KR100657844B1 - Triode Type Field Emission Devices using Honeycomb mesh electrode with oxide layer and Manufacturing method therof - Google Patents

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KR100657844B1 KR1020040064289A KR20040064289A KR100657844B1 KR 100657844 B1 KR100657844 B1 KR 100657844B1 KR 1020040064289 A KR1020040064289 A KR 1020040064289A KR 20040064289 A KR20040064289 A KR 20040064289A KR 100657844 B1 KR100657844 B1 KR 100657844B1
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Abstract

본 발명은 뾰족한 형태의 금속이나 비금속 팁 또는 나노 카본계 물질로 만든 에미터(emitter)로부터 전계방출을 유도하는 삼전극형(Triode type) 표시소자를 제작하기 위해, 한 개의 산화막을 포함한 그물망 형태의 메쉬 구조물상의 게이트 전극을 갖는 전계 방출 소자(Field Emission Device) 및 그 제작 방법을 기재한다. 본 발명에 따른 캐소우드상의 에미터로부터 방출되는 전자의 양을 조절, 아킹(Arcing) 발생시 에미터의 보호, 게이트 전극으로 손실되는 누설전류의 완전한 차단 및 방출된 전자의 집속(Focusing) 또는 퍼짐을 도와 주는 한 개의 산화막을 가진 그물망 형태의 메쉬 구조물을 이용한 삼전극형 전계 방출 표시 소자 (FED) 및 전계 방출 평면 램프(FEFL)는, 패턴된 에미터가 배열된 캐소우드 바로 직상에 에미터로부터 방출된 전자들이 통과할 수 있도록 개구부가 형성된 그물망 형태의 메쉬 전극이 한 개의 산화막을 층간으로 하여 놓이게 되고, 또한 아노드 전극과의 거리를 스페이서로 조절함으로써 아노드에 고전압의 인가가 가능하여 고휘도를 구현할 수 있는 소자의 구조로 이루어진다.The present invention provides a mesh-type mesh including one oxide film for fabricating a triode type display device that induces field emission from an emitter made of a pointed metal or nonmetallic tip or a nano carbon-based material. A field emission device having a gate electrode on a structure and a method of fabricating the same are described. The amount of electrons emitted from the emitter on the cathode according to the present invention is controlled, the protection of the emitter in the event of arcing, the complete blocking of the leakage current lost to the gate electrode, and the focusing or spreading of the emitted electrons. A three-electrode field emission indicator (FED) and field emission plane lamp (FEFL) using a mesh-like mesh structure with a single oxide film is emitted from the emitter just above the cathode where the patterned emitter is arranged. A mesh-type mesh electrode with openings through which electrons can pass is placed with one oxide layer as an interlayer, and high brightness can be applied to the anode by adjusting a distance from the anode to a spacer, thereby realizing high brightness. Consists of the structure of the device.

탄소나노튜브, 탄소나노파이버, 에미터, 전계 방출 표시 소자, 전계 방출 평면 램프, 삼전극형 구조, 메쉬 게이트  Carbon nanotubes, carbon nanofibers, emitters, field emission display devices, field emission flat lamps, triode structures, mesh gates

Description

한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자 및 그 제작방법{Triode Type Field Emission Devices using Honeycomb mesh electrode with oxide layer and Manufacturing method therof}Triode Type Field Emission Devices using Honeycomb mesh electrode with oxide layer and Manufacturing method therof}

도 1은 종래의 Spindt 형태의 금속 또는 비금속 팁형 전계 방출 소자를 보여주는 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional spindt type metal or nonmetal tip type field emission device.

도 2는 종래의 나노 카본 계열 에미터와 금속 메쉬 그리드를 이용한 전계 방출 소자를 보여주는 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a field emission device using a conventional nano carbon-based emitter and a metal mesh grid.

도 3은 본 발명에 의한 전계 방출 표시 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the field emission display device according to the present invention.

도 4a는 도 3의 전계 방출 표시 소자의 구조에서 그물망 메쉬 구조물 부, 메쉬 금속, 게이트 전극의 모습을 보여주는 사시도. 4A is a perspective view illustrating a mesh mesh structure part, a mesh metal, and a gate electrode in the structure of the field emission display device of FIG. 3.

도 4b는 도 3의 전계 방출 표시 소자의 구조에서 캐소드 부에 도전성 페이스트에 고정된 그물망 메쉬 구조물의 모습을 보여주는 도면.4B is a view illustrating a mesh mesh structure fixed to a conductive paste in a cathode part in the structure of the field emission display device of FIG. 3.

도 5는 본 발명에 의한 전계 방출 표시 소자의 또 다른 실시 예를 보여주는 단면구조 와 구동 방법.Figure 5 is a cross-sectional structure and a driving method showing another embodiment of the field emission display device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 전계 방출을 이용한 전계 방출 평면 램프 소자의 또 다른 실시 예를보여 주는 단면도.6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a field emission flat lamp device using the field emission according to the present invention.

* 도면의 주요 부에 대한 설명 * Description of the main parts of the drawing

11 : 아노드 기판, 12 : 아노드(ITO) 전극, 13 : 블랙매트릭스, 14(a,b,c): 청색, 적색, 녹색형광체,  11: anode substrate, 12 anode (ITO) electrode, 13 black matrix, 14 (a, b, c): blue, red, green phosphor,

21 : 캐소드 기판, 22 : 캐소드(ITO) 전극, 23 : 전계 에미터, 31 : 게이트 홀, 32 : 게이트 전극, 41 : 스페이서 (Spacer),21: cathode substrate, 22: cathode (ITO) electrode, 23: field emitter, 31: gate hole, 32: gate electrode, 41: spacer,

51 : 금속 메쉬51: metal mesh

100 : 아노드 부, 110 : 아노드 기판,100: anode portion, 110: anode substrate,

120 : 아노드 전극, 130 : 적색(a),청색(b),녹색(c) 형광체 120: anode electrode, 130: red (a), blue (b), green (c) phosphor

140 : 백색광 형광체, 150 : 블랙-매트릭스, 140: white light phosphor, 150: black-matrix,

160 : Al 금속막, 160: Al metal film,

200 : 그물망 메쉬 구조물 부, 210 : 절연체,200: mesh mesh structure part, 210: insulator,

220 : 게이트 홀, 230 : 게이트 전극,220: gate hole, 230: gate electrode,

240 : 메쉬 금속, 250 : 도전성 은 페이스트240: mesh metal, 250: conductive silver paste

300 : 캐소드 부, 310 : 캐소드 기판,300: cathode portion, 310: cathode substrate,

320 : 캐소드 전극, 330 : Ag 버퍼 전극,320: cathode electrode, 330: Ag buffer electrode,

340 : 나노 카본계 에미터, 340: nano carbon emitter,

400 : 스페이서400: spacer

500 : 확산 필름 (Light guide)500: Light guide

본 발명은 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자 및 그 제작방법에 관한 것으로, 캐소우드상의 에미터로부터 방출되는 전자의 양을 조절, 아킹(Arcing) 발생시 에미터의 보호, 게이트 전극으로 손실되는 누설전류의 완전한 차단 및 방출된 전자의 집속(Focusing) 또는 퍼짐을 도와 주는 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자 및 그 제작방법에 관한 것이다. The present invention relates to a three-electrode type field emission device employing a mesh mesh structure having one oxide film and a method for manufacturing the same, and to control the amount of electrons emitted from the emitter on the cathode and to protect the emitter during arcing. In addition, the present invention relates to a three-electrode field emission device employing a mesh mesh structure having a single oxide film which helps to completely block leakage current lost to a gate electrode and to focus or spread emitted electrons.

