KR100468280B1 - 평판 디스플레이용 애노드 - Google Patents

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KR100468280B1
KR100468280B1 KR10-1999-7006279A KR19997006279A KR100468280B1 KR 100468280 B1 KR100468280 B1 KR 100468280B1 KR 19997006279 A KR19997006279 A KR 19997006279A KR 100468280 B1 KR100468280 B1 KR 100468280B1
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마이크론 테크놀로지 인코포레이티드
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Abstract

평판 디스플레이의 애노드는 유리 기판(44), 이 기판상의 패턴화된 흑색 그릴(48), 상기 그릴과 기판을 덮고 있는 도전층(42) 및 상기 도전층을 덮고 있는 형광층(52) 이외에도 상기 평판 디스플레이의 반사율을 14％에서 1％ 내지 4％로 저감시키는 1개 이상의 추가적인 투명층(46, 50)을 구비하고 있다. 이들 추가적인 층은 흑색 매트릭스 그릴과 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 도전층과 형광층 사이에 배치된다. 상기 2개의 추가적인 층은 이들 각각의 인터페이스에서 발생하는 반사율을 줄이는 방향으로 선택되고 설계된다.

Description

평판 디스플레이용 애노드{ANODE FOR A FLAT PANEL DISPLAY}
평판 디스플레이 장치는 캐소드와 애노드를 포함하는데. 이들은 스페이서에 의해 분리되고 진공 속에 포함된다. 상기 애노드는 일반적으로 외부의 유리층과 내부의 형광(phosphor)층을 포함한다. 상기 캐소드의 에미터는 전자를 방출하는데, 이 전자는 애노드 위에 있는 형광층과 충돌하여 광을 방출시킨다.
시청자가 시청하는 동안, 상기 애노드 밖으로부터의 주위의 광은 층과 층의 교차 부분에 있는 애노드의 다양한 내부층과 그 애노드의 유리층에서 반사되는 경향이 있다. 이러한 반사 현상은 콘트라스트(contrast)를 감소시키고 시청자가 보는 화상의 질을 떨어뜨린다. 이러한 시스템의 총 반사율은 14％ 정도일 수 있는데, 이는 어떤 환경에서는 허용될 수 없는 것이다.
본 발명은 평판 디스플레이의 시청자가 보는 화상을 개선시키는 방법과 평판 디스플레이용 애노드에 관한 것이다.
도 1은 공지의 캐소드와 애노드를 구비하고 있는 공지의 전계 방출 디스플레이에 대한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전계 방출 디스플레이용 애노드의 단면도.
본 발명의 목적은 주위 광의 반사율을 줄임으로써 평판 디스플레이의 시청자가 보는 화상을 개선하는 것이다.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 평판 디스플레이의 애노드는 유리 기판, 이 기판 위에 패턴화된 흑색 그릴, 상기 그릴과 기판을 덮고 있는 도전층 및 상기 도전층을 덮고 있는 형광층 이외에도 상기 평판 디스플레이의 반사율을 14％ 에서 1％ 내지 4％로 저감시키는 1개 이상의 추가적인 투명층을 구비하고 있다. 이들 추가적인 층은 흑색 매트릭스 그릴과 상기 기판 사이에 배치되고, 상기 도전층과 형광층 사이에 배치된다. 상기 2개의 추가적인 층은 이들 각각의 인터페이스에서 발생하는 반사율을 저감시키는 방향으로 선택되고 설계된다.
따라서 본 발명은 평판 디스플레이용 애노드를 제공하고, 반사율이 저감되고 콘트라스트가 개선된 애노드의 제조 방법을 제공한다. 그 밖의 특징들과 이점들은 이하의 상세한 설명, 도면 및 청구항으로부터 분명해질 것이다.
공지의 전계 방출 디스플레이(FED)에 대한 종래의 구조가 도 1에 나타나 있다. FED(10)는 원뿔형 박막 에미터(14) 어레이를 구비한 캐소드(12)와 패턴화된 흑색 그릴(26)에 의해 정해지는 개방 영역 내에 형광층(18)이 구비된 애노드(16)를 가지고 있다. 상기 FED가 구동될 때, 에미터(14)는 전자(20)를 방출하여 형광층(18)을 여기시킴으로써 조사(照射)된 이미지를 제공한다. 애노드(16)와 캐소드(12)는 그들 사이에 진공 갭을 가지고 있고 스페이서(도시되지 않음)에 의해 분리될 수 있다.
