KR20020011759A - Field emission display having an united spacer assembly for high voltage screen and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20020011759A
KR20020011759A KR1020000045276A KR20000045276A KR20020011759A KR 20020011759 A KR20020011759 A KR 20020011759A KR 1020000045276 A KR1020000045276 A KR 1020000045276A KR 20000045276 A KR20000045276 A KR 20000045276A KR 20020011759 A KR20020011759 A KR 20020011759A
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Abstract

PURPOSE: A field emission display having a united spacer assembly for a high voltage screen and a manufacturing method thereof are provided, where an assembled spacer having a high intensity and a high aspect ratio is united with a spacer holder. CONSTITUTION: A united spacer assembly is formed by uniting high aspect ratio spacers and a spacer holder(120), and is fixed to a side glass frame(117) formed on an anode plate(111) out of a pixel region. Stripe type Getters(116) are further arranged on the anode plate or on a cathode plate(100) between outer sides of the spacer holder in the inside of a side bar(114) between the anode plate and the cathode plate, and are supported by a getter holder(115).

Description

일체형 스페이서 조립체를 갖는 고전압용 전계 방출 표시 장치 및 그 제조 방법{Field emission display having an united spacer assembly for high voltage screen and manufacturing method thereof}Field emission display having an united spacer assembly for high voltage screen and manufacturing method

본 발명은 정보전달 매체의 중요 부분인 표시 장치에서 스페이서(assembled spacer)와 스페이서 고정홀더(spacer holder)가 일체형으로 제작된 일체형 스페이서 조립체를 갖는 고전압 전계 방출 표시 장치 및 그 제조 방법Field Emission Display having an united spacer assembly for high voltage screen and Manufacturing method thereof에 관한 것이다.Field of the Invention The present invention relates to a high voltage field emission display having an integrated spacer assembly in which an assembled spacer and a spacer holder are integrally manufactured in a display device which is an important part of an information transmission medium, and a method of manufacturing the same. united spacer assembly for high voltage screen and Manufacturing method.

표시장치는 대표적인 응용 분야로서 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비젼 수상기 등에 주로 적용되고 있으며, 최근에는 새로운 응용분야가 광범위하게 창출되고 있다. 현존하는 표시장치는 브라운관, 일명 CRT 표시장치와 최근 급속한 기술발전을 보이고 있는 평판표시소자로 크게 분류할수 있다.As a representative application field, a display device is mainly applied to a monitor and a television receiver of a personal computer, and recently, new application fields have been widely created. Existing display devices can be broadly classified into CRT displays, also known as CRT displays, and flat panel display devices showing rapid technological advances.

특히, 최근 주목을 받고있는 평판표시소자로서는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP:Plasma Display Panel), 형광표시장치(VFD:Vacuum Fluorescent Display), 전계방출형 표시장치(FED:Field Emission Display)등이 활발하게 연구개발 되어지고 있다.In particular, recently attracting attention as a flat panel display device, a liquid crystal display (LCD), a plasma display (PDP), a fluorescent display (VFD), a field emission display ( Field emission display (FED) is being actively researched and developed.

이러한 평판표시소자들 중에서도 전계 방출 표시 장치는 향후 고정세 대형표시 장치로서 저소비전력 및 고휘도를 갖는 차세대 표시장치에 적용될 수 있는 대표적인 평판 표시 소자라 할 수 있으며, 전세계적으로 활발한 연구개발이 진행되고 있어서, 현재, 이의 실용화를 준비하는 단계에 있다. 그러나 전계방출 표시장치의 실용화를 위해서는 아직까지 많은 기술들의 제반 문제점을 극복하여야 하며, 이의 제조공정이 대량생산이 가능할수 있도록 공정의 단순화가 필요하고, 또한 장수명을 가질수 있는 신뢰성 확보가 필요한 문제점들을 가지고 있다.Among the flat panel display devices, the field emission display device is a high-resolution large display device, which is a representative flat panel display device that can be applied to the next-generation display device having low power consumption and high brightness. At present, it is in the process of preparing its practical use. However, the practical use of the field emission display device has yet to overcome the problems of many technologies, its manufacturing process needs to simplify the process to enable mass production, and also has the problems that require long-term reliability. have.

전계방출형 표시장치의 실용화에 대한 연구는 크게 양극 스크린 판(anode screen plate)에 인가되는 전압이 3kV 이상인 고전압 FED 및 3kV 이하인 저전압 FED로 분류하여 개발되어 지고 있다. 고전압 FED의 경우 양극판(anode plate)에 고전압이 인가되며, 양극 스크린(anode screen)에 고전압용 형광체를 사용하여 발광 휘도가 매우 양호한 특징을 가지고 있다.Research into field emission display devices has been largely classified into high voltage FEDs having a voltage of more than 3kV and low voltage FEDs of 3kV or less. In the case of a high voltage FED, a high voltage is applied to an anode plate, and a light emission luminance is very good by using a high voltage phosphor on an anode screen.

그러나, 진공 영역의 전자 방출원인 마이크로팁(micro-tip)이 집적된 음극판(cathode plate)과 양극 스크린판(anode screen plate)과의 간격이 1∼2mm 이상이 요구되어지며, 이 간격을 유지하기 위한 스페이서(spacer)를 형성시키기 위해서는 양극 스크린(anode screen)에서의 고정세 형광체 패턴 사이의 매우 미세한 간격, 즉 40∼70㎛의 선폭 내에 스페이서가 형성되어야 하므로 재료의 선정 및 구조적 제한이 따르는 문제점을 가지고 있다.However, a distance between the cathode plate and the anode screen plate in which the micro-tip is integrated, which is the electron emission source in the vacuum region, is required to be 1 to 2 mm or more. In order to form a spacer for the spacer, a spacer must be formed within a very fine interval between the high-definition phosphor patterns on the anode screen, that is, a line width of 40 to 70 μm, thereby preventing the problem of material selection and structural limitations. Have.

또한 스페이서는 고진공 내압에 견딜수 있는 충분한 강도를 가짐과 동시에 양극판과 음극판 사이에 1mm 이상의 간격(gap) 유지를 위해서 높은 종횡비(aspect ratio)의 스페이서 개발이 필요하다. 고정세의 표시장치 개발에 필요한 스페이서의폭은 70㎛이하가 요구되지만 스페이서 폭이 70㎛ 이하일 경우 스페이서가 휘는 문제점이 발생되며 이것을 극복하지 못하면 고정세 전계방출 표시 장치의 실용화가 어려운 실정이다.In addition, spacers have sufficient strength to withstand high vacuum breakdown pressures, and high aspect ratio spacers need to be developed to maintain a gap of 1 mm or more between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The spacer width required for the development of a high-definition display device is required to be 70 μm or less. However, when the spacer width is 70 μm or less, a problem occurs that the spacer bends.

도 1은 기존의 전계 방출 표시 소자의 개략적 구조를 나타내는 투시 평면도이다. 도시된 바와 같이, 기존의 전계 방출 표시소자에서는 스페이서(10)가 음극판(1)과 양극 스크린판(11) 사이의 일정한 간격을 유지하기 위하여 양극 스크린판(11)의 활용영역(active area)(19)의 양쪽 가장자리에 설치된 스페이서 홀더(20)에 끼워진다. 도 2는 이러한 스페이서(10)가 스페이서 홀더(20)에 끼워져 고정용 접착제(14)에 의해 고정된 모습을 확대하여 보여준다.1 is a perspective plan view showing a schematic structure of a conventional field emission display device. As shown in the drawing, in the conventional field emission display device, the spacer 10 has an active area () of the positive electrode screen plate 11 so as to maintain a constant distance between the negative electrode plate 1 and the positive electrode screen plate 11. 19 is fitted to the spacer holder 20 provided at both edges. 2 shows an enlarged view of the spacer 10 fitted to the spacer holder 20 and fixed by the fixing adhesive 14.

