KR100364475B1 - 평면표시장치의 3차원 포커싱 구조체의 스페이서 위치시키는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 평면표시장치(300)는 페이스플레이트 구조체(320), 백플레이트 구조체(330), 포커싱 구조체(333a), 및 복수의 스페이서(340)를 포함한다. 백플레이트 구조체는 페이스플레이트 구조체에 대면하는 전자 방출 구조체(332)를 포함한다. 포커싱 구조체는 전자 방출 구조체 상에 위치한 제 1 표면과, 전자 방출 구조체에서 떨어져 연장된 제 2 표면을 구비한다. 포커싱 구조체와 전자 방출 구조체의 조합의 전기적 단말은 포커싱 구조체의 제 1 및 제 2 표면 중간에 위치한 가상의 평면에 위치한다. 각 스페이서는 포커싱 구조체내의 대응 홈에 위치하여 각 스페이서의 전기적 단말이 포커싱 구조체와 전자 방출 구조체의 조합의 전기적 단말과 일치하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

평면표시장치의 3차원 포커싱 구조체의 스페이서 위치시키는 방법 및 장치{SPACER LOCATOR DESIGN FOR THREE-DIMENSIONAL FOCUSING STRUCTURES IN A FLAT PANEL DISPLAY}
플랫 음극선관(CRT) 표시장치는 종래의 편향-빔 CRT 표시장치에 비해 큰 아스펙트비(예를 들면 10:1 또는 그 이상)를 갖는 표시부를 구비하고, 이 표시부는 발광재에 전자가 충돌함에 따라 이미지를 표시한다. 아스펙트비는 표시부 두께에 대한 표시면의 대각선길이의 비로 결정된다. 발광재에 충돌하는 전자는 필드 에미터 캐소드 또는 열이온 캐소드(thermionic cathode)등과 같은 다양한 장치에 의해 생성가능하다. 이하에서, 플랫 CRT 표시장치를 평면표시장치라 부르기로 한다.
종래의 평면표시장치는 전형적으로 페이스플레이트와 백플레이트를 포함하고, 이들은 페이스플레이트 및 백플레이트의 주위의 접속벽에 의해 연결되어 있다. 이와 같이 하여 얻어진 용기안은 전형적으로 1×10-7torr 또는 그 이하인 진공압력으로 유지된다. 진공압력 하에서 평면표시장치의 붕괴를 방지하기 위해, 전기적으로 절연성인 복수의 스페이서들이, 중앙에 위치한 평면표시장치의 액티브 영역에서 페이스플레이트와 백플레이트 사이에 배치된다.
도 1은 종래 평면표시장치(100)의 단면 개략도이다. 평면표시장치는 페이스플레이트 구조체(120), 백플레이트 구조체(130), 스페이서(140) 및 고전압 공급기(150)를 포함한다. 단지 하나의 스페이서(140)만이 도 1에 도시되었지만, 평면표시장치(100)는 도시되지 않은 유사한 추가의 스페이서들을 포함하고 있음을 알 수 있다.
페이스플레이트 구조체(120)는 절연 페이스플레이트(121)(전형적으로 유리) 및, 이 절연 페이스플레이트(121)의 내부 표면에 형성된 발광 구조체(122)를 포함한다. 발광 구조체(122)는 전형적으로 표시부(100)의 액티브 영역을 획정하는 형광체 등의 발광재를 포함한다. 또한, 발광 구조체(122)는 전압 공급기(150)의 포지티브(고전압)측에 연결된 애노드(도시 안함)를 포함한다.
백플레이트 구조체(130)는 절연 백플레이트(131) 및, 이 절연 백플레이트(131)의 내부 표면에 위치한 전자 방출 구조체(132)를 포함한다. 전자 방출 구조체(132)는 선택적으로 여기되어 전자를 방출하는 복수의 전자 방출 소자(161-165)를 포함한다. 전자 방출 구조체(132)는 전압 공급기(150)의 저전압측에 연결되어 있다. 발광 구조체(122)가 전자 방출 구조체(132)에 비해 상대적으로 높은 양전압(예를 들면 5kV)으로 유지되기 때문에, 전자 방출 소자(161-165)에서 방출된 전자는 발광 구조체(122)상의 대응하는 발광 소자를 향해 가속되며, 이에 의해 페이스플레이트(121)의 외부 표면("표시면")에서 시청자가 볼 수 있는 광을 발광 소자가 방출하도록 한다.
스페이서(140)는 발광 구조체(122)의 실질적으로 평탄한 하부 표면과, 전자 방출 구조체(132)의 실질적으로 평탄한 상부 표면 사이에서 연결되어 있다. 스페이서(140)가 일정한 저항율을 갖는 균일한 재료로 만들어진다면, 스페이서(140)를 따른 전압 분포는 전자 방출 구조체(132)와 발광 구조체(122)간의 자유 공간에서의 전압 분포와 거의 동일하다.
도 2는 다른 종래 평면표시장치(200)의 개략 단면도이다. 평면표시장치(200)가 평면표시장치(100)와 유사하기 때문에, 평면표시장치(100) 및 평면표시장치(200)에서 유사한 소자들에는 동일한 참조 부호를 붙인다. 평면표시장치(200)는 포커싱 구조체(133a-133f)를 더 포함한다. 스페이서(140)의 한 에지는 포커싱 구조체(133a)와 접촉하고, 스페이서의 반대쪽 에지는 발광 구조체(122)와 접촉한다.
포커싱 구조체(133a-133f)는 전압 공급기(150)의 저전압측에 전기적으로 연결된다. 그 결과, 포커싱 구조체(133a-133f)는 전자 방출 소자(161-165)에서 방출된 전자에 척력을 작용한다. 이 척력은 부유 전자가 발광 구조체(122)상의 적절한 발광 소자들을 향하게 히거나 또는 초점이 맺히도록 한다.
그러나, 포커싱 구조체(133a-133f)가 전자 방출 구조체(132)와 결합되어 있기 때문에 실질적으로 평탄하지 않은 등전위면이 발생한다. 즉, 전자 방출 구조체(132)의 상부 표면과 포커싱 구조체(133a-133f)의 상부 표면은 대략 동일한 전위, 예를 들면 0볼트이다. 이러한 평탄하지 않은 등전위면은 스페이서(140)를 따른 전압 분포를, 전자 방출 구조체(132)와 발광 구조체(122) 사이의 자유 공간에서의 전압 분포와 다르게 할 수 있다. 이러한 동등하지 않은 전압 분포는 스페이서(140)에 인접한 전자 방출 소자들(예를 들면, 전자 방출 소자(161,162))로부터 방출된 전자의 바람직하지 않은 편향을 야기할 수 있다.
따라서, 발광 구조체와 포커싱 구조체 사이에, 스페이서를 따르는 전압 분포를 전자 방출 구조체와 발광 구조체 사이의 자유 공간에서의 전압분포와 동일하게 유지하도록 스페이서를 위치시키는 방법 및 장치를 제공할 것이 요구되고 있다.
