KR100751344B1

KR100751344B1 - Display device

Info

Publication number: KR100751344B1
Application number: KR1020050094503A
Authority: KR
Inventors: 손승현; 장상훈
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-08-22
Also published as: KR20070039313A

Abstract

구동전압을 낮추고, 발광효율을 증가시키기 위하여, 본 발명은 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀들을 형성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 셀들을 대향하는 표면에 팁들(tips)들이 형성되어 있는 복수의 제1 전극들과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 제2 전극들과, 상기 제1 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 전자를 상기 셀들 내부로 가속시켜 방출시키는 절연층들과, 상기 셀들의 내부에 채워지며, 상기 절연층으로부터 방출된 제1 전자빔에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 가스와, 상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 발광체층을 구비하는 표시 장치를 제공한다.In order to lower the driving voltage and increase the luminous efficiency, the present invention is disposed between a first substrate and a second substrate disposed opposite to each other to form a plurality of cells therebetween, and disposed between the first substrate and the second substrate. A plurality of first electrodes having tips formed on surfaces facing the cells, a plurality of second electrodes disposed between the first substrate and the second substrate, and a plurality of first electrodes disposed on the first electrodes. Formed in the first and second electrodes, the insulating layers accelerating and releasing electrons into the cells as voltage is applied to the first electrodes and the second electrodes, and filled in the cells and emitted from the insulating layer. A display device comprising a gas excited by a first electron beam to generate ultraviolet light and a light emitting layer excited by the ultraviolet light to generate visible light.

Description

Display device {Display device}

도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional plasma display panel.

도 2는 종래 평판 램프의 일부 사시도이다.2 is a partial perspective view of a conventional flat lamp.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 MIM 구조에서 위치에 따른 에너지 레벨을 보여주는 에너지 밴드 다이어그램이다.4 is an energy band diagram showing energy levels by location in a MIM structure.

도 5는 크세논(Xe)의 에너지 준위(energy level)를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an energy level of xenon (Xe).

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에서, 각 전극들에 인가될 수 있는 전압들을 보여주는 도면들이다. 6A through 6D are diagrams illustrating voltages that may be applied to respective electrodes in the display device according to the first exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.7 is a schematic cross-sectional view illustrating a modification of the display device according to the first embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치에서, 각 전극들에 인가될 수 있는 전압들을 보여주는 도면들이다.9A and 9B are diagrams illustrating voltages that may be applied to respective electrodes in the display device according to the second exemplary embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.11 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.12 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.13 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

110, 210, 310, 410, 510, 610 : 제1 기판110, 210, 310, 410, 510, 610: first substrate

114, 214, 314, 414, 514, 614 : 셀114, 214, 314, 414, 514, 614

115, 215, 315, 415, 515, 615 : 발광체층115, 215, 315, 415, 515, 615: light emitting layer

120, 220, 320, 420, 520, 620 : 제1 기판120, 220, 320, 420, 520, 620: first substrate

131, 231, 331, 431, 531, 631 : 제1 전극131, 231, 331, 431, 531, 631: first electrode

132, 232, 332, 432, 532, 632 : 제2 전극132, 232, 332, 432, 532, 632: second electrode

133, 233, 333, 433, 533, 633 : 제3 전극133, 233, 333, 433, 533, 633: third electrode

140, 241, 242, 341, 342, 441, 442, 541, 542, 640 : 절연층140, 241, 242, 341, 342, 441, 442, 541, 542, 640: insulating layer

161, 261, 262, 361, 362, 461, 462, 561, 562, 661 : 팁Tip: 161, 261, 262, 361, 362, 461, 462, 561, 562, 661

234, 334, 434, 534 : 제4 전극234, 334, 434, 534: fourth electrode

본 발명은 구동전압을 낮추고, 발광효율을 향상시킬 수 있는 새로운 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a new display device capable of lowering a driving voltage and improving luminous efficiency.

평판 디스플레이 장치의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel)은 전기적 방전을 이용하여 화상을 형성하는 장치로서, 휘도나 시야각 등의 표시 성능이 우수하여 그 사용이 날로 증대되고 있다. 이러한 플라즈마 디 스플레이 패널은 전극들에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 상기 전극들 사이에서 가스 방전이 일어나게 되고, 이 방전 과정에서 발생되는 자외선에 의하여 형광체가 여기되어 가시광을 발산하게 된다. Plasma Display Panel (PDP), which is a type of flat panel display device, is an apparatus for forming an image by using an electric discharge, and its use is increasing day by day because of its excellent display performance such as brightness and viewing angle. In the plasma display panel, gas discharge occurs between the electrodes by a direct current or an alternating voltage applied to the electrodes, and phosphors are excited by ultraviolet rays generated in the discharge process to emit visible light.

도 1에는 종래 교류형 면 방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 배면기판(10)과 전면기판(20)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 플라즈마 방전이 일어나는 방전공간을 형성한다. 상기 배면기판(10)의 상면에는 복수의 어드레스전극(11)이 형성되어 있으며, 이 어드레스전극들(11)은 제1 유전체층(12)에 의해 매립된다. 상기 제1 유전체층(12)의 상면에는 방전공간을 구획하여 복수의 방전셀(14)을 형성하고, 이 방전셀들(14) 간의 전기적, 광학적 크로스토크(cross talk)를 방지하는 복수의 격벽(13)이 형성되어 있다. 상기 방전셀들(14)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(15)이 도포되어 있다. 그리고, 상기 방전셀들(14) 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 방전가스가 채워진다. 1 shows a plasma display panel of a conventional AC type surface discharge structure. Referring to FIG. 1, the back substrate 10 and the front substrate 20 are disposed to face each other at regular intervals to form a discharge space in which plasma discharge occurs. A plurality of address electrodes 11 are formed on the top surface of the back substrate 10, and the address electrodes 11 are filled by the first dielectric layer 12. A plurality of partition walls are formed on the upper surface of the first dielectric layer 12 to form a plurality of discharge cells 14 by dividing the discharge space, and to prevent electrical and optical cross talk between the discharge cells 14. 13) is formed. Phosphor layers 15 of red (R), green (G), and blue (B) are respectively coated on the inner walls of the discharge cells 14. In addition, a discharge gas including xenon (Xe) is generally filled in the discharge cells 14.

상기 전면기판(20)은 가시광이 투과될 수 있는 투명기판으로서 격벽들(13)이 형성된 배면기판(10)에 결합된다. 상기 전면기판(20)의 하면에는 방전셀(14)마다 한 쌍의 유지전극(21a,21b)이 상기 어드레스전극들(11)과 직교하는 방향으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 유지전극들(21a,21b)은 가시광이 투과될 수 있도록 주로 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어진다. 그리고, 상기 유지전극들(21a,21b)의 라인 저항을 줄이기 위하여, 상기 유지전극들(21a,21b)의 하면에는 금속으로 이루어진 버스전극들(22a,22b)이 상기 유지전극들(21a,21b)보다 좁은 폭을 가지고 형성되어 있다. 상기 유지전극들(21a,21b) 및 버스전극들(22a,22b)은 투명한 제2 유전체층(23)에 의해 매립된다. 그리고, 상기 제2 유전체층(23)의 하면에는 산화마그네슘(MgO)로 이루어진 보호막(24)이 형성되어 있다. 상기 보호막(24)은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의한 제2 유전체층(23)의 손상을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다. The front substrate 20 is a transparent substrate through which visible light can pass and is coupled to the rear substrate 10 on which the partitions 13 are formed. On the lower surface of the front substrate 20, a pair of sustain electrodes 21a and 21b are formed in the discharge cell 14 in a direction orthogonal to the address electrodes 11. Here, the sustain electrodes 21a and 21b are mainly made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. In order to reduce the line resistance of the sustain electrodes 21a and 21b, bus electrodes 22a and 22b made of metal are formed on the bottom surfaces of the sustain electrodes 21a and 21b. It has a narrower width than). The sustain electrodes 21a and 21b and the bus electrodes 22a and 22b are buried by the transparent second dielectric layer 23. A protective film 24 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the bottom surface of the second dielectric layer 23. The protective layer 24 prevents damage to the second dielectric layer 23 by sputtering of plasma particles and lowers the discharge voltage by emitting secondary electrons.

상기와 같은 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동은 크게 어드레스방전을 위한 구동과 유지방전을 위한 구동으로 나뉜다. 어드레스방전은 어드레스전극(11)과 한 쌍의 유지전극(21a,21b) 중 어느 하나의 전극 사이에서 일어나게 되며, 이때 벽전하(wall charge)가 형성된다. 다음으로, 유지방전은 한 쌍의 유지전극(21a,21b) 사이의 전위차에 의해서 일어나게 되며, 이러한 유지방전시 방전가스로부터 발생되는 자외선에 의해 형광체층(15)이 여기되어 가시광이 발산된다. 그리고, 이렇게 발산된 가시광은 상부기판을 통해 출사되어 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다. The driving of the plasma display panel having the above structure is largely divided into driving for address discharge and driving for sustain discharge. The address discharge occurs between the address electrode 11 and one of the pair of sustain electrodes 21a and 21b, and wall charge is formed. Next, the sustain discharge is caused by the potential difference between the pair of sustain electrodes 21a and 21b, and the phosphor layer 15 is excited by the ultraviolet rays generated from the discharge gas during the sustain discharge to emit visible light. The emitted light is emitted through the upper substrate to form an image that can be recognized by the user.

한편, 주로 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트(back-light)로 사용되고 있는 평판 램프에서도 상기와 같은 플라즈마 방전이 적용된다.On the other hand, the above-described plasma discharge is also applied to a flat lamp which is mainly used as a back-light of an LCD (Liquid Crystal Display).

도 2에는 종래 교류형 면 방전 구조의 평판 램프가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 배면기판(50)과 전면기판(60)은 스페이서들(53)에 의해 서로 일정한 간격을 두고 대향되게 배치되어 그 사이에 플라즈마 방전이 일어나는 방전공간을 형성한다. 상기 배면기판(50)과 전면기판(60) 사이에는 방전공간을 구획하여 복수의 방전셀을 형성하고, 배면기판(50)과 전면기판(60)의 사이의 간격을 일정하게 유지 시키는 복수의 스페이서(53)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 방전셀들의 내벽에는 방전에 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생하는 형광체층(55)이 도포되어 있으며, 상기 방전셀들 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 방전가스가 채워진다. 상기 배면기판(50)과 전면기판(60) 상에는 방전셀 내부에 플라즈마 방전을 일으키기 위한 방전전극들이 형성되어 있다. 구체적으로, 배면기판(50)의 하면에는 제1 및 제2 하부전극(51a,51b)이 방전셀마다 쌍으로 형성되어 있으며, 전면기판(60)의 상면에는 제1 및 제2 상부전극(61a,61b)이 방전셀마다 쌍으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 하부전극(51a)과 제1 상부전극(61a)에는 같은 전위가 인가되어 이들 상호간에는 방전이 일어나지 않으며, 상기 제2 하부전극(51b)과 제2 상부전극(61b)에도 같은 전위가 인가되어 이들 상호간에 방전이 일어나지 않는다. 한편, 제1 하부전극(51a)과 제2 하부전극(51b) 사이 및 제1 상부전극(61a)과 제2 상부전극 사이(61b)에는 각각 소정의 전위차가 존재하게 되어 배면기판(50) 및 전면기판(60)에 나란한 방향으로 면 방전이 일어나게 된다. 2 shows a flat lamp of a conventional AC type surface discharge structure. Referring to FIG. 2, the back substrate 50 and the front substrate 60 are disposed to face each other at regular intervals by the spacers 53 to form a discharge space in which plasma discharge occurs. A plurality of spacers are formed between the rear substrate 50 and the front substrate 60 to form a plurality of discharge cells by partitioning a discharge space, and to maintain a constant distance between the rear substrate 50 and the front substrate 60. 53 is provided. In addition, a phosphor layer 55 is excited on the inner wall of the discharge cells to generate visible light by being excited by ultraviolet rays generated in the discharge, and a discharge gas including xenon (Xe) is generally filled in the discharge cells. . Discharge electrodes are formed on the back substrate 50 and the front substrate 60 to cause plasma discharge in the discharge cells. Specifically, first and second lower electrodes 51a and 51b are formed on the lower surface of the back substrate 50 in pairs for each discharge cell, and the first and second upper electrodes 61a are disposed on the upper surface of the front substrate 60. 61b) is formed in pairs for each discharge cell. Here, the same potential is applied to the first lower electrode 51a and the first upper electrode 61a so that no discharge occurs between them, and the same also applies to the second lower electrode 51b and the second upper electrode 61b. The potential is applied so that no discharge occurs between them. Meanwhile, a predetermined potential difference exists between the first lower electrode 51a and the second lower electrode 51b and between the first upper electrode 61a and the second upper electrode 61b, respectively, so that the back substrate 50 and Surface discharge occurs in a direction parallel to the front substrate 60.

그러나, 상기와 같은 종래 플라즈마 디스플레이 패널 및 평판 램프에서는 방전가스가 이온화(ionization)되어 플라즈마 방전이 일어나는 과정에서 여기 상태(excited state)의 크세논(Xe*)이 안정화되면서 자외선이 발생하게 된다. 따라서, 종래 플라즈마 디스플레이 패널 및 평판 램프에서는 방전가스를 이온화시킬 수 있을 정도로 높은 에너지가 필요하게 되므로, 구동전압은 크고, 발광효율은 낮다는 문제점이 있다.However, in the conventional plasma display panel and the flat lamp as described above, ultraviolet rays are generated while the discharge gas is ionized and the xenon of the excited state is stabilized during the plasma discharge. Therefore, in the conventional plasma display panel and the flat lamp, energy that is high enough to ionize the discharge gas is required, so that the driving voltage is large and the luminous efficiency is low.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 구동전압이 낮고, 발광효율이 높은 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a display device having a low driving voltage and high luminous efficiency.

위와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀들을 형성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 셀들을 대향하는 표면에 팁들(tips)들이 형성되어 있는 복수의 제1 전극들과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 제2 전극들과, 상기 제1 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 전자를 상기 셀들 내부로 가속시켜 방출시키는 절연층들과, 상기 셀들의 내부에 채워지며, 상기 절연층으로부터 방출된 제1 전자빔에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 가스와, 상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 발광체층을 구비하는 표시 장치를 제공한다.In order to achieve the above object and other objects, the present invention is disposed between the first substrate and the second substrate and are disposed between the first substrate and the second substrate to form a plurality of cells therebetween A plurality of first electrodes having tips formed on surfaces facing the cells, a plurality of second electrodes disposed between the first substrate and the second substrate, and a plurality of first electrodes disposed on the first electrodes. Formed in the first and second electrodes, the insulating layers accelerating and releasing electrons into the cells as voltage is applied to the first electrodes and the second electrodes, and filled in the cells and emitted from the insulating layer. A display device comprising a gas excited by a first electron beam to generate ultraviolet light and a light emitting layer excited by the ultraviolet light to generate visible light.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀들을 형성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 셀마다 쌍으로 배치되고, 상기 셀들을 대향하는 표면에 팁들이 형성된 복수의 제1 전극들 및 제2 전극들과, 상기 제1 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 제1 전자를 상기 셀들 내부로 가속시켜 방출시키는 제1 절연층들과, 상기 제2 전극들 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 인가됨에 따라 제2 전자를 상기 셀들 내부로 가속시켜 방출시키는 제2 절연층들과, 상기 셀들의 내부에 채워지며, 상기 제1 절연 층 및 제2 절연층으로부터 방출된 제1 전자 및 제2 전자에 의하여 여기되어 자외선을 발생시키는 가스과, 상기 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시키는 발광체층;을 구비하는 표시 장치를 제공한다.According to another aspect of the invention, the invention is arranged in pairs for each of the cells between the first substrate and the second substrate disposed opposite to each other to form a plurality of cells therebetween, the first substrate and the second substrate And a plurality of first electrodes and second electrodes having tips formed on surfaces facing the cells, and formed on the first electrodes, wherein a voltage is applied to the first electrodes and the second electrodes. First insulating layers which accelerate and release first electrons into the cells, and are formed on the second electrodes, and a second voltage is applied to the first and second electrodes. Second insulating layers that accelerate and release electrons into the cells, and are filled by the first and second electrons filled in the cells and emitted from the first and second insulating layers to form ultraviolet rays. A gas generating the above, It is excited by the ultraviolet light-emitting layer to generate visible light; provides a display apparatus having a.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류형 대향 구조의 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a display device having a direct current-type opposing structure according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)은 가시광 투과율이 우수한 유리기판으로 형성될 수 있으며, 명실 콘트라스트 향상을 위하여 착색될 수동 있다. 또한, 상시 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)은 플라스틱으로 형성되어, 플렉서블(flexible)한 구조를 가질 수도 있다. 그리고, 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 공간을 구획하여 복수의 셀(cell,114)을 형성하고, 상기 셀들(114) 간의 전기적, 광학적 크로스토크를 방지하는 복수의 격벽(barrier rib,113)이 마련되어 있다.Referring to FIG. 3, the first substrate 110 and the second substrate 120 are disposed to face each other at regular intervals. Here, the first substrate 110 and the second substrate 120 may be formed of a glass substrate having excellent visible light transmittance, and may be passively colored to improve bright room contrast. In addition, the first substrate 110 and the second substrate 120 may be formed of a plastic and have a flexible structure. In addition, a space between the first substrate 110 and the second substrate 120 is partitioned between the first substrate 110 and the second substrate 120 to form a plurality of cells 114. A plurality of barrier ribs 113 are provided to prevent electrical and optical crosstalk between the cells 114.

상기 셀들(114)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광체층(115)이 도포되어 있다. 이하에서 발광체층은 자외선을 받아 가시광을 생성하는 물질층을 의미한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 발광체층이 전 자에 의하여 가시광을 생성할 수도 있다. 또는 상기 발광체층이 퀀텀도트(quantum dot)을 포함할 수도 있다.Light emitting layers 115 of red (R), green (G), and blue (B) are respectively coated on the inner walls of the cells 114. Hereinafter, the light emitter layer refers to a material layer receiving ultraviolet light to generate visible light. However, the present invention is not limited thereto, and the light emitting layer may generate visible light by an electron. Alternatively, the light emitting layer may include a quantum dot.

상기 셀들(114) 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 가스(gas)가 채워진다. 하지만, 상기 가스는 질소(N₂), 중수소(D₂), 이산화탄소(CO₂), 수소(H₂), 일산화탄소(CO), 크립톤(Kr) 또는 공기(air)를 포함할 수 있으며, 질소(N₂)가 상기 가스로 이용될 경우에는 장파장의 자외선을 발생하기 때문에, 상기 발광체층(115)이 제1기판(110) 또는 제2기판(120)의 외부에 형성될 수 있다. 이하 본 발명에서 지칭하는 가스는 전자빔 등의 외부 에너지에 의해 여기되어 자외선을 발생시킬 수 있는 가스를 말한다. 한편, 본 발명의 가스는 방전가스로 작용하는 것도 가능하다. The cells 114 are generally filled with a gas containing xenon (Xe). However, the gas may include nitrogen (N ₂ ), deuterium (D ₂ ), carbon dioxide (CO ₂ ), hydrogen (H ₂ ), carbon monoxide (CO), krypton (Kr) or air (air), and nitrogen. When (N ₂ ) is used as the gas, since the ultraviolet rays generate long wavelengths, the light emitting layer 115 may be formed outside the first substrate 110 or the second substrate 120. Hereinafter, the gas referred to in the present invention refers to a gas that is excited by external energy such as an electron beam to generate ultraviolet rays. On the other hand, the gas of the present invention can also act as a discharge gas.

상기 제1 기판(110)의 상면에는 제1 전극(131)이 셀(114)마다 형성되어 있으며, 상기 제2 기판(120)의 하면에는 제2 전극(132)이 상기 제1 전극(131)과 교차하는 방향으로 셀(114)마다 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)은 각각 캐소드 전극(cathode electrode) 및 애노드 전극(anode electrode)이 된다. 상기 제2 전극(132)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(132) 상에는 유전체층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.The first electrode 131 is formed for each cell 114 on the upper surface of the first substrate 110, and the second electrode 132 is formed on the lower surface of the second substrate 120. It is formed every cell 114 in the direction which intersects. In this case, the first electrode 131 and the second electrode 132 become a cathode electrode and an anode electrode, respectively. The second electrode 132 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. In addition, a dielectric layer (not shown) may be further formed on the second electrode 132.

상기 셀(114)을 대향하는 상기 제1 전극(131)의 표면에는 다수개의 팁(161)들이 형성되어 있다. 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 상기 팁(161)들에는 전계가 집중되어, 제1 전극(131)의 표면이 편평 한 구조를 가질 때보다 많은 수의 전자를 방출할 수 있다. 이에 대한 상세한 사항은 후술하도록 한다.A plurality of tips 161 are formed on a surface of the first electrode 131 facing the cell 114. When a voltage is applied to the first electrode 131 and the second electrode 132 to form an electric field, an electric field is concentrated on the tips 161, so that the surface of the first electrode 131 has a flat structure. It can emit more electrons than ever before. Details thereof will be described later.

상기 팁(161)들이 형성된 제1 전극(131)은 다양한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(131)은 금속, 실리콘를 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 금속의 일 표면을 에칭(etching) 공법을 이용하여 상기 팁(161)들이 형성될 수 있다. 또한, 상기 팁(161)들은 다양한 소재를 산화된 다공성 실리콘을 불화수소(HF) 등의 용액을 이용하여 에칭하여 형성될 수도 있다.The first electrode 131 on which the tips 161 are formed may be formed using various materials. For example, the first electrode 131 may be formed using metal or silicon. That is, the tips 161 may be formed by etching a surface of a metal. In addition, the tips 161 may be formed by etching various materials of oxidized porous silicon using a solution such as hydrogen fluoride (HF).

하지만, 상기 제1 전극(131)은 탄소나노튜브(carbon nano tube), 실리콘 나노 튜브(silicone nano tube) 또는 실리콘 나노 와이어(silicone nano wire)와 같이, 구조적으로 팁들을 가지는 소재를 이용하여 형성될 수도 있다.However, the first electrode 131 may be formed using a material having structural tips, such as carbon nanotubes, silicon nanotubes, or silicon nanowires. It may be.

팁(161)의 단부의 단면의 폭(b11)은 1㎚ 내지 10㎛의 크기를 가지도록 형성한다. 즉, 팁(161)의 단면의 폭(b11)이 1㎚ 보다 작게 되면 그 형상을 균일하게 형성하기가 어렵게 되고, 폭(b11)이 10㎛를 초과하게 되면 그 단부의 폭(b11)이 너무 커서 전자방출의 효과가 떨어지게 되므로, 팁(161)의 단부의 단면의 폭(b11)은 1㎚ 내지 10㎛의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.The width b11 of the cross section of the end of the tip 161 is formed to have a size of 1 nm to 10 m. That is, when the width b11 of the cross section of the tip 161 is smaller than 1 nm, it is difficult to form the shape uniformly. When the width b11 exceeds 10 μm, the width b11 of the end portion is too large. Since the effect of electron emission is large, the width b11 of the cross section of the end portion of the tip 161 is preferably formed in a size of 1 nm to 10 μm.

상기 제1 전극(131)의 상면에는 절연층(insulating layer,140)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(140)의 상면에는 그리드 전극(grid electrode)인 제3 전극(133)이 형성되어 있다. 상기 절연층(140)은 전자를 가속시켜 전자빔을 발생시키는 기능을 수행한다. 이에 대하여 도 4를 참조하여, 상세하게 설명하면 다음과 같다.An insulating layer 140 is formed on an upper surface of the first electrode 131, and a third electrode 133 that is a grid electrode is formed on an upper surface of the insulating layer 140. The insulating layer 140 accelerates electrons to generate an electron beam. This will be described in detail with reference to FIG. 4 as follows.

도 4는 상기 제1전극(131), 절연층(140) 및 제3전극(133)으로 형성된 MIM(metal-insulator- metal) 구조에서 위치에 따른 에너지 레벨을 보여주는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도면을 참조하면, 상기 제1 전극(131) 및 제 3전극(133)에 전압차에 의한 에너지차(V_d)가 형성되면, 제1 전극(131)에서 출발한 전자가 상기 절연층(140)을 터널링(tunneling)한 후, 상기 제3 전극(133)을 통과하여 셀(114) 내로 방출된다. 여기서 전자가 절연층 및 전극과의 충돌이 없으면 상기 전자는 인가된 전압에너지에서 제3 전극(133)의 표면 일함수(φ_s)만 감소된 상태의 가속에너지를 가지고 셀(114) 내로에 방출되게 된다. 하지만, 실제로는 여러 충돌 과정을 통하여 전자가 에너지를 잃을 수 있는데, 대표적으로 상기 절연층(140) 내에서의 전자-포논 산란(eletron-phonon scattering) 손실, 상기 절연층(140)과 제 3전극(133) 경계에서의 정션-플라스몬 여기(junction-plasmon exitation) 손실, 상기 3전극(133)에서의 전자-전자 산란(electon-electron scattering) 손실이 있다. 만일, 전자가 적은 충돌과정을 거치면 큰 가속에너지를 가지고 공간에 방출될 수 있고, 많은 출동과정을 거치면 작은 가속에너지를 가지고 공간에 방출되거나, 방출이 되지 않을 수도 있다. 본 실시예에서, 방출 전자의 가속 에너지는 수학식1로 계산된다.FIG. 4 is an energy band diagram showing energy levels according to positions in a metal-insulator-metal (MIM) structure formed of the first electrode 131, the insulating layer 140, and the third electrode 133. Referring to the drawings, when the energy difference V _d is formed by the voltage difference between the first electrode 131 and the third electrode 133, electrons starting from the first electrode 131 are transferred to the insulating layer 140. ) Is tunneled into the cell 114 through the third electrode 133. If the electrons do not collide with the insulating layer and the electrode, the electrons are emitted into the cell 114 with acceleration energy in which only the surface work function φ _s of the third electrode 133 is reduced in the applied voltage energy. Will be. However, in reality, electrons may lose energy through various collision processes, typically, electron-phonon scattering loss in the insulating layer 140, the insulating layer 140 and the third electrode There is a loss of junction-plasmon exitation at the boundary (133), and an electron-electron scattering loss at the three electrodes (133). If the electron undergoes a small collision process, the electron may be released into the space with a large acceleration energy, and after a large number of movements, the electron may be released into the space with a small acceleration energy or may not be emitted. In this embodiment, the acceleration energy of the emitted electrons is calculated by the equation (1).

E ≒ V_d - φ_s - υE ≒ V _d -φ _s -υ

E : 가속 에너지E: acceleration energy

V_d : 전압차에 의한 에너지V _d : energy due to voltage difference

φ_s : 제3전극의 일 함수 (제1실시예에서, 약 5eV)φ _s : work function of the third electrode (in the first embodiment, about 5 eV)

υ: 소모된 에너지 (제1실시예에서, 0 내지 5eV)υ: energy consumed (0 to 5 eV in the first embodiment)

상기의 수학식 1로부터 전자 방출 효율을 높이기 위해서는 상기 절연층(140) 및 상기 제3 전극(133)의 재료 선택 및 두께가 중요하다고 할 수 있다. 상기 절연층(140)의 두께는 터널링(tunneling)을 고려하면 얇은 것이 바람직하만, 상기 절연층(140)의 양단에 걸리는 전압차에 의하여 절연파괴가 발생하지 말아야 하기 때문에, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다. 또한 상기 절연층(140)은 Al₂O₃, Si₃N₄ 또는 SiO₂을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)이 플라스틱으로 형성될 경우, 상기 절연층(140)도 플라스틱 계열로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 계열로는 폴리이미드(polyimide)가 있으며, 특히 아르곤 등을 이용하여 가속 처리된 이온 빔 조사 폴리이미드(ion beam irradiated polyimide)가 바람직하다.From the above Equation 1, the material selection and thickness of the insulating layer 140 and the third electrode 133 may be important to increase the electron emission efficiency. The thickness of the insulating layer 140 is preferably thin in consideration of tunneling. However, since the dielectric breakdown should not occur due to the voltage difference across the insulating layer 140, the thickness is preferably 2 nm to It has a thickness of 50 nm. In addition, the insulating layer 140 preferably includes Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ . If the first substrate 110 and the second substrate 120 are formed of plastic, it is preferable that the insulating layer 140 is also formed of plastic. Such plastics include polyimide, and ion beam irradiated polyimide accelerated using argon is particularly preferred.

상기 제3 전극(133)은 단일 재료, 화합물 재료 및 이러한 재료들의 적층구조가 모두 가능하다. 이 경우, 재료의 특성이 표면 일함수가 낮고, 전자의 평균 지유 행로(mean free path)가 길고, 상기 절연층(140)과의 접착력이 우수할수록 바람직하다. 이러한 재료는 Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)등이 있으며, 바람직하게는 상기 제3 전극(133)이 상기 절연층(140)으로부터 Au층, Pt층, Ir층이 적층되거나, 상기 절연층(140)으로부터 Pt층, Ti층이 적층된 구조를 가지거나, 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제3 전극(133)의 두께는 전자 방출 효율 측면에서는 얇을수록 유리하나, 전자와의 충돌에 의한 열화문제를 고려하여 결정되어야 하며, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다.The third electrode 133 may be a single material, a compound material, and a stacked structure of these materials. In this case, it is preferable that the material has a low surface work function, a long average free path of electrons, and excellent adhesion to the insulating layer 140. Such materials include Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr, or tungsten silicide. Preferably, the third electrode 133 is the insulating layer 140. The Au layer, the Pt layer, and the Ir layer may be stacked from the layer, or the Pt layer and the Ti layer may be stacked from the insulating layer 140, or may be formed including tungsten silicide. Although the thickness of the third electrode 133 is advantageous in terms of electron emission efficiency, the thickness of the third electrode 133 should be determined in consideration of deterioration problem due to collision with electrons, and preferably has a thickness of 2 nm to 50 nm.

전술한 바와 같이, 상기 절연층(140)은 제1 전극(131)과 제3 전극(133)(및/또는 제2 전극(132))에 각각 소정의 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(131)으로부터 유입된 전자들을 가속시켜 제3 전극(133)을 통하여 상기 셀(114) 내부로 전자빔(E-beam) 방출시킨다. 상기 셀 (114)내부로 방출된 전자빔은 가스를 여기시키게 되고, 여기된 가스는 안정화되면서 자외선을 발생시키게 된다. 그리고, 상기 자외선은 발광체층(115)을 여기시켜 가시광을 발생시키게 되고, 이렇게 발생된 가시광은 제2 기판(120)쪽으로 출사되어 화상을 형성하게 된다.As described above, when the predetermined voltage is applied to the first electrode 131 and the third electrode 133 (and / or the second electrode 132), the first electrode ( The electrons introduced from the 131 are accelerated to emit an electron beam (E-beam) into the cell 114 through the third electrode 133. The electron beam emitted into the cell 114 excites a gas, and the excited gas generates ultraviolet rays while stabilizing the excited gas. The ultraviolet light excites the light emitting layer 115 to generate visible light, and the visible light is emitted toward the second substrate 120 to form an image.

상기 전자빔(E-beam)은 가스를 여기(excitation)시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화(ionization)시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 전극(131) 및 제3 전극(133)(및/또는 제2전극(132))에는 상기 전자빔이 가스를 여기시킬 수 있는 최적화된 전자에너지(optimized electron energy)를 가질 수 있는 전압이 인가된다. The electron beam E-beam is preferably larger than the energy needed to excite the gas and less than the energy needed to ionize the gas. Accordingly, the first and third electrodes 131 and 133 (and / or the second electrode 132) may have optimized electron energy capable of exciting the gas. Voltage is applied.

도 5에는 자외선 발생원(generating source)인 크세논(Xe)의 에너지 준위(energy level)가 개략적으로 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 크세논(Xe)을 이온화시키기 위해서는 12.13eV의 에너지가 필요하며, 크세논(Xe)을 여기시키기 위해서는 8.28eV 이상의 에너지가 필요함을 알 수 있다. 구체적으로는, 크세논(Xe)을 1S5, 1S4, 1S2 상태로 각각 여기시키기 위해서는 8.28eV, 8.45eV, 9.57eV의 에너지가 필요하게 된다. 이렇게 여기된 크세논(Xe^*)은 안정화되면서 대략 147nm의 자외선이 발생하게 된다. 그리고, 여기 상태(excited state) 크세논(Xe^*)과 기저 상태(ground state) 크세논(Xe)이 충돌하게 되면 엑시머(eximer) 크세논(Xe₂ ^*)이 생성되는데, 이러한 엑시머 크세논(Xe₂ ^*)이 안정화되면 대략 173nm의 자외선이 발생하게 된다. FIG. 5 schematically shows an energy level of xenon (Xe) that is an ultraviolet generating source. Referring to FIG. 5, it can be seen that energy of 12.13 eV is required to ionize xenon (Xe), and energy of 8.28 eV or more is required to excite xenon (Xe). Specifically, in order to excite xenon (Xe) to 1S5, 1S4, and 1S2 states, respectively, energy of 8.28 eV, 8.45 eV, and 9.57 eV is required. This excited xenon (Xe ^* ) is stabilized to generate an ultraviolet light of approximately 147nm. Then, the excited state (excited state) of xenon (Xe ^*) and the ground state (ground state) of xenon (Xe) When a crash excimer (eximer) xenon (Xe ₂ ^*) there is generated, such an excimer xenon (Xe ₂ ^*) When this is stabilized, ultraviolet rays of approximately 173 nm are generated.

이에 따라, 본 발명에서는 전자가속층(140)에 의하여 셀(114) 내부로 방출되는 전자빔이 크세논(Xe)를 여기시키기 위하여 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 전자빔은 바람직하게는 8.28eV ~ 9.57eV의 에너지 또는 8.28eV ~ 8.45eV의 에너지를 가질 수 있다. 또한, 상기 전자빔은 8.45eV ~ 9.57eV의 에너지를 가질 수도 있다. Accordingly, in the present invention, the electron beam emitted into the cell 114 by the electron acceleration layer 140 may have an energy of about 8.28 eV to 12.13 eV to excite xenon (Xe). In this case, the electron beam may preferably have an energy of 8.28 eV to 9.57 eV or an energy of 8.28 eV to 8.45 eV. In addition, the electron beam may have an energy of 8.45 eV to 9.57 eV.

