KR100710211B1 - Field Emission Display - Google Patents

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문성학
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Abstract

본 발명은 전계 방출 표시소자의 구조에 관한 것으로, 특히 휘도가 증가되도록 전계의 집중도가 십자형 홀의 계면을 따라 넓게 분포되어 많은 전자가 방출되도록 하는 전계 방출 표시소자의 구조에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a field emission display device, and more particularly, to a structure of a field emission display device in which a concentration of an electric field is widely distributed along an interface of a cruciform hole so that a large amount of electrons are emitted.

본 발명에 따른 전계 방출 표시소자는 다수 개의 캐소드 전극라인과, 상기 캐소드 전극라인 상에 형성된 캐소드 절연층과, 상기 캐소드 절연층 상에 형성되어 전자를 방출하는 금속버스전극과, 상기 다수의 캐소드 전극라인과 교차하고 그 교차점에서 상기 금속버스전극이 노출되도록 형성되는 다수의 게이트 전극라인을 구비하며, 상기 전자는 상기 게이트 전극라인과 상기 노출된 금속버스전극의 계면을 따라 방출되는 것을 특징으로 한다.The field emission display device according to the present invention includes a plurality of cathode electrode lines, a cathode insulation layer formed on the cathode electrode line, a metal bus electrode formed on the cathode insulation layer to emit electrons, and the plurality of cathode electrodes. And a plurality of gate electrode lines intersecting the line and being formed to expose the metal bus electrode at an intersection thereof, wherein the electrons are emitted along an interface between the gate electrode line and the exposed metal bus electrode.

본 발명에 의하면, 전계의 집중도가 십자형 홀의 계면을 따라 넓게 분포되어 많은 전자가 게이트전극과 캐소드전극 사이의 평면형에서 방출되어 고휘도를 구현하게 된다. 그리고 게이트전극과 캐소드전극의 중첩되는 면적이 좁아짐으로 인해 캐패시턴스성분이 줄어 소비전력이 감소됨과 아울러 고속응답/구동이 가능하게 된다. 또한 제조방법도 용이하고, 절연층의 두께를 제어함으로 인해 저전압 터널(Tunel) 효과에 의한 구동 전압 저감 및 소비 전력이 감소된다.According to the present invention, the concentration of the electric field is widely distributed along the interface of the cruciform hole, so that a lot of electrons are emitted in the plane between the gate electrode and the cathode electrode to realize high luminance. In addition, as the overlapping area of the gate electrode and the cathode electrode is narrowed, the capacitance component is reduced, thereby reducing power consumption and enabling high-speed response / driving. In addition, the manufacturing method is easy, and the driving voltage is reduced and power consumption is reduced by the low voltage tunnel (Tunel) effect by controlling the thickness of the insulating layer.

Description

전계 방출 표시 소자 {Field Emission Display} Field emission display device {Field Emission Display}             

도 1은 종래의 전계 방출 표시소자를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional field emission display device.

도 2는 도 1에 도시된 전계 방출 표시소자의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the field emission display device shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 도시된 전계 방출 표시소자의 전극구조를 나타내는 평면도.3 is a plan view illustrating an electrode structure of the field emission display device illustrated in FIG. 1.

도 4a 및 4d는 종래의 전계 방출 표시소자의 제조방법을 나타내는 단면도.4A and 4D are cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a field emission display device.

도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자의 단면도5 is a cross-sectional view of a field emission display device according to the present invention;

도 6는 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자의 전극 구조를 나타내는 평도면.6 is a plan view showing an electrode structure of the field emission display device according to the present invention.

도 7는 도 6에 도시된 X부분을 확대하여 나타낸 사시도.FIG. 7 is an enlarged perspective view of part X shown in FIG. 6;

도 8a 및 8e는 본 발명에 따른 제조방법을 나타내는 단면도.8a and 8e are cross-sectional views showing a manufacturing method according to the present invention.

