KR100337770B1 - 기계적지지부/게터조립체를갖는전계방출디스플레이및방법 - Google Patents

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Abstract

전계 방출 디스플레이(400)는 음극 플레이트(410), 양극 플레이트(430), 및 음극 플레이트(410) 및 양극 플레이트(430) 사이에 배치된 기계적 지지부/게터 조립체(mechanical support/getter assembly)(300)를 포함한다. 상기 기계적 지지부/게터 조립체(300)는 감광성 유리로 만들어진 단일 스페이서/프레임 조립체(unitary spacer/frame assembly)(310)를 포함한다. 상기 기계적 지지부/게터 조립체(300)를 제조하는 방법은 상기 감광 유리층(100)의 스페이서간 영역(110) 및 게터 프레임 영역(120)을 UV 조사에 선택적으로 노출시키는 단계, 상기 층(100)을 가열하여 상기 UV-노출된 영역을 결정화하는 단계, 상기 결정화된 스페이서간 영역(110)을 제거하는 단계, 및 상기 층(100)을 산성으로 접촉시킴으로써 상기 결정화된 게터 프레임 영역을 부분적으로 제거하여, 스페이서 립(ribs)(314) 및 게터 랜드(getter land)(322)를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 게터 프레임(320)을 상기 스페이서 랜드(322) 상에 제공하는 것을 더 포함한다.

Description

기계적 지지부/게터 조립체를 갖는 전계 방출 디스플레이 및 방법{FIELD EMISSION DISPLAY HAVING A MECHANICAL SUPPORT/GETTER ASSEMBLY AND METHOD}
전계 방출 디스플레이용 스페이서는 기술 분야에 공지되어 있다. 종래 기술의 스페이서는 개별적으로 배치되고 정렬되어야 하는 구조적 소자를 포함한다. 이들 소자들의 개별 배치는 전계 방출 디스플레이의 제조에 있어 복잡성 및 시간을 추가시킨다.
종래 기술의 스페이서는 또한 디스플레이의 활성 영역에 디스플레이 플레이트의 부착을 필요로 한다. 디스플레이의 활성 영역은 스핀트 팁(Spindt tips)을 포함할 수 있는 전자 방출 소자, 및 발광 형광 소자를 포함한다. 활성 영역에서 부착물을 사용하는 단점은 부착 공정 동안에 이들 활성 소자들에 대한 높은 손상의 위험성이다.
전계 방출 디스플레이는 높은 종횡비를 갖는 스페이서를 필요로 한다. 종횡비는 스페이서의 폭에 대한 높이의 비이다. 스페이서가 관찰자에게 보이지 않게 하기 위해, 스페이서는 서로 인접한 픽셀 간에 유효한 영역 내에 맞는 두께를 가질필요가 있다. 이 간격은 디스플레이 플레이트들 간의 간격의 약 1/10인 약 100㎛와 동일하다.
종래 기술의 전계 방출 디스플레이는 오염 가스의 제거를 위한 게터링 재료를 더 포함한다. 종래 기술의 전계 방출 디스플레이용 게터의 구성은 디바이스에 불필요한 무게 및 부피를 추가한다. 한가지 종래 기술의 방법에서, 게터링 재료가 음극 플레이트뒤의 플리넘(plenum)에 수용된다. 플리넘은 디스플레이에 불필요한 무게 및 부피를 추가하는 부가적인 백플레이트에 의해 한정된다.
따라서, 디스플레이의 활성 영역 내에 부착을 필요로 하지 않으며, 취급 및 정렬이 간단하고 높은 종횡비를 제공하는 개선된 전계 방출 디스플레이용 스페이서 구조에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 디스플레이의 무게 및 부피를 감소시키는 개선된 게터 구성에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 전계 방출 디스플레이의 분야에 관한 것으로, 특히 전계 방출 디스플레이용 스페이서 구조에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전계 방출 디스플레이를 제조하는 방법에 사용되는 감광 유리층의 투시도.
도 2 및 도 3은 도 1의 감광 유리층의 상부 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 기계적 지지부/게터 조립체의 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 기계적 지지부/게터 조립체를 포함한 전계 방출 디스플레이의 분해 사시도.
