KR100315221B1 - 전계 방출 표시소자 - Google Patents
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Abstract
균일성 확보 및 양산에 유리하며 대형 표시소자의 제작에 적합한 에미터를 갖는 전계 방출 표시소자로서, 전계 방출 표시소자는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판에 분리 형성되며 인가되는 전압 차이에 따라 전계를 형성하는 캐소드 전극 및 게이트 전극과, 상기 제 2 기판에 형성되고 일면으로 형광막이 형성되는 애노드 전극과, 상기 캐소드 전극 및 게이트 전극의 표면 또는 저면으로 형성되며, 도전성 분말 또는 반도성 분말과 절연성 분말을 포함하는 혼합물로 제공되어 캐소드 전극에서 방출되어 축적된 전자를 애노드 전극으로 방출시키는 에미터를 포함한다.
Description
본 발명은 전계 방출 표시소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 균일성 확보 및 양산에 유리하며, 대형 표시소자의 제작에 적합한 에미터를 갖는 전계 방출 표시소자에 관한 것이다.
일반적으로 전계 방출 표시소자(FED;Field Emission Display)는 양자역학적인 터널링 효과를 이용하여 캐소드 전극에 형성된 에미터에서 전자를 방출시키고, 방출된 전자를 형광체가 도포된 애노드 전극에 충돌시키므로써 소정의 화상을 구현하는 평판 표시소자이다.
이러한 전계 방출 표시소자에는 에미터를 선단이 날카로운 팁(tip) 형상으로 제작하고, 캐소드 전극과 게이트 전극에 인가된 전압 차이에 의해 발생하는 전계를 상기 팁으로 집중되도록 하여 전자를 방출시키는 스핀트(Spindt) 타입과, 동일한기판의 일면에 형성된 캐소드 전극과 게이트 전극 사이로 팔라듐 옥사이드(PdO)막을 제작하고, 상기 팔라듐 옥사이드막 내부에 나노미터(nm) 크기의 미세 간격을 형성하여 전자를 인출시키는 캐논(Canon) 타입 등이 있다.
그러나 상기한 타입의 전계 방출 표시소자들은 균일한 전자방출 특성 및 대면적의 디스플레이 제작 등에 있어서 일정한 한계를 지니므로 실용화에 어려움이 따르는 문제점을 갖는다.
즉, 상기 스핀트 타입의 전계 방출 표시소자는 게이트 전극과 절연막을 식각하고, 식각된 공간으로 몰리브덴이나 실리콘 등의 에미터 형성물질을 적층시키는 과정을 포함하여 제조되므로 제조 과정이 복잡하며, 마이크로미터(μm) 단위의 에미터 팁이 요구되므로 정밀한 반도체 가공 공정이 요구되어 제조 비용이 상승하게 된다.
또한 에미터 팁과 게이트 전극과의 일정한 간격 유지가 필수적이므로 에미터 수율이 전체 디스플레이 면적에 대하여 일정하지 않으면 휘도가 불균일해지고, 대형 디스플레이 제작이 용이하지 않는 등의 단점을 갖는다.
그리고 상기 캐논 타입의 전계 방출 표시소자는 균일한 전자 방출을 위하여 팔라듐 옥사이드막 내부의 미세 간격을 일정하게 형성하여야 하므로 제조 공정이 복잡하고, 양산에 불리하여 제조 비용이 상승하는 등의 단점을 갖는다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 균일성 확보 및 전자 방출 특성에 유리한 에미터를 가지며, 양산 및대형 표시소자의 제작에 보다 적합한 전계 방출 표시소자를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 전계 방출 표시소자의 사시도.
도 2는 도 1 A-A선의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전계 방출 표시소자의 단면도.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판에 분리 형성되며 인가되는 전압 차이에 따라 전계를 형성하는 캐소드 전극 및 게이트 전극과, 상기 제 2 기판에 형성되고 일면으로 형광막이 형성되는 애노드 전극과, 상기 캐소드 전극 및 게이트 전극의 표면 또는 저면으로 형성되며, 도전성 분말 또는 반도성 분말과 절연성 분말을 포함하는 혼합물로 제공되어 캐소드 전극에서 방출되어 축적된 전자를 애노드 전극으로 방출시키는 에미터를 포함하는 전계 방출 표시소자를 제공한다.
상기 에미터는 절연체 분말의 입자 크기를 조절하는 것으로 도전성 분말 또는 반도성 분말 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있으므로 에미터 조성물의 균일성을 향상시키며, 상기 에미터를 인쇄 또는 도포 방법을 이용하여 후막 에미터로 제조하므로써 제조 공정을 단순화시키고, 대형 표시소자의 제작을 더욱 용이하게 하는 효과를 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 전계 방출 표시소자의 사시도이고, 도 2는 도 1 A-A선의 단면도이다.