전자를 방출하는 전계 에미터 물질로는 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 질소 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등이 있으며, 최근에는 입자상 카본 나노 튜브나 카본 나노 파이버 등이 가늘고 길며 뾰족하고 물리, 화학적으로 안정하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있다.Field emitter materials that emit electrons include metals, silicon, oxides, diamonds, diamond-like carbon (DLC), carbide compounds, nitrogen compounds, carbon nanotubes, and carbon nanofibers. Many studies have been made because nanofibers are thin, long, sharp, and physically and chemically stable.

도 1은 종래의 Spindt형 금속 또는 비금속계 팁형 전계 방출 소자의구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 기존의 Spindt형 전계 방출 소자는 투명한 아노드 기판 (11)및 캐소드 기판 (21)를 가지며 이들 사이에서 스페이서 (41)를 이용하여 일정한 간격을 유지하는 구조로 되어 있다. 캐소드 전극 (22)위에 절연막을 형성한 다음 작은 크기의 게이트 홀 (31)들이 형성되고 이 홀들에 노출된 캐소드 상에는 전자 방출을 위한 금속 또는 비금속계 미세 팁 (23)들이 형성되어 이 팁으로부터 방출된 전자들이 게이트 전극 (32)을 따라 아노드 부 (11)로 방출된다. 그리고 아노드 부에는 캐소드 상의 미세 팁과 대응된 영역에 형광체 (14)가 도포되어 있어 미세 팁으로부터 방출되어 아노드 쪽으로 진행하는 전자들이 형광체 (14)에 충돌하여 빛을 내는 구조이다. 이때, 공정 진행시 팁상의 미세 패턴을 형성하는 어려움과 제조 공정상 고가의 비용 때문에 대면적용 전계 방출 소자에 적용하기에는 어렵다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional Spindt-type metal or nonmetallic tip type field emission device. The existing Spindt type field emission device has a transparent anode substrate 11 and a cathode substrate 21 and has a structure that maintains a constant gap therebetween using spacers 41 therebetween. After forming an insulating film on the cathode electrode 22, small sized gate holes 31 are formed, and on the cathode exposed to these holes, metal or non-metal based fine tips 23 for electron emission are formed to be discharged from the tip. Electrons are emitted to the anode portion 11 along the gate electrode 32. In the anode portion, the phosphor 14 is applied to a region corresponding to the fine tip on the cathode, and electrons emitted from the fine tip and propagated toward the anode collide with the phosphor 14 to emit light. At this time, it is difficult to apply to a large area field emission device because of the difficulty of forming a fine pattern on the tip during the process and the high cost of the manufacturing process.

도 2는 종래의 나노 카본계를 에미터로 하고 금속 메쉬 그리드를 채용한 전자 방출 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1과 마찬가지로 투명한 아노드 기판 (11)과 캐소드 기판 (21)을 스페이서 (41)로 일정한 간격을 유지하는 구조로 하며, 캐소드 상의 패턴된 전극 (22)들 위에 절연층을 형성후 미세패턴 하여 게이트 홀 (31)을 구비하고 나노 카본계 입자상 물질을 게이트 홀 내부에 형성하여 에미터 (23)를 만든다. 또한 아노드 부에는 캐소드 상의 에미터와 대응된 영역에 형광체 (14)를 도포 및 형성하며 블랙-매트릭스 (13)물질도 겸비한 구조를 갖는다. 특히, 게이트와 아노드 사이에 에미터로부터 방출되는 전자들을 제어하는 금속 메쉬 구조물 (51)을 더 구비하고 있다.2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an electron-emitting device employing a metal mesh grid as an emitter using a conventional nano carbon-based emitter. As shown in FIG. 1, the transparent anode substrate 11 and the cathode substrate 21 are structured to maintain a constant gap with the spacers 41, and after forming an insulating layer on the patterned electrodes 22 on the cathode, fine patterns are formed. An emitter 23 is formed by providing a gate hole 31 and forming a nano carbon-based particulate matter inside the gate hole. The anode portion also has a structure in which the phosphor 14 is applied and formed on a region corresponding to the emitter on the cathode, and also has a black-matrix 13 material. In particular, there is further provided a metal mesh structure 51 for controlling electrons emitted from the emitter between the gate and the anode.

이와 같이 전자들이 방출되는 동안에 방출된 전자들이 게이트로 흘러들어 누설 전류를 형성하는 경우가 많이 발생하며, 게이트 절연막의 두께에 비해서 게이트 홀이 크기 때문에 아노드 전압에 의한 전자 방출이 발생하여 전자 방출량의 제어가 매우 어렵다. 또한, 전자 방출이 주로 게이트 전극 근처에 놓여져 있는 에미터에서 일어나게 되므로 전자빔이 아노드에서 퍼지는 현상이 발생하며, 게이트에 높은 전압이 걸리게 되어 게이트 산화물 및 저항층에 손상을 주게되어 순간적인 아킹의 가 능성이 발생하게 된다. 이러한 현상들은 전계 방출 소자의 특성을 저해하고 고전압을 인가할 수 있는 구조가 불가능하여 전계 방출을 이용한 소자의 제작이 불가능하다. As such, the emitted electrons flow into the gate to form a leakage current while the electrons are emitted, and since the gate hole is larger than the thickness of the gate insulating layer, electron emission is generated due to the anode voltage, thereby reducing the amount of electron emission. Very difficult to control In addition, electron emission is mainly caused by emitters placed near the gate electrode, which causes electron beams to spread from the anode, and a high voltage is applied to the gate, which damages the gate oxide and the resistive layer, thereby providing temporary arcing. Odds will occur. These phenomena impede the structure of the field emission device and can not apply a high voltage, it is impossible to manufacture the device using the field emission.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 고전압 인가에 따른 누설전류 차단, 전자 방출량 제어, 아킹 발생을 억제하여 에미터 보호 및 전자빔의 집속 또는 퍼짐을 자유스럽게 제어하는 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자 및 그 제작방법을 제공하고자 한다.
The present invention has been made to solve the above problems, and one oxide film for freely controlling the emitter protection and electron beam focusing or spreading by suppressing leakage current blocking, electron emission control, arcing caused by high voltage application The present invention provides a three-electrode field emission device employing a mesh mesh structure having the same, and a manufacturing method thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제안하는 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자는, 일정한 간격을 두고 서로 마주보게 배치된 아노드 기판 및 캐소드 기판, 상기 캐소드 기판 상에 패터닝후 일정하게 배열된 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 상에 전자 방출용으로 형성된 입자상 나노 카본계 전계 에미터들, 밀착력을 증가시키기 위한 상기 전계 에미터 직하 또는 바운더리(boundary)에 형성된 도전성 금속막, 상기 전계 에미터로부터 방출되는 전자를 통과시키는 게이트 홀 및 전극을 가진 그물망 메쉬 구조물, 상기 캐소드 기판에 형성된 에미터와 마주보는 방향으로 형성된 아노드 전극들, 상기 아노드 전극상에 형성된 형광체들, 및 상기 아노드 기판과 그물망 메쉬 전극이 있는 기판 간의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서들로 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a three-electrode type field emission device employing a mesh mesh structure having one oxide film proposed in the present invention includes an anode substrate, a cathode substrate, and a cathode substrate disposed to face each other at regular intervals. Cathode electrodes arranged uniformly after patterning on the substrate, particulate nano carbon-based field emitters formed for electron emission on the cathode electrode, a conductive metal film formed directly below or on the boundary to increase adhesion; A mesh mesh structure having a gate hole and an electrode for passing electrons emitted from the field emitter, anode electrodes formed in a direction facing the emitter formed on the cathode substrate, phosphors formed on the anode electrode, and The distance between the anode substrate and the substrate with the mesh mesh electrode It is characterized by consisting of spacers to keep a steady.