또한, 스페이서 두께가 70㎛ 이하로 되면서 스페이서가 일직선을 유지하지 못하고 휘는 문제점이 발생되어 고정세 영상표시에 적용하기 힘든 문제점이 발생되고, 스페이서는 개별로 설치되므로 패널 제작 공정에 긴 시간이 소요되며, 스페이서 제작 공정에는 별도의 열소성공정이 필요하므로 공정 단계가 증가한다. 여기서, 스페이서를 고정할 때 사용되는 접착제의 경우 470℃ 이상의 고온에서 열소성하여 고정시키게됨에 따른 음극판(배면기판) 및 양극판(전면기판)의 열변형의 문제가 발생된다.In addition, as the thickness of the spacer is less than 70㎛, the spacer does not maintain a straight line, causing a problem that is difficult to apply to high-definition image display, and because the spacer is installed separately, it takes a long time in the panel manufacturing process. In the spacer manufacturing process, a separate heat firing process is required, which increases the process step. Here, in the case of the adhesive used to fix the spacer, there is a problem of thermal deformation of the negative electrode plate (back substrate) and the positive electrode plate (front substrate) as it is fixed by heat firing at a high temperature of 470 ° C. or higher.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안한 것으로, 저소비 전력 및 고휘도를 갖는 고정세 대형 표시 장치로의 활용에 필수적인 고강도의 고 종횡비 스페이서(assembled spacer)와 스페이서 고정홀더(spacer holder)가 일체형으로 제작된 일체형 스페이서 조립체를 갖는 고전압용 전계 방출 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a high-strength high aspect ratio spacer and an spacer holder are integrally integrated in a high-resolution large display device having low power consumption and high brightness. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high voltage field emission display device having a fabricated integrated spacer assembly and a method of manufacturing the same.

도 1은 종래의 전계 방출 표시 장치에 채용된 스페이서의 배치 관계를 나타내는 투시 평면도,1 is a perspective plan view showing an arrangement relationship of spacers employed in a conventional field emission display device;

도 2는 도 1에서 스페이서 홀더에 스페이스가 조립된 모습을 상세하게 나타내는 평면도,FIG. 2 is a plan view illustrating in detail a state in which a space is assembled to a spacer holder in FIG. 1;

도 3은 본 발명에 따른 고 종횡비 스페이서와 스페이서 홀더가 일체형으로 형성된 스페이서 조립체를 갖는 고전압용 전계 방출 표시 장치의 개략적 구조는 나타내는 수직 단면도,3 is a vertical cross-sectional view showing a schematic structure of a high-voltage field emission display device having a spacer assembly in which a high aspect ratio spacer and a spacer holder are integrally formed according to the present invention;

도 4a는 도 3의 일체형 스페이서 조립체가 채용된 전계 방출 표시 장치의 투시 평면도,4A is a perspective plan view of a field emission display device employing the integrated spacer assembly of FIG. 3;

도 4b는 도 3의 A-A'라인을 따라 절개한 부분을 보여주는 수직 단면도,4B is a vertical cross-sectional view showing a cut along the line AA ′ of FIG. 3;

도 4c는 도 4a에서 활용 영역의 스페이서 배치 관계를 확대하여 보여주는 도면,4C is an enlarged view illustrating a spacer arrangement relationship of a utilization area in FIG. 4A;

도 5는 도 3의 전계 방출 표시장치에 채용된 일체형 스페이서 조립체의 스페이서 조립 형상을 나타내는 평면도,5 is a plan view illustrating a spacer assembly shape of the integrated spacer assembly employed in the field emission display of FIG. 3.

도 6은 도 3의 전계 방출 표시장치에 채용된 스페이서들의 외형을 나타낸 사시도,FIG. 6 is a perspective view illustrating the external appearance of spacers employed in the field emission display of FIG. 3. FIG.

도 7은 도 3의 전계 방출 표시장치에 채용된 일체형 스페이서 조립체를 고정하기 위하여 화소 영역 외곽의 양극판 상에 배치된 스페이서 홀더의 형상을 나타내는 사시도,FIG. 7 is a perspective view illustrating a shape of a spacer holder disposed on a bipolar plate outside the pixel area to fix an integrated spacer assembly employed in the field emission display of FIG. 3.

도 8은 도 7의 스페이서 홀더에 고정된 스페이서들의 배치 모습을 나타낸 사시도,8 is a perspective view illustrating an arrangement of spacers fixed to the spacer holder of FIG. 7;

그리고 도 9는 도 3의 전계 방출 표시장치에 채용된 일체형 스페이서 조립체에서 스페이서들이 교차 배치된 형상을 나타내는 사시도이다.9 is a perspective view illustrating a shape in which spacers are alternately arranged in the integrated spacer assembly employed in the field emission display of FIG. 3.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1. 음극판 10.스페이서(Spacer)1.Negative plate 10.Spacer

11. 양극판 14. 스페이서 고정용 홈11. Positive plate 14. Spacer fixing groove

17. 측면 유리 막대, 유리 페이스트 20. 스페이서 홀더17. Side glass rod, glass paste 20. Spacer holder

100. 음극판 102. 음극100.Negative plate 102.Negative electrode

103. 절연층 104. 마이크로팁103. Insulation layer 104. Microtip

105. 진공영역 106. 절연층 홀(hole)105. Vacuum area 106. Insulation layer hole

107. 게이트 108. 게이트 개구부107. Gate 108. Gate Opening

110.스페이서(Spacer) 111. 양극판110 Spacer 111.Polar plate

112.양극 113. 칼라 형광체층112. Anode 113. Color phosphor layer

114. 측면 유리 막대 115. 스트라이프형 게터 홀더114. Side glass bar 115. Striped getter holder

116. 스트라이프형 게터 117. 프릿(유리 페이스트)116. Striped getter 117. Frit (glass paste)

118. 배기 튜브 119. 배기홀118. Exhaust Tube 119. Exhaust Hole

120. 스페이서 홀더 121. 관통 구멍120. Spacer holder 121. Through hole

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시 장치는, 소정 거리 이상의 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치된 양극판 및 음극판; 상기 음극판에 형성된 스트라이프상의 음극들; 상기 음극들과 상기 음극들에 의해 노출된 상기 음극판 상에 일정한 간격으로 형성된 홀들을 갖도록 적층된 절연층; 상기 절연층의 홀들에 의해 노출된 음극 상에 형성된 마이크로팁들; 상기 절연층 상에 상기 음극들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 홀들에 대응하는 개구부를 갖도록 형성된 게이트들; 상기 양극판 상에 상기 음극과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 형성된 양극들; 상기 양극들 상에 도포된 형광체층; 및 상기 양극판과 음극판 사이의 사방 가장자리를 밀봉하는 측면 막대;를 구비하고, 상기 양극판 및 음극판의 간격에 따라 상기 마이크로팁들에서 전자를 방출할 수 있도록 하는 강전계를 인가하여 구동하는 전계 방출 표시소자에 있어서, 상기 양극판과 음극판 사이의 간격을 유지하기 위한 소정값 이상의 종횡비를 갖는 고 종횡비 스페이서들; 및 상기 스페이서들이 끼워져 고정되는 홈들 및 상기 기판에 고정하기 위한 관통 구멍들이 형성된 스페이서 홀더;가 일체형으로 조립된 일체형 스페이서 조립체;가 구비되고, 상기 일체형 스페이서 조립체는 상기 스페이서 홀더가 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 마이크로팁들이 배치된 활용 영역 외측 사이의 상기 양극판 상에 상기 관통 구멍들에 채워진 유리 페이스트에 의해 상기 양극판에 고정됨으로써 고정되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the field emission display device having the integrated spacer assembly according to the present invention includes: a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed to face each other at a predetermined interval over a predetermined distance; Stripe-shaped cathodes formed on the cathode plate; An insulating layer stacked to have holes formed at regular intervals on the cathodes and the anode plate exposed by the cathodes; Microtips formed on the cathode exposed by the holes of the insulating layer; Gates formed on the insulating layer to have openings corresponding to the holes on a stripe in a direction crossing the cathodes; Positive electrodes formed on the positive electrode plate in a stripe direction in parallel with the negative electrode; A phosphor layer coated on the anodes; And a side bar sealing four edges between the positive electrode plate and the negative electrode plate, wherein the field emission display device is driven by applying a strong electric field to emit electrons from the microtips according to a distance between the positive electrode plate and the negative electrode plate. A high aspect ratio spacer comprising: a high aspect ratio spacer having an aspect ratio of a predetermined value or more for maintaining a gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And a spacer holder having grooves into which the spacers are fitted and fixed and through holes for fixing to the substrate; an integrated spacer assembly in which the spacers are integrally assembled. The integrated spacer assembly includes a spacer holder between the positive electrode plate and the negative electrode plate. It is fixed by being fixed to the positive electrode plate by the glass paste filled in the through holes on the positive electrode plate between the outer side of the utilization region where the microtips are disposed inside the side bar.

