KR100479352B1 - 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스 - Google Patents

전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR100479352B1
KR100479352B1 KR10-2002-7008922A KR20027008922A KR100479352B1 KR 100479352 B1 KR100479352 B1 KR 100479352B1 KR 20027008922 A KR20027008922 A KR 20027008922A KR 100479352 B1 KR100479352 B1 KR 100479352B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
focusing
opening
electron
coating
delete delete
Prior art date
Application number
KR10-2002-7008922A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030097599A (ko
Inventor
하벤듀안에이.
바톤로저더블유.
스핀트크리스토퍼제이.
크날엔.요한
오베그스테퍼니제이.
Original Assignee
컨데슨트 인터렉추얼 프로퍼티 서비시스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/866,151 external-priority patent/US5920151A/en
Priority claimed from US08/866,554 external-priority patent/US6013974A/en
Application filed by 컨데슨트 인터렉추얼 프로퍼티 서비시스 인코포레이티드 filed Critical 컨데슨트 인터렉추얼 프로퍼티 서비시스 인코포레이티드
Publication of KR20030097599A publication Critical patent/KR20030097599A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100479352B1 publication Critical patent/KR100479352B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02—Electron guns
    • H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
    • H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/467—Control electrodes for flat display tubes, e.g. of the type covered by group H01J31/123
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
    • H01J9/148—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of electron emission flat panels, e.g. gate electrodes, focusing electrodes or anode electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

본 발명은 전자방출 디바이스 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 전자방출 디바이스에는 전자 집속시스템(37 또는 37A)이 포함되어 있고, 이 시스템은 베이스 집속구조체(38 또는 38A)을 통해 연장하는 집속개구(40)안으로, 부분적으로 통과하는 베이스 집속구조체(38 또는 38A) 및 집속코팅(39 또는 39A)으로 형성되어 있고, 상기 집속코팅은 보통 상기 베이스 집속구조체보다 낮은 저항률을 가지고 있고 일반적으로 경사피착기술(angled deposition technique)로 형성되며, 상기 집속코팅의 하부면에 액세스도체(106 또는 106A)가 적절히 전기적으로 접속되어 있으며, 상기 집속개구를 통해 이동하는 전자의 집속을 제어하는 퍼텐셜이 상기 액세스도체를 통해 상기 집속코팅에 제공되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기 전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스{STRUCTURE AND FABRICATION OF ELECTRON-FOCUSING SYSTEM AND ELECTRON-EMITTING DEVICE EMPLOYING SUCH ELECTRON-FOCUSING SYSTEM}
본 발명은 전자방출 디바이스에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 음극선관("CRT") 타입의 평판 패널 디스플레이에서 사용하기에 적합한 전자 방출 디바이스 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 전계 방출 원리에 따라 동작하는 종래의 컬러 평판 패널 CRT 디스플레이의 활성영역(active area) 내의 기본 특성을 설명하고 있다. 도 1의 전계 방출 디스플레이("FED")는 전자방출 디바이스 및 발광 (광 방출) 디바이스로 구성되어 있다. 상기 전자방출 디바이스는 보통 캐소드로 언급되는데, 넓은 영역으로 전자를 방출하는 전자방출소자(1)가 포함되어 있다. 방출된 전자는 상기 발광 디바이스내의 해당 영역상에 분포된 발광 소자(2)쪽으로 향한다. 전자가 충돌하게 되면, 발광 소자(2)는 빛을 발하여 FED 의 화면상에 이미지를 만들어 낸다.
상세하게는, 전자방출소자(1)는 에미터 전극(3)상에 위치하는데, 그 하나가 도 1에 도시되어 있다. 제어 전극(4)이 에미터 전극(3)과 교차해 있고 전기적으로 절연되어 있다. 전자방출소자(1) 세트는 제어 전극(4)과 교차하는 각각의 에미터 전극(3)과 전기적으로 접속되어 있다. 간략화를 위해, 도 1에서는 각각의 전극 교차 위치에서 단지 하나의 전자방출소자(1)만을 나타내었다. 제어 전극(4)과 에미터 전극(3) 사이에 적절한 전압이 인가되면, 제어 전극(4)은 관련된 전자방출소자(1)로부터 전자를 인출한다. 발광 소자내의 애노드(도시하지 않음)는 이 전자들을 투명한 페이스플레이트(6)상에 있는 블랙 매트릭스(5)에 의해 측면으로 분리된 발광 소자(2)로 유도한다.
관련된 제어 전극(4)의 제어하에 하나의 전자방출소자(1)에서 나온 전자는 보통 도 1의 수직방향에 대해 45°이상의 최대 반각(half angle)을 갖는 입체 원뿔형으로 분포하게 된다. 참고를 위해, 도 1은 하나의 전자방출소자(1)의 꼭대기에서 45°반각의 원뿔형을 설명하고 있다. 상기 발광 디바이스에서, 편향되지 않은 전자들은 도 1의 도면부호 "7" 로 표시된 영역상에 분포한다. 상기 영역(7)은 캐소드와 애노드 구조 사이의 거리가 증가함에 따라 커진다. 도 1에 설명되어 있는 바와 같이, 하나의 전자방출소자(1)에서 방출된 편향되지 않은 전자들은 목적 발광 소자(2) 영역 밖에서 충돌할 수 있다.
휘도 및 수명의 향상을 위해 높은 애노드 전압에서 동작하는 FED는, 애노드와 캐소드 구조의 성분 사이의 전기적 아킹(electrical arcing)을 피하기 위해 상대적으로 큰 애노드-캐소드 공간을 필요로 한다. 따라서, 원하지 않은 위치(예, 목적 발광 소자(2)에 인접한 발광 소자(2))에 전자가 충돌하게 될 가능성은 높은 애노드 전압으로 동작하는 FED에서 특별한 관심이 필요한 것이다.
FED 내의 전자-방출 디바이스는 보통 전자의 궤도를 제어하는데 도움을 주는 집속 시스템(focusing system)이 포함되어 있어서 전자 대부분이 목적 발광 소자로만 충돌하도록 한다. 이 집속 시스템은 일반적으로 상기 제어 전극 위에서 연장한다. 상기 집속 시스템의 전자방출소자 세트와의 측면 관계는 높은 디스플레이 성능을 얻는데 있어서 매우 중요하다.
도 2a-2c 는 집속 시스템(8)이 추가된 도 1의 FED 의 종래 변화를 설명하고 있다. 집속 시스템(8)은 애노드와 캐소드 구조 사이에 있는 전계(electric field)를 국부적으로 변형시켜 전자 궤도를 변경시키는 전자 렌즈를 형성한다. 이 전자 궤도내의 변화량은 초기 궤도, 상기 전자 렌즈의 강도 및 상기 렌즈 내부의 비행 시간 등의 성분에 따라 달라진다. 이상적으로는, 집속 시스템(8)의 특성은 부딪치는 거의 모든 전자들이 도 2a 에 나타난 바와 같이 목적 발광 소자(2)와 충돌하도록 선택된다. 그러나, 전자들은 종종 상기 전자 렌즈가 도 2b 에서와 같이 부족 집속되거나 또는 도 2c 에서와 같이 과잉 집속 되는 경우 원하지 않은 영역에 충돌하곤 한다.
방출된 전자를 적절하게 집속하는 상기 전자 렌즈의 능력은 집속 시스템의 물리적 특성에 따라 다르다. 일반적으로, 집속 시스템은 원하는 퍼텐셜을 유지하는 능력을 요구한다. 미국 특허 5,528,103 호는 FED 내의 퍼텐셜을 유지할 수 있는 전자 집속 시스템의 여러 구조를 설명하고 있다. 불행하게도, 미국 특허 5,528,103 호의 모든 집속 시스템은 불충분한 집속 능력을 제공하거나 또는 제어 전극과의 전기적 단락 회로에 관한 우려를 일으킨다.
집속 시스템에서의 전기적 도전 물질이 제어 전극 등의 다른 요소와 전기적 단락이 되는 상당한 위험을 나타내지 않고 전자 방출 디바이스를 위한 적절한 전자 집속을 제공하는 집속 시스템이 바람직하다. 또한, 집속 시스템에는 신뢰성에 관한 문제를 없애면서 전자 궤도를 제어하는 퍼텐셜이 제공되어야 한다. 또한, 이러한 집속 시스템을 용이하게 제조하는 기술도 바람직하다.
본 발명은 평판-패널 CRT 디스플레이, 특히 FED 에서의 사용에 적합한 전자 방출 디바이스용 전자 집속시스템을 제공한다. 본 전자 집속시스템을 사용하는 전자방출 디바이스의 기본적 형태에서, 전자는 유전체층내의 개구에 위치한 전자방출소자에서 방출된다. 이 전자방출소자는 상기 유전체층 위에 위치하는 제어 전극내의 제어개구를 통해 노출되어 있다.
본 발명의 전자 집속시스템에는 베이스 집속구조체 및 집속코팅이 포함되어 있다. 상기 베이스 집속구조체는 상기 유전체층 위에 위치하고 있으며 거의 상기 전자방출소자 위에 위치하는 집속개구를 가지고 있다. 전자방출소자에서 방출된 전자는 상기 집속개구를 통해 이동한다.
상기 집속코팅은 집속개구 내부에서 상기 베이스 집속구조체를 피복한다. 이 집속코팅은 상기 집속개구 아래로 도중까지만 연장하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 집속코팅은 집속개구의 바닥까지 도달하지 않는다. 이 집속코팅은 보통 전기적 비절연 물질, 즉 전기적 도체이거나 전기적 저항체 물질로 형성된다. 이 집속코팅은 또한 상기 베이스 집속구조체보다 낮은 저항을 가지고 있다. 따라서, 집속코팅은 일반적으로 방출된 전자를 제어하는 집속제어 역할을 대부분 제공한다.
집속코팅이 집속개구 아래로 도중까지만 연장하도록 본 집속시스템을 구성하는 것은 두 가지 장점이 있다. 첫째로, 집속코팅이 제어전극과 거의 자동적으로 이격하게 된다. 제어전극과 집속코팅과의 단락이 없게된다. 두번째로, 본 발명에 의해 집속개구 안으로 도중까지만 연장하는 집속코팅 량을 간단히 조정함으로써 원하는 집속제어 정도를 얻게된다. 다시 말해서, 집속개구 안쪽으로의 집속코팅의 연장은 회로단락 문제를 대부분 피하면서 우수한 집속제어를 용이하게 얻을 수 있게 한다.
본 전자 집속시스템에는 전자집속을 제어하는 퍼텐셜을 수용하기에 적합한 액세스도체(access conductor)가 적절하게 포함되어 있다. 이 액세스도체는 상기 유전체층상에 위치하고 있으며, 특히 상기 베이스 집속구조체내의 액세스개구를 통해 집속코팅과 그 하부면을 따라 전기적으로 접속되어 있다. 따라서 액세스도체로부터 집속코팅까지 집속제어 퍼텐셜이 제공된다.
상기 베이스 집속구조체는 보통 상기 제어전극의 일부 및 액세스도체의 일부 위에 위치하고 있다. 상기 제어전극과 상기 액세스도체 모두 유전체층 위에 위치하고 있기 때문에, 액세스도체는 기본적으로 상기 제어전극과 같은 전자방출 디바이스내의 레벨에 있게 된다. 따라서, 전자방출소자를 제어하기 위해 제어전극에 전압이 인가되는 것과 거의 같은 방식으로 상기 액세스도체에 집속제어 퍼텐셜이 인가될 수 있다. 이것은 신뢰성을 향상시키고 상기 집속코팅을 그 상부면을 따라 접촉시키고자 할 때 발생할 수 있는 전기적 접속 및 라우팅 문제를 피하게 한다.
상기 제어전극 및 액세스도체는 보통 주로 동일한 도전 물질로 구성된다. 특히, 액세스도체는 상기 제어전극을 형성하는 동안 형성된다. 이러한 방식으로 집속시스템을 제조하면 집속코팅의 상부면과 접촉하는 액세스도체를 제공하기 위해 추가로 요구되는 제조시간의 소비를 피하게 된다.
상기 집속코팅은 보통 소정의 각도로 경사피착기술에 따라 형성된다. 즉, 집속코팅은 유전체층과 거의 평행한 평면에 대해 측정하여 90°보다 작은 입사각도(incidence angle)에서 상기 베이스 집속구조체 위에 피착된다. 상기 입사각은 보통 충분히 작도록 선택되어 상기 집속코팅물질이 상기 경사피착이 진행되는 동안 상기 집속개구 안으로 도중까지만 축적(피착)된다.
전자방출 디바이스에서, 전자집속제어가 가장 중요한 특정 측면방향이 있는 것이 보통이다. 예를 들어, 집속개구가 제 2 측면 방향(제 1 측면 방향과 수직)에서 보다 제 1 측면 방향에서 더 큰 치수(크기, dimension)를 가지고 있는 경우를 고려해 본다. 집속제어가 상기 제 1 방향에서보다 상기 제 2 방향에서 더 중요하다고 가정한다.