도 9은 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자의 일반적인 파형을 나타내는 파형도.
9 is a waveform diagram showing a general waveform of the field emission display device according to the present invention;

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

2,42 : 상부 유리기판 4,44 : 애노드전극2,42 upper glass substrate 4,44 anode electrode

6,46 : 형광체 7 : 분리층6,46 phosphor 7: separation layer

7a : 개구공 8,38 : 하부 유리기판 7a: opening hole 8,38: lower glass substrate                 

9 : 팁영역 10,30: 캐소드전극9: tip region 10,30: cathode electrode

12 : 저항층 14,34 : 게이트 절연층 12: resistive layer 14, 34: gate insulating layer

14a,34a : 절연물질 15 : 십각형 홀14a, 34a: insulating material 15: decagonal hole

16,36 : 게이트전극 16a,26,35a,36a : 전극물질16, 36: gate electrode 16a, 26, 35a, 36a: electrode material

22 : 에미터 30,31 : 전자빔 22 emitter 30,31 electron beam

32,52 : 전계 방출 어레이 35 : 금속버스전극 32,52: field emission array 35: metal bus electrode

40,50 : 스페이서
40,50: spacer

본 발명은 전계 방출 표시소자에 관한 것으로, 특히 게이트전극에 금속버스전극이 노출되게끔 소정 형태의 홀을 형성하여 계면을 따라 많은 전자가 방출되도록 하는 전계 방출 표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device, and more particularly, to a field emission display device in which a large number of electrons are emitted along an interface by forming a hole of a predetermined shape to expose a metal bus electrode to a gate electrode.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube : 이하 "CRT"라 함)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel: :이하 "PDP"라 함), 일렉트로 루미네센스(Electro-Luminescence: 이하"EL"이라함) 등이 있다. 표시품질을 개선하기 위하여, 평판 표시장치의 휘도 , 콘트라스트 및 색순도를 높이기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes (hereinafter, referred to as "CRTs"). Such flat panel displays include liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs"), field emission displays (hereinafter referred to as "FEDs"), and plasma displays (hereinafter referred to as "PDPs"). &Quot; EL ", &quot; EL &quot;, and the like. In order to improve the display quality, research and development are being actively conducted to increase the brightness, contrast and color purity of flat panel displays.

FED는 첨예한 음극(에미터)에 고전계를 집중해 양자역학적인 터널(Tunnel)효과에 의하여 전자를 방출하고, 방출된 전자를 이용하여 형광체를 여기시킴으로써 화상을 표시하게 된다.The FED concentrates a high field on a sharp cathode (emitter), emits electrons by a quantum mechanical tunnel effect, and displays an image by exciting the phosphor using the emitted electrons.

도 1 및 도 2를 참조하면, 에노드 전극(4) 및 형광체(6)가 적층된 상부 유리기판(2)과, 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 전계방출 어레이(32)를 구비한 FED가 도시되어 있다. 전계방출 어레이(32)는 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 캐소드전극(10) 및 저항층(12)과, 저항층(12)상에 형성되는 게이트 절연층(14) 및 에미터(22)와, 게이트 절연층(14)상에 형성되는 게이트 전극(16)을 구비한다. 캐소드 전극(10)은 에미터(22)에 전류를 공급하게 되며, 저항층(12)은 캐소드 전극(10)으로부터 에미터(22)쪽으로 인가되는 과전류를 제한하여 에미터(22)에 균일한 전류를 공급하는 역할을 하게 된다. 게이트 절연층(14)은 캐소드 전극(10)과 게이트 전극(16) 사이를 절연하게 된다. 게이트 전극(16)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다. 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8) 사이에는 외부 대기압력에 견딜수 있도록 스페이서(40)가 설치된다.1 and 2, an upper glass substrate 2 on which an anode electrode 4 and a phosphor 6 are stacked, and a field emission array 32 formed on the lower glass substrate 8 are provided. FED is shown. The field emission array 32 includes the cathode electrode 10 and the resistive layer 12 formed on the lower glass substrate 8, and the gate insulating layer 14 and the emitter 22 formed on the resistive layer 12. ) And a gate electrode 16 formed on the gate insulating layer 14. The cathode electrode 10 supplies current to the emitter 22, and the resistive layer 12 restricts the overcurrent applied from the cathode electrode 10 toward the emitter 22 to uniform the emitter 22. It serves to supply current. The gate insulating layer 14 insulates between the cathode electrode 10 and the gate electrode 16. The gate electrode 16 is used as an extraction electrode for drawing electrons. A spacer 40 is installed between the upper glass substrate 2 and the lower glass substrate 8 to withstand the external atmospheric pressure.

