KR100776876B1 - Image display device and display pannel - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 박막형 전자 방출 소자를 이용하는 화상 표시 기술에서, 화상의 밝기와 신뢰성을 향상시키기 위한 것으로, 본 발명은, 박막형 전자 방출 소자의 상부 전극을, 예를 들면 이리듐, 백금 및 금의 복수의 이종 금속으로 구성하며, 특히 그 전자 방출부를 국부적으로 가열하여 그 복수의 이종 금속의 용융에 의한 합성체로 한다. 그리고, 그 두께를, 그 상부 전극의 다른 부분의 두께보다도 얇게 한다. 전자 방출부의 두께를 다른 부분보다도 얇게 함으로써, 전자 방출 효율을 향상시킴과 함께, 그 전자 방출부를 제외한 부분에서의 단선을 없애서 신뢰성을 향상시킨다. The present invention is to improve the brightness and reliability of an image in an image display technology using a thin film type electron emitting device. The present invention provides a plurality of upper electrodes of a thin film type electron emitting device, for example, iridium, platinum and gold. It consists of a dissimilar metal, and in particular, the electron emission part is locally heated to obtain a composite obtained by melting the plurality of dissimilar metals. And the thickness is made thinner than the thickness of the other part of the upper electrode. By making the thickness of the electron emitting portion thinner than other portions, the electron emission efficiency is improved, and the disconnection in the portions except the electron emitting portion is eliminated, thereby improving the reliability.
비디오 신호 처리 회로, 타이밍 컨트롤러, 데이터 드라이버, 스캔 드라이버 Video Signal Processing Circuits, Timing Controllers, Data Drivers, Scan Drivers
Description
도 1은 본 발명의 실시예로서의 박막형 전자 방출 소자를 모식적으로 도시하는 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows typically the thin film type | mold electron emitting element as an Example of this invention.
도 2는 본 발명의 실시예로서의 화상 표시 장치의 구성예를 도시하는 도면.Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an image display device as an embodiment of the present invention.
도 3은 도 1의 박막형 전자 방출 소자에서의 상부 전극의 전자 방출 전극부를 국부적 가열로 형성하는 공정을 도시하는 도면.FIG. 3 is a view showing a step of forming an electron emission electrode portion of an upper electrode in the thin film type electron emission element of FIG. 1 by local heating. FIG.
도 4는 도 1의 박막형 전자 방출 소자에 의한 효과를 설명하는 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating an effect of the thin film type electron emission device of FIG. 1. FIG.
도 5는 이온 어택에 의한 박막화의 작용을 설명하는 도면.5 is a diagram illustrating the action of thinning due to ion attack.
도 6은 이온 어택에 의해 박막형 전자 방출 소자의 상부 전극의 전자 방출 전극부를 형성하는 공정을 도시하는 도면.Fig. 6 is a diagram showing a step of forming an electron emission electrode portion of an upper electrode of a thin film type electron emission element by ion attack.
도 7은 종래 기술의 설명도.7 is an explanatory diagram of a prior art.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2 : 스캔 드라이버2: scan driver
4 : 데이터 드라이버4: data driver
6 : 고압 생성 회로6: high voltage generation circuit
7 : 비디오 입력 단자7: Video input terminal
8 : 비디오 신호 처리 회로8: video signal processing circuit
9 : 타이밍 컨트롤러9: timing controller
10 : 배면 기판(캐소드 기판)10: back substrate (cathode substrate)
11 : 하부 전극11: lower electrode
12 : 절연막12: insulating film
14, 15 : 보호 절연막14, 15: protective insulating film
16 : 금속막 하층16: metal film lower layer
18 : 금속막 상층18: upper metal film layer
20 : 상부 버스 전극20: upper bus electrode
31 : 주사선31: scanning line
32 : 데이터선32: data line
34 : 애노드선34: anode line
100 : 표시 패널100: display panel
131 : 전자 방출 전극부131: electron emission electrode portion
본 발명은, 박막형 전자 방출 소자를 이용한 화상 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 화면의 밝기를 향상시키기 위한 박막형 전자 방출 소자의 구성에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
전자를 방출하는 냉음극형의 전자 방출 소자를 2차원 형상(매트릭스 형상)으 로 배열하고, 전자원으로서 이용하는 디스플레이는, FED(Field Emission Display)로 호칭된다. 이 FED의 냉음극형 전자원은, 전계 방출형 전자원과 핫 일렉트론형 전자원으로 분류된다. 전자에는, 스핀트형 전자원, 표면 전도형 전자원, 카본 나노튜브형 전자원 등이 속하며, 후자에는 금속-절연체-금속을 적층시킨 MIM(Metal-Insulator-Metal)형, 금속-절연체-반도체를 적층한 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, 금속-절연체-반도체-금속형 등의 박막형 전자원이 속한다. A display using a cold cathode electron emission device for emitting electrons in a two-dimensional shape (matrix shape) and used as an electron source is called a FED (Field Emission Display). The cold cathode electron source of this FED is classified into a field emission type electron source and a hot electron type electron source. The former belongs to a spin type electron source, a surface conduction electron source, and a carbon nanotube type electron source, and the latter includes a metal-insulator-metal (MIM) type, a metal-insulator-semiconductor, and a metal-insulator-metal layer. The thin-film electron source such as metal-insulator-semiconductor (MIS) type, metal-insulator-semiconductor-metal type, etc.
박막형 전자원에 속하는 MIM형 전자원 및 그것을 이용한 표시 장치에 대해서는, 예를 들면 일본 특개 2004-363075호 공보, 일본 특개 2001-243901호 공보에 개시되어 있다. 그리고, MIM형 전자원를 구성하는 MIM형 전자 방출 소자의 구조와 동작 원리는, 예를 들면 일본 특개 2004-363075호 공보의 도 1에 도시되어 있다. 즉, 이 도 1에서는, 상부 전극(13)과 하부 전극(11) 사이에, 하부 전극에 대하여 상부 전극이 정전압으로 되는 극성의 구동 전압 Vd를 인가하여, 수 ㎚(10-9m)~수십 ㎚(10-9m)로 얇은 절연층(12) 내의 전계를 1~10MV/㎝(106V/10-2m) 정도로 한다. 이 때, 하부 전극(11) 내의 페르미 준위 근방의 전자는 터널 현상에 의해 장벽을 투과하여, 전자 가속층인 절연층(12)의 전도대에 주입되어 핫 일렉트론으로 되고, 상부 전극(13)의 전도대에 유입된다. 이들 핫 일렉트론은 절연층(12) 내, 상부 전극(13) 내에서 산란되어 에너지를 손실한다. 그러나, 상부 전극(13)의 일함수 φ 이상의 에너지를 갖고 상부 전극(13) 표면에 도달한 일부의 핫 일렉트론은, 진공(23) 내에 방출된다. The MIM type electron source belonging to a thin film type electron source and the display apparatus using the same are disclosed, for example in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-363075 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-243901. The structure and operation principle of the MIM type electron emission device constituting the MIM type electron source are shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-363075, for example. That is, in this FIG. 1, between the
상기한 바와 같이, 박막형 전자 방출 소자의 경우, 상부 전극 내에서 핫 일렉트론의 산란에 의한 에너지 손실이 발생한다. 따라서, 에너지 손실을 저감하기 위해서는, 상부 전극을 가능한 한 박막화하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 박막형 전자 방출 소자로부터 진공 내에의 전자 방출 효율을 높일 수 있어, 밝은 표시 장치를 실현할 수 있다. As described above, in the case of the thin film type electron emission device, energy loss due to scattering of hot electrons occurs in the upper electrode. Therefore, in order to reduce energy loss, it is desirable to make the upper electrode as thin as possible. In this way, the electron emission efficiency in a vacuum can be improved from a thin film type electron emission element, and a bright display device can be realized.
