KR20070033111A - 전계방출표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계방출표시장치에 관한 것으로서, 상호 대향하도록 이격되게 설치되어 전자가 방출되어 형광체에 조사됨으로써 화상이 구현되는 전면 및 배면 기판과; 상기 기판들 사이의 공간이 진공으로 밀폐되도록 이들 기판들의 가장자리를 따라 형성되어 이들 기판을 이격되게 지지하는 프레임과; 상기 기판들의 간격이 유지되도록 이들 기판들 중 적어도 일 기판에 접착되어 지지하되, 접착 면적이 증가되도록 접착 부분에 요철부가 형성된 하나 이상의 스페이서를 포함함으로써, 스페이서와 기판들이 강하게 접착되므로, 상기 기판들에 의하여 전달되는 외부의 대기압에 의한 접착의 분리 등 접착 부위의 손괴가 방지되는 이점이 있다.

전계방출표시장치, FED, 스페이서, 자립, 슬롯, 프리트, 요철

Description

전계방출표시장치{Field emission display}

도 1은 종래 기술에 따른 전계방출표시장치의 스페이서들이 도시된 사시도,

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 1 실시예가 도시된 도로서,

도 2는 전계방출표시장치의 분해 사시도,

도 3은 스페이서의 사시도,

도 4는 전계방출표시장치의 스페이서 장착 부분이 도시된 평단면도,

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 2 실시예가 도시된 도로서,

도 5는 스페이서의 사시도,

도 6은 배면기판의 스페이서 장착 부분이 도시된 평단면도,

도 7은 전계방출표시장치의 스페이서 장착 부분이 도시된 측단면도,

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 3 실시예가 도시된 도로서,

도 8은 전계방출표시장치의 분해 사시도,

도 9는 스페이서의 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 4 실시예에 의한 스페이서가 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

70, 80, 90: 스페이서 72, 74a, 81, 91: 요철부

본 발명은 전계방출표시장치에 관한 것으로서, 스페이서의 접착 부분에 요철부를 두어 접착 면적을 증가시킴으로써 스페이서와 기판들과의 접착력을 강화시킨 전계방출표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 전계방출표시장치은 전계에 의하여 다수의 에미터(emitter)에서 방출된 전자가 형광체를 여기시켜 발광시킴으로써 영상을 표시하는 평판 표시장치이다.

전계방출표시장치는 다수의 에미터와 캐소드(cathode) 전극이 구비된 배면기판과, 화소(pixel)들을 구획하도록 구성되는 형광체가 도포되고 에노드(anode) 전극이 구비된 전면기판과, 상기 배면기판과 전면기판 사이에 설치되어 이들 기판을 이격되게 결합시키는 프레임으로 구성된다.

상기 배면기판, 상기 전면기판 및 상기 프레임에 의하여 밀폐되는 공간은 10^-6Torr 이하의 진공으로 유지되어야 하는 바, 진공으로 유지되지 못하면 방출된 전자의 평균 자유 행정이 감소되고, 기체입자들이 상기 에미터에 흡착되어 전류의 방출을 막거나 상기 에미터를 손상시키고, 기체입자들이 이온화되어 방출된 전자의 궤적을 변경시켜, 상기 전계방출표시장치의 작동을 방해하고 수명을 단축시키기 때문이다.

상기한 공간이 진공으로 밀폐되면 상기 프레임으로 지지된 채 대기압력을 받게 되어, 상기 프레임에서 멀어질수록 상기 배면기판과 전면기판 사이의 간격이 좁아져서, 전극들간의 항복현상이 발생하거나, 전자 궤적이 혼선(cross talk)되어 화소들이 상호 간섭되거나, 상기 배면기판과 상기 전면기판이 붕괴될 위험이 생기는 바, 이러한 위험이 제거하기 위하여 상기 배면기판과 상기 전면기판을 지지하도록 이들 기판 사이에 설치되어 이들 기판 사이의 간격을 유지시키는 다수의 스페이서(spacer)가 설치된다.

상기 스페이서들은 각각의 위치가 고정되도록 상기 전면기판과 상기 배면기판에 접촉되는 양단 부분에 프리트(frit)를 도포(dispensing)시켜 그 프리트로 상기 기판들에 접착되는 바, 상기 프리트는 고온로에서 용융된 후 냉각되면서 상기 스페이서를 상기 기판들에 접착시킨다.

도 1은 종래 기술에 따른 전계방출표시장치의 스페이서들이 도시된 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서들은 리브형 스페이서(20), 크로스형 스페이서(22), 원기둥형 스페이서(24) 등 다양한 형상으로 구성된다.