화상을 표시하기 위하여, 캐소드전극(10)에 부극성(-)의 캐소드전압이 인가되고 애노드전극(4)에 정극성(+)의 애노드전압이 인가된다. 그리고 게이트전극(16)에는 정극성(+)의 게이트 전압이 인가된다. 그러면 에미터(22)로부터 방출된 전자빔(30)이 애노드전극(4)쪽으로 가속된다. 이 전자빔(30)이 적색·녹색·청색의 형광체(6)에 충돌하여 형광체(6)를 여기시키게 된다. 이때 형광체(6)에 따라 적색·녹색·청색 중 어느 한 색의 가시광이 발생된다. 형광체(6)는 도 3과 같이 서브화소 단위로 적색,녹색 및 청색이 순차적으로 배열된다. 이때문에 어느 한 서브화소 또는 화소 내에서 발생된 전자빔(30)이 형광체(6)쪽으로 가속될 때, 전자빔(30)의 확산에 의해 인접한 다른 색의 형광체(6)를 발광시킬 수 있다. In order to display an image, a negative (-) cathode voltage is applied to the cathode electrode 10 and a positive (+) anode voltage is applied to the anode electrode 4. A gate voltage of positive polarity (+) is applied to the gate electrode 16. The electron beam 30 emitted from the emitter 22 is then accelerated toward the anode electrode 4. The electron beam 30 collides with the red, green, and blue phosphors 6 to excite the phosphors 6. At this time, visible light of any one of red, green, and blue colors is generated according to the phosphor 6. In the phosphor 6, red, green, and blue are sequentially arranged in sub-pixel units as shown in FIG. For this reason, when the electron beam 30 generated in any one subpixel or pixel is accelerated toward the phosphor 6, it is possible to emit light of the phosphor 6 of another color adjacent by diffusion of the electron beam 30.

이와 같은 원추형 팁의 에미터 구조를 가지는 FED는 주로 "스핀트 방법"에 의해 제조된다.FEDs having an emitter structure of such a conical tip are mainly manufactured by the "spint method".

도 4a 내지 도 4d는 스핀트 방법을 이용한 FED의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.4A to 4D are diagrams illustrating a method of manufacturing the FED step by step using the spin method.

