KR100330155B1 - 전계 방출 표시 소자 - Google Patents

Abstract

일정 길이를 갖는 스페이서를 미리 제조한 후, 이 스페이서를 전면 및 후면 기판중 어느 하나의 기판에 고정하여 양 기판간의 간격을 일정하게 유지하도록 한 전계 방출 표시 소자에 관한 것으로, 본 발명의 소자는, 일정한 간격을 두고 대향 배치되는 전면 및 후면 기판과; 상기 후면 기판에 제공되는 라인 형상의 캐소드 전극과; 상기 캐소드 전극 또는 후면 기판의 표면에 제공되며, 전계 형성시 전자를 방출하는 복수의 에미터와; 상기 전면 기판에 제공되며, 캐소드 전극과 수직으로 교차 형성되는 라인 형상의 애노드 전극과; 상기 에미터에서 방출된 전자가 충돌되어 발광함으로써 소정의 화상을 구현하도록 상기 애노드 전극의 표면에 제공되는 형광체와; 소정 형상의 강체(rigid body)에 의해 일정 길이를 갖도록 미리 제조되며, 상기 기판중 어느 하나의 기판에 봉착되어 양 기판을 일정 간격으로 유지하는 스페이서;를 포함한다. 이로써, 양 기판은 스페이서로 인해 동일한 간격으로 유지된다.

Description

전계 방출 표시 소자{FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계 방출 표시 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정 길이를 갖는 스페이서를 미리 제조한 후, 이 스페이서를 전면 및 후면 기판중 어느 하나의 기판에 고정하여 양 기판간의 간격을 일정하게 유지하도록 한 전계 방출 표시 소자에 관한 것이다.

일반적으로 전계 방출 표시 소자(FED; field emission display device)는 양자역학적인 터널링 효과를 이용하여 캐소드 전극에 제공된 에미터에서 전자를 방출시키고, 방출된 전자는 애노드 전극에 제공된 형광체에 충돌하여 상기 형광체를 여기시킴으로써 소정의 화상을 구현하는 표시 소자로서, 이 전계 방출 표시 소자로는 면 타입의 에미터를 이용하는 2극관 구조의 소자와, 면 타입 또는 스핀트 타입의 에미터를 이용하는 3극관 구조의 소자로 구분된다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 2극관 구조의 전계 방출 표시 소자를 도시한 것으로, 전계 방출 표시 소자는, 후면 기판(102) 및 전면 기판(104)과, 후면 기판(102)의 일면에 제공되는 라인 형태의 캐소드 전극(106)과, 캐소드 전극(106)과 수직으로 교차하도록 전면 기판(104)의 일면에 제공되는 라인 형태의 애노드 전극(108)을 포함한다.

상기 캐소드 전극(106)의 표면에는 전계 형성시 전자를 방출하는 면 타입의 에미터(110)가 제공되고, 애노드 전극(108)의 표면에는 에미터(110)에서 방출된 전자가 충돌할 때 발광하는 형광층(112)이 제공되며, 애노드 전극(108)의 사이사이로 기판(104)의 표면에는 스페이서(114)가 제공된다.

여기에서, 상기 스페이서(114)는 전면 및 후면 기판(104,102)을 고진공으로 밀봉할 때 이 기판들의 변형 또는 파손을 방지하는 한편, 캐소드 전극(106)과 애노드 전극(108) 사이의 간격을 일정하게 유지함으로써 발광 위치에 따른 발광 불균형을 줄이고, 또한, 블랙 매트릭스의 작용을 겸하도록 하기 위한 것으로, 통상적으로는, 소자의 제조 공정 중에서 애노드 전극(108)과 형광층(112)을 형성한 후, 스크린 인쇄법을 이용하여 애노드 전극(108) 사이사이에 스페이서(114)용 페이스트를 인쇄하고 열처리하는 과정에 따라 제조되며, 양 기판(102,104)을 밀봉할 때, 기판 내부의 진공 형성이 가능하도록 하기 위해 상기 스페이서(114)는 발광 패턴부(116)내부에만 제공된다.

여기에서, 미설명 도면부호 118은 양 기판이 봉착되는 봉착면이다.

