방향에 있을때만 이미지를 볼 수 있어 시야각이 매우 제약되는 문제점이 있었다. 이에, 사용자가 여러명인 경우 프로젝션된 이미지의 반사된 광축과 일치하는 방향에 여러명이 동시에 있을 수 없게 되어 1인의 사용자로 제한되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 프로젝션 타입의 투명 디스플레이 소자는 차량의 전면유리와 같이 곡면의 투명 유리 기재의 표면에서는 반사되는 이미지가 왜곡되어 나타나므로 곡면의 투명 유리 기재 사용 시 이미지를 정상적으로 나타내기 위해 복잡하고 고가의 광학 시스템을 별도로 사용하거나 고가의 유리 기재를 사용해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시야각 및 시인성이 향상된 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 차량 전면유리 사이에 장착시킴으로써, 차량내부의 면적소모를 최소화하고 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있는 차량용 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자는 전면 투명 유리기판 상부에 형성된 금속격벽을 형성하고 상기 금속격벽 표면에 형광체가 선택적으로 코팅된 전면 투명유리기판 구조물과, 투명 서스테인 전극을 포함하고, 상기 금속격벽과 맞닿는 구조로 배치되는 배면 투명유리기판 구조물을 포함한다.

또한, 서스테인 전극에 전압이 인가되면 글로우 방전이 유도되어 상기 글로우 방전에 의해 발생된 진공 자외선이 상기 형광체를 자극하여 가시 광선을 발생시킨다.

또한, 상기 전면 투명 유리기판 구조물은, 상기 전면 투명유리기판 상부에 형성되는 투명 어드레스 전극과, 상기 투명 어드레스 전극 상부에 증착되는 투명 유전체층과, 상기 투명 유전체층 상부에 일정간격 이격되어 형성되는 복수의 금속 격벽과, 상기 복수의 금속 격벽 표면에 도포되는 형광체를 포함한다.

또한, 상기 배면 투명유리기판 구조물은, 배면 투명 유리기판과, 상기 배면 투명 유리기판 상부에 한쌍씩 마주보는 구조로 형성되어 전압이 인가되면 글로우방전이 발생되는 투명 서스테인 전극과, 상기 투명 서스테인 전극 전면에 증착되는 투명 유전체층과, 상기 투명 유전체층의 상부에 도포되는 보호막을 포함한다.

또한, 상기 금속격벽은 알루미늄, 철, 구리 또는 스테인레스 박판 중 어느 하나를 이용하여 형성한다.

또한, 상기 금속격벽은 그 벽면을 곡면화시켜 상기 금속격벽의 벽면에 도포되는 상기 형광체의 면적을 증가시킨다.

또한, 상기 형광체는 전기 영동법에 의해 상기 금속격벽에 선택적으로 도포된다.

또한, 상기 투명 유전체층은, 알칼리 또는 알칼리 토금속 원소의 함량이 낮은 퀄츠 또는 파이렉스 계열의 유리를 사용사여 박막 공정을 통해 형성한다.

또한, 본 발명에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 이용한 차량용 디스플레이 장치는 전면 투명 유리기판 상부에 형성된 금속격벽을 형성하고 상기 금속격벽 표면에 형광체가 선택적으로 코팅된 전면 투명유리기판 구조물과, 투명 서스테인 전극을 포함하고, 상기 금속격벽과 맞닿는 구조로 배치되는 배면 투명유리기판 구조물을 포함한다.