도 6a 내지 도 6d에는 도 3에 도시된 표시 장치에서 각 전극들에 인가될 수 있는 전압 유형들을 예를 들어 도시한 것이다.6A to 6D illustrate voltage types that may be applied to respective electrodes in the display device illustrated in FIG. 3, for example.

도 6a를 참조하면, 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)에 각각 펄스 형태의 전압이 인가되는데, 이때, 상기 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)에 인가되는 전압을 V₁, V₂ 및 V₃라 하면, V₁＜V₃＜V₂를 만족시키도록 각 전극들에 소정의 전압이 인가된다. 상기와 같은 전압들이 인가되면, 제1 전극(131) 과 제3 전극(133)에 인가된 전압에 의하여 절연층(140)을 통하여 셀(114) 내부로 전자빔이 방출되며, 이렇게 방출된 전자빔은 제3 전극(133)과 제2 전극(132)에 인가된 전압에 의하여 제2 전극(132) 쪽으로 가속되고, 이 과정에서 가스가 여기된다. 이때, 제2 전극(132)의 전압을 조절하여 가스가 방전상태로 조절되는 것도 가능하다. 한편, 상기 제2 전극(132)은 도 6b에 도시된 바와 같이 접지되어 있을 수도 있다. 이 경우에는, 상기 제2 전극(132)에 도달하는 전자들이 외부로 빠져나갈 수 있게 된다. Referring to FIG. 6A, a pulse voltage is applied to each of the first electrode 131, the second electrode 132, and the third electrode 133. In this case, the first electrode 131 and the second electrode ( When the voltages applied to the 132 and the third electrode 133 are V ₁ , V _2, and V ₃ , a predetermined voltage is applied to each of the electrodes to satisfy V ₁ <V ₃ <V ₂ . When the above voltages are applied, the electron beam is emitted into the cell 114 through the insulating layer 140 by the voltages applied to the first electrode 131 and the third electrode 133, and the emitted electron beam Accelerated toward the second electrode 132 by the voltage applied to the third electrode 133 and the second electrode 132, in this process gas is excited. In this case, the gas may be adjusted to a discharge state by adjusting the voltage of the second electrode 132. Meanwhile, the second electrode 132 may be grounded as shown in FIG. 6B. In this case, electrons that reach the second electrode 132 can escape to the outside.

도 6c를 참조하면, 제1 전극(131), 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)에 인가되는 전압을 V₁, V₂ 및 V₃라 하면, V₁＜V₃=V₂를 만족시키도록 각 전극들에 소정의 전압이 인가된다. 상기와 같은 전압들이 인가되면, 제1 전극(131)과 제3 전극(133)에 인가된 전압에 의하여 절연층(140)을 통하여 셀(114) 내부로 전자빔이 방출되며, 이렇게 방출된 전자빔에 의하여 가스가 여기된다. 한편, 상기 제2 전극(132) 및 제3 전극(133)은 도 6d에 도시된 바와 같이 접지되어 있을 수도 있다. 이 경우에는, 상기 제2 전극(132)에 도달하는 전자들이 외부로 빠져나갈 수 있게 된다. Referring to FIG. 6C, when voltages applied to the first electrode 131, the second electrode 132, and the third electrode 133 are V ₁ , V _2, and V ₃ , V ₁ <V ₃ = V _2. A predetermined voltage is applied to each electrode so as to satisfy. When the above voltages are applied, an electron beam is emitted into the cell 114 through the insulating layer 140 by the voltages applied to the first electrode 131 and the third electrode 133, and thus to the emitted electron beam. Gas is excited. Meanwhile, the second electrode 132 and the third electrode 133 may be grounded as shown in FIG. 6D. In this case, electrons that reach the second electrode 132 can escape to the outside.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 변형예를 도시한 도면이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점만을 설명하기로 한다. 도 7을 참조하면, 제2 전극(132)은 셀(114)에서 발생된 가시광이 투과될 수 있도록 메쉬(mesh) 구조로 형성되어 있다. 그리고, 제3 전극(133')은 절연층(140)에 의하여 가속된 전자들이 셀(114) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성되어 있다.7 is a diagram illustrating a modification of the display device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, only differences from the above-described embodiment will be described. Referring to FIG. 7, the second electrode 132 is formed in a mesh structure to transmit visible light generated from the cell 114. The third electrode 133 ′ is formed in a mesh structure so that the electrons accelerated by the insulating layer 140 can be easily emitted into the cell 114.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 교류형 대향 구조의 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.8 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a display device having an alternating current facing structure according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 있다. 그리고, 상기 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에는 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 공간을 구획하여 복수의 셀(214)을 형성하는 복수의 격벽(213)이 마련되어 있다. 상기 셀들(214)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광체층(215)이 도포되어 있으며, 상기 셀들(214) 내부에는 크세논(Xe)을 포함하는 가스가 채워진다. Referring to FIG. 8, the first substrate 210 and the second substrate 220 are disposed to face each other at regular intervals. In addition, a plurality of partition walls forming a plurality of cells 214 by partitioning a space between the first substrate 210 and the second substrate 220 between the first substrate 210 and the second substrate 220 ( 213). Light emitting layers 215 of red (R), green (G), and blue (B) are coated on the inner walls of the cells 214, and a gas containing xenon (Xe) is inside the cells 214. Is filled.

상기 제1 기판(210)의 상면에는 제1 전극(231)이 셀(214)마다 형성되어 있으며, 상기 제2 기판(220)의 하면에는 제2 전극(232)이 상기 제1 전극(231)과 교차하는 방향으로 셀(214)마다 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 전극(231,232) 상에는 각각 제1 및 제2 절연층(241,242)이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 절연층(241,242) 상에는 제3 및 제4 전극(233,234)이 형성되어 있다.The first electrode 231 is formed for each cell 214 on the top surface of the first substrate 210, and the second electrode 232 is formed on the bottom surface of the second substrate 220. It is formed for every cell 214 in the direction which intersects with. First and second insulating layers 241 and 242 are formed on the first and second electrodes 231 and 232, respectively, and third and fourth electrodes 233 and 234 are formed on the first and second insulating layers 241 and 242, respectively. It is.

상기 셀(214)을 대향하는 상기 제1 및 제2 전극(231, 232)의 표면에는 각각 다수개의 팁(261, 262)들이 형성되어 있다. 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 상기 팁(261, 262)들에는 전계가 집중되어, 제1 전극(131) 및 제2 전극(132)의 표면이 편평한 구조를 가질 때보다 많은 수의 전자를 방출할 수 있다. 상기 팁(261, 262)들이 형성된 제1 및 제2 전극(231, 232)은 다양한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 전극(231, 232)은 금속, 실리콘를 이용하여 형성될 수 있다. 하지만, 상기 제1 및 제2 전극(231, 232)은 탄소나노튜브(carbon nano tube), 실리콘 나노 튜브(silicone nano tube) 또는 실리콘 나노 와이어(silicone nano wire)와 같이, 구조적으로 팁들을 가지는 소재를 이용하여 형성될 수도 있다. 팁(261, 262)의 단부의 단면의 폭(b21, b22)은 1㎚ 내지 10㎛의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.A plurality of tips 261 and 262 are formed on surfaces of the first and second electrodes 231 and 232 facing the cell 214, respectively. When a voltage is applied to the first electrode 131 and the second electrode 132 to form an electric field, an electric field is concentrated on the tips 261 and 262 so that the first electrode 131 and the second electrode 132 are formed. The surface of) can emit more electrons than when it has a flat structure. The first and second electrodes 231 and 232 on which the tips 261 and 262 are formed may be formed using various materials. For example, the first and second electrodes 231 and 232 may be formed using metal or silicon. However, the first and second electrodes 231 and 232 are materials having structural tips, such as carbon nanotubes, silicon nanotubes, or silicon nanowires. It may be formed using. The widths b21 and b22 of the cross sections of the ends of the tips 261 and 262 are preferably formed in a size of 1 nm to 10 m.

상기 제1 및 제2 절연층(241,242)은 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다. 또한 상기 제1 및 제2 절연층(241,242)은 Al₂O₃, Si₃N₄ 또는 SiO₂을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)이 플라스틱으로 형성될 경우, 상기 제1 및 제2 절연층(241,242)도 플라스틱 계열로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 계열로는 폴리이미드(polyimide)가 있으며, 특히 아르곤 등을 이용하여 가속 처리된 이온 빔 조사 폴리이미드(ion beam irradiated polyimide)가 바람직하다.The first and second insulating layers 241 and 242 preferably have a thickness of 2 nm to 50 nm. In addition, the first and second insulating layers 241 and 242 preferably include Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ . If the first substrate 210 and the second substrate 220 are formed of plastic, the first and second insulating layers 241 and 242 may also be formed of plastic. Such plastics include polyimide, and ion beam irradiated polyimide accelerated using argon is particularly preferred.

상기 제3 및 제4 전극(233,234)은 단일 재료, 화합물 재료 및 이러한 재료들의 적층구조가 모두 가능하다. 이 경우, 재료의 특성이 표면 일함수가 낮고, 전자의 평균 자유 행로(mean free path)가 길고, 상기 제1 및 제2 절연층(241,242)과의 접착력이 우수할수록 바람직하다. 이러한 재료는 Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)등이 있으며, 바람직하게는 상기 제3 및 제4 전극(233,234)이 각각 상기 제1 및 제2 절연층(241, 242)으로부터 Au층, Pt층, Ir층이 적층되거나, 상기 제1 및 제2 절연층(241, 242)으로부터 Pt층, Ti층이 적층된 구조를 가지거나, 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제3 및 제4 전극(233,234)의 두께는 전자 방출 효율 측면에서는 얇을수록 유리하나, 전자와의 충돌에 의한 열화문제를 고려하여 결정되어야 하며, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다.The third and fourth electrodes 233 and 234 may be a single material, a compound material, and a stacked structure of these materials. In this case, it is preferable that the material has a low surface work function, a long mean free path of electrons, and excellent adhesion to the first and second insulating layers 241 and 242. Such materials include Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr, or tungsten silicide. Preferably, the third and fourth electrodes 233 and 234 are formed of the first and second electrodes, respectively. Au, Pt, and Ir layers are laminated from the first and second insulating layers 241 and 242, or Pt and Ti layers are laminated from the first and second insulating layers 241 and 242, or Or tungsten silicide. Although the thickness of the third and fourth electrodes 233 and 234 is advantageous in terms of electron emission efficiency, the thickness of the third and fourth electrodes 233 and 234 should be determined in consideration of the degradation problem due to collision with electrons, and preferably has a thickness of 2 nm to 50 nm. .

상기 제1 절연층(241)은 제1 전극(231)과 제3 전극(233)(및/또는 제2 전극(232))에 각각 소정의 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(231)으로부터 유입된 전자들을 가속시켜 제3 전극(233)을 통하여 상기 셀(214) 내부로 제1 전자빔(E₁-beam) 방출시킨다. 그리고, 상기 제2 절연층(242)은 제2 전극(231)과 제4 전극(234) (및/또는 제1 전극(231))에 각각 소정의 전압이 인가되면, 상기 제2 전극(232)으로부터 유입된 전자들을 가속시켜 제4 전극(234)을 통하여 상기 셀(214) 내부로 제2 전자빔(E₂-beam) 방출시킨다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 상기 제1 전극(231) 및 제2 전극(232) 사이에 교류전압이 인가됨에 따라 셀(214) 내부로 교대로 방출된다. 상기 제1 및 제2 전자빔 각각은 가스를 여기시키고, 이렇게 여기된 가스는 안정화되면서 발광체층(215)을 여기시키는 자외선을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 전술한 바와 같이 가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전자빔은 크세논(Xe)을 여기시키는데 필요한 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다.When a predetermined voltage is applied to each of the first electrode 231 and the third electrode 233 (and / or the second electrode 232), the first insulating layer 241 may be removed from the first electrode 231. The introduced electrons are accelerated to emit the first electron beam E ₁ -beam through the third electrode 233 into the cell 214. In addition, when a predetermined voltage is applied to the second electrode 231 and the fourth electrode 234 (and / or the first electrode 231), the second insulating layer 242 may have the second electrode 232. Electrons are accelerated to emit the second electron beam E ₂ -beam through the fourth electrode 234 into the cell 214. Here, the first and second electron beams are alternately emitted into the cell 214 as an AC voltage is applied between the first electrode 231 and the second electrode 232. Each of the first and second electron beams excites a gas, and the excited gas is stabilized to generate ultraviolet rays that excite the light emitting layer 215. Thus, it is preferable that the first and second electron beams have energy that is larger than the energy required to excite the gas and less than the energy required to ionize the gas, as described above. Specifically, the first and second electron beams may have an energy of about 8.28 eV to 12.13 eV required to excite xenon (Xe).

상기 제2 및 제4 전극(232,234)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제3 및 제4 전극(233,234)은 제1 및 제2 절연층(241,242)에 의하여 가속된 전자들이 셀(214) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 중 어느 하나의 기판에는 복수의 어드레스전극(미도시)이 더 형성될 수 있다. The second and fourth electrodes 232 and 234 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. The third and fourth electrodes 233 and 234 may be formed in a mesh structure so that the electrons accelerated by the first and second insulating layers 241 and 242 may be easily emitted into the cell 214. Meanwhile, a plurality of address electrodes (not shown) may be further formed on one of the first substrate 210 and the second substrate 220.

도 9a 및 도 9b에는 도 8에 도시된 표시 장치에서 각 전극들에 인가될 수 있는 전압 유형들을 예를 들어 도시한 것이다.9A and 9B illustrate voltage types that may be applied to respective electrodes in the display device illustrated in FIG. 8, for example.

도 9a를 참조하면, 제1 전극(231), 제2 전극(232), 제3 전극(233) 및 제4 전극(234)에 각각 펄스 형태의 전압이 인가되는데, 이때, 상기 제1 전극(231), 제2 전극(232), 제3 전극(233) 및 제4 전극(234)에 인가되는 전압을 V₁, V₂, V₃ 및 V₄라 하면, V₁＜V₃ 및 V₂＜V₄를 만족시키도록 각 전극들에 소정의 전압이 인가된다. 상기와 같은 전압들이 인가되면, 제1 전극(231) 및 제3 전극(233)(및/또는 제2 전극(232))에 인가된 전압에 의하여 제1 절연층(241)을 통하여 셀(214) 내부로 제1 전자빔이 방출되고, 제2 전극(232) 및 제4 전극(234) (및/또는 제1 전극(231))에 인가된 전압에 의하여 제2 절연층(242)을 통하여 셀(214) 내부로 제2 전자빔이 방출된다. 여기서, 상기 제1 전극(231)과 제2 전극(232) 사이에는 교류전압이 인가되므로, 상기 제1 및 제2 전자빔으로 서로 교대로 셀(214) 내부로 방출되어 가스를 여기시키게 된다. 한편, 상기 제3 및 제4 전극(233,234)은 도 9b에 도시된 바와 같이 접지되어 있을 수도 있다. Referring to FIG. 9A, voltages in the form of pulses are applied to the first electrode 231, the second electrode 232, the third electrode 233, and the fourth electrode 234, respectively. 231, the voltages applied to the second electrode 232, the third electrode 233, and the fourth electrode 234 are V ₁ , V ₂ , V _3, and V ₄ , V ₁ <V ₃ and V ₂ A predetermined voltage is applied to each of the electrodes to satisfy <V ₄ . When the above voltages are applied, the cell 214 is formed through the first insulating layer 241 by the voltage applied to the first electrode 231 and the third electrode 233 (and / or the second electrode 232). The first electron beam is emitted into the cell, and the cell passes through the second insulating layer 242 by a voltage applied to the second electrode 232 and the fourth electrode 234 (and / or the first electrode 231). 214, the second electron beam is emitted. Here, since an AC voltage is applied between the first electrode 231 and the second electrode 232, the first and second electron beams are alternately discharged into the cell 214 to excite gas. The third and fourth electrodes 233 and 234 may be grounded as shown in FIG. 9B.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 교류형 대향 구조의 표시 장치를 개략 적으로 도시한 일부 단면도이다.FIG. 10 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a display device having an alternating current facing structure according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 제1 기판(310)과 제2 기판(320)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀(314)을 형성한다. 상기 제1 기판(310)의 상면에는 복수의 어드레스전극(311)이 형성되어 있으며, 이러한 어드레스전극(311)은 유전체층(312)에 의하여 매립된다. 그리고, 상기 셀들(314)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광체층(315)이 도포되어 있으며, 상기 셀들(314) 내부에는 크세논(Xe)을 포함하는 가스가 채워진다. Referring to FIG. 10, the first substrate 310 and the second substrate 320 are disposed to face each other at regular intervals to form a plurality of cells 314 therebetween. A plurality of address electrodes 311 are formed on the upper surface of the first substrate 310, and the address electrodes 311 are filled by the dielectric layer 312. In addition, red (R), green (G), and blue (B) light emitting layers 315 are coated on inner walls of the cells 314, respectively, and include xenon (Xe) inside the cells 314. The gas is filled.

상기 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이에는 상기 셀(314)마다 제1 및 제2 전극(331,332)이 쌍으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극(331,332)은 상기 셀(314)의 양측에 배치된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 전극(331,332)의 내측면에는 각각 제1 및 제2 절연층(341,342)이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 절연층(341,342) 상에는 각각 제3 및 제4 전극(333,334)이 형성되어 있다.First and second electrodes 331 and 332 are formed in pairs in each cell 314 between the first substrate 310 and the second substrate 320. Here, the first and second electrodes 331 and 332 are disposed at both sides of the cell 314. First and second insulating layers 341 and 342 are formed on inner surfaces of the first and second electrodes 331 and 332, respectively, and third and fourth surfaces are respectively formed on the first and second insulating layers 341 and 342. Electrodes 333 and 334 are formed.

상기 셀(314)을 대향하는 상기 제1 및 제2 전극(331, 332)의 표면에는 각각 다수개의 팁(361, 362)들이 형성되어 있다. 제1 전극(331) 및 제2 전극(332)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 상기 팁(361, 362)들에는 전계가 집중되어, 제1 전극(331) 및 제2 전극(332)의 표면이 편평한 구조를 가질 때보다 많은 수의 전자를 방출할 수 있다. 상기 팁(361, 362)들이 형성된 제1 및 제2 전극(331, 332)은 다양한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 전극(331, 332)은 금속, 실리콘를 이용하여 형성될 수 있다. 하지만, 상기 제1 및 제2 전극(331, 332)은 탄소나노튜브(carbon nano tube), 실리콘 나노 튜브(silicone nano tube) 또는 실리콘 나노 와이어(silicone nano wire)와 같이, 구조적으로 팁들을 가지는 소재를 이용하여 형성될 수도 있다. 팁(361, 362)의 단부의 단면의 폭(b31, b32 )은 1㎚ 내지 10㎛의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.A plurality of tips 361 and 362 are formed on surfaces of the first and second electrodes 331 and 332 facing the cell 314, respectively. When a voltage is applied to the first electrode 331 and the second electrode 332 to form an electric field, an electric field is concentrated on the tips 361 and 362 so that the first electrode 331 and the second electrode 332 are concentrated. The surface of) can emit more electrons than when it has a flat structure. The first and second electrodes 331 and 332 having the tips 361 and 362 may be formed using various materials. For example, the first and second electrodes 331 and 332 may be formed using metal or silicon. However, the first and second electrodes 331 and 332 are materials having structural tips, such as carbon nanotubes, silicon nanotubes, or silicon nanowires. It may be formed using. The widths b31 and b32 of the cross sections of the ends of the tips 361 and 362 are preferably formed in a size of 1 nm to 10 m.

상기 제1 및 제2 절연층(341,342)은 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다. 또한 상기 제1 및 제2 절연층(341,342)은 Al₂O₃, Si₃N₄ 또는 SiO₂을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)이 플라스틱으로 형성될 경우, 상기 제1 및 제2 절연층(341,342)도 플라스틱 계열로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 계열로는 폴리이미드(polyimide)가 있으며, 특히 아르곤 등을 이용하여 가속 처리된 이온 빔 조사 폴리이미드(ion beam irradiated polyimide)가 바람직하다.The first and second insulating layers 341 and 342 preferably have a thickness of 2 nm to 50 nm. In addition, the first and second insulating layers 341 and 342 preferably include Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ . If the first substrate 310 and the second substrate 320 are formed of plastic, the first and second insulating layers 341 and 342 may also be formed of plastic. Such plastics include polyimide, and ion beam irradiated polyimide accelerated using argon is particularly preferred.

상기 제3 및 제4 전극(333,334)은 단일 재료, 화합물 재료 및 이러한 재료들의 적층구조가 모두 가능하다. 이 경우, 재료의 특성이 표면 일함수가 낮고, 전자의 평균 자유 행로(mean free path)가 길고, 상기 제1 및 제2 절연층(341,342)과의 접착력이 우수할수록 바람직하다. 이러한 재료는 Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)등이 있으며, 바람직하게는 상기 제3 및 제4 전극(333,334)이 각각 상기 제1 및 제2 절연층(341, 342)으로부터 Au층, Pt층, Ir층이 적층되거나, 상기 제1 및 제2 절연층(341, 342)으로부터 Pt층, Ti층이 적층된 구조를 가지거나, 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제3 및 제4 전극(333,334)의 두께는 전자 방출 효율 측면에 서는 얇을수록 유리하나, 전자와의 충돌에 의한 열화문제를 고려하여 결정되어야 하며, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다.The third and fourth electrodes 333 and 334 may be a single material, a compound material, and a stacked structure of these materials. In this case, it is preferable that the material has a low surface work function, a long mean free path of electrons, and excellent adhesion to the first and second insulating layers 341 and 342. Such materials include Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr, or tungsten silicide. Preferably, the third and fourth electrodes 333 and 334 are formed of the first and second electrodes, respectively. Au layer, Pt layer, Ir layer are laminated from the first and second insulating layers 341 and 342, or Pt layer and Ti layer are laminated from the first and second insulating layers 341 and 342, or Or tungsten silicide. Although the thickness of the third and fourth electrodes 333 and 334 is advantageous in terms of electron emission efficiency, the thickness of the third and fourth electrodes 333 and 334 should be determined in consideration of the deterioration problem due to collision with electrons. Have

상기 제1 절연층(341)은 제1 전극(331)과 제3 전극(333) ( 및/또는 제2 전극(332))에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 셀(314) 내부로 제1 전자빔(E₁-beam) 방출시킨다. 그리고, 상기 제2 절연층(342)은 제2 전극(331)과 제4 전극(334) )( 및/또는 제1 전극(331))에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 셀(314) 내부로 제2 전자빔(E₂-beam) 방출시킨다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 상기 제1 전극(331) 및 제2 전극(332) 사이에 교류전압이 인가됨에 따라 셀(314) 내부로 교대로 방출된다. 상기 제1 및 제2 전자빔 각각은 가스를 여기시키고, 이렇게 여기된 가스는 안정화되면서 발광체층(315)을 여기시키는 자외선을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 전술한 바와 같이 가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전자빔은 크세논(Xe)을 여기시키는데 필요한 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. When a predetermined voltage is applied to the first electrode 331 and the third electrode 333 (and / or the second electrode 332), the first insulating layer 341 may enter the first inside of the cell 314. Electron beam (E -beam ₁₎ to release. In addition, when a predetermined voltage is applied to each of the second electrode 331 and the fourth electrode 334 (and / or the first electrode 331), the second insulating layer 342 is inside the cell 314. Emits a second electron beam (E ₂ -beam). Here, the first and second electron beams are alternately emitted into the cell 314 as an AC voltage is applied between the first electrode 331 and the second electrode 332. Each of the first and second electron beams excites a gas, and the excited gas is stabilized to generate ultraviolet rays that excite the light emitting layer 315. Thus, it is preferable that the first and second electron beams have energy that is larger than the energy required to excite the gas and less than the energy required to ionize the gas, as described above. Specifically, the first and second electron beams may have an energy of about 8.28 eV to 12.13 eV required to excite xenon (Xe).

