KR100230066B1 - 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부기판에 홀이 형성되어 있는 전계방출 표시소자를 설치할 수 있고 제2진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내부의 표시소자의 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 상기 유리관 끝에 설치되는 진공펌프와, 상기 유리관 중간에 설치되는 제1진공 게이지와, 상기 표시소자 하부기판의 표면에 설치되는 산소센서를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치를 이용하여 상기 진공챔버 내부와 패케이징 하려는 전계방출 표시소자 내부의 공기를 방출시키고, 상기 표시소자 내부의 예상 진공도가 진공챔버 내부의 압력과 같은 경우 산소센서를 작동시킨 다음, 상기 산소센서에서 측정되는 일정한 전류치를 측정하고, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 계산하여 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 예측하는 전계방출 소자의 간접 진공 측정방법에 관한 것이다.

Description

전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치 및 측정방법

제1도는 본 발명에 따른 진공챔버 내부에 설치되어 진공 패케이징되는 전계방출 표시소자의 진공도를 간접적으로 측정하기 위한 것을 나타낸 도면.

제2도는 본 발명에 따른 전계방출 표시소자와 진공펌프를 연결하는 유리관 내부의 압력분포를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전계방출 표시소자 2 : 진공챔버

3 : 제1진공 게이지 4 : 제2진공 게이지

5 : 산소센서 6 : 진공펌프

7 : 공기배출용 유리관

본 발명은 전계 방출 표시소자(FED)의 진공밀봉시 상기 소자 내부의 진공도를 측정하기 위한 진공측정방법에 관한 것으로, 특히 전계방출 표시소자 사이의 직접적인 진공측정은 할 수 없으므로 진공밀봉하기 위해 상기 표시소자를 진공챔버 내부에 설치하여 상기 진공챔버 내부에 진공게이지와 상기 표시소자 하부기판상에 산소센서를 설치하고, 진공펌프를 연결하는 유리관을 삽입하여 상기 유리관 사이에 진공 게이지를 설치하여, 간접적인 방법으로 상기 표시소자 내부의 실제 진공도를 예상할 수 있는 전계방출 표시소자 내부의 진공도의 간접측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자를 방출하는 소자는 내부를 진공상태로 만들어 전자를 방출하는 소자를 보호하고 전자의 흐름을 양호하게 하고 있다.

전계방출 표시소자의 경우에는 내부를 진공상태로 만들어 팁을 보호하고 전자의 흐름을 원활하게 하기 위하여 고진공이 필수적이므로 하부기판에 초음파를 이용하여 구멍을 뚫고, 끝이 개봉된 유리관을 삽입하고 상부기판과 하부기판의 테두리를 밀봉물질을 이용하여 밀봉시킨 다음, 상기 유리관의 다른쪽 끝에 진공펌프를 설치하여 상기 진공펌프에 의해 상기 상하부 기판사이를 진공상태로 만들면서 유리관 근처에서 진공도를 측정한다. 최종적으로 원하는 상태의 진공도에 도달하면 연결되어 있는 유리관의 하부기판에 인접한 부분을 토치나 레이저를 사용하여 열을 가함으로서 절단 밀봉하는 방법으로 전계방출 표시소자의 내부를 진공상태로 만들었다.

그러나 상기의 방법에 의해 전계방출 표시소자를 진공상태로 만들면서 상기 소자와 진공펌프를 연결하는 유리관 사이에 진공 게이지를 설치하여 유리관 내부의 진공도로 상기 소자내부의 진공도를 예측하기 때문에 내부의 정확한 진공도를 확인할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전계방출 표시소자를 진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버 내부에 설치하고, 상기 표시소자의 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 진공펌프와 진공 게이지를 설치하며, 상기 하부기판상에 산소센서를 설치하여 산소센서와 유리관 사이에 설치되어 있는 진공게이지를 이용하여 상기 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 간접적으로 예측하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부기판에 홀이 형성되어 있는 전계방출 표시소자를 설치할 수 있고 제2진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내부의 표시소자의 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 상기 유리관 끝에 설치되는 진공펌프와, 상기 유리관 중간에 설치되는 제1진공 게이지와, 상기 표시소자 하부기판의 표면에 설치되는 산소센서를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치를 특징으로 한다.