본 발명에 있어서, 상기 양극판, 음극판 및 측면 프레임은 각각 유리로 형성되고, 상기 유리 프레임의 상하부에 도포된 프릿 분말에 의해 상기 음극판 및 양극판의 가장자리가 용융접합되어 밀봉되며, 상기 음극판 및 양극판을 1mm 이상의 간격을 갖도록 형성되며, 상기 고 종횡비 스페이서들의 종횡비는 높이:폭이 10:1 이상이고, 상기 고 종횡비 스페이서들은 상기 양극들이 형성되지 않은 블랙 매트릭스 영역 상에 상기 양극들과 나란한 방향으로 배치되는 동시에 상기 게이트들이 형성되지 않은 절연층 상에 상기 게이트들과 나란한 방향으로 배치되며, 상기 고 종횡비 스페이서들은 일정한 간격으로 상기 고 종횡비 스페이서의 두께 보다 굵은 원통 기둥 모양의 굵은 부분을 가지는 동시에 일정한 간격으로 높이 방향으로 요철부를 갖도록 형성되며, 상기 고 종횡비 스페이서들의 측면에는 전하가 축적되는 것을 방지하기 위한 금속 배선이 더 형성되며, 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 스페이서 홀더외측 사이의 상기 양극판 혹은 음극판 상에 스트라이프 형태의 게터;가 더 형성된 것이 바람직하다.In the present invention, the positive electrode plate, the negative electrode plate and the side frame are each formed of glass, the edges of the negative electrode plate and the positive electrode plate is sealed by melt bonding by frit powder applied to the upper and lower portions of the glass frame, the negative electrode plate and the positive electrode plate 1mm The high aspect ratio spacers having a height: width of at least 10: 1, wherein the high aspect ratio spacers are disposed in parallel with the anodes on a black matrix region where the anodes are not formed. The high aspect ratio spacers are disposed in a direction parallel to the gates on the insulating layer where the gates are not formed, and the high aspect ratio spacers have a thick portion having a cylindrical columnar shape thicker than the thickness of the high aspect ratio spacers at regular intervals and at the same time in the height direction. Formed to have an uneven portion, and The sidewalls of the high aspect ratio spacers are further formed with a metal wiring to prevent the accumulation of charge, the getter in the form of a stripe on the anode plate or cathode plate between the outer side of the spacer holder inside the side bar between the anode plate and the cathode plate; It is preferable to form more.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시 장치의 제조 방법은, 소정 거리 이상의 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치된 양극판 및 음극판; 상기 음극판에 형성된 스트라이프상의 음극들; 상기 음극들과 상기 음극들에 의해 노출된 상기 음극판 상에 일정한 간격으로 형성된 홀들을 갖도록 적층된 절연층; 상기 절연층의 홀들에 의해 노출된음극 상에 형성된 마이크로팁들; 상기 절연층 상에 상기 음극들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 홀들에 대응하는 개구부를 갖도록 형성된 게이트들; 상기 양극판 상에 상기 음극과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 형성된 양극들; 상기 양극들 상에 도포된 형광체층들; 상기 양극판과 음극판 사이의 사방 가장자리를 밀봉하는 측면 막대; 및 상기 양극판과 음극판 사이의 간격을 유지하기 위한 소정값 이상의 종횡비를 갖는 고 종횡비 스페이서들; 및 상기 스페이서들이 끼워져 고정되는 홈들 및 상기 기판에 고정하기 위한 관통 구멍들이 형성된 스페이서 홀더;가 일체형으로 조립된 일체형 스페이서 조립체;가 구비된 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법에 있어서, 상기 음극판 상에 상기 음극들, 절연층, 마이크로팁들 및 게이트들을 형성하는 단계; 상기 양극판 상에 상기 양극들 및 형광체층들을 형성하는 단계; 상기 일체형 스페이서 조립체를 형성하는 단계; 상기 일체형 스페이서 조립체를 상기 스페이서 홀더가 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 마이크로팁들이 배치된 활용 영역 외측 사이의 상기 양극판 상에 위치하도록 정렬시키고, 이 양극판을 320℃내지 350℃로 가열함과 동시에 상기 관통 구멍에 삽입된 상기 저융점 글래스 페이스트를 레이저로 용융 소성하여 상기 일체형 스페이서 조립체를 상기 양극판 상에 고정시키는 단계; 및 상기 일체형 스페이서 조립체가 고정된 양극판을 상기 음극판과 맞대어 상기 측면 막대를 이용하여 밀봉하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a field emission display device having an integrated spacer assembly according to the present invention includes: a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed to face each other at regular intervals over a predetermined distance; Stripe-shaped cathodes formed on the cathode plate; An insulating layer stacked to have holes formed at regular intervals on the cathodes and the anode plate exposed by the cathodes; Microtips formed on the cathode exposed by the holes of the insulating layer; Gates formed on the insulating layer to have openings corresponding to the holes on a stripe in a direction crossing the cathodes; Positive electrodes formed on the positive electrode plate in a stripe direction in parallel with the negative electrode; Phosphor layers coated on the anodes; Side bars for sealing the four edges between the positive and negative plates; High aspect ratio spacers having an aspect ratio of a predetermined value or more for maintaining a gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And a spacer holder having grooves into which the spacers are inserted and fixed and through holes for fixing to the substrate; an integrated spacer assembly in which the spacers are integrally assembled. Forming the cathodes, insulating layer, microtips and gates on a cathode plate; Forming the anodes and the phosphor layers on the anode plate; Forming the unitary spacer assembly; The integrated spacer assembly is aligned such that the spacer holder is positioned on the positive electrode plate between the outer side of the utilization area where the microtips are disposed inside the side bar between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and heat the positive electrode plate to 320 ° C. to 350 ° C. Simultaneously melting and firing the low melting glass paste inserted into the through hole with a laser to fix the integrated spacer assembly on the positive electrode plate; And sealing the positive electrode plate to which the integrated spacer assembly is fixed by using the side bar to face the negative electrode plate.

