KR100444503B1 - 전계방출 표시소자 - Google Patents

전계방출 표시소자 Download PDF

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KR100444503B1
KR100444503B1 KR10-2001-0081043A KR20010081043A KR100444503B1 KR 100444503 B1 KR100444503 B1 KR 100444503B1 KR 20010081043 A KR20010081043 A KR 20010081043A KR 100444503 B1 KR100444503 B1 KR 100444503B1
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이범주
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엘지전자 주식회사
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    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode

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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

본 발명은 스페이서가 대전되는 것을 방지할 수 있도록 한 전계방출 표시소자에 관한 것이다.
본 발명의 전계방출 표시소자는 스페이서와 상부기판 사이에 설치되는 제 1전극과; 스페이서와 하부기판 사이에 설치되는 제 2전극과; 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 적어도 하나 이상 설치되는 금속띠와; 제 1전극, 제 2전극 및 금속띠를 전기적으로 접속시키기 위한 박막을 구비한다.

Description

전계방출 표시소자{FIELD EMISSION DISPLAY}
본 발명은 전계방출 표시소자에 관한 것으로 특히, 스페이서가 대전되는 것을 방지할 수 있도록 한 전계방출 표시소자에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel : PDP), 일렉트로 루미네센스(Electro-Luminescence : EL) 등이 있다. 표시품질을 개선하기 위하여, 평판 표시장치의 휘도, 콘트라스트 및 색순도를 높이기 위한 연구개발이 활발이 진행되고 있다.
이중 FED는 음극선관(CRT)과 동일하게 형광체의 발광을 이용한 표시소자이다. 이에 따라, FED는 음극선관(CRT)의 뛰어난 특성을 유지하면서도 화상의 뒤틀림 없는 저 소비전력의 평면형 디스플레이로 구현될 가능성이 높다.
일반적으로, FED는 종래의 음극선관(CRT)과 같은 3극관이지만 열음극(HotCathod)을 이용하지 않고 첨예한 음극 즉, 이미터(Emitter)에 고전계를 집중하여 양자역학적인 터널(Tunnel)효과에 의해 전자를 방출하는 냉음극을 이용하고 있다. 그리고, 이미터로부터 방출된 전자는 양극 및 음극간에 인가된 전압에 의해 가속되어 양극에 형성된 형광체막에 충돌됨으로써 형광체를 발광시키게 된다.
도 1 및 도 2는 종래의 전계 방출 표시소자를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 FED는 상부 유리기판(2) 및 하부 유리기판(8)과, 상부 유리기판(2) 및 하부 유리기판(8) 사이의 진공공간을 유지하는 스페이서(40)와, 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 전계방출 어레이(32)를 구비한다.
전계방출 어레이(32)는 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 캐소드 전극(10) 및 저항층(12)과, 저항층(12)상에 형성되는 게이트 절연층(14) 및 에미터(22)와, 게이트 절연층(14) 상에 형성되는 게이트 전극(16)을 구비한다.
캐소드 전극(10)은 에미터(22)에 전류를 공급하게 되며, 저항층(12)은 캐소드 전극(10)으로부터 에미터(22) 쪽으로 인가되는 과전류를 제한하여 에미터(22)에 균일한 전류를 공급하는 역할을 하게 된다.
게이트 절연층(14)은 캐소드 전극(10)과 게이트 전극(16) 사이를 절연하게 된다. 게이트 전극(16)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다. 스페이서(40)는 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8) 사이의 고진공 상태를 유지할 수 있도록 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8)을 지지한다.
화상을 표시하기 위하여, 캐소드 전극(10)에 부극성(-)의 캐소드전압이 인가되고 애노드 전극(4)에 정극성(+)의 애노드전압이 인가된다. 그리고 게이트 전극(16)에는 정극성(+)의 게이트 전압이 인가된다. 그러면, 에미터(22)로부터 방출된 전자빔(30)이 적색·녹색·청색의 형광체(6)에 충돌하여 형광체(6)를 여기시키게 된다. 이때, 형광체(6)에 따라 적색·녹색·청색 중 어느 한 색의 가시광이 발광된다.