애노드(16)는 투명한 도전층(24), 바람직하게는 인듐 산화 주석(ITO)으로 덮혀진 유리 기판(22)을 구비하고 있다. 상기 ITO층(24) 위에 산화 코발트와 같은 패턴화된 흑색 매트릭스(26)가 미립자로서 적층되어 그릴을 형성한다. 전술한 바와 같이, 상기 그릴은 형광층(18)이 배치되는 영역의 어레이를 규정한다. 또는, 상기 흑색 매트릭스가 기판(22) 위에 패턴화될 수도 있다. 상기 실시예에 있어서, 투명 도전층(24)은 그릴(26)과 기판 위에 배치되고, 상기 형광층(18)은 도전층 위에 배치된다.
캐소드(12)는 기판(32)과 이 기판 위에 스트립으로 배열된 여러 개의 도전층(34)을 구비하고 있다. 원뿔형 에미터(14)는 도전층(34) 위에 형성되어 있다. 유전체층(36)은 상기 에미터(14)를 둘러싸고 있다. 전도성 추출 그리드(38)는 상기 유전체층(36)을 덮고 있다.
전원(30)이 애노드(16)의 도전층(24), 추출 그리드(38) 및 캐소드(12)의 도전층(34)에 결합되어 있다. 상기 전원은 전기장을 조정함으로써 전류와 상기 디스플레이의 휘도를 조정하고, 추출 그리드(38)와 도전층(34)을 선택적으로 활성화시킴으로써 행/열 어드레싱을 제공한다. 에미터(14)가 활성화되면, 전자가 방출되어 형광층(18)에 충돌된다.
본 발명에 따른 애노드(40)가 제2도에 나타나 있다. 이 애노드는 제1도에 도시된 바와 같은 캐소드(12)와 함께 사용될 수 있으며, 그 밖의 종래 캐소드 구조와 함께 사용될 수도 있다. 애노드(40)는 상기 FED 스크린의 반사량을 상당한 정도로 감소시키도록 구성된다. 이러한 목적을 달성하기 위해서, 애노드(40)는 특정한 인터페이스에 하나 이상의 추가적인 층을 포함한다.
도 2에서 유리 기판(44), 바람직하게는 소다 석회 유리 기판은 그 위에 투명한 중간층(46)의 형태로 적층되어 있는 제1의 반사율 저감층을 구비하고 있다. 패턴화된 흑색 그릴(48)은 중간층(46) 위에 적층되고, 상기 형광층이 여기되었을 때 그 형광층이 보여질 수 있는 영역을 규정한다. 상기 그릴(48)은 산화 코발트(CoOx)로 제조되는 것이 바람직하다. 투명한 도전층(42)은 중간층(46)과 패턴화된 흑색 그릴(48) 위에 적층된다. 도시된 바와 같이, 상기 투명한 도전층은 상기 흑색 그릴의 패턴을 따른다. 상기 투명한 도전층은 ITO층일 수도 있다.
제2의 반사율 저감층은 굴절율 정합 유리(IMG)층(50)의 형태로 상기 ITO층 위에 배치된다. 상기 IMG층은 인터페이스에서의 반사율이 저감되도록 도전층(42)의 굴절율을 형광층(52)의 굴절율로 전이시키고자 한다. 상기 IMG층 다음에 형광층(52)이 적층되고, 이 형광층은 산화 이트륨(Y2O3)인 것이 좋다.
상기 2개의 추가적인 층이 2개의 인터페이스에 배치되어서 이들 인터페이스에서의 굴절율의 변화를 조정할 수 있게 된다. 본 발명은 부가된 2개의 층과 관련하여 더욱 자세하게 설명될 것이다.
종래에 겪어 왔던 14％의 반사율보다 실질적으로 낮은 전체 반사율을 얻기 위해서, 중간층(46)과 IMG층(50)을 사용하고 있다. 이들 2개의 층이 모두 사용될 때, 전체 반사율은 1％ 내지 4％로 감소될 수 있다.
