KR100563167B1

KR100563167B1 - 평면형 표시 장치

Info

Publication number: KR100563167B1
Application number: KR1020030070520A
Authority: KR
Inventors: 오오이시데쯔; 사가와마사까즈; 고데라요시에; 미야따모또유끼; 마에다아끼노리
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2006-03-27
Also published as: US20040174114A1; CN1324640C; US7095169B2; CN1527349A; JP4098121B2; KR20040081299A; GB0323583D0; GB2399217B; JP2004265781A; GB2399217A

Abstract

본 발명은 형광체의 차지 하전을 감소시켜서, 높은 정밀도로 용이하게 스페이서를 배치할 수 있는 평면형 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 평면형 표시 장치는 전자를 방출하는 다수의 냉음극 소자(19)가 절연성 기판(10) 상에 형성된 배면 기판(1)과, 배면 기판(1)에 대향하여 배치된 투광성 기판(110) 상에 냉음극 소자(19)로부터의 전자선에 의해 여기되어 발광하는 형광체(111)가 형성된 표시 기판(101)과, 프레임 부재(116)를 포함하고 있다. 또한, 배면 기판(1)과 표시 기판(101)과 프레임 부재(116)에 의해 둘러싸인 공간이 진공 분위기로 되어 있다. 그리고, 표시 기판(101)의 투광성 기판(110) 상에, 형광체(111)를 내재하여 발광 영역을 형성하는 복수의 미세 구멍(122)을 매트릭스 형상으로 형성한 금속 시트(120)를 형성한다.

스페이서, 표시 기판, 형광체, 메탈백, 블랙 매트릭스

Description

평면형 표시 장치{FLAT-PANEL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면형 표시 장치의 개략적 구성도.

도 2는 도 1의 A부를 확대한 상세도.

도 3은 금속 시트의 상면도.

도 4는 오목부를 형성한 금속 시트의 일례의 상면도.

도 5는 오목부를 형성한 금속 시트의 다른 예의 상면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

30 : 스페이서

101 : 표시 기판

110 : 투광성 기판

111 : 형광체

114 : 메탈백

120 : 금속 시트

121 : 블랙 매트릭스

122 : 미세 구멍

123 : 오목부

본 발명은 평면형 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 전자를 방출하는 다수의 냉음극 소자를 매트릭스 형상으로 배치한 전자원을 기밀 용기 내에 수용한 평면형 표시 장치인 Field Emission Display(이하, 「FED」라 기재함)에 관한 것이다.

FED에 이용되는 전자 방출 소자로서는 표면 전도형 방출 소자(이하, 「SED형」이라 기재함), 전계 방출형 소자(이하, FE형이라 기재함)나 금속/절연막/금속형 방출 소자(이하, 「MIM형」이라 기재함) 등이 알려져 있다. 또한, FE형에는 주로 Mo 등의 금속이나 Si 등의 반도체 물질로 만들어진 스핀트형이나 카르본 나노 튜브(CNT)를 전자원으로 한 CNT형이 있다. SED형에 관해서는 예를 들면, 일본 특허 공개 제2000-164129호 공보에 개시되어 있으며, MIM형에 관해서는 예를 들면, 일본 특허 공개 제2001-101965호 공보, 또는 일본 특허 공개 제2001-243901호 공보에 개시되어 있다.

이 FED는 예를 들면, 일본 특허 공개 제2001-101965호 공보의 도 21에 개시되어 있는 바와 같이, 절연성 기판 상에 냉음극 소자의 전자 방출 소자를 매트릭스 형상으로 배치하여 전자원으로 한 배면 기판과, 투광성 기판 상에 전자원으로부터의 전자의 충돌에 의해 발광하는 3원색 R, G, B의 형광체를 형성한 표시 기판을 대향시켜, 그 사이의 주변부에 프레임을 프릿(frit) 글라스 등에 의해 밀봉 접착하고, 내부를 10^-5∼10^-7torr 정도의 기밀 상태로 한 것이다.

또한, FED는 대기압에 의해 파괴되지 않도록 상기 배면 기판과 표시 기판과의 사이에 지지체(이하, 「스페이서」라 함)가 배치된다. 스페이서는 전자 방출 소자로부터 형광체에 이르는 전자의 궤도를 방해하지 않도록 그 배치 위치가 고려된다. 그 배치 위치로서는 예를 들면, R, G, B의 형광체 사이에 형성된 스트라이프 형상의 블랙 매트릭스 내를 들 수 있다. R, G, B의 형광체와 블랙 매트릭스의 배치예에 대해서는 예를 들면, 일본 특허 공개 제2000-306510호 공보에 개시되어 있다.

