KR100447131B1 - Segmant Space, Field Emission Display Using The Same, And Fabricating Method Thereof - Google Patents

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KR100447131B1 KR10-2002-0006160A KR20020006160A KR100447131B1 KR 100447131 B1 KR100447131 B1 KR 100447131B1 KR 20020006160 A KR20020006160 A KR 20020006160A KR 100447131 B1 KR100447131 B1 KR 100447131B1
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Abstract

본 발명은 각 모서리를 곡선처리한 세그먼트형 스페이서와 이를 이용한 전계방출표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a segmented spacer having curved edges, a field emission display device using the same, and a method of manufacturing the same.

본 발명에 따른 세그먼트형 스페이서는 길이방향과 폭방향으로 슬라이스된 스페이서의 각 모서리를 곡선처리하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The segmented spacer according to the present invention is characterized by being formed by curved corners of the spacer sliced in the longitudinal direction and the width direction.

Description

세그먼트형 스페이서와 이를 이용한 전계방출표시소자 및 그 제조방법{Segmant Space, Field Emission Display Using The Same, And Fabricating Method Thereof}Segmented Spacer, Field Emission Display Device Using The Same And Manufacturing Method Thereof {Segmant Space, Field Emission Display Using The Same, And Fabricating Method Thereof}

본 발명은 스페이서에 관한 것으로서, 특히 각 모서리를 곡선처리한 세그먼트형 스페이서와 이를 이용한 전계방출표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spacer, and more particularly, to a segmented spacer having curved edges, a field emission display device using the same, and a manufacturing method thereof.

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), 전계방출 표시장치(Field EmissionDisplay : 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel : PDP), 일렉트로루미네센스(Electro-luminescence : EL) 등이 있다. 표시품질을 개선하기 위하여, 평판 표시장치의 휘도, 콘트라스트 및 색 순도를 높이기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes (CRTs). Such flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), field emission displays (FEDs), plasma display panels (PDPs), and electroluminescence (Electro-) displays. luminescence (EL). In order to improve the display quality, research and development are being actively conducted to increase the brightness, contrast and color purity of flat panel displays.

FED는 첨예한 음극(에미터)에 고전계를 집중해 양자역학적인 터널(Tunnel)효과에 의하여 전자를 방출하고 방출된 전자를 이용하여 형광체를 여기시킴으로써 화상을 표시하게 된다.The FED concentrates a high field on a sharp cathode (emitter), emits electrons by a quantum mechanical tunnel effect, and displays an image by exciting the phosphor using the emitted electrons.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 FED는 상부기판(2) 상에 애노드전극(4) 및 형광체(6)가 형성된 상판(UP)과, 하부기판(8) 상에 전계방출 어레이(20)가 형성된 하판(DP)을 구비한다.1 and 2, a conventional FED includes an upper plate UP having an anode electrode 4 and a phosphor 6 formed on an upper substrate 2, and a field emission array 20 on the lower substrate 8. ) Is provided with a lower plate DP.

하판(DP)의 전계방출 어레이(20)는 하부기판(8) 상에 형성되는 캐소드전극(10) 및 저항층(12)과, 저항층(12) 상에 형성되는 에미터(22) 및 게이트 절연층(14)과, 게이트 절연층(14) 상에 형성되는 게이트전극(16)과, 게이트전극(16) 상에 형성되는 포커싱 절연층(도시되지 않음)을 구비한다. 캐소드전극(10)은 에미터(22)에 전류를 공급하게 되며, 저항층(12)은 캐소드전극(10)으로부터 에미터(22) 쪽으로 인가되는 과전류를 제한하여 에미터(22)에 균일한 전류를 공급하는 역할을 하게 된다. 게이트절연층(14)은 캐소드전극(10)과 게이트전극(16) 사이를 절연하게 된다. 게이트전극(16)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다. 상부기판(2)과 하부기판(8) 사이에는 외부 대기압력에 견딜 수 있도록 스페이서(18)가 설치된다.The field emission array 20 of the lower plate DP includes a cathode electrode 10 and a resistive layer 12 formed on the lower substrate 8, an emitter 22 and a gate formed on the resistive layer 12. An insulating layer 14, a gate electrode 16 formed on the gate insulating layer 14, and a focusing insulating layer (not shown) formed on the gate electrode 16. The cathode electrode 10 supplies a current to the emitter 22, and the resistive layer 12 limits the overcurrent applied from the cathode electrode 10 toward the emitter 22 to uniform the emitter 22. It serves to supply current. The gate insulating layer 14 insulates between the cathode electrode 10 and the gate electrode 16. The gate electrode 16 is used as an extraction electrode for extracting electrons. A spacer 18 is installed between the upper substrate 2 and the lower substrate 8 to withstand external atmospheric pressure.

