KR20040105943A

KR20040105943A - 전계 방출 표시장치

Info

Publication number: KR20040105943A
Application number: KR1020030037101A
Authority: KR
Inventors: 오태식
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2004-12-17

Abstract

실질적인 화면이 구현되는 유효 화면 이외의 불필요한 공간을 최소화하면서 형광면으로 애노드 전압을 양호하게 인가하기 위한 구성을 갖는 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서,

임의의 간격을 두고 대향 배치되며 밀봉재에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하는 제1, 2 기판과, 제1 기판에 마련되는 전자 방출원과, 전자 방출원으로부터 전자를 방출시키기 위한 전자 방출 수단과, 제2 기판에 구비되어 전자 방출원에서 방출된 전자들에 의해 이미지를 구현하도록 발광하는 발광 수단과, 제1 기판에 마련된 관통구를 통해 일단이 제1 기판에 고정되고 다른 일단이 발광 수단에 접촉하여 제1 기판의 외부로부터 발광 수단에 애노드 전압을 인가하는 애노드 커넥터를 포함하는 전계 방출 표시장치를 제공한다.

Description

전계 방출 표시장치 {FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받는 애노드 전극과, 애노드 전극에 전압을 인가하기 위한 애노드 입력 단자를 구비하는 전계 방출 표시장치에 관한 것이다.

통상의 전계 방출 표시장치(FED; field emission display)는 후면 기판 위에 전자 방출원인 에미터와 더불어 에미터로부터 전자를 방출시키기 위한 전극들, 즉 캐소드 전극과 게이트 전극을 형성하고, 후면 기판에 대향하는 전면 기판의 일면에 R, G, B 형광막들로 이루어진 형광면을 형성한 구성으로 이루어진다.

이로서 전계 방출 표시장치는 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압 차를 이용해 에미터 주위에 전계를 형성하여 에미터로부터 전자를 방출시키고, 방출된 전자들이 형광면에 충돌하여 이를 발광시킴으로써 소정의 이미지를 구현하게 된다. 이 과정에서 에미터로부터 방출된 전자들을 형광막으로 끌어당기기 위해서는 형광면이위치하는 전면 기판의 일면을 고전위 상태로 유지해야 한다.

이를 위하여 통상의 전계 방출 표시장치에서는 도 15에 도시한 바와 같이 전면 기판(1)과 형광면(3) 사이에 투명 도전막(5)(대표적으로 ITO 박막)을 형성하여 여기에 수백∼수천 볼트의 애노드 전압(Va)을 인가하는 구성을 적용하고 있다.

다른 한편으로 도 16에 도시한 바와 같이, 전면 기판(1)에 형성된 형광면(3) 상에 금속막(7)을 형성하여 여기에 애노드 전압(Va)을 인가하는 구성이 공지되어 있으며, 이 금속막(7)과 관련한 종래 기술로는 미국 등록특허 5,552,659호와 일본 공개특허공보 1997-283063호에 개시된 전계 방출형 디스플레이를 들 수 있다.

전술한 구성의 전계 방출 표시장치에서는 도 17에 도시한 바와 같이 전면 기판(1)의 일측에 하나 이상의 애노드 입력 단자(9)를 형성하여 투명 도전막(5) 또는 금속막(7)에 애노드 전압을 인가하게 되는데, 이러한 애노드 입력 단자(9)는 도 15와 도 16에 도시한 바와 같이 투명 도전막(5) 또는 금속막(7) 자체가 밀봉재(11) 외부를 향해 연장된 형태로 이루어진다.

참고로, 상기 도면에서 부호 13은 후면 기판을, 부호 15는 캐소드 전압 인가부를, 부호 17은 게이트 전압 인가부를 나타낸다.

이와 같이 전면 기판(1)의 일측에 애노드 입력 단자(9)가 위치하는 구조에서는 애노드 입력 단자(9)를 외부 회로(미도시)와 접촉시키기 위하여 전면 기판(1)의 일측이 후면 기판(13)의 일측으로부터 돌출된 형태로 제작되어야 한다.

따라서 종래의 전계 방출 표시장치에서는 실질적으로 화면이 구현되는 유효 화면 이외에 전면 기판의 돌출부와 같은 불필요한 공간이 발생하므로, 전계 방출표시장치를 텔레비전 세트 또는 모니터 세트 등으로 제품화할 때, 제한 요인으로 작용하게 된다.

더욱이 전술한 형태의 애노드 입력 단자(9)는 고전압 누설을 방지하기 위한 절연 처리에 어려움이 있으며, 특히 도 16에 도시한 바와 같이 애노드 전극으로 알루미늄 금속막(7)을 사용하는 경우, 이 금속막(7)은 애노드 입력 단자로 사용이 적합하지 않은 단점이 있다.

이는 통상의 금속막, 특히 알루미늄 박막은 스퍼터링(sputtering)과 같은 성막 공정 직후에는 부착 강도가 우수하지만, 소성과 같은 열처리 과정을 거치게 되면 부착 강도가 현저하게 떨어지기 때문이다. 이로서 열변형을 거친 금속막은 형광면과 전면 기판으로부터 쉽게 분리되어 애노드 전압을 제대로 전달하지 못하는 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 유효 화면 이외의 불필요한 공간을 최소화하고, 애노드 입력 단자의 절연 처리를 용이하게 하며, 애노드 입력 단자가 소성과 같은 열처리 과정의 영향을 받지 않도록 하는 전계 방출 표시장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 저면도이다.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시한 애노드 커넥터의 확대도로서, (a)와 (b)에 각각 표시장치 장착 전과 장착 후 상태를 도시하였다.

도 6은 본 발명의 실시예에 대한 첫번째 변형예를 설명하기 위한 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 대한 두번째 변형예를 설명하기 위한 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 대한 세번째 변형예를 설명하기 위한 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도 9∼도 12는 각각 본 발명의 실시예에 대한 네번째, 다섯번째, 여섯번째 및 일곱번째 변형예를 설명하기 위한 애노드 커넥터의 정면도이다.

도 13은 본 발명의 실시예에 대한 여덟번째 변형예를 설명하기 위한 애노드 커넥터의 정면도로서, (a)와 (b)에 각각 표시장치 장착 전과 장착 후 상태를 도시하였다.

도 14는 본 발명의 실시예에 대한 아홉번째 변형예를 설명하기 위한 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도 15와 도 16은 각각 종래 기술에 의한 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도 17은 종래 기술에 의한 전계 방출 표시장치의 평면도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

임의의 간격을 두고 대향 배치되며 밀봉재에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하는 제1, 2 기판과, 제1 기판에 마련되는 전자 방출원과, 전자 방출원으로부터전자를 방출시키기 위한 전자 방출 수단과, 제2 기판에 구비되어 전자 방출원에서 방출된 전자들에 의해 이미지를 구현하도록 발광하는 발광 수단과, 제1 기판에 마련된 관통구를 통해 일단이 제1 기판에 고정되고 다른 일단이 발광 수단에 접촉하여 제1 기판의 외부로부터 발광 수단에 애노드 전압을 인가하는 애노드 커넥터를 포함하는 전계 방출 표시장치를 제공한다.

상기 전자 방출 수단은 절연층에 의해 절연 상태를 유지하면서 서로 직교하는 스트라이프 패턴으로 형성되는 게이트 전극들과 캐소드 전극들로 이루어진다. 보다 구체적으로, 전자 방출 수단은 제1 기판 상에 스트라이프 패턴으로 형성되는 게이트 전극들과, 게이트 전극들을 덮으면서 제1 기판의 전면에 형성되는 절연층과, 절연층 위에서 게이트 전극들과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되며 전자 방출원과 접촉하는 캐소드 전극들을 포함한다.

상기 발광 수단은 제2 기판의 일면에 형성되는 형광막과, 제2 기판과 형광면 사이에서 진공 용기 내부에 한해 형성되고 밀봉재와 형광면 사이의 비유효 화면에서 제1 기판을 향해 표면이 노출된 커넥터 접촉부를 구비하는 투명 도전막을 포함한다.

상기의 경우, 애노드 커넥터는 그 일단이 커넥터 접촉부와 접촉하며, 상기 발광 수단은 커넥터 접촉부를 제외하고 형광면 위에서 형광면보다 큰 면적으로 형성되어 가장자리가 투명 도전막과 접촉하는 금속 박막층을 더욱 포함한다.

다른 한편으로, 상기 발광 수단은 제2 기판의 일면에 형성되는 형광막과, 형광면 위에서 형광면보다 큰 면적으로 형성되는 금속 박막층과, 금속 박막층과 접촉하면서 형광면과 밀봉재 사이의 비유효 화면에 형성되는 커넥터 접촉부를 포함한다.

상기의 경우, 커넥터 접촉부는 ITO 박막, Ni 박막, Cr 박막 중 어느 하나로 이루어지며, 금속 박막층이 형광면 전체와 커넥터 접촉부의 일부를 덮으면서 형성된다.

상기 애노드 커넥터는 제1 기판에 마련된 관통구에 끼워져 제1 기판에 고정되는 체결부와, 탄성 부재를 통해 체결부에 고정되어 발광 수단과 접촉하는 내부 단자와, 체결부 단부에서 관통구보다 큰 사이즈로 형성되어 제1 기판 외부로 노출되는 외부 단자를 포함한다.

상기 애노드 커넥터는 제1 기판에 장착되기 전, 외부 단자를 제외한 애노드 커넥터의 초기 높이를 h1, 발광 수단의 표면으로부터 발광 수단에 대향하는 제1 기판 일면까지의 높이를 h2, 제1 기판의 두께를 h3라 가정할 때, 다음의 조건을 만족하도록 형성된다.

h1 > h2 + h3

상기 애노드 커넥터는 제1 기판의 관통구와 체결부 사이에 도포된 프릿에 의해 제1 기판에 밀봉되거나, 외부 단자에 연결되는 단자 핀과, 외부 단자 전체와 단자 핀의 일부를 감싸도록 프릿을 통해 제1 기판 외면에 고정되는 유리관을 더욱 구비하여 유리관을 통해 제1 기판에 밀봉된다.

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

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 평면도와 저면도이고, 도 3과 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.

도시한 바와 같이, 전계 방출 표시장치는 내부 공간부를 갖도록 임의의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 기판(이하, 편의상 '후면 기판'이라 한다)과 제2 기판(이하, 편의상 '전면 기판'이라 한다)을 포함하며, 후면 기판(2)에는 전계 형성으로 전자를 방출하는 구성이, 그리고 전면 기판(4)에는 전자에 의해 발광하여 소정의 이미지를 구현하는 구성이 제공된다.

보다 구체적으로, 후면 기판(2) 위에는 게이트 전극들(6)이 후면 기판(2)의 일방향(일례로 도면의 Y 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 게이트 전극들(6)을 덮으면서 후면 기판(2)의 전면에 절연층(8)이 위치한다. 그리고 절연층(8) 위에는 캐소드 전극들(10)이 게이트 전극(6)과 직교하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.

본 실시예에서 전계 방출 표시장치의 화소 영역을 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 교차 영역으로 정의할 때, 각 화소 영역마다 캐소드 전극(10)의 일측 가장자리 위에 전자 방출원인 에미터(12)가 위치하며, 캐소드 전극들(10) 사이에서 각각의 에미터(12)와 임의의 간격을 두고 게이트 전극(6)의 전계를 절연층(8) 위로 끌어올리는 대향 전극(14)이 위치한다.

대향 전극(14)은 절연층(8)에 형성된 비아 홀(via hole)(8a)을 통해 게이트 전극(6)과 접촉하여 이와 전기적으로 연결된다. 이로서 대향 전극(14)은 캐소드 전극(10)과 게이트 전극(6)에 소정의 구동 전압이 인가되어 에미터(12) 주위에 전자 방출을 위한 전계를 형성할 때에, 에미터(12) 주위에 보다 강한 전계가 인가되도록 하여 에미터(12)로부터 양호하게 전자들을 방출시키는 역할을 한다.

본 발명에서 에미터(12)는 카본계 물질, 가령 카본 나노튜브(CNT; carbon nanotube), 흑연(graphite), 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC; diamond liked carbon), C₆₀(fulleren) 또는 이들의 조합으로 이루어지며, 본 실시예에서는 카본 나노튜브를 적용하고 있다.

그리고 후면 기판(2)에 대향하는 전면 기판(4)의 일면에는 투명 도전막(16)(일례로 ITO 박막)과 더불어 전면 기판(4)의 일방향, 일례로 게이트 전극 방향(도면의 Y 방향)을 따라 R, G, B 형광막들(18)이 임의의 간격을 두고 위치하고, 각각의 R, G, B 형광막(18) 사이로 콘트라스트 향상을 위한 블랙 매트릭스막(20)이 위치하여 형광면(22)을 구성한다.

또한 형광면(22) 위에는 형광면(22)보다 큰 면적을 갖는 알루미늄 등으로 이루어진 금속 박막층(24)이 위치할 수 있는데, 이 금속 박막층(24)은 메탈 백(metal back) 효과에 의해 화면의 휘도를 향상시키며, 전계 방출 표시장치의 내전압 특성을 높이는 역할을 한다.

상기한 전면 기판(4)과 후면 기판(2)은 캐소드 전극(10)과 형광막(18)이 직교하도록 마주한 상태에서 임의의 간격을 두고 프릿과 같은 밀봉재(26)에 의해 접합되며, 후면 기판(2)에 마련된 배기구(2a)를 통해 전, 후면 기판(4, 2) 사이에 형성되는 내부 공간을 배기시켜 진공 상태로 유지함으로써 전계 방출 표시장치를 구성한다.

이 때, 본 실시예에 의한 전계 방출 표시장치는 실질적인 화면이 구현되는 유효 화면(여기서는 형광면을 의미한다) 이외의 불필요한 공간을 최소화하면서 투명 도전막(16)으로 애노드 전압을 양호하게 인가하기 위한 세부 구성을 구비한다.

상기 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 본 실시예에서 투명 도전막(16)은 밀봉재(26) 내측, 즉 진공 용기 내부에 한해 형성되면서 형광면(22)과 밀봉재(26) 사이의 비유효 화면에서 후면 기판(2)을 향해 표면이 노출된 커넥터 접촉부(28)를 형성한다.

이 때, 형광면(22) 위에 금속 박막층(24)이 위치하는 경우, 금속 박막층(24)은 커넥터 접촉부(28)를 제외하고 형광면(22)보다 큰 면적으로 형성되어 금속 박막층(24)의 가장자리가 투명 도전막(16)과 접촉하도록 한다. 이로서 금속 박막층(24)은 투명 도전막(16)과 전기적으로 연결되어 표시장치의 구동 과정에서 투명 도전막(16)과 애노드 전압을 공유한다.

그리고 커넥터 접촉부(28)에 대향하는 후면 기판(2)에는 후면 기판(2)을 관통하는 임의 직경의 관통구(2b)가 형성되며, 도전성의 애노드 커넥터(30)가 후면 기판(2)의 관통구(2b)를 통해 표시장치 내부로 삽입되어 일단이 전면 기판(4)의 커넥터 접촉부(28)와 접촉하도록 후면 기판(2)에 고정 설치된다.

이로서 본 실시예에 의한 전계 방출 표시장치는 투명 도전막(16)이 위치하는 전면 기판(4)의 외부가 아닌, 후면 기판(2)의 비유효 화면에 설치된 애노드커넥터(30)를 통해 후면 기판(2)의 배면으로부터 투명 도전막(16)에 애노드 전압(Va)을 인가하는 구성으로 이루어진다.

도 5는 도 4에 도시한 애노드 커넥터의 확대도로서, (a)에서는 표시장치 장착 전의 애노드 커넥터를 도시하였고, (b)에서는 표시장치 장착 후의 애노드 커넥터를 도시하였다.

도시한 바와 같이, 애노드 커넥터(30)는 후면 기판(2)의 관통구(2b) 형상에 대응하며 관통구(2b)에 끼워져 후면 기판(2)에 체결되기 위한 체결부(32)와, 탄성 부재(34)를 통해 체결부(32)에 고정되는 내부 단자(36)와, 체결부(32) 끝단에서 관통구(2b)보다 큰 직경으로 형성되어 후면 기판(2) 외부에 위치하는 외부 단자(38)를 포함한다.

상기 체결부(32)는 후면 기판(2)과의 조립 공차를 고려하여 관통구(2b)보다 약간 작은 직경을 가지면서 후면 기판(2)의 두께보다 큰 높이로 형성된다. 그리고 탄성 부재(34)는 체결부(32) 상단과 내부 단자(36) 하단을 연결하는 일종의 코일 스프링으로 이루어진다.

애노드 커넥터(30)는 바람직하게 내부 단자(36)와 마주하는 체결부(32) 상단의 외주상으로 외부 단자(38)를 향해 임의의 경사각을 갖는 고정 돌기(40)를 형성하여 애노드 커넥터(30)가 후면 기판(2)에 체결된 이후 후면 기판(2)으로부터 분리되지 않도록 한다.

또한 애노드 커넥터(30)는 바람직하게 일단이 내부 단자(36) 하단에 고정되면서 다른 일단이 체결부(32) 내벽과 접촉하는 가이드 바(42)를 더욱 구비하여 탄성 부재(34)가 축소 또는 확장할 때에 내부 단자(36)가 애노드 커넥터(30)의 길이 방향을 따라 움직이도록 한다.

전술한 구성의 애노드 커넥터(30)는 일례로 전면 기판(4)과 후면 기판(2)이 접합되기 이전, 도 4에 도시한 바와 같이 후면 기판(2)의 관통구(2b)에 끼워져 후면 기판(2)에 먼저 체결되고, 관통구(2b)와 체결부(32) 사이를 프릿(44) 등으로 밀봉시킨 다음, 밀봉재(26)를 이용해 전, 후면 기판(4, 2)을 접합시킬 때에 내부 단자(36)를 커넥터 접촉부(28)에 접촉시키는 방법으로 표시장치에 설치될 수 있다.

이를 위하여 애노드 커넥터(30)가 표시장치에 장착되기 이전, 외부 단자(38)를 제외한 애노드 커넥터(30)의 초기 높이를 h1, 커넥터 접촉부(28)의 표면으로부터 전면 기판(4)에 대향하는 후면 기판(2) 일면까지의 높이를 h2, 후면 기판(2)의 두께를 h3라 가정할 때, 애노드 커넥터(30)는 다음의 수식 조건을 만족하도록 형성된다.

그리고 밀봉재(26)를 이용해 전, 후면 기판(4, 2)을 일체로 접합시킬 때에, 내부 단자(36)가 커넥터 접촉부(28)와 접촉하며, 탄성 부재(34)가 압축되면서 탄성 부재(34)의 복원력에 의해 내부 단자(36)가 커넥터 접촉부(28)를 가압하게 된다. 그 결과 내부 단자(36)는 커넥터 접촉부(28)와 양호한 접촉 상태를 유지하며, 표시장치 장착후 외부 단자(38)를 제외한 애노드 커넥터(30)의 높이 h4는 다음의 수식 조건을 만족한다.

이로서 애노드 커넥터(30)는 후면 기판(2) 외부로 노출된 외부 단자(38)가 애노드 입력 단자로 기능하여 도시하지 않은 외부 회로로부터 고압의 애노드 전압(Va)을 인가받으며, 외부 단자(38)에 인가된 애노드 전압은 체결부(32)와 탄성 부재(34) 및 내부 단자(36)를 통해 투명 도전막(16)에 전달된다.

상기한 애노드 커넥터(30)는 전체가 도전 물질, 일례로 SUS304와 같은 스테인레스 강으로 제작될 수 있으며, 특히 SUS304는 소성과 같은 열처리 후에도 탄성을 유지하는 성질이 있으므로, 탄성 부재(34)의 재료로 더욱 적합하다. 탄성 부재(34)가 SUS304로 제작되는 경우, 탄성 부재(34)의 굵기는 대략 0.05∼0.5mm가 바람직하다.

이와 같이 본 실시예에 의한 전계 방출 표시장치는 투명 도전막(16)이 진공 용기 내부에 한해 형성되고, 애노드 커넥터(30)가 밀봉재(26) 내측에서 후면 기판(2)을 관통하도록 형성되므로, 종래와 같이 전면 기판(4)의 일측을 후면 기판(2)으로부터 돌출시킬 이유가 없어 유효 화면 이외의 불필요한 공간을 최소화할 수 있다. 더욱이 애노드 커넥터(30)의 외부 단자(38)만이 후면 기판(2) 외부로 노출되어 있으므로, 절연 처리가 용이해지는 장점을 갖는다.

참고로, 도 1에서 부호 46은 게이트 전압 인가부를, 부호 48은 캐소드 전압 인가부를 나타내며, 도 3과 도 4에서 부호 50은 전, 후면 기판(4, 2) 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서를 나타낸다.

이와 같이 구성되는 전계 방출 표시장치는, 외부로부터 게이트 전극(6), 캐소드 전극(10) 및 투명 도전막(16)에 소정의 전압을 공급하여 구동하는데, 일례로 게이트 전극(6)에는 수∼수십 볼트의 (+)전압이, 캐소드 전극(10)에는 수∼수십 볼트의 (-)전압이, 그리고 투명 도전막(16)에는 애노드 커넥터(30)를 통해 수백∼수천 볼트의 (+)전압이 인가된다.

이로서 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 전압 차에 의해 에미터(12) 주위에 전계가 형성되어 에미터(12)로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자들은 투명 도전막(16)과 금속 박막층(24)에 인가된 고전압에 이끌려 해당 화소의 형광막(18)에 충돌함으로써 이 형광막(18)을 발광시켜 소정의 이미지를 구현한다.

다음으로는 도 6∼도 14를 참고하여 본 발명의 실시예에 대한 변형예들에 대해 설명한다.

도 6은 첫번째 변형예로서, 이 경우는 전술한 실시예의 구조를 기본으로 하면서 전면 기판(4) 내면에 R, G, B 형광막들(18)과 블랙 매트릭스막(20)으로 이루어진 형광면(22)이 직접 형성되고, 진공 용기 내부에 한해 형광면(22) 위로 형광면(22)보다 큰 면적을 갖는 금속 박막층(24)이 위치함과 아울러, 형광면(22)과 밀봉재(26) 사이의 비유효 화면에 형성되어 애노드 커넥터(30)의 내부 단자(36)와 접촉하면서 금속 박막층(24)의 일단과 접촉하여 이와 전기적으로 연결되는 커넥터 접촉부(28')가 위치한다.

본 변형예에서 커넥터 접촉부(28')는 전면 기판(4)에 대한 부착 강도가 우수한 ITO 박막으로 이루어질 수 있으며, 소성과 같은 열처리 후에도 부착 강도가 저하되지 않는 금속 박막, 예를 들어 Ni 또는 Cr 박막으로 이루어질 수 있다.

상기한 금속 박막층(24)과 커넥터 접촉부(28')의 구성은, 형광면(22)과 나란하게 ITO 박막, Ni 박막 또는 Cr 박막을 코팅하여 커넥터 접촉부(28')를 형성한 다음, 형광면(22) 위에 알루미늄을 스퍼터링하여 금속 박막층(24)을 형성할 때에, 금속 박막층(24)의 일부를 커넥터 접촉부(28') 위에 형성시키는 방법을 통해 용이하게 실현될 수 있다.

이로서 본 변형예에서는 소성과 같은 열처리 후 부착 강도가 저하되는 금속 박막 대신 전술한 커넥터 접촉부(28')를 이용하여 애노드 커넥터(30)로부터 애노드 전압(Va)을 인가받음에 따라, 금속 박막층(24)으로 애노드 전압을 양호하게 전달하여 전계 방출 표시장치의 구동 특성을 안정화시키는 장점을 갖는다.

도 7은 두번째 변형예로서, 이 경우는 전술한 실시예의 구조를 기본으로 하면서 애노드 커넥터(30)를 후면 기판(2)에 직접 밀봉시키는 대신, 애노드 커넥터(30)의 외부 단자(38)에 단자 핀(52)을 연결한 다음, 외부 단자(38) 주위의 후면 기판(2) 배면으로 유리관(54)을 밀봉시켜 전계 방출 표시장치를 구성한다. 이 때, 도면에서 부호 56은 후면 기판(2)에 유리관(54)을 부착시키는 프릿 시일면을 나타낸다.

이로서 외부 단자(38)와 연결된 단자 핀(52)이 애노드 입력 단자로 기능하여 도시하지 않은 외부 회로로부터 애노드 전압(Va)을 인가받으며, 후면 기판(2)에 마련된 배기구(2a)를 통해 전, 후면 기판(4, 2) 사이의 내부 공간을 배기시킬 때에, 유리관(54) 내부 또한 진공 상태를 유지한다.

도 8은 세번째 변형예로서, 이 경우는 전술한 두번째 변형예의 구조를 기본으로 하면서 유리관(54) 전체와 단자 핀(52)의 일부를 덮도록 후면 기판(2) 배면에 절연 커버(58)를 더욱 부착하여 전계 방출 표시장치를 구성한다. 바람직하게, 절연 커버(58)는 고무와 같은 절연 물질로 이루어진다.

이로서 전술한 두번째 변형예와 세번째 변형예에서는 애노드 커넥터(30)를 양호하게 절연시켜 전계 방출 표시장치의 절연 특성을 향상시키며, 절연 처리가 용이해지는 장점을 갖는다.

도 9∼도 13은 애노드 커넥터의 변형예들을 나타낸 개략도로서, 이들 도면을 참고하여 애노드 커넥터의 변형예들에 대해 설명한다.

도 9는 네번째 변형예로서, 이 경우는 전술한 실시예의 구조를 기본으로 하면서 애노드 커넥터(30A)의 탄성 부재(34)가 체결부(32) 내부 하단과 가이드 바(42) 사이에 설치되어 전계 방출 표시장치를 구성한다.

도 10은 다섯번째 변형예로서, 이 경우는 전술한 실시예의 구조를 기본으로 하면서 애노드 커넥터(30B)의 탄성 부재(34)가 코일 스프링으로 이루어지는 대신, 일단이 체결부(32) 상단에 고정되고 다른 일단에 커넥터 접촉부(28)와 접촉하는 구(求) 모양의 내부 단자(36)가 부착된 다수의 탄성 지지체(34a)로 이루어져 전계 방출 표시장치를 구성한다.

도 11은 여섯번째 변형예로서, 본 변형예에서 애노드 커넥터(30C)는 전술한 실시예와 동일한 구성의 체결부(32), 외부 단자(38) 및 고정 돌기(40)를 구비하면서 일단이 체결부(32) 상단에 고정되고 다른 일단이 커넥터 접촉부(28)를 향해 굽어진 단부(34b)를 갖는 한쌍의 탄성 지지체(34c)를 구비하여 상기 단부(34b)가 커넥터 접촉부(28)와 접촉하도록 한다.

도 12는 일곱번째 변형예로서, 본 변형예에서 애노드 커넥터(30D)는 전술한 실시예와 동일한 구성의 체결부(32), 외부 단자(38) 및 고정 돌기(40)를 구비하면서 일단이 체결부(32) 상단에 고정되고 커넥터 접촉부(28)를 향해 임의의 길이로 형성되어 커넥터 접촉부(28)와 접촉하는 탄성 도전체 다발(34d)을 구비한다.

도 13은 여덟번째 변형예로서, (a)에서는 표시장치 장착 전의 애노드 커넥터를 도시하였고, (b)에서는 표시장치 장착 후의 애노드 커넥터를 도시하였다.

본 변형예에서 애노드 커넥터(30E)는 후면 기판(2)의 관통구(2b)보다 작은 크기로 형성되어 관통구(2b)에 끼워지는 체결부(32)와, 체결부(32)에 고정되는 하판(60a) 및 하판(60a)의 일측에서 굽힘 가공되고 커넥터 접촉부(28)를 향해 다수의 접촉 단부(60b)를 구비하는 상판(60c)으로 이루어진 탄성 부재(60)와, 체결부(32)를 둘러싸도록 하판(60a)에 고정되며 체결부(32)와 함께 후면 기판(2)의 관통구(2b)에 끼워진 이후 단부(62a)가 굽힘 가공되어 후면 기판(2)의 배면과 접촉하는 고정 부재(62)로 이루어진다.

애노드 커넥터(30E)가 표시장치에 장착되기 전, 탄성 부재(60)의 초기 높이 h5는 도 4에 도시한 바와 같이 커넥터 접촉부(28)의 표면으로부터 전면 기판(4)에 대향하는 후면 기판(2) 일면까지의 높이 h2보다 크게 형성된다. 그리고 애노드 커넥터(30E)를 후면 기판(2)에 체결시킨 후, 밀봉재(26)를 이용하여 전, 후면 기판(4, 2)을 접합시킬 때에, 탄성 부재(60)가 압축되어 접촉 단부(60b)가 커넥터접촉부(28)와 접촉하게 되며, 애노드 커넥터(30E)가 표시장치에 장착된 이후 탄성 부재(60)의 높이 h6은 전술한 h2와 동일해진다.

한편, 본 발명에 의한 전계 방출 표시장치는 에미터로부터 전자를 방출시키기 위한 전극 구성을 아래와 같이 적용할 수 있다.

도 14는 아홉번째 변형예로서, 이 경우는 전술한 실시예의 구성을 기본으로 하면서 후면 기판(2) 위에 캐소드 전극들(10)이 후면 기판(2)의 일방향(일례로 도면의 Y 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(10)을 덮으면서 후면 기판(2) 전면에 절연층(8)이 위치하며, 절연층(8) 위에는 게이트 전극들(6)이 캐소드 전극(10)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.

그리고 캐소드 전극(10)과 게이트 전극(6)의 교차 영역으로 게이트 전극(6)과 절연층(8)을 관통하는 홀들(64)이 형성되어 캐소드 전극(10) 표면을 노출시키며, 노출된 캐소드 전극(10) 표면으로 전자 방출원인 에미터(12)가 위치한다.

상기 구성 또한 캐소드 전극(10)과 게이트 전극(6)의 전압 차를 이용해 에미터(12)로부터 전자를 방출시키는 과정과, 에미터(12)에서 방출된 전자들이 형광막(18)에 도달하여 이를 발광시키는 과정은 전술한 실시예의 것과 동일하므로, 여기서는 자세한 설명은 생략한다.

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 발명에 따르면, 후면 기판을 관통하는 애노드 커넥터를 통해 애노드 전압을 인가함에 따라, 실질적인 화면이 구현되는 유효 화면 이외의 불필요한 공간을 최소화한다. 따라서 전계 방출 표시장치가 텔레비전 세트 또는 모니터 세트 등으로 제품화할 때, 유효 화면 이외의 불필요한 공간에 따른 제약을 감소시킨다. 또한 본 발명에 의한 전계 방출 표시장치는 애노드 커넥터의 외부 단자만을 후면 기판 외부로 노출시킴으로써 절연 처리를 보다 용이하게 하며, 애노드 커넥터를 양호하게 절연시켜 전계 방출 표시장치의 절연 특성을 향상시킨다.

Claims

임의의 간격을 두고 대향 배치되며, 밀봉재에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하는 제1, 2 기판과;

상기 제1 기판에 마련되는 전자 방출원과;

상기 전자 방출원으로부터 전자를 방출시키기 위한 전자 방출 수단과;

상기 제2 기판에 구비되어 상기 전자 방출원에서 방출된 전자들에 의해 이미지를 구현하도록 발광하는 발광 수단; 및

상기 제1 기판에 마련된 관통구를 통해 일단이 제1 기판에 고정되고 다른 일단이 상기 발광 수단에 접촉하여 제1 기판의 외부로부터 발광 수단에 애노드 전압을 인가하는 애노드 커넥터

를 포함하는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 전자 방출원이 카본 나노튜브(CNT; carbon nanotube), 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC; diamond liked carbon), C₆₀(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 전자 방출 수단이 절연층에 의해 절연 상태를 유지하면서 서로 직교하는 스트라이프 패턴으로 형성되는 게이트 전극들과 캐소드 전극들을 포함하는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 전자 방출 수단이,

상기 제1 기판 상에 스트라이프 패턴으로 형성되는 게이트 전극들과;

상기 게이트 전극들을 덮으면서 제1 기판의 전면에 형성되는 절연층; 및

상기 절연층 위에서 상기 게이트 전극과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되며, 상기 전자 방출원과 접촉하는 캐소드 전극들을 포함하는 전계 방출 표시장치.
제4항에 있어서,

상기 전자 방출 수단이, 상기 캐소드 전극들 사이에서 상기 절연층에 형성된 비아 홀(via hole)을 통해 상기 게이트 전극과 접촉하여 게이트 전극과 전기적으로 연결되는 대향 전극을 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 발광 수단이,

상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광면과;

상기 제2 기판과 형광면 사이에서 상기 진공 용기 내부에 한해 형성되고, 상기 밀봉재와 형광면 사이의 비유효 화면에서 상기 제1 기판을 향해 표면이 노출된 커넥터 접촉부를 구비하는 투명 도전막을 포함하며,

상기 애노드 커넥터의 일단이 상기 커넥터 접촉부와 접촉하는 전계 방출 표시장치.
제6항에 있어서,

상기 발광 수단이, 상기 커넥터 접촉부를 제외하고 상기 형광면 위에서 형광면보다 큰 면적으로 형성되어 가장자리가 상기 투명 도전막과 접촉하는 금속 박막층을 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 발광 수단이,

상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광면과;

상기 형광면 위에서 형광면보다 큰 면적으로 형성되는 금속 박막층; 및

상기 금속 박막층과 접촉하면서 상기 형광면과 밀봉재 사이의 비유효 화면에 형성되는 커넥터 접촉부를 포함하며,

상기 애노드 커넥터의 일단이 상기 커넥터 접촉부와 접촉하는 전계 방출 표시장치.
제8항에 있어서,

상기 커넥터 접촉부가 인듐 틴 옥사이드 박막, 니켈 박막, 크롬 박막 중 어느 하나로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
제8항에 있어서,

상기 금속 박막층이 상기 형광면 전체와 상기 커넥터 접촉부의 일부를 덮으면서 형성되는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가,

상기 제1 기판에 마련된 관통구에 끼워져 제1 기판에 고정되는 체결부와;

탄성 부재를 통해 상기 체결부에 고정되어 상기 발광 수단과 접촉하는 내부 단자와;

상기 체결부 단부에서 상기 관통구보다 큰 사이즈로 형성되어 상기 제1 기판 외부로 노출되는 외부 단자를 포함하는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 탄성 부재가 상기 체결부 상단과 상기 내부 단자 하단을 연결하는 코일 스프링으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가, 상기 체결부의 외주면에서 상기 외부 단자를 향해 임의의 경사각을 갖도록 형성되어 상기 제1 기판에 대한 체결부의 분리를 방지하는 고정 돌기를 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 체결부가 내벽을 구비하며, 상기 애노드 커넥터가 상기 내부 단자 하단에 일단이 고정되고 다른 일단이 체결부 내벽과 접촉하는 가이드 바를 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.
제14항에 있어서,

상기 탄성 부재가 상기 체결부 내벽 하단과 상기 가이드 바를 연결하는 코일 스프링으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 내부 단자가 구(求) 형상으로 이루어지고, 상기 탄성 부재가 상기 체결부 상단에 일단이 고정되며 다른 일단에 내부 단자가 부착되는 탄성 지지체들로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 탄성 부재가 상기 체결부 상단에 고정되는 한쌍의 탄성 지지체로 이루어지고, 탄성 지지체가 상기 발광 수단과 접촉하는 굽어진 단부를 구비하여 상기 내부 단자를 구성하는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 탄성 부재가 상기 체결부 상단에 고정되고 상기 발광 수단을 향해 임의 길이로 연장된 탄성 도전체 다발로 이루어지며, 탄성 도전체 다발의 단부가 발광 수단과 접촉하여 내부 단자를 구성하는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가 상기 제1 기판에 장착되기 전, 상기 외부 단자를 제외한 애노드 커넥터의 초기 높이를 h1, 상기 발광 수단의 표면으로부터 발광 수단에 대향하는 제1 기판 일면까지의 높이를 h2, 제1 기판의 두께를 h3라 가정할 때, 다음의 조건을 만족하는 전계 방출 표시장치.

h1 > h2 + h3
제11항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가 상기 제1 기판에 마련된 관통구와 체결부 사이에 도포된 프릿에 의해 제1 기판에 밀봉되는 전계 방출 표시장치.
제11항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가, 상기 외부 단자에 연결되는 단자 핀과, 외부 단자 전체와 단자 핀의 일부를 감싸도록 프릿을 통해 상기 제1 기판 외면에 고정되어 애노드 커넥터를 밀봉시키는 유리관을 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.
제21항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가, 상기 유리관 전체와 상기 단자 핀의 일부를 감싸도록 상기 제1 기판 외면에 고정되는 절연 커버를 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가,

상기 제1 기판에 마련된 관통구에 끼워져 제1 기판에 고정되는 체결부와;

상기 체결부에 고정되는 하판 및 하판의 일측에서 굽힘 가공되고 상기 발광 수단을 향한 일측에 접촉 단부를 구비하는 상판으로 이루어져 접촉 단부를 통해 발광 수단과 접촉하는 탄성 부재; 및

상기 체결부를 둘러싸도록 상기 하판에 고정되며 체결부와 함께 제1 기판의 관통구에 끼워진 이후 단부가 굽힘 가공되어 제1 기판의 외면과 접촉하는 고정 부재를 포함하는 전계 방출 표시장치.
제23항에 있어서,

상기 애노드 커넥터가 제1 기판에 장착되기 전, 상기 탄성 부재의 초기 높이를 h5, 상기 발광 수단의 표면으로부터 발광 수단에 대향하는 제1 기판 일면까지의 높이를 h2, 제1 기판의 두께를 h3라 가정할 때, 다음의 조건을 만족하는 전계 방출 표시장치.

h5 > h2 + h3