FED에 이용되는 스페이서로서는 예를 들면, SID 97 Digest(1997 Society for Information Display International Symposium Digest of Technical Papers Vol. 28, (1997)), pp. 52-55에 기재되어 있다. 이 문헌에 기재된 평면형 표시 장치는 10인치의 240×240×3 색 화소(1 화소는 1 조의 R, G, B 색 화소로 이루어짐)이며, 40×3×0.2mm의 스페이서가 28개 배치된 구조로 되어 있다. 또한, 배면측 기판과 표시측 기판과의 간격은 3mm이며, 스페이서 두께가 0.2mm이고 어스펙트비는 15이다. 또한, 색 화소 피치가 0.65×0.29mm이며, 색 화소 피치에 비해 스페이서 폭이 더 큰 상황이다.

스페이서의 부착을 용이하도록 하기 위해, 배면 기판이나 표시 기판에 스페이서의 형상에 일치한 오목부를 형성하고, 그 오목부에 맞도록 스페이서를 장착하는 기술이 발명자 등이 출원한 일본 특허 공개 제2000-294170호 공보에 개시되어 있다.

FED는 냉음극으로부터의 전자가 형광체에 충돌하여 발광하기 때문에, 차지 전하에 의해 대전된 형광체는 발광 특성이 나빠진다는 문제가 있다. 따라서, 형광체의 발광 특성의 열화를 방지하기 위해는 형광체의 차지 전하를 감소시키는 것이 필요하다.

또한, 배면 기판에는 예를 들면, 특허 문헌 2에서 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 전자 방출 소자가 매트릭스 형상으로 배치되며, 또한, 각 전자 방출 소자 간을 접속하는 버스 배선층도 형성되어 있다. 따라서, 이들을 피하여 복수 화소 사이에 걸쳐서, 상기 오목부를 형성하기 위한 스페이스를 확보하는 것은 곤란하다. 이것에 대하여는 일본 특허 공개 제2000-294170호 공보에는 언급되어 있지 않다.

본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 형광체의 차지 전하를 감소시켜, 높은 정밀도로 용이하게 스페이서를 배치할 수 있는 평면형 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 복수의 구멍(미세 구멍)이 매트릭스 형상으로 형성된 금속 시트를 표시 기판의 투광성 기판에 형성한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구멍은 형광체를 내재하고 있으며, 발광 영역(즉, 화소)을 형성하는 것이다. 상기 금속 시트는 도전성을 갖고 있기 때문에, 형광체의 차지 전하는 그 형광체와 접촉하는 상기 미세 구멍의 벽면을 통해 금속 시트측으로 유도된다. 따라서, 본 발명의 구성에 따르면, 형광체의 대전을 저감하여, 형광체의 발광 특성의 열화를 저감할 수 있다.

또한, 상기 표시 기판은 상기 금속 시트를 상기 투광성 기판에 고착하는 고착층을, 저융점의 유리층으로 하여, 상기 금속 시트와 상기 투광성 기판과 상기 유리층을 각각 대략 동일한 열팽창율을 갖는 것으로 하여도 된다. 이러한 구성에 따르면, 상기 금속 시트와 상기 투광성 기판과 상기 유리층 사이에서 발생하는 열 변형의 영향을 줄일 수 있다.

또한, 상기 금속 시트의 상기 투광성 기판측의 면을 대략 흑색으로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 금속 시트의 흑색면을 블랙 매트릭스로 하여, 콘트라스트를 저하시키지 않고, 지지체를 정밀도가 높으며 또한 용이하게 어셈블할 수 있다. 흑색으로 하기 위해서는 상기 금속 시트를 Fe-Ni 합금으로 하여 흑화 처리를 행하거나, 또는 흑색 안료를 도포하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 금속 시트에 스페이서를 유지하기 위한 오목부를 형성하여도 된다. 또, 유지한다는 것은 유지 위치 결정을 용이하게 하는 것을 포함한다. 이것에 의해, 금속 시트의 오목부에 상기 스페이서를 삽입하여 배치할 수 있기 때문에, 스페이서를 정밀도가 높으며 또한 용이하게 어셈블할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