상기와 같이 본 발명은 자발광 평판 투명 디스플레이 소자를 차량의 전면유리 사이에 장착하여 전면유리에 이미지가 표시되도록 구현하여 차량내부의 면적소모를 최소화하고 운전자의 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자는 배면 투명 유리 기판(101) 상부에 투명 어드레스 전극(105)이 형성되고, 투명 어드레스 전극(105) 상부에 투명 유전체층(117)이 형성되며, 투명 유전체층(117) 상부에 사다리꼴 기둥 형태의 금속격벽(115)이 일정간격 이격되어 형성되고, 금속격벽(115) 상부에 보호막(111)이 형성되고, 보호막(111) 상부에 투명 유 전체층(107)이 형성되며, 투명 유전체층(107)의 일측에 투명 서스테인 전극(113)이 형성되며, 투명 서스테인 전극(113) 및 투명 유전체층(107) 상부에 전면 투명 유리기판(103)이 형성된다. 이때, 투명 서스테인 전극(113)은 일정간격 이격되어 복수개가 형성되되 한쌍씩 마주보는 형태로 형성되고, 금속격벽(115)의 벽면에 삼색(빨강, 파랑, 초록)의 형광체(117)가 일정 두께로 도포된다.

상기와 같은 자발광 투명 평판 디스플레이 소자는 한쌍씩 마주보도록 형성된 투명 서스테인 전극(113) 사이에 전압을 인가하여 글로우방전(Glow discharge)을 유도하고, 글로우 방전에서 발생하는 진공 자외선(vacuum ultraviolet)이 금속격벽(115)의 표면에 코팅되어 있는 형광체(117)를 자극하여 가시 광선을 방출함으로써 이미지를 디스플레이한다. 이때, 글로우 방전은 압력이 10~1Torr(수 Torr) 정도로 내려가면 유리관 전체가 빛을 내면서 방전을 하는 것을 의미한다.

이때, 배면 투명 유리기판(101)과 전면 투명 유리기판(103)은 모두 투명한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

투명 어드레스 전극(105)은 어드레스 전압이 인가되면 이미지를 나타내기 위한 어드레스 정보를 알 수 있게 된다. 투명 어드레스 전극(105)은 투명 서스테인 전극(113)과 직교 방향으로 형성되고, ITO 등의 전도성 투명 산화물을 사용하여 형성된다.

투명 서스테인 전극(113)은 서스테인 전압이 인가되면 글로우 방전을 유도한다. 이때, 투명 서스테인 전극(113)은 도 4a 내지 도 4f와 같이 다양한 구조로 형성이 가능하다. 도 4a 내지 도 4f는 투명 서스테인 전극(113)이 서로 마주보고 있 는 구조를 도시하고 있다.

투명 유전체층(107, 109)은 글로우 방전 시 투명 서스테인 전극(113)이 스퍼터링(sputtering)되는 것을 방지한다. 이를 위해, 투명 유전체층(107, 109)은 내전압이 1500V 이상이고, 가시광선 투과율이 90% 이상인 박막 유리질을 사용하거나, 열적 안정성 및 내전압 특성을 고려하여 알칼리 또는 알칼리 토금속 원소의 함량이 낮은 퀄츠(qualtz) 또는 파이렉스 계열의 유리를 적용하는 것이 바람직하다. 이때, 투명 유전체층(107, 109)은 전자빔 증착, 스퍼터링 증착, 레이져 증착 등과 같은 물리 증착법을 사용하여 증착하는 것이 바람직하다.

보호막(111)은 투명 서스테인 전극(113)에 유도되는 글로우 방전 전압을 저하시키기 위해 형성되며, 산화마그네슘(MgO)과 같이 스퍼터링 저항성이 크고 2차 전자 발생 계수가 우수한 세라믹 제료를 이용한다.

금속격벽(115)은 복수개가 일정간격 이격되어 형성되고, 알루미늄, 철, 스테인레스, 구리 박판 등의 금속박판으로 형성되고, 금속격벽(115)이 사다리꼴 기둥 형태로 형성된다. 또한, 금속격벽(115)을 형성하는 금속 박판은 50~200 마이크론의 두께를 가지는데, 80~120 마이크론의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하다

이때, 금속격벽(115)은 도 2와 같이 수용액을 통한 등방성 에칭 공정을 통해 곡면형태로 형성될 수 있으며, 금속격벽(115)이 도 2처럼 곡면형태로 형성되는 경우 금속격벽(115)의 표면이 넓어져 형광체(117)가 도포되는 면적이 커져서 휘도가 증가하게 된다.

