KR100581628B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

배면 기판에 형성한 음극 배선에 충분한 전자원 영역을 확보하기 위해, 음극 배선(CL)을 배선부(CLB)와 음극부(CLA)로 나누어, 배선부(CLB)는 신호의 전달에 필요로 하는 만큼의 가는 것으로 하고, 전자원을 형성하는 음극부(CLA)의 면적을 아일랜드형으로 넓게 형성하였다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계의 인가에 의한 진공 속으로의 전자 방출을 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 특히 전자 방출 기구를 구성하는 다수의 음극 배선과 다수의 제어 전극을 형성한 배면 기판과, 형광체와 양극을 형성한 전방면 기판을 접합한 전계 방출형 표시 장치에 관한 것이다.

고휘도, 고세밀이 우수한 디스플레이 디바이스로서 종래부터 컬러 음극선관이 널리 이용되고 있다. 그러나, 최근의 정보 처리 장치나 텔레비전 방송의 고화질화에 수반하여 고휘도, 고세밀 특성을 갖는 동시에, 경량, 공간 절약의 평판형 디스플레이(패널 디스플레이)의 요구가 높아지고 있다.

그 전형예로서 액정 표시 장치 및 플라즈마 표시 장치 등이 실용화되어 있다. 또한, 특히 고휘도화가 가능한 것으로서 전자원으로부터 진공으로의 전자 방출을 이용한 표시 장치[이하, 전자 방출형 표시 장치 또는 전계 방출형 표시 장치(FED)라 불리움]나, 저소비 전력을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이(OLED) 등 다양한 형식의 패널형 표시 장치의 실용화도 머지 않다.

이러한 패널형 표시 장치 중, 상기 전계 방출형 표시 장치에는 C.A.Spindt 등에 의해 발안된 전자 방출 구조를 갖는 것, 메탈인슐레이터메탈(MIM)형의 전자 방출 구조를 갖는 것, 양자론적 터널 효과에 의한 전자 방출 현상을 이용하는 전자 방출 구조(표면 전도형 전자원이라고도 불리움)를 갖는 것, 또는 다이아몬드막이나 그라파이트막, 카본나노튜브가 갖는 전자 방출 현상을 이용하는 것 등이 알려져 있다.

전계 방출형 표시 장치는 내면에 전계 방출형 전자원을 갖는 음극 배선과 제어 전극을 형성한 배면 패널과, 이 배면 패널과 대향하는 내면에 양극과 형광체를 형성한 전방면 패널을 갖고, 양자의 내주연에 밀봉 프레임을 개재 삽입하여 접합하고, 그 내부를 진공으로 하여 구성된다. 또한, 배면 패널과 전방면 패널 사이의 간격을 소정치로 유지하기 위해, 상기 배면 패널과 전방면 패널 사이에 상기 음극 배선 및 제어 전극을 회피한 위치에 간격 유지 부재를 설치하고 있다.

배면 패널은, 유리 혹은 알루미나 등이 적합한 배면 기판 상에 전자원을 갖는 복수의 음극 배선과 제어 전극을 갖는다. 음극 배선은, 배면 기판 상의 일방향으로 연장하고, 다른 방향에 다수개 병설된다. 제어 전극은 음극 배선과는 절연되고, 또한 근접하여 상기 다른 방향으로 연장하고 상기 일방향에 다수개 병설된다. 음극 배선(음극 배선에 구비되는 전자원)과 제어 전극과의 교차부에 1 화소(모노크롬 표시의 단위 화소) 또는 1 단위 화소[컬러 표시의 경우는 예를 들어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3개의 단위 화소로 컬러 1 화소를 구성한다. 이 경우의 R, G, B의 단위 화소를 의미한다. 이하, 이들을 총칭하여 화소라 칭함]가 형성된다.

그리고, 음극 배선과 제어 전극 사이의 전위차로 전자원으로부터의 전자의 방출량[온(ON) 및 오프(OFF)를 포함]을 제어한다. 한편, 전방면 패널은 유리 등의 광투과성 재료로 형성된 전방면 기판 상에 양극과 형광체를 갖는다. 밀봉 프레임으로 밀봉된 내부는, 예를 들어 10^－5 내지 10^－7 Torr의 진공으로 배기된다. 제어 전극은 음극 배선과 제어 전극의 각 교차부에 전자 통과 구멍을 갖고, 음극 배선의 전자원으로부터 방출되는 전자를 양극측으로 통과시킨다. 상기 전자원은, 예를 들어 카본나노튜브(CNT), 혹은 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 소위 스핀트, 그 밖의 전계 방출 음극(이하, 음극을 캐소드라고도 함)으로 구성된다.

음극 배선끼리는 간극을 두고 병설된다. 또한, 제어 전극은 전자 통과 구멍을 갖는 판형의 금속 박판, 혹은 금속 메쉬, 금속 증착막으로 구성된다. 금속 메쉬의 경우는 그 메쉬 구멍이 전자 통과 구멍이 되고, 금속 증착막의 경우는 음극 배선 사이에 절연층을 설치하여 그 위에 전자 통과 구멍을 갖는 금속막을 증착한다. 전자 통과 구멍에 대응하는 전자원 부분의 절연층은 제거된다.

최근, 본 출원인으로부터 상기한 제어 전극으로서 리본형의 금속 박판을 이용한 형식으로 한 것이 제안되어 있다. 이 형식의 제어 전극은 메탈 리본 그리드(MRG)라 불리운다. 이러한 제어 전극은 금속 박판에 포토리소 그래피법 등을 이용하여 형성되고, 각 리본형 전극에는 화소마다 1개 또는 복수의 전자 통과 구멍을 갖는다.