본 발명에 있어서, 상기 일체형 스페이서 조립체를 형성하는 단계는, 상기 고 종횡비 스페이서들을 수평방향의 스페이서들과 수직방향의 스페이서들로 나누어제작하는 단계; 서로 대향하는 1쌍의 제1막대 상에 수평방향의 스페이서를 고정하기 위한 홈들 및 관통 구멍을 형성하는 단계; 서로 대향하는 1쌍의 제2막대 상에 수직방향의 스페이서를 고정하기 위한 홈들 및 관통구멍을 형성하는 단계; 및 상기 제1막대 및 제2막대를 4각형 모양으로 배치하고, 상기 제1막대 및 제2막대들에 형성된 홈들에 상기 수평방향의 스페이서들 및 수직방향의 스페이서들을 끼우고 저융점 글래스 페이스트를 삽입하여 레이저로 용융 소성 하는 단계;를 포함한다.In the present invention, the forming of the unitary spacer assembly may include: fabricating the high aspect ratio spacers into horizontal spacers and vertical spacers; Forming grooves and through holes for fixing the spacer in the horizontal direction on the pair of first bars facing each other; Forming grooves and through holes for fixing the spacers in the vertical direction on the pair of second bars opposed to each other; And arranging the first and second bars in a quadrangular shape, inserting the horizontal spacers and the vertical spacers into grooves formed in the first and second bars, and inserting a low melting glass paste. It includes; firing the melt with a laser.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 음극판 및 양극판을 1mm 이상의 간격을 갖도록 형성되고, 상기 고 종횡비 스페이서들의 종횡비는 높이:폭이 10:1 이상이며, 상기 고 종횡비 스페이서들은 일정한 간격으로 상기 고 종횡비 스페이서의 두께 보다 굵은 원통 기둥 모양의 굵은 부분과 일정한 간격으로 높이 방향으로 요철부를 갖도록 형성되며, 상기 고 종횡비 스페이서들의 측면에는 전하가 축적되는 것을 방지하기 위한 금속 배선을 더 형성하며, 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 스페이서 홀더외측 사이의 상기 양극판 혹은 음극판 상에 스트라이프 형태의 게터를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the negative electrode plate and the positive electrode plate is formed to have a spacing of 1mm or more, the aspect ratio of the high aspect ratio spacer is a height: width of 10: 1 or more, the high aspect ratio spacers of the high aspect ratio spacer at regular intervals It is formed to have a thicker portion of the cylindrical columnar shape than the thickness and the uneven portion in the height direction at regular intervals, and to form a metal wiring on the side of the high aspect ratio spacer to prevent the accumulation of charge, between the positive electrode plate and the negative electrode plate The method may further include forming a getter in a stripe shape on the positive electrode plate or the negative electrode plate between the outer side of the spacer holder inside the side bar.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시 장치 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a field emission display device having an integrated spacer assembly according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시 장치에 일체형 스페이서 조립체는 저소비 전력 및 고휘도를 갖는 고정세 대형 평판 표시 장치에 필수적인 고강도의 고 종횡비 스페이서(assembled spacer)와 스페이서 고정홀더(spacer holder)가 일체형으로 제작된 것이다.In the field emission display device having the integrated spacer assembly according to the present invention, the integrated spacer assembly includes a high-strength high aspect ratio spacer and an spacer spacer holder, which are essential for high-definition large flat display devices having low power consumption and high brightness. It is made in one piece.

도 3은 본 발명에 따른 고 종횡비 스페이서와 스페이서 홀더가 일체형으로 조립된 일체형 스페이서 조립체를 갖는 고전압용 전계 방출 표시장치의 개략적 구성을 보여주는 수직 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치는 서로 대향하는 음극판(100)과 양극 스크린판(111) 사이에 고 종횡비(high aspect ratio)를 갖는 스페이서(110)가 고정세의 화소(pixel)들 사이에 배치되어 고해상도의 화상을 표시하면서도 고진공 상태의 내부 공간을 유지할 수 있도록 두 전극판(100, 111) 사이의 간격을 유지하는 역할을 하고 있다. 이 고종횡비 스페이서(110)들은 스페이서 홀더(미표시)에 조립되어 일체형 스페이서 조립체(도 5 참조)를 이룬다. 고정세 화소들은 음극판(100) 상에 스트라이프 상으로 형성된 음극(102) 라인들 상에 어레이 형태로 형성된 마이크로 팁(104)들과 이에 대응하여 양극판(111) 상에 스트라이프 상으로 형성된 양극(112) 라인들 상에 도포된 형광체(113)들에 의해 형성된다. 즉, 마이크로팁(104)들에서는 방출되는 전자들이 형광체(113)에 충돌함으로써 빛이 생성된다. 이러한 전자 방출을 위해서는 마이크로팁(104)들을 음극(102) 라인과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 배치된 게이트(107)들이 절연층(103) 상에 형성된다. 이 절연층(103)의 홀(106) 내에 마이크로팁(104)이 배치되고, 게이트(107)에는 이 홀(106)에 대응하는 개구부(108)가 형성되어 전자들이 방출될 수 있도록 한다.3 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a high-voltage field emission display having an integrated spacer assembly in which a high aspect ratio spacer and a spacer holder are integrally assembled. As shown, in the field emission display device having the integrated spacer assembly according to the present invention, a spacer 110 having a high aspect ratio is fixed between the anode plate 100 and the anode screen plate 111 facing each other. It is disposed between three pixels to maintain a space between the two electrode plates 100 and 111 so as to display a high resolution image and maintain a high vacuum internal space. These high aspect ratio spacers 110 are assembled to a spacer holder (not shown) to form an integrated spacer assembly (see FIG. 5). The high-definition pixels may include micro tips 104 formed in an array form on lines 102 of the cathode 102 formed in a stripe shape on the cathode plate 100, and correspondingly, anodes 112 formed in a stripe shape on the anode plate 111. It is formed by the phosphors 113 applied on the lines. That is, in the microtips 104, the emitted electrons collide with the phosphor 113 to generate light. For this electron emission, gates 107 are formed on the insulating layer 103, which are disposed on a stripe in a direction in which the microtips 104 cross the cathode 102 line. A microtip 104 is disposed in the hole 106 of the insulating layer 103, and an opening 108 corresponding to the hole 106 is formed in the gate 107 to allow electrons to be emitted.

특히, 특징부인 고종횡비 스페이서(110)들과 스페이서 홀더(120)가 일체형으로 조립된 일체형 스페이서 조립체는 도 4a에 도시된 바와 같이 배치된다. 즉, 일체형 스페이서 조립체는 활용영역(active area) 즉 화소영역(190) 외곽의양극판(111) 상에 형성된 측면 유리 프레임(side glass frame)(117)의 내측면에 도 4b에 도시된 바와 같이 고정된다. 도 4b는 도 3에서 A-A'라인 즉 도 4a에서 하나의 스페이서를 따라 절개한 부분의 단면도이다. 또한, 도 4c는 도 4a의 화소영역의 일부를 확대하여 나타내는 도면으로서 스페이서(110)의 배치관계를 보다 확실하게 보여준다. 이를 참조하면 스페이서(110)들은 전극들 사이에 배치됨을 명확히 알 수 있다.In particular, an integral spacer assembly in which the high aspect ratio spacers 110 and the spacer holder 120 are integrally assembled is arranged as shown in FIG. 4A. That is, the integrated spacer assembly is fixed to the inner surface of the side glass frame 117 formed on the positive electrode plate 111 outside the active area, that is, the pixel area 190 as shown in FIG. 4B. do. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3, that is, along one spacer in FIG. 4A. 4C is an enlarged view of a portion of the pixel region of FIG. 4A, showing the arrangement relationship of the spacers 110 more reliably. Referring to this, it is clear that the spacers 110 are disposed between the electrodes.

또한, 양극판(111)과 음극판(100) 사이의 측면 막대(114) 내측에서 스페이서 홀더(120) 외측 사이의 양극판(111) 혹은 음극판(100) 상에 스트라이프 형태의 게터(116)들이 더 배치되어 게터 홀더(115)에 의해 지지된다.In addition, stripe-type getters 116 are further disposed on the positive electrode plate 111 or the negative electrode plate 100 between the outer side of the spacer holder 120 inside the side bar 114 between the positive electrode plate 111 and the negative electrode plate 100. Supported by a getter holder 115.

도 5는 본 발명에 따른 고전압용 전계 방출 표시장치에 채용된 일체형 스페이서 조립체의 형성을 나타내는 평면도이다. 도시된 바와 같이, 스페이서(110)는 가로 방향 뿐 만 아니라 세로 방향으로도 배치되는 교차 배치가 이루어져서 두 전극판(도 4b의 100, 111 참조)의 내부 간격을 더욱 견고하게 유지한다. 그리고 스페이서(110)는 측면 유리 막대(117)에 미리 열소성된 유리 페이스트(120')에 의해 고정된다.5 is a plan view showing the formation of an integrated spacer assembly employed in the high voltage field emission display device according to the present invention. As shown, the spacers 110 are arranged in a vertical direction as well as in the horizontal direction to more firmly maintain the internal spacing of the two electrode plates (see 100 and 111 of FIG. 4B). The spacer 110 is fixed by the glass paste 120 ′ preheated to the side glass rod 117.

도 6은 본 발명의 전계 방출 표시장치에 채용된 일체형 스페이서 조립체의 스페이서들의 외형을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 스페이서(110)의 측면에는 스페이서에 전하가 충전되는 것을 억제하기 위한 도전성 금속 전극(110')이 형성되어 있다.FIG. 6 is a perspective view of the spacers of the integrated spacer assembly employed in the field emission display of the present invention. FIG. As illustrated, a conductive metal electrode 110 ′ is formed on the side surface of the spacer 110 to suppress charge of the spacer.