본 발명은 평면표시장치(flat panel display)의 페이스플레이트(faceplate) 구조체와 백플레이트(backplate) 구조체 사이에 스페이서(spacer)를 위치시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 평면표시장치의 백플레이트 구조체상에 위치한 포커싱 구조체에 스페이서를 위치시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 평면표시장치의 개략 단면도;
도 2는 복수의 포커싱 구조체를 구비한 다른 종래 평면표시장치의 개략 단면도;
도 3은 본 발명의 한 실시예에 의한 평면표시장치의 개략 단면도;
도 4는 도 3의 평면표시장치 내의 다양한 위치에서의 높이에 대한 전압을 나타내는 그래프;
도 5는 백플레이트와 전자 방출 구조체를 포함하는 백플레이트 구조체의 평면도;
도 6a 및 도 6b는 각각 도 5의 6a-6a 및 6b-6b 절단선을 따른 단면도;
도 7a, 7b, 8a, 8b는 본 발명의 한 실시예에 의해 도 5의 백플레이트 구조체상에 포커싱 구조체를 만드는데 사용하는 공정 단계를 나타내는 단면도;
도 9a는 평면도, 도 9b, 9c,및 9d는 단면도로서, 본 발명의 한 실시예에 의해 도 5의 백플레이트 구조체 상에 포커싱 구조체를 만드는데 사용한 다른 공정 단계를 설명하는 도면;
도 10은 포커싱 구조체가 백플레이트 위에 형성된 후의 도 5의 백플레이트 구조체의 평면도;
도 11 - 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 페이스 전극을 구비한 스페이서를 이용한 평면표시장치의 일부를 나타내는 개략 단면도;
도 14 - 도 17은 도 13에 도시된 실시예에 사용된 스페이서의 측면도;
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 의한 페이스 전극을 구비한 스페이서를 이용한 평면표시장치의 일부를 나타내는 개략 단면도;
도 19는 도 18의 실시예에 사용된 스페이서의 측면도; 및
도 20은 도 18 및 도 19의 스페이서를 따르는 전압분포의 그래프이다.
본 발명에 의하면, 페이스플레이트 구조체, 백플레이트 구조체, 포커싱 구조체, 및 하나 또는 그 이상의 스페이서를 구비한 평면표시장치가 제공된다. 백플레이트 구조체는 페이스플레이트 구조체와 대면하는 전자 방출 구조체를 포함한다. 포커싱 구조체는 전자 방출 구조체 상에 위치한 하부 표면과, 전자 방출 구조체로부터 멀어지도록 연장된 상부 표면을 구비한다. 전자 방출 구조체와 포커싱 구조체는 대략 동일 전압으로 유지된다. 포커싱 구조체와 전자 방출 구조체의 조합은 포커싱 구조체의 상부 및 하부 표면의 중간의 가상적인 평면에 위치하는 전기적 단말을 구비한다. 이 전기적 단말은, 전자 방출 구조체와 포커싱 구조체의 전압과 동일한 전압으로 유지된다면 전자 방출 구조체와 포커싱 구조체의 조합에서와 같이 페이스 플레이트에 대한 동일한 전기 용량을 갖게 되는 가상적인 평면이다.
스페이서는 포커싱 구조체와 발광 구조체 사이에 위치한다. 각 스페이서는 포커싱 구조체의 대응 홈내로 연장하여, 각 스페이서의 전기적 단말은 포커싱 구조체와 전자 방출 구조체 조합의 전기적 단말과 같은 곳에 위치한다. 이는 각 스페이서를 따르는 전압 분포가 페이스플레이트 구조체와, 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 조합과의 사이의 자유 공간에서의 전압 분포와 실질적으로 유사하게 되는 바람직한 결과를 가져온다. 보다 구체적으로, 전압 분포는 각각의 스페이서의 어느 한쪽 단말에 매우 인접한 부분에서의 편차를 제외하고는 같다. 이러한 유사한 전압 분포는 스페이서에 인접한 위치에서의 전자의 편향을 최소화하는 이점이 있다.
한 실시예에 있어서, 홈은 포커싱 구조체의 상부 표면에 위치한다. 홈은 일정 깊이를 가지므로, 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말의 위치가 홈의 바닥과 일치하게 할 수 있다. 전기 전도성 에지 전극이 각 스페이서의 에지에 위치한다. 각 에지 전극은 대응하는 스페이서의 전기적 단말을 규정한다. 에지 전극은 홈내에 위치하여, 각 스페이서의 전기적 단말은 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말과 일치하게 된다.
다른 실시예에 있어서, 각 스페이서는 하나 또는 그 이상의 전기 전도성 페이스 전극들을 포함하는데, 이 전기 전도성 페이스 전극들은 에지 전극과 접촉하고 스페이서의 하나 또는 그 이상의 페이스 표면 상에 부분적으로 연장되어 있다. 페이스 전극은, 에지 전극과 조합되어, 각 스페이서의 전기적 단말을 에지 전극으로부터 멀리 떨어진 스페이서 내의 전기적 단말 평면으로 재위치시킨다. 전기적 단말 평면은, 에지 전극 및 페이스 전극을 포함하는 스페이서가 전기적 단말 평면에 위치한 에지 전극만을 구비한 스페이서와 동일한 저항값을 나타내도록 위치한다. 이 실시예에서, 각 홈은 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 아래로 연장되는 깊이를 가지므로, 스페이서의 전기적 단말은 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말과 일치하게 된다.
또 다른 실시예에서, 각 스페이서는 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말보다 위에 위치한 전기적 단말을 구비한다. 페이스 전극은 각 스페이서의 페이스 표면 상에 위치한다. 각 페이스 전극의 전압은, 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 위에 위치한 스페이서의 전기적 단말에 의해 야기되는 네가티브 전압 분포를 보상하는 페이스 전극에 인접한 전압분포를 생성하도록 제어된다.
한 실시예에서, 각 페이스 전극의 전압은 페이스 전극을 페이스플레이트 구조체의 발광 구조체에 연결함으로써 제어된다. 다른 실시예에서, 각 페이스 전극의 전압은 전력 공급기에 의해 제어된다. 다른 실시예에서, 각 페이스 전극의 전압은 분압기 회로에 의해 제어된다. 또 다른 실시예에서, 각 페이스 전극의 전압은 페이스 전극이 위치하는 표면과 반대쪽의 스페이서의 페이스 표면 상에 위치하는 전기 전도성 연장 전극에 의해 제어된다. 연장 전극(extension electrode)은 평면표시장치의 액티브 영역 바깥에 위치하며, 페이스플레이트 구조체에 인접한 에지 전극에 접촉하고 스페이서의 페이스 표면 아래로 연장되어 백플레이트 구조체를 향한다. 또 다른 실시예에서, 페이스 전극의 전압은, 페이스 전극을 스페이서의 페이스 표면을 따라 미리 결정된 높이에 위치시킴으로써 제어된다.
본 발명은 또한 하기의 단계 즉,
(1) 플랫 패널 표시장치의 전자 방출 구조체 위에 포커싱 구조체를 제공하고, 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체는 전기적 단말을 구비하며,
(2) 포커싱 구조체에 홈을 형성하고,
(3) 전기적 단말을 구비하는 스페이서를 홈 내에 위치시켜, 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말이 스페이서의 전기적 단말과 일치하도록 하는 단계를 포함하는 평면표시장치의 제조방법을 포함한다.
본 발명에 의한 다른 방법은 하기의 단계, 즉
(1) 포커싱 구조체를 평면표시장치의 전자 방출 구조체 위에 제공하고, 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체는 전기적 단말을 구비하며,
(2) 스페이서를 포커싱 구조체 상에 위치시켜 스페이서의 전기적 단말이 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말보다 위에 위치하게 하고,
(3) 페이스 전극을 스페이서의 페이스 표면 상에 제공하며,
(4) 페이스 전극의 전압을 제어하여, 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 위에 위치한 스페이서의 전기적 단말에 의해 야기되는 네가티브 전압 분포를 상쇄하는, 페이스 전극에 인접한 전압분포를 생성하는 단계를 포함한다. 네가티브 전압분포를 상쇄함으로써, 스페이서에 인접한 방출 전자의 편향이 최소화된다.
본 발명은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하면 보다 잘 이해될 것이다.
이하의 설명에서 다음 정의를 사용하기로 한다. 여기서, "전기적으로 절연하는"(또는 "유전성의")이라는 용어는 일반적으로 1012ohm-cm 보다 큰 저항율을 갖는 재료에 적용된다. "전기적으로 비-절연성" 이라는 용어는 따라서 1012ohm-cm 보다 작은 저항율을 갖는 재료에 적용된다. 전기적으로 비-절연성 재료는 (a) 저항율이 1 ohm-cm 작은 전기 전도성 재료와 (b) 저항율이 1 ohm-cm 내지 1012ohm-cm의 범위에 있는 전기 저항성 재료로 나누어진다.