본 발명에서 그물망 메쉬 구조물의 두께는 20 ~ 1000㎛ 의 높이로 아노드 전극과 캐소드 전극의 사이에 놓이게 되고, 상기 그물망 메쉬 구조물은 얇은 금속판상에 원하는 홀을 형성하여 메쉬를 만들고, 절연막이 모든면에 도포된 절연체로 형성되며, 상기 아노드 기판상의 형광체 면과 대향면의 절연막 위에 게이트 전극이 형성된 것이 바람직하다. In the present invention, the thickness of the mesh mesh structure is placed between the anode electrode and the cathode electrode with a height of 20 ~ 1000㎛, the mesh mesh structure forms a desired hole on a thin metal plate to make a mesh, the insulating film is on all sides It is preferable that the gate electrode is formed on an insulating film coated on the anode substrate, and formed on an insulating substrate opposite to the phosphor surface on the anode substrate.

또한, 본 발명에서 상기 그물망 메쉬 구조물은 스테인레스 강 또는 기타 가공하기 쉽고 파손되지 않는 금속으로 구성되며, 전계 에미터로부터 방출된 전자가 통과할 수 있는 게이트홀을 가공하여 만들수 있으며, 상기 캐소드 전극 및 전계 에미터와 전기적으로 절연이 되고 또한 전계 에미터에 쉽게 전계를 인가할 수 있도록 절연체를 형성하며, 전계 에미터에 전계를 인가하여 전자가 쉽게 방출될 수 있도록 별도의 금속을 도포하여 게이트 전극을 형성하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the present invention, the mesh mesh structure is made of stainless steel or other metal that is easy to process and not broken, and can be made by processing a gate hole through which electrons emitted from the field emitter can pass, and the cathode electrode and the electric field Insulator is electrically insulated from the emitter and forms an insulator so that an electric field can be easily applied to the field emitter, and a gate metal is formed by applying a separate metal to easily emit electrons by applying an electric field to the field emitter. Characterized in that.

본 발명에서 상기 전계 에미터는 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 질소 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등의 물질로 구성될 수 있으며, 상기 그물망 메쉬 구조물은 상기 캐소드 전극 및 전계 에미터와 전기적으로 절연이 되고 또한 상기 전계 에미터에 쉽게 전계를 인가할 수 있도록 별도의 절연체를 가지며, 상기 전계 에미터가 상기 아노드 전압에 의해 전계 방출되는 것을 억제하는 효과를 가지게 하는 별도의 전극을 가질 수 있으며, 또한 상기 전계 에미터로부터 방출된 전자가 특정한 아노드 위치에 갈 수 있도록 하는 전자빔 집속 또는 퍼짐의 효과를 가지게 할 수 있다.In the present invention, the field emitter may be composed of a material such as metal, silicon, oxide, diamond, diamond carbon (DLC), carbide compound, nitrogen compound, carbon nanotube, carbon nanofiber, the mesh mesh structure is It is electrically insulated from the cathode electrode and the field emitter and has a separate insulator to easily apply an electric field to the field emitter, and has an effect of suppressing the field emitter from being discharged by the anode voltage. It can have a separate electrode to have, and can also have the effect of electron beam focusing or spreading to allow electrons emitted from the field emitter to reach a particular anode location.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 한 개의 산화막을 가진 그물만 메쉬 구조물을 이용한 전계 방출 소자 및 그 제작 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a field emission device using a mesh structure having only one oxide film according to the present invention and a fabrication method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 그물망 메쉬 구조물을 이용한 전계 방출 표시 소자의 수직 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그물망 메쉬 구조물을 채용한 삼전극형 전계 방출 소자는 기본적으로 아노드 부 (100), 그물망 메쉬 구조물 부 (200), 캐소드 부 (300)를 가지며;상기 아노드 부 (100)는 광투과율이 우수한 유리와 같은 절연성 기판으로 이루어진 아노드 기판 (110)과, 상기 아노드 기판 상의 일부 위에 금속 또는 투명전극 등으로 이루어진 아노드 전극 (120)과, 상기 아노드 전극 상에 적색 (130a), 청색 (130b), 녹색 (130c)의 형광체 및 상기 형광체 사이에 블랙-매트릭스 (150)를 가지며, 일정한 간격을 갖게 하기 위한 구조물인 스페이서 (400)를 아노드 부의 블랙-메트릭스 영역에 놓이는 것을 특징으로 하며 ; 상기 캐소드 부 (300)는 유리와 같은 절곡성이 없는 절연성 기판으로 이루어진 캐소드 기판 (310)과, 상기 캐소드 기판 상의 일부 위에 금속 또는 투명전극 등으로 이루어져 있는 캐소드 전극 (320)과, 상기 캐소드 전극 (320)의 일부 위에 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 질소 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등으로 이루어진 막 형 (박막 또는 후막)의 전계 에미터 (340)를 가지는 것을 특징으로 하며 ; 상기 그물망 메쉬 구조물 부 (200)는 상기 캐소드 부 (300)와 별도로 제작되며, 도 3 및 도 4a 에서와 같이 얇은 금속판(240)상에 원하는 게이트홀(220)을 형성하여 그물망 메쉬를 만들고, 상기 캐소드 전극(320)과 전기적 통전을 방지하기 위하여 절연체가 모든면에 도포된 절연막(210)을 형성하며, 전계 에미터로부터 방출된 전자가 상기 절연막(210)을 통과하여 상기 아노드 전극(120)들에 대응되도록 상기 절연막(210)의 일부 위에 전압을 인가할 수 있도록 전극 단자(230)가 공통전극으로 형성된 게이트 전극(230)을 갖는것을 특징으로 하며 ; 상기 아노드 부 (100), 그물망 메쉬 구조물 부 (200), 캐소드 부 (300)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 캐소드 부의 전계 에미터 (340)가 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 홀 (220)을 통하여 아노드 부의 아노드 전극 (120)상의 형광체 (130a,130b,130c)와 서로 대응하도록 패키징되어 있는 것을 특징으로 한다. 3 is a vertical cross-sectional view of a field emission display device using a mesh mesh structure according to the present invention. As shown, the three-electrode field emission device employing the mesh mesh structure according to the present invention basically has an anode portion 100, a mesh mesh structure portion 200, and a cathode portion 300; the anode portion 100 is an anode substrate 110 made of an insulating substrate such as glass with excellent light transmittance, an anode electrode 120 made of a metal or a transparent electrode or the like on a portion of the anode substrate, and on the anode electrode A red (130a), a blue (130b) and a green (130c) phosphor and a black matrix 150 between the phosphors, and a spacer 400, which is a structure for giving a constant spacing, the black-metrics of the anode part Characterized by being placed in an area; The cathode part 300 includes a cathode substrate 310 formed of an insulating substrate having no bendability such as glass, a cathode electrode 320 formed of a metal or a transparent electrode on a portion of the cathode substrate, and the cathode electrode ( A film type (thin or thick film) field emitter 340 consisting of a metal, silicon, oxide, diamond, diamond-like carbon (DLC), carbide compound, nitrogen compound, carbon nanotube, carbon nanofiber, or the like on a portion of 320). Characterized by having; The mesh mesh structure portion 200 is manufactured separately from the cathode portion 300, and forms a mesh mesh by forming a desired gate hole 220 on the thin metal plate 240, as shown in Figure 3 and 4a, In order to prevent electrical conduction with the cathode electrode 320, an insulator is formed on an insulating film 210 coated on all surfaces, and electrons emitted from an electric field emitter pass through the insulating film 210 to the anode electrode 120. The electrode terminal 230 has a gate electrode 230 formed of a common electrode so that a voltage can be applied to a portion of the insulating film 210 so as to correspond to the above-mentioned ones; As shown in FIG. 3, the anode portion 100, the mesh mesh structure portion 200, and the cathode portion 300 may have the field emitter 340 of the cathode portion pass through the gate hole 220 on the mesh mesh structure. It is characterized in that it is packaged so as to correspond to the phosphors 130a, 130b, 130c on the anode electrode 120 of the node portion.