상기 제3 및 제4 전극(333,334)은 제1 및 제2 절연층(341,342)에 의하여 가속된 전자들이 셀(314) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 절연층들(341,342)은 상기 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이의 공간을 구획하여 상기 셀들(314)을 형성할 수 있다. 한편, 상기 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이에는 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이의 공간을 구 획하여 셀들(314)을 형성하는 복수의 격벽(미도시)이 더 마련될 수도 있다.The third and fourth electrodes 333 and 334 may be formed in a mesh structure so that electrons accelerated by the first and second insulating layers 341 and 342 can be easily emitted into the cell 314. The first and second insulating layers 341 and 342 may partition the space between the first substrate 310 and the second substrate 320 to form the cells 314. Meanwhile, a plurality of barrier ribs (not shown) may be formed between the first substrate 310 and the second substrate 320 to form a space between the first substrate 310 and the second substrate 320. May be further provided.

상기와 같은 구조의 표시 장치에서, 각 전극들에는 도 9a 및 도 9b에 도시된 유형의 전압들이 인가될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 전술하였으므로 생략하기로 한다. In the display device having the above structure, voltages of the types shown in FIGS. 9A and 9B may be applied to each electrode, and a detailed description thereof will be omitted.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 교류형 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.11 is a partial cross-sectional view schematically illustrating an AC display device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 제1 기판(410)과 제2 기판(420)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 있다. 그리고, 상기 제1 기판(410)과 제2 기판(420) 사이에는 제1 기판(410)과 제2 기판(420) 사이의 공간을 구획하여 복수의 셀(414)을 형성하는 복수의 격벽(413)이 마련되어 있다. 상기 셀들(414)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광체층(415)이 도포되어 있으며, 상기 셀들(414) 내부에는 크세논(Xe)을 포함하는 가스가 채워진다. Referring to FIG. 11, the first substrate 410 and the second substrate 420 are disposed to face each other at regular intervals. In addition, a plurality of partition walls are formed between the first substrate 410 and the second substrate 420 to form a plurality of cells 414 by partitioning a space between the first substrate 410 and the second substrate 420. 413). Red (R), green (G), and blue (B) light emitting layers 415 are coated on the inner walls of the cells 414, and a gas containing xenon (Xe) is inside the cells 414. Is filled.

상기 제1 기판(410)의 상면에는 복수의 어드레스전극(411)이 형성되어 있으며, 이러한 어드레스전극들(411)은 유전체층(412)에 의하여 매립된다. 상기 제2 기판(420)의 하면에는 상기 셀(414)마다 제1 및 제2 전극(431,432)이 쌍으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극(431,432)은 어드레스전극(411)과 교차하는 방향으로 형성된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 전극(431,432)의 하면에는 각각 제1 및 제2 절연층(441,442)이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 절연층(441,442)의 하면에는 각각 제3 및 제4 전극(433,434)이 형성되어 있다.A plurality of address electrodes 411 are formed on an upper surface of the first substrate 410, and the address electrodes 411 are filled by the dielectric layer 412. First and second electrodes 431 and 432 are formed in pairs on the lower surface of the second substrate 420 for each cell 414. Here, the first and second electrodes 431 and 432 are formed in a direction crossing the address electrode 411. First and second insulating layers 441 and 442 are formed on the bottom surfaces of the first and second electrodes 431 and 432, respectively, and third and third surfaces are respectively formed on the bottom surfaces of the first and second insulating layers 441 and 442. Four electrodes 433 and 434 are formed.

상기 셀(414)을 대향하는 상기 제1 및 제2 전극(431, 432)의 표면에는 각각 다수개의 팁(461, 362)들이 형성되어 있다. 제1 전극(431) 및 제2 전극(432)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 상기 팁(461, 462)들에는 전계가 집중되어, 제1 전극(431) 및 제2 전극(432)의 표면이 편평한 구조를 가질 때보다 많은 수의 전자를 방출할 수 있다. 상기 팁(461, 462)들이 형성된 제1 및 제2 전극(431, 432)은 다양한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 전극(431, 432)은 금속, 실리콘를 이용하여 형성될 수 있다. 하지만, 상기 제1 및 제2 전극(431, 432)은 탄소나노튜브(carbon nano tube), 실리콘 나노 튜브(silicone nano tube) 또는 실리콘 나노 와이어(silicone nano wire)와 같이, 구조적으로 팁들을 가지는 소재를 이용하여 형성될 수도 있다. 팁(461, 462)의 단부의 단면의 폭(b41, b42 )은 1㎚ 내지 10㎛의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.A plurality of tips 461 and 362 are formed on surfaces of the first and second electrodes 431 and 432 facing the cell 414, respectively. When a voltage is applied to the first electrode 431 and the second electrode 432 to form an electric field, an electric field is concentrated on the tips 461 and 462, so that the first electrode 431 and the second electrode 432 are concentrated. The surface of) can emit more electrons than when it has a flat structure. The first and second electrodes 431 and 432 on which the tips 461 and 462 are formed may be formed using various materials. For example, the first and second electrodes 431 and 432 may be formed using metal or silicon. However, the first and second electrodes 431 and 432 may be formed of materials having structural tips, such as carbon nanotubes, silicon nanotubes, or silicon nanowires. It may be formed using. The widths b41 and b42 of the cross sections of the ends of the tips 461 and 462 are preferably formed in a size of 1 nm to 10 m.

상기 제1 및 제2 절연층(441,442)은 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다. 또한 상기 제1 및 제2 절연층(441,442)은 Al₂O₃, Si₃N₄ 또는 SiO₂을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 제1 기판(410) 및 제2 기판(420)이 플라스틱으로 형성될 경우, 상기 제1 및 제2 절연층(441,442)도 플라스틱 계열로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 계열로는 폴리이미드(polyimide)가 있으며, 특히 아르곤 등을 이용하여 가속 처리된 이온 빔 조사 폴리이미드(ion beam irradiated polyimide)가 바람직하다.The first and second insulating layers 441 and 442 preferably have a thickness of 2 nm to 50 nm. In addition, the first and second insulating layers 441 and 442 preferably include Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ . If the first substrate 410 and the second substrate 420 are formed of plastic, the first and second insulating layers 441 and 442 may also be formed of plastic. Such plastics include polyimide, and ion beam irradiated polyimide accelerated using argon is particularly preferred.

상기 제3 및 제4 전극(433,434)은 단일 재료, 화합물 재료 및 이러한 재료들의 적층구조가 모두 가능하다. 이 경우, 재료의 특성이 표면 일함수가 낮고, 전자 의 평균 자유 행로(mean free path)가 길고, 상기 제1 및 제2 절연층(441,442)과의 접착력이 우수할수록 바람직하다. 이러한 재료는 Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)등이 있으며, 바람직하게는 상기 제3 및 제4 전극(433,434)이 각각 상기 제1 및 제2 절연층(441, 442)으로부터 Au층, Pt층, Ir층이 적층되거나, 상기 제1 및 제2 절연층(441, 442)으로부터 Pt층, Ti층이 적층된 구조를 가지거나, 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제3 및 제4 전극(433,434)의 두께는 전자 방출 효율 측면에서는 얇을수록 유리하나, 전자와의 충돌에 의한 열화문제를 고려하여 결정되어야 하며, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다.The third and fourth electrodes 433 and 434 may be a single material, a compound material, and a stacked structure of these materials. In this case, it is preferable that the material has a low surface work function, a long mean free path of electrons, and excellent adhesion to the first and second insulating layers 441 and 442. Such materials include Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr or tungsten silicide. Preferably, the third and fourth electrodes 433 and 434 are formed of the first and second electrodes, respectively. Au layer, Pt layer, Ir layer are laminated from the first and second insulating layers 441 and 442, or Pt layer and Ti layer are laminated from the first and second insulating layers 441 and 442, or Or tungsten silicide. Although the thickness of the third and fourth electrodes 433 and 434 is advantageous in terms of electron emission efficiency, the thickness of the third and fourth electrodes 433 and 434 is advantageous. .

상기 제1 절연층(441)은 제1 전극(431)과 제3 전극(433)( 및/또는 제2 전극(432))에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 셀(414) 내부로 제1 전자빔(E1-beam) 방출시킨다. 그리고, 상기 제2 절연층(442)은 제2 전극(432)과 제4 전극(434)( 및/또는 제1 전극(431))에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 셀(414) 내부로 제2 전자빔(E2-beam) 방출시킨다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 상기 제1 전극(431) 및 제2 전극(432) 사이에 교류전압이 인가됨에 따라 셀(414) 내부로 교대로 방출된다. 상기 제1 및 제2 전자빔 각각은 가스를 여기시키고, 이렇게 여기된 가스는 안정화되면서 발광체층(415)을 여기시키는 자외선을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 전술한 바와 같이 가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전자빔은 크세논(Xe)을 여기시키는데 필요한 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. When a predetermined voltage is applied to the first electrode 431 and the third electrode 433 (and / or the second electrode 432), the first insulating layer 441 may enter the first inside of the cell 414. E1-beams are emitted. In addition, when a predetermined voltage is applied to the second electrode 432 and the fourth electrode 434 (and / or the first electrode 431), the second insulating layer 442 may enter the cell 414. A second electron beam (E2-beam) is emitted. Here, the first and second electron beams are alternately emitted into the cell 414 as an AC voltage is applied between the first electrode 431 and the second electrode 432. Each of the first and second electron beams excites a gas, and the excited gas is stabilized to generate ultraviolet rays that excite the light emitting layer 415. Thus, it is preferable that the first and second electron beams have energy that is larger than the energy required to excite the gas and less than the energy required to ionize the gas, as described above. Specifically, the first and second electron beams may have an energy of about 8.28 eV to 12.13 eV required to excite xenon (Xe).

상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전극(431,432,433,434)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제3 및 제4 전극(433,434)은 제1 및 제2 절연층(441,442)에 의하여 가속된 전자들이 셀(414) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수도 있다. The first, second, third and fourth electrodes 431, 432, 433, and 434 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. The third and fourth electrodes 433 and 434 may be formed in a mesh structure so that the electrons accelerated by the first and second insulating layers 441 and 442 can be easily emitted into the cell 414.