따라서, 일본 특개2001-243901호 공보에서는, 전자 방출 효율을 높이기 위해서, 상부 전극으로서, 예를 들면 이리듐(Ir)의 박막, 백금(Pt)의 박막 및 금(Au)의 박막을 이 순서로 각각 1×10-9m, 1×10-9m, 2~3×10-9m 정도의 두께로 적층해서 형성하고, 그 후에 가열 처리를 행하고 있다. 이 가열 처리에 의해, Ir 박막의 미소 부분을 핵으로 하여 그 주변의 Au 박막의 응집이 진행되어 Au와 Ir로 이루어지는 복수의 섬 형상의 금속 돌기부가 형성되고, 이들 섬 형상 돌기부 사이에는 응집된 분만큼 Au 성분이 적어진 5×10-9m보다도 얇은 평탄한 금속 박막부가 복수의 금속 돌기부와 일체적으로 접속되어 병존한 상태에서 재현성 좋게 형성된다. 즉, 이 가열 처리에 의해 박막 구조의 재구성을 발생시켜 1층의 박막화를 실현할 수 있다. 또한, 이하, 상기한 가열 처리에 의한 박막 구조의 재구성을 「아일런드화」라고 칭하기로 한다. 이 아일런드화에 의해, 보다 얇게 재구성된 평탄한 금속 박막부로부터 전자 방출이 발생하여, 전자 방출 효율이 향상된다. 아일런드화에 의해 재구성된 평탄한 금속 박막부는, Ir, Pt, Au의 다층 구조 내지 혼합된 구조를 갖는 합 성체이다. Therefore, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-243901, in order to increase the electron emission efficiency, for example, a thin film of iridium (Ir), a thin film of platinum (Pt), and a thin film of gold (Au) are used in this order, respectively. Laminated | stacked and formed in the thickness of about 1 * 10 <-9> m, 1 * 10 <-9> m, about 2-3x10 <-9> m, and heat processing is performed after that. By this heat treatment, a small portion of the Ir thin film is used as a nucleus, and aggregation of the Au thin film in the vicinity thereof proceeds to form a plurality of island-shaped metal protrusions formed of Au and Ir, and agglomerated between these island-like protrusions. As a result, a flat metal thin film portion thinner than 5 × 10 −9 m with less Au component is integrally connected to the plurality of metal protrusions, and is formed with good reproducibility in the state of coexistence. In other words, the heat treatment can generate a reconstruction of the thin film structure to realize thinning of one layer. In addition, hereinafter, the reconstruction of the thin film structure by the above heat treatment will be referred to as "islandization". By this islanding, electron emission is generated from the thinner and reconstructed flat metal thin film portion, and the electron emission efficiency is improved. The flat metal thin film portion reconstructed by the ailization is a composite having a multi-layered or mixed structure of Ir, Pt and Au.
그러나, 본 발명자들은, 화상 표시 장치용의 박막형 전자 방출 소자의 연구 개발에 종사하여, FED를 설계·시작하고, 검증을 행하는 중에, 아일런드화에 의해 상부 전극의 저항이 증대하는 것을 알아냈다. However, the present inventors have engaged in the research and development of thin film type electron emission devices for image display devices, and found that the resistance of the upper electrode increases due to the ailization while designing, starting and verifying the FED.
도 7은, 가열 처리 전후의 박막형 전자 방출 소자의 전극 사이에 흐르는 다이오드 전류 Id(입출력 특성)를 모식적으로 도시한 것이다. 도 7에서, 횡축은 구동 전압 Vd, 종축은 다이오드 전류 Id이다. 다이오드 전류 Id는 대수 눈금으로 되어 있다. 또한, Vth는 다이오드 특성의 임계 전압, Vh는, 상부 전극과 하부 전극에 인가하는 구동 전압의 소정의 피크 전압이다. Fig. 7 schematically shows the diode current Id (input and output characteristics) flowing between the electrodes of the thin film type electron emission element before and after the heat treatment. In Fig. 7, the horizontal axis is driving voltage Vd, and the vertical axis is diode current Id. The diode current Id is on a logarithmic scale. In addition, Vth is the threshold voltage of a diode characteristic, and Vh is the predetermined peak voltage of the drive voltage applied to the upper electrode and the lower electrode.
도 7의 입출력 특성으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 가열 처리 후의 다이오드 특성 CD102는, 가열 처리 전의 특성 CD101에 대하여 다이오드 전류 Id가 저하하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 아일런드화에 의해, 상부 전극이 섬 형상의 금속 돌기부와 보다 얇은 평탄한 금속 박막부로 재구성된 결과, 상부 전극의 저항이 증대한 것을 나타내고 있다. 발명자들의 검토에서는, 가열 처리 후의 상부 전극의 시트 저항은, 가열 처리 전의 그것에 비해서 2~5배로 되었다. As can be clearly seen from the input / output characteristics of Fig. 7, it can be seen that the diode current CDd after the heat treatment has decreased in the diode current Id with respect to the property CD101 before the heat treatment. This indicates that the resistance of the upper electrode was increased as a result of reconstruction of the upper electrode by the islanding into an island-shaped metal projection and a thinner flat metal thin film portion. In the examination of the inventors, the sheet resistance of the upper electrode after heat processing became 2 to 5 times compared with that before heat processing.
