KR100275263B1 - 필드 에미션 디스플레이의 진공챔버 내부에서의 실링 방법 - Google Patents

Abstract

필드 에미션 디스플레이의 실링을 실시하여 내부가 초고진공 상태인 필드 에미션 디스플레이를 제조하기 위하여 진공챔버내에서 모든 작업을 실시하고 상하부 기판의 테두리를 게터물질과 시런트로 기본 소성을 실시한 후, 램프, 열선 또는 자외선 레이져를 이용하여 최종소성을 실시함으로써, 초고진공 상태의 내부를 갖는 필드 에미션 디스플레이를 제조할 수 있다.

Description

필드 에미션 디스풀레이의 진공챔버 내부에서의 실링 방법

제 1 도는 일반적인 필드 에미션 디스플레이의 구조를 나타낸 정단면도.

제 2 도는 본 발명에 사용되는 하부기판에 설치된 망사형 스페이서의 구조를 나타낸 평면도.

제 3 도는 본 발명에 따라 상하부기판을 스페이서와 결합시키고, 각 기판에 형성되어 있는 게터물질과 실런트를 이용하여 진공 챔버내에서 실링을 실시할 부분을 나타낸 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부 유리기판 2 : 하부 유리기판

3 : 투명전극 4 : 형광체

5 : 게이트 전극 6 : 절연막

7 : 에미터 8 : 스페이서

9 : 스페이서와 상부기판사이의 간격

10 : 하부기판에 중삭된 계터물질

11 : 상부기판에 증착된 게터물질

12 : 실런트

본 발명은 필드 에미션 디스플레이의 제조공정중 상하부 기판을 밀폐시키는 방법에 관한 것으로, 특히, 필드 에미터가 형성되어 있는 하부기판과, 투명전극과 화소단위로 형광체가 형성되어 있는 상부기판을 망사형 스페이서와 게터물질로 접합시키고 상하부 기판에 형성되어 있는 게터물질의 외곽 가장자리를 실런트로 소성하여 필드 에미션 디스플레이를 제조하는 공정을 진공챔버내에서 실시하여 초고진공 상태의 필드 에미션 디스플레이를 제조하는 진공챔버 내부에서의 실링방법에 관한 것이다.

종래의 상하부 기판을 진공실링하는 방법으로는 단 한가지의 방법이 모색되어 오고 있는데 그 방법은 PDP(Plasma Display Panel)에서 사용하는 방법으로 상하부 기판내의 기체를 배기시킨 후, 다시 불활성 가스를 주입하여 수백토르 상태로 제조하는 방법이다. 즉, 제조된 하부기판의 가장자리에 드릴이나 펀치 또는 초음파 가공기를 이용하여 구멍을 뚫고서, 상기의 구멍에 가는 세관의 유리봉을 프리트 글라스 씰이나 접착제를 이용하여 설치한 다음, 상부기판과 하부기판의 테두리를 실런트를 이용하여 밀봉한 후, 다시 가스를 수백토르 까지 주입하고서 토치램프로 세관의 가장자리를 절단하므로서 원하는 실링이 완성되었다. 이때, 사용되는 상기의 세관재료는 소다유리를 사용하며, 진공펌핑 후 불황성 가스를 주입하고 최정적으로 실링을 하기 위해서는 소다유리를 부분적으로 용융, 응고시키는 공정이 필수적이다.

그러나, 필드 에미션 디스플레이의 내부는 제 1도에 도시된 구조와 같이 형성되고 내부의 공간은 진공 상태이어야 한다.

제1도는 필드 에미션 디스프레의 구조를 나타낸 것으로, 하부기판(2) 상부의 원하는 소정부분들에는 팁 에미터(7)와 절연체(6)가 형성되어 있다. 또한 상기의 절연체(6) 상부에는 게이트전극(5)이 형성되어 있다.

