KR100276116B1 - 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시 장치 - Google Patents

게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스트라이프 형상의 다수 개의 캐소드전극과 에미터가 형성되며 상기 에미터 사이에 절연층과 게이트전극이 형성된 하부기판과, 상기 캐소드전극과 교차하는 스트라이프 형상의 다수 개의 애노드전극과 형광체가 형성된 상부 기판이 소정 간격 이격되게 유지시키는 스페이서를 포함하는 전계 방출 표시장치에 있어서, 상기 스페이서는 중심에 금속선으로 이루어지고 이 금속선의 표면에 게터가 형성된 스페이서를 갖는다. 따라서, 본 발명은 별도의 게터를 설치할 필요없이 스페이서에 형성하므로 제조공정이 용이하고 스페이서에 금속선을 사용하므로 장시간 사용 후 진공도가 저하될 경우 금속선에 전원을 인가하여 고진공 상태를 유지할 수 있다.

Description

게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치
제1도는 종래 기술에 따른 스페이서를 이용한 전계 방출 표시장치의 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
51 : 하부기판 53 : 캐소드 전극
55 : 에미터 56 : 절연체
57 : 게이트 전극 59 : 상부 기판
61 : 애노드 전극 63 : 형광체
65 : 공간 67 : 스페이서
69 : 금속선 71 : 게터
73 : 구멍 75 : 배기튜브
본 발명은 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 게터를 별도로 설치하지 않고 스페이서에 형성하므로 제조공정이 용이하고 고진공 상태를 유지할 수 있는 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 표시소자와 압력센서 등은 진공 패키징을 필요로 한다. 상기 진공 패키징을 필요로 하는 표시소자로는 브라운관(CRT), 프라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, PDP라 칭함), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display) 및 진공 형광 표시소자(Vacuum Fluorescence Display : 이하, VFD라 칭함) 등이 있다. 상기 표시소자 증 PDP는 네온 등의 동작 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 CRT를 비롯한 전계 방출 표시장치 및 VFD 등은 발생된 전자가 형광체에 충돌하는 것에 의해 화면을 나타내므로 전자의 자유 이동 거리(mean free path)를 크게하기 위해서는 고진공을 필요로 한다. 특히, 전계 방출 표시장치는 1O-6토르 정도의 높은 진공도가 필요하므로 고진공 패키징 기술이 필요하다. 그러므로, 고진공을 필요로 하는 표시소자는 이 표시소자 내에 잔류하는 가스 분자를 배기하고 패키징하는 공정이 필수적이다. 배기공정에 이용되는 가장 일반적인 방법은 표시소자와 진공펌프 사이에 유리로 이루어진 배기 튜브를 연결시켜 표시소자 내의 가스 분자를 배기시킨 후 표시소자와 배기 튜브를 분리하기 위해 이 배기 튜브를 반용융 상태로 가열하여 봉입하고 냉각시켜 진공패키지를 완성시킨다.
제1도는 종래 기술에 따른 스페이서를 이용한 전계 방출 표시장치의 단면도이다.
상기 전계 방출 표시장치는 스트라이프(stripe) 형상의 다수개의 캐소드전극(13)이 형성된 하부 기판(11)과, 상기 캐소드전극(13)과 교차하는 스트라이프 형상의 다수 개의 애노드 전극(21)이 형성된 상부 기판(19)을 포함한다.
상기 상부 기판(19)과 하부 기판(11)은 형광체(23)와 에미터(15)가 마주하여 공간(25)을 이루도록 스페이서(spacer : 27)에 의해 소정 간격, 예를 들면, 100∼200㎛ 정도가 이격되게 부착된다. 그리고, 공간(25)은 상부 기판(19)과 하부 기판(11)을 부착한 후 배기 튜브(31)로 전계 방출 표시장치의 구멍(29)과 진공 펌프(도시되지 않음)를 연결한 후 이 진공 펌프를 이용하여 상기 공간(25) 내의 잔류 가스를 배출하여 진공시킨다. 그리그, 공간(25) 내부가 진공을 유지하면서 전계 방출 표시장치와 진공 펌프가 분리되도록 배기 튜브(31)를 가열하면서 회전 및 신장하여 자른다.