만일 집속코팅물질이 제조중에 있는 전자방출 디바이스에 대해 거의 일정한 입사각(90°미만)에서 상기 디바이스 주위를 동시에 회전하고 있는 경사피착 소스로부터 피착된다면, 상기 제 1 방향에서 집속개구의 더 큰 치수는 상기 집속개구내의 집속코팅물질의 불균일한 축적을 가져오게 될 것이다. 상기 제 2 방향(즉, 집속제어가 보다 중요한 방향)에서 최적의 (또는 거의 최적인) 집속제어를 가져오는 값으로 피착 입사각도를 설정하려고 하는 것은 원치않는 결과를 가져올 수 있다. 특히, 상기 제 2 방향에서 충분한 측면 속도를 가지고 상기 집속개구상에 동시에 부딪치는 상기 집속코팅물질이 상기 집속개구 안으로 도중까지만 진행한다 하더라도 상기 제 1 방향으로 충분한 측면 속도를 가지고 집속개구상에 동시에 부딪치는 집속코팅물질은 상기 집속개구의 바닥에 도달할 수 있으며, 제어전극과 집속코팅이 단락될 수도 있다.
이와 같은 문제들은 본 발명에서 두 개의 적절히 선택된 대향 위치, 특히 집속개구 외부에서 대향하여 위치한 위치로부터 경사집속코팅 피착을 함으로써 해결된다. 본 명세서에서 사용되고 있는, 피착 "위치"는, 상기 집속개구 등의 타겟을 향하는 상기 집속코팅물질과 같은 재료의 처음 위치를 의미한다.
본 대향-위치 피착기술의 장점은 만일 상기 집속개구가 한쌍의 대향하는 제 2 측벽과 각각 만나는 한쌍의 대향하는 제 1 측벽에 의해 형성된다면 어떻게 될지를 고려해 봄으로써 알 수 있다. 그 후, 상기 경사피착은 집속코팅물질이 상기 제 1 측벽의 아래로 도중까지만 축적되도록 상기 제 1 측벽 뒤의 대향 위치에서 행해진다. 두 개의 대향하여 위치하는 피착 위치를 상기 집속개구으로부터 적절하게 이격시켜 배치하고/배치하거나 상기 집속코팅물질이 상기 각각의 위치로부터 상기 집속개구 쪽으로 향하게 되는 반각을 적절히 제한함으로써, 집속코팅물질은 보통 어디에서도 상기 제 1 측벽 아래쪽보다 상기 제 2 측벽 아래쪽으로 더 깊게 축적되지 않게 된다. 이것은 제 1 측벽이 제 2 측벽보다 더 길거나 또는 더 짧거나에 상관없이 사실이다.
다음으로, 제 1 측벽을 앞서 언급한 제 1 방향으로 연장시키고, 제 2 측벽은 제 2 방향으로 연장시킨다. 앞서 언급한 문제점들과 같이, 집속제어는 제 1 방향보다는 제 2 방향에서 더 중요하지만, 집속개구는 제 2 방향보다는 제 1 방향에서 더 큰 치수(크기)를 가지는 것으로 가정한다. 따라서 제 1 측벽은 제 2 측벽보다 더 길다.
본 발명의 대향-위치 기술에 따라 집속코팅물질을 피착함으로써, 집속코팅물질이 제 2 측벽 아래로 축적되는 거리는 비록 제 1 측벽이 더 긴 경우에도 일반적으로 제 1 측벽 아래로 축적되는 거리보다 더 크지 않다. 이것은, 본 명세서에서, 집속제어가 제 2 방향에서 더 중요한 경우 정말로 필요하다. 이로 인해 본 피착 기술은 제어전극과 집속코팅의 단락을 피하는 동시에 바람직한 집속제어를 제공한다. 또한, 앞에서의 방식으로 두 개의 대향 위치로부터 집속코팅물질을 피착하는 것은 액세스도체와 집속코팅의 전기적 접속 필요성에 완전히 적합하다.
피착이 진행되는 동안, 두 개의 피착 위치는 모두 각각의 위치로부터 주어진 방향, 예를 들어 제 1 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 방식으로 피착 위치를 이동시키는 것은, 주어진 방향으로 복수의 집속개구가 있는 경우, 집속코팅의 균일한 두께 및 집속 개구 안으로 도중까지만 연장하는 집속코팅의 깊이의 개구간의 균일성을 향상시키는데 도움이 된다. 또한, 주어진 방향(소정 방향)으로의 피착 위치의 이동은 큰 영역상에서의 집속코팅의 피착을 용이하게 하여, 상당히 큰 피착 시스템의 필요성을 줄어준다.
본 피착 기술은 유연성(flexibility)이 매우 높다. 피착 변수(parameter)들을 조정하여 다양한 디바이스 크기 및 해상도를 수용할 수 있다. 간단히 말하면, 본 발명은 충분한 이점을 제공한다.
본 발명은 회로단락 문제를 줄이기 위해 집속개구 내부로 도중까지만 연장하는 집속코팅으로 전자 집속을 수행하는 구동형 전자방출 디바이스(matrix-addressed electron emitting device)를 제공한다. 바람직하게는 (a) 전자방출 디바이스내의 제어전극 레벨에 위치하고 (b) 신뢰성을 향상시키기 위해 제어전극과 거의 같은 방식으로 외부로 액세스 가능한 액세스 전기 도체를 통해 상기 집속 코팅이 집속 제어 퍼텐셜을 수용한다. 본 발명의 전자 에미터는 보통 발광 디바이스의 해당 발광 형광 소자로부터 가시광선을 방출시키는 전자를 만드는 전계 방출 원리에 따라 동작한다. 상기 전자방출 디바이스 및 발광 디바이스의 조합은 평판 패널 텔레비젼 또는 개인용 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 또는 워크스테이션을 위한 평판 패널 비디오 모니터 등의 평판-패널 디스플레이의 음극선관을 형성한다.
이하 설명에서, "전기적 절연"(또는 "유전체")란 용어는 저항이 1010ohm-cm 이상의 물질에 적용된다. 따라서 "전기적 비절연" 이란 용어는 저항률이 1010ohm-cm 이하를 가진 물질에 해당한다. 전기적 비절연 물질은 (a) 저항률이 1 ohm-cm 이하인 전기적 도전 물질 및 (b) 저항률이 1 ohm-cm 내지 1010ohm-cm 범위인 전기적 저항 물질의 두 가지로 나뉜다. 이러한 카테고리는 1 볼트/㎛ 이하의 전기장에서 결정된다. 비슷하게, "전기적 비도전" 이란 용어는 적어도 저항률이 1 ohm-cm 인 물질을 나타내고, 전기적 저항 및 전기적 절연 물질을 포함한다.
전기적 도전 물질(또는 전기적 도체)의 예로는, 금속, 금속-반도체 화합물(금속 규화물 등), 및 금속 반도체 화합물 등이다. 전기적 도전 물질로는 중간 또는 높은 레벨로 도핑된 (n-타입 또는 p-타입) 반도체도 포함된다. 전기적 저항 물질에는 진성 반도체 및 약하게 도핑된 (n-타입 또는 p-타입) 반도체가 포함된다. 전기적 저항 물질의 또 다른 예로는 (a) 서밋(금속 입자가 묻혀있는 세라믹) 등의 금속-절연체 혼합물, (b) 흑연, 아몰퍼스 카본, 및 변형된(예를 들어 도핑된 또는 레이저 변형된) 다이아몬드 등의 카본 형태, 및 (c) 실리콘-카본 니트로겐 등의 어떠한 실리콘-카본 화합물이 있다.
도면을 참고하면, 도 3은 본 발명에 따라 구성된 집속 시스템을 포함하고 있는 구동형 전자방출 디바이스 일부의 단면이 설명되어 있다. 도 3의 디바이스는 전계 방출 모드로 동작하며, 본 명세서에서 종종 전계 에미터로 지칭될 것이다. 도 4는 도 3에 도시된 전계 에미터의 일부의 평면도를 나타낸다. 그림의 설명을 간단히 하게 위해, 도 4의 수직 방향 치수는 수평 방향 치수에 대해 압축된 스케일로 표시하였다.
도 3 및 도 4의 전계 에미터는 가로 및 세로 컬러 화소("화소")로 분할된 컬러 FED에 사용된다. 가로방향(row direction)--즉, 필셀의 행을 따른 방향--은 도 3 및 도 4에서의 수평방향이다. 세로방향(column direction)은, 상기 가로방향과 수직으로서 화소의 세로를 따르는 방향, 도 3의 평면에 수직으로 연장된다. 세로방향은 도 4에서 수직방향으로 연장한다. 각각의 컬러 화소에는 적색, 녹색 및 청색의 세 개의 부화소(sub-pixel)가 포함되어 있다.도 3 및 도 4의 전계 에미터는 일반적으로 두께가 약 1mm 인 Schott D263 글래스 등의 유리로 구성되는 얇고 투명한 평판 베이스플레이트(10)로부터 생성된다. 일군의 불투명한 평행 에미터 전극(12)이 베이스플레이트(10)상에 위치하고 수평방향으로 연장하여 가로전극을 형성한다. 각각의 에미터 전극(12)은, 평면도에서, 일반적으로 에미터 개구(18)에 의해 분리된 일군의 가로대(16) 및 한쌍의 레일(14)로 구성되어 사다리 모양을 하고 있다. 전극(12)은 보통 니켈 또는 알루미늄 합금으로 200nm 두께로 형성된다.
삭제
에미터 전극(12)상에는 전기적 저항층(20)이 위치한다. 저항층(20)은 적어도 106ohm 의 저항, 일반적으로 1010ohm 의 저항을 각각의 에미터 전극(12)과 그 상부에 위치하는 하기의 전자방출소자 사이에 제공한다. 층(20)은 보통 0.3-0.4㎛ 두께를 가진 서밋으로 구성된다. 투명한 유전체층(22)이 저항층(20) 위에 위치한다. 유전체층(22)은 보통 0.1-0.2㎛ 두께의 산화 실리콘으로 구성된다.
측면으로 분리된 일군의 전자방출소자(24) 세트가 유전체층(22)을 통해 연장하는 개구(26)내에 위치하고 있다. 각각의 전자방출소자(24) 세트는 각각의 에미터 전극(12)내의 하나의 가로대(16, crosspiece) 위에 위치하는 방출 영역을 점유하고 있다. 각각의 에미터 전극(12) 위에 위치하는 특정 소자(24)들은 저항층(20)을 통해 전극(12)과 전기적으로 접속된다. 소자(24)들은 여러 방식의 모양을 가질 수 있다. 도 3의 예에서, 소자(24)는 모양이 일반적으로 원뿔형이고 보통 몰리브덴으로 구성된다.
거의 평행하고 불투명한 일군의 복합 제어 전극(28)이 유전체층(22)상에 놓여있고 세로방향으로 연장하여 세로전극(column electrode)을 형성한다. 각각의 제어 전극(28)은 하나의 세로 부화소를 제어한다. 따라서 세 개의 연속 전극(28)이 하나의 세로 화소를 제어한다.
각각의 제어 전극(28)은 주 제어부(30) 및 에미터 전극(12)과 같은 수의 일군의 인접 게이트부(32)로 구성된다. 주 제어부(30)는 세로방향으로 전계 에미터를 완전히 교차하여 연장한다. 게이트부(32)는 주 제어부(30)를 통해 연장하는 큰 제어 개구(34)내에 부분적으로 위치한다. 전자방출소자(24)는 게이트 개구(36)를 통해 노출된다. 이 게이트 개구(36)는 큰 제어 개구(34)에 위치하는 게이트부(32)의 세그먼트이다. 제어 개구(34)는 상기 전자방출소자(24) 세트의 방출 영역을 가로방향으로 둘러싸기 때문에, 각각의 제어 개구(34)는 때때로 "스위트 스폿(sweet spot)" 이라 불린다. 주 제어부(30)는 보통 0.2㎛ 두께의 크롬으로 구성된다. 게이트부(32)는 보통 0.04㎛ 두께의 크롬으로 구성된다.
전자 집속 시스템(37)은, 일반적으로 베이스플레이트(10)의 상부 표면에 대해 수직으로 보았을 때 거의 격자 패턴(waffle pattern)으로 배열되어 있는데, 상기 주 제어부(30)의 일부 및 제어 전극(28)에 의해 피복되지 않은 유전체층(22)상에 위치한다. 도 3을 참고하면, 집속 시스템(37)은 전기적으로 비도전성인 베이스 집속 구조체(38) 및 베이스 집속 구조체(38)의 일부 위에 위치하는 얇은 전기적 비절연 집속 코팅(39)으로 형성된다. 집속 코팅(39)은 얇고 베이스 집속 구조체(38)의 측면 외형을 거의 따르므로, 도 4에는 집속 시스템(37)의 베이스 구조체(38)의 평면도만이 도시되어 있다.
비도전 베이스 집속 구조체(38)는 보통 전기적 절연 물질로 구성되지만 제어 전극들(28)이 서로 전기적으로 접속되지 않게 되도록 충분히 높은 저항을 가진 전기적 저항 물질로 형성될 수도 있다. 비절연 집속 코팅(39)은 보통 전기적 도전성 물질로 구성되는데, 특히 100nm 두께의 알루미늄과 같은 금속으로 구성된다. 집속 코팅(39)에 적합한 다른 재료로는, 크롬, 니켈, 금 및 은 등이다. 집속 코팅(39)의 면저항은 보통 1-10 ohm/sq 이다. 특정 용도에서는, 코팅(39)은 전기적 저항 물질로 형성될 수 있다. 그러나 어떠한 경우에도, 코팅(39)의 저항은 베이스 구조체(38)보다 훨씬 작다.
