KR100537119B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치의 진공 엔벨로프(10)는, 대향 배치된 배면 기판(12) 및 전면 기판(11)과, 배면 기판 및 전면 기판 사이에 형성된 측벽(18)을 갖고 있다. 전면 기판의 내면에는 형광체 스크린(16)이 형성되고, 배면 기판의 내면에는, 각각 형광체 스크린으로 전자를 방출하는 다수의 전자 방출 소자(22)가 형성되어 있다. 전면 기판의 외면 상에는 보강 유리(32)가 대향 배치되며, 이 보강 유리와 전면 기판 사이에는 저항층(30)이 형성되어 있다. 저항층은 10Ω/□ 이상의 시트 저항을 갖고 있음과 함께 애노드 전위로 설정되어 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 전자 방출 소자를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 차세대의 경량, 박형의 평면형 표시 장치로서, 전자 방출 소자(이하, 에미터로 칭함)를 다수 배열하여, 형광면과 대향 배치시킨 표시 장치의 개발이 진행되고 있다. 에미터로서는, 전계 방출형 혹은 표면 전도형의 소자가 상정된다. 통상, 에미터로서 전계 방출형 전자 방출 소자를 이용한 표시 장치는, 필드 에미션 디스플레이(이하, FED로 칭함), 또한, 에미터로서 표면 전도형 전자 방출 소자를 이용한 표시 장치는, 표면 전도형 전자 방출 디스플레이(이하, SED로 칭함)로 불리고 있다.

예를 들면, FED는, 일반적으로, 소정의 간극을 두고 대향 배치된 전면 기판 및 배면 기판을 갖고, 이들 기판은, 구형 프레임 형상의 측벽을 개재하여 주연부끼리를 서로 접합함으로써 진공 엔벨로프를 구성하고 있다. 전면 기판의 내면에는 형광체 스크린이 형성되며, 배면 기판의 내면에는, 형광체를 여기하여 발광시키는 전자 방출원으로서 다수의 에미터가 설치되어 있다. 또한, 배면 기판 및 전면 기판에 가해지는 대기압 하중에 견디기 위해, 이들 기판 사이에는 복수의 지지 부재가 배치되어 있다.

배면 기판측의 전위는 거의 0V이며, 형광면에는 애노드 전압 Va가 인가된다. 그리고, 형광체 스크린을 구성하는 적, 녹, 청의 형광체에 에미터로부터 방출된 전자 빔을 조사하여, 형광체를 발광시킴으로써 화상을 표시한다.

이러한 FED에서는, 전면 기판과 배면 기판과의 간극을 수㎜ 이하로 설정할 수 있어, 현재의 텔레비전이나 컴퓨터의 디스플레이로서 사용되고 있는 음극선관(CRT)과 비교하여, 경량화, 박형화를 달성할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 표시 장치에서, 실용적인 표시 특성을 얻기 위해서는, 통상의 음극선관과 마찬가지의 형광체를 이용하여, 애노드 전압을 수kV 이상으로 설정하는 것이 필요로 된다. 그러나, 전면 기판과 배면 기판 사이의 간극은, 해상도나 지지 부재의 특성, 제조성 등의 관점에서 그다지 크게 할 수 없으므로, 1∼2㎜ 정도로 설정할 필요가 있다. 따라서, 전면 기판과 배면 기판 사이에 강전계가 형성되는 것을 피할 수 없어, 양 기판 사이의 방전(절연 파괴)이 문제로 된다.

방전이 발생하면, 에미터나 형광면이 파괴 혹은 열화될 가능성이 있다. 이러한 불량 발생으로 이어지는 방전은 제품으로서는 허용되지 않는다. 그러나, 상기한 바와 같은 방전을 완전하게 억제하는 것은 매우 어렵다.

한편, 방전이 발생하지 않도록 할 뿐만 아니라, 방전이 발생해도 에미터로의 영향을 무시할 수 있도록, 방전 규모를 억제하는 대책도 생각된다. 이러한 사고방식에 관련되는 것으로서, 음극선관에서는 소프트 플래시라는 기술이 널리 이용되고 있다. 이것은, 음극선관의 밸브 내면막의 저항값을 크게 함으로써, 방전 전류를 억제하여, 방전이 발생해도 회로의 파괴가 발생하지 않도록 하는 것이다.

그러나, FED나 SED에서는, 형광면 그 자체가 방전을 발생시키는 방전 전극으로 되기 때문에, 상기한 바와 같은 기술을 단순하게 적용할 수 없다.

