平板ディスプレイパネル及びその駆動方法
【課題】平板ディスプレイパネル及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】相互対向するように離隔されて配されている第１及び第２基板と、第１基板と第２基板との間に介在され、基板間の空間を多数の表示セルに区画する隔壁と、表示セル空間と対面して配され、外部電界によって誘電分極されるように強誘電性物質からなる強誘電体層と、強誘電体層を介して相互反対極性の電界を順次に印加し、強誘電体層に分極反転を誘導し、表示セル空間に電子ビームを放出させる第１電極及び第３電極と、電子ビームによって励起されるように、表示セル内部空間に充填される励起ガスと、表示セル内に塗布された蛍光体層と、を備える平板ディスプレイパネルである。
【解決手段】相互対向するように離隔されて配されている第１及び第２基板と、第１基板と第２基板との間に介在され、基板間の空間を多数の表示セルに区画する隔壁と、表示セル空間と対面して配され、外部電界によって誘電分極されるように強誘電性物質からなる強誘電体層と、強誘電体層を介して相互反対極性の電界を順次に印加し、強誘電体層に分極反転を誘導し、表示セル空間に電子ビームを放出させる第１電極及び第３電極と、電子ビームによって励起されるように、表示セル内部空間に充填される励起ガスと、表示セル内に塗布された蛍光体層と、を備える平板ディスプレイパネルである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板ディスプレイパネル及びその駆動方法に係り、さらに詳細には、低い駆動電圧で発光効率が向上するように強誘電体の電界放出原理が適用されたガス励起発光型の平板ディスプレイパネル及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイパネルの一種であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）は、電気的な放電を利用して画像を形成するディスプレイ素子であって、輝度や視野角など表示性能に優れ、その使用が日増しに増大している。このようなＰＤＰは、電極に印加される直流または交流電圧によって、前記電極間にガス放電がおき、この放電過程で発生する紫外線によって、蛍光体が励起されて可視光が放射される。
【０００３】
図１には、このようなＰＤＰの一形態に関する断面構造が示されている。図面を参照すれば、ＰＤＰは、相互対向して配された第１基板及び第２基板１０，２０と、前記基板１０，２０間に配されて多数の表示セルＳ’を区画する隔壁１４と、を備える。前記第２基板２０の内側面には、維持放電を起こす放電維持電極２６対が配され、前記放電維持電極２６対を埋め込む上誘電体層２１が配される。また、前記第１基板１０の内側面には、前記放電維持電極２６対のうち、一放電維持電極２６と補助放電を起こすためのアドレス電極１１とが配され、前記アドレス電極１１は、下誘電体層１２によって埋め込まれている。前記表示セルＳ’の内部には、放電ガス（図示せず）が充填されている。
【０００４】
放電開始電圧以上の交流電圧が印加された放電維持電極２６対の間では、放電ガスがイオン化されてプラズマ放電が行われ、この過程で励起されたガス粒子が再び安定化して紫外線が発生する。発生した紫外線は、表示セルＳ’の内壁に塗布されている蛍光体１５によって可視光に変換され、この可視光が第２基板２０側に出光して、ユーザが認識できる所定の画像が具現される。
【０００５】
このようなプラズマ放電による発光は、主にＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のバックライトとして使われる平板ランプにも同一に適用されている。しかし、ＰＤＰ及び平板ランプでは、放電を起こすために内部放電ガスをイオン化させるほどの高いエネルギーが必要となるので、駆動電圧が上昇して発光効率が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低い駆動電圧で発光効率が向上するように強誘電体の電界放出原理を適用したガス励起発光型平板ディスプレイパネル及びその駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の望ましい一実施形態による平板ディスプレイパネルは、相互対向するように離隔されて配されている第１及び第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に介在され、前記基板間の空間を多数の表示セルに区画する隔壁と、前記表示セル空間と対面するように配され、外部電界によって誘電分極されるように強誘電性物質からなる強誘電体層と、前記強誘電体層を介して反対極性の電界を順次に印加して前記強誘電体層に分極反転を誘導し、前記表示セル空間に電子ビームを放出させる第１電極及び第３電極と、前記電子ビームによって励起されるように前記表示セルの内部空間に充填される励起ガスと、前記表示セル内に塗布された蛍光体層と、を備える。
【０００８】
ここで、前記強誘電体層は、前記第１基板の内側に支持されることが望ましい。
【０００９】
望ましくは、前記第１及び第３電極は、前記強誘電体層の上下面にそれぞれ対面接触される。
【００１０】
本発明において、望ましくは、前記第１電極及び第３電極は、相互交差する方向に延びる。このとき、各表示セルで、一ラインの第１電極と対をなす二ラインの第３電極が相互交差しうる。ここで、前記第３電極対は、その間に前記強誘電体層が露出されるように所定間隔をおいて相互平行に延びうる。その代案として、各表示セルで、一ラインの第１電極と一ラインの第３電極とが相互交差しうる。または、前記第１電極と交差する第３電極部分に多数の電極ウィンドウや多数の開口ホールが形成されるが、このとき、前記電極ウィンドウは、前記第３電極の長手方向に延びる長孔形状を有しうる。
【００１１】
本発明において、望ましくは、前記第２基板側には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するために加速電界を形成する第２電極が設けられる。
【００１２】
前記強誘電体層から放出された電子は、前記励起ガスを励起させるのに必要なエネルギーよりは高く、前記励起ガスをイオン化させるのに必要なエネルギーよりは低いエネルギーレベルを有することが望ましい。
【００１３】
前記蛍光体は、前記第２基板側に支持される。
【００１４】
望ましくは、前記第２基板の内側面には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するための第２電極が設けられ、前記蛍光体は、前記第２電極を覆うように配される。
【００１５】
望ましくは、前記励起ガスは、キセノン（Ｘｅ）を含む。
【００１６】
一方、本発明の他の側面による平板ディスプレイパネルを駆動するための駆動方法は、前記第１電極と第３電極とに、それぞれ（＋）電界及び（−）電界を印加して前記強誘電体層に誘電分極を誘導し、前記強誘電体層の表面に電界放出された電子を蓄積するステップと、前記第１電極と第３電極との間に前記電子蓄積ステップと反対極性の電界を印加して前記強誘電体層に分極反転を誘導し、その表面に蓄積された電子を表示セル空間に放出するステップと、を含む。
【００１７】
本発明において、望ましくは、前記電子蓄積ステップと電子放出ステップとの間には、前記第１電極と第３電極とに印加された電界を除去し、前記強誘電体層の残留分極によって蓄積された電子を維持するステップが行われる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の平板ディスプレイパネルによれば、強誘電体の誘電分極特性を利用して発光に必要な励起種を得ることによって、従来のプラズマ放電を利用したディスプレイ方式と比較するとき、低い駆動電圧によって作動可能であり、発光効率が向上しうる。また、従来のプラズマ放電に加えて、前記強誘電体による電界放出原理を混用すれば、放電開始電圧を低下させ、発光輝度を向上させうる。
【００１９】