전기 전도성 재료(또는 전도체)의 예는 금속, 금속-반도체 화합물, 및 금속-반도체 공정물(共晶物)이다. 또한, 전기 전도성 재료는 중간정도의 수준 또는 높은 수준으로 도핑된 반도체(n-형 또는 p-형)를 포함한다. 전기 저항성 재료는 진성 반도체 또는 약하게 도핑된 반도체(n-형 또는 p-형)를 포함한다. 전기 저항성 재료의 다른 예는 서멧(매립된 금속 입자를 갖는 세라믹) 및 다른 금속-절연체 복합물이다. 또한, 전기 저항성 재료는 전도성 세라믹 및 충전된 유리를 포함한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 의한 평면표시장치(300)의 개략 단면도이다. 평면표시장치(300)는 페이스플레이트 구조체(320), 백플레이트 구조체(330), 포커싱 구조체(333a-333f)를 포함한다. 단지 하나의 스페이서(340)만이 도 3에 도시되었지만, 평면표시장치(300)가 도시되지 않은 유사한 스페이서를 부가적으로 더 포함함을 알 수 있다.
페이스플레이트 구조체(320)는 전기 절연성 페이스플레이트(321)(전형적으로 유리) 및 페이스플레이트(321)의 내부 표면상에 형성된 발광 구조체(322)를 포함한다. 발광 구조체(322)는 발광재료(도시 안함)와 전압 공급기(350)의 포지티브(고전압측)에 연결된 애노드(도시 안함)를 포함한다. 그 결과, 발광 구조체(322)는 대략 V 볼트로 유지되고, 여기서 V는 전형적으로 4 내지 10kV의 범위이다. 실시예에서, 발광 구조체(322)는 실질적으로 평탄한 하부 표면(102)을 구비한다. 페이스플레이트 구조체(320)는 본 명세서에 참고문헌으로 포함되는 미국특허 제 5,477,105 호에 보다 상세하게 개시되어 있다.
백플레이트 구조체(330)는 전기 절연성 백플레이트(331) 및 백플레이트(331)의 내부 표면상에 위치한 전자 방출 구조체(332)를 포함한다. 전자 방출 구조체(332)는 선택적으로 여기되어 전자를 방출하는 복수의 전자 방출 소자(361-365)를 포함한다. 전자 방출 소자(361-365)는 예를 들면 필라멘트형 필드 에미터 또는 원추형 필드 에미터일수 있다. 전자 방출 구조체(332)는 전압 공급기(350)의 저전압측에 연결된다. 그 결과, 전자 방출 구조체(322)는 대략 0볼트의 전압으로 유지된다. 발광 구조체(322)가 전자 방출 구조체(332)에 비해 상대적으로 높은 포지티브 전압(예를 들면 5kV)으로 유지되기 때문에, 전자 방출 소자(361-365)에서 방출된 전자는 발광 구조체(322)상의 대응하는 발광 소자를 향하여 가속된다. 백플레이트 구조체(330)는 1995년 1월 5일 발행된 PCT 공보 WO 95/00969 및 1995년 3월 16일 발행된 PCT 공보 WO 95/07543에 보다 상세하게 설명되어 있으며, 상기 출원들은 본 명세서에 모두 참고문헌으로 포함된다.
포커싱 구조체(333a-333f)는 전자 방출 구조체(322)의 실질적으로 평탄한 상부 표면(101)상에 위치한다. 또한, 포커싱 구조체(333a-333f)는 전압 공급기(350)의 저전압측에 연결되며, 전자 방출 구조체(322)에서와 거의 동일한 전압으로 (즉, 대략 0볼트) 유지된다. 한 실시예에서, 각 포커싱 구조체(333a-333f)는 평면표시장치(300)의 길이를 따라 연장되어 있는 분리된 구조체이다. 다른 실시예에서, 각 포커싱 구조체(333a-333f)는 도 3의 단면도에 도시되지 않은 크로스 부재를 포함하는 포커싱 그리드(grid)의 일부이다. 상기 포커싱 구조체는 1995년 8월 3일 발행된 PCT 공보 WO 95/20821 및 1996년 5월 30일 발행된 PCT 공보 WO 96/14629에 보다 상세하게 설명되어 있으며, 상기 출원들은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다.
스페이서(340)는 발광 구조체(322)와 포커싱 구조체(333a) 사이를 연결한다. 스페이서(340)는 예를 들면, 벽, 부분적인 벽, 기둥, 십자형 또는 T자형일 수 있다. 스페이서(340)는 실질적으로 균일한 전기 저항율을 갖는 재료로 만들어진다. 전기 전도성 에지 전극(341,342)이 스페이서의 대향 에지에 형성된다. 에지 전극(341)은 포커싱 구조체(333a)에 접촉하고, 에지 전극(342)은 발광 구조체(322)에 접촉한다. 에지 전극(341,342)은 전형적으로 금속이다. 스페이서(340) 및 에지 전극(341-342)은 1996년 10월 3일자로 PCT 공보 WO 96/030926로서 발행된 국제특허출원 PCT/US96/03640 및 1994년 8월 18일 발행된 PCT 공보 WO 94/18964에 보다 상세하게 설명되어 있으며, 상기 출원들은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다.
스페이서(340)는 포커싱 구조체(333a) 내에 위치한 홈(5) 안에 위치한다. 에지 전극(341)은 홈(5) 내의 포커싱 구조체(333a)와 접촉한다. 에지 전극(341)의 상대적으로 높은 전기 전도성은 홈(5)의 바닥에서의 포커싱 구조체(333a)의 전압을 스페이서(340)의 바닥에서의 전압과 동일하게 한다. 홈(5)의 깊이는 스페이서(340)가 "사라지도록" 하는 깊이로 선택된다. 즉, 홈(5)의 깊이는 스페이서(340)를 따르는 전압 분포가 전자 방출 구조체(332)(및 포커싱 구조체(333b-333f))와 발광 구조체(322) 사이의 자유공간에서의 전압 분포와 유사하게 되는 깊이로 선택된다.
도 4는 홈(5)의 적절한 깊이를 결정하기 위해 사용되는 그래프(310)이다. 그래프(310)의 세로축은 평면표시장치(300) 내부의 전압분포를 나타낸다. 이 전압은 전자 방출 구조체(332)(및 포커싱 구조체(333a-333f))의 0볼트에서 발광 구조체(322)의 V 볼트까지 변화한다. 그래프(310)의 가로축은 전자 방출 구조체(322)의 평탄한 표면(101)로부터의 수직 높이를 나타낸다. 이 높이는 전자 방출 구조체(332)의 표면(101)의 "0"으로부터 발광 구조체의 표면(102)의 "h" 까지 변화한다.
그래프(310)의 곡선(10)은 도 3의 선 1을 따른 전압 분포를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와같이, 선 1은 전자 방출 구조체(332)의 표면(101)로부터 발광 구조체(322)의 표면(102)까지 연장된다. 곡선(10)(도 4) 선 1을 따른 표면(101)에서의 전압은 0볼트이고, 선 1을 따른 높이 "h"에서의 전압은 V볼트와 같음을 나타낸다.