이에 따라, 에미터(110)에서 전자가 방출되기 시작하는 임계 전압 이상의 전압차가 발생하도록 캐소드 전극(106)과 애노드 전극(108)에 구동 전압이 각각 인가되면, 양 전극(106,108)에 인가된 전압 차이에 따라 강한 전계가 형성되어 에미터(110)에서 전자가 방출되고, 방출된 전자는 애노드 전극(108)에 인가된 전압에 의해 형광체(112) 측으로 이동하게 되어 상기 형광체(112)에 충돌되므로써 형광체가 발광된다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 전계 방출 표시 소자에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래에는 양 기판을 지지하기 위한 스페이서가 위에서 언급한 바와 같이 스크린 인쇄법에 의해 제조되므로, 이 스페이서를 인쇄 또는 열처리(소성)할 때 스페이서간의 높이 차이가 다소 발생할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 스페이서간의 높이 차이가 발생하는 경우에는 양 기판간의 간격(셀 갭)이 달라지게 되고, 이로 인해 애노드 전극과 캐소드 전극 간의 간격이 달라지게 되어 발광 불균형이 발생되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일정 길이를 갖는 스페이서를 미리 제조한 후, 이 스페이서를 전면 및 후면 기판중 어느 하나의 기판에 고정하여 양 기판간의 간격을 일정하게 유지하도록 한 전계 방출 표시 소자를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전계 방출 표시 소자의 평면도.

도 2는 도 1의 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자의 평면도.

도 4는 도 3의 단면도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자의 평면도.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자의 평면도.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

일정한 간격을 두고 대향 배치되는 전면 및 후면 기판과;

상기 후면 기판에 제공되는 라인 형상의 캐소드 전극과;

상기 캐소드 전극 또는 후면 기판의 표면에 제공되며, 전계 형성시 전자를 방출하는 복수의 에미터와;

상기 전면 기판에 제공되며, 캐소드 전극과 수직으로 교차 형성되는 라인 형상의 애노드 전극과;

상기 에미터에서 방출된 전자가 충돌되어 발광함으로써 소정의 화상을 구현하도록 상기 애노드 전극의 표면에 제공되는 형광체와;

소정 형상의 강체(rigid body)에 의해 일정 길이를 갖도록 미리 제조되며, 상기 기판중 어느 하나의 기판에 봉착되어 양 기판을 일정 간격으로 유지하는 스페이서;

를 포함하는 전계 방출 표시 소자를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자의 평면도를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 단면도를 도시한 것이다.

후면 기판(12)의 일면에는 라인 형태의 캐소드 전극(14)이 제공되고, 캐소드전극(14)의 표면에는 면 타입의 에미터(16)가 제공된다.

그리고, 후면 기판(12)과 마주보는 위치에서 상기 기판(12)과 밀봉되는 전면 기판(18)에는 캐소드 전극(14)과 수직으로 교차하는 라인 형태의 애노드 전극(20)이 제공되고, 애노드 전극(20)의 표면에는 에미터(16)에서 방출된 전자가 충돌할 때 발광하는 형광층(22)이 제공되며, 애노드 전극(20)의 사이 공간에는 블랙 매트릭스의 작용을 겸하는 보조 스페이서(24)가 제공된다.

여기에서, 상기 보조 스페이서(24)는 종래와 마찬가지로 페이스트를 인쇄하고 열처리하는 과정에 따라 제조되며, 이 보조 스페이서는 전면 기판과 후면 기판 모두에 제공하여도 무방하다.

그리고, 발광 패턴부(26)와 양 기판(12,18)이 봉착되는 봉착면(28) 사이에는 도시한 바와 같이 본 실시예의 스페이서(30)가 소정 간격만큼 이격된 상태에서 복수개 제공되는바, 이 스페이서(30)는 봉착 온도(대략 500℃) 부근에서 열변형이 없는 재질의 강체(rigid body)로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 스페이서(30)를 봉착 온도 부근에서 열변형이 없는 재질로 제조하는 것은, 스페이서를 프리트에 의해 봉착할 때 스페이서가 열변형됨에 따른 문제점을 방지하기 위한 것이며, 스페이서를 강체로 제조하는 것은 양 기판을 봉착할 때 봉착 압력에 의해 스페이서가 변형됨에 따른 문제점을 방지하기 위한 것이다.