한편, 박막형 전자 방출 소자의 하나인 MIM형 전자 방출 소자는, 예를 들면 일본 특개 2004-363075호 공보의 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 구성되어 있다. 앞으로 명확히 알 수 있는 바와 같이, 상부 전극은, 전자 가속층인 절연층의 상부의 전자 방출에 기여하는 평탄한 전자 방출 전극부와, 대략 평탄한 전자 방출 전극부(131)를 저면으로 하는 역 대략 4각추대의 측면의 전자 방출 주변부와, 상부 버 스 전극을 피복하는 상부 버스 전극 피복부를 포함해서 구성되어 있다. 그리고, 그 전자 방출 주변부는, 상기 평탄한 전자 방출 전극부에 대하여 테이퍼를 갖고 있다. On the other hand, the MIM type electron emitting element which is one of the thin film type electron emitting elements is comprised as shown in FIG. 10 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-363075, for example. As can be clearly seen from the above, the upper electrode has a flat electron emission electrode portion contributing to the electron emission of the upper portion of the insulating layer, which is an electron acceleration layer, and an inverted approximately quadrilateral with the approximately flat electron
하부 전극과 상부 전극 사이에, 하부 전극에 대하여 상부 전극이 정전압으로 되는 극성의 구동 전압을 인가한 경우, 이 테이퍼의 상기 평탄한 전자 방출 전극부로부터의 상승 부분에서 전계의 집중이 발생하여, 큰 전류가 흐르게 된다. 그 때문에, 상기한 아일런드화에 의한 저항 상승과의 상승 작용에 의해, 큰 쥴열이 발생하여, 상기 테이퍼의 상승 부분에서 단선되기 쉽다고 하는 문제가 있다. When a driving voltage of a polarity in which the upper electrode becomes a constant voltage is applied to the lower electrode between the lower electrode and the upper electrode, concentration of an electric field occurs in a rising portion from the flat electron emitting electrode portion of this taper, resulting in a large current. Will flow. For this reason, there is a problem in that a large order train is generated by the synergistic action with the resistance increase due to the above-mentioned ailization, and is easily disconnected at the raised portion of the taper.
또한, 상부 전극의 시트 저항이 증대하면, 상부 전극 내의 전자 방출에 기여하지 않는 상기 전자 방출 주변부에서 전압 강하가 발생하기 때문에, 박막형 전자 방출 소자에 대하여 실효적인 구동 전압 Vd가 저하하고, 그 만큼 전자 방출 효율도 저하한다. 또한, 이것을 보충하기 위해서 구동 전압 Vd를 증가시키면, 상기 전계 집중의 정도가 보다 커져, 보다 신뢰성이 저하한다. In addition, when the sheet resistance of the upper electrode increases, a voltage drop occurs in the electron emission peripheral portion that does not contribute to the electron emission in the upper electrode, so that the effective driving voltage Vd decreases for the thin film type electron emission device, and the electron Emission efficiency also falls. In addition, when the driving voltage Vd is increased to compensate for this, the degree of the electric field concentration becomes larger and the reliability is lowered.
본 발명은, 화상 표시 장치의 표시 패널에 이용하는 박막형 전자 방출 소자에서, 상부 전극의 전자 방출 전극부(전자 방출부)에서의 전자 방출 효율을 향상시킴과 함께, 그 전자 방출 전극부를 제외한 부분에서의 아일런드화에 수반하는 저항의 증대를 저감해서 전자 방출 주변부에서의 신뢰성을 향상시킨다. 그리고 본 발명은, 화상의 밝기와 신뢰성을 향상시키는 것이 가능한 화상 표시 기술을 제공한다. The present invention improves the electron emission efficiency at the electron emission electrode portion (electron emission portion) of the upper electrode in the thin film type electron emission element used for the display panel of the image display device, and at the portion except the electron emission electrode portion. Increasing the resistance accompanying the ailization is reduced to improve the reliability in the electron emission peripheral portion. And this invention provides the image display technique which can improve the brightness and reliability of an image.
본 발명은, 화상 표시 장치의 표시 패널에 이용하는 박막형 전자 방출 소자의 상부 전극을, 예를 들면 이리듐, 백금 및 금의 복수의 이종 금속으로 구성하고, 특히 그 전자 방출부를, 그 복수의 이종 금속의 용융에 의한 합성체로 하면서, 그 두께를, 그 상부 전극에서의 다른 부분의 두께보다도 얇게 한다. 이러한 구성의 상부 전극은, 전자 방출부로부터의 진공 내에의 효율적인 전자의 방출을 가능하게 함과 함께, 단선이 없는 상태에서 그 전자 방출부에의 급전을 가능하게 한다. This invention comprises the upper electrode of the thin-film-type electron emission element used for the display panel of an image display apparatus, for example from a plurality of dissimilar metals of iridium, platinum, and gold, and especially the electron emission part of the plurality of dissimilar metals. While making a composite by melting, the thickness is made thinner than the thickness of the other part in the upper electrode. The upper electrode of such a configuration enables efficient release of electrons from the electron emitting portion into the vacuum, and enables feeding of the electron emitting portion to the electron emitting portion without disconnection.
<실시예><Example>
본 실시예는, 상부 전극과 전자 가속층과 하부 전극으로 구성된 3층 구조를 갖고 진공 내에 전자를 방출하는 박막형 전자 방출 소자를 표시 패널의 화소부에 이용해서 화상 표시를 행하는 화상 표시 기술에 관한 것이다. 박막형 전자 방출 소자로서는, 금속-절연체-금속을 적층한 MIM형, 금속-절연체-반도체를 적층한 MIS형, 금속-절연체-반도체-금속형 등이 있다. 이하, 대표적인 박막형 전자 방출 소자인 MIM형의 전자 방출 소자 및 이것을 이용한 화상 표시 기술에 대해서 설명한다. 그러나, 본 발명은, 상기 MIM형의 전자 방출 소자 및 이것을 이용한 화상 표시 기술에 한정되지 않는다. The present embodiment relates to an image display technique for performing image display by using a thin film type electron emission element that emits electrons in a vacuum and having a three-layer structure composed of an upper electrode, an electron acceleration layer, and a lower electrode, in the pixel portion of the display panel. . Examples of the thin film type electron emission device include a MIM type in which a metal-insulator-metal is stacked, a MIS type in which a metal-insulator-semiconductor is stacked, a metal-insulator-semiconductor-metal type, and the like. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the MIM type electron emission element which is a typical thin film type electron emission element, and the image display technique using the same are demonstrated. However, the present invention is not limited to the MIM type electron emission device and the image display technology using the same.
이하, 본 발명의 실시예에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings.