도 7은 본 발명의 전계 방출 표시장치에 채용된 일체형 스페이서 조립체의스페이서 홀더(120)의 형상을 나타내는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 스페이서 홀더(120)에는 스페이서(110)를 끼워 고정하기 위한 고정용 홈(120a)들이 형성되어 있다. 그리고, 접착제로서 저융점 유리 페이스트(도 5의 120 참조)가 상하부에 미리 열소성되어 있다. 이와 같은 스페이서 홀더(120)에 고정된 스페이서(110)들의 배치 모습이 도 8에 나타나 있다.7 is a perspective view showing the shape of the spacer holder 120 of the integrated spacer assembly employed in the field emission display of the present invention. As shown in the drawing, the spacer holder 120 is provided with fixing grooves 120a for fixing the spacer 110. And low-melting-point glass paste (refer 120 of FIG. 5) is pre-heated up and down as an adhesive agent. The arrangement of the spacers 110 fixed to the spacer holder 120 is shown in FIG. 8.

도 9는 본 발명의 전계 방출 표시장치에 채용된 스페이서들이 교차 배치된 형상을 나타내는 사시도이다. 이 도면은 도 4a, 도 4c 및 도 5에서 스페이서들이 교차 조립된 부분을 상세하게 나타내고 있으며, 도 4c에 도시된 바와 같이, 스페이서(110)에는 일정한 개수의 화소 간격으로 원통형의 굵은 부위(110a)가 있어서 두 전극판의 간격 유지 강도를 높이고 있으며, 또한 스페이서(110)는 일정한 간격의 요철부가 형성된 구조를 갖는다. 이들 원통형 굵은 부위(110a)는 조립시 도 4a에 도시된 바와 같이 전극들이 형성되지 않는 부분이 교차하는 영역에 배치된다.9 is a perspective view illustrating a shape in which spacers employed in the field emission display device of the present invention are arranged crosswise. 4A, 4C, and 5, the spacers are cross-assembled in detail. As shown in FIG. 4C, the spacer 110 has a cylindrical thick portion 110a with a predetermined number of pixel intervals. In order to increase the gap retention strength between the two electrode plates, the spacer 110 also has a structure in which the uneven portions are formed at regular intervals. These cylindrical coarse portions 110a are disposed at regions where the portions where electrodes are not formed cross each other, as shown in FIG. 4A during assembly.

이상과 같이 구성된 고 종횡비 스페이서와 스페이서 홀더를 일체형으로 조립한 일체형 스페이서 조립체를 채용한 전계 방출 표시장치의 제조공정은 다음과 같다.The manufacturing process of the field emission display device employing the integrated spacer assembly in which the high aspect ratio spacer and the spacer holder are integrally assembled as described above is as follows.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 유리 기판(100) 위에 음극(102), 절연체층(103) 및 게이트용 크롬층(107)을 형성시킨다. 이 때 음극(102) 및 게이트(107)는 중간에 절연체층(103)을 사이에 두고 서로 대향직각이 되면서 x-y 매트릭스(matrix) 형상의 다수의 선전극 형태로 형성되게 된다.First, as shown in FIG. 3, the cathode 102, the insulator layer 103, and the gate chromium layer 107 are formed on the glass substrate 100. In this case, the cathode 102 and the gate 107 are formed to be in the form of a plurality of line electrodes having an x-y matrix shape while being opposed to each other with the insulator layer 103 interposed therebetween.

다음에, 감광성 물질인 포토레지스트층을 사용하여 마이크로팁(104)이 형성될 부분에 원형의 개구부 패턴(미도시) 마스크를 형성하여 게이트의 개구부(108)를 형성할 준비를 한다. 이 때 게이트의 개구부(108)의 직경이 1.2㎛ 정도로 형성되도록 개구부 패턴의 직경을 형성한다.Next, a circular opening pattern (not shown) mask is formed on the portion where the microtip 104 is to be formed using the photoresist layer, which is a photosensitive material, to prepare the opening 108 of the gate. At this time, the diameter of the opening pattern is formed so that the diameter of the opening 108 of the gate is about 1.2 μm.

다음에, 크롬 게이트(107)의 개구부(108)를 마스크를 이용하여 RIE(Reactive Ion Etching)법으로 건식 에칭하여 형성한다. 크롬 게이트(107)의 에칭 가스로는 Cl2와 O2를 사용한다. 그리고 절연체층(103)의 홀(hole)(106)을 습식 식각으로 형성한다.Next, the opening 108 of the chrome gate 107 is formed by dry etching using a reactive ion etching (RIE) method using a mask. Cl2 and O2 are used as the etching gas of the chromium gate 107. The hole 106 of the insulator layer 103 is formed by wet etching.

다음에, 알루미늄을 사용하여 리프트-오프(lift-off)용 분리층(미도시)을 기판을 회전시키면서 전자빔 증착기로 기판 표면에서 전자빔이 일정각도(θ≤15。)를 갖도록 하여 경사층착을 수행하면서 게이트 개구부(108)의 직경이 0.2㎛ 정도로 줄어드는 두께가 될 때까지 증착시킨다.Next, while using the aluminum to rotate the substrate to lift-off separation layer (not shown) by the electron beam evaporator so that the electron beam at a constant angle (θ≤15 °) on the substrate surface is carried out inclined deposition While depositing the gate opening 108 until the diameter of the gate opening 108 decreases to about 0.2 μm.

다음에, 몰리브데늄 팁을 형성시키는 공정으로서 진공증착기 안에서 진공상태를 유지시킨 상태에서 전자빔 증착용 몰리브데늄 소스(source)를 사용하여 기판이 회전하는 상태에서 수직방향의 증착을 수행한다. 이와 같이 하면, 알루미늄의 분리층(미도시) 상에 불필요한 몰리브데늄층이 증착됨과 동시에 절연층(103)의 홀(106) 내부에 매우 예리한 선단을 갖는 몰리브데늄 팁(104)이 형성된다.Next, as a process of forming the molybdenum tip, the deposition in the vertical direction is performed while the substrate is rotated using the molybdenum source for electron beam deposition while the vacuum state is maintained in the vacuum evaporator. In this way, an unnecessary molybdenum layer is deposited on a separation layer (not shown) of aluminum, and at the same time, a molybdenum tip 104 having a very sharp tip is formed in the hole 106 of the insulating layer 103. .

다음에, 알루미늄 분리층을 리프트 오프(lift-off) 공정을 사용하여 엣칭공정을 수행하면 전계방출용 마이크로 팁(104)이 집적된 음극판(100)의 제작이 완성된다.Next, when the aluminum separation layer is subjected to the etching process using a lift-off process, the fabrication of the negative electrode plate 100 in which the micro tip 104 for field emission is integrated is completed.

그 다음 양극 스크린판(111)의 제작이 다음과 같이 이루어진다.Then, the fabrication of the anode screen plate 111 is performed as follows.

먼저, 선전극 패턴의 양극(112)을 포토리소그래피 공정을 사용하여 형성한다. 양극 재료는 스크린 위에 형성되므로 투명한 재질이 사용되며 대표적인 물질로서는 인듐틴옥사이드(ITO)가 있다. 양극 사이에 블랙 매트릭스(black matrix)를 형성시킨다.First, the anode 112 of the line electrode pattern is formed using a photolithography process. Since the anode material is formed on the screen, a transparent material is used, and indium tin oxide (ITO) is a representative material. A black matrix is formed between the anodes.

다음에, 양극판(111) 상에 CRT(cathode ray tube) 제조 공정에서 사용되는 슬러리(slurry) 공정을 사용하여 R(red), G(green), B(blue)의 칼라 형광체층(113)을 형성하여 스크린을 만든다.Next, a color phosphor layer 113 of R (red), G (green), and B (blue) is formed on the anode plate 111 by using a slurry process used in a cathode ray tube (CRT) manufacturing process. To form a screen.