본 발명에 있어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 그물망 메쉬 구조물에서 각각 게이트 홀은 상기 아노드 부 (100)의 상기 각각 적색, 청색, 녹색 형광체 도포면과 일대일 대응되도록 형성되는 것이 바람직하고, 상기 그물망 메쉬 구조물의 높이는 절연체 (210)와 전극 (230)을 포함하여 20 ~ 1000㎛ 범위를 갖도록 하여 전계 에미터 (340)로부터 방출에 필요한 전압을 낮출수 있도록 하며, 절연 산화막 (210)의 두께는 5 ~ 20㎛의 범위를 갖도록 함으로써 전계 에미터 (340)로부터 방출된 전자가 메쉬 구조물 상의 게이트 전극 (230)으로 누설되는 것을 억제할 수 있도록 하며, 상기 그물망 메쉬 구조물 상 (200)의 게이트 홀 (220)의 크기는 절연체 (210) 두께의 20 ~ 10 배가 되도록 함으로써 전자 방출 정도를 용이하게 제어할 수 있도록 하며, 바람직하게는 윗 부분과 아랫 부분의 크기 비율은 작은 홀의 크기를기준으로 큰 홀의 크기가 2배 이하가 되도록 형성하며, 상기 그물망 메쉬 구조물 상 (200)의 게이트 홀 (220)을 제외한 일정 부분에 금속 및 금속화합물을 이용하여 ~ 1㎛의 높이로 게이트 전극 (230)을 형성하여 전자방출량을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, as shown in Figure 4b, each of the gate holes in the mesh mesh structure is preferably formed to correspond one-to-one with the respective red, blue, green phosphor coating surface of the anode portion 100, The height of the mesh mesh structure includes the insulator 210 and the electrode 230 so as to have a range of 20 to 1000 μm to reduce the voltage required for emission from the field emitter 340, and the thickness of the insulating oxide film 210 By having a range of 5 ~ 20㎛ can suppress the leakage of electrons emitted from the field emitter 340 to the gate electrode 230 on the mesh structure, the gate hole (200) on the mesh mesh structure (200) The size of 220 may be 20 to 10 times the thickness of the insulator 210 so that the degree of electron emission can be easily controlled. Preferably, the upper part and the lower part are The ratio of the size of the large hole is formed to be less than twice the size of the small hole based on the size of the small hole, by using a metal and a metal compound in a predetermined portion except for the gate hole 220 on the mesh mesh structure 200 ~ 1 The gate electrode 230 is formed to a height of μm to control the electron emission amount.

또한, 도 4a에 도시된 바와 같이 한 개의 산화막 (210)을 포함한 그물망 메쉬 구조물 (200)은 다음과 같은 방법으로 형성한다. 상기 그물망 메쉬 구조물 (200)은 얇은 금속판 모양으로 Ni-Cr을 함유한 SUS 계열, Al-Si 계열의 합금 및 Fe-Ni을 함유한 INVA 합금 계열 등의 재질을 사용하며, 열팽창계수가 적고 가공시 생성되는 열적 내부 응력을 제거하기 위해 400℃ 부근에서 1회 예비 아닐링 (annealing)을 실시하며, 상기 그물망 메쉬 구조물 (200)상의 일부 게이트 홀 (220)은 포토리소그라피 공정을 이용하며, 1 도트 (dot) 크기로 된 어레이 (array)로 형성하며, 하나의 게이트 홀은 각각의 적색, 청색, 녹색 형광체에 대응된다. In addition, as shown in FIG. 4A, the mesh mesh structure 200 including one oxide film 210 is formed by the following method. The mesh mesh structure 200 is made of a material such as SUS-based, Al-Si-based alloys, and INVA-alloy-based alloys containing Fe-Ni containing Ni-Cr in a thin metal plate shape, and having a low coefficient of thermal expansion. A preliminary annealing is performed once around 400 ° C. to remove the resulting thermal internal stress, some of the gate holes 220 on the mesh mesh structure 200 using a photolithography process, one dot ( A dot sized array is formed, and one gate hole corresponds to each of red, blue, and green phosphors.

그리고 상기 그물망 메쉬 구조물 상 (200)의 절연막 (210)은 SOG (spin-on-glass)를 이용한 스핀-코팅 (spin-coating) 및 딥-코팅 (dip-coating) 또는 SiO, TiO, AlO, NiO 등을 함유한 졸을 이용한 졸-겔 코팅 (sol-gel) 방법을 이용하여 모든 면에 형성하며, 절연체 산화막이 코팅된 그물망 메쉬 구조물을 520℃ 부근에서 충분한 아닐링 (annealing)을 수 회 거쳐 상기 그물망 메쉬 구조물 (200) 내에 남아 있는 잔류응력을 완전히 제거하여 소성후에도 평탄한 형상을 유지하도록 하며, Al, Ag 또는 Cr 등의 금속을 진공증착(vacuum-deposition)법을 이용하여 상기 그물망 메쉬 구조물 직상에 게이트 전극 (230)을 형성하도록 한다.In addition, the insulating film 210 on the mesh mesh structure 200 may be spin-coated and dip-coated using SOG (spin-on-glass) or SiO, TiO, AlO, NiO. It is formed on all sides using a sol-gel coating method using a sol containing a back, and the like, and the mesh mesh structure coated with an insulator oxide film is subjected to sufficient annealing at around 520 ° C several times. The residual stress remaining in the mesh mesh structure 200 is completely removed to maintain a flat shape after firing, and a metal such as Al, Ag, or Cr is directly on the mesh mesh structure by using a vacuum-deposition method. The gate electrode 230 is formed.

