KR100375644B1 - 전계방출장치아크-서프레서및전계방출장치보호방법 - Google Patents

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Abstract

전계 방출 장치(10)는 에미터(13)에 의해 방출된 전자들을 끌어당기는데 사용되는 애노드(18)를 갖는다. 전계 방출 장치(10)의 에미터(13)와 애노드(18) 사이의 아크 방전(arcing)을 막기 위하여, 애노드(18)와 전압원(21) 사이에 인덕터(19)가 직렬로 결합된다.

Description

전계 방출 장치 아크-서프레서 및 전계 방출 장치 보호 방법{ARC suppressive protection of field emission devices}
본 발명은 일반적으로 전자 방출 장치들에 관한 것으로, 특히, 전계 방출 장치들용 아크-서프레서(arc-suppressor)에 관한 것이다.
전계 방출 장치들(FEDs)은 본 기술 분야에 널리 공지되어 있고, 이미지 디스플레이 장치들을 포함하는 광범위한 응용들에 이용된다. FED의 한 예는 1992년 8월 25일자 로버트 씨. 케인(Robert C. Kane)에게 허여된 미국 특허 제 5,142,184 호에 기재되어 있다. 전형적으로, 종래의 FED들은 이격되어 배치된 애노드로 끌리게 되는 전자들을 방출하기 위해 사용되는 캐소드 또는 에미터를 갖는다. 전자들을 끌어 당기기 위해서는 애노드에 큰 포지티브 전위가 전형적으로 인가된다. 애노드와 에미터 사이에서는 아크 방전(arcing) 또는 항복(breakdown)이 종종 발생한다. 이러한 아크 방전 또는 항복으로 인하여, 통상적으로, 애노드와 에미터 사이의 공간에서의 불충분한 진공 또는 이 공간에서의 입자들이 생긴다. 이러한 아크 방전동안, 외부 전압원으로부터 애노드를 통해 일반적으로 큰 전류가 흐르며, 그후 전기적 아크로서 이온화된 진공을 통해 에미터에 흐른다. 상술한 아크는 일반적으로 에미터를 손상시키거나 파괴시킨다. 종종, 에미터 손상으로 인하여 에미터 입자들이 진공으로 발산되며, 그로 인해, 기타 다른 단락들(shorts)을 일으키거나 다른 에미터들을 손상시킨다.
따라서, 애노드와 에미터 사이의 항복 또는 아크 방전동안 에미터 손상을 방지하고, 실질적으로 애노드와 에미터 사이의 아크 방전을 제한하는 전계 방출 장치를 갖는 것이 바람직하다.
제 1 도는 에미터 아크 서프레션 기구(emitter arc suppression scheme)에 새로운 애노드를 갖는 전계 방출 장치(FED)(10)를 확대한 횡당면도를 개략적으로 도시한 도면이다. 전계 방출 장치(10)는 장치(10)의 다른 부분들이 형성되는 기판(11)을 포함한다. 기판(11)은 전형적으로, 위에 유전체층을 갖는 유리 또는 실리콘과 같은 절연 재료 또는 반-절연 재료(semi-insulating material)이다.
로우 도체(row conductor) 또는 캐소드 도체(14)가 일반적으로 기판(11)상에 위치하며, 캐소드 전극(12)을 통해 캐소드 또는 에미터(13)와 전기적 접촉을 형성하는데 이용된다. 전극(12)은 에미터(13)와 추출 그리드(extraction grid) 또는 게이트(17) 사이의 전류 흐름을 제어하는 도체 또는 저항층이 될 수 있다. 도체(14)는 전형적으로 칼럼 구성(column configuration)으로 다수의 에미터들을 상호 접속하는데 사용된다. 이러한 칼럼 구성은 본 기술에 숙련된 사람들에게 이미 공지되어 있다. 절연체(16)상에 형성되는 게이트(17)로부터 에미터(13)와 도체(14)를 전기적으로 절연시키기 위해, 기판(11), 도체(14) 및, 전극(12)의 일부에 제 1 유전체 또는 절연체(16)가 형성된다. 게이트(17)는 전형적으로 전자들이 게이트(17)를 통과할 수 있도록 에미터(13)에 실질적으로 중심이 되는 방출 개구(22)를 가진 도전 재료가 된다. 에미터(13)는 에미터(13)로부터 이격되어 배치된 애노드(18)로 끌려지는 전자들을 방출한다. 전압원(21)은 상기 전자의 끌림(attraction)을 용이하게 하도록 애노드(18)에 포지티브 전위를 인가하는데 사용된다. 에미터(13)와 애노드(18) 사이의 공간은 에미터(13)와 애노드(18) 사이의 아크 방전을 최소화시키기 위하여 진공을 형성하도록 일반적으로 비워진다.