도16a 및 도16b는 리본형의 금속 박판을 제어 전극으로서 이용한 전계 방출형 표시 장치의 개략적 구조를 설명한 모식도이며, 도16a는 전개 사시도, 도16b는 단면도를 도시한다. 또, 도16a 및 도16b에서는 자세한 구성은 생략하고 있다. 도면 중, 참조 부호 PN1은 배면 패널, PN2는 전방면 패널, MFL은 밀봉 프레임을 나타낸다. 배면 패널(PN1)을 구성하는 배면 기판(SUB1)의 내면에는, 다수의 음극 배선(CL)이 일방향(y 방향)으로 연장되어 y 방향으로 교차하는 다른 방향(x 방향)에 병설되어 형성되어 있다. 그 위에 X 방향으로 연장하여 y 방향에 병설된 다수의 제어 전극(MRG)이 설치되어 있다. 한편, 전방면 패널(PN2)을 구성하는 전방면 기판(SUB2)의 내면에는 양극(APE)과 형광체(PHS)를 갖고, 전방면 패널(PN2)은 배면 패널(PN1)에 대해 직각 방향(z 방향)으로 밀봉 프레임(MFL)을 거쳐서 접합된다.

배면 기판(SUB1)에 형성되는 음극 배선(CL)과 제어 전극(MRG) 사이에는 절연층(INS)이 개재되어 있다. 음극 배선(CL)으로부터 음극 배선 인출 단자(CL - T)가 인출되고, 제어 전극(MRG)으로부터 제어 전극 인출 단자(MRG - T)가 인출되어 있다. 또한, 참조 부호 EXC는 배기관이며, 배면 패널(PN1)과 전방면 패널(PN2)을 접합한 후, 이 배기관(EXC)에서 상기한 진공도가 되도록 배기된다.

이러한 표시 장치에서는 표시 화상의 정밀도가 향상되는 데 수반하여, 음극 배선이나 제어 전극은 세밀해져, 양자를 고정밀도로 위치 맞춤하는 것이 하나의 과제가 되고 있다. 정밀도의 향상에 수반하여, 음극 배선과 제어 전극의 간극을 균일하게 유지하는 것도 곤란해진다. 또한, 전자원은 음극 배선(CL) 상에 형성되는 것에서는 음극 배선(CL)이 정밀해질수록 전자원의 형성 영역이 작아져, 충분한 전자원을 설치하는 것이 어려워진다. 이들도 또한 해결해야 할 과제 중 하나이다.

본 발명의 목적은, 배면 기판에 형성한 음극 배선에 충분한 전자원 영역을 확보하고, 이 전자원 영역에 제어 전극을 고정밀도로 위치 맞춤하는 데 있다. 또한, 음극 배선과 제어 전극을 균일하면서도 용이하게 유지하여 고정하고, 고정밀도 및 고신뢰성의 표시 장치를 실현하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 음극 배선을 배선부(버스라인)와 음극부로 나누어, 배선부는 신호의 전달에 필요로 하는 만큼의 가는 것으로 하고, 전자원을 형성하는 음극부의 면적을 아일랜드형으로 넓게 형성하였다. 또한, 복수의 음극 배선을 군화(그룹화)하여, 그 각 음극부를 제어 전극에 구비되는 전자 통과 구멍에 대응시킨 위치에 형성하고, 배선부 사이의 간극을 작게 하여 인접하는 군 사이에 비교적 큰 공간을 확보하였다. 이 공간을 이용하여 배면 기판으로의 제어 전극의 설치에 있어서의 여유도를 크게 한다.

또한, 제어 전극의 배면 기판측에 점형 혹은 선형의 돌출부(브릿지)를 설치하고, 이 돌출부를 상기 공간부에서 배면 기판에 접촉시킴으로써 음극 배선과 제어 전극 사이에 소정의 간극을 확보한다. 그리고 또한, 배면 기판에 전방면 기판을 접합할 때의 양자간의 간격을 소정치로 유지하기 위한 간격 유지 부재를 상기 공간을 이용하여 설치한다.

이와 같이 함으로써, 음극 면적을 확대하여 이 음극과 제어 전극의 전자 통과 구멍 사이의 위치 맞춤을 쉽게 하여, 조립 작업의 용이화가 실현된다. 그 결과, 수율이 향상되어 비용 저감이 가능해진다.

본 발명의 대표적인 구성을 기술하면 이하와 같다. 즉,

(1), 일방향으로 연장하여 상기 일방향으로 교차하는 다른 방향에 병설된 다수개의 음극 배선과, 상기 다른 방향으로 연장하여 상기 일방향에 병설되고, 상기 음극 배선에 소정의 간극을 두고 설치되어 상기 음극 배선과의 교차부에 전자 통과 구멍을 갖는 다수개의 제어 전극을 내면에 갖는 배면 기판과,

상기 배면 기판에 대해 소정의 간격을 두고 대향 배치되고, 상기 제어 전극의 전자 통과 구멍에 대향하는 위치에 설치하여 표시 영역을 구성하는 형광체 및 양극을 상기 배면 기판의 내면에 대향하는 내면에 갖는 전방면 기판을 갖는 표시 장치이며,

상기 배면 기판과 상기 전방면 기판의 간격을 유지하기 위한 간격 유지 부재를 상기 표시 영역 내에 갖고,

상기 다수개의 음극 배선은, 상기 일방향으로 연장하는 배선부와, 상기 제어 전극과의 교차부에 상기 배선부와 일체적으로 형성되어 상기 배선부보다도 대면적인 음극부로 이루어지고,

상기 음극부의 적어도 상기 제어 전극의 전자 통과 구멍을 향하는 부분에 전자원을 갖는다.

(2), (1)에 있어서, 상기 음극 배선은 복수개마다의 군으로 구성되고, 인접하는 군의 음극 배선 사이의 간격이 동일군 내의 음극 배선 사이의 간격과 동일하게 하였다.

