KR0183548B1 - 전계 방출 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전계 발생 표시장치는 일측면에 애노드전극 및 형광체가 형성된 상부기판과 일측면에 상기 애노드전극과 교차되게 형성된 캐소드전극 및 에미터가 형성된 하부기판이 서로 대향하여 스페이서에 의해 제1공간이 형성되는 전계 방출 표시장체에 있어서, 상기 하부기판의 상부에 투명한 물질로 제2공간을 이루도록 형성된 상부덮개와, 상기 하부기판의 하부에 제3공간을 이루도록 형성된 하부덮개와, 상기 제1, 제2 및 제3공간을 공간적으로 연결하기 위하여 상기 상부기판 및 하부기판에 다수개로 형성된 연결구멍과, 상기 하부기판과 하부덮개의 사이에 형성되어 발생되는 가스를 제거하는 게터와, 상기 하부덮개의 일측면에 형성된 배기구와, 상기 배기구를 통하여 잔류가스가 배기된 후 밀봉되는 배기튜브를 포함한다.
따라서, 본 발명은 상부덮개와 하부덮개를 하부기판에 부착하여 스페이서의 설치를 최소화하여 광효율을 향상시키고 FED 내부에 존재하는 가스분자의 배기가 용이하여 배기시간이 단축되며 배기튜브를 밀봉하는 과정에서 발생되는 가스를 게터로 제거하여 진공도를 향상시킬 수 있다.
Description
제 1도는 일반적인 FED의 단면도.
제 2도는 본 발명의 따른 FED의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
51 : 하부기관 53 :캐소드전극
55 : 에미터 57 : 절연체
59 : 게이트전극 61 : 상부기관
63 : 애노드전극 65 : 형광체
66 : 제1공간 67 : 스페이서
68 : 밀봉제 69 : 연결구멍
70 : 게터 71 : 상부덮개
72 : 제2공간 73 : 접착제
74 : 제3공간 75 : 하부덮게
77 : 배기구 79 : 배기튜브
본 발명은 전계 방출 장치에 관한 것으로서, 특히, 기체 유동의 컨덕턴스(conductance)를 증가시켜 배기를 원활히 할 수 있고 화질을 개선시킬 수 있는 전계방출 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시소자와 압력센서 등은 진공 패키징을 필요로한다. 상기 진공 패키징을 필요로 하는 표시소자에는 브라운관(CRT), 프라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, 'PDP'라 칭함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Disply : 이하 'FED'라 칭함) 및 진공 형광 디스플레이(Vacuum Fluorescent Disply : 이하, 'VFD'라 칭함) 등이 있다. 상기 표시소자중 PDP는 헬륨 또는 네온 등의 불활성 가스를 충진된 공간에서 방전시켜 발생되는 전자 및 양자들이 형광체와 충돌하여 화면을 나타내므로 수백 토르(torr) 정도의 낮은 진공도가 요구된다.
그런, 현재 가장 널리 사용되고 있는 CRT를 비롯한 FED 및 VED 등은 발생된 전자가 형광체에 충돌하는 것에 의해 화면을 나타내므로 전자의 자유 이동 거리(mean free path)를 크게 하기 위해서는 10-6토르 정도의 높은 진공도가 필요하다.
그러므로, 고진공을 필요로 하는 표시소자는 이 표시소자 내에 잔류하는 가스 분자를 배기하고 패키징하는 공정이 필수적이다. 배기 공정에 이용되는 가장 일반적인 방법은 표시소자와 진공펌프 사이에 유리로 이루어진 배기튜브를 연결시켜 표시소자 내의 가스 분자를 배기시킨 후 표시소자와 배기튜브를 분리하기 위해 이 배기튜브를 반응용 상태로 가열하여 봉입하고 냉각시킨다. 이 과정에서 미량의 가스가 발생되는데, 이 때 발생된 미량의 가스는 CRT와 같이 진공을 유지시켜야할 부분이 체적이 큰 경우에는 진공도에 큰 영향을 주지 않으나 FED와 같이 상부기판과 하부기판의 간격이 100~200㎛ 정도의 폭을 가져 대화면에 비해 내부 체적이 매우 작은 경우에는 진공도의 저하에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, FED와 같이 진공패키징의 체적이 작은 경우에는 가스의 양을 줄이면서 봉입하는 것이 중요한다.
제1도는 일반적인 FED의 단면도이다.
상기 FED는 스트라이프(stripe) 형상의 다수 개의 캐소드(cathode) 전극(13)이 형성된 하부기판(11)과, 상기 캐소드전극(13)과 교차하는 스트라이프 형상의 다수개의 애노드(anode)전극(23)이 형성된 상부기판(21)을 포함한다.
상부기판(21)은 시청자의 정면에 위치하는 것으로 투명한 유리로 형성된다.