이하, 본 발명의 평면형 표시 장치의 실시예에 대하여, 도 1∼도 5를 이용하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면형 표시 장치의 개략적 구성도이다. 도 2는 도 1의 A부를 확대한 상세도이다. 도 3은 금속 시트의 상면도이다. 도 4는 오목부를 형성한 금속 시트의 일례의 상면도이다. 도 5는 오목부를 형성한 금속 시트의 다른 예를 나타내는 상면도이다. 또, 전체 도면에서 각 도면에 공통 부분에는 동일한 부호를 붙여서 그 부분의 반복된 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 평면형 표시 장치는 전자를 방출하는 다수의 냉음극 소자가 절연성 기판 상에 형성된 배면 기판과, 배면 기판에 대향하여 배치된 투광성 기판 상에 냉음극 소자로부터의 전자선에 의해 여기되어 발광하는 형광체가 형성된 표시 기판과, 프레임 부재를 포함하고 있다. 그리고, 배면 기판과 표시 기판과 프레임 부재에 의해 둘러싸인 공간이 진공 분위기로 된다. 표시 기판은 투광성 기판을 포함하며, 이 투광성 기판 상에, 복수의 구멍이 매트릭스 형상으로 형성된 도전성을 갖는 시트가 형성된다. 또한, 상기 복수의 구멍은 형광체를 내재하고 있으며, 발광 영역(화소)을 형성한다. 또한, 이 구멍은 그 직경이 미소하기 때문에, 이하에서는「미세 구멍」이라 하기로 한다.

또한, 이하에서는 상기 도전성을 갖는 시트로서 금속으로 구성된 시트를 예로 하여 본 발명의 실시예를 설명할 것이기 때문에, 이 도전성을 갖는 시트를「금속 시트」라 부르기로 한다. 단, 도전성을 갖는 것이면, 미세 구멍에 내재되는 형광체에 대전된 전하를 인입하는 작용이 있기 때문에, 금속제가 아니더라도 도전성을 갖는 시트를 이용한 구성은 본 발명의 범위에 포함되는 것은 물론이다.

먼저, 제1 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면형 표시 장치의 개략적 구성도이다. 도 1에서, 표시 기판(101)은 광이 투과하는 유리 등의 투광성 기판(110)과, 매트릭스형(2차원형)으로 배열된 다수의 미세 구멍(122)을 갖는 얇은 금속 시트(120)와, 투광성 기판(110)에 금속 시트(120)를 고착하는 저융점의 고착층(112)과, 금속 시트(120)의 미세 구멍(122) 내에 도포되어 내재되는 형광체(111)와, 금속 시트(120) 상에 예를 들면, 증착에 의해 형성된 알루미늄(Al)의 메탈백(114)을 포함한다.

금속 시트(120)에는 브라운관(CRT)에 이용되는 샤도우 마스크와 마찬가지로, 미세 구멍(122)이 매트릭스 형상으로 다수 형성되어 있으며, 이 미세 구멍(122)을 형광체(111)를 도포하는 구멍으로서 이용한다. 또한, 금속 시트(120)의 투광성 기판(110) 측의 면을, 외광의 반사를 방지하여 콘트라스트의 저하를 방지하기 위해 대략 흑색으로 하여 블랙 매트릭스(121)로 하고 있다. 또한, 배면 기판(1) 측에는 곳곳에 스페이서(30)를 삽입하는 오목부나 홈 등이 형성된 오목부(123)가 형성되어 있다.

배면 기판(1)은 예를 들면, 유리 등의 절연성 기판(10)과, 절연성 기판(10) 상에 전자 방출 소자를 다수 형성하여 전자원으로 한 예로서 음극의 전자 방출 소자 형성층(19)으로 이루어진다.

평면형 표시 장치는 표시 기판(101)과 배면 기판(1)을 스페이서(30)에 의해 지지하며, 표시 기판(101)과 배면 기판(1)의 주변을 프레임(116)으로 프릿 글라스(115)를 이용하여 밀봉 접착하고, 내부를 10^-5∼10^-7torr 정도의 기밀 상태로 하고 있다.

상기한 바와 같이, 금속 시트(120)는 컬러 텔레비젼용의 브라운관(CRT)에서, 색 선별용 마스크로 하여 이용되는 샤도우 마스크와 같이 형성된다. 즉, 금속 시 트(120)는 Fe-Ni계 합금의 극저탄소강(極低炭素鋼) 박판에 다수의 미세 구멍(122)이 에칭에 의해 매트릭스 형상으로 형성되며, 강철의 재결정 온도 이하인 450∼470℃에서, 산화성 분위기에서 10∼20분간의 열 처리가 실시되어 표면의 흑화 처리가 이루어진 것이다. 이것에 의해, 금속 시트를 제조하는 데 있어서 종래의 샤도우 마스크를 제조하는 설비를 그대로 이용할 수 있다.