(3), (1)에 있어서, 상기 음극 배선은 복수개마다의 군으로 구성되고, 인접하는 군의 음극 배선 사이의 간격이 동일군 내의 음극 배선 사이의 간격보다 크게 하였다.

(4), (2) 또는 (3)에 있어서, 상기 음극 배선의 각 군의 중앙으로부터 상기 다른 방향의 단부측으로 떨어져 위치하는 음극부는 상기 음극부를 구성하는 배선부에 관하여 비대칭으로 하였다.

(5), (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서 상기 형광체는 3색(적색, 녹색, 청색)으로 구성되고, 상기 군의 음극 배선은 상기 3색(적색, 녹색, 청색)에 대응하는 3개로 하였다.

(6), (5)에 있어서, 상기 군 중앙의 음극 배선의 음극부는 상기 배선부의 연장 방향에 관하여 대칭이고, 양측의 음극 배선의 음극부는 상기 배선부의 연장 방향에 관하여 비대칭으로 하였다.

(7), (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 군 사이에 상기 제어 전극을 배면 기판에 소정의 간극으로 유지하는 절연층을 설치하였다.

(8), (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어 전극의 상기 배면 기판측에 상기 배면 기판에 접촉시켜 소정의 간극으로 유지하는 돌출부를 갖고, 상기 돌출부를 상기 군 사이에 위치시켰다.

(9), (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 배면 기판에 상기 전방면 기판을 소정의 간격으로 설치하는 간격 유지 부재를 갖게 하였다.

(10), (2) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 간격 유지 부재를 상기 군 사이에 설치하였다.

(11), (10)에 있어서, 상기 간격 유지 부재를 상기 제어 전극 사이에서 상기 배면 기판에 접촉시켰다.

또, 본 발명은 상기 각 구성 및 후술하는 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 실시예의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명에 의한 표시 장치의 제1 실시예를 설명하는 배면 패널에 구비되는 음극 배선의 주요부 평면 모식도이다. 또한, 도2는 도1에 있어서의 음극 배선의 구성을 알기 쉽게 도시한 모식도이며, 음극 배선이 음극부와 배선부로 구성되는 것을 도시하고 있다. 도1 및 도2 중, 참조 부호 CLB는 배선부, CLA는 음극부이다. 또, 가상선으로 나타낸 참조 부호 MRG는 제어 전극을 나타낸다. 이 제어 전극에는 후술하는 전자 통과 구멍을 갖는다. 본 실시예에서는 음극 배선(CL)은 배선부(CLB)와 음극부(CLA)로 구성된다.

이 음극 배선은 인듐 틴 옥사이드(ITO)나 크롬, 동, 알루미늄 등의 금속막이나 그들의 합금, 혹은 그들의 적층체의 성막, 혹은 은 페이스트 등의 도전성 도료의 인쇄 등으로 구성된다. 배선부(CLB)와 음극부(CLA)는 동시에 형성되는 것이 바람직하지만, 배선부의 형성과 음극부의 형성을 다른 공정으로 하는 것도 가능하다. 그러나, 본 실시예를 포함하는 본 발명의 실시예에서는 동일한 공정에서 동시에 형성되는 것으로서 설명한다. 음극 배선(CL)의 형성시, 음극부(CLA)는 배선부(CLB)보다도 폭 넓게(면적이 크게) 형성된다. 음극부(CLA)의 형상은 제어 전극(MRG)의 폭 방향(y 방향)으로 긴 변을 갖는 직사각형이다. 이 음극부(CLA)에 카본나노튜브 등의 전자원이 형성된다. 도1에 도시한 실시예는, 음극 배선(CL)의 배선부(CLB)는 상기 음극 배선의 배열 방향(x 방향)으로 등간격이며, 각 음극부(CLA)는 배선부(CLB)의 연장 방향(y 방향)에 관하여 대칭으로 되어 있다.

본 실시예와 같이, 음극 배선(CL)의 음극부(CLA)의 면적을 배선부(CLB)보다 넓게 함으로써, 전자원의 설치에 요하는 면적을 크게 확보하는 것이 가능해지고, 전자원을 설치할 때의 상기 전자원 형성 영역의 위치 결정 및 전자원의 설치 작업이 용이해진다. 그 결과, 전자원으로부터 취출되는 전자의 양을 확대하는 것이 가능해져, 표시 장치로서 요구되는 충분한 전자를 확보할 수 있다. 또, 배선부(CLB)는 소요의 음극 전압의 인가에 필요한 전기 저항에 문제가 없는 범위에서 가능한 한 가늘게 한다. 또한, 이 배선부(CLB)는 다른 부품과의 접촉을 피하기 위해서도 가는 것이 바람직하다. 그리고, 전자원을 설치한 후에 행하는 제어 전극(MRG)의 조립 공정에서의 위치 맞춤도 용이해진다.

도3은 본 발명에 의한 표시 장치의 제2 실시예를 설명하는 배면 패널에 구비되는 음극 배선의 주요부 평면 모식도이다. 도1 및 도2와 동일한 참조 부호는 동일 기능 부분에 대응한다. 본 실시예의 음극 배선(CL)의 각각은 제1 실시예와 마찬가지로 음극부(CLA)의 면적을 배선부(CLB)보다 넓게 하는 면에서는 동일하지만, 다음의 점에서 다르다. 즉, 본 실시예에서는 음극 배선(CL)을 복수개마다의 군으로 나누어 그룹화 배열(군화라고도 칭함)로 하고 있다. 도3에는 인접하는 그룹(Gn)과 그룹(Gn ＋ 1)으로서 도시하였다. 여기서는 컬러 1 트리오 화소(R, G, B)에 대응하는 3개의 음극 배선으로 1 그룹을 구성하고 있다. 그리고, 중앙에 위치하는 음극 배선(CL)의 음극부(CLA)는 상기 배선부(CLB)의 연장 방향(y 방향)에 관하여 x 방향으로 좌우 대칭으로 확대되고, 양측 음극 배선(CL)의 각 음극부(CLA)는 상기 양측 각 배선부(CLB)에 대해 x 방향으로 좌우 비대칭으로 동일 면적으로 서로 떨어지는 방향으로 확대되어 형성되어 있다. 음극부(CLA)는 직사각형을 이루고, 표시 영역의 전체 영역에서 x 방향으로 모두 동일한 피치로 배열된다. 또, 색도 및 휘도가 약한 색에 대응하는 음극부의 면적을 넓게 해도 좋다.

