KR100657953B1 - 전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법이 개시된다.
개시되는 전계 방출 표시장치의 실링 구조는 상부 기판; 하부 기판; 스페이서(spacer); 및 프릿(frit);을 구비하고, 상기 프릿에는 적어도 하나의 배기구가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 전계 방출 표시장치의 제조 방법은 하부 기판과 상부 기판을 마련하는 단계; 적어도 하나의 배기구가 형성된 프릿(frit)을 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 설치하는 단계; 및 상기 프릿이 용융되어 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이가 밀폐되도록, 상기 하부 기판 위에 상기 상부 기판을 정렬시킨 상태로 소정 온도로 가열하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조에 의하면, 내부 가스의 배출이 용이하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 스페이서의 파손을 방지하면서, 전계 방출 표시장치의 내부가 신뢰성있게 밀폐될 수 있는 장점이 있다.
프릿, 배기, 스페이서

Description

전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법{Sealing structure of a field emission display device, and a manufacturing method of the same}
도 1은 종래의 패키징 공정 중 소정 전의 탄소나노튜브 상태를 나타내는 도면.
도 2는 1에 도시된 탄소나노튜브의 종래의 패키징 공정이 수행된 후의 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 1 실시예를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 2 실시예를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 프릿의 제 1 결합예를 나타내는 사시도.
도 7은 도 5에 도시된 프릿의 제 2 결합예를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 3 실시예를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 다른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 4 실시예를 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 다른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 5 실시예를 나타내는 사시도.
도 11은 도 8에 도시된 프릿의 제조 공정 중 각 부재의 결합 전 상태를 나타내는 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 각 부재의 결합 후 상태를 나타내는 사시도.
도 13은 도 9에 도시된 프릿의 제조 공정 중 각 부재의 결합 전 상태를 나타내는 사시도.
도 14는 도 13에 도시된 각 부재의 결합 후 상태를 나타내는 사시도.
도 15a 내지 도 15d는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법을 나타내는 공정도들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전계 방출 표시장치 의 실링 구조 20 : 하부 기판
30 : 상부 기판 40 : 프릿
41 : 베이스 42, 43 : 요철부
44 : 연결부 45 : 몸체부
46 : 배기홀 60 : 스페이서
본 발명은 전계 방출 표시장치(field emission display device)에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전계 방출 표시장치는 평판 디스플레이 장치의 일종으로서, 전자를 방출하는 팁형 또는 웨지형의 캐소드와 형광체가 도포된 애노드로 이루어지며, 이 형광체에 상기 캐소드의 임의의 곳으로부터 방출된 전자가 충돌하면, 형광체가 발광하여, 원하는 패턴 또는 문자나 기호를 표시하는 디스플레이이다. FED는 최소한의 전력소모로도 고해상도, 고휘도의 칼라 패턴을 표현할 수 있는 이점이 있다.
이러한 전계 방출 표시장치는 전계집중을 위하여 마이크로팁 형상의 캐소우드를 형성하며, 그 위에 전계유도를 위한 게이트 및 형광체가 도포된 애노드를 형성하고, 다수의 마이크로팁으로부터 전자방출을 유도하여, 발생된 전자를 투명 전도막이 형성된 애노드의 형광체에 충돌시킴으로써, 형광체가 자극을 받아 형광체의 최외각 전자들이 여기되고, 천이되는 과정에서 발생된 빛을 이용하여 원하는 화상표시를 수행하게 되는 것으로, 전계 방출 표시장치에 관하여는 지속적으로 연구되어 오고 있다.
현재 전계 방출 표시장치의 기판은 패키징(packaging) 공정에 의해 제작된다. 애노드, 캐소우드를 가진 상부 기판과 하부 기판을 정렬시킨 다음, 소성로에서 400℃ 정도의 온도로 가열함으로써, 상기 패키징 공정이 수행된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 패키징 공정에 의하면, 고온의 공정 중에 소성로에 잔존하는 산소에 의해 탄소나노튜브(CNT)가 쉽게 산화되는 단점이 있다. 이러 한 현상은 도 1 및 도 2를 통해 설명한다.
도 1은 종래의 패키징 공정 중 소정 전의 탄소나노튜브 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 1에 도시된 탄소나노튜브의 종래의 패키징 공정이 수행된 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 종래의 패키징 공정 중 소성이 이루어지기 전에 비해, 소성이 이루어진 후 탄소나노튜브가 급격하게 감소됨을 알 수 있다. 본 실험예에서 탄소나노튜브는 87% 감소되었다.
