KR100972619B1 - 게터를 구비한 진공 표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포켓의 부피를 증가시키지 않고도 게터 물질을 고밀도로 충진하여 게터의 흡착 성능을 높이고, 게터 물질에 의한 표시소자 내부의 오염을 방지할 수 있는 진공 표시소자에 관한 것으로서,

실링 물질에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하는 제1 및 제2 기판과; 제1 및 제2 기판 상에 설정된 표시 영역 상에 배치되어 표시를 행하는 표시부와; 제1 기판 중 비표시 영역 상에 형성된 게터 홀과 연결되어 진공 용기 외부에 설치되는 게터부를 포함하며, 게터부가 진공 용기 외부에 고정되는 포켓과; 포켓 내부에 충진되는 파우더형 게터와; 포켓의 내, 외부에 걸쳐 배치되고 파우더형 게터와 접촉되는 전극과; 진공 용기와 게터 사이에 설치되는 가스 투과형 멤브레인을 포함하는 진공 표시소자를 제공한다.

진공, 표시소자, 전계방출, 게터, 증발형, 비증발형, 파우더형, 포켓

Description

게터를 구비한 진공 표시소자{VACUUM DISPLAY DEVICE WITH GETTER}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 표시소자의 부분 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 게터부의 확대도이다.

도 3과 도 4는 각각 도 2에 도시한 전극의 다른 실시예를 설명하기 위한 게터부의 단면도이다.

도 5와 도 6은 각각 도 2에 도시한 멤브레인의 다른 실시예를 설명하기 위한 게터부의 단면도이다.

본 발명은 진공 표시소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시소자 내부의 잔류 유해 가스를 제거하여 표시소자 내부를 고진공으로 유지시키는 게터를 구비한 진공 표시소자에 관한 것이다.

대표적인 진공 표시소자로서 음극선관과 전계 방출 표시소자 및 형광 표시관 등이 있다. 음극선관은 전자총에서 방출된 전자빔으로 형광 스크린을 발광시켜 소정의 영상을 구현하며, 전계 방출 표시소자와 형광 표시관은 각각 에미터와 필라멘트에서 방출된 전자들을 애노드 전극에 구비된 형광막에 충돌시켜 이를 발광시킴으 로써 소정의 표시를 행한다.

이러한 진공 표시소자는 내부가 고진공으로 유지될 때에 전자 방출 특성이 우수해지므로, 배기 후 표시소자 내부의 잔류 유해 가스를 흡착하여 제거하는 게터를 구비하고 있다. 게터에는 증발형 게터(EG; evaporable getter)와 비증발형 게터(NEG; non-evaporable getter)가 있다.

한편, 음극선관의 경우에는 게터를 장착할 수 있는 공간에 제약이 없으나, 전계 방출 표시소자와 같이 대면적 표시소자이면서 상, 하판 사이의 간격이 극히 작은 경우에는 진공 배기가 용이하지 않을 뿐만 아니라 장착할 수 있는 게터의 양과 종류 및 위치에도 제약을 받게 된다.

즉, 후자의 경우 대부분의 게터는 필렛 혹은 밴드 형태로 되어 있으며, 가열, 외부 전류 인가, 고주파 인가 등의 방법으로 활성화되어 표시소자 내부의 잔류 유해 가스를 흡착하게 된다. 이러한 게터는 표시소자 외곽의 비유효면에 장착되는 것이 일반적이며, 기판에 형성된 홀을 통해 표시소자 내부와 연결된다.

이 때, 유효한 게터 물질의 양은 장착된 필렛 혹은 밴드의 표면적에 의존하는데, 표면적을 증가시키기 위해 스프링 모양으로 꼬여진 밴드 형태의 게터를 장착하는 경우에도 게터 물질의 증량에는 일정한 한계가 있으므로 원하는 흡착 성능을 발휘하지 못하게 된다.