상기와 같은 구조의 표시 장치에서, 각 전극들에는 도 9a 및 도 9b에 도시된 유형의 전압들이 인가될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 전술하였으므로 생략하기로 한다.In the display device having the above structure, voltages of the types shown in FIGS. 9A and 9B may be applied to each electrode, and a detailed description thereof will be omitted.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 교류형 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.12 is a partial cross-sectional view schematically illustrating an AC display device according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 제1 기판(510)과 제2 기판(520)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 복수의 셀(514)을 형성한다. 그리고, 상기 셀들(514)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광체층(515)이 도포되어 있으며, 상기 셀들(514) 내부에는 크세논(Xe)을 포함하는 가스가 채워진다.Referring to FIG. 12, the first substrate 510 and the second substrate 520 are disposed to face each other at regular intervals to form a plurality of cells 514 therebetween. In addition, red (R), green (G), and blue (B) light emitting layers 515 are coated on the inner walls of the cells 514, and the cells 514 include xenon (Xe). The gas is filled.

상기 제1 기판(510)과 제2 기판(520) 사이에는 상기 셀(514)마다 1개의 제1 전극(531) 및 2개의 제2 전극(532)들이 쌍으로 형성되어 있다. 상기 제1 기판(510)의 상면에는 제1 전극(531)이 배치되며, 제2 전극(532)은 상기 셀(514)의 양측에 배치된다. 상기 제1 전극(531)과 제2 전극(532)은 서로 교차하도록 연장된다.Between the first substrate 510 and the second substrate 520, one first electrode 531 and two second electrodes 532 are formed in pairs in each cell 514. The first electrode 531 is disposed on the upper surface of the first substrate 510, and the second electrode 532 is disposed on both sides of the cell 514. The first electrode 531 and the second electrode 532 extend to cross each other.

상기 제1 및 제2 전극(531,532)의 내측면에는 각각 제1 및 제2 절연층(541,542)이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 절연층(541,542) 상에는 각각 제3 및 제4 전극(533,534)이 형성되어 있다.First and second insulating layers 541 and 542 are formed on inner surfaces of the first and second electrodes 531 and 532, respectively, and third and fourth electrodes 3 and 4 are respectively formed on the first and second insulating layers 541 and 542. 533,534).

상기 셀(514)을 대향하는 상기 제1 및 제2 전극(531, 532)의 표면에는 각각 다수개의 팁(561, 562)들이 형성되어 있다. 제1 전극(531) 및 제2 전극(532)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 상기 팁(561, 562)들에는 전계가 집중되어, 제1 전극(531) 및 제2 전극(532)의 표면이 편평한 구조를 가질 때보다 많은 수의 전자를 방출할 수 있다. 상기 팁(561, 562)들이 형성된 제1 및 제2 전극(531, 532)은 다양한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 전극(531, 532)은 금속, 실리콘를 이용하여 형성될 수 있다. 하지만, 상기 제1 및 제2 전극(531, 532)은 탄소나노튜브(carbon nano tube), 실리콘 나노 튜브(silicone nano tube) 또는 실리콘 나노 와이어(silicone nano wire)와 같이, 구조적으로 팁들을 가지는 소재를 이용하여 형성될 수도 있다. 팁(561, 562)의 단부의 단면의 폭(b51, b52 )은 1㎚ 내지 10㎛의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.A plurality of tips 561 and 562 are formed on surfaces of the first and second electrodes 531 and 532 facing the cell 514, respectively. When a voltage is applied to the first electrode 531 and the second electrode 532 to form an electric field, an electric field is concentrated on the tips 561 and 562 so that the first electrode 531 and the second electrode 532 are formed. The surface of) can emit more electrons than when it has a flat structure. The first and second electrodes 531 and 532 on which the tips 561 and 562 are formed may be formed using various materials. For example, the first and second electrodes 531 and 532 may be formed using metal or silicon. However, the first and second electrodes 531 and 532 may be formed of materials having structural tips, such as carbon nanotubes, silicon nanotubes, or silicon nanowires. It may be formed using. The widths b51 and b52 of the cross sections of the ends of the tips 561 and 562 are preferably formed in a size of 1 nm to 10 m.

상기 제1 및 제2 절연층(541,542)은 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다. 또한 상기 제1 및 제2 절연층(541,542)은 Al₂O₃, Si₃N₄ 또는 SiO₂을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 제1 기판(510) 및 제2 기판(520)이 플라스틱으로 형성될 경우, 상기 제1 및 제2 절연층(541,542)도 플라스틱 계열로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 계열로는 폴리이미드(polyimide)가 있으며, 특히 아르곤 등을 이용하여 가속 처리된 이온 빔 조사 폴리이미드(ion beam irradiated polyimide)가 바람직하다.The first and second insulating layers 541 and 542 preferably have a thickness of 2 nm to 50 nm. In addition, the first and second insulating layers 541 and 542 preferably include Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ . If the first substrate 510 and the second substrate 520 are formed of plastic, the first and second insulating layers 541 and 542 may also be formed of plastic. Such plastics include polyimide, and ion beam irradiated polyimide accelerated using argon is particularly preferred.

상기 제3 및 제4 전극(533,534)은 단일 재료, 화합물 재료 및 이러한 재료들의 적층구조가 모두 가능하다. 이 경우, 재료의 특성이 표면 일함수가 낮고, 전자의 평균 자유 행로(mean free path)가 길고, 상기 제1 및 제2 절연층(441,442)과의 접착력이 우수할수록 바람직하다. 이러한 재료는 Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)등이 있으며, 바람직하게는 상기 제3 및 제4 전극(533,534)이 각각 상기 제1 및 제2 절연층(541, 542)으로부터 Au층, Pt층, Ir층이 적층되거나, 상기 제1 및 제2 절연층(541, 542)으로부터 Pt층, Ti층이 적층된 구조를 가지거나, 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제3 및 제4 전극(533,534)의 두께는 전자 방출 효율 측면에서는 얇을수록 유리하나, 전자와의 충돌에 의한 열화문제를 고려하여 결정되어야 하며, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다.The third and fourth electrodes 533 and 534 may be a single material, a compound material, and a stacked structure of these materials. In this case, it is preferable that the material has a low surface work function, a long mean free path of electrons, and excellent adhesion to the first and second insulating layers 441 and 442. Such materials include Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr or tungsten silicide. Preferably, the third and fourth electrodes 533 and 534 are formed of the first and second electrodes, respectively. Au, Pt and Ir layers are laminated from the first and second insulating layers 541 and 542, or Pt and Ti layers are stacked from the first and second insulating layers 541 and 542, or Or tungsten silicide. Although the thickness of the third and fourth electrodes 533 and 534 is thinner in terms of electron emission efficiency, the thickness of the third and fourth electrodes 533 and 534 should be determined in consideration of deterioration problem due to collision with electrons, and preferably has a thickness of 2 nm to 50 nm. .

상기 제1 절연층(541)은 제1 전극(531)과 제3 전극(533) (및/또는 제2 전극(532))에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 셀(514) 내부로 제1 전자빔(E₁-beam) 방출시킨다. 그리고, 상기 제2 절연층(542)은 제2 전극(532)과 제4 전극(534)( 및/또는 는 제1 전극(531))에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 셀(514) 내부로 제2 전자빔(E₂-beam) 방출시킨다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 상기 제1 전극(531) 및 제2 전극(532) 사이에 교류전압이 인가됨에 따라 셀(514) 내부로 교대로 방출된다. 상기 제1 및 제2 전자빔 각각은 가스를 여기시키고, 이렇게 여기된 가스는 안정화되면서 발광체층(515)을 여기시키는 자외선을 발생시키게 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 전자빔은 전술한 바와 같이 가스를 여기시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 전자빔은 크세논(Xe)을 여기시키는데 필요한 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. When a predetermined voltage is applied to the first electrode 531 and the third electrode 533 (and / or the second electrode 532), the first insulating layer 541 enters the first inside of the cell 514. Electron beam (E -beam ₁₎ to release. The second insulating layer 542 has a predetermined voltage applied to the second electrode 532 and the fourth electrode 534 (and / or the first electrode 531), respectively, in the cell 514. Emits a second electron beam (E ₂ -beam). Here, the first and second electron beams are alternately emitted into the cell 514 as an AC voltage is applied between the first electrode 531 and the second electrode 532. Each of the first and second electron beams excites a gas, and the excited gas is stabilized to generate ultraviolet rays that excite the light emitting layer 515. Thus, it is preferable that the first and second electron beams have energy that is larger than the energy required to excite the gas and less than the energy required to ionize the gas, as described above. Specifically, the first and second electron beams may have an energy of about 8.28 eV to 12.13 eV required to excite xenon (Xe).

상기 제3 및 제4 전극(533,534)은 제1 및 제2 절연층(541,542)에 의하여 가속된 전자들이 셀(514) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층들(542)은 상기 제1 기판(510)과 제2 기판(520) 사이의 공간을 구획하여 상기 셀들(514)을 형성할 수 있다. 한편, 상기 제1 기판(510)과 제2 기판(520) 사이에는 제1 기판(510)과 제2 기판(520) 사이의 공간을 구획하여 셀들(514)을 형성하는 복수의 격벽(미도시)이 더 마련될 수도 있다.The third and fourth electrodes 533 and 534 may be formed in a mesh structure so that electrons accelerated by the first and second insulating layers 541 and 542 may be easily emitted into the cell 514. The second insulating layers 542 may partition the space between the first substrate 510 and the second substrate 520 to form the cells 514. Meanwhile, a plurality of barrier ribs (not shown) may be formed between the first substrate 510 and the second substrate 520 to form the cells 514 by partitioning a space between the first substrate 510 and the second substrate 520. ) May be further provided.

한편, 본 발명에 따른 표시 장치는 주로 LCD의 백라이트로 사용되고 있는 평판 램프에도 적용될 수 있다. On the other hand, the display device according to the present invention can be applied to a flat lamp mainly used as a backlight of the LCD.

도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 평판 램프용 직류형 대향 구조의 표시 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.FIG. 12 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a display device of a direct-current facing structure for a flat lamp according to a sixth embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 제1 기판(610)과 제2 기판(620)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 적어도 하나의 셀(cell,614)을 형성한다. 여기서, 상기 제1 기판(610) 및 제2 기판(620)은 투명한 유리기판으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 기판(610)과 제2 기판(620) 사이에는 제1 기판(610)과 제2 기판(620) 사이의 공간을 구획하여 상기 셀(614)을 형성하는 스페이서(613)가 마련될 수 있다. 그리고, 상기 셀(614)의 내벽에는 발광체층(615)이 도포되어 있으며, 상기 셀(614) 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 가스(gas)가 채워진다. Referring to FIG. 12, the first substrate 610 and the second substrate 620 are disposed to face each other at regular intervals to form at least one cell 614 therebetween. The first substrate 610 and the second substrate 620 may be made of a transparent glass substrate. A spacer 613 is formed between the first substrate 610 and the second substrate 620 to form a cell 614 by partitioning a space between the first substrate 610 and the second substrate 620. Can be. In addition, a light emitting layer 615 is coated on an inner wall of the cell 614, and a gas including xenon (Xe) is generally filled in the cell 614.

상기 제1 기판(610)의 상면에는 제1 전극(631)이 셀(614)마다 형성되어 있으며, 상기 제2 기판(620)의 하면에는 제2 전극(632)이 상기 제1 전극(631)과 나란한 방향으로 셀(614)마다 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 전극(631) 및 제2 전극(632)은 각각 캐소드 전극 및 애노드 전극이 된다. 상기 제2 전극(632)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제2 전극(632)은 메쉬(mesh) 구조를 가지도록 형성될 수도 있다. 상기 제1 전극(631)의 상면에는 절연층(640)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(640)의 상면에는 그리드 전극인 제3 전극(633)이 형성되어 있다.A first electrode 631 is formed for each cell 614 on an upper surface of the first substrate 610, and a second electrode 632 is formed on the lower surface of the second substrate 620 for the first electrode 631. It is formed for every cell 614 in the direction parallel to this. In this case, the first electrode 631 and the second electrode 632 become a cathode electrode and an anode electrode, respectively. The second electrode 632 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to transmit visible light. On the other hand, the second electrode 632 may be formed to have a mesh (mesh) structure. An insulating layer 640 is formed on an upper surface of the first electrode 631, and a third electrode 633, which is a grid electrode, is formed on an upper surface of the insulating layer 640.