화상을 표시하기 위하여, 캐소드전극(10)에 부극성(-)의 캐소드전압이 인가되고 애노드전극(4)에 정극성(+)의 애노드전압이 인가된다. 그리고 게이트전극(16)에는 정극성(+)의 게이트 전압이 인가된다. 그러면 에미터(22)로부터 방출된 전자빔(24)이 애노드전극(4)쪽으로 가속된다. 이 전자빔(24)이 적색·녹색·청색(R, G, B)의 형광체(6)에 충돌하여 형광체(6)를 여기시키게 된다.In order to display an image, a negative (-) cathode voltage is applied to the cathode electrode 10 and a positive (+) anode voltage is applied to the anode electrode 4. A gate voltage of positive polarity (+) is applied to the gate electrode 16. The electron beam 24 emitted from the emitter 22 is then accelerated toward the anode electrode 4. The electron beam 24 collides with the phosphor 6 of red, green, and blue (R, G, B) to excite the phosphor 6.

전술한 FED가 애노드전극(4)에 400∼1000V의 전압을 인가하여 구동하는 저전압형인 경우 상판(UP)과 하판(DP)의 간격이 200∼500㎛ 정도로 설정되므로 스페이서(18)의 설계 및 제작과 재료의 선택문제가 비교적 용이한 장점이 있다. 그러나, 저전압 FED에서는 현재까지 개발된 저전압 형광체의 발광효율이 좋지 않고 전자의 집속이 능동적이지 못한 단점이 있다. 이에 대응하여 개발된 고전압 FED는 고전압에서 동작하는 기존의 음극선관용 형광체를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 반면에, 고전압 FED에서는 전자빔의 집속을 위하여 애노드전극(4)에 1∼10kV의 고전압을 인가해야 하므로 상판(UP)과 하판(DP)의 간격은 1mm 이상 유지되어야만 한다. 이 경우, 스페이서(18)는 상판(UP)과 하판(DP)을 휘어짐이나 깨짐이 없이 지지하기 위하여 종횡비(Aspect Ratio)가 1:20 정도로 커지게 된다. 이에 따라, 스페이서(18)를 픽셀(Pixel) 사이에 정확히 정렬하여 부착하는데 어려움이 있다.When the above-described FED is a low voltage type which is driven by applying a voltage of 400 to 1000 V to the anode electrode 4, the gap between the upper plate UP and the lower plate DP is set to about 200 to 500 μm, so the design and manufacture of the spacer 18 are possible. And the problem of material selection is relatively easy. However, in the low voltage FED, the luminous efficiency of the low voltage phosphors developed to date is not good and the electron focusing is not active. The high voltage FED developed in response to this has the advantage of being able to use a conventional cathode ray tube phosphor that operates at high voltage. On the other hand, in the high voltage FED, a high voltage of 1 to 10 kV must be applied to the anode electrode 4 to focus the electron beam, so that the distance between the upper plate UP and the lower plate DP should be maintained at least 1 mm. In this case, the spacer 18 has an aspect ratio of 1:20 in order to support the upper plate UP and the lower plate DP without bending or breaking. Accordingly, there is a difficulty in attaching the spacer 18 precisely aligned between the pixels.

종래 고종횡비를 갖는 스페이서로는 도 3a 내지 도 3e에 도시된 바와 같이 리브형 스페이서(18a), 크로스형 스페이서(18b), 원통형 스페이서(18c) 및 감광성유리(Photo sensitive glass : PSG)를 이용한 가공형 스페이서(18d,18e) 등 여러가지 형태가 있다.As a spacer having a conventional high aspect ratio, processing using a rib-shaped spacer 18a, a cross-shaped spacer 18b, a cylindrical spacer 18c, and photosensitive glass (PSG) as shown in FIGS. 3A to 3E There are various forms such as the type spacers 18d and 18e.

이 중 리브형 스페이서(18a)는 상판(UP)과 하판(DP) 사이의 간격을 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있지만 대형 패널에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 수십㎛의 폭에 높이 1~3mm의 고종횡비를 갖는 구조물에 수십cm의 길이를 갖는 스페이서를 적용하기 어렵다. 이를 상세히 설명하면, 대형 패널에 적용되기 위한 수십cm의 길이를 갖는 리브형 스페이서(18a)는 상판(UP)과 하판(DP)을 결합하는 과정에서 흔들림이 발생하여 정확하게 얼라인먼트되지 않는 경우가 발생한다. 더욱이, 리브형 스페이서(18a)의 높이가 높으면 높을수록 조금만 수직에서 벗어나 기울어져 있어도 구부러짐(Bending)이 발생하게 된다. 이러한 문제점은 감광성 유리를 이용한 도 3d 및 도 3e에 도시된 스페이서(18d,18e)의 경우에도 발생된다.Among these, the rib-shaped spacer 18a has an advantage of stably maintaining a gap between the upper plate UP and the lower plate DP, but has a problem that is difficult to apply to a large panel. That is, it is difficult to apply a spacer having a length of several tens of centimeters to a structure having a high aspect ratio of 1 to 3 mm in a width of several tens of micrometers. In detail, the rib-shaped spacer 18a having a length of several tens of centimeters to be applied to a large panel may not be aligned correctly due to shaking in the process of combining the upper plate UP and the lower plate DP. . Furthermore, the higher the height of the rib spacer 18a, the more the bending occurs even if it is slightly inclined away from the vertical. This problem also occurs in the case of the spacers 18d and 18e shown in FIGS. 3d and 3e using photosensitive glass.

