KR20050093442A

KR20050093442A - 전자 방출 표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050093442A
Application number: KR1020040018776A
Authority: KR
Inventors: 지광선; 서형철; 지응준; 선형래; 이재훈
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-23

Abstract

스페이서의 설치를 접착물질을 사용하지 않으면서 간편하고 확실하게 행하는 것이 가능하고 스페이서를 설치한 다음 코팅액을 도포하여 스페이서의 표면코팅과 접착을 동시에 행하는 것이 가능하도록, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판과, 제1기판 상에 서로 단락되지 않도록 형성되는 제1전극 및 제2전극과, 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나에 연결되어 형성되는 전자방출원과, 제2기판 상에 형성되는 애노드 전극과, 애노드 전극의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막과, 제1기판과 제2기판 사이에 설치되고 다수의 빔통과공이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되고 스페이서구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트와, 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 삽입되어 제1기판 및 제2기판 사이에 설치되고 표면의 일부에 코팅액이 도포되는 다수의 스페이서를 포함하는 전자 방출 표시장치를 제공한다.

Description

전자 방출 표시장치 및 그 제조방법 {Electron Emission Display Device and Process of The Same}

본 발명은 전자 방출 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그리드 플레이트에 스페이서를 삽입할 수 있는 스페이서구멍을 형성하여 접착물질을 사용하지 않고 스페이서를 설치하고 코팅액을 도포하므로 제조가 용이하고 표시품위를 향상시키는 것이 가능한 전자 방출 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자 방출 표시장치(Electron Emission Display Device)는 제1기판쪽에서 방출된 전자를 제2기판에 형성된 형광막에 충돌 발광시켜 소정이 영상을 구현하는 평판 표시장치로서, 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다.

상기에서 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 표시장치로는 전계 방출 표시장치(FED;Field Emission Display), MIM형 전자 방출 표시장치 및 MIS형 전자 방출 표시장치, 표면전도형 전자 방출 표시장치(SED;Surface conduction Electron Emission Display), 발리스틱 전자 방출 표시장치(BSD;Ballistic electron Surface-emitting Display) 등이 알려져 있다.

상기 MIM형 전자 방출 표시장치 및 MIS형 전자 방출 표시장치는 양자역학적인 터널 효과를 이용하며 금속/절연층/금속(MIM;Metal-Insulator-Metal) 또는 금속/절연층/반도체(MIS;Metal-Insulator-Semiconductor)의 구조로 전자방출원을 구성하여 절연층을 삽입한 양쪽의 금속/반도체 사이에 전압을 인가하는 것에 의하여 높은 전자 전위를 갖는 금속 및 반도체로부터 낮은 전자 전위를 갖는 금속쪽으로 전자가 가속되면서 이동하여 방출되도록 이루어진다.

상기 발리스틱 전자 방출 표시장치(BSD)는 반도체의 사이즈를 반도체중의 전자의 평균자유행정보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하며, 오믹전극상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자공급층을 형성하고, 전자공급층위에 절연층과 금속박막, 형광체층을 형성하여 오믹전극과 금속박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되어 형광체층을 여기 발광시키도록 이루어진다.

상기 전계 방출 표시장치(FED)는 양자역학적인 터널 효과를 이용하며 게이트 전극에 의하여 형성되는 전계에 의하여 캐소드 전극에 형성된 에미터로부터 전자가 방출되어 애노드 전극에 형성된 형광막에 충돌하여 여기 발광시키도록 이루어지는 3극관 구조가 널리 사용되며, 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 제1기판(2) 상에 다수의 캐소드 전극(3)을 소정의 간격으로 스트라이프 패턴으로 형성하고, 절연막(14)을 사이에 두고 캐소드 전극(3)과 직교하는 스트라이프 패턴으로 게이트 전극(5)을 형성하고, 게이트 전극(5)과 캐소드 전극(3)이 교차하는 부분의 캐소드 전극(3) 위에 에미터(6)를 형성하고, 제2기판(4) 상에 애노드 전극(7)을 형성하고, 애노드 전극(7) 위에 블랙매트릭스막(9)을 사이에 두고 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 형광막(8)을 교대로 배열 형성하여 이루어진다.

상기에서 캐소드 전극(3)과 게이트 전극(5)이 교차하는 부분의 절연막(14)과 게이트 전극(5)의 일부는 에미터(6)를 형성하는 공간을 형성하도록 제거된다.