그래프(310)에서 곡선(20)은 도 3의 라인 2를 따르는 전압 분포를 설명한다. 도 3에 설명한 바와 같이, 라인 2는 포커싱 구조체(333b)의 맨 위에서 발광 구조체(322)의 표면(102)까지 연장된다. 포커싱 구조체(333b)의 맨 위 표면은 표면(101)위의 높이(hs)에 위치한다. 곡선(20)(도 4)은 라인 2를 따라 높이(hs)에서의 전압이 0볼트이고, 라인 2를 따라 높이 "h"에서의 전압이 V볼트와 같음을 나타낸다. 포커싱 구조체(333c-333f)는 포커싱 구조체(333b)와 동일한 전압 분포를 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 곡선(10)과 곡선(20)은 공통 라인(40)으로 빠르게 수렴한다. 공통 라인(40)은 곡선(10)의 평균 기울기보다 더 크고 곡선(20)의 평균 기울기보다 작은 기울기를 가진다. 점선(30)은 그래프(310)의 수평축에 대한 공통 라인(40)의 외삽을 나타낸다. 점선(30)은 높이(he)에서 그래프(310)의 수평축과 교차한다. 공통 라인(40)과 점선(30)은 전자 방출 구조체(332)(및 포커싱 구조체(333a-333f))와 발광 구조체(322) 사이의 자유 공간에서의 평균 전압 분포를 나타낸다. 대략 동등한 전압 분포는, 제로 볼트의 전압으로 유지되고 표면(101)과 표면(102)과 평행하게 배치되며 높이(he)에서 위치하고 있는 평탄 전극에 의해 제공된다. 또다른 방법으로 말하자면, 발광 구조체(322)와 높이(he)에 위치된 가상 평면과의 사이의 용량은 전자 방출 구조체(332)(및 포커싱 구조체(333a-333f))와 발광 구조체(322) 사이의 용량과 실질적으로 같다. 이러한 이유로, 높이(he)는 전자 방출 구조체(332) 및 포커싱 구조체(333a-333f)의 "전기적 단말"로 정의된다.
이 전압 분포내에서 스페이서(340)를 "사라지게" 하기 위해서는, 스페이서(340)를 따르는 전압 분포는 전자 방출 구조체(332)(포커싱 구조체(333a-333f)를 포함)와 발광 구조체(322) 사이의 자유 공간에서의 전압 분포와 유사해야 한다. 이것을 달성하기 위해, 에지 전극(341)은 스페이서(340)의 에지 표면에 위치된다. 에지 전극(341)은 스페이서(340)의 전기적 단말을 형성한다. 에지 전극(341)은 전자 방출 구조체(332) 및 포커싱 구조체(333a-333f)의 전기적 단말에 위치된다. 즉, 에지 전극(341)은 높이(he)에서 위치된다. 이와 같이, 스페이서(340)의 바닥 에지는 높이(he)에서 0볼트의 전압으로 유지된다(에지 전극(341)에 의해). 스페이서(340)의 맨위 에지는 에지 전극(342)에 의해 V볼트의 전압으로 유지되고, 이 에지 전극은 발광 구조체(322)의 애노드와 접촉한다. 스페이서(340)의 전기 저항율이 균일하기 때문에, 스페이서(340)를 따르는 전압 분포는 높이 he에서 대략 0볼트로부터 높이 h에서 대략 V볼트까지 균일하게 변화한다. 따라서, 스페이서(340)를 따르는 전압 분포는 전자 방출 구조체(332)(포커싱 구조체(333a-333f)를 포함)와 발광 구조체(322) 사이의 자유 공간에서의 전압 분포와 실질적으로 일치한다. 스페이서(340)의 대부분을 따르는 이러한 전압 분포의 동등성(동일성)은 전자 방출 소자(361)와 같이 스페이서(340)와 인접하여 위치하는 전자 방출 소자들에서 방출된 전자의 바람직하지 않은 편향을 방지한다.
도 5 내지 도 10은 발명의 한 실시예에 따른 포커싱 구조체를 제조하기 위한 프로세스 단계를 설명한다.
도 5는 절연성 유리 백플레이트(401)와 전자 방출 구조체(420)를 포함하는 백플레이트(400)의 일부의 평면도이다. 전자 방출 구조체(420)는 평행 행의 복수의 전극(402-404), 평행 열의 복수의 전극(411-415)과, 전자 방출 소자(421-425)와 같은 복수의 전자 방출 소자들을 포함한다. 행 전극(402-404)과 열 전극(411-415)은 서로 수직방향으로 위치하고, 전자 방출 소자(421-425)는 행 전극과 열 전극의 교차부에서 위치된다. 도 6a는 도 5의 절단선(6a-6a)을 따른 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다. 도 6b는 도 5의 절단선(6b-6b)을 따른 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다.
네가티브형의 광패턴화가 가능한 중합체(430)의 평탄화된 층은 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 백플레이트 구조체(400)의 상부 표면 상에 형성된다. 도 7a는 광패턴화가 가능한 층(430)이 형성된 후 도 5의 절단선(6a-6a)을 따르는 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다. 도 7b는 광패턴화가 가능한 층(430)이 형성된 후 도 5의 절단선(6b-6b)을 따르는 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다. 광패턴화가 가능한 층(430)의 두께는 제조되는 포커싱 구조체의 요구되는 높이에 대응하여 선택된다.
광패턴화가 가능한 중합체층(430)은 도 8a와 도 8b에서 도시된 바와 같이 백플레이트 구조체(400)의 배면을 통과하는 자외선(U-V)에 노광된다. 즉, 전자 방출 구조체(420)를 포함하지 않는 유리 백플레이트(401)의 표면은 노광된다. 자외선은 유리 백플레이트(401)를 통과한다. 또한, 행 전극(402-404)의 특성은 자외선이 행 전극을 통과하게 한다. 설명된 실시예에서, 행 전극(402-404)은 니켈-바나듐(Ni-V)이고, 대략 2000 옴스트롱의 두께이다. 열 전극(411-415)과 전자 방출 소자(421-425)의 특성은 자외선을 차단하기에 충분하다. 설명된 실시예에서, 열 전극(411-415)은 니켈-바나듐(Ni-V)이고, 대략 2000 옴스트롱의 두께이다. 전자 방출 소자(421)와 전자 방출 소자(425)는 몰리브덴이고 대략 3000 옴스트롱의 두께이다. 백플레이트 구조체(400)의 소자들은 PCT 공보 WO 95/00969 및 PCT 공보 WO 95/07543에 상세하게 설명되어 있으며, 상기 출원들은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다.
도 8a는 광패턴화가 가능한 층(430)이 형성되고 노광된 후 도 5의 절단선(6a-6a)를 따르는 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다. 도 8b는 광패턴화가 가능한 층(430)이 형성되고 노광된 후 도 5의 절단선(6b-6b)를 따르는 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다. 노광의 결과로서, 광패턴화가 가능한 층(430)의 영역(430A)은 경화된다(즉, 단단해진다). 노광 단계는 경화된 영역(430A)이 광패턴화가 가능한 층(430)의 상부 표면 전체로 연장되지 않도록 제어된다. 노광 단계를 제어함으로써, 광패턴화가 가능한 층(430)의 상부 표면과 경화된 영역(430A)의 가장 위쪽 영역 사이의 높이(H)는 정확하게 제어될 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 이 높이(H)는 완성된 포커싱 구조체에서의 홈의 깊이를 규정할 것이다. 설명된 실시예에서, 이 높이(H)는 대략 30㎛에서 70㎛까지이지만, 본 발명은 이 높이의 범위에 제한되지는 않는다.
그런 다음, 광패턴화가 가능한 층(430)의 상부 표면은 레티클(440)을 통해 노광된다. 도 9a는 투명한 부분(440A)을 포함하는 레티클(440)의 평면도이다. 투명한 부분(440A)은 밑에 위치하는 광패턴화가 가능한 층(430)의 선택된 부분을 노광시킨다. 도 9b는 도 9a의 절단선(9b-9b)을 따르는 백플레이트 구조체(400)의 횡단면도이다.