한편, 게이트전극(16) 상에는 도 3과 같이 전자빔(30)을 포커싱하기 위한 포커싱전극(20)이 형성된다. 포커싱전극(20)과 게이트전극(16) 사이에는 포커싱 절연층(18)이 형성된다. 이와 같은 포커싱전극(20)에는 부극성(-)의 포커스전압이 인가되어 전자빔(30)을 목표 형광체(6)로 집속시킨다. 포커싱 절연층(18)은 포커싱전극(20)과 게이트전극(16)을 절연시킨다.
한편, 이와 같이 동작하는 종래의 FED에서 전자빔(30) 확산에 의하여 스페이서(40)가 대전되게 된다. 다시 말하여, 스페이서(40)는 보통 절연체로 형성되고, 절연체의 이차전자 방출계수는 "1"보다 크기 때문에 전자빔(30)과 충돌된 스페이서(40)는 정극성으로 대전된다. 스페이서(40)가 대전되면 스페이서(40) 주변의 전계가 왜곡되어 원하는 휘도 또는 화상이 표시되지 못한다.
이와 같은 스페이서(40)의 대전현상을 막기 위하여 도 4a 및 도 4b와 같이 스페이서(56)에 전극을 형성하는 방법이 제안되었다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상부 유리기판(2)과 스페이서(50) 사이에 형성되는 제 1전극(52)과, 하부 유리기판(8)과 스페이서(50) 사이에 형성되는 제2전극(54)과, 제 1전극(52) 및 제 2전극(54) 사이에 적어도 하나 이상 형성되는 금속띠(56)를 구비한다.
제 1전극(52)은 애노드전극(4)과 전기적으로 접속된다. 따라서, 제 1전극(52)에는 애노드전극(4)과 동일한 고전압이 인가된다. 제 2전극(54)에는 기저전위가 공급된다.
예를 들어, 애노드전극(4)에 VaKv의 전압이 인가되면 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8) 사이의 진공공간에는 도 5와 같이 소정의 전압이 인가된다. 다시 말하여, 상부 유리기판(2)으로부터 하부 유리기판(8)으로 갈수록 서서히 낮아지는 전압이 진공공간에 인가된다.
이때, 스페이서(50)의 금속띠(56)에서 진공공간과 동일한 전압이 인가된다. 예를 들어, 금속띠(56)에는 각각 2/3Va㎸ 및 1/3Va㎸의 전압이 인가될 수 있다. 이와 같이 금속띠(56) 및 전극들(52,54)에 진공공간과 동일한 전압이 인가되면 스페이서(50)에 의해 전계가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제 2전극(54)의 길이방향은 제 1전극(52)의 길이방향보다 좁게 설정된다. 따라서, 하부 유리기판(8)의 일부분에는 제 2전극(54)이 형성되지 않는다. 이와 같이 제 2전극(54)이 형성되지 않은 부분을 경유하여 금속띠(56)에 소정의 전압을 인가하게 된다.
이와 같은 종래의 스페이서(50)에서 전자빔의 왜곡을 방지하기 위해서는 진공공간에 인가되는 전압과 동일한 전압을 금속띠(56)들에 인가해야 한다. 하지만, 금속띠(56)들에 진공공간과 동일한 전압을 인가하기는 사실상 불가능하다. 예를들어, 금속띠(56)들에 소정의 전압을 인가하기 위하여 고전압 구동부가 추가로 설치됨과 아울러 고전압 구동부로부터 금속띠(56)까지 배선이 연결되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 스페이서가 대전되는 것을 방지할 수 있도록 한 전계방출 표시소자를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 전계방출 표시소자를 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 전계방출 표시소자를 나타내는 단면도.
도 3은 포커싱 전극이 형성된 종래의 전계방출 표시소자를 나타내는 단면도.
도 4a 및 도 4b는 종래의 스페이서를 나타내는 도면.
도 5는 전압의 인가시에 진공공간에 인가되는 전압을 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 스페이서를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 도 6a에 도시된 박막의 형성과정을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,70 : 상부 유리기판 4 : 애노드전극
6 : 형광체 8,72 : 하부 유리기판
10 : 캐소드전극 12 : 저항층
14 : 게이트절연층 16 : 게이트전극
18 : 포커싱 절연층 20 : 포커싱 전극
22 : 에미터 30 : 전자빔
32 : 전계방출 어레이 40,50,60 : 스페이서
52,54,62,64 : 전극 56,66 : 금속띠
68 : 박막
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전계방출 표시소자는 스페이서와 상부기판 사이에 설치되는 제 1전극과; 스페이서와 하부기판 사이에 설치되는 제 2전극과; 스페이서의 표면에 적어도 하나 이상 설치되는 금속띠와; 제 1전극, 제 2전극 및 금속띠를 전기적으로 접속시키기 위한 박막을 구비한다.
상기 박막은 10-6내지 1010Ω㎝ 사이의 비저항 값을 갖는 전도성 또는 반도성 물질로 형성된다.
상기 상부기판에 형성되는 애노드전극과, 애노드전극에 고전압을 공급하기 위한 고전압 공급부를 구비한다.