그리고 상기 표면전도형 전자 방출 표시장치(SED)는 기판상에 형성된 작은 면적의 박막에 전류를 표면과 수평으로 흐르게 하여 전자가 방출되도록 이루어지며, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 제1전극(18) 및 제2전극(19)이 제1기판(2)상에 서로 대향하여 형성하며, 상기 제1전극(18) 및 제2전극(19)의 표면을 각각 덮으면서 서로 근접하도록 제1도전막(15) 및 제2도전막(16)을 형성하고, 상기 제1도전막(15)과 제2도전막(16)의 사이에 전자방출부(17)를 형성하고, 제2기판(4)상에는 애노드 전극(7) 위에 블랙매트릭스막(9)을 사이에 두고 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 형광막(8)을 교대로 배열 형성하여 이루어진다.

그리고 상기 전계 방출 표시장치(FED) 및 표면전도형 전자 방출 표시장치(SED)는 상기 에미터(6) 및 전자방출부(17)에서 방출되는 전자빔의 집속 성능을 높여 색순도를 향상시키고, 캐소드 전극(3)과 애노드 전극(7) 사이 및 제1도전막(15), 제2도전막(16)과 애노드 전극(7) 사이의 내전압 특성을 높이기 위하여 다수의 빔통과공(11)이 소정의 간격으로 형성된 메시(mesh)형태의 금속으로 이루어지는 그리드 플레이트(10)를 제1기판(2) 및 제2기판(4)의 사이에 설치한다.

상기 제1기판(2) 및 제2기판(4)은 프리트(frit) 등의 밀봉재에 의해 일체로 접합된 다음 내부가 배기되어 진공용기를 구성하게 되며, 진공용기 내부에는 다수의 스페이서(12)가 장착되어 진공용기에 가해지는 압력에 대응하여 제1기판(2) 및 제2기판(4)의 간격을 일정하게 유지하도록 구성된다.

상기 스페이서(12)는 그리드 플레이트(10)와 제1기판(2) 사이 및 그리드 플레이트(10)와 제2기판(4) 사이에 분리되어 설치되고, 각각 접착제 등의 접착물질(13)을 이용하여 제1기판(2)과 제2기판(4)에 고정된다.

상기와 같은 종래 전계 방출 표시장치에 있어서는 스페이서(12)가 그리드 플레이트(10)의 상부와 하부 2부분으로 나뉘어 설치되고 각각 접착물질(13)을 이용하여 고정되므로, 스페이서(12)의 설치에 많은 시간과 비용이 소요되고, 생산성이 나쁜 원인으로 작용한다.

또 종래에 있어서는 스페이서(12)를 항상 일정하게 정해진 위치에 접착시키는 것이 매우 어려우며, 위치어긋남이나 기울어짐이 발생할 가능성이 높다. 만약 스페이서(12)의 설치 위치가 어긋나거나 기울어짐이 발생하면, 제1기판(2)과 제2기판(4) 사이의 지지력에 부분적인 불균형이 발생하여 배기공정에서 파손되기 쉬운 구조로 된다.

그리고 종래 전계 방출 표시장치에 있어서는 접착물질(13)을 사용하여 스페이서(12)를 설치하므로, 봉착과 배기공정에서 접착물질(13)의 일부가 증발하여 기체화하는 경우 진공도에 악영향을 미치게 되고, 증발된 기체를 배기하여야 한다는 문제가 발생한다.

또 종래 전계 방출 표시장치에 있어서 에미터(6)에서 방출된 전자빔이 스페이서(12)에 충돌하여 차징(charging)현상을 나타내어 스페이서(12) 주변부에 전자빔의 왜곡현상을 유발하므로, 이를 방지하기 위하여 각각의 스페이서(12) 표면에 기능성 코팅을 행한 다음 설치하고 있다. 이때 각각의 스페이서(12)마다 기능성 코팅을 행하여야 하므로, 공정의 수와 시간, 비용이 증가하고, 공정이 복잡해진다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그리드 플레이트에 스페이서를 삽입할 수 있는 스페이서구멍을 형성하여 스페이서의 설치를 접착물질을 사용하지 않으면서 간편하고 확실하게 행하는 것이 가능하고 스페이서를 설치한 다음 코팅액을 도포하여 스페이서의 표면코팅과 접착을 동시에 행하는 것이 가능한 전자 방출 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 스페이서를 삽입하고 스페이서의 표면에 코팅액을 도포하므로 스페이서의 설치를 간단하고 확실하게 행하는 것이 가능한 전자 방출 표시장치 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 전자 방출 표시장치는 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 상에 서로 단락되지 않도록 형성되는 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나에 연결되어 형성되는 전자방출원과, 상기 제2기판 상에 형성되는 애노드 전극과, 상기 애노드 전극의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 설치되고 다수의 빔통과공이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되고 스페이서구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트와, 상기 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 삽입되어 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 설치되고 표면의 일부에 코팅액이 도포되는 다수의 스페이서를 포함하여 이루어진다.