도시를 간단하고 명확히 하기 위하여, 도면에 도시된 소자가 반드시 척도에 맞게 도시되지 않았다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 일부 소자의 칫수는 상호에대해 확대되어 있다. 또한, 적당한 것으로 간주할 때, 대응하는 소자를 가리키기 위해 도면들 간에 참조 번호가 반복된다.
본 발명은 기계적 지지부/게터 조립체를 갖는 전계 방출 디스플레이, 및 전계 방출 디스플레이를 제조하는 방법에 대한 것이다. 본 발명은 전계 방출 디스플레이의 제조를 단순화한다. 본 발명의 방법은 스페이서 구조의 일체화 동안 디스플레이의 활성 소자에 대해 해를 끼치는 위험성을 감소시킨다. 또한, 본 발명은 스페이서 정렬의 용이성을 제공한다. 본 발명에 따른 전계 방출 디스플레이는 디스플레이의 무게 및 부피를 감소시키는 게터링 구성을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 전계 방출 디스플레이를 제조하는 방법에 사용되는 감광 유리층(100)의 투시도를 도시한다. 층(100)은 두께 t를 갖는다. 도 1의 실시예에서, 두께 t는 약 1㎜이다. 일반적으로, 이 감광성 유리는 UV 조사로의 노출 다음에, 열처리를 포함하는 공정을 사용하여 결정화될 수 있는 유리를 포함한다. 열처리로 감광성 유리의 결정화가 된다. 이 결정화된 재료는 산성에의 노출시 에칭가능하다.
바람직한 실시예에서, 감광성 유리는 다음의 조성물, 즉, 약 75 중량 % SiO2, 약 7 중량 % LiO2, 약 3 중량 % K2O, 약 3 중량 % Al2O3, 약 0.1 중량 % Ag2O, 및 약 0.02 중량 % CeO2를 갖는다. 이 재료는 감광성 유리를 PEG3 유리로 만드는 일본 동경의 Hoya Optical Division으로부터 얻어질 수 있다. 또한, 감광성 유리를 "FOTURAN" 유리로 만드는 독일 마인즈의 Schott Glaswerke로부터 얻어질 수 있다.
도 2는 층(100)의 상부 평면도를 도시한다. 일반적으로, 점선 박스로 도 2에 표시되어 있는 것은 층(100)의 직각 영역을 포함하는 복수의 스페이서간 영역(110)이다. 본 발명의 방법에 따르면, 스페이서간 영역(110)은 제거된다. 바람직한 실시예에서, 이 제거는 우선 280 내지 320㎚ 범위 내의 파장을 갖는 자외선 조사에 스페이서간 영역(110)을 선택적으로 노출시킴으로써 달성된다. 바람직한 실시예에서, 320㎚의 UV 조사가 사용된다. 이 UV 노출 단계는 실온에서 수행된다.
UV 노출 다음에, 층(100)은 약 580℃의 온도로 가열된다. 이 열처리로 스페이서간 영역(110)이 결정화된다. 이 열처리의 시간은 필요한 결정화 정도에 달려있다. 보다 높은 정도의 결정화로 산으로의 에칭을 보다 용이하게 한다. 결정화도를 제어함으로써, 다음의 산성 처리 동안의 에치율이 제어될 수 있다. 내부에서의 고도의 결정화가 바람직하므로, 스페이선간 영역(110)이 완전히 제거된다. 이는 약 1시간 동안의 가열 단계를 수행함으로써 달성된다.
스페이서간 영역(110)의 선택적 결정화 다음에, 결정화된 스페이선간 영역이 층(100)을 산성 용액으로 세정함으로써 제거된다. 도 2의 실시예인 경우, 산성 용액은 5 내지 6 몰 % 수소 염화물을 갖는 염화 수소물의 수용액을 포함한다. 산성 용액은, 층(100)의 깊이에 따른 태이퍼링(tapering)이 감소되도록 결정화된 스페이서간 영역의 대향하는 외부면과 동등하게 접촉된다.
스페이서간 영역(110)중 서로 인접하는 영역은 약 100㎛ 만큼 이격된다. 스페이서 영역(114)은 서로 인접한 스페이서간 영역들(110) 사이에 배치된다. 스페이서 영역(114)은 UV-노출되지 않으므로, 층(100)의 가열 동안 결정화되지 않는다. 따라서, 산성 세정 동안에, 스페이서 영역(114)은 그대로 매끄럽게 남는다.