베이스 집속 구조체(38)에는 일군의 개구(40)가 구비되어 있고, 각 개구는 서로 다른 전자방출소자(24)의 세트 하나를 위한 것이다. 특히, 집속 개구(40)는 게이트부(32)를 노출시킨다. 집속 개구(40)는 큰 제어개구(스위트 스폿)(34)와 동일한 중심을 갖고 그것보다 더 크다.
도 4에서, 가로(수평)방향보다 세로(수직)방향의 축적이 크기 때문에, 집속 개구(40)가 수직방향에서보다 수평방향이 더 크게 보여진다. 실제로는, 보통 반대 경우가 많다. 개구(40)의 수평방향의 측면 크기(치수)는 보통 50-150㎛, 특히 80-90㎛ 이다. 개구(40)의 수직방향의 측면 크기는 보통 75-300㎛, 특히 120-140㎛ 이고, 따라서 수평방향의 개구(40)의 측면 크기보다 훨씬 더 크다.
집속 코팅(39)은 베이스 집속 구조체(38)의 최상부 표면상에 상층을 이루고, 집속 개구(40) 안으로 도중까지 연장되고, 보통 50-75% 정도까지 연장된다. 비록 비도전 베이스 집속 구조체(38)가 제어전극(28)과 접촉한다 하더라도, 비절연 집속 코팅(39)은 제어 전극(28)과 어디서다 이격되어 있게 된다. 베이스플레이트(10)의 상부 표면에서 수직으로 바라보면, 각각의 다른 전자방출소자(24) 세트가 베이스 구조체(38)에 의해 측면이 둘러쌓여 있어 코팅(39)에 의해서도 둘러쌓여 있다.
주로 비접속 접속 코팅(39)으로 이루어진 집속 시스템(37)은 각각의 전자방출 디바이스로부터 방출된 전자를 집속하는 것에 의해 전자가 형광물질에 충돌한다. 이 형광체 물질은 전자방출 디바이스와 대향측에 위치하는 발광 디바이스의 대응하는 발광 소자내에 있다. 다시 말해서, 집속 시스템(37)은 전자방출소자(24)로부터 방출된 전자를 각 부화소에 집속하는 것에 의해 전자가 부화소의 형광물질에 충돌한다. 전자 집속 기능의 성능을 높이기 위해서는 코팅(39)이 소자(24) 위로 상당히 연장하고 각각의 소자(24)의 세트로부터 시스템(37)의 일정 부분과의 수평방향 거리, 특히 코팅(39)의 일정 부분과의 거리가 충분하게 제어되는 것이 필요하다.
보다 구체적으로는, 보통 화소는 거의 정사각형이고, 일렬로 배열된 각 화소의 3개의 부화소가 가로방향으로 연장한다. 화소의 가로 사이의 활성 화소영역(active pixel area)의 일부는 보통 스페이서 벽(spacer wall)의 수용 에지로서 할당된다. 그 결과, 큰 제어 개구(34)는 보통 세로방향보다는 가로방향에서 상당히 더 가깝게 접근한다. 따라서 세로방향보다는 가로방향에서 더 양호한 집속 제어가 필요하다. 따라서, 양호한 전자 집속을 성취하기 위해 제어될 필요가 있는 중요한 거리는 집속 시스템(37)의 가로 에지로부터 큰 제어 개구(34)의 가장 가까운 에지(34C) 까지의 가로방향 거리이다. 에지(34C)가 세로방향으로 연장하기 때문에, 이들을 본 명세서에서는 세로방향 에지로 부른다.
도 3 및 도 4의 전계 에미터를 구비하는 FED 의 내부 압력은 매우 낮은데, 보통 약 10-7-10-6 torr 이다. 베이스플레이트(10)가 얇아서, 집속 시스템(37)도 또한 스페이서 (전형적으로는 스페이서 벽)과 접촉하는 표면으로서의 기능을 한다. 이 스페이서에 의해 디스플레이의 전자방출부분과 발광부분과의 사이의 소망의 공간을 유지하는 한편, FED가 공기압 등의 외압에 견뎌내는 것이 가능하다.
앞서 논의한 거리 및 스페이서-접촉에 관한 문제는, 베이스 집속 구조체(38)를 키가 큰 주 베이스부(38M) 및 일군의 임계적으로 배열된 추가 베이스부(38L)의 대향하는 쌍으로 구성함으로써 해결된다. 추가 베이스부(38L)의 대항하는 쌍 각각의 두 개의 추가 베이스집속부(38L)는 대응하는 큰 제어 개구(34)의 대향하는 면측에 위치한다. 도 3의 예에서, 추가 베이스집속부(38L)는 주 베이스 집속부(38M) 보다 약간 짧다. 집속 코팅(39)의 일부는 더 짧은 집속부(38L)의 측벽 아래로 도중까지 집속 개구(40)안으로 연장한다.
한쌍의 대향하는 짧은 베이스집속부(38L)의 각각은 전자방출소자(24)의 대응하는 세트를 제어하는 특정 제어 건극(28)의 외측 수평 길이방향 에지의 일부(28C)와 수직으로 정렬한 수평 세로방향 에지(38C)를 구비한다. 제어-전극 에지부(28C)의 각 쌍으로부터(즉, 대응하는 집속 구조체의 세로방향 에지(38C)의 쌍으로부터), 대응하는 전자방출소자(24)의 세트를 위한 큰 제어 개구(34)의 세로방향 에지(34C)와의 거리는 고정된 포토마스크 크기에 의해 결정되기 때문에 충분히 제어가능하다. 따라서, 대향하는 집속부(38L)의 각 쌍의 위에 위치하는 일부의 집속 코팅(39)이 충분히 제어된 가로방향 거리에 의해 전자방출소자(24)의 대응하는 세트와 이격되어 위치한다.
전극(28 및 12)에 대응하는 베이스 집속 구조체(38)의 완전한 평면 구조를 도 5에서 볼 수 있는데, 도 5는 도 4와 방향이 같다. 도 5는 두 개의 에미터 전극(12)을 도시하고 있다. 도 5의 도면부호 "42"는 연속되는 전극(12)의 각 쌍 사이의 영역을 나타낸다. 디스플레이 조립이 진행되는 동안, 스페이서 벽은 집속 코팅(39)의 일부와 접촉하도록 조립되어 있다. 이 집속 코팅(39)은 영역(42)의 일부 또는 전부에 거의 따라서 주 집속부(38M) 위에 연장한다. 원한다면, 스페이서-접촉 영역(42) 위의 주 집속부(38M)의 스트립은 짧은 집속부(38L)와 거의 같은 높이로 연장하는 집속 물질로 대체할 수 있어서, 베이스 집속부(38)에 스페이서 벽의 에지를 수용하기 위한 집속 코팅(39)으로 피복된 홈(groove)을 제공할 수 있다.
베이스 집속 구조체(38)는 보통 화학선 복사(actinic radiation)에 선택적으로 노출되고 현상되는 네가티브-톤의 전기적 절연 화학선작용 물질로부터 생성된다. 이 화학선작용 물질은 적절한 광-중합반응가능한 폴리이미드이고, 구체적으로는 Olin OCG7020 폴리이미드이다. 주 집속부(38M)는 일반적으로 유전체층(22) 위로 45-50㎛ 두께로 연장한다. 추가 집속부(38L)는 보통 주 집속부(38M) 보다 10-20% 더 짧다.
디스플레이 동작 동안에, 적절한 퍼텐셜이 집속 시스템(37), 특히 집속 코팅(39)에 인가되어 전자 집속을 제어한다. 이 집속 제어 퍼텐셜은 보통 그라운드에 대해 25-50 볼트 값을 가지며, 전자방출소자(24)의 각 세트에서 방출된 전자를 발광 디바이스내의 대응하는 (직접 대향하는) 형광영역에 집속되게 한다.
도 3 ~ 5의 전계 에미터는 보통 다음과 같은 방식으로 제조된다. 에미터-전극 물질의 블랭킷층을 베이스플레이트(10)상에 피착하고 적절한 포토레지스트 마스크를 사용하여 패터닝하여 사다리 모양의 에미터 전극(12)을 만든다. 이 결과로 형성된 구조의 최상부에 저항층(20)을 피착한다. 저항층(20) 위에 유전체층(22)을 피착한다.
주 제어부(30)를 위한 전기적 도전 물질의 블랭킷층을 층(22) 위에 피착하고 적절한 포토레지스트 마스크를 사용하여 패턴하여 제어 개구(34)가 포함된 주 제어부(30)를 형성한다. 하기에 상세하게 설명하겠지만, 집속 코팅(39)에 집속 제어 퍼텐셜을 제공하는 액세스 도체 또는 도체들이 보통 이 패터닝 단계가 진행되는 동안 이 블랭킷 제어층으로부터 생성된다. 상기 포토레지스트 마스크는 개구(34)의 수직방향 에지(34C)를 포함하는 주 제어부(30)를 위한 소망의 패턴을 갖는 포토마스크(레티클)로부터 생성된다.
게이트 물질의 블랭킷층을 이 구조의 최상부상에 피착하고 다른 포토레지스트 마스크를 사용하여 패터닝해서 게이트부(32)를 형성한다. 게이트 개구(36) 및 유전체 개구(26)는 미국 특허 5,559,389 또는 5,564,959 에 설명된 타입의 대전된-입자 트래킹 절차에 따라 게이트부(32) 및 유전체층(22)내에 각각 생성된다. 이들 두 특허의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로서 통합된다. 전자방출소자(24)는 게이트 개구(36)를 통해 유전체 개구(26)안으로 상기 특허 중 어느 하나에 설명된 타입의 피착기술에 따라 전기적 도전성 물질을 피착하여 원뿔 형태로 생성된다.
이제 베이스 집속 구조체(39)가 도 6a ~ 6d에 설명된 바와 같이 형성된다. 네가티브-톤의 전기적 절연 화학선작용 물질의 1차 블랭킷층(38P)이 이 구조의 최상부상에 제공된다. 전자방출 구조체는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 베이스플레이트(10)의 하부 표면상에 부딪치는 배면 화학선 복사(46, backside actinic radiation)에 노출된다.
베이스플레이트(10) 및 유전체층(22)은 상기 배면 복사(46)의 대부분을 투과한다. 한편, 저항층(20)이 배면 복사(46)를 직접 투과하는 경우, 전형적으로는 약 40-80% 이다. 전극(12 및 28)은 복사(46)를 거의 투과하지 않는다. 따라서, 전극(12 및 38)에 의해 가려지지 않은 1차 화학선작용층(38P, primary actinic layer)의 부분(38Q)은 복사(46)에 노출되고 화학 구조가 변화된다. 따라서, 복사(46)는 에미터 개구(18)를 통과한다. 측면 제어-전극 에지(28C)와 수직으로 정렬된 1차 층(38P)의 일부가 복사(46)에 노출되어 베이스 집속 구조체(38)의 세로방향 가로 에지(38C)를 확정한다.
이제 부분적으로 마무리된 구조체에 포토마스크(47)를 통해 전면 화학선 복사(48)를 하여 이 구조의 최상부에 쪼여진다. 도 6c를 참고하라. 포토마스크 (47)에는 집속 개구(40) 상부 영역에 복사-방지 영역(47B, radiation-blocking area)이 있다. 방지 영역(47B) 각각은 도 3 또는 도 4의 수평 화살표(44) 및 수직 화살표(40)로 표시된 영역에 해당한다.
하기에 보다 상세하게 설명하겠지만, 포토마스크(47)에는 주 제어부(30)를 생성하는데 사용된 상기 블랭킷 제어층으로부터 생성된 해당하는 액세스 도체와 접촉하기 위해서 집속 코팅(39)이 베이스 집속 구조체(38)의 두께를 따라 연장하는 하나 또는 그 이상의 각각의 위치 위의 추가의 복사-방지 영역(도시하지 않음)이 있다. 이 추가 복사-방지 영역(additional radiation-blocking area) 아래의 1차 화학선작용 물질은 액세스 도체 또는 도체들 위에 위치하고, 따라서 배면 복사(46)에 노출되지 않았었다. 방지 영역(47B) 및 추가 방지 영역에 가려지지 않은 1차 층(38P) 물질은 전면 복사(48)에 노출되어 화학 구조가 변화된다.
상기 배면 노출 및 전면 노출이 이루어지는 순서는 보통 중요하지 않다. 상기 화학선작용 물질이 Olin OCG7020 폴리이미드 등의 광-중합반응가능한 폴리이미드인 경우, 상기 두 노출이 진행되는 동안의 화학선 복사는 보통 노출된 폴리이미드에 중합반응을 일으키는 UV 광이다.