또한, 금속격벽(115)은 도 3a와 같이 육각형 형태, 도 3b와 같이 타원형 형 태, 도 3c와 같이 직사각형 형태로 형성될 수 있고, 개구율은 70~90%의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 자발광 평판 투명 디스플레이 소자의 공정방법을 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

먼저, 배면 투명 유리 기판(101)의 상부에 ITO와 같은 투명 어드레스 전극(105)을 증착시키고, 투명 어드레스 전극(105) 상부에 투명 유전체층(109)을 증착시킨다.

그 후, 금속격벽(115)을 형성하기 위한 알루미늄 재료를 투명 유전체층(109) 표면에 양극접합(anodicbonding)법으로 접합시키고, 접합된 알루미늄 재료 표면에 격벽 형태로 식각공정을 하기 위한 포토 리지스트(photoresist;미도시)를 코팅한다.

이어서, 사진식각공정(photolithography)법으로 격벽 형태로 패터닝하고, 포토 리지스트(미도시)가 제거되어 노출된 알루미늄을 화학적 또는 물리적으로 식각하여 금속격벽(115)을 형성한다.

그 후, 금속격벽(115)이 형성된 배면 투명 유리 기판(101)을 포함한 구조물을 형광체가 분산된 현탄액에 침적시키고, 전기 영동법을 통해 전압을 인가하여 형광물질이 알루미늄 격벽에 선택적으로 코팅되도록 함으로써 선택적으로 형광체(117)를 형성한다. 따라서, 금속격벽(115)이 형성된 배면 투명 유리기판 구조물이 형성된다.

이어서, 전면 투명 유리기판(103)의 상부에 투명 서스테인전극(113), 투명 유전체층(117), 보호막(111)이 차례로 형성되어 전면 투명 유리기판 구조물이 형성된다.

이처럼, 전면 투명 유리 기판(103) 구조물과 배면 투명 유리 기판(101) 구조물이 완성되면, 이들 기판(103, 105)을 유리질 봉착재를 이용하여 고온에서 가열하여 봉착하고, 디스플레이 소자 내에 있는 공기 및 불순물을 가열 및 진공 배기시킨다.

그 후, 글로우 방전 가스로 많이 사용되는 Ne-He-Xe 또는 Ne-Xe 방전 가스를 100 내지 500토르(torr)의 기압으로 디스플레이 소자 내로 채워 넣은 후 봉입한다.

상기와 같이 제조된 자발광 투명 평판 디스플레이 소자는 투명 어드레스전극(105)과 투명 서스테인 전극(113)에 어드레스 전압과 서스테인전압이 각각 인가되어 글로우 방전이 유도되면 풀칼라(full-color) 이미지를 나타낼 수 있게 된다.

이와같이, 본 발명에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자는 가시 광선 투과율이 높아서 시인성을 저하시키지 않으며 자체 발광에 의해 이미지를 표현하므로 시야각이 넓고, 주위 조명 조건에 관계없이 이미지를 표현할 수 있다.

또한, 이러한 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 차량의 전면유리 사이에 장착하여 전면유리에 이미지가 표시되는 것처럼 구현하여 차량내부의 면적소모를 최소화할 수 있다.

이러한 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 도 5와 같이 차량의 전면유리(200) 내부에 내장시켜, 운전자(300)가 운전중에 주행방향을 주시하면서 전면유리(200)에 내장된 자발광 투명 평판 디스플레이 소자(100)를 통해 주행정보, 지도 정보 등의 정보를 제공받을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자의 단면도.

도 3a 내지 도3c는 도 1 및 도 2의 금속격벽의 평면 예시도.

