KR100258797B1

KR100258797B1 - 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법

Info

Publication number: KR100258797B1
Application number: KR1019950030572A
Authority: KR
Inventors: 조영래; 문제도; 오재열; 정효수
Original assignee: 김덕중; 사단법인고등기술연구원연구조합
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 2000-06-15
Also published as: KR970017821A

Abstract

본 발명은 스트라이프 형상의 다수 개의 캐소드전극과 에미터가 형성되며 상기 에미터 사이에 절연층과 게이트전극이 형성된 하부기판과, 상기 캐소드 전극과 교차하는 스트라이프 형상의 다수개의 애노드전극과 형광체가 형성된 상부기판이 소정 간격 이격되게 유지시키는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법에 있어서, 상기 하부기판에 기계적인 방법에 의해 다수 개의 구멍을 형성하는 단계와, 상기 하부기판에 형성된 구멍과 대응되게 상기 상부기판에 다수 개의 구멍을 형성하는 단계와, 상기 스페이스를 경도가 크고 절연성이 있는 물질로 상기 전계 방출 표시장치의 외부에서 형성하는 단계와, 상기 하부기판에 기제작된 상기 스페이서를 삽입하는 단계와, 상기 상부기판을 상기 하부기판과 정렬한 후 상기 스페이서를 상부를 상기 상부기판에 삽입시키는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 스페이서를 전계 방출 표시장치의 외부에서 원하는 형상으로 형성하여 상부기판 및 하부기판에 용이하게 장착하므로 스페이서의 제조공정이 단축되고 다른 소자들을 손상시키거나 오염시키지 않는다.

Description

전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법

제1도는 종래의 일실시예에 따른 스페이서를 이용한 전계방출 표시장치의 단면도.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스페이서를 이용한 전계 방출 표시장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 하부기판 43 : 캐소드 전극

45 : 에미터 47 : 절연체

49 : 게이트 전극 51 : 상부기판

53 : 애노드 전극 55 : 형광체

57 : 공간 59 : 스페이서

61 : 구멍

본 발명은 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법에 관한 것으로서, 특히, 스페이서를 원하는 형상으로 제작한 후 상부기판 및 하부기판에 용이하게 설치할 수 있는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표시소자와 압력센서 등은 진공 패키징을 필요로 한다. 상기 진공 패키징을 필요로 하는 표시소자에는 브라운관(CRT) 프라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, 'PDP'라 칭함), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display : 이하, 'FED'라 칭함) 및 진공 형광 디스플레이(Vacuum Fluorescent Display : 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. 그러나, 현재 가장 널리 사용되고 있는 CTR를 비롯한 FED 및 VFD 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.

그러나, 고진공 패키징된 전계 방출 표시장치는 내부와 외부의 압력 차이에 의해 표시장치를 구성하는 상부기판과 하부기판에 대략 1kg/㎠ 정도의 압력이 작용하게 되는데, 이 압력은 전계 방출 표시장치를 구성하는 상부기판과 하부기판이 내부로 휘어지며 심한 경우에는 맞닿게 된다. 따라서, 상부기판과 하부기판 사이에 스페이서를 형성하여 상부기판과 하부기판이 휘어지는 것을 방지하고 일정 거리, 예를 들면 100~200㎛를 유지하도록 한다.

제1도는 종래의 일실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 단면도이다.

상기 전계 방출 표시장치는 스트라이프(stripe)형상의 다수개의 캐소드 전극(13)이 형성된 하부기판(11)과, 상기 캐소드 전극(13)과 직각으로 교차하는 스트라이프 형상의 다수 개의 애노드 전극(23)이 형성된 상부기판(21)을 포함한다.

상부기판(21)은 시청자의 정면에 위치하며, 애노드 전극(23)의 표면에 전자와 충돌에 의해 광을 내는 형광체(25)가 각각 형성되어 있다. 그러므로, 상부기판(21)과 애노드 전극(23)은 투명한 물질로 형성된다.

하부기판(11)은 시청자의 배면에 위치하며, 캐소드 전극(13)의 표면에 원추형으로 이루어져 전계의 발생에 의해 전자를 방출하는 다수 개의 에미터(emitter : 15)가 형성된다. 또한, 에미터(15)의 사이에 절연체(17)가 형성되며, 이 절연체(17)의 상부에 게이트 전극(19)이 형성된다.

