KR100335648B1 - 전계방출 표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 형성하고자하는 화면 보다 크게 제조하고, 기판 상에 화면을 표시할 소자가 형성되는 주공간과 게터물질이 설치되는 보조공간을 두고 주공간과 보조공간의 경계면에 스페이서를 형성하므로써, 화면에 영향을 줄 수 있는 주 공간상에 형성되는 스페이서를 없애고, 전계방출 표시소자의 배기 후 내부잔류 가스를 효과적으로 제거할 수 있는 보조공간을 확보하여 게터를 설치함으로써 성능이 우수한 전계방출 표시소자를 제공한다.

Description

전계방출 표시소자

본 발명은 전계방출 표시소자에 관한 것으로, 특히, 대면적 기판의 일정한 부분에만 영상을 나타낼 수 있는 소자를 형성하고, 소자가 형성되지 않은 공간을 보조공간으로 사용하여 게터의 설치가 용이하고 스페이서의 숫자를 줄인 보조공간을 갖는 전계방출 표시소자에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 평판표시소자들은 발생된 전자가 형광체에 충돌하는 것에 의해 화면이 표시된다. 따라서, 전자의 자유이동 거리를 크게하기 위해서는 10^-6토르 정도의 높은 진공도를 필요로 한다. 그러므로, 고진공을 필요로하는 표시소자에서는 표시소자 내부에 잔류하는 가스분자를 배기하는 공정이 필수적이다. 배기공정에 이용되는 가장 일반적인 방법은 표시소자에 유리등의 재질로 형성된 배기관을 연결시키고, 진공펌프를 이용하여 표시소자 내부의 가스를 배기시킨 후, 표시소자와 배기관을 분리하기 위하여 토오치 램프 또는 저항체에 전기를 통하게 하는 방법등으로 배기관을 반용융 상태로 가열하여 봉입하고 냉각시킨다. 이때, 배기관을 반용융 상태로 가열할때 발생되는 미량의 가스는 CRT와 같이 진공을 유지시켜야할 부분의 체적이 큰 경우에는 진공도에 큰 영향을 주지 않는다. 그러나, 전계방출 표시소자와 같이 고화질의 영상을 얻기 위해 상부기판과 하부기판의 간격이 100∼200㎛ 정도의 작은 폭을 가져 대화면에 비해 내부체적이 매우 작은 경우에는 진공도에 큰 영향을 주게되어 표시소자의 성능에 큰 영향을 주게된다. 따라서 전계방출 표시소자와 같은 평판 표시소자의 경우에는 진공패케징내의 배기가스의 양을 줄이면서 봉입하는 공정이 중요하다.

또한, 전계방출 표시소자의 화면이 수십인치 이상으로 커지게 되면, 기체유동의 컨덕턴스가 나빠지게 되므로, 전제방출 표시소자의 내부를 10^-6토르의 고진공으로 진공펌핑하는 것이 매우 어렵게 된다.

제 1 도는 종래기술에 따른 전계 방출 표시소자를 나타낸 것으로써, 전계방출 표시소자는 하부기판(100)과 상기 하부기판(100)과 대향하고 있는 상부기판(108)을 포함하는데, 상기 하부기판(100)에는 스트라이프(stripe) 형상의 다수의 캐소드(cathode) 전극(101)이 형성되고, 상기 상부기판(108)에는 상기 캐소드 전극(101)과 교차하는 스트라이프 형상의 다수의 애노드(anode)전극(107)이 형성된다.

상기 상부기판(108)은 시청자의 정면에 위치하며, 그 재질은 투명유리이다. 그리고, 상기 애노드 전극(107)은 시청자와 반대쪽에서 상기 상부기판(108) 표면에 형성되며, 그 재질은 투명한 전도성 물질인 인듐-주석-산화물(ITO)이다. 다음에 형광체(106)가 상기 애노드 전극(107)의 표면에 형성되며, 전자가 상기 형광체(106)에 충돌하여 발광하게 된다.

다음에, 상기 하부기판(100)은 시청자의 배면에 위치하며, 그 재질은 실리콘과 같은 반도체 기판 또는 유리기판이다. 그리고, 상기 하부기판(100) 상에 형성되는 캐소드 전극(101)의 재질은 심하게 도핑시킨 반도체이거나 전도성 금속이다. 상기 캐소드 전극(101)의 표면에는 다수개의 에미터(102)가 형성되며, 그 재질은 실리콘, 몰리브덴(Mo) 등의 금속이고, 그 형상은 대부분 원추형이며, 여기시 전자가방출된다. 또한 절연체(103)가 상기 에미터(102)와 에미터(102) 사이에 형성되고, 게이트 전극(104)이 상기 절연체(103)의 상부에 형성된다. 상기 게이트 전극(104)은 상기 에미터(102)에서 전자의 방출을 조절하게 한다. 또한, 상기 하부기판(100)에는 캐소드 전극(101)이 형성되지 않은 소정 부분에 배기구(111)가 형성되며, 상기 배기구(111)에 배기관(112)를 삽입시키고, 상기 배기구(111)로 주공간(109)내의 가스를 배출한 후 밀봉한다. 다음에 상기 배기구(111)가 적당한 압력에 도달하면 배기관(112)을 밀봉한 후 제거한다.