종래 기술의 FED들에 있어서, 에미터로부터 방출된 전자들은 큰 포지티브 전압, 전형적으로는 약 10000 볼트의 전압인 큰 포지티브 전압을 애노드에 인가함으로써 애노드로 이끌려진다. 애노드와 에미터 사이의 큰 전위차로 인하여, 에미터와 애노드 사이의 공간이 충분한 진공을 갖지 않을 경우, 또는 애노드가 에미터에 너무 가까울 경우, 에미터와 애노드 사이에는 항복 및 아크 방전이 발생할 수 있다.
애노드에서 에미터까지의 전기적인 아크 방전(electrical arcing)은 애노드를 통한 전압원으로부터의 큰 전류 서지(large current surge)가 뒤따른다. 도면에서 화살표로 예시된, 애노드(18)로 흐르는 애노드 전류(23)의 변화율을 제한하면, 아크 방전으로 인한 에미터(13)의 손상을 방지할 수 있고, 또한 아크 방전의 발생을 제한할 수 있다는 점을 발견하였다. 또한, 애노드(18)와 전압원(21) 사이에 인덕터(19)를 직렬로 연결함으로써, 전류(23)의 변화율의 제한이 용이하게 됨을 발견하였다. 애노드(18)상의 전압이 애노드(18)와 에미터(13) 사이에 아크 방전을 일으키기에 충분한 전압이 될 때, 인덕터(19)는 애노드(18)에 흐르는 전류 또는 애노드(18)를 통해 흐르는 전류의 변화율을 제한하고, 그로 인해, 에미터(13)로 흐를 수 있는 전류 변화율을 제한한다. 전류(23)의 변화율 제한하는 것은 에미터(13)로 방전되는 전기적인 에너지량을 제한하며, 그로 인해, 에미터(13)에 대한 손상을 방지한다. 전류(23)의 변화율이 충분히 작은 경우에, 아크 방전은 실질적으로 방지될 수 있다. 결과적으로, 인덕터(19)는 전계 방출 장치(10)용 아크-서프레서로서 기능을 한다.
양호한 실시예에 있어서, 인덕터(19)는 적어도 약 30 mH(thirty milli-henry)의 값을 가지며, 전압원(21)은 아크 방전 동안에 전류(23)의 변화율을 나노초(n-sec)당 약 1mA 이하로 제한하는 적어도 약 10,000 볼트의 값을 갖는다. 또한, 100 mH의 인덕터는 아크 방전 동안에 전류(23)의 변화율을 전압원(21)의 동일한 값에 대해 나노초당 약 0.3 mA 이하로 제한한다.
인덕터(19)가 애노드(18)의 전기적인 입력 단자에 근접하면 할수록, 인덕터(19)는 애노드(18)로 흐르는 전류 또는 애노드(18)를 통해 흐르는 전류의 변화율을 더욱 더 효과적으로 제한한다. 본 양호한 실시예에 있어서, 인덕터(19)는애노드(18)에 바로 설치되며, 애노드(18)의 전압 입력 단자에 접속된 제 1 단자와 전압원(21)의 포지티브 출력 단자에 접속된 제 2 단자를 갖는다. 전압원(21)은 또한 전형적으로 접지에 접속된 네거티브 출력 단자를 갖는다. 더욱이, 애노드(18)와 상기 장치(10)의 다른 소자들 사이에 연속적인 단락이 나타날 경우에, 전류의 흐름을 제한하기 위해, 인덕터(19)와 직결로 저항기(24)가 접속될 수 있다. 저항기(24)의 값은 일반적으로 적어도 약 1 meg-ohm이 된다.
지금까지, 새로운 아크-서프레서 또는 항복 억제 기구를 가진 필드 방출 장치가 제공되었음을 알 수 있다. 애노드와 직렬로 인덕터를 접속시킴으로써, 애노드 전류 변화율이 제한된다. 결국, 에미터를 손상시키지 않는 값으로 인덕터가 아크의 에너지를 제한하기 때문에, 에미터는 보호된다.
제 1 도는 본 발명에 따른 전계 방출 장치를 확대한 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전계 방출 장치(FED) 11 : 기판
12 : 캐소드 전극 13 : 에미터
16 : 절연체 17 : 게이트
18 : 애노드 19 : 인덕터

