KR20070033355A - 평면형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

SED는, 형광체층을 갖는 화상 표시부(20)를 내측에 형성한 전면 기판(10)과, 다수의 전자 방출 소자 및 그 구동 배선(19a, 19b)을 내측에 형성한 배면 기판(12)을 사각형 틀 형상에 측벽(14)을 개재하여 봉착하여 구성되어 있다. 전면 기판(10)의 화상 표시부(20)의 외측에는, 메탈백을 개재하여 화상 표시부(20)에 고전압을 공급하는 고리 형상의 급전 배선(21)이 형성되어 있다. 급전 배선(21)에 대향하는 배면 기판(12)의 부위에는, 피뢰침으로서 기능하는 바이패스 부재(30)가 하배선(19a)과 전기적으로 독립한 상태로 형성되어 있다.

전면 기판, 배면 기판, 구동 배선, 메탈백, 급전 배선, 바이패스 부재, 전자 방출 소자

Description

평면형 표시 장치{PLANAR DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 편평한 평면 패널 구조의 진공 외위기를 갖고, 배면 기판에 형성한 전자 방출 소자로부터 전자를 방출시켜 전면 기판에 형성한 형광체층을 여기 발광시킴으로써 화상을 표시하는 평면형 표시 장치에 관한 것이다.

근년, 편평한 평면 패널 구조의 진공 외위기를 갖는 표시 장치로서, 필드 에미션 디스플레이(FED)나, 플라즈마 디스플레이(PDP) 등의 평면형 표시 장치가 알려져 있다. 또한, FED의 일종으로서, 표면 전도형의 전자 방출 소자를 구비한 평면형 표시 장치(이하, SED라고 칭함)의 개발이 진행되고 있다.

FED나 SED는, 소정의 간극을 두고 대향 배치된 전면 기판 및 배면 기판을 갖는다. 이들 기판은, 사각형 틀 형상의 측벽을 개재하여 주연부를 서로 접합하여, 내부를 진공으로 하여 편평한 평면 패널 구조의 진공 외위기를 구성하고 있다.

전면 기판의 내측에는 3색의 형광체층을 포함하는 형광면이 형성되고, 배면기판의 내측에는, 형광체층을 여기 발광시키는 전자의 방출원으로서, 화소마다 대응하는 다수의 전자 방출 소자가 정렬 배치되어 있다. 또한, 배면 기판의 내측에는, 전자 방출 소자를 구동하기 위해, 다수개의 구동 배선이 매트릭스 형상으로 형성되고, 이들 배선의 단부는 각각 진공 외위기의 외부로 인출되어 있다.

이 FED나 SED를 동작시키는 경우, 형광면에 고전압을 인가함과 함께, 구동 배선에 접속한 구동 회로를 통해 각 전자 방출 소자에 선택적으로 구동 전압을 인가한다. 이에 의해, 각 전자 방출 소자로부터 선택적으로 전자 빔이 방출되고, 형광체층에 공급된 고전압에 의해 가속된 전자 빔이 대응하는 형광체층에 조사되어, 형광체층이 선택적으로 여기 발광되어 컬러 화상이 표시된다.

이 FED나 SED에서는, 전자 빔을 가속하기 위한 고전압을 전면 기판의 형광면에 인가하기 때문에, 전면 기판과 배면 기판 사이에서 방전의 문제가 발생한다. 방전이 발생하면, 방전 개소를 통해 다대한 전류가 흐르기 때문에, 전자 방출 소자 등에 데미지를 주는 문제가 있다.

따라서, 방전 전류를 억제하여 방전 데미지가 발생하지 않도록 하는 기술이 중요해진다. 이를 위한 기술은 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

이 기술에서는, 메탈백을 분할함과 함께, 화상 표시부의 외측에 공통 전극(본 발명에서는 급전 배선)을 형성하고, 분할된 메탈백과 공통 전극을 접속 저항에 의해 접속한다. 이와 같이 함으로써, 방전 전류를 억제하면서, 급전 성능을 확보할 수 있다.

그러나, 이 구성에서의, 방전 전류 억제 효과는, 메탈백이 분할되어 있는 영역에밖에 없고, 화상 표시부의 외측, 특히 공통 전극 근방에서의 방전에 대해서는, 방전 전류 억제 효과가 거의 없다. 화상 표시부에 대향하는 배면 기판의 영역의 외측에는 전자 방출 소자는 없지만, 전자 방출 소자에 연결된 구동 배선이 존재하고 있기 때문에, 방전이 발생하면, 구동 배선을 통해 전자 방출 소자에 데미지를 준다. 또한, 구동용의 드라이버 IC의 데미지도 문제로 된다. 방전 데미지 억제 대책을 완전하게 하기 위해서는, 이와 같은 화상 표시부의 외측에서의 방전에 대한 대책도 필요하다. 그러나, 원리적으로 화상 표시부의 외측에서의 방전 전류를 억제하는 것은 어렵기 때문에, 어떠한 대책이 갈망되었다.

