KR101064451B1 - 게터 일체형 도전성 메쉬를 구비하는 전자방출 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 잔류가스의 흡착효율을 향상시킬 수 있는, 서로 대향배치되는 제 1 및 제 2 기판, 제 1 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나의 캐소드전극, 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나의 애노드전극, 캐소드전극에 접속되어 전자를 방출하는 전자방출부, 애노드전극에 접속되어 방출된 전자에 의해 발광하는 형광층, 전자방출부에서 방출된 전자가 통과하는 개구부를 구비하는 도전성 메쉬, 및 잔류 가스를 흡착하는 게터를 포함하며, 게터는 도전성 메쉬의 에지영역에 수납되어 게터 일체형 도전성 메쉬로 이루어지는 전자방출 표시장치를 제공한다.

전자방출 표시장치, 도전성 메쉬, 게터, 흡착

Description

게터 일체형 도전성 메쉬를 구비하는 전자방출 표시장치{ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE HAVING GETTER INTEGRATED CONDUCTIVE MESH}

도 1은 종래 기술에 의한 전자방출 표시장치 일부의 개략적인 단면도이다.

도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 게터일체형 도전성 메쉬의 개략적인 평면도이다.

도 2b는 도 2a의 게터 일체형 도전성 메쉬의 개략적인 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 게터일체형 도전성 메쉬의 개략적인 평면도이다.

도 3b는 도 3a의 게터 일체형 도전성 메쉬의 개략적인 사시도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 게터일체형 도전성 메쉬를 채용한 전자방출 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 발명은 게터 일체형 도전성 메쉬를 구비하는 전자방출 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 잔류가스의 흡착효율을 향상시킬 수 있는 게터 일체 형 도전성 메쉬를 구비하는 전자방출 표시장치를 제공한다.

전자방출 표시장치(electron emission display device)는 전자를 방출시키는 전자방출부와 방출된 전자를 형광층에 충돌시켜 이를 발광시킴으로써 영상이 구현되도록 하는 화상부로 구성된 표시장치로서, 전자방출부로 열음극(thermonic cathode)을 사용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 사용하는 방식이 있다.

냉음극을 이용하는 방식의 전자방출 표시장치로는 FE(Field Emitter)형 전자방출 표시장치, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 전자방출 표시장치, MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형 전자방출 표시장치 및 표면 전도형 전자방출 표시장치(Surface conduction Electron-emitting display; SED) 등이 있다.

이와 같은 전자방출 표시장치에서, 전자방출 효율을 향상시키고 저전류로서 전자를 방출시키기 위해서 전자방출 표시장치 내부의 고진공이 요구되고 있다. 전자방출 표시장치 내부에 잔류하는 가스입자들은 전자 방출부과 형광층을 오염시키며, 전자 방출부로부터 방출된 전자에 의해 이온화된 기체는 전기방전으로 전자방출 표시장치를 열화시킨다. 따라서, 전자방출 표시장치 내부에 잔류하는 가스 입자들을 능동적으로 흡착하는 방법들이 제안되었다.

제안된 방법 중 일예로 한국 공개특허 제2002-0076380호에 개시되어 있으며, 도 1은 종래 기술에 의한 전자방출 표시장치 일부의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 전자방출 표시장치에는 서로 다른 길이를 갖는 애노드전극 기판(10)과 캐소드전극 기판(20)이 구비된다.

애노드전극 기판(10)에는 기판(11) 상부에 애노드전극(12)이 스트라이프 형상으로 제공되며, 캐소드전극 기판(20)에는 기판(21) 상부에 캐소드전극(22)이 애노드전극(12)과 수직으로 교차하도록 스트라이프 형상으로 제공된다.

캐소드전극(22)의 일면에는 전자방출 물질로 이루어지는 전자방출부(23)가 위치하며, 전자방출부(23)와 마주하는 애노드전극(12)의 일면에는 형광층(14)이 위치한다. 여기서, 전자방출부(23)와 형광층(14)이 제공된 애노드전극 기판 및 캐소드전극 기판(10,20)을 일정 간격으로 유지하는 스페이서로서 통상의 프릿(frit)(32)이 사용된다.