먼저, 도 4a와 같이 하부 유리기판(8) 상에 전극물질이 증착된 후 패터닝되어 캐소드전극(10)이 형성된다. 그리고, 캐소드전극(10)상에 절연물질(14a)이 소정 두께 만큼 전면 증착되도록 하고, 그 위에 다시 전극물질(16a)이 전면 증착되도록 한다. 전극물질(16a)은 사진석판(Photolithograpy)에 의해 도 4b와 같이 패터닝되어 게이트전극(16)이 형성되며, 절연물질(14a)은 게이트전극(16)을 마스크로 이용하여 식각된다. 그러면 식각된 절연물질(14a)은 게이트절연층(14)으로 형성된다. 게이트절연층(14)에는 에미터(22)가 형성되는 팁영역(9)이 마련된다. 이어서, 게이트절연층(14) 위에는 도 4c와 같이 분리층(7)이 형성된다. 분리층(7)에는 팁영역(9)에 대향하는 개구공(7a)이 형성된다. 이어서, 하부 유리기판(8)이 대략 15。 기울기로 회전하는 동안, 도 4d와 같이 전극물질이 팁영역(9)내의 캐소드전극(10)의 표면에 증착된다. 이때, 전극물질은 시간이 지날수록 도 4d와 같이 분리층(7) 위에도 형성되며, 캐소드전극(10) 위에 원추형으로 증착되어 에미터(22)가 된다. 마지막으로, 전극물질(26)이 적층된 분리층(7)이 제거된다.First, as shown in FIG. 4A, an electrode material is deposited on the lower glass substrate 8 and then patterned to form a cathode electrode 10. Then, the insulating material 14a is deposited on the cathode electrode 10 by a predetermined thickness, and the electrode material 16a is deposited on the entire surface. The electrode material 16a is patterned by a photolithograpy as shown in FIG. 4B to form a gate electrode 16, and the insulating material 14a is etched using the gate electrode 16 as a mask. Then, the etched insulating material 14a is formed of the gate insulating layer 14. The gate insulating layer 14 is provided with a tip region 9 in which the emitter 22 is formed. Subsequently, an isolation layer 7 is formed on the gate insulating layer 14 as shown in FIG. 4C. In the separation layer 7, opening holes 7a opposed to the tip regions 9 are formed. Subsequently, while the lower glass substrate 8 is rotated at approximately 15 ° inclination, an electrode material is deposited on the surface of the cathode electrode 10 in the tip region 9 as shown in FIG. 4D. At this time, the electrode material is also formed on the separation layer 7 as shown in FIG. 4D as time passes, and is deposited conical on the cathode electrode 10 to become the emitter 22. Finally, the separation layer 7 on which the electrode material 26 is stacked is removed.

이와 같은 스핀트 방법을 이용한 FED의 제조방법은 공정이 복잡하고, 전극물질을 경사지게 진공증착하는 공정에 있어서 공정의 정밀한 제어가 요구되고, 많은 전자원이 존재하게 하려면 한정된 공간으로 인해 해상도가 저해 되거나 해상도를 증가시키는데 문제점이 발생된다. The manufacturing method of the FED using the spin method is complicated, and precise control of the process is required in the vacuum deposition process of the electrode material obliquely, and the resolution is impaired due to the limited space in order to have many electron sources. Problems arise in increasing the resolution.

도 1과 같은 FED는 전자빔(30)에 의해 형광체(6)를 여기시켜 가시광을 발생시키지만 고휘도를 얻기 위해서는 캐소드전극(10)으로부터 발생되는 전자의 양을 증대시켜야 한다. 그러나 전자의 양을 증대시키기 위해서는 구동전압이 그 만큼 높아지기 때문에 과도한 소비전력이 낭비된다. 또한 게이트전극(16)과 캐소드전극(10)의 중첩되는 면적이 많아 캐패시턴스(Capacitance)성분이 크게 되어 고속응답 및 구동에도 문제점이 발생된다. 이러한 문제점은 FED 이외에도 다른 평판 표시장치에도 나타나고 있다. 이를 위하여, 최근에는 에미터(22)가 양산성이 좋은 평면형으로 개발되고 있다. 또한, 일반 CRT에서 사용되고 있는 고전압 형광체를 FED에 적용하기 위한 연구도 진행되고 있다.
The FED as shown in FIG. 1 excites the phosphor 6 by the electron beam 30 to generate visible light, but in order to obtain high luminance, the amount of electrons generated from the cathode electrode 10 must be increased. However, in order to increase the amount of electrons, the driving voltage is increased so much that excessive power consumption is wasted. In addition, the overlapping area of the gate electrode 16 and the cathode electrode 10 has a large capacitance component, which causes problems in high-speed response and driving. This problem is present in other flat panel displays in addition to the FED. For this purpose, recently, the emitter 22 has been developed in a flat type with good mass productivity. In addition, research is being conducted to apply the high voltage phosphor used in the general CRT to the FED.