도시하는 바와 같이 본 발명에 의해 새롭게 구현되는 전계 방출 표시소자는 소정의 간격을 두고 밀봉 배치되는 제 1 기판(2) 및 제 2 기판(4)과, 상기 제 1 기판(2)의 전면으로 형성되는 에미터(6)와, 상기 에미터(6)의 표면에 소정의 간격을 두고 평행하게 라인 패턴으로 형성되는 캐소드 전극(8) 및 게이트 전극(10)과, 상기 제 2 기판(4)의 일면에 형성되는 애노드 전극(12)을 포함한다.
상기 애노드 전극(12)은 캐소드 전극(8) 및 게이트 전극(10)과 수직으로 교차하도록 라인 형상으로 패턴화되고, 에미터(6)를 향하는 표면으로 녹, 청, 적 삼색의 형광막(14)을 형성하여 표시소자의 칼라화를 이룬다.
상기 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10) 및 애노드 전극(12)으로 소정의 전압 패턴을 인가하면, 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10)에 인가된 전압 차이에 따라 전계가 발생하여 상기 에미터(6)에서 전자(화살표 도시)를 방출하게 되고, 방출된 전자는 애노드 전극(12)에 인가된 전압에 이끌려 형광막(14)을 발광시키므로써 소정의 화상을 구현하게 된다.
이 때, 본 실시예에 의한 전계 방출 표시소자는 제조가 용이하며 대형 표시소자의 제작에 더욱 적합한 에미터(6)를 형성함을 특징으로 하는바, 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
즉, 상기 에미터(6)는 도전성 입자와 절연성 입자를 일정 비율로 혼합한 입자 형태의 주성분과, 상기 입자들을 결합시켜 후막의 에미터(6)를 형성하는 결합성분으로 이루어진다.
상기 도전성 입자는 절연성 입자를 사이에 두고 평균적으로 일정 간격 만큼 떨어져 위치하게 되며, 상기 절연성 입자의 크기를 조절하는 것으로 도전성 입자 사이의 간격을 일정 크기로 제어할 수 있다.
전계 방출 표시소자 작용시, 상기 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10) 사이에 전계가 형성되면, 캐소드 전극(8)에서 상기 에미터(6) 내의 도전성 입자로 전자가 방출되어 도전성 입자는 전자를 축적하여 음전하를 띄게 되고, 음전하 상태의 도전성 입자는 상기 애노드 전극(12)에 인가된 전압에 비례하여 축적된 전자의 일부를 방출하게 된다.
따라서 상기 에미터(6)는 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10) 및 애노드 전극(12)으로 인가되는 전압 제어에 의해 일정량의 전자를 방출하여 화소당 전자 방출량을 달리할 수 있는 것이다.
이 때, 상기 도전성 입자와 절연성 입자의 혼합 비율은 도전성 입자들에 의하여 에미터(6)에서 통전이 이루어지기 이전까지의 비율로서, 이는 전계 형성에 따라 캐소드 전극(8)으로부터의 전자 축적시, 음전하 상태의 도전성 입자들에 의해 통전이 이루어지면 화소당 전자 방출에 차등이 제대로 이루어지지 않기 때문이다.
이와 같이 도전성 입자는 전자를 축적하여 이를 방출시키고, 절연성 입자는 도전성 입자 사이의 간격을 제어하여 통전을 방지하는바, 상기 도전성 입자는 구체적으로 카본, 텅스텐 및 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxdie)로 이루어진 군에서 선택되는 분말 입자로 이루어지며, 상기 절연성 입자는 구체적으로 실리콘 디옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 망간 옥사이드(MnO), 아연 옥사이드(ZnO) 및 지르코늄 디옥사이드(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 분말 입자로 이루어진다.
따라서 상기 에미터(6)는 절연성 입자의 크기를 미세하게 할수록 도전성 입자 사이의 간격을 작게 할 수 있으므로 전자 방출 효율을 향상시키며, 전체적으로 균일한 성분의 에미터(6)를 제작할 수 있는 것이다.