애노드전극 기판 및 캐소드전극 기판(10,20)의 일단부를 동일 위치에 배치하면 애노드전극 기판(10)의 일부분은 캐소드전극 기판(20)에 비해 더 돌출된 상태로 정렬된다. 여기서, 애노드전극 기판(10)의 돌출된 부분 내측에는 애노드전극 기판(10)의 내측면으로부터 캐소드전극 기판(20)의 외측면까지의 간격과 동일한 높이를 갖는 사이드 글라스(44)가 접착 고정되어 있다. 사이드 글라스(44)는 전자방출 표시소자의 측면부에 게터 챔버(40)를 형성하기 위한 것으로, 사이드 글라스(44)는 게터 챔버(40)의 개방된 측면부를 밀폐할 수 있도록 " ㄷ" 자형으로 절곡 형성된다. 커버 글라스(42)에는 배기 공정을 위한 배기공(48)이 제공된다. 게터 챔버(40)의 내부에는 배기 공정후 잔류 가스를 흡착하여 진공도를 향상시키기 위한 게터(46)가 위치한다.

이러한 구성을 갖는 전자방출 표시장치는 게터의 설치 공간의 확보를 위해 증가되는 표시장치의 두께가 커버 글라스(42)의 두께이므로, 커버 글라스(42)의 두 께를 얇게 할수록 표시장치 두께의 증가를 최소화 할 수는 있지만, 게터(46)를 활성화하여 가스 입자를 흡착하기 위해서는 전자방출 표시장치 외측에 게터(46)를 수납하는 게터 챔버(40)의 설치공간을 확보해야하는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 게터 실장이 보다 용이한 새로운 구조를 갖는 게터 일체형 도전성 메쉬를 구비하는 전자방출 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조공정이 단순하고 제조비용이 저렴하면서 흡착효율이 우수한 전자방출 표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은 서로 대향배치되는 제 1 및 제 2 기판, 제 1 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나의 캐소드전극, 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나의 애노드전극, 캐소드전극에 접속되어 전자를 방출하는 전자방출부, 애노드전극에 접속되어 방출된 전자에 의해 발광하는 형광층, 전자방출부에서 방출된 전자가 통과하는 개구부를 구비하는 도전성 메쉬, 및 잔류 가스를 흡착하는 게터를 포함하며, 게터는 도전성 메쉬의 에지영역에 수납되어 게터 일체형 도전성 메쉬로 이루어지는 전자방출 표시장치를 제공한다.

바람직하게는, 게터는 소정의 형상으로 도전성 메쉬의 에지영역에 수납되어 형성하는 게터 일체형 도전성 메쉬로 이루어진다.

바람직하게는, 게터는 와이어 형상으로 도전성 메쉬의 에지영역에 형성되어 게터일체형 도전성 메쉬로 이루어진다.

바람직하게는, 게터는 주성분으로서 2A족, 3B족, 4B족, 5B족, 및 6B족 원소에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하여 형성한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 게터 일체형 도전성 메쉬를 구비한 전자방출 표시장치를 상세히 설명한다. 도 2a 및 2b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 게터일체형 도전성 메쉬의 개략적인 평면도 및 사시도이다.

도 2a를 참조하면, 게터(137)는 소정의 형상으로 도전성 메쉬(136)의 에지영역(136b)에 수납되어 형성하는 게터 일체형 도전성 메쉬로 이루어진다.

도전성 메쉬(136)는 메쉬홀 영역(136a)과 메쉬에지 영역(136b)을 포함한다. 메쉬홀 영역(136a)은 전자방출부(123)로부터 방출된 전자빔이 통과하는 다수의 메쉬홀(136a')이 형성되어 있으며, 메쉬에지 영역(136b)은 형광층(미도시)과 대향하지 않는 도전성 메쉬(136)의 가장자리로서 도전성 메쉬(136)로 전압을 인가하는 연결부 역할을 한다. 여기서, 메쉬에지 영역(136b)에는 게터(137)를 실장하기 위한 다수의 홈 또는 홀(136b')이 형성되어 있다.