현상 작용의 수행으로 1차 층(38P)의 노출되지 않은 부분을 제거하여 도 6d 에 도시된 바와 같이, 베이스 집속 구조체(38) 및 집속 개구(40)를 생성한다. 집속 코팅(39)을 해당 액세스 도체와 접하게 할 수 있는 베이스 집속 구조체(38)를 관통하는 각각의 개구(도시하지 않음)가 동시에 형성된다. 베이스플레이트(10)가 존재하기 때문에, 배면 복사(46)는 보통 배면 노출된 영역에서 1차 층(38P)를 완전히 통과하지는 않는다. 추가 베이스 집속부(38L, further base focusing portions)는 배면 복사(46)에만 노출되기 때문에, 집속부(38L)는 보통 주 집속부(38M) 보다 짧다.
집속-코팅 물질을 적절한 각도로 증착을 수행하여 베이스 집속 구조체(38)상에 집속 코팅(39)을 형성한다. 상기 경사 증착에 대한 상세한 설명은 하기에 설명되어 있다. 이것은 집속 시스템(37)의 형성을 완성하여 도 3 ~ 5의 전계 에미터가 생기게 한다.
후속 공정에서, 상기 전계 에미터를 외부 벽을 통해 발광 디바이스(light-emitting device)에 밀봉한다. 이 밀봉 공정은 보통 상기 발광 디바이스상에 외부 벽 및 스페이서 벽의 장착을 포함한다. 다음으로 이 복합 어셈블리가 전계 에미터와 접하게 되고 내부 디스플레이 압력이 보통 10-7-10-6 torr가 되도록 기밀 밀봉된다. 이 스페이서 벽은 도 5의 영역(42) 모두 또는 일부를 따라 집속 시스템(37)과 접하게 된다.
도 3 ~ 5의 전계 에미터는, 본 명세서에서 그 내용이 참고문헌으로 통합되는, 스핀트(Spindt) 등이 공동 출원한 국제 출원 , 대리인 관리번호 M-4386 PCT 에 개시된 다른 절차에 따라 제조되고 상기 국제출원에 개시된 크기와 다른 측면 치수를 통상적으로 갖는다.
도 7은 집속 시스템(37)과 유사한 집속 시스템(37A)가 포함되어 있는 구동형 게이트 전계 에미터 일부의 측단면도이다. 도 7의 전계 에미터는 도 3 ~ 5 의 전계 에미터와 거의 동일하며, 거의 동일한 방식으로 제조되었다.
도 7의 집속 시스템(37A)은 디스플레이의 목적 활성영역(intended active area)을 완전히 교차하는 가로방향으로 연장하는 복사-방지 스트립을 갖는 포토마스크를 통해 전면 화학선 복사(48)로 1차 층(38P)을 먼저 노출시키는 것을 포함하는 선택적 방식으로 네가티브-톤의 1차 화학선작용층(38P)을 처리하여 생성된다. 포토마스크(47)를 통해, 포토마스크에는 집속 코팅이 베이스 집속 구조체의 두께를 따라 연장하여 해당하는 액세스 도체와 접하게 되는 각각의 목적 위치 위에 추가의 복사-방지 영역이 있게된다. 전면 복사(48, frontside radiation)는 이 노출된 영역에서 층(38P)을 완전히 통과하여 상기 수직방향 복사-방지 스트립 및 상기 추가의 복사-방지 영역 아래의 상기 노출된 화학선작용 물질의 화학 구조를 변화시킨다.
이제 배면 복사(46)에 의한 노출을 실행하여 복사(46)가 노출된 영역에서 1차 층(38P)을 부분적으로 통과하게 한다. 복사(46)가 이루어져(따라서 전극(12 및 28)에 의해 가려지지 아니하여) 오직 노출되지 않은 1차 화학선작용 물질만이 각각의 집속개구 가로부 내의 집속개구(40)을 위해 목적 위치 사이에 놓인 사각형의 세로방향 1차 화학선작용 스트립으로 구성된다. 따라서, 1차 층(38P)의 노출된 물질은 보통 도 3 및 도 4의 세로방향 집속 에지(38C)에 대한 위치에서 제어 전극 세로방향 에지(28C)의 일부에 수직으로 정렬된 세로방향 에지(38E)를 갖는다.
이제 1차 층(38P)을 현상시켜 노출되지 않은 화학선작용 물질을 제거한다. 층(38P)의 노출된 나머지 부분은 집속 개구(40)를 갖는 전기적 비도전성 베이스 집속 구조체(38A)를 형성한다. 베이스 집속 구조체(38A)는 또한 상기 집속 코팅이 하부 액세스 도체(underlying access conductor)와 접촉하는 각각의 위치에 액세스 개구(도시하지 않음)를 갖는다. 배면 복사(46)가 배면-노출된 영역에서 1차 층(38P)을 오직 부분적으로 통과하기 때문에, 집속 개구(40) 사이의 세로방향 직사각형 집속 스트립 전체 폭의 높이는 둘 다 거의 균일하고 베이스 집속 구조체(38A)의 나머지 부분의 높이보다 낮다. 이 점 및 집속 개구(40)가, 평면도에서, 도 4의 집속 개구(40)보다 더 직사각형인 사실을 제외하고는, 베이스 구조체(38A)의 모양은 거의 도 3 및 도 4의 베이스 구조체(38) 형태와 동일하다.
도 6a ~ 6d 공정에서의 배면 노출과 같이, 이 대체 공정에서의 배면 노출은 배면 복사(46)가 노출된 영역에서 1차 화학선작용층(38P)을 완전히 통과하는 상태하에서 수행될 수 있다. 따라서, (a) 각각의 집속 개구 가로부 내에서 집속 개구(40) 사이에 위치하는 세로방향 직사각형 집속 스트립 및 (b) 베이스 집속 구조체(38A)의 나머지 부분 사이의 높이 차이는 줄어들거나 또는 제거된다.
베이스 집속 구조체(38A)에 집속 코팅(39)과 유사한 전기적 비절연 집속 코팅(39A)이 제공되어 집속 시스템(37A)을 형성한다. 집속 코팅(39A)은 보통 집속 코팅(39) 생성시 사용된 방식으로 증착된 전기적 도전성 물질로 구성된다. 그 결과인 전계 에미터가 도 7에 도시된 바와 같이 보여진다. 도면번호 "38T" 및 "39T" 는 각각 상기 디바이스의 다른 부분에서의 키가 더 큰 베이스 집속 구조체(38A) 및 집속 코팅(39A) 물질의 최상부 표면을 나타낸다.
집속 시스템(37 또는 37A)은 그 특성이 거의 렌즈 치수(크기)에 의해 정의되는 전자 집속 렌즈를 형성한다. 상기 렌즈 크기가 전자 집속에 어떻게 영향을 미치는가에 대한 기본적 이해는 집속 코팅(39A)의 최상부 표면이 상대적으로 평탄한 도 7의 전계 에미터를 참고하면 쉬울 것이다. 도 7에서 도면번호 "80", "82" 및 "84"는 적절한 렌즈 크기를 나타낸다. 도 3 ~ 5의 전계 에미터내의 전자 렌즈들은 도 7과 유사한 방식으로 동작한다.
상기 전자 렌즈 내부의 비행 시간은, 기본적으로는, 방출된 전자가 상기 렌즈의 영향을 강하게 받는 동안의 시간이다. 도 7을 참고하면, 집속 시스템(37A)으로 형성된 렌즈에 대한 비행 시간은 집속 코팅(39A)이 집속 개구(40)내의 베이스 집속 구조체(38A)의 세로방향 측벽을 따라 수직으로 연장하는 거리(80)이다.
렌즈로 들어가는 전자 도입 지점의 결정요소(determinant)는 세로전극(28)의 최상부로부터 집속 개구(40)내의 베이스 집속 구조체(38A)의 세로방향 측벽을 따르는 집속 코팅(39A) 바닥까지의 수직 거리(82)이다. 비록 세로전극(28)의 상부 표면 높이의 변동이 도 7에서 사용된 설명 스케일에서의 도입-지점(entry-point) 거리(82)의 큰 부분으로 나타나 있지만, 전극(28)의 상부 표면의 실제 높이 변동은 도입-지점 거리(82)의 작은 부분이고 이 도입-지점 결정요소를 고려하는 정도에서는 거의 무시할 수 있다. 일반적으로, 평판 패널 디스플레이 성능은 도입-지점 거리(82)가 줄어들수록 향상된다. 따라서, 거리(82)는 보통 전극(28)과 집속 코팅(39A)과의 단락의 위험이 없이 가능한 작게 만들어진다.
전자 집속 렌즈의 세번째 결정요소는 각각의 집속 개구(40)를 통해 통과하는 전자에 렌즈가 국부적으로 영향을 미치는, 수평 반 폭(lateral half width)이다. 도 7의 전계 에미터에서, 각각의 집속 개구(40)를 위한 상기 수평 반 폭은 집속 개구(40)내의 집속 코팅(39A)으로부터 집속 개구(40)내의 세로전극(28)의 가로방향 중심까지의 가로방향 거리(84)이다. 수평 반 폭(84)은 각각의 집속 개구(40)를 따르는 베이스 집속 구조체(38A)의 세로방향 스트립의 가로방향 중심으로부터 개구(40)내의 세로전극(28)의 가로방향 중심까지의 가로방향 거리(86)의 대부분을 차지해야 한다. 원하지 않는 전자 궤도를 야기할 수 있는 렌즈수차는 수평 반 폭(84)이 가로방향 거리(86)의 대부분을 차지하는 경우에 줄어든다.
도 8에는 상기 집속 제어 퍼텐셜을 집속 시스템(37A)에 인가하기 위해 집속 코팅(39A)에 전기적 접촉이 생성되는 위치에서 직사각형 활성영역(90)의 주변을 따라 도 7의 전계 에미터가 어떻게 보여지는지 설명한다. 도 8에서 도면번호 "92"는 (다른 것들 가운데) 코팅(39A)이 집속 제어 포텐셜을 얻기 위해 그 하부 표면을 따라 전기적으로 접촉하는 주변 영역이다.
활성영역(90) 및 주변 영역(92)의 간략화된 평면도가 도 9에 도시되어 있다. 도 9에서 도면번호 "38B"는 베이스 집속 구조체(38A)의 수평 경계이다. 도면번호 "94"는 전형적인 스페이서 벽이 집속 코팅(39A)(도 9에서는 분리되어 표시되지 않았음)과 접촉하여 FED의 전자-방출 부분과 발광 부분을 분리하는 위치를 나타낸다.
활성영역(90)에서의 베이스 집속 구조체부(38A)는 복수의 세로방향 스트립(96C)과 교차하여 집속 개구(40)를 형성하는 복수의 가로방향 스트립(96R)으로 구성되어 있다. 도 9에는 세 개의 가로방향 스트립(96R)이 표시되어 있고, 스페이서 벽이 스트립들(96R)중 중간의 스트립 위에 위치한다. 비록 도 9에서는 명확하지 않지만, 보통 가로방향 스트립(96R)은 세로방향 스트립(96C)보다 높이가 더 높다. 각각의 집속 개구(40)는 두 개의 연속 가로방향 스트립(96R)의 한쌍의 대향하는 가로방향 집속 측벽(98R)이 각각 두 개의 연속하는 세로방향 스트립(96C)의 한쌍의 대향하는 세로방향 집속 측벽(98C)과 만나는 닫힌 공간에 의해 형성된다.
주변 영역(92)에는 활성영역(90)내의 실제 부화소의 최초 및 최후의 세로부 각각에 인접하는 더미 부화소(dummy sub-pixel)의 세로부가 포함되어 있다. 이 더미 부화소는 FED 를 테스트하는데 사용된다. 더미 부화소의 각 세로부에는 더미 주 세로부(30D, dummy main column portion) 및 일군의 더미 게이트부(32D)로 형성된 더미 세로 전극(28D)이 포함되어 있다. 각각의 더미 부화소에는 베이스 집속 구조체(38A)를 통해 연장하는 더미 집속 개구(40D)가 있다. 더미 집속 개구(40D) 각각은 베이스 구조체(38A)의 가로방향 스트립(96R)중 하나와 더 넓은 세로방향 스트립(100C)에 의해 가로방향으로 경계를 이루고 있다. 세로방향에서, 각각의 가로방향 스트립(96R)은 더미 집속 개구(40D) 각각과 경계를 이루고 있다. 각각의 더미 부화소에 가로 전극(12)의 하나인 가로대(16)가 포함되어 있지만, 더미 부화소에는 어떠한 전자방출소자도 없다.
일군의 액세스 개구(또는 바이어스)(102)는 베이스 집속 구조체(38A)를 통해 더미 부화소의 마지막 세로부까지 연장한다. 하나의 액세스 개구(12)가 여러 개의 부화소 가로부, 보통 20 개의 부화소 가로부를 위해 제공된다. 하나의 개구(102)가 각 쌍의 스페이서 벽 위치(94) 사이에 위치해 있다.