본 실시예에 사용되는 스페이서(30)는 상기한 특징을 만족하는 세라믹 재질의 봉을 일정 길이로 절단하여 제조한 것으로, 이 스페이서는 양 기판중 어느 하나의 기판에 프리트(frit)에 의해 봉착된다.

이에 따라, 전면 또는 후면 기판 중에서 어느 하나의 기판에 스페이서(30)를 봉착한 후, 양 기판(12,18)을 프리트에 의해 봉착하면 양 기판은 스페이서(30)에 의해 일정 간격을 유지하게 된다.

한편, 본 발명의 전계 방출 표시 소자는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 변형 실시할 수도 있는바, 도 5는 원형의 세라믹 봉을 절단하여 제조한 스페이서(30)를 양 기판이 봉착되는 봉착면(28)에 설치한 것이고, 도 6은 사각형의 세라믹 봉을 절단하여 제조한 스페이서(30')를 스페이서의 4면중 어느 일면이 기판(12,18)중 하나에 봉착되도록 설치한 것이며, 나머지 구성은 도 3 및 도 4의 실시예와 동일하다.

여기에서, 보조 스페이서는 상기에서와 마찬가지로 양 기판에 모두 설치될 수도 있고, 양 기판중 어느 하나의 기판에만 설치될 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 전계 방출 표시 소자에 의하면, 양 기판을 지지하기 위한 스페이서가 봉착 온도 부근에서 열변형이 없는 일정 길이의 강체(rigid body)로 제조되므로, 양 기판간의 간격(셀 갭)이 동일한 전계 방출 소자를 제조할 수 있다.

따라서, 셀 갭의 차이로 인해 애노드 전극과 캐소드 전극 간의 간격이 달라지게 되어 발광 불균형이 발생되는 문제점을 제거할 수 있다.

Claims (9)

1. (정정)일정한 간격을 두고 대향 배치되는 전면 및 후면 기판과;

   상기 후면 기판에 제공되는 라인 형상의 캐소드 전극과;

   상기 캐소드 전극 또는 후면 기판의 표면에 제공되며, 전계 형성시 전자를 방출하는 복수의 에미터와;

   상기 전면 기판에 제공되며, 캐소드 전극과 수직으로 교차 형성되는 라인 형상의 애노드 전극과;

   상기 에미터에서 방출된 전자가 충돌되어 발광함으로써 소정의 화상을 구현하도록 상기 애노드 전극의 표면에 제공되는 형광체와;

   소정 형상의 강체(rigid body)에 의해 일정 길이를 갖도록 미리 제조되며, 상기 형광체가 제공되는 발광 패턴부의 외측으로 상기 기판중 어느 하나의 기판에 봉착되어 양 기판을 일정 간격으로 유지하는 스페이서와;

   스크린 인쇄법에 의해 상기 발광 패턴부 내에 제공되어 블랙 매트릭스의 작용을 겸하는 보조 스페이서;

   를 포함하는 전계 방출 표시 소자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 양 기판의 봉착면과 발광 패턴부 사이의 공간에 설치되는 전계 방출 표시 소자.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 양 기판의 봉착면에 설치되는 전계 방출 표시 소자.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 프리트 봉착 온도 부근에서 열변형이 없는 재질로 제조되는 전계 방출 표시 소자.
5. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 세라믹 봉을 일정 길이로 절단하여 제조되는 전계 방출 표시 소자.
6. 제 5항에 있어서, 상기 세라믹 봉은 원형 단면 형상을 가지며, 이 봉에 의해 제조된 스페이서는 어느 일측의 절단면이 기판에 봉착되는 전계 방출 표시 소자.
7. 제 5항에 있어서, 상기 세라믹 봉은 4각 단면 형상을 가지며, 이 봉에 의해 제조된 스페이서는 어느 일측의 외면이 기판에 봉착되는 전계 방출 표시 소자.
8. (삭제)
9. (정정)제 1항에 있어서, 상기 보조 스페이서는 애노드 전극의 사이 공간에 라인 형태로 제공되는 전계 방출 표시 소자.