따라서 협소한 공간에 가능한 많은 양의 게터 물질을 장착해야 하지만, 현재의 게터로는 고밀도로 충분한 양의 게터 물질을 충진하기 어려우며, 게터 물질의 양을 늘리면 게터 물질을 담는 포켓의 부피가 증가하여 표시소자 취급이 어려워진 다. 또한, 종래의 게터는 기판에 형성된 홀을 통해 표시소자 내부와 항상 연결되어 있으므로, 표시소자 내부가 게터 물질에 의해 오염될 수 있는 소지를 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 포켓의 부피를 증가시키지 않고도 게터 물질을 고밀도로 충진하여 게터의 흡착 성능을 높이고, 게터 물질에 의한 표시소자 내부의 오염을 방지할 수 있는 진공 표시소자를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

실링 물질에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하는 제1 및 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 상에 설정된 표시 영역 상에 배치되어 표시를 행하는 표시부와, 제1 기판 중 비표시 영역 상에 형성된 게터 홀과 연결되어 진공 용기 외부에 설치되는 게터부를 포함하며, 게터부가 진공 용기 외부에 고정되는 포켓과, 포켓 내부에 충진되는 파우더형 게터와, 포켓의 내, 외부에 걸쳐 배치되고 파우더형 게터와 접촉되는 전극과, 진공 용기와 게터 사이에 설치되는 가스 투과형 멤브레인을 포함하는 진공 표시소자를 제공한다.

상기 게터는 비증발형 게터로서, 지르코늄과 바나듐 및 철의 합금 물질과, 지르코늄과 알루미늄의 합금 물질 중 어느 하나가 바람직하다. 상기 전극은 포켓 내부에서 스프링 모양으로 꼬여진 중간부를 구비하며, 중간부 표면에는 게터 물질이 도포된 게터막이 형성될 수 있다.

상기 멤브레인은 게터 물질의 입도보다 작은 크기의 미세 투과공을 가지며, 게터 홀의 상, 하단을 덮으면서 제1 기판에 고정되거나, 파우더형 게터를 감싸면서 포켓 내부에 위치할 수 있다. 또한 멤브레인은 포켓 개구부를 덮으면서 포켓에 고정될 수 있다.

상기 표시부는 제1 기판 상에 형성되는 전자 방출부와, 제2 기판 상에 형성되는 발광부를 포함한다.

상기 전자 방출부는 절연층을 사이로 절연 상태로 배치되며 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 캐소드 전극 및 게이트 전극과, 캐소드 전극과 게이트 전극의 교차 영역에서 게이트 전극과 절연층에 형성되는 다수의 개구부와, 개구부에 의해 노출된 캐소드 전극 상에 위치하는 에미터를 포함하며, 상기 발광부는 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받는 애노드 전극과, 애노드 전극 상에 위치하는 형광막들을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 표시소자의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 게터부의 확대도이다. 아래에서는 진공 표시소자의 일종인 전계 방출 표시소자를 예로 하여 게터부 구성에 대해 설명한다.

도 1을 참고하면, 전계 방출 표시소자는 실링 물질에 의해 접합되어 진공 용기(2)를 구성하는 제1 및 제2 기판(4, 6)과, 제1 및 제2 기판(4, 6) 상에 설정된 표시 영역(8) 상에 배치되어 표시를 행하는 표시부와, 제1 기판(4) 중 표시 영역(8) 바깥의 비표시 영역(10) 상에 형성되는 게터 홀(12)과, 게터 홀(12)과 연결되어 진공 용기(2) 외부에 설치되는 게터부(30)를 포함한다.

본 실시예에서 표시부는 제1 기판(4) 상에 형성되는 전자 방출부와, 제2 기판(6) 상에 형성되는 발광부로 이루어진다.

먼저, 전자 방출부는 제1 기판(4) 상에 스트라이프 패턴으로 형성되는 캐소드 전극(14)과, 캐소드 전극(14)들을 덮으면서 제1 기판(4)의 내면 전체에 형성되는 절연층(16)과, 절연층(16) 위에서 캐소드 전극(14)과 교차하는 방향을 따라 형성되는 게이트 전극(18)과, 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 교차 영역에서 게이트 전극(18)과 절연층(16)에 형성되는 다수의 개구부(20)와, 개구부(20)에 의해 노출된 캐소드 전극(14) 상에 위치하는 에미터(22)로 이루어진다.

그리고 발광부는 제2 기판(6) 상에 형성되는 애노드 전극(24)과, 애노드 전극(24) 위에 형성되는 적색, 녹색 또는 청색의 형광막들(26)로 이루어진다.

이로서 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)에 소정의 구동 전압을 인가하면, 두 전극 사이의 전압 차에 의해 에미터(22) 주위에 강한 전계가 인가되어 에미터(22)로부터 전자가 방출된다. 그리고 애노드 전극(24)에 고전압을 인가하면, 에미터(22)에서 방출된 전자가 애노드 전극(24)에 인가된 고전압에 이끌려 형광막(26)에 충돌하여 이를 발광시킴으로써 소정의 표시가 이루어진다.

이 때, 에미터(22)는 카본계 물질, 가령 카본 나노튜브(CNT; carbon nanotube), 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC; diamond liked carbon), C₆₀(fulleren) 또는 이들의 조합으로 이루어지며, 제1 기판(4)과 제2 기판(6) 사이에는 메쉬 형태의 그리드 플레이트(28)가 위치하여 에미터(22)에서 방출된 전자들을 집속시킨다.

상기 표시부의 구성은 전계 방출 표시소자의 일례를 나타낸 것일 뿐, 전술한 구성에 한정되지 않으며, 다양하게 변형 가능하다.

도 2를 참고하면, 게터부(30)는 실링 물질에 의해 진공 용기(2) 외부에 고정되는 포켓(32)과, 포켓(32) 내부에 충진되는 파우더형 게터(34)와, 포켓(32)의 내, 외부에 걸쳐 설치되는 전극(36)과, 진공 용기(2)와 게터(34) 사이에 위치하는 멤브레인(38)을 포함한다.

본 실시예에서 게터(34)는 파우더 형태의 비증발형 게터로서, 지르코늄과 바나듐 및 철의 합금 물질이거나, 지르코늄과 알루미늄의 합금 물질이 바람직하다. 파우더형 게터(34)는 작은 전류로도 쉽게 활성화되며, 종래의 필렛 혹은 밴드 형태의 게터와 비교하여 표면적이 크게 증가함에 따라 표시소자 내부의 진공도 유지에 큰 효과를 볼 수 있다.

그리고 전극(36)은 파우더형 게터(34)에 전류를 인가하여 게터를 활성화시키는 역할을 하는데, 저항열을 많이 발생시키고, 게터 물질과의 접촉 면적을 최대화하는 형상으로 이루어진다. 이를 위하여 전극(36)은 포켓(32) 내부에서 스프링 모양으로 꼬여진 중간부(36a)를 구비하는데, 중간부(36a)는 도 2에 도시한 바와 같이 포켓(32)의 일측면에서 다른 측면을 향해 꼬여진 형상으로 이루어질 수 있고, 다른 실시예로서 도 3에 도시한 바와 같이 중간부(36b)가 포켓(32)의 윗면에서 아랫면을 향해 꼬여진 형상으로 이루어질 수 있다.

한편, 전극(36) 가운데 파우더형 게터(34)와 접촉하는 중간부(36a) 표면에는 도 4에 도시한 바와 같이 게터 물질이 도포된 게터막(36c)이 형성되어 게터부(30)의 흡착 성능을 높일 수 있다.

그리고 멤브레인(38)은 게터 물질의 입도보다 작은 크기의 미세 투과공을 갖는 가스 투과형 멤브레인으로서, 파우더형 게터(34)가 진공 용기(2) 내부로 혼입되는 것을 막아 표시소자 내부의 오염을 방지하며, 게터 활성화시에는 표시소자 내부의 잔류 오염 가스를 투과시켜 게터(34)에 흡착되도록 하는 역할을 한다.

본 실시예에서 멤브레인(38)은 게터 홀(12)보다 큰 면적으로 형성되어 게터 홀(12)을 덮으면서 제1 기판(4)의 전, 후면에 고정된다. 다른 실시예로서 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 멤브레인(40)은 파우더형 게터(34)를 감싸면서 포켓(32) 내부에 위치할 수 있고, 도 6에 도시한 바와 같이 게터 홀(12)과 마주하는 포켓(32) 개구부에 멤브레인(42)이 위치할 수 있다.

이로서 도시하지 않은 배기구를 통해 표시소자 내부를 배기시키면서 상기 전극(36)에 소정의 전류를 인가하면, 전극 중간부(36a)와 인접한 파우더형 게터(34)가 먼저 활성화되고, 연쇄 반응을 통해 포켓(32) 내부의 파우더형 게터(34) 전체가 활성화된다. 이 과정에서 표시소자 내부의 잔류 유해 가스가 멤브레인(38)을 투과하여 포켓(32) 내부의 게터(34)에 흡착된다. 이어서 전극(36)에 인가되는 전류를 차단하고, 배기구를 밀봉시키면 내부가 고진공 상태인 표시소자가 완성된다.

이 때, 본 실시예에서 게터 물질이 파우더 형태로 이루어짐에 따라, 보다 작은 전류로도 게터가 쉽게 활성화되며, 표면적이 크게 증가하여 잔류 유해 가스의 흡착 성능이 향상됨에 따라 표시소자의 내부 진공도를 크게 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 실시예에서는 파우더형 게터 물질을 사용함에 따라, 작은 전류로도 게터 물질을 쉽게 활성화시킬 수 있으며, 게터의 흡착 성능이 향상되어 표시소자 내부의 진공도를 높일 수 있다. 또한 가스 투과성 멤브레인을 사용함에 따라, 게터 물질이 표시소자 내부로 혼입되는 것을 막아 게터 물질에 의한 표시소자 내부의 오염을 효과적으로 차단할 수 있다.

Claims (12)

1. 실링 물질에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하는 제1 및 제2 기판과;

   상기 제1 및 제2 기판 상에 설정된 표시 영역 상에 배치되어 표시를 행하는 표시부; 및

   상기 제1 기판 중 비표시 영역 상에 형성된 게터 홀과 연결되어 진공 용기 외부에 설치되는 게터부를 포함하며,

   상기 게터부가,

   상기 진공 용기 외부에 고정되는 포켓과;

   상기 포켓 내부에 충진되는 파우더형 게터와;

   상기 포켓의 내, 외부에 걸쳐 배치되고, 상기 파우더형 게터와 접촉되는 전극; 및

   상기 진공 용기와 게터 사이에 설치되는 가스 투과형 멤브레인

   을 포함하는 진공 표시소자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 게터가 비증발형 게터인 진공 표시소자.
3. 제2항에 있어서,

   상기 게터가 지르코늄과 바나듐 및 철의 합금 물질과, 지르코늄과 알루미늄의 합금 물질 중 어느 하나인 진공 표시소자.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전극이 포켓 내부에서 스프링 모양으로 꼬여진 중간부를 형성하는 진공 표시소자.
5. 제4항에 있어서,

   상기 중간부 표면에 게터 물질이 도포된 게터막이 형성되는 진공 표시소자.
6. 제1항에 있어서,

   상기 멤브레인이 게터 물질의 입도보다 작은 크기의 미세 투과공을 갖는 진공 표시소자.
7. 제1항에 있어서,

   상기 멤브레인이 게터 홀을 덮으면서 제1 기판의 전, 후면에 각각 고정되는 진공 표시소자.
8. 제1항에 있어서,

   상기 멤브레인이 파우더형 게터를 감싸면서 포켓 내부에 위치하는 진공 표시소자.
9. 제1항에 있어서,

   상기 멤브레인이 포켓 개구부를 덮으면서 포켓에 고정되는 진공 표시소자.
10. 제1항에 있어서,

    상기 표시부가 제1 기판 상에 형성되는 전자 방출부와, 제2 기판 상에 형성되는 발광부를 포함하는 진공 표시소자.
11. 제10항에 있어서,

    상기 전자 방출부가 절연층을 사이로 절연 상태로 배치되며 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 캐소드 전극 및 게이트 전극과, 캐소드 전극과 게이트 전극의 교차 영역에서 게이트 전극과 절연층에 형성되는 다수의 개구부와, 개구부에 의해 노출된 캐소드 전극 상에 위치하는 에미터를 포함하는 진공 표시소자.
12. 제10항에 있어서,

    상기 발광부가 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받는 애노드 전극과, 애노드 전극 상에 위치하는 형광막들을 포함하는 진공 표시소자.

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