一旦、分極された強誘電体の周囲から外部電界が除去されても、分極状態が維持される強誘電体特有のメモリ特性を活用すれば、発光が行われる表示セルを選択するデータセッティングステップと、全ての表示セルに対する選択動作がなされた以後に、放出電子が表示セルの内部空間に供給されるエミッションステップとが、時差をおいて段階的に行われ、ＰＭ方式による駆動方式に非常に有利な構造が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本明細書に添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態による平板ディスプレイパネルについて詳細に説明する。図２には、本発明の望ましい一実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による垂直断面図が示されている。図示された平板ディスプレイパネルは、相互所定間隔をおいて対向して配されている第１及び第２基板１１０，１２０と、前記基板１１０，１２０間の空間を複数の表示セルＳに区画する隔壁１１４と、を備える。前記第１及び第２基板１１０，１２０は、ガラス素材のガラス基板で設けられる。前記基板１１０，１２０の間に配された隔壁１１４は、前記基板１１０，１２０と共に複数の表示セルＳを区画する。前記隔壁１１４は、各表示セルＳ間の電気的・光学的な干渉を防止して、相互独立的な発光領域を構成せしめる。図示された実施形態で、前記隔壁１１４は、一方向に沿う開放型ストライプパターンで形成されるが、本発明の技術的特徴は、閉鎖型マトリックスパターンを含む多様な隔壁パターンに対して同一に適用される。
【００２１】
前記第１基板１１０上には、一方向に沿って平行に延びる多数の第１電極１１１が配され、一表示セルＳごとに一つの第１電極１１１が配される。前記第１電極１１１上には、電極１１１を埋め込む強誘電体層１１５が配される。ここで、前記強誘電体層１１５は、強誘電体と常誘電体との間の転移温度が常温以上であるので、常温で強誘電性を有する全ての強誘電体で形成され、例えば、（Ｐｂ，Ｌａ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｂｉ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｌａ）−（ＨｆＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｂａ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｓｒ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、ＬｉＴａＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、ＬｉＮｂＯ３、（Ｐｂ，Ｌａ）−（ＭｇＮｂＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｂａ）−（ＬａＮｂ）Ｏ３、（ＳｒＢａ）−Ｎｂ２Ｏ３、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ）−（Ｎｂ３Ｏ６）、ＮａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＺｒＯ３、ＫＮｂＯ３などの強誘電体で形成される。前記強誘電体層１１５上には、前記第１電極１１１と交差する方向に平行に延びる多数の第３電極１１３が配されており、各表示セルＳごとに所定間隔で平行に延びた一対の第３電極１１３が配される。すなわち、一つの第１電極１１１と一対の第３電極１１３とが相互交差する領域が一表示セルＳを構成し、第１電極１１１と一対の第３電極１１３、そして、強誘電体層１１５が重畳される部分で電子ビームＥが放出されて発光がなされる。前記一対の第３電極１１３には、共通された駆動電圧が印加され、このために、対をなす第３電極１１３は、その端部で相互電気的に連結される。一方、図２の実施形態では、一つの第１電極１１１と対をなす二つの第３電極１１３が相互交差しつつ、一つの表示セルＳが構成されるが、相互交差する一つの第１電極と一つの第３電極とのみで表示セルが構成される変形も可能であり、本発明の技術的範囲は、一表示セルに対応する電極個数に限定されない。
【００２２】
このように、相互交差する第１及び第３電極１１１，１１３の配置構造は、ディスプレイパネルのＰＭ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）駆動を可能にする。前記ＰＭ駆動方式では、各表示セルＳに対するオン／オフを個別的に制御するために、それぞれの表示セルＳごとに制御素子（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えねばならないＡＭ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）方式とは異なり、全ての表示セルＳに対するオン／オフを一括的に制御するので、その構成及び駆動方式の側面で簡単であるという長所がある。
【００２３】
前記強誘電体層１１５は、素材特性上、それに接する第１及び第３電極１１１，１１３の電気的極性によって誘電分極が誘導され、その結果、外部に露出された強誘電体層１１５の表面と、それに接した第３電極１１３との間に高い電界が集中して、強誘電体層１１５の表面には、電界放出された電子が蓄積される。このように強誘電体層１１５の表面に電子が蓄積された後、第１及び第３電極１１１，１１３の極性を反転させれば、強誘電体層１１５に分極反転が誘導されつつ、表面に蓄積された電子が電気的な反撥力によって表示セルＳの空間に放出される。放出された多数の電子は、一つの電子ビームＥを構成する。電子蓄積及び放出原理については、後述する。一方、前記第１電極１１１と第３電極１１３との間に印加される電圧によって、放出電子の有するエネルギーレベルが最適化されるが、前記放出電子のエネルギーレベルは、励起ガス１３０を励起させるのに必要なエネルギーより高く、励起ガス１３０をイオン化させるのに必要なエネルギーよりは低いことが望ましい。この場合、発光のために、蛍光体１２５に供給される所定の紫外線Ｖは、ガス励起を通じて提供され、かつ不要なガスイオン化による無効なエネルギー消耗は減らせる。一方、前記第１電極１１１及び第３電極１１３は、電気伝導度に優れた金属電極素材からなり、特に、前記第３電極１１３は、放出電子を提供するカソード電極として機能するので、小さな仕事関数を有する金属素材からなることが望ましい。
【００２４】
前記第２基板１２０の内側面には、第２電極１２２が配されている。前記第２電極１２２は、全ての表示セルＳにわたって同じ電圧を供給する共通電極で設けられ、例えば、表示セルＳの内部で発生した可視光の透過が許容されるように、前記第２電極１２２は、透明電極素材であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されることもある。その代案として、前記第２電極１２２は、メッシュ型金属電極で設けられることもある。第１及び第３電極１１１，１１３による分極反転を通じて強誘電体層１１５の表面から表示セルＳの空間に放出された電子は、第３電極１１３と第２電極１２２との間の電界によって上側の第２基板１２０側に加速され、加速された電子との衝突によって、表示セルＳの内部に充填された励起ガス１３０が励起される。ここで、第３電極１１３と第２電極１２２との間の印加電圧を調節することによって、放出電子の有するエネルギーレベルが調節され、例えば、これらの電極１１３，１２２の間に高電圧を印加することによって、励起ガス１３０がイオン化される放電状態を誘導することもある。一方、図２に示された実施形態で、前記第２電極１２２は、全体表示セルＳに共通的に作用する面電極で構成されたが、これに限定されず、前記第２電極１２２は、所定間隔をおいて相互分離されるように配列された多数のストライプ電極で構成されることもある。
【００２５】