상기 제 1전극에 고전압이 공급된다.
상기 제 2전극에 기저전압이 공급된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 6a 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 스페이서를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 스페이서(60)는 상부 유리기판(70)과 하부 유리기판(72) 사이에 설치되어 상부 유리기판(70)과 하부 유리기판(72) 사이의 진공공간을 유지한다.
스페이서(60)는 상부 유리기판(70)과 스페이서(60) 사이에 설치되는 제 1전극(62)과, 하부 유리기판(72)과 스페이서(60) 사이에 설치되는 제 2전극(64)과, 제 1전극(62) 및 제 2전극(64) 사이에 적어도 하나 이상 설치되는 금속띠(66)와, 제 1전극(62), 금속띠(66) 및 제 2전극(64)을 전기적으로 접속하는 박막(68)을 구비한다.
박막(68)은 전도성 또는 반도성의 물체로 형성된다. 이와 같은 박막(68)의 비저항은 10-6내지 1010Ω㎝를 갖는다.
제 1전극(62)은 도시되지 않은 애노드전극과 전기적으로 접속된다. 따라서, 제 1전극(62)에는 애노드전극과 동일한 전압이 인가된다. 제 2전극(64)에는 기저전위가 공급된다.
예를 들어, 애노드전극에 8Kv의 전압이 인가되면 상부 유리기판(70)과 하부 유리기판(72) 사이의 진공공간에는 도 5와 같이 소정의 전압이 인가된다. 다시 말하여, 상부 유리기판(70)으로부터 하부 유리기판(72)으로 갈수록 서서히 낮아지는 전압이 진공공간에 인가된다.
이때, 금속띠(66)들에는 진공공간과 동일한 전압이 인가된다. 즉, 금속띠(66)들에는 제 1전극(62)에 인가되는 VaKv으로부터 제 2전극(64)에 인가되는 기저전압 사이의 전압이 인가된다. 여기서, 제 1전극(62)으로부터 제 2전극(64)으로 갈수록 전압이 낮아지고, 금속띠(66)들에는 박막(68)을 경유하여 자신들이 설치된 위치에 대응되는 전압이 공급된다.
이때, 박막(68)에는 진공공간과 동일한 전압이 인가된다. 따라서, 박막(68)에 접속된 금속띠(66)에도 진공공간에 인가된 전압과 동일한 전압이 인가된다. 이와 같이 금속띠(66)에 진공공간과 동일한 전압이 인가되면 스페이서(60)가 대전되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 애노드전극에 인가되는 전압의 변화에 대응되어 금속띠(66)에 인가되는 전압도 변화한다. 다시 말하여, 애노드전극에 7.5㎸의 전압이 인가된다면 애노드전극에 전기적으로 접속된 제 1전극(62)에도 7.5㎸의 전압이 인가된다. 따라서, 금속띠(66)에는 항상 진공공간과 동일한 전압이 인가된다. 따라서, 전자빔의 왜곡현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 금속띠(66)에 전압을 인가하기 위하여 구동부 및 배선들이 추가되지 않는다.
본 발명에서 박막(68)은 도 7a 및 도 7b와 같이 스페이서(60)의 일측단에 형성된다. 스페이서(60)의 일측단에 박막(68)이 형성된 후 도 6b와 같이 금속띠(66)가 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전계방출 표시소자에 의하면 스페이서의 전극들 및 금속띠를 전기적으로 연결시키기 위하여 박막이 형성된다. 이와 같은 박막이 형성되면 진공공간에 인가된 전압과 동일한 전압이 금속띠에 인가되게 되므로 스페이서가 대전되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 금속띠에 별도의 전압을 공급하지 않으므로 구동부 및 배선들이 추가되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 상부기판과 하부기판의 사이에 설치되는 스페이서를 구비하는 전계방출 표시소자에 있어서;
    상기 스페이서와 상기 상부기판 사이에 설치되는 제 1전극과;
    상기 스페이서와 상기 하부기판 사이에 설치되는 제 2전극과;
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 적어도 하나 이상 설치되는 금속띠와;
    상기 제 1전극, 제 2전극 및 금속띠를 전기적으로 접속시키기 위한 박막을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 박막은 10-6내지 1010Ω㎝ 사이의 비저항 값을 갖는 전도성 또는 반도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상부기판에 형성되는 애노드전극과,
    상기 애노드전극에 고전압을 공급하기 위한 고전압 공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1전극에 상기 고전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2전극에 기저전압이 공급되는 것을 특징으로하는 전계방출 표시소자.
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