특허 문헌 1 : 일본 특개평 10-326583호 공보

<발명의 개시>

본 발명의 목적은, 급전 배선 근방에서 일어난 방전에 의한 데미지를 억제할 수 있는 평면형 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 평면형 표시 장치는, 형광체층과 그 위에 형성된 복수로 분할된 분할 메탈백을 포함하는 형광면과, 상기 형광체층이 배치된 화상 표시부의 외측에 배치된 급전 배선과, 상기 급전 배선과 상기 분할 메탈백을 접속하는 접속 저항이 내측에 형성된 전면 기판과, 내측에 전자 방출 소자 및 이 전자 방출 소자를 구동하는 구동 배선을 갖는 배면 기판을 소정의 간격을 두고 마주 보게 한 상태에서 주연부끼리를 봉착하여, 내부를 진공 분위기로 한 장치로서, 상기 급전 배선에 대향하는 상기 배면 기판의 부위에는, 상기 구동 배선을 피복하는 절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 의하면, 형광체층이 배치된 화상 표시부에 전위 공급하는 급전 배선에 대향하는 배면 기판의 부위에, 전자 방출 소자를 구동하는 구동 배선을 피복하는 절연층을 형성하였기 때문에, 급전 배선과 구동 배선 사이의 방전을 억제할 수 있어, 구동 배선에 접속된 전자 방출 소자에 데미지를 주는 것을 억제할 수 있 다.

또한, 상기 발명의 평면형 표시 장치는, 화상 표시부에 전위 공급하는 급전 배선에 대향한 부위에서 구동 배선을 피복한 절연층 상에, 바이패스 부재를 더 형성한 것을 특징으로 하고 있고, 이 바이패스 부재를 피뢰침으로서 기능시킴으로써, 방전에 의한 과대 전류가 구동 배선에 흐르는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 SED를 도시하는 외관 사시도.

도 2는, 도 1의 SED를 선분 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 부분 확대 단면도.

도 3은, 메탈백의 배선 구조를 도시하는 도면.

도 4는, 메탈백을 직사각 형상으로 한 예를 도시하는 도면.

도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 방전 억제 구조에 대해 설명하기 위한 부분 확대 단면도.

도 6은, 도 5의 구조의 변형예를 도시하는 부분 확대 단면도.

도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 방전 억제 구조에 대해 설명하기 위한 부분 확대 단면도.

도 8은, 바이패스 부재의 구조에 대해 설명하기 위한 도면.

도 9는, 도 7에서 설명한 발명의 변형예를 설명하기 위한 부분 확대 단면도. <발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세히 설명한다.

처음에, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 평면형 표 시 장치의 일례로서, SED에 대해 설명한다. 도 1에는 SED의 외관 사시도를 도시하고 있고, 도 2에는 그 단면도를 부분적으로 확대하여 도시하고 있고, 도 3에는 후술하는 메탈백(17)의 배선 구조를 모식적으로 도시하고 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, SED(1)는, 각각 사각 형상의 글래스판으로 이루어지는 전면 기판(10) 및 배면 기판(12)을 구비하고, 이들 기판은 약 1.0∼2.0[㎜]의 간극을 두고 대향 배치되어 있다. 그리고, 전면 기판(10) 및 배면 기판(12)은, 글래스로 이루어지는 사각형 틀 형상의 측벽(14)을 개재하여 주연부끼리가 접합되어, 내부가 진공인 편평한 평면 패널 구조의 진공 외위기(15)를 구성하고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 전면 기판(10)의 내측에는, 본 발명의 화상 표시부로서 기능하는 형광체 스크린(16)이 형성되어 있다. 이 형광체 스크린(16)은, 적, 청, 녹의 형광체층 R, G, B, 및 차광층(11)을 나열하여 구성되고, 이들 형광체층은 복수열 및 복수행으로 배열되어 있다. 또한, 형광체 스크린(16) 상에는, 알루미늄 등으로 이루어지는 메탈백(17)이 형성되어 있고, 이들 형광체 스크린(16) 및 메탈백(17)이 본 발명의 형광면으로서 기능한다.