액세스 개구(102)는 베이스 집속 구조체(38A)의 세로방향 스트립(100C) 및 세로방향 스트립(104C)과 가로방향으로 경계를 이루고 있다. 세로방향에서, 각각의 액세스 개구(102)는 가로방향 스트립(96R)의 쌍과 경계를 이루고 있다. 따라서 각각의 개구(102)는 두 개의 가로방향 스트립(96R)의 대향하는 측벽(98R)의 쌍이 각각 세로방향 스트립(100C, 104C)의 대향하는 세로방향 측벽(105C)과 만나는 닫힌 공간으로 형성된다. 개구(102)는 집속 개구(40)보다 가로방향으로 더 큰 치수(크기)를 가지고 있다. 집속 개구(40)는 가로방향으로 50-100㎛, 특히 80-90㎛ 인 경우, 액세스 개구(102)는 가로방향으로 80-500㎛, 특히 120-140㎛ 이다.
집속 코팅(39A)은 액세스 개구(102)로 충분히 깊게 연장하여 개구(102)의 바닥에서 유전체층(22)상에 위치하는 액세스 전기 도체(106)와 접촉한다. 따라서 액세스 도체(106)는 코팅(39A)의 하부 표면과 접촉한다. 최소한, 코팅(39A)은 각각의 개구(102)의 왼편 측벽(105C) 아래로 완전히 연장하여 도체(106)와 접촉한다. 코팅(39A)은 보통 각 개구(102)의 오른편 측벽(105C) 아래로도 완전히 연장하여 도체(106)와 접촉한다. 그러나, 도체(106)와의 코팅(39A)의 접촉이 왼편 측벽(105C)을 따라 이루어지는 것이 반드시 제공되어야 하는 것은 아니다.
도 8은 설명된 액세스 개구(102)의 바닥에 위치하는 액세스 도체(106) 부분 전체에 집속 코팅(39A)이 접촉하는 것을 표시하고 있다. 이것은 바람직스럽긴 하지만 반드시 이렇게 되어야 하는 것은 아니다. 다시 말해서, 코팅(39A)이 왼편 측벽(105C)을 따라 도체(106)와 접촉한다면, 각 개구(102)의 바닥에서 코팅(39A)내에 갭이 있어도 좋다. 비슷하게, 코팅(39A)은, 필수적인 것은 아니지만, 각각의 개구(102)의 가로방향 측벽(98R)의 아래로 완전히 연장하여 도체(106)와 접촉하는 것이 바람직하다. 일반적으로 도체(106)와 코팅(39A) 사이의 접촉 영역은 최대로 하고, 각 개구(102) 내부의 코팅(39A) 부분내의 어떠한 갭이라도 그 크기를 최소로 하는 것이 바람직하다.
집속 코팅(39A)은, 집속 개구(40)(및 더미 집속 개구(40D))의 하부를 따르는 것을 제외하고는 경계(38B) 내부의 영역의 어느곳에서도 베이스 집속 구조체(38A)의 위에 위치하고 있다. 따라서, 액세스 개구(102) 내에서 액세스 도체(106)와 코팅(39A)이 접속하는 것은 집속 개구(40)내의 모든 집속 코팅 부분이 도체(106)와 전기적으로 접속되는 것을 보장한다.
스페이서 벽 위치(94)에 의해 분리된 여러 개의 액세스 개구(102)를 통한 액세스 도체(106)와 집속 코팅(39A)과의 접속은 스페이서 벽을 어느 위치(94)에서 코팅(39A)과 접촉하게 하는 상황, 또는 이에 따라 코팅(39A)상의 스페이서 벽의 압력이 코팅(39A)의 손상을 유발하는 경우에 용장성(redundancy)을 제공한다. 만일 이러한 손상이 스페이서 벽 아래의 위치(94)에서 일어나면, 액세스 도체(106)는 그대로 남아있고 집속 제어 퍼텐셜을 상기 손상된 부분의 양쪽의 코팅(39A) 부분에 제공되도록 한다. 따라서, 모든 코팅(39A)은 스페이서 벽 위치(94)에서 코팅(39A) 내의 하나 또는 그 이상의 손상이 발생하는 경우에도 집속 코팅 퍼텐셜을 수용한다.
액세스 도체(106)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 세로방향으로 베이스 집속 구조체 경계(38B) 밖으로 연장한다. 바람직하게는, 도체(106)의 양단은 집속 코팅(39A)까지 전송을 위해 집속 제어 퍼텐셜이 도체(106)에 인가되는 위치까지 경계(38B) 밖으로 연장한다. 이 집속 제어 퍼텐셜은 보통 전자방출 디바이스 및 발광 디바이스 그리고 외부 FED 벽에 의해 형성된 밀봉된 저압 닫힌공간 밖에 위치하는 전압원으로부터 제공된다. 가로 전극(12) 및 세로 전극(28)(더미 세로 전극(28D) 포함)과 동일하게, 도체(106)는 상기 외부 FED 벽을 통해 연장한다.
액세스 도체(106) 및 액세스 개구(102)는 활성영역(90)의 소자를 제조하는데 사용되는 단계가 진행되는 동안 형성된다. 특히, 도체(106)는 주 세로부(30)(및 더미 주 세로부(30D))를 형성하는데 사용되는 도전성 세로부 물질의 블랭킷 층의 일부로부터 생성된다. 개구(102)는 집속 개구(40)(및 더미 집속 개구(40D))의 형성 동안 베이스 집속 구조체(38A)내에서 생성된다. 따라서, 도체(106) 및 개구(102)의 형성에는 어떠한 추가적인 처리 단계가 필요하지 않다.
도 10 및 도 11은 도 7의 전계 에미터내의 활성영역(90) 및 주변 영역(92)을 위한 한쌍의 다른 평면도를 도시하고 있다. 도 10 및 도 11의 활성영역(90)은 기본적으로는 도 9와 같다. 집속 개구(39A)(도 10 또는 도 11에서는 분리되어 표시되지 않았음)는, 집속 개구(40)(및 더미 집속 개구(40D))의 하부를 따르는 것을 제외하고는, 경계(38B) 내부에 포함된 영역 내의 어느곳에서도 베이스 집속 구조체(38A) 위에 다시 위치하고 있다.
도 8 및 도 9의 전계 에미터와 도 10의 전계 에미터 사이의 주요한 차이점은 집속 코팅(39A)에 집속 제어 퍼텐션을 공급한는 전기적 도전성 물질이 도 8 및 도 9에서와 같이 개구(102)를 통해서가 아니라 도 10의 경계(38B)를 따라서 코팅(39A)과 접촉한다는 것이다. 특히, 코팅(39A)은 경계(38B)의 세로방향 부분 양쪽의 측벽 아래로 연장하여 각각 액세스 전기 도체(108)의 쌍과 전기적으로 접촉한다. 비록 도 10에 나타나 있지는 않지만, 액세스 도체(108)가 유전체층(22) 위에 위치하고 있다. 도체(108)는 부분적으로 베이스 집속 구조체(38A) 아래에 있고 수직으로 세로방향으로 연장한다. 각 도체(108)의 양단은 세로방향의 경계(38B) 밖으로 집속 제어 퍼텐셜이 인가되는 위치까지 연장한다. 액세스 도체(106)를 가지고, 각 도체(108)는 보통 외부 FED 벽을 통과하여 외부 소스로부터 집속 제어 퍼텐셜을 수용한다.
도 11의 전계 에미터에는 도 8 및 도 9의 전계 에미터와 같이 복수의 액세스 개구(102)가 포함되어 있다. 그러나, 개구(102)를 통해 액세스 도체(106)와 접촉하는 대신, 도 11의 집속 코팅(39A)은 개구(102)를 통해 연장하여 개구(102)의 바닥에서 여분의 액세스 전기 도체(110, redundancy access electrical conductor)와 전기적으로 접촉한다. 여분의 액세스 도체(110)는 베이스 집속 구조체(38A)의 바닥 레벨 아래의 유전체층(22)상에 위치하지만 보통 경계(38B) 밖으로 연장하지 않는다. 액세스 도체(110)는 도 11의 구조체(38B)의 상부 및 하부 우측 코너 근방의 베이스 구조체(38A)를 통해 연장하는 한쌍의 손가락 모양의 액세스 개구(112)의 바닥을 따르는 코팅(39A)과 추가로 연결된다.
손가락 모양의 또 다른 액세스 개구(114) 쌍이 도 11의 전계 에미터의 상부 및 하부 좌측 코너 근방의 베이스 집속 구조체(38A)를 통해 연장한다. 집속 코팅(39A)은 액세스 개구(114)를 통해 연장하여 각각 베이스 구조체(38A)의 바닥 레벨 아래의 유전체층(22)상에 위치하는 액세스 전기 도체(116)의 쌍과 접촉한다. 액세스 도체(110)와 반대로, 액세스 도체(116)는 집속 제어 퍼텐셜이 도체(116)에 제공되는 위치까지 경계(38B) 밖으로 연장한다.
액세스 도체(110, 116)는 모두 그의 하부 표면을 따라 집속 코팅(39A)과 접촉한다. 액세스 개구(112, 114)의 손가락 모양 코팅(39A) 특성은, 액세스 개구(102)를 따라 주변 영역(92)에 위치하는데, 코팅(39A)이 개구(112, 114)의 측벽 아래로 연장하여 도체(110, 116)와 적절하게 접촉하는 영역을 증가시킨다.
대응하는 액세스 개구(114)를 통해 어느 액세스 도체(116)의 연결은 보통 집속 코팅(39A)으로 집속 제어 퍼텐셜을 제공하기에 충분하다. 스페이서 벽이 그 위치(94)에서 코팅(39A)과 접촉하게 되는 결과로 또는 코팅(39A)상에 스페이서 벽의 계속되는 압력으로 인해 어느 스페이서 벽 위치(94)를 따라 코팅(39A)에서 손상이 발생한다면, 액세스 도체(110)와 액세스 개구(102, 112)의 조합이 용장성을 제공하여 그 손상을 극복하게 된다. 특히, 어느 한 개구(114)로부터 그 개구(114)의 라인의 개구(112)까지 수평방향으로 연장하는 코팅(39A) 부분은 집속 제어 퍼텐셜을 코팅(39A)의 우측으로 이동하게 할 수 있다. 따라서 개구(112) 중 어느 하나 및 개구(102)에 의한 코팅(39A)과 도체(110)의 연결은 앞서 도 9의 전계 에미터를 설명하는 방식에서의 집속 코팅 손상 부분을 통과할 수 있게 된다. 따라서 코팅(39A)의 모든 부분은 집속 제어 퍼텐셜을 수용한다.
도 10의 전계 에미터에서, 제어 전극(28)을 형성하는데 사용된 주 세로층으로부터 액세스 도체(108)가 생성된다. 동일한 사항이 도 11의 전계 에미터의 액세스 도체(110, 116)에 적용된다. 도 11의 전계 에미터의 액세스 개구(112, 114)는 집속 개구(40)와 동시에 형성된다. 도 8 및 도 9의 전계 에미터에서와 같이, 도 10 또는 도 11의 전계 에미터의 집속 코팅(39A)에 집속 제어 퍼텐셜을 제공하는 메카니즘의 제조에는 활성영역(90)의 소자를 위해 이미 요구된 것 이상의 추가적인 처리 단계가 필요하지 않다.
집속 코팅(39 또는 39A)을 생성하기 위해 경사 금속 증착을 수행하는데 적합한 진공 금속화 시스템이 도 12에 도시되어 있다. 도 12의 도면번호 "120"은 부분적으로 마무리된 전계 에미터를 나타내고 있다. 전계 에미터(120)는 xyz 좌표계의 xy 평면을 따라 위치한다. 전계 에미터(120)의 상부 표면의 거의 중앙이 xyz 좌표계의 중앙이다.
집속 코팅 금속이 전계 에미터(120)로부터 상대적으로 멀리(수평으로) 떨어져 있는 거리에 위치해 있는 증착 금속 소스(122)로부터 제공된다. 본 명세서에서는 금속 소스(122)가 대략 xz 평면에 위치한 점소스로 다루어진다. 상기 집속 코팅 금속의 원자가 소스(122)로부터 증발하여 개구판(124)내의 개구를 통과한다. 증발된 금속 원자의 주축(126)은 xz 평면에 위치하여서 y 축과는 수직이다.
판(124)의 개구는, 증발된 금속 원자의 분산을 거의 주 피착축(126)에 대해 반각(α)의 입체 원뿔로 제한한다. 이 반각(α)의 값은 베이스 구조체(38A)의 상부 표면 높이의 변화에 종속하여 베이스 집속 구조체(38A)의 전체 상부 표면에 대해 집속 코팅 금속을 피착할 수 있도록 선택된다. 각(α)은 보통 1 ~ 5°범위이다. 10㎛ 높이 변동을 갖는 340mm×320mm 의 측면 치수의 피착 영역에서, α는 보통 3°이다.