따라서, 본 발명의 목적은 캐소드전극과 게이트전극의 교차부에 금속버스전극이 노출되게끔 형성되어진 소정 형태 홀의 계면을 따라 넓은 면적에 전계가 분포되도록 하여 고휘도를 얻도록 하는 전계 방출 표시소자를 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a field emission display device which obtains high brightness by distributing an electric field in a large area along an interface of a predetermined shape hole formed so that the metal bus electrode is exposed at the intersection of the cathode electrode and the gate electrode. It is.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자는 다수 개의 캐소드 전극라인과, 상기 캐소드 전극라인 상에 형성된 캐소드 절연층과, 상기 캐소드 절연층 상에 형성되어 전자를 방출하는 금속버스전극과, 상기 다수의 캐소드 전극라인과 교차하고 그 교차점에서 상기 금속버스전극이 노출되도록 형성되는 다수의 게이트 전극라인을 구비하며, 상기 전자는 상기 게이트 전극라인과 상기 노출된 금속버스전극의 계면을 따라 방출되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the field emission display device according to the present invention includes a plurality of cathode electrode lines, a cathode insulation layer formed on the cathode electrode line, and a metal bus electrode formed on the cathode insulation layer to emit electrons. And a plurality of gate electrode lines intersecting the plurality of cathode electrode lines and exposing the metal bus electrodes at intersections thereof, wherein the electrons are along an interface between the gate electrode lines and the exposed metal bus electrodes. It is preferred to be released.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 도5 내지 도9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 9.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자는 에노드 전극(44) 및 형광체(46)가 적층된 상부 유리기판(42)과, 하부 유리기판(38) 상에 형성되는 전계방출 어레이(52)를 구비하고 있다. 전계방출 어레이(52)는 하부 유리기판(38) 상에 형성되는 캐소드전극(30) 및 캐소드전극(30)상에 형성되는 게이트 절연층(34)과, 게이트 절연층(34)의 상부만 덮도록 형성되는 금속버스전극(35) 및 게이트 절연층(34)과 나란하게 형성되는 게이트 전극(36)과,게이트전극(36)상에 캐소드전극(30)과의 교차부분에 금속버스전극(35)이 노출되도록 형성되는 십자형 홀(15)을 구비한다. 5 and 6, the field emission display device according to the present invention is formed on the upper glass substrate 42 and the lower glass substrate 38 on which the anode electrode 44 and the phosphor 46 are stacked. The field emission array 52 is provided. The field emission array 52 covers only the cathode electrode 30 formed on the lower glass substrate 38 and the gate insulating layer 34 formed on the cathode electrode 30, and only an upper portion of the gate insulating layer 34. The gate electrode 36 formed in parallel with the metal bus electrode 35 and the gate insulating layer 34, and the metal bus electrode 35 at the intersection of the cathode electrode 30 on the gate electrode 36. ) Is provided with a cross-shaped hole 15 formed to be exposed.

본 발명에 따른 전계 방출 표시소자는 종래기술과 달리 일종의 평면형과 유 사한 형태로 십자형 홀의 계면을 따라 전자가 발생해서 방출된다.Unlike the prior art, the field emission display device according to the present invention emits electrons along the interface of the cruciform holes in a similar shape to a flat type.