상기 셀(614)을 대향하는 상기 제1 전극(631)의 표면에는 다수개의 팁(661)들이 형성되어 있다. 제1 전극(631) 및 제2 전극(632)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 상기 팁(661)들에는 전계가 집중되어, 제1 전극(631)의 표면이 편평한 구조를 가질 때보다 많은 수의 전자를 방출할 수 있다. 상기 팁(661)들이 형성된 제1 전극(631)은 다양한 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 전극(631)은 금속, 실리콘를 이용하여 형성될 수 있다. 하지만, 상기 제1 전극(631)은 탄소나노튜브(carbon nano tube), 실리콘 나노 튜브(silicone nano tube) 또는 실리콘 나노 와이어(silicone nano wire)와 같이, 구조적으로 팁들을 가지는 소재를 이용하여 형성될 수도 있다. 팁(661)의 단부의 단면의 폭(b61)은 1㎚ 내지 10㎛의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.A plurality of tips 661 are formed on a surface of the first electrode 631 facing the cell 614. When a voltage is applied to the first electrode 631 and the second electrode 632 to form an electric field, an electric field is concentrated on the tips 661, so that the surface of the first electrode 631 has a flat structure. Many can emit large numbers of electrons. The first electrode 631 in which the tips 661 are formed may be formed using various materials. For example, the first electrode 631 may be formed using metal or silicon. However, the first electrode 631 may be formed using a material having structural tips, such as carbon nanotubes, silicon nanotubes, or silicon nanowires. It may be. The width b61 of the cross section of the end of the tip 661 is preferably formed in the size of 1 nm to 10 m.

상기 절연층(640)은 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다. 또한 상기 절연층(640)은 Al₂O₃, Si₃N₄ 또는 SiO₂을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 제1 기판(510) 및 제2 기판(520)이 플라스틱으로 형성될 경우, 상기 절연층(640)도 플라스틱 계열로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 계열로는 폴리이미드(polyimide)가 있으며, 특히 아르곤 등을 이용하여 가속 처리된 이온 빔 조사 폴리이미드(ion beam irradiated polyimide)가 바람직하다.The insulating layer 640 preferably has a thickness of 2 nm to 50 nm. In addition, the insulating layer 640 preferably includes Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ . If the first substrate 510 and the second substrate 520 are formed of plastic, it is preferable that the insulating layer 640 is also formed of a plastic series. Such plastics include polyimide, and ion beam irradiated polyimide accelerated using argon is particularly preferred.

상기 제3전극(633)은 단일 재료, 화합물 재료 및 이러한 재료들의 적층구조가 모두 가능하다. 이 경우, 재료의 특성이 표면 일함수가 낮고, 전자의 평균 자유 행로(mean free path)가 길고, 상기 절연층(640)과의 접착력이 우수할수록 바람직하다. 이러한 재료는 Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)등이 있으며, 바람직하게는 상기 제3전극(633)이 각각 상기 절연층(640)으로부터 Au층, Pt층, Ir층이 적층되거나, 상기 절연층(640)으로부터 Pt층, Ti층이 적층된 구조를 가지거나, 또는 텅스텐 규화물(tungsten silicide)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제3전극(633)의 두께는 전자 방출 효율 측면에서는 얇을수록 유리하나, 전자와의 충돌에 의한 열화문제를 고려하여 결정되어야 하며, 바람직하게는 2㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는다.The third electrode 633 may be a single material, a compound material, and a stacked structure of these materials. In this case, it is preferable that the material has a low surface work function, a long mean free path of electrons, and excellent adhesion to the insulating layer 640. Such materials include Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr, or tungsten silicide. Preferably, the third electrode 633 is the insulating layer 640, respectively. The Au layer, the Pt layer, and the Ir layer may be stacked, or the Pt layer and the Ti layer may be stacked from the insulating layer 640, or may include tungsten silicide. Although the thickness of the third electrode 633 is advantageous in terms of electron emission efficiency, the thickness of the third electrode 633 should be determined in consideration of deterioration problem due to collision with electrons, and preferably has a thickness of 2 nm to 50 nm.

상기 절연층(640)은 제1 전극(631)과 제3 전극(633) ( 및/또는 제2 전극(632))에 각각 소정의 전압이 인가되면, 상기 제1 전극(631)으로부터 유입된 전자들을 가속시켜 제3 전극(633)을 통하여 상기 셀(614) 내부로 전자빔(E-beam) 방출시킨다. 상기 셀 (614)내부로 방출된 전자빔은 가스를 여기시키게 되고, 여기된 가스는 안정화되면서 자외선을 발생시키게 된다. 그리고, 상기 자외선은 발광체층(615)을 여기시켜 가시광을 발생시키게 되고, 이렇게 발생된 가시광은 제2 기판(520)쪽으로 출사된다. 한편, 상기 제3 전극(633)은 절연층(640)에 의하여 가속된 전자들이 셀(614) 내부로 용이하게 방출될 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수도 있다.When a predetermined voltage is applied to the first electrode 631 and the third electrode 633 (and / or the second electrode 632), the insulating layer 640 flows in from the first electrode 631. The electrons are accelerated to emit an electron beam (E-beam) into the cell 614 through the third electrode 633. The electron beam emitted into the cell 614 excites a gas, and the excited gas generates ultraviolet rays while stabilizing the excited gas. The ultraviolet light excites the light emitting layer 615 to generate visible light, and the visible light is emitted toward the second substrate 520. Meanwhile, the third electrode 633 may be formed in a mesh structure so that electrons accelerated by the insulating layer 640 can be easily emitted into the cell 614.

상기 전자빔은 가스를 여기(exicitation)시키는데 필요한 에너지보다 크고, 가스를 이온화(ionization)시키는데 필요한 에너지보다는 작은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 전자빔이 크세논(Xe)를 여기시키데 필요한 대략 8.28eV ~ 12.13eV의 에너지를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 전자빔은 바람직하게는 8.28eV ~ 9.57eV의 에너지 또는 8.28eV ~ 8.45eV의 에너지를 가질 수 있다. 또한, 상기 전자빔은 8.45eV ~ 9.57eV의 에너지를 가질 수도 있다. The electron beam preferably has a larger energy than is needed to excite the gas and less than the energy needed to ionize the gas. Accordingly, the electron beam may have an energy of approximately 8.28 eV to 12.13 eV required to excite xenon (Xe). In this case, the electron beam may preferably have an energy of 8.28 eV to 9.57 eV or an energy of 8.28 eV to 8.45 eV. In addition, the electron beam may have an energy of 8.45 eV to 9.57 eV.

상기와 같은 구조를 가지는 표시 장치에서, 각 전극들에는 도 6a 내지 도 6d에 도시된 유형의 전압들이 인가될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 전술하였으므로 생략하기로 한다. In the display device having the above structure, voltages of the types shown in FIGS. 6A to 6D may be applied to each electrode, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 표시 장치는 절연층으로부터 방출되는 전자빔(E-beam)이 여기가스를 이온화시킬 정도의 에너지까지 필요 없고, 여기시킬 정도의 에너지만 있으면 화상을 형성할 수 있으므로, 구동전압을 낮출 수 있고, 휘도를 증가시킬 수 있으며, 발광효율을 향상할 수 있는 효과가 있다.In the display device according to the present invention, the electron beam (E-beam) emitted from the insulating layer does not need energy enough to ionize the excitation gas, and only the energy enough to excite the image can form an image, thereby reducing the driving voltage. And it can increase the brightness, there is an effect that can improve the luminous efficiency.

또한, 제1전극에 형성된 다수 개의 팁들에 의하여, 제1전극으로부터 방출되는 전자의 개수가 증가하기 때문에, 셀 내로 유입되는 전자의 개수가 증가하여, 휘도 및 발광 효율이 향상된다.In addition, since the number of electrons emitted from the first electrode increases by the plurality of tips formed on the first electrode, the number of electrons introduced into the cell increases, thereby improving brightness and luminous efficiency.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

A first substrate and a second substrate disposed to face each other to form a plurality of cells therebetween;

A plurality of first electrodes disposed between the first substrate and the second substrate and having tips formed on surfaces facing the cells;

A plurality of second electrodes disposed between the first substrate and the second substrate;

Insulating layers formed on the first electrodes and configured to accelerate and release electrons into the cells as a voltage is applied to the first and second electrodes;

A plurality of third electrodes disposed on the insulating layers;

A gas filled in the cells; And

And a light emitting layer disposed between the first substrate and the second substrate or on an outer surface of the first substrate or the second substrate.

The method of claim 1,

And the first electrode comprises at least one of a material group consisting of metal, silicon, or carbon nanotubes.

The method of claim 2,

The first electrode may include at least one of a silicon nano tube and a silicon nano wire.

The method of claim 1,

And the first electrode and the second electrode are disposed on a first substrate and a second substrate facing each other.

The method of claim 1,

And said electrons have energy that is greater than the energy required to excite said gas and less than the energy required to ionize said gas.

delete

The method of claim 1,

The third electrode has a mesh structure.

The method of claim 1,

And the third electrode includes at least one of a material group consisting of Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr, or tungsten silicide.

The method of claim 1,

The third electrode has a thickness of 2 nm to 50 nm.

The method of claim 1,

The insulating layer may include at least one of a material group consisting of Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ .

The method of claim 1,

And the first electrode intersects the second electrode.

A plurality of first electrodes and second electrodes disposed in pairs between the first substrate and the second substrate for each cell and having tips formed on surfaces facing the cells;

First insulating layers formed on the first electrodes and configured to accelerate and release first electrons into the cells as voltage is applied to the first and second electrodes;

Second insulating layers formed on the second electrodes to accelerate and release second electrons into the cells as a voltage is applied to the first electrodes and the second electrodes;

A gas filled in the cells; And

The method of claim 12,

And the first electrode and the second electrode include at least one of a material group consisting of metal, silicon, or carbon nanotubes.

The method of claim 13,

And the first electrode and the second electrode include at least one of silicon nano tube and silicon nano wire.

The method of claim 12,

And the first electrode and the second electrode are disposed on a first substrate or a second substrate.

The method of claim 12,

And the first electrons and the second electrons have an energy greater than that required to excite the gas and less than that required to ionize the gas.

The method of claim 12,

A plurality of third electrodes disposed on the first insulating layers;

And a plurality of fourth electrodes disposed on the second insulating layers.

The method of claim 17,

And the third electrode and the fourth electrode have a mesh structure.

The method of claim 17,

The third and fourth electrodes may include at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Pt, Ir, Ni, Mo, Ta, W, Ti, Zr, or tungsten silicide. Device.

The method of claim 17,

The third electrode and the fourth electrode has a thickness of 2nm to 50nm.

The method of claim 12,

And the first insulating layer and the second insulating layer include at least one of a material group consisting of Al ₂ O ₃ , Si ₃ N _4, or SiO ₂ .

The method of claim 12,

And the first electrode intersects the second electrode.

The method of claim 12,

And an address electrode intersecting the first electrode and the second electrode.