본 실시예의 구성으로 함으로써, 배선부(CLB)가 형성되는 배면 기판의 기판면의 무지 영역을 넓게 취할 수 있어, 후술하는 절연층이나 간격 유지 수단의 설치 여유도를 크게 할 수 있다. 또, 그룹화 중 1 그룹을 구성하는 음극 배선의 수는 상기한 3개에 한정되는 것은 아니다. 4개 이상의 음극 배선을 1 단위로서 그룹화하는 경우의 음극부의 구성은 3개의 경우에 준한다. 즉, 그룹의 중앙부로부터 외측을 향해, 음극부를 배선부에 대해 x 방향으로 좌우 비대칭 또한 동일 면적, 혹은 색도 및 휘도가 약한 색에 대응하는 음극부의 면적을 넓게 하여 배열한다.

도4는 본 발명에 의한 표시 장치의 제3 실시예를 설명하는 배면 패널에 구비되는 음극 배선의 주요부 평면 모식도이다. 도1 내지 도3과 동일 참조 부호는 동일 기능 부분에 대응한다. 본 실시예는, 도3에서 설명한 제2 실시예와 마찬가지로 3개의 음극 배선으로 1 그룹을 형성한 그룹화 배열로 한 것이다. 도4에는 인접하는 그룹(Gn)과 그룹(Gn ＋ 1)으로서 도시하였다. 도시한 바와 같이, 그룹 내의 좌우에 위치하는 음극 배선(CL)의 음극부(CLA)의 형상이 중앙에 위치하는 음극 배선(CL) 음극부(CLA)와는 다른 형상으로 한 것이다. 즉, 좌우에 위치하는 음극 배선(CL) 음극부(CLA)의 x 방향의 변이, y 방향으로 경사지도록 커트한 형상으로 형성하였다. 3개의 음극 배선의 음극부(CLA)의 면적은 동일하게 도시하였지만, 색도 및 휘도가 약한 색에 대응하는 음극부의 면적을 크게 하도록 해도 좋다.

본 실시예에 의해, 배선부(CLB)가 형성되는 배면 기판의 기판면의 무지 영역을 더욱 넓게 취할 수 있어, 후술하는 절연층이나 간격 유지 수단의 설치 여유도를 보다 크게 할 수 있다. 또, 제2 실시예와 마찬가지로 그룹화 중 1 그룹을 구성하는 음극 배선의 수는 상기한 3개에 한정되는 것은 아니다. 4개 이상의 음극 배선을 1 단위로서 그룹화하는 경우의 음극부 구성은 3개의 경우에 준한다. 즉, 그룹의 중앙부로부터 외측을 향해 음극부를 배선부에 대해 x 방향으로 좌우 비대칭 또한 동일 면적, 혹은 색도 및 휘도가 약한 색에 대응하는 음극부의 면적을 넓게 하여 배열한다.

도5a 및 도5b는 본 발명에 의한 표시 장치의 제4 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 모식도이고, 도5a는 평면도, 도5b는 도5a의 A-A′선에 따른 단면도를 도시한다. 도면 중 참조 부호 SUB1은 배면 기판, INS는 절연층, MRG는 제어 전극, EPH는 전자 통과 구멍, PN1은 배면 패널, 상기 실시예의 도면에 있어서의 참조 부호와 동일 부호는 동일 기능 부분을 도시한다. 본 실시예는 도4에서 설명한 음극 배선을 형성한 배면 기판(SUB1)에 절연층(INS)을 거쳐서 제어 전극(MRG)을 설치한 것이다.

제어 전극(MRG)은 리본형의 금속 박판으로 이루어지고, 각 음극부(CLA)에 대응한 위치에 복수의 전자 통과 구멍(EPH)을 갖는다. 이 제어 전극(MRG)은 절연층(INS)의 높이로 음극 배선[음극부(CLA)] 사이에 소정의 간극을 두고 설치된다. 절연층(INS)은 그룹화한 음극 배선의 외측에 위치하는 음극부(CLA)의 커트 부분에서 확보된 기판면의 공간에 배치된다. 이 절연층의 단면 형상은 상기 커트 부분의 형상에 맞춘 6각형으로 하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 그 밖의 다각형이라도 좋다. 또한, x 방향 혹은 y 방향 혹은 x － y 방향에 인접하는 절연층을 서로 연결시켜 배치해도 좋다.

또, 제어 전극(MRG)에 구비되는 전자 통과 구멍(EPH)은 음극 배선(CL)의 음극부(CLA)에 대응한 위치에(바로 위에) 형성된다. 그 개수, 사이즈, 배열 형상은 도시한 것에 한정되지 않는다. 본 실시예에 따르면, 배면 기판(SUB1)에 제어 전극(MRG)을 설치하기 위한 절연층(INS)을 음극 배선(CL)을 그룹화함으로써 확보된 기판면의 공간에 큰 여유도로 배치할 수 있다. 또한, 절연층(INS)의 단면적을 크게 취할 수 있으므로, 제어 전극(MRG)을 정확하면서도 또한 견고하게 설치하는 것이 가능해진다.