상기 스페이서구멍은 스페이서의 단면형상에 대응되는 형상으로 형성한다.

상기 스페이서는 삼각기둥형상, 사각기둥형상, 오각기둥형상, 육각기둥형상 등 다각기둥형상, 원기둥형상, 타원기둥형상, 십자형의 단면을 갖는 십자기둥형상, 별모양의 단면을 갖는 별기둥형상 등 다양한 형상으로 형성하는 것이 가능하다.

상기 스페이서에는 스페이서구멍에 걸쳐지도록 하단에서 소정의 간격을 두고 외주면을 따라 돌출하는 걸림돌기를 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 전자 방출 표시장치 제조방법은 빔통과공 및 스페이서구멍이 형성되는 그리드 플레이트를 준비하고, 그리드 플레이트의 저면에 절연층을 형성하고, 절연층의 저면에 프리트 등을 도포하여 고착층을 형성하고, 절연층과 고착층에 빔통과구멍 및 스페이서구멍을 형성하고, 그리드 플레이트를 제1전극 및 제2전극 등이 형성된 제1기판에 위치정렬하여 고착하고, 그리드 플레이트의 스페이서구멍 주위에 코팅액을 도포하고, 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 스페이서를 각각 삽입하고, 제1기판과 제2기판을 위치정렬하여 모서리부분을 밀봉하여 조립하는 과정으로 이루어진다.

상기에서 그리드 플레이트를 제1기판에 고착한 다음 스페이서구멍에 스페이서를 각각 삽입하고, 스페이서구멍에 삽입된 스페이서의 그리드 플레이트 위쪽에 위치하는 부분에 코팅액을 도포하는 과정으로 공정순서를 변경하는 것도 가능하다.

다음으로 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1∼도 3은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치를 전계 방출 표시장치(FED)에 적용한 실시예를 나타내며, 도 12는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치를 표면전도형 전자 방출 표시장치(SED)에 적용한 실시예를 나타낸다.

먼저 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예는 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판(20) 및 제2기판(22)과, 상기 제1기판(20) 상에 소정의 간격으로 형성되는 다수의 캐소드 전극인 제1전극(24)과, 절연막(25)을 사이에 두고 상기 제1전극(24) 위에 교차하는 패턴으로 형성되는 다수의 게이트 전극인 제2전극(26)과, 상기 제2전극(26)과 교차하는 부분의 제1전극(26) 위에 형성되는 전자방출원(28)과, 상기 제2기판(22) 상에 형성되는 애노드 전극(32)과, 상기 애노드 전극(32)의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막(34)과, 상기 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이에 설치되고 다수의 빔통과공(42)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되고 스페이서구멍(44)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트(40)와, 상기 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 삽입되어 상기 제1기판(20) 및 제2기판(22) 사이에 설치되고 표면의 일부에 코팅액(68)이 도포되는 다수의 스페이서(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1전극(24) 및 제2전극(26)은 스트라이프 패턴으로 형성하며, 서로 직교하는 방향으로 배열하여 형성한다. 예를 들면 상기 제1전극(24)은 도 1의 X축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성하고, 상기 제2전극(26)은 도 1의 Y축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성한다.

상기 제1전극(24) 및 제2전극(26)의 사이에는 제1기판(20)의 전체 면적에 걸쳐서 절연막(25)을 형성한다.

상기 제1전극(24)과 제2전극(26)이 교차하는 영역마다 절연막(25) 및 게이트 전극인 제2전극(26)의 일부를 제거하여 상기 캐소드 전극인 제1전극(24)을 노출시키고, 노출된 제1전극(24) 위에 전자방출원(28)을 형성한다.

상기 전자방출원(28)은 대략 10∼100V정도의 저전압 구동조건에서 전자를 양호하게 방출하는 카본계 물질을 이용하여 형성한다.

상기 전자방출원(28)을 형성하는 카본계 물질로는 그라파이트(graphite), 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Liked Carbon), 카본 나노튜브(CNT;Carbon Nanotube), C₆₀(fulleren) 등에서 선정하여 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용 가능하다. 특히 카본 나노튜브는 끝단의 곡률 반경이 수∼수십nm 정도로 극히 미세하여 1∼10V/㎛ 정도의 낮은 전계에서도 전자를 양호하게 방출하므로 이상적인 전자방출원(emitter)으로 알려져 있다.

상기 전자방출원(28)으로는 콘(cone)형, 웨지(wedge)형, 박막필름에지(thin film edge)형 등 다양한 형상의 전자방출원(emitter)을 적용하는 것도 가능하다.

또 상기에서는 제1기판(20)에 캐소드 전극인 제1전극(24)을 형성하고 그 위에 절연막(25)을 사이에 두고 게이트 전극인 제2전극(26)을 형성하는 것으로 설명하였지만, 제1기판(20)에 게이트 전극인 제2전극(26)을 형성하고 그 위에 절연막을 사이에 두고 캐소드 전극인 제1전극(24)을 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 제1전극(24)과 제2전극(26)의 교차영역 부분의 캐소드 전극인 제1전극(24) 표면에 직접 전자방출원(28)을 형성한다.

상기 제2기판(22)에 형성되는 애노드 전극(32)은 ITO 등과 같이 광투과율이 우수한 투명전극으로 형성한다.

상기 제2기판(22)에 형성되는 형광막(34)은 게이트 전극인 제2전극(26) 방향(도 1에서 Y축 방향)을 따라 적색(R) 형광막(34R), 녹색(G) 형광막(34G), 청색(B) 형광막(34B)을 소정의 간격을 두고 차례로 교대로 배열하여 이루어진다.

또 상기 각각의 형광막(34R), (34G), (34B) 사이에는 콘트라스트 향상을 위하여 블랙매트릭스막(35)을 형성한다.

그리고 상기 형광막(34)과 블랙매트릭스막(35) 위에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 등으로 이루어지는 금속박막층(36)을 형성하는 것도 가능하다. 상기 금속박막층(36)은 내전압특성과 휘도향상에 도움을 준다.

또한 상기 형광막(34)과 블랙매트릭스막(35)을 제2기판(22)에 직접 형성하고, 그 위에 금속박막층(36)을 형성하여 고전압을 인가하여 애노드 전극으로 기능하도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 투명전극으로 제2기판(22) 상에 애노드 전극(32)을 형성하는 것에 비하여 높은 전압을 수용할 수 있으므로 화면의 휘도향상에 유리하다.

상기와 같이 구성되는 제1기판(20)과 제2기판(22)은 캐소드 전극(24)과 형광막(34)이 직교하도록 마주한 상태에서 소정의 간격을 두고 실링물질(frit)인 밀봉재(도면에 나타내지 않음)에 의해 접합되며, 그 사이에 형성되는 내부 공간은 배기시켜 진공상태를 유지한다.

그리고 제1기판(20)과 제2기판(22)의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 상기 스페이서(50)를 제1기판(20)과 제2기판(22)의 사이에 소정의 간격으로 배열하여 설치한다. 상기 스페이서(50)는 화소의 위치 및 전자빔의 경로를 피하여 설치하는 것이 바람직하다.

상기 스페이서(50)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 그리드 플레이트(40)에 형성되는 스페이서구멍(44)을 관통하여 상기 제1기판(20)과 제2기판(22)을 지지하여 일정한 간격을 유지하도록 설치된다.

상기 스페이서구멍(44)은 스페이서(50)의 단면형상에 대응되는 형상으로 형성한다.

상기 스페이서구멍(44)의 크기는 상기 스페이서(50)가 삽입된 상태에서 유동이 크게 발생하지 않도록, 상기 스페이서(50)의 외곽치수에 대하여 중간끼워맞춤 또는 헐거운끼워맞춤에 해당하는 정도의 치수로 설정하는 것이 바람직하다.

그러나 상기 스페이서구멍(44)의 크기를 상기 스페이서(50)의 외곽치수보다 작거나 억지끼워맞춤에 해당하는 정도의 치수로 설정하는 경우에는, 스페이서(50)가 자유롭게 스페이서구멍(44)에 삽입되지 않으므로, 스페이서(50)의 하단부 또는 상단부가 상기 제1기판(20) 또는 제2기판(22)에 접하지 않은 상태로 설치될 우려가 있다.

상기와 같이 스페이서(50)의 하단부 또는 상단부가 상기 제1기판(20) 또는 제2기판(22)에 접하지 않은 상태로 설치되면, 상기 제1기판(20)과 제2기판(22)의 모서리부분을 밀봉재로 밀봉하고 배기하는 공정에서 스페이서(50)가 꽉끼워진 그리드 플레이트(40)의 일부가 변형되어 빔집속이 왜곡되거나, 제1기판(20) 및 제2기판(22)이 부분적으로 들뜨는 현상이 발생할 가능성이 있다.

따라서 가능하면 상기 스페이서구멍(44)은 스페이서(50)보다 큰 치수로 설정하여 약간의 유동간격을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 그리드 플레이트(40)의 저면에는 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 지지층(60)을 형성한다.