상기 상부기판(21)과 하부기판(11)은 형광체(25)와 에미터(15)가 마주하며 공간(27)을 이루도록 다수 개의 스페이서(spacer : 29)에 의해 소정 간격, 예를 들면, 100~200㎛정도가 이격되게 부착된다. 상기에서, 스페이서(29)는 상부기판(21) 및 하부기판(11)의 모서리에서는 벽과 같은 형상을 갖고 가운데 부분에서는 원통 형상을 갖는 유리, 산화물 또는 질화물을 포함하는 세라믹 등과 같은 경도가 크고 절연성이 좋은 물질이나, 또는, 폴리이미드를 포함하는 폴리머 등과 같은 절연물질로 이루어진다. 상기에서 스페이서(29)는 상부기판(21)과 하부기판(11)의 모서리를 부착시킬 뿐만 아니라 대화면인 경우에는 수백 내지 수천 개가 가운데 부분에 형성되어 공간(27)과 대기압 상태인 외부의 기압 차에 의해 상부기판(21)과 하부기판(11)이 접촉되는 것을 방지한다.

상술한 구조의 전계 방출 표시장치의 스페이서(29)는 하부기판(11)의 상부에 스크린프린팅(screen-printing)방법, 몰딩(molding)방법, 또는, 전면 도포 후 레이저 또는 포토리쏘그래피(photolithography)방법으로 형성할 수 있다.

상기에서, 스크린프린팅 방법은 유리 분말을 주성분으로 하는 슬러리(slurry)를 다수 번의 스크린프린트하여 스페이서의 형상을 만든 후 소성하는 것이고, 몰딩(molding)방법은 스페이서 형태의 틀(mold)을 이용하여 산화물이나 질화물로 형성하는 것이다. 또한, 하부기판의 전표면에 스페이서를 형성할 물질을 도포한 후 소정 부분을 제외한 나머지 부분에 도포된 물질을 레이저로 제거하여 스페이서를 형성한다. 그리고, 폴리머를 스핀코팅한 후 상기 레이저 대신 포토리쏘그래피 방법으로 소정 부분을 제거하여 스페이서를 형성할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 일실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 스페이서는 제조공정이 복잡하고 하부기판의 전표면에 스페이서를 형성할 물질을 도포한 후 제거하므로 다른 소자들이 오염되거나 손상될 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 다른 소자들이 손상 및 오염되는 것을 방지하고 전계 방출 표시장치에 스페이서를 용이하게 장착할 수 있는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법은 스트라이프 형상의 다수 개의 캐소드전극과 에미터가 형성되며 상기 에미터 사이에 절연층과 게이트전극이 형성된 하부기판과, 상기 캐소드전극과 교차하는 스트라이프 형상의 다수 개의 애노드전극과 형광체가 형성된 상부기판이 소정 간격 이격되게 유지시키는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법에 있어서, 상기 하부기판에 기계적인 방법에 의해 다수 개의 구멍을 형성하는 단계와, 상기 하부기판에 형성된 구멍과 대응되게 상기 상부기판에 다수 개의 구멍을 형성하는 단계와, 상기 스페이서를 경도가 크고 절연성이 있는 물질로 상기 전계 방출 표시장치의 외부에서 형성하는 단계와, 상기 하부기판에 기제작된 상기 스페이서를 삽입하는 단계와, 상기 상부기판을 상기 하부기판과 정렬한 후 상기 스페이서의 상부를 상기 상부기판에 삽입시키는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스페이서를 이용한 전계 방출 표시장치의 단면도로서, 상기 제1도의 구성에, 상부기판(51) 및 하부기판(41)에 동일한 간격으로 스페이서(59)를 삽입할 수 있는 다수 개의 구멍(61)을 구비함을 특징으로 한다.