다음으로 상부기판(1)에는 하부기판(2)의 팁 에미터(7)에서 방출되는 전자를 상부기판(1)으로 유도하기 위한 투명전극(3)과 화소단위로 형광체(4)가 형성되어 있고, 상하부 기판(1, 2)의 일정한 공간 유지를 위하여 스페이서(8)가 형성되어 있다.

상기의 필드에미션 디스플레이의내부는 팁의 손상과 팁으로부터 방출되는 전자의 산란을 방지하기 위하여 초고진공 상태이어야 하기 때문에 사용되는 모든 재료는 초고진공용으로 전혀 아웃게싱이 있어서는 안되고, 압력차에 의한 역학적 변형력에 매우 강한 물질이어야 한다.

따라서, 상기의 PDP에서 사용하는 방법을 응용하게 되면 하부기판에 구멍을 뚫고 소다유리 세관을 삽입한 다음 세관을 통해 필드 에미션 디스플레이 내부의 공기를 배출시켜 필드 에미션 디스플레이의 내부를 초고진공 상태로 만든다.

다음으로, 상기 세관 구멍을 용융 또는 응고시켜 필드 에미션 디스플레이를 완성하였다.

또 다른 PDP 실링방법을 응용한 방법으로서, 상하부 기판을 실런트로 소성하여 밀폐시킬 때 한쪽에 내부의 공기를 배출할 수 있는 구멍을 형성하고, 진공펌프를 이용하여 필드 에미션 디스플레이 내부를 진공상태로 만든 후, 상기 구멍을 실런트로 소성하여 완전히 밀폐시키면 진공 상태의 내부를 갖는 필드에미션 디스 플레이를 완성하였다.

그러나, 상술한 방법들은 필드 에미션 디스플레이 내부를 진공으로 만든 후, 상기의 세관 또는 실런트의 구멍을 밀폐시킬 때 필드에미션 내부로 공기가 유입될 수 있어 진공도에 영향을 미쳐 필드 에미션 디스플레이의 성능저하와 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 진공챔버내에서 필드에미션의 모든 제조공정을 실시하고, 게터물질을 상하부기판의 가장자리에 형성하여 실런트로 소성시킴으로써 초고진공 상태의 필드 에미션 디스플레이를 제조함을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 진공챔버 내부에서 필드 에미터를 제조하여 유리기판에 접합하고, 상기 유리기판 가장자리에 게터물질을 2개 내지 3개 손가락 구조로 형성하는 단계와, 상부기판에 투명전극과 화소단위로 형광체를 순차적으로 형성한 후, 상기 상부기판 가장자리에 하부기판의 게터물질과 맞물리도록 게터물질을 2개 내지 3개 손가락 구조로 형성하는 단계와, 상기 상하부 기판사이에 망사형의스페이서를 설치하는 단계와, 상기 상하부 기판의 게터물질이 맞물리도록 접합하고 상하부 기판의 게터물질 외부의 가장자리에 형성되어 있는 실런트로 기본소성하는 단계와, 상기 기본소성된 필드에미션 디스플레이를 열선, 램프 또는 자외선 레이져를 이용하여 최종소성하는 단계를 포함하여 초고진공 상태의 필드에미션을 제조하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제3도는 진공챔버 내부에서 상하부기판을 얼라인하여 실링이 완성된 필드 에미션 디스플레이를 나타낸 것으로써, 진공챔버(도시되지 않음) 내부에서 먼저, 상부기판(1)을 투명전극(3)인 ITO가 증착된 유리를 사용하여 화소단위로 패턴을 만들어 전극을 형성하고 형광체(4)를 화소단위로 적색, 청색, 녹색을 도포한다. 다음으로 게터능력이 있는 티타늄이나 바륨 등을 이용하여 2개 내지 3개를 손가락 모양으로 상부기판에 형성한다(11).