도6a, 도6b 및 도6c는 본 발명에 의한 표시 장치의 제5 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 모식도이며, 도6a는 평면도, 도6b는 도6a에 있어서의 제어 전극을 제거한 배면 기판의 평면도이고, 도6c는 도6a의 B-B′선에 따른 단면도를 도시한다. 또한, 도6b에는 제어 전극(MRG)의 전자 통과 구멍(EPH)을 실선으로 나타내어 음극 배선(CL)의 음극부(CLA)와의 위치 관계를 명백하게 하고 있다. 도6a, 도6b 및 도6c 중, 도5a 및 도5b와 동일한 참조 부호는 동일 기능 부분에 대응한다. 본 실시예는 제어 전극(MRG)의 배면, 즉 음극 배선측에 돌출부(BRG)를 일체적으로 형성하고, 이 돌출부(BRG)를 배면 기판(SUB1)의 기판면에 접촉시켜 음극 배선(CL) 사이에 소정의 간극을 확보하여 설치한 것이다. 본 실시예도 도4에서 설명한 음극 배선을 형성한 배면 기판(SUB1)에 제어 전극(MRG)을 설치한 것이다.

도5a 및 도5b의 실시예와 마찬가지로, 제어 전극(MRG)에 구비되는 전자 통과 구멍(EPH)은 음극 배선(CL)의 음극부(CLA)에 대응한 위치에(바로 위에) 형성된다. 그 개수, 사이즈, 배열 형상은 도시한 것에 한정되지 않는다. 제어 전극(MRG)에 구비되는 돌출부(BRG)는 상기 제어 전극(MRG)의 포토리소 그래피법 등에서의 형성시에 동시에 형성된다. 도6a, 도6b 및 도6c에는 돌출부(BRG)를, 직사각형 단면으로서 도시하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 그 밖의 다각형이라도 좋다. 또한, 이 돌출부(BRG)를 x 방향 혹은 y 방향 혹은 x － y 방향의 음극 배선(CL)이 존재하지 않는 부분에서 서로 연결시켜 배치해도 좋다. 본 실시예에 따르면, 배면 기판(SUB1)에 제어 전극(MRG)을 설치하기 위한 돌출부(BRG)를 음극 배선(CL)을 그룹화함으로써 확보된 기판면의 공간에 큰 여유도로 배치할 수 있다. 또한, 이 돌출부(BRG)의 단면적을 크게 취할 수 있으므로 제어 전극(MRG)을 정확하면서도, 또한 견고하게 설치하는 것이 가능해진다.

도7은 본 발명에 의한 표시 장치의 제6 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 평면 모식도이다. 본 실시예는, 도6a, 도6b 및 도6c에서 설명한 제어 전극(MRG)의 돌출부(BRG)를 인접하는 제어 전극(MRG) 사이에서 x 방향으로 옮겨 형성한 것이다. 그리고, 이 돌출부(BRG)의 위치를 제어 전극(MRG)의 연장 방향과 교차하는 방향(y 방향)으로 돌출시키고, 인접한 제어 전극(MRG)의 상기 돌출부와 대응하는 부분에 오목부(ALC)를 형성하였다.

본 실시예에 따르면, 제5 실시예의 효과에다가, 돌출부(BRG)가 존재하지 않는 공간에 음극 배선(CL)의 음극부를 연장시켜 형성할 수 있다. 그 결과, 음극부의 면적을 넓혀, 전자 방출량을 증가시킬 수 있다.

도8은 본 발명에 의한 표시 장치의 제7 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 평면 모식도이다. 본 실시예는 도7의 실시예에서 설명한 돌출부(BRG)를 인접하는 제어 전극(MRG)으로 동일한 위치에 설치한 것이다. 즉, 동일한 제어 전극(MRG) 내에서는, 도면의 y 방향에 돌출부(BRG)가 존재하는 경우는 그 y 방향과 역방향으로는 돌출부(BRG)를 설치하지 않고 오목부(ALC)를 형성하고, 이 돌출부(BRG)와 오목부(ALC)를 서로 지그재그형으로 배치하였다. 본 실시예에 따르면, 제6 실시예의 효과에다가, 돌출부(BRG)의 설치 공간의 여유도를 더욱 증가시킬 수 있다.

도9a 및 도9b는 본 발명에 의한 표시 장치의 제8 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 평면 모식도이며, 도9a는 평면도, 도9b는 도9a의 C-C′선에 따른 단면도이다. 또한, 도9b에서는 배면 기판(SUB1)에 구비되는 음극 배선이나 전방면 기판(SUB2)에 구비되는 형광체 등은 도시를 생략하고 있다. 본 실시예는, 제어 전극(MRG)의 배면에 y 방향으로 긴 돌출부(BRG)를 형성하고 있다. 이 돌출부(BRG)는 그룹화한 음극 배선(CL)의 인접하는 공간에 위치시키고 있다.

그리고, 제어 전극(MRG)의 돌출부(BRG)의 양단부에 오목부(ALC)를 형성하고, 인접하는 제어 전극(MRG)에 대해서도 동일한 위치에 오목부(ALC)를 형성하고 있다. 따라서, 서로 인접하는 제어 전극(MRG)의 상기 오목부(ALC)와 양 제어 전극(MRG)의 간극으로 x 방향과 y 방향으로 교차하는 공간이 형성된다. 이 공간에, 전방면 패널[전방면 기판(SUB2)]과의 사이의 간격을 규제하는 간격 유지 부재(SPC)를 설치한다. 이 간격 유지 부재(SPC)는 유리 등의 절연재로 구성되어 대략 열십(十)자형의 단면을 갖고, 배면 기판(SUB1)과 전방면 기판(SUB2) 사이의 간격을 소정치로 유지한다.