입사각(θ)은 주 피착축(126)과 (전계 에미터(120)의) x 축 사이의 각도이다. 이 입사각(θ) 값은 여러가지 요소에 따라 달라지는데, 그것은 집속 개구(40)의 깊이(즉, 개구(40) 사이의 세로방향 스트립(96C)의 높이), 개구(40)로 들어가는 집속 코팅 금속의 공칭 깊이, 집속 코팅 금속이 허용가능한 디스플레이 성능을 갖고 개구(40)로 들어갈 수 있는 최소 및 최대 깊이, 가로방향의 개구(40)의 치수, 세로방향의 개구(40)의 가능한 치수, 부가되는 개구(102 또는 112 및 114)의 깊이, 가로방향의 개구(102 또는 112 및 114)의 치수, 세로방향의 개구(102 또는 112 및 114)의 가능한 치수, 및 집속 코팅(39 또는 39A)의 공칭 두께 등이다. 입사각(θ)은 보통 5 ~ 25°범위이다. 집속 개구(40) 및 액세스 개구(102)의 각각의 가로방향 치수가 80-90㎛ 및 120-140㎛ 의 일반적인 값이고, 50㎛ 두께의 집속 코팅에서 집속 개구(40)로 약 25㎛ 의 최대 금속화 깊이를 갖는 도 8 및 도 9의 전계 에미터에서, θ는 보통 15°이다.
도 12의 시스템에서 경사 증착 집속 금속피착은 집속 코팅(39A)이 베이스 집속 구조체(38A)의 최상위 표면상의 거의 전체에서 그러나 각각의 집속개구(40)의 안쪽으로 도중까지만 형성된다. 상기 집속 코팅 금속의 어느 부분도 코팅(39A)이 임의의 세로전극(28)과 전기적 단락을 일으킬 정도로 집속 개구(40)의 측벽을 따라 충분한 깊이로 축적되어서는 않된다.
도 8 및 도 9의 전계 에미터를 위해, 상기 경사 피착은 집속 코팅(39A)이 각각의 액세스 개구(102)의 측벽의 적어도 하나에서 충분히 아래로 연장하여, 바람직하게는 좌측 측벽(105C) 아래로 연장하여, 액세스 도체(106)와 접촉하는 방식으로 수행된다. 비슷한 상황이 도 11의 전계 에미터에 적용되는데, 액세스 개구(112, 114)로 경사 피착을 하여 도체(110, 116)와 접촉하게 된다. 도 10의 전계 에미터를 위한 상기 경사 피착은 코팅(39A)이 베이스 집속 구조체 경계(38B)의 우측 및 좌측 에지 아래로 충분히 연장하여 액세스 도체(108)와 접촉하는 방식으로 수행된다.
앞의 두 문단에서 주어진 요구를 따르면서, 집속 코팅(39A)의 경사 피착은 도 12의 시스템(122/124)을 가지고 여러 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 만일 집속 개구(40)가 베이스플레이트(10)에 대해 수직으로 보았을 때 거의 정사각형이거나 또는 원형이면, 상기 경사 피착은 시스템(122/124)이 상기 전계 에미터 주위를 회전하면서 (또는 그 반대로) 수행될 수 있다.
상기 입사각(θ)의 값은 임의의 집속 코팅 금속이 임의의 개구(40)의 바닥에 도달하는 것을 피하도록 선택된다. 이러한 회전 기술에서, 도 8 또는 도 9의 전계 에미터에서의 액세스 개구(102)의 적어도 한 수평 치수(크기) 또는 도 11의 전계 에미터에서의 액세스 개구(112,114)의 적어도 한 수평 크기는 집속 코팅 금속이 선택된 θ 값에서 개구(102 또는 112 및 114)의 바닥에 도달하도록 집속 개구(40)의 지름을 훨씬 초과해야 한다. 시스템(122/124)의 상기 전계 에미터에 대한 회전속도는 일정하거나 변화할 수 있다.
집속 개구(40)는 종종 횡단 수평방향(transverse lateral direction)보다는 하나의 주 수평방향(major lateral diection)에서 훨씬 더 큰 크기를 갖는다. 만일 상기 경사 피착을 일정한 θ 값으로 회전 기술에 따라 수행하면, 상기 횡단 수평방향보다 하나의 수평방향에서 훨씬 더 큰 수평 치수를 갖는 개구(40)는 결과적으로 집속 코팅 금속이 개구(40)내에서 매우 불균일한 깊이로 축적된다. 어떤 경우에서는, 이러한 불균일한 축적은 제어 전극(28)과 집속 코팅(39 또는 39A)의 단락 위험을 크게 일으킬 수도 있다.
예를 들어, 집속 개구(40)는 보통 세로방향은 80-90㎛, 가로방향은 120-140㎛ 이다. 따라서, 도 9를 참고하면, 개구(40)의 세로방향 측벽(98C)이 개구(40)의 가로방향 측벽(98R) 보다 훨씬 더 길다. 입사각(θ)이 일정하게 유지된다고 가정하면, 전계 에미터가 피착 시스템(122/124)에 대해 회전하는 동안 코팅(39A)의 경사 피착을 수행하는 것은 집속 코팅 금속이 세로방향 측벽(98C) 보다는 가로방향 측벽(98R)을 따라 개구(40) 안으로 더 깊게 축적되게 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 도 7의 도입-지점 거리(82)의 값은 양호한 전자 집속을 얻기 위해 작을 필요가 있다(거리(80 및 82)의 합에 비해). 도입-지점 거리(82)의 작은 값은 세로방향 측벽(98C)을 따라 집속 개구(40)로 깊게 연장하는 집속 코팅(39A)에 대응한다. 만일 경사 금속 피착을 일정한 θ 값에서 상기 회전 기술에 따라 수행하면, 도입-지점 거리(82)를 작게 하고자 하는 시도는 가로방향 측벽(98R)을 따르는 집속 코팅(39A) 및 세로전극(28) 사이에 단락을 야기할 수 도 있는데, 그 이유는 개구(40)로의 집속 코팅 금속의 축적이 측벽(98C)보다는 측벽(98R)을 따라 더 깊기 때문이다.
상기 경사 증착(angled evaporative deposition)을 수행하는 또 다른 방법은 상기 전계 에미터의 대향하는 측면상의 두 개의 정지 위치(static position)에서 집속 코팅 금속을 피착하는 것이다. 이 두 개의 정지 위치를 위한 위치를 적절히 선택함으로써, 집속 개구(40)가 횡단 수평방향보다 하나의 주 수평방향에서 훨씬 더 큰 치수를 가지는 것에 기인하는 제어전극(28)과 집속 코팅(39 또는 39A)의 단락 가능성을 상당히 피할 수 있다. 일반적으로, 이 대향-위치 기술을 사용하면 증착 시스템이, 상기 각각의 위치에서, 상기 주 피착축이 집속 개구(40)의 최대 치수를 갖는 수평방향에 대략 수직이 되도록 배열하게 된다. 개구(40)의 가로방향보다는 세로방향의 치수가 더 큰 일반적인 경우에 있어서, 상기 각각의 대향 위치의 상기 주 피착축은 상기 세로방향에 대략 수직이다.
각각의 주 피착축과 상기 집속 개구의 최대 치수를 갖는 수평방향 사이에 있어서의 방위각(편요각(yaw))의 변동 -- 즉, 수직방향에 대한 각 변동--은 허용가능하며, 어느 경우에서는, 바람직하다. 예를 들어, 가로방향 스트립(98R)이 세로방향 스트립(96C)보다 키가 더 큰 경우, 가로방향 스트립(96R)의 최상부로부터 세로방향 스트립(96C)의 최상부까지 아래로 연장하는 가로방향 측벽(98R) 부분에 축적되는 집속 코팅 금속의 양은, 만일 상기 주 피착축이 상기 세로방향과 정확히 수직이라면, 상대적으로 작다.
이러한 문제는 집속 개구(40)가 최대 치수(크기)를 갖는 수평방향으로부터 5 ~ 25°, 특히 10°의 방위각 차이가 나는 수평방향에 대해 주 피착축을 수직으로 연장하도록 배열함으로써 해결된다. 이 두 개의 피착 위치는 그들의 주 피착축이 거의 180°방위각 차이(즉, 수직으로 보았을 때)가 되도록 서로 대향하는 상태로 유지된다.
수직에서 약간 벗어나게 하는 방식으로 집속 코팅(39A)을 피착함으로써, 집속 코팅 금속은, 상기 위치 중 하나로부터 피착이 진행되는 동안, 가로방향 측벽(98R)의 상기한 부분에 대향하는 각각의 쌍 중 하나에 충분하게 축적되고, 다른 위치로부터 피착이 진행되는 동안 상기 측벽 부분 쌍의 다른 부분에 충분하게 축적된다. 이 결과는 코팅(39A)이 가로방향 스트립(96R)의 최상부로부터 세로방향 스트립(96C)의 최상부까지 아래로 연장하는 가로방향 측벽(98R)의 부분을 포함하여 베이스 구조체(38A)의 최상부를 따라 연속적으로 있게 되는 것이다. 상기 방위각의 값 및 코팅(39A)이 세로방향 측벽(98C)을 따라 집속 개구(40)안으로 연장하는 깊이는 임의의 개구(40)내의 임의의 가로방향 측벽 아래로 연장하여 세로전극(28)과 접하게 되는 것을 피하기 위해 적절히 선택될 수 있다.
상기 대향-위치의 경사 피착은 하나의 경사 피착 소스를 가지고 연속적인 방법으로 수행될 수 있다. 즉, 상기 집속 코팅 물질은 피착 소스가 조정된 후의 위치중 하나로부터 다른 위치로 피착될 수 있고, 더 많은 집속 코팅 물질이 상기 제 2 위치로부터 피착된다. 또한, 상기 대향-위치의 경사 피착은 두 위치에서 상기 소스의 각각을 상기 위치 중 다른 하나에 두고 두 개의 피착 소스로 행해질 수 있는데, 통상적으로는 동시에 행해질 수 있다.
상기한 방식에서 선택된 두 개의 대향 위치로부터 상기 경사 피착을 수행함에 있어서 중요한 점은 집속 코팅 물질이 집속 개구(40) 안으로 도중까지만 들어가는 경우에도 집속 코팅 물질을 액세스 개구의 바닥에 도달시킬 수 있도록, 액세스 개구(102, 112 및 114)등의 개구의 치수를 용이하게 선택할 수 있다는 것이다. 이것은 코팅(39 또는 39A)을 개구(40)의 바닥에서 제어전극(28)과 단락시키지 않고 집속 코팅 퍼텐셜을 수용하기 위해 집속 코팅(39 또는 39A)을 그의 하부 표면을 따라 전기적으로 접촉시킬 수 있게 한다.
도 13은 상기 대향-위치 피착 기술이 도 8 및 도 9의 전계 에미터에 적용되어 어떻게 집속 코팅(39A)을 형성하는가를 설명하고 있다. 도 13에는 2개의 집속 개구 가로부 및 7개의 집속 개구 세로부(하나의 더미 집속 개구 세로부 포함)이 도시되어 있다. 도 13의 도면번호 "128" 및 "130"은 경사 집속 금속피착을 수행하기 위해 사용된 피착 시스템(122/124)의 대향하는 위치를 나타낸다. 위치(128 및 130)는 활성영역(90) 및 주변 영역(92) 밖에서 수평으로 위치해 있다. 위치(128)는 액세스 개구(102)의 오른쪽에서 영역(90 및 92) 밖에 위치하고 있다. 위치(130)는 집속 개구(40)의 첫번째 세로부의 왼쪽에서 영역(90 및 92) 밖에 위치하고 있다.
위치(128)는 피착 시스템(122/124)을 위한 주 피착축(126)이 세로방향과 거의 수직이 되어 상술한 방위각 변동이 있도록 위치한다. 비슷하게, 위치(130)는 시스템(122/124)을 위한 주 피착축(126)이 세로방향에 거의 수직이 되도록 위치한다. 집속 제어가 세로방향보다는 가로방향에서 보다 중요하기 때문에, 위치(128 및 130)를 위한 주 피착축(126)은, 가장 중요한 집속 제어 수평방향과 수직인 세로방향과 거의 수직으로 연장한다. 피착축(126)은 또한 거의 동일한 수직면내에 위치한다.
도 14a 및 도 14b는 시스템(122/124)을 이용한 대향-위치 피착이 도 8 및 도 9의 전계 에미터상에서 어떻게 수행되는지를 도시하고 있다. 도 14a 및 도 14b에서 도면번호 "132"는 제어 전극(28) 및 베이스 집속 구조체(38A) 하부의 구조체(전자방출소자(24) 및 가로전극(12) 포함)를 일반적으로 나타낸다. 도 14a 에서, 경사 피착은 위치(128)에서 시작된다. 집속 코팅 금속의 원자는 베이스 집속 구조체(39A)의 최상부상에 증착되는데, 좌측 측벽(98C)을 따른 집속 개구(40)(및 더미 집속 개구(40D)) 안으로 도중까지, 좌측 측벽(105C)을 따른 액세스 개구(102) 안으로 모두 그리고 개구(102)의 바닥에서 액세스 도체(106) 부분을 가로지르는 도중까지 증착된다.
전계 에미터 및 피착 시스템(122/124)은 서로 180°의 방위각으로 회전하여 시스템(122/124)이 위치(130)에 놓이게 된다. 이것으로 상기 전계 에미터의 이동, 시스템(122/124)의 이동, 또는 전계 에미터와 시스템(122/124) 모두의 이동이 있을 수 있다.