다음에, 양극판(111)과 음극판(100) 사이의 측면 막대(114) 내측에서 스페이서 홀더(120) 외측 사이의 양극판(111) 혹은 음극판(100) 상에 스트라이프 형태의 게터(116)들이 더 형성하여 게터 홀더(115)에 의해 지지되도록 하기도 한다.Next, stripe-type getters 116 are further formed on the positive electrode plate 111 or the negative electrode plate 100 between the outer side of the spacer holder 120 inside the side bar 114 between the positive electrode plate 111 and the negative electrode plate 100. It may be to be supported by the getter holder 115.

다음에, 본 발명의 특징인 일체형 스페이서 조립체의 조립 단계로서, 도 5에 도시된 바와 같은 사각형의 스페이서 홀더의 수평방향 및 수직 방향에 도 7에 도시된 바와 같은 스페이서 고정 홈(120a)이 가공된 상태에서 고종횡비 스페이서(110)를 조립한 후에 접착제로 저융점 유리 페이스트(glass paste)(도 5의 120' 참조)를 삽입하고 레이저로 용융시켜 조립하여 스페이서(110)와 스페이서 홀더(120)을 완성 시킨다. 이와 같이 완성된 것이 도 5에 도시된 바와 같은 일체형 스페이서 조립체이다. 실제로 조립된 모습이 도 8 및 도 9에 부분적으로 나타나 있다.Next, as a step of assembling the integrated spacer assembly which is a feature of the present invention, the spacer fixing groove 120a as shown in FIG. 7 is machined in the horizontal and vertical directions of the rectangular spacer holder as shown in FIG. After assembling the high aspect ratio spacer 110, a low melting glass paste (120 ′ in FIG. 5) is inserted with an adhesive and melted with a laser to assemble the spacer 110 and the spacer holder 120. Complete Completed in this manner is an integrated spacer assembly as shown in FIG. 5. The actual assembly is shown in part in FIGS. 8 and 9.

다음에, 음극판(100) 또는 양극판(111) 상에 앞서 완성된 일체형 스페이서 조립체를 정렬시킨다. 이 때 일체형 스페이서 조립체의 스페이서 홀더(120)에 형성된 다수의 관통 구멍(도 5의 121 참조)들에 저융점 유리 페이스트를 삽입하고 음극판(100) 또는 양극판(111)을 320℃∼350℃의 기본(base) 온도로 가열함과 동시에 레이저를 사용하여 저융점 유리 페이스트를 용융 소성시킨다.Next, the previously completed integrated spacer assembly is aligned on the negative electrode plate 100 or the positive electrode plate 111. At this time, the low melting point glass paste is inserted into a plurality of through holes (see 121 of FIG. 5) formed in the spacer holder 120 of the integrated spacer assembly, and the cathode plate 100 or the anode plate 111 is formed at 320 ° C. to 350 ° C. The low melting glass paste is melt baked using a laser while heating to the base temperature.

다음에, 도 3에 도시된 바와 같이, 음극판(100)과 양극판(111) 사이의 외각에 저융점 유리(117)가 사전에 열용융된 측면 유리 막대(side glass bar)(114)를 조립한 후에 전계방출 표시 장치의 봉착 공정 및 가열 배기 공정을 수행하여 전계방출표시 장치를 완성하게 된다. 이때 전계 방출 표시장치의 진공영역 내부에 잔류기체 흡착 물질인 게터(116)가 스트라이프형 게터 홀더(115)에 장착되어 있고 이 게터(116)는 가열배기 공정의 최종 단계에서 활성화를 시켜주게 된다.Next, as shown in FIG. 3, a side glass bar 114 in which a low melting point glass 117 is pre-heat-melted is assembled on the outer surface between the negative electrode plate 100 and the positive electrode plate 111. Subsequently, the field emission display device is completed by performing the sealing process and the heat exhaust process of the field emission display device. At this time, the getter 116, which is a residual gas adsorption material, is mounted in the stripe getter holder 115 in the vacuum area of the field emission display device, and the getter 116 is activated at the final stage of the heat exhaust process.

이상과 같이 제작된 전계방출형 표시소자를 구동시키기 위해서는 먼저 음극과 게이트 전극 간에 약 70V ∼100V 정도의 전압을 인가하고 음극(102)과 양극(anode)(112) 간에 약 3kV 정도의 전위차를 유지시키면 마이크로 팁(104)으로부터 전자들이 방출되어 진공영역을 통과하여 양극(112) 위의 형광체층(113)의 스크린에 충돌되면서 원하는 부분이 빛을 발하기 시작한다. 여기서, 음극, 게이트는 일정 간격 및 선폭을 갖는 선전극 형태로서 서로 절연체(103)를 사이에 두고 대향되어 마주보는 X-Y 매트릭스(matrix) 구조를 갖고 있으므로 선택된 영역만이 빛을 발하게 된다. 이 때 전계 방출 어레이(field emitter array)가 형성된 유리 음극판(100)과 형광체 스크린이 형성되어있는 양극판(anode plate)(111) 사이의 간격은 고정세 스페이서(110)에 의해서 일정 간격을 유지할수 있게되며, 이 때의 유지간격은 약 1㎜ 정도로 형성된다. 여기서, 마이크로 팁(104)에서 전자가 방출되기 시작하는 게이트 전극의 전압은 마이크로 팁(104)의 선단 직경이 약 ≤ 400Å 정도의 차이 및 게이트 전극에 형성되어 있는 개구부(108) 단면과 마이크로팁 선단과의 거리(약 0.5㎛)의 차이에 의해서 주로 결정되어 진다.In order to drive the field emission display device fabricated as described above, first, a voltage of about 70V to 100V is applied between the cathode and the gate electrode, and a potential difference of about 3kV is maintained between the cathode 102 and the anode 112. Then, electrons are emitted from the micro tip 104 and pass through the vacuum region to impinge on the screen of the phosphor layer 113 on the anode 112 and the desired portion begins to emit light. Here, the cathode and the gate are in the form of line electrodes having a predetermined interval and line width, and have a X-Y matrix structure facing each other with the insulator 103 interposed therebetween, so that only selected regions emit light. At this time, the distance between the glass cathode plate 100 on which the field emitter array is formed and the anode plate 111 on which the phosphor screen is formed may be maintained by the high-definition spacer 110. At this time, the holding interval is about 1 mm. Here, the voltage of the gate electrode at which electrons start to be emitted from the micro tip 104 is different from the tip diameter of the micro tip 104 by about ≤ 400 kV and the cross section of the opening 108 formed in the gate electrode and the tip of the micro tip. It is mainly determined by the difference between the distances (about 0.5 μm).