前記第２電極１２２は、蛍光体１２５によって覆われているが、前記蛍光体１２５は、発光色によって赤色蛍光体１２５Ｒ、緑色蛍光体１２５Ｇ、及び青色蛍光体１２５Ｂを含みうる。当該表示セルＳは、塗布された蛍光体の種類によって、赤色発光表示セル、緑色発光表示セル、青色発光表示セルに区分される。このように異なる発光色の表示セルＳが集まって、画素の最小単位である一ピクセルを構成する。前記蛍光体１２５は、紫外線Ｖによって励起されて蛍光体の種類によって固有な色の可視光を放出する。この可視光が第２基板１２０を通じて外部に出光して所定の画像を構成する。異なる発光色の蛍光体１２５は、所定パターンを有するブラックマトリックス１２６によって区分され、前記ブラックマトリックス１２６は、外光を吸収して高いコントラスト比を維持するように、光吸収率に優れた暗色を帯びることが望ましい。また、前記ブラックマトリックス１２６は、隣接した発光色間の光学的な干渉による混色を防止する役割も行う。一方、前記蛍光体１２５は、表示セルＳを限定する内壁のどこに形成されても関係なく、その塗布面積を増やすために、第２基板１２５側と共に、隔壁１１４の側面にわたって形成されることもある。但し、蛍光体１２５が第１基板１１０側に形成される場合には、電子ビームＥの放出を妨害しない範囲で制限的に塗布されることが望ましい。
【００２６】
前記表示セルＳの内部は、大概キセノン（Ｘｅ）を含む励起ガス１３０によって充填される。前記励起ガス１３０は、放出電子との衝突によって励起状態に遷移され、励起状態から安定した基底状態にエネルギーレベルが低下しつつ、エネルギー差に該当する波長帯の紫外線Ｖを放出する。このように放出された紫外線Ｖは、前記蛍光体１２５によって可視光に変換され、この可視光が外部に放射されて、ユーザが認識できる所定の画像が具現される。
【００２７】
図４には、紫外線発生源であるＸｅのエネルギーレベルが概略的に示されている。図４を参照すれば、Ｘｅをイオン化させるためには、１２．１３ｅＶ以上のエネルギーが必要であり、Ｘｅを励起させるためには、８．２８ｅＶ以上のエネルギーが必要であるということが分かる。具体的に、Ｘｅを１Ｓ５、１Ｓ４、１Ｓ２状態にそれぞれ励起させるためには、８．２８ｅＶ、８．４５ｅＶ、９．５７ｅＶのエネルギーが必要になる。このように励起されたＸｅ＊は、安定化しつつ、約１４７ｎｍの紫外線を発生させる。そして、励起状態のＸｅ＊と基底状態のＸｅとが衝突すれば、エキシマーＸｅ２＊が生成されるが、このようなエキシマーＸｅ２＊は、安定化しつつ、約１７３ｎｍの紫外線を発生させる。結果的に、Ｘｅを励起させて蛍光体に吸収される紫外線を得るためには、約８．２８〜１２．１３ｅＶのエネルギーが要求される。
【００２８】
本発明では、ガス粒子を励起させるために、８．２８〜１２．１３ｅＶほどの比較的低いエネルギーのみが要求されるので、ガス放電によるイオン化のために、１２．１３ｅＶ以上の高いエネルギーが要求された従来のＰＤＰよりはるかに低い駆動電圧によって作動される。しかも、従来と同等なレベルの輝度を維持して従来よりも発光効率が向上しうる。
【００２９】
本発明では、発光に必要な全ての電子を強誘電体層１１５を通じて供給することによって、プラズマ放電を起こさずに、ガスイオン化による損失を完全に除去しうる。但し、本発明の変形された構造では、異なる基板１１０，１２０側に支持されている第１電極１１１と第２電極１２２との間で対向放電が行われつつ、励起ガス１３０がイオン化されて電子が生成されるとき、前記強誘電体層１１５を通じて追加的な電子を供給することによって放電開始電圧を低め、輝度を上昇させうる。この場合、前記励起ガス１３０はまた、放電ガスとしての機能も行う。
【００３０】
以下では、図５Ａないし図５Ｃを参照して、前記平板ディスプレイパネルにおける電子放出原理について説明するが、各図面は、順次に進められる電子蓄積ステップ、電子維持ステップ、及び電子放出ステップをそれぞれ説明するためのものである。
【００３１】
図５Ａを参照すれば、前記電子蓄積ステップでは、第１電極１１１に（＋）電界、第３電極１１３に（−）電界が印加される。このとき、前記電極１１１，１１３の間に位置した強誘電体層１１５は、前記外部電界に順応する方向に分極されつつ、第１電極１１１に接した強誘電体１１５の表面は、（−）極性を帯び、第３電極１１３に接した強誘電体層１１５の表面は、（＋）極性を帯びる。強誘電体層１１５の内部では、相互反対極性同士に電気的に中和して極性を帯びない。ここで、第３電極１１３の（−）電界と、これに接した強誘電体１１５の表面の（＋）電界とによって電界が集中しつつ、第３電極１１３から電子ｅ−が放出され、放出された電子ｅ−は、強誘電体層１１５の露出された表面に蓄積される。
【００３２】
次いで、図５Ｂを参照すれば、前記電子維持ステップでは、前記第１及び第３電極１１１，１１３の電界が消えても、強誘電体の特徴である残留分極によって強誘電体層１１５の表面に蓄積された電子ｅ−は、消えずに維持される。後述するように、このような強誘電体のメモリ効果を利用して、本ディスプレイパネルは、データセッティング及びエミッションステップが順次に行われる方式で駆動される。
【００３３】
次いで、図５Ｃを参照すれば、前記電子放出ステップでは、最初の電子蓄積ステップと反対電界が第１及び第３電極１１１，１１３に印加される。すなわち、前記第１電極１１１に（−）電界、前記第３電極１１３に（＋）電界が印加されれば、強誘電体の分極反転効果によって、第１電極１１１に接した表面は（＋）極性を帯び、第３電極１１３に接した表面は（−）極性を帯びる。このとき、強誘電体層１１５の表面に蓄積された電子ｅ−がクーロンの電気的反撥力によって表示セルＳの空間に放出される。
【００３４】
本ディスプレイパネルの望ましい駆動では、データセッティングステップを通じて発光がなされる表示セルＳが選択され、全ての表示セルＳに対する選択動作がなされた以後に、放出電子が表示セルＳの内部空間に供給されるエミッションステップが行われる。すなわち、データセッティングステップで、選択された表示セルＳに対しては、第１及び第３電極１１１，１１３に電子蓄積のための電界を印加し、そうでない表示セルＳに対しては、電界を印加しない。次いで、全ての第１及び第３電極１１１，１１３に電子放出のための電界を印加すれば、選択された表示セルＳでは、強誘電体層１１５の表面に蓄積されていた電子ｅ−が放出されつつ、励起ガス１３０による発光がなされる一方、選択されていない表示セルＳには、電子ｅ−が蓄積されていないので、発光がなされない。
【００３５】
前述した本発明の電子放出メカニズムから分かるように、電子放出は、強誘電体層に加えられる電界の強度に比例して、第１及び第３電極が交差される領域で集中し、放出電子を遮らない領域であって強誘電体層上に重畳される第３電極の境界部分で主に発生する。このような観点から、電子放出の効率性と直結される電極形態に関する多様な変形された構造を考慮する必要がある。
【００３６】
図６ないし図８には、第１及び第３電極の変形された構造が示されている。まず、図６を参照すれば、第１基板１１０上には、一群の第１電極１１１と、一群の第３電極２１３とが異なる垂直高さを有する平面上で相互交差して延設されており、前記第１電極１１１と第３電極２１３との間には、シート状の強誘電体層１１５が介在されている。前記第１及び第３電極１１１，２１３が交差する領域は、一つの発光単位を構成し、強誘電体層１１５上に配された隔壁１１４によって独立的な表示セルＳに区画される。このとき、前記隔壁１１４は、一方向に延びるストライプパターンを取ることができ、各表示セルＳは、隣接した隔壁１１４の間に限定され、一方、第１電極１１１によって電子放出が制御される十分な電界が及ぶ範囲までと定義される。各第１及び第３電極１１１，２１３は、各表示セルＳごとに一つずつ割当てられ、両電極１１１，２１３間に極性が反転される駆動電圧を印加することにより、それらの交差領域を発光中心として、該当する表示セルＳがターンオンされる。
【００３７】
一方、図７は、本発明で採用される電極構造のさらに他の変形された形態を示す。図面を参照すれば、第１基板１１０上に置かれた強誘電体層１１５の表面側と裏面側とに、それぞれ第３電極３１３と第１電極１１１とが配され、両電極１１１，３１３は、相互交差して延びている。それぞれの第３電極３１３は、長手方向に延びる多数の電極ウィンドウ３１３’の配列を取るフレーム形態を有する。すなわち、前記第３電極３１３は、第１電極１１１と交差する領域で多数の電極ウィンドウ３１３’の配列を有し、非交差部分では、電気伝導度を維持するために同電極の形態を有する。