또한, 상기 캐소드 부 (300)의 상기 막 형 전계 에미터 (340)는 캐소드 전극 (320) 상에 촉매 금속을 이용하여 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 질소 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등을 직접 성장시키거나, 또는 미리 성장된 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브, 카본 나노파이버 등의 입자상 분말을 바인더와 함께 페이스트 (paste)로 혼합하여 스크린 인쇄 또는 감광성 방법으로 제작하는 것을 특징으로 하되, 밀착력을 증가시키기 위하여 상기 입자상 페이스트형 에미터 직하 또는 바운더리(boundary)에 도전성 버퍼 금속막 (330)을 형성하는 것도 포함한다. In addition, the film type field emitter 340 of the cathode part 300 may be formed of metal, silicon, oxide, diamond, diamond-like carbon (DLC), carbide compound, and nitrogen using a catalytic metal on the cathode electrode 320. Screen printing by directly growing compounds, carbon nanotubes, carbon nanofibers, etc., or by mixing particulate powder such as pre-grown diamonds, diamond-like carbons, carbon nanotubes, carbon nanofibers, etc. with a binder as a paste. Or a photosensitive method, wherein the conductive buffer metal film 330 is formed directly below or at the boundary of the particulate paste-type emitter to increase adhesion.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 상기 그물망 메쉬 구조물을 채용한 전계 방출 소자를 제작하는 방법에 있어; 전계 방출 표시 소자(FED)의 방출 전자 집속 방법은, 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 홀 (220)을 형성할 때 내부가 경사지도록 하되, 아노드 전극 (120)을 향하는 홀 (220)의 지름이 상기 전계 에미터 (340)를 향하는 부분의 홀 지름보다 작게 함으로써 상기 전계 에미터 (340)로부터 방출된 전자가 상기 아노드 전극 (120)의 특정 영역에 집속될 수 있도록 하며; 전계 방출 평면 램프 (FEFL)의 방출 전자 퍼짐 방법도 상기 전계방출 표시 소자의 게이트 홀 (220)을 형성하는 방법과 동일하게 하되, 아노드 전극 (120)을 향하는 홀의 지름이 상기 전계 에미터 (340)를 향하는 부분의 홀 지름보다 크게 함으로써 상기 전계 에미터 (340)로부터 방출된 전자가 상기 아노드 전극 (120)의 특정 영역으로 퍼짐을 유도할 수 있도록 하며, 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극 (230)은 상기 게이트 홀 (220)의 경사진 절연체 내벽에는 덮이지 않도록 형성함으로써 상기 전계 에미터 (130)로부터 방출된 전자가 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 전극 (230)으로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한다. In addition, in order to achieve the above object in the method for manufacturing a field emission device employing the mesh mesh structure according to the present invention; The emission electron focusing method of the field emission display device (FED) is such that the inside is inclined when the gate hole 220 is formed on the mesh mesh structure, and the diameter of the hole 220 facing the anode electrode 120 is equal to the diameter of the hole 220. Making it smaller than the hole diameter of the portion facing the field emitter (340) so that electrons emitted from the field emitter (340) can be focused on a specific region of the anode electrode (120); The emission electron spreading method of the field emission flat lamp (FEFL) is also the same as the method of forming the gate hole 220 of the field emission display device, and the diameter of the hole facing the anode electrode 120 is equal to that of the field emitter 340. By larger than the hole diameter of the portion facing the ()), electrons emitted from the field emitter 340 can be induced to spread to a specific region of the anode electrode 120, the gate electrode 230 on the mesh mesh structure ) Is formed so as not to cover the inclined inner wall of the gate hole 220 to prevent electrons emitted from the field emitter 130 from leaking to the electrode 230 on the mesh mesh structure.

도 5는 본 발명에 의한 전계 방출 표시 소자 (FED)의 실시 예를 보여 주는 단면도 및 그 구동방법을 보여주는 것으로 상기 도 3과 유사하며, 자세히 설명하면 다음과 같다. 이는 도 3, 도 4a 및 도 4b의 방법상으로 전계 방출 표시 소자를 제작할 수 있으며, 도 2에서 보여주는 종래의 방법을 이용한 전계 방출 표시 소자와 비교하면, 게이트 전극 (32)과 금속 메쉬 그리드 전극 (51)을 동시에 구비하여 사전극형 구조와는 달리 하나의 그물망 메쉬 구조물 (200) 상에 게이트 전극 (230)을 형성하는 공정의 단축성과 산화물 절연막 (210)이 위 또는 아래의 모든 면에 형성된 점이 다르다. 도 5의 실시 예는 전계 에미터로부터 전계 방출 전자의 양을 극대화시키면서도 용이하게 제어할 수 있는 장점을 가지며, 전계 방출 표시 소자에서 중요한 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 홀 (220) 크기를 캐소드 쪽보다 아노드 쪽을 작게 형성함으로써 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극 (230)에 음 또는 양의 직류 전압을 인가하고, 아노드 전극(120)에 1kV 이상의 고전압을 인가하면 상기 전계 에미터 (340)로부터 방출된 전자는 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극 (230)전압에 영향을 받아 아노드 부의 각각 형광체 (130)를 가격하여 최적의 색순도를 얻을 수 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a field emission display device (FED) according to the present invention and a driving method thereof, similar to FIG. 3, and described in detail as follows. 3, 4a, and 4b, the field emission display device can be manufactured, and compared with the field emission display device using the conventional method shown in FIG. 2, the gate electrode 32 and the metal mesh grid electrode ( Unlike the pre-polar structure having 51) at the same time, the shortening of the process of forming the gate electrode 230 on one mesh mesh structure 200 and the point that the oxide insulating film 210 is formed on all surfaces above or below are different. . 5 has the advantage that it can be easily controlled while maximizing the amount of field emission electrons from the field emitter, and the size of the gate hole 220 on the mesh mesh structure, which is important in the field emission display device, is smaller than the anode side. By forming a smaller side, when a negative or positive DC voltage is applied to the gate electrode 230 on the mesh mesh structure, and a high voltage of 1 kV or more is applied to the anode electrode 120, electrons emitted from the field emitter 340 Depending on the voltage of the gate electrode 230 on the mesh mesh structure, the phosphor 130 of the anode portion may be priced to obtain an optimal color purity.

도 6은 본 발명에 의한 도 5의 전계 방출 표시 소자를 전계 방출 평면 램프 (FEFL)에 응용한 것을 보여주는 것이며, 자세히 설명하면 다음과 같다.FIG. 6 illustrates the application of the field emission display device of FIG. 5 to a field emission flat lamp (FEFL) according to the present invention.

도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그물망 메쉬 구조물을 채용한 삼전극형 전계 방출 평면 램프는 기본적으로 아노드 부 (100), 그물망 메쉬 구조물 부 (200), 캐소드 부 (300)를 가지는 것은 도 5의 구조와 동일하며 ; 상기 아노드 부 (100)는 광투과율이 우수한 유리와 같은 절연성 기판으로 이루어진 아노드 기판 (110)과, 상기 아노드 기판 (110) 상의 일부 위에 금속 또는 투명전극 등으로 이루 어진 아노드 전극 (120)과, 상기 아노드 전극 (120) 상에 일반적으로 CRT (Cathode Ray Tube) 등에 사용되는 산화물 형광체 또는 황화물 형광체인 적색, 청색, 녹색의 형광체를 일정한 비율로 혼합한 백색형광체 (140)를 구현할 수 있도록 하며, 고분자 레진 (resin)과 혼합하여 스크린 인쇄를 하거나 감광성 물질과 혼합하여 포토리소그라피 공정으로 백색형광막 (140)을 형성할 수 있으며, 일정한 간격을 갖게 하기 위한 구조물인 스페이서 (400)를 아노드 부의 백색형광막 (140) 중의 일부 영역에 놓이며, 백색 발광 빛의 전반사를 위하여 후면에 Al 금속막 (160)을 증착 (deposition) 하는 것을 특징으로 하며 ; 상기 캐소드 부 (300)는 도 3의 구조와 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하며 ; 상기 그물망 메쉬 구조물 부 (200)는 상기 캐소드 부 (300)와 별도로 제작되며, 도 5의 실시 예에서 설명한 바와 같이 전계 방출 전자의 양을 극대화시키면서도 용이하게 제어할 수 있도록 상기 전계 방출 평면 램프 (FEFL)에서 중요한 그물망 메쉬 구조물 (200) 상의 게이트 홀 (220) 크기가 캐소드 쪽보다 아노드 쪽을 크게 형성함으로써 그물망 메쉬 구조물 (200) 상의 게이트 전극 (230)에 직류 전압을 인가하고, 아노드 전극 (120)에 1kV 이상의 직류 고전압을 인가하면 상기 전계 에미터 (340)로부터 방출된 전자는 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극 (230) 전압에 영향을 받아 아노드 전극 (120)쪽으로 전자의 퍼짐을 유도하여 최적의 백색을 얻을 수 있으며, 전면에 대한 균일한 밝기를 얻기 위하여 별도의 확산 필름 (light guide)을 채용할 수 도 있는 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 6, a three-electrode field emission flat lamp employing a mesh mesh structure according to the present invention basically has an anode portion 100, a mesh mesh structure portion 200, and a cathode portion 300. Same as the structure of FIG. 5; The anode part 100 includes an anode substrate 110 formed of an insulating substrate such as glass having excellent light transmittance, and an anode electrode 120 formed of a metal or a transparent electrode on a portion of the anode substrate 110. ) And a white phosphor 140 mixed with red, blue, and green phosphors, which are oxide phosphors or sulfide phosphors generally used in a cathode ray tube (CRT) or the like, on the anode electrode 120 in a constant ratio. The white fluorescent film 140 may be formed by screen printing by mixing with a polymer resin or by mixing with a photosensitive material and forming a white fluorescent film 140 by a photolithography process. It is placed in a part of the white fluorescent film 140 of the node portion, characterized in that for depositing the Al metal film 160 on the back for total reflection of the white light emission (deposition) He said; The cathode portion 300 is characterized in that the same as the structure of FIG. The mesh mesh structure part 200 is manufactured separately from the cathode part 300 and, as described in the embodiment of FIG. 5, the field emission plane lamp (FEFL) so as to be easily controlled while maximizing the amount of the field emission electrons. By applying a DC voltage to the gate electrode 230 on the mesh mesh structure 200 by forming the anode side larger than the cathode side, the size of the gate hole 220 on the mesh mesh structure 200 is important. When a DC high voltage of 1 kV or more is applied to 120, electrons emitted from the field emitter 340 are affected by the voltage of the gate electrode 230 on the mesh mesh structure to induce the spread of electrons toward the anode electrode 120. It is possible to obtain a white light and to adopt a separate light guide (light guide) to obtain a uniform brightness over the front .

