KR20050104642A - 전자 방출 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시장치를 사용하는 중에 게터를 정기적으로 활성화하여 제조 직후의 진공도를 지속적으로 유지할 수 있는 전자 방출 표시장치에 관한 것으로서,

본 발명의 전자 방출 표시장치는,

실링 부재에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하고, 표시 영역과 비표시 영역이 설정되는 제1 및 제2 기판과; 제1 및 제2 기판 상의 표시 영역에 배치되는 표시부와; 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판에서 비표시 영역에 설치되는 게터와; 표시부에서 발생되는 누설 전류를 에너지원으로 사용하여 게터를 주기적으로 활성화시키는 게터 활성화 장치를 포함한다.

Description

전자 방출 표시장치 {ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전자 방출 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시장치를 사용하는 중에 게터를 정기적으로 활성화하여 제조 직후의 진공도를 지속적으로 유지할 수 있는 전자 방출 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자 방출 표시장치는 제1 기판 측에서 방출된 전자를 제2 기판에 마련된 형광층에 충돌시켜 이를 발광시킴으로써 소정의 영상을 구현하는 평판 표시장치로서, 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다.

상기에서 열음극을 이용하는 방식의 전자 방출 표시장치로는 형광 표시관(VFD) 등이 있다. 그리고 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 표시장치로는 전계 방출 표시장치(FED)가 있으며, 전계 방출 표시장치로는 FE(Field Emitter)형 전자 방출 표시장치, MIM(금속-절연층-금속)형 전자 방출 표시장치, MIS(금속-절연층-반도체)형 전자 방출 표시장치 및 표면 전도형(surface conduction) 전자 방출 표시장치 등이 알려져 있다.

이러한 전자 방출 표시장치는 대부분 그 내부가 높은 진공 상태를 유지할 때 전자 방출 특성이 우수해진다. 따라서 전자 방출 표시장치는 두 기판 중 어느 한 기판의 내측에 게터를 장착하고 있으며, 표시장치 내부를 배기시킨 다음 게터를 활성화시키는 단계를 통해 표시장치 내부의 잔류 가스를 흡착 및 제거함으로써 진공도를 높이고 있다.

한편, 통상의 전자 방출 표시장치는 작동 과정 중에 전자 방출을 위한 구조물들 혹은 가시광 방출을 위한 구조물들에서 아웃개싱(outgassing)이 일어나므로, 표시장치 제작 후 이를 사용하는 과정에서 진공도 저하가 발생한다. 그런데 종래의 전자 방출 표시장치에서 게터는 표시장치 제조 과정 중에만 사용되고 이후 재사용되지 않아 표시장치 사용시 발생하는 진공도 저하를 방지할 수 없다.

이로써 종래의 전자 방출 표시장치는 사용 시간이 늘어날수록 내부의 진공도가 저하되어 전자 방출 특성이 낮아지며, 그 결과 화면 휘도가 떨어지는 등 표시 품질이 저하되는 단점을 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 표시장치를 사용하는 중에 게터를 정기적으로 활성화하여 제조 직후의 진공도를 지속적으로 유지할 수 있는 전자 방출 표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

실링 부재에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하고 표시 영역과 비표시 영역이 설정되는 제1 및 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 상의 표시 영역에 배치되는 표시부와, 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판에서 비표시 영역에 설치되는 게터와, 표시부에서 발생되는 누설 전류를 에너지원으로 사용하여 게터를 주기적으로 활성화시키는 게터 활성화 장치를 포함하는 전자 방출 표시장치를 제공한다.

상기 전자 방출 표시장치는 표시부에 구비된 전극들과 연결되어 이를 구동시키는 구동 회로부를 더욱 포함하며, 게터 활성화 장치는 게터에 대응하는 진공 용기 외측에 설치되는 가열부와, 구동 회로부와 가열부 사이에 설치되어 구동 회로부에서 분리된 누설 전류를 제공받아 이를 충전하며 가열부와 임의의 주기를 가지고 전기적으로 연결되어 가열부를 구동시키는 축전기를 포함한다.

상기 게터 활성화 장치는 축전기의 충전 용량을 검지하여 충전 용량이 설정치 이상일 때 축전기와 가열부를 전기적으로 연결하는 제어부를 더욱 포함한다.

상기 게터는 비증발형 게터로서, 지르코늄과 알루미늄의 합금 물질과, 지르코늄과 바나듐 및 철의 합금 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시장치의 부분 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시장치 중 게터 활성화 장치를 설명하기 위한 구성 블럭도이다.

도면을 참고하면, 전자 방출 표시장치는 임의의 크기를 갖는 제1 기판(2)과 제2 기판(4)을 내부 공간부가 형성되도록 소정의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치하고, 실링 부재(6)를 이용해 이들을 하나로 접합시킴으로써 표시장치의 외관인 진공 용기를 구성하고 있다.