또, 돌출부(BRG)는 복수의 돌기 배열로 하거나, 제어 전극(MRG)의 폭 방향 양단부[오목부(ALC)의 단부]에만 형성할 수도 있고, 또한 이 돌출부(BRG) 대신에 도5에서 설명한 것과 동일한 절연층으로 할 수도 있다.

본 실시예에 의해, 음극 배선의 복수마다를 1군으로서 그룹화함으로써 각 그룹 사이의 공간이 넓게 확보되어, 제어 전극(MRG)을 배면 기판(SUB1)에 구비되는 음극 배선(CL)에 대해 소정의 간극으로 설치하는 여유도가 향상된다. 또한, 간격 유지 부재(SPC)의 설치 여유도가 향상되어, 전방면 기판(SUB2)을 배면 기판(SUB1)에 대해 소정의 간격을 유지하여 용이하게 조립할 수 있다.

도10은 본 발명에 의한 표시 장치의 전방면 패널을 제거하여 밀봉 프레임과 함께 도시한 배면 패널의 평면도이다. 배면 패널(PN1)을 구성하는 배면 기판(SUB1)은 유리 혹은 알루미나 등을 적합하게 하는 절연 재료로 구성되고, 그 내면에 상기한 카본나노튜브 등의 전자원을 갖는 음극 배선(CL)과 제어 전극(MRG)을 갖는다. 음극 배선(CL)은 배면 기판(SUB1) 상의 y 방향으로 연장하고, 이 y 방향으로 교차하는 x 방향에 다수개 병설된다. 음극 배선(CL)은 은 등을 포함하는 도전 페이스트의 인쇄 등으로 패터닝되어, 그 단부로부터 음극 배선 인출 단자(CL - T)가 밀봉 프레임(MFL)의 외측으로 인출되어 있다. 또, 도10에서는 음극 배선 인출 단자(CL - T)를 배면 기판(SUB1)의 한 변으로만 인출하고 있지만, 대향하는 양 변으로 인출해도 좋다.

제어 전극(MRG)은 전자원을 갖는 음극 배선(CL)의 상방에 근접하여, x 방향으로 연장하여 y 방향에 다수 병설된다. 제어 전극(MRG)은 표시 영역(AR)의 외측에 설치한 고정부에서 유리재 등의 절연체로 이루어지는 압박 부재(HLM) 등으로 배면 기판(SUB1)에 고정된다. 이 고정부의 근방에서 제어 전극(MRG)에 제어 전극 인출 단자(MRG - T)가 접속되어 밀봉 프레임(MFL)의 외측으로 인출되어 있다. 이 제어 전극 인출 단자(MRG - T)는 배면 기판(SUB1)의 한 변으로만 인출하고 있지만, 대향하는 양 변으로 인출해도 좋다. 음극 배선(CL)과 제어 전극(MRG)의 교차부에 단위 화소가 형성된다. 또, 밀봉 프레임(MFL)에 압박 부재(HLM)의 기능을 갖게 할 수도 있다.

그리고, 음극 배선(CL)과 제어 전극(MRG) 사이의 전위차로 음극 배선(CL)에 구비되는 전자원로부터의 전자의 방출량(온ㆍ오프를 포함함)을 제어한다. 한편, 도시하지 않은 전방면 패널을 구성하는 전방면 기판 상에 형광체와 양극을 갖는다. 형광체는 음극 배선(CL)과 제어 전극(MRG)의 교차부에 형성되는 화소에 대응하여 형성된다.

도11은 본 발명에 의한 표시 장치의 등가 회로예를 설명한 블럭도이다. 도면 중에 파선으로 나타낸 영역은 표시 영역(AR)이며, 이 표시 영역(AR)에 음극 배선(CL)과 제어 전극(MRG)이 서로 교차하여 배치되어 n ×m의 매트릭스가 형성되어 있다. 매트릭스의 각 교차부는 단위 화소를 구성하고, 도면 중에 C - PX로 나타낸 R, G, B의 그룹에서 컬러 1 트리오 화소를 구성한다. 음극 배선(CL)은 음극 배선 인출 단자(CI - T)(X1, X2, … Xn)로 영상 신호 구동 회로(XDR)에 접속된다. 제어 전극(MRG)은 제어 전극 인출 단자(MRG - T)(Y1, Y2, … Yn)로 주사 구동 회로(YDR)에 접속되어 있다.

영상 신호 구동 회로(XDR)에는 외부 신호원으로부터 영상 신호(XDS)가 입력되고, 주사 구동 회로(YDR)에는 마찬가지로 제어 신호(동기 신호 등)(YDS)가 입력된다. 이에 의해, 제어 전극(MRG)과 음극 배선(CL)에서 차례로 선택된 소정의 화소가 소정의 색으로 발광하여, 2차원의 영상을 표시한다. 본 구성예의 표시 장치에 의해, 비교적 저전압으로 고효율의 플랫 패널형 표시 장치가 실현된다.

도12는 본 발명의 표시 장치에 있어서의 간격 유지 부재의 설치 상태의 일예를 모식적으로 설명하는 전개 사시도이다. 배면 패널(PN1)이나 전방면 패널(PN2)의 구성은 도시를 생략하고 있다. 본 예에서는 간격 유지 부재(SPC)를 y 방향, 예를 들어 도9a에서 설명한 음극 배선(CL)의 연장 방향으로 연장시켜, x 방향에 병설하고 있다. 이 간격 유지 부재(SPC)는, 예를 들어 도9a에 있어서의 제어 전극(MRG)에 형성한 돌출부(BRG) 상에 다수의 제어 전극(MRG)을 횡단시켜 적재한다. 또한, 이 간격 유지 부재(SPC)는 도9a의 음극 배선의 그룹마다 설치하는 것에 한정되는 것은 아니며, 복수의 그룹마다 설치해도 좋다. 또한, 이 간격 유지 부재(SPC)는 도9a 등에 도시한 제어 전극(MRG)의 인접 공간에서 다수의 음극 배선(CL)을 횡단하도록 설치해도 좋다. 이 경우도, 복수의 제어 전극(MRG)마다 설치할 수 있다.