상기 지지층(60)은 소정의 높이로 절연물질을 도포하여 형성하는 절연층(62)으로 이루어진다.

상기에서 절연층(62)의 높이는 그리드 플레이트(40)와 캐소드 전극인 제1전극(24) 사이의 간격이 설정된 간격을 유지하도록 설정한다.

또 상기 지지층(60)은 상기 절연층(62)의 저면에 프리트(frit) 등을 도포하여 형성하는 고착층(64)을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상기와 같이 그리드 플레이트(40)의 저면에 절연층(62)과 고착층(64)으로 이루어지는 지지층(60)을 형성하고, 그리드 플레이트(40)를 제1기판(20)의 위에 위치를 정렬하여 올려놓은 상태에서 열을 가해 프리트 등으로 이루어지는 고착층(64)을 소성하여 고착시키면, 그리드 플레이트(40)는 제1기판(20)에 일체로 결합되어 지지되고, 별도의 지지부재를 설치할 필요가 없다.

상기에서 그리드 플레이트(40)의 저면에 형성하는 절연층(62)은 그리드 플레이트(40)와 제2전극(26) 및/또는 제1전극(24) 사이의 단락을 방지하는 기능을 담당한다.

상기 절연층(62) 및 고착층(64)으로 이루어지는 지지층(60)의 높이를 적절하게 설정하는 것에 의하여 상기 캐소드 전극인 제1전극(24)과 그리드 플레이트(40) 사이의 간격을 최적의 상태로 유지하는 것이 가능하다.

상기 절연층(62)과 고착층(64)으로 이루어지는 지지층(60)은 빔통과공(42)이 형성되지 않은 부분 전체에 형성하는 것도 가능하고, 부분적으로 위치를 설정하여 형성하는 것도 가능하다.

또 상기 절연층(62)과 고착층(64)으로 이루어지는 지지층(60)은 적어도 상기 스페이서구멍(44)이 형성되는 주변부에는 형성하는 것이 삽입되는 스페이서(50)의 유동을 보다 확실하게 방지하고 스페이서(50)의 지지력을 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.

상기 지지층(60)인 절연층(62)과 고착층(64)에는 상기 그리드 플레이트(40)에 형성되는 스페이서구멍(44)에 대응하여 상기 스페이서(50)가 삽입되는 스페이서구멍(66)을 형성한다.

상기 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44) 및 지지층(60)의 스페이서구멍(66)과 상기 스페이서(50)의 사이에 존재하는 유동간격에는 스페이서(44)에 전자빔이 충돌하여 차징(charging)되는 현상을 방지하기 위한 절연물질 등으로 이루어지는 코팅액(68)을 채우는 것이 바람직하다.

상기와 같이 코팅액(68)을 채우게 되면, 코팅액(68)이 스페이서(44)를 접착하여 지지하는 효과도 얻을 수 있다.

상기 스페이서(50)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 사각기둥형상으로 형성한다.

또 상기 스페이서(50)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 원기둥형상으로 형성하는 것도 가능하다.

그리고 상기 스페이서(50)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 십자형의 단면을 갖는 십자기둥형상으로 형성하는 것도 가능하다.

상기 스페이서(50)는 상기한 형상 이외에도 도면에 나타내지 않았지만, 삼각기둥형상, 오각기둥형상, 육각기둥형상 등의 다각기둥형상이나, 타원기둥형상, 별모양의 단면을 갖는 별기둥형상 등 다양한 형상으로 형성하는 것이 가능하다.

그리고 상기 스페이서(50)에는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 걸쳐지도록 하단에서 소정의 간격을 두고 외주면을 따라 돌출하는 걸림돌기(52)를 형성하는 것도 가능하다.

상기에서 걸림돌기(52)를 형성하는 위치는 상기 그리드 플레이트(40)의 두께에 지지층(60)의 두께를 더한 높이로 스페이서(50)의 하단에서 간격을 두고 형성하는 것이 스페이서(50)의 하단이 지지층(60)의 저면과 동일한 높이로 노출되므로 바람직하다.

상기와 같이 스페이서(50)를 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 삽입한 상태에서 상기 제1기판(20)과 제2기판(22)의 밀봉을 행하면, 스페이서(50)는 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 삽입되어 위치가 고정된 상태로 자체적으로 서있는 셀프-스탠딩(self-standing)상태를 유지하게 되고, 스페이서(50)의 상단부와 하단부를 각각 제1기판(20)과 제2기판(22)에 접착물질을 이용하여 접착 고정시키지 않아도 위치어긋남이나 기울어짐 등이 발생하지 않게 된다.

