KR0148284B1 - 화상표시 패널용 기밀용기 및 화상표시 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

목적: 용이하게 고정밀도의 갭을 확보하여 진공용기 구조의 표시패널용 기밀용기를 제조할 수 있게 함과 동시에 진공기밀 리크 발생을 해소하고, 또한 표시에어리어의 협역화도 생기지 않게 한다.

구성: 표면에 형광물질(25)을 부착시켜서 표시패턴을 형성한 양극기판(23)과, 표면에 전자방출원을 형성한 음극기판(21)을 프리트유리(31)로 봉착하여 기밀용기 구조로 한 표시패널용 기밀용기에 있어서, 프리트유리(31)에 의한 봉착부위내에 있어서, 프리트유리 봉착온도에서 용융 혹은 실용상 연화가 생기지 않는 입상체(30) 또는 봉상체가 배치되게 한다. 또, 양극기판과 음극기판의 틈새(갭)부분의 표시범위내가 되는 소요위치에 봉착온도에서 연화하여 고정되는 스페이서(32)를 배치한다.

Description

화상표시 패널용 기밀용기 및 화상표시 패널 및 그 제조방법

제 1도는 본 발명의 표시패널의 제 1실시예의 단면구조 설명도.

제 2도는 본 발명의 표시패널의 표시 1부를 단면으로 한 제 1실시예의 평면구조 설명도.

제 3도는 본 발명의 표시패널의 제 1실시예의 사시도.

제 4도는 FEC블록 설명도.

제 5도는 FED패널 설명도.

제 6도는 본 발명의 표시패널의 제 2실시예의 단면구조 설명도.

제 7도는 본 발명의 표시패널의 제 2실시예의 평면구조 설명도.

제 8도는 형광표시패널의 단면구조 설명도.

제 9도는 FED패널의 종래의 제조방식 설명도.

제10도는 FEC패널의 종래의 제조방식 설명도.

제11도는 본 발명의 1 실시예인 화상표시장치 단면도.

제12도는 본 발명의 1 실시예를 나타내는 제조공정도.

제13도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 제조공정도.

제14도는 지주의 파괴강도의 측정결과도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21,23 : 기판 22 : 구멍

24 : 애노드 전극 25 : 형광체

30 : 유리비즈 2,100,132 : 양극기판

4,102 : 형광체층 6,125 : 파이버재로서의 유리파이버

7 : 유지기판으로서의 유리기판 103 : 표시부

104 : 음극기판 105 : 전계방출형 음극

113 : 자성체로서의 Ni 114 : 자석으로서의 페이스트

126 : 위치결정수단 128 : 개구부

[산업상의 이용분야]

본 발명은 양극기판과 음극기판을 프리트유리를 주성분으로 하는 실재로 봉착 (封着)하여 기밀용기구조로 한 표시패널용 기밀용기 및 전계방출형 음극을 전자원으로 하는 화상표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

표시패널로서 상하기판을 봉착하여 기밀용기 구조로 하여 형성한 것으로서, 형광 표시패널이 알려져 있다.

이 형광표시패널은 상하 기판이 2매의 판유리를 대향시켜서 그 대항상태의 틈새부분에 있어서의 주위연부에 유리각봉 (角棒)을 측판으로 하여 틀형상으로 배치하고 저융점 유리로 되는 프리트유리를 주성분으로 하는 실재에 의해 용착하고 기밀용기 구조로 하고 있다.

이 구조를 제8도에 간단한 도시한다. 40은 양극기판, 41은 커버유리이고, 이것이 상하 기판이 된다. 기판두께는 대기압에 견디기 위하여 패케이지의 사이즈에 따라 1.3∼3.5mm가 사용되고 있다. 특히 그래픽타입의 형광표시패널의 경우, 표시영역내에 스페이서 형성이 어려운 것에는 기판두께 5mm정도의 것이 사용되고 있다.

양극기판(40) 내면에는 형광체에 의해 표시패턴(42)이 형성되어 있다. 43은 그리드 전극, 44는 필라멘트형상 음극 (이후 필라멘트라 함)을 표시한다.

그리드전극(43), 필라멘트(44)가 배치되어 있는 양극기판(40)과 커버유리(41)의 틈새부는 진공봉입되게 되는데, 이 때문에 형광체에 의한 패터닝으로 표시패널(42)을 형성한 양극기판(40)상에 그리드전극(43), 필라멘트(44)가 배치된 후, 양극기판(40) 연부에 도시하는 바와같은 측판유리(45)를 배치하여 커버유리(41)에 의해 봉착하게 된다.

이 봉착을 위하여 측판유리(45) 상하부에는 저융점의 실재 (분말유리)를 기재시켜 이 상태의 약 500℃로 가열한다. 그러면 실재가 용융함으로써 양극기판(40)과 커버유리(41)가 밀봉용기상으로 고정되고, 그후 배기를 행하여 진공용기로 하고 있다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그런데, FED(필드 에미션 디스플레이 : Field Emission Display)로서 알려져 있는 종류의 표시패널의 경우, 애노드 캐소드 사이의 갭은 가령 200μm 정도 등의 매우 좁은 것이 된다.