반사 현상의 제1 요인은 기판(22)과 패턴화된 흑색 그릴(26) 사이에 있는 인터페이스이다. 여기에서의 높은 반사율은 1.51의 굴절율(RI)을 갖는 상기 기판과 2.9의 굴절율(RI)을 갖는 흑색 그릴로 인한 것이다. 이러한 반사율은 중간층(46)을 상기 기판과 그릴 사이에 배치시킴으로써 감소될 수 있다. 상기 중간층에 알맞는 재료는 수학식 1에 의한 굴절율(RI)을 갖는 투명한 재료가 될 것이다.
단, n1은 기판(44)의 굴절율이고, n2는 흑색 그릴(48)의 굴절율이다.
수학식 1에 의해 정해지는 RI는 상기 그릴의 RI와 상기 기판의 RI 사이에 있을 것이다.
중간층(46)에 사용될 재료가 일단 결정되면, 그 다음으로 이 중간층의 바람직한 물리적인 두께를 결정하여야 한다. 이하에서는 중간층(46)의 물리적인 두께를 결정하는 것에 대하여 설명할 것이다.
중간층(46)의 바람직한 광학상의 두께는 가시 스펙트럼의 중심 주파수λ의 1/4 에 해당하며, 이는 통상 5200 Å에 해당한다. 이러한 광학적 두께에서 중간층(46)의 물리적 두께는 수학식 2에 의하여 결정된다.
중간층(46)에 대한 더 좋은 재료는 2.1의 굴절율을 갖는 질화 실리콘(Si3N4)이다. 질화 실리콘이 선택된 재료인 경우, 수학식 2에 따른 상기 층의 두께는 대략 619 Å이 될 것이다. 이와 같은 두께의 결정은 광학적 두께가 5200 Å이고 질화 실리콘의 굴절율이 2.1인 것을 기초로 이루어진다. 두께 619 Å의 질화 실리콘층이 상기 그릴과 기판 사이에 배치되는 경우, 상기 반사율은 5 ％ 미만, 바람직하게는 대략 4 ％ 까지 저하되어야 한다.
ITO(42)는 패턴화된 흑색 그릴(48)과 중간층(46)을 덮고 있다. 보통, 그 다음에 상기 ITO층은 상기 형광층으로 덮혀 진다. 상기 인터페이스에서 상당한 반사가 일어나는데, 이는 제거되는 것이 바람직하다.
ITO층(42)과 형광층(52) 사이에서의 반사율을 줄이기 위해서, 투명한 IMG층(50)이 그의 인터페이스에 배치된다. 상기 IMG층은 이 인터페이스에 존재하면서 반사 현상을 일으키는 진공의 공간을 채우는 역할을 수행한다. 상기 IMG층은 코닝(Corning) 1416과 같이 낮은 녹는점의 납을 기재로 한 유리로부터 형성되는 것이 좋다.
상기 IMG층은 상기 ITO층 위에 유리 입자층을 적층하고, 이어서 형광 재료층을 상기 IMG층 위에 배치시킴으로써 형성된다. 그 후 전체 구조체는 약 20분 동안 525 ℃ 정도에서 가열된다. 이로 인하여 IMG가 흐르게 되고, 상기 ITO와 형광층 사이의 진공 공간이 제거된다. 상기 IMG층이 ITO와 형광층 사이에 배치된 후, 상기 FED의 반사율은 1 ％ 내지 4 ％ 정도로 더 감소된다.
중간층(46)이 배치되어 있는 표면과 반대쪽 표면 위의 기판(44) 상에 분리층(54)이 놓여질 경우, 상기 반사율은 더욱 감소될 수 있다. 이는 종래의 것으로서, 상기 층은 플루오르화 마그네슘(MgF) 또는 이산화 실리콘(SiO2)으로 제조된다.
본 명세서에서 사용된 용어와 표현은 한정의 뜻으로 사용한 것이 아니다. 그러한 용어와 표현을 사용함에 있어서 본 명세서에 개시되어 있고 설명된 특징들과 균등한 것 또는 그 일부분을 배제할 의도는 없으며, 본 발명의 범위 내에 존재하는 것에 다양한 수정이 가해질 수 있음을 알아야 한다.