또한, 진공 패케이징 하려는 부분에 진공 연결용 유리관을 연결시킨 후 진공챔버에 설치하는 단계와, 상기 진공챔버 내부와 패케이징 하려는 전계방출 표시소자 내부의 공기를 방출시키는 단계와, 상기 표시소자 내부의 예상 진공도가 진공챔버 내부의 압력과 같은 경우 산소센서를 작동시키는 단계와, 상기 산소센서에서 측정되는 일정한 전류치를 측정하는 단계와, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 계산하는 단계와, 경우에 따라서 진공챔버 내부의 진공도를 변화시켜 상기 진공도의 변화에 따른 표시소자 내부의 압력변화를 측정하는 단계를 포함하는 전계방출 표시소자 내부 진공도를 간접적으로 측정하는 방법을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 간접적으로 측정하기 위한 장치들의 구성을 나타낸 것으로서, 진공으로 패케이징 되는 전계방출 표시소자(1)가 제2진공 게이지(4)가 설치되어 있는 진공챔버(2) 내부에 설치되어 있고, 상기 표시소자의 하부기판상에는 산소센서(5)가 설치되어 있으며, 상기 하부기판상의 홀에는 공기를 배출하기 위한 유리관(7)이 설치되어 있고, 상기 유리관의 끝부분에는 공기를 뽑아내기 위한 진공펌프(6)가 설치되어 있고, 상기 유리관 중간에는 제1진공 게이지(3)가 설치되어 있다.

상술한 간접진공 측정장치를 사용하여 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 예측하는 방법은, 먼저 진공챔버(2) 내부와 패케이징하려는 전계방출 표시소자(1) 내부의 공기를 진공펌프(6)를 이용하여 배출시키고, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자(1) 내부의 예상진공도와 진공챔버(2) 내부의 진공도와 같을 경우 산소센서(5)를 작동시킨다. 다음으로 상기 작동중인 산소센서(5)에서 측정되는 전류치를 측정하고 제1진공 게이지(3)에서 측정되는 값을 이용하여 패케이징되는 표시소자(1) 내부의 진공도를 계산하게 된다.

또한, 경우에 따라서는 진공챔버(2) 내부의 진공도를 변화시켜 그 변화에 따른 패케이징되는 표시소자(1) 내부의 압력 변화를 측정할 수 있다.

상기 제1도에서 산소센서가 설치되는 있는 전계방출 표시소자의 내부 부분을 'a'라 하고, 제1진공 게이지가 설치되는 유리관이 삽입된 전계방출 표시소자부분을 'b'라 하고, 제1진공게이지가 설치된 부분을 'c'라 하며, 진공펌프가 설치된 부분을 'd'라 할때, 각 부분에 나타나는 압력의 분포는 제2도에 도시된 바와 같이 P_b, P_c, P_d에 관한 그래프로 나타낼 수 있다.

이때 P_b는 상기 'b'부분의 압력이고, P_c는 'c'부분의 압력을 나타내며, P_d는 'd'부분의 압력을 나타낸 것이다.

따라서 'b-c' 구간의 유체 흐름도(C)는 다음의 식으로 계산이 가능하다.

상기 식에서 전송율(transmission probability)은 사용되는 유리관의 길이와 직경의 비로부터 구할 수 있다.

또한 상기 식으로부터 'c-d'구간의 유체 흐름도도 구할 수 있다.

이때 'b-c'구간과 'c-d' 구간의 사이에서 진공되는 양은 같으므로,

C₁(P_b-P_c)=C₂(P_c-P_d)=SP_d

(C₁: 'b-c' 구간유체 흐름도, C₂: 'c-d' 구간의 유체 흐름도, S: 펌핑 스피드)

상기 식에서 펌프내의 압력 P_d를 소거하면 'B'에서의 압력 P_b는 다음의 식으로 구할 수 있다.