이때, 제 9도와 같이 상기 형광표시패널과 같이 틀형상의 측판유리(55)를 실재(56)로 용착함으로써 상하의 기판(50, 51)을 밀봉용기로 하고자 하면, 갭폭을 결정하게 되는 측판유리로서는 가령 180μm 정도의 두께로 형성하지 않으면 안된다. 그러나 이것은 실제로는 매우 곤란하여 실용적 수단으로는 되지 못한다.

그리고 실재층도 얇게 하지 않으면 안되고, 프리트유리층에 기포가 발생할 경우, 진공기밀 리크가 생기기 쉬운 것이 되기도 한다.

이 대책으로는 가령 제10도와 같이 실재층(56) 내주측에 측판유리(55)를 배치하는 것이 고려될 수 있다. 그러나 이와같은 방법으로는 측판유리(55)를 배치시키는 부위가 표시 에어리어로 사용될 수 없고, 에어리어가 좁아져 버린다는 문제가 생겨 버린다.

또, 대기압에 대하여 내성을 갖게 하는데는 기판(50, 51)으로서 두꺼운 것을 사용하여도 좋으나 가령 5mm 정도의 두께의 기판을 사용하면 액정표시패널 등의 다른 종류의 표시패널과 비교하여 중량적으로는 상당히 무거워져 버리는 문제가 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 이와같은 문제점을 감안하여 용이하게 고정밀도의 갭을 확보하여 진공 용기 구조의 표시패널용 기밀용기를 제조할 수 있도록 함과 동시에, 또한 표시 에어리어의 협역화 (狹域化)도 생기지 않게 하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 양극기판과 음극기판을 프리트유리를 주성분으로 하는 실재로 봉착하여 기밀용기 구조로 한 표시패널용 기밀용기에 있어서, 실재에 의한 봉착부위내에 있어서 봉착온도로는 용융 또는 실용상의 연화가 생기지 않는 입상체 혹은 봉상체가 배치되도록 한다.

또, 양극기판과 음극기판의 틈새 (갭) 부분의 표시범위내에서 표시의 방해가 되지 않는 소요위치에 봉착온도로 연화하여 고정되는 스페이서가 배치되어 있게 한다.

[작용]

유리비즈와 같은 입상체나 유리파이버와 같은 봉상체에서는 가령 직경 180μm정도의 것이라도 정밀도 좋게 용이하게 제조될 수 있다. 그래서, 이들 입상체 혹은 봉상체를 프리트유리내에 혼입함으로써 표시 에어리어의 협역화도 생기지 않은 채 상하 기판의 갭을 얻기 위한 스페이서로서 가능하게 한다.

또, 이와 같은 구성에 덧붙여, 표시범위내의 소요위치에 있어서 상하기관 사이에서 지주가 되는 스페이서를 배치함으로써 1mm 정도 두께의 기판을 사용한 진공용기를 형성할 수 있다.

또, 종래의 진공용기를 이용한 전계방출형 음극을 전자원으로 한 화상표시패널 (이하 FED라 함)에서는 표시부가 형성되는 양극기판과 음극이 형성되는 음극기판과의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 이하 (1), (2)에 예시하는 여러 방법으로 양기판 사이에 지주가 설치되어 있다.

(1) 프리트유리를 적층하는 방법.

이 방법은 프리트유리를 포함한 페이스트의 스크린인쇄와 소성을 반복하면서 적층한 프리트유리로 되는 지주를 형성해가는 방법이다. 또는 복수층의 페이스트를 인쇄해 두고 모아서 소성하여도 좋다. 또는 감광성 유리 페이스트를 인쇄하고 포토리소 (photo litho)법으로 소정형상으로 하여 최후에 소성하여 형성하는 방법도 있다.

(2) 감광성 수지를 사용하는 방법

폴리이미드 등의 내열성 감광성 수지를 기판에 스프레이 등으로 피착시켜 마스크 노광한 후 현상처리하여 소망하는 형상의 지주를 얻는다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 이들 방법에는 CRT와 같은 해상도(解像度)의 그래픽 표시를 FED로 얻고자 할 경우, 몇몇 문제점이 있다.

우선 문제점을 지적하기 전에 지주에 요구되는 일반적 조건으로는 다음의 a ∼c를 들 수 있다.

a. 배기효율을 되도록 저하시킨다.

b. 잔류가스가 적다.

c. FED 표시부에 설치되는 RGB의 형광체층 피치를 가령 0.36mm로 설정할 경우는 형광체층의 폭을 각각 100μm로 하면 지주가 될 수 있는 한 표시의 방해가 되지 않게 하기 위하여 지주가 기판에 접촉하는 면은 폭이 50μm이하인 것이 요구된다.

그러나, 음극과 양극 사이의 내전압성능이나 음극전자의 확대조건 등을 생각하면 지주 높이는 0.1mm에서 0.3mm정도는 필요하다. 또, 배열설치위치는 화소사이에 한정된다.

상기 방법(1)의 문제점은, 유리프리트를 스크린인쇄하여도 일회에 수십 μm의 높이밖에 얻어지지 않는 점에 있다. 즉, 지주에 필요한 높이를 얻을려면 몇번이고 적층하지 않으면 안된다. 또, 폭에 대하여 높이가 큰 형상은 프리트의 적층에 의해 형성하기가 곤란하다. 또 프리트를 적층하는 방법에서는 소망하는 형상이 얻기 어렵고 위치정밀도도 불충분하다.