도13은 본 발명에 의한 표시 장치의 전체 구성의 일예를 모식적으로 설명한 단면도이다. 배면 패널(PN1)에는 그 내면에 y 방향으로 연장하고, x 방향에 병설된 다수개의 음극 배선(CL)을 갖는다. 이 음극 배선(CL) 상에는 카본나노튜브 등의 전자원(CS)을 갖는다. 또한, 전방면 기판(PN2)의 내면에는 양극(APE) 및 형광체(PHS)를 갖는다. 또, 형광체(PHS)를 덮어 양극(APE)을 형성해도 좋다. 배면 패널(PN1)과 전방면 패널(PN2)은 간격 유지 부재(SPC)에 의해 소정의 간격으로 규제되어 있다. 배면 패널(PN1)과 전방면 패널(PN2)의 양자의 내주연에는 유리 등의 절연재로 형성된 밀봉 프레임(MFL)을 개재 삽입하여 접합되어 있다. 접합된 내부를 진공으로 하여 구성된다.

본 구성예에서는 음극 배선(CL)을 그룹화시키고 있고, 그룹 내의 음극 배선(CL) 사이의 간극을 d2, 인접하는 그룹과의 간극을 d1이라 하였을 때, d1 > d2로 되어 있다. 이 간극(d1)에 상기 도6 등에서 설명한 제어 전극(MRG)에 구비되는 돌출부(BRG)가 위치한다. 또한, 간격 유지 부재(SPC)는 상기 돌출부(BRG)의 전방면 패널(PN2)측에 적재되어 상기 전방면 패널(PN2)과 배면 패널(PN1)을 소정의 간격으로 유지하고 있다.

전방면 패널(PN2)에 구비되는 형광체(PHS)는 등간격으로 해도 좋지만, 본 구성예에서는 음극 배선(CL) 사이의 간극에 대응하여 그룹화하고, 1 그룹 내의 형광체(PHS) 사이의 간극을 d4라 하고, 인접하는 그룹 사이의 간극을 d3이라 하였을 때, d3 > d4로 하고 있다. 이에 의해, 인접한 그룹의 형광체에 전자가 닿는 것을 저감할 수 있다. 또한, 양극(APE)을 그룹화해도 좋다. 이에 의해, 제어 전극(MRG)과 음극 배선(CL)에서 차례로 선택된 소정의 화소가 소정의 색으로 발광하여, 2차원의 영상을 표시한다. 본 구성예의 표시 장치에 의해, 비교적 저전압으로 고효율의 플랫 패널형의 표시 장치를 실현할 수 있다.

도14는 본 발명에 의한 표시 장치의 배면 패널에 대한 전방면 패널의 형광체 배치예의 모식도이다. 표시 영역(AR)은 x 방향으로 긴 변을 갖는 직사각형이며, 컬러 표시를 위한 각 형광체(R, G, B)는 x 방향으로 배열되어 있다. x 방향은 제어 전극의 연장 방향, y 방향은 음극 배선의 연장 방향, z 방향은 전방면 기판측을 나타낸다. 도면 중, 참조 부호 EXC는 배기관의 위치를 나타낸다.

도15는 본 발명의 표시 장치를 실장한 전자 기기의 일예로서의 텔레비전 수상기의 외관도이다. 이 텔레비전 수상기의 표시부(DSP)에는 상기한 표시 장치가 실장되어, 그 표시 영역(AR)이 관찰 창으로서 노출되어 있다. 이 표시부(DSP)는 스탠드부(STD)에서 꽂아 설치되어 유지되어 있다. 또, 이 텔레비전 수상기의 형상은 어디까지나 일예이며, 이 밖에 여러 가지 형상을 갖는 것으로 할 수 있다.

이상과 같이, 여러 가지 실시예를 이용하여 본 발명을 설명해 왔지만, 발명의 목적이나 효과로부터 고려하여 필수가 아닌 구성 요소에 대해서는 적절하게 생략이나 변경이 가능하다. 예를 들어, 제어 전극의 구조가 별도의 부재로서 제작한 판 부재에 한정되지 않는 것에 대해서는, 별도의 부재가 아닌 박막으로 형성해도 좋다. 또한, 제어 전극을 음극 배선보다도 하층에 배치한 언더게이트 구조로 해도 좋다. 또한, 제어 전극을 생략하여 2 극관의 구성으로 해도 좋다. 혹은, 집속 전극을 추가하여 4 극관의 구성으로 해도 좋다.

또한, 단순 매트릭스형이 아닌 액티브 소자를 이용한 액티브 매트릭스형으로 해도 좋다. 상기하였지만, 양극의 구조나 양극과 형광체와의 적층순에 대해서도 양극을 금속으로 하고, 전방면 기판과 양극 사이에 형광체를 배치한 소위 메탈백 구조로 해도 좋다. 그 밖의, 상기한 이외에도 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 음극 배선을 배선부와 음극부로 형성하고, 배선부는 신호의 전달에 필요로 하게 되는 만큼의 가는 것으로 하고, 전자원을 형성하는 음극부의 면적을 아일랜드형으로 넓게 형성한다. 또한, 복수의 음극 배선을 군화(그룹화 : 그룹핑)하고, 그 각 음극부는 제어 전극에 구비되는 전자 통과 구멍에 대응시킨 위치에 형성하고, 배선부 사이의 간극을 작게 함으로써, 인접하는 군 사이에 비교적 큰 공간을 확보할 수 있다. 그리고, 이 공간을 이용하여 배면 기판으로의 제어 전극의 설치에 있어서의 여유도 및 전방면 기판을 접합할 때의 양자간의 간격을 소정치로 유지하기 위한 간격 유지 부재의 설치 여유도를 크게 할 수 있어, 제어 전극의 전자 통과 구멍과의 사이의 정렬을 쉽게 하여, 조립 작업의 용이화가 실현된다. 그 결과, 수율이 향상되어 비용 저감이 가능해져, 표시 품질이 양호한 표시 장치를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 표시 장치의 제1 실시예를 설명하는 배면 패널에 구비되는 음극 배선의 주요부 평면 모식도.