한편, 배면 기판(12)의 내측에는, 형광체 스크린(16)의 형광체층 R, G, B를 여기 발광시키기 위한 전자 빔을 방출하는 다수의 표면 전도형의 전자 방출 소자(18)가 형성되어 있다. 이들 전자 방출 소자(18)는, 각 형광체층 R, G, B에 대응해서 복수열 및 복수행으로 배열되어 있다. 각 전자 방출 소자(18)는, 도시하지 않은 전자 방출부, 이 전자 방출부에 전압을 인가하는 한 쌍의 소자 전극 등으로 구성되어 있다.

또한, 배면 기판(12)의 내측에는, 각 전자 방출 소자(18)에 구동 전압을 공급하기 위한 다수개의 구동 배선(19)이 매트릭스 형상으로 형성되고, 그 단부는 도 1에 도시하는 바와 같이 진공 외위기(15)의 외부로 인출되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 전면 기판(10)의 내측에는, 메탈백(17)을 개재하여 모든 형광체층 R, G, B가 배치된 화상 표시부(20)에 고전압을 공급하기 위한 급전 배선(21)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 메탈백(17)은, 매트릭스 형상으로 형성한 고저항부(17a)에 의해 복수의 사각형 영역(17b)으로 전기적으로 분단되어 있으며, 분할 메탈백으로서 기능한다. 그리고, 급전 배선(21)은, 메탈백(17)의 모든 영역(17b)에 균일한 고전압을 공급하기 위해, 메탈백(17)의 외측에 사각형 고리 형상으로 형성되어 있다. 또한, 급전 배선(21)은, 고전압을 공급하였을 때의 자신의 전압 강하를 낮게 하기 위해, 급전부(22)와 가장 떨어진 개소와의 사이의 저항값이 1[㏀] 이하로 되는 비교적 낮은 저항값으로 설정되어 있다.

또한, 메탈백(17)과 급전 배선(21) 사이에는, 저항값이 0.1∼10[㏁] 정도의 접속 저항(23)이, 메탈백(17)의 주연부를 따라 복수 형성되어 있다. 또한, 급전 배선(21)의 급전부(22)는, 도시하지 않은 배선을 통해, 진공 외위기(15)의 외측으로 인출되어, 도시하지 않은 고압 발생부에 접속되어 있다.

상기 구조의 SED(1)에서, 화상을 표시하는 경우, 급전 배선(21)을 통해 메탈백(17), 즉 화상 표시부(20)에 애노드 전압을 인가함과 함께, 구동 배선(19)을 통해 전자 방출 소자(18)의 소자 전극 사이에 구동 전압을 공급하여, 임의의 전자 방출 소자(18)의 전자 방출부로부터 전자 빔을 방출시킨다. 전자 방출부로부터 방출 된 전자 빔은, 애노드 전압에 의해 가속되어 형광체 스크린(16)에 충돌한다. 이에 의해, 형광체 스크린(16)의 각 형광체층 R, G, B가 선택적으로 여기되어 발광하여, 컬러 화상이 표시된다.

도 4에는, 다른 실시 형태로서, 메탈백(17)을 복수의 직사각 형상 영역(17c)으로 전기적으로 분단한 예를 도시하고 있다. 이 경우, 급전 배선(21')은, 직사각 형상 영역(17c)의 좌우 단으로부터 전위 공급이 가능하도록, 전면 기판(10)의 도면에서 상단변을 제외한 3변을 따라 화상 표시부(20)를 둘러싸도록 형성되어 있다. 또한, 복수의 접속 저항(23)도 화상 표시부(20)의 좌우 단에만 형성되어 있다. 각 영역간의 저항값에 대해서는, 방전 전류 억제 효과가 분단의 구성이나 분단간의 내압 특성에 의하기 때문에 일률적으로 언급할 수는 없지만, 대략 1[㏀] 이상의 값으로 할 필요가 있다.

메탈백(17)을 이와 같은 분단 구조로 함으로써, 화상 표시부(20)에서 방전이 발생하여도, 메탈백(17)이 복수의 작은 영역(17b, 17c)으로 분단되어 있기 때문에, 방전 전류를 제한하여 데미지를 억제할 수 있다.

또한, 급전 배선(21, 21')에는, 메탈백(17)의 분단 영역(17b, 17c)이 접속 저항(23)을 통해 접속되어 있기 때문에, 이 영역에서 방전이 발생하면 급전 배선(21, 21')을 통해 화상 표시부(20) 전역의 메탈백(17)으로부터 방전 전류가 유입되기 때문에, 방전 효과 억제 기능이 작용하지 않는다.

