KR100219576B1 - 전계방출표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계방출 표시소자에 관한 것으로서, 배면기판에 애노드와 케이트 및 캐소드를 순차적으로 형성하고, 제어홀을 형성하며, 상기 제어홀측으로 연장되어 배면기판쪽으로 절곡된 캐소드의 첨예부를 에미터로 하고, 상기 제어홀을 통하여 노출된 에노드상에 형광체를 형성하여 FED를 형성하였으므로, 전계 방출원의 면적이 증가되어 FED의 발광휘도가 향상되며, 전류제어로도 계조처리가 이루어져 고발광 휘도와 우수한 제어특성을 가지고, 애노드가 배면기판 상에 형성되므로 애노드 전극 인출 방법이 쉬어진다.

Description

전계방출 표시소자

제 1 도는 종래 기술에 따른 FED의 일부 단면도.

제 2 도는 종래 기술에 따른 FED의 일부 절개 사시도.

제 3 도는 본발명에 따른 FED의 일부 단면도.

제 4 도는 본발명에 따른 FED의 일부 절개 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배면기판 2 : 캐소드

3 : 절연층 4 : 게이트

4A : 게이트 접촉패드 5 : 제어 홀

6 : 에미터 8 : 디스플레이 영역

7 : 전면기판 8 : 애노드

8A : 애노드 접촉패드 9 : 형광층

10 : 가시광 11 : 홈

본 발명은 전계방출 표시소자(FED; Field Emission Display)에 관한 것으로서, 특히 제어홀의 상측에 첨예부(sharp edge)를 에미터로 사용하는 캐소드를 형성하고, 그 하부에 게이트를 형성하며, 제어홀의 바닥면에 발광부를 형성하여 전계 방출원 면적이 증가되어 전자 방출량이 증대되며, 애노드 전극 인출이 용이하고, 전류 제어에 의해 계조(gray scale) 표시가 가능하여 고발광 휘도와 우수한 제어특성을 가지는 FED에 관한 것이다.

전계발광 표시소자로도 불리우는 FED는 각이진 부분에 전계가 집중되는 현상을 이용하여 비교적 낮은 전압, 예를들어 100∼10kV 정도의 전압을 인가하고, 게이트와 캐소드간의 전압차에 의해 냉전자를 방출시키는 전계원자 방출소자를 이용하는 표시 소자로서, CRT의 박형화에 대한 연구과정에서 출연한 평판표시소자의 일종이며, CRT의 고선명성과 액정표시장치(liquid crystal display; 이하 LCD라 침함)의 경박형, 발광다이오드 보다 낮은 제조원가 등의 장점에 의해 차세대 화상표시 소자로서 각광 받고 있다.

특히 FED는 경박형의 제작이 가능할 뿐만아니라, LCD의 결정적인 단점인 공정수율, 제조단가 및 대형화의 문제점들을 해결할 수 있다.

즉 LCD는 하나의 단위화소라도 불량이 발생되면 제품전체가 불량 처리되지만, FED는 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수개의 단위화소들이 형성되어 있어 한두개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없어 제품 전체의 수율이 향상된다.

또한 FED는 LCD에 비해 구조가 간단하고, 소비전력이 작아 단가가 낮고, 휴대형 표시장치에 적합한다.

제 1 도 및 제 2 도는 종래 기술에 따른 FED를 설명하기 위한 도면들로서, 서로 연관시켜 설명한다.

먼저, FED의 각 화소는 전면기판(7)에 배열된 발광부와 배면기판(1)에 배열된 전계방출부(Field Emitter)로 구성되는데, 상기 배면기판(1)에 형성되는 전계방출부는 캐소드(Cathode;2)와 이로부터 원추형으로 돌출된 에미터(Emitter;6), 상기 캐소드(2)와는 절연층(3)으로 구획되어 있는 게이트(Gate;4)로 구성된다. 여기서 상기 에미터(6)로 예정되어있는 부분 상측의 게이트(4)와 절연층(3)이 순차적으로 제거되어 상기 캐소드(2)를 노출시키는 제거홀(5)이 소정형상, 예를들어 원통 형상으로 형성되어 있으며, 상기 제어홀(5)에 의해 노출되어있는 캐소드(2) 상에 에미터(6)가 형성되어 있다.

또한 발광부는 전면기판(7)상에 ITO등의 투명전극으로 형성되어있는 애노드(Anode;8)와 상기 애노드(8)의 상부에 소정형상, 예를들어 원판형상으로 도포되어있는 형광층(9)으로 구성된다.

상기 구조의 FED는 애노드(8)와 게이트(4), 그리고 캐소드(2)의 에미터(6)는 브라운관의 애노드, 그리드(Grid), 캐소드에 대응하는 3극 진공관 형태를 가지고 있다.

이에 따라 게이트(4)와 에미터(6)간의 강한 전계에 의해 다량의 전자(-)들이 에미터(6)에서 방출되며, 이러한 전자(-)들은 고전압이 인가된 애노드(8)에 의해 가속되어 형광층(9)에 충돌하여 가시광선(10)을 방출시킨다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 FED는 에미터가 원추형으로 형성되어 있어 그 첨점에서만 전자를 방출하므로 전자 방출량에 한계가 있어서 발광 휘도가 높지 못하고, 전류의 제어만으로는 적절한 계조(gray scale)의 표시가 어려운 문제점이 있다.