【００３８】
第３電極３１３のストライプ部分３１３ａは、強誘電体層１１５を広範囲な領域にわたって活性化させることによって、電子放出効率を高めつつも、ストライプ３１３ａの間に形成された電極ウィンドウ３１３’を通じて強誘電体層１１５の一部を露出させることによって電子放出を可能にする。すなわち、前記第３電極３１３のストライプ部分３１３ａは、強誘電体層１１５上で狭い間隙で離隔されて平行に配列されることによって、強誘電体層１１５の広範囲な領域にわたって均一に高強度の電界を形成でき、印加された電界に応答して、前記強誘電体層１１５は、電極ウィンドウ３１３’を通じて表示セルＳに露出された面から電子ビームを放出する。
【００３９】
一方、図８は、本発明で採用される電極構造の他の変形された形態を示す。図面を参照すれば、第１基板１１０上に置かれた強誘電体層１１５の表面側と裏面側とに、それぞれ第３電極４１３と第１電極１１１とが配され、両電極１１１，４１３は、相互交差して延びている。そして、両電極１１１，４１３が交差する領域には、多数の円形開口ホール４１３｀が形成されている。前記開口ホール４１３’は、第１及び第３電極１１１，４１３間の相互作用によって放出された電子の放出経路を形成するためのものであり、開口ホール４１３’を除外した他の電極部分４１３ａは、広範囲な領域にわたって強誘電体層１１５をカバーし、電子放出のための電界を形成する。
【００４０】
一方、図６ないし図８では、具体的な電極形態を示しているが、これは、本発明の権利範囲を制限するよりは、本発明に適用される多様な実施形態を例示したと解釈されねばならない。
【００４１】
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ＰＤＰ関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の平板ディスプレイパネルの一例であって、ＰＤＰの垂直断面構造を示す図面である。
【図２】本発明の望ましい一実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【図３】図２に示された平板ディスプレイパネルのＩＩＩ−ＩＩＩ線による垂直断面図である。
【図４】放電ガスに含まれるＸｅのエネルギーレベルを示すダイヤグラムである。
【図５Ａ】強誘電体層による電子蓄積及び電子放出原理を説明するための図面であって、電子蓄積ステップを示す図面である。
【図５Ｂ】強誘電体層による電子蓄積及び電子放出原理を説明するための図面であって、電荷維持ステップを示す図面である。
【図５Ｃ】強誘電体層による電子蓄積及び電子放出原理を説明するための図面であって、電子放出ステップを示す図面である。
【図６】本発明の多様な実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【図７】本発明の多様な実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【図８】本発明の多様な実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１０ 第１基板
１１１ 第１電極
１１３ 第３電極
１１４ 隔壁
１１５ 強誘電体層
１２０ 第２基板
１２２ 第２電極
１２５ 蛍光体
１２５Ｂ 青色蛍光体
１２５Ｒ 赤色蛍光体
１２５Ｇ 緑色蛍光体
１２６ ブラックマトリックス
Ｓ 表示セル
Ｅ 電子ビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板ディスプレイパネル及びその駆動方法に係り、さらに詳細には、低い駆動電圧で発光効率が向上するように強誘電体の電界放出原理が適用されたガス励起発光型の平板ディスプレイパネル及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイパネルの一種であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）は、電気的な放電を利用して画像を形成するディスプレイ素子であって、輝度や視野角など表示性能に優れ、その使用が日増しに増大している。このようなＰＤＰは、電極に印加される直流または交流電圧によって、前記電極間にガス放電がおき、この放電過程で発生する紫外線によって、蛍光体が励起されて可視光が放射される。
【０００３】
図１には、このようなＰＤＰの一形態に関する断面構造が示されている。図面を参照すれば、ＰＤＰは、相互対向して配された第１基板及び第２基板１０，２０と、前記基板１０，２０間に配されて多数の表示セルＳ’を区画する隔壁１４と、を備える。前記第２基板２０の内側面には、維持放電を起こす放電維持電極２６対が配され、前記放電維持電極２６対を埋め込む上誘電体層２１が配される。また、前記第１基板１０の内側面には、前記放電維持電極２６対のうち、一放電維持電極２６と補助放電を起こすためのアドレス電極１１とが配され、前記アドレス電極１１は、下誘電体層１２によって埋め込まれている。前記表示セルＳ’の内部には、放電ガス（図示せず）が充填されている。
【０００４】
放電開始電圧以上の交流電圧が印加された放電維持電極２６対の間では、放電ガスがイオン化されてプラズマ放電が行われ、この過程で励起されたガス粒子が再び安定化して紫外線が発生する。発生した紫外線は、表示セルＳ’の内壁に塗布されている蛍光体１５によって可視光に変換され、この可視光が第２基板２０側に出光して、ユーザが認識できる所定の画像が具現される。
【０００５】
このようなプラズマ放電による発光は、主にＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のバックライトとして使われる平板ランプにも同一に適用されている。しかし、ＰＤＰ及び平板ランプでは、放電を起こすために内部放電ガスをイオン化させるほどの高いエネルギーが必要となるので、駆動電圧が上昇して発光効率が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低い駆動電圧で発光効率が向上するように強誘電体の電界放出原理を適用したガス励起発光型平板ディスプレイパネル及びその駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の望ましい一実施形態による平板ディスプレイパネルは、相互対向するように離隔されて配されている第１及び第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に介在され、前記基板間の空間を多数の表示セルに区画する隔壁と、前記表示セル空間と対面するように配され、外部電界によって誘電分極されるように強誘電性物質からなる強誘電体層と、前記強誘電体層を介して反対極性の電界を順次に印加して前記強誘電体層に分極反転を誘導し、前記表示セル空間に電子ビームを放出させる第１電極及び第３電極と、前記電子ビームによって励起されるように前記表示セルの内部空間に充填される励起ガスと、前記表示セル内に塗布された蛍光体層と、を備える。
【０００８】
ここで、前記強誘電体層は、前記第１基板の内側に支持されることが望ましい。
【０００９】
望ましくは、前記第１及び第３電極は、前記強誘電体層の上下面にそれぞれ対面接触される。
【００１０】
本発明において、望ましくは、前記第１電極及び第３電極は、相互交差する方向に延びる。このとき、各表示セルで、一ラインの第１電極と対をなす二ラインの第３電極が相互交差しうる。ここで、前記第３電極対は、その間に前記強誘電体層が露出されるように所定間隔をおいて相互平行に延びうる。その代案として、各表示セルで、一ラインの第１電極と一ラインの第３電極とが相互交差しうる。または、前記第１電極と交差する第３電極部分に多数の電極ウィンドウや多数の開口ホールが形成されるが、このとき、前記電極ウィンドウは、前記第３電極の長手方向に延びる長孔形状を有しうる。
【００１１】