상기와 같이 종래의 패키징 공정에 의하면, 탄소나노튜브의 산화가 발생하여 에미션(emission) 특성이 현저히 저하되는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 현재 소성로 내부의 산소를 완전히 제거하고, 질소 가스 등의 불활성 가스를 주입한 소성로에서 상기와 같은 가열 공정을 수행하고 있다.
본 발명은 전계 방출 표시장치를 실링하는 프릿의 형상 및 제작 방법을 개선하여, 에미션 특성의 감소를 방지하고, 공정시간 단축 및 고온 공정 단계를 감소시킬 수 있는 전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조는 상부 기판; 상기 상부 기판과 소정 거리로 이격된 하부 기판; 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간 격을 유지시키는 스페이서(spacer); 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이를 밀폐하는 프릿(frit);을 구비하고, 상기 프릿에는 적어도 하나의 배기구가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 배기구는 프릿에 대하여 홈 형상을 이룰 수 있다.
상기 배기구는 프릿에 대하여 홀 형상을 이룰 수 있다.
상기 프릿은 상호간의 연결을 위한 연결부가 형성될 수 있다.
상기 연결부는 상기 프릿의 양 끝단에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 프릿은 내부 가스를 흡착하는 게터(getter)가 설치되는 게터 결합홈을 더 구비할 수 있다.
상기 프릿은 적어도 두 개의 별개 부재를 각각 성형한 후 결합하여 제조될 수 있다.
상기 별개 부재들은 몰딩과 사출 성형 중 어느 하나에 의하여 성형될 수 있다.
상기 하부 기판과 상기 상부 기판 중 어느 하나에 단수개의 진공 배기관이 형성될 수 있다.
본 발명에 다른 전계 방출 표시장치의 제조 방법은 하부 기판과 상부 기판을 마련하는 단계; 적어도 하나의 배기구가 형성된 프릿(frit)을 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 설치하는 단계; 및 상기 프릿이 용융되어 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이가 밀폐되도록, 상기 하부 기판 위에 상기 상부 기판을 정렬시킨 상태로 소정 온도로 가열하는 단계;를 포함한다.
상기 가열하는 단계 전에 상기 프릿과 소정 간격으로 이격된 스페이서(spacer)를 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법은 하부 기판과 상부 기판을 마련하는 단계; 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 스페이서(spacer)를 형성하는 단계; 상기 스페이서의 길이보다 소정 길이만큼 더 긴 프릿(frit)을 상기 스페이서와 소정 간격으로 이격시켜 형성하는 단계; 및 상기 프릿의 높이가 감소되어 상기 스페이서가 상기 하부 기판과 상기 상부 기판와 접하도록, 상기 하부 기판 위에 상기 상부 기판을 정렬시킨 상태로 소정 온도로 가열하는 단계;를 포함한다.
상기 프릿은 적어도 하나의 배기구가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조에 의하면, 상기 실링 구조를 이루는 프릿에 배기홈 또는 배기홀이 형성되어, 내부 가스의 배출이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법에 의하면, 스페이서의 파손을 방지하면서, 전계 방출 표시장치의 내부가 신뢰성있게 밀폐될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조 및 그 제조 방법을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 3은 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조를 나타내는 분해 사 시도이다.
도 3을 참조하면, 전계 방출 표시장치의 실링 구조(10)는 하부 기판(20)과, 상부 기판(30)과, 상기 하부 기판(20) 및 상기 상부 기판(30) 사이에 마련되는 프릿(40)을 구비한다.
상기 하부 기판(20)과 상기 상부 기판(30)에는 각각 애노드와 캐소드가 형성된다. 그리고, 상기 하부 기판(20)에는 전자를 방출하는 다수개의 CNT가 형성된다.
한편, 상기 상부 기판(30) 또는 상기 하부 기판(20)에는 그를 관통하는 진공 배기관이 단수개 형성된다. 본 발명에서는 상기 전계 방출 표시장치의 내부 가스를 배출하기 위한 별도의 배기구가 상기 프릿(40)에 형성되므로, 요구되는 진공 배기관의 개수가 감소될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 1 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)은 베이스(41)와, 상기 베이스(41)에 상호간에 소정 거리로 이격된 볼록부(42)와, 상기 돌출부(42) 사이에 형성된 오목부(43)를 구비한다. 상기 오목부(43)는 배기홈이 되어, 상기 전계 방출 표시장치 내부의 가스를 배기시키는 통로가 된다. 상기 프릿(40)의 배기량을 증대시키기 위하여, 상기 오목부(43)는 상호간에 소정 거리로 이격되어 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 상기 프릿(40)에는 요철부(42, 43)가 형성되어 있다. 상기와 같이 형성됨으로써, 소성로 내에서 상기 전계 방출 표시장치의 내부에 존재 하는 공기를 질소 가스 등의 불활성 가스로 대체할 때 등, 상기 전계 방출 표시장치의 내부에 존재하는 가스를 배출할 때 그 배출 속도와 배출량이 증대된다. 따라서, 상기 전계 방출 표시장치의 내부의 가스가 용이하게 배출된다.
