KR101001518B1 - 프릿을 구비하는 평판표시장치 - Google Patents

프릿을 구비하는 평판표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소정거리 이격된 제1 기판과 제2 기판이 서로 프릿에 의해 밀봉되어 구성되는 평판 표시장치로서, 외부 신호를 인가 받기 위한 배선들을 포함하는 주변 영역부와 배선들에 의해 전달된 신호에 의해 화상이 표현되는 화상구현부와,  주변 영역부에 소정폭을 가지고 상기 배선들과 교차하며 형성되고, 상기 제1 기판와 제2 기판 사이를 밀봉시키는 프릿을 포함하되, 적어도 프릿과 교차하는 영역의 상기 배선들은 적어도 2층의 금속층으로 이루어진 평판 표시장치를 제공한다.
전자방출 표시장치, 스페이서, 프릿, 산화, 제1 전극부, 제2 전극부

Description

프릿을 구비하는 평판표시장치{FLAT PANEL DISPLAY HAVING FRIT}
도 1a는 종래 기술에 의한 전극부를 구비하는 전자방출 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 1b는 A-A 에 따라 절단한 도 1a의 단면도이다.
도 2a는 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치의 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2b는 A-A 에 따라 절단한 도 2a의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자방출 표시장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명은 프릿을 구비하는 평판표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 소성시 프릿과 접촉하는 배선의 산화를 방지하기 위하여 프릿과 교차하는 영역의 배선들을 적어도 2개의 금속층으로 구성하는 평판 표시장치를 제공한다.
인간에게 정보를 전달하는 주요 매체인 표시장치는 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비젼 등으로 주로 이용되어 왔으나, 최근에는 그 응용분야가 광범위하게 창출되고 있는 실정이다.   일반적으로 표시장치를 분류하면, 브라운관과 평판표시장치로 크게 나눌 수 있다.  평판표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal display), 플라즈마 표시장치, 형광 표시장치, 전자방출 표시장치(Electron beam Display device)등이 있다.
평판표시장치의 대표적인 예로는 전자방출 표시장치를 들 수 있는데,  전자방출소자(Electron Emission Device)는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다.  냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.
전자방출 표시장치는 전자방출소자를 구비하여 전자를  방출하는 전자방출 영역과 방출된 전자를 형광층에 충돌시켜 발광시키기 위한 화상표현 영역을 구비하여 구성된다.  일반적으로, 전자방출 표시장치는 제1 기판 위에 다수개의 전자방출소자와 이들의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들을 구비하고, 제1 기판에서 방출된 전자들이 제2 기판에 형성된 형광층을 향해 효율적으로 가속될 수 있도록 형광층과 이에 접속된 전극을 구비하게 된다.
이와 같은 전자방출소자들을 이용하면, 전자방출 표시장치, 각종 백라이트, 리소그라피용 전자빔 장치 등을 구현할 수 있다. 이 중에서 전자방출 표시장치는, 전자방출소자를 구비하여 전자를 방출하는 전자방출 영역과 방출된 전자를 형광층에 충돌시켜 발광시키기 위한 화상표현 영역을 구비하여 구성된다. 일반적으로, 전자방출 표시장치는 제1 기판 위에 다수개의 전자방출소자와 이들의 전자 방출을 제어하는 구동전극들을 구비하고, 제1 기판에서 방출된 전자들이 제2 기판에 형성된 형광층을 향해 효율적으로 가속될 수 있도록 형광층과 이에 접속된 전극을 구비하게 된다.
이와 같은 전자방출 표시장치를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 전자방출표시장치는 제1 기판(이하, 캐소드기판)과 제2 기판(이하, 애노드기판), 캐소드기판의 일측면에 제공되는 캐소드 배선들, 애노드기판의 일측면에 제공되는 애노드 배선들을 포함한다.  한편, 캐소드 기판과 애노드 기판을 봉착하기 위해서는 프릿(frit)을 도포하고 소성처리함으로써 한정되는 애노드 기판과 캐소드 기판 사이의 이격공간은 배기공정을 통해서 진공상태로 유지한다. 따라서, 이와 같은 전자방출 표시장치에서는 외부로부터 인가되는 신호들이 캐소드 배선들 또는 애노드 배선들를 통해서 화상구현부에 전달된다. 
도 1a는 종래 기술에 의한 전자방출 표시장치의 개략적인 평면도이며, 도 1b는 A-A 에 따라 절단한 도 1a의 단면도이다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 종래 기술에 의한 전자방출 표시장치는 화상구현부(34)와 그 외의 주변영역부를 포함하여 구성된다.  주변영역부에는 프릿과 외부로 인출되는 배선들이 구비되어 있다.  예컨대, 본 도면에서는, 화상구현부(34)로 외 부신호를 인가하는 배선들(40)이 기판(21) 상부에서 프릿(32)을 교차하여 형성되어 있다.  일반적으로 금속으로 이루어진 배선부(40)가 프릿과 접촉하여 있으면, 밀봉을 위한 소성과정 중 배선들(40)이 산화되는 현상이 발생한다.
이와 같이 배선들(40)이 산화하면, 배선 자체의 라인 저항이 증가하여 전압 강하가 발생하며 휘도가 감소하고 구동 전압이 증가하여, 디스플레이 전체에 걸쳐 화면 균일도가 저하되는 문제점이 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소성 등의 공정시 프릿과 접촉하는 영역의 배선 산화를 방지할 수 있는 평판 표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일측면은 소정거리 이격된 제1 기판과 제2 기판이 서로 프릿에 의해 밀봉되어 구성되는 평판 표시장치로서, 외부 신호를 인가 받기 위한 배선들을 포함하는 주변 영역부; 상기 배선들에 의해 전달된 신호에 의해 화상이 표현되는 화상구현부; 및 상기 주변 영역부에 소정폭을 가지고 상기 배선들과 교차하며 형성되고, 상기 제1 기판와 제2 기판 사이를 밀봉시키는 프릿을 포함하되, 적어도 상기 프릿과 교차하는 영역의 상기 배선들은 적어도 2층의 금속층으로 이루어진 평판 표시장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 배선들은 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 형성될 수 있고, 상기 배선들의 최상위 금속층은 다른 금속층에 비해 산화율이 적은 금속으로 이루어질 수 있다
바람직하게는 상기 배선들의 최상위 금속층은 Al, Cr, Cu, Ag, Mo 또는 Nb로 이루어져 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.  특히, 본 발명의 실시예는 본 발명의 평판 표시장치가 전자방출 표시장치에 적용된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 평판 표시장치용는 특별히 한정되지 않고 다양한 평판표시장치에 이용가능하다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치의 개략적인 평면도이다.  도 2b는 A-A 에 따라 절단하여 일부를 도시한 도 2a의 단면도이다.
평판표시장치는 소정거리 이격된 제1 기판과 제2 기판이 서로 프릿에 의해 밀봉되어 구성되는 평판 표시장치로서, 외부 신호를 인가 받기 위한 배선들(140a,140b)을 포함하는 주변 영역부와 상기 배선들(140a,140b)에 의해 전달된 신호에 의해 화상이 표현되는 화상구현부(134)를 구비하고, 프릿(132)를 구비하되, 프릿은 주변 영역부에 소정폭을 가지고 상기 배선들(140a,140b)과 교차하며 형성되 고 제1 기판와 제2 기판 사이를 밀봉시킨다. 이 때, 적어도 프릿(132)과 교차하는 영역의 배선들(140a,140b)은 적어도 2층의 금속층으로 이루어진다.
도 2b의 단면도에 의하면, 배선들(140a,140b)이 프릿(132)과 접촉하는 영역만이 2중층으로 되어 있고, 상기 배선들(140a,140b)의 상위 금속층(140b)이 하위 금속층(140a)을 둘러싸는 구조를 가지고 있다. 그러나, 다른 변형으로는 상위 금속층(140b)이 둘러싸는 구조 이외에 동시에 식각되어 형성되는 구조도 가능함은 물론이다.  또한, 상기 배선들(140a,140b)은 제1 기판과 제2 기판 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 형성될 수 있다.
외부의 신호를 배선들(140a,140b)은 기판(121) 상부에 프릿(132)을 교차하는 구조로 형성되어 있다.  예컨대 2층의 금속으로 이루어진 배선들(140a,140b)은 프릿(132)과 접촉하여 있으면, 제1 기판과 제2 기판의 밀봉을 위한 소성공정 중 상위 금속층(140b)은 산화되지만, 하위 금속층(140a)은 영향을 받지 않게 된다.  따라서, 배선들을 구성하는 금속층이 2개 이상으로 된 경우, 최상위 금속층은 다른 금속층들에 비해 산화율이 적은 금속으로 구성하는 것이 바람직하다. 
이와 같은 방식으로 화상구현부(134)로 실질적으로 전압을 인가하는 하위 금속층(140a)은 소성시 또는 그 이후의 공정으로도 산화되지 않으므로, 배선의 저항이 작게 확보가능하다.
다음으로, 본 발명의 평판표시장치 중 전자방출 표시장치에 실재 구현된 예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.  전자방출 표시장치에 본 발명을 적 용한 경우, 평판표시장치의 화상구현부는 제1 기판에 형성된 전자방출영역과 제2 기판에 형성된 형광층 영역을 구비하여 구성가능하다.  또한, 전자방출 표시장치의 주변부 영역의 배선들은 애노드 기판과 캐소드 기판에 모두 형성되는 구조를 가지는 것이 일반적이므로, 이러한 경우를 예로 설명한다. 
외부회로(미도시)로 부터 화상구현부에 신호를 인가하기 위하여 신호를 입력할 때, 외부신호는 배선들을 통해서 화상구현부로 인가된다.  전자방출 표시장치에서 외부 신호를 전달하기 위한 배선들로는 애노드 전극에 인가되는 신호를 위한 배선들, 캐소드 전극에 신호를 인가하기 위한 배선들, 게이트 전극에 신호를 인가하기 위한 배선들, 도전성 매쉬에 신호를 인가하기 위한 배선들이 있다.  이러한 배선들이 프릿과 교차하는 부분에는 상술한 바와 같이 적어도 2중층으로 형성함으로써 소성 등의 후속공정에서 발생가능한 산화 문제를 방지 할 수 있다.  일반적으로 금속이 산화하여 표면에 산화막이 형성되면 저항이 커져 정확한 신호전달이 용이하지 않게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자방출 표시장치의 개략적인 단면도이다.
 도 3을 참조하면, 본 전자방출 표시장치(100)에는 전자방출영역이 일측면에 형성되는 캐소드 기판(120), 캐소드 기판(120)으로부터 소정의 간극으로 이격되며 캐소드 기판(120)의 표면에 대향하는 내측면에는 전자방출영역으로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 화상을 표시하기 이한 형광층 영역이 제공되어 있는 애 노드 기판(110), 캐소드 기판(120) 및 애노드 기판(110) 사이의 공간을 밀봉시키는 프릿(132), 캐소드 기판(120) 및 애노드 기판(110)으로 전압을 인가하는 제1 배선(140a, 140b) 및 제2 배선(142a,142a)이 제공된다.
애노드 기판(110)에 대해서 설명하면, 캐소드 기판(110)은 기판(111), 기판(111) 상부에 예컨대 스트라이프 형상으로 형성된 형광층(114a,114b,114c)을 포함하며, 광차폐막(116)을 추가로 포함할 수 있으며, 전자 방출부(123)에서 방출된 전자빔을 가속하기 위한 적어도 하나의 애노드전극(112)이 기판(111) 상부 전체에 걸쳐 각 형광층(114a,114b,114c)과 광차폐막(116)을 덮도록 형성되어 있다.
캐소드 기판(120)에 대해서 설명하면, 기판(121)의 내측에는 소정의 패턴, 가령 스트라이프 상의 캐소드 전극(122)이 형성되고, 그 위에 절연층(124)을 형성된다. 그 위에 캐소드 전극(122)과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 게이트 전극(126)이 형성되어 있다. 캐소드 전극(122) 상의 절연층(124)에는 홀이 형성되고 이 홀에 의해 노출된 캐소드 전극(122) 상에는 전자 방출을 위한 전자 방출부(123)가 형성되어 있다. 게이트 전극(126)에는 홀에 대응하는 개구부가 형성되어 있어 전자 방출부(123)로부터 방출된 전자들이 애노드 전극(112)쪽으로 방출될 수 있도록 되어 있다. 스페이서(134)는 애노드기판(110)과 캐소드기판(120) 사이에 고정되어 일정한 간격을 유지하도록 한다.
추가적으로, 아크를 방지하기 위한 수단으로서, 도전성 메쉬(136)가 게이트 전극(126)에 고정 설치되어 게이트 전극(126)과 애노드전극(112) 사이에서 전자방출부(123)로부터 방출되는 전자들 제어하여 전자빔을 효과적으로 집속할 수 있다.
애노드기판(110) 및 캐소드기판(120)은 특별히 한정되지 않은 다양한 종류가 가능하며, 예를 들어 유리 또는 Na등의 불순물이 감소된 유리 등의 재질로 구성될 수 있으며, 상부에 SiO2등의 절연층을 형성한 실리콘 기판, 세라믹 기판 등을 이용될 수 있다.
전자 방출부(123)는 카본계 물질, 예컨대 카본 나노튜브, 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 또는 이들의 조합이나 나노 사이즈 물질, 예컨대 나노튜브, 나노화이버 또는 Si, SiC 등의 나노 와이어로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 카본 나노튜브를 이용할 수 있다.
한편, 제1 배선들(140a,14db)는 외부회로(미도시)로부터 캐소드 기판(120), 즉, 캐소드전극(122), 게이트전극(126) 및 도전성 메쉬(136)로 전압을 인가하는 역할을 하며, 제2 배선들(142a,142b)은 프릿(132)의 외부에 위치한 외부회로(미도시)로부터 애노드 기판(110), 즉, 애노드전극(112)으로 전압을 인가하는 역할을 한다. 각 배선들의 상위 금속층(140b, 142b)는 프릿(132)과 직접적으로 접촉하도록 구성되어 있다.  각 배선들의 상위 금속층(140b, 142b)는 예컨대 소성 공정중 프릿(132)에 의해 하위 금속층(140b,142b)이 산화되는 것을 방지한다.
도 3의 단면도에 의하면, 배선들(140a,140b,142a,142b)의 상위 금속층(140b,142b)의 일부 영역 상에 하위 금속층(140a,142a)이 형성된 구조를 가지고 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 상위 금속층(140b,142b)과 하위 금속층(140a,142a)이 함께 식각되는 구조, 상위 금속층(140b,142b)이 하위 금속층(140a,142a)을 에워 싸는 구조 등도 가능함은 자명하다.
한편, 더욱 효과적으로 산화를 방지하기 위해서 배선들의 상위 금속층(140b, 142b)은 다른 금속층에 비해 산화율이 적은 금속으로 이루어질 수 있다. 예컨대. 상위 금속층은 Al, Cr, Cu, Ag, Mo 또는 Nb로 이루어 진다.
본 실시예에서는, 형광층(114a,114b,114c) 상에 애노드 전극(112)이 형성된 구조, 캐소드 전극의 구조 등이 특정한 경우로 예시되어 있는데 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.  예컨대, 애노드 전극(112)의 형상은 일체형 또는 스트립 형상으로 형성되는 것이 가능하고, 기판(111) 상에 형광층과 금속박막이 적층된 애노드 기판 구조 뿐 만 아니라, 기판(111) 상에 투명 전극과 형광층이 적층된 애노드 기판 구조 또는 기판(111) 상에 투명전극과 형광층과 금속박막이 적층된 애노드기판 구조에도 적용가능하다.  또한, 공지의 기술에 의해서 형광층(114)으로부터 발광되는 빛을 기판(111)방향으로 반사시키는 동시에 이차 전자에 의한 피해가 방지되도록 하는 메탈 백(metal back)등이 추가할 수도 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전자방출 표시장치는, 특히, 캐소드기판 상부에 캐소드 전극, 게이트 전극, 및 도전성 메쉬가 형성된 구조를 갖는 것으로 예시되어 있으나, 전자방출부로부터 전자를 방출하여 애노드기판의 형광체에 충돌할 수 있는 구조를 가지면 특별히 한정되지 않고 다양한 종류를 가지는 전자방출 표시장치에 적용가능할 수 있음은 당연하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 평판 표시장치는 프릿과 교차하는 영역의 배선들을 적어도 2층의 금속층으로 구성함으로써 배선의 산화를 방지하여 라인 저항에 의한 전압강하 발생을 억제할 수 있게 된다.  이러한 효과는 평판표시장치의 화면 균일도 향상, 대화면 가능, 응답속도 증가 등 다양한 효화를 가져올 수 있다.

Claims (5)

  1. 소정거리 이격된 제1 기판과 제2 기판이 서로 프릿에 의해 밀봉되어 구성되는 평판 표시장치로서,
    외부 신호를 인가 받기 위한 배선들을 포함하는 주변 영역부;
    상기 배선들에 의해 전달된 신호에 의해 화상이 표현되는 화상구현부; 및
    상기 주변 영역부에 소정폭을 가지고 상기 배선들과 교차하며 형성되고, 상기 제1 기판와 제2 기판 사이를 밀봉시키는 프릿을 포함하되,
    적어도 상기 프릿과 교차하는 영역의 상기 배선들은 적어도 2층의 금속층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배선들은 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 배선들은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 모두에 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 배선들의 최상위 금속층은 다른 금속층에 비해 산화율이 적은 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배선들의 최상위 금속층은 Al, Cr, Cu, Ag, Mo 또는 Nb로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.
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