다음으로 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 일실시예는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 빔통과공(42) 및 스페이서구멍(44)이 형성되는 그리드 플레이트(40)를 준비하고(P10), 그리드 플레이트(10)의 저면에 절연층(62)을 형성하고(P20), 절연층(62)의 저면에 프리트 등을 도포하여 고착층(64)을 형성하고(P30), 절연층(62)과 고착층(64)에 빔통과구멍 및 스페이서구멍(66)을 형성하고(P40), 그리드 플레이트(40)를 제1전극(24) 및 제2전극(26) 등이 형성된 제1기판(20)에 위치정렬하여 고착하고(P50), 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44) 주위에 코팅액(68)을 도포하고(P60), 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 스페이서(50)를 각각 삽입하고(P70), 제1기판(20)과 제2기판(22)을 위치정렬하여 모서리부분을 밀봉하여 조립(P80)하는 과정으로 이루어진다.

상기에서 절연층(62)과 고착층(64)에 의하여 그리드 플레이트(40)와 상기 제1전극(24) 및 제2전극(26)이 서로 절연된 상태로 소정의 간격을 두고 위치하게 되므로, 상기 절연층(62)과 고착층(64)으로 이루어지는 지지층(60)은 캐소드 전극인 제1전극(24)과 그리드 플레이트(40) 사이의 간격에 대응하여 높이를 설정하는 것이 바람직하다.

상기 코팅액(68)은 표면장력 등에 의하여 제1전극(24)까지 이동하지 않도록 점도와 양을 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 또 상기 코팅액(68)이 표면장력 등에 의하여 그리드 플레이트(40)의 하면까지 흘러내리지 않도록 스페이서구멍(44)과 스페이서(50) 사이의 유동간격을 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 코팅액(68)을 도포(P60)한 다음 스페이서(50)를 스페이서구멍(44)에 삽입(P70)하면, 코팅액(68)은 스페이서(50)의 하단면 및 측면에 접착된 상태로 스페이서(50)와 함께 스페이서구멍(44) 내부로 이동하게 되고, 스페이서구멍(44)과 스페이서(50) 사이의 유동간격을 메우게 된다.

따라서 코팅액(68)을 건조시키게 되면, 코팅액(68)이 스페이서(44)를 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 접착시키는 역할을 하게 된다.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 다른 실시예는 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 그리드 플레이트(40)를 제1기판(20)에 고착(P50)한 다음 스페이서구멍(44)에 스페이서(50)를 각각 삽입하고(P62), 스페이서구멍(44)에 삽입된 스페이서(50)의 그리드 플레이트(40) 위쪽에 위치하는 부분에 코팅액(68)을 도포하고(P72), 제1기판(20)과 제2기판(22)을 위치정렬하여 모서리부분을 밀봉하여 조립(P80)하는 과정으로 이루어진다.

상기 코팅액(68)의 도포(P72)는 스페이서(50)의 상단부에 대하여 행하게 되고, 코팅액(68)의 점도와 양을 적절하게 조절하는 것에 의하여 코팅액(68)이 자연스럽게 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44) 입구까지 흘러내리도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 코팅액(68)이 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44) 입구까지 흘러내려 건조되면, 코팅액(68)에 의하여 스페이서(50)의 위치가 확실하게 고정된다.

상기에서 스페이서(50)에 걸림돌기(52)를 형성하는 경우에는 코팅액(68)이 걸림돌기(52)에 의하여 그리드 플레이트(40)의 하면까지 흘러내려가지 않도록 방지된다. 즉 코팅액(68)이 제1전극(24)까지 흘러내리는 것을 방지하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 다른 실시예는 도 12에 나타낸 바와 같이, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판(20) 및 제2기판(22)과, 상기 제1기판(20) 상에 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 형성되는 제1전극(72) 및 제2전극(74)과, 상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)에 연결되어 형성되는 전자방출원(78)과, 상기 제2기판(22) 상에 형성되는 애노드 전극(32)과, 상기 애노드 전극(32)의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막(34)과, 상기 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이에 설치되고 다수의 빔통과공(42)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되고 스페이서구멍(44)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트(40)와, 상기 그리드 플레이트(40)의 스페이서구멍(44)에 삽입되어 상기 제1기판(20) 및 제2기판(22) 사이에 설치되고 표면의 일부에 코팅액(68)이 도포되는 다수의 스페이서(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1전극(72)과 제2전극(74)은 상기 제1기판(20)의 동일 평면상에 형성된다.