도 3b에 도시된 크로스형 스페이서(18b)는 도 4에 도시된 바와 같이 진공응력을 지지해 줄 필요가 있는 부분에만 위치시킬 수 있으므로, 리브형 스페이서(18a)처럼 대형패널의 적용시 스페이서 형태가 길어져야 하는 문제 및 진공배기의 문제점을 해결할 수 있다.Since the cross spacer 18b shown in FIG. 3B can be positioned only in a portion that needs to support the vacuum stress as shown in FIG. 4, the spacer form is large when the large panel is applied like the rib spacer 18a. The problem of lengthening and the problem of vacuum exhaust can be solved.

그러나, 크로스형 스페이서(18b)는 아래와 같은 문제점을 안고 있다.However, the cross spacer 18b has the following problems.

첫번째로, 각 방전셀은 도 4에 도시된 바와 같이 소정간격을 사이에 두고 형성되는데, 가로방향의 간격(a)보다 세로방향의 간격(b)이 더 좁기 때문에 상대적으로 크로스형 스페이서(18b)의 날개를 정확한 위치에 정렬하기 어려운 문제점이 있다. 이를 상세히 설명하면, 도 5a에 도시된 바와 같이 크로스형 스페이서(18b)의 제1 및 제2 날개(26a,26b)의 길이가 약 1mm이고, 각 날개(26a,26b)의 폭이 약 50㎛일 경우, 제1 및 제2 날개(26a,26b) 중 적어도 어느 하나의 기울어짐(θ)은 약 2°이하의 편차를 허용한다. 그러나, 현재의 제작기술로는 2°이하의 편차를 갖기 힘들다. 만약, 제1 날개(26a)가 2°이상의 편차를 갖도록 기울어진 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이 한쪽으로는 25㎛씩 공간이 더 필요로 하게 되고, 양쪽으로는 50㎛의 길이가 된다. 따라서, 크로스형 스페이서(18b)가 놓일 블랙매트릭스의 공간(c)이 크로스형 스페이서(18b)의 폭 50㎛+뒤틀림에 의한 여분의 공간 50㎛+얼라인공차 20㎛(±10㎛)으로 최소 120㎛이상을 확보해야 크로스형 스페이서(18b)가 형광체의 침입을 방지할 수 있다. 이에 따라, 블랙매트릭스의 폭이 늘어나 휘도가 저하되는 문제점이 있다.First, each discharge cell is formed with a predetermined interval therebetween as shown in FIG. 4, and the cross-shaped spacer 18b is relatively smaller because the vertical gap b is narrower than the horizontal gap a. There is a problem that is difficult to align the wing of the correct position. In detail, as illustrated in FIG. 5A, the lengths of the first and second blades 26a and 26b of the cross spacer 18b are about 1 mm, and the width of each blade 26a and 26b is about 50 μm. In one case, the inclination θ of at least one of the first and second vanes 26a, 26b allows a deviation of about 2 ° or less. However, with current production techniques, it is difficult to have a deviation of 2 ° or less. If the first wing 26a is inclined to have a deviation of 2 ° or more, as shown in FIG. 5B, a space of 25 μm is required on one side and a length of 50 μm on both sides. Therefore, the space (c) of the black matrix on which the cross spacer 18b is to be placed is the minimum with a width of 50 μm + an extra space of 50 μm + an alignment tolerance of 20 μm (± 10 μm) of the cross spacer 18b. Securing at least 120 μm can prevent the cross spacer 18b from invading the phosphor. Accordingly, there is a problem in that the width of the black matrix increases and the luminance decreases.

두번째 문제점은 한 패널에 필요한 스페이서의 개수 및 가격이다. 크로스형 스페이서(18b)는 20인치를 기준으로 약 4000개 정도가 필요하며, 원통형 스페이서(18c)는 20인치를 기준으로 약 7000~8000개 정도가 필요하다. 이렇게 많은 스페이서를 패널에 삽입하려면 공정도 어렵고 제조비가 상승하는 문제점이 있다.The second problem is the number and price of spacers required for a panel. The cross spacer 18b needs about 4000 pieces based on 20 inches, and the cylindrical spacer 18c needs about 7000 to 8000 pieces based on 20 inches. Inserting such a large number of spacers into the panel is also difficult to process and there is a problem that the manufacturing cost increases.