도 2b를 참조하면, 메쉬에지 영역(136b)은 게터(137)를 실장하기 위한 다수의 홈 또는 홀(136b')을 포함한다. 도전성 메쉬(136)는 게터(137), 및 게터(137)를 수납하는 홈 또는 홀(136b')을 포함하여 형성되어 있다.

도전성 메쉬(136)는 게이트 전극(미도시)에 고정 설치되어 게이트 전극과 애노드전극(미도시) 사이에서 전자방출부로부터 방출되는 전자들 제어하여 전자빔을 효과적으로 집속하는 역할을 하며, 또한, 시트(sheet) 타입의 금속 재료로 이루어지는 도전성 메쉬(136)는 전자방출부에서 방출되는 전자가 통과할 수 있도록 다수의 메쉬홀(136a')이 형성된다.

이와 같이 일체화된 구성으로 인해서, 패널 제작후 에이징(aging)시 자연스럽게 도전성 메쉬(136)로 전압을 인가하므로, 도전성 메쉬(136)와 전기적으로 연결되어 있는 게터(137)의 지속적인 활성화로 전자방출 표시장치 내부의 잔류가스를 흡착할 수 있게 한다.

보다 상세히 설명하면, 프릿(미도시)을 도포하고 소성처리함으로써 한정되는 애노드전극 기판(미도시)과 캐소드전극 기판(미도시) 사이의 이격공간은 배기공정을 통해서 진공상태로 유지하는데, 배기공정중 도전성 메쉬(136)에 인가되는 수 십 내지 수 백V의 전압에 의해 메쉬에지 영역(136b)에 실장되어 있는 게터(137)가 활성화되어 전자방출 표시장치 내부에 발생한 가스를 유효하게 흡착함으로써 고진공을 유지하게 된다.

또한, 배기 공정 후에도 전자방출 표시장치 내부에 잔류가스가 존재하게 되는데, 본 실시예에서, 전자방출 표시장치의 동작시 도전성 메쉬(136)에 인가되는 전압에 의해 메쉬에지 영역(136b)에 수납되어 있는 게터(137)가 상시 활성화되어 잔류가스를 흡착함으로써, 장시간에 걸쳐 전자방출 표시장치 내부를 고진공으로 유지할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 의한 게터(137)는 도전성 메쉬(136) 상에 공지 기술에 의한 스크린 인쇄법(screen printing), 스퍼터링(sputtering), 접착법(bonding), 스폿 용접(spot soldering) 등으로 형성할 수도 있으나, 게터(137) 형성방법은 이에 제한되지 아니한다. 또한, 게터(137)는 잔류가스와 반응할 가능성이 높아지며 가스 흡착 효율이 높아지도록 최대한의 표면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 전자방출 표시장치의 내부를 고진공으로 유지하기 위하여 게터를 사용는데, 일반적으로 내부 진공 유지를 위하여 사용되는 게터로는 증발형 게터(evaporable getter)와 비증발형 게터(non-evaporable getter)로 구분된다. 증발형 게터는, Ti 또는 Ba 등이 주성분이며, 1000℃ 이상으로 가열하여 활성화시키면 게터재료가 증발하며 넓은 피막을 형성하여 기체 분자들과 반응한다. 반면에, 비증발형 게터는 Zr-Al 합금, Zr-V-Fe 합금을 주성분으로 제2의 금속을 첨가하며, 증발형 게터와는 달리 전자방출부가나 형광층을 오염시킬 가능성이 없어 전자방출 표시장치용으로 적합하다.

따라서, 본 실시예에 의한 게터(137)의 주성분으로 2A족, 3B족, 4B족, 5B족, 및 6B족 원소에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, Ba, Sc, Ti, V, Cr, Y, Zr, Nb, Mo, La, Hf, Ta 및 W 등에서 선택된다.