상기 제1 및 제2 기판(2, 4) 상에는 표시 영역(100)과, 표시 영역(100)을 둘러싸는 비표시 영역(101)이 설정된다. 표시 영역(100)에는 전자 방출부와 발광부로 이루어진 표시부(도시하지 않음)가 배치된다. 표시부에 구비된 전극들은 진공 용기 외측의 구동 회로부(8)와 전기적으로 연결되어 이로부터 구동 전압을 인가받아 소정의 표시가 이루어진다. 비표시 영역(101)에는 표시부에 구비된 전극들과 구동 회로부(8)를 연결하는 전극 패드부(도시하지 않음) 및 실링 부재(6) 등이 위치하며, 실제 표시에는 기여하지 않는다.

또한 두 기판(2, 4) 중 어느 한 기판, 일례로 제1 기판(2) 상의 비표시 영역(101)에는 진공도 향상을 위한 게터(10)가 설치되고, 게터(10)에 대응하는 진공 용기 외측에는 게터 활성화를 위한 가열부(12)가 설치된다. 본 실시예에서 게터(10)는 비증발형 게터로서, 지르코늄과 바나듐 및 철의 합금 물질과, 지르코늄과 알루미늄의 합금 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 가열부(12)로는 공지의 코일 가열장치가 이용될 수 있다.

여기서, 본 발명에 의한 전자 방출 표시장치는 표시장치를 사용하는 중에 게터(10)를 정기적으로 활성화하여 제작 초기의 진공도를 지속적으로 유지하는 구성을 제공한다. 상기 구성은 표시장치 구동시 표시부, 특히 전자 방출부에서 누설 전류가 발생할 때 이를 가열부(12)의 에너지원으로 사용하는 구성으로 이루어진다.

이를 위해 진공 용기 외측에는 구동 회로부(8)와 전기적으로 연결되는 축전기(14)와, 축전기(14)의 충전 용량을 검지함과 아울러 축전기(14)와 가열부(12)의 전기적 연결을 제어하는 제어부(16)가 설치된다. 축전기(14)는 구동 회로부(8)에서 분리된 누설 전류를 제공받아 이를 충전하며, 축전기(14)의 충전 용량이 설정치 이상일 때 제어부(16)가 축전기(14)와 가열부(12)를 전기적으로 연결시킨다. 이로써 가열부(12)는 일정한 주기를 가지고 구동되어 게터(10)를 활성화한다.

따라서 본 실시예의 전자 방출 표시장치는 표시장치 제작 후 이를 사용하는 과정에서 진공도가 저하되더라도 게터(10)가 주기적으로 활성화되어 진공 용기 내부의 잔류 가스를 제거함에 따라, 제작 초기의 진공도를 유지할 수 있다. 이 때, 게터(10)는 비증발형 게터로서, 표시장치 구동시에도 게터 활성화가 가능하며, 전자 방출부와 발광부에 영향을 미치지 않는다.

도 3은 본 발명의 전자 방출 표시장치를 전계 방출 표시장치에 적용한 실시예를 나타낸 것으로서, 전계 방출 표시장치를 예로 하여 전자 방출부와 발광부의 구성에 대해 설명한다.

먼저, 제1 기판(2) 위에는 캐소드 전극(18)과 게이트 전극(20) 및 전자 방출원(22)으로 이루어진 전자 방출부(50)가 형성된다.

상기 제1 기판(2) 위에는 소정의 패턴, 가령 스트라이프 형상을 취하는 캐소드 전극들(18)이 서로간 임의의 간격을 두고 제1 기판(2)의 일방향(도면의 Y축 방향)을 따라 복수로 형성되고, 캐소드 전극들(18)을 덮으면서 제1 기판(2)의 내면 전체에 절연층(24)이 형성된다. 절연층(24) 위에는 게이트 전극들(20)이 서로간 임의의 간격을 두고 캐소드 전극(18)과 직교하는 방향(도면의 X축 방향)을 따라 복수로 형성된다.

본 실시예에서 캐소드 전극(18)과 게이트 전극(20)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 각각의 화소 영역마다 절연층(24)과 게이트 전극(20)에 적어도 하나의 게이트 홀(26)이 형성되어 캐소드 전극(18)을 노출시키고, 노출된 캐소드 전극(18) 위로 전자 방출원(22)이 형성된다.

전자 방출원(22)은 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질, 가령 카본 나노튜브(CNT), 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), C₆₀ 중 어느 하나 또는 이들의 조합 물질로 이루어지며, 그 제조법으로는 스크린 인쇄, 화학기상증착(CVD) 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.

그리고 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 애노드 전극(28)과 형광층(30)으로 이루어진 발광부(60)가 형성된다.

상기 제2 기판(4)의 내면에는 적색, 녹색 및 청색의 형광층(30)이 임의의 간격을 두고 형성되고, 형광층(30) 사이로 화면의 컨트라스트 향상을 위한 블랙 매트릭스(32)가 형성된다. 그리고 형광층(30)과 블랙 매트릭스(32) 위에는 금속 박막(대표적으로 알루미늄 박막)으로 이루어진 애노드 전극(28)이 형성된다. 애노드 전극(28)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받으며, 메탈 백(metal back) 효과에 의해 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다.