도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 2 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)은 베이스(41)와, 상기 베이스(41) 위에 형성되는 요철부인 볼록부(42) 및 오목부(43)와, 상기 베이스(41)의 양 끝단에 형성되는 연결부(44)를 구비한다.
본 실시예에 따르면, 상기 프릿(40)에 연결부(44)가 형성됨으로써, 상기 프릿(40) 상호간에 용이하게 맞물린다. 따라서, 상기 프릿(40)의 결합이 용이해지는 장점이 있다.
도 6은 도 5에 도시된 프릿의 제 1 결합예를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)은 베이스(41)의 양 끝단에 형성된 연결부(44)가 상호간에 맞물려 연결된다. 본 결합예에 따르면, 상기 프릿(40)이 상호간에 소정 각도, 예를 들어 직각을 이루며 연결될 수 있다.
본 결합예에 따르면, 상기 프릿(40)의 상호간 결합 각도를 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 상기 전계 방출 표시장치의 실링 구조에 따라, 상기 프릿(40)의 상호간 결합 각도를 조절하여, 요구되는 구조를 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 7은 도 5에 도시된 프릿의 제 2 결합예를 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)의 양 끝단에 형성된 연결부(44)가 맞물림으로써, 상기 프릿(40)이 직선 형태로 연장될 수 있다.
본 결합예에 따르면, 상기 프릿(40)의 연결부(44)를 맞물려 그 전체 길이를 연장할 수 있다. 따라서, 상기 프릿(40)의 전체 길이를 용이하게 확장할 수 있어서, 상기 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 요구되는 길이를 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 3 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)은 몸체부(45)와, 상기 몸체부(45)에 형성되는 배기홀(46)을 구비한다. 상기 프릿(40)의 배기량을 증대시키기 위하여, 상기 배기홀(46)은 상호간에 소정 거리로 이격되어 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 상기 프릿(40)의 몸체부(45)에 배기홀(46)이 형성되어 있어, 상기 프릿(40)이 다른 부재, 예를 들어 상부 기판(30) 또는 하부 기판(20)과 맞닿지 아니하여도, 상기 전계 방출 표시장치의 내부 가스의 배기 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 전계 방출 표시장치의 실링 구조를 구현할 때, 상기 프릿(40)의 배치가 자유롭게 된다.
도 9는 본 발명에 다른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 4 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)은 몸체부(45)와, 상기 몸체부 (45)에 형성되는 배기홀(46)과, 상기 몸체부(45)의 양 끝단에 형성되는 연결부(47)를 구비한다. 상기 배기홀(46)은 상기 전계 방출 표시장치 내부의 가스를 배기시키는 통로가 된다. 상기 프릿(40)의 배기량을 증대시키기 위하여, 상기 배기홀(46)은 상호간에 소정 거리로 이격되어 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 상기 전계 방출 표시장치의 실링 구조를 구현할 때, 상기 프릿(40)의 배치가 자유로울 뿐만 아니라, 상기 연결부(47)로 인해 그 전체 길이에 대한 확장이 용이하게 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명에 다른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 프릿에 대한 제 5 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 프릿(40)은 몸체부(46)와, 상기 몸체부(45)에 형성되는 배기홀(46) 및 게터 결합홈(46)을 구비한다.
상기 게터 결합홈(46)은 상기 실링 구조의 제작 공정 중에 내부 가스의 흡입을 위한 게터(getter)가 장착되는 부분이다.
본 실시예에 따르면, 상기 게터 결합홈(46)에 장착된 게터에 의해, 상기 전계 방출 표시장치의 내부의 가스에 대한 흡입이 이루어지므로, 내부 가스가 용이하게 배출될 수 있다.