캐소드 전극(30)은 도시되지 않은 에미터에 전류를 공급하게 되며, 게이트 절연층(34)은 캐소드전극(30)과 게이트전극(36) 사이를 절연하게 된다. 그리고, 금속버스전극(35)은 상하로 분할된 게이트전극(36)의 교가 역할을 하게 된다. 게이트전극(36)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다. 상부 유리기판(42)과 하부 유리기판(38) 사이에는 외부 대기압력에 견딜수 있도록 스페이서(50)가 설치된다. 화상을 표시하기 위하여, 캐소드전극(30)에 부극성(-)의 캐소드전압이 인가되고 애노드전극(44)에는 정극성(+)의 애노드전압이 인가된다. 그리고 게이트전극(36)에는 정극성(+)의 게이트전압이 인가된다. 그러면 도시되지 않은 에미터로부터 방출된 전자빔(31)이 애노드전극(44)쪽으로 가속된다. 이 전자빔이 적색·녹색·청색의 형광체(46)에 충돌하여 형광체(46)를 여기시키게 된다. 이때 형광체(46)에 따라 적색·녹색·청색 중 어느 한 색의 가시광이 발생된다. 형광체(46)는 도 6과 같이 서브화소 단위로 적색,녹색 및 청색이 순차적으로 배열된다. 이때문에 어느 한 서브화소 또는 화소 내에서 발생된 전자빔(31)이 형광체(46)쪽으로 가속화된다. The cathode electrode 30 supplies a current to an emitter (not shown), and the gate insulating layer 34 insulates between the cathode electrode 30 and the gate electrode 36. In addition, the metal bus electrode 35 serves as a bridge between the gate electrodes 36 divided up and down. The gate electrode 36 is used as an extraction electrode for withdrawing electrons. The spacer 50 is installed between the upper glass substrate 42 and the lower glass substrate 38 to withstand the external atmospheric pressure. In order to display an image, a negative (-) cathode voltage is applied to the cathode electrode 30 and a positive (+) anode voltage is applied to the anode electrode 44. The gate voltage of positive polarity (+) is applied to the gate electrode 36. The electron beam 31 emitted from the emitter, not shown, is then accelerated toward the anode electrode 44. The electron beam collides with the red, green, and blue phosphors 46 to excite the phosphors 46. At this time, visible light of any one of red, green, and blue colors is generated according to the phosphor 46. In the phosphor 46, red, green, and blue are sequentially arranged in sub-pixel units as shown in FIG. 6. For this reason, the electron beam 31 generated in any one subpixel or pixel is accelerated toward the phosphor 46.

도 7을 참조하면, 교차부에 금속버스전극(35)이 노출되게끔 형성된 십자형 홀(15)의 계면을 따라 전자가 발생해서 방출되기 때문에 기존의 팁형 보다는 많은 전자를 방출하게 된다. 또한 전압이 게이트전극(36)과 캐소드전극(30) 사이에서 균등한 상태가 된다. 그리고, 게이트전극(36)보다 약간 낮은 위치에 캐소드전극(30)을 두어 전압을 가했을때 전자가 거의 수평으로 이동하는 것이 아니 라 수직으로 게이트 절연층(34)을 뚫고 튀어 나가게 되는 터널(Tunel)효과를 이용하게 된다. 게이트전극(36)이 약간 위에 위치되어 전자가 위쪽으로 이동함과 동시에 애노드전극(44)에 고압이 걸려 형광체를 여기시켜 구동하게 된다.Referring to FIG. 7, since electrons are generated and emitted along the interface of the cross-shaped hole 15 formed to expose the metal bus electrode 35 at the intersection, more electrons are emitted than the conventional tip type. In addition, the voltage becomes equal between the gate electrode 36 and the cathode electrode 30. In addition, when the voltage is applied to the cathode electrode 30 at a position slightly lower than the gate electrode 36, the electrons do not substantially move horizontally, but tunnel through the gate insulating layer 34 vertically. To use the effect. The gate electrode 36 is positioned slightly above the electrons to move upwards and at the same time the high pressure is applied to the anode electrode 44 to excite the phosphor to drive.

도 8a 및 8e는 본 발명에 따른 FED의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.8A and 8E are diagrams showing step by step manufacturing method of the FED according to the present invention.