위치(130)로부터, 집속 코팅 금속의 원자는 베이스 집속 구조체(38A)의 최상부 위에 증착되는데, 우측 측벽(98C)을 따른 집속 개구(40)(및 더미 집속 개구(40D)) 안으로 도중까지, 우측 측벽(105C)을 따른 액세스 개구(102) 안으로 완전히, 그리고 개구(102)의 바닥에서 액세스 도체(106)의 부분을 가로질러 도중까지증착된다. 그 결과는 집속 코팅(39A)이 각각의 집속 개구(40)(또는 40D) 안으로 도중까지 통과하지만 측벽(105C) 양쪽을 따라 액세스 개구(102) 아래로는 모두 통과하게 된다. 따라서, 임의의 집속 개구(40)에서도 제어 전극(28)과의 단락이 없이 액세스 도체(106)는 개구(102) 내부에서 집속 코팅(39A)과 그의 하부 표면을 따라 전기적으로 접촉된다.
집속 코팅(39A)이 좌측 측벽(98C)을 따라 각각의 집속 개구(40) 안으로 통과하는 양은 우측 측벽(98C)에 비하여 개구(40) 마다 어느 정도 변화한다. 피착 변수들을 적절히 선택하면, 이러한 변화는 보통 충분히 작아서 매우 적은 전자들 만이 부족 집속 또는 과잉 집속되고 최종 FED 내의 전계 에미터와 대향하여 위치하는 발광 디바이스내에서 목적하지 않은 발광 소자에 도달한다. 도 14b에 도시된 예에서, 집속 코팅 금속은 액세스 개구(102)를 통해 노출된 액세스 도체(106)의 부분에 완전히 축적되지는 않는다. 각각의 개구(102)의 바닥의 집속 코팅(39A)내에 갭(134)이 있다. 갭(134)은 피착 조건 및/또는 수평방향의 개구(102)의 치수(크기)를 적절히 조절함으로써 제거될 수 있다.
정지된 위치에서 하는 대신, 피착 위치(128 및 130)를 각각의 위치(128,130)로부터 피착이 진행되는 동안 거의 고정된 수평방향으로 수평이동시킬 수 있다. 이 이동은 일반적으로 세로방향으로 이루어진다. 예를 들어, 집속 개구(40)의 최하위 가로부 근방 위치에서부터 개구(40)의 최상위 가로부 근방 위치까지(또는 그 반대로) 위치(128)를 이동시킬 수 있다. 동일한 방법이 위치(130)에 적용된다.
원뿔의 반각(α)을 적절히 제한함으로써, 세로방향으로 위치(128,130)를 이동시킴으로써 집속 코팅(39A)의 두께를 베이스 집속 구조체(38A)의 최상부에 걸쳐 매우 균일하게 만들 수 있다. 마찬가지로, 코팅(39A)이 세로방향 측벽(98C)을 따라 집속 개구(40) 안으로 연장하는 깊이는 개구(40)의 각 세로부에서 개구(40)마다 상당히 균일하게 만들어질 수 있다. 또한, 세로방향으로 위치(128, 130)를 이동시키는 것은 위치(128, 130)를 전계 에미터와 가깝게 만들 수 있다. 따라서 코팅(39A)은 매우 큰 피착 챔버의 필요로 하는 전계 에미터로부터 피착 위치를 멀리 위치시키지 않아도 넓은 영역의 전계 에미터상에 피착될 수 있다.
상기 대향-위치의 경사 피착이 진행되는 동안, 집속 코팅(39A) 부근에서 보통 새도우 마스크(도시하지 않음)를 사용하여 집속 코팅 금속이 전극(28, 28D) 및 도체(106)의 노출된 끝에 축적되어 서로 단락되는 것을 방지한다. 또한, 전극(28, 28D) 및 도체(106)의 노출된 끝에 축적되는 임의의 집속 코팅 금속은, 한편으로는 전극(28, 28D) 및 도체(106)를 형성하는 물질, 및 다른 한편으로는 집속 코팅 금속을 형성하는 물질에 따라 적절히 마스크된 에칭 절차에 의해 제거될 수 있다.
도 14a 및 도 14b에 일반적으로 도시된 절차에 따라 처리된 도 8, 도 9 및 도 13의 전계 에미터의 집속 시스템(37A) 일부의 사시도가 도 15에 나타나 있다. 도 15에서 도면번호 "136"은 집속 시스템(37A) 하부의 구조를 나타낸다. 도 15는 집속 코팅(39A)이 각각의 집속 개구(40)의 세로방향 측벽(98C)보다는 개구(40)의 가로방향 측벽(98R)을 따라 더 깊이 연장하지 못하는 것을 도시하고 있다.
도 16은 도 8, 9, 13 및 15의 전계 에미터를 포함하고 있는 FED 의 활성영역(90) 일부를 설명하고 있다. 간략화를 위해, 각각의 집속 개구(40)를 통과하는 전자를 방출하는 방출 소자(24) 세트 각각은 도 16에서는 하나의 소자(24)로 나타내었다. 발광 디바이스는 도 16의 전계 에미터와 대향하여 위치한다. 이 발광 디바이스에는 보통 유리로 구성된 평평한 투명 페이스플레이트(140)가 포함되어 있다. 수평으로 분리된 형광 발광 소자(142)가 전계 에미터내의 전자방출소자(24) 세트의 패턴에 대응하는 패턴으로 페이스플레이트(140)의 내부면상에 위치한다. 블랙 매트릭스(144)가 발광 소자(142)를 수평으로 둘러싸고 있다. 얇은 광반사 애노드층(146)이 발광 소자(24)와 블랙 매트릭스(144)상에 위치한다.
집속 제어 상태가 도 16에 설명되어 있다. 집속 코팅(39A)은 좌측 집속 개구(40)에서 우측 측벽(98C)보다는 좌측 측벽(98C)를 따라 더 깊게 되어있다. 우측 집속 개구(40)에서는 그 반대가 된다. 집속 코팅(39A)은 그의 세로방향 측벽(98C)을 따라 중심 집속 개구(40) 안에서 거의 동일한 거리만큼 연장한다. 중심 개구(40)의 코팅(39A) 부분은 중심 개구(40)를 통과하는 전자를 평균적으로 거의 대칭인 방식으로 대향하는 (즉, 목적) 발광 소자(146)에 부딪치게 한다. 부딪치는 패턴이 좌측 또는 우측 개구(40)의 경우 왼쪽 또는 오른쪽으로 기울어지기는 하지만, 개구(40)를 따르는 집속 코팅(39A) 부분은 전자 궤도를 제어하여 방출된 전자 거의 모두를 마주보는 발광 소자(146)에 부딪치도록 한다.
본 발명에 따라 제조된 전자방출 디바이스가 포함된 평판 패널 CRT 디스플레이는 다음과 같은 방식으로 동작한다. 발광 디바이스의 애노드는 제어 전극(28) 및 에미터 전극(12)에 비해 높은 포지티브 퍼텐셜로 유지된다. (a) 제어 전극(28) 중 선택된 하나와 (b) 에미터 전극(12) 중 선택된 하나 사이에 적절한 퍼텐셜이 인가되면, 그렇게 선택된 게이트부(32)는 상기 선택된 전자방출소자(24)의 세트로부터 전자를 인출해내고 그 결과인 전자 전류의 양을 제어한다. 전자 방출의 원하는 레벨은, 발광 소자가 고전압 형광체인 경우에 상기 발광소자에서 측정하여 0.1mA/cm2 의 전류밀도에서 보통 인가된 게이트-캐소드 병렬-판 전기장이 20V/㎛ 또는 그 이하에 도달하는 경우 발생한다. 상기 인출된 전자는 상기 애노드층을 통과하여 선택적으로 상기 형광체 소자에 부딪혀서, 상기 발광 디바이스의 외부 표면상에 가시광를 방출하게 된다.
본 명세서에서는 독자가 본 발명의 다양한 부분이 서로 어떻게 연관되는지를 쉽게 이해할 수 있도록 "최상부", "바닥", "상부" 및 "하부" 등의 방향성 용어를 참고적으로 사용하였다. 실제에 있어서, 본 전자방출 디바이스의 구성요소들은 본 명에서에서 사용된 상기 방향성 용어의 의미와는 다른 위치관계로 놓여도 좋다. 동일한 내용이 본 발명에서 수행된 제조 단계 방식에도 적용된다. 방향성 용어는 설명을 용이하게 하기 위해 사용된 것이기 때문에, 상기 위치관계가 본 명세서에서 사용된 상기 방향성 용어에 의해 엄격히 포함되지 않는 실시이더라도 본 발명에 포함된다.
본 발명을 특정 실시예를 참고로 설명하였으나, 이 설명은 단지 설명을 위한 것이고 이것으로 첨부된 특허청구범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, 집속 코팅(39A)의 피착을 입사각(θ)이 코팅(39A)을 세로방향 측벽(98C) 아래로 도중까지 연장할 수 있게 하고 가로방향 측벽(98R) 아래로 완전히 연장되지 않도록 적절히 조정되는 것으로 피착이 진행되는 동안, 피착 시스템(122/124)는 전계 에미터 주위(또는 그 반대)를 회전할 수 있다. 주 피착축(126)이 세로방향에 수직인 위치로부터 축(126)이 세로방향에 평행한 위치까지, 또는 그 반대로, 시스템(122/124)이 전계 에미터에 대해 회전함에 따라, 입사각(θ)은 감소한다.
집속 개구(40) 및 액세스 개구(102, 112 및 114)는 직사각형이 아닌 모양일 수 있다. 코팅(39A)을 피착하는데 사용된 기술들을 집속 코팅(39)에 적용할 수 있다. 증착 이외의 다른 피착 기술을 사용하여 코팅(39 또는 39A)을 형성할 수 있다.
전자방출소자(24) 세트 각각은 여러 개의 소자(24) 대신 단지 하나의 소자(24)만으로 구성될 수 있다. 여러 개의 전자방출소자들을 유전체층(22)을 통해 하나의 개구에 위치시킬 수 있다. 전자방출소자(24)는 원뿔 모양이 아닌 다른 모양일 수 있다. 일 예로 필라멘트를 들 수 있고, 또 다른 것으로는 다이아몬드 그릿(grit)과 같은 불규칙한 모양의 입자 등일 수 있다.
본 발명의 원리는 구동형 평판 패널 디스플레이의 다른 타입에 적용할 수 있다. 여기에 맞는 평판 패널 디스플레이 대상으로는 구동형(matrix-addressed) 플라즈마 디스플레이 및 액티브 구동 액정 디스플레이가 있다. 따라서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 응용을 할 수 있을 것이다.
집속 시스템에서의 전기적 도전 물질이 제어 전극 등의 다른 요소와 전기적 단락이 되는 상당한 위험을 나타내지 않고 전자방출 디바이스를 위한 적절한 전자 집속을 제공하는 집속 시스템이 제공된다. 또한, 집속 시스템에 있어서 신뢰성에 관한 문제를 없애면서 전자 궤도를 제어하는 퍼텐셜이 제공될 수 있는 집속 시스템을 제공한다.
도 1은 종래의 전자방출 디바이스의 일부의 간략화된 개략적 측단면도;
도 2a, 2b 및 2c는 집속 시스템이 있는 종래의 전자방출 디바이스의 간략화된 개략적 측단면도로서, 도 2a-2c 각각은 적절한 집속, 부족 집속 및 과잉 집속 상태를 설명하는 도면;
도 3은 본 발명에 따라 구성된 집속 시스템이 있는 전자방출 디바이스 일부의 측단면도로서, 도 4 및 도 5의 3-3면에서 본 도면;
도 4는 도 1의 전자방출 디바이스의 일부 평면도;
도 5는 도 3의 전자방출 디바이스내의 베이스 집속 구조체, 열 전극 및 두 개의 에미터 전극의 평면도;
도 6a-6d는 도 3-5 의 전자방출 디바이스의 베이스 집속 구조체를 제조하는데 본 발명의 기술을 사용하는 단계를 나타내는 측단면도;
도 7은 본 발명에 따라 구성된 집속 시스템이 있는 또 다른 전자방출 디바이스의 일부의 측단면도;
도 8은 도 7의 전자방출 디바이스에서 사용된 타입의 전자 집속 시스템이 있는 전자방출 디바이스의 일부의 측단면도로서, 전자 집속 시스템의 집속 코팅이 본 발명에 따라 어떻게 전기적으로 접촉되는가를 설명하는 도면;
도 9-11은 도 8의 전자방출 디바이스의 세 가지 변형의 평면도(각각의 변형은 본 발명에 따른 집속 코팅과 접촉하는 다른 배열을 사용하고 있고, 도 8의 단면은 도 9의 8-8 면에서 본 것이다.);
도 12는 본 발명에서 사용에 적합한 경사 피착 시스템의 개략도;
도 13은 본 발명에 따른 집속 코팅의 경사 피착(angled deposition)이 진행되는 동안의 도 8 및 도 9의 전자방출 디바이스의 일부의 평면도;
도 14a 및 14b는 도 8 및 도 9의 전자방출 디바이스의 집속 코팅을 피착하는데 본 발명의 기술을 사용하는 단계를 나타내는 간략화된 측면도;
도 15는 집속 코팅이 본 발명에 따른 베이스 집속 구조체상에서 형성되는 경우 도 8, 9 및 13의 전자방출 디바이스 일부가 어떻게 나타나는지에 대한 간략화된 사시도;
도 16은 도 8, 9, 13 및 15의 전자방출 디바이스에서 발생하는 집속 제어를 설명하는 개략적 측단면도이다.