세번째 문제점은 크로스형 스페이서(18b)의 에지(edge)부의 처리이다. 에지부의 처리가 원만하게 되지 않으면 미세한 크랙이 발생된다. 이 크랙으로 인해 미세한 유리입자들이 생겨 제품의 불량을 야기시킨다.The third problem is the processing of the edge portion of the cross spacer 18b. If the edge portion is not smoothed, fine cracks are generated. This crack creates fine glass particles, which causes product defects.

따라서, 본 발명의 목적은 각 모서리를 곡선처리한 세그먼트형 스페이서와 이를 이용한 전계방출표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a segmented spacer having curved edges, a field emission display device using the same, and a method of manufacturing the same.

도 1은 통상적인 전계방출표시소자를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional field emission display device.

도 2는 도 1에 도시된 전계방출표시소자를 나타내는 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the field emission display device illustrated in FIG. 1. FIG.

도 3a 내지 도 3e는 도 1 및 도 2에 도시된 스페이서의 여러가지 형태를 나타내는 도면.3A to 3E are views showing various forms of the spacers shown in FIGS. 1 and 2.

도 4는 상판과 하판 사이에 장착된 크로스형 스페이서를 나타내는 도면.4 shows a cross spacer mounted between an upper plate and a lower plate;

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 크로스형 스페이서의 정렬이 일치하지 못한 현상을 나타내는 도면.5A and 5B are diagrams illustrating a phenomenon in which the alignment of the cross spacers shown in FIG. 4 does not match.

도 6은 본 발명에 따른 전계방출표시소자를 나타내는 사시도.6 is a perspective view showing a field emission display device according to the present invention;

도 7은 도 1에 도시된 전계방출표시소자를 나타내는 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the field emission display device illustrated in FIG. 1. FIG.

도 8a 내지 도 8d는 도 7에 도시된 세그먼트형 스페이서의 제조방법을 나타내는 도면.8A to 8D are views illustrating a method of manufacturing the segmented spacer shown in FIG. 7.

도 9a 및 도 9b는 도 7에 도시된 세그먼트형 스페이서를 나타내는 도면.9A and 9B show the segmented spacer shown in FIG.

도 10은 도 7에 도시된 세그먼트형 스페이서가 패널 내에 장착되어 진공배기를 실시한 후 대기압이 작용하고 있는 현상을 나타내는 도면.FIG. 10 is a view illustrating a phenomenon in which atmospheric pressure is applied after the segmented spacer shown in FIG. 7 is mounted in a panel to perform vacuum exhaust.

도 11a 및 도 11b는 종래와 본 발명에 따른 스페이서의 응력분포를 나타내는 도면.11a and 11b show the stress distribution of the spacer according to the prior art and the invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

2,32 : 상부기판 4,34 : 애노드전극2,32: upper substrate 4,34: anode electrode

6,36 : 형광체 8,38 : 하부기판6,36: phosphor 8,38: lower substrate

10,40 : 캐소드전극 12,42 : 저항층10,40 cathode electrode 12,42 resistive layer

14,44 : 게이트 절연층 16,46 : 게이트전극14,44 gate insulating layer 16,46 gate electrode

18,48 : 스페이서 20,50 : 전계방출어레이18,48: spacer 20,50: field emission array

22,52 : 에미터22,52: emitter

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 세그먼트형 스페이서는 길이방향과 폭방향으로 슬라이스된 스페이서의 각 모서리를 곡선처리하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the segmented spacer according to the present invention is characterized in that it is formed by curved each corner of the spacer sliced in the longitudinal direction and the width direction.

상기 세그먼트형 스페이서의 길이방향의 길이는 약 1~2cm인 것을 특징으로 한다.The length of the segmented spacer in the longitudinal direction is characterized in that about 1 ~ 2cm.

상기 세그먼트형 스페이서의 곡선처리영역을 제외한 나머지영역은 전체영역의 약 70~80%를 차지하는 것을 특징으로 한다.The remaining area excluding the curved area of the segmented spacer occupies about 70 to 80% of the entire area.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전계방출표시소자는 서로 대면되게 형성되는 상판 및 하판과, 상판과 하판 사이에 형성되며, 길이방향과 폭방향으로 슬라이스한 후 각 모서리를 곡선처리하여 형성되는 세그먼트형 스페이서를 구비한다.In order to achieve the above object, the field emission display device according to the present invention is formed between the upper plate and the lower plate and the upper plate and the lower plate formed to face each other, and formed by curved each corner after the slice in the longitudinal direction and the width direction And segmented spacers.

상기 하판은 하부기판 상에 형성된 캐소드전극과, 캐소드전극 위에 형성되어 전자를 방출하는 에미터와, 에미터부의 전자방출량을 조절하는 게이트전극과, 게이트전극과 에미터의 절연을 위한 절연막을 구비하는 것을 특징으로 한다.The lower plate includes a cathode electrode formed on the lower substrate, an emitter formed on the cathode electrode to emit electrons, a gate electrode controlling an electron emission amount of the emitter portion, and an insulating film for insulating the gate electrode and the emitter. It is characterized by.