또한 상기 에미터(6)는 도전성 분말과 절연성 분말 및 이들을 결합시키는 결합제를 혼합하여 에미터 슬러리를 제조하고, 이를 인쇄나 도포 등의 후막 공정을 이용하여 형성될 수 있으므로 제조 공정을 단순화시키며, 대형 표시소자의 제작을 더욱 용이하게 하는 장점을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전계 방출 표시소자의 단면도로서, 도시하는 바와 같이 전계 방출 표시소자는 제 1 기판(2)과, 상기 제 1 기판(2)의 일면으로 소정의 간격을 두고 라인 형상으로 패턴화되는 캐소드 전극(8) 및 게이트 전극(10)과, 상기 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10)이 형성된 제 1 기판(2)의 전면으로 형성되는 에미터(6)를 포함하며, 제 2 기판(4)의 구성은 앞선 실시예와 동일하게 이루어진다.
이 때, 상기 에미터(6)는 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10)을 덮을 수 있도록 후막으로 제조되며, 그 성분은 앞선 실시예와 동일하게 도전성 입자와 절연성 입자 및 상기 입자들을 결합시키는 결합성분으로 이루어진다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 본 실시예 또한 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10)으로 전압을 인가하여 전계가 형성되면 상기 캐소드 전극(8)에서 에미터(6) 내부의 도전성 입자로 전자를 방출시키고, 전자를 축적항 음전하를 띄는 도전성 입자는 애노드 전극(12)에 인가된 전압에 의해 전자를 방출하여 형광막(14)을 발광시키게 된다.
상술한 바와 같이 상기 에미터(6)는 그 표면 또는 저면으로 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10)을 형성할 수 있으며, 두 경우 모두 에미터(6)는 제조가 용이한 후막 에미터로 이루어진다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 전계 방출 표시소자는 도 2에서 도시하는 바와 같은 구성을 이루며, 이 때의 에미터(6)는 반도성 입자와 절연성 입자를 일정 비율로 혼합한 입자 형태의 주성분과, 상기 입자들을 결합시켜 후막의 에미터를 형성하는 결합성분으로 이루어진다.
상기 반도성 입자 또한 절연성 입자를 사이에 두고 평균적으로 일정 간격 만큼 떨어져 위치하며, 상기 절연성 입자의 크기를 조절하는 것으로 반도성 입자 사이의 간격을 용이하게 조절할 수 있게 된다.
이와 같이 반도성 입자와 절연성 입자의 혼합으로 이루어지는 에미터(6)의 작용은 앞선 실시예에서와 동일하게 캐소드 전극(8)에서 에미터(6) 내부의 반도성 입자로 전자가 방출되면 음전하 상태가 된 반도성 입자는 애노드 전극(12)에 인가된 전압에 의해 축적된 전자의 일부를 방출하여 형광막(14)을 발광시키는 것으로 이루어진다.
이 때, 상기 반도성 입자와 절연성 입자의 혼합 비율 또한 반도성 입자들에 의하여 에미터(6)에서 통전이 이루어지기 이전까지의 비율이며, 상기 반도성 입자의 구체적인 예로는 실리콘 입자가 있다.
이와 같이 본 실시예에 의한 전계 방출 표시소자는 반도성 분말과 절연성 분말을 일정 비율 혼합하고, 이를 후막 에미터로 제조하므로써 에미터 조성물의 균일성을 향상시키며, 균일한 전자 방출 특성을 나타낼 수 있는 것이다.
또한 본 발명에 의한 전계 방출 표시소자는 제 4 실시예로서, 도 3에서 도시하는 바와 같이 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(10)이 형성된 제 1 기판(2)의 전면으로 에미터(6)를 형성하며, 상기 에미터(6)는 반도성 분말과 절연성 분말을 일정 비율로 혼합하고, 이를 후막 에미터로 형성하는 것으로 이루어진다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예일 뿐, 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
카본을 약 1 마이크로미터(μm) 크기의 분말로 제조하고, SiO2를 약 1 마이크로미터(μm) 크기의 분말로 제조하였다. 제조된 카본 분말에 SiO2분말을 50 부피%로 첨가하고, 여기에 유리 성분의 첨가제를 10 중량%로 첨가한 다음 혼합하여 에미터 조성물을 제조하였다.
이 에미터 조성물을 스크린 인쇄기에 투입하고, 스크린 인쇄기에 고정된 제 1 기판의 일면에 에미터 조성물을 인쇄한 후 건조하여 에미터를 형성하였다.
에미터를 형성한 제 1 기판과, 에미터를 형성하지 않은 순수한 제 2 기판 및 인듐 틴 옥사이드 펠렛을 챔버 내부에 위치시키고, 챔버 내부를 배기시켜 고진공으로 형성하였다. 상기 인듐 틴 옥사이드 펠렛을 가열하여 에미터의 표면과 제 2 기판의 표면으로 인듐 틴 옥사이드막을 증착하였다. 인듐 틴 옥사이드막이 증착된 기판들을 챔버에서 분리시키고, 인듐 틴 옥사이드막을 라인 형상으로 에칭하여 도전막을 형성하였다.