동일한, 또는 매우 유사한 부분 또는 부분들을 나타내는데 있어서, 도면 및 발명의 상세한 설명에서 같은 참조번호를 사용하였다.

Claims (61)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 측면으로 분리된 복수의 전자방출소자 세트를 구비하는 전자방출수단,
    상기 전자방출소자가 위치하는 유전체개구를 갖는 유전체층,
    상기 유전체층상에 위치하며, 상기 전자방출소자가 제어개구를 통해 노출되는 상기 제어개구를 갖는 복수의 제어전극, 및
    상기 전자방출소자에 의해 방출된 전자를 집속하는 집속시스템을 포함하고,
    상기 집속시스템은,
    (a) 상기 유전체층상에 위치하며, 복수의 유사한 집속개구에 의해 관통되는 베이스 집속구조체, 및
    (b) 각각의 집속개구의 아래로 도중까지 연장되고 상기 집속개구내의 상기 베이스 집속구조체상에 위치하는 집속코팅을 포함하고,
    상기 각각의 집속개구는 상기 전자방출소자 세트 중 서로 다른 해당하는 하나의 세트상에 각각 위치하고, 상기 베이스 집속구조체는 제 1 측면 방향으로 연장하는 측면으로 분리된 복수의 제 1 스트립 및 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 측면 방향으로 연장하는 측면으로 분리된 복수의 제 2 스트립을 구비하고,
    상기 제 1 스트립의 연속되는 각각의 쌍은 상기 제 2 스트립의 각각의 연속되는 쌍과 교차하여 상기 집속개구를 중 각각 다른 하나의 집속개구를 형성하고,
    상기 전자방출소자에 의해 방출된 전자의 집속제어는 상기 제 1 방향보다 상기 제 2 방향에서 더 중요하고, 상기 집속코팅은 평균적으로 상기 제 2 스트립보다 상기 제 1 스트립을 따라 상기 집속개구 안으로 더 깊게 연장되는 것을 특징으로 하는 전자방출 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 집속코팅은 전기적 비절연 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자방출 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 집속코팅은 상기 제어전극과는 이격되어 있고 상기 베이스 집속구조체보다 더 낮은 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 전자방출 디바이스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 스트립이 상기 제 2 스트립보다 더 길어서, 상기 집속개구는 상기 제 2 방향보다 상기 제 1 방향으로 더 긴 것을 특징으로 하는 전자방출 디바이스.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 전자방출소자상에 위치하고 상기 전자방출소자와 이격되어 있으며 상기 전자방출소자에 의해 방출된 전자를 집속하는 애노드 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자방출 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 애노드 수단은 상기 전자방출 수단에서 방출된 전자에 의해 충돌하게 되면 빛을 방출하는 상기 전자방출소자 세트와 각각 대향하여 위치해 있는 측면으로 분리된 복수의 유사한 발광소자를 갖는 발광 디바이스의 부재인 것을 특징으로 하는 전자방출 디바이스.
  16. (a) 유전체층내의 유전체개구내에 위치하고 (b) 상부 제어전극내의 제어개구를 통해 노출된 전자방출소자에 의해 방출된 전자를 집속하는 시스템을 제조하는 방법에 있어서,
    집속개구가 상기 전자방출소자 위의 베이스 집속구조체를 통해 연장하도록 상기 유전체층상에 상기 베이스 집속구조체를 형성하는 단계, 및
    집속코팅이 상기 집속개구 내부 아래로 도중까지만 연장하도록 상기 집속개구 내부의 상기 베이스 집속구조체상에 상기 집속코팅을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제공 단계는,
    상기 유전체층과 거의 평행한 평면에 대해 측정할 때, 충분히 작은 평균 입사각으로 상기 베이스 집속구조체상에 집속코팅물질을 물리적으로 피착하여 상기 집속코팅물질이 상기 집속개구 내부 아래로 도중까지만 축적되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 집속코팅물질은 상기 집속개구안으로 50% 이상 깊이로 축적되는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제공 단계는 증착에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 베이스 집속구조체의 한쌍의 대향하는 제 1 측벽은 각각 상기 베이스 집속구조체의 한쌍의 대향하는 제 2 측벽과 만나서 상기 집속개구를 형성하고,
    상기 제공 단계는,
    상기 집속코팅물질을 상기 제 1 측벽 뒤쪽에 각각 위치하는 한쌍의 대향 위치로부터 상기 집속개구쪽으로 향하게 하여, 상기 집속코팅물질이 상기 제 1 측벽보다 상기 제 2 측벽을 따라 상기 집속개구 안으로 더 얕게 축적되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 집속코팅물질은 상기 제 2 측벽보다는 상기 제 1 측벽상에 더 많이 축적되는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 제공 단계는
    상기 집속코팅물질을 한쌍의 거의 대향하는 위치로부터 상기 집속개구쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하고, 상기 한쌍의 대향 위치 각각은 주 피착축을 갖고, 양 축은 제 1 측면 방향에 거의 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 집속개구는 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 측면 방향보다 상기 제 1 방향에서 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  23. 제 16 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집속코팅은 상기 베이스 집속구조체보다 더 낮은 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  24. 제 16 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집속코팅은 전기적 비절연물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  25. 활성영역에서 측면으로 분리된 복수의 전자방출소자 세트가 유전체층의 유전체개구내에 위치하고 상기 유전체층상에 위치하는 복수의 제어전극내의 제어개구를 통해 노출되는 초기 구조체를 생성하는 단계,
    복수의 유사한 집속개구가 상기 전자방출소자 세트 위의 베이스 집속구조체 각각을 통해 연장하도록 상기 유전체층상에 상기 베이스 집속구조체를 형성하는 단계, 및
    집속코팅이 각각의 집속개구 아래로 도중까지만 연장하도록 상기 집속개구 내부에서 상기 베이스 집속구조체상에 상기 집속코팅을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제공 단계는,
    상기 유전체층과 거의 평행한 평면에 대해 측정할 때, 충분히 작은 평균 입사각으로 상기 베이스 집속구조체상에 집속코팅물질을 물리적으로 피착하여 상기 집속코팅물질이 상기 집속개구 안으로 도중까지만 축적되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 집속코팅물질은 상기 집속개구안으로 50% 이상 깊이로 축적되는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 집속개구는 일반적으로 제 1 측면 방향으로 최대 측면 크기를 갖고,
    상기 제공 단계는,
    일군으로서 상기 집속개구의 대향하는 측면상에 위치하는 한쌍의 피착 위치로부터 상기 집속개구쪽으로 집속코팅물질을 향하게 하는 단계를 포함하고, 각각의 피착 위치는 주 피착축에 의해 특징지워지며, 양 축은 상기 제 1 방향과 거의 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 양 축은 상기 제 1 방향과 최대 25°상이한 추가 측면 방향과 거의 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    양 피착 위치는 상기 제공 단계 동안 소정의 측면 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 소정 방향과 상기 제 1 방향은 거의 일치하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 형성 단계는,
    제 1 측면 방향으로 연장하는 측면으로 분리된 복수의 제 1 스트립 및 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 측면 방향으로 연장하는 측면으로 분리된 복수의 제 2 스트립을 포함하도록 상기 베이스 집속구조체를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 스트립의 연속 쌍은 상기 제 2 스트립의 연속 쌍과 각각 교차하여 상기 집속개구 각각을 형성하여 상기 집속개구가 거의 직사각형 배열로 측면으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제공 단계는,
    상기 집속코팅물질이 집속개구의 제 1 스트립보다 제 2 스트립을 따라 각각의 집속개구안으로 더 깊이 축적되지 않도록 상기 활성영역 밖에서 측면으로 위치하는 한쌍의 대향 위치로부터 상기 집속개구쪽으로 집속코팅물질을 향하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 대향 위치 각각은 주 피착축에 의해 특징지워지며, 양 축은 상기 제 1 방향과 거의 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  34. 제 25 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집속코팅은 전기적 비도전물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  35. 제 25 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집속코팅은 상기 베이스 집속구조체보다 더 낮은 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 전자집속시스템의 제조방법.
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
  60. 삭제
  61. 삭제
KR10-2002-7008922A 1997-05-30 1998-05-27 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스 KR100479352B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/866,151 US5920151A (en) 1997-05-30 1997-05-30 Structure and fabrication of electron-emitting device having focus coating contacted through underlying access conductor
US08/866,554 1997-05-30
US08/866,554 US6013974A (en) 1997-05-30 1997-05-30 Electron-emitting device having focus coating that extends partway into focus openings
US08/866,151 1997-05-30

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-7010945A Division KR100421750B1 (ko) 1997-05-30 1998-05-27 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기 전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030097599A KR20030097599A (ko) 2003-12-31
KR100479352B1 true KR100479352B1 (ko) 2005-03-31

Family

ID=27127933

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-7010945A KR100421750B1 (ko) 1997-05-30 1998-05-27 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기 전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스
KR10-2002-7008922A KR100479352B1 (ko) 1997-05-30 1998-05-27 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-7010945A KR100421750B1 (ko) 1997-05-30 1998-05-27 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기 전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0985222A4 (ko)
JP (1) JP4204075B2 (ko)
KR (2) KR100421750B1 (ko)
WO (1) WO1998054745A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049165A (en) 1996-07-17 2000-04-11 Candescent Technologies Corporation Structure and fabrication of flat panel display with specially arranged spacer
FR2828956A1 (fr) * 2001-06-11 2003-02-28 Pixtech Sa Protection locale d'une grille d'ecran plat a micropointes

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3007654B2 (ja) * 1990-05-31 2000-02-07 株式会社リコー 電子放出素子の製造方法
US5191217A (en) * 1991-11-25 1993-03-02 Motorola, Inc. Method and apparatus for field emission device electrostatic electron beam focussing
JP2653008B2 (ja) * 1993-01-25 1997-09-10 日本電気株式会社 冷陰極素子およびその製造方法
US5528103A (en) * 1994-01-31 1996-06-18 Silicon Video Corporation Field emitter with focusing ridges situated to sides of gate
DE69530373T2 (de) * 1994-11-21 2004-02-12 Candescent Technologies Corp., San Jose Feldemissionsvorrichtung mit innerem struktur zum ausrichten von phosphor-pixeln auf entsprechenden feldemittern
US5650690A (en) * 1994-11-21 1997-07-22 Candescent Technologies, Inc. Backplate of field emission device with self aligned focus structure and spacer wall locators
US5763987A (en) * 1995-05-30 1998-06-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Field emission type electron source and method of making same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0985222A4 (en) 2006-04-19
EP0985222A1 (en) 2000-03-15
KR20010012975A (ko) 2001-02-26
WO1998054745A1 (en) 1998-12-03
JP4204075B2 (ja) 2009-01-07
KR20030097599A (ko) 2003-12-31
JP2002501662A (ja) 2002-01-15
KR100421750B1 (ko) 2004-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5508584A (en) Flat panel display with focus mesh
US7462088B2 (en) Method for making large-area FED apparatus
EP0985220B1 (en) Fabrication of electron-emitting device having ladder-like emitter electrode
US4682074A (en) Electron-beam device and semiconductor device for use in such an electron-beam device
US5920151A (en) Structure and fabrication of electron-emitting device having focus coating contacted through underlying access conductor
US20020014850A1 (en) Focusing electrode for field emission displays and method
KR20010039952A (ko) 전계 방출 디바이스
US5965977A (en) Apparatus and method for light emitting and cold cathode used therefor
KR100661142B1 (ko) 전자 방출 장치 및 필드 에미션 디스플레이
KR100242038B1 (ko) 전계 방출 냉음극과 이를 이용한 표시 장치
JPH10125215A (ja) 電界放射薄膜冷陰極及びこれを用いた表示装置
US7615916B2 (en) Electron emission device including enhanced beam focusing and method of fabrication
US6190223B1 (en) Method of manufacture of composite self-aligned extraction grid and in-plane focusing ring
US6013974A (en) Electron-emitting device having focus coating that extends partway into focus openings
KR100479352B1 (ko) 전자집속시스템 및 그것의 제조방법, 그리고 상기전자집속시스템을 채용한 전자방출 디바이스
KR20020038696A (ko) 컴팩트한 전계 방출 전자총 및 집속 렌즈
US7067971B2 (en) Field emission element
US5785873A (en) Low cost field emission based print head and method of making
US5889359A (en) Field-emission type cold cathode with enhanced electron beam axis symmetry
KR100310997B1 (ko) 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 및 그 제조방법
JP2697538B2 (ja) 冷陰極
Xie et al. A novel approach for focusing electron beams using low-cost ceramic grid [field emitter arrays]
KR19990077954A (ko) 평면전계방출형평판표시장치
KR20020077565A (ko) 전계방출소자의 필드 이미터 및 그 제조방법
KR20010046794A (ko) 집속 전극을 갖는 전계 방출 표시 소자, 그 제조방법 및이를 이용한 전자빔 집속 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120224

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130221

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee