KR100261514B1 - 전계방출소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신규한 구성의 FED를 개시한다.

FED는 고진공상태의 캐비티를 구비하므로 진공압력에 의한 변형이 커서 큰 크기의 패널구성이 어려운 문제가 있었다.

본 발명에서는 전면기판과 배면기판 사이에 두 기능판을 위치시켜 이 기능판상에 기능층을 형성함으로써 진공압력에 의한 셀갭의 변화가 전혀 없어 대면적화가 용이한 FED를 제공한다.

Description

전계방출소자

제1도는 FED의 일반적인 구조를 보이기 위한 모식적 단면도,

제2도는 종래의 대형 FED의 구성을 보이는 개략단면도,

제3도는 본 발명 FED의 구성을 보이는 모식적 단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

P1, P2 : 전면및 배면기판 N1, N2 : 기능판

F1, F2 : 전면및 배면기능층 S1, S2 : 지지부

T : 게터(getter)

본 발명은 전계방출소자(FED; Field Emission Device)에 관한 것이다.

브라운관의 평판화 연구과정에서 파생된 평판표시소자인 FED는, 제1도에 도시된 바와 같이 상, 하부기판(P1, P2)에 서로 교차대향하도록 아노드(anode;A)와 캐소드(cathode;K)를 배열하고, 캐소드(K)에는 첨예부(sharp edge)를 가지는 에미터(emitter;E)를 연장하여 에미터(E)로부터 다량의 전자를 방출하여 전계를 형성하도록 함으로써 형광층(F)을 발광시켜 화상을 표시하도록 한 장치이다.

여기서 에미터(E)의 전자방출은 게이트(G)에 의해 제어되는데, 일반적으로 게이트(G)는 에미터(E)를 둘러싸는 절연층(D)상에 도전층을 형성하여 이 도전층에 원형등의 형태로 어퍼츄어(aperture;O)를 형성함으로써 구성된다. 게이트(G)에는 일반적으로 공통(common)의 제어전위가 인가되고 에미터(E)는 이 어퍼츄어(O)의 변(edge)에 의해 전계방출이 제어된다.

한편 셀갭(cell gap)을 유지하기 위해 게이트(G)상에는 기둥형태의 스페이서(spacer;S)가 형성된다.

또한 두 기판(P1, P2)은 측벽(W)에 의해 봉합(sealing)되어 배면측기판(P2)에 형성된 배기구멍(H1)을 통해 배기관(X)으로 배기되어 고진공상태로 배기된다. 그런데 진공펌프등의 기계적 배기방법으로 달성될 수 있는 진공도는 10^-5Torr 정도인바, 진공도를 10^-7Torr정도로 더욱 향상시키기 위해 화학적 배기방법이 병용되고 있다. 이를 위해 배면측 기판(P2)에는 게터구멍(H2)이 형성되어 그 배면에 게터(getter;T)가 수납된 게터컵(getter cup:C)이 설치된다.

게터(T)는 패널을 밀봉한뒤 게터컵(C)의 외부에서 고주파 유도가열등으로 가열하여 확산(flashing)시키거나, 확산없이 연속적으로 작용하게 된다. 그러나 이러한 방법은 게터(T)가 패널의 일측에서 좁은 게터구멍(H2)을 통해 확산되므로 그 효과가 충분하지 못하고 사용후의 게터컵(C)이 그대로 패널에 잔류하여 조립과 취급에 불편한 문제가 있었다.

또한 이러한 FED는 얇은 유리제 기판(P1, P2)으로 구성되어 그 사이의 캐비티(cavity)가 고진공상태로 배기되므로 스페이서(S)를 설치하여도 양기판(P1, P2)이 내부진공압과 외부대기압의 차이에 의해 내측으로 변형하여 정확한 셀갭의 유지가 상당히 어렵다.

이러한 문제는 수" 내의 작은 크기에서는 별다른 문제가 없으나 FED를 어느 이상의 크기로 구성하는 경우에는 진공응력이 기판(P1, P2)의 강성(剛性)에 비해 커져 균일한 동작이 어렵게 된다.

이에 따라 종래에는 10" 이상의 큰 FED를 구성하고자 하는 경우, 제2도에 도시된 바와 같이 멀티패널(multi panle) 구조를 채택하였다. 이것은 소형 FED의 패널(L1, L2)들을 한 지지판(L)상에 병렬로 부착하여 구성한 것으로, 지지판(L)은 일반적으로 유리판보다 취성(脆性)이 작고 강도가 큰 실리콘(Si)판으로 구성된다.

그런데 이러한 구조의 FED는 진공응력문제를 해결하여 큰 크기의 FED를 구성할 수는 있으나, 각 패널(L1, L2) 외측의 비유효부에 의해 화상의 표시시 바둑판 형태로 구획선이 발생될 수 밖에 없으며, 그 구동회로가 복잡해질 뿐아니라 전체적인 크기및 중량이 대형화되는 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 진공압력에 의한 셀갭의 변화를 방지하여 대형화가 용이한 FED를 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 FED는 측벽으로 밀봉된 전면기판과 배면기판 사이에 형성되는 고진공상태의 캐비티에 전면및 배면 기능층이 서로 대향 배치된 FED에 있어서, 전면및 배면기판 사이에 서로 대향하는 두 기능판을 구비하여, 이 두 기능판상에 각각 기능층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면 두 기능판은 진공압력에 의해 전혀 영향을 받지 않게 되므로 셀갭의 변화가 없어서, 기판의 강도가 허락하는 한 임의 크기의 대형 FED의 구성이 가능하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적인 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

제3도에서, 전면기판(P1)과 배면기판(P2)은 측벽(W)으로 봉합된 후 배기관(X)으로 배기되어 고진공상태의 캐비티를 형성하게 된다. 본 발명에서는 이 두 기판(P1, P2) 사이에 다시 두 기능판(N1, N2)이 위치하여 전면기능층(F; 제1도의 아노드(A)와 형광체(F)등)과 배면기능층(F2; 제2개소드(K), 에미터(E)및 게이트(G)등)은 기판(P1, P2)대신 이 기능판(N1, N2)상에 서로 대향하도록 설치된다.

기능판(N1, N2)은 양 기판(P1, P2)간의 캐비티내에 위치하므로 그 상하면상의 압력상태가 동일하여 변형이 전혀 발생되지 않게 된다. 이에 따라 기능층(F1, F2)들의 형성이 가능할 정도의 최소한 두께를 가지는 판재로 구성되면 족한 바, 바람직하기로 유리판이나 실리콘판등의 투명판으로 구성된다. 각 기능판(N1, N2)은 스페이서와 측벽 형태의 지지부(S1,S2)에 의해 전면기판(P1) 또는 배면기판(P2)상에 지지되는 바, 이 지지부(S1, S2)는 압력전달이 원활하도록 개방된 형태로 구성되어야 한다. 특히 양 기능판(N1, N2)사이의 지지부(S2)는 기능층(F1, F2)간의 셀갭을 결정하므로 상당한 정밀도를 가지도록 구성되어야 하며 기판(P1, P2)과의 사이의 지지부(S1)는 이러한 제한은 없다.

한편 배면기판(P2)은 캐비티의 외벽역할만을 하게 되는 바, 바람직하기로 그 표면에 게터(T)를 도포한다. 그러면 게터(T)의 대면적 도포가 가능하여 게터효과가 우수하게 될뿐아니라, 패널에 게터컵(C)이 잔류하지 않게 되어 그 조립과 취급이 용이하게 된다.

이러한 구성에 의하면 각 기능층(F1, F2)이 형성될 기능판(N1, N2)은 캐비티내에 위치하여 그 상하면의 압력이 동일하므로 진공압력에 의한 변형이 전혀 발생되지 않게 되어 균일한 셀갭이 유지될 수 있다. 이에 따라 기판(P1, P2)의 강도가 허용하는 한 임의 크기의 대면적 FED를 구성할 수 있게 된다.

뿐만아니라 기능층(F1, F2)간의 셀갭을 유지하기 위해 종래와 같은 스페이서(제1도의 S)등을 배열할 필요가 없으므로 기능층(F1, F2)의 배열에도 제한이 없어 고피치(高 pith)의 기능층(F1, F2) 형성이 가능하게 됨으로써 고화질 고해상도의 구현도 가능하게 된다.

이에 따라 본 발명은 고화질의 대면적 FED의 구현에 큰 효과가 있다.

Claims (4)

1. 전면기판과 배면기판을 측벽으로 밀봉하여 형성된 고진공 상태의 캐비티내에 전면기능층과 배면기능층을 서로 대향 배치하여 구성된 전계방출소자에 있어서, 상기 두 기판 사이에, 지지부에 의해 상기 두 기판중의 적어도 어느 하나에 지지되는 두 기능판을 대향 배치하고, 상기 전면기능층과 배면기능층을 상기 두 기능판에 각각 대향 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 기능판이 투명판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 각 기능판이 실리콘판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 배면기판상에 게터가 도포되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.