상기에서, 전계 방출 표시장치는 스트라이프 형상의 다수개의 캐소드 전극(43)이 형성되고 다수 개의 구멍(61)이 형성된 하부기판(41)과, 상기 캐소드 전극(43)과 교차하는 스트라이프 형상의 다수 개의 애노드 전극(53)이 형성되고 상기 하부기판(41)에 형성된 다수 개의 구멍(61)과 대응되는 위치에 동일한 크기의 구멍(61)이 형성된 상부기판(51)과, 상기 하부기판(41)과 상부기판(51)에 형성된 구멍(61)에 삽입되어 공간(57)이 형성되도록 소정 간격 이격되게 유지시키는 스페이서(59)를 포함한다.

상부기판(51)은 시청자의 정면에 위치하는 것으로 투명한 유리로 형성된다. 그리고, 애노드 전극(53)은 상부기판(51)의 시청자와 반대쪽 표면에 투명한 전도성 물질인 인듐-주석-산화물(ITO)로 형성되며, 애노드 전극(53)의 표면에 전자와 충돌에 의해 광을 내는 형광체(55)가 각각 형성되어 있다. 또한, 상부기판(51)에 애노드 전극(53)과 형광체(55)가 형성되지 않는 부분을 다이아몬드 톱을 사용한 기계적인 방법에 의해 다수 개의 구멍(61)이 형성되어 있다.

하부기판(41)은 시청자의 배면에 위치하는 것으로 유리 또는 실리콘 등의 반도체 기판으로 형성된다. 그리고, 캐소드 전극(43)은 전도성 금속으로 형성되며, 캐소드 전극(43)의 표면에 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W) 등이 원추형으로 이루어진 에미터(45)가 형성된다. 또한, 에미터(45)의 사이에 절연체(47)가 형성되며, 이 절연체(47)의 상부에 게이트 전극(49)이 형성된다. 상기 게이트 전극(49)은 에미터(45)에서 전자의 방출을 용이하게 한다. 상기에서, 하부기판(41)의 상부에는 상부기판(51)에 형성된 구멍(61)과 대응되도록 다수 개의 구멍(61)이 기계적인 방법으로 형성된다.

스페이서(59)는 형광체(55)와 에미터(45)가 마주하여 공간(57)을 이루도록 다수 개가 하부기판(41)과 상부기판(51)을 부착하여 사이가 소정 간격, 예를 들면, 100~200㎛정도 이격되도록 한다. 상기에서, 스페이서(59)는 상부기판(51)과 하부기판(41)의 형성된 구멍(61)이 상호간에 대응되도록 삽입된다. 또한, 스페이서(59)는 상부기판(51) 및 하부기판(41)의 모서리에서는 벽과 같은 형상을 갖고 가운데 부분에서는 원통형상을 갖는 유리, 산화물 또는 질화물을 포함하는 세라믹 등과 같은 경도가 크고 절연성이 우수한 물질이나, 또는, 폴리이미드를 포함하는 폴리머 등과 같은 절연물질로 이루어진다. 상기에서, 스페이서(59)는 상부기판(51)과 하부기판(41)의 모서리를 부착시킬 뿐만 아니라 대화면인 경우에는 수백 내지 수천 개가 가운데 형성되어 초진공 상태인 공간(57)과 하부기판(41)이 접촉되는 것을 방지한다. 또한, 스페이서(59)는 종래의 스크린프린팅(screenprinting)방법, 몰딩(molding)방법, 또는, 전면 도포 후 레이저 또는 포토리쏘그래피(photolithography)방법과는 달리 전계 방출 표시장치의 외부에서 원하는 형상으로 먼저 제작하여 구멍(61)에 삽입하므로 다른 에미터(45) 또는 게이트 전극(49) 등과 같은 다른 소자들을 손상하거나 오염시키지 않는다.

상기 스페이서(59)를 전계 방출 표시장치에 장착하는 방법은, 먼저, 스트라이프 형상으로 형성된 다수 개의 캐소드 전극(43), 상기 캐소드 전극(43)의 상부에 원추형의 에미터(45), 상기 에미터(45) 사이에 절연체(47), 상기 절연체(47)의 상부에 게이트 전극(49)이 형성된 하부기판(41)을 다이아몬드 톱을 사용한 기계적인 방법으로 다수 개의 구멍(61)을 형성한다. 이때, 구멍(61)은 하부기판(41)상의 캐소드 전극(43)과 게이트 전극(49)이 형성되지 않는 부분에 형성된다.

다음, 스트라이프 형상의 애노드 전극(53), 상기 애노드 전극(53)이 표면에 형성된 형광체(55)가 형성된 상부기판(51)을 기계적인 방법에 의해 하부기판(41)에 형성된 구멍(61)과 대응되게 다수 개의 구멍(61)을 형성한다.

그 다음, 스페이서(59)를 전계 방출 표시장치의 외부에서 원하는 모양, 예를 들면, 원추형, 사각뿔, 원기둥 또는 사각기둥으로 다수 개를 형성한다. 이때, 스페이서(59)는 유리, 산화물 또는 질화물을 포함하는 세라믹 등과 같은 경도가 크고 절연성이 우수한 물질이나, 또는, 폴리이미드를 포함하는 폴리머 등과 같은 절연물질로 이루어진다.

그리고, 하부기판(41)의 구멍에 기제작된 스페이서(59)를 삽입한다. 이때, 구멍(61)과 스페이서(59)는 육안으로 관찰이 어렵기 때문에 줌마이크로 스코프를 사용하고 핀셋등으로 스페이서(59)를 수작업에 의해 잡을 수 없으므로 에어조절기를 사용한다.

마지막으로, 하부기판(41)의 구멍(61)에 스페이서(59)가 삽입된 후 상부기판(51)과 하부기판(41)을 정렬하고 스페이서(59)의 상부면을 구멍에 삽입한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 하부기판에 구멍을 형성하고 상부기판에 상기 구멍과 대응되도록 구멍을 형성한다. 그리고, 상기 하부기판의 구멍에 기제작된 스페이서를 삽입하고 상부기판을 정렬하고 상부기판의 구멍에 스페이서를 삽입하므로 에미터 또는 다른 소자들을 손상하거나 오염시키지 않는다.

따라서, 본 발명은 스페이서를 전계 방출 표시장치의 외부에서 원하는 형상으로 형성하여 상부기판 및 하부기판에 용이하게 장착하므로 스페이서의 제조공정이 단축되고 다른 소자들을 손상시키거나 오염시키지 않는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예에만 국한되는 것이 아니며, 상술한 바람직한 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 상술한 도면 및 명세서에 의해 정의되는 바와 같은 특허 청구 범위에 의해 해석되어야 한다.

Claims

스트라이프 형상의 다수 개의 캐소드 전극과 에미터가 형성되며 상기 에미터 사이에 절연층과 게이트 전극이 형성된 하부기판과, 상기 캐소드 전극과 교차하는 스트라이프 형상의 다수개의 애노드 전극과 형광체가 형성된 상부기판이 소정 간격 이격되게 유지시키는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법에 있어서, 상기 하부기판에 기계적인 방법에 의해 다수 개의 구멍을 형성하는 단계와, 상기 하부기판에 형성된 구멍과 대응되게 상기 상부기판에 다수 개의 구멍을 형성하는 단계와, 상기 스페이스를 경도가 크고 절연성이 있는 물질로 상기 전계방출 표시장치의 외부에서 형성하는 단계와, 상기 하부기판에 기제작된 상기 스페이서를 삽입하는 단계와, 상기 상부기판을 상기 하부기판과 정렬한 후 상기 스페이서를 상부를 상기 상부기판에 삽입시키는 단계를 포함하는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법.
제1항에 있어서, 상기 하부기판 및 상부기판에 형성된 구멍을 다이아몬드 톱을 사용하는 기계적인 방법으로 형성하는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법.
제2항에 있어서, 상기 스페이서를 원추형, 사각뿔, 원기둥과 사각기둥중에서 원하는 형상으로 형성하는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착 방법.
제3항에 있어서, 상기 스페이서를 유리, 산화물 또는 질화물을 포함하는 세라믹 등과 같은 경도가 크고 절연성이 우수한 물질로 형성하는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 스페이서를 폴리이미드를 포함하는 폴리머 등과 같은 절연물질로 형성하는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법.
제5항에 있어서, 상기 스페이스를 하부기판에 삽입할 때 줌마이크로 스코프와 에어조절기를 사용하는 전계 방출 표시장치의 스페이서 장착방법.