(57)【要約】【課題】電界放出素子を提供する。【解決手段】ゲート電極ライン、カソード電極ライン及び電子放出源が形成された第１基板と、第１基板と対向して離隔配置されたものであって、アノード電極及び蛍光層が形成された第２基板と、第１基板と第２基板との間の領域を取り囲み、密封された内部空間を形成するサイドフレームと、を備え、第１基板は、第２基板と離隔する方向と垂直の第１方向に所定長さほど第２基板と外れるように配置されて、所定長さほど突出した領域にゲート電極ライン及びカソード電極ラインへの電圧印加のための背面端子部が形成され、アノード電極への電圧印加のためのアノード端子部は、一端がアノード電極と接触し、他端はサイドフレームの外側に露出されるように形成された電界放出素子。【選択図】図１
2011204683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極ライン、カソード電極ライン及び電子放出源が形成された第１基板と、
前記第１基板と対向して離隔配置されたものであって、アノード電極及び蛍光層が形成された第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間の領域を取り囲み、密封された内部空間を形成するサイドフレームと、を備え、
前記第１基板は、前記第２基板と離隔する方向と垂直の第１方向に所定長さほど前記第２基板と外れるように配置されて、前記所定長さほど突出した領域に前記ゲート電極ライン及びカソード電極ラインへの電圧印加のための背面端子部が形成され、
前記アノード電極への電圧印加のためのアノード端子部は、一端が前記アノード電極と接触し、他端は前記サイドフレームの外側に露出されるように形成された電界放出素子。
【請求項２】
前記アノード端子部は、
前記サイドフレームを貫通する構造を持つ請求項１に記載の電界放出素子。
【請求項３】
前記アノード端子部は、
前記アノード電極と接触するコンタクトプレートと、
前記コンタクトプレートと連結される内部ピンと、
柔軟性のある伝導物質からなり、一端が前記内部ピンと連結されて前記サイドフレームを貫通するアノードピンと、
前記サイドフレームの外部で前記アノードピンと連結された外部ピンと、を備える請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項４】
前記アノードピンは、ジュメット材質からなる請求項３に記載の電界放出素子。
【請求項５】
前記コンタクトプレートは、ステンレスメッシュで形成された請求項３に記載の電界放出素子。
【請求項６】
前記サイドフレームの外壁には、前記外部ピンを保護する補強ガラスが付着された請求項３に記載の電界放出素子。
【請求項７】
前記外部ピンを取り囲むステンレスパイプがさらに形成された請求項３に記載の電界放出素子。
【請求項８】
前記アノードピンで、前記サイドフレームを貫通して露出された部分と外部ピンとの間にフリットがさらに形成された請求項３に記載の電界放出素子。
【請求項９】
前記アノード端子部は、
前記サイドフレームと前記第２基板との接触領域を貫通するメタルプレートで構成された請求項１に記載の電界放出素子。
【請求項１０】
前記サイドフレーム、第２基板及びメタルプレートは、フリットにより互いに固着される請求項９に記載の電界放出素子。
【請求項１１】
前記第１基板と第２基板との間の間隔を維持するスペーサを備え、
前記スペーサにより前記メタルプレートが前記アノード電極に固着される請求項９に記載の電界放出素子。
【請求項１２】
前記メタルプレートは、伝導性接着剤により前記アノード電極に接着される請求項９に記載の電界放出素子。
【請求項１３】
前記サイドフレーム、第２基板及びメタルプレートは、フリットにより互いに固着される請求項１２に記載の電界放出素子。
【請求項１４】
前記メタルプレートが前記フリットに接着される部分には、表面黒化膜が形成される請求項１３に記載の電界放出素子。
【請求項１５】
前記メタルプレートが前記アノード電極に接着される部分には穿孔が形成されている請求項１２に記載の電界放出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出表示装置、電界放出型バックライトなどに適用できる電界放出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放出素子（ＦＥＤ；Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）は、カソード電極に形成されたエミッターの周囲に強い電場を形成してエミッターから電子を放出させ、このように放出された電子を加速してアノード電極上に塗布された蛍光層に衝突させて発光させる装置である。