도 3은 산성 세정 단계 다음의 층(100)의 상부 평면도를 도시한다. 스페이서간 영역(110)의 제거로 개구(315) 및 복수의 스페이서 립(ribs)(314)이 형성된다. 스페이서 립(314)은 스페이서 립(314)을 둘러싼 층(100)의 일부를 포함한 프레임(312)과 동일 공간에 존재한다. 도 3의 실시예에서, 각각의 스페이서 립(314)은 약 100㎛의 폭 및 약 1㎜의 높이를 갖는다. 스페이서 립(314)의 길이뿐만 아니라, 이 칫수는 전계 방출 디스플레이의 구성과 호환하도록 선정된다. 또한, 점선 박스 및 교차 빗금으로 도 3에 도시되어 있는 것은 게터 프레임 영역(120)이다.
스페이서 립(314)의 형성 다음에, 층(100)의 두께는 게터 프레임 영역(120)에서 감소되어 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명되는 게터 랜드(getter land)를 형성한다. 한 실시예에서, 층(100)의 두께는 스페이서간 영역(110)의 제거에 관해 설명된 것과 유사한 방식으로, 게터 프레임 영역(120)을 에칭함으로써 게터 프레임 영역(120)에서 감소된다. 게터 프레임 영역(120)은 도 2를 참조하여 설명된 것과 유사한 방식으로 선택적으로 결정화된다. 그러나, 게터 프레임 영역(120)의 결정화의 정도는 스페이서간 영역(110) 미만이다. 이는 결정화 단계의 다음 수정들중 하나 또는 모두에 의해 달성된다. 우선, UV 노출의 시간이 감소될 수 있다. 두번째로, 가열 단계의 시간 및/또는 온도가 감소될 수 있다.
게터 프레임 영역(120)의 선택적 결정화 후에, 도 2를 참조하여 설명된 것과유사한 산성 에치가 수행된다. 산성 에치는, 게터 프레임 영역(120)이 층(100)의 두께 미만인 선정된 깊이까지 부분적으로 제거되도록 제어된다. 도 3의 실시예에서, 산성 에치는 층(100)의 대향하는 주요면들중 하나에서 수행된다. 그 결과로 나타나는 구조는 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명되는 단일 스페이서/프레임 조립체를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 게터 프레임 영역(120)에서 층(100)의 두께를 감소시키는 단계는 게터 프레임 영역(120)의 선택적인 기계적 에치를 수행하는 것을 포함한다. 선택적인 기계적 에치는 정밀 샌드 블래스팅 기술(precision sand blasting technique)을 이용함으로써 달성될 수 있다. 게터 프레임 영역(120)의 이 기계적 에치는 스페이서간 영역(110)의 제거 이전에 수행된다.
도 4는 본 발명에 따른 기계적 지지부/게터 조립체(300)의 분해 사시도를 도시한다. 기계적 지지부/게터 조립체(300)는 단일 스페이서/프레임 조립체(310) 및 게터 프레임(320)을 포함한다. 단일 스페이서/프레임 조립체(310)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 방식으로 만들어진다. 도 3의 게터 프레임 영역(120)의 부분 제거는 프레임(312)의 제1 주변부(316)를 형성한다. 제1 주변부(316)는, 도 4에 표시된 바와 같이, 게터 랜드(322)를 한정한다. 게터 랜드(322)는 게터 프레임(320)이 배치된 표면을 포함한다. 에치되지 않은 프레임(312)의 영역은, 도 4에 표시된 바와 같이, 제2 주변부(318)를 포함한다.
게터 프레임(320)은 기판에 접착된 게터링 재료, 바람직하게 분말 ZrO2로 만들어진다. 기판은 니켈로 만들어질 수 있고 약 50㎛의 두께를 갖는다. 본 발명의 범위는 바람직한 실시예의 특정 게터링 재료에 한정되지 않는다.
도 4의 실시예에서, 프레임(312)의 외부 주변부(319)는 게터 랜드(322)의 형성을 참조하여 설명된 것과 유사한 방식으로, 선정된 깊이까지 부분적으로 에치된다. 외부 주변부(319)의 부분 에치가 층(100)의 대향하는 주요면 모두에서 수행되므로, 한 쌍의 프릿 랜드(pair frit land)(323)가 외부 주변부(319)에 형성된다.