도 3a 및 3b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 게터일체형 도전성 메쉬의 개략적인 평면도 및 사시도이다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 게터(137)는 와이어(wire) 형상으로 도전성 메쉬(136)의 에지영역(136b)에 형성되어 게터 일체형 도전성 메쉬로 이루어진다.

게터(137)는 잔류가스와 반응할 가능성이 높아지며 가스 흡착 효율이 높아지도록 최대한의 표면적을 갖도록 지그재그(zig-zag), 구형파, 또는 사인파 형상 등으로 형성되는 것이 바람직하다. 와이어 형상의 게터(137)는 스폿 용접(spot soldering), 접착법(bonding) 등의 방법으로 도전성 메쉬(136)와 일체로 형성되어 있다.

이와 같이 일체화된 구성으로 인해서, 패널 제작후 에이징시 자연스럽게 도전성 메쉬(136)로 전압을 인가하므로, 도전성 메쉬(136)와 전기적으로 연결되어 있는 게터(137)의 지속적인 활성화로 전자방출 표시장치 내부의 잔류가스를 흡착할 수 있게 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 게터일체형 도전성 메쉬를 채용한 전자방출 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 전자방출 표시장치(100)는 애노드전극 기판(110)과 캐소드 전극 기판(120)을 구비하고 있다. 애노드전극 기판(110)에 대해서 설명하면, 애노드전극 기판(110)은 기판(111), 기판(111) 상부에 스트라이프 형상으로 형성된 형광층(114a,114b,114c), 이 사이에 위치한 광차폐막(116)을 포함하며, 전자 방출부(123)에서 방출된 전자빔을 가속하기 위한 적어도 하나의 애노드전극(112)이 기판(111) 상부 전체에 걸쳐 형광층(114a,114b,114c)과 광차폐막(116)을 덮도록 형성되어 있다.

캐소드전극 기판(120)에 대해서 설명하면, 기판(121)의 내측에는 소정의 패턴, 가령 스트라이프 상의 캐소드전극(122)을 형성하고, 그 위에 절연층(124)을 형성한 다음, 그 위에 캐소드전극(122)과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 게이트 전극(126)이 형성되어 있다. 캐소드전극(122) 상의 절연층(124)에는 홀이 형성되고 이 홀에 의해 노출된 캐소드전극(122) 상에는 전자 방출을 위한 전자 방출부(123)가 형성되어 있다. 게이트 전극(126)에는 홀에 대응하는 개구부가 형성되어 있어 전자 방출부(123)로부터 방출된 전자들이 애노드전극(112)쪽으로 방출될 수 있도록 되어 있다.

또한, 아크를 방지하기 위한 수단으로서, 절연층(138)을 하부 또는 상하부에 구비한 도전성 메쉬(136)가 게이트 전극(126)에 고정 설치되어 게이트 전극(126)과 애노드전극(112) 사이에서 전자방출부(123)로부터 방출되는 전자들 제어하여 전자빔을 효과적으로 집속한다. 스페이서(134)는 애노드전극 기판(110)과 캐소드전극 기판(120) 사이에 고정되어 일정한 간격을 유지하도록 한다.

이와 같은 구조를 가지는 전자방출 표시장치(100)에서 전자 방출부(123)로부 터 방출되어 애노드전극(112) 쪽으로 진행하는 전자들이 형광층(114)에 충돌하여 소정의 화상을 구현하게 된다.

상술한 바와 같은 전자방출 표시장치(100)에 인가 가능한 전압을 살펴보면, 일례로서, 게이트 전극(126)에는 대략 10 내지 120V 의 스캔 전압을 인가하고, 캐소드전극(122)에는 대략 -120 내지 -10V의 데이터 전압을 인가한다. 전자 방출부(123)로부터 방출된 전자가 가속될 수 있도록 애노드전극(112)에는 1 내지 수 kV의 전압을 인가한다. 여기서, 게이트 전극(126)과 캐소드전극(122)에 각각 데이터 전압과 스캔 전압이 바뀌어 인가될 수 있는 여지가 있음은 당연하다.