금속 시트(120)의 판 두께는 20∼250㎛인 것을 이용한다. 판 두께의 하한은 그 이하의 강판의 상업적인 수요가 적다는 점과, 또한 후술하는 바와 같이, 형광체(111)의 층의 두께는 대략 10∼20㎛ 정도로 되기 때문에, 그 이상으로 하기 위해서이다. 또한, Fe-Ni계 합금의 극저탄소강 박판은 고가이므로, 그 이상의 강판의 상업적인 수요가 적다는 점이나 가격적인 면에서 250㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 배면 기판(1)의 전자 방출 소자로부터의 전자선에 의해 미세 구멍(122)에 내재되는 형광체(111)가 여기되어, 형광체(111)로부터 발생한 2차 전자가 인접하는 미세 구멍(122)으로 누설되어, 인접하는 미세 구멍(122)에 내재하는 형광체(111)를 여기하여 발광시킬 우려가 있다. 따라서, 미세 구멍(122)의 높이 즉, 금속 시트의 두께를 형광체(111)의 층의 두께보다 크게 하면, 발생된 2차 전자는 미세 구멍(122)의 내벽(내벽의 흑색 산화막은 제거되어, 내벽면은 전기를 전도시킨다. 상세는 후술함)이나 메탈백(114)에 흡수된다. 따라서, 상기 2차 전자를 인접하는 미세 구멍(122)에 누설시키지 않도록 할 수 있어서, 형광체의 차지 하전을 감소시킬 수 있다.

금속 시트(120)는 표면이 흑화 처리되어 절연성의 흑색 산화막이기 때문에, 투광성 기판(110) 측의 면은 블랙 매트릭스(121)로서 이용할 수 있다. 그러나, 미세 구멍(122)의 내면과 배면 기판(1) 측의 면의 흑색 산화막은 형광체의 차지 전하를 제거하기 위해, 또한 메탈백과 도전성을 갖게 하기 위해, 예를 들면, 샌드 블러스트에 의해 제거된다. 이것에 의해, 금속 시트(120)의 미세 구멍(122)의 내면과 배면 기판(1) 측의 면에 도전성을 갖게 할 수 있다.

이와 같이 처리된 금속 시트(120)를 투광성 기판(110)에 저융점(500℃ 이하)의 고착층(112)으로 고착한다. 고착층(112)의 고착 부재로서는 예를 들면, 저융점의 유리인 프릿 글라스를 이용하여 투광성 기판(110)에 도포하고, 금속 시트(120)를 접착하여, 450∼470℃에서 열 처리하여 소결한다. 고착 부재로서는 그 밖에, 액상의 유리 전구체인 폴리실라잔이 있다. 이것을 이용하여, 120℃ 이상의 온도에서 소결하여 고착하여도 된다.

또, 고착층의 광학 특성은 투명에 한하는 것은 아니다. 예를 들면, CRT 등에서는 종래부터 프론트 패널재에 광의 투과성을 소정으로 제한한 유리를 이용하여 콘트라스트 향상을 도모하고 있다. 따라서, 본 발명에서도 투광성 기판은 투명하여도 고착층을 광 투과성이 소정으로 제한된 유리층으로 구성함으로써 CRT와 마찬가지로, 콘트라스트 성능 향상의 효과가 있다. 유리는 종래부터 CRT에서 실시되어 있는 수단 등에 의해 용이하게 달성할 수 있다.

투광성 기판(110)에 고착층(112)을 개재하여 고착되기 때문에, 금속 시트(120)는 투광성 기판(110)과의 열팽창율의 차에 기인하는 열 변형을 경감하기 위해, 투광성 기판(110)과 동일한 정도의 열팽창율을 갖는 것이 바람직하다. 투광성 기판(110)으로서 유리를 이용하는 경우, 유리의 열팽창율은 38∼90×10^-7/℃(30∼300℃) 정도이며, Fe-Ni를 주성분으로 하는 합금인 금속 시트(120)의 열팽창율은 니켈(Ni)의 함유량을 바꾸어서 대략 동일한 정도로 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 투광성 기판(110)으로서 열팽창율이 48×10^-7/℃의 붕소 규소산 유리 기판을 이용하는 경우에는 Fe-42% Ni 합금의 금속 시트(120)로 하면, 그 열팽창율을 대략 동일한 정도로 할 수 있다.

마찬가지의 관점으로부터, 고착층도 투광성 기판(110)과 동일한 정도의 열팽창율을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 상기한 바와 같이, 고착 부재로서 유리재의 투광성 기판과 동일한 정도의 열팽창율을 갖는 예를 들면, 프릿 글라스를 이용한다.

또, 금속 시트(120)는 열 변형을 경감하기 위해 투광성 기판(110)과 동일한 정도의 열팽창율을 갖는 것이 바람직하지만, 유리재의 투광성 기판 및 고착층은 인장 응력에 약하기 때문에, 금속 시트(120)의 열팽창율을 투광성 기판(110), 고착층(112)의 열팽창율보다 조금 크게 하여, 실제 사용시에서는 투광성 기판, 고착층에 압축 응력이 걸리도록 하여도 된다.