도 9c에서 도시된 바와 같이, 광패턴화가 가능한 층(430)은 레티클(440)을 통해 노광된다(즉, 백플레이트 구조체(400)의 상부 표면에서). 이 노광은 광패턴화가 가능한 층(430)의 영역(430B)을 경화시킨다. 경화된 영역(430B)은 경화된 영역(430B)의 일부가 경화된 영역(430A)의 일부에 연속하도록 광패턴화가 가능한 층(430)의 내부를 향해 연장된다. 그 다음에, 광패턴화가 가능한 층(430)의 경화되지 않은 부분이 제거되고, 도 9d에서 도시된 바와 같이 경화된 영역(430A)과 경화된 영역(430B)이 남는다. 경화된 영역(430A)과 경화된 영역(430B)은 포커싱 구조체(431)를 형성한다.
도 10은 경화된 영역(430A)과 경화된 영역(430B)에 의해 형성되어 남아있는 포커싱 구조체(431)를 명확하게 설명하는 평면도이다. 포커싱 구조체(431)는 "그리드(grid)" 또는 "와플(waffle)" 형상을 가진다. 경화된 영역(430B)이 경화된 영역(430A) 위에 있지 않은 위치에서, 경화된 영역(430B)은 열 전극(411-415)을 향해 아래방향으로 연장된다. 스페이서(도시하지 않음)는 홈(430C)내에 위치할 수 있다. 경화된 영역(430B)은 홈(430C)의 측벽을 규정하고 경화된 영역(430A)은 홈(430C)의 바닥을 규정한다. 비록 홈(430C)이 각 행의 전자방출소자들 사이에 도시되었음에도 불구하고 스페이서는 통상 각각의 홈(430C)내에 위치하지 않는다. 예를 들어, 한 실시예에서, 스페이서는 30개 홈(430C)마다 배치된다. 대안적인 실시예에서, 마스크(440)는, 경화된 부분(430B)이 스페이서가 배치되는 위치에서만 존재하도록 변경된다.
앞서 설명한 바와 같이, 광패턴화가 가능한 층(430)의 배면 노광은 정확하게 높이(H)를 제어하도록 제어된다. 높이(H)를 제어함으로써, 홈(430C)의 깊이는 전자 방출 구조체(420) 및 포커싱 구조체(431)의 조합의 전기적 단말의 높이(he)와 일치도록 선택된다. 높이(he)는 높이(H)가 감소함에 따라 증가한다. 역으로, 높이(he)는 높이(H)가 증가함에 따라 감소한다. 따라서, 높이(H)에서 경화된 부분(430A)을 형성하는데 있어서 약간의 오차가 발생하면 이에 대응하는 높이(he)에서의 변화가 발생한다. 보다 구체적으로, 만일 가공허용오차가 높이(H)를 소망하는 높이 보다 약간 크게 되도록 하는(그것에 의해 홈(430C)을 소망하는 깊이 보다 약간 깊게 만들도록 하는) 오차를 생기게 하는 경우, 높이(he)는 약간 낮아진다. 따라서, 홈(430C)의 깊이와 높이(he) 사이의 오차는 홈(430C)의 깊이를 형성하는데 있어서의 최초 오차보다 작게 된다.
역으로, 만일 가공허용오차가 높이(H)를 소망하는 높이 보다 약간 작게 되도록 하는(그것에 의해 홈(430C)을 소망하는 깊이 보다 약간 얕게 만들도록 하는) 오차를 생기게 하는 경우, 높이(he)는 약간 높아진다. 따라서, 홈(430C)의 깊이와 높이(he) 사이의 오차는 홈(430C)의 깊이를 형성하는데 있어서의 최초 오차보다 작게 된다.
도 11는 앞서 설명된 실시예의 변형에 따른 평면표시장치(500)의 개략 단면도이다. 평면표시장치(500)는 평면표시장치(300)와 유사하기 때문에, 도 3과 도 11에서 유사한 소자들에는 유사한 참조 번호를 붙힌다. 본 변형에서, 스페이서(340)는 전기적으로 전도성인 페이스 전극(343)과 페이스 전극(344)을 포함하도록 변형된다. 전형적으로 금속인 페이스 전극(343)과 페이스 전극(344)은 에지 전극(341)과 접촉하고, 스페이서(340)의 대향하는 페이스 표면 위에 부분적으로 연장된다. 페이스 전극(343)과 페이스 전극(344)의 제조는 국제특허출원 PCT/US96/03640 및 PCT 공보 WO 94/18694에 상세하게 설명되어 있으며, 상기 출원들은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다.
페이스 전극(343)과 페이스 전극(344)은 스페이서(340)의 전기적 단말이 더 이상 에지 전극(341)과 일치하지 않도록 스페이서(340)의 전기적인 성질을 변형시킨다. 페이스 전극(343)과 페이스 전극(344)에 의해, 스페이서(340)의 전기적 단말이 전기적 단면(端面)(345)으로 이동된다. 즉, 스페이서(340)(에지 전극(341)과 페이스 전극(343) 및 페이스 전극(344)을 포함)는, 전기적 단면(345)에서 배치되는(에지 전극을 가지지만, 페이스 전극을 가지고 있지 않은) 에지 표면을 가지는 약간 짧은 스페이서가 나타내는 저항값과 동등한 저항값을 가진다.
도 11에 도시된 바와 같이, 평면표시장치(500)에서의 홈(5)의 깊이는 평면표시장치(300)(도 3)에서의 홈의 깊이보다 약간 더 깊다. 평면표시장치(500)에서의 홈(5)의 깊이는, 스페이서(340)의 전기적 단면(345)이 전자 방출 구조체(332) 및 포커싱 구조체(333a-333f)의 높이(he)에서의 전기적 단말과 일치되도록 위치된다. 이와 같은 방법으로 전기적 단면(345)을 위치시킴으로써, 도 11에서 도시된 바와 같이 스페이서(340)의 대부분을 따르는 전압 분포는 전자 방출 구조체(332)(및 포커싱 구조체(333a-333f))와 발광 구조체(322) 사이의 자유 공간에서의 전압 분포와 대략 같다.
도 11이 두 개의 페이스 전극(343과 344)를 도시하고 있지만, 동일한 결과가 페이스 전극(343)과 페이스 전극(344)중 단 하나만을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 하나의 페이스 전극의 사용은 스페이서(340)를 제조하는 것과 연관된 공정 단계의 수(즉, 제조 비용)를 감소시킬 수 있다.
도 12는 앞서 설명된 실시예의 또 하나의 변형에 따른 평면표시장치(600)의 개략 단면도이다. 평면표시장치(600)는 평면표시장치(300)와 유사하기 때문에, 도 3과 도 12에서 유사한 소자들에는 유사한 참조 번호를 붙힌다. 도 12에 설명된 변형에서, 포커싱 구조체(333a)는 그것의 상부 표면에서 홈을 포함하지 않는다. 이것은 포커싱 구조체(333a-333f)의 제조 비용을 감소시키는데 있어서 유리한 반면, 스페이서(340)의 전기적 단말(에지 전극(341)과 일치하는 위치에 배치됨)은 전자 방출 구조체(332) 및 포커싱 구조체(333a-333f)의 조합의 전기적 단말의 높이(he) 보다 높게 된다. 따라서, 바람직하지 않은 전압 분포가 에지 전극(341)과 포커싱 구조체(333a)의 인터페이스 근처에 존재한다. 보다 구체적으로, 에지 전극(341)에서의 전압은 대략 0볼트가 되는데, 이것은 이 높이에서의 바람직한 전압 보다 작은 것이다. 에지 전극(341) 근처의 전압 분포가 소망하는 전압 분포에 대해 네가티브이기 때문에, 이러한 전압 분포는 에지 전극(341) 근처에서 네가티브(-) 부호에 의해 표시된다. 전자 방출 소자(361)에서 방출된 전자는 이 네가티브 전압 분포 때문에 에지 전극(341) 근처에서 스페이서(340)로부터 멀어지는 방향으로 편향된다.