상술한 바와 같이, 패널 제작후 에이징시 자연스럽게 도전성 메쉬(136)로 전압을 인가하므로, 도전성 메쉬(136)와 전기적으로 연결되어 있는 게터(137)의 지속적인 활성화로 전자방출 표시장치 내부의 잔류가스를 흡착할 수 있게 한다. 본 실시예에서는 저항가열법에 의한 유도가열에 의해서 게터(137)를 활성화하였으나, 이외에 RF 방법, 레이저 방법 등이 선택적으로 추가되어 사용될 수도 있으며, 또한, 본 실시예에서는 도전성 메쉬(136)와 게터(137)를 전기적으로 연결하여 일체로 형성하였으나, 이 사이에 절연층을 개재하여 절연층의 발열 에너지에 의해서 게터(137)를 활성화하는 실시예도 가능하다.

애노드전극 기판(110) 및 캐소드전극 기판(120)은 특별히 한정되지 않은 다양한 종류가 가능하며, 예를 들어 유리 또는 Na등의 불순물이 감소된 유리 등의 재질로 구성될 수 있으며, 상부에 SiO₂등의 절연층을 형성한 실리콘 기판, 세라믹 기 판 등을 이용될 수 있다.

전자 방출부(123)는 카본계 물질, 예컨대 카본 나노튜브, 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 또는 이들의 조합이나 기타 나노튜브 또는 Si, SiC 등의 나노 와이어로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 카본 나노튜브를 이용할 수 있다.

또한, 기판(111) 상에는 애노드전극(112)과 형광층(114a,114b,114c)이 형성되는데, 애노드전극(112) 일체형 또는 스트립형상으로 형성되는 것이 가능하다. 본 발명에서 채용한 기판(111) 상에 형광층과 금속박막이 적층된 애노드전극기판 구조뿐만 아니라, 기판(111) 상에 투명전극과 형광층이 적층된 애노드전극기판 구조 및 기판(111) 상에 투명전극과 형광층과 금속박막이 적층된 애노드전극기판 구조에도 적용가능하며, 공지의 기술에 의해서 형광층(114)으로부터 발광되는 빛을 기판(111)방향으로 반사시키는 동시에 이차 전자에 의한 피해가 방지되도록 하는 메탈 백(metal back)등이 추가될 수 있음 당연하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전자방출 표시장치는, 특히, 캐소드기판 상부에 캐소드전극, 게이트 전극, 및 도전성 메쉬가 형성된 구조를 갖는 것으로 예시되어 있으나, 전자방출부로부터 전자를 방출하여 애노드기판의 형광체에 충돌할 수 있는 구조를 가지면 특별히 한정되지 않고 다양한 종류를 가지는 전자방출 표시장치에 적용가능할 수 있음은 당연하다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하 여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 전자방출 표시장치는 공정상 비교적 단순한 구조를 통하여 게터의 실장이 용이하도록 하여 제조공정이 단순하고 제조비용이 저렴한 효과가 있다.

한편, 본 발명에 의한 전자방출 표시장치는 게터를 활성화하기 위해 도전성 메쉬에 인가되는 전압을 공통적으로 사용함으로써 제조공정이 단순하고 제조비용이 저렴한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 서로 대향배치되는 제 1 및 제 2 기판;

   상기 제 1 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나의 캐소드전극;

   상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나의 애노드전극;

   상기 캐소드전극에 접속되어 전자를 방출하는 전자방출부;

   상기 애노드전극에 접속되어 상기 방출된 전자에 의해 발광하는 형광층;

   상기 전자방출부에서 방출된 전자가 통과하는 개구부를 구비하는 도전성 메쉬; 및

   잔류 가스를 흡착하는 게터를 포함하며,

   상기 게터는 상기 도전성 메쉬의 에지영역에 형성된 다수의 홈 또는 홀 내부에 수납되는 게터 일체형 도전성 메쉬로 이루어지는 전자방출 표시장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 게터는 2A족, 3B족, 4B족, 5B족, 및 6B족 원소에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 형광층 사이에 배치되는 광차폐막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.

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