여기서, 상기한 실시예에 따르면, 금속 시트는 다수의 미세 구멍을 미리 형성하여 표면의 흑화 처리를 실시한 후 고착층으로 투광성 기판에 고착했었지만, 이 프로세스에 한하는 것은 아니다. 예를 들면, 미리 산화성 분위기에서 열 처리하여 표면을 흑화 처리하고 금속 시트를 고착층으로 투광성 기판에 고착한 후, 에칭에 의해 다수의 미세 구멍을 형성하여도 된다. 이러한 프로세스에 의하면, 이전 실시예의 경우와 마찬가지의 기능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 투광성 기판에 금속 시트를 고착할 때 미세 구멍이 없기 때문에 취급이 용이해져서 고착 효율이 좋아지는 효과가 있다.

그런데, 상기한 바와 같이, 금속 시트(120)를 유리층인 고착층(112)으로 투광성 기판(110)에 고착한 후, 미세 구멍(122)에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체를 각각 대략 10∼20㎛ 정도 도포한다. 그리고, 그 위에 필르밍한 후, 예를 들면, 알루미늄의 메탈백(114)을 30∼200nm 정도 진공 증착한다. 또, 메탈백(114)은 형광체(111)의 대전을 제거하며, 또한 형광체(111)가 발광하는 광을 전면에 반사시킴과 함께, 전자 방출 소자로부터의 전자를 가속하기 위한 가속 전압(애노드 전압)이 인가된다(즉, 메탈백(114)은 가속 전극(애노드 전극)으로서 작용함). 물론, 전자 방출 소자로부터의 전자를 충분히 투과시킬 필요가 있으며, 이 점으로부터 메탈백의 두께가 상기 범위 내로 설정되지만, 이 두께로서는 대략 70nm 정도가 적합하다.

도 2는 도 1의 A부를 확대한 상세도이다. 도 2에서, 금속 시트(120)의 미세 구멍(122)의 단면에서, 투광성 기판(110) 측과 반대측의 배면 기판측의 양 표면측에서, 미세 구멍(122)의 벽면에 R을 취하여 라운딩 처리한다. 이것에 의해, 각부(角部)를 없애서 전계 집중이 없게 하여, 방전이 일어나지 않도록 하고 있다. 또, 앞서 설명하였지만, 금속 시트(120)의 미세 구멍(122)의 내면과 금속 시트(120)의 배면 기판측은 예를 들면, 샌드 블러스트에 의해 절연성의 흑색 산화막이 제거되어 있다. 이 때문에, 형광체(111)에 차지된 전하나 형광체(111)에서 발생한 2차 전자는 금속 시트(120)와 메탈백(114)으로 이동하기 때문에, 형광체의 대전을 방지할 수 있다.

또한, 금속 시트(120)의 두께는 형광체(111)의 층의 두께보다도 두꺼워서 20㎛ 이상이며, 또한 미세 구멍(122)의 내면은 샌드 블러스트에 의해 미세한 요철이 생기고 있다. 이 때문에, 형광체(111)를 도포할 때, 미세한 요철에 의해 습윤성이 좋아져서, 형광체(111)는 투광성 기판(110) 측으로부터 보았을 때 원활한 곡면인 대략 U자 형상(바닥부 약 100㎛, 측부 약 20㎛ 정도)으로 된다. 따라서, 메탈백(114)을 미세 구멍(122) 내부에서도 양호하게 형성할 수 있으며, 박리하기 어려워서 밀착성이 향상되는 효과가 있다.

도 3은 금속 시트의 상면도이다. 도 3에서, 금속 시트(120)는 매트릭스(2차원) 형상으로 형성된 다수의 미세 구멍(122)을 포함하고 있다. 그리고, 미세 구멍(122)에 도포되어 내재되는 형광체가 발광함으로써 화소를 형성한다. 도 3의 (a)는 미세 구멍(122)이 원형의 미세 구멍(122a)인 경우를 나타낸다. 미세 구멍(122) 내부에 형광체가 도포되기 때문에, 화소 형상은 미세 구멍(122)의 구멍 형상과 일치한다. 화소 형상, 즉 미세 구멍(122)의 형상은 원형으로 한정되는 것은 아니며, 브라운관의 경우와 마찬가지로, 도 3의 (b)와 같은 타원형, 도 3의 (c)와 같은 사각형이나, 도 3의 (d)와 같이 사각인 각각의 4 코너부를 라운딩 처리한(즉, 2 코너의 각을 모따기했음) 사각형이어도 된다. 또, 도 3에서 참조 부호 124 는 얼라이먼트 마크이며, 상세는 후술한다.