또한, 소성할 필요가 있기 때문에 지주상면에 처짐이 생기고 높이를 균일하게 하기가 곤란하였다. 그 때문에 지주 가운데는 지지체로서의 역할을 하지 않는 것이 생겨 내압이 저하되는 문제가 있었다.

또, 소성에 있어서 유리프리트중의 비클이 가스가 되어 방출되므로 지주표면에 요철이 남는다. 이 요철에 잔류가스가 부착되기 쉽다.

또, 상기 방법(2)에서는 광원이 없는 것을 사용했다 하더라도 막두께가 1회 100μm 정도이므로 필요한 지주높이가 2 이상이면 적층하지 않으면 지주높이를 얻을 수 없다.

또, 유리재료를 사용하고 있으므로 가스방출의 문제가 있다. 이 밖에 (1), (2)에 있어서, 감광성 유리 페이스트, 감광성 수지를 지주재료로 할 경우는 기판상에 지주를 형성한 후, 형광체층을 형성하지 않으면 안되어 형광체층의 도포구분, 형성작업이 곤란하였다.

본 발명은 상기 종래예의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, FED의 화소간의 영역에 높이가 균일하고 잔류가스가 적은 지주를 배열설치함으로 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

청구항 4에 기재된 FED 는 형광체층을 갖는 표시부를 구비한 양극기판과, 양극기판 표시부와 대면하는 내면측에 전계방출형 전자원을 구비한 음극기판이 소정간격을 두고 외주부에서 실재에 의해 봉지 (封止)되어 이루는 화상표시장치에 있어서, 상기 표시부가 설치되어 있지 않는 상기 양극기판 내면과 상기 음극기판 사이에 유리섬유(glass fiber)재로 이루어진 지주부재의 단면을 상기 양 기판에 고착시켜 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 5에 기재된 FED제조방법은 유리섬유재로 소정길이의 지주부재를 형성하는 공정과, 상기 지지부재 일단에 자성체를 설치하는 공정과 소정위치에 자석이 설치된 유지기판에 상기 지주부재를 유지시키는 공정과, 표시부가 형성된 양극기판 또는 전계방출형 음극이 형성된 음극기판 한쪽에 상기 지주부재 타단을 위치결정하여 고정하는 공정과 상기 양극기판 또는 상기 음극기판 다른쪽에 상기 지주부재 일단을 위치결정하여 고정하는 공정과, 상기 양극기판과 상기 음극기판을 실재로 봉지하여 내부를 배기하는 공정을 가지고 있다.

청구항 6에 기재된 FED의 제조방법은 개구부와 그 개구부에 연통하는 흡인수단을 구비한 위치결정수단에 의해 유리섬유재로 이루어진 지주부재를 흡인하고 지주부재 일단을 흡인력으로 상기 개구부에 위치결정 유지시키는 공정과, 표시부가 형성된 양극기판 또는 전계방출형 전자원이 형성된 음극기판 한쪽에 상기 위치결정수단으로 유지된 상기 지주부재 타단을 위치결정하여 고정하는 공정과 상기 양극기판 또는 상기 음극기판 다른쪽에 상기 위치결정수단에 의한 유지가 해제된 상기 지주부재 일단을 위치결정하여 고정하는 공정과, 상기 양극기판과 상기 음극기판을 실재로 밀봉하여 내부를 배기하는 공정을 가지고 있다.

[작용]

지주부재는 봉상체로 이루어지기 때문에 절단 등의 수법에 의해 균일한 높이로, 또한 폭에 대하여 높이가 큰 지주를 얻을 수 있고, 표시방해되지 않고 양극기판과 음극기판의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 또, 그 표면은 비교적 평활하기 때문에 제조공정중에 가스가 부착되는 일은 드물다.

[실시예]

이하, 제 1도∼제 5도에 의해 본 발명의 제 1실시예로서의 FED 패널을 설명한다.

금속 또는 반도체 표면의 인가전계를 10⁹[v/m] 정도로 하면 터널효과에 의해 전자가 장벽을 통과하여 상온에서도 진공중에 전자방출이 행해진다. 이것을 전계방출 (Field Emission)이라고 하며, 이와 같은 원리로 전자를 방출하는 캐소드를 전계방출형 캐소드라 부르고 있다.

근년, 반도체 가공기술을 구사하여 미크론사이즈의 전계방출형 캐소드 (이하 FEC라 함) 어레이로 되는 면방출형 FEC를 만들기가 가능하게 되어 있다.

제 4도(a), (b)에 그 일례인 스핀트(Spindt)형이라 불리우는 FEC를 도시한다.

이 제 4도(a) 는 반도체 가공기술을 이용하여 작성한 FEC의 사시도이고, 제 4도(b)는 제 4(a)에 도시하는 A-A 선으로 절단한 FEC의 단면을 나타낸다.