이러한 전자 편향을 수정하기 위해, 페이스 전극(347)은 발광 구조체(322)에 인접하여 위치된다. 페이스 전극(347)은 에지 전극(342)과 접촉한다. 그 결과, 페이스 전극(347)은 V볼트의 전압으로 유지된다. 페이스 전극(347)이 스페이서(340)의 페이스 표면에 부분적으로 연장하고 있기 때문에, 페이스 전극(347)은 발광 구조체(322) 근처에서 스페이서(340)를 따르는 전압 분포를 변형시킨다. 페이스 전극(347) 근처의 전압 분포가 페이스 전극(347)이 없을 때 존재하는 전압 분포에 대해 포지티브이기 때문에, 이러한 전압 분포는 페이스 전극(347) 근처에서 포지티브(+) 부호에 의해 표시된다. 따라서, 에지 전극(341) 근처에서 스페이서(340)로부터 멀어지는 방향으로 앞서 편향된 전자는 페이스 전극(347) 근처에서 스페이서(340)를 향해 편향된다. 페이스 전극(347)의 길이는, 에지 전극(341)에 의해 야기되는 편향이 페이스 전극(347)에 의해 야기되는 편향에 의해 상쇄되도록 선택된다.
이 실시예를 변형하는 것은 가능하다. 예를 들어, 에지 전극(342)과 접촉하는 페이스 전극은 스페이서(340)의 양 페이스 표면 상에 형성될 수 있다. 또한, 에지 전극(341)은 포커싱 구조체(333a)의 상부 표면에 형성되는 홈 내에 배치될 수 있고, 상기 홈은 에지 전극(341)(즉, 스페이서(340)의 전기적 단말)이 높이(he) 위에서 위치되도록 하는 깊이를 가진다.
도 13은 앞서 설명된 실시예의 또 하나의 변형에 따른 평면표시장치(700)의 개략 단면도이다. 평면표시장치(700)는 평면표시장치(600)와 유사하기 때문에, 도 12와 도 13에서 유사한 소자들에는 유사한 참조 번호를 붙힌다. 도 13에 설명된 변형에서, 스페이서(340)는 스페이서(340)의 페이스 표면에 배치되는 전기적으로 전도성인 페이스 전극을 포함하도록 변형되는데, 이 전기적으로 전도성인 페이스 전극은 에지 전극(341)과 에지전극(342)으로부터 물리적으로 분리되어 있다. 페이스 전극(346)은 표면(101)위의 높이(hfe)에 위치된다. 포지티브 전압이 페이스 전극(346)에 인가되어, 에지 전극(341)에 인접하여 존재하는 네가티브 전압 분포를 보정하게 된다. 이 전압은 여러가지 다른 방법으로 인가될 수 있다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 스페이서(340)의 측면도이다. 페이스 전극(346)은 액티브 영역(360)내에서 에지 전극(341)과 에지 전극(342)과 평행하게 연장된다. 액티브 영역(360)의 외부에서, 페이스 전극(346)은 에지 전극(351)과 접촉하기 위해 위쪽 방향으로 연장된다. 에지 전극(351)은 에지 전극(342)과 동일한 에지 표면에 위치되지만, 간격에 의해 에지 전극(342)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 에지 전극(351)은 전력 공급기(352)에 연결되어 있다. 전력 공급기(352)는, 에지 전극(341)에 인접하여 존재하는 네가티브 전압 분포를 보정하는 페이스 전극(346)에 전압을 인가하기 위해 조정된다. 페이스 전극(346)에 인가되는 전압은, 페이스 전극(346)이 존재하지 않을 때에 높이(hfe)에서 스페이서(340)을 따라 존재하는 전압에 대해 포지티브이다.
도 15는 또 하나의 실시예에 따른 스페이서(340)의 측면도이다. 이 실시예에서, 제 1 저항기(353)는 에지 전극(342)과 에지 전극(351) 사이에 연결된다. 제 2 저항기(354)는 에지 전극(351)과 에지 전극(341) 사이에 연결된다. 저항기(353)와 저항기(354)는 분압기 회로를 형성한다. 앞서 설명된 바와 같이, 에지 전극(342)은 높은 전압(V)에서 유지되고 에지 전극(341)은 대략 0 볼트의 낮은 전압에서 유지된다. 따라서, 페이스 전극(346)에서의 전압은 V 볼트와 0 볼트 사이의 전압으로 유지되는데, 저항기(353)와 저항기(354)의 값에 의존한다. 저항기(354)는 분압기 회로가 페이스 전극(346)에 적절한 전압을 공급하기 위해 조정되도록 하는 가변 저항기이다. 다시, 페이스 전극(346)에 인가되는 전압은 에지 전극(341)에 인접하여 존재하는 네가티브 전압 분포를 보정하기 위해 조정된다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 스페이서(340)의 측면도이다. 도 16에서, 에지 전극(342)은 스페이서(340)의 상부 에지 표면 전체를 따라 연속되어 있다. 그러나, 에지 전극(341)은 스페이서(340)의 하부 에지 표면 전체에 걸쳐 연장되어 있지 않다. 오히려, 에지 전극(341)은 스페이서(340)의 액티브 영역(360)의 에지까지만 연장된다. 액티브 영역(360)의 외부로 연장되는 에지 전극(342)의 부분은 페이스 전극(346)의 전압을 약간 증가하게 해서 페이스 전극(346)에서의 전압을 에지 전극(342)에 인가되는 높은 전압(V)에 약간 더 가깝게 한다. 역으로, 페이스 전극(346)의 전압을 낮추는 것이 바람직한 경우, 에지 전극(341)은 스페이서(340)의 하부 에지 표면 전체를 따라 연장되도록 변형되는 반면, 액티브 영역(360)의 외부로 연장하는 에지 전극(342)의 부분은 제거된다.
도 17은 도 16에서 설명된 스페이서(340)의 변형에 따른 스페이서(340)의 측면도이다. 도 17의 스페이서(340)에서, 에지 전극(342)은 액티브 영역(360)의 에지까지만 연장한다. 연장 전극(348)은 액티브 영역(360)의 에지에서 에지 전극(342)과 접촉하고, 스페이서(340)의 뒤쪽 표면을 따라 아래쪽 방향으로 연장되어 있다. 스페이서(340)의 뒤쪽 표면은 페이스 전극(346)이 위치하는 표면과는 반대편 표면으로 정의된다. 연장 전극(348)에 의해, 페이스 전극(346) 상의 전압은, 에지 전극(341)이 스페이서(340)의 상부 에지 전체에 걸쳐 연장되어 있는 경우 페이스 전극(346) 상에 존재하게 될 전압보다 높게 된다. 뒤쪽 표면에 연장 전극(348)을 배치함으로써, 연장 전극(348)과 페이스 전극(346) 사이의 방전(arcing)이 방지된다.
도 18은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 평면표시장치(1100)의 일부의 개략 단면도이다. 평면표시장치(1100)가 평면표시장치(700)와 유사하기 때문에, 도 13과 도 18에서 유사한 소자들에는 유사한 참조 번호를 붙힌다. 도 18에 설명된 실시예에서, 스페이서(340)는 전기적으로 전도성인 페이스 전극(370)을 포함한다.
도 19는 도 18의 스페이서(340)의 측면도이다. 도 19에서 도시된 바와 같이, 페이스 전극(370)은 에지 전극(341)과 에지 전극(342)과 평행하게 스페이서(340)의 페이스 표면에 걸쳐 연장되어 있다. 페이스 전극(370)은 외부 전압 공급기에 직접 연결되지 않는다. 페이스 전극(370)의 하부 에지는 에지 전극(341)으로부터 제 1 높이(h1)에 위치된다. 페이스 전극(370)의 상부 에지는 에지 전극(341)으로부터 제 2 높이(h2)에 위치된다.