本発明において、望ましくは、前記第２基板側には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するために加速電界を形成する第２電極が設けられる。
【００１２】
前記強誘電体層から放出された電子は、前記励起ガスを励起させるのに必要なエネルギーよりは高く、前記励起ガスをイオン化させるのに必要なエネルギーよりは低いエネルギーレベルを有することが望ましい。
【００１３】
前記蛍光体は、前記第２基板側に支持される。
【００１４】
望ましくは、前記第２基板の内側面には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するための第２電極が設けられ、前記蛍光体は、前記第２電極を覆うように配される。
【００１５】
望ましくは、前記励起ガスは、キセノン（Ｘｅ）を含む。
【００１６】
一方、本発明の他の側面による平板ディスプレイパネルを駆動するための駆動方法は、前記第１電極と第３電極とに、それぞれ（＋）電界及び（−）電界を印加して前記強誘電体層に誘電分極を誘導し、前記強誘電体層の表面に電界放出された電子を蓄積するステップと、前記第１電極と第３電極との間に前記電子蓄積ステップと反対極性の電界を印加して前記強誘電体層に分極反転を誘導し、その表面に蓄積された電子を表示セル空間に放出するステップと、を含む。
【００１７】
本発明において、望ましくは、前記電子蓄積ステップと電子放出ステップとの間には、前記第１電極と第３電極とに印加された電界を除去し、前記強誘電体層の残留分極によって蓄積された電子を維持するステップが行われる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の平板ディスプレイパネルによれば、強誘電体の誘電分極特性を利用して発光に必要な励起種を得ることによって、従来のプラズマ放電を利用したディスプレイ方式と比較するとき、低い駆動電圧によって作動可能であり、発光効率が向上しうる。また、従来のプラズマ放電に加えて、前記強誘電体による電界放出原理を混用すれば、放電開始電圧を低下させ、発光輝度を向上させうる。
【００１９】
一旦、分極された強誘電体の周囲から外部電界が除去されても、分極状態が維持される強誘電体特有のメモリ特性を活用すれば、発光が行われる表示セルを選択するデータセッティングステップと、全ての表示セルに対する選択動作がなされた以後に、放出電子が表示セルの内部空間に供給されるエミッションステップとが、時差をおいて段階的に行われ、ＰＭ方式による駆動方式に非常に有利な構造が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本明細書に添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態による平板ディスプレイパネルについて詳細に説明する。図２には、本発明の望ましい一実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による垂直断面図が示されている。図示された平板ディスプレイパネルは、相互所定間隔をおいて対向して配されている第１及び第２基板１１０，１２０と、前記基板１１０，１２０間の空間を複数の表示セルＳに区画する隔壁１１４と、を備える。前記第１及び第２基板１１０，１２０は、ガラス素材のガラス基板で設けられる。前記基板１１０，１２０の間に配された隔壁１１４は、前記基板１１０，１２０と共に複数の表示セルＳを区画する。前記隔壁１１４は、各表示セルＳ間の電気的・光学的な干渉を防止して、相互独立的な発光領域を構成せしめる。図示された実施形態で、前記隔壁１１４は、一方向に沿う開放型ストライプパターンで形成されるが、本発明の技術的特徴は、閉鎖型マトリックスパターンを含む多様な隔壁パターンに対して同一に適用される。
【００２１】
前記第１基板１１０上には、一方向に沿って平行に延びる多数の第１電極１１１が配され、一表示セルＳごとに一つの第１電極１１１が配される。前記第１電極１１１上には、電極１１１を埋め込む強誘電体層１１５が配される。ここで、前記強誘電体層１１５は、強誘電体と常誘電体との間の転移温度が常温以上であるので、常温で強誘電性を有する全ての強誘電体で形成され、例えば、（Ｐｂ，Ｌａ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｂｉ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｌａ）−（ＨｆＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｂａ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｓｒ）−（ＺｒＴｉ）Ｏ３、ＬｉＴａＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、ＬｉＮｂＯ３、（Ｐｂ，Ｌａ）−（ＭｇＮｂＺｒＴｉ）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｂａ）−（ＬａＮｂ）Ｏ３、（ＳｒＢａ）−Ｎｂ２Ｏ３、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ）−（Ｎｂ３Ｏ６）、ＮａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＺｒＯ３、ＫＮｂＯ３などの強誘電体で形成される。前記強誘電体層１１５上には、前記第１電極１１１と交差する方向に平行に延びる多数の第３電極１１３が配されており、各表示セルＳごとに所定間隔で平行に延びた一対の第３電極１１３が配される。すなわち、一つの第１電極１１１と一対の第３電極１１３とが相互交差する領域が一表示セルＳを構成し、第１電極１１１と一対の第３電極１１３、そして、強誘電体層１１５が重畳される部分で電子ビームＥが放出されて発光がなされる。前記一対の第３電極１１３には、共通された駆動電圧が印加され、このために、対をなす第３電極１１３は、その端部で相互電気的に連結される。一方、図２の実施形態では、一つの第１電極１１１と対をなす二つの第３電極１１３が相互交差しつつ、一つの表示セルＳが構成されるが、相互交差する一つの第１電極と一つの第３電極とのみで表示セルが構成される変形も可能であり、本発明の技術的範囲は、一表示セルに対応する電極個数に限定されない。
【００２２】
このように、相互交差する第１及び第３電極１１１，１１３の配置構造は、ディスプレイパネルのＰＭ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）駆動を可能にする。前記ＰＭ駆動方式では、各表示セルＳに対するオン／オフを個別的に制御するために、それぞれの表示セルＳごとに制御素子（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えねばならないＡＭ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）方式とは異なり、全ての表示セルＳに対するオン／オフを一括的に制御するので、その構成及び駆動方式の側面で簡単であるという長所がある。
【００２３】
前記強誘電体層１１５は、素材特性上、それに接する第１及び第３電極１１１，１１３の電気的極性によって誘電分極が誘導され、その結果、外部に露出された強誘電体層１１５の表面と、それに接した第３電極１１３との間に高い電界が集中して、強誘電体層１１５の表面には、電界放出された電子が蓄積される。このように強誘電体層１１５の表面に電子が蓄積された後、第１及び第３電極１１１，１１３の極性を反転させれば、強誘電体層１１５に分極反転が誘導されつつ、表面に蓄積された電子が電気的な反撥力によって表示セルＳの空間に放出される。放出された多数の電子は、一つの電子ビームＥを構成する。電子蓄積及び放出原理については、後述する。一方、前記第１電極１１１と第３電極１１３との間に印加される電圧によって、放出電子の有するエネルギーレベルが最適化されるが、前記放出電子のエネルギーレベルは、励起ガス１３０を励起させるのに必要なエネルギーより高く、励起ガス１３０をイオン化させるのに必要なエネルギーよりは低いことが望ましい。この場合、発光のために、蛍光体１２５に供給される所定の紫外線Ｖは、ガス励起を通じて提供され、かつ不要なガスイオン化による無効なエネルギー消耗は減らせる。一方、前記第１電極１１１及び第３電極１１３は、電気伝導度に優れた金属電極素材からなり、特に、前記第３電極１１３は、放出電子を提供するカソード電極として機能するので、小さな仕事関数を有する金属素材からなることが望ましい。