이들 도면에 있어서, 기판상에 알루미늄 등의 금속으로 형성된 캐소드 전극이 설치되어 있고 이 캐소드 전극상에 콘상의 에미터가 형성되어 있다. 캐소드 전극상에는 또한 SiO₂막을 통하여 게이트 전극이 설치되어 있고 게이트 전극에 뚫린 구멍안에 상기 에미터가 위치하도록 하고 있다.

즉, 이 콘상의 에미터 선단부분이 게이트 전극에 뚫린 구멍에서 내다보고 있다.

이 콘상의 에미터간의 피치는 10미크론 이하로 할 수 있기 때문에 수만에서 수십만개의 FEC를 1매의 기판상에 설치할 수 있다.

그리고, 게이트 전극과 에이터의 콘선단과의 거리를 서브미크론으로 할 수 있으므로 게이트 전극과 캐소드 전극 사이에 경우 수 10볼트의 전압을 인가함으로써 전자를 에미터에서 전계방출할 수 있다.

그리고 이 FEC는 도시한 바와같이 평면상으로 되어 있으므로 면방출형 전계방출 캐소드로 할 수 있고, 이와 같은 면방출형 전계방출 캐소드를 이용하여 전계방출형 디스플레이(FED)를 구축할 수 있다.

제 5도는 이와 같이 FED 의 구성을 도시하는 도면이고, 이 FED에 있어서 21은 제1기판을 나타내고, 이 제 1기판(1)상에 스트라이프상으로 형성된 y₁∼y_n은 Y전극으로서의 캐소드 전극을 도시하고 있다. 이 캐소드 전극 (y₁∼y_n)에 대해서는 드라이브 펄스가 공급되는 캐소드 단자 (C₁∼C_n)가 접속되어 있다.

또, x₁∼x_m은 X 전극으로서의 게이트 전극을 표시하고, 캐소드 전극(y₁∼y_n)상에 절연체를 통하여 캐소드 전극(y₁∼y_n)과 직교하도록 스트라이프상으로 형성되어 있다. 그리고, 게이트 전극(x₁∼x_m)에는 드라이브 펄스가 공급되는 게이트 단자(G₁∼G_m)가 접속된다. 이와 같이 캐소드 전극 (Y 전극; y₁∼y_n)과 게이트 전극(X전극; x₁∼x_m)은 매트릭스상으로 배치되어 있다.

22는 게이트 전극(x₁∼x_m)에 형성되어 있는 다수의 구멍을 나타내고, 캐소드 전극(y₁∼y_n)상에 형성된 콘상의 에미터(제 4도 참조)에서 전계방출되는 전자를 방출하기 위하여 형성되는 것이다. 그리고 게이트 전극 (x₁∼x_m)과 캐소드 전극(y₁∼y_n)의 교차점위치에 형성되는 1군의 구멍(22)과 거기에 대응하는 각 에미터에 의해 하나의 FEC 블록이 형성되고, 즉 매트릭스 교차점이 되는 하나의 FEC 블록이 표시되는 화상의 1 화소에 상당하게 된다.

또, 23은 제1기판(21)에 대향하여 배열설치되는 제2기판을 표시하고 있다.

그리고, 이 제2기판(23)에 형성되는 24, 24…은 애노드 전극이고 도면과 같이 게이트 전극(x₁…x_m)의 위치에 대응하여 스트라이프상으로 배치되어 있다.

또, 각 애노드 전극(24)에는 애노드 인출전극(A)이 접속되어 있다. 25는 형광체로서 애노드 전극(24)에 있어서 게이트 전극(x₁…x_m)과 향하는 쪽의 면에 설치되고, 전자가 출돌함으로써 여기된다.

그리고 이들 각 부분은 밀봉용기로서 진공봉입되어 표시패널로서 구성된다.

이 FED에 의해 화상표시를 행할 때는 제 2의 기판(23)에 형성된 애노드 전극(24)에는 각각 애노드 인출전극(A)에 의해 거의 일정한 애노드 전극이 공급되고 있다.

한편 캐소드 전극(Y 전극; y₁∼y_n)은 각 캐소드 단자(C₁∼C_n)에 주사펄스가 공급되어 주사됨으로써 각 스트라이프상의 캐소드 전극이 순차 선택되어 구동된다.

이때, 게이트 단자(G₁∼G_m)에는 주사되는 타이밍에 응하여 화상신호의 데이타에 응한 전압을 인가한다.

이에 따라 애노드전극(24)에 설치된 형광체(25)의 화소가 주사된 캐소드 전극(y₁∼y_n)에서 방출된 전자에 의해 여기되고, 이 화소는 게이트 단자(G₁∼G_m)에 인가된 전압에 응하여 발광 제어되게 되고 이와 같이 하여 화상의 1 화면이 표시된다.

이와 같은 FED를 구성하기 위하여 본 실시예에서는 제 1도, 제 2도에 도시한 바와 같은 스페이서 및 봉착수단을 강구하고 있다. 제 1도는 FED일부의 단면도, 제 2도는 캐소드 전극(y₁∼y_n) 및 게이트 전극(x₁∼x_m)이 배치된 제 1기판(21)을 평면방향에서 본 상태를 모식적으로 나타내는 것이다.

FED의 애노드 캐소드간의 갭은 제 1도에 도시한 바와 같이 가령 200μm로 설정된다.