이때, 상기 상부기판(108)과 하부기판(100)은 형광체(106)와 에미터(102)가 서로 대향하면서 그 사이가 주공간(109)을 이루도록 스페이서(105, spacer)에 의해 소정 간격, 예를 들며, 100∼200㎛ 정도, 이격되게 부착된다. 그리고, 상부기판(108)과 하부기판(100) 사이의 공간(109)은 밀봉되도록 모서리에 유리 등으로 이루어진 밀봉제(110)가 도포된다. 여기서, 상부기판(108)과 하부기판(100) 사이의 주공간(109) 형성방법은 먼저, 상부기판(108)과 하부기판(100)을 스페이서(105)를 사용해 일정한 간격으로 부착하고 상기 상부기판(108)과 하부기판(100) 사이의 공간을 밀봉한다. 그후 배기관(112)로 상기 하부기판(100)에 형성된 배기구(111)와 진공펌프(도시되지 않음)를 연결한 후, 이 진공 펌프를 이용하여 상기 주공간(109)내의 잔류가스를 배출하여 진공상태로 되게 한다. 다음에, 상기 주공간(109) 내부를 진공으로 유지하면서 주공간(109)과 진공펌프가 분리되도록 배기관(112)를 토오치 램프 또는 저항체에 전기를 통하게 하여 용융접합시킨다. 상술한 공정에 의해 전계방출 표시소자가 완성된다.

상술한 종래의 전계방출 표시소자는 영상을 나타내는 화면의 크기가 수인치만 넘어도 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 또는 유리의 파손을 방지하기 위하여 진공실링한 내부 공간의 화소와 화소 사이에 다수의 스페이서를 설치해야 하기 때문에 화면에 나타나는 영상이 스페이스로 인해 영향을 받을 수 있는 문제점이 있다.

또한, 전계방출 표시소자를 이루는 두 기판사이의 간격이 약 100∼200㎛ 정도이고 화면을 이루는 필드 에미터와 형광체가 주공간 전면에 걸쳐 형성되어 있으므로 기판상에 배기관을 설치하고 배기관을 통해 소자 내부를 진공상태로 만든 다음, 배기관의 용융접합 공정에서 발생하는 잔류가스를 흡수할 게터를 설치할 공간이 없어 주공간을 고진공 상태로 만드는데 어려움이 따른다는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기판을 형성하고자 하는 화면 보다 크게 제조하고, 기판 상에 화면을 표시할 소자가 형성되는 주공간과 게터물질이 설치되는 보조공간을 구분하여 주공간과 보조공간의 경계면에 원하는 형태의 스페이서를 형성하므로써, 화면에 표시되는 영상에 영향을 줄 수 있는 스페이서를 없애고, 전계방출 표시소자의 배기 후 배기관의 용융접합공정에서 발생하는 잔류가스를 제거하기 위한 게터를 설치할 공간을 확보하여 전계방출 표시소자 내부를 고진공 상태로 만드는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중앙을 중심으로 원하는 화면 크기의 필드 에미터와 한쪽에 배기구가 형성되어 있는 대면적의 하부기판과, 상기 필드 에미터가 형성되어 있지 않은 하부기판 상에 설치되며 주공간의 경계를 이루는 내부스페이서와, 상기 내부 스페이서와 일정한 간격을 두고 하부기판의 가장자리에 설치되는 외부 스페이서와, 상기 스페이서들에 접합되어 있고 상기 필드 에미터에 대향되는 부분에만 애노드 전극과 형광체가 형성되어 있는 상부기판과, 상기 내부 스페이서와 외부 스페이서 사이의 보조공간에 설치되는 게터지지대와, 상기 게터지지대의 상부에 설치되는 게터와, 상기 상하부기판 테두리를 진공실링하기 위한 밀봉재를 포함하는 보조공간을 갖는 전계방출 표시소자를 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제 2도는 본 발명에 따른 보조공간을 갖는 전제방출 표시소자를 나타낸 것으로써, 하부기판(200)을 제조하고자 하는 화면(300)의 크기보다 크게 유리를 사용하여 제조하고, 상기 하부기판(200) 상부의 중앙으로부터 원하는 크기의 화면(300)을 구성할 수 있는 필드 에미터(캐소드 전극(201), 에미터(202), 절연체(203) 그리고 게이트 전극(204)으로 구성된 3극 필드 에미터임)가 형성된다. 또한 필드 에미터가 형성되어 있지 않은 부분에 배기구(214)가 형성된다. 상기 형성된 필드 에미터와 근접되게 내부 스페이서(205)가 형성된다. 이때, 내부 스페이서(205)는 표시되는 화면(300)에 영향을 미치지 않도록 필드 에미터가 형성되어 있지 않은 하부기판(200) 상에 설치됨으로 원하는 형상과 원하는 강도를 갖는 형태로 제조하는 것이 가능하다. 또한 상기 하부기판(200)의 가장자리에는 내부 스페이서(205)와 일정한 거리를 두고 외부 스페이서(205')가 설치된다. 이때 내부 스페이서(205)와 외부 스페이서(205') 사이의 공간을 보조공간(211)이라 한다. 상기 보조공간(211)에는 배기구(214)를 제외한 부분에 게터(212)를 설치할 수 있는 게터지지대(213)를설치되고, 게터지지대(213) 상부에는 게터(212)가 설치된다. 또한 상기 내부 스페이서(205)와 외부 스페이서(205')의 상부에는 하부기판(200)에 대향되는 부분에만 애노드 전극(207)과 형광체(206)가 형성되어 있는 하부기판(200)의 크기와 비슷한 크기의 상부기판(208)이 접합되고, 상기 접합된 상하부 기판(200,208)의 가장자리 즉 외부 스페이서(205')의 바깥쪽에 내부를 밀폐시키기 위한 밀봉재(210)가 칠하여 진다.