도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 디스플레이(400)의 분해 사시도를 도시한다. 전계 방출 디스플레이(400)는 도 4의 기계적 지지부/게터 조립체(300)를 포함한다. 전계 방출 디스플레이(400)는 음극 플레이트(410) 및 양극 플레이트(430)를 더 포함한다. 기계적 지지부/게터 조립체(300)는 음극 플레이트(410)의 활성 주표면(420)과 양극 플레이트(430)의 활성 주표면(440) 사이에 배치된다.
음극 플레이트(410)의 활성 주표면(420)은 스핀트 팁, 에지 이미터, 표면 이미터 등과 같은 전자 방출 소자를 포함한다. 양극 플레이트(430)의 활성 주표면(440)은 음극 플레이트(410)의 전자 방출 소자와 함께 정렬된 전자-수용 소자(electron-receiving elements)를 포함한다. 이 전자-수용 소자는 음극형광체의 저장고를 포함한다.
기계적 지지부/게터 조립체(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 프릿 밀봉제(도시되지 않음)를 프릿 랜드(323)에 도포하고 거기에 음극 및 양극 플레이트(410, 430)를 부착함으로써 음극 플레이트(410) 및 양극 플레이트(430)에 부착된다. 프릿 밀봉제를 프릿 랜드(323)에 도포함으로써 프릿 밀봉제에 기인한 디스플레이 폭을 감소시킨다.
프릿 밀봉 공정은 진공 오븐에서 수행된다. 진공 오븐에서의 밀봉은 전계 방출 디스플레이(400)의 격실에서 진공 조건을 동시에 수립한다. 이 격실은 스페이서 립(314), 활성 주표면(420, 440), 프레임(312), 및 게터 프레임(320)에 의해 한정된다. 진공 오븐에서 프릿 밀봉 단계를 수행함으로써, 이 격실의 배기는 프릿 밀봉 단계 이후에는 필요하지 않다.
본 발명의 다른 실시예에서, 게터 프레임(320)의 높이 및 제1 주변부(316)의 높이의 합은 제2 주변부(318)의 높이 미만이다. 이 구성은 디스플레이의 격실들 간에 유체의 연속성을 허용하는 갭을 한정한다. 이 갭은 가스가 스페이서 립(314) 주위를 흐르게 하므로, 디스플레이 격실이 밀봉 단계 이후에 배기될 수 있다. 이들 갭의 각각은 스페이서 립(314), 제2 주변부(318), 활성 주표면(440), 및 게터 프레임(320)중 하나에 의해 한정된다.
스페이서 립(314)은 사이에 진공을 형성한 다음에, 음극 플레이트(440) 및 양극 플레이트(430) 간의 격리 지지부를 제공한다. 게터 프레임(320)은 프릿 밀봉 공정 동안, 그리고 전계 방출 디스플레이(400)의 동작 동안에 발생된 오염 가스류를 제거한다. 게터 프레임(320)은 스페이서 립(314)에 의해 한정된 격실들 각각에 노출된다. 이는 전계 방출 디스플레이(400)에 걸쳐 게터링 활동을 보장한다.
요약해서, 본 발명에 따른 전계 방출 디스플레이는 제조, 취급, 정렬 및 부착하기 간단한 스페이서를 제공한다. 본 발명은 또한 전계 방출 디스플레이의 무게 및 부피를 감소시키는 게터 구성 및 프릿 밀봉 구성을 제공한다.