제 2 기판에 형성된 도전막의 일면으로 녹, 청, 적 형광체를 각각 순차적으로 도포한 다음 건조하였다. 그리고 한쪽 기판의 둘레면으로 시일재를 도포하고, 다른쪽 기판을 적층시켜 밀봉한 후 배기시켜 전계 방출 표시소자를 제조하였다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이와 같이 본 발명에 의한 전계 방출 표시소자는 도전성 분말 또는 반도성 분말과, 절연성 분말을 혼합하여 에미터 조성물을 제조하므로써 에미터 조성물의 균일성을 향상시키고, 상기 에미터 조성물을 이용하여 후막 공정으로 에미터를 형성하므로써 에미터 형성 공정을 보다 단순화시키며, 절연성 분말의 입자 크기를 제어하는 것으로 도전성 입자 또는 반도성 입자 사이의 간격을 일정 크기로 유지할 수 있으므로 에미터의 특성 변화 제어가 용이한 장점을 갖는다.
또한 본 발명에 의한 전계 방출 표시소자는 기존의 스핀트 타입이나 캐논 타입 보다 전극과 전극 사이의 간격을 확대시킬 수 있으므로 엄밀한 제조 공정을 요구하지 않아 양산에 적합하며, 전계 방출 표시소자의 제조단가를 절감시키고, 대형 전계 방출 표시소자의 제작에 더욱 적합한 효과를 갖는다.
Claims (10)
- 소정의 간격을 두고 밀봉 배치되는 제 1 및 제 2 기판과;도전성 분말과 절연성 분말의 혼합물로 제공되며 상기 제 1기판의 전면에 형성되는 에미터와;상기 에미터의 어느 일면에 형성되는 캐소드 전극과;상기 캐소드 전극과 소정의 간격을 두고 나란히 형성되는 게이트 전극과;상기 제 2기판에 형성되며, 제 1기판과 마주하는 일면으로 형광막을 형성하는 애노드 전극을 포함하는 전계 방출 표시소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 도전성 분말은 카본, 텅스텐 및 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 도전성 분말인 전계 방출 표시소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 절연성 분말은 실리콘 디옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 망간 옥사이드(MnO), 아연 옥사이드(ZnO) 및 지르코늄 디옥사이드(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 절연성 분말인 전계 방출 표시소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 에미터는 제 1 기판의 전면으로 형성되고, 그 표면으로 캐소드 전극과 게이트 전극이 형성되는 전계 방출 표시소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 에미터는 캐소드 전극과 게이트 전극이 형성된 제 1 기판의 전면으로 형성되는 전계 방출 표시소자.
- 소정의 간격을 두고 밀봉 배치되는 제 1 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판에 형성되는 캐소드 전극과;상기 제 1 기판에 캐소드 전극과 소정의 간격을 두고 형성되며, 전압이 인가되어 캐소드 전극에 인가된 전압 차이에 따라 전계를 형성하는 게이트 전극과;상기 제 2 기판에 형성되고, 제 1 기판과 마주하는 일면으로 형광막이 형성되는 애노드 전극과;상기 제 1 기판의 전면에 형성되며, 반도성 분말과 절연성 분말을 포함하는 혼합물로 제공되어 캐소드 전극에서 방출되어 축적된 전자를 애노드 전극으로 방출시키는 에미터를 포함하는 전계 방출 표시소자.
- 제 6항에 있어서, 상기 반도성 분말은 실리콘으로 이루어지는 전계 방출 표시소자.
- 제 6항에 있어서, 상기 절연성 분말은 실리콘 디옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 망간 옥사이드(MnO), 아연 옥사이드(ZnO) 및 지르코늄 디옥사이드(ZrO2)로 이루어진 군에서 선택되는 절연성 분말인 전계 방출 표시소자.
- 제 6항에 있어서, 상기 에미터는 제 1 기판의 전면으로 형성되고, 그 표면으로 캐소드 전극과 게이트 전극이 형성되는 전계 방출 표시소자.
- 제 6항에 있어서, 상기 에미터는 캐소드 전극과 게이트 전극이 형성된 제 1 기판의 전면으로 형성되는 전계 방출 표시소자.
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| KR1019990009719A KR100315221B1 (ko) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | 전계 방출 표시소자 |
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1999
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