본 발명에서는 도 1에 도시한 바와 같이, 금속 시트(120)는 블랙 매트릭스(121)가 형성된 면과는 반대측의 면에서, 미세 구멍(122)과 간섭하지 않는 위치에 복수의 오목부(123)가 형성되어 있다. 오목부(123)는 투광성 기판(110) 측으로부터 보았을 때, 블랙 매트릭스(121)의 영역 내에 있으며, 이 오목부에 스페이서(30)를 삽입하여 배치하여도, 배면 기판(1)으로부터 형광체(111)에 이르는 전자선의 궤도에 영향을 미칠 염려는 없다. 본 발명에서는 오목부(123)의 깊이는 금속 시트 두께의 대략 1/2인 10∼125㎛로 한다.

도 4와 도 5는 도 3의 (a)에 도시하는 원형의 미세 구멍(화소에 대응) 간의 블랙 매트릭스 영역의 대면(對面)에, 스페이서(30)를 배치하기 위해 오목부를 형성한 금속 시트의 일례의 상면도이다. 여기서는 도면을 간략화하기 위해, 화면이 5 라인×3 화소(1 화소는 R 광, G 광, B 광을 발광하는 3색 화소로 구성)로 구성되어 있는 것으로 한다. 그러나, 실제로는 금속 시트 전체에, 대기압에 충분히 견딜 수 있는 다수의 스페이서를 배치하기 위한 오목부(123)가 다수 형성되어 있는 것은 물론이다.

도 4와 도 5에서, 이 오목부(123)에 스페이서(30)를 삽입할 수 있도록 하여, 스페이서(30)의 어셈블리를 용이하게 하고 있다. 스페이서(30)를 배치하는 정밀도는 오목부(123) 형성 정밀도에 의해 정해지지만, 오목부는 미세 구멍과 마찬가지로 에칭에 의해 형성되기 때문에, 높은 정밀도로 형성할 수 있다. 따라서, 스페이서(30)를 배면 기판(1)에 대하여 높은 정밀도로 소정의 위치에 배치할 수 있 다. 또한, 금속 시트(120)에는 그 4 코너에, 예를 들면, 십자형의 얼라이먼트 마크(124)가 미세 구멍(122)과 마찬가지로 에칭되어 새겨져 있다. 일반적으로, 스페이서(30)의 어셈블리는 예를 들면, 마이크로 머신을 이용하여 자동적으로 행한 쪽이 비용을 저감할 수 있지만, 본 예에서는 얼라이먼트 마크(124)를 위치 결정 마커로서 이용하여, 자동 배치시킬 수 있는 효과가 있다. 또, 여기서는 얼라이먼트 마크(124)를 4 코너에 형성하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 얼라이먼트 마크(124)를 교차시켜 형성하여도 되는 것은 물론이다. 물론, 오목부(123)의 형상은 삽입되는 스페이서(30)의 단부면의 형상과 유사한 것은 물론이다.

도 4의 (a)는 지면의 좌우 방향으로 평판 형상의 스페이서를 배치하기 위해 형성한 오목부의 일례를 나타낸다. 평판 형상의 스페이서(30)를 배치하기 위해 가늘고 긴 사각형(장방형)의 오목부(123a)가 지면의 좌우 방향으로 형성되어 있다. 평면형 표시 장치에 가해지는 대기압에 견디기 위해 스페이서는 복수개 필요하다. 그 때문에, 스페이서가 삽입되는 오목부(123a)도 복수개 형성된다. 물론, 지면의 상하 방향으로 오목부를 형성해도 되는 것은 물론이다.

도 4의 (b)에서는, 사다리 형상으로 오목부(123b)가 형성되어 있다. 이 오목부(123b)에 대응하는 스페이서(도시 생략)는 상호 대향하는 평행한 2개의 제1 평판 사이에, 상호 평행한 4개(물론, 4개에 한정되는 것은 아님)의 제2 평판이 접합된 것이다. 즉, 제1 평판과 제2 평판은 상호 직교하여 접합되어 있고, 사다리형 구조의 스페이서를 형성하고 있다. 이러한 사다리형 구조의 스페이서는 지지력이 도 4의 (a)에 도시된 것에 비해 높다.

도 5의 (a)에서는 지면의 상하 방향과 좌우 방향의 2 방향으로 십자형 형상의 오목부(123c)가 형성되어 있다. 이 오목부(123c)에 대응하는 스페이서(도시 생략)는 평판 2개를 상호 직교시켜 십자형으로 조합한 것이다. 도 5의 (a)에서는 십자형 형상의 오목부(123c)가 도면의 일부 밖에는 형성되어 있지 않지만, 실제로는 금속 시트 전체에 대기압에 충분히 견딜 수 있는 수의 스페이서를 배치하기 위해, 오목부(123c)가 다수 형성되어 있는 것은 물론이다.