<발명의 개시>

본 발명은, 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 방전이 발생해도 그 때의 방전 전류를 억제하여, 에미터나 형광면의 파괴, 열화를 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는, 내면에 형광면이 형성된 전면 기판과, 상기 형광면과 대향하여 배치되어 있음과 함께, 상기 형광면을 향하여 전자를 방출하는 복수의 전자 방출 소자가 배치된 배면 기판과, 상기 전면 기판의 외면에 대향 배치된 투명한 절연 기판과, 상기 전면 기판과 절연 기판 사이에 형성된 저항층을 구비하고 있다.

본 발명의 형태에 따른 표시 장치에 따르면, 상기 저항층은, 10Ω/□ 이상의 시트 저항을 갖고 있는 것이 바람직하며, 또한, 저항층으로서, 투명 도전막, 충전재 등을 이용할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 표시 장치에 따르면, 전면 기판의 외면에 절연 기판을 대향 배치하고, 전면 기판의 외면에도 애노드 전압 혹은 그에 가까운 전압을 공급함으로써, 전면 기판에 축적되는 전하를 거의 제로로 할 수 있다. 한편, 절연 기판에 전하가 축적되게 되지만, 전면 기판과 절연 기판 사이에 저항층을 형성함으로써, 이들 전하는, 방전 시에는, 저항층을 통과하지 않으면 방전부에 이를 수 없게 되기 때문에, 방전 전류가 억제되어, 전자 방출 소자나 형광면의 파괴, 열화를 방지할 수 있다.

또한, 전면 기판과 배면 기판 사이에서 방전이 발생하는 경우, 방전 규모를 결정하는 것은 전면 기판, 배면 기판에 의해 형성되어 있는 컨덴서에 축적된 전하량이다. 여기서, 컨덴서로서는, 전면 기판과 배면 기판 사이의 컨덴서 C1과, 전면 기판의 내외면 사이에 있는 컨덴서 C2가 있으며, 이들이 병렬로 되어 있는 것으로 간주할 수 있다. 본 발명을 적용하지 않으면, 방전 시에는, 순간적으로 전면 기판의 전압이 거의 0으로 될 때까지 내려 가, C1과 C2에 축적된 전하가 거의 방전 전류로 되게 된다.

본 발명의 형태에 따른 표시 장치에서는, C2 사이의 전위차를 제로로 함으로써, C2에 의한 전하를 없애고 있다. C1과 C2를 비교하면, C2에는, 사이에 유전율이 8 정도인 유리가 삽입되어 있기 때문에, 일반적으로 C2쪽이 훨씬 커진다. 또한, 경량화의 관점에서는 전면 기판의 판 두께를 얇게 하는 것이 바람직하지만, 그 경우 C2가 커지게 되는 것이 문제로 된다. 따라서, C2의 영향을 없앨 수 있는 것은 매우 유효하다. 본 발명을 적용해도, C1의 영향은 완전하게 없앨 수 없지만, C1보다 C2쪽이 훨씬 크기 때문에, 방전의 규모는 대폭 작아진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 FED를 도시하는 사시도.

도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도.

도 3은 상기 FED의 형광체 스크린을 도시하는 평면도.

도 4는 상기 FED의 일부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 변형예에 따른 FED의 일부를 확대하여 도시하는 단면도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 표시 장치를 FED에 적용한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이 FED는, 각각 구형의 유리로 이루어지는 전면 기판(11), 및 배면 기판(12)을 구비하고, 이들 기판은 1∼2㎜의 간극을 두고 대향 배치되어 있다. 그리고, 전면 기판(11) 및 배면 기판(12)은, 구형 프레임 형상의 측벽(18)을 통해 주연부끼리가 접합되어, 내부가 진공 상태로 유지된 편평한 구형의 진공 엔벨로프(10)를 구성하고 있다.

진공 엔벨로프(10)의 내부에는, 배면 기판(12) 및 전면 기판(11)에 가해지는 대기압 하중에 견디기 위해, 복수의 지지 부재(14)가 설치되어 있다. 이들 지지 부재(14)는, 진공 엔벨로프(10)의 긴 변과 평행한 방향으로 연장되어 있음과 함께, 짧은 변과 평행한 방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전면 기판(11)의 내면에는 형광체 스크린(16)이 형성되어 있다. 이 형광체 스크린(16)은, 적, 녹, 청의 형광체부와 매트릭스 형상의 흑색 광 흡수부(20)로 이루어진다. 상술한 지지 부재(14)는, 흑색 광 흡수부의 이면에 배치되며, 이에 의해 가려져 있다. 또한, 형광체 스크린(16) 상에는, 메탈백으로서 도시하지 않은 알루미늄층이 증착되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 배면 기판(12)의 내면 상에는, 형광체층을 여기하는 전자 방출원으로서, 각각 전자 빔을 방출하는 다수의 전자 방출 소자(22)가 형성되어 있다. 이들 전자 방출 소자(22)는, 각 화소마다 대응하여 복수 열 및 복수 행으로 배열되어 있다. 상세히 설명하면, 배면 기판(12)의 내면 상에는, 도전성 캐소드층(24)이 형성되고, 이 도전성 캐소드층 상에는 다수의 캐비티(25)를 가진 이산화실리콘막(26)이 형성되어 있다. 이산화실리콘막(26) 상에는, 몰리브덴, 니오븀 등으로 이루어지는 게이트 전극(28)이 형성되어 있다. 그리고, 배면 기판(12)의 내면 상에서 각 캐비티(25) 내에, 몰리브덴 등으로 이루어지는 콘 형상의 전자 방출 소자(22)가 형성되어 있다.