도 1~도 6은, 본 발명의 실시예의 설명도이다. 도 1은, 본 실시예에 따른 박막형 전자 방출 소자를 모식적으로 도시하는 구성도이고, 도 2는, 본 실시예에 따른 화상 표시 장치의 주요부 구성을 도시하는 블록도이고, 도 3은, 도 1의 박막형 전자 방출 소자에서의 상부 전극의 전자 방출 전극부(전자 방출부)를 레이저 조 사에 의해 형성하는 과정을 설명하는 플로우차트이고, 도 4는, 도 1의 박막형 전자 방출 소자에 의한 효과를 설명하는 도면이다. 또한, 도 5 및 도 6은, 희가스에 의한 이온 어택으로 박막형 전자 방출 소자의 상부 전극의 전자 방출 전극부(전자 방출부)를 박막화하는 기술의 설명도이며, 도 5는, 상기 이온 어택에 의한 박막화의 작용을 설명하는 모식도이고, 도 6은, 이온 어택에 의해 박막형 전자 방출 소자의 상부 전극의 전자 방출 전극부(전자 방출부)를 형성하는 과정을 설명하는 플로우차트이다. 1-6 is explanatory drawing of the Example of this invention. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a thin film type electron emission element according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of main parts of the image display device according to the present embodiment, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of forming an electron emission electrode portion (electron emission portion) of the upper electrode in the thin film type electron emission element of 1 by laser irradiation, and FIG. 4 is an effect of the thin film type electron emission element of FIG. 1. It is a figure explaining. 5 and 6 are explanatory diagrams of a technique for thinning the electron emission electrode portion (electron emission portion) of the upper electrode of the thin film type electron emission element by the ion attack by the rare gas, and FIG. 5 is the It is a schematic diagram explaining the effect | action of thinning, and FIG. 6 is a flowchart explaining the process of forming the electron emission electrode part (electron emission part) of the upper electrode of a thin film type electron emission element by an ion attack.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시예로서의 화상 표시 장치는, 복수의 박막형 전자 방출 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 표시 패널(100)과, 표시 패널(100)을 구동하는 구동 회로로서의 스캔 드라이버(주사선 구동 회로)(2)와, 마찬가지로 구동 회로로서의 데이터 드라이버(데이터선 구동 회로)(4)와, 표시 패널(100)에 인가되는 고전압의 가속 전압을 생성하는 고압 생성 회로(6)와, 비디오 입력 단자(7)로부터 입력되는 영상 신호에 대하여 표시 패널(100)에서 표시할 수 있도록 소정의 신호 처리를 행하는 비디오 신호 처리 회로(8)와, 입력 영상 신호에 기초하여 스캔 드라이버(2) 및 데이터 드라이버(4)의 제어를 행하는 제어 회로로서의 타이밍 컨트롤러(9)를 구비해서 구성된다. As shown in FIG. 2, the image display device according to the present embodiment includes a
비디오 신호 단자(7)에 입력된 영상 신호는, 우선, 비디오 신호 처리 회로(8)에 입력된다. 비디오 신호 처리 회로(8)는, 입력된 영상 신호에 대하여, 박막형 전자 방출 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 표시 패널(100)에 표시할 수 있도록, 신호의 화소수, 동기 신호의 주파수 등의 포맷 변환을 행한다. 비디오 신호 처리 회로(8)에서 포맷 변환된 영상 신호는, 타이밍 컨트롤러(9)에 입력된다. 타이밍 컨트롤러(9)는, 입력된 동기 신호에 기초하여, 타이밍 신호인 스캔 제어 신호 Sscan을 생성하고, 이 스캔 제어 신호 Sscan을 스캔 드라이버(2)에 출력한다. 이 스캔 제어 신호 Sscan은, 스캔 드라이버(2)가 후술하는 복수의 주사선을 1개씩 선택해서 주사할 수 있도록 제어하기 위한 타이밍 신호이다. 또한, 타이밍 컨트롤러(9)는, 스캔 제어 신호 Sscan의 생성에 동기하여, 입력된 영상 신호의 데이터의 재배열을 행하여, 데이터 드라이버(4)에 출력한다. 그리고, 데이터 드라이버(4) 및 스캔 드라이버(2)를 통해서 표시 패널(100)에 영상을 표시시킨다. The video signal input to the
표시 패널(100)은, 패시브 매트릭스 방식의 영상 표시 패널로서, 상호 대향하는 배면 기판(도시하지 않음)과 전면 기판(도시하지 않음)을 갖고 있다. 즉, 배면 기판(캐소드 기판이라고도 함)과 전면 기판(애노드 기판이라고도 함)이, 진공 분위기의 용기 내에, 도시하지 않는 스페이서에 의해 소정 간격으로 유지되고, 소정 온도에서 예를 들면 프릿 글래스(도시하지 않음) 등을 이용해서 밀봉 부착되어 있다. 배면 기판에는, 열 방향(화면 수직 방향)으로 연장되는 복수의 데이터선(32)이 행 방향(화면 수평 방향)으로 배열되고, 행 방향으로 연장되는 복수의 주사선(31)이 열 방향으로 배열되어 있다. 또한, 복수의 데이터선과 복수의 주사선의 각 교점부에 박막형 전자 방출 소자(이하, 간단히 「전자 방출 소자」로 부름)(1)가 설치되어 있다. 이와 같이, 배면 기판에는, 복수의 박막형 전자 방출 소자(1)가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 그 배면 기판에 대향하는 전면 기판에는, 각 박막형 전자 표출 소자와 대향하는 위치에 형광체(도시하지 않음)가 배치되 며, 또한, 그 형광체를 피복하여, 가속 전압이 인가되는 애노드 전극을 형성하는 메탈 백(도시하지 않음)이 설치되어 있다. The
표시 패널(100)의 주사선(31)에는, 스캔 드라이버(2)가 접속되어 있다. 스캔 드라이버(2)는, 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 타이밍 신호인 스캔 제어 신호 Sscan에 기초하여, 복수의 박막형 전자 방출 소자(1)를 행 단위로 선택하기 위한 선택 신호(주사 신호)를 출력한다. 이 선택 신호는, 열 방향으로 순차적으로 주사선에 인가되고, 잇달아 행의 선택 동작이 이루어진다. 이에 의해, 주사선이 열 방향으로 순차적으로 주사된다. The
또한, 표시 패널(100)의 데이터선(32)에는, 데이터 드라이버(4)가 접속되어 있다. 데이터 드라이버(4)에는, 타이밍 컨트롤러(8)로부터 출력된 영상 데이터가 공급된다. 데이터 드라이버(4)는, 스캔 드라이버(2)에 의한 행 선택에 대응하여, 상기 영상 데이터에 기초하는 구동 신호를 데이터선(32)을 통해서 1행의 박막형 전자 방출 소자에 공급한다. 또한 데이터 드라이버(4)는, 타이밍 컨트롤러(8)로부터의 타이밍 신호에 기초하여, 표시 패널(100)의 1행분의 데이터, 즉 타이밍 컨트롤러로부터의 1라인의 영상 데이터를 1수평 기간 유지하고, 또한 1수평 주기마다 데이터를 재기입한다. In addition, a
또한, 표시 패널(100)의 애노드선(34)에는, 박막형 전자 방출 소자(1)로부터의 전자를 가속하기 위한 예를 들면 약 7×103V의 가속 전압을 생성하는 고압 생성 회로(6)가 접속되어 있다. 박막형 전자 방출 소자(1)로부터 방출된 전자는, 애노 드선(34)을 통해서 전면 기판(도시하지 않음)의 메탈 백에 인가된 가속 전압에 의해, 배면 기판측으로부터 전면 기판 측에 가속된다. In addition, the
이상 설명한 바와 같이 해서 구성된 표시 장치에서의 표시에 따른 동작에 대해서 이하에 설명한다. The operation according to the display in the display device constructed as described above will be described below.