상기에서 제1전극(72) 및 제2전극(74)에는 각각 표면의 일부를 덮으면서 서로 근접하도록 제1도전막(73) 및 제2도전막(75)을 형성하고, 상기 전자방출원(78)은 서로 근접하여 형성되는 상기 제1도전막(73)과 제2도전막(75) 사이에 상기 제1도전막(73) 및 제2도전막(75)과 연결되어 형성된다. 따라서 상기 전자방출원(78)은 제1도전막(73) 및 제2도전막(75)을 통하여 상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)에 전기적으로 연결된다.

상기에서 제1전극(72) 및 제2전극(74)에 각각 전압을 인가하면, 제1도전막(73)과 제2도전막(75)을 통하여 작은 면적의 박막으로 형성되는 전자방출원(78)의 표면과 수평으로 전류를 흐르면서 표면전도형 전자 방출이 이루어진다.

상기 제1전극(72)과 제2전극(74) 사이의 간격은 대략 수십nm∼수백㎛ 정도의 범위에서 설정한다.

상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)은 전기적으로 도전성을 가진 다양한 재료가 사용가능하며, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 백금(Pt), 티탄(Ti), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag) 등의 금속 및 그 합금, 금속산화물로 이루어지는 인쇄도체 및 ITO 등의 투명전극 등이 모두 사용가능하다.

상기 제1도전막(73) 및 제2도전막(75)은 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 도전성 재료를 이용한 미립자 박막으로 형성한다.

상기 전자방출원(78)은 흑연형 탄소나 탄소화합물 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 또 상기 전자방출원(78)은 상기한 일실시예와 마찬가지로, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브, C₆₀ 등에서 선정하여 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 형성하는 것도 가능하다.

상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기한 일실시예 및 다른 실시예에서 설명하지 않은 구체적인 구성이나 제조방법은 일반적인 전계 방출 표시장치(FED)나 표면전도형 전자 방출 표시장치(SED)의 다양한 구성을 적용하여 실시하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치는 상기한 전계 방출 표시장치(FED)나 표면전도형 전자 방출 표시장치(SED) 뿐만아니라, 스페이서와 그리드 플레이트(또는 그리드 전극)을 사용하는 다양한 전자 방출 표시장치에의 적용도 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치에 의하면, 스페이서를 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 삽입시키는 것으로 셀프-스탠딩상태를 유지하는 것이 가능하므로, 스페이서의 설치작업이 매우 간단하고 정확하게 이루어진다.

또 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치에 의하면, 스페이서의 위치를 고정하기 위하여 접착물질을 사용할 필요가 없으므로, 밀봉 및 배기공정에서 접착물질이 증발하여 진공도에 악영향을 미치는 것이 방지된다.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치에 의하면, 전자빔 차징현상을 감소시키기 위한 코팅액의 도포작업을 스페이서를 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 삽입한 상태에서 행하게 되므로, 코팅액의 도포작업이 매우 간단하고 용이하게 이루어진다.

본 발명에 따른 전자 방출 표시장치에 의하면, 그리드 플레이트의 저면에 절연층과 고착층을 형성하여 그리드 플레이트를 제1기판에 일체로 결합시키므로, 그리드 플레이트의 설치작업이 간단하고 정확하게 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예를 나타내는 부분확대 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예에 있어서 스페이서의 설치상태를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예에 있어서 스페이서의 제2실시예를 설치하는 상태를 나타내는 부분확대 분해사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예에 있어서 스페이서의 제3실시예를 설치하는 상태를 나타내는 부분확대 분해사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예에 있어서 스페이서의 제4실시예를 설치하는 상태를 나타내는 부분확대 분해사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 일실시예에 있어서 스페이서의 제5실시예를 설치하는 상태를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 일실시예를 나타내는 공정 순서도이다.

도 9는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면 공정도이다.

도 10은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 다른 실시예를 나타내는 공정 순서도이다.

도 11은 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치 제조방법의 다른 실시예에 있어서 스페이서삽입단계와 코팅액도포단계를 나타내는 부분확대 단면 공정도이다.

도 12는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치의 다른 실시예를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 13은 종래 전계 방출 표시장치를 나타내는 부분확대 분해사시도이다.

도 14는 종래 전계 방출 표시장치를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 15는 종래 표면전도형 전자 방출 표시장치를 나타내는 부분확대 단면도이다.

도 16은 종래 표면전도형 전자 방출 표시장치의 전자방출구조를 나타내는 평면도이다.