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 다른 수정 및 개선은 기술 분야의 당업자에게서 발생할 것이다. 따라서, 본 발명은 도시된 특정 형태에 한정되지 않으며 부착된 청구범위가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 모든 수정 사항을 내포하도록 의도된다는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 전계 방출 디스플레이에 있어서,
    활성 주표면(active major surface)을 갖는 음극 플레이트(cathode plate),
    상기 음극 플레이트의 상기 활성 주표면에 대향하며, 활성 주표면을 갖는 양극 플레이트(anode plate),
    상기 음극 플레이트 및 상기 양극 플레이트 사이에 배치되는 감광 유리(photo-sensitive glass)의 단일 스페이서/프레임 조립체(unitary spacer/frame assembly), 및
    상기 단일 스페이서/프레임 조립체 상에 배치되는 게터 프레임(getter frame)
    을 포함하는 전계 방출 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감광 유리는 약 75 가중 % SiO2, 약 7 가중 % LiO2, 약 3 가중 % K2O, 약 3 가중 % Al2O3, 약 0.1 가중 % Ag2O, 및 약 0.02 가중 % CeO2을 포함하는 전계 방출 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감광 유리의 단일 스페이서/프레임 조립체는 프레임, 및 제1 및 제2 대향단을 갖는 스페이서 립(ribs)을 포함하되, 상기 스페이서 립은 상기 제1 및 제2 대향단 각각에서 상기 프레임과 일체를 이루는(coextensive) 전계 방출 디스플레이.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프레임은 제1 높이를 갖는 제1 주변부 및 제2 높이를 갖는 제2 주변부를 포함하되,
    상기 제1 주변부는 상기 제2 주변부와 일체를 이루며(coextensive), 상기 제1 높이는 상기 제2 높이 미만인 전계 방출 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 주변부는 게터 랜드(getter land)를 갖고, 상기 게터 프레임은 상기 제1 주변부의 상기 게터 랜드 상에 배치되는 전계 방출 디스플레이.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 게터 프레임은 소정의 높이를 갖고, 상기 게터 프레임의 높이와 상기 제1 주변부의 제1 높이의 합은 상기 제2 주변부의 제2 높이보다 낮은 전계 방출 디스플레이.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 단일 스페이서/프레임 조립체의 상기 프레임은 제3 외부 주변부(319)를 더 포함하고,
    상기 제3 외부 주변부는 상기 제2 주변부를 둘러싸며 이와 일체를 이루고, 소정의 제3 높이를 갖으며, 상기 제3 높이는 상기 제2 높이 미만이며,
    상기 제3 외부 주변부는 프릿 랜드(frit land)(323)를 정의하는 전계 방출 디스플레이.
  8. 전계 방출 디스플레이의 제조 방법에 있어서,
    활성 주표면을 갖는 음극 플레이트를 제공하는 단계,
    상기 음극 플레이트의 상기 활성 주표면에 대향하며, 활성 주표면을 갖는 양극 플레이트를 제공하는 단계,
    스페이서간 영역(inter-spacer region)과 게터 프레임 영역(getter frame region)을 가지며, 소정의 두께를 갖는 감광 유리층을 제공하는 단계,
    상기 감광 유리층의 상기 스페이서간 영역을 선택적으로 결정화하여, 결정화된 스페이서간 영역을 형성하는 단계,
    상기 게터 프레임 영역에서 상기 감광 유리층의 두께를 감소시켜, 게터 랜드(getter land)를 형성하는 단계,
    상기 결정화된 스페이서간 영역을 제거하여, 복수의 개구를 형성하고, 단일 스페이서/프레임 조립체(unitary spacer/frame assembly)를 실현하는 단계,
    상기 게터 랜드에 게터 프레임을 제공하여, 제1 및 제2 대향면을 갖는 기계적 지지부/게터 조립체(mechanical support/getter assembly)를 형성하는 단계,
    상기 음극 플레이트를 상기 기계적 지지부/게터 조립체의 상기 제1 대향면에 부착하는(affixing) 단계, 및
    상기 양극 플레이트를 상기 기계적 지지부/게터 조립체의 상기 제2 대향면에 부착하는 단계
    를 포함하는 전계 방출 디스플레이의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 게터 프레임 영역에서 상기 감광 유리층의 두께를 감소시키는 단계는, 상기 게터 프레임 영역을 선택적으로 결정화하여 결정화된 게터 프레임 영역을 형성하는 단계, 및 상기 결정화된 게터 프레임 영역을 상기 감광 유리층의 두께 미만인 기 설정된 깊이(predetermined depth)까지 제거하는 단계를 포함하는 전계 방출 디스플레이의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 게터 프레임 영역을 선택적으로 결정화하는 단계는 상기 게터 프레임 영역을 UV 조사에 선택적으로 노출시킨 후에, 상기 게터 프레임 영역을 결정화하는데 충분한 시간 동안 약 580℃의 온도로 상기 감광 유리층을 가열하는 단계를 포함하는 전계 방출 디스플레이의 제조 방법.
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