【００２４】
前記第２基板１２０の内側面には、第２電極１２２が配されている。前記第２電極１２２は、全ての表示セルＳにわたって同じ電圧を供給する共通電極で設けられ、例えば、表示セルＳの内部で発生した可視光の透過が許容されるように、前記第２電極１２２は、透明電極素材であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されることもある。その代案として、前記第２電極１２２は、メッシュ型金属電極で設けられることもある。第１及び第３電極１１１，１１３による分極反転を通じて強誘電体層１１５の表面から表示セルＳの空間に放出された電子は、第３電極１１３と第２電極１２２との間の電界によって上側の第２基板１２０側に加速され、加速された電子との衝突によって、表示セルＳの内部に充填された励起ガス１３０が励起される。ここで、第３電極１１３と第２電極１２２との間の印加電圧を調節することによって、放出電子の有するエネルギーレベルが調節され、例えば、これらの電極１１３，１２２の間に高電圧を印加することによって、励起ガス１３０がイオン化される放電状態を誘導することもある。一方、図２に示された実施形態で、前記第２電極１２２は、全体表示セルＳに共通的に作用する面電極で構成されたが、これに限定されず、前記第２電極１２２は、所定間隔をおいて相互分離されるように配列された多数のストライプ電極で構成されることもある。
【００２５】
前記第２電極１２２は、蛍光体１２５によって覆われているが、前記蛍光体１２５は、発光色によって赤色蛍光体１２５Ｒ、緑色蛍光体１２５Ｇ、及び青色蛍光体１２５Ｂを含みうる。当該表示セルＳは、塗布された蛍光体の種類によって、赤色発光表示セル、緑色発光表示セル、青色発光表示セルに区分される。このように異なる発光色の表示セルＳが集まって、画素の最小単位である一ピクセルを構成する。前記蛍光体１２５は、紫外線Ｖによって励起されて蛍光体の種類によって固有な色の可視光を放出する。この可視光が第２基板１２０を通じて外部に出光して所定の画像を構成する。異なる発光色の蛍光体１２５は、所定パターンを有するブラックマトリックス１２６によって区分され、前記ブラックマトリックス１２６は、外光を吸収して高いコントラスト比を維持するように、光吸収率に優れた暗色を帯びることが望ましい。また、前記ブラックマトリックス１２６は、隣接した発光色間の光学的な干渉による混色を防止する役割も行う。一方、前記蛍光体１２５は、表示セルＳを限定する内壁のどこに形成されても関係なく、その塗布面積を増やすために、第２基板１２５側と共に、隔壁１１４の側面にわたって形成されることもある。但し、蛍光体１２５が第１基板１１０側に形成される場合には、電子ビームＥの放出を妨害しない範囲で制限的に塗布されることが望ましい。
【００２６】
前記表示セルＳの内部は、大概キセノン（Ｘｅ）を含む励起ガス１３０によって充填される。前記励起ガス１３０は、放出電子との衝突によって励起状態に遷移され、励起状態から安定した基底状態にエネルギーレベルが低下しつつ、エネルギー差に該当する波長帯の紫外線Ｖを放出する。このように放出された紫外線Ｖは、前記蛍光体１２５によって可視光に変換され、この可視光が外部に放射されて、ユーザが認識できる所定の画像が具現される。
【００２７】
図４には、紫外線発生源であるＸｅのエネルギーレベルが概略的に示されている。図４を参照すれば、Ｘｅをイオン化させるためには、１２．１３ｅＶ以上のエネルギーが必要であり、Ｘｅを励起させるためには、８．２８ｅＶ以上のエネルギーが必要であるということが分かる。具体的に、Ｘｅを１Ｓ５、１Ｓ４、１Ｓ２状態にそれぞれ励起させるためには、８．２８ｅＶ、８．４５ｅＶ、９．５７ｅＶのエネルギーが必要になる。このように励起されたＸｅ＊は、安定化しつつ、約１４７ｎｍの紫外線を発生させる。そして、励起状態のＸｅ＊と基底状態のＸｅとが衝突すれば、エキシマーＸｅ２＊が生成されるが、このようなエキシマーＸｅ２＊は、安定化しつつ、約１７３ｎｍの紫外線を発生させる。結果的に、Ｘｅを励起させて蛍光体に吸収される紫外線を得るためには、約８．２８〜１２．１３ｅＶのエネルギーが要求される。
【００２８】
本発明では、ガス粒子を励起させるために、８．２８〜１２．１３ｅＶほどの比較的低いエネルギーのみが要求されるので、ガス放電によるイオン化のために、１２．１３ｅＶ以上の高いエネルギーが要求された従来のＰＤＰよりはるかに低い駆動電圧によって作動される。しかも、従来と同等なレベルの輝度を維持して従来よりも発光効率が向上しうる。
【００２９】
本発明では、発光に必要な全ての電子を強誘電体層１１５を通じて供給することによって、プラズマ放電を起こさずに、ガスイオン化による損失を完全に除去しうる。但し、本発明の変形された構造では、異なる基板１１０，１２０側に支持されている第１電極１１１と第２電極１２２との間で対向放電が行われつつ、励起ガス１３０がイオン化されて電子が生成されるとき、前記強誘電体層１１５を通じて追加的な電子を供給することによって放電開始電圧を低め、輝度を上昇させうる。この場合、前記励起ガス１３０はまた、放電ガスとしての機能も行う。
【００３０】
以下では、図５Ａないし図５Ｃを参照して、前記平板ディスプレイパネルにおける電子放出原理について説明するが、各図面は、順次に進められる電子蓄積ステップ、電子維持ステップ、及び電子放出ステップをそれぞれ説明するためのものである。
【００３１】
図５Ａを参照すれば、前記電子蓄積ステップでは、第１電極１１１に（＋）電界、第３電極１１３に（−）電界が印加される。このとき、前記電極１１１，１１３の間に位置した強誘電体層１１５は、前記外部電界に順応する方向に分極されつつ、第１電極１１１に接した強誘電体１１５の表面は、（−）極性を帯び、第３電極１１３に接した強誘電体層１１５の表面は、（＋）極性を帯びる。強誘電体層１１５の内部では、相互反対極性同士に電気的に中和して極性を帯びない。ここで、第３電極１１３の（−）電界と、これに接した強誘電体１１５の表面の（＋）電界とによって電界が集中しつつ、第３電極１１３から電子ｅ−が放出され、放出された電子ｅ−は、強誘電体層１１５の露出された表面に蓄積される。
【００３２】
次いで、図５Ｂを参照すれば、前記電子維持ステップでは、前記第１及び第３電極１１１，１１３の電界が消えても、強誘電体の特徴である残留分極によって強誘電体層１１５の表面に蓄積された電子ｅ−は、消えずに維持される。後述するように、このような強誘電体のメモリ効果を利用して、本ディスプレイパネルは、データセッティング及びエミッションステップが順次に行われる方式で駆動される。
【００３３】
次いで、図５Ｃを参照すれば、前記電子放出ステップでは、最初の電子蓄積ステップと反対電界が第１及び第３電極１１１，１１３に印加される。すなわち、前記第１電極１１１に（−）電界、前記第３電極１１３に（＋）電界が印加されれば、強誘電体の分極反転効果によって、第１電極１１１に接した表面は（＋）極性を帯び、第３電極１１３に接した表面は（−）極性を帯びる。このとき、強誘電体層１１５の表面に蓄積された電子ｅ−がクーロンの電気的反撥力によって表示セルＳの空間に放出される。
【００３４】
本ディスプレイパネルの望ましい駆動では、データセッティングステップを通じて発光がなされる表示セルＳが選択され、全ての表示セルＳに対する選択動作がなされた以後に、放出電子が表示セルＳの内部空間に供給されるエミッションステップが行われる。すなわち、データセッティングステップで、選択された表示セルＳに対しては、第１及び第３電極１１１，１１３に電子蓄積のための電界を印加し、そうでない表示セルＳに対しては、電界を印加しない。次いで、全ての第１及び第３電極１１１，１１３に電子放出のための電界を印加すれば、選択された表示セルＳでは、強誘電体層１１５の表面に蓄積されていた電子ｅ−が放出されつつ、励起ガス１３０による発光がなされる一方、選択されていない表示セルＳには、電子ｅ−が蓄積されていないので、発光がなされない。