도 5의 (b)에서는 원주 형상의 스페이서(도시 생략)를 배치하기 위해 원형의 오목부(123d)가 형성되어 있다. 물론, 도 5의 (b)에서, 원주 형상의 스페이서(도시 생략)가 아니라, 지면의 좌우 방향으로 긴 타원형 또는 지면의 상하 방향으로 긴 타원형의 스페이서(도시 생략)이어도 된다. 이 경우에는, 오목부는 타원형의 형상으로 된다. 또한, 스페이서는 사각 기둥이나, 그 4 코너의 각을 모따기하여 R을 가진 사각 기둥형의 형상이어도 된다. 이 경우의 오목부는 사각형이나 R을 갖는 사각형의 형상으로 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 얇은 금속 시트에 다수의 미세 구멍을 형성하고, 이 미세 구멍을 이용하여 형광체를 도포하고 있다. 또한, 해당 금속 시트의 흑색 산화막을 형성한 한쪽 면을 콘트라스트를 향상시키는 블랙 매트릭스로서 이용하고, 대향하는 다른 쪽 면에 복수의 오목부를 형성하고, 이들 오목부에 스페이서를 삽입하여 배치하는 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 콘트라스트를 저하시키지 않고, 스페이서를 높은 정밀도로 용이하게 어셈블링할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예에서는 Fe-Ni계 합금의 극저탄소강 박판을 이용하여 흑화 처리를 한 금속 시트(120)를 투광성 기판(110)에 고착할 때, 투광성 기판(110)에 고착 부재를 도포하도록 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 흑화 처리를 실시하지 않은 금속 시트(120)에, 흑색 안료를 섞어 흑색으로 한 고착 부재를 도포하여 투광성 기판(110)과 고착하도록 하여도 된다. 즉, 흑화 처리를 실시하지 않은 금속 시트(120)에 흑색 안료를 포함하고, 유리, 세라믹스 혹은 알루미나 등을 주체로 한 내열성 접착제를 미세 구멍(122)을 피해 인쇄하여, 투광성 기판(110)을 고착한다. 이 때, 블랙 매트릭스(121)도 동시에 형성된다. 이와 같이 하면, 금속 시트의 흑화 처리는 실시하지 않아도 되며, 미세 구멍(122)의 내벽과 메탈백을 형성하는 다른 쪽 면의 샌드 블러스트에 의한 흑색 산화막을 제거하는 공정을 생략할 수 있다. 단, 접착제가 미세 구멍으로 비어져 나오는 경우에는 샌드 블러스트 등에 의해, 비어져 나온 접착제를 제거할 필요가 있다. 또한, 미세 구멍을 갖는 금속 시트는 얇으며 또한 구멍이 뚫려 있기 때문에 핸들링 시에 그것 자체의 중량에 의해 절곡될 우려가 있다. 따라서, 금속 시트의 상태에서 투광성 기판과 상술한 내열 접착제에 의해 고착시키고, 그 후 에칭에 의해 매트릭스 형상으로 미세 구멍 등을 형성시킨다. 이러한 공정에서는 금속 시트를 투광성 기판에 고착할 때의 핸들링에 의한 금속 시트의 절곡을 방지할 수 있다. 단, 미세 구멍을 형성한 이후 고착제는 에칭이나 샌드 블러스트에 의해 제거할 필요가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 형광체의 차지 하전을 감소시켜서, 높은 정밀도로 용이하게 스페이서를 배치할 수 있는 평면형 표시 장치를 얻을 수 있다.

Claims

평면형 표시 장치에 있어서,

전자를 방출하는 복수의 냉음극 소자가 절연성 기판 상에 형성된 배면 기판;

해당 배면 기판에 대향하여 배치된 투광성 기판을 포함하는 표시 기판 - 해당 투광성 기판에는 상기 냉음극 소자로부터의 전자선에 의해 여기되어 발광하는 형광체가 형성됨 - ;

상기 배면 기판 및 표시 기판의 주위에 배치된 프레임 부재 - 해당 프레임 부재와 상기 배면 기판과 상기 표시 기판에 의해 둘러싸인 공간이 진공 분위기로 됨 - ; 및