상기 스페이서들은 상기 전계방출표시장치의 화소들 사이에 설치되어, 각 화소에 의한 화상 구현을 방해하지 않도록 시각적으로 보이지 않는 폭, 구체적으로는 100㎛ 이하의 폭을 갖도록 형성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 전계방출표시장치는 상기한 바와 같이 그 폭이 좁기 때문에 상기 기판들과의 접착 면적이 좁게 되고, 이에 따라 상기 기판들과의 접착력이 약해져서, 외부의 대기압이 상기 기판들로 전달되면 접착이 손괴되어 상기 스페이서들의 설치 위치가 변동될 수 있는 바, 이로 인해 상기 스페이서들은 상기 기판들을 지지하기가 곤란해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스페이서와 기판들과의 접착이 손괴되지 않도록 스페이서와 기판들의 접착 면적을 증가시켜 접착력을 강화시킨 전계방출표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 전계방출표시장치는, 상호 대향하도록 이격되게 설치되어, 전자가 방출되어 형광체에 조사됨으로써 화상이 구현되는 전면 및 배면 기판과; 상기 기판들 사이의 공간이 진공으로 밀폐되도록 이들 기판들의 가장자리를 따라 형성되어 이들 기판을 이격되게 지지하는 프레임과; 상기 기판들의 간격이 유지되도록 이들 기판들 중 적어도 일 기판에 접착되어 지지하되, 접착 면적이 증가되도록 접착 부분에 요철부가 형성된 하나 이상의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 1 실시예가 도시된 도로서, 도 2는 전계방출표시장치의 분해 사시도이고, 도 3은 스페이서의 사시도이고, 도 4는 전계방출표시장치의 스페이서 장착 부분이 도시된 평단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계방출표시장치는 화상이 구현되는 전면기판(52)과; 화상이 구현되도록 전자를 방출하는 배면기판(62)과; 상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62)의 사이에 설치되고 이들 기판 사이의 공간이 진공으로 밀폐되도록 이들 기판의 가장자리를 따라 형성되어 이들 기판을 이격되게 지지하는 프레임(60)과; 상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62) 사이의 진공 공간에 설치되어 이들 기판 사이의 간격이 유지되도록 지지하는 다수의 스페이서(70)로 구성된다.

상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62)은 상호 동일한 넓이를 갖는 사각 형상의 판(54, 67)으로 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배면기판(62)에는 전자들이 방출되도록 구성 된 다수의 에미터(65)와, 전자들이 상기 에미터(65)들로부터 터널링되어 방출되도록 전압이 인가되는 게이트 전극(63)과, 상기 에미터(65)들에 전류를 공급하는 캐소드 전극(66)과, 상기 캐소드 전극(66)과 상기 에미터(65)들 사이에 설치되어 상기 캐소드 전극(66)에서 상기 각 에미터(65)로 과전류가 공급되는 것을 방지하는 저항층이 구비된다.

상기 게이트 전극(63)과 상기 캐소드 전극(66)은 규칙적인 간격을 둔 다수의 띠로 배열되되, 상호간에 수직으로 교차되는 격자 형상으로 배열된다.

상기 게이트 전극(63)은 상기 캐소드 전극(66)과 교차하는 부분에 게이트 홀이 형성된다.

상기 게이트 전극(63)과 상기 캐소드 전극(66) 사이에는 두 전극 사이의 전류 소통을 방지하는 절연층(64)이 구비된다.

즉, 상기 배면기판(62)은 내측을 향하여 캐소드 전극(66), 저항층, 절연층(64), 게이트 전극(63)의 순으로 설치되며, 상기 에미터(65)들은 상기 게이트 홀에 설치된다.

상기 전면기판(52)에는 화상을 구성하는 기본 단위인 화소가 구획되도록 적/녹/청색(RGB)으로 구성된 한 세트의 형광체(57a, 57b, 57c)가 각 화소에 할당되여 도포된다.

또한 상기 전면기판(52)에는 정(+)극성의 고전압이 인가되어 상기 에미터(65)들로부터 방출된 전류를 가속시켜 상기 형광체(57a, 57b, 57c)에 충돌시키는 에노드 전극(56)이 구비된다.

상기 형광체(57a, 57b, 57c)는 상기 어노드 전극에 1kV를 넘는 전압이 인가될 때 발광하는 고전압 형광체가 바람직하며, 이때 상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62)의 간격은 고전압이 인가되므로 1mm 정도 또는 그 이상으로 하여야 한다.

다만 상기 형광체(57a, 57b, 57c)는, 고전압 형광체에 한정되지 않고, 1kV 이하의 전압에서 작동하는 저전압 형광체도 가능하며, 이때 상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62)의 간격을 300㎛ 이하로 줄일 수 있지만 저전압 형광체의 발광 효율이 떨어지는 단점이 있다.

상기 각 스페이서(70)는 지지단면이 일자형으로 형성된 리브형 스페이서(71)로 구성된다.