도 11은 도 8에 도시된 프릿의 제조 공정 중 각 부재의 결합 전 상태를 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시된 각 부재의 결합 후 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11 및 도 12를 함께 참조하면, 도 8에 제시된 실시예에 따른 프릿(40)은 요철부(51, 52)가 형성된 두 개의 상, 하부 부재(50)가 결합되어 제작될 수 있다.
상기와 같은 제작 방법에 의하면, 상기 요철부(51, 52)를 선가공 후 결합하여 상기 프릿(40)을 제작할 수 있어, 배기홀(46)을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 13은 도 9에 도시된 프릿의 제조 공정 중 각 부재의 결합 전 상태를 나타내는 사시도이고, 도 14는 도 13에 도시된 각 부재의 결합 후 상태를 나타내는 사시도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 도 9에 제시된 실시예에 따른 프릿(40)은 요철부(51, 52)가 형성된 하부 부재(50)와, 상기 하부 부재(50)와 결합하는 하단면이 평면을 이루는 상부 부재(53)가 결합되어 제작될 수 있다.
상기와 같은 제작 방법에 의하면, 상기 하부 부재(50)에만 상기 요철부(51, 52)를 형성하므로, 배기홀(46)을 형성하기 위한 가공 공정이 단순화되어, 상기 프릿(40)의 제작이 더욱 용이해질 수 있는 장점이 있다.
도 15a 내지 도 15d는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법을 나타내는 공정도들이다.
먼저, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(20)과, 상기 하부 기판(20)과 소정 거리로 이격된 상부 기판(30)을 마련한다.
그런 다음, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 상기 하부 기판(20) 위에 소정 높이를 가진 스페이서(spacer)(60)를 설치한다.
그 후, 도 15c에 나타낸 바와 같이, 상기 상부 기판(30)과 상기 하부 기판 (20) 사이에 프릿(40)을 설치한다. 상기 프릿(40)은 상기 스페이서(60)의 외곽에 그와 소정 거리로 이격되어 설치된다.
여기서, 상기 프릿(40)의 높이는 상기 스페이서(60)의 높이보다 소정 높이만큼 더 높다.
그런 다음, 도 15d에 나타낸 바와 같이, 상기 스페이서(60) 및 상기 프릿(40)이 설치된 상기 하부 기판(20) 및 상기 상부 기판(30)을 정렬된 상태로 소성로에서 소정 온도로 가열한다. 그러면, 상기 프릿(40)이 용융되면서 그 높이가 감소되어, 상기 프릿(40)의 높이와 상기 스페이서(60)의 높이가 거의 동일하게 된다. 그리고, 상기 프릿(40)이 상기 상부 기판(30) 및 상기 하부 기판(20)과 융착하게 되어, 내부가 밀폐된다.
상기와 같은 방법으로, 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조를 형성하면, 상기 스페이서(60)의 파손을 방지하면서, 상기 상부 기판(30) 및 상기 하부 기판(20) 사이가 신뢰성있게 밀폐될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조에 의하면, 상기 실링 구조를 이루는 프릿에 배기홈 또는 배기홀이 형성되어, 내부 가스의 배출이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법에 의하면, 스페이서의 파손을 방지하면서, 전계 방출 표시장치의 내부가 신뢰성있게 밀폐될 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 상부 기판;
    상기 상부 기판과 소정 거리로 이격된 하부 기판;
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간격을 유지시키는 스페이서(spacer); 및
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이를 밀폐하는 프릿(frit);을 구비하고,
    상기 프릿에는 적어도 하나의 배기구가 형성되어 있으며, 상기 배기구는 상기 프릿에 대하여 홀 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프릿은 상호간의 연결을 위한 연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 프릿의 양 끝단에 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프릿은 내부 가스를 흡착하는 게터(getter)가 설치되는 게터 결합홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프릿은 적어도 두 개의 별개 부재를 각각 성형한 후 결합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 별개 부재들은 몰딩과 사출 성형 중 어느 하나에 의하여 성형되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 중 어느 하나에 단수개의 진공 배기관이 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 하부 기판과 상부 기판을 마련하는 단계;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 스페이서(spacer)를 형성하는 단계;
    상기 스페이서의 길이보다 소정 길이만큼 더 긴 프릿(frit)을 상기 스페이서와 소정 간격으로 이격시켜 형성하는 단계; 및
    상기 프릿의 높이가 감소되어 상기 스페이서가 상기 하부 기판과 상기 상부 기판와 접하도록, 상기 하부 기판 위에 상기 상부 기판을 정렬시킨 상태로 소정 온도로 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프릿은 적어도 하나의 배기구가 형성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시장치의 실링 구조의 제조 방법.
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