KR100403081B1 - 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조 - Google Patents

Abstract

전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조에 관하여 게시된다. 본 발명의 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조는 애노드 전극이 형성되는 상부 기판과, 전자방출부를 가지며 상기 애노드 전극과 직교되도록 형성되는 캐소드 전극을 갖는 하부 기판과, 상기 애노드 전극 상에 도포되어, R, G, B 순으로 발광셀을 이루며, 상기 G 발광셀의 도포면적이 길이방향으로 줄어든 형광체와, 상기 상하부기판을 지지하며, 상기 G 발광셀 사이에 위치하고, 자체적으로 지지될 수 있는 지지부를 갖는 스페이서를 포함한다.

따라서, G 전극 및 G 전극 상의 상부 기판에 도포된 형광체의 면적을 줄임으로써 R, G, B의 화이트 밸런스를 일정하게 유지할 수 있으며, 대면적의 전계방출형 표시소자에도 유용하다.

또한, 그립 또는 홈 등의 도움이 없이도 스스로 지지할 수 있는 구조이며, 고진공을 유지할 수 있게 하는 구조이다.

Description

전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조{CELL AND SPACER OF STRUCTURE OF FEILD DISPLAY}

본 발명은 전계방출형 표시소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 G셀의 면적을 줄이고, 상하판을 지지하는 스페이서의 구조를 크로스 타입으로 하여 자체적으로 스탠드 업(stand up)되는 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 전계방출소자는 에미터 팁의 날카로운 부분에 전계가 집중되는 현상을 이용하여 비교적 낮은 전압, 예를 들어 5~10V 정도의 전압을 인가하여 터널 효과에 의한 냉전자를 방출시키는 소자로서, 이를 이용하여 형성되는 전계방출소자는 음극선관의 고선명성과 액정표시장치(LCD)의 경박형의 장점을 모두 갖추고 있어 차세대 표시장치로서 주목받고 있다.

특히, 전계방출형 표시소자는 경박형의 제작이 가능할 뿐만 아니라, 액정표시장치의 결정적인 단점과 공정수율, 제조단가 및 대형화의 문제점들을 해결할 수 있다. 즉, 액정표시장치는 하나의 단위화소라도 불량이 발생되면 제품전체가 불량처리되지만, 전계방출소자는 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수 개의 단위 화소들이 형성되어 있어 한 두 개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없어 제품 전체의 수율이 향상된다. 또한, 전계방출형 표시소자는 액정표시장치에 비해 구조가 간단하고, 소비전력이 작아 단가가 낮고, 휴대형 표시장치에 적합한 잇점이 있다.

도 1은 일반적인 전계방출형 표시소자를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전계방출형 표시소자는 형광체(101) 등이 구비된 상부 기판(100)과, 이미터(111)등의 전자방출부가 구비된 하부 기판(110)과, 상기 두 기판을 지지하는 스페이서(120)로 구성된다.

전계방출형 표시소자의 구동원리는 다음과 같다.

상기 하부 기판(110)에 적당한 전압이 인가되면, 상기 다수의 이미터(111)로부터 전자(130)가 방출되고, 방출된 전자는 상기 상부 기판(100)의 고전압에 의하여 가속된다. 상기 고전압이 걸려 있는 상부 기판(100)에는 R, G, B 형광체(101)가 도포되어 있으며, 상기 이미터(111)로부터 가속된 전자(130)들은 상기 형광체(101)에 충돌하여 발광을 하게 된다.

그리고, 상기 상부 기판과 하부 기판 사이의 진공 틈은 스페이서(120)에 의해 지지된다. 얇고 가벼운 소자를 만들기 위해서는 상기 2개의 기판으로 사용되는 유기판의 두께가 얇아져야 하나 패널내의 진공도(10^-6torr)에 의해 상기 2개의 유리 기판이 파괴되는 현상이 발생한다.

따라서 외부 대기압을 지탱하여 패널의 파괴를 막는 스페이서가 필요하게 된다. 상기와 같이 스페이서는 진공 패널 내에서 상기 2개의 유기판 사이에 일정한 갭을 유지하면서 진공 패널의 외부 대기압을 지탱하는 역할을 하게 된다.

도 2는 종래의 스페이서의 구조를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2의 스페이서와 R, G, B 셀의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스페이서의 크기는 두께(W)가 50~200㎛ 이고, 높이(H)는 1~3mm이며, 스페이서 구조물의 종횡비는 1:20이상이므로 스페이서를 픽셀 사이에 정확히 얼라인하여 고정시키는데 어려움이 있다.

또한, 상기와 같이 스페이서의 구조가 로우 라인(row line)으로 위치하게 되는 경우, 패널 내부의 진공이 균일하게 유지되지 못한다. 이러한 경우, 상기 로우 라인의 스페이서가 일종의 벽으로 작용하기 때문이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해결하기 위해, G 발광셀의 면적을 줄이고, 지지부를 갖는 크로스 타입의 스페이서를 구비하는 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 전계방출소자를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 스페이서의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 스페이서와 R, G, B 셀의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전계방출형 표시소자의 스페이서 구조를 나타내는 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전계방출형 표시소자의 크로스 타입의 스페이서를 제조하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 크로스 타입의 스페이서를 구비한 전계방출형 표시소자의 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 전계방출형 표시소자에 크로스 타입의 스페이서를 설치하는 다른 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 8은 크로스 타입의 스페이서가 설치된 대형화된 전계방출형 표시소자를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 상부 기판 101 : 형광체

110 : 하부 기판 111 : 이미터

120 : 스페이서 130 : 전자

510 : 크롬 마스크 520 : 감광성 유리

530 : 자외선 540 : 노광된 부분

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 애노드 전극이 형성되는 상부 기판과,

전자방출부를 가지며 상기 애노드 전극과 직교되도록 형성되는 캐소드 전극을 갖는 하부 기판과,

상기 애노드 전극 상에 도포되어, R, G, B 순으로 발광셀을 이루며, 상기 G발광셀의 도포면적이 길이방향으로 줄어든 형광체와,

상기 상하부기판을 지지하며, 상기 G 발광셀 사이에 위치하고, 자체적으로 지지될 수 있는 지지부를 갖는 스페이서를 포함한다.