상기 스캔 드라이버(2)에 의해 주사선(31)을 통해서 선택 신호가 인가된 1행의 전자 방출 소자(1)에, 데이터 드라이버(4)로부터 데이터선(32)을 통해서 구동 신호가 부여되면, 해당 행의 전자 방출 소자는, 선택 신호와 구동 신호와의 전위차(Vd)에 따른 양의 전자를 방출한다. 선택 시에 인가되는 선택 신호의 레벨은, 전자 방출 소자의 위치에 상관없이 일정하기 때문에, 전자 방출 소자로부터의 전자 방출량은, 구동 신호의 레벨에 의해 변화된다. 즉, 전자 방출량은, 구동 신호의 기초로 되는 영상 신호의 레벨에 의해 정해진다. 표시 패널(100)의 애노드선(34)에는, 고압 생성 회로(6)로부터의 가속 전압(예를 들면 약 7×103V)이 가해지고 있다. 이 때문에, 전자 방출 소자로부터 방출된 전자는, 이 가속 전압에 의해 가속되며, 그리고 표시 패널(100)의 전면 기판에 배치된 형광체에 충돌한다. 형광체는, 이 가속 전자의 충돌에 의해 여기하여, 발광한다. 이에 의해, 선택된 1수평 라인의 영상이 표시된다. 또한, 스캔 드라이버(2)는, 복수의 주사선에 대하여, 열 방향으로 순차적으로 선택 신호를 인가함으로써, 1행씩 전자 방출 소자의 선택을 행한다. 이에 의해, 1프레임의 영상을 표시 패널(100)의 표시면 상에 형성할 수 있다. When a drive signal is provided from the
도 1의 (a)는, 도 2에서 설명한 표시 패널(100)에서의 박막형 전자 방출 소자 배열의 1화소분을 추출해서 도시한 평면도이다. 또한, 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)의 A-A' 단면도로서, 박막형 전자 방출 소자(1)의 전자 방출부를 통과하여 주사선 방향으로 절단된 단면에서의 1개의 박막형 전자 방출 소자의 구성도이다. 또한, 도 1의 (c)는, 도 1의 (a)의 B-B' 단면도로서, 박막형 전자 방출 소자(1)의 전자 방출부를 통과하여 데이터선 방향으로 절단된 단면에서의 1개의 박막형 전자 방출 소자의 구성도이다. 또한, 여기서 말하는 1화소(픽셀이라고도 칭함)란 컬러 표시의 단위 화소로서, 각 화소는 서로 다른 원색을 표시하는 복수의 서브 화소(서브 픽셀이라고도 칭함)로 구성된다. FIG. 1A is a plan view showing one pixel of the thin film type electron emission element array in the
도 1에서, 글래스 등의 절연성의 배면 기판(캐소드 기판)(10) 상에, 예를 들면 Al(알루미늄)-Nd(네오디뮴) 합금의 데이터선으로 되는 하부 전극(11)이 예를 들면 약 300×10-9m의 막 두께로 데이터선 방향으로 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 하부 전극(11) 상에는, 하부 전극(11)의 엣지에서 전계가 집중하는 것을 방지함과 함께, 전자를 방출하는 전자 방출부를 제한 혹은 규정하는, 예를 들면 Al2O3의 보호 절연막(14)(예를 들면 막 두께 약 140×10-9m)과, 전자 가속층인, 예를 들면 Al2O3의 절연막(12)(예를 들면 막 두께 약 10×10-9m)이 형성되어 있다. 절연막(12)은, 도 1의 (a)의 평면도로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 상면으로부터 보아 대략 직사각형 형상이다. In Fig. 1, on the insulating back substrate (cathode substrate) 10 such as glass, for example, the
보호 절연막(14)의 상부에는, 절연막(12)의 상부에 닿는 전자를 방출하는 전자 방출 전극부(131)(대략 직사각형 형상, 상세한 것은 후술)를 피하여, 예를 들면 실리콘 질화막(SiN)의 보호 절연막(15)(예를 들면 막 두께 약 100×10-9m)이 형성되어 있다. 이 보호 절연막(15)은, 양극 산화로 형성된 보호 절연막(14)에 핀 홀이 있었던 경우, 그 결함을 매립하여, 하부 전극(11)과 상부 버스 전극(후술함)(20) 사이의 절연을 유지하는 역활을 한다. The upper portion of the protective insulating
또한, 데이터선측(도 1의 (a) 지면의 상측, 도 1의 (c) 지면의 우측)의 보호 절연막(15) 상에는, 후술하는 전자 방출 전극부(131)를 피하여, 주사선 방향으로 연장된 스트라이프 형상의 상부 버스 전극(20)이 형성되어 있다. Further, on the protective insulating
상부 버스 전극(20)은, 예를 들면 금속막 하층(16)과 금속막 상층(18)으로 이루어지는 적층 구조를 이루고, 주사선의 일부를 구성하는 것이다. 금속막 하층(16)으로서는, 예를 들면 Al-Nd 합금, 금속막 상층(18)으로서는, Cu(구리)나 Cr(크롬) 등의 각종 금속 재료를 이용할 수 있다. 여기에서는, 금속막 하층(16)에 Al-Nd 합금을 이용하고, 금속막 상층(18)에 Cu를 이용한다. 또한, 도 1의 (c)에서, 상부 버스 전극(20)의 금속막 하층(16)은, 상부 전극(13)과의 접속을 확보하기 위해, 좌측에서는 금속막 상층(18)에 대하여 비어져 나와 있다. 또한, 금속막 하층(16)은, 반대측(도 1의 (c) 우측)에서는 금속막 상층(18)에 대하여 후퇴하고 있으며, 금속막 상층(18)이 차양으로 되게 되어 있다. The
절연막(12) 상에는, 전자를 방출하는 전극부(전자 방출 전극부)로 되는 상부 전극(13)이, 예를 들면 내열성이 좋은 Ir(이리듐)을 하층, Pt(백금)를 중간층, 전자 방출 효율이 좋은 Au(금)를 상층으로 하는 3층의 금속막을 이용하여, 예를 들면 스퍼터링에 의해 형성된다. 그 막 두께는, 예를 들면 약 4×10-9m~약 8×10-9m가 적절하며, 여기에서는 예를 들면 약 6×10-9m으로 한다. 또한, 상기 막 두께는, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 때, 동시에, 상부 전극(13)을 구성하는 3층의 금속막은, 상부 버스 전극(20)의 상부 표면이나 노출되어 있는 금속막 하층(16), 보호 절연막(15)에도 스퍼터 성막된다. 그러나, 상부 전극(13)은, 인접하는 스트라이프 형상의 상부 버스 전극(20)의 한 쪽측(도 1의 (c)의 우측)에서, 그 금속막 상층(18)의 차양에 의해 절단되고 성막되어, 픽셀마다 분리된다. 한편, 스트라이프 형상의 상부 버스 전극(20)의 다른 쪽측(도 1의 (c)의 좌측)에서는, 금속막 하층(16)에 의해, 상부 전극(13)은 단선을 일으키지 않고, 보호 절연막(15)이나 절연층(12)을 피복해서 연속 성막되어, 전자 방출 소자에의 급전 구조가 구성된다. On the insulating
상부 전극(13) 중, 전자를 방출하는 전극부인 전자 방출 전극부(131)의 에리어는, 보호 절연막(14)에 의해 제한되어, 거의 절연막(12)의 상부에 해당하는 부분으로 된다. 여기에서, 이하의 설명의 형편상, 대략 평탄한 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)를 저면으로 하는 대략 역 4각추대의 측면의, 상부 전극(13)의 부분을 전자 방출 주변부(132)로 칭하는 것으로 하고, 또한, 상부 전극(13) 내에서, 전자 방출부(131)와 전자 방출 주변부(132)가 형성하는 부분을, 특히 상부 전극(130)으로 칭하는 것으로 한다. 또한, 전자 방출 주변부(132) 중, 상부 버스 전극(20)측 의 부분을 전자 방출 주변부(132a)로 한다. 또한, 금속막 하층(16)의 전자 방출 전극부(131)측의 선단(16a)과 전자 방출 전극부(131) 사이의 상부 전극(13)은, 상부 버스 전극(20)과 전자 방출 전극부(131)와의 접속부(컨택트부)(135)로서 기능하며, 상부 버스 전극(20)으로부터 전자 방출 전극부(131)에 급전하는 급전로를 구성한다. The area of the electron
상부 전극(130)은, 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)와 전자 방출 주변부(132) 사이에서 테이퍼를 갖고 있다. 특히, 전자 방출 주변부(132a)는, 상부 버스 전극(20)과 전자 방출 전극부(131)를 연결하는 급전로의 일부이다. 따라서, 상기 전자 방출 주변부(132a)의 전자 방출 전극부(131)로부터의 테이퍼 상승부(133)에서는, 하부 전극(11)과 상부 전극(13) 사이에 구동 전압 Vd를 인가했을 때에 전계의 집중이 발생한다. The
한편, 종래에서는, 가열 처리에 의해 상부 전극(13)에 아일런드화가 발생하여, 상부 전극(13)의 막 두께가 보다 얇게 재구성되며, 그 저항값(시트 저항)이 증대하였다. 이 때문에, 이 저항 증대와 전계 집중의 중첩 작용에 의해, 전자 방출 주변부(132)에서는, 전자 방출 전극부(131)로부터의 테이퍼 상승부(133)에서 단선되기 쉬워, 신뢰성이 낮다고 하는 문제가 있었다. On the other hand, conventionally, ailization occurs in the
따라서, 본 실시예에서는, 신뢰성의 향상을 도모하기 위해, 도 1의 (b), (c)에 도시하는 바와 같이, 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)의 부분을, 아일런드화를 야기시키는 가열 처리에 기초하여, 복수의 이종 금속(여기서는 Ir, Pt, Au)의 용융에 의한 합성체로 구성한다. 즉, 상기 복수의 이종 금속을 용융해서 조성 변 화를 발생시켜, 상기 전자 방출부에 해당 복수의 이종 금속의 합성체를 구성한다. 그리고, 그 막 두께가, 상부 전극(13) 상의 다른 부분보다도 얇아지도록 하여, 특히, 그 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)의 주위의, 보호 절연막(14, 15)에 접한 부분보다도 얇아지도록 함과 함께, 대략 직사각형 형상의 전자 방출 전극부(131)를 제외한 상부 전극(13)에 대해서는 아일런드화를 일으키지 않도록 한다. 이와 같이 하면, 전자 방출 전극부(131)로부터의 테이퍼 상승부(133)에서는, 아일런드화에 의한 박막화가 발생하지 않고, 형성된 막 두께가 거의 유지되기 때문에, 저항(시트 저항)값이 증대하지 않아, 단선을 억제할 수 있어, 신뢰성이 향상된다. Therefore, in the present embodiment, in order to improve the reliability, as shown in FIGS. 1B and 1C, the portion of the electron emission electrode portion (electron emission portion) 131 is ailized. On the basis of the heat treatment causing the ions, a composite material is formed by melting a plurality of dissimilar metals (here, Ir, Pt, Au). That is, the plurality of dissimilar metals are melted to generate a composition change, thereby constructing a composite of the plurality of dissimilar metals in the electron emitting portion. Then, the film thickness is made thinner than other portions on the
또한, 상부 버스 전극(20) 상, 컨택트부(135) 상 및 전자 방출 주변부(132)에서는, 상부 전극(13)의 막 두께가 얇아지지 않기 때문에, 그 저항(시트 저항)값의 증대를 억제할 수 있어, 실효적인 구동 전압 Vd의 저하가 억제되어, 종래에 비하여, 전자 방출 효율이 향상된다. 따라서, 본 실시예에 따른 박막형 전자 방출 소자(전자원)를 적용한 화상 표시 장치에서는, 밝은 화상이 얻어진다. In addition, since the film thickness of the
또한, 이하에서는, 설명의 형편상, 도 1의 전자 방출 소자의 구성에서, 전자 방출 전극부(131)가 박막화되지 않는 상태의 전자 방출 소자를 박막화전 전자 방출 소자로 칭하는 것으로 한다. 이 박막화전 전자 방출 소자는, 예를 들면 특허 문헌 1의 기술을 이용해도 형성할 수 있다. In addition, below, for the convenience of description, in the structure of the electron emission element of FIG. 1, the electron emission element of the state in which the electron
다음으로, 도 3을 이용하여, 레이저 조사에 의해 전자 방출 전극부(131)만 막 두께를 얇게 하는 레이저(LASER) 방식에 대해서 설명한다. Next, with reference to FIG. 3, the laser system which thins only the electron
도 3에서, In Figure 3,
(1) 도 1의 구성의 박막화전 전자 방출 소자를 탑재한 배면 기판(캐소드 기판)을 작성한다(스텝 S1).(1) The back substrate (cathode substrate) which mounts the electron emission element before thin film of the structure of FIG. 1 is created (step S1).
(2) 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)에 대해서만, 레이저를 조사해서 국부적 가열을 행하고, Ir/Pt/Au의 3층 적층막을 가열 처리하여 아일런드화를 행한다. 본 실시예에서는, 레이저로서는, 예를 들면 YAG 레이저(YAG:Yittrium(이트륨), Aluminium(알루미늄), Garnet(가넷))를 이용하여, 예를 들면 파워 2W/㎠, 파장 λ=355㎚(355×10-9m)으로 한다. 레이저 가공에 의해, 전자 방출 전극부(131)에 대해서만 아일런드화를 행할 수 있어, 전자 방출 전극부(131)만의 박막화가 가능하게 된다. 레이저 가공에 의한 국부적 가열에 의해, 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)에서는, 상기 Ir/Pt/Au의 3층 적층막은, 금(Au), 백금(Pt), 이리듐(Ir)이 용융해서 혼합된 그 3금속의 합성체의 막으로 변화하면서, 박막화된다. 즉, 상기 3금속을 용융해서 조성 변화를 발생시켜, 그 전자 방출 전극부(131)에 해당 3금속의 합성체를 구성한다. 전자 방출 전극부(131)에서의 막 두께는, 예를 들면 Ir/Pt/Au의 3층 적층막의 막 두께로서 4~8㎚를 이용한 경우, 전자 방출 효율면에서 대략 절반인 2~4㎚로 하는 것이 바람직하다(스텝 S2).(2) Only the electron-emitting electrode portion (electron-emitting portion) 131 is irradiated with a laser to perform local heating, and the ailization is performed by heating the Ir / Pt / Au 3-layer laminated film. In the present embodiment, as a laser, for example, using a YAG laser (YAG: Yittrium, aluminum, Garnet, Garnet), for example, power 2W /
(3) 스텝 S2에서 레이저 가공한 박막화 후의 전자 방출 소자(전자원)를 탑재한 배면 기판(캐소드 기판)과 형광체나 메탈 백을 형성한 전면 기판을, 도시하지 않은 스페이서를 이용해서 소정 간격으로서 도시하지 않은 패널 용기 내에 유지한다(스텝 S3).(3) The back substrate (cathode substrate) equipped with the electron emission element (electron source) after thinning laser-processed in step S2, and the front substrate on which the fluorescent substance or the metal back were formed are shown at predetermined intervals using the spacer which is not shown in figure. It hold | maintains in the panel container which has not been made (step S3).
(4) 스텝 S3의 조립에 이어서, 예를 들면 프릿 글래스를 이용해서 패널 밀봉 부착을 행한다(스텝 S4). 이 때, 패널 밀봉 부착의 온도는, 상부 전극(13, 130)의 Ir/Pt/Au의 3층 적층막이 아일런드화를 일으키지 않는 온도로 한다. 아일런드화는 400℃를 초과하였을 때 발생하기 때문에, 400℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 일본 특개2001-243901호 공보에서는, 아일런드화의 가열 처리에 410℃가 이용되고 있다. (4) Subsequent to the assembly of step S3, for example, panel sealing is performed using frit glass (step S4). At this time, the temperature with panel sealing is set to the temperature at which the three-layer laminated film of Ir / Pt / Au of the
(5) 스텝 S4에서의 밀봉 부착이 종료되면, 패널 용기 내를 진공 분위기로 하기 위해, 진공 배기를 행한다(스텝 S5).(5) When the sealing in step S4 is complete | finished, vacuum exhaust is performed in order to make the inside of a panel container into a vacuum atmosphere (step S5).
이상의 공정을 거쳐, 패널이 완성된다. 또한, 상기한 공정 중, 스텝 S1, 스텝 S3~스텝 S5는, 밀봉 부착 온도를 제외하고, 종래 기술을 이용하는 것이 가능하다. Through the above process, a panel is completed. In addition, in said process, step S1 and step S3-step S5 can use a prior art except the sealing adhesion temperature.
이상 설명한 바와 같이, 레이저 가공을 이용해서 전자 방출 전극부만 박막화한 전자원을 형성하고, 그 후, 아일런드화를 일으키지 않는 밀봉 부착 온도를 이용하여, 패널 밀봉 부착을 행하므로, 전자 방출 전극부(131)를 제외한 상부 전극(13, 130)에서는, 재구성에 의한 박막화가 발생하기 어렵다. As described above, since the electron source in which only the electron-emitting electrode portion is thinned using laser processing is formed, and then the panel is sealed using the sealing adhesion temperature which does not cause the ailization, the electron-emitting electrode portion In the
도 4는, 도 1의 박막형 전자 방출 소자에 의한 효과를 설명하는 도면으로서, 박막형 전자 방출 소자의 전극 사이에 흐르는 다이오드 전류 Id(입출력 특성)를 모식적으로 도시한 것이다. 도 4의 입출력 특성으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 박막형 전자 방출 소자의 다이오드 특성 CD104는, 레이저 가공 처리 전의 특성 CD101에 대하여, 다이오드 전류 Id가 어느 정도 저하해 있기는 하지만, 종래의 가 열 처리 후의 특성 CD102보다 대폭으로 향상되어 있다. 따라서, 전자 방출 전극부(131)를 제외한 상부 전극은, 저항값(시트 저항)의 증대가 저감되어, 결과적으로, 전자 방출 전극부(131)로부터의 테이퍼 상승부(133)에서 발생하는 단선의 우려가 저감되어, 신뢰성이 향상된다. 동시에, 실효적인 구동 전압 Vd의 저하도 억제되어, 종래에 비하여, 전자 방출 효율이 향상된다. 이 결과, 본 실시예에 따른 박막형 전자 방출 소자(전자원)를 표시 장치에 적용하면, 보다 밝은 화상을 표시 가능한 화상 표시 장치 기술을 제공할 수 있다. FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the thin film type electron emitting device of FIG. 1, which schematically shows the diode current Id (input and output characteristics) flowing between the electrodes of the thin film type electron emitting device. As can be clearly seen from the input / output characteristics of FIG. 4, the diode characteristic CD104 of the thin film type electron emission element has a lowered diode current Id to some extent compared to the characteristic CD101 before the laser processing, but after the conventional heating treatment It is greatly improved than the characteristic CD102. Therefore, the increase in the resistance value (sheet resistance) of the upper electrode except for the electron
본 실시예에 따른 박막형 전자 방출 소자에서의 상부 전극의 전자 방출 전극부의 박막화는, 상기 레이저 가공에 의한 것 외에, 희가스에 의한 이온 어택에 의해서도 가능하다. The thinning of the electron emission electrode portion of the upper electrode in the thin film type electron emission device according to the present embodiment can be performed not only by the laser processing but also by ion attack by rare gas.
이하, 이온 어택에 의한 박막화의 예에 대해, 도 1, 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다. 도 5는, 이온 어택에 의한 박막화의 작용을 설명하는 모식도이고, 도 6은, 본 실시예에 따른 박막형 전자 방출 소자의 상부 전극의 전자 방출 전극부의 형성 과정을 설명하는 도면이다. 또한, 도 5에서는, 도시의 형편상, 전자 방출 전극부(131)와 전자 방출 주변부(132)로 이루어지는 상부 전극(130) 근방만을 도시한다. Hereinafter, the example of thinning by ion attack is demonstrated using FIG. 1, FIG. 5, and FIG. Fig. 5 is a schematic diagram illustrating the action of thinning due to ion attack, and Fig. 6 is a view illustrating a process of forming an electron emission electrode portion of the upper electrode of the thin film type electron emission element according to the present embodiment. 5, only the vicinity of the
도 6에서, In Figure 6,
(1) 우선, 도 1의 구성의 박막화전 전자 방출 소자를 탑재한 배면 기판(캐소드 기판)을 작성한다(스텝 S11).(1) First, a back substrate (cathode substrate) on which the electron-emitting device before thinning of the structure of FIG. 1 is mounted is created (step S11).
