KR100642288B1 - 평면 디스플레이 소자를 위한 유리섬유형 스페이서 및 그정렬 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 디스플레이 소자를 위한 유리섬유형 스페이서(Spacer) 및 그 정렬 방법에 관한 것으로서, 내부에 진공 유지층을 가지고 상판과 하판의 간격을 일정하게 유지시켜 주는 스페이서를 구비한 평면 디스플레이 소자로서 소정의 직경을 가진 유리섬유 형태의 스페이서를 사용하여 적당한 틀을 제작하고 게이트 전극층 간격대로 섬유를 상기 틀과 틀 사이에 고정한 후 틀의 길이 가변 축을 늘려 섬유의 장력을 가해 팽팽하게 만들고, 상기 틀과 틀에 고정된 섬유를 상판과 하판 사이의 원하는 위치에 맞추고 정전접합, 레이저 용접 또는 혼합물 유리로 고정시키고 나머지 섬유는 잘라냄으로써, 매우 단순한 공정으로 우수한 특성의 스페이서를 제공할 수 있게 되어 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

평면 디스플레이 소자를 위한 유리섬유형 스페이서 및 그 정렬 방법{Glass fiber type spacer for plate display degauss and sorting method thereof}

도 1 은 종래 전계방출 표시소자의 개략적인 단면 구조도,

도 2 는 종래 판형(plate)형의 일반적인 스페이서(Spacer) 상태도,

도 3 은 종래 스크린 프린팅(Screen printing)법으로 쌓아올린 스페이서 (Spacer) 상태도,

도 4 는 본 발명이 적용되는 유리섬유를 스페이서(Spacer)로 사용한 전계방출 소자의 개략적 단면 구조도,

도 5 는 본 발명에 따른 유리섬유 스페이서(Spacer) 정렬 방법 개략적 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 상판 200 : 하판

220 : 캐소드 전극층 280 : 게이트 전극층

310 : 유리섬유 320 : 구멍

400 : 틀 410 : 가변축

본 발명은 평판형 디스플레이 소자에 쓰이는 스페이서(Spacer) 및 그 정렬 방법에 관한 것으로, 특히 상판과 하판사이의 간격을 정확하고 균일하게 또한 화질의 저하없이 매우 간단한 공정으로 유지할 수 있도록 한 평면 디스플레이 소자를 위한 유리섬유형 스페이서(Spacer) 및 그 정렬 방법에 관한 것이다.

도 1 및 도 2 는 종래 전계방출 표시소자의 개략적인 단면 구조도 및 종래 판형(plate)형의 일반적인 스페이서(Spacer) 상태도를 나타낸 것으로서, 전자를 방출하는 에미터(Emitter)를 캐소드 전극층(20)에 설치하고 게이트 전극층(28)과 애노드 전극층(11)에 전압을 인가하면 상기 에미터에서 전자가 방출되어 상부기판(10)의 형광체(12a∼12c)를 발광시키게 되는데, 이때 상판(10)과 하판(20) 사이는 전자의 흐름을 방해하지 않도록 브라운관처럼 고진공(10^-6torr 이상) 상태이어야 하며, 그 결과 상판(10)과 하판(20) 사이에는 대기압으로 인해 큰 압력이 가해지게 된다.

이러한 현상은 평면 표시 소자의 면적이 커지면 커질수록 심하게 나타나게 되며, 이럴 때 심한 경우 상판(10)과 하판(20)이 달라 붙어 전기적으로 단락을 일으킬 수도 있으며, 또한 단락이 일어나지 않는다 하더라도 이 압력에 의하여 상판(10)과 하판(20)의 간격이 각각의 위치에 따라 다르게 줄어들게 되고, 따라서 상기 캐소드 전극층(22)과 애노드 전극층(11)에 인가되는 전기장의 세기가 달라지 게 되어 에미터에서 방출되는 전자의 양 및 세기에 영향을 미쳐 그 결과 평면 화면표시 소자의 휘도 균일성이 떨어지게 되는 문제가 발생된다.