【００３５】
前述した本発明の電子放出メカニズムから分かるように、電子放出は、強誘電体層に加えられる電界の強度に比例して、第１及び第３電極が交差される領域で集中し、放出電子を遮らない領域であって強誘電体層上に重畳される第３電極の境界部分で主に発生する。このような観点から、電子放出の効率性と直結される電極形態に関する多様な変形された構造を考慮する必要がある。
【００３６】
図６ないし図８には、第１及び第３電極の変形された構造が示されている。まず、図６を参照すれば、第１基板１１０上には、一群の第１電極１１１と、一群の第３電極２１３とが異なる垂直高さを有する平面上で相互交差して延設されており、前記第１電極１１１と第３電極２１３との間には、シート状の強誘電体層１１５が介在されている。前記第１及び第３電極１１１，２１３が交差する領域は、一つの発光単位を構成し、強誘電体層１１５上に配された隔壁１１４によって独立的な表示セルＳに区画される。このとき、前記隔壁１１４は、一方向に延びるストライプパターンを取ることができ、各表示セルＳは、隣接した隔壁１１４の間に限定され、一方、第１電極１１１によって電子放出が制御される十分な電界が及ぶ範囲までと定義される。各第１及び第３電極１１１，２１３は、各表示セルＳごとに一つずつ割当てられ、両電極１１１，２１３間に極性が反転される駆動電圧を印加することにより、それらの交差領域を発光中心として、該当する表示セルＳがターンオンされる。
【００３７】
一方、図７は、本発明で採用される電極構造のさらに他の変形された形態を示す。図面を参照すれば、第１基板１１０上に置かれた強誘電体層１１５の表面側と裏面側とに、それぞれ第３電極３１３と第１電極１１１とが配され、両電極１１１，３１３は、相互交差して延びている。それぞれの第３電極３１３は、長手方向に延びる多数の電極ウィンドウ３１３’の配列を取るフレーム形態を有する。すなわち、前記第３電極３１３は、第１電極１１１と交差する領域で多数の電極ウィンドウ３１３’の配列を有し、非交差部分では、電気伝導度を維持するために同電極の形態を有する。
【００３８】
第３電極３１３のストライプ部分３１３ａは、強誘電体層１１５を広範囲な領域にわたって活性化させることによって、電子放出効率を高めつつも、ストライプ３１３ａの間に形成された電極ウィンドウ３１３’を通じて強誘電体層１１５の一部を露出させることによって電子放出を可能にする。すなわち、前記第３電極３１３のストライプ部分３１３ａは、強誘電体層１１５上で狭い間隙で離隔されて平行に配列されることによって、強誘電体層１１５の広範囲な領域にわたって均一に高強度の電界を形成でき、印加された電界に応答して、前記強誘電体層１１５は、電極ウィンドウ３１３’を通じて表示セルＳに露出された面から電子ビームを放出する。
【００３９】
一方、図８は、本発明で採用される電極構造の他の変形された形態を示す。図面を参照すれば、第１基板１１０上に置かれた強誘電体層１１５の表面側と裏面側とに、それぞれ第３電極４１３と第１電極１１１とが配され、両電極１１１，４１３は、相互交差して延びている。そして、両電極１１１，４１３が交差する領域には、多数の円形開口ホール４１３｀が形成されている。前記開口ホール４１３’は、第１及び第３電極１１１，４１３間の相互作用によって放出された電子の放出経路を形成するためのものであり、開口ホール４１３’を除外した他の電極部分４１３ａは、広範囲な領域にわたって強誘電体層１１５をカバーし、電子放出のための電界を形成する。
【００４０】
一方、図６ないし図８では、具体的な電極形態を示しているが、これは、本発明の権利範囲を制限するよりは、本発明に適用される多様な実施形態を例示したと解釈されねばならない。
【００４１】
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ＰＤＰ関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の平板ディスプレイパネルの一例であって、ＰＤＰの垂直断面構造を示す図面である。
【図２】本発明の望ましい一実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【図３】図２に示された平板ディスプレイパネルのＩＩＩ−ＩＩＩ線による垂直断面図である。
【図４】放電ガスに含まれるＸｅのエネルギーレベルを示すダイヤグラムである。
【図５Ａ】強誘電体層による電子蓄積及び電子放出原理を説明するための図面であって、電子蓄積ステップを示す図面である。
【図５Ｂ】強誘電体層による電子蓄積及び電子放出原理を説明するための図面であって、電荷維持ステップを示す図面である。
【図５Ｃ】強誘電体層による電子蓄積及び電子放出原理を説明するための図面であって、電子放出ステップを示す図面である。
【図６】本発明の多様な実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【図７】本発明の多様な実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【図８】本発明の多様な実施形態による平板ディスプレイパネルの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１０ 第１基板
１１１ 第１電極
１１３ 第３電極
１１４ 隔壁
１１５ 強誘電体層
１２０ 第２基板
１２２ 第２電極
１２５ 蛍光体
１２５Ｂ 青色蛍光体
１２５Ｒ 赤色蛍光体
１２５Ｇ 緑色蛍光体
１２６ ブラックマトリックス
Ｓ 表示セル
Ｅ 電子ビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互対向するように離隔されて配されている第１及び第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に介在され、前記基板間の空間を多数の表示セルに区画する隔壁と、
前記表示セル空間と対面して配され、外部電界によって誘電分極されるように強誘電性物質からなる強誘電体層と、
前記強誘電体層を介して相互反対極性の電界を順次に印加し、前記強誘電体層に分極反転を誘導し、前記表示セル空間に電子ビームを放出させる第１電極及び第３電極と、
前記電子ビームによって励起されるように、前記表示セル内部空間に充填される励起ガスと、
前記表示セル内に塗布された蛍光体層と、を備える平板ディスプレイパネル。
【請求項２】
前記強誘電体層は、前記第１基板の内側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項３】
前記第１及び第３電極は、それぞれ前記強誘電体層の第１基板側表面と表示セル側表面とに対面接触されていることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項４】
前記第１及び第３電極は、相互交差する方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項５】
各表示セルで、一ラインの第１電極と対をなす二ラインの第３電極が相互交差することを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項６】
前記第３電極対は、その間に前記強誘電体層が露出されるように所定間隔をおいて相互平行に延びることを特徴とする請求項５に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項７】
各表示セルで、一ラインの第１電極と一ラインの第３電極とが相互交差することを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項８】
前記第１電極と交差する第３電極部分には、多数の電極ウィンドウが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項９】