도 20은 도 18의 스페이서(340)를 따르는 전압 분포를 나타내는 그래프이다. 라인(1301)은 스페이서(340)를 따르는 전압 분포를 나타낸다. 라인(1302)은 페이스 전극(370)이 존재하지 않을 때 스페이서(340)을 따라 존재하는 전압 분포를 나타내고 있다. 페이스 전극(370)은 전기적으로 전도성이기 때문에, 페이스 전극(370)의 높이에 따른 전압, 즉 h1에서h2까지의 전압은 대략 일정한 전압(Vfe)으로 유지된다. 라인(1301)과 라인(1302)은 높이(h3)에서 동일한 전압(Vfe)를 나타내고 있다. 높이(h3)아래에서, 라인(1301)은 라인(1302)에 대해 포지티브 전압을 나타내고 있다. 높이(h3)위에서, 라인(1301)은 라인(1302)에 대해 네가티브 전압을 나타내고 있다. 따라서, 높이(h3)아래에서, 페이스 전극(370)을 포함하는 스페이서는, 페이스 전극(370)이 존재하지 않을 때의 동일한 스페이서의 인력 보다 전자에 대해 더 큰 인력이 작용하게 된다. 유사하게, 높이(h3)위에서, 페이스 전극(370)을 포함하는 스페이서는, 페이스 전극(370)이 존재하지 않을 때의 동일한 스페이서의 척력 보다 전자에 대해 더 큰 척력이 작용하게 된다.
전자 방출 소자(361)에서 방출된 전자는 발광 구조체(322)를 향해 움직일 때 가속된다. 따라서, 이러한 전자는 전자 방출 소자(361) 근처에서 상대적으로 천천히 움직이고 있고, 발광 구조체(322) 근처에서 상대적으로 빠르게 움직이고 있다. 천천히 움직이는 전자는 스페이서(340) 상의 전압 분포에 반응하여 인력과 척력이 작용하기 더 쉽다. 에미터(361)에서 방출된 전자는 높이(h3)위에서 보다 높이(h3)아래에서 보다 천천히 움직이고 있기 때문에, 높이(h3)아래에서 페이스 전극(370)에 의해 도입되는 증가된 인력은, 높이(h3)위에서 페이스 전극(370)에 의해 도입되는 증가된 척력보다 이들 전자들에 대한 더 큰 영향을 주게 된다. 순 효과는 전자 방출 소자(361)에서 방출된 전자가 스페이서(340)를 향해 약간 끌어당겨지는 것이다. 그 결과, 페이스 전극(370)은 에지 전극(341)에 인접하여 존재하는 네가티브 전압 분포를 보정하는데 사용될 수 있다. 페이스 전극(370)에 의해 도입되는 순 인력은 높이(h1)과 높이(h2)를 가변시킴으로써 조정될 수 있다.
본 발명이 비록 몇가지 실시예와 연관하여 설명됐지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확한 다양한 변형을 할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 발광 구조체(322)의 하부 표면은 평탄하지 않은 표면을 가질 수 있다. 이것은, 예를 들어, 발광 구조체(322)가 블랙 매트릭스의 물리적인 말단과 일치하지 않는 전기적 단말을 가지는 블랙 매트릭스를 포함할 때 일어난다. 이러한 실시예에서는, 발광 구조체의 전기적 단말이 결정되고, 홈은 적어도 발광 구조체의 전기적 단말의 깊이와 동일하게 발광 구조체 내에 형성되며, 스페이서는 그 홈 내에 배치되며, 이때 스페이서의 전기적 단말의 위치는 발광 구조체의 전기적 단말의 위치와 일치한다. 따라서, 본 발명은 다음의 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims (43)

  1. 발광 구조체를 구비한 페이스플레이트 구조체;
    전자 방출 구조체를 구비한 백플레이트 구조체;
    전자 방출 구조체와 결합된 제 1 표면, 및 전자 방출 구조체에서 떨어져 연장된 제 2 표면을 구비한 포커싱 구조체로서, 이 포커싱 구조체 및 상기 전자 방출 구조체는 상기 포커싱 구조체의 제 1 표면 및 제 2 표면 사이에서 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커싱 구조제; 및
    상기 포커싱 구조체와 상기 페이스플레이트 구조체 사이에 위치한 스페이서를 구비하고,
    상기 스페이서는 포커싱 구조체의 홈 내에 위치하고, 스페이서의 대부분을 따르는 전압 분포가 (a) 상기 발광 구조체와 (b) 상기 포커싱 구조체 및 전자방출 구조체와의 사이의 자유공간에 존재하는 전압분포와 비슷하게 되도록 위치한 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 균일한 전기 저항율을 갖는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출구조체의 전기적 단말과 일치하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스페이서는 스페이서의 에지에 위치한 전기 전도성 에지 전극을 추가로 구비하고, 이 에지 전극은 상기 홈 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 아래로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스페이서의 하나의 에지에 위치한 전기 전도성 에지 전극과, 이 에지 전극과 접촉하고 상기 스페이서의 대향하는 페이스 표면들 위에 부분적으로 연장되어 있는 하나 또는 복수개의 전기 전도성 페이스 전극들을 추가로 포함하고, 상기 스페이서의 전기적 단말은 상기 스페이서의 물리적 단말로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 페이스플레이트 구조체;
    전자 방출 구조체를 구비한 백플레이트 구조체;
    전자 방출 구조체와 결합된 제 1 표면, 및 전자 방출 구조체에서 떨어져 연장된 제 2 표면을 구비한 포커싱 구조체로서, 이 포커싱 구조체 및 상기 전자 방출 구조체는 상기 포커싱 구조체의 제 1 표면 및 제 2 표면 사이에서 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커싱 구조제;
    상기 포커싱 구조체와 상기 페이스플레이트 구조체 사이에 위치한 스페이서로서, 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말보다 위에 위치한 전기적 단말을 구비하는 스페이서;
    상기 스페이서의 페이스 표면 위에 위치한 페이스 전극; 및
    상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 위에 위치한 스페이서의 전기적 단말에 의해 야기되는 전압분포를 보상하는 전압 분포를 상기 페이스 전극 부근에 생성하기 위해 상기 페이스 전극의 전압을 제어하기 위한 수단을 구비하고,
    상기 제어수단은 (a) 상기 스페이서의 제 1 에지 표면에 위치하고 이 제 1 에지 표면의 일부만을 따라 연장되며 상기 백플레이트 구조체와 접촉하는 제 1 에지 전극과 (b) 상기 스페이서의 제 2 에지 표면에 위치하고 상기 페이스플레이트 구조체와 접촉하는 제 2 에지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 에지 전극은 평면표시장치의 액티브 영역을 지나서 연장되지 않는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 에지 전극과 결합된 연장 전극을 추가로 포함하고, 이 연장전극은 페이스 전극이 위치하는 스페이서의 표면 반대쪽의 페이스 표면을 따라 상기 제 1 에지 전극을 향해 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  17. 삭제
  18. 전자 방출 구조체;
    전자 방출 구조체와 결합된 제 1 표면, 및 전자 방출 구조체에서 떨어져 연장된 제 2 표면을 구비한 포커싱 구조체로서, 이 포커싱 구조체 및 상기 전자 방출 구조체는 상기 포커싱 구조체의 제 1 표면 및 제 2 표면 사이에서 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커싱 구조제; 및
    상기 포커싱 구조체의 제 2 표면을 따라 위치한 하나 또는 복수개의 홈들을 구비하고,
    각 홈은 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말과 일치하는 바닥 표면을 구비한 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 포커싱 구조체가 그리드 형상인 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 포커싱 구조체는,
    복수개의 평행한 제 1 스페이서부; 및
    복수개의 평행한 제 2 스페이서부를 추가로 포함하고,
    복수개의 제 2 스페이서부는 복수개의 제 1 스페이서부 상에 위치하고, 상기 복수개의 제 1 스페이서부는 복수개의 제 2 스페이서부에 대해 직교하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    각 홈은 바닥 및 측벽을 포함하고, 제 1 스페이서부는 각 홈의 바닥을 규정하고, 제 2 스페이서부는 각 홈의 측벽을 규정하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    전자 방출 구조체가 복수개의 평행 전극들을 포함하고, 제 1 스페이서부는 이들 평행 전극들과 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  23. (a) 발광 구조체를 구비한 페이스플레이트 구조체와 (b) 전자방출 구조체를 구비한 백플레이트 구조체를 포함하는 평면표시장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 백플레이트 구조체의 전자 방출 구조체 상에 포커싱 구조체를 제공하는 단계로서, 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체는 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커싱 구조체를 제공하는 단계;