상기 스페이서(70)들은 상기 전계방출표시장치의 화소들 사이에 설치되어 시각적으로 보이지 않게 100㎛ 이하의 폭을 갖고, 상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62) 사이의 간격에 해당하는 높이를 갖고, 배치된 위치에서 각 스페이서(70)의 양단이 상기 테두리의 마주보는 두 내측면에 접촉되도록 하는 길이를 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 스페이서(70)들은 상기 에미터(65)로부터 방출된 전자와의 충돌시 2차 전자의 발생이 최대한 억제되어야 하고, 표면전도성을 구비하여 전하의 축적이 방지되어야 하고, 탈기체 현상이 적어야 하고, 고진공 상태에서 상기 전면기판(52)과 상기 배면기판(62)의 간격을 유지시키도록 충분한 기계적 강도를 가져야 한다.

또한 상기 스페이서(70)들은 소정의 간격을 두고 상호 나란하게 배치되되, 상기 배면기판(62) 및 상기 전면기판(52)에 수직되면서 상기 게이트 홀과 그에 마 주한 상기 형광체(57a, 57b, 57c)의 사이를 가리지 않고 화소와 화소 사이의 위치하도록 설치된다.

상기 각 스페이서(70)와 상기 기판들(52, 62)의 상호 접촉 부위에는 프리트(58)가 도포되어, 그 접촉 부위를 상호 접착시켜 상기 스페이서(70)의 위치를 고정시킨다.

상기 각 스페이서(70)의 접착 부위는 접착 면적이 증가되도록 요철부(72)를 구비하되, 그 요철부(72)는 요부와 철부의 높이차가 상기 스페이서(70)들의 접착 간극보다 좁게 형성되며, 상기 요철 및 철부는 상기 각 스페이서(70)의 길이 방향을 따라 상호 나란하게 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, 상기 각 스페이서(70)의 두께 방향을 따라 상호 나란하게 형성되거나, 상기 각 스페이서(70)의 길이 내지 두께 방향에 관계없이 일정한 방향으로 상호 나란하게 형성되거나, 상기 요부 및 철부의 배치가 불규칙적으로 형성되는 것도 가능하다.

상기 배면기판(62), 상기 전면기판(52) 및 상기 프레임(60)에 의하여 밀폐되는 공간은 10^-6Torr 이하의 진공으로 제작되어야 한다.

진공으로 제작하기 위하여 상기 프레임(60)과 상기 전면기판(52) 및 상기 배면기판(62)이 접촉되는 부위에 프리트(58)가 도포된 후 10^-6Torr 이하의 진공상태에 있는 진공 챔버 내에서 가열되어 봉합되는 것이 바람직하며, 이때 상기 각 스페이서(70)의 요철부(72)와 상기 전면기판(52) 및 상기 배면기판(62)가 접촉되는 부위에도 프리트(58)가 도포되어 함께 접착된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 1 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

동일한 접착 수단을 사용할 경우에 접착 면적이 넓어지게 되면 그만큼 접착력이 증가되는 바, 상기 각 스페이서(70)의 접착 부위에 요철부(72)가 형성됨으로써, 그 스페이서(70)의 지지단면의 단면적보다 그 스페이서(70)의 요철부(72)와 그 요철부(72)에 도포된 프리트(58)의 접착 면적이 더 넓어지게 되며, 이에 따라 상기 각 스페이서(70)와 상기 프리트(58)는 보다 강하게 접착된다.

상기 프리트(58)는 상기 전면 및 배면기판(52, 62)에도 접착되어, 상기 스페이서(70)와 상기 기판들(52, 62)을 상호 결합시키므로, 상기 요철부(72)에 의한 접착 면적의 증가는 상기 스페이서(70)와 상기 기판들(52, 62)의 결합력 강화로 이어진다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 2 실시예가 도시된 도로서, 도 5는 스페이서의 사시도이고, 도 6은 배면기판의 스페이서 장착 부분이 도시된 평단면도이고, 도 7은 전계방출표시장치의 스페이서 장착 부분이 도시된 측단면도이다.

상기 각 스페이서(70)는 리브형 스페이서(73)로 형성되고, 상기 기판들에 접촉되는 양단 중 일단만을 접착시켜 고정시키고, 타단(74b)은 삽입되어 고정되는 형식으로 설치할 수 있는 바, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 각 스페이서(70)의 상 기 기판들에 접착되는 양단 중 일단에만 접착 면적이 증가되도록 요철부(74a)가 형성되고, 타단(74b)은 삽입되어 고정되도록 평평하게 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 배면기판(62)에는 상기 각 스페이서(70)의 타단이 삽입되도록 가이딩 슬롯(75b)이 다수 형성된다.