도 4a 내지 도 4f는 도 1 및 도 2의 서스테인 전극의 구조 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 차량의 전면유리에 내장한 예를 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 자발광 투명 평판 디스플레이 장치 200 : 차량 전면 유리

300 : 운전자 400 : 바디 컨츄롤 모듈

500 : 에어컨 모듈 110 : 차량 주변 정보 수집부

120 : 목표 실내 바람속도 계산부 130 : 저장부

140 : 제어부 310 : 강우 감지부

320 : 차속 감지부 330 : 외기온 감지부

340 : 실내온도 감지부

Claims

전면 투명 유리기판 상부에 형성된 금속격벽을 형성하고 상기 금속격벽 표면에 형광체가 선택적으로 코팅된 전면 투명유리기판 구조물; 및

투명 서스테인 전극을 포함하고, 상기 금속격벽과 맞닿는 구조로 배치되는 배면 투명유리기판 구조물

을 포함하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 1에 있어서,

상기 투명 서스테인 전극에 전압이 인가되면 글로우 방전이 유도되어 상기 글로우 방전에 의해 발생된 진공 자외선이 상기 형광체를 자극하여 가시 광선을 발생시키는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 1에 있어서,

상기 전면 투명 유리기판 구조물은,

상기 전면 투명유리기판 상부에 형성되는 투명 어드레스 전극;

상기 투명 어드레스 전극 상부에 증착되는 투명 유전체층;

상기 투명 유전체층 상부에 일정간격 이격되어 형성되는 복수의 금속 격벽; 및

상기 복수의 금속 격벽 표면에 도포되는 형광체

를 포함하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 1에 있어서,

상기 배면 투명유리기판 구조물은,

배면 투명 유리기판;

상기 배면 투명 유리기판 상부에 한쌍씩 마주보는 구조로 형성되어 전압이 인가되면 글로우방전이 발생되는 투명 서스테인 전극;

상기 투명 서스테인 전극 전면에 증착되는 투명 유전체층; 및

상기 투명 유전체층의 상부에 도포되는 보호막

을 포함하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 1에 있어서,

상기 금속격벽은 알루미늄, 철, 구리 또는 스테인레스 박판 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 1에 있어서,

상기 금속격벽은 그 벽면을 곡면화시켜 상기 금속격벽의 벽면에 도포되는 상기 형광체의 면적을 증가시키는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 1에 있어서,

상기 형광체는 전기 영동법에 의해 상기 금속격벽에 선택적으로 도포되는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
청구항 3 또는 4에 있어서,

상기 투명 유전체층은,

알칼리 또는 알칼리 토금속 원소의 함량이 낮은 퀄츠 또는 파이렉스 계열의 유리를 사용사여 박막 공정을 통해 형성하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자.
전면 투명 유리기판 상부에 형성된 금속격벽을 형성하고 상기 금속격벽 표면에 형광체가 선택적으로 코팅된 전면 투명유리기판 구조물; 및

투명 서스테인 전극을 포함하고, 상기 금속격벽과 맞닿는 구조로 배치되는 배면 투명유리기판 구조물

을 포함한 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 차량의 전면유리 내부에 내장한 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 이용한 차량용 디스플레이 장치.
청구항 9에 있어서,

상기 전면 투명 유리기판 구조물은,

상기 전면 투명유리기판 상부에 형성되는 투명 어드레스 전극;

상기 투명 어드레스 전극 상부에 증착되는 투명 유전체층;

상기 투명 유전체층 상부에 일정간격 이격되어 형성되는 복수의 금속 격벽; 및

상기 복수의 금속 격벽 표면에 도포되는 형광체

를 포함하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 이용한 차량용 디스플레이 장치.
청구항 9에 있어서,

상기 배면 투명유리기판 구조물은,

배면 투명 유리기판;

상기 배면 투명 유리기판 상부에 한쌍씩 마주보는 구조로 형성되어 전압이 인가되면 글로우방전이 발생되는 투명 서스테인 전극;

상기 투명 서스테인 전극 전면에 증착되는 투명 유전체층; 및

상기 투명 유전체층의 상부에 도포되는 보호막

을 포함하는 자발광 투명 평판 디스플레이 소자를 이용한 차량용 디스플레 장치.