KR20060095717A - Field emission device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그리드전극을 다수의 서브 그리드 전극으로 분할구성하여 그리드전극의 변형 및 미스얼라인먼트를 방지할 수 있는 전자방출소자를 개시한다.The present invention discloses an electron-emitting device capable of dividing a grid electrode into a plurality of sub-grid electrodes to prevent deformation and misalignment of the grid electrode.
본 발명의 전자방출소자는 내측면에 애노드전극과 형광체가 배열된 애노드 플레이트와; 상기 애노드 플레이트와 일정간격을 두고 서로 대향되게 배열되고, 상기 애노드 플레이트의 내측 면과 대향하는 내측 면에 캐소드전극, 전자방출원 및 상기 전자방출원에 대응하는 게이트 홀을 구비하는 게이트전극이 배열된 캐소드 플레이트와; 상기 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트사이에 일정간격을 유지하는 스페이서와; 상기 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트사이에 배열되고, 다수의 그리드전극으로 분할구성되며, 각 서브 그리드전극은 상기 게이트전극의 게이트홀에 대응하는 전자제어홀을 구비하는 그리드전극을 구비한다. 상기 그리드전극을 구성하는 다수의 서브 그리드전극은 매트릭스형태로 배열되거나, 또는 상기 캐소드전극의 길이방향으로 배열되는 스트라이프형상 또는 캐소드전극의 길이방향과 교차하는 방향으로 배열되는 스트라이프형상을 갖는다.The electron emitting device of the present invention comprises: an anode plate having an anode electrode and a phosphor arranged on an inner surface thereof; The anode plate is arranged to face each other at a predetermined interval, and a gate electrode having a cathode electrode, an electron emission source and a gate hole corresponding to the electron emission source is arranged on an inner surface of the anode plate opposite to the inner surface of the anode plate. A cathode plate; A spacer for maintaining a predetermined distance between the anode plate and the cathode plate; Arranged between the anode plate and the cathode plate, divided into a plurality of grid electrodes, each sub-grid electrode has a grid electrode having an electronic control hole corresponding to the gate hole of the gate electrode. The plurality of sub-grid electrodes constituting the grid electrode are arranged in a matrix form or have a stripe shape arranged in the longitudinal direction of the cathode electrode or a stripe shape arranged in a direction crossing the longitudinal direction of the cathode electrode.
Description
도 1은 종래의 그리드전극을 구비한 전자방출소자의 단면도,1 is a cross-sectional view of an electron emitting device having a conventional grid electrode;
도 2는 종래의 전자방출소자의 부분사시도,2 is a partial perspective view of a conventional electron-emitting device,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자의 단면도,3 is a cross-sectional view of an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자의 부분 사시도,4 is a partial perspective view of an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention;
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자에 있어서, 그리드전극의 일예를 나타낸 평면도,5A to 5C are plan views showing an example of a grid electrode in the electron emitting device according to the embodiment of the present invention;
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자에 있어서, 그리드전극의 다른 예를 나타낸 평면도,6A to 6C are plan views showing other examples of grid electrodes in the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자에 있어서, 스페이서와 그리드전극간의 결합관계를 설명하기 위한 부분사시도,7 is a partial perspective view illustrating a coupling relationship between a spacer and a grid electrode in the electron emitting device according to the embodiment of the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
210, 220 : 기판 220 : 캐소드210, 220: substrate 220: cathode
225 : 전자방출원 250, 251, 254, 257 : 그리드전극225:
260 : 애노드전극 270 : 형광체260: anode electrode 270: phosphor
280 : 스페이서280: spacer
본 발명은 전자방출소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 그리드전극을 다수의 서브 그리드전극으로 분할구성한 전자방출소자에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emitting device, and more particularly, to an electron emitting device in which a grid electrode is divided into a plurality of sub grid electrodes.
통상적으로, 전자방출소자는 서로 대향하는 전면기판 및 배면기판을 포함하고, 상기 전면기판의 내측 면에 양극과 형광체를 형성하고 배면기판의 내측 면에 음극, 게이트과 전자방출원이 형성되어 있다. 배면기판과 전면기판이 스페이서에 의해 소정간격의 셀갭이 유지되어 두 기판사이는 진공상태를 유지하도록 봉지된다. Typically, the electron-emitting device includes a front substrate and a rear substrate facing each other, the anode and the phosphor are formed on the inner surface of the front substrate, the cathode, the gate and the electron emission source is formed on the inner surface of the back substrate. The rear substrate and the front substrate are sealed to maintain a cell gap of a predetermined interval by spacers so as to maintain a vacuum between the two substrates.
음극과 게이트에 인가되는 전압차에 의해 전자방출원으로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자는 고전압이 인가되는 양극을 향해 가속되며, 이러한 가속된 전자들이 형광체와 충돌하여 형광체를 여기시켜 소정의 광을 발광시키도록 한다. The electrons are emitted from the electron emission source by the voltage difference applied to the cathode and the gate, and the emitted electrons are accelerated toward the anode to which a high voltage is applied, and these accelerated electrons collide with the phosphor to excite the phosphor to generate a predetermined light. Let it fire.