【０００３】
電界放出素子は、ディスプレイ装置に応用できるが、すなわち、蛍光層で赤色光、緑色光、青色光が発光するように画素単位で分割してその材質を定め、画像信号によってエミッターの電子放出を制御することで画像を表示できる。このような電界放出ディスプレイは、最小限の電力消耗度で高解像度、高輝度のカラー映像を表現できるという利点があって次世代表示素子として注目されている。
【０００４】
また、電界放出素子は、液晶パネルのような受光型ディスプレイパネルのバックライトとして応用できる。バックライト用光源には一般的に、線光源である冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ；Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）と、点光源である発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が使われてきた。しかし、このようなバックライトは一般的に構成が複雑であり、光源が側面にあって光の反射及び透過による電力消耗が大きい。また、液晶パネルが大型化するほど輝度の均一度を確保し難くなる。このようなバックライトとして電界放出型バックライトを使用する場合、既存の冷陰極蛍光ランプや発光ダイオードなどを利用したバックライトに比べて電力消耗が少なく、また広い範囲の発光領域でも比較的均一な輝度を表すことができて、持続的な関心が集められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１１０２８号公報
【特許文献２】特開２００８−２８２６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、無効発光領域が低減する構造の電界放出素子を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ゲート電極ライン、カソード電極ライン及び電子放出源が形成された第１基板と、前記第１基板と対向して離隔配置されたものであって、アノード電極及び蛍光層が形成された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間の領域を取り囲み、密封された内部空間を形成するサイドフレームと、を備え、前記第１基板は、前記第２基板と離隔する方向と垂直の第１方向に所定長さほど前記第２基板と外れるように配置されて、前記所定長さほど突出した領域に前記ゲート電極ライン及びカソード電極ラインへの電圧印加のための背面端子部が形成され、前記アノード電極への電圧印加のためのアノード端子部は、一端が前記アノード電極と接触し、他端は前記サイドフレームの外側に露出されるように形成された電界放出素子が提供される。
【０００８】
前記アノード端子部は、前記サイドフレームを貫通する構造を持つ。
【０００９】
前記アノード端子部は、前記アノード電極と接触するコンタクトプレートと、前記コンタクトプレートと連結される内部ピンと、柔軟性のある伝導物質からなり、一端が前記内部ピンと連結されて前記サイドフレームを貫通するアノードピンと、前記サイドフレームの外部で前記アノードピンと連結された外部ピンと、を備える。
【００１０】
前記アノードピンは、ジュメット（ｄｕｍｅｔ）材質からなる。
【００１１】
前記コンタクトプレートは、ステンレスメッシュ（ｓｕｓ  ｍｅｓｈ）で形成される。
【００１２】
前記サイドフレームの外壁には、前記外部ピンを保護する補強ガラスが付着される。
【００１３】
前記外部ピンを取り囲むステンレスパイプがさらに形成される。
【００１４】
前記アノードピンで、前記サイドフレームを貫通して露出された部分と外部ピンとの間にフリットがさらに形成される。
【００１５】
前記アノード端子部は、前記サイドフレームと前記第２基板との接触領域を貫通するメタルプレートで構成される。
【００１６】
前記サイドフレーム、第２基板及びメタルプレートは、フリットにより互いに固着される。
【００１７】
前記第１基板と第２基板との間の間隔を維持するスペーサを備え、前記スペーサにより前記メタルプレートが前記アノード電極に固着される。
【００１８】
前記メタルプレートは、伝導性接着剤により前記アノード電極に接着される。
【００１９】