그리고, 애노드전극(23)들은 상부기판(21)의 시청자와 반대쪽 표면에 투명한 전도성 물질인 인듐-주석-산화물 (ITO)로 형성되며, 에노드전극(23)이 표면에 전자와 충돌에 의해 광을 내는 형광체(25)가 각각 형성되어 있다.
하부기판(11)은 시청자와 배면에 위치하는 것으로 유리 또는 실리콘 등의 반도체기판으로 형성된다. 그리고, 캐소드전극(13)은 전도성 금속으로 형성되며, 캐소드전극(13)의 표면에 몰리브덴(Mo) 또는 텡스텐(W)등이 원추형으로 이루어진 전자를 방출하는 다수 개의 에미터(emitter:15)가 형성된다. 또한, 에미터(15)의 사이에 절연체(17)가 형성되며 이 절연체(17)의 상부에 게이트(gate)전극(19)이 형성된다.
상기 게이트전극(19)은 에미터(15)에서 전자의 방출을 용이하게 한다. 또한, 하부기판(11)은 캐소드전극(13)이 형성되지 않은 소정 부분에 구멍(29)이 형성되며, 이 구멍(29)에 가스를 배출한 후 밀봉하는 배기튜브(31)가 삽입된다.
상기 상부기판(21)과 하부기판(11)은 형광체(25)와 에미터(15)가 서로 대향하여 공간(26)을 이루도록 스페이서(spacer : 27)에 의해 소정 간격, 예를 들면, 100~200㎛ 정도가 이격되게 부착된다. 그리고, 상부기판(21)과 하부기판(11) 사이의 공간(26)이 밀봉되도록 모서리에 프릿유리 등으로 이루어진 밀봉제(28)가 도포된다. 상기에서 공간(26)은 상부기판(21)과 하부기판(11)을 부착하고 밀봉제(28)로 밀봉한 후 배기튜브(31)로 FED의 구멍(29)과 진공 펌프(도시되지 않음)를 연결한 후 이 진공펌프를 이용하여 상기 공간(26)내의 잔류가스를 배출하여 진공시킨다. 그리고, 공간(26) 내부가 진공을 유지하면서 FED와 진공 펌프가 분리되도록 배기튜브(31)를 가열하면서 회전 및 신장에서 자른다.
스페이서(27)는 상부기판(21) 및 하부기판(11)의 모서리에서는 벽과 같은 형상을 갖고 가운데 부분에서는 원통 형상을 갖는 유리 또는 폴리이미드 등의 절연물로 이루어진다. 상기에서 스페이서(27)는 상부기판(21)과 하부기판(110의 모서리를 부착시킬 뿐만 아니라 대화면인 경우 가운데 부분에 다수 개가 형성되어 진공 상태인 내부의 공간(26)과 대기압 상태인 외부의 기압 차에 의해 상부기판(21)과 하부기판(11)이 접촉되는 것을 방지한다. 또한, 캐소드전극(13) 및 애노드전극(23)은 길게 연장되어 공간(26)의 외부에 위치하는 회로(도시되지 않음)에 연결된다.
상술한 FED는 외부회로로 부터 소정의 캐소드전극(13)에 음(-)전압이, 소정의 애노드전극(23)에 양(+)전압이 인가되면 전압이 인가된 캐소드전극(13)과 애노드 전극(23)이 교차되어 전계가 발생되는 부분의 에미터(15)에서 전자가 방출된다. 이 때, 에미터(15)에서 전자의 방출이 용이하도록 게이트전극(19)에 소정의 양(+)전압이 인가된다. 그리고, 상기 방출된 전자는 애노드전극(23)에 의해 가속되어 형광체(25)와 충돌되며, 전자와 충돌된 형광체(25)는 발광하여 화상을 나타낸다.
상술한 구조의 FED는 에미터가 원추형의 금속으로 이루어지고 게이트전극을 갖는 트라이오드형(triode type)이라 지칭되는 데, 이와는 다르게, 에미터가 전자의 방출이 용이한 박막의 다이아몬드로 이루어져 별도의 게이트전극이 필요하지 않는 다이오드형(diode type)도 가능하다.
상술한 FED는 내부와 외부의 커다란 기압차에 의해 상부기판과 하부기판이 서로 접촉되어 손상되는 것을 방지하기 위해 다수 개의 스페이서를 형성한다.