한편, 도 1, 도 2, 및 도 4에 도시한 바와 같이, 전면 기판(11)의 외면 전체에 걸쳐, 저항층(30)이 형성되어 있다. 또한, 이 저항층(30) 상에는, 투명한 절연 기판으로서, 전면 기판(11)과 거의 동일한 평면 치수를 가진 보강 유리(32)가 고정되어 있다.

저항층(30)은, 전면 기판(11)의 외면 상에 형성된 두께 0.1∼10㎛ 정도의 투명 도전막에 의해 구성되며, 10Ω/□ 이상의 시트 저항으로 설정되어 있다. 투명 도전막의 형성 방법으로서는, 스퍼터, 증착, 스핀 코팅 등 공지의 방법을 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 보강 유리(32)는, 예를 들면, 판 두께가 2.8㎜인 유리로서, 에폭시 수지 등에 의해 저항층(30)에 고정되며, 전면 기판(11)을 보강하는 역할을 겸하고 있다. 계면 반사를 피하기 위해, 상기한 수지의 굴절율은 가능한 한 유리와 일치시키는 것이 바람직하다.

저항층(30)은, 전면 기판(11)에 형성된 관통 홀(34)을 통해, 형광체 스크린(16)에 전기적으로 접속되어 있다. 접속부로서 기능하는 관통 홀(34)은, 측벽(18) 근방에 형성되어 있다. 또한, 저항층(30)과 도전성 캐소드층(24) 사이에는 전위 공급부로서의 전원(36)이 접속되고, 이 전원(36)으로부터 저항층(30)에 애노드 전위가 공급되어 있다. 또한, 전원(36)은, 그 고압측이 관통 홀(34) 근방에서 저항층(30)에 접속되어 있다. 그리고, 전원(36)과 관통 홀(34) 사이의 저항은, 빔 전류에 의한 전압 강하를 무시할 수 있는 값으로 설정되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 FED에서, 영상 신호는, 단순 매트릭스 방식으로 형성된 전자 방출 소자(22)와 게이트 전극(28)에 입력된다. 전자 방출 소자(22)를 기준으로 한 경우, 가장 휘도가 높은 상태일 때, +20V의 게이트 전압이 인가된다. 또한, 형광체 스크린(16)에는 +10kV가 인가된다. 그리고, 전자 방출 소자(22)로부터 방출되는 전자 빔은, 게이트 전압에 따라 변조되며, 이 전자 빔이 형광체 스크린(16)의 형광체층을 여기하여 발광시킴으로써 화상을 표시한다.

상기한 바와 같이 구성된 FED에 의하면, 전면 기판(11)의 외면에 저항층(30)을 개재하여 보강 유리(32)를 대향 배치하고, 전면 기판(11)의 외면에도 애노드 전압 혹은 그에 가까운 전압을 공급함으로써, 전면 기판(11)에 축적되는 전하를 거의 제로로 할 수 있다. 한편, 보강 유리(32)에 전하가 축적되게 되지만, 전면 기판(11)과 보강 유리(32) 사이에 저항층(30)을 형성함으로써, 이들 전하는, 방전 시에, 저항층(30) 및 관통 홀(34)을 통과하지 않으면 방전부에 이를 수 없게 된다. 그 때문에, 방전 전류가 억제되어, 전자 방출 소자(22)나 형광체 스크린(16)의 파괴, 열화를 방지할 수 있다.

한편, 저항층의 저항값과 방전에 의한 손상의 억제 효과와의 관계를 조사하기 위해, 화면 대각 사이즈가 10인치인 FED에서 저항값을 다양하게 변화시켜 실험을 행하였다. 그 결과, 10Ω/□ 이상이면, 조금이지만 효과가 인정되고, 현저한 효과를 기대하기 위해서는, 10³Ω/□ 이상으로 해야 하는 것을 알 수 있었다.