    상기 포커싱 구조체 내에 홈을 형성하는 단계; 및
    상기 홈 내에 스페이서를 위치시키는 단계를 구비하고,
    상기 스페이서는, 스페이서의 대부분을 따르는 전압 분포가 (a) 상기 발광 구조체와 (b) 상기 포커싱 구조체 및 전자방출 구조체와의 사이의 자유공간에 존재하는 전압분포와 비슷하게 되도록 위치한 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  24. 페이스플레이트 구조체와, 전자 방출 구조체를 구비한 백플레이트 구조체를 포함하는 평면표시장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 백플레이트 구조체의 전자 방출 구조체 상에 포커싱 구조체를 제공하는 단계로서, 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체는 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커싱 구조체를 제공하는 단계;
    스페이서의 전기적 단말이 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 위에 위치하도록, 전기적 단말을 갖는 스페이서를 상기 포커싱 구조체 상에 위치시키는 단계;
    페이스 전극을 스페이서의 페이스 표면 상에 제공하는 단계;
    제 1 에지 전극 및 제 2 에지 전극을 각각 대향하는 스페이서의 제 1 에지 표면 및 제 2 에지 표면에 제공하는 단계로서, 이에 의해 제 1 에지 전극 및 제 2 에지 전극이 각각 백플레이트 구조체 및 페이스플레이트 구조체와 접촉하게 되고 하나 또는 복수개의 에지 전극들은 그 에지 전극이 위치하는 에지 표면의 일부만을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 제 1 에지 전극 및 제 2 에지 전극을 제공하는 단계; 및
    상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 위에 위치한 스페이서의 전기적 단말에 의해 야기되는 전압분포를 보상하는 전압 분포를 페이스 전극 부근에 생성하기 위해 상기 페이스 전극의 전압을 제어하는 단계를 포함하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 페이스 전극의 전압을 제어하는 단계는 상기 페이스 전극을 상기 페이스플레이트 구조체에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 페이스 전극의 전압을 제어하는 단계는 상기 페이스 전극을 전력 공급기에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 페이스 전극의 전압을 제어하는 단계는 상기 페이스 전극을 분압기 회로에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 페이스 전극의 전압을 제어하는 단계는 상기 제 2 에지 전극을, 페이스 전극이 위치하는 스페이서의 페이스 표면의 반대쪽 페이스 표면 상에 위치한 연장 전극에 연결하는 단계를 포함하고,
    상기 연장 전극은 평면표시장치의 액티브 영역 외부에 위치하고 상기 제 1 에지 전극을 향해 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 페이스 전극의 전압을 제어하는 단계는 상기 페이스 전극을 스페이서의 페이스 표면을 따라 미리 결정된 높이에 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  30. 상부 표면과 하부 표면을 구비한 백플레이트와, 복수개의 평행 전극들을 포함하고 상기 백플레이트의 상부 표면 위에 위치하는 전자 방출 구조체를 포함하는 백플레이트 구조체 상에 포커싱 구조체를 형성하는 방법에 있어서,
    상기 전자 방출 구조체 위에 광패턴화가 가능한 재료층을 형성하는 단계;
    상기 광패턴화가 가능한 재료층을 백플레이트의 하부 표면으로부터 노광시키는 단계로서, 상기 전극들 사이에 위치하는 광패턴화가 가능한 재료층의 제 1 부분은 경화되고 상기 제 1 부분이 상기 광패턴화가 가능한 재료층에, 상기 광패턴화가 가능한 재료층의 전체 두께보다 작은 제 1 거리만큼 연장되는 것을 특징으로 하는 노광단계;
    상기 광패턴화가 가능한 재료층 위에 마스크를 형성하는 단계로서, 상기 마스크는 상기 제 1 부분에 대해 수직인 복수개의 평행 개구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크형성단계;
    상기 광패턴화가 가능한 재료층을 상기 마스크의 개구들을 통해 노광시키는 단계로서, 이 노광단계에 의해 상기 광패턴화가 가능한 재료층의 제 2 부분을 경화시키고, 상기 제 2 부분의 일부는 상기 제 1 부분의 일부와 연속되는 것을 특징으로 하는 노광단계; 및
    상기 마스크 및 상기 노광 단계들에 의해 경화되지 않은 광패턴화가 가능한 재료층의 일부를 제거하는 단계로서, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분은 포커싱 구조체를 형성하고 상기 제 1 거리는 상기 포커싱 구조체 및 백플레이트 구조체의 전기적 단말과 일치하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 제거단계를 포함하는 포커싱 구조체를 형성하는 방법.
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서의 전기적 단말은 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말과 일치하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  34. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 에지 전극은 제 2 에지 표면의 일부만을 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  35. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 에지 전극은 제 2 에지 표면의 일부만을 따라, 제 2 에지 전극이 연장 전극에 연결되는 지점까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  36. 제 23 항에 있어서,
    상기 스페이서의 전기적 단말은 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말과 일치하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
  37. 페이스플레이트 구조체;
    전자 방출 구조체를 구비한 백플레이트 구조체;
    전자 방출 구조체와 결합된 제 1 표면, 및 전자 방출 구조체에서 떨어져 연장된 제 2 표면을 구비한 포커싱 구조체로서, 이 포커싱 구조체 및 상기 전자 방출 구조체는 상기 포커싱 구조체의 제 1 표면 및 제 2 표면 사이에서 전기적 단말을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커싱 구조제;
    상기 포커싱 구조체와 상기 페이스플레이트 구조체 사이에 위치한 스페이서로서, 상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말보다 위에 위치한 전기적 단말을 구비하는 스페이서;
    상기 스페이서의 페이스 표면 위에 위치한 페이스 전극; 및
    상기 포커싱 구조체 및 전자 방출 구조체의 전기적 단말 보다 위에 위치한 스페이서의 전기적 단말에 의해 야기되는 전압분포를 보상하는 전압 분포를 상기 페이스 전극 부근에 생성하기 위해 상기 페이스 전극의 전압을 제어하기 위한 수단을 구비하고,
    상기 제어수단은 (a) 상기 스페이서의 제 1 에지 표면에 위치하고 상기 포커싱 구조체와 접촉하는 제 1 에지 전극과 (b) 상기 스페이서의 제 2 에지 표면에 위치하고 제 2 에지 표면의 일부만을 따라 연장되며 상기 페이스플레이트 구조체와 접촉하는 제 2 에지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 제 2 에지 표면에 위치하고, 상기 제 2 에지 전극으로부터 떨어져 있으며, 상기 페이스 전극과 전기적으로 결합된 부가적인 에지 전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어수단은 전압을 상기 페이스 전극에 인가하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 전압을 인가하는 수단은 전력 공급기인 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 전압을 인가하는 수단은 (a) 제 1 에지 전극과 페이스 전극 사이에 결합된 제 1 저항기 및 (b) 제 2 에지 전극과 페이스 전극 사이에 결합된 제 2 저항기를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  42. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 7 항, 제 10 항, 제 15 항, 제 16 항, 제 33 항 내지 제 35 항 또는 제 37 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서는 스페이서 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.
  43. 제 23 항 내지 제 29 항 또는 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서는 스페이서 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치를 제조하는 방법.
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