상기 스페이서(27)는 상부 기판(19)이 마주하여 공간(25)을 이루도록 다수개가 형성된다. 상기에서 스페이서(27)는 상부 기판(19) 및 하부 기판(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, 폴리이미드를 포함하는 폴리머 등과 같은 절연물질로 이루어진다. 상기에서, 스페이서(27)는 상부 기판(19)과 하부 기판(11)의 모서리를 부착시킬 뿐만 아니라 대화면인 경우에는 수백 내지 수천개가 가운데 부분에 형성되어 공간(25)과 대기압 상태인 외부의 기압 차에 의해 상부 기판(19)과 하부 기판(11)이 접촉되는 것을 방지한다.
게터(33)는 하부 기판(11)의 양끝단에 형성되어 공간(25)을 진공시키기 위하여 배기 튜브(31)를 가열하면서 회전 및 신장하며 자를 때 발생하는 가스를 제거한다. 게터(33)는 바륨(Ba) 또는 티타늄(Ti)을 사용하는 증발성 게터와 지르코늄-알루미늄(Zr-Al) 합금 또는 지르코늄-바나듐-철(Zr-V-Fe) 합금을 사용하는 비증발성 게터가 있다.
상술한 구조의 전계 방출 표시장치의 스페이서(27)는 하부 기판(11)의 상부에 스크린프린팅(screenprinting) 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, 하부 기판(11)의 전표면에 스페이서를 형성할 물질을 도포한 후 소정부분을 제외한 나머지 부분에 도포된 물질을 레이저로 제거하여 스페이서를 형성한다. 그리그, 폴리머를 스핀코팅한 후 상기 레이저 대신 포토리쏘그래피 방법으로 제거하여 형성할 수 있다.
그리나, 상술한 바와 같은 종래 기술에 따른 전계 방출 표시장치는 스페이서를 제조하는 공정이 복잡하고 밀봉시 발생하는 가스를 제거하기 위하여 별도의 게티를 형성해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 스페이서를 제조하는 공정이 용이하고 별도의 게터를 형성할 필요가 없는 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치는 스트라이프 형상의 다수 개의 캐소드전극과 에미터가 형성되며 상기 에미터 사이에 절연층과 게이트 전극이 형성된 하부 기판과, 상기 캐소드 전극과 교차하는 스트라이프 형상의 다수개의 애노드전극과 형광체가 형성된 상부 기판이 소정 간격 이격되게 유지시키는 스페이서를 포함하는 전계 방출 표시장치에 있어서, 상기 스페이서는 중심에 금속선으로 이루어지고 이 금속선의 표면에 게터가 형성된 스페이서를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
제2도는 본 발명에 따른 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치의 단면도이다.
상기 전계 방출 표시장치는 스트라이프 형상의 다수개의 캐소드 전극(53)과 구멍(73)이 형성된 하부 기판(51)과, 캐소드 전극(53)과 교차하는 스트라이프 형상의 다수개의 애노드 전극(61)이 형성된 상부 기판(59)을 포함한다.
상부 기판(59)은 시청자의 정면에 위치하며, 애노드 전극(61)의 표면에 전자와 충돌에 의해 광을 내는 형광체(63)가 각각 형성되어 있다. 그러므로, 상부 기판(59)과 애노드 전극(61)은 투명한 물질로 형성된다. 또한, 상부 기판(59)의 소정부분, 예를 들면, 애노드 전극(61)과 형광체(63)가 형성되지 않는 부분에는 스페이서(67)와 접촉하고 있다.