다음으로 하부기판(2)인 실리콘 웨이퍼 상부에 식각공정과 증착공정등의 반도체 공정을 이용하여 팁 형태의 에미터(7) 혹은 다른형태의 쐐기형 에미터를 제조하고 사이사이에 절연체(6)를 증착한 후, 상기 절연체(6) 상부에 게이트전극(5)을 형성하여 필드 에미터를 완성하며, 상기 필드 에미터가 완성된 하부기판(2)의 가장자리에도 상부기판에 형성된 게터물질과 맞물리도록 손가락 모양의 게터물질(10)을 형성한다.

다음으로 상하부 기판(1, 2)의 게터물질(10, 11)과 상하부기판 사이에 형성되는 스페이서(8)로 상하부 기판(1, 2)를 접합시킨다. 이때, 망사형 스페이서(8)는 상하부 기판에 맞닫지 않도록 일정한 간격(9)을 두며, 게터물질(10, 11)도 손가락 모양이 엇갈려 접합된 맞은편 상하부 기판에 맞닿지 않도록 한다.

상술한 이유는 실런트(12)를 기본소성한 후, 열선이나 램프 또는 자외선 레이져를 이용하여 최종소성하게 되면 내부의 용매가 날아가는 동안 부피가 줄어들게 되어 상부기판(1)이 내려앉는 것을 방지하기 위함이다. 이때 발생하는 기체들을 게터물질이 자연스럽게 포획하여 진공도에는 영향을 미치지 못한다.

다음으로, 상기 접합된 상하부 기판의 가장 끝부분인 게터물질 외곽에 실링용 실런트인 글라스 플리트 씰을 증착하여 소성시킨 다음, 열선과 램프 또는 자외선 레이져를 이용하여 최종소성을 실시하여 필드 에미션 디스플레이를 완성한다.

상술한 모든 공정은 진공챔버 내부에서 이루어짐으로 필드 에미션의 내부를 완전한 초고진공 상태로 제조할 수 있고, 부가적으로 제2도에서와 같이 스페이서(8)를 망사형으로 제조하여 사용함으로써, 화소와 화소사이가 한번 진공을 이루고 나면 전혀 다른 화소의 진공상태에 영향을 받지 않는 우수한 필드 에미션 디스프레이를 제조할 수 있다.

이상에서와 같이 필드 에미션 디스플레이의 모든 제조공정을 진공챔버 내부에서 실시하고, 특히, 상하부 기판의 가장자리를 게터물질과 열선이나 램프 또는 자외선 레이져를 사용하여 필드 에미션 디스플레이의 내부를 초고 진공 상태를 만들게 되므로 우수한 성능의 필드 에미션 디스플레이를 제조할 수 있다.

Claims (4)

1. 진공챔버 내부에서 필드 에미터를 제조하여 유리기판에 접합하고, 상기 유리기판 가장자리에 게터물질을 손가락 구조로 형성하는 단계와,

   상부기판에 투명전극과 화소단위로 형광체를 순차적으로 형성한 후, 상기 상부기판 가장자리에 하부기판의 게터물질과 맞물리도록 게터물질을 손가락 구조로 형성하는 단계와,

   상기 상하부 기판사이에 망사형의 스페이서를 설치하는 단계와,

   상기 상하부 기판의 게터물질이 맞물리도록 접합하고 상하부 기판의 게터물질의 외곽의 가장자리에 형성되어 있는 실런트로 기본소성하는 단계와,

   상기 기본소성된 필드에미션 디스플레이를 열선, 램프 또는 자외선 레이져를 이용하여 최종소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드에미션 디스플레이의 진공챔버 내부에서의 실링 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스페이서와 게터물질은 최후 소성후 발생되는 가스를 제거하기 위하여 상하부 기판에 완전히 부착되지 않게 형성하는 것을 특징으로 하는 필드 에미션 디스플레이의 진공챔버 내부에서의 실링 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 최종소성은 열선, 램프 또는 자외선 레이져를 이용하는 것을 특징으로 하는 필드 에미션 디스플레이의 진공챔버 내부에서의 실링 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 게터물질은 티타늄 또는 바륨 등으로 형성하는 것을 특징으로 하는 필드 에미션 디스플레이의 진공챔버 내부에서의 실링 방법.