우선, 도 8a와 같이 하부 유리기판(38)상에 전극물질이 증착된 후 패터닝되어 캐소드전극(30)이 형성된 다음, 캐소드전극(30)과 하부 유리기판상(38)에 절연물질(34a)이 소정 두께 만큼 전면 증착되도록 하며, 상기 절연물질(34a) 위에 도 8b와 같이 전극물질(35a)이 전면 증착되도록 한다. 상기 전극물질(35a)은 도 8c와 같이 패터닝되어 금속버스전극(35)이 형성되게 하며, 절연물질(34a)은 금속버스전극(35)을 마스크로 이용하여 식각된다. 그러면 식각된 절연물질(34a)은 게이트 절연층(34)을 형성하게 된다. 상기 금속버스전극(35)과 하부 유리기판(38)상에 전극물질(36a)이 도 8d와 같이 소정의 두께 만큼 전면 증착된 후, 상기 전극물질(36a)을 사진석판법(Photolithograpy)에 의해 도 8e와 같이 패터닝함으로 인해 게이트전극(36)이 형성된다. 이때, 상기 게이트전극 상에는 상기 금속버스전극이 노출되게끔 형성된 십자형 홀(15)도 동시에 패터닝되어 형성된다. 이와 같은 FED 제조방법은 구조가 간단하고 제조가 용이하다. 그리고 게이트 절연층의 두께를 제어함으로 인해 게이트전극과 캐소드전극 사이의 구동 전압이 저감될 수 있다. 다시 말해, 절연층의 두께가 감소하면 할 수록 전자를 터널링 시킬 수 있는 전압 즉 구동 전압이 낮아지는 것이다. 따라서, 가능한 게이트 절연층의 두께가 얇을수록 저전압 구동이 가능하며, 소비전력 또한 낮아질 수 있다.First, as shown in FIG. 8A, an electrode material is deposited on the lower glass substrate 38 and then patterned to form a cathode electrode 30. Then, an insulating material 34a is deposited on the cathode electrode 30 and the lower glass substrate 38. The entire surface is deposited by a predetermined thickness, and the electrode material 35a is deposited on the insulating material 34a as shown in FIG. 8B. The electrode material 35a is patterned as shown in FIG. 8C so that the metal bus electrode 35 is formed, and the insulating material 34a is etched using the metal bus electrode 35 as a mask. The etched insulating material 34a then forms the gate insulating layer 34. After the electrode material 36a is entirely deposited on the metal bus electrode 35 and the lower glass substrate 38 by a predetermined thickness as shown in FIG. 8D, the electrode material 36a is formed by photolithography. The gate electrode 36 is formed by patterning as shown in FIG. 8E. At this time, the cross-shaped hole 15 formed to expose the metal bus electrode is also patterned on the gate electrode at the same time. Such a FED manufacturing method is simple in structure and easy to manufacture. The driving voltage between the gate electrode and the cathode electrode can be reduced by controlling the thickness of the gate insulating layer. In other words, as the thickness of the insulating layer decreases, the voltage for tunneling electrons, that is, the driving voltage decreases. Therefore, the thinner the thickness of the gate insulating layer is, the lower voltage driving is possible, and the power consumption can be lowered.

일반적인 구동방법에 대해서는 도 9를 결부시켜 간단하게 설명하기로 한다. 도 9는 캐소드전극과 게이트전극 사이의 공급펄스에 의해 계조 및 밝기를 제어하는데, 우선 캐소드펄스 폭은 고정시키고 데이터인 게이트펄스 폭을 제어함으로서 펄스 폭에 따라 0-255의 계조 구형이 가능하다. 캐소드전극은 도시되지 않은 캐소드 구동부로부터 스캔펄스를 공급받는다. 이때, 게이트전극에는 캐소드전극에 공급되는 스캔펄스에 동기되어 화상데이터가 공급된다. 계속해서 전체 라인의 주사가 완료되면 주사시 게이트 절연층을 통해 충전된 셀의 하전 입자들을 제거하기 위해 전체 셀에 주사펄스와 반대되는 펄스를 동시에 인가함으로서 각셀에 축적된 전하들을 소멸시켜 고속 및 저전압 구동을 하도록 한다. A general driving method will be briefly described with reference to FIG. 9. FIG. 9 controls gradation and brightness by a supply pulse between the cathode electrode and the gate electrode. First, the cathode pulse width is fixed and the gate pulse width, which is the data, is controlled, so that a gray scale of 0-255 is possible according to the pulse width. The cathode electrode receives a scan pulse from a cathode driver not shown. At this time, image data is supplied to the gate electrode in synchronization with the scan pulse supplied to the cathode electrode. After the scanning of the entire line is completed, the pulses opposite to the scanning pulses are simultaneously applied to the entire cells to remove the charged particles of the cells charged through the gate insulating layer during the scan, thereby eliminating the charges accumulated in each cell, thereby increasing the high speed and low voltage. Drive it.