도2는 도1에 있어서의 음극 배선의 구성을 알기 쉽게 도시한 모식도.

도3은 본 발명에 의한 표시 장치의 제2 실시예를 설명하는 배면 패널에 구비되는 음극 배선의 주요부 평면 모식도.

도4는 본 발명에 의한 표시 장치의 제3 실시예를 설명하는 배면 패널에 구비되는 음극 배선의 주요부 평면 모식도.

도5a 및 도5b는 본 발명에 의한 표시 장치의 제4 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 모식도.

도6a, 도6b 및 도6c는 본 발명에 의한 표시 장치의 제5 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 모식도.

도7은 본 발명에 의한 표시 장치의 제6 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 평면 모식도.

도8은 본 발명에 의한 표시 장치의 제7 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 평면 모식도.

도9a 및 도9b는 본 발명에 의한 표시 장치의 제8 실시예를 설명하는 배면 패널과 전방면 패널 조합의 주요부 평면 모식도.

도10은 본 발명에 의한 표시 장치의 전방면 패널을 제거하여 밀봉 프레임과 함께 도시한 배면 패널의 평면도.

도11은 본 발명에 의한 표시 장치의 등가 회로예를 설명한 블럭도.

도12는 본 발명의 표시 장치에 있어서의 간격 유지 부재의 설치 상태의 일예를 모식적으로 설명한 전개 사시도.

도13은 본 발명에 의한 표시 장치의 전체 구성의 일예를 모식적으로 설명한 단면도.

도14는 본 발명에 의한 표시 장치의 배면 패널에 대한 전방면 패널의 형광체 배치예의 모식도.

도15는 본 발명의 표시 장치를 실장한 전자 기기의 일예로서의 텔레비전 수상기의 외관도.

도16a 및 도16b는 리본형의 금속 박판을 제어 전극으로서 이용한 전계 방출형 표시 장치의 개략 구조를 설명한 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

PN1 : 배면 패널

PN2 : 전방면 패널

MFL : 밀봉 프레임

SUB1 : 배면 기판

SUB2 : 전방면 기판

CL : 음극 배선

MRG : 제어 전극

APE : 양극

PHS : 형광체

INS : 절연층

CL - T : 음극 배선 인출 단자

MRG - T : 제어 전극 인출 단자

EXC : 배기관

BRG : 돌출부

ALC : 오목부

CLB : 배선부

CLA : 음극부

EPH : 전자 통과 구멍

SPC : 간격 유지 부재

AR : 표시 영역

HLM : 압박 부재

XDR : 영상 신호 구동 회로

YDS : 제어 신호

XDS : 영상 신호

YDR : 주사 구동 회로

DSP : 표시부

STD : 스탠드부

Claims (11)

1. 일방향으로 연장하여 상기 일방향으로 교차하는 다른 방향에 병설된 다수개의 음극 배선과, 상기 다른 방향으로 연장하여 상기 일방향에 병설되어 상기 음극 배선과 절연되어 설치된 다수개의 제어 전극을 내면에 갖는 배면 기판과,

   상기 배면 기판에 대해 소정의 간격을 두고 대향 배치되어, 표시 영역을 구성하는 형광체 및 양극을 내면에 갖는 전방면 기판을 갖는 표시 장치이며,

   상기 배면 기판과 상기 전방면 기판의 간격을 유지하기 위한 간격 유지 부재를 상기 표시 영역 내에 갖고,

   상기 형광체는 3색(적색, 녹색, 청색)으로 구성되고, 상기 음극 배선은 상기 3색(적색, 녹색, 청색)에 대응하는 3개씩의 군으로 구성되고,

   상기 다수개의 음극 배선은 상기 일방향으로 연장하는 배선부와, 상기 배선부보다도 상기 다른 방향의 폭이 넓은 음극부를 갖고,

   상기 음극부에 전자원을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 음극 배선의 인접하는 군의 음극 배선 사이의 간격이 동일군 내의 음극 배선 사이의 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 음극 배선의 인접하는 군의 음극 배선 사이의 간격이 동일군 내의 음극 배선 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 음극 배선의 각 군의 중앙으로부터 상기 다른 방향의 단부측으로 떨어져 위치하는 음극부는 상기 음극부에 접속되는 배선부에 관하여 비대칭인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 군 중앙의 음극 배선의 음극부는 상기 배선부의 연장 방향에 관하여 대칭이고, 양측의 음극 배선의 음극부는 상기 배선부의 연장 방향에 관하여 비대칭인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 음극 배선의 군 사이에 상기 제어 전극을 배면 기판과 소정의 간극으로 유지하는 절연층을 설치한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제어 전극의 상기 배면 기판측에 상기 배면 기판에 접촉시켜 상기 제어 전극과 배면 기판의 사이를 소정의 간극으로 유지하는 돌출부를 갖고, 상기 돌출부를 상기 음극 배선의 군 사이에 위치시킨 것을 특징으로 하는 표시 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 간격 유지 부재는 상기 음극 배선의 군 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 간격 유지 부재는 상기 제어 전극 사이에서 상기 배면 기판에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
11. 삭제