하부 기판(51)은 시청자의 배면에 위치하며, 캐소드 전극(53)의 표면에 원추형으로 이루어져 전계의 발생에 의해 전자를 방출하는 다수개의 에미터(55)가 형성된다. 또한, 에미터(55)의 양측에는 절연체(56)가 형성되며, 절연체(56)의 상부 표면에는 캐소드 전극(53)과 대향하는 부분에 게이트 전극(57)이 형성된다. 또한, 하부 기판(51)은 캐소드 전극(53)이 형성되지 않는 소정 부분에 다수개의 구멍(73)이 형성되며, 다수개의 구멍(73) 중 한개는 가스를 배출한 후 밀봉하는 배기 튜브(75)가 삽입되고 나머지 구멍(73)에는 스페이서(67)가 삽입된다.
상부 기판(59)과 하부 기판(51)은 형광체(63)와 에미터(55)가 마주하여 공간(65)을 이루도록 스페이서(67)에 의해 소정간격, 예를 들면, 10∼300㎛ 정도 이격되게 부착된다. 그리그, 공간(65)은 상부 기판(59)과 하부 기판(51)을 부착한 후 배기튜브(75)로 구멍(73)과 진공펌프(도시되지 않음)를 연결한 후 진공펌프를 이용하여 공간(65) 내의 잔류가스를 배출하여 진공시킨다. 그리그, 공간(65) 내부가 진공을 유지하면서 전계 방출 표시장치와 진공펌프가 분리되도록 배기튜브(75)를 가열하면서 회전 및 신장하여 자른다.
스페이서(67)는 상부 기판(59)과 하부 기판(51)이 마주하여 공간(65)을 이루도록 다수 개가 형성된다. 상기에서, 스페이서(67)는 상부 기판(59) 및 하부 기판(51)의 모서리에서는 벽과 같은 형상을 갖고 가운데 부분에서는 원통 형상을 갖는다. 원통 형상을 갖는 스페이서(67)는 텅스텐(W)으로 이루어진 금속선(69)에 지르코늄-알루미늄(Zr-Al) 합금 또는 지르코늄-바나듐-철(Zr-V-Fe) 합금을 사용하는 비증발성 게터(71)를 형성하여 밀봉시 발생하는 가스를 제거한다. 그리그, 스페이서(67)의 중심에 텅스텐으르 이루어진 금속선(69)을 연결하여 사용하므로 전계 방출 표시장치를 장시간 사용한 후 공간(65) 내의 진공도가 저하될 경우 금속선(69)을 통하여 스페이서(67)에 전원을 가하면 스페이서(67)에 형성된 게터(71)가 활성화되어 공간(65)은 고진공 상태를 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 스페이서를 텅스텐으로 이루어진 금속선에 지르코늄-알루미늄(Zr-Al) 합금 또는 지르코늄-바나듐-철(Zr-V-Fe) 합금을 사용하는 비증발성 게터를 형성한다.
따라서, 본 발명은 별도의 게터를 설치할 필요없이 스페이서에 형성하므로 제조공정이 용이하고 스페이서에 금속선을 사용하므로 장시간 사용 후 진공도가 저하될 경우 금속선에 전원을 인가하여 고진공 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 스트라이프 형상의 다수개의 캐소드전극과 에미터가 형성되며 상기 에미터 사이에 절연층과 게이트 전극이 형성된 하부 기판과, 상기 캐소드 전극과 교차하는 스트라이프 형상의 다수개의 애노드전극과 형광체가 형성된 상부 기판이 소정 간격 이격되게 유지시키는 스페이서를 포함하는 전계 방출 표시장치에 있어서, 상기 스페이서는 중심에 금속선으로 이루어지고 이 금속선의 표면에 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서의 금속선이 텅스텐으로 형성된 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스페이서에 형성된 게터가 비증발성 게터로 이루어진 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스페이서에 형성된 게터가 지르코늄-알루미늄(Zr-Al) 또는 지르코늄-바나늄-철(Zr-V-Fe)을 선택적으로 형성하는 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스페이서가 10∼300㎛의 높이로 형성된 게터가 형성된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시장치.
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