前記サイドフレーム、第２基板及びメタルプレートは、フリットにより互いに固着され、前記メタルプレートが前記フリットに接着される部分には、表面黒化膜が形成される。
【００２０】
前記メタルプレートが前記アノード電極に接着される部分には穿孔が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による電界放出素子の概略的な構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１の電界放出素子の第１基板、第２基板に形成された積層構造物の詳細な構造を示す部分切開斜視図である。
【図３】図１の電界放出素子に採用されるアノード端子部の例示的な形状を示す図面である。
【図４】図１の電界放出素子のアノード端子部で外部に露出された部分を補強する例示的な構造を示す図面である。
【図５】図１の電界放出素子のアノード端子部で外部に露出された部分を補強する例示的な構造を示す図面である。
【図６】図１の電界放出素子のアノード端子部で外部に露出された部分を補強する例示的な構造を示す図面である。
【図７】本発明の他の実施形態による電界放出素子の概略的な構造を示す分解斜視図である。
【図８】図７の電界放出素子でメタルプレートがアノード電極に接着される例示的な構造を示す部分断面図である。
【図９】図７の電界放出素子でメタルプレートがアノード電極に接着される例示的な構造を示す部分断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。以下の図面で同じ参照符号は同じ構成要素を示し、図面上で各構成要素のサイズは説明の明瞭性及び便宜のために誇張している。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態による電界放出素子の概略的な構造を示す分解斜視図であり、図２は、図１の電界放出素子の第１基板、第２基板に形成された積層構造物の詳細な構造を示す部分切開斜視図であり、図３は、図１の電界放出素子に採用されるアノード端子部の例示的な形状を示す。
【００２４】
図１を参照すれば、電界放出素子１００は、電子放出源を備える積層構造物１２０が形成された第１基板１１０、第１基板１１０と対向して離隔配置されたものであって、アノード電極１７２及び蛍光層１７４が形成された第２基板１７０、第１基板１１０と第２基板１７０との間の領域を取り囲み、密封された内部空間を形成するサイドフレーム１３０を備える。
【００２５】
まず、第１基板１１０上に形成された積層構造物１２０の詳細な構成と、これによる発光作用とを、図２を参照して説明する。
【００２６】
第１基板１１０上に複数のゲート電極ライン１２２が形成されている。ゲート電極ライン１２２上に絶縁層１２４が形成され、絶縁層１２４上に複数のカソード電極ライン１２６が形成される。ゲート電極ライン１２２の長手方向とカソード電極ライン１２６の長手方向とが互いに垂直になりうる。カソード電極ライン１２６上には複数の電子放出源１２８が形成される。電子放出源１２８は、カソード電極ライン１２６上に、ゲート電極ライン１２２とカソード電極ライン１２６とが交差する位置に設けられうる。電子放出源１２８は、ゲート電極ライン１２２とカソード電極ライン１２６との間に形成される電場により電子を放出させるものであって、例えば、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ；Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅ）、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線などが採用されうる。ゲート電極ライン１２２とカソード電極ライン１２６、電子放出源１２８の配置は、これ以外にも多様な形状に形成されうる。例えば、第１基板１１０上に順次にカソード電極ライン１２６、絶縁層１２４、ゲート電極ライン１２２が形成され、ゲート電極ライン１２２上にホールが形成され、ホールを通じてカソード電極ライン１２６上に電子放出源１２８が形成される構造も可能である。
【００２７】
第２基板１７０上にはアノード電極１７２と蛍光層１７４とが形成されている。第２基板１７０は透明な材質からなり、例えば、ガラス基板でありうる。アノード電極１７２は、電子放出源１２８から放出された電子を加速させるために高電圧が印加されるように設けられる。アノード電極１７２は可視光線が透過できる透明材質からなりうる。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明電極物質が使われうる。蛍光層１７４は白色光を励起させる蛍光物質からなり、または複数のセル領域に区切られて、各セル領域は赤色光、緑色光、青色光を励起させる蛍光物質からなりうる。
【００２８】
第１基板１１０と第２基板１７０との間には、第１基板１１０と第２基板１７０との間隔を維持するためのスペーサ（図示せず）がさらに設けられうる。
【００２９】
複数のゲート電極ライン１２２のうちいずれか一つと複数のカソード電極ライン１２６のうちいずれか一つとの間に電圧が印加されれば、電圧印加されたゲート電極ライン１２２とカソード電極ライン１２６とが交差する位置に形成された電子放出源１２８から電子が放出される。放出された電子は、アノード電極１７２に形成される高電圧により加速される。加速された電子は蛍光層１７４に到達し、これにより可視光が励起される。励起される可視光の波長帯域は蛍光層１７４の材質によって定められる。電界発光素子１００が電界放出型バックライトに適用される時、蛍光層１７４は、白色光を励起させる蛍光物質からなる。電界発光素子１００がディスプレイ素子に適用される時、蛍光層１７４は画素に対応する複数のセル領域に区切られて、それぞれのセル領域に赤色光、緑色光、青色光を励起させる蛍光物質が交互に形成される。
【００３０】
再び図１を参照すれば、第１基板１１０と第２基板１７０とは、第１方向に所定長さほど互いに外れるように配置されている。第１方向は、第１基板１１０と第２基板１７０とが離隔する方向（図面でＺ方向）と垂直の方向（Ｘ方向）である。このような配置によって、第１基板１１０が前記所定長さほど突出した領域１１０ａに、ゲート電極ライン及びカソード電極ラインへの電圧印加のための背面端子部１１９が設けられる。背面端子部１１９は、例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を通じて外部ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）に連結される。ゲート電極ライン１２２とカソード電極ライン１２６のうちいずれか一つは、図２に図示されたように、長手方向が前記第１方向であり、残りの一つの長手方向は前記第１方向と直交する第２方向になりうるが、この場合、第１基板１１０上に、長手方向が前記第２方向である前記ゲート電極ライン１２２とカソード電極１２６ラインのうちいずれか一つを前記突出領域１１０ａ方向に案内するルーティングパターンがさらに形成されうる。このようなルーティングパターンの構造については、本出願人の韓国特許出願第１０−２０１０−００２５３０８号を参照すればよい。
【００３１】
また、アノード電極１７２への電圧印加のためのアノード端子部１４０は、一端がアノード電極１７２と接触し、他端は前記サイドフレーム１３０の外側に露出されるように配置されている。図示されたように、アノード端子部１４０はサイドフレーム１３０を貫通する構成を持つことができるが、図３を共に参照して具体的な構成を説明する。アノード端子部１４０は、コンタクトプレート１４２、コンタクトプレート１４２と連結される内部ピン１４４、一端が内部ピン１４４と連結されるアノードピン１４６、アノードピン１４６と連結された外部ピン１４８を備える。コンタクトプレート１４２は、第２基板１７０に形成されたアノード電極１７２と接触するものであって、図示されたように、ステンレスメッシュ（ｓｕｓ  ｍｅｓｈ）形態を持つことができる。アノードピン１４６は柔軟性のある伝導物質からなり、図１に図示されたように、折り曲げ形態を持つことができ、点Ｐで表示した位置でサイドフレーム１３０を貫通する。アノードピン１４６の材質には、ジュメット（ｄｕｍｅｔ）が使われうる。外部ピン１４８は、サイドフレーム１３０の外部でアノードピン１４６と連結される。外部ピン１４８は、コネクタにより外部高圧端子と連結されうる。
【００３２】
アノード端子部１４０をこのような形態で構成するのは、サイドフレーム１３０の溶融接着工程で容易に行われうる。サイドフレーム１３０を形成する一般的な工程で、二つの部分に分けられたサイドフレーム１３０が接着線Ｌの断面で接着されるが、この時、接着過程前に前記断面にアノードピン１４６を差し込む。この状態でサイドフレーム１３０が前記断面で接着されれば、アノードピン１４６がサイドフレーム１３０を貫通する構造が製造される。
【００３３】
第１基板１１０と第２基板１７０とを一方向に所定長さほど外れるように配置し、かつ前述した構造のアノード端子部１４０を採用することは、電界発光素子１００の全体サイズに対して無効発光領域になる範囲をなるべく縮めるために提案されたものである。通常使われる構造で、ゲート電極端子、カソード電極端子、アノード電極端子は、それぞれパネルの相異なる３つの側面に突出している。このような構造形成のために、背面基板と前面基板とが互いに垂直の２方向に所定長さほど外れて配置され、このように２方向に外れて突出した領域は無効発光領域になる。一方、本発明の実施形態の場合、ゲート電極端子、カソード電極端子、アノード電極端子は、同じ方向に突出して無効発光領域がさらに低減する。
【００３４】
図４ないし図６は、図１の電界放出素子１００のアノード端子部１４０で外部に露出された部分を補強する例示的な構造を示す。
【００３５】
図４は、サイドフレーム１３０の外壁に補強ガラス１５２を使用した構造を示す。外部に露出されたアノードピン１４６部分と外部ピン１４８とは、補強ガラス１５２により支持される形態である。
【００３６】
図５は、ステンレスパイプ１５４に外部ピン１４８を差し込んだ構造を示す。ステンレスパイプ１５４は多様な規格の既成品を利用できる。
【００３７】
図６は、アノードピン１４６で、サイドフレーム１３０を貫通して露出された部分と外部ピン１４８との間にフリット１６６がさらに形成された構造を示す。外部ピン１４８は、コネクタ１６２を通じてケーブル１６４に連結される。
【００３８】
図７は、本発明の他の実施形態による電界放出素子２００の概略的な構造を示す分解斜視図である。本実施形態はアノード端子部１４０の構成で、図１の実施形態と差がある。アノード端子部１４０は、一端がアノード電極１７２と接触しつつ、サイドフレーム１３０と第２基板１７０との接触領域を貫通するように配置されたメタルプレート１４９で構成される。メタルプレート１４９でサイドフレーム１３０の外部に露出された部分は、例えば、図示されたように、円筒状に巻き込まれてソケットを通じて外部ケーブルに連結されうる。
【００３９】
図８及び図９は、図７の電界放出素子２００でメタルプレート１４９がアノード電極に接着される例示的な構造を示す部分断面図である。
【００４０】
図８を参照すれば、サイドフレーム１３０、第２基板１７０及びメタルプレート１４９は、フリット１９２により互いに固定されるように接着されている。また、第１基板１１０と第２基板１７０との間隔を維持するスペーサ１９４を備え、スペーサ１９４によりメタルプレート１４９がアノード電極１７２に固定されるように接着される。すなわち、スペーサ１９４を利用して、第２基板１７０とメタルプレート１４９とをサイドフレーム１３０で取り囲まれた内部空間の真空圧で加圧することで、メタルプレート１４９がアノード電極１７２に固定、接着される。
【００４１】
図９を参照すれば、サイドフレーム１３０、第２基板１７０及びメタルプレート１４９は、フリットにより互いに固定されるように接着されている。また、メタルプレート１４９は、伝導性接着剤１９６によりアノード電極１７２に接着されうる。メタルプレート１４９がフリット１９２と接触する部分には、フリット１９２との気密性を維持するために表面黒化膜（図示せず）が形成されうる。メタルプレート１４９がアノード電極１７２と接触する部分には、接触特性を向上させるために穿孔ｈが形成されうる。
【００４２】
以上、図面に図示された実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、電界放出素子関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４４】
１００  電界放出素子
１１０  第１基板
１１０ａ  突出領域
１１９  背面端子部
１２０  積層構造物
１３０  サイドフレーム
１４０  アノード端子部
１４２  コンタクトプレート
１４４  内部ピン
１４６  アノードピン
１４８  外部ピン
１７０  第２基板
１７２  アノード電極
１７４  蛍光層
【図１】
2011204683.tif 000003
【図２】
2011204683.tif 000004
【図３】
2011204683.tif 000005
【図４】
2011204683.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011204683.tif 000008
【図７】
2011204683.tif 000009
【図８】
2011204683.tif 000010
【図９】
2011204683.tif 000011