상기 도 6의 전계 방출 평면 램프 (FEFL)의 구동은 도 5와 같은 방법으로 이 루어진다. 상기 그물망 메쉬 구조물의 게이트 전극 (230)에 일정한 직류 전압을 인가하여 상기 캐소드 부의 일정한 캐소드 전극 (320) 상에 형성된 막 형의 전계 에미터 (340)로부터 전자 방출을 유도하며, 상기 아노드 부 (100)의 투명 전극 (120)에 직류 고전압을 인가하여 방출된 전자를 고 에너지로 가속시킬 수 있도록 한 후, 그물망 메쉬 구조물의 게이트 전극 (230)에 음 전압 (negative voltage)의 스캔 펄스 신호를, 캐소드 전극 (320)에 양 (positive) 또는 음 전압의 데이터 펄스 신호를 각각 입력하여 화상을 표현하는데 FED에서 구동하는 것과 달리 전계 방출 평면 램프에서는 연속적인 백색을 발광하게 된다. The field emission flat lamp (FEFL) of FIG. 6 is driven in the same manner as in FIG. By applying a constant DC voltage to the gate electrode 230 of the mesh mesh structure to induce electron emission from the film-type field emitter 340 formed on the constant cathode electrode 320 of the cathode portion, the anode portion ( After applying a high DC voltage to the transparent electrode 120 of 100 to accelerate the emitted electrons with high energy, a scan pulse signal of a negative voltage is applied to the gate electrode 230 of the mesh mesh structure. A positive or negative data pulse signal is input to the cathode electrode 320 to represent an image. Unlike the driving of the FED, the field emission flat lamp emits continuous white light.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물을 채용한 전계 방출 소자는, 유리와 같은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 형성된 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 나노 카본계 전계 에미터, 상기 전계 에미터 주위 또는 직하에 형성된 버퍼(buffer) 전극, 상기 캐소드 위에 형성된 그물망 메쉬 구조물, 메쉬 구조물상의 일부분에 형성된 게이트 홀과 전극, 상기 전계 에미터로부터 방출된 전자가 충돌하는 아노드 부로 구성하고, As described above, the field emission device employing the mesh mesh structure having one oxide film according to the present invention includes an insulating substrate such as glass, a cathode electrode formed on the insulating substrate, and a nano carbon system formed on a part of the cathode electrode. A field emitter, a buffer electrode formed around or under the field emitter, a mesh mesh structure formed on the cathode, a gate hole and an electrode formed in a portion of the mesh structure, and the electrons emitted from the field emitter collide with each other. Configured with node division,

상기 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 전극은 전계 방출 에미터로부터 방출되는 전자의 양을 조절하고, 아노드 부와 그물망 메쉬 게이트 전극간에 균일한 전극 전위를 형성함으로써 인위적인 아킹(Arcing)을 방지하는 역할을 하며, 게이트 홀 주변의 산화막 보다 홀의 바깥쪽으로 게이트 전극을 형성하여 누설전류를 방지할 수 있다. 아울러, 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 홀 내부에 경사진 영역과 게이트 홀의 위 또는 아래의 크기를 달리해서 상기 전계 에미터로 방출된 전자를 대향하는 아노드 부의 형광체에 집속 또는 퍼짐의 역할을 유도할 수 있게 함으로써, 종래 나노 카본계 전계 방출 소자의 문제점인, 게이트 전극의 누설전류, 아노드 전압에 의한 전자방출, 전자 방출량 조절을 개선할 수 있다.The gate electrode on the mesh mesh structure controls the amount of electrons emitted from the field emission emitter and prevents artificial arcing by forming a uniform electrode potential between the anode portion and the mesh mesh gate electrode. A gate electrode can be formed outside the hole rather than the oxide film around the gate hole to prevent leakage current. In addition, it is possible to induce the role of focusing or spreading on the phosphor of the anode part facing the electrons emitted to the field emitter by varying the size of the inclined region inside the gate hole on the mesh mesh structure and the gate hole. As a result, the leakage current of the gate electrode, the electron emission by the anode voltage, and the electron emission amount control, which are problems of the conventional nano carbon-based field emission device, can be improved.

특히 본 발명에 따른 전계 방출 소자를 전계 방출 표시 소자 (FED) 및 전계 방출 평면 램프 (FEFL)에 응용할 경우, 전계 방출에 필요한 전계를 한 개의 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극을 통해 인가하기 때문에 아노드 부와 캐소드 부의 간격을 자유로이 조절할 수 있어 아노드에 고전압을 인가할 수 있기 때문에 전계 방출시 휘도를 크게 개선할 수 있다. 또한 그물망 메쉬 구조물 상의 홀을 기준으로 위 또는 아래의 구멍 크기를 달리하여 그물망 메쉬 구조물을 제작할 경우 하나의 메쉬 구조물을 이용하여 전계 에미터로부터 방출된 전자가 아노드 형광체에 집속하고자 하는 전계 방출 표시 소자 (FED) 및 전계 에미터로부터 방출된 전자가 아노드 형광체에 퍼짐을 하고자 하는 전계 방출 평면 램프 (FEFL)에 이용하여 각각의 고휘도 표시 소자를 제작할 수 있다.

Particularly, when the field emission device according to the present invention is applied to the field emission display device (FED) and the field emission flat lamp (FEFL), the anode portion is applied through the gate electrode on one mesh mesh structure. Since the distance between the and cathode portions can be freely adjusted, a high voltage can be applied to the anode, thereby greatly improving the luminance during field emission. Also, when fabricating a mesh mesh structure by varying the size of the hole above or below the holes on the mesh mesh structure, the field emission display device for electrons emitted from the field emitter to focus on the anode phosphor using one mesh structure Each of the high brightness display elements can be fabricated by using a field emission flat lamp (FEFL) in which electrons emitted from the FED and the field emitter are intended to spread to the anode phosphor.