Claims (46)

  1. 투명한 기판과,
    상기 기판 위에 배치되는 투명한 반사율 저감 중간층(transparent reflectance reducing intermediate layer)과,
    상기 중간층 위에 배치되고, 다수의 개방 영역을 규정하도록 패턴화된 그릴(grille)과,
    상기 그릴과 중간층 위에 배치된 도전층(conductive layer)과,
    상기 도전층 위에 배치된 형광층(phosphor layer);
    이 구비된 애노드(anode)를 포함하는 평판 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명한 기판은 소다 석회 유리를 포함하는 것인 평판 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, n1이 기판의 굴절율이고, n2가 그릴의 굴절율일 때, 상기 중간층에 대한 굴절율은 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 평판 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, 광학적 두께가 가시 스펙트럼(visible spectrum)의 중심 주파수 λ의 1/4 일 때, 상기 중간층의 두께는 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 평판 디스플레이.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중간층은 질화 실리콘(silicon nitride)으로 형성되는 평판 디스플레이.
  6. 제1항에 있어서, 선택적으로 활성화되는 복수 개의 에미터를 구비하는 캐소드를 더 포함하는 평판 디스플레이.
  7. 제1항에 있어서, 상기 평판 디스플레이의 전체 반사율이 5 ％ 미만인 것인 평판 디스플레이.
  8. 투명한 기판과,
    상기 기판 위에 배치되는 투명한 반사율 저감 중간층과,
    상기 중간층 위에 배치되고, 다수의 개방 영역을 규정하도록 패턴화된 그릴과,
    상기 그릴과 중간층 위에 배치된 도전층과,
    상기 도전층 위에 배치되는 투명한 반사율 저감 유리층(transparent reflectance reducing glass layer)과,
    상기 유리층 위에 배치된 형광층
    이 구비된 애노드(anode)를 포함하는 평판 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 투명한 기판은 소다 석회 유리를 포함하는 것인 평판 디스플레이.
  10. 제8항에 있어서, n1이 기판의 굴절율이고, n2가 그릴의 굴절율일 때, 상기 중간층의 적당한 재료에 대한 반사율은 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 평판 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서, 광학적 두께가 가시 스펙트럼에 대한 중심 주파수 λ의 1/4일 때, 상기 중간층의 두께는 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 평판 디스플레이.
  12. 제8항에 있어서, 상기 중간층은 질화 실리콘(silicon nitride)으로 형성되는 것인 평판 디스플레이.
  13. 제8항에 있어서, 선택적으로 활성화되는 복수 개의 에미터가 구비된 캐소드를 더 포함하는 평판 디스플레이.
  14. 제8항에 있어서, 상기 평판 디스플레이의 전체 반사율이 5 ％ 미만인 것인 평판 디스플레이.
  15. 제8항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리는 납 기재(lead-based)의 유리를 포함하는 것인 평판 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리의 녹는점이 상기 도전층의 녹는점보다 낮은 것인 평판 디스플레이.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리의 녹는점이 525℃ 인 것인 평판 디스플레이.
  18. 제8항에 있어서, 상기 평판 디스플레이의 전체 반사율은 1％ 내지 4％ 의 범위 내에 있는 것인 평판 디스플레이.
  19. 제8항에 있어서, 제3의 투명한 반사율 저감층이 상기 중간층이 배치된 표면과 반대쪽 표면의 기판 위에 배치되는 것인 평판 디스플레이.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제3의 반사율 저감층은 플루오르화 마그네슘(magnesium floride)으로 형성되는 것인 평판 디스플레이.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제3의 반사율 저감층은 이산화 실리콘(silicon dioxide)으로 형성되는 것인 평판 디스플레이.