이 갭을 정밀도 좋게 유지하면서 용이하게 FED제조를 행하기 위하여 본 실시예에서는 제 1기판(21)과 제 2기판(23)을 봉착함에 있어서, 제 1도에 도시하는 바와 같이 실재(31)의 층에 입상물질로서 가령 직경 200μm정도의 유리비즈(30)를 혼입하고 있다. 유리비즈(30)는 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)보다 높은 융점이 되고, 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)의 봉착온도로는 용융 혹은 실용상 연화가 생기지 않는 것이다.

또, 32는 높이가 205∼210μm정도로 된 유리파이버에 의한 스페이서를 나타내고 제 2기판(23)에서 패터닝된 형광체의 틈새부분에 상당하는 위치에 있어서, 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)층을 통하여 제1 및 제 2기판 사이에 배치된다.

스페이서(32)의 배치위치는 평면적으로는 제 2도에 도시한 바와 같이 각부에 대하여 실제사이즈나 배치피치를 무시하여 모식적으로 나타낸 도면이고, 스페이서(32)의 배치 위치가 반드시 이와 같이 되는 것은 아니다. 실제로는 평면방향으로는 약 2mm 정도의 피치로 스페이서(32)가 배치되게 된다. 이 스페이서(32)는 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)의 봉착온도에서는 연화되는 것이 된다.

패널을 형성할 때는 소정위치에 스페이서(32)를 배치함과 동시에 제1 및 제 2기판 (21, 23) 주위부에 유리비즈(30)를 혼입한 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)층을 형성하여 제 1도의 상태로 한다.

그리고, 이 상태로 약 500℃ 정도로 가열한다. 그리하면 주위부의 프리트 유리를 주성분으로 하는 실재(31)가 용융하여 기판(21, 23)이 봉착되고, 제 3도에 도시하는 바와 같이 FED패널이 형성되게 된다. 이 때, 유리비즈(30)는 용융되지 않으므로 유리비즈(30)에 의해 기판(21, 23)의 갭이 정밀도 좋게 결정되게 된다.

또, 이 실시예에서는 측판유리를 배치하는 것은 불필요하므로 공정의 수가 삭감되는 이점이 생긴다.

또한 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)의 층은 평면방향으로는 제 2도에 도시하는 바와 같이 틀상으로 형성되고, 또, 그 폭(W)은 2.5∼3mm정도로 된다고 하면 유리비즈(30)의 혼입에 의해 기밀성이 손상되는 일은 없다.

또, 표시범위가 되는 영역에는 소정피치로 스페이서(32)가 배치되어 있고, 이것도 가열시에 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)가 용융함으로써 기판(21,23) 사이에 고정된다. 단, 이때 스페이서(32) 자체도 연화되므로 스페이서(32) 높이를 유리비즈(30) 직경보다 5∼10μm 크게 설정해둠으로써 스페이서(32)가 연화에 따라 압축되고, 따라서 유리비즈(30)에 의해 설정되는 갭정밀도에 영향을 주지 않는다.

또한 균일하게 대기압을 지지하기가 가능해진다. 즉, 각 스페이서(32)는 높이에 다소 편차가 있어도 문제는 없다. 가령 ±3% 정도의 편차는 허용된다.

이와 같이 봉입된 후는 배기처리가 이루어져 진공용기의 FED패널로 되나 진공상태에 있어서, 각 스페이서(32)가 대기압을 균일하게 지지할 수 있다. 그리고, 이에 따라 기판(21, 23)으로서도 두께 1mm정도의 얇은 것을 사용할 수 있고 표시패널의 소형경량화도 촉진된다.

또, 스페이서(32)는 표시영역내에 배치되는 것이기 때문에 당연히 표시영역을 축소시키는 원인은 되지 않는다.

제 6도, 제 7도는 본 발명의 제 2실시예를 나타내는 것이다.

이 경우, FEC 패널로서의 구성은 거의 같으나 상기 실시예에 있어서 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)내에 유리비즈(33)를 혼입시킨 것을 바꾸어 제 6도, 제 7도에 도시한 바와같이 실재(31)층에 있어, 소정길이로 절단한 유리파이버(33)를 소요본수만큼 패널주위부에 첨가토록한 것이다.

즉, 도시한 바와같이 유리파이버(33)를 프리트유리를 주성분으로 하는 실재(31)층에 배치한 상태로 가열함으로써 실재(31)가 용융하여 기판(21, 23)이 고정되나 이때 기판 (21, 23) 사이의 갭은 가열시에 용융하지 않는 유리파이버(33)의 지름에 따라 결정된다.

이 실시예에 의해서도 상기 실시예와 같은 효과가 얻어지게 된다.

또, 스페이서(32)의 재료로서 석영 등의 봉착온도로 연화되지 않은 재료를 사용하여 실재(31) 두께를 5∼10μm로 두껍게 하기도 가능하다. 단, 이 경우는 스페이서(32) 높이의 편차에 의해 프리트유리(31)가 찌부러져 형광체 패턴에 걸려버릴 가능성이 있어 고정세(高精細)한 표시패널에는 적절치 않다.