그리고 마이크로팁(104)으로부터의 전자방출에 의한 전류밀도의 균일성은 마이크로팁(104)의 선단 직경 및 게이트(107)의 개구부(108) 단면과 마이크로팁 선단과의 거리 차에 의해서 크게 좌우 되게 된다. 여기서 전자 방출 전류밀도의 균일성은 바로 양극(anode)(112) 위의 형광체(113) 스크린에서의 휘도차로서 나타나게 되므로 전자방출에 의한 전류밀도의 영역별 균일성 확보가 매우 중요한 요소로서 표시소자의 표시품질을 좌우하게 된다. 또한 표시소자의 내구성 측면에서 신뢰성을 갖는 전계방출표시소자를 제작하기 위해서는 패널 내부가 고진공이 유지됨에 따른 외압이 작용하므로 충분한 강도를 갖는 스페이서의 설치가 매우 중요하다.The uniformity of the current density due to the electron emission from the microtip 104 is greatly influenced by the tip diameter of the microtip 104 and the distance difference between the end surface of the opening 108 of the gate 107 and the tip of the microtip. . Since the uniformity of electron emission current density is represented as the difference in luminance on the screen of the phosphor 113 on the anode 112, it is very important to ensure the uniformity of the current density by electron emission in each region. Display quality will be influenced. In addition, in order to fabricate a field emission display device having reliability in terms of durability of the display device, it is very important to install a spacer having sufficient strength because an external pressure acts as a high vacuum is maintained inside the panel.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고 종횡비 스페이서와 스페이서 홀더를 일체형으로 조립한 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치는 일정한 간격으로 원통 기둥 모양의 굵은 부위를 갖는 고 종횡비의 스페이서를 스페이서 홀더와 일체형으로 결합시켜 일체형 스페이서 조립체로 만든 다음, 일체형 스페이서 조립체의 스페이서 홀더에 형성된 스페이서 홀더 고정용 관통 구멍에 저융점 유리 페이스트를 삽입하고 양극판(혹은 음극판) 상에 정렬시켜 양극판(혹은 음극판)을 320℃∼350℃의 기본(base) 온도로 가열함과 동시에 레이저를 사용하여 저융점 유리 페이스트를 용융 소성시켜 일체형 스페이서 조립체를 양극판 상에 고정시키고 나서 이 양극판과 음극판 사이의 가장자리를 저융점 유리가 사전에 열용융된측면 유리 막대(side glass bar)를 끼워서 밀봉하고 배기공정을 수행하여 전계 방출 소자를 완성한다.As described above, the field emission display device having the integrated spacer assembly in which the high aspect ratio spacer and the spacer holder are integrally assembled is integrated with the spacer holder having the high aspect ratio spacer having a thick cylindrical columnar shape at regular intervals. The low melting point glass paste is inserted into the spacer holder fixing through hole formed in the spacer holder of the integrated spacer assembly, and then aligned on the positive electrode plate (or negative electrode plate) to form the positive electrode plate (or negative electrode plate) at 320 ° C. While heating to a base temperature of 350 ° C., the low melting glass paste is melt-fired using a laser to fix the integral spacer assembly on the positive plate, and then the edge between the positive plate and the negative plate is heated in advance. Molten side glass rod bar) to seal and perform the exhaust process to complete the field emission device.

이와 같이, 본 발명에 따른 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 소자는 다음과 같은 장점을 갖는다.As such, the field emission device having the integrated spacer assembly according to the present invention has the following advantages.

1. 스페이서 홀더에 스페이서를 조립하는 방법에서 스페이서 홀더 상에 형성된 스페이서 고정 홈에 저융점 유리 페이스트를 극미량 삽입하고 레이저로 수초 내의 짧은 시간에 쉽게 용융 고정시킴으로서 매우 간단하게 스페이서 홀더에 스페이서를 조립할 수 있다. 따라서, 별도의 스페이서 고정용 접착제의 열소성을 위한 추가적인 열처리 공정 없이 종래의 4시간 걸리던 접착제의 열소성 공정을 1간 이내로 단축하여 수행할 수 있는 효과가 있다.1. In the method of assembling the spacer on the spacer holder, a very small amount of low melting glass paste is inserted into the spacer fixing groove formed on the spacer holder, and the spacer can be easily assembled to the spacer holder by easily melting and fixing in a short time in a few seconds with a laser. . Therefore, there is an effect that can be performed by shortening the thermosetting process of the adhesive, which took 4 hours in the past, within 1 hour without additional heat treatment process for the thermosetting of the adhesive for fixing the spacer.

2. FED 패널의 음극판과 양극판 조립시 스페이서와 스페이서 홀더로 구성된 일체형 스페이서 조립체를 함께 조립하고 봉착공정을 수행하므로 스페이서 탑재(spacer mounting) 공정의 자동화가 용이하다.2. When assembling the negative plate and the positive plate of the FED panel, the integrated spacer assembly composed of the spacer and the spacer holder is assembled together and the sealing process is performed to facilitate the automation of the spacer mounting process.

3. 스페이서 고정을 위한 별도의 접착제를 사용하지 않으므로서 접착제에 의한 out gassing이 없으므로 FED panel 내부의 진공도 유지가 가능하여 panel의 수명을 충분히 확보할 수 있다.3. As there is no out gassing by adhesive without using adhesive for fixing spacers, it is possible to maintain the vacuum inside the FED panel so that the life of the panel can be sufficiently secured.

Claims (19)