결과적으로, 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자는 캐소드전극과 게이트전극의 교차부상에 금속버스전극이 노출되게끔 십자형 홀을 형성함으로 인해 두 전극 사이의 교차되는 면적은 적게 되고, 전계가 분포되는 면적은 넓게 되어 십자형 홀의 계면을 따라 많은 전자가 방출될 수 있다.
As a result, the field emission display device according to the present invention forms a cross-shaped hole to expose the metal bus electrode at the intersection of the cathode electrode and the gate electrode, so that the area intersecting between the two electrodes is reduced, and the electric field is distributed. Is widened so that many electrons can be emitted along the interface of the cruciform holes.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자는 전계의 집중도가 게이트전극상에 십자형 홀의 계면을 따라 넓게 분포되어, 많은 전자가 게이트 면과 캐소드전극 사이의 평면형에서 방출되어 고휘도를 구현하게 된다. 그리고 게이트전극과 캐소드전극의 교차되는 면적이 좁아짐으로 인해 캐패시턴스 성분이 줄어 소비전력이 감소됨과 아울러 고속응답/구동이 가능하게 된다. 그리고 전압을 가했을 때 전자가 거의 수직으로 이동하는 터널효과를 이용하기 때문에 전자빔의 확산으로 발생되는 문제점을 감소시킬 수 있다. 또한 제조방법도 용이하고, 절연층의 두께가 제어됨으로 인해 저전압 터널 효과에 의한 구동 전압 저감 및 소비 전력도 감소된다.As described above, in the field emission display device according to the present invention, the concentration of the electric field is widely distributed along the interface of the cruciform holes on the gate electrode, so that a large number of electrons are emitted in the plane between the gate surface and the cathode electrode to realize high brightness. . In addition, as the area where the gate electrode and the cathode cross each other is narrowed, the capacitance component is reduced, thereby reducing power consumption and enabling high-speed response / driving. In addition, since a tunnel effect in which electrons move substantially vertically when a voltage is applied, problems caused by diffusion of an electron beam can be reduced. In addition, the manufacturing method is easy, and the thickness of the insulating layer is controlled to reduce driving voltage and power consumption due to the low voltage tunnel effect.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 의해 정해져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (3)

다수 개의 캐소드 전극라인과,A plurality of cathode electrode lines, 상기 캐소드 전극라인 상에 형성된 캐소드 절연층과,A cathode insulating layer formed on the cathode electrode line; 상기 캐소드 절연층 상에 형성되어 전자를 방출하는 금속버스전극과,A metal bus electrode formed on the cathode insulating layer to emit electrons; 상기 다수의 캐소드 전극라인과 교차하고 그 교차점에서 상기 금속버스전극이 노출되도록 형성되는 다수의 게이트 전극라인을 구비하며, 상기 전자는 상기 게이트 전극라인과 상기 노출된 금속버스전극의 계면을 따라 방출되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시소자.And a plurality of gate electrode lines intersecting the plurality of cathode electrode lines and exposing the metal bus electrodes at intersections thereof, wherein the electrons are emitted along an interface between the gate electrode lines and the exposed metal bus electrodes. A field emission display device, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극라인은 상기 교차점에서 상기 금속버스전극이 십자형으로 노출되도록 형성되며, 상기 전자는 상기 노출된 금속버스전극의 십자형 계면을 따라 방출되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시소자.And the gate electrode line is formed such that the metal bus electrode is crosswise exposed at the intersection point, and the electrons are emitted along the cross-shaped interface of the exposed metal bus electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극라인은 상기 교차점에서 상기 금속버스전극이 팔각형으로 노출되도록 형성되며, 상기 전자는 상기 상기 노출된 금속버스전극의 팔각형 계면을 따라 방출되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시소자.And the gate electrode line is formed to expose the metal bus electrode in an octagonal shape at the intersection point, and the electrons are emitted along the octagonal interface of the exposed metal bus electrode.
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