다음에 제 11도∼제 13도에 의해 청구항 4∼6 항에 기재된 표시패널 및 그 제조방법의 실시예를 설명한다.

제 11도는 본 발명의 1 실시예인 화상표시패널 단면도이다.

투광성과 절연성을 갖는 양극기판(100) 내면에는 투광성의 양극도체(101)가 소정패턴으로 배열설치되어 있다. 이 양극도체(101)에는 형광체층(102)이 피착되어 있고, 표시부(103)로서의 양극이 구성되어 있다.

양극기판(100)과 대면하는 절연성의 음극기판(104) 내면에는 전자원으로서의 전계방출형 음극(105)이 설치되어 있다. 전계방출형 음극(105)은 음극기판(104)상에 설치된 음극도체(106)와 그 음극도체(106) 상에 절연층(107)을 통하여 설치된 게이트 전극(108)과, 그 게이트 전극(108)과 절연층(107)에 형성된 홀(109) 내에서 상기 음극도체(106) 상에 설치된 콘형상의 에미터(110)를 가지고 있다.

상기 양극기판(100)과 상기 음극기판(104)간에는 대량 원주형의 지주부재(111)가 설치되어 있다. 이 지주부재(111)는 봉상체의 1 예인 유리파이버를 소정길이로 가지런히 절단한 부재이고 표시부(103) 및 전계방출형 음극(105)이 존재하지 않는 영역을 선택하여 설치되어 있다. 지주부재(111)양단은 저연화점 유리(112)에 의해 양기판(100, 104)에 고착되어 있다.

또, 제 11도중에 도시되어 있는 지주부재(111)는 1개뿐이지만 양기판(100, 104) 사이를 다수 부위로 지지하고 있다.

그리고, 양극기판(100)과 음극기판(104) 외주부는 도시하지 않는 실재에 의해 밀봉되어 있다.

본 실시예와 같이 유리파이버를 FED의 지주부재에 사용하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.

소정폭(지름)의 유리파이버를 준비하면 그 높이는 커트하는 길이로 결정되므로 지주부재를 경정된 높이로 하기가 용이하다. 따라서 폭에 대하여 높이가 큰 지주부재를 손쉽게 얻을 수 있다. 이와 같은 지주부재를 사용하면 FED에 있어서 양극기판과 음극기판의 간격을 일정하게 유지할 수 있고 휘도의 편차도 없이 내압 성능이 우수한 FED를 얻을 수 있다.

또, 필요한 지주부재 높이를 얻으면서 지주부재의 폭을 압력에 견딜만큼의 최소치수로 할 수 있음과 동시에 FED제조시에 내부를 배기할 때의 배기효율이 높아진다.

또한 지주측면이 평활하므로 지주자체에 대하여 제조공정중에 가스가 부착하는 것이 적다.

다음에, 지주부재로서의 유리파이버를 가지런히 하여 FED에 수용하는 방법에 대하여 설명한다.

1. 자기 흡착력을 이용하는 방법(제12도 참조. 또한 분도번호와 이하의 설명은 대응하고 있다)

1) 미리 양극기판(2) 상에 투명도전막 등으로 되는 양극도체(1)와, 저연화점 유리패턴(3), R, G, B 3색의 형광체층(4)을 소정피치(가령 360μM피치)로 형성한다. 또한 주변틀부에 실유리스페이스트(5)를 피착형성한다.

2) Φ50μm의 유리파이버를 수천개의 다발로 묶어서 수지로 고정한 것을 길이 200μm로 슬라이스한다.

3) 슬라이스한 유리파이버(6) 일단에 자성체인 Ni(13)를 진공증착한다.

4) 유기용제중에서 수지를 녹여 Ni 부착 유리파이버(6)를 꺼낸다.

5) 유리기판(7)에 지주설치 피치 (가령 360μm 피치)로 자성체(114)를 수용한 치구를 준비하고 자성체(114)가 아래가 되도록 하여 유리기판(7)을 상기 유리파이버(6) 상에 놓아 상기 유리파이버(6)를 자성체(114)위치에 유지한다.

6) 이대로의 상태로 사전에 무기물을 함유하는 자외선 경화형 접착제(11)를 수 μm두께로 코팅한 유리기판(112)에, 유리파이버(6) 타단을 접촉시켜 그 접착제(111)를 붙인다.

7) 양극기판(2)에 대하여 위치맞춤하고 유리파이버(6)를 저연화점 유리패턴(3) 위에 겹친 상태로 자외선을 조사하여 접착제를 경화시켜서 유리기판(7)을 제거한다.

8) 그후, 400∼500℃로 소성함으로써 간막이로서의 유리파이버(6)는 접착제 분해후, 접착제에 함유되어 있던 무기물 또는 그 산화물에 의해 저연화점 유리패턴(3) 상에 고착된 상태로 저연화점 유리(3)가 연화하고 그 후 냉각되어 저연화점 유리(3)가 경화함으로써 고정된다. 이리하여 Φ50μm, 높이 20μm의 간막이가 360μm 피치로 형성된 형광체 패터닝 기판이 얻어진다.

그후, 유리파이버(6)의 Ni 피착단부에 저연화점 유리를 피착하여 두고, 제 1도에 도시한 바와 같이 전계방출형 음극(105)이 형성된 음극기판(104)을 부착하여 기밀로 밀봉함으로써 화상표시장치를 얻는다.