이때 상기 각 가이딩 슬롯(75b)은 상기 각 스페이서(70)가 삽입되면서도 삽입된 각 스페이서(70)가 고정되도록 상기 각 스페이서(70)의 두께에 대응하는 폭을 갖게 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판들 중 상기 스페이서(70)들에 접착되는 기판에는 그 접착 부위에, 이들 스페이서(70)들의 요철부(74a)에 맞물려 접착되도록, 상기 스페이서(70)들의 요철부(74a)에 대응되는 요철부(75a)가 형성된다.

상기 각 스페이서(70)는 일단이 상기 각 가이딩 슬롯(75b)에 삽입되어 수직으로 세워지고, 타단이 상기 전면기판(75)에 접착되어 삽입된 위치에서 고정된다.

상기 프리트는 용융된 후 냉각되면서 재응고되는데, 재응고되면서 상기 전면기판(75)과 상기 스페이서(70)가 상호 접착된다.

상기 각 스페이서(70)와 상기 전면기판(75)의 접촉 부위에 도포된 프리트는 진공 챔버 내에서 가열되어 용융되는데, 용융된 프리트는 활발한 유동성을 갖게 되어 유동하게 되고, 특히 진공 챔버 내부의 온도 분포차와 접착되는 부재들 상호간의 열팽창계수 차이로 인하여 상기 전면기판(75), 상기 배면기판(62), 상기 스페이서(70)들의 각 부위는 서로 다른 열팽창 변위를 갖게 되어, 상대적으로 가벼운 상기 스페이서(70)들은 상기 프리트와 함께 유동할 가능성이 커지게 되지만, 상기 스 페이서(70)들이 유동하는 것을 방지하도록 상기 각 가이딩 슬롯(75b)이 상기 각 스페이서(70)를 타단에서 잡아주고, 상기 각 스페이서(70)와 상기 전면기판(75)의 접촉 부위에 형성된 요철부(74a)도 상기 각 스페이서(70)의 유동을 어느 정도 방지시킨다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 3 실시예가 도시된 도로서, 도 8은 전계방출표시장치의 분해 사시도이고, 도 9는 스페이서의 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 각 스페이서(80)는 상하좌우의 폭이 시각적으로 보이지 않도록 100㎛ 이하의 폭으로 형성된 원기둥형 스페이서(80)로 제작된다.

상기 각 스페이서(80)의 양단 중 일단은 접착 면적이 증대되도록 요철부(81)가 형성되고, 타단은 프리트의 융착 전 예비 조립시에 자립되도록 평평한 면으로 형성된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(80)들은 상기 기판들(52, 62)을 충분하게 지지하도록 다수가 상기 기판들(52, 62)에 직립되어 설치된다.

도 10은 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제 4 실시예에 의한 스페이서가 도시된 사시도이다.

상기 각 스페이서(90)는 지지단면이 십자 형상으로 형성된 크로스형 스페이 서(90)로 제작된다.

즉, 상기 스페이서(90)들은 한 지점에서 직육면체 형상인 네 개의 스페이서(90)가 상호 수직 방향으로 결합되어 십자 형상을 이룬다.

또한 상기 각 스페이서(90)는 십자 형상의 지지단면이 상기 게이트 홀과 그에 마주한 상기 형광체의 사이를 가리지 않도록 화소와 화소 사이의 위치에 설치된다.

상기 각 스페이서(90)는 십자 형상으로 결합되므로 형상 자체로 자립(self-standing)되는 구조를 가지므로, 상기 각 스페이서(90)의 양단에 요철부(91)를 형성시켜 접착 면적을 증대시킬 수 있고, 자립을 위해 별도로 상기 각 스페이서(90)의 일단을 평평하게 구성시킬 필요성은 적다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 전계방출표시장치는 스페이서의 접착 부분에 요철부를 두어 스페이서와 기판들이 강하게 접착되므로, 상기 기판들에 의하여 전달되는 외부의 대기압에 의한 접착의 분리 등 접착 부위의 손괴가 방지되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 상호 대향하도록 이격되게 설치되어, 전자가 방출되어 형광체에 조사됨으로써 화상이 구현되는 전면 및 배면 기판과;

   상기 기판들 사이의 공간이 진공으로 밀폐되도록 이들 기판들의 가장자리를 따라 형성되어 이들 기판을 이격되게 지지하는 프레임과;

   상기 기판들의 간격이 유지되도록 이들 기판들 중 적어도 일 기판에 접착되어 지지하되, 접착 면적이 증가되도록 접착 부분에 요철부가 형성된 하나 이상의 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출표시장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판들 중 상기 스페이서들에 접착되는 기판은 이들 스페이서들과의 접착 부분에 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출표시장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 스페이서들의 요철부와 상기 기판들의 요철부는 상호 대응되도록 형성되어 맞물려 접착되는 것을 특징으로 하는 전계방출표시장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스페이서들에 형성된 요철부는 요부와 철부의 높이차가 상기 스페이서 들의 접착 간극보다 좁은 것을 특징으로 하는 전계방출표시장치.

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