상기 투광성 기판의 상기 배면 기판과 대향하는 측에 배치되며, 상기 냉음극 소자와 대응하도록 복수의 구멍이 매트릭스 형상으로 형성된 금속 시트

를 포함하고,

상기 금속 시트에 형성된 각 구멍의 내부에 상기 형광체가 설치되고, 상기 금속 시트의 두께는 상기 각 구멍의 내부에 설치된 형광체의 두께보다도 큰 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 표시 기판은 상기 금속 시트를 상기 투광성 기판에 고착하는 고착층을 갖는 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트는 상기 투광성 기판에 금속 시트를 고착층으로 고착한 후에 미세 구멍이 형성되는 평면형 표시 장치.
제2항에 있어서,

상기 고착층은 저융점의 유리 혹은 세라믹 혹은 알루미나를 주성분으로 하는 층인 평면형 표시 장치.
제4항에 있어서,

상기 고착층은 광 투과성이 소정으로 제한된 유리 혹은 세라믹 혹은 알루미나를 주성분으로 하는 층인 평면형 표시 장치.
제2항에 있어서,

상기 금속 시트와 상기 투광성 기판과 상기 고착층은 대략 동일한 열팽창율을 갖는 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트는 20㎛ 내지 250㎛의 균일한 두께를 갖는 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트는 Fe-Ni를 주성분으로 하는 합금을 포함하는 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트에 형성된 미세 구멍의 단면에 라운딩 처리가 행해진 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트의 상기 투광성 기판측의 면이 대략 흑색인 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트에 형성된 미세 구멍의 벽면이 전기 전도성을 갖는 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트에 형성된 미세 구멍에 내재하는 형광체의 단면이 대략 U자 형상인 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 시트의 상기 배면 기판 측에, 상기 냉음극 소자로부터의 전자를 상기 금속 시트 측으로 유도하기 위한 가속 전압이 인가되는 메탈백을 형성한 평면형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 배면 기판과 상기 표시 기판과의 간격을 유지하기 위한 스페이서를 더 포함하며, 상기 금속 시트에는 상기 스페이서를 유지하기 위한 오목부가 형성되는 평면형 표시 장치.
평면형 표시 장치에 있어서,

전자를 방출하는 복수의 냉음극 소자가 형성된 배면 기판;

해당 배면 기판에 대향하여 배치된 투광성 기판을 포함하는 표시 기판; 및

상기 투광성 기판 상의, 상기 배면 기판과 대향하는 면측에 형성된 도전성을 갖는 시트

를 포함하며,

상기 도전성 시트는 복수의 구멍이 상기 냉음극 소자와 대응하도록 형성되며, 상기 복수의 구멍의 각각에는 상기 냉음극 소자로부터 방출된 전자에 의해 여기되어 발광하는 형광체가 내재되고,

상기 도전성 시트의 두께는 상기 각 구멍에 내재된 형광체의 두께보다도 큰 평면형 표시 장치.
평면형 표시 장치에 있어서,

전자를 방출하는 복수의 냉음극 소자가 형성된 배면 기판;

해당 배면 기판에 대향하여 배치된 투광성 기판을 포함하는 표시 기판; 및

상기 투광성 기판 상의, 상기 배면 기판과 대향하는 면측에 형성된 시트

를 포함하며,

상기 시트는 복수의 구멍이 상기 냉음극 소자와 대응하도록 형성되며, 상기 복수의 구멍의 각각에는 상기 냉음극 소자로부터 방출된 전자에 의해 여기되어 발광하는 형광체가 내재되고,

상기 시트의 두께는 상기 각 구멍에 내재된 형광체의 두께보다도 큰 평면형 표시 장치.
제16항에 있어서,

상기 시트는 도전성을 갖는 평면형 표시 장치.
제16항에 있어서,

상기 시트는 금속에 의해 구성되는 평면형 표시 장치.
평면형 표시 장치에 있어서,

전자를 방출하는 복수의 냉음극 소자가 형성된 배면 기판;

해당 배면 기판에 대향하여 배치된 투광성 기판을 포함하는 표시 기판;

상기 배면 기판과 상기 표시 기판과의 사이에 위치하며, 해당 배면 기판과 표시 기판과의 간격을 유지하기 위한 스페이서; 및

상기 투광성 기판 상의, 상기 배면 기판과 대향하는 면 측에 형성된 도전성을 갖는 시트

를 포함하며,

상기 도전성 시트는 복수의 구멍이 상기 냉음극 소자와 대응하도록 형성되고, 상기 복수의 구멍의 각각에는, 상기 냉음극 소자로부터 방출되는 전자에 의해 여기되어 발광하는 형광체가 내재되고,

상기 도전성 시트는, 상기 복수의 구멍과 간섭하지 않는 위치에, 상기 스페이서를 유지하기 위한 오목부가 형성되고,

상기 도전성 시트의 두께는 상기 각 구멍에 내재된 형광체의 두께보다도 큰 평면형 표시 장치.