소정 거리 이상의 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치된 양극판 및 음극판;A positive electrode plate and a negative electrode plate disposed to face each other at regular intervals of a predetermined distance or more; 상기 음극판에 형성된 스트라이프상의 음극들;Stripe-shaped cathodes formed on the cathode plate; 상기 음극들과 상기 음극들에 의해 노출된 상기 음극판 상에 일정한 간격으로 형성된 홀들을 갖도록 적층된 절연층;An insulating layer stacked to have holes formed at regular intervals on the cathodes and the anode plate exposed by the cathodes; 상기 절연층의 홀들에 의해 노출된 음극 상에 형성된 마이크로팁들;Microtips formed on the cathode exposed by the holes of the insulating layer; 상기 절연층 상에 상기 음극들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 홀들에 대응하는 개구부를 갖도록 형성된 게이트들;Gates formed on the insulating layer to have openings corresponding to the holes on a stripe in a direction crossing the cathodes; 상기 양극판 상에 상기 음극과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 형성된 양극들;Positive electrodes formed on the positive electrode plate in a stripe direction in parallel with the negative electrode; 상기 양극들 상에 도포된 형광체층; 및A phosphor layer coated on the anodes; And 상기 양극판과 음극판 사이의 사방 가장자리를 밀봉하는 측면 막대;를 구비하고, 상기 양극판 및 음극판의 간격에 따라 상기 마이크로팁들에서 전자를 방출할 수 있도록 하는 강전계를 인가하여 구동하는 전계 방출 표시소자에 있어서,And a side bar sealing four edges between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and applied to a field emission display device driven by applying a strong electric field that emits electrons from the microtips according to a distance between the positive electrode plate and the negative electrode plate. In 상기 양극판과 음극판 사이의 간격을 유지하기 위한 소정값 이상의 종횡비를 갖는 고 종횡비 스페이서들; 및 상기 스페이서들이 끼워져 고정되는 홈들 및 상기 기판에 고정하기 위한 관통 구멍들이 형성된 스페이서 홀더;가 일체형으로 조립된 일체형 스페이서 조립체;가 구비되고,High aspect ratio spacers having an aspect ratio of a predetermined value or more for maintaining a gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And a spacer holder having grooves into which the spacers are inserted and fixed and through holes for fixing to the substrate; an integrated spacer assembly in which the spacers are integrally assembled. 상기 일체형 스페이서 조립체는 상기 스페이서 홀더가 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 마이크로팁들이 배치된 활용 영역 외측 사이의 상기 양극판 상에 상기 관통 구멍들에 채워진 유리 페이스트에 의해 상기 양극판에 고정됨으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.The one-piece spacer assembly is secured to the positive electrode plate by means of a glass paste filled in the through-holes on the positive electrode plate between the outer side of the utilization region where the microtips are disposed inside the side bar between the positive electrode plate and the negative electrode plate. A field emission display having an integrated spacer assembly characterized in that it is fixed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양극판, 음극판 및 측면 프레임은 각각 유리로 형성되고, 상기 유리 프레임의 상하부에 도포된 프릿 분말에 의해 상기 음극판 및 양극판의 가장자리가 용융접합되어 밀봉되는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.The positive electrode plate, the negative electrode plate and the side frame are each formed of glass, and the edges of the negative electrode plate and the positive electrode plate are melt-bonded and sealed by frit powder applied to upper and lower portions of the glass frame. Device. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 음극판 및 양극판을 1mm 이상의 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And the cathode and anode plates are formed to have a spacing of 1 mm or more. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고 종횡비 스페이서들의 종횡비는 높이:폭이 10:1 이상인 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And the aspect ratio of the high aspect ratio spacers is a height: width of 10: 1 or more. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고 종횡비 스페이서들은 상기 양극들이 형성되지 않은 블랙 매트릭스 영역 상에 상기 양극들과 나란한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And the high aspect ratio spacers are disposed in parallel with the anodes on a black matrix region where the anodes are not formed. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 고 종횡비 스페이서들은 상기 게이트들이 형성되지 않은 절연층 상에 상기 게이트들과 나란한 방향으로 더 배치된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And the high aspect ratio spacers are further disposed in parallel with the gates on an insulating layer on which the gates are not formed. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고 종횡비 스페이서들은 일정한 간격으로 상기 고 종횡비 스페이서의 두께 보다 굵은 원통 기둥 모양의 굵은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And the high aspect ratio spacers have a cylindrical columnar thick portion thicker than the thickness of the high aspect ratio spacers at regular intervals. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고 종횡비 스페이서들은 일정한 간격으로 높이 방향으로 요철부를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And the high aspect ratio spacers are formed to have recesses and protrusions in a height direction at regular intervals. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고 종횡비 스페이서들의 측면에는 전하가 축적되는 것을 방지하기 위한 금속 배선이 더 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And sidewalls of the high aspect ratio spacers further comprising metal wires for preventing charge from accumulating therein. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 스페이서 홀더외측 사이의 상기 양극판 혹은 음극판 상에 스트라이프 형태의 게터;가 더 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치.And a stripe-type getter formed on the positive electrode plate or the negative electrode plate between the outer side of the spacer holder inside the side bar between the positive electrode plate and the negative electrode plate. 소정 거리 이상의 일정한 간격으로 서로 대향되게 배치된 양극판 및 음극판;A positive electrode plate and a negative electrode plate disposed to face each other at regular intervals of a predetermined distance or more; 상기 음극판에 형성된 스트라이프상의 음극들;Stripe-shaped cathodes formed on the cathode plate; 상기 음극들과 상기 음극들에 의해 노출된 상기 음극판 상에 일정한 간격으로 형성된 홀들을 갖도록 적층된 절연층;An insulating layer stacked to have holes formed at regular intervals on the cathodes and the anode plate exposed by the cathodes; 상기 절연층의 홀들에 의해 노출된 음극 상에 형성된 마이크로팁들;Microtips formed on the cathode exposed by the holes of the insulating layer; 상기 절연층 상에 상기 음극들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 홀들에 대응하는 개구부를 갖도록 형성된 게이트들;Gates formed on the insulating layer to have openings corresponding to the holes on a stripe in a direction crossing the cathodes; 상기 양극판 상에 상기 음극과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 형성된 양극들;Positive electrodes formed on the positive electrode plate in a stripe direction in parallel with the negative electrode; 상기 양극들 상에 도포된 형광체층들;Phosphor layers coated on the anodes; 상기 양극판과 음극판 사이의 사방 가장자리를 밀봉하는 측면 막대; 및Side bars for sealing the four edges between the positive and negative plates; And 상기 양극판과 음극판 사이의 간격을 유지하기 위한 소정값 이상의 종횡비를 갖는 고 종횡비 스페이서들; 및 상기 스페이서들이 끼워져 고정되는 홈들 및 상기 기판에 고정하기 위한 관통 구멍들이 형성된 스페이서 홀더;가 일체형으로 조립된 일체형 스페이서 조립체;가 구비된 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법에 있어서,High aspect ratio spacers having an aspect ratio of a predetermined value or more for maintaining a gap between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And a spacer holder having grooves into which the spacers are inserted and fixed and through holes for fixing to the substrate; an integrated spacer assembly in which the spacers are integrally assembled. 상기 음극판 상에 상기 음극들, 절연층, 마이크로팁들 및 게이트들을 형성하는 단계;Forming the cathodes, the insulating layer, the microtips and the gates on the cathode plate; 상기 양극판 상에 상기 양극들 및 형광체층들을 형성하는 단계;Forming the anodes and the phosphor layers on the anode plate; 상기 일체형 스페이서 조립체를 형성하는 단계;Forming the unitary spacer assembly; 상기 일체형 스페이서 조립체를 상기 스페이서 홀더가 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 마이크로팁들이 배치된 활용 영역 외측 사이의 상기 양극판 상에 위치하도록 정렬시키고, 이 양극판을 320℃내지 350℃로 가열함과 동시에 상기 관통 구멍에 삽입된 상기 저융점 글래스 페이스트를 레이저로 용융 소성하여 상기 일체형 스페이서 조립체를 상기 양극판 상에 고정시키는 단계; 및The integrated spacer assembly is aligned such that the spacer holder is positioned on the positive electrode plate between the outer side of the utilization area where the microtips are disposed inside the side bar between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and heat the positive electrode plate to 320 ° C. to 350 ° C. Simultaneously melting and firing the low melting glass paste inserted into the through hole with a laser to fix the integrated spacer assembly on the positive electrode plate; And 상기 일체형 스페이서 조립체가 고정된 양극판을 상기 음극판과 맞대어 상기 측면 막대를 이용하여 밀봉하는 단계;를Sealing the positive electrode plate to which the integrated spacer assembly is fixed by using the side bar against the negative electrode plate; 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.And a field emission display device having an integrated spacer assembly. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 일체형 스페이서 조립체를 형성하는 단계는,Forming the unitary spacer assembly comprises: 상기 고 종횡비 스페이서들을 수평방향의 스페이서들과 수직방향의 스페이서들로 나누어 제작하는 단계;Dividing the high aspect ratio spacers into horizontal spacers and vertical spacers; 서로 대향하는 1쌍의 제1막대 상에 수평방향의 스페이서를 고정하기 위한 홈들 및 관통 구멍을 형성하는 단계;Forming grooves and through holes for fixing the spacer in the horizontal direction on the pair of first bars facing each other; 서로 대향하는 1쌍의 제2막대 상에 수직방향의 스페이서를 고정하기 위한 홈들 및 관통구멍을 형성하는 단계; 및Forming grooves and through holes for fixing the spacers in the vertical direction on the pair of second bars opposed to each other; And 상기 제1막대 및 제2막대를 4각형 모양으로 배치하고, 상기 제1막대 및 제2막대들에 형성된 홈들에 상기 수평방향의 스페이서들 및 수직방향의 스페이서들을 끼우고 저융점 글래스 페이스트를 삽입하여 레이저로 용융 소성 하는 단계;를The first and second bars are arranged in a quadrangular shape, the horizontal spacers and the vertical spacers are inserted into grooves formed in the first and second bars, and a low melting glass paste is inserted. Melt firing with a laser; 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.And a field emission display device having an integrated spacer assembly. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 일체형 스페이서 조립체는 상기 음극판에 고정시키는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.And manufacturing the integrated spacer assembly to the negative electrode plate. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 음극판 및 양극판을 1mm 이상의 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.The cathode and anode plates are formed to have a gap of 1mm or more, the manufacturing method of the field emission display device having an integrated spacer assembly. 제11항 또는 제12항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, wherein 상기 고 종횡비 스페이서들의 종횡비는 높이:폭이 10:1 이상인 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.The aspect ratio of the high aspect ratio spacer is a height: width of 10: 1 or more method of manufacturing a field emission display having an integrated spacer assembly. 제11항 또는 제12항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, wherein 상기 고 종횡비 스페이서들은 일정한 간격으로 상기 고 종횡비 스페이서의 두께 보다 굵은 원통 기둥 모양의 굵은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.And the high aspect ratio spacers have a cylindrical columnar thick portion that is thicker than the thickness of the high aspect ratio spacers at regular intervals. 제11항 또는 제12항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, wherein 상기 고 종횡비 스페이서들은 일정한 간격으로 높이 방향으로 요철부를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.And the high aspect ratio spacers are formed to have concave-convex portions in a height direction at regular intervals. 제11항 또는 제12항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, wherein 상기 고 종횡비 스페이서들의 측면에는 전하가 축적되는 것을 방지하기 위한 금속 배선을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.And forming metal wirings on the side surfaces of the high aspect ratio spacers to prevent charge from accumulating therein. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 양극판과 음극판 사이의 상기 측면 막대 내측에서 상기 스페이서 홀더외측 사이의 상기 양극판 혹은 음극판 상에 스트라이프 형태의 게터를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 스페이서 조립체를 갖는 전계 방출 표시장치의 제작 방법.Forming a getter in the form of a stripe on the positive electrode plate or the negative electrode plate between the outer side of the spacer holder inside the side bar between the positive electrode plate and the negative electrode plate; How to make.
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KR101009978B1 (en) * 2004-01-30 2011-01-21 삼성에스디아이 주식회사 Field emission display device and manufacturing method thereof
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