그러므로 진공 형광 표시(Vacuum Fluorescence Display, 이하 VFD라 칭함)나 전계 방출 소자 등과 같이 내부에 진공 유지층을 갖는 평면 화면표시 소자는 상기 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 상판(10)과 하판(20) 사이에 반드시 스페이서(Spacer)가 들어가서 상판과 하판이 대기압에 눌려 서로 붙지 않고 일정한 간격을 유지할 수 있도록 해 주어야 한다.

종래의 기술은 상기 도 1 및 도 2에서 보는 것처럼 세라믹이나 유리 기판을 매우 얇게 만들어 상기 상판(10)과 하판(20)사이에 정렬하는 방법을 많이 써 왔으나 매우 얇은 두께(∼100㎛)의 기판을 매우 정확한 길이로 만드는 방법도 쉽지 않으며, 무엇보다도 이렇게 얇은 기판을 지지대(30)를 사용하여 상기 상판(10)과 하판(20)의 픽셀(pixel)과 픽셀(pixel) 사이의 정확한 위치에 정렬하는 방법이 쉽지 않아 스페이서(Spacer) 및 스페이서(Spacer) 설치(mount) 위치 식각 및 정렬을 일일이 수작업으로 처리해야 하는 문제, 즉 생산 단가가 비싸지며, 대량 생산의 측면에서 볼 때 생산이 매우 떨어지는 문제가 발생한다.

이에 따라 정렬의 편의성과 강도 때문에 상기 스페이서(Spacer)의 두께를 두껍게 만든다면 외부에서 스페이서의 존재가 인지되어 화면의 품질이 떨어지는 문제가 야기된다.

또한 이런 방법 이외에도 도 3에서 처럼 스크린 프린팅(screen printing)을 통하여 풀(paste)을 여러 번 겹쳐 발라 스페이서(Spacer)를 만드는 방법도 있으나 이럴 경우에는 생산성이 떨어지며, 공정의 특성상 패턴 마스크(pattern mask)가 필요하고 공정중 에미터가 오염될 수도 있으며, 겹쳐 쌓아 나가다 보니 아래쪽 부분이 윗쪽 부분보다 넓어져 집적도 향상에도 불리한 문제가 있다.

그밖에 유리 구슬이나 십자 모양 스페이서를 사용하는 경우도 있으나 이런 경우 모두 상판과 하판 사이의 원하는 정확한 위치에 정렬한다는 것이 그리 쉬운 일이 아니며 이에 따라 생산성이 떨어지는 문제가 발생한다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 일정한 직경을 가지는 섬유를 스페이서(Spacer)로 활용하고, 상판과 하판의 간격을 균일하고 손쉽게 유지하도록 만드는 유리섬유형 스페이서 및 그 정렬 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 소정의 직경을 가진 유리섬유 형태의 스페이서를 사용하여 적당한 틀을 제작하고 게이트 전극층 간격대로 섬유를 상기 틀과 틀 사이에 고정한 후 틀의 길이 가변 축을 늘려 섬유의 장력을 가해 팽팽하게 만드는 제 1 단계 및 상기 틀과 틀에 고정된 섬유를 상판과 하판 사이의 원하는 위치에 맞추고 정전접합, 레이저 용접 또는 혼합물 유리로 고정시키고 나머지 섬유는 잘라내는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명이 적용되는 유리섬유를 스페이서(Spacer)로 사용한 전계방출 소자의 개략적 단면 구조도로서, 상판(100)과 하판(200) 사이의 게이트 전극층(280)과 게이트 전극층 사이 또는 캐소드 전극층(220)과 캐소드 전극층 사이에 종래의 판형 스페이서(Spacer) 대신에 섬유(310) 형태의 스페이서를 삽입하였는데, 단 이 형태에서는 상기 섬유(310)의 특성상 높이와 넓이의 비(aspect ratio)가 1:1 이므로 상판과 하판의 간격을 너무 많이 띄울 수 없게 된다(최대 ∼300㎛ 정도).

만약 상기 상판과 하판의 간격을 300㎛ 정도 이상 띄우게 되면, 스페이서(Spacer)가 차지하는 두께 때문에 디스플레이 소자 외부에서 스페이서의 존재 여부를 알게 되어 화면 품위가 떨어짐에 따라 고전압형 전계방출 소자보다는 주로 저전압형 전계방출 소자에 적용이 가능하다.