이러한 전자방출소자는 전자방출원으로부터 전자가 방출되는 동안, 패널내부에서 발생되는 아웃개싱(outgassing) 등에 의해 순간적으로 많은 가스가 이온화되면서 두 기판사이의 내부공간에서 아크(arcing)가 발생하는 경우가 있었다. 아크는 양극과 게이트간에 전기적인 단락현상을 일으키게 되고, 이로 인하여 게이트에 높은 전압이 걸리게 되어 게이트산화물 및 저항층이 손상되게 된다. 이러한 아크는 양극에 인가되는 전압이 증가할수록 더욱 심해지고, 음극과 양극이 스페이서로 결합되어 있는 구조에서는 고전압에서 안정적으로 동작하는 고휘도의 전자방출소자를 얻기가 어려운 문제점이 있었다.In the electron emitting device, while the electrons are emitted from the electron emitting source, arcing occurs in the inner space between the two substrates while instantaneous gas is ionized by the outgassing generated inside the panel. there was. The arc causes an electrical short circuit between the anode and the gate, which causes a high voltage on the gate and damages the gate oxide and the resistive layer. Such an arc becomes more severe as the voltage applied to the anode increases, and in a structure in which the cathode and the anode are coupled by a spacer, it is difficult to obtain a high luminance electron emitting device that operates stably at a high voltage.
이를 해결하기 위하여, 아크를 방지하기 위한 그리드전극을 구비하는 전자방 출소자가 개시되었다. 도 2는 종래의 그리드전극을 구비하는 전자방출소자의 단면도를 도시한 것이고, 도 3은 종래의 그리드전극을 구비하는 전자방출소자의 부분 사시도를 도시한 것이다.In order to solve this problem, an electron emitting device having a grid electrode for preventing an arc has been disclosed. 2 shows a cross-sectional view of an electron emitting device having a conventional grid electrode, and FIG. 3 shows a partial perspective view of the electron emitting device having a conventional grid electrode.
도 2 및 도 3을 참조하면, 종래의 전자방출소자(100)는 애노드전극(160) 및 형광체층(170)을 구비하는 전면기판(215)과, 캐소드전극(220)과 게이트전극(240)을 구비하는 배면기판(210)을 구비한다. 게이트(240)는 절연층(230)의 관통홀(235)에 대응하는 게이트홀(245)를 구비한다.2 and 3, the conventional
전면기판(215)과 배면기판(210)은 스페이서(280)에 의해 지지되고, 전면기판(215)과 배면기판(210)사이에는 상기 전자방출원(225)으로부터 전자들을 제어하기 위한 그리드전극(250)이 배열된다. 상기 그리드전극(250)은 게이트(240)의 게이트홀(245)에 대응하는 전자제어홀(255)을 구비하는 메탈 메쉬형태를 갖는다. The
상기 종래의 전자방출소자(100)는 게이트전극(240)과 애노드전극(260)사이에 배열되는 그리드전극에 의해 애노드전극에 고전압이 인가되더라도 게이트 가장자리에 걸리는 전계가 작아져 아크발생을 방지한다. 또한, 아크발생시 이온들이 캐소드전극에 손상을 주기 전에 그리드전극(250)의 금속메쉬에 포집되어 외부접지로 빠져 나가게 되므로써, 아크에 의한 기계적 손상 및 애노드전압의 일부가 음극에 인가되는 전기적 손상이 방지된다. The conventional electron-
종래의 전자방출소자(100)는 그리드전극(250)의 형성에 따라 아크 발생을 방지할 수는 있었으나, 그리드전극(250)이 하나의 판상형태를 가지므로 대형 표시장치에 적용하는 경우 열공정에서 그리드전극(250)의 변형이 초래된다. Conventional electron-
종래의 전자방출소자의 제조방법을 살펴보면, 전면기판에 형성된 애노드전극과 그리드 전극을 정렬한 다음 형광체 소성공정을 진행하였다. 그러므로, 메탈로 구성되는 그리드 전극과 통상적으로 유리로 구성되는 전면기판간의 열팽창 계수의 차이가 발생되므로, 형광체층 소성공정, 봉착공정 및 배기공정 등과 같은 열공정수행시 또는 소자구동시에 발생되는 열로 인하여 그리드전극의 금속메쉬의 변형을 초래하게 되고, 그리드전극의 변형은 애노드전극과 같은 다른 전극과의 미스 얼라인먼트를 유발하게 된다. 이와 같은 금속메쉬의 변형 및 미스얼라인먼트에 의해 화면이 전체적으로 균일하지 않고 얼룩이 발생하여 화질이 저하되는 문제점이 있었다.Looking at the manufacturing method of the conventional electron-emitting device, the anode electrode and the grid electrode formed on the front substrate was aligned and the phosphor firing process was performed. Therefore, the difference in the coefficient of thermal expansion between the grid electrode made of metal and the front substrate made of glass is generally generated. Therefore, due to the heat generated during the thermal process or element driving such as phosphor layer firing process, sealing process and exhaust process, This results in deformation of the metal mesh of the grid electrode, and deformation of the grid electrode causes misalignment with other electrodes such as the anode electrode. Due to the deformation and misalignment of the metal mesh, there is a problem that the screen is not uniform and the image quality is deteriorated.
메탈메쉬형태의 그리드전극의 변형을 방지하기 위하여, 국내 공개특허 제2004-0057376호에는 캐소드 플레이트와 애노드 플레이트사이에 메쉬 그리드가 개재되어 있으며, 메쉬그리드는 애노드 플레이트와는 떨어져 배열되고 캐소드 플레이트와는 스페이서에 의해 강하게 밀착되어 있는 전계방출소자가 개시되었다. 또한, 국내 공개특허 제2004-0061657호에는 캐소드 플레이트와 애노드 플레이트사이에서 스페이서에 의해 지지되는 메쉬 그리드가 개재되어 있으며, 메쉬 그리드의 상, 하면에 보호막으로서 절연층을 형성하여 형광체 소성공정등과 같은 열공정에서 메쉬 그리드의 변형 및 다른 전극들과의 미스얼라인을 방지하기 위한 전계방출소자가 개시되었다.In order to prevent deformation of the grid electrode of the metal mesh type, Korean Patent Publication No. 2004-0057376 has a mesh grid interposed between the cathode plate and the anode plate, the mesh grid is arranged apart from the anode plate and the cathode plate Disclosed is a field emission device that is tightly held by a spacer. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0061657 includes a mesh grid supported by a spacer between a cathode plate and an anode plate, and forms an insulating layer as a protective film on the upper and lower surfaces of the mesh grid to form a phosphor firing process. Field emission devices have been disclosed to prevent deformation of the mesh grid and misalignment with other electrodes in a thermal process.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그리드 전극을 다수의 서브 그리드전극으로 분할구성하여, 메탈 메쉬의 열팽창차이 에 따른 그리드전극의 변형 및 그리드전극과 다른 전극과의 미스 얼라인먼트를 방지할 수 있는 전자방출소자 및 이를 채용한 전자방출 표시소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by dividing the grid electrode into a plurality of sub-grid electrodes, the deformation of the grid electrode according to the thermal expansion difference of the metal mesh and the miss between the grid electrode and other electrodes An object of the present invention is to provide an electron emitting device capable of preventing alignment and an electron emitting display device employing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내측면에 애노드전극과 형광체가 배열된 애노드 플레이트와; 상기 애노드 플레이트와 일정간격을 두고 서로 대향되게 배열되고, 상기 애노드 플레이트의 내측 면과 대향하는 내측 면에 캐소드전극, 전자방출원 및 상기 전자방출원에 대응하는 게이트 홀을 구비하는 게이트전극이 배열된 캐소드 플레이트와; 상기 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트사이에 일정간격을 유지하는 스페이서와; 상기 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트사이에 배열되고, 다수의 그리드전극으로 분할구성되며, 각 서브 그리드전극은 상기 게이트전극의 게이트홀에 대응하는 전자제어홀을 구비하는 그리드전극을 구비하는 전자방출소자를 제공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes an anode plate and an anode electrode and a phosphor arranged on the inner surface; The anode plate is arranged to face each other at a predetermined interval, and a gate electrode having a cathode electrode, an electron emission source and a gate hole corresponding to the electron emission source is arranged on an inner surface of the anode plate opposite to the inner surface of the anode plate. A cathode plate; A spacer for maintaining a predetermined distance between the anode plate and the cathode plate; Arranged between the anode plate and the cathode plate, divided into a plurality of grid electrodes, each sub-grid electrode provides an electron emitting device having a grid electrode having an electronic control hole corresponding to the gate hole of the gate electrode Characterized in that.
상기 그리드전극의 하부에는 절연층이 배열되고, 상기 절연층이 프리트에 의해 게이트와 접합되어 그리드전극이 캐소드 플레이트에 고정된다. An insulating layer is arranged below the grid electrode, and the insulating layer is bonded to the gate by frit to fix the grid electrode to the cathode plate.
상기 그리드전극의 하부에는 절연층이 배열되고, 상기 그리드전극이 스페이서에 의해 캐소드 플레이트에 밀착된다. An insulating layer is arranged below the grid electrode, and the grid electrode is in close contact with the cathode plate by a spacer.
상기 그리드전극을 구성하는 다수의 서브 그리드전극은 매트릭스형태로 배열된다. 상기 그리드전극을 구성하는 다수의 서브 그리드전극은 상기 캐소드전극의 길이방향으로 배열되는 스트라이프형상을 갖거나 또는 캐소드전극의 길이방향과 교 차하는 방향으로 배열되는 스트라이프형상을 갖는다.A plurality of sub grid electrodes constituting the grid electrode are arranged in a matrix form. The plurality of sub-grid electrodes constituting the grid electrode have a stripe shape arranged in the longitudinal direction of the cathode electrode or a stripe shape arranged in a direction crossing the longitudinal direction of the cathode electrode.
상기 그리드전극을 구성하는 다수의 서브 그리드전극은 스페이서가 삽입될 다수의 삽입홀을 더 구비한다.The plurality of sub grid electrodes constituting the grid electrode further include a plurality of insertion holes into which spacers are to be inserted.
상기 그리드전극의 각 서브 그리드전극에 형성된 삽입홀은 상기 캐소드전극의 길이방향 및 캐소드전극의 길이방향과 교차하는 방향으로 배열되거나 또는 상기 캐소드전극의 길이방향 또는 캐소드전극의 길이방향과 교차하는 방향중 하나의 방향으로 배열된다.The insertion holes formed in each of the sub-grid electrodes of the grid electrode are arranged in a direction crossing the longitudinal direction of the cathode electrode and the longitudinal direction of the cathode electrode, or in a direction crossing the longitudinal direction of the cathode electrode or the longitudinal direction of the cathode electrode. Are arranged in one direction.
상기 스페이서는 일방향으로 연장된 제1부분과, 상기 제1부분으로부터 수직으로 연장된 다수의 제2부분을 구비하며, 상기 스페이서의 제2부분에 서브 그리드전극의 삽입홀이 삽입된다.The spacer includes a first portion extending in one direction and a plurality of second portions extending vertically from the first portion, and the insertion hole of the sub grid electrode is inserted into the second portion of the spacer.
상기 스페이서의 제1부분은 캐소드전극의 길이방향으로 연장 형성되어, 다수의 서브 그리드전극중 캐소드의전극의 길이방향으로 배열되는 이웃하는 서브 그리드전극의 삽입홀이 제2부분에 삽입된다.The first portion of the spacer extends in the longitudinal direction of the cathode electrode, and insertion holes of neighboring sub-grid electrodes arranged in the longitudinal direction of the cathode of the plurality of sub-grid electrodes are inserted into the second portion.
상기 스페이서의 제1부분은 캐소드전극의 길이방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 다수의 서브 그리드전극중 캐소드전극의 길이방향과 교차하는 방향으로 배열되는 이웃하는 서브 그리드전극의 삽입홀이 제2부분에 삽입된다.The first portion of the spacer extends in a direction crossing the longitudinal direction of the cathode electrode, and the insertion holes of the neighboring sub-grid electrodes arranged in the direction crossing the longitudinal direction of the cathode of the plurality of sub-grid electrodes are arranged in the second direction. Is inserted into the part.
상기 스페이서의 제1부분은 캐소드전극의 길이방향 또는 캐소드전극의 길이방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 각각의 서브 그리드전극의 삽입홀이 제2부분에 삽입된다.The first portion of the spacer extends in a direction crossing the longitudinal direction of the cathode electrode or the longitudinal direction of the cathode electrode, and the insertion hole of each sub grid electrode is inserted into the second portion.
상기 그리드전극은 전면기판과 배면기판으로부터 떨어져 배열되며, 상기 스 페이서가 각 서브 그리드전극의 삽입홀을 관통한다.The grid electrode is arranged away from the front substrate and the rear substrate, the spacer penetrates through the insertion hole of each sub-grid electrode.
상기 그리드전극을 구성하는 각 서브 그리드전극에 형성된 전자제어홀은 상기 캐소드전극과 형광체층사이에 대응하여 배열된다.Electronic control holes formed in each sub grid electrode constituting the grid electrode are arranged correspondingly between the cathode electrode and the phosphor layer.
상기 그리드전극은 서스(SUS), 인바(invar)강 및 철-니켈 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나를 포함한다.The grid electrode includes one selected from the group consisting of sus (SUS), invar steel, and an iron-nickel alloy.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자의 단면도를 도시한 것이다. 3 is a sectional view of an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자(200)는 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트 그리고 애노드 플레이드와 캐소드 플레이트사이에 배열되어 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트간의 간격을 유지하기 위한 스페이서(280)를 구비한다. 이때, 스페이서(280)에 의해 유지되는 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트 공간은 진공상태를 유지한다.Referring to FIG. 3, an electron-
애노드 플레이트는 전면기판(215)과 전면기판(215)상에 배열되는 애노드전극(260) 및 형광체층(270)을 구비한다. 캐소드 플레이트는 배면기판(210), 캐소드전극(220) 및 전자방출원(225) 그리고 게이트전극(240)을 구비한다.The anode plate includes an
전면기판(215)은 가속된 전자들과의 충돌에 의해 형광체층(270)에서 발생되는 광이 통과하는 광경로상에 위치하므로, 투명기판을 포함하는 것이 바람직하며, 예를 들어 글라스 기판 또는 플라스틱기판 등을 포함한다. 한편, 배면기판(210)은 형광체층(270)으로부터 발생되는 광이 통과하는 광경로상에 위치하지 않으므로, 투명기판 또는 불투명기판을 포함하며, 예를 들어 글라스기판, 플라스틱기판 또는 금 속기판 등을 포함한다.Since the
배면기판(210)의 내측 면 즉, 상기 전면기판(215)에 대향하는 면에는 제1방향으로 연장되는 스트라이프형태의 캐소드전극(220)이 형성된다. 캐소드전극(220)은 광경로상에 위치하지 않으므로, 금속물질을 포함하며, 바람직하게는 Cr, Nb, Mo, W, Al, Ag, Cu 등을 포함한다. 캐소드전극(220)상에 다수의 관통홀(235)을 구비하는 절연층(230)이 형성된다. 상기 절연층(230)은 예를 들어, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 포함한다.A
캐소드 전극(220)상에는 상기 절연층(230)에 형성된 홀(235)에 의해 노출되는 전자방출원(225)이 형성된다. 상기 전자방출원(225)은 전계를 집중시키기 위하여 예리한 선단을 갖는 스핀트(spindt) 타입의 금속팁 또는 실리콘 팁을 포함한다, 또는 전자방출원(225)은 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 또는 카본 나노튜브 등과 같은 탄소계 물질이나 나노튜브, 나노 와이어, 나노 파이버 등과 같은 나노사이즈 물질을 포함한다.The
한편, 상기 관통홀(235)과 전자방출원(225)을 백노광(back exposure)공정을 이용한 포토리소그라피법으로 형성하는 경우에는, 상기 캐소드전극(220)은 ITO 등과 같은 투명도전물질을 포함할 수도 있다. 관통홀(235)과 전자방출원(225)을 백노광공정을 이용하여 형성하는 경우, 상기 절연층(230)은 예를 들어 폴리이미드(polyimide)가 소성되어 진한 붉은 색을 뛰는 막을 포함할 수도 있는데, 이때 상기 절연층(230)은 노광공정시 마스크패턴의 역할을 할 수도 있다.Meanwhile, when the through
절연층(230)상에는 상기 제1방향과 교차하는 방향인 제2방향으로 연장되는 스트라이프형상의 게이트전극(240)이 형성된다. 즉, 게이트전극(240)은 상기 캐소드전극(220)과 교차하는 스트라이프형상을 갖는다. 게이트전극(240)은 상기 절연층(230)의 관통홀(235)에 대응하는 게이트홀(245)을 구비한다. A
게이트전극(240)은 캐소드전극(220)과 함께 관통홀(235)에 의해 노출되는 전자방출원(225)에 소정의 전기장을 형성하여 상기 전자방출원(225)으로부터 전자가 방출되도록 하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들어 Cu, Ag 또는 Cr 등과 같은 도전성 금속물질을 포함하는 것이 바람직하다.The
본 발명의 실시예에서는, 하나의 형광체층(270)에 대하여 하나의 전자방출원(225)이 배열되고, 상기 전자방출원(225)에 대하여 게이트전극(240)의 하나의 게이트홀(245)이 대응하도록 배열되었으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 하나의 형광체층(270)에 대하여 다수의 전자방출원(225) 및 그에 대응하는 게이트홀(245)이 배열될 수 있다.In an embodiment of the present invention, one
애노드 플레이트의 전면기판(215)의 내측 면, 즉 상기 배면기판(210)과 대향하는 면에 애노드전극(260)이 형성되고, 형광체층(270)은 상기 애노드전극(260)상에 형성된다. 상기 애노드전극(260)은 형광체층(270)으로부터 발생되는 광이 통과하는 광경로상에 위치하므로, ITO 등과 같은 투명전극을 포함하는 것이 바람직하다.An
애노드전극(260)이 캐소드 전극(220)과 마찬가지로 스트라이프형상을 갖는데, 이때 애노드전극(260)은 캐소드 전극(220)과 교차하도록 제2방향으로 연장되는 스트라이프형상을 갖는다. The
본 발명의 실시예에서는, 애노드 플레이트에 형성된 애노드전극(260)이 스트라이프 형상을 갖는 것을 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 전면 일체형 전극형태 또는 분할전극 형태 등 다양한 구조를 가질 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the
본 발명의 전자방출소자(200)는 애노드 플레이트가 전면기판(215), 전면기판상에 배열되는 투명전극(260) 및 형광체층(270)을 구비하는 것을 예시하였으나, 애노드 플레이트는 전면기판, 전면기판상에 배열되는 투명전극, 형광체층 및 금속박막을 포함하는 구조를 갖거나 또는 전면기판, 전면기판상에 배열되는 금속박막 및 형광체층을 포함하는 구조도 가능하다. Although the
상기 형광체층(270)은 소정의 색, 예를 들어 R, G, B 색의 형광체를 포함할 수 있다. 각 형광체층(270)에 대하여 하나의 전자방출원(225) 및 게이트전극(240)의 게이트홀(245)이 배열되거나 또는 다수의 전자방출원(225) 및 게이트전극(240)의 게이트홀(245)이 배열될 수 있다.The
본 발명의 실시예에서는 상기 형광체층(270)이 애노드전극(260)상에 형성되어 스트라이프 형상을 갖는 것을 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 도트타입의 형상을 가질 수도 있다. 도면상에는 도시되지 않았으나, 애노드 전극상에 형성된 형광체사이에는 외광흡수를 차단하고 광학적 크로스 토크를 방지하기 위한 흑색층이 배열될 수도 있다. 상기 형광체층사이에 흑색층을 배열함에 따라 표시소자의 콘트라스트비(contrast ratio)를 증가시켜 선명한 화상을 구현할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 전자방출소자(200)는 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트사이 즉, 애노드전극(260)과 게이트전극(240)사이에 전자방출원(225)으로부터 방출되 는 전자를 제어하기 위한 그리드전극(250)을 더 구비한다. 상기 그리드전극(250)은 게이트전극(240)의 게이트홀(245)에 대응하는 다수의 전자제어홀(252)을 구비한다. In addition, the electron-emitting
그리드전극(250)은 그의 하부에 절연층(295)이 배열된다. 상기 절연층(295)은 SiO2 등을 포함한다. 상기 절연층(295)이 프리트(290)에 의해 게이트전극(240)의 상부면과 접합되므로, 그리드전극(250)이 캐소드 플레이트에 고정되어진다.In the
한편, 그리드 전극(250)의 하부에 배열된 절연층(295)을 프리트(290)로 고정시켜 그리드전극(250)을 캐소드 플레이트에 고정시켜 주는 방법외에, 전면기판(215)상에 통상적인 방법으로 스페이서(280)를 부착시키고, 하부에 절연층(295)이 배열된 그리드전극(250)과 애노드 플레이트를 정렬시킨 다음 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트를 봉착시켜 줌으로써, 그리드전극(250)은 애노드 플레이트로부터 떨어진 상태에서 스페이서(280)에 의해 지지되어 캐소드플레이트에 밀착시켜 줄 수도 있다.Meanwhile, in addition to the method of fixing the insulating
본 발명의 실시예에서는 도 4에 도시된 바와같이 그리드전극(250)의 하부에 배열되는 절연층(295)이 그리드전극(250)의 다수의 전자제어홀(255)에 대응하여 스트라이프 형상을 갖는 개구부(296)을 갖는 것을 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 그리드전극(250)의 전자에어홀(252)에 각각 대응하는 개구부를 구비할 수도 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the insulating
본 발명의 실시예에서는 그리드전극(250)이 캐소드 플레이트의 배면기판상에 고정되는 것을 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 애노드 플레이트의 전면기판(215)에 고정되는 구조도 가능하다. 또한, 그리드전극(250)에 스페이서 가 관통할 수 있는 홀을 형성하여 스페이서에 의해 그리드 전극을 고정시켜 줌으로써 애노드 플레이트 및 캐소트 플레이트와 이격되어 배열될 수도 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the
그리드전극(250)은 메탈 매쉬형태를 갖으며, 스테인레스강(SUS) 또는 인바(invar)강을 구비한다. 인바강은 일반적인 스테인레스강에 비하여 열팽창계수가 매우 작아 후속의 소성공정에서 발생되는 열응력을 감소시킬 수 있으므로, 대화면의 표시소자를 제조하는 데 보다 유리하다. 또한, 그리드전극은 철-니켈의 합금으로 만들 수 있는데, 철-니켈 합금은 일반 스테인레스 재질에 비하여 열팽창계수가 매우 작기 때문에, 후속의 소성공정에서 발생되는 열응력을 감소시킬 수 있다.The
상기 그리드전극(250)은 도 4에 도시된 바와같이 다수의 서브 그리드전극(251)으로 분할되며, 각각의 서브 그리드전극(251)은 전자방출원(225)으로부터 방출되는 전자를 제어하기 위한 다수의 전자제어홀(252)을 구비한다. As shown in FIG. 4, the
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자에 있어서, 그리드전극의 일 예를 나타낸 평면도를 도시한 것이다.5A to 5C illustrate a plan view showing an example of a grid electrode in the electron emission device according to the embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 그리드전극(250)은 다수의 서브 그리드전극(251)을 구비하며, 다수의 서브 그리드전극(251)은 캐소드전극(220)과 평행한 제1방향과 상기 캐소드전극(220)과 교차하는 제2방향으로 배열되는 매트릭스형태를 갖는다. Referring to FIG. 5A, the
각 서브 그리드전극(251)은 메탈 메쉬형태를 갖으며, 다수의 전자제어홀(252)을 구비한다. 각 전자제어홀(252)는 애노드전극(260)과 캐소드전극(220)의 교차부분에 대응하여 배열되며, 다수의 R, G, B 형광체층(270)중 해당하는 하나의 형광체층에 대응하여 배열된다.Each
도 5b 및 도 5c를 참조하면, 그리드전극(250)은 다수의 서브 그리드전극(254), (257)을 구비하며, 다수의 서브 그리드전극(254), (257)은 각각 캐소드전극(220)과 평행한 제1방향으로 배열되는 라인형태와 상기 캐소드전극(220)과 교차하는 제2방향으로 배열되는 라인형태를 갖는다. 5B and 5C, the
각 서브 그리드전극(254), (257)은 메탈 메쉬형태를 갖으며, 다수의 전자 제어홀(255), (258)을 각각 구비한다. 전자제어홀(255), (258)은 애노드전극(260)과 캐소드전극(260)의 교차부분에 대응하여 배열되며, 다수의 R, G, B 형광체층(270)중 해당하는 하나의 형광체에 대응하여 배열된다.Each of the
애노드전극(260)과 형광체층(270)을 구비한 전면기판(215)상에 통상적인 방법으로 스페이서(280)를 부착시키고, 애노드 플레이트와 그리드전극(250)을 구성하는 서브 그리드전극(251), (254), (257)을 정렬시킨 다음 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트를 봉착시킨다. 그러므로, 그리드전극(250)은 애노드 플레이트로부터 떨어진 상태에서 스페이서(280)에 의해 지지되어 캐소드플레이트에 밀착되어진다.The
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자에 있어서, 그리드전극의 다른 예를 나타낸 평면도를 도시한 것이다.6A to 6C are plan views illustrating another example of the grid electrode in the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 그리드전극(250)은 다수의 서브 그리드전극(251), (254), (257)을 각각 구비한다. 다수의 서브 그리드전극(251)은 도 6a 에 도시된 바와같이 캐소드전극(220)과 평행한 제1방향과 상기 캐소드전극(220)과 교차하는 제2방향으로 배열되는 매트릭스형태를 갖는다. 6A through 6C, the
또한, 다수의 서브 그리드전극(254), (257)은 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이 각각 캐소드전극(220)과 평행한 제1방향으로 배열되는 라인형태와 상기 캐소드전극(220)과 교차하는 제2방향으로 배열되는 라인형태를 갖는다. In addition, the plurality of
각 서브 그리드전극(251), (254), (257)은 메탈 메쉬형태를 갖으며, 다수의 전자제어홀(252), (255), (258)과 스페이서(280)와의 결합을 위한 삽입홀(253), (256), (259)을 구비한다. Each of the
각 서브 그리드전극(251), (254), (257)의 전자제어홀(252), (255), (258)은 각각 애노드전극(260)과 캐소드전극(220)의 교차부분에 대응하여 배열되며, 다수의 R, G, B 형광체층(270)중 해당하는 하나의 형광체층에 대응하여 배열된다.The electronic control holes 252, 255, and 258 of the
한편, 상기 삽입홀(253), (256), (259)은 캐소드전극(220)의 길이방향 또는 캐소드전극(220)과 교차하는 방향으로 배열되었으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 각 서브 그리드전극(251), (254) 및 (257)에 삽입홀이 캐소드 전극(220)의 길이방향과 상기 캐소드전극(220)의 길이방향과 교차하는 방향으로 각각 배열될 수도 있다. Meanwhile, the insertion holes 253, 256, and 259 are arranged in the longitudinal direction of the
상기 서브 그리드전극(251), (254), (257)의 삽입홀(253), (256), (259)은 상기 배면기판(210)의 발광영역에 대응하지 않은 부분에 형성됨이 바람직하다. 예를 들어, 상기 삽입홀(253), (256), (259)은 게이트전극(240)의 게이트홀(245)에 대응하지 않는 부분에 형성됨이 바람직하다. The insertion holes 253, 256, and 259 of the
본 발명의 실시예에서는 그리드전극(250)이 메쉬형태 또는 라인형태를 갖는 다수의 서브 그리드전극(251), (254), (257)을 구비하는 것으로 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 기판과의 열팽창계수의 차이에 의한 그리드전극의 변형을 방지할 수 있도록 다양한 형태를 갖는 서브 그리드전극으로 분할하는 것이 가능하다. In the exemplary embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 실시예에서는 그리드전극의 개구부가 직사각형의 구조를 갖는 것을 예시하였으나, 전자방출원으로부터 방출되어 게이트홀을 통과한 전자를 애노드전극으로 효율적으로 가속시켜 주는 구조는 모두 가능하며, 예를 들어 원형, 정사각형 또는 육각형 등과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다.In addition, although the opening of the grid electrode has a rectangular structure in the embodiment of the present invention, any structure that efficiently accelerates electrons emitted from the electron emission source and passed through the gate hole to the anode is possible. For example, it may have a variety of forms such as circular, square or hexagon.
본 발명의 전자방출소자에 있어서, 상기 서브 그리드전극의 개수 또는 크기는 패널의 크기 및 그리드전극물질에 따라 결정되어진다.In the electron-emitting device of the present invention, the number or size of the sub-grid electrodes is determined according to the size of the panel and the grid electrode material.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자방출소자에 있어서, 그리드전극과 스페이서의 결합관계를 설명하기 위한 것이다. 도 7은 애노드 플레이트를 뒤집혀진 상태로 도시한 것으로서, 그리드전극을 구성하는 다수의 서브 그리드전극이 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와같이 삽입홀을 구비하는 경우에 적용된다. FIG. 7 illustrates a coupling relationship between a grid electrode and a spacer in the electron emission device according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG. 7 illustrates the anode plate in an inverted state, and is applied when the plurality of sub grid electrodes constituting the grid electrode have insertion holes as shown in FIGS. 6A to 6C.
도 7을 참조하면, 전면기판(215)상에 애노드전극(260)이 스트라이프형상으로 배열되고, 애노드전극(260)상에 형광체층(270)이 배열되며, 서브 그리드전극(251)의 전자제어홀(252)이 형광체층(270)에 대응하여 배열된다.Referring to FIG. 7, an
스페이서(280)는 애노드전극(260)의 길이방향으로 연장되는 제1부분(280a)과 상기 제1부분으로부터 수직한 방향으로 돌출되는 제2부분(280b)을 구비하며, 돌출된 제2부분(280b)가 서브 그리드전극(251)의 삽입홀(252)에 삽입된다. 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트는 스페이서(280)의 제2부분(280b)과 접하여 간격이 유지되어진다.The
본 발명의 그리드전극(250)에서는, 스페이서(280)의 제2부분(280b)이 다수의 그리드전극(251)중 애노드전극의 길이방향으로 이웃하는 서브 그리드전극의 삽입홀(252)에 끼워져 고정되는 구조를 가졌으나, 서브 그리드전극(251)에 캐소드전극(220)의 길이방향으로 삽입홀(252)이 배열되어 다수의 그리드 전극(251)중 캐소드전극의 길이방향으로 이웃하는 서브 그리드전극의 삽입홀(252)에 스페이서(280)의 제2부분(280b)이 끼워져 고정될 수도 있다. 또한, 서브 그리드전극(251)이 각각의 스페이서의 제2부분에 개별적으로 끼워져 고정될 수도 있다.In the
본 발명의 실시예에서는 스페이서가 애노드 플레이트에 페이스트 등에 의해 접합되거나 또는 그리드전극에 삽입홀을 형성하여 스페이서와 접합하도록 하는 것을 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 게이트(240)와 캐소드전극(220)사이에 배열된 절연층(230)에 홈을 형성하여 상기 스페이서를 지지하는 구조 등도 가능하다.In the exemplary embodiment of the present invention, the spacer is bonded to the anode plate by a paste or the like, or the insertion hole is formed in the grid electrode to be bonded to the spacer. However, the
상기한 바와같은 전자방출소자(200)는 게이트전극(240)과 캐소드전극(220)에 소정의 전압을 제공하면, 선택된 전자방출원(225)으로부터 게이트전극(240)과 캐소드전극(220)간의 전압차에 의해 전자를 방출한다. 이때, 전자는 전자방출원(225)으로부터 게이트전극(240)의 게이트홀(245)을 통해 방출된다. 방출된 전자는 그리드전극(250)에 의해 가속되어 전자제어홀(252)을 통해 애노드전극(260)으로 향하게 된다. 가속된 전자는 애노드전극(260)에 인가되는 고전압에 의해 형광체층(270)에 충돌하여 소정의 광을 발생한다.As described above, when the
본 발명의 전자방출소자는 도면에 제시된 구조에 한정되는 것이 아니라 그리 드전극을 채용하고, 상기 그리드전극을 다수의 서브 그리드전극으로 분할 구성하는 구조에는 모두 적용가능하다. 또한, 그리드전극을 고정시키는 방법은 본 발명에서 제시된 방법에 한정되는 것이 아니라 서브 그리드전극을 애노드 플레이트 또는 캐소드 플레이트에 각각 고정시키는 다양한 방법을 적용할 수 있다.The electron-emitting device of the present invention is not limited to the structure shown in the drawings, but employs a grid electrode and is applicable to a structure in which the grid electrode is divided into a plurality of sub-grid electrodes. In addition, the method of fixing the grid electrode is not limited to the method proposed in the present invention, and various methods of fixing the sub grid electrode to the anode plate or the cathode plate may be applied.
상기한 바와같은 본 발명의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 그리드전극을 다수의 서브 그리드전극으로 분할구성하여 줌으로써, 소성공정 등과 같은 열공정 또는 소자구동시 패널에서 발생되는 열에 의해 기판과의 열팽창계수 차이로 인한 그리드전극의 변형을 방지할 수 있다. First, by dividing the grid electrode into a plurality of sub-grid electrodes, it is possible to prevent the deformation of the grid electrode due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the substrate due to the heat generated in the panel during the thermal process or device driving, such as the firing process.
둘째, 그리드 전극을 다수의 서브 그리드전극으로 분할구성하여 그리드 전극의 변형을 방지하여 줌으로써, 그리드 전극의 변형에 의한 다른 전극과의 미스 얼라인먼트의 발생을 방지할 수 있다.Second, by dividing the grid electrode into a plurality of sub-grid electrodes to prevent deformation of the grid electrode, it is possible to prevent the misalignment with other electrodes due to the deformation of the grid electrode.
셋째, 그리드 전극의 변형 및 미스 얼라인먼트가 방지됨에 따라 화면이 균일하게 되어 화질을 개선할 수 있는 이점이 있다.Third, as the deformation and misalignment of the grid electrode are prevented, the screen becomes uniform, which has the advantage of improving image quality.
넷째, 그리드 전극을 다수의 서브 그리드전극으로 분할구성하여 그리드전극의 변형을 방지하여 줌으로써, 대화면의 표시소자에 유리하다.Fourth, the grid electrode is divided into a plurality of sub-grid electrodes to prevent deformation of the grid electrodes, which is advantageous for the display device of the large screen.
다섯째, 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트사이에 다수의 서브 그리드 전극으로 분할되는 그리드전극을 배열하여 줌으로써, 아크에 의한 손상을 방지하고 전자방출원으로부터 방출된 전자의 가속성능을 향상시켜 고휘도, 고해상도의 전자방 출소자를 얻을 수 있다.Fifth, by arranging the grid electrodes divided into a plurality of sub-grid electrodes between the anode plate and the cathode plate, to prevent damage by arc and improve the acceleration performance of electrons emitted from the electron emission source, high brightness, high resolution electronic room You can get an exitee.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050016887A KR20060095717A (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Field emission device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050016887A KR20060095717A (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Field emission device |
Publications (1)
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ID=37625281
Family Applications (1)
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KR1020050016887A KR20060095717A (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Field emission device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160017799A (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-17 | 한국생산기술연구원 | 3D printer head assembly with a electrode grid and a system therewith and a 3D manufacturing method using it |
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2005
- 2005-02-28 KR KR1020050016887A patent/KR20060095717A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20160017799A (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-17 | 한국생산기술연구원 | 3D printer head assembly with a electrode grid and a system therewith and a 3D manufacturing method using it |
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