본 발명을 적용하지 않은 경우의 방전 아크의 최소 저항값은 측정에 의하면 10²Ω 정도이고, 방전 전류를 억제하기 위해서는, 저항값은 이 값보다 상당히 크게 해야만 한다고 하는 점에서도 이 결과는 타당하다고 생각된다.

한편, 실험을 행한 것은 어디까지나 임의의 일정 치수의 FED에 불과하지만, 방전 아크의 저항값은, 일반적으로 치수에는 크게 의존하지 않기 때문에, 이 결과는 치수에 상관없이 일반화할 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명에서는 저항층의 시트 저항은 10Ω/□ 이상으로 하고 있다.

또한, 상술한 실시예에서, 저항층(30)으로서 투명 도전막을 이용하였지만, 이에 한정되지 않고, 전면 기판(11)과 보강 유리(32) 사이에 충전된 충전재에 의해 저항층(30)을 형성해도 된다. 또한, 투명 도전막은, 전면 기판측에 형성하는 것으로 하였지만, 절연 기판측에 형성해도 된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 저항층(30)과 형광체 스크린(16)을 전기적으로 접속하는 접속부는, 관통 홀에 한정되지 않고, 전면 기판(11)의 측면 가장자리를 따라 형성된 도전막(38)을 이용해도 된다.

또한, 저항층(30)과 형광체 스크린(16)을 전기적으로 접속하는 것이 아니라, 전위차가 원래의 값보다 작아지도록 다른 전위를 공급하도록 해도 된다.

저항층의 시트 저항에 대해서는, 전체 면에서 소정의 값일 필요는 없고, 적어도 일부에서만 10Ω/□ 이상으로 되어 있으면, 본 발명의 효과가 있는 것은 물론이다. 물론, 전체 면에서 10Ω/□ 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 장소에 따라 이보다 작은 값이어도 된다.

또한, 상술한 실시예에서는, 투명한 절연 기판을 전면 기판의 외면 전역에 걸쳐 대향 배치하는 구성으로 하였지만, 전면 기판보다 작은 치수의 투명한 절연 기판을 대향 배치하고, 전면 기판의 주연부에 대해서는, 다른 절연 부재로 피복하는 구성으로 해도 된다.

그 밖에, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 본 발명은 FED에 한정되지 않고, 표면 전도형의 전자 방출 소자를 이용한 SED, 그 밖의 평면 표시 장치에도 적용 가능하다. 또한, 각 구성 요소의 치수, 재료 등은, 상술한 실시예에서 설명한 수치, 재료에 한정되지 않고, 필요에 따라 다양하게 선택 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전면 기판과 배면 기판 사이에서 방전이 발생한 경우에도 그 때의 방전 전류를 억제하여, 전자 방출 소자의 파괴 및 열화를 방지하는 것이 가능한 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 효과에서 이용하는 절연 유리에는, 전면 기판을 보강하는 역할이나 X선을 방지하는 역할도 있기 때문에, 표시 장치의 충격성이나 X선 억제의 점에서도 유리해진다. 이에 수반하여, 전면 기판 유리의 판 두께나 재질의 선택 폭이 넓어진다는 것도 본 발명의 효과로 들 수 있다.

Claims (9)

1. 내면에 형광면이 형성된 전면 기판과,

   상기 형광면과 대향하여 배치되어 있음과 함께, 상기 형광면을 향하여 전자를 방출하는 복수의 전자 방출 소자가 배치된 배면 기판과,

   상기 전면 기판의 외면에 대향 배치된 투명한 절연 기판과,

   상기 전면 기판과 상기 절연 기판 사이에 형성된 저항층

   을 포함하고,

   상기 저항층은 10Ω/□ 이상의 시트 저항을 갖고 있는 표시 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 저항층은 투명 도전막으로 형성되어 있는 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 저항층은 상기 전면 기판과 절연 기판 사이에 충전된 충전재에 의해 형성되어 있는 표시 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 형광면과 상기 저항층의 전위차가, 상기 저항층과 상기 절연 기판 외면의 전위차보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 전면 기판은 상기 저항층과 형광면을 전기적으로 접속한 접속부를 갖고 있는 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 저항층 및 형광면은 상기 전면 기판에 형성된 관통 홀을 통해 전기적으로 접속되어 있는 표시 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 저항층 및 형광면은, 상기 전면 기판의 측면 가장자리를 따라 형성된 도전부를 개재하여 전기적으로 접속되어 있는 표시 장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 접속부 근방에서 상기 저항층에 접속되며, 상기 저항층에 애노드 전위를 공급하는 전위 공급부를 포함하고 있는 표시 장치.