그러나, 다수 개의 스페이서는 패키징 후 FED의 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공으로 만들 때 기체의 유동 컨덕턴스가 저하되어 배기가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 다수 개의 스페이서는 화면의 유효면을 감소시켜 화질을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 별도의 스페이서를 갖지 않아 기체의 유동 컨덕턴스를 향상시키므로 배기가 용이한 FED를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 화면의 유효면을 향상시켜 화질을 향상시킬 수 있는 FED를 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치는 일측면에 애노드전극 및 형광체가 형성된 상부기판과 일측면에 상기 애노드전극과 교차되게 형성된 캐소드전극 및 에미터가 형성된 상부기판과 일측면에 상기 애노드전극과 교체되게 형성된 캐소드전극 및 에미터가 형성된 하부기판이 서로 대향하여 스페이서에 의해 제1공간이 형성되는 전계 방출 표시장치에 있어서, 상기 하부기판의 상부에 투명한 물질로 제2공간을 이루도록 형성된 상부덮게과, 상기 하부기판의 하부에 제3공간을 이루도록 형성된 하부덮개와, 상기 제1, 제2 및 제3공간을 공간적으로 연결하기 위하여 상기 상부기판 및 하부기판에 다수개로 형성된 연결구멍과, 상기 하부기판과 하부덮개의 사이에 형성되어 발생되는 가스를 제거하는 게터와, 상기 하부덮개의 일측면에 형성된 배기구와, 상기 배기구를 통하여 잔류가스가 배기된 후 밀봉하는 배기튜브를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 FED의 단면도이다.
상기 FED는 스트라이프(stripe) 형상의 다수개의 캐소드(cathode) 전극(53)이 형성된 하부기판(51)과, 상기 캐소드 전극(53)과 교차하는 스트라이프 형상의 다수 개의 애노드 전극(63)이 형성된 상부기판(61)과, 상기 하부기판(51)과 상부기판(61)의외부에 설치된 상부덮개(71)와 하부덮개(75)를 포함한다.
상부기판(61)은 시청자의 정면에 위치하는 것으로 투명한 유리로 형성된다.
그리고, 애노드 전극(63)은 상부기판(61)의 시청자와 반대쪽 표면에 투명한 전도성 물질인 인듐-주석-산화물(ITO)로 형성되며, 애노드 전극(63)의 표면에 전자와 충돌에 의해 광을 내는 형광체(65)가 각각 형성되어 있다.
하부기판(51)은 시청자의 배면에 위치하는 것으로 유리 또는 실리콘 등의 반도체 기판으로 형성된다. 그리고, 캐소드 전극(53)은 전도성 금속으로 형성되며, 캐소드 전극(53)의 표면에 몰리브덴(Mo) 또는 텅스템(W) 등이 원추형으로 이루어진 전자를 방출하는 다수 개의 에미터(55)가 형성된다. 또한, 에미터(55)의 사이에 절연체(57)가 형성되며, 이 절연체(57)의 상부에 게이트 전극(59)이 형성된다. 상기 게이트 전극(59)은 에미터(55)에서 전자의 방출을 용이하게 한다.
상기 상부기판(61)과 하부기판(51)은 형광체(65)와 에미터(55)가 서로 대향하여 제1공간(66)을 이루도록 스페이서(67)에 의해 소정 간격, 예를 들면, 100~200㎛ 정도가 이격되게 부착된다. 그리고, 상부기판(61)과 하부기판(51) 사이의 제1공간(66)이 밀봉되도록 모서리에 유리 등으로 이루어진 밀봉제(68)가 도포된다.
스페이스(67)는 상부기판(61) 및 하부기판(51)의 모서리에 벽과 같은 형상을 갖는 유리 또는 폴리이미드 등의 절연물로 이루어진다. 상기에서 스페이서(67)는 상부기판(61)과 하부기판(51)의 모서릴 부착시킨다. 또한, 캐소드 전극(53) 및 애노드 전극(63)은 길게 연장되어 제1공간(66)의 외부에 위치하는 회로(도시되지 않음)에 연결된다.
상부덮개(71)는 제1공간(66)을 형성하는 상부기판(61) 및 스페이서(67)의 외부와 소정거리 이격되는 지점에 상부기판(61) 및 스페이스(67)를 덮도록 유리로 형성된다. 이때, 상부덮개(71)에 의해 제2공간((72)이 형성되는 데, 이 제2공간(72)의 체적은 제1공간(66)의 체적에 비해 크다. 또한, 상부덮개(71)는 하부기판(51)의 상부표면에 접착제(73)에 의해 부착된다.
하부덮게(75)는 하북판(51)의 하부에 제3공간(74)을 이루도록 형성된다.
이때, 하부덮개(75)에 의해 형성된 제3공간(74)의 체적은 제2공간(72)과 더불어 제1공간(66)의 체적보다 크다. 또한, 하부덮게(75)는 하부기판(51)의 하부표면에 접착제(73)에 의해 부착된다. 그리고, 하부덮게(75)의 일측면에 배기구(77)가 형성되며, 이 배기구(77)를 통하여 잔류가스를 배기한 후 밀봉되는 배기튜브(79)가 삽입된다.