이 때문에, 본 실시 형태에서는, 급전 배선(21, 21')의 부위에서 발생하는 방전에 의한 데미지를 억제하기 위해, 급전 배선(21, 21')에 대향한 배면 기판(12) 측의 도전 부분을 절연재에 의해 피복하도록 하였다. 이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 방전 억제 구조에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 메탈백(17)의 분단 구조는, 도 3에 도시하는 2차원 분단 구조인 것으로 한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 배면 기판(12)의 내측에는, 절연층(25)을 개재하여 복수개의 하배선(19a)(주사 배선)과 복수개의 상배선(19b)(신호 배선)이 교차하도록 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 하배선(19a) 및 상배선(19b)은, 다수의 전자 방출 소자(18)에 대하여 구동 전압을 선택적으로 공급하기 위한 상술한 구동 배선(19)으로서 기능한다. 하배선(19a) 및 상배선(19b)의 단부는, 상술한 바와 같이 진공 외위기(15)의 봉착부(15a)를 통해 외부로 인출되어, 도시하지 않은 구동 회로에 접속되어 있다.

전면 기판(10)의 내측에는, 화상 표시부(20)(형광면)로서 기능하는 형광체 스크린(16) 및 메탈백(17)이 형성되어 있다. 그리고, 화상 표시부(20)의 외측에, 상술한 복수의 접속 저항(23)을 통해 고리 형상의 급전 배선(21)이 형성되어 있다. 급전 배선(21)의 외측은, 봉착부(15b)를 통과한 어스 영역(26)으로 되어 있고, 급전 배선(21)과 어스 영역(26) 사이를 고저항 영역(27)이 접속하고 있다. 여기서, 어스 영역(26), 구동 배선(19)의 상하 관계 등의 구조는, 임의로 변경 가능하며, 발명의 필수 조건은 아니다.

또한, 급전 배선(21)에 대향하는 배면 기판(12)의 내측의 부위에는, 적어도 하배선(19a)을 부분적으로 피복하는 절연층(28)이 형성되어 있다. 절연층(28)은, 전면 기판(10)측의 급전 배선(21)에 대향하는 위치에 형성되며, 급전 배선(21)을 따라 고리 형상으로 연장되어 있다. 이에 대하여, 급전 배선(21)에 대향하는 부위에 연장하여 형성된 하배선(19a)이 노출되어 있는 경우, 이 영역에서 방전이 발생하면, 급전 배선(21)으로부터의 다대한 방전 전류가 하배선(19a)을 통하여 전자 방출 소자(18)에 유입되어, 큰 데미지를 주게 된다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 급전 배선(21)에 대향하는 부위에 절연층(28)을 형성하였다.

이와 같이 함으로써, 배면 기판측(12)의 하배선(19a)으로부터의 전자 방출이 억제되기 때문에, 배면 기판 기인의 방전이 발생하지 않게 된다. 또한, 전면 기판이나 이물 기인으로 방전이 발생하였다고 하여도 그 영향을 어느 정도 억제할 수 있다. 따라서, 방전 데미지를 억제할 수 있다.

도 6에는, 상술한 제1 실시 형태의 방전 억제 구조의 변형예를 도시하고 있다.

여기서는, 하배선(19a)과 상배선(19b)을 절연하는 절연층(25)을, 급전 배선(21)의 대향 영역까지 연장한 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 방전 데미지를 억제할 수 있다. 상술한 제1 실시 형태와 같이, 절연층(28)은, 적어도 급전 배선(21)에 대향하는 부위에 형성하면 되지만, 본 변형예와 같이 하배선(19a)과 상배선(19b) 사이를 절연하는 절연층(25)을 방전 억제를 위한 절연층으로서 공용함으로써 SED(1)의 제조 프로세스를 간략화할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 전면 기판(10)의 화상 표시부(20)에 고전압을 공급하는 급전 배선(21)에 대향하는 배면 기판(12)의 부위에, 구동 배선(19)을 적어도 부분적으로 피복하는 절연층(25, 28)을 형성하였기 때문에, 급전 배선(21)과 구동 배선(19) 사이의 방전을 억제할 수 있어, 이 부위에서의 방전에 의한 데미지를 억제할 수 있다.

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 방전 억제 구조에 대해 설명한다. 또한, 도 7의 구조에서, 상술한 제1 실시 형태의 구조와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 즉, 본 실시 형태의 방전 억제 구조는, 도 6에서 설명한 절연층(25) 상에 피뢰침으로서 기능하는 바이패스 부재(30)를 형성한 것 이외에, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 구조를 갖는다.