前記電極ウィンドウは、前記第３電極の長手方向に延びる長孔形状を有することを特徴とする請求項８に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１０】
前記第１電極と交差する第３電極部分には、多数の開口ホールが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１１】
前記強誘電体層は、前記第１基板側に支持され、
前記第２基板側には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するために、加速電界を形成する第２電極が設けられることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１２】
前記強誘電体層から放出された電子は、前記励起ガスを励起させるのに必要なエネルギーよりは高く、前記励起ガスをイオン化させるのに必要なエネルギーよりは低いエネルギーレベルを有することを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１３】
前記蛍光体は、前記第２基板側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１４】
前記第２基板の内側面には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するための第２電極が配され、前記蛍光体は、前記第２電極を覆うように配されることを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１５】
前記励起ガスは、キセノン（Ｘｅ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１６】
請求項１に記載の平板ディスプレイパネルを駆動するための駆動方法であって、
前記第１電極と第３電極とに、それぞれ（＋）電界及び（−）電界を印加して前記強誘電体層に誘電分極を誘導し、前記強誘電体層の表面に電界放出された電子を蓄積するステップと、
前記第１電極と第３電極との間に、前記電子蓄積ステップと反対極性の電界を印加して前記強誘電体層に分極反転を誘導し、その表面に蓄積された電子を表示セル空間に放出するステップと、を含む平板ディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項１７】
前記電子蓄積ステップと電子放出ステップとの間には、
前記第１電極と第３電極とに印加された電界を除去し、前記強誘電体層の残留分極によって蓄積された電子を維持するステップが行われることを特徴とする請求項１６に記載の平板ディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項１】
相互対向するように離隔されて配されている第１及び第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に介在され、前記基板間の空間を多数の表示セルに区画する隔壁と、
前記表示セル空間と対面して配され、外部電界によって誘電分極されるように強誘電性物質からなる強誘電体層と、
前記強誘電体層を介して相互反対極性の電界を順次に印加し、前記強誘電体層に分極反転を誘導し、前記表示セル空間に電子ビームを放出させる第１電極及び第３電極と、
前記電子ビームによって励起されるように、前記表示セル内部空間に充填される励起ガスと、
前記表示セル内に塗布された蛍光体層と、を備える平板ディスプレイパネル。
【請求項２】
前記強誘電体層は、前記第１基板の内側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項３】
前記第１及び第３電極は、それぞれ前記強誘電体層の第１基板側表面と表示セル側表面とに対面接触されていることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項４】
前記第１及び第３電極は、相互交差する方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項５】
各表示セルで、一ラインの第１電極と対をなす二ラインの第３電極が相互交差することを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項６】
前記第３電極対は、その間に前記強誘電体層が露出されるように所定間隔をおいて相互平行に延びることを特徴とする請求項５に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項７】
各表示セルで、一ラインの第１電極と一ラインの第３電極とが相互交差することを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項８】
前記第１電極と交差する第３電極部分には、多数の電極ウィンドウが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項９】
前記電極ウィンドウは、前記第３電極の長手方向に延びる長孔形状を有することを特徴とする請求項８に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１０】
前記第１電極と交差する第３電極部分には、多数の開口ホールが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１１】
前記強誘電体層は、前記第１基板側に支持され、
前記第２基板側には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するために、加速電界を形成する第２電極が設けられることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１２】
前記強誘電体層から放出された電子は、前記励起ガスを励起させるのに必要なエネルギーよりは高く、前記励起ガスをイオン化させるのに必要なエネルギーよりは低いエネルギーレベルを有することを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１３】
前記蛍光体は、前記第２基板側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１４】
前記第２基板の内側面には、前記強誘電体層から放出された電子を加速するための第２電極が配され、前記蛍光体は、前記第２電極を覆うように配されることを特徴とする請求項１３に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１５】
前記励起ガスは、キセノン（Ｘｅ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の平板ディスプレイパネル。
【請求項１６】
請求項１に記載の平板ディスプレイパネルを駆動するための駆動方法であって、
前記第１電極と第３電極とに、それぞれ（＋）電界及び（−）電界を印加して前記強誘電体層に誘電分極を誘導し、前記強誘電体層の表面に電界放出された電子を蓄積するステップと、
前記第１電極と第３電極との間に、前記電子蓄積ステップと反対極性の電界を印加して前記強誘電体層に分極反転を誘導し、その表面に蓄積された電子を表示セル空間に放出するステップと、を含む平板ディスプレイパネルの駆動方法。
【請求項１７】
前記電子蓄積ステップと電子放出ステップとの間には、
前記第１電極と第３電極とに印加された電界を除去し、前記強誘電体層の残留分極によって蓄積された電子を維持するステップが行われることを特徴とする請求項１６に記載の平板ディスプレイパネルの駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２３５２７５（Ｐ２００８−２３５２７５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７２４０３（Ｐ２００８−７２４０３）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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