이하, 첨부된 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전계방출형 표시소자의 스페이서 구조를 나타내는 도면이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 크로스 타입의 스페이서는 4개의 지지부(S)를 구비하므로 스페이서가 자체적으로 지지될 수 있는 구조이다. 이러한 경우, 상기 스페이서의 두께 W는 픽셀 사이의 폭에 따라 결정되며 스페이서의 높이 H는 상부 기판과 하부 기판 사이의 거리(일반적으로 0.8~3mm)에 따라 결정된다. 상기 스페이서 지지부의 두께인 w는 R과 G 발광셀의거리 및 G 및 B의 발광셀 사이의 거리에 따라 결정된다.

이때, 상기 X 부분에는 G 발광셀이 위치하며, 상기 Y 부분에는 R 또는 B 발광셀이 위치한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전계방출형 표시소자의 크로스 타입의 스페이서를 제조하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 원하는 스페이서 형상 및 크기의 크롬(Cr)마스크(510)를 준비한 다음 감광성 유리(520)에 상기 크롬 마스크를 배열시키고 약 312nm의 파장대를 갖는 자외선(530)으로 상기 감광성 유리(520)를 수직노광시킨다.

상기 노광이 완료되면, 도 5b와 같이 자외선이 조사된 표면의 결정화를 위하여 상기 감광성 유리(520)를 약 500℃로 열처리한다.

상기 열처리가 끝나면, 상기 감광성 유리(520)를 약 10%HF 용액에서 에칭하여 노광이 되지 않은 부분을 제거함으로써 결국 노광된 부분(540)만이 남아 본 발명의 크로스 타입의 스페이서의 제작이 완료된다.

상기 크롬 마스크(210)는 다량의 스페이서 형상을 형성케 하며 1회에 다수의 크로스 타입의 스페이서 제작이 가능하다. 또한, 상용의 자외선으로서 노광할 수 있는 감광성 유리(520)의 두께는 현재 100㎛에서 3nm 정도까지 가능하므로 이 범위에서 자유롭게 선택할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 크로스 타입의 스페이서를 구비한 전계방출형 표시소자의 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전계방출형 표시소자에 크로스 타입의 스페이서가 적용되기 위해서는 R, G, B 순으로 배열되어 있는 발광셀에서 G 발광셀의 도포면적을 길이방향으로 줄이면, R과 G 사이의 공간 및 G와 B 사이의 공간이 넓어져, 스페이서에 구비된 지지부가 상기 R과 G 사이 및 G와 B 사이의 공간에 위치할 수 있다.

상기와 같이, G 발광셀의 면적을 줄임으로써 상기 크로스 타입의 스페이서를 설치할 수 있는 공간을 확보하고, 화아트 밸런스를 유지하는데 효과적이다.

이때, 상기 G 발광셀의 면적을 줄이는 것이 R 발광셀 또는 B 발광셀을 줄이는 것보다 화이트 밸런스를 유지하는데 효과적이다.

도 7은 본 발명에 따른 전계방출형 표시소자에 크로스 타입의 스페이서를 설치하는 다른 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, R, G, B 발광셀의 구조가 아닌 B, G, R 발광셀의 구조에서도 마찬가지로 G 발광셀의 면적을 줄이고, 크로스 타입의 스페이서를 설치할 수 있다.

도 8은 크로스 타입의 스페이서가 설치된 대형화된 전계방출형 표시소자를 나타내는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 대면적 전계방출형 표시소자에 본 발명에 따른 크로스 타입의 스페이서를 설치하는 경우, 스페이서가 자체적으로 설 수 있으며, 패널(panel) 내부를 고진공으로 유지하기가 용이하다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 스페이서의 구조가 두 개의 지지부를 갖는 십자형도 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조에 따르면, G 발광셀 및 G 발광셀 상의 상부 기판에 도포된 형광체의 면적을 줄임으로써 R, G, B의 화이트 밸런스를 일정하게 유지할 수 있으며, 대면적의 전계방출형 표시소자에도 유용하다.

또한, 그립 또는 홈 등의 도움이 없이도 스스로 지지할 수 있는 구조이며, 고진공을 유지할 수 있게 하는 구조이다.

Claims (3)

1. 애노드 전극이 형성되는 상부 기판과,

   전자방출부를 가지며 상기 애노드 전극과 직교되도록 형성되는 캐소드 전극을 갖는 하부 기판과,

   상기 애노드 전극 상에 도포되어, R, G, B 순으로 발광셀을 이루며, 상기 G 발광셀의 도포면적이 길이방향으로 줄어든 형광체와,

   상기 상하부기판을 지지하며, 상기 G 발광셀 사이에 위치하고, 자체적으로 지지될 수 있는 지지부를 갖는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서의 지지부가

   상기 R과 G 발광셀 사이 및 G와 B 발광셀 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 형광체가

   B, G, R 순으로 발광셀을 이루며, 상기 G 발광셀의 도포면적이 길이방향으로 줄어드는 것을 특징으로 하는 전계방출형 표시소자의 셀 및 스페이서 구조.