KR20050008770A - 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR20050008770A
KR20050008770A KR10-2004-7019614A KR20047019614A KR20050008770A KR 20050008770 A KR20050008770 A KR 20050008770A KR 20047019614 A KR20047019614 A KR 20047019614A KR 20050008770 A KR20050008770 A KR 20050008770A
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center
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시게오 다께나까
사또시 이시까와
마사루 니까이도
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

각각 화소에 대응하는 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과, 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과의 사이에 복수의 독립된 스페이서가 형성되어 있다. 각 스페이서(30a, 30b)는 그 중심(SC)이 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있다.

Description

화상 표시 장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}
최근, 고품질 방송용 또는 이에 수반하는 고해상도의 화상 표시 장치가 요구되고 있으며, 그 스크린 표시 성능에 대해서는 더욱 엄격한 성능이 요망되고 있다. 이들 요망을 달성하기 위해서는 스크린면의 평탄화, 고해상도화가 필수적이며, 동시에 경량, 박형화도 도모해야 한다.
상기한 바와 같은 요망을 만족하는 화상 표시 장치로서, 예를 들면 필드 에미션 디스플레이(이하, FED라고 함) 등의 평면형 표시 장치가 주목받고 있다. 이 FED는 소정의 간격을 두고 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판을 갖고 있다. 이들 기판은 그 주연부끼리가 직접 또는 사각형 틀 형상의 측벽을 개재하여 서로 접합되어, 진공 엔벨로프를 구성하고 있다. 제1 기판의 내면에는 형광체층이 형성되고, 제2 기판의 내면에는 형광체층을 여기하여 발광시키는 전자원으로서 복수의 전자 방출 소자가 형성되어 있다.
제1 및 제2 기판에 가해지는 대기압 하중을 지탱하기 위해서, 이들 기판 사이에는 지지 부재로서 복수의 스페이서가 배치되어 있다. 이 FED에 있어서, 화상을 표시하는 경우, 형광체층에 애노드 전압이 인가되고, 전자 방출 소자로부터 방출된 전자 빔을 애노드 전압에 의해 가속하여 형광체층에 충돌시킨다. 이에 의해, 형광체가 발광하여 화상을 표시한다.
이와 같은 FED에서는, 전자 방출 소자의 크기가 ㎛ 정도이고, 제1 기판과 제2 기판과의 간격을 ㎜ 정도로 설정할 수 있다. 이 때문에, 현재의 텔레비전이나, 컴퓨터의 디스플레이로서 사용되고 있는 음극선관(CRT) 등과 비교하여, 화상 표시 장치의 고해상도화, 경량화, 박형화를 달성할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 화상 표시 장치에 있어서, 실용적인 표시 특성을 얻기 위해서는, 통상의 음극선관과 마찬가지의 형광체를 이용하고, 애노드 전압을 수 ㎸ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, 제1 및 제2 기판의 간격은, 해상도나 지지 부재의 특성, 제조성 등의 관점으로부터 그다지 크게 할 수는 없고, 1∼2㎜ 정도로 설정할 필요가 있다. 또한, 높은 가속 전압을 가진 전자가 형광면에 충돌했을 때, 형광면에서 2차 전자 및 반사 전자가 발생한다.
제1 기판과 제2 기판과의 사이의 공간이 좁은 경우, 형광면에서 발생한 2차 전자 및 반사 전자가, 기판 사이에 설치된 스페이서에 충돌하고, 그 결과 스페이서가 대전된다. FED에 있어서의 가속 전압에서는, 일반적으로 스페이서는 플러스로 대전된다. 이 경우, 전자 방출 소자로부터 방출된 전자 빔은 스페이서에 끌어 당겨져서, 본래의 궤도로부터 벗어난다. 그 결과, 형광체층에 대해서 전자 빔의 미스랜딩이 발생하여, 표시 화상의 색 순도가 열화한다는 문제가 있다.
〈발명의 개시〉
본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 전자 빔의 궤도 이탈을 저감하여, 화상 품질이 향상된 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 양태에 따른 화상 표시 장치는, 각각 화소에 대응한 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과, 상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치되어 있음과 함께, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립적인 스페이서를 구비하고, 각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있다.
본 발명의 다른 양태에 따른 화상 표시 장치는, 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과, 상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치된 제2 기판과, 각각 1화소에 대응하여 상기 제2 기판에 배치되고, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원과, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립한 스페이서를 구비하고, 각 스페이서는 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 전자원의 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나 위치하도록 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 다른 양태에 따른 화상 표시 장치는, 각각 화소에 대응한 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과, 상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치되어 있음과 함께, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과, 상기 형광체층의 각각 대응한 복수의 개구를 갖고, 상기제1 및 제2 기판 사이에 형성된 판 형상의 그리드와, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고, 각 스페이서는 그 중심이 상기 그리드가 서로 이웃하는 2개의 개구의 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 화상 표시 장치에 따르면, 각 스페이서는 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있다. 그 때문에 스페이서로부터 전자 빔에 작용하는 인력이 경감된다. 따라서, 스페이서로부터의 인력에 기인하는 전자 빔의 이동량을 저감하여, 형광체층의 다색 치기를 저감할 수 있다. 그 결과, 색 순도의 열화를 경감하여 화상 품질이 향상된 화상 표시 장치를 얻을 수 있다.
본 발명은, 대향 배치된 기판과, 한 쪽의 기판의 내면에 배치된 복수의 전자원을 가진 화상 표시 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 SED를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 파단한 상기 SED의 사시도.
도 3은 상기 SED의 일부를 확대하여 나타내는 Y 방향을 따른 단면도.
도 4는 상기 SED의 형광체층과 스페이서와의 배치 관계를 나타내는 평면도.
도 5는 상기 형광체층 및 스페이서의 일부를 확대하여 나타내는 평면도, 및 스페이서의 인력과 X 방향 거리와의 관계를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 SED의 일부를 확대하여 나타내는 Y 방향을 따른 단면도.
〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 평면형의 화상 표시 장치로서 표면 전도형 전자 방출 장치(이하, SED라고 함)에 적용한 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 이 SED는 투명한 절연 기판으로서 각각 사각형 틀 형상의 유리로 이루어지는 제1 기판(12) 및 제2 기판(10)을 구비하고, 이들 기판은 약 1.0∼2.0㎜의 간극을 두고 대향 배치되어 있다. 제2 기판(10)은 제1 기판(12)보다 약간 큰 치수로 형성되어 있다. 제2 기판(10) 및 제1 기판(12)은 유리로 이루어지는 사각형 틀 형상의 측벽(14)을 개재하여 주연부끼리 접합되어, 편평한 사각형 틀 형상의 진공 엔벨로프(15)를 구성하고 있다. 진공 엔벨로프(15)의 내부는 10-4㎩ 정도의 고진공으로 유지되어 있다.
제1 기판(12)의 내면에는 화상 표시면을 구성하는 형광체 스크린(16)이 형성되어 있다. 이 형광체 스크린(16)은 전자의 충돌에 의해 적, 청, 녹으로 발광하는 적, 청, 녹의 형광체층 R, G, B 및 흑색 차광층(11)을 배열하여 구성되어 있다. 형광체층 R, G, B는 스트라이프 형상 또는 도트 형상으로 형성되어 있다. 형광체 스크린(16) 상에는 알루미늄 등으로 이루어지는 메탈백(17)이 형성되어 있다. 또, 제1 기판(12)과 형광체 스크린과의 사이에, 예를 들면 ITO(Induim Tin Oxide)로 이루어지는 투명 도전막 또는 컬러 필터막을 형성해도 된다.
제2 기판(10)의 내면에는 형광체 스크린(16)의 형광체층을 여기하는 전자원으로서, 각각 전자 빔을 방출하는 다수의 표면 전도형의 전자 방출 소자(18)가 형성되어 있다. 이들 전자 방출 소자(18)는 화소별로 대응하여 복수 열 및 복수 행으로 배열되어 있다. 각 전자 방출 소자(18)는 도시하지 않은 전자 방출부, 이 전자 방출부에 전압을 인가하는 한 쌍의 소자 전극 등으로 구성되어 있다. 제2 기판(10) 상에는 전자 방출 소자(18)에 전압을 인가하기 위한 도시하지 않은 다수의 배선이 매트릭스 형상으로 설치되어 있다.
또, 본 발명에서는 형광체층 R, G, B의 각각이 1화소에 대응하고, 마찬가지로 전자 방출 소자(18)의 각각이 1화소에 대응하고 있는 것으로 한다.
접합 부재로서 기능하는 측벽(14)은, 예를 들면 저융점 유리, 저융점 금속 등의 밀착재(20)에 의해, 제2 기판(10)의 주연부 및 제1 기판(12)의 주연부에 밀착되어, 제1 기판 및 제2 기판끼리를 접합하고 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, SED는 제2 기판(10) 및 제1 기판(12) 사이에 배치된 스페이서 어셈블리(22)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 스페이서 어셈블리(22)는 판 형상의 그리드(24)와, 그리드 양면에 일체적으로 세워져 설치된 복수의 기둥 형상의 스페이서를 구비하고 있다.
상세하게 설명하면, 그리드(24)는 제1 기판(10)의 내면에 대향한 제1 표면(24a) 및 제2 기판(10)의 내면에 대향한 제2 표면(24b)을 갖고, 이들 기판과 평행하게 배치되어 있다. 그리드(24)에는 에칭 등에 의해 다수의 전자 빔 통과홀(26) 및 복수의 스페이서 개구(28)가 형성되어 있다. 본 발명에 있어서의 개구로서 기능하는 전자 빔 통과홀(26)은 각각 전자 방출 소자(18) 및 형광체층에 대향하여 배열되어 있다. 스페이서 개구(28)는 각각 전자 빔 통과홀 사이에 위치하고 소정의피치로 배열되어 있다.
그리드(24)는, 예를 들면 철-니켈계의 금속판에 의해 두께 0.1∼0.2㎜로 형성되어 있다. 그리드(24)의 표면에는 이 그리드를 산화 처리함으로써, 그리드를 구성하는 금속판의 원소로 이루어지는 흑화막, 예를 들면 Fe304, NiFe3O4로 이루어지는 흑화막이 형성되어 있다. 또한, 그리드(24)의 표면에는 유리, 세라믹으로 이루어지는 고저항 물질을 도포, 소성한 고저항막이 형성되어 있다. 고저항막의 저항은 Ε+8Ω/□ 이상으로 설정되어 있다.
전자 빔 통과홀(26)은, 예를 들면 0.15∼0.25㎜×0.15∼0.25㎜의 사각형 틀 형상으로 형성되고, 스페이서 개구(28)는, 예를 들면 직경이 약 0.2∼0.5㎜로 형성되어 있다. 상술한 고저항막은 그리드(24)에 형성된 전자 빔 통과홀(26)의 벽면에도 형성되어 있다.
그리드(24)의 제1 표면(24a) 상에는 각 스페이서 개구(28)에 겹쳐져 제1 스페이서(30a)가 일체적으로 세워져 설치되어 있다. 제1 스페이서(30a)의 연장단은 메탈백(17) 및 형광체 스크린(16)의 흑색 차광층(11)을 통하여 제1 기판(12)의 내면에 접하고 있다. 그리드(24)의 제2 표면(24b) 상에는 각 스페이서 개구(28)에 겹쳐져 제2 스페이서(30b)가 일체적으로 세워져 설치되고, 그 연장단은 제2 기판(10)의 내면에 접하고 있다. 각 스페이서 개구(28), 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 서로 동축적으로 위치하고, 제1 및 제2 스페이서는 이 스페이서 개구(28)를 통하여 서로 일체적으로 연결되어 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 스페이서(30a,30b)는 그리드(24)를 양면측으로부터 끼운 상태로 그리드(24)와 일체적으로 형성되어 있다.
제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)의 각각은, 그리드(24)측으로부터 연장단을 향하여 직경이 작아진 선세(先細) 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 예를 들면, 각 제1 스페이서(30a)는 그리드(24) 측에 위치한 기단(基端)의 직경이 약 0.4㎜, 연장단의 직경이 약 0.3㎜, 높이가 약 0.4㎜로 형성되어 있다. 각 제2 스페이서(30b)는 그리드(24) 측에 위치한 기단의 직경이 약 0.4㎜, 연장단의 직경이 약 0.25㎜, 높이가 약 1.0㎜로 형성되어 있다. 이와 같이, 제2 스페이서(30b)의 높이는 제1 스페이서(30a)의 높이보다 높게 형성되고, 제1 스페이서의 높이에 대하여 약 4/3배 이상, 바람직하게는 2배 이상으로 설정되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 스페이서 어셈블리(22)는 제1 기판(12) 및 제2 기판(10) 사이에 배치되어 있다. 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 제1 기판(12) 및 제2 기판(10)의 내면에 접함으로써, 이들 기판에 작용하는 대기압 하중을 지지하여, 기판 간의 간격을 소정치로 유지하고 있다.
SED는 그리드(24) 및 제1 기판(12)의 메탈백(17)에 전압을 인가하는 도시하지 않은 전압 공급부를 구비하고 있다. 이 전압 공급부는 그리드(24) 및 메탈백(17)에 각각 접속되고, 예를 들면 그리드(24)에 12㎸, 메탈백(17)에 10㎸의 전압을 인가한다.
상기 구성의 SED에 따르면, 화상을 표시하는 경우, 형광체 스크린(16) 및 메탈백(17)에 애노드 전압이 인가되고, 전자 방출 소자(18)로부터 방출된 전자 빔 B를 애노드 전압에 의해 가속하여 형광체 스크린(16)에 충돌시킨다. 이에 의해, 형광체 스크린(16)의 형광체층이 여기되어 발광하여, 화상을 표시한다.
다음으로, 형광체층, 전자 방출 소자 및 스페이서와의 배치 관계에 대하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 기판(10) 및 제1 기판(12)의 길이 방향을 X 방향(제1 방향), 폭 방향을 Y 방향(제2 방향)으로 한 경우, 제2 기판(10) 상의 전자 방출 소자(18)는 X 방향 및 Y 방향으로 각각 소정의 피치로 배열되어 있다. 그리드(24)에 형성된 전자 빔 통과홀(26)도 X 방향 및 Y 방향으로 전자 방출 소자(18)와 동일한 피치로 배열되고, 각각 전자 방출 소자(18)와 대향하고 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 기판(12)에 형성된 형광체 스크린(16)의 형광체층 R, G, B는 각각 그리드(24)의 전자 빔 통과홀(26)에 대응한 거의 사각형 틀 형상으로 형성되어 있다. 적, 녹, 청의 3색의 형광체층 R, G, B는 X 방향을 따라 소정의 피치로 서로 배열되어 있다. 여기서는, 적의 형광체층 R과 녹의 형광체층 G가 서로 이웃하도록 배열되어 있다. Y 방향에 대해서는 동일색의 형광체층이 소정의 피치로 배열되어 있다. 그리고, 이들 형광체층 R, G, B는 각각 형광체 화소를 형성하고 있다. 흑색 차광층(11)은 형광체층 R, G,B 사이의 간극을 매립하도록 형성되어 있다.
전자 방출 소자(18)는 X 방향 및 Y 방향에 대하여 상술한 형광체층과 거의 동일한 피치로 배열되고, 각각 그리드(24)의 전자 빔 통과홀(26)을 통하여 대응하는 형광체층과 대향하고 있다.
이에 대하여, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 Y 방향 및 X 방향에 대하여, 형광체층 R, G, B의 피치보다 복수배 큰 피치로 배열되어 있다. 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 형광체 스크린(16)의 거의 전역에 걸쳐 이산하여 배열되어 있다. 각 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는, Y 방향으로 서로 이웃하는 형광체층 사이에서흑색 차광층(11)과 대향하는 위치에 배치되어 있다.
제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 그 중심 SC가, 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 배치되어 있다. 여기서, 화소 중심을 연결하는 직선은, 그 양단이 형광체층의 화소 중심에 위치하고 있는 직선을 나타내고 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 그 중심 SC가 형광체층 R, G, B의 화소 중심 RC, GC, BC를 통하여 Y 방향과 평행하게 연장된 직선 RL, GL, BL과 중첩되지 않고, 이들 직선 RL, GL, BL로부터 X 방향으로 어긋나게 위치하도록 배치되어 있다.
다시 말하면, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하는 중심선을 CL로 한 경우, 이들 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하여 중심선 CL과 각각 직교하는 2개의 직선과, 스페이서의 중심 SC가 중첩되지 않는 위치, 즉 중심 SC가 이들 2개의 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 배치되어 있다.
제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는, 그 중심 SC가, X 방향으로 서로 이웃하는 2개의 형광체층 R, G의 화소 중심, RC, GC를 통과하는 직선 RL, GL 사이의 거의 중간에 위치하도록 배치되어 있다.
상술한 바와 같이, 형광체 스크린(16)의 각 형광체층, 그리드(24)의 전자 빔 통과홀(26), 및 전자 방출 소자(18)는 서로 대향하여 배치되어, 서로 동등한 배열 패턴을 갖고 있다. 따라서, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 그리드(24)의 전자 빔 통과홀(26) 및 전자 방출 소자(18)에 대해서도, 상술한 형광체층에 대한 위치 관계와 마찬가지의 위치 관계로 배열되어 있다.
즉, 각 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 그 중심 SC가 서로 이웃하는 2개의 전자 방출 소자(18)의 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록, 또한 그 중심 SC가 그리드(24)의 서로 이웃하는 2개의 전자 빔 통과홀의 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 배치되어 있다. 본 실시예에서는 각 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 그 중심 SC가 서로 이웃하는 2개의 전자 방출 소자(18)의 중심을 통과하는 중심선, 및 이 중심축과 각각 직교하고 있음과 함께 이들 2개의 전자 방출 소자의 중심을 통과하는 2개의 직선과 겹치지 않도록 배치되어 있다.
상기 구성의 스페이서 어셈블리(22)를 제조하는 경우, 우선 소정 치수의 그리드(24), 그리드와 거의 동일한 치수를 가진 도시하지 않는 사각형 틀 형상의 제1 및 제2 금형을 준비한다. 그리드(24)에는 미리 에칭에 의해 전자 빔 통과홀(26), 및 스페이서 개구(28)를 형성하고, 그 후 그리드 전체를 산화 처리에 의해 산화시켜, 전자 빔 통과홀(26) 및 스페이서 개구(28)의 내면을 포함하여 그리드 표면에 절연막을 형성한다. 또한, 절연막 상에 산화 주석 및 산화 안티몬의 미립자를 분산시킨 액을 스프레이 피복하고, 건조, 소성하여 고저항막을 형성한다.
제1 및 제2 금형은, 각각 그리드(24)의 스페이서 개구(28)에 대응한 복수의 투과홀이 형성되어 있다. 여기서, 제1 금형은, 복수매, 예를 들면 3매의 금형 박판을 적층하여 형성되어 있다. 각 금속 박판은 두께 0.25~0.3㎜의 철계 금속판으로 구성되어 있음과 함께, 각각 테이퍼 형상의 복수의 투과홀이 형성되어 있다. 그리고, 금속 박판의 각각에 형성된 투과홀은, 다른 금속 박판에 형성된 투과홀과 다른 직경을 갖고 있다. 이들 3매의 금속 박판은 투과홀이 거의 동축적으로 정렬된 상태에서, 또한 직경이 큰 투과홀로부터 순서대로 나열한 상태로 적층되고, 진공 중 또는 환원성 분위기 내에서 서로 확산 접합되어 있다. 이에 의해, 전체적으로 두께 1.25~1.5㎜의 제1 금형(32)이 형성되고, 각 투과홀은 3개의 투과홀을 정합함으로써 규정되고, 단차식 테이퍼 형상의 내주면을 갖고 있다.
제2 금형도 제1 금형과 마찬가지로, 예를 들면 2매의 금속 박판을 적층하여 구성되고, 제2 금형에 형성된 각 투과홀은 2개의 테이퍼 형상 투과홀에 의해 규정되고, 단차식 테이퍼 형상의 내주면을 갖고 있다.
제1 및 제2 금형의 적어도 각 투과홀(34)의 내주면에는, 후술하는 스페이서 형성 재료의 유기 성분보다 저온도로 열분해하는 수지가 도포되어 있다.
스페이서 어셈블리의 제작 공정에 있어서는, 제1 금형을, 각 투과홀의 큰 직경측이 그리드(24) 측에 위치하도록 그리드의 제1 표면(24a)에 밀착시키고, 또한 각 투과홀이 그리드의 스페이서 개구(28)와 정렬하도록 위치 결정한 상태로 배치한다. 마찬가지로, 제2 금형을, 각 투과홀의 큰 직경측이 그리드(24)측에 위치하도록 그리드의 제2 표면(24b)에 밀착시키고, 또한 각 투과홀이 그리드의 스페이서 개구(28)와 정렬하도록 위치 결정한 상태로 배치한다. 그리고, 이들 제1 금형, 그리드(24) 및 제2 금형을 도시하지 않는 클램퍼 등을 이용하여 서로 고정한다.
다음으로, 예를 들면 제1 금형의 외면측으로부터 페이스트 형상의 스페이서 형성 재료를 공급하고, 제1 금형의 투과홀, 그리드(24)의 스페이서 개구(28) 및 제2 금형의 투과홀에 스페이서 형성 재료를 충전한다. 스페이서 형성 재료로서는, 적어도 자외선 경화형의 바인더(유기 성분) 및 유리 필러를 함유한 유리 페이스트를 이용한다.
계속해서, 충전된 스페이서 형성 재료에 대하여, 제1 및 제2 금형의 외면측으로부터 방사선으로서 자외선(UV)을 조사하여, 스페이서 형성 재료를 UV 경화시킨다. 이후, 필요에 따라, 열 경화를 행해도 된다. 다음으로, 열 처리에 의해 제1 및 제2 금형의 각 투과홀에 도포된 수지를 열분해하고, 스페이서 형성 재료와 금형 사이에 틈을 만들어, 제1 및 제2 금형을 그리드(24)로부터 박리한다.
계속해서, 스페이서 형성 재료가 충전된 그리드(24)를 가열로 내에서 열 처리하고, 스페이서 형성 재료 내로부터 바인더를 날린 후, 약 500∼550℃에서 30분간∼1시간, 스페이서 형성 재료를 본 소성한다. 이에 의해, 그리드(24) 상에 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)가 작성된 스페이서 어셈블리(22)의 베이스가 완성된다.
이상과 같이 구성된 SED에 따르면, 화상 표시 시, 전자 방출 소자(18)로부터 형광체 스크린(16)을 향하여 전자 빔이 방출되면, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)의 부근을 통과하는 전자 빔은, 스페이서의 대전의 영향에 의해, 제1 및 제2 스페이서측에 끌어당겨지는 경향이 있다. 이 때, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)로부터 전자 빔에 작용하는 Y 방향의 인력은 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)의 중심 SC를 통과하여 Y 방향으로 연장된 직선 SL 상에서 가장 커진다.
그러나, 본 실시 형태에 따르면, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 그 중심SC이 X 방향으로 서로 이웃하는 2개의 형광체층 R, G의 화소 중심 RC, GC를 통과하는 직선 RL, GL로부터 어긋나게 위치하고 있다. 반대로 말하면, 형광체층 R, G는 그 화소 중심 RC, GC가 직선 SL로부터 어긋나게 배치되어 있다. 그 때문에, 전자 방출 소자(18)로부터 형광체층의 화소 중심을 향하여 방출된 전자 빔도, 직선 SL로부터 떨어진 영역을 통과함으로써, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)로부터 전자 빔에 작용하는 인력이 경감된다. 따라서, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)로부터의 인력에 기인한 전자 빔의 이동량을 저감하고, 형광체 스크린의 다색 치기를 저감할 수 있다. 그 결과, 색 순도의 열화를 경감하여 화상 품질이 향상된 SED를 얻을 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는, 적의 형광체층 R과 녹의 형광체층 G와의 사이에 형성되어 있으므로, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)로부터의 인력에 의해 형광체층 R, G 주변의 전자 빔이 이동한 경우라도, 표시 화상은 시안으로 된다. 이 경우, 시안은 관찰자의 시감으로는 식별되기 어려워, 실질적인 색 순도 열화가 되기는 어렵다. 따라서, 화상 품질이 한층 향상된 SED가 얻어진다.
상기 구성에 따르면, 스페이서 형성 공정에 있어서, 금형으로 충전된 스페이서 형성 재료가 그리드 표면 측에 다소 번진 경우라도, 스페이서 형성 재료에 의한 전자 빔 통과홀(26)의 폐색을 저감할 수 있으며, 제조 프로세스면에서도 유리하게 된다.
본 실시 형태에 따른 SED에 따르면, 전자 방출 소자(18) 측에 위치한 제2 스페이서(30b)의 표면 저항은, 제1 스페이서(30a)의 표면 저항보다 작게 설정되어 있다. 그 때문에, 제2 스페이서(30b)의 대전을 저감할 수 있으며, 제2 스페이서의 대전에 기인한 전자 빔의 변위를 저감할 수 있다. 그 결과, 색 순도가 한층 향상된 화상을 표시할 수 있게 된다.
또한, 상기 SED에 따르면, 제1 기판(12)과 제2 기판(10) 사이에 그리드(24)가 배치되어 있음과 함께, 제1 스페이서(30a)의 높이는 제2 스페이서(30b)의 높이보다 낮게 형성되어 있다. 이에 의해, 그리드(24)는 제2 기판(10)보다 제1 기판(12) 측에 근접하여 위치하고 있다. 이 때문에, 제1 기판(12)측으로부터 방전이 생긴 경우라도 그리드(24)에 의해, 제2 기판(10) 상에 형성된 전자 방출 소자(18)의 방전 파손을 억제할 수 있게 된다. 따라서, 방전에 대한 내압성이 뛰어나 화상 품질이 향상한 SED를 얻을 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 여러가지 변형 가능하다. 예를 들면, 제1 및 제2 스페이서(30a, 30b)는 적의 형광체층 R과 녹의 형광체층 G와의 사이에 형성하는 구성으로 하였지만, 서로 이웃하는 다른 2개의 형광체층, 예를 들면 형광체층 G과 형광체층 B와의 사이에 위치하도록 형성해도 된다. 이 경우에 있어서도, 스페이서로부터의 인력에 기인하는 전자 빔의 이동량을 저감하여, 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 형광체층은 X 방향으로 각 색의 형광체층이 교대로 배열되고, Y 방향으로 동일한 색의 형광체층이 배열되는 배열로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 다른 배열로 해도 된다. 마찬가지로, 상기 실시 형태에서는, 제2 기판(10) 및 제1 기판(12)의 길이 방향을 X 방향, 폭 방향을 Y 방향으로 하였지만, 반대로, 길이 방향을 Y 방향, 폭 방향을 X 방향으로 해도 된다. 스페이서의 직경이나, 높이, 그 밖의 구성 요소의 치수, 재질 등도 필요에 따라 적절하게 선택 가능하다.
또한, 본 발명은 그리드를 갖지 않은 화상 표시 장치에도 적용할 수 잇다. 도 6에 도시한 SED에 따르면, 각 스페이서(30)는 기둥 형상으로 형성되고, 제2 기판(10)과 제1 기판(12)과의 사이에 배치되어 있다. 형광체 스크린(16)의 형광체층 R, G, B 및 전자 방출 소자(18)에 대한 각 스페이서(30)의 배치는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 설정되어 있다. 또한, 상기 구성의 SED에서는 미리 독립적으로 기둥 형상으로 형성된 다수의 스페이서(30)를 도시하지 않은 배열기로 소정의 배열로 나열하고, 무기계 접착제를 이용하여 제2 기판(10) 및 제1 기판(12)의 적어도 한쪽에 고정한다.
다른 구성은 상술한 실시 형태에 따른 SED와 동일하고, 동일 부분에는 동일한 참조 번호를 붙여, 그 상세한 설명은 생략한다. 상기 구성의 SED에 있어서도, 상술한 실시 형태에 따른 SED와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 전자원은 표면 전도형 전자 방출 소자에 한정되지 않고,전계 방출형, 카본 나노 튜브 등, 여러가지 선택 가능하다. 또한, 본 발명은 상술한 SED에 한정되지 않고, FED, 플라즈마 디스플레이 등의 여러가지 화상 표시 장치에도 적용 가능하다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자 빔의 궤도 이탈의 영향을 저감하여, 화상 품질이 향상된 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 각각 화소에 대응하는 복수의 형광체층을 가진 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치되어 있음과 함께, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 연결하는 직선으로부터 어굿나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 표시면은 색이 서로 다른 형광체층을 포함하고, 이들 형광체층은 제1 방향으로 각 색이 교대로 배열되고, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 동일색이 배열되고,
    상기 각 스페이서는, 그 중심이 상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하는 중심선, 및 상기 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하여 상기 제2 방향으로 연장된 2개의 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 스페이서는, 그 중심이 상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하여 상기 제2 방향으로 연장된 2개의 직선 사이의 거의 중간에 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 형광체층의 한쪽이 적색 발광 형광체층, 다른쪽이 녹색 발광 형광체층인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는, 거의 원주 형상을 갖고 있는 화상 표시 장치.
  6. 각각 화소에 대응하는 복수의 형광체층을 가진 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치되어 있음과 함께, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하는 중심선, 및 상기 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하여 상기 중심선과 각각 직교하는 2개의 직선으로부터 어굿나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  7. 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치된 제2 기판과,
    각각 1화소에 대응하여 상기 제2 기판에 형성되고, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원과,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 전자원의 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  8. 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치된 제2 기판과,
    각각 1화소에 대응하여 상기 제2 기판에 형성되고, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원과,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 전자원의 중심을 통과하는 중심선, 및 상기 서로 이웃하는 2개의 전자원의 중심을 통과하여 상기 중심선과 각각 직교하는 2개의 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  9. 각각 화소에 대응한 복수의 형광체층을 가진 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치되어 있음과 함께, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과,
    상기 형광체층에 각각 대응한 복수의 개구를 갖고, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 판 형상의 그리드와,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 상기 그리드의 서로 이웃하는 2개의 개구 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화상 표시면은 색이 서로 다른 형광체층을 포함하고, 이들 형광체층은, 제1 방향으로는 각 색이 교대로 배열되고, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로는 동일색이 배열되고,
    상기 각 스페이서는, 그 중심이 상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하는 중심선, 및 상기 서로 이웃하는 2개의 형광체층의화소 중심을 통과하여 상기 제2 방향으로 연장된 2개의 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 스페이서는, 그 중심이 상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하여 상기 제2 방향으로 연장된 2개의 직선 사이의 거의 중간에 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 서로 이웃하는 형광체층의 한쪽이 적색 발광 형광체층, 다른쪽이 녹색 발광 형광체층인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 그리드는 상기 제1 기판에 대향한 제1 표면 및 상기 제2 기판에 대향한 제2 표면을 갖고,
    상기 스페이서는 상기 그리드의 제1 표면 상에 세워져 설치되고 상기 제1 기판에 접한 복수의 기둥 형상의 제1 스페이서와, 상기 그리드의 제2 표면 상에 세워져 설치되고 상기 제2 기판에 접한 복수의 기둥 형상의 제2 스페이서를 구비하고 있는 화상 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 각 제1 스페이서는, 상기 제2 스페이서와 동축적으로 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스페이서는 상기 그리드에 형성된 스페이서 개구를 통하여 서로 연결되어 있는 화상 표시 장치.
  16. 각각 화소에 대응한 복수의 형광체층을 가진 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치되어 있음과 함께, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원이 형성된 제2 기판과,
    상기 형광체층에 각각 대응한 복수의 개구를 갖고, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 판 형상의 그리드와,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하는 중심선, 및 상기 서로 이웃하는 2개의 형광체층의 화소 중심을 통과하여 상기 중심선과 각각 직교하는 2개의 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  17. 복수의 형광체층을 갖는 화상 표시면이 형성된 제1 기판과,
    상기 제1 기판에 간극을 두고 대향 배치된 제2 기판과,
    각각 1화소에 대응하여 상기 제2 기판에 형성되고, 상기 형광체층을 각각 여기하는 복수의 전자원과,
    상기 전자원에 각각 대응한 복수의 개구를 갖고, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 판 형상의 그리드와,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되고, 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지한 복수의 독립된 스페이서를 구비하고,
    각 스페이서는, 그 중심이 서로 이웃하는 2개의 전자원의 중심을 연결하는 직선으로부터 어긋나게 위치하도록 형성되어 있는 화상 표시 장치.
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