상기 식에서 유체 흐름도는 계산으로 구할 수 있으며, 펌프의 속도 역시 알수 있는 값이고, P_c는 측정되는 값이다.

그러나 상기 식을 적용하기 전에 점검해야 하는 것은 'a'와 'b'부분의 압력구배이다.

상기 식으로 구할 수 있는 P_b의 값은 그 부피가 크므로 전체적으로 균일한 압력분포를 가진다. 그러나 전계방출 표시소자와 같이 고진공으로 만들어야 할 부분의 체적이 작을 경우 위치에 따른 압력의 불균형이 예상된다.

상기 이유는 고진공 내의 기체분자의 운동은 분자성 운도에 따르고 분자들이 벽과의 충돌 이후의 행로는 충돌전의 행로와 무관하게 벽에 수직한 방향으로의 행로가 가장 높은 확률을 갖는 코사인 법칙을 따른다. 따라서 전계방출 표시소자와 같이 진공을 만들려는 부분의 두께가 얇은 경우 각기 다른 방향으로의 분자의 운동이 제약을 받는 이방성을 나타내므로 진공이 전체적으로 균일하지 않고 어떤 압력구배를 갖게된다.

그러므로 'a'부분과 'b'부분의 압력을 예상할 수 있다. 이때 상기 압력차이는 산소센서에 의해 전류의 측정으로 산출할 수 있다. 즉 패케이징 되는 전계방출 표시소자와 진공챔버(챔버 내의 압력은 균일하다고 가정할 수 있다)사이의 압력차이는 진공중의 산소압력 구배에 의한 전류의 흐름으로 그 압력차이를 산출할 수 있다.

또한, 패케이징된 전계방출 표시소자의 압력을 일정하게 유지하고 챔버내의 압력을 변화시키면서 산소센서에 측정된 전류변화로 그 압력차이를 계산할 수 있다. 상기와 같은 측정으로부터 챔버에 대한 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 압력을 역으로 산출할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 간접 진공측정 방법으로 패케이징 되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 챔버 내의 압력과 산소센서에서 측정되는 전류변화로 부터 산출이 가능하며, 상기 산소센서를 여러부분에 설치하면 거리에 따른 압력분포도 측정할 수 있다.

또한 상기 챔버내의 압력을 변화시키면서 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 압력과 챔버내의 압력변화를 유도하여 그에 따른 상기 표시소자 내부의 압력변화 측정을 통하여 상기에서 측정된 값들을 보정하는 것도 가능하다.

Claims (3)

1. 하부기판에 홀이 형성되어 있는 전계방출 표시소자를 장착할 수 있고 제2진공 게이지가 설치되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내부의 표시소자 하부기판에 형성되어 있는 홀에 유리관을 삽입하여 상기 유리관 끝에 설치되는 진공펌프와, 상기 유리관 중간에 설치되는 제1진공 게이지와, 상기 표시소자 하부기판의 표면에 설치되는 산소센서를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정장치.
2. 진공 패케이징 하려는 부분에 진공 연결용 유리관을 연결시킨 후 진공챔버에 설치하는 단계와, 상기 진공챔버 내부와 패케이징 하려는 전계방출 표시소자 내부의 공기를 방출시키는 단계와, 상기 표시소자 내부의 예상 진공도가 진공챔버 내부의 압력과 같은 경우 산소센서를 작동시키는 단계와, 상기 산소센서에서 측정되는 일정한 전류치를 측정하는 단계와, 상기 패케이징되는 전계방출 표시소자 내부의 진공도를 계산하는 단계를 포함하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 진공챔버 내부의 진공도를 변화시켜 상기 진공도의 변화에 따른 상기 표시소자 내부의 압력변화를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 간접진공 측정방법.