도 7에 도시한 바와 같이, 바이패스 부재(30)는, 급전 배선(21)에 대향한 부위에, 하배선(19a)과는 전기적으로 독립된 상태로 형성되어 있다. 바이패스 부재(30)의 형성 위치는 급전 배선(21)에 대략 대향하는 위치이면 되고, 그 형상도 임의로 선택 가능하다. 또한, 바이패스 부재(30)는, 급전 배선(21)의 전체 길이에 걸쳐 대향하도록 반드시 형성할 필요는 없고, 적어도 부분적으로 대향하도록 형성하면 되지만, 도 8에 도시한 바와 같이, 급전 배선(21)을 따라 고리 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 바이패스 부재(30)는, 피뢰침으로서 기능시키기 위해, 구동 배선(19)에 대하여 급전 배선(21)에 의해 가까운 위치에 배치되어 있을 필요가 있다. 또한, 바이패스 부재(30)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 배면 기판(12)의 4각에 형성 한 접속 배선부(30a)를 통해 접지되어 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 급전 배선(21)과 구동 배선(19) 사이에, 바이패스 부재(30)를 형성하였기 때문에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 급전 배선(21)의 부위에서 방전 L이 발생한 경우, 바이패스 부재(30)가 피뢰침으로서 기능하여, 방전 전류를 어스로 내보낼 수 있다. 이에 의해, 구동 배선(19)을 방전으로부터 보호할 수 있고, 방전 전류가 전자 방출 소자(18)에 돌아 들어가는 양을 대폭적으로 제한할 수 있어, 방전에 의한 데미지를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태 그대로에 한정되는 것이 아니라, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상술한 실시 형태에 기재하는 모든 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제하여도 된다. 또한, 서로 다른 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절하게 조합하여도 된다.

예를 들면, 상술한 제2 실시 형태에서는, 피뢰침으로서 기능하는 바이패스 부재(30)를 접지한 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한하지 않고, 바이패스 부재(30)에 임의의 전위를 공급하여도 된다. 예를 들면, 바이패스 부재(30)에 대하여, 화상 표시부(20)의 전위와 구동 배선(19)의 전위 사이의 전위를 공급하면, 바이패스 부재(30)의 주위에 도 9에 등전위선 E로서 나타내는 바와 같은 전계를 형성 할 수 있다. 이에 의하면, 급전 배선(21)의 주변 영역에서는, 등전위선 E가 화상 표시부(20)의 근방에 비해 성기게 되어 있어, 방전이 발생할 확률을 저감시키고 있 는 것을 알 수 있다.

또한, 상술한 제2 실시 형태에서는, 절연층(25, 28)을 개재하여 구동 배선(19)과 전기적으로 독립시킨 바이패스 부재(30)를 형성하였지만, 이에 한하지 않고, 급전 배선(21)과 구동 배선(19) 사이에 방전 전류를 내보내기 위한 바이패스 부재(30)를 배치하면 되어, 절연층(25)은 필수적인 구성은 아니다.

또한, 본 발명에서 말하는 절연층이란, 층간의 리크 전류가 무시할 수 있는 레벨의 것이면 되고, 예를 들면, 대전 방지 등의 이유로부터, 약간의 도전성을 부여한 것도 포함한다. 예를 들면, 시트 저항이 109Ω/□ 정도의 층도 포함하는 것으로 한다.

본 발명의 평면형 표시 장치는, 상기한 바와 같은 구성 및 작용을 갖고 있기 때문에, 비교적 저렴한 구성에 의해, 화상 표시부에 전위 공급하는 급전 배선의 부위에서 발생한 방전에 의한 데미지를 억제할 수 있다.

Claims (4)

1. 형광체층과 그 위에 형성된 복수로 분할된 분할 메탈백을 포함하는 형광면과, 상기 형광체층이 배치된 화상 표시부의 외측에 배치된 급전 배선과, 상기 급전 배선과 상기 분할 메탈백을 접속하는 접속 저항이 내측에 형성된 전면 기판과, 내측에 전자 방출 소자 및 이 전자 방출 소자를 구동하는 구동 배선을 갖는 배면 기판을 소정의 간격을 두고 마주 보게 한 상태에서 주연부끼리를 봉착하여, 내부를 진공 분위기로 한 평면형 표시 장치로서,

   상기 급전 배선에 대향하는 상기 배면 기판의 부위에는, 상기 구동 배선을 피복하는 절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면형 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 절연층 상에는, 바이패스 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면형 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 바이패스 부재는, 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 평면형 표시 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 바이패스 부재에는, 상기 화상 표시부의 전위와 상기 구동 배선의 전위 사이의 전위가 공급되어 있는 것을 특징으로 하는 평면형 표시 장치.

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