그러나 상기 저전압형 전계방출 소자에서는 유리섬유의 직경을 조절하는 것이 손쉽고, 일정한 규격의 유리섬유는 대량생산되므로 단가가 매우 저렴하기 때문에 기존의 스페이서(Spacer)들과 달리 복잡하고 까다로운 제조공정이 필요 없으며, 매우 저렴한 방법으로 상판(100)과 하판(200)사이 간격을 원하는 만큼 띄우고 유지할 수 있다.

또한 상기 섬유(310)를 게이트 전극층(280) 사이에 정렬하는 방법에는 여러 가지가 있으나 도 5와 같이 먼저 적당한 틀(400)을 제작하여 게이트 전극층의 간격대로 섬유(310)를 틀(400)에 고정한 후 틀의 길이 가변 축(410)을 늘려서 섬유(310)의 장력을 가해 팽팽하게 만들고, 이 틀과 틀에 고정된 섬유를 상판(100) 과 하판(200)사이의 원하는 위치에 맞춘 후, 정전접합, 레이저 용접 또는 혼합물 유리(frit glass) 등으로 접합시키고 나머지 섬유는 잘라내어 틀을 벗기면 끝이기 때문에 정렬 방법 또한 매우 단순해서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

상기 유리섬유(310)는 인장강도 및 섬유 직경 방향 압축강도가 매우 높기 때문에 잘 변형이 일어나지 않아 적은 수로도 충분한 크기의 지지력을 발휘할 수 있고, 상기 상판(100)과 하판(200)사이의 간격도 매우 균일하게 유지시켜 줄 수 있으며, 또한 유리는 휼륭한 부도체일 뿐만 아니라 화학적으로 안정하여 전계방출 소자 내부에 악영향을 미치지 않아 스페이서(Spacer) 재료로 적당하며, 도 6과 같이 유리섬유의 장축과 직각 방향에 적당한 크기의 구멍(320)을 레이저로 뚫어도 유리섬유의 강도에 큰 영향이 없으므로 진공배기시 진공배기도(conductance) 향상에 상당한 도움을 줄 수 있으며, 그리고 상기 유리섬유의 또 다른 장점으로는 유리섬유 자체가 빛을 많이 투과시키기 때문에 눈에 잘 보이지 않는(invisible) 특성을 가지고 있다.

따라서 다소 굵은 직경의 유리섬유를 사용한다 하더라도 디스플레이 소자 외부에서 스페이서(Spacer)의 존재 여부를 잘 식별하지 못해 화면 품위를 떨어뜨리지 않는 아주 중요한 장점을 가지고 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스페이서(Spacer)를 얇은 두께의 진공영역을 사용하는 평면 화면표시 소자에 사용함으로써, 매우 단순한 공정으로 우수한 특성의 스페이서를 제공할 수 있게 되어 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 내부에 진공 유지층을 가지고 상판과 하판의 간격을 일정하게 유지시켜 주는 스페이서를 구비한 평면 디스플레이 소자에 있어서,

   소정의 직경을 가진 유리섬유 형태의 스페이서를 사용하되, 상기 스페이서는 장축과 직각 방향으로 소정 크기의 구멍을 뚫어 다수개 구성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 유리섬유형 스페이서.
2. 삭제
3. 삭제
4. 소정의 틀을 제작하여 게이트 전극층 간격대로 유리섬유를 상기 틀과 틀 사이에 고정한 후 틀의 길이 가변 축을 늘려 상기 유리섬유의 장력을 가해 팽팽하게 만드는 제 1 단계;

   상기 틀과 틀에 고정된 상기 유리섬유를 상판과 하판 사이의 원하는 위치에 맞추고 상기 유리섬유의 장축과 직각 방향에 소정 크기의 구멍을 뚫고, 정전접합, 레이저 용접 또는 혼합물 유리로 고정시키고 나머지 상기 유리섬유는 잘라내는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이 소자를 위한 유리섬유형 스페이서 정렬 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images