Claims

소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판과,

상기 제1기판 상에 서로 단락되지 않도록 형성되는 제1전극 및 제2전극과,

상기 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나에 연결되어 형성되는 전자방출원과,

상기 제2기판 상에 형성되는 애노드 전극과,

상기 애노드 전극의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막과,

상기 제1기판과 제2기판 사이에 설치되고 다수의 빔통과공이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되고 스페이서구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트와,

상기 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 삽입되어 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 설치되고 표면의 일부에 코팅액이 도포되는 다수의 스페이서를 포함하는 전자 방출 표시장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스페이서구멍은 스페이서의 단면형상에 대응되는 형상으로 형성하고,

상기 스페이서는 삼각기둥형상, 사각기둥형상, 오각기둥형상, 육각기둥형상, 다각기둥형상, 원기둥형상, 타원기둥형상, 십자형의 단면을 갖는 십자기둥형상, 별모양의 단면을 갖는 별기둥형상 중에서 선택하여 형성하는 전자 방출 표시장치.
청구항 2에 있어서,

상기 스페이서에는 스페이서구멍에 걸쳐지도록 하단에서 소정의 간격을 두고 외주면을 따라 돌출하는 걸림돌기를 형성하는 전자 방출 표시장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,

상기 스페이서구멍의 크기는 상기 스페이서의 외곽치수에 대하여 중간끼워맞춤 또는 헐거운끼워맞춤에 대응하는 치수로 설정하는 전자 방출 표시장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,

상기 스페이서구멍의 크기는 상기 스페이서의 외곽치수보다 큰 치수로 설정하는 전자 방출 표시장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,

상기 그리드 플레이트의 저면에는 소정의 높이로 절연물질을 도포하여 절연층을 형성하는 전자 방출 표시장치.
청구항 6에 있어서,

상기 그리드 플레이트의 저면에 형성되는 절연층의 저면에는 프리트를 도포하여 고착층을 형성하는 전자 방출 표시장치.
청구항 7에 있어서,

상기 그리드 플레이트의 저면에 형성하는 절연층 및 고착층의 전체 높이는 상기 제1전극과 그리드 플레이트 사이의 간격에 대응하는 치수로 설정하는 전자 방출 표시장치.
청구항 7에 있어서,

상기 그리드 플레이트의 저면에 형성하는 절연층과 고착층은 적어도 상기 스페이서구멍이 형성되는 주변부에는 형성하는 전자 방출 표시장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,

상기 전자방출원은 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브, C₆₀ 중에서 선정하여 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 형성하는 전자 방출 표시장치.
청구항 10에 있어서,

상기 제1전극은 상기 제1기판 상에 소정의 간격으로 형성되고,

상기 제2전극은 절연막을 사이에 두고 상기 제1전극 위에 교차하는 패턴으로 형성되고,

상기 전자방출원은 상기 제2전극과 교차하는 부분의 제1전극 위에 형성되는 전자 방출 표시장치.
청구항 10에 있어서,

상기 제1전극과 제2전극은 제1기판 상에 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 형성되고,

상기 제1전극 및 제2전극의 표면 일부를 덮으면서 서로 근접하도록 제1도전막 및 제2도전막이 형성되고,

상기 전자방출원이 서로 근접하여 형성되는 상기 제1도전막과 제2도전막 사이에 연결되어 형성되는 전자 방출 표시장치.
빔통과공 및 스페이서구멍이 형성되는 그리드 플레이트를 준비하고,

그리드 플레이트의 저면에 절연층을 형성하고,

절연층의 저면에 프리트를 도포하여 고착층을 형성하고,

절연층과 고착층에 빔통과구멍 및 스페이서구멍을 형성하고,

그리드 플레이트를 제1전극 및 제2전극이 형성된 제1기판에 위치정렬하여 고착하고,

그리드 플레이트의 스페이서구멍 주위에 코팅액을 도포하고,

그리드 플레이트의 스페이서구멍에 스페이서를 각각 삽입하고,

제1기판과 제2기판을 위치정렬하여 모서리부분을 밀봉하여 조립하는 과정으로 이루어지는 전자 방출 표시장치 제조방법.
빔통과공 및 스페이서구멍이 형성되는 그리드 플레이트를 준비하고,

그리드 플레이트의 저면에 절연층을 형성하고,

절연층의 저면에 프리트를 도포하여 고착층을 형성하고,

절연층과 고착층에 빔통과구멍 및 스페이서구멍을 형성하고,

그리드 플레이트를 제1전극 및 제2전극이 형성된 제1기판에 위치정렬하여 고착하고,

상기 그리드 플레이트의 스페이서구멍에 스페이서를 각각 삽입하고,

스페이서구멍에 삽입된 스페이서의 그리드 플레이트 위쪽에 위치하는 부분에 코팅액을 도포하고,

제1기판과 제2기판을 위치정렬하여 모서리부분을 밀봉하여 조립하는 과정으로 이루어지는 전자 방출 표시장치 제조방법.