한편, 애노드 전극(28)은 금속 박막이 아닌 투명한 도전막, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 기판(4) 위에 ITO로 이루어진 애노드 전극을 먼저 형성하고, 그 위에 형광층(30)과 블랙 매트릭스(32)를 형성하며, 필요에 따라 형광층(30)과 블랙 매트릭스(32) 위에 금속 박막을 형성하여 화면의 휘도를 높이는데 이용할 수 있다. ITO로 이루어진 애노드 전극은 형광층(30)과 동일한 스트라이프 형상으로 이루어질 수 있다.

상기한 구성의 전계 방출 표시장치는, 외부로부터 캐소드 전극(18), 게이트 전극(20) 및 애노드 전극(28)에 소정의 전압을 공급하여 구동하는데, 일례로 캐소드 전극(18)에는 0V, 게이트 전극(20)에는 수십 볼트의 (+)전압이, 애노드 전극(28)에는 수백∼수천 볼트의 (+)전압이 인가된다.

이로써 캐소드 전극(18)과 게이트 전극(20)의 전압 차에 의해 전자 방출원(22) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전극(28)에 인가된 고전압에 이끌려 해당 화소의 형광층(30)에 충돌하여 이를 발광시킴으로써 소정의 표시가 이루어진다.

그런데 전술한 표시장치의 구동 과정에 있어서, 캐소드 전극(18)과 게이트 전극(20) 사이의 절연 불량이나 방출 전자의 일부가 형광층(30)에 도달하지 못하고 게이트 전극(20)에 충돌함으로써 게이트 전극(20)을 통해 누설되는 전류가 발생한다. 이 누설 전류는 도 2에 도시한 구동 회로부(8)를 통해 축전기(14)에 제공되어 게터(10)를 주기적으로 활성화하는데 이용된다.

상기에서는 전계 방출 표시장치를 예로 하여 전자 방출 표시장치의 표시부 구성에 대해 설명하였으나, 전자 방출 표시장치의 표시부 구성은 여기에 한정되지 않고 공지의 형광 표시관, 표면 전도형 전자 방출 표시장치, MIM형 전자 방출 표시장치, MIS형 전자 방출 표시장치 둥 여러 전자 방출 표시장치의 내부 구성이 적용될 수 있다.

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 의한 전자 방출 표시장치는 구동 회로부에서 분리된 누설 전류를 충전하는 축전기를 구비함에 따라 가열부를 주기적으로 구동시켜 게터를 활성화한다. 따라서 본 발명에 의한 전자 방출 표시장치는 제조 직후의 진공도를 지속적으로 유지할 수 있어 표시장치의 사용 수명을 늘이고, 내구성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시장치를 도시한 부분 절개 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시장치 중 게터 활성화 장치를 설명하기 위한 구성 블럭도이다.

도 3은 본 발명의 전자 방출 표시장치를 전계 방출 표시장치에 적용한 실시예를 나타낸 부분 분해 사시도이다.

Claims (9)

1. 실링 부재에 의해 접합되어 진공 용기를 구성하고, 표시 영역과 비표시 영역이 설정되는 제1 및 제2 기판과;

   상기 제1 및 제2 기판 상의 표시 영역에 배치되는 표시부와;

   상기 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판에서 비표시 영역에 설치되는 게터; 및

   상기 표시부에서 발생되는 누설 전류를 에너지원으로 사용하여 상기 게터를 주기적으로 활성화시키는 게터 활성화 장치

   를 포함하는 전자 방출 표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전자 방출 표시장치가, 상기 표시부에 구비된 전극들과 연결되어 이를 구동시키는 구동 회로부를 더욱 포함하고,

   상기 게터 활성화 장치가,

   상기 게터에 대응하는 진공 용기 외측에 설치되는 가열부; 및

   상기 구동 회로부와 가열부 사이에 설치되어 구동 회로부에서 분리된 누설 전류를 제공받아 이를 충전하며 상기 가열부와 임의의 주기를 가지고 전기적으로 연결되어 가열부를 구동시키는 축전기

   를 포함하는 전자 방출 표시장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 게터 활성화 장치가, 상기 축전기의 충전 용량을 검지하여 충전 용량이 설정치 이상일 때 축전기와 상기 가열부를 전기적으로 연결하는 제어부를 더욱 포함하는 전자 방출 표시장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 게터가 비증발형 게터인 전자 방출 표시장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 게터가 지르코늄과 알루미늄의 합금 물질과, 지르코늄과 바나듐 및 철의 합금 물질 중 어느 하나로 이루어지는 전자 방출 표시장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 표시부가 상기 제1 기판에 제공되는 전자 방출부와, 상기 제2 기판에 제공되는 발광부를 포함하는 전자 방출 표시장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 전자 방출부가,

   절연층을 사이에 두고 서로 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 캐소드 전극들 및 게이트 전극들과;

   상기 캐소드 전극들과 게이트 전극들의 교차 영역마다 캐소드 전극 상에 적어도 하나가 형성되는 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 표시장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 전자 방출원이 카본 나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 및 C₆₀으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 방출 표시장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 발광부가,

   상기 제2 기판에 형성되는 적어도 하나의 애노드 전극; 및

   상기 애노드 전극의 어느 일면에 형성되는 형광층을 포함하는 전자 방출 표시장치.