Claims (27)

서로 마주 보게 배치된 두 개의 기판으로 봉합된 전계 방출 소자에 있어서, In a field emission device sealed with two substrates facing each other, 상기 전계 방출 소자는 투명한 절연성 유리 기판, 상기 절연성 유리 기판 상에 형성된 아노드 전극, 상기 아노드 전극 일부 위에 형성된 형광체와; 또 다른 상기 절연성 유리 기판 상에 형성된 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 나노 카본계 전계 에미터들; 및 상기 전계 에미터 주위에 형성된 그물망 금속 메쉬 구조물, 상기 그물망 금속 메쉬 구조물 상에 형성된 게이트 홀, 상기 게이트 홀이 형성된 그물망 메쉬 구조물 모든면에 형성된 절연막, 상기 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 홀을 제외한 한면에 형성된 게이트 전극들을 포함하는 한개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼극형 전계방출 소자.The field emission device includes a transparent insulating glass substrate, an anode formed on the insulating glass substrate, and a phosphor formed on a portion of the anode electrode; Another cathode electrode formed on the insulating glass substrate, and nano carbon-based field emitters formed on a portion of the cathode electrode; And a mesh metal mesh structure formed around the electric field emitter, a gate hole formed on the mesh metal mesh structure, an insulating film formed on all surfaces of the mesh mesh structure on which the gate hole is formed, and formed on one side except a gate hole on the mesh mesh structure. A tripolar field emission device employing a mesh mesh structure having one oxide film including gate electrodes. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 그물망 메쉬 구조물은 별도의 절연체와 함께 상기 전계 에미터로부터 방출된 전자가 특정한 아노드 위치에 갈 수 있도록, 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극을 기준으로 직상에는 아노드 부와 직하에는 캐소드 부로 위치하는 구조로 형성되도록 하며; 전계 에미터로부터 방출된 전자가 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 홀을 관통하되, 이 부근에서의 전자가 이동하는 속도와 전자의 양을 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 전극에 부여하는 전압으로 조절하고; 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 전극 직상이 상기 아노드 전극상의 형광체가 마주보도록 하는 구조로, 전계 에미터로부터 방출된 전자가 특정한 아노드 위치에 갈 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자.The mesh mesh structure is positioned as an anode portion directly above and an anode portion directly above the gate electrode on the mesh mesh structure so that electrons emitted from the field emitter with a separate insulator can go to a specific anode position. To form into a structure; Electrons emitted from the field emitter penetrate the gate hole on the mesh mesh structure, and the speed and amount of electrons moving in the vicinity thereof are adjusted to a voltage that imparts to the gate electrode on the mesh mesh structure; A mesh mesh having one oxide film is formed so that the phosphor on the anode faces directly above the gate electrode on the mesh mesh structure so that electrons emitted from the field emitter can go to a specific anode position. A three-electrode field emission device employing a structure. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 그물망 메쉬 구조물은 20 ~ 1000㎛ 의 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자.The mesh mesh structure is a three-electrode field emission device employing a mesh mesh structure having one oxide film, characterized in that formed in a height of 20 ~ 1000㎛. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 그물망 메쉬 구조물은 Ni, Cr, Fe, Al, Mg, Si 중 최소 1개 이상의 원소를 함유한 스테인레스강 또는 INVA강으로 형성된 것을 특징으로 하는 한 개의 산화막을 지닌 그물망 메쉬 구조물이 채용된 삼전극형 전계 방출 소자. The mesh mesh structure is a three-electrode electric field employing a mesh mesh structure having one oxide film, characterized in that formed of stainless steel or INVA steel containing at least one element of Ni, Cr, Fe, Al, Mg, Si Emitting device. 삭제delete 제 1항, 제 5항, 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1, 5 and 6, 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 홀의 크기는 윗 부분과 아랫 부분의 크기가 서로 다르게 형성되고, 그 윗 부분과 아랫 부분의 크기 비율은 작은 홀의 크기를 기준으로 큰 홀의 크기가 2배 이하가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.The size of the gate hole on the mesh mesh structure is different from the size of the upper portion and the lower portion, the size ratio of the upper portion and the lower portion is formed so that the size of the large hole is less than twice the size of the small hole. A field emission device to be used. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 홀은,The gate hole on the mesh mesh structure, 표면이 잘 연마된 금속판 상에 감광성 유기물을 도포하는 공정; 진공자외선 램프를 이용하여 유기물이 도포된 금속판 위에 마스크를 통하여 빛을 쪼여 축중합반응을 유도하는 공정; 및 부식액을 이용하여 식각하는 공정; 식각되지 않은 부위에 남은 유기물을 제거하는 공정을 이용하여 게이트 홀의 패턴 형성을 하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.Applying a photosensitive organic substance on a metal plate having a well polished surface; Inducing a condensation polymerization reaction by irradiating light through a mask on a metal plate coated with an organic material using a vacuum ultraviolet ray lamp; And etching using a corrosion solution; A field emission device comprising forming a pattern of a gate hole by using a process of removing organic matter remaining in an unetched portion. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 홀은 상기 캐소드 전극 및 상기 전계 에미터와 전기적으로 절연되고 또한 상기 전계 에미터에 전계를 인가할 수 있도록 전면에 절연막이 코팅된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.And the gate hole on the mesh mesh structure is electrically insulated from the cathode electrode and the field emitter, and an insulating film is coated on the front surface to apply an electric field to the field emitter. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 그물망 메쉬 구조물상의 게이트 홀 전면에 Si, Ti, Al 중의 한 원소 이상을 포함한 절연막을 형성하며, 스핀 코팅 (spin-coating), 딥 코팅 (dip-coating), 스크린 프린팅 (screen-printing) 방법 중의 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.Forming an insulating film including at least one element of Si, Ti, and Al on the entire surface of the gate hole on the mesh mesh structure, and in spin-coating, dip-coating, and screen-printing methods. A field emission device, characterized in that formed in one. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 그물망 메쉬 구조물상의 절연막의 두께가 메쉬 구조물 두께에 대해 10 퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자Wherein the thickness of the insulating film on the mesh mesh structure is less than 10 percent of the thickness of the mesh structure. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 그물망 메쉬 구조물상의 절연막 위에 일부 형성된 게이트 홀 이외의 한면에 Al, Ag, Cr, Ni 중의 한 금속을 증착하여 공통전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.And forming a common electrode by depositing a metal of Al, Ag, Cr, or Ni on one surface of the mesh mesh structure other than the gate hole. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 그물망 메쉬 구조물상의 공통전극은 게이트 홀의 크기에 대해 10 ~ 30 mm 작게 형성하여 방출 전자의 집속 또는 퍼짐을 제어하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.The common electrode on the mesh mesh structure is formed 10 ~ 30 mm smaller than the size of the gate hole to control the focusing or spreading of the electron emission field emission device. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 그물망 메쉬 구조물을 별도로 제작하고 공통전극을 형성하는 방향에 따라, (가) 전계 방출 표시 소자 (FED), 또는 (나) 전계 방출 평면 램프 (FEFL)에 선택적으로 모두 이용이 가능한 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.Depending on the direction in which the mesh mesh structure is manufactured separately and the common electrode is formed, (A) the field emission display device (FED), or (B) the field emission plane lamp (FEFL) can be selectively used both. Field emission devices. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 (가) 단계에서 상기 그물망 메쉬 구조물의 공통전극을 형성하는 방향이 상기 게이트 홀의 크기가 작은 면에 형성하여 상기 전계 에미터로부터 방출된 전자의 집속을 제어하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시 소자The field emission display device of claim 1, wherein the direction in which the common electrode of the mesh mesh structure is formed is formed on a surface having a small size of the gate hole to control the concentration of electrons emitted from the field emitter. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 (나) 단계에서 상기 그물망 메쉬 구조물의 공통전극을 형성하는 방향이 상기 게이트 홀의 크기가 큰 면에 형성하여 상기 전계 에미터로부터 방출된 전자의 퍼짐을 유도하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 평면 램프.And the direction of forming the common electrode of the mesh mesh structure in the step (b) is formed on the large surface of the gate hole to induce the spread of electrons emitted from the field emitter. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,The method according to claim 13 or 14, 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 방출 전자의 집속 또는 퍼짐을 제어하는 게이트 전극은 상기 그물망 메쉬 구조물 상의 게이트 홀 절연체 내벽에는 덮이지 않도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자. And a gate electrode for controlling focusing or spreading of emission electrons on the mesh mesh structure is not covered by an inner wall of the gate hole insulator on the mesh mesh structure. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 나노 카본계 전계 에미터는 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버로 구성된 것들중 최소 하나 이상을 포함하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.The nano-carbon field emitter formed on a portion of the cathode electrode is a field emission device characterized in that it comprises at least one of those consisting of diamond-like carbon (DLC), carbide compounds, carbon nanotubes, carbon nanofibers. 제 1항 또는 제 19항에 있어서,The method of claim 1 or 19, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 나노 카본계 전계 에미터는 상기 일부 캐소드 전극 위에 직접 성장시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.The field emission device of claim 1, wherein the nano-carbon field emitter formed on a portion of the cathode electrode is formed by directly growing on the portion of the cathode electrode. 제 1항 또는 제 19항에 있어서,The method of claim 1 or 19, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 나노 카본계 전계 에미터는 상기 일부 캐소드 전극 위에 페이스트(paste)로 혼합하여 프린팅 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.The nano-carbon field emitter formed on a portion of the cathode electrode is a field emission device, characterized in that formed by printing a mixture (paste) on the portion of the cathode electrode. 제 21항에 있어서,The method of claim 21, 상기 나노 카본계 전계 에미터가 형성된 직하 또는 주변 경계면 (boundary)에 버퍼 (buffer) 전극을 형성하여 에미터의 밀착력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.And forming a buffer electrode directly below or on a peripheral boundary where the nano carbon-based field emitter is formed to increase the adhesion of the emitter. 제 1항 또는 제 15항에 있어서,The method according to claim 1 or 15, 상기 아노드 부의 일부 형성된 투명 전극 위에 적색(R), 청색(B), 녹색(G)의 형광체와 블랙매트릭스를 가지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시 소자.And a black matrix and phosphors of red (R), blue (B), and green (G) on a part of the anode, wherein the transparent electrode is partially formed. 제 1항 또는 제 15항에 있어서,The method according to claim 1 or 15, 상기 아노드 부의 일부 형성된 투명 전극 위에 적색(R), 청색(B), 녹색(G)의 형광체를 혼합한 백색 형광체, 또는 단일 백색 형광 조성물을 가진 백색광 형광체가 형성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 평면 램프.A white phosphor having a mixture of red (R), blue (B), and green (G) phosphors, or a white light phosphor having a single white phosphor composition formed on a part of the anode formed transparent electrode; . 제 1항, 제 15항, 제 19항, 제 23항 및 제 24항에 있어서,The method according to claim 1, 15, 19, 23, and 24, 상기 전계 방출 소자는, 상기 아노드 부, 상기 그물망 메쉬 구조물 부, 상기 캐소드 부로 구성되며, 상기 캐소드 부의 나노 카본계 전계 에미터가 상기 그물망 메쉬 구조물 부의 게이트 홀을 통하여 아노드 부의 아노드 전극상의 형광체와 서로 맞보면서도 아노드 부, 메쉬 구조물 부 및 캐소드 부가 서로 평행하게 봉지되어 있는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.The field emission device includes the anode portion, the mesh mesh structure portion, and the cathode portion, and the nano-carbon field emitter of the cathode portion has a phosphor on the anode electrode of the anode portion through a gate hole of the mesh mesh structure portion. And the anode portion, the mesh structure portion and the cathode portion are encapsulated in parallel with each other and parallel to each other. 제 25항에 있어서,The method of claim 25, 상기 아노드 부, 메쉬 구조물 부, 캐소드 부를 구비하여 봉지된 전계 방출 표시 소자 또는 전계 방출 평면 램프에 있어서 ; 상기 아노드 부는 투명 전극과, 상기 투명 전극의 일부 위에 적색(R), 청색(B), 녹색(G)의 형광체와, 상기 형광체 사이에 블랙 매트릭스를 가지며 ; 상기 캐소드 부는 절연성 기판과, 상기 절연성 기판상에 행 또는 열 방향으로 전압을 인가할 수 있는 다수의 캐소드 전극과, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 막 형의 나노 카본계 전계 에미터를 가지며 ; 상기 그물망 메쉬 구조물 부는 금속 메쉬 내부에 형성된 게이트 홀과, 모든 면에 형성된 절연체와 상기 그물망 메쉬 한면에 전압을 인가할 수 있는 공통의 게이트 전극을 가지며 ; 상기 캐소드 부, 그물망 메쉬 구조물 부, 아노드 부는 스페이서를 지지대로 하여, 상기 캐소드 부의 막 형의 전계 에미터가 상기 그물망 메쉬 구조물 부의 게이트 홀을 통하여 아노드 부의 형광체와 서로 일치하도록 정렬되어 봉지되어 있는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.A field emission display device or a field emission plane lamp comprising the anode portion, the mesh structure portion, and the cathode portion encapsulated; The anode portion has a transparent electrode, phosphors of red (R), blue (B) and green (G) on a part of the transparent electrode, and a black matrix between the phosphors; The cathode portion has an insulating substrate, a plurality of cathode electrodes capable of applying a voltage in a row or column direction on the insulating substrate, and a film-type nano carbon-based field emitter formed on a portion of the cathode electrode; The mesh mesh structure portion has a gate hole formed inside the metal mesh, an insulator formed on all surfaces, and a common gate electrode capable of applying a voltage to one surface of the mesh mesh; The cathode portion, the mesh mesh structure portion, and the anode portion support spacers so that the film-type field emitters of the cathode portion are aligned and encapsulated so as to coincide with the phosphors of the anode portion through the gate holes of the mesh mesh structure portion. A field emission device, characterized in that. 제 26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 그물망 메쉬 구조물 부의 게이트 전극에 일정한 직류 전압을 인가하여 상기 캐소드 부의 나노 카본계 전계 에미터로부터 전자 방출을 유도하며, 동시에 상기 아노드 부의 투명 전극에 직류 고전압을 인가하여 방출된 전자를 고 에너지로 가속시킬 수 있도록 한 후, 상기 그물망 메쉬 구조물 부의 게이트 전극에 음 전압과 스캔 펄스 신호를, 캐소드 부의 캐소드 전극에 양 또는 음 전압의 데이터 펄스 신호를 각각 입력하여 화상 또는 백색 발광을 표현하는 것을 특징으로하는 전계 방출 표시 소자.By applying a constant DC voltage to the gate electrode of the mesh mesh structure portion to induce electron emission from the nano carbon-based field emitter of the cathode portion, at the same time by applying a DC high voltage to the transparent electrode of the anode portion of the emitted electrons to a high energy After accelerating, a negative voltage and a scan pulse signal are input to the gate electrode of the mesh mesh structure part, and a positive or negative data pulse signal is input to the cathode electrode of the cathode part to represent an image or white light emission. Field emission display device.
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