또한 전자 방출량을 증가시키기 위하여 에미터를 원추형이 아닌 웨지(wedge)형으로 형성하기도하는데, 웨지형은 도트(dot) 형의 화소 배열이 불가능하고 콘트라스트(contrast)가 낮은 다른 문제가 있으며, 수평 방식중에는 박막형 에미터도 있으나 이는 휘도나 제어 등의 문제가 있다.

본발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본발명의 목적은 제어홀의 상측에 형성된 첨예부를 에미터로하고, 그 하부에 게이트를 형성하며, 제어홀의 바닥면에 애노드와 형광체로된 발광부를 형성하여 전자 방출 면적에 비례하는 전자 방출량을 증대시켜 발광휘도를 향상시키고, 계조 처리가 가능하여 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있는 FED를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본발명에 따른 FED의 특징은, 배면기판상에 형성되어있는 애노드와, 상기 애노드 상에 형성되어 있는 제1절연층과, 상기 제1절연층상에 형성되어있는 게이트와, 상기 게이트상에 형성되어있는 제2절연층과, 상기 제2절연층 상에 형성되어있는 캐소드와, 상기 배면기판에서 발광부로 예정되어었는 부분상의 캐소드에서 제1절연층까지가 순차적으로 제거되어 애노드를 노출시키는 제어홀과, 상기 캐소드의 제거홀측 단부가 연장되어 배면기판 쪽으로 휘어진 첨예부로된 에미터와, 상기 제어홀을 통하여 노출되어있는 애노드의 상측에 형성되어 있는 형광층을 구비함에 있다.

이하, 본발명에 따른 FED에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 3 도 및 제 4 도는 본발명에 따른 FED를 설명하기위한 도면들로서, 서로 연관시켜 설명한다.

먼저, 배면기판(1)상에 제1절연층(3A), 금속패턴으로된 게이트(4)와 제2절연층(3B) 및 캐소드(2)가 순차적으로 형성되어 있으며, 상기 배면기판(1)에서 발광부로 예정되어있는 부분의 캐소드(2)에서 제1절연층(3A)까지기 순차적으로 제거되어 제어홀(5)이 형성되어 있다.

또한 상기 캐소드(2)의 단부가 제거홀(5)측이 배면기판(1) 쪽으로 휘어진 첨예부로된 에미터(6)가 형성되어 있으며, 상기 제어홀(5)을 통하여 노출되어있는 배면기판(1) 상에 소정깊이의 홈(11)이 형성되어 있고, 상기 홈(11)을 메우는 애노드(8)와 형광층(9)이 순차적으로 형성되어있다. 여기서 상기 제거홀(5)은 여러 가지 형상, 예를들어 원, 사각형, 다각형등으로 형성할 수 있으며, 따라서 에미터(6)도 여러 가지 형상으로 형성되고, 상기 배면기판(1) 상에 형성되어있는 홈(11)을 형성하지 않고, 애노드(8)를 전면에 형성할수도 있다. 본 실시예에서는 가장 기본적인 형태의 원형으로 형성하였다.

또한 상기 구조의 배면기판(1)의 상측에 일정 간격을 갖고 전면기판(7)이 결합되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본발명에 따른 FED는 배면기판에 애노드와 케이트 및 캐소드를 순차적으로 형성하고, 제어홀을 형성하며, 상기 제어홀측으로 연장되어 배면기판쪽으로 절곡된 캐소드의 첨예부를 에미터로 하고, 상기 제어홀을 통하여 노출된 에노드상에 형광체를 형성하여 FED를 형성하였으므로, 전계 방출원의 면적이 증가되어 FED의 발광휘도가 향상되며, 전류제어로도 계조처리가 이루어져 고발광 휘도와 우수한 제어특성을 가지고, 애노드가 배면기판 상에 형성되므로 애노드 전극 인출 방법이 쉬워지는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 배면기판상에 형성되어있는 애노드와,

   상기 애노드 상에 형성되어 있는 제1절연층과,

   상기 제1절연층상에 형성되어있는 게이트와,

   상기 게이트상에 형성되어있는 제2절연층과,

   상기 제2절연층 상에 형성되어있는 캐소드와,

   상기 배면기판에서 발광부로 예정되어있는 부분상의 캐소드에서 제1 절연층까지가 순차적으로 제거되어 애노드를 노출시키는 제어홀과,

   살기 캐소드의 제거홀측 단부가 연장되어있는 첨예부로된 에미터와,

   상기 제어홀을 통하여 노출되어있는 애노드의 상측에 형성되어있는 형광층을 구비하는 전계방출 표시소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에미터의 첨예부가 배면기판 방향으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에미터를 원형, 사각형 및 다각형으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 형상으로 형성하는 것을 특징으로하는 전계방출 표시소자.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어홀을 통하여 노출되어있는 애노드가 상기 배면기판에 형성된 홈을 메우는 구조를 갖는 것을 특징으로하는 전계방출 표시소자.