(2) 박막화전 전자 방출 소자(전자원)를 탑재한 배면 기판(캐소드 기판)과 형광체나 메탈 백을 형성한 전면 기판을, 스페이서(도시하지 않음)를 이용해서 소정 간격(예를 들면 1×10-3m~3×10-3m)으로 도시하지 않은 패널 용기 내에 유지한다(스텝 S12).(2) The back substrate (cathode substrate) on which the electron emission element (electron source) is mounted before the thin film and the front substrate on which the phosphor or the metal back is formed are separated by a predetermined interval (for example, 1 ×) using a spacer (not shown). It is hold | maintained in the panel container which is not shown in 10-3 m-3 * 10 <-3> m) (step S12).
(3) 스텝 S12의 조립에 이어서, 예를 들면 프릿 글래스를 이용해서 패널 밀봉 부착을 행한다(스텝 S13). 이 때, 패널 밀봉 부착의 온도는, Ir/Pt/Au의 3층 적층막이 아일런드화를 일으키지 않는 온도(예를 들면 400℃ 이하)로 한다. (3) Subsequent to the assembly of step S12, for example, panel sealing is performed using frit glass (step S13). At this time, the temperature with panel sealing is set to the temperature (for example, 400 degrees C or less) which Ir / Pt / Au three-layer laminated film does not cause ailization.
(4) 다음으로, 예를 들면 Ne(네온), Ar(아르곤), Xe(크세논) 등의 희가스를 패널 용기 내에 도입한다(스텝 S14). 여기에서는, 입수가 용이한 Ar을 이용하기로 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 희가스가 이온화되기 쉬운 압력(예를 들면 0.2~0.8Pa)까지 패널 용기 내를 감압한다. (4) Next, rare gases, such as Ne (neon), Ar (argon), and Xe (xenon), are introduced into a panel container (step S14). Here, although Ar is easy to obtain, it is not limited to this. And the inside of a panel container is depressurized to the pressure (for example, 0.2-0.8 Pa) which a rare gas is easy to ionize.
(5) 그 후, FED 패널을 구동해서 소정 시간 에이징을 행한다(스텝 S15). FED 패널을 구동하면, 도 5와 같이, 상부 전극(130)의 전자 방출 전극부(131)로부터 전자 e-가 방출된다. 전자 방출 전극부(131)로부터 방출된 전자 e-는, 가속 전압(예를 들면 약 7×10-3V)이 인가된 애노드 전극(도시하지 않음)인 메탈 백을 향해서 가속되지만, 그 일부는 패널 내에 존재하는 희가스의 Ar에 충돌하여, Ar을 이온화한다. 이온화된 Ar+는, 배면 기판(캐소드 기판)의 전자 방출 전극부(131)측에 가까이 끌어 당겨져, 전자 방출 전극부(131)에 대하여 미약한 스퍼터 현상을 야기시킨다. 이에 의해, 전자 방출 전극부(131)는 가열되며, 이 가열에 의해, 전자 방출 전극부(131)의 Ir/Pt/Au의 3층 적층막이 아일런드화되어, 박막화가 발생한다. 상기 가열에 의해, 전자 방출 전극부(전자 방출부)(131)에서는, 상기 Ir/Pt/Au의 3층 적층막은, 금(Au), 백금(Pt), 이리듐(Ir)이 용융해서 혼합된 상기 3금속의 합성체의 막으로 변화시키면서, 박막화된다. 즉, 상기 3금속을 용융해서 조성 변화를 발생시켜, 그 전자 방출부에 해당 3금속의 합성체를 구성한다. 물론, 이 때, 전자 방출 전극부(131) 이외의 상부 전극(130)에도 이온화한 Ar+가 가까이 끌어당겨진다. 그러나, 상부 전극과 메탈 백과의 대향 간격은 예를 들면 1×10-3m~3×10-3m 정도이며, 그 사이의 전계는 거의 평행 전계로 된다. 따라서, 전자 방출 전극부(131)로부터의 전자선 궤도 상의 Ar이 이온화되는 것이기 때문에, 전자 방출부(131)에 가까이 끌어당겨지는 비율이 크다. 따라서, 집중적으로 전자 방출 전극부(131)의 아일런드화가 발생하며, 전자 방출 전극부(131) 이외의 상부 전극에서는 아일런드화가 발생하기 어렵다. 즉, 전자 방출 전극부(131) 이외의 상부 전극에서는 박막화에 의한 저항값(시트 저항)의 증대가 억제되어, 전자 방출 전극부(131)로부터의 테이퍼 상승부(133)에서의 단선의 우려가 저감되어, 신뢰성이 향상된다. (5) After that, the FED panel is driven to age for a predetermined time (step S15). When the FED panel is driven, electrons e − are emitted from the electron
(6) 상기 스텝 S15에서의 에이징 후, 패널 용기 내를 진공 분위기로 하기 위해, 진공 배기를 행한다(스텝 S16).(6) After aging in step S15, vacuum evacuation is performed to bring the inside of the panel container into a vacuum atmosphere (step S16).
이상의 공정을 거쳐, 패널이 완성된다. 상기 공정 중, 스텝 S11 스텝 S13, 스텝 S16은, 밀봉 부착 온도를 제외하고, 종래 기술을 이용할 수 있다. Through the above process, a panel is completed. In the said process, the prior art can be used for step S11, step S13, and step S16 except sealing temperature.
상기한 바와 같이, 이온 어택 방식으로도 박막형 전자 방출 소자의 상부 전 극의 전자 방출 전극부만의 박막화가 가능하여, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 동시에, 실효적인 구동 전압 Vd의 저하도 억제할 수 있어, 종래에 비하여, 전자 방출 효율을 향상시킬 수 있다. 이 결과, 본 실시예에 따른 박막형 전자 방출 소자(전자원)를 표시 장치에 적용하면, 보다 밝은 화상을 표시할 수 있다. As described above, even by the ion attack method, only the electron emission electrode portion of the upper electrode of the thin film type electron emission element can be thinned, and the reliability can be improved. At the same time, the reduction of the effective driving voltage Vd can also be suppressed, and the electron emission efficiency can be improved as compared with the prior art. As a result, when the thin film type electron emission element (electron source) according to the present embodiment is applied to a display device, a brighter image can be displayed.
본 발명에 따르면, 박막형 전자 방출 소자의 전자 방출 효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이 결과, 화면의 밝기와 신뢰성을 향상시킨 화상 표시 기술의 제공이 가능하게 된다. According to the present invention, the electron emission efficiency and reliability of the thin-film electron-emitting device can be improved. As a result, it becomes possible to provide an image display technology with improved screen brightness and reliability.
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