상기 상판은 하부기판과 대향하게 배치된 상부기판과, 에미터로부터 방출된 전자빔을 가속시키기 위한 애노드전극과, 전자빔의 충돌에 의해 가시광을 방출하기 위한 형광체를 구비하는 것을 특징으로 한다.The upper plate includes an upper substrate disposed to face the lower substrate, an anode electrode for accelerating the electron beam emitted from the emitter, and a phosphor for emitting visible light by the collision of the electron beam.

상기 세그먼트형 스페이서의 길이방향의 길이는 약 1~2cm인 것을 특징으로한다.The length of the segmented spacer in the longitudinal direction is characterized in that about 1 ~ 2cm.

상기 세그먼트형 스페이서의 곡선처리영역을 제외한 나머지영역은 전체영역의 약 70~80%를 차지하는 것을 특징으로 한다.The remaining area excluding the curved area of the segmented spacer occupies about 70 to 80% of the entire area.

상기 세그먼트형 스페이서는 상판과 하판 사이에 약 수백개 형성되는 것을 특징으로 한다.The segmental spacer is characterized in that about several hundred are formed between the upper plate and the lower plate.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전계방출표시소자의 제조방법은 스페이서의 재료를 폭방향과 길이방향으로 슬라이스하는 단계와, 슬라이스된 스페이서의 재료의 각 모서리를 곡선처리하여 세그먼트형 스페이서를 형성하는 단계와, 세그먼트형 스페이서를 상판과 하판 사이에 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the manufacturing method of the field emission display device according to the present invention comprises the steps of slicing the material of the spacer in the width direction and the longitudinal direction, and each corner of the material of the sliced spacer is curved to form a segmented spacer And forming a segmented spacer between the upper plate and the lower plate.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 6 내지 도 11b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 11B.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 FED를 나타내는 사시도 및 단면도이다.6 and 7 are a perspective view and a cross-sectional view showing an FED according to the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 FED는 상판(UP)과, 상판(UP)과 대면되게 형성되는 하판(DP), 상판(UP)과 하판(DP)사이에 형성되는 세그먼트형 스페이서(48)를 구비한다.6 and 7, the FED according to the present invention is a segment type formed between the upper plate UP and the lower plate DP formed to face the upper plate UP, and the upper plate UP and the lower plate DP. Spacer 48 is provided.

상판(UP)은 상부기판(32)과, 그 위에 형성되는 애노드전극(34) 및 형광체(36)를 구비한다.The upper plate UP includes an upper substrate 32, an anode electrode 34, and a phosphor 36 formed thereon.

하판(DP)은 하부기판(38)과, 그 위에 형성되는 전계방출어레이(50)를 구비한다. 전계방출 어레이(50)는 하부기판(38) 상에 형성되는 캐소드전극(40) 및 저항층(42)과, 저항층(42) 상에 형성되는 에미터(52) 및 게이트 절연층(44)과, 게이트 절연층(44) 상에 형성되는 게이트전극(46)과, 게이트전극(46) 상에 형성되는 포커싱 절연층(도시되지 않음)을 구비한다.The lower plate DP includes a lower substrate 38 and a field emission array 50 formed thereon. The field emission array 50 includes the cathode electrode 40 and the resistive layer 42 formed on the lower substrate 38, the emitter 52 and the gate insulating layer 44 formed on the resistive layer 42. And a gate electrode 46 formed on the gate insulating layer 44 and a focusing insulating layer (not shown) formed on the gate electrode 46.

캐소드전극(40)은 에미터(52)에 전류를 공급하게 되며, 저항층(42)은 캐소드전극(40)으로부터 에미터(52) 쪽으로 인가되는 과전류를 제한하여 에미터(52)에 균일한 전류를 공급하는 역할을 하게 된다. 게이트절연층(44)은 캐소드전극(40)과 게이트전극(46) 사이를 절연하게 된다. 게이트전극(46)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다.The cathode electrode 40 supplies current to the emitter 52, and the resistive layer 42 restricts the overcurrent applied from the cathode electrode 40 toward the emitter 52, thus making it uniform to the emitter 52. It serves to supply current. The gate insulating layer 44 insulates between the cathode electrode 40 and the gate electrode 46. The gate electrode 46 is used as an extraction electrode for drawing electrons.

이러한 FED의 캐소드전극(40)에 부극성(-)의 캐소드전압이 인가되고 애노드전극(34)에 정극성(+)의 애노드전압이 인가된다. 그리고 게이트전극(46)에는 정극성(+)의 게이트 전압이 인가된다. 인가된 전압에 의해 형성된 고전계에 의해 진공중으로 전자빔을 방출하게 된다. 그러면 에미터(52)로부터 방출된 전자빔(54)이 애노드전극(34)쪽으로 가속된다. 이 전자빔(54)이 적색·녹색·청색(R, G, B)의 형광체(36)에 충돌하여 형광체(36)를 발광시키게 된다.The cathode voltage of negative polarity (-) is applied to the cathode electrode 40 of the FED and the anode voltage of positive polarity (+) is applied to the anode electrode 34. The gate voltage of positive polarity (+) is applied to the gate electrode 46. The electron beam is emitted into the vacuum by the high electric field formed by the applied voltage. The electron beam 54 emitted from the emitter 52 is then accelerated toward the anode electrode 34. The electron beam 54 collides with the phosphor 36 of red, green, and blue (R, G, B) to cause the phosphor 36 to emit light.

세그먼트형 스페이서(48)는 상판(UP)과 하판(DP)의 진공공간과 대기압 사이의 압력차를 극복하여 상판(UP)과 하판(DP)을 지지하는 역할을 하게 된다. 세그먼트형 스페이서(48)는 각 모서리부분을 필렛(fillet) 혹은 모따기를 실행하여 형성된다.The segmented spacer 48 serves to support the upper plate UP and the lower plate DP by overcoming the pressure difference between the vacuum space of the upper plate UP and the lower plate DP and the atmospheric pressure. Segmented spacers 48 are formed by filleting or chamfering each corner.

이러한 세그먼트형 스페이서(48)의 제조방법은 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 설명하기로 한다.A method of manufacturing the segmented spacer 48 will be described with reference to FIGS. 8A to 8D.

도 8a를 참조하면, 세그먼트형 스페이서의 재료(48a)를 준비한다. 이 세그먼트형 스페이서 재료(48a)로는 상/하부기판(32,38)과 동일한 물질을 이용한다. 바람직하게는 유리계열물질로 형성한다. 세그먼트형 스페이서 재료(48a)의 높이(H)는 상판(UP)과 하판(DP)의 간격, 즉 셀갭과 동일하다. 즉, 상판(UP)과 하판(DP)의 간격이 2mm이면, 세그먼트형 스페이서 재료(48a)의 높이는 2mm로 형성한다.Referring to FIG. 8A, a material 48a of segmented spacers is prepared. As the segmented spacer material 48a, the same material as that of the upper and lower substrates 32 and 38 is used. It is preferably formed of a glass-based material. The height H of the segmented spacer material 48a is equal to the gap between the upper plate UP and the lower plate DP, ie, the cell gap. That is, if the distance between the upper plate UP and the lower plate DP is 2 mm, the height of the segmented spacer material 48a is formed to be 2 mm.

도 8b를 참조하면, 세그먼트형 스페이서의 재료(48a)를 길이방향으로 슬라이스한다. 길이방향으로 슬라이스된 각각의 폭(W)은 추후의 세그먼트형 스페이서의 폭이 된다. 이 폭(W)이 두꺼울수록 스페이서의 갯수를 줄일 수 있으며 폭(W)이 작을수록 스페이서의 갯수가 늘어나게 된다.Referring to FIG. 8B, the material 48a of the segmented spacer is sliced in the longitudinal direction. Each width W sliced in the longitudinal direction becomes the width of a later segmented spacer. The thicker the width W, the smaller the number of spacers. The smaller the width W, the larger the number of spacers.

도 8c를 참조하면, 길이방향으로 슬라이스된 세그먼트형 스페이서의 재료(48a)를 폭방향으로 절취하게 된다. 폭방향으로 슬라이스된 각각의 길이(L)는 약 1~2cm정도로 절취하게 된다. 이는 수십cm의 길이를 갖는 리브형 스페이서의 경우 20인치 패널에 적용할 경우 휨현상에 의해 정확하게 얼라인할 수 없는 것을 방지하기 위해서 이보다 상대적으로 작은 길이를 갖도록 형성한다.Referring to FIG. 8C, the material 48a of the segmented spacer sliced in the longitudinal direction is cut in the width direction. Each length (L) sliced in the width direction is cut to about 1 ~ 2cm. In the case of a rib-shaped spacer having a length of several tens of centimeters, when applied to a 20-inch panel, it is formed to have a relatively smaller length in order to prevent it from being accurately aligned due to warpage.

도 8d를 참조하면, 폭방향 및 길이방향으로 슬라이스된 세그먼트형 스페이서의 재료(48a)를 필렛(fillet) 혹은 모따기를 실행하여 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 폭방향 및 길이방향으로 필렛처리된 세그먼트형 스페이서(48)를 형성한다.Referring to FIG. 8D, the material 48a of the segmented spacer sliced in the width direction and the longitudinal direction is filleted or chamfered to fillet the width direction and the length direction as shown in FIGS. 9A and 9B. Formed segmented spacers 48.

세그먼트형 스페이서(48)는 모서리가 둥근 출구(62)를 갖는 인발공정기(60)를 이용하여 길이 및 폭방향으로 슬라이스된 세그먼트형 스페이서의 재료(48a)에 소정압력을 가하여 필렛처리를 하여 형성하게 된다. 이에 따라, 세그먼트형 스페이서(48)도 모서리가 둥근형태로 형성된다.The segmented spacer 48 is formed by applying a predetermined pressure to the material 48a of the segmented spacer sliced in the length and width directions by using a drawing process machine 60 having a rounded outlet 62. Done. Accordingly, the segmented spacers 48 are also formed in rounded corners.

이러한 필렛처리의 반경은 세그먼트형 스페이서(48)의 두께 및 길이에 따라 달라질 수 있다. 바람직하게는 세그먼트형 스페이서(48)의 필렛처리영역을 제외한 나머지 영역은 전체영역의 약 70~80%를 차지하도록 형성된다.The radius of this fillet may vary depending on the thickness and length of the segmented spacer 48. Preferably, the remaining area of the segmented spacer 48 except for the filleted area is formed to occupy about 70 to 80% of the entire area.

본 발명에 따른 세그먼트형 스페이서(48)의 각 모서리를 필렛처리함으로써 스페이서(48)가 패널내에 장착되어 진공배기를 실시한 후 도 10에 도시된 바와 같이 대기압이 작용하게 되더라도 세그먼트형 스페이서(48)에 걸리는 응력을 줄일 수 있다. 이를 도 11a 및 도 11b를 결부하여 설명하기로 한다.Fillet treatment of each corner of the segmented spacer 48 according to the present invention allows the spacer 48 to be mounted in the panel to perform vacuum evacuation, and then to the segmented spacer 48 even if atmospheric pressure is applied as shown in FIG. 10. The stress to be applied can be reduced. This will be described with reference to FIGS. 11A and 11B.

도 11a 및 도 11b는 종래와 본 발명에 따른 스페이서에 대기압에 의한 하중이 작용할 경우 컴퓨터를 이용한 유한요소해석(FEM)을 실시하여 응력분포를 나타내는 도면이다.11A and 11B are diagrams showing stress distribution by performing a computer-assisted finite element analysis (FEM) when a load by atmospheric pressure is applied to a spacer according to the related art and the present invention.

상판(UP)과 하판(DP) 사이에 스페이서가 형성되고 진공배기를 실시한 후 상판(UP)과 하판(DP)을 실재(60)를 이용하여 합착을 하게 되면 대기압에 의해서 축방향으로 압축하중을 받게 된다. 이 경우 하중을 받는 표면에서 종래 스페이서의 모서리부위에 강한 국부응력집중(Localized stress concentration)이 생기기 때문에 도 11a에 도시된 바와 같이 최대 5.371의 응력을 갖는 응력분포가 나타난다. 이에 따라 종래 스페이서의 재료인 유리나 세라믹과 같은 취성재료(brittle material)들은 대체로 압축응력(compression stress)에는 강하고 인장응력(tensile stress)에는 약하기 때문에 표면의 강한 인장응력으로 인해 스페이서에 크랙(crack)이 발생하게 된다. 이 때 발생된 미세한 부스러기는 아킹(arcing)의 원인이 되어 제품불량이 발생된다.When the spacer is formed between the upper plate UP and the lower plate DP and vacuum evacuation is performed, the upper plate UP and the lower plate DP are bonded together using the material 60 to compress the load in the axial direction by atmospheric pressure. Will receive. In this case, since a localized stress concentration is generated at the edge of the conventional spacer on the surface under load, a stress distribution having a maximum stress of 5.371 appears as shown in FIG. 11A. Accordingly, brittle materials such as glass or ceramic, which are materials of conventional spacers, are generally strong in compression stress and weak in tensile stress, and thus cracks in the spacer due to strong tensile stress on the surface. Will occur. Fine debris generated at this time may cause arcing, resulting in product defects.

반면에, 본 발명에 따라 세그먼트형 스페이서(48)는 응력집중이 발생하는 모서리부분을 필렛처리를 통해 제거함으로써 도 11b에 도시된 바와 같이 표면의 인장응력이 최대 0.573751로 종래보다 급격히 감소한 것을 알 수 있다.On the other hand, according to the present invention, it can be seen that the segmented spacer 48 has a sharply decreased tensile stress on the surface as shown in FIG. 11B by a maximum of 0.573751 by removing the edge portion where stress concentration occurs through fillet treatment. have.

이에 따라, 종래에는 크랙을 발생시키는 인장응력에 견딜수 있도록 스페이서를 상대적으로 많이 형성하게 되어 제작공정이 복잡해지고 불량발생률이 높을 뿐만 아니라 생산비용은 높은 문제점이 있었다. 반면에 본 발명에서는 필렛처리를 통해 인장응력을 견딜 수 있으므로 상대적으로 적게 형성하여 제작공정이 단순해지고 공정이 단순해질 뿐만 아니라 비용이 절감되는 장점이 있다.Accordingly, in the related art, spacers are relatively formed to withstand the tensile stress that generates cracks, thereby making the manufacturing process complicated and having a high defect rate as well as high production costs. On the other hand, in the present invention, it can withstand the tensile stress through the fillet treatment, so that the manufacturing process is simplified and the process is simple as well as the cost is reduced by forming relatively less.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세그먼트형 스페이서와 이를 이용한 전계방출표시소자 및 그 제조방법은 세그먼트형 스페이서의 모서리를 필렛처리 또는 모따기처리를 하게 된다. 이에 따라, 스페이서의 휨으로 인한 형광체의 침범을 방지할 수 있다. 또한, 상단부위의 응력을 절감시킬 수 있어 스페이서의 개수를 종래의 수천개에서 수백개로 줄일수 있어 공정이 단순화지며 제조원가를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 크랙을 방지할 수 있어 수율이 높아진다.As described above, the segmented spacer according to the present invention, the field emission display device using the same, and a method of manufacturing the same are subjected to the fillet treatment or the chamfering treatment of the edges of the segmented spacer. Accordingly, invasion of the phosphor due to warpage of the spacer can be prevented. In addition, it is possible to reduce the stress at the upper end portion can reduce the number of spacers from thousands of conventional to hundreds, which simplifies the process and can reduce the manufacturing cost. In addition, cracks can be prevented and the yield is high.

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 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (10)

길이방향과 폭방향으로 슬라이스된 스페이서의 각 모서리를 곡선처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 세그먼트형 스페이서.Segmented spacers, characterized in that formed by curved each corner of the spacer sliced in the longitudinal direction and the width direction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세그먼트형 스페이서의 길이방향의 길이는 약 1~2cm인 것을 특징으로 하는 세그먼트형 스페이서.Segmented spacer, characterized in that the length in the longitudinal direction of the segmented spacer is about 1 ~ 2cm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세그먼트형 스페이서의 곡선처리영역을 제외한 나머지영역은 전체영역의 약 70~80%를 차지하는 것을 특징으로 하는 세그먼트형 스페이서.Segmented spacers, characterized in that the remaining area excluding the curved region of the segmented spacer occupies about 70 ~ 80% of the total area. 서로 대면되게 형성되는 상판 및 하판과,An upper plate and a lower plate formed to face each other, 상기 상판과 하판 사이에 형성되며, 길이방향과 폭방향으로 슬라이스한 후 각 모서리를 곡선처리하여 형성되는 세그먼트형 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자.And a segmented spacer formed between the upper plate and the lower plate and sliced in the longitudinal direction and the width direction and curved at each corner thereof. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 하판은The bottom plate is 하부기판 상에 형성된 캐소드전극과,A cathode electrode formed on the lower substrate, 상기 캐소드전극 위에 형성되어 전자를 방출하는 에미터와,An emitter formed on the cathode to emit electrons; 상기 에미터부의 전자방출량을 조절하는 게이트전극과,A gate electrode controlling an electron emission amount of the emitter part; 상기 게이트전극과 에미터의 절연을 위한 절연막을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자.And an insulating film for insulating the gate electrode and the emitter. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 상판은The top plate is 상기 하부기판과 대향하게 배치된 상부기판과,An upper substrate disposed to face the lower substrate; 상기 에미터로부터 방출된 전자빔을 가속시키기 위한 애노드전극과,An anode electrode for accelerating the electron beam emitted from the emitter; 상기 전자빔의 충돌에 의해 가시광을 방출하기 위한 형광체를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자.And a phosphor for emitting visible light by the collision of the electron beam. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 세그먼트형 스페이서의 길이방향의 길이는 약 1~2cm인 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자.And the length of the segmented spacer in the longitudinal direction is about 1 to 2 cm. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 세그먼트형 스페이서의 곡선처리영역을 제외한 나머지영역은 전체영역의 약 70~80%를 차지하는 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자.The remaining area of the segmented spacer, except for the curved area, occupies about 70 to 80% of the entire area. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 세그먼트형 스페이서는 상기 상판과 하판 사이에 약 수백개 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자.And about hundreds of segmented spacers are formed between the upper plate and the lower plate. 스페이서의 재료를 폭방향과 길이방향으로 슬라이스하는 단계와,Slicing the material of the spacer in the width and length directions; 상기 슬라이스된 스페이서의 재료의 각 모서리를 곡선처리하여 세그먼트형 스페이서를 형성하는 단계와,Curving each corner of the material of the sliced spacer to form a segmented spacer; 상기 세그먼트형 스페이서를 상판과 하판 사이에 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.And mounting the segmented spacer between an upper plate and a lower plate.
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