게터(getter:70)는 하부기판(51)과 하부덮개(75)의 중간 부분에 형성되어 제1, 제2 및 제3공간(66)(72)(74)를 진공한 후 배기튜브(79)를 밀봉한 후 활성화시킨다. 이 게터(70)는 티타늄(Ti)을 사용하는 증발성 게터와 지르코늄-알루미늄(Zr-Al) 합금 또는 지르코늄-바나늄-철(Zr-V-Fe)합금을 사용하는 비증발성 케터가 있다.
연결구멍(69)은 상부기판(61)과 하부기판(51)에 형성되어 제1, 제2 및 제3공간(66)(72)(74)이 공간적으로 연결되도록 하여 이 제1, 제2 및 제3공간(66)(72)(74)내에 존재하는 잔류가스가 배기구(77)를 통하여 외부에 연결된 진공펌프로 배기가 용이하도록 한다.
상술한 바와 같이, 상부기판(61)과 하부기판(51)을 부착하고 밀봉제(68)로 밀봉한 후 연결구멍(69)을 형성하고 상부덮개(71)와 하부덮개(75)를 접착제(73)로 하부기판(51)에 부착하면 제1 제2 및 제3공간 (66)(72)(74)은 공간적으로 연결된다.
하부덮개(75)에 배기구(77)를 형성하고 이 배기구(77)에 배기튜브(79)를 삽입한 후 외부의 진공펌프(도시되지 않음)와 연결하여 이 진공펌프를 작동시킨다. 그러면, 다수 개의 연결구멍(69)에 의해 공간적으로 연결된 제1, 제2 및 제3공간 (66)(72)(74)내에 존재하는 잔류가스가 배기구(77)를 통하여 배기된다. 이때 상부덮개(71)와 하부덮개(75)는 제1, 제2 및 제3공간 (66)(72)(74) 내부와 FED 외부의 대기사이에 발생되는 압력차에 의해 발생되는 응력을 지탱하여 주기 때문에 스페이서(67)의 설치를 최소화 할 수 있으며 연결구멍(69)을 통하여 제1, 제2 및 제3공간 (66)(72)(74)이 공간적으로 연결되어 이 제1, 제2 및 제3공간 (66)(72)(74)내에 존재하는 잔류가스의 배기가 용이하여 배기시간이 단축된다. 그리고, 제1, 제2 및 제3공간 (66)(72)(74)의 내부가 진공을 유지하면서 하부덮개(75)와 진공펌프가 분리되도록 배기튜브(79)를 가열하면서 회전 및 신장하여 자른다. 이때, 발생되는 가스는 제터(70)에 의해 제거된다.
상술한 FED는 에미터가 원추형의 실리콘으로 이루어지고 게이트전극을 갖는 트라이오드형(triode type)이라 지칭된다.
따러서, 본 발명은 상부덮개와 하부덮개를 하부기판에 부착하여 스페이서의 설치를 최소화하여 화질을 향상시키고 FED 내부에 존재하는 가수분자의 배기가 용이하여 배기사간이 단축되며 배기튜브를 밀봉하는 과정에서 발생되는 가스를 게터로 제거하여 진공도를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.
Claims (8)
- 일측면에 애노드전극 및 형광체가 형성된 상부기판과 일측면에 상기 애노드전극과 교차되게 형성된 캐소드전극 및 에미터가 형성된 하부기판이 서로 대향하여 스페이서에 의해 제1공간이 형성되는 전계 방출 표시장치에 있어서, 상기 하부기판의 상부에 투명한 물질로 제2공간을 이루도록 형성된 상부덮개과, 상기 하부기판의 하부에 제3공간을 이루도록 형성된 하부덮개와, 상기 제1, 제2 및 제3공간을 공간적으로 연결하기 위하여 상기 상부이판 및 하부기판에 다수개로 형성된 연구구멍과, 상기 하부기판과 하부덮개의 사이에 형성되어 발생되는 가스를 제거하는 게터와, 상기 하부덮개의 일측면에 형성된 배기구와, 상기 배기구를 통하여 잔류가스가 배기된 후 밀봉되는 배기튜브를 포함하는 전계발생 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하부덮개가 유리로 혀성된 전계 방출 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 상부덮개가 유리로 형성된 전계 방출 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3공간의 체적이 제1공간보다 큰 체적을 갖는 전계 방출 표시 자장치.
- 제1항에 있어서, 상기 게터가 증발성 물질로 형성된 전계 방출 표시장치.
- 제5항에 있어서, 상기 게터가 티타늄(Ti)으로 형성되는 전계 방출 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 게터가 비증발성 물질로 형성된 전계 방출 표시장치.
- 제7항에 있어서, 상기 게터가 지르코늄-알루미늄(Zr-Al) 합금 또는 지르코늄-바나듐-철(Zr-V-Fe) 합금으로 형성된 전계 방출 표시장치.
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- 1995-05-16 KR KR1019950012063A patent/KR0183548B1/ko not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |