KR20050027027A

KR20050027027A - 평판형 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20050027027A
Application number: KR1020040071935A
Authority: KR
Inventors: 야구찌도미오; 무네요시다까히꼬; 오까이마꼬또; 하야시노부아끼; 나까무라도모끼
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2005-03-17
Also published as: US20050057178A1; CN1595598A; JP2005085713A; US7400083B2

Abstract

저전계로 충분한 강도의 전자 방출을 얻을 수 있는 음극 재료를 이용하고, 배면 기판(SUB1) 상에 음극(K)과 제1 제어 전극(G1)을 상기 배면 기판(SUB1)과 평행한 동일 평면 상에 형성하여 전자선원으로 하고, 이 전자선원으로부터 취출되는 전자를 집속하는 제2 제어 전극(G2)을 설치함으로써 고휘도의 화상 표시를 얻는다.

Description

평판형 화상 표시 장치{FLAT PANEL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계에 의해 전자를 방출하는 전자원(음극)을 갖는 전자선원과, 이 전자선원으로부터 방출되는 전자선으로 여기되는 형광면을 갖는 평판형 화상 표시 장치에 관한 것으로, 특히 전자선을 형광면에 집속하여 고정밀의 화상 표시를 가능하게 한 평면형 화상 표시 장치에 관한 것이다.

저전계로 전자를 방출하는 전자원에 다이아몬드나 탄소나노튜브(카본나노튜브라고도 함) 등을 이용한 전계 방출형의 평면형 화상 표시 장치가 개발되어 있다. 이하에서는, 전자원을 음극이라고도 한다. 이러한 종류의 음극은, 종래의 금속 재료를 주재료로서 이용한 전계 방사형의 음극과 비교하여 매우 낮은 전계로 충분한 전자 방출을 얻을 수 있다. 그리고, 이러한 전자 방출 재료를 음극에 이용한 평면형 표시 장치는, 예를 들어 「특허 문헌 1」이나「특허 문헌 2」에 개시되어 있다. 이들 문헌에 기재된 평면형 표시 장치는, 제1 기판인 배면 기판의 주면의 동일면에 음극과 제어 전극으로 이루어지는 전자선원을 형성한, 소위 면 배치 전극[인 플레인 게이트(In-Plane-Gate), 이하 IPG라 함] 구조로 한 배면 패널과, 제2 기판인 전방면 기판의 주면에 형광체를 도포한 형광면을 갖는 전방면 패널과의 각 주면을 대향시켜 밀봉 프레임으로 주위를 밀봉하고, 밀봉 내부를 진공으로 한 일종의 음극선관이다.

IPG 구조의 전자선원을 갖는 평면형 표시 장치에서는, 전자선원으로부터의 전자선으로 효율적으로 형광체를 여기하기 위해 집속 전극을 설치하는 것이 유효하다. IPG 구조의 배면 기판에 집속 전극을 설치하는 경우, 제어 전극에 급전하는 제어 전극 배선(제어 전극 라인이라고도 함) 외에 집속 전극 배선(집속 전극 라인이라고도 함)을 설치할 필요가 있다. 「특허 문헌 3」에는 스핀트(Spindt) 구조의 전자원과 제어 전극으로 이루어지는 전자선원을 갖고, 이 전자선원 상에 각 화소 영역을 둘러싸는 격벽형 집속 전극을 설치한 것이 개시되고, 또한 이 집속 전극을 인접하는 화소의 제어 전극 라인과 접속시킨 평면형 표시 장치가 개시되어 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2000-268706호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특허 공개 제2002-25478호 공보

[특허 문헌 3]

일본 특허 공개 제2000-3664호 공보

「특허 문헌 1」이나「특허 문헌 2」에 개시된 바와 같이, 제어 전극만을 갖는 평면형 표시 장치에서는 전자선의 강도와 그 집속성의 양자를 개별적으로 제어할 수 없다. 또한,「특허 문헌 3」에 개시된 평면형 표시 장치에서는, 전자선원을 갖는 배면 기판에 집속 전극이 상기 전자선원으로부터 취출되는 전자선을 둘러싸도록 형광면 방향으로 심어 설치되고, 이 집속 전극이 인접하여 형성되어 있는 제어 전극 라인에 직접 혹은 간접적으로 접속되어 있다. 그러나, IPG 구조의 전자선원에 있어서는 집속 전극을 설치하기 위한 공간이나 그 배회 라인을 전자선원 주위에 설치하는 것이 필요해지므로 제어 전극의 폭이 좁아질 수밖에 없어, IPG 구조로 한 전자선원을 갖는 것으로는 제어 전극 라인을 형성하고 또한 집속 전극을 제어 전극에 접속하는 것은 곤란하다.

본 발명의 목적은, 배면 기판의 동일면 상(이하, 동일 평면이라고도 함)에 음극과 제어 전극을 배치한 IPG 구조의 전자선원의 상층을 덮고, 또한 각 화소마다 개구를 갖는 집속 전극을 설치하거나 혹은 IPG 구조의 전자선원과 동일면에 집속 전극을 설치하여 배면 기판의 상기 전자선원의 형성면과는 다른 면에 형성한 집속 전극 라인에 집속 전극을 접속하는 구조로 함으로써, 전자선원으로부터의 전자선을 집속하여 형광체를 효율적으로 여기함으로써 고화질의 화상 표시를 가능하게 한 평면형 표시 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 다음 구성을 갖는 것을 특징으로 한다. 즉,

(1) 배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극을 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 제1 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하고 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 제1 평면과 평행하고 또한 상기 전방면 패널측에 위치하는 제2 평면에 형성되고, 상기 전자선원에 대응한 부분(화소 부분)에 개구를 갖고 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향에 집속하는 제2 제어 전극을 갖는다.

그리고, 상기 제2 제어 전극을 상기 제1 제어 전극과의 사이에 상부 절연층을 거쳐서 형성하는 구성으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 제1 평면의 하층에 하부 절연층을 거쳐서 형성된 제1 제어 전극 라인을 갖고, 상기 제1 제어 전극은 상기 하부 절연층을 관통하는 관통 홀을 통해 상기 제1 제어 전극 라인과 전기적으로 접속할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 배면 기판의 주면과 평행한 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하고 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 전자선원에 대해 상기 제2 방향에 위치하고, 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향에 집속하는 제2 제어 전극을 갖는다.

그리고, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 평면의 하층에 절연층을 거쳐서 상기 제2 방향으로 연장되어 제1 방향으로 나란히 형성된 제1 제어 전극 라인을 갖고, 상기 제1 제어 전극은 상기 절연층을 관통하는 제1 관통 홀을 통해 상기 제1 제어 전극 라인과 전기적으로 접속할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 절연층을 거쳐서 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 제1 방향으로 나란히 형성된 제2 제어 전극 라인을 갖고, 상기 제2 제어 전극은 상기 절연층을 관통하고 또한 상기 제1 제어 전극 라인과는 전기적으로 절연된 제2 관통 홀을 통해 상기 제2 제어 전극 라인과 전기적으로 접속할 수 있다. 그리고, 상기 제2 제어 전극의 일부가 상기 전자선원을 상기 제1 방향으로부터 둘러싸도록 배치하는 구성으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 다음 구성을 갖는 것을 특징으로 한다. 즉,

(2) 배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극을 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하고 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

그리고, 상기 제2 제어 전극은 상기 전자선원 각각에 대해 상기 제1 방향으로 분할된 복수의 제2 제어 전극 분할 전극으로 구성되어 있고, 상기 분할된 제2 제어 전극 분할 전극 사이에 상기 제2 방향에서 인접하는 상기 제1 제어 전극끼리를 전기적으로 접속하는 제1 연결부(제어 전극간 접속 배선)를 구비하는 구성으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 평면의 하층에 절연층을 거쳐서 상기 제2 방향으로 연장되어 제1 방향으로 나란히 형성된 제1 제어 전극 라인을 갖고, 상기 제1 제어 전극은 상기 제1 제어 전극간 접속 배선의 부분에 형성된 상기 절연층을 관통하는 제1 관통 홀을 통해 상기 제1 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하는 구성으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 절연층을 거쳐서 상기 제2 방향으로 연장되어 제1 방향으로 나란히 형성된 제2 제어 전극 라인을 갖고, 상기 제2 제어 전극은 상기 절연층을 관통하고 또한 상기 제1 제어 전극 라인과는 전기적으로 절연된 제2 관통 홀을 통해 상기 제2 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하는 구성으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 다음 구성을 갖는 것을 특징으로 한다. 즉,

(3) 배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극을 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하여 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 전자선원에 대해 상기 제2 방향에 위치하고, 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향에 집속하는 제2 제어 전극을 갖고,

상기 제1 제어 전극은 상기 제1 방향에서 인접하는 상기 제2 제어 전극에 전기적으로 접속하는 구성으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 평면의 하층에 절연층을 거쳐서 형성된 제2 제어 전극 라인을 갖고 상기 제2 제어 전극은 상기 절연층을 관통하는 관통 홀을 통해 상기 제2 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하는 구성으로 할 수 있다.

그리고 본 발명은, 상기 각 구성에 있어서 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널 사이에 복수의 격벽을 구비할 수 있다. 또한 본 발명은, 상기 음극을 진공 중에 직접 전자를 방출하는 전자 방출 재료로 구성하고, 상기 전자 방출 재료로서 탄소를 주성분으로 하는 탄소나노튜브, 미세 탄소파이버, 다이아몬드, 다이아몬드형 탄소 중 어느 하나로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기한 각 구성 및 후술하는 실시 형태에 기재되는 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않고 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 탄소나노튜브 등의 수 V/㎛의 비교적 저전계에서도 필요한 전자선 강도를 얻을 수 있는 음극 재료를 이용하여, 양극 - 음극간의 전계에 의해 방출되는 전자선을 제1 제어 전극으로 제어하고, 제2 제어 전극으로 집속하여 형광면에 지향시키는 구조로 함으로써 저전압 구동이 가능해, 고휘도의 평판형 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 실시예의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제1 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도, 도2는 도1의 A-A'선을 따른 단면도, 도3은 도2의 B 부분의 확대도이다. 도1 내지 도3은 배면 패널만 도시하고, 전방면 패널은 도시를 생략하고 있다. 여기서는, 3개의 화소(컬러 표시에서는 각각이 부화소가 됨) 부분만을 도시한다. 도1, 도2 및 도3에 있어서, 참조 부호 K는 전자원인 음극(캐소드), KL은 음극 라인(캐소드 라인), G1은 제1 제어 전극, G2는 제2 제어 전극(집속 전극), AP는 제2 제어 전극(G2)에 설치한 개구, SUB1은 배면 기판, G1L은 제1 제어 전극 G1에 급전하는 제1 제어 전극 라인, IS1은 하부 절연층, IS2은 상부 절연층, TH는 제1 제어 전극(G1)과 제1 제어 전극 라인(G1L)에 전기적으로 접속하는 관통 홀이다. 또, 참조 부호 P1은 배면 기판(SUB1)에 평행한 제1 평면, P2는 상기 제2 평면을 나타낸다.

본 실시예의 평판형 화상 표시 장치는, 유리가 적합한 배면 기판(SUB1)의 주면 상의 상기 제1 평면 P1에, 제1 방향(y 방향)으로 연장되고 제1 방향과 교차하는 제2 방향(x 방향)으로 나란히 복수의 음극 라인(KL)을 갖는다. 음극 라인(KL) 상에는 각 화소(컬러 표시인 경우는 컬러 부화소)가 되는 위치에 전자원, 즉 음극(K)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 평면(P1) 상에서 상기 음극 라인(KL) 중 적어도 상기 음극(K)의 부분을 사이에 두고 제1 제어 전극(G1)이 상기 음극 라인(KL)과 동일면 상에 평행하게 나란히 설치되어 있다. 제1 제어 전극(G1)은, 배면 기판(SUB1)의 상기 제1 평면(P1)의 하층측에 하부 절연층(IS1)을 거쳐서 형성되어 있는 제1 제어 전극 라인(G1L)에 상기 하부 절연층(IS1)을 관통하는 관통 홀(TH)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 제1 제어 전극(G1)의 상층에 위치하고 제1 평면(P1)과 평행한 제2 평면(P2)에 제2 제어 전극(G2)이 설치되어 있다. 제2 제어 전극(G2)은 상기 제2 제어 전극(G2)과 제1 평면(P1) 사이에 형성된 제2 절연층(IS2)에 의해 제1 제어 전극(G1)과 절연되어 있다. 또한, 제2 제어 전극(G2)은 상기한 각 화소와 대응하는 부분에 개구(AP)를 갖고, 제1 제어 전극(G1)의 상방을 덮고 형성되어 있다. 이 개구(AP)는 상기 제1 평면(P1)에 형성되어 있는 음극(K)과 제1 제어 전극(G1)의 상기 음극(K)에 인접한 일부를 노출하는 크기를 갖는다. 또한 제2 절연층(IS2)은 제1 평면(P1)에 형성되어 있는 음극(K)과 제1 제어 전극(G1)의 상기 음극(K)에 인접한 일부에 대응하는 부분을 제외하고 형성되어 있다.

음극(K)을 갖는 음극 라인(KL)과 제1 제어 전극 라인(G1L)의 교차부에 화소마다의 전자선원이 형성된다. 음극 라인(KL)은 배면 기판(SUB1)의 주변 중 적어도 1변에 인출선을 갖고, 또한 제1 제어 전극(G1)에 접속한 제1 제어 전극 라인(G1L)은 배면 기판(SUB1)의 주변 중 적어도 다른 1변에 인출선을 갖고, 이들 인출선을 거쳐서 영상 신호 전압 및 제어 전압이 각각 인가된다. 또한, 제2 제어 전극(G2)은 소위 집속 전극을 구성하고, 전방면 기판의 표시 영역 밖에 설치한 도시하지 않은 인출선으로부터 집속 전압이 공급된다.

본 실시예의 구조에 있어서, 음극 라인(KL)에 화상 신호 전압을 인가하고, 제1 제어 전극 라인(G1L) 상에 주사 신호 전압을 인가함으로써, 양자의 교차부에 형성되어 있는 전자선원으로부터 상기 화상 신호 전압의 크기에 따른 전자가 취출된다. 취출된 전자는 제2 제어 전극(G2)에 인가되어 있는 집속 전압으로 집속 작용을 받아, 도시하지 않은 전방면 패널에 있는 양극(애노드 전극)에 인가되어 있는 고전압으로 상기 전방면 패널에 지향되어 형광체를 여기하고 소정의 색으로 발광시킨다. 본 실시예에 의해, 특히 IPG 방식으로 한 전자선원을 이용한 경우의 전자선의 이용 효율이 향상되어, 고휘도의 화상 표시를 얻을 수 있다.

도4는 본 발명에 의한 평판형 화상 표시 장치의 제2 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도, 도5는 도4의 A-A'선을 따른 단면도, 도6은 도4의 B-B'선을 따른 단면도, 도7은 도4의 C-C'-C"-C'"선을 따른 단면도이다. 도7 중의 일점 쇄선 C'(C")은 도4 중의 C'-C"면에 상당한다. 도4 내지 도7은 배면 패널만 도시하고, 전방면 패널은 도시를 생략하고 있다. 제1 실시예의 도면과 동일한 참조 부호는 동일 기능 부분에 대응한다. 본 실시예에서는 유리가 적합한 배면 기판(SUB1)의 주면 상의 상기 제1 평면(P1)에, 제1 방향(y 방향)으로 연장되고 제1 방향과 교차하는 제2 방향(x 방향)으로 나란히 설치된 복수의 음극 라인(KL)을 갖는다. 음극 라인(KL) 상에는 각 화소(컬러 표시인 경우는 컬러 부화소)가 되는 위치에 전자원, 즉 음극(K)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 평면(P1) 상에서 상기 음극 라인(KL) 중 적어도 상기 음극(K)의 부분을 사이에 두고 제1 제어 전극(G1)이 상기 음극 라인(KL)과 동일면에 평행하게 나란히 설치되어 있다. 제1 제어 전극(G1)은 배면 기판(SUB1)의 상기 제1 평면(P1)의 하층측에 절연층(IS)을 거쳐서 형성되어 있는 제1 제어 전극 라인(G1L)에 상기 절연층(IS)을 관통하는 제1 관통 홀(TH1)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 제1 평면(P1)과 동일면 상에는 제2 제어 전극(G2)이 설치되어 있다. 제2 제어 전극(G2)은 음극(K)을 갖는 음극 라인(KL)을 사이에 두고 설치되고, 제1 제어 전극(G1)으로 구성되는 전자선원을 x 방향으로부터 협지하는 위치에 설치되어 있다. 그리고, 제2 제어 전극(G2)은 제1 제어 전극 라인(G1L)이 형성되어 있는 것과 동일면 상에 절연층(IS)을 거쳐서 형성되어 있는 제2 제어 전극 라인(G2L)에 제2 관통 홀(TH2)을 통해 접속되어 있다. 제2 제어 전극 라인(G2L)이 제1 제어 전극 라인(G1L)과 접촉하지 않도록 양 제어 전극 라인은 충분한 거리를 확보하여 형성되어 있다.

음극(K)을 갖는 음극 라인(KL)과 제1 제어 전극 라인(G1L)의 교차부에 화소마다의 상기 전자선원이 형성된다. 음극 라인(KL)은 배면 기판(SUB1)의 주변 중 적어도 1변에 인출선을 갖고, 또한 제1 제어 전극(G1)에 접속한 제1 제어 전극 라인(G1L)은 배면 기판(SUB1)의 주변 중 적어도 다른 1변에 인출선을 갖는다. 또한, 제2 제어 전극 라인(G2L)은 배면 기판(SUB1) 주변의 상기 제1 제어 전극 라인(G1L)의 인출선 형성 변과 반대측 변에 인출선을 설치하는 것이 바람직하다. 이들 인출선을 거쳐서 영상 신호 전압, 제어 전압, 집속 전압이 각각 인가된다.

본 실시예는 3개의 전극[음극 배선(KL), 제1 제어 전극(G1) 및 제2 제어 전극(G2)]을 스크린 인쇄 등을 이용한 1회의 성막으로 동시 형성할 수 있으므로, 각 전극을 정밀도 좋게 배치할 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있다. 이 구성에서 음극 라인(KL)에 화상 신호 전압을 인가하고, 제1 제어 전극 라인(G1L)에 주사 신호 전압을 인가함으로써 양자의 교차부에 형성되어 있는 전자선원으로부터 상기 화상 신호 전압의 크기에 따른 전자가 취출된다. 취출된 전자는 제2 제어 전극(G2)에 인가되어 있는 집속 전압으로 집속 작용을 받아, 도시하지 않은 전방면 패널에 있는 양극(애노드 전극)에 인가되어 있는 고전압으로 상기 전방면 패널에 지향되어 형광체를 여기하고 소정의 색으로 발광시킨다. 본 실시예에 의해, 집속 전극을 전자선원과 동일면에 형성한 IPG 방식의 평판형 화상 표시 장치를 구성할 수 있고, 전자선의 이용 효율이 향상되어 고휘도의 화상 표시를 얻을 수 있다.

도8은 본 발명에 의한 평판형 화상 표시 장치의 제3 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도로, 상기한 제2 실시예와 마찬가지로 음극 라인(KL)과 제1 제어 전극(G1) 및 제2 제어 전극(G2)을 배면 기판 상의 동일면에 배치한 것이다. 본 실시예에서는, 집속 전극인 제2 제어 전극(G2)의 단부(G2a)를 x 방향으로 돌출시켜 상기 평면 내에서 음극(K)을 둘러싸도록 하였다. 이에 의해, 음극(K)으로부터 취출되는 전자를 효율적으로 집속할 수 있다. 다른 구성 및 효과는 제2 실시예와 동일하다.

도9는 본 발명에 의한 평판형 화상 표시 장치의 제4 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도로, 상기한 제2 및 제3 실시예와 마찬가지로 음극 라인(KL)과 제1 제어 전극(G1) 및 제2 제어 전극(G2)을 배면 기판 상의 동일면에 배치한 것이다. 본 실시예에서는 제1 제어 전극(G1) 및 제2 제어 전극(G2)을 음극(K)의 연장 방향(y 방향)에 대해 대칭, x 방향으로 볼록형이 되도록 만곡시켜 상기 평면 내에서 음극(K)을 둘러싸도록 하였다. 이에 의해, 제3 실시예와 마찬가지로 음극(K)으로부터 취출되는 전자를 효율적으로 집속할 수 있다. 다른 구성 및 효과는 제2 및 제3 실시예와 동일하다.

도10은 본 발명에 의한 평판형 화상 표시 장치의 제5 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도이다. 상기한 제2, 제3 및 제4 실시예에서는, 제1 제어 전극(G1)의 면내 폭은 좁아지므로, 배면 패널의 다른 층(하층)에 배치한 제1 제어 전극 라인(G1L)과 접속하기 위한 관통 홀의 형성이 곤란하다. 도10에 도시한 실시예에서는, 예를 들어 도8에서 설명한 제3 실시예의 제2 제어 전극(G2)을 y 방향으로, 예를 들어 2개로 분할하여 한 쌍의 제2 제어 전극(G2A, G2B)으로 하였다. 그리고, 한 쌍의 제2 제어 전극(G2A, G2B) 사이를 통해 x 방향으로 인접하는 제1 제어 전극(G1)끼리를 제어 전극간 접속 배선(연결부)(G1')으로 접속하고 있다. 이 제어 전극간 접속 배선(G1')의 y 방향 폭을 넓게 하여, 이 부분에 다른 층에 배치한 제1 제어 전극 라인과의 접속을 위한 관통 홀(TH1)을 마련하였다.

제2 제어 전극(G2)과 배면 패널의 다른 층에 배치한 제2 제어 전극 라인을 접속하기 위해, 분할한 제2 제어 전극(G2A, G2B)의 각각에 관통 홀(TH2a, TH2b)을 마련하고 있다. 제어 전극간 접속 배선(G1')을 설치하는 제2 제어 전극(G2)의 분할 위치는 y 방향의 중앙 부분이 바람직하고, 이 분할로 제2 제어 전극은 결손되지만 이 결손이 중앙 부분이면 집속 효과의 저하는 최저한으로 할 수 있다. 본 실시예에 의해서도, 음극(K)으로부터 취출되는 전자를 효율적으로 집속할 수 있다. 다른 구성 및 효과는 제2 및 제3 실시예와 동일하다.

도11은 본 발명에 의한 평판형 화상 표시 장치의 제6 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도, 도12는 도11의 A-A'선을 따른 단면도이다. 본 실시예에서는, 제1 제어 전극(G1) 및 제2 제어 전극(G2)을 상기 도4에 도시한 평면 구성과 대략 동일하게 형성하고, 한 쌍의 제1 제어 전극(G1)을 y 방향에서 인접하는 화소의 제2 제어 전극(G2)에 연결부(G2')로 접속하였다. 제2 제어 전극(G2)은, 배면 패널의 다른 층에 설치한 제2 제어 전극 라인(G2L)에 관통 홀(TH2)을 거쳐서 접속하였다. 즉, 제1 제어 전극 라인과 제2 제어 전극 라인을 공통화하였다. 그리고, 제2 제어 전극(G2)에 3 종류의 전압치[제1 제어 전극(G1)의 온(ON) 전압과 오프(OFF) 전압 및 집속 전압]를 인가한다.

본 실시예에 따르면, 도12에 도시한 바와 같이 배면 패널의 층 구조가 간단해지고, 또한 전원 회로를 단순화할 수 있으므로 제조 비용의 저감과 구동 회로의 간략화를 달성할 수 있다. 다른 구성 및 효과는 상기 각 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.

도13은 본 발명의 평판형 화상 표시 장치에 이용하는 전방면 패널의 구조 예를 개략적으로 설명한 단면도이다. 전방면 패널은 투명 유리가 적합한 전방면 기판(SUB2)의 주면(배면 패널의 주면과 대향하는 면)에 양극(AD)이 형성되고, 또한 그 위에 블랙 매트릭스(BM)로 구획되어 y 방향으로 연장되는 3색(적색, 녹색, 청색)의 형광체 스트라이프(CF)를 x 방향으로 나란히 설치한 것이다. 또한, 양극(AD)을 형광체의 상층에 형성해도 좋다.

도14는 본 발명의 평판형 화상 표시 장치의 전체 구성예를 개략적으로 설명한 단면도이다. 도14에 있어서, 배면 패널(PN1)과 전방면 패널(PN2)은 각 주면을 대향시키고 그 중앙 부분에 있는 표시 영역의 주변에 밀봉 프레임(FLM)을 개재시켜 접합되고, 배기관(VT)으로부터 내부를 배기하여 그 후 배기관(VT)을 완전히 봉하여 소요의 진공도로 유지한다. 배기관(VT)의 위치는 도시한 위치에 한정되지 않고, 예를 들어 배면 기판의 코너(표시 영역의 외부이며 밀봉 프레임의 내측)에 설치할 수도 있다.

또한, 배면 패널(PN1)과 전방면 패널(PN2)의 양자 간격을 규제하는 동시에 진공압에 의한 각 기판의 휨을 억제하기 위한 스페이서(SPW)가 전자 방출이 방해되지 않는 위치에 설치되어 있다. 스페이서(SPW)는 유리판 또는 세라믹스판이 적합하고, 3색의 화소(부화소 중 하나, 또는 복수 세트)마다 설치된다. 배면 패널(PN1), 전방면 패널(PN2) 및 밀봉 프레임(FLM)은 플릿 글라스 등의 접착재로 고정된다.

상기한 각 실시예에 있어서, 그 음극 라인(K), 제1 제어 전극(G1), 제2 제어 전극(G2) 등 배면 기판(SUB1)에 형성되는 전극이나 전극 라인은, 은 페이스트가 적합한 도전 페이스트를 이용한 스크린 인쇄에 의해 형성된다. 또한, 각 절연층도 스크린 인쇄로 성막하는 것이 적합하다. 예를 들어, 음극 라인(KL)은 y 방향으로 두께가 10 ㎛이고, 폭 40 ㎛, 제1 제어 전극(G1)과의 간격 20 ㎛로 형성한다. 이를 가열 소성한 후, 음극 라인(KL) 상의 제1 제어 전극(G1)에 협지된 영역에 1 ㎛ 이하의 크기로 분쇄한 탄소나노튜브를 중량비로 약 10 ％ 포함하는 페이스트를 인쇄하여, 가열 소성하여 음극(K)을 형성한다. 제1 실시예에서는, 음극 라인(KL)과 제1 제어 전극(G1)의 막 두께를 10 ㎛로 한다. 그러나, 후공정에서 형성하는 제2 제어 전극(G2)의 두께는 10 ㎛에 한정되는 것은 아니다.

한편, 음극 라인(KL), 제1 제어 전극(G1), 제2 제어 전극(G2)을 동일면 상에 동시에 스크린 인쇄하는 제2 실시예 이하에서는, 제2 제어 전극(G2)의 두께도 음극 라인(KL)과 제1 제어 전극(G1)과 마찬가지로 10 ㎛로 한다. 또한, 이들 수치는 어디까지나 일예이며, 이 밖에 다양한 값으로 각 전극이나 전극 라인을 형성할 수 있는 것은 물론이다.

상기 각 실시예에 의해, 저전압으로 충분한 전자 방출이 가능해 제어 전극 전류가 매우 적고, 고효율의 전자 방출을 얻을 수 있어 집속 효과가 큰 평면형 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 각 실시예에서 설명한 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않고 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.

도1은 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제1 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도.

도2는 도1의 A-A'선을 따른 단면도.

도3은 도2의 B 부분의 확대도.

도4는 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제2 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도.

도5는 도4의 A-A'선을 따른 단면도.

도6은 도4의 B-B'선을 따른 단면도.

도7은 도4의 C-C'선 및 C"-C'"선을 따른 단면도.

도8은 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제3 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도.

도9는 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제4 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도.

도10은 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제5 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도.

도11은 본 발명에 따른 평판형 화상 표시 장치의 제6 실시예를 개략적으로 설명한 주요부 평면도.

도12는 도11의 A-A'선을 따른 단면도.

도13은 본 발명의 평판형 화상 표시 장치에 이용하는 전방면 패널의 구조예를 개략적으로 설명한 단면도.

도14는 본 발명의 평판형 화상 표시 장치의 전체 구성예를 개략적으로 설명한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

AD : 양극

AP : 개구

BM : 블랙 매트릭스

CF : 형광체 스트라이프

FLM : 밀봉 프레임

G1, G2 : 제어 전극

G1L, G2L : 제어 전극 라인

IS : 절연층

SUB1 : 배면 기판

SPW : 스페이서

K : 음극

KL : 음극 라인

P1, P2 : 평면

PN : 패널

TH : 관통 홀

VT : 배기관

Claims

배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극을 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 제1 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하여 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 제1 평면과 평행하고 또한 상기 전방면 패널측에 위치하는 제2 평면에 형성되고, 상기 전자선원에 대응한 부분에 개구를 갖고 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향으로 집속하는 제2 제어 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 제어 전극은 상기 제1 제어 전극과의 사이에 상부 절연층을 거쳐서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 제1 평면의 하층에 하부 절연층을 거쳐서 형성된 제1 제어 전극 라인을 갖고,

상기 제1 제어 전극은 상기 하부 절연층을 관통하는 관통 홀을 통해 상기 제1 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극을 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하여 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 전자선원에 대해 상기 제2 방향에 위치하고, 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향으로 집속하는 제2 제어 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 평면의 하층에 절연층을 거쳐서 형성된 제1 제어 전극 라인을 갖고,

상기 제1 제어 전극은 상기 절연층을 관통하는 제1 관통 홀을 통해 상기 제1 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 절연층을 거쳐서 형성된 제2 제어 전극 라인을 갖고,

상기 제2 제어 전극은 상기 절연층을 관통하고 또한 상기 제1 제어 전극 라인과는 전기적으로 절연된 제2 관통 홀을 통해 상기 제2 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 제2 제어 전극의 일부가 상기 전자선원을 상기 제1 방향으로부터 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극의 내부를 진공 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하여 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 전자선원에 대해 상기 제2 방향에 위치하고, 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향으로 집속하는 제2 제어 전극을 갖고,

상기 제2 제어 전극은 상기 전자선원 각각에 대해 상기 제1 방향으로 분할된 복수의 제2 제어 전극 분할 전극으로 구성되어 있고, 상기 분할된 제2 제어 전극 분할 전극 사이에 상기 제2 방향에서 인접하는 상기 제1 제어 전극끼리를 전기적으로 접속하는 제1 제어 전극간 접속 배선을 구비한 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 평면의 하층에 절연층을 거쳐서 형성된 제1 제어 전극 라인을 갖고,

상기 제1 제어 전극은 상기 제1 제어 전극간 접속 배선의 부분에 형성된 상기 절연층을 관통하는 제1 관통 홀을 통해 상기 제1 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 절연층을 거쳐서 형성된 제2 제어 전극 라인을 갖고,

상기 제2 제어 전극은 상기 절연층을 관통하고 또한 상기 제1 제어 전극 라인과는 전기적으로 절연된 제2 관통 홀을 통해 상기 제2 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
배면 기판을 갖는 배면 패널과 전방면 기판을 갖는 전방면 패널 및 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널의 주면끼리의 대향면 중앙 부분에 형성되는 표시 영역의 주변을 접합하여, 상기 접합 간극을 밀봉하는 밀봉 프레임으로 이루어지는 평판형 화상 표시 장치이며,

상기 배면 기판의 주면과 평행한 평면에 형성되고, 음극을 갖고 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나란히 형성된 복수의 음극 라인과, 적어도 상기 표시 영역 내에서 상기 음극 라인에 인접하여 상기 음극으로부터의 전자의 취출량을 제어하는 제1 제어 전극으로 이루어지는 복수의 전자선원과,

상기 전자선원에 대해 상기 제2 방향에 위치하고, 상기 전자선원으로부터 취출된 전자선을 상기 전방면 패널 방향으로 집속하는 제2 제어 전극을 갖고,

상기 제1 제어 전극은 상기 제1 방향에서 인접하는 상기 제2 제어 전극에 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 배면 기판의 주면, 또한 상기 평면의 하층에 절연층을 거쳐서 형성된 제2 제어 전극 라인을 갖고,

상기 제2 제어 전극은 상기 절연층을 관통하는 관통 홀을 통해 상기 제2 제어 전극 라인과 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 배면 패널과 상기 전방면 패널 사이에 복수의 격벽을 구비한 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 음극이 진공 중으로 직접 전자를 방출하는 전자 방출 재료를 갖고, 상기 전자 방출 재료가 탄소를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 전자 방출 재료의 주성분이 탄소나노튜브, 미세 탄소파이버, 다이아몬드, 다이아몬드형 탄소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판형 화상 표시 장치.