본 제조방법에 의하면, 지름에 대하여 높이가 큰 파이버재라도 양극기판 또는 음극기판에 대하여 파이버재를 정확한 위치에 부착할 수 있다.

또, 본 제조방법에서는, 파이버재로는, 단면형상이 각형 (角形)의 것에도 적용할 수 있다.

2. 배기의 흡인력을 이용하는 방법 (제13도 참조. 또한 분도번호 ①∼ ⑥과 이하의 설명의 항 번호 ①∼⑥은 대응하고 있다.)

① Φ50μm의 유리파이버를 수천개의 다발(120)로 묶어서 수지로 고정한 것을 길이 200μm로 슬라이스한다.

그후, 유기용제중에 슬라이스한 유리파이버다발(121)를 침지하고 수지를 용융시켜서 유리파이버(122)를 얻는다.

② 본 공정에서 사용하는 유리파이버(122)의 위치결정수단(123)은 상자형 기체(124)를 가지고 있다.

기체(124) 내부는 도시하지 않는 흡인수단인 펌프에 접속되어 있다. 또, 기체(124) 상면에는 지주부재가 되는 유리파이버(122)의 설치피치와 대등한 피치로 개구부(125)가 형성되어 기체(124) 내부에 연통하고 있다.

또 개구부(125)의 개구지름은 상기 유리파이버(122)의 지름보다 약간 크다.

그리고 상기 펌프로 기체(124)내를 흡인하면서 유리파이버(122)를 기체상면에 적당량 살포하여 흡인력으로 유리파이버(122)를 개구부(125)에 충전.유지한다.

③ 유리판(126)에 전사 페이스트(127)를 균일하게 도포한다. 이것을 위치결정수단(123)에 유지한 상태의 유리파이버(122) 선단에 면전사한다. 상기 전자 페이스트(127)는 저연화점 유리를 주성분으로 하고, 필요에 따라 여기에 수지 등을 혼입하고 점착성을 갖는 페이스트상으로 한 것이다.

④ 선단에 전사 페이스트가 부착한 유리파이버(122)를 전사페이스트(127)의 점착력으로 미리 양극도체, 형광체층 등이 형성된 양극기판(128)에 전사한다.

⑤ 미리 판유리(129)에 고착용 페이스트(130)를 균일한 두께로 도포해 둔다. 그리고, 유리파이버(122)를 위로한 양극기판(128)에 고착 페이스트(130)를 아래로 하여 접근시키고, 상기 유리파이버(122) 일단에 고착 페이스트(130)를 접촉시켜 부착시킨다.

⑥ 양극기판(128) 주변에 봉착용 실페이스트(131)를 도포하고, 소정온도로 소성함으로써 양극기판(128)에 유리파이버(122)를 고착시킨다.

그후, 도시하지 않으나 전계방출형 음극이 형성된 음극기판을 부착하여 기밀하게 밀봉함으로써 화상표시장치를 얻는다.

또한, 상기 개구부(25)는 외부에 대하여 확경으로 하고 저부의 개구지름이 유리파이버(122)의 단면형상과 같거나 약간 큰 형상으로 하여도 된다. 그렇게 함으로써 유리파이버(122) 흡착이 용이해진다.

또, 상기 제조공정의 설명에서는 양극기판(128)과 유리파이버(122) 고착과 음극기판의 부착을 다른 공정으로 행하는 예를 예시하였으나 미리 양극기판(128)상의 유리파이버(122)에 음극기판을 조합시켜 삼자를 일괄소성하여도 된다.

이상과 같이 파이버재로 된 지주부재는 폭이 수십 ㎛로 미소하고, 또한 폭에 대하여 높이를 크게 취할 경우, 수직으로 형성하기가 곤란하나 본 제조방법으로 사용하면 손쉽게 형성가능하다.

또, 본 제조방법에서는 지주부재가 원주형상의 것이 아니라도 가령 유리비즈와 같은 구(球) 형의 것이라도 위치결정수단(123)에 의해 용이하게 위치결정할 수 있다.

또한 본 제조방법은 지주부재가 되는 유리파이버(122) 단면이 원형의 경우를 예시하였으나 단면이 각형이고 각주상의 지주부재에도 적용될 수 있다.

지주에 대하여

1. 지주의 파괴강도

Φ50㎛의 다성분계 유리파이버 지주의 파괴강도 측정 결과를 (제14도)에 도시한다. 이와같이 1개로 평균 3.63N(0.37kgf)의 힘을 지지할 수 있다.

2. 지주형성 피치의 결정

12cm 패널에 있어서 500kpa(5kgf/㎠)의 내압력을 갖기 위한 지주의 형성 피치를 결정하였다. 지주단체 강도는 2.06N/개(0.21kgf/개) (AVE-2σ)로 하였다.

지주형성률은 80%로 하였다. 유리기판의 판두께는 1.1mm로 하여 응력은 무시하였다. 12cm FED의 실 내면적 82.4㎠, 대기압 100kpa, 내압력 400kPa로 하여 계산하면 1 패널에서는 1962개의 지주가 필요하다. 지주를 화소 피치의 정수배로 형성하면 6 화소마다는 2120개, 7 화소마다는 1530개 형성된다. 이에 따라 6 화소 1.86mm 피치로 하였다. 가압시험결과(n=14), 500kPa에서 파괴되고 있는 패널은 없다.

3. 형성가능한 지주사이즈

이 형성방법에서는 아스펙트비(aspect ratio) (지름과 길이) 1:10 정도까지의 지주형성은 가능하다.

형성가능한 지주지름은 정렬판 (전주법 (電鑄法) 으로 소정위치에 홀을 형성한 Ni판)의 홀지름에 의해 결정된다. 형성가능한 최소 사이즈는 Φ30㎛ 정도이다. 이에 의해 형성될 수 있는 지주지름의 최소 사이즈는 Φ20㎛ 정도이다. 시판되고 있는 유리파이버 지름은 Φ10㎛에서 Φ1mm정도까지 이다.

이 가운데서 Φ20㎛이상이면 이 형성방법에 사용될 수 있다.

또한 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 발명의 요지범위내에서 각종 변경이 가능하다. 또 FEC 패널에 한정되지 않고 상하 기판을 프리트유리로 봉착하여 기밀용기 구조로 하는 각종 표시패널에 채용 가능하다.

[발명의 효과]

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 표시패널용 기밀용기는 유리비즈와 같은 입상체나 유리파이버와 같은 봉상체를 프리트유리내에 혼입함으로 상하기판의 갭을 얻기 위한 스페이서로서 가능시킴으로써 약간의 갭사이즈의 표시패널도 정밀도 좋게, 게다가 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다. 또, 입상체를 혼입시킬 경우에서는 스페이서 수단의 배치공정도 불필요해지는 효과가 있다.

또, 이와 같은 구성에 더하여 표시범위내의 소요위치에 있어서 상하기판의 사이에서 스페이서를 배치함으로써 기판두께를 약 1mm로 하고, 박형 (薄型), 경량의 진공용기를 형성할 수 있는 효과가 있고 또한 지주가 되는 스페이서는 봉착온도로 연화되는 재질의 것으로 구성함으로써 이 지주가 되는 스페이서의 사이즈 편차에 의해 상기 입상체 또는 봉상체에 의해 얻어지는 갭정밀도에 저해되지 않고 대기압을 균일하게 지지할 수 있는 이점도 있다.

본 발명에 관한 화상표시패널에 의하면 파이버재를 절단하는 길이를 가지런히 함으로써 다수의 지지부재, 치수를 거의 동일하게 설정할 수 있다. 이 때문에 FED에 있어서 양극기판과 음극기판의 간격을 일정하게 유지할 수 있으므로 휘도가 균일하고 내압성능이 높은 우수한 FED를 얻을 수 있다. 또, 본 발명에 관한 화상표시장치의 제조방법에 의하면 파이버재를 일정길이로 가지런히 절단하고, 또한 절단한 1개 1개의 파이버재를 확실하게 유지하여 기판에 위치결정할 수 있다.

이 때문에 상기한 바와 같은 본 발명의 우수한 FED를 효율적으로 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. 형광체층을 갖는 표시부를 구비한 양극기판과 양극기판 표시부와 대면하는 내면측에 전계방출형 전자원을 구비한 음극기판이 소정간격을 두고 외주부에서 실재에 의해 밀봉되어 이루어지는 화상표시 패널에 있어서, 상기 표시부가 설치되어 있지 않은 상기 양극기판의 내면과 상기 음극기판의 사이에 유리섬유재로 이루어진 지주부재의 단면을 상기 양 기판에 고착시켜 설치한 것을 특징으로 하는 화상표시패널.
2. 유리섬유재로 소정길이의 지주부재를 형성하는 공정; 상기 지주부재의 일단에 자성체를 설치하는 공정; 소정위치에 자석이 설치된 유지기판에 상기 지주부재를 유지시키는 공정; 표시부가 형성된 양극기판 또는 전계방출형 음극이 형성된 음극기판의 일측에 상기 지주부재의 타단을 위치결정하여 고정하는 공정; 상기 양극기판 또는 상기 음극기판의 타측에 상기 지주부재의 일단을 위치 결정하여 고정하는 공정; 및 상기 양극기판과 상기 음극기판을 실재로 밀봉하여 내부를 배기하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시패널의 제조방법.
3. 개구부와 그 개구부에 연통하는 흡인수단을 구비한 위치결정수단에 의해 유리섬유재로 이루어진 지주부재를 흡인하고, 지주부재의 일단을 흡인력으로 상기 개구부에 위치결정 유지시키는 공정; 표시부가 형성된 양극기판 또는 전계방출형 전자원이 형성된 음극기판의 일측에 상기 위치결정수단으로 유지된 상기 지주부재의 타단을 위치결정하여 고정하는 공정; 상기 양극기판 또는 상기 음극기판의 타측에 상기 위치결정수단에 의한 유지가 해제된 상기 지주부재의 일단을 위치결정하여 고정하는 공정; 및 상기 양극기판과 상기 음극기판을 실재로 밀봉하여 내부를 배기하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시패널의 제조방법.