Claims (3)

  1. 전계 방출 장치 아크-서프레서에 있어서,
    기판(11)과,
    상기 기판(11)상의 에미터(13)와,
    상기 기판(11)상의 유전체층(16)과,
    상기 유전체층(16)상의 게이트(17)로서, 상기 에미터(13)에 실질적으로 중심이 되는 방출 개구(22)를 갖는 상기 게이트(17)와,
    상기 게이트(17)로부터 이격되어 배치된 애노드(18)와,
    출력 단자를 갖는 전압원(21)과,
    상기 애노드(18)에 접속된 제 1 단부와 상기 전압원의 출력 단자에 접속된 제 2 단부를 갖는 유도성 소자(19)를 포함하는 전계 방출 장치 아크-서프레서.
  2. 전계 방출 장치 아크-서프레서에서 있어서,
    상기 전계 방출 장치(10)의 애노드(18)와,
    상기 애노드(18)와 직렬로 결합된 유도성 소자(19)를 포함하는 전계 방출 장치 아크-서프레서.
  3. 전계 방출 장치를 보호하는 방법에 있어서,
    상기 전계 방출 장치(10)의 애노드(18)와 전압원(21) 사이에 유도성소자(19)를 직렬로 결합하여 상기 애노드로 흐르는 전류의 변화율을 제한하기 위한 단계를 포함하는 전계 방출 장치 보호 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6042900A (en) * 1996-03-12 2000-03-28 Alexander Rakhimov CVD method for forming diamond films
US5844370A (en) * 1996-09-04 1998-12-01 Micron Technology, Inc. Matrix addressable display with electrostatic discharge protection
US6075323A (en) * 1998-01-20 2000-06-13 Motorola, Inc. Method for reducing charge accumulation in a field emission display
US6031336A (en) * 1998-06-17 2000-02-29 Motorola, Inc. Field emission display and method for the operation thereof
KR100472888B1 (ko) 1999-01-19 2005-03-08 캐논 가부시끼가이샤 화상 형성 장치의 제조 방법
US6750470B1 (en) * 2002-12-12 2004-06-15 General Electric Company Robust field emitter array design
KR101103995B1 (ko) * 2005-09-14 2012-01-06 현대자동차주식회사 자동차의 어시스트 아암구조
US20100016191A1 (en) 2008-07-18 2010-01-21 Harrison James J Copolymers Made With Allyl-Terminated Polyolefins And Unsaturated Acidic Reagents, Dispersants Using Same, and Methods of Making Same
US8619395B2 (en) 2010-03-12 2013-12-31 Arc Suppression Technologies, Llc Two terminal arc suppressor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3810025A (en) * 1971-04-20 1974-05-07 Jeol Ltd Field emission type electron gun
US4780684A (en) * 1987-10-22 1988-10-25 Hughes Aircraft Company Microwave integrated distributed amplifier with field emission triodes
FR2623013A1 (fr) * 1987-11-06 1989-05-12 Commissariat Energie Atomique Source d'electrons a cathodes emissives a micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ,utilisant cette source
US5142184B1 (en) * 1990-02-09 1995-11-21 Motorola Inc Cold cathode field emission device with integral emitter ballasting
US5283501A (en) * 1991-07-18 1994-02-01 Motorola, Inc. Electron device employing a low/negative electron affinity electron source
US5227699A (en) * 1991-08-16 1993-07-13 Amoco Corporation Recessed gate field emission

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KR960012155A (ko) 1996-04-20
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