  22. 투명한 기판을 형성하는 단계와,
    상기 기판 위에 투명한 반사율 저감 중간층을 배치하는 단계와,
    상기 중간층 위에서 개방 영역의 패턴을 결정하는 그릴을 그 중간층 위에 배치하는 단계와,
    상기 그릴과 중간층 위에 도전층을 배치하는 단계와,
    상기 도전층 위에 형광층을 배치하는 단계
    를 포함하는 전계 방출 디스플레이용 애노드(anode)의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 기판은 소다 석회 유리로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  24. 제22항에 있어서, n1이 기판의 굴절율이고, n2가 그릴의 굴절율일 때, 상기 중간층에 대한 굴절율이 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  25. 제22항에 있어서, 광학적 두께가 가시 스펙트럼에 대한 중심 주파수 λ의 1/4일 때, 상기 중간층의 두께는 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 반사율 저감 중간층은 질화 실리콘으로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  27. 투명한 기판을 형성하는 단계와,
    상기 기판 위에 투명한 반사율 저감 중간층을 배치하는 단계와,
    상기 중간층 위에서 개방 영역의 패턴을 결정하는 그릴을 그 중간층 위에 배치하는 단계와,
    상기 그릴과 중간층 위에 도전층을 배치하는 단계와,
    상기 도전층 위에 투명한 반사율 저감 유리층을 배치하는 단계와,
    상기 도전층 위에 형광층을 배치하는 단계
    를 포함하는 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  28. 제22항에 있어서, 상기 기판은 소다 석회 유리로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  29. 제22항에 있어서, n1이 기판의 굴절율이고, n2가 그릴의 굴절율일 때, 상기 중간층의 굴절율은 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  30. 제22항에 있어서, 광학적 두께가 가시 스펙트럼에 대한 중심 주파수 λ의 1/4일 때, 상기 중간층의 두께는 다음과 같은 식에 의하여 결정되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  31. 제22항에 있어서, 상기 반사율 저감 중간층은 질화 실리콘으로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  32. 제22항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리는 납 기재의 유리를 포함하는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  33. 제22항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리의 녹는점이 상기 도전층의 녹는점보다 낮은 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  34. 제22항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리의 녹는점이 525 ℃ 인 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  35. 제22항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리층은 상기 애노드를 525 ℃로 가열함으로써 상기 도전층과 형광층 사이에 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리층은 상기 애노드를 20분 동안 525 ℃로 가열함으로써 상기 도전층과 형광층 사이에 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  37. 제22항에 있어서, 상기 애노드는 제3의 반사율 저감층을 상기 중간층이 배치되어 있는 표면의 반대쪽 표면 위의 기판 상에 배치시킴으로써 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제3의 반사율 저감층은 플루오르화 마그네슘으로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  39. 제37항에 있어서, 상기 제3의 반사율 저감층은 이산화 실리콘으로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이용 애노드의 제조 방법.
  40. 캐소드(cathode)와;
    다수의 개방 영역을 규정하도록 패턴화된 그릴을 구비한 애노드와;
    반사율 저감층과;
    투명층을 포함하고,
    상기 반사율 저감층은 상기 투명층과 상기 그릴 사이에 배치되고, 하나의 재료로 제조되며, 상기 그릴과 상기 투명층 사이의 반사 불연속을 감소시키는 두께를 갖는 것인 평판 디스플레이.
  41. 기판 위에 개방 영역의 패턴을 규정하는 그릴을 배치하는 단계와;
    상기 그릴 위에 도전층을 배치하는 단계와;
    상기 도전층 위에 반사율 저감 유리층을 형성하는 단계와;
    상기 반사율 저감 유리층 위에 형광층을 배치하는 단계를;
    포함하는 전계 방출 디스플레이 제조 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 반사율 저감 유리층은 굴절율 정합 유리(IMG)의 형태로 형성되는 것인 전계 방출 디스플레이 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 굴절율 정합 유리는 납 기재의 유리인 것인 전계 방출 디스플레이 제조 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 납 기재의 유리는 corning 1416 인 것인 전계 방출 디스플레이 제조 방법.
  45. 제41항에 있어서, 상기 형성 단계는,
    상기 도전층 위에 유리 입자층을 배치하는 단계와;
    상기 유리 입자가 녹아서 층을 형성하도록 흐르기에 충분한 온도로, 상기 유리 입자를 가열하는 단계를
    포함하는 것인 전계 방출 디스플레이 제조 방법.
  46. 제41항에 있어서, 상기 배치 단계는 형광층을 배치하기 전에 수행되는 것이고, 상기 가열 단계는 형광층을 배치한 후에 수행되는 것인 전계 방출 디스플레이 제조 방법.
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