상술한 바와 같이 이루어진 전계방출 표시소자의 내부를 진공으로 만들기 위하여 하부기판(200)에 형성되어 있는 배기구(214)에 세관의 유리 배기관(215)을 삽입하고, 진공펌프(도시되지 않음)와 연결시켜 상기 주공간(209)과 보조공간(211)의 가스를 배출 시켜 진공상태로 만든다. 다음에 배기관(215)을 토오치 램프나 또다른 열원을 사용하여 용융접합 시키고, 이때 발생되는 가스와 잔류 가스를 제거하기 위해 게히(212)를 활성화 시킨다.

상술한 본 발명에 따른 보조공간을 갖는 전계방출 표시소자는 하부기판과 상부기판을 나타내고자 하는 화면을 구성하는 필드 에미터와 형광체가 형성되어 있는 부분에는 스페이서가 없으므로, 스페이서로 인한 영상방해 요소가 제거되어 화면의 성능을 향상시킨다.

또한, 보조공간을 활용하여 게터를 설치함으로써, 배기후 배기관의 용융접합으로 발생하는 잔류가스를 제거함으로써, 전계방출 표시소자의 내부를 고진공으로 만들 수 있다.

제 1 도는 종래의 전계방출 표시소자를 나타낸 단면도.

제 2 도는 본 발명에 따른 보조공간을 갖는 전계방출 표시소자의 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100,200: 하부기판 101,201: 캐소드 전극

102,202: 에미터 103,203: 절연체

104,204: 게이트 전극 105 : 스페이서

106,206: 형광체 107,207: 애노드 전극

108,208: 상부기판 109,209: 주공간

110,210: 밀봉재 111,214: 배기구

112,215: 배기관 205 : 내부 스페이서

205': 외부 스페이서 211: 보조공간

212: 게터 213 : 게터 지지대

300: 화면

Claims (1)

1. 중앙을 중심으로 원하는 화면크기의 필드 에미터와 한쪽에 배기구가 형성되어 있는 대면적의 하부기판과,

   상기 필드 에미터가 형성되어 있지 않은 하부기판 상에 설치되며 주공간의 경계를 이루는 내부스페이서와,

   상기 내부 스페이서와 일정한 간격을 두고 하부기판의 가장자리에 설치되는 외부 스페이서와,

   상기 스페이서에 접합되어 있는 상기 필드 에미터에 대향되는 부분에만 애노드 전극과 형광체가 형성되어 있는 상부기판과,

   상기 내부 스페이서와 외부 스페이서 사이의 보조공간에 설치되는 게터지지대와,

   상기 게터지지대의 상부에 설치되는 게터와,

   상기 상하부기판 테두리를 진공실링하기 위한 밀봉재를 포함하는 보조공간을 갖는 전계방출 표시소자.