KR101000662B1 - Field emission device - Google Patents

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KR101000662B1 KR1020040021317A KR20040021317A KR101000662B1 KR 101000662 B1 KR101000662 B1 KR 101000662B1 KR 1020040021317 A KR1020040021317 A KR 1020040021317A KR 20040021317 A KR20040021317 A KR 20040021317A KR 101000662 B1 KR101000662 B1 KR 101000662B1
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Abstract

본 발명은 전계 방출 에미터로 탄소 나노 튜브를 사용하는 카운터 전극 언더게이트 구조에서 캐소드 전극과 동일 평면상에 형성된 게이트 전극 사이에 차폐 전극을 형성하여 탄소 나노 튜브와 캐소드 전극 그리고 절연층에 의해 형성된 삼중점을 게이트 전극에 의한 전계로부터 차폐하고, 전계 방출의 균일성을 향상시킬 수 있는 전계 방출 소자에 관한 것으로, 유리기판 상부에 형성된 게이트 라인; 상기 게이트 라인 상부에 상기 게이트 라인의 일부가 노출되도록 관통홀(via)이 형성된 절연층; 상기 절연층 상부의 일부에 탄소 나노 튜브가 형성된 캐소드 전극; 상기 노출된 게이트 라인과 연결되고, 상기 캐소드 전극과 동일 평면 상에 형성된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하고, 상기 절연층 상부의 일부에 형성된 차폐 전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention provides a triple electrode formed by a carbon nanotube, a cathode electrode, and an insulating layer by forming a shielding electrode between a cathode and a gate electrode formed on the same plane in a counter electrode undergate structure using a carbon nanotube as a field emission emitter. And a field emission device capable of shielding the electric field from the electric field by the gate electrode and improving the uniformity of the field emission, comprising: a gate line formed over the glass substrate; An insulating layer having a through hole formed through the gate line to expose a portion of the gate line; A cathode electrode having a carbon nanotube formed on a portion of the insulating layer; A gate electrode connected to the exposed gate line and formed on the same plane as the cathode electrode; And a shielding electrode disposed between the gate electrode and the cathode electrode and formed on a portion of the insulating layer.

Description

전계 방출 소자{FIELD EMISSION DEVICE}Field emission device {FIELD EMISSION DEVICE}

도1은 종래 탄소 나노 튜브를 이용한 3전극 전계 방출 소자에 대한 일 예를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing an example of a three-electrode field emission device using a conventional carbon nanotube.

도2는 종래 탄소 나노 튜브를 이용한 언더게이트 구조의 전계 방출 소자에 대한 일 예를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of the field emission device of the undergate structure using a conventional carbon nanotube.

도3은 종래 탄소 나노 튜브를 이용한 카운터 전극 언더게이트 구조의 전계 방출 소자에 대한 일 예를 도시한 평면도 및 단면도.3 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of a field emission device having a counter electrode undergate structure using a conventional carbon nanotube.

도4는 본 발명 카운터 전극 언더게이트 구조의 전계 방출 소자에 대한 일 예를 도시한 평면도 및 단면도.4 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of the field emission device of the counter electrode undergate structure of the present invention.

도5a 내지 도5b는 본 발명에 따른 카운터 전극 언더게이트 구조의 전계 방출 소자에 대한 또 다른 일 예를 도시한 평면도.5A to 5B are plan views showing still another example of the field emission device of the counter electrode undergate structure according to the present invention;

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

30:유리기판 31:게이트 라인30: glass substrate 31: gate line

32:절연층 33:캐소드 전극32: insulating layer 33: cathode electrode

34:게이트 전극 35:탄소 나노 튜브34: gate electrode 35: carbon nanotube

40:차폐 전극40: shielding electrode

본 발명은 전계 방출 소자에 관한 것으로, 특히 전계 방출 에미터로 탄소 나노 튜브를 사용하는 카운터 전극 언더게이트 구조에서 캐소드 전극과 동일 평면상에 형성된 게이트 전극 사이에 차폐 전극을 형성하여 탄소 나노 튜브와 캐소드 전극 그리고 절연층에 의해 형성된 삼중점을 게이트 전극에 의한 전계로부터 차폐하고, 전계 방출의 균일성을 향상시킬 수 있는 전계 방출 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a field emission device, in particular, in a counter electrode undergate structure using carbon nanotubes as field emission emitters, a shielding electrode is formed between a cathode electrode and a gate electrode formed on the same plane to form a carbon nanotube and a cathode. The field emission element which can shield the triple point formed by the electrode and the insulating layer from the electric field by a gate electrode, and can improve the uniformity of field emission.

정보통신 기술의 급속한 발달과 다양화되는 정보의 시각화 요구에 따라 전자 디스플레이의 수요는 더욱 증가하고, 요구되는 디스플레이 모습 또한 다양해지고 있다. 그 예로 휴대형 정보기기와 같이 이동성이 강조되는 환경에서는 무게, 부피 및 소비전력이 작은 디스플레이가 요구되며, 대중을 위한 정보 전달매체로 사용되는 경우에는 시야각이 넓은 대화면의 디스플레이 특성이 요구된다. With the rapid development of information and communication technology and the demand for the visualization of diversified information, the demand for electronic displays is increasing and the required display forms are also diversified. For example, in an environment where mobility is emphasized such as a portable information device, a display having a small weight, volume, and power consumption is required, and when used as an information transmission medium for the public, display characteristics of a large viewing angle are required.

또한, 이와 같은 요구를 만족시켜 나가기 위해 전자 디스플레이는 대형화, 저가격화, 고성능화, 고정세화, 박형화, 경량화 등의 조건이 필수적이어서, 이러한 요구사항을 만족시키기 위해서는 기존의 CRT를 대체할 수 있는 가볍고 얇은 평판 디스플레이 장치의 개발이 절실히 필요하게 되었다.In addition, in order to satisfy such demands, electronic displays require conditions such as large size, low cost, high performance, high definition, thinness, and light weight, and thus, light and thin that can replace the existing CRT to satisfy these requirements. There is an urgent need for the development of flat panel display devices.

이러한 다양한 표시 소자의 요구에 따라 최근에는 전계 방출(field emission)을 이용한 소자가 디스플레이 분야에 적용되면서, 크기 및 전력 소모를 감소시키면서도 높은 해상도를 제공할 수 있는 박막 디스플레이의 개발이 활발해지고 있다. Recently, as the needs of various display devices have been applied to display fields, devices using field emission have been actively developed for thin film displays that can provide high resolution while reducing size and power consumption.                         

상기 전계 방출 소자는 현재 개발 혹은 양산중인 평판 디스플레이들(LCD와 PDP, VFD등)의 단점을 모두 극복한 차세대 정보 통신용 평판 디스플레이로 주목을 받고 있다. 전계 방출 소자는 전극 구조가 간단하고, CRT와 같은 원리로 고속동작이 가능하며, 무한대의 컬러, 무한대의 그레이 스케일, 높은 휘도, 높은 비디오(video rate) 속도 등 디스플레이가 가져야 할 장점들을 고루 갖추고 있다. The field emission device is attracting attention as a next-generation information communication flat panel display that overcomes all the disadvantages of flat panel displays (LCD, PDP, VFD, etc.) currently being developed or produced. The field emission device has a simple electrode structure, high-speed operation using the same principle as the CRT, and has the advantages of a display such as infinite color, infinite gray scale, high luminance, and high video rate. .

전계 방출 소자는 진공 속의 금속 또는 도체 표면(에미터)상에 고전계가 인가될 때 전자들이 금속 또는 도체로부터 진공 밖으로 나오는 양자역학적 터널링 현상을 이용한 것이다. 이때 소자는 파울러-노드하임(Fowler-Nordheim) 법칙에 의하여 전류-전압 특성을 나타내게 된다. 전계 방출 소자는 전자 방출 원인 에미터와 방출된 전자가 충돌하여 발광하는 애노드부, 상하판 사이를 지지하는 스페이서, 그리고 진공기밀을 유지하기 위한 실링부 등으로 구성되어 있다. Field emission devices utilize quantum mechanical tunneling which causes electrons to exit the vacuum from the metal or conductor when a high field is applied on the metal or conductor surface (emitter) in the vacuum. In this case, the device exhibits current-voltage characteristics according to the Fowler-Nordheim law. The field emission device is composed of an anode portion which emits an electron emission source and the emitted electrons collide with each other to emit light, a spacer supporting the upper and lower plates, and a sealing portion for maintaining a vacuum tightness.

최근 들어 탄소 나노 튜브(CNT)가 기계적으로 강하고, 화학적으로 상당히 안정하여 비교적 낮은 진공도에서 전자방출 특성이 우수한 이유로 인해 이를 이용한 전계 방출 소자의 중요성이 인식되고 있다. 이와 같은 탄소 나노 튜브는 작은 직경(약 1.0∼수십[nm])을 갖기 때문에 종래의 마이크로팁형(spindt형) 전계 방출 팁에 비해 전계 강화 효과(field enhancement factor)가 상당히 우수하여 전자방출이 낮은 임계 전계(turn-on field, 약 1∼5[V/㎛])에서 이루어질 수 있게 되므로, 전력손실 및 생산단가를 줄일 수 있는 장점이 있다. 종래 전계방출소자 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Recently, the importance of the field emission device using the carbon nanotubes (CNT) because of the mechanically strong, chemically stable and excellent electron emission characteristics at a relatively low vacuum degree has been recognized. Since such carbon nanotubes have a small diameter (about 1.0 to several tens of nanometers), the field enhancement factor is considerably superior to the conventional microtip type spin emission field emission tips, and thus the emission threshold is low. Since it can be made in a turn-on field (about 1 to 5 [V / μm]), there is an advantage of reducing power loss and production cost. Referring to the conventional field emission device and a method of manufacturing the same in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도1은 종래 탄소 나노튜브를 이용한 전계 방출 소자의 3전극 구조에 대한 일 예의 단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 실리콘기판(11) 상부에 순차적으로 저항층(12), 절연층(14) 및 게이트 전극(15)을 형성하고, 사진식각을 통해 게이트 전극(15) 및 절연층(14) 일부를 식각하여 홀을 형성한 다음 증착(evaporation)을 통해 홀 바닥의 저항층(12) 상부에 촉매전이금속층(13)을 형성하고, 실리콘기판(11) 전체를 600∼900[℃] 정도의 온도범위로 가열하여 탄화수소(hydrocarbon) 가스를 이용한 열(thermal) 화학기상증착 방법 또는 플라즈마(plasma) 화학기상증착 방법을 통해 촉매전이금속층(13) 상부에만 선택적으로 탄소 나노 튜브(16)를 형성한다.1 is a cross-sectional view of an example of a three-electrode structure of a field emission device using a conventional carbon nanotube. As shown, the resistive layer 12, the insulating layer 14, and the gate electrode 15 are sequentially formed on the silicon substrate 11, and the gate electrode 15 and the insulating layer 14 are formed by photolithography. After etching a portion to form a hole, the catalyst transition metal layer 13 is formed on the resistive layer 12 at the bottom of the hole through evaporation, and the entire silicon substrate 11 is about 600-900 [deg.] C. The carbon nanotubes 16 are selectively formed only on the catalyst transition metal layer 13 through a thermal chemical vapor deposition method using a hydrocarbon gas or a plasma chemical vapor deposition method by heating to a temperature range. .

이때, 상기 탄소 나노튜브(16)는 촉매전이금속층(13) 상부에만 선택적으로 형성되므로, 촉매전이금속층(13)의 면적이 클수록 탄소 나노 튜브(16)의 면적도 커진다. 이와 같이 탄소 나노 튜브(16)의 면적이 커지게 되면, 게이트 전극(15)을 통하여 가해지는 전계가 집중되지 않아 방출전자의 빔이 퍼지게 될 뿐만 아니라 전자방출영역도 고르지 못하여 전계가 제일 강한 홀의 주변에서만 국부적으로 전자방출이 일어날 가능성이 크고, 비대칭적인 전계 분포에 의해 게이트 전극(15)으로의 누설전류가 많은 문제점을 안고 있다.In this case, since the carbon nanotubes 16 are selectively formed only on the catalyst transition metal layer 13, the larger the area of the catalyst transition metal layer 13, the larger the area of the carbon nanotubes 16. As such, when the area of the carbon nanotubes 16 increases, the electric field applied through the gate electrode 15 is not concentrated, so that the beam of the emitted electrons is spread and the electron emission region is not even. Only the local electron emission is likely to occur only, and the leakage current to the gate electrode 15 is problematic due to an asymmetric electric field distribution.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위해서 게이트 전극의 위치를 캐소드 전극과 같거나 더욱 낮은 위치에 형성한 탄소 나노 튜브 전계 방출 소자의 구조들이 제시되었다.In order to solve the above problems, structures of the carbon nanotube field emission device having the gate electrode positioned at the same or lower position than the cathode electrode have been proposed.

도2는 종래 탄소 나노 튜브를 이용한 언더게이트(under gate) 구조의 전계 방출 소자에 대한 일 예의 단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 전자 방출 을 일으키는 전기장을 탄소 나노 튜브(24)의 하부에 있는 게이트 전극(21)으로 인가하는 방식이다. 이는 유리기판(20) 상부에 게이트 전극(21)을 형성한 후 그 상부에 차례로 절연층(22), 캐소드 전극(23)을 형성한 다음, 상기 캐소드 전극(23) 상부에 탄소 나노 튜브 혼합 슬러리를 스크린 프린팅법 등으로 도포하고 일련의 바인더 제거공정을 통해 탄소 나노 튜브(24)를 형성한다.2 is a cross-sectional view of an example of a field emission device having an under gate structure using a conventional carbon nanotube. As shown, the electric field causing the electron emission is applied to the gate electrode 21 under the carbon nanotubes 24. The gate electrode 21 is formed on the glass substrate 20, and the insulating layer 22 and the cathode electrode 23 are sequentially formed on the glass substrate 20, and then the carbon nanotube mixed slurry is formed on the cathode electrode 23. Is applied by screen printing or the like to form a carbon nanotube 24 through a series of binder removal processes.

하지만, 언더게이트 구조의 전계 방출 소자는 게이트 전극(21)이 캐소드 전극(24) 하부에 위치하기 때문에 턴온 전압이 상대적으로 높은 단점이 있으며 이후 형성되는 상판 애노드 전극(미도시)의 고압에 의해 이상 발광이 나타날 수 있다는 문제점이 있다. However, the field emission device of the undergate structure has a disadvantage in that the turn-on voltage is relatively high because the gate electrode 21 is positioned below the cathode electrode 24, and is abnormal due to the high pressure of the upper anode electrode (not shown). There is a problem that light emission may appear.

도3은 종래 탄소 나노튜브를 이용한 카운터 전극 언더게이트 구조 전계 방출 소자의 평면도 및 단면도를 도시한 것으로, 도2와는 달리 하부 게이트 라인(31) 상부 절연층(32)에 관통홀(via)을 형성하여 게이트 전극(34)을 캐소드 전극(33)과 동일 평면상에 형성한 구조이다. 도시된 바와 같이, 게이트 전극(34)과 캐소드 전극(33)이 동일 평면상에 형성되는 구조로서, 탄소 나노 튜브(35)에서 전자 방출이 일어나는 턴온 전압이 낮아서 구동 전압을 낮출 수 있는 장점이 있다. 이러한 구조는 캐소드 전극(33) 하부를 지나는 게이트 라인(31)이 상기 캐소드 전극(33)과 동일 평면상에 위치하기 위해서는 노광 및 식각 공정을 부가하여 상기 게이트 라인(31)의 일부가 노출되도록 절연층(32)에 관통홀(via)을 형성하고, 그 부분을 금속으로 채운다.3 is a plan view and a cross-sectional view of a counter electrode undergate structure field emission device using a conventional carbon nanotube, and unlike FIG. 2, through holes are formed in the upper insulating layer 32 of the lower gate line 31. Thus, the gate electrode 34 is formed on the same plane as the cathode electrode 33. As shown in the drawing, the gate electrode 34 and the cathode electrode 33 are formed on the same plane, and the turn-on voltage at which the electron emission occurs in the carbon nanotube 35 is low, and thus the driving voltage can be lowered. . This structure insulates a portion of the gate line 31 by exposing and etching processes so that the gate line 31 passing under the cathode electrode 33 is coplanar with the cathode electrode 33. A through hole is formed in the layer 32 and the part is filled with metal.

하지만, 이러한 카운터 전극 언더게이트 구조의 전계 방출 소자는 캐소드 전 극과 CNT 그리고 절연층 간에 삼중점이 형성되는데, 이때, 게이트 전극에 인가된 전압에 의해 전계가 형성되며 상기 삼중점 부근의 CNT 들은 주위의 다른 CNT에 비해 상대적으로 차폐효과가 적어지고, 이로 인해 전계의 향상이 커서 전계 방출이 다른 점들에 비해 커지게 된다. 전계의 방향 또한 삼중점에 의해 왜곡되어 다른 곳에 위치한 CNT와는 다른 방향으로 전계방출이 이루어지게 되므로 빔퍼짐의 문제가 발생하게 된다.However, in the field emission device of the counter electrode undergate structure, a triple point is formed between the cathode electrode, the CNT, and the insulating layer, where an electric field is formed by the voltage applied to the gate electrode, and the CNTs near the triple point are different from each other. Compared to CNTs, the shielding effect is relatively low, which results in a large improvement in the electric field, resulting in a large field emission compared to other points. Since the direction of the electric field is also distorted by the triple point, the field emission occurs in a direction different from that of the CNT located elsewhere, which causes a problem of beam spreading.

상기와 같은 종래 탄소 나노 튜브를 이용한 카운트 전극 언더게이트 구조의 전계 방출 소자는 캐소드 전극과 CNT 그리고 절연층 간에 형성된 삼중점이 게이트 전극에 인가된 전압에 의한 전계에 의해 전계 방출이 커지게 되어 전계 방출이 불균일하게 되고, 빔퍼짐이 발생하는 문제점이 있었다.In the field emission device of the count electrode undergate structure using the conventional carbon nanotubes as described above, the triple point formed between the cathode electrode, the CNT, and the insulating layer increases the field emission by the electric field caused by the voltage applied to the gate electrode. There was a problem of non-uniformity and beam spreading.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 캐소드 전극과 동일 평면상에 형성된 게이트 전극 사이에 형성된 삼중점을 게이트 전극의 전계로부터 차폐시키기 위한 차폐 전극을 형성함으로써, CNT와 캐소드 전극 그리고 절연층에 의해 형성된 삼중점을 게이트 전극에 의한 전계로부터 차폐하고, 전계 방출의 균일성을 향상시킬 수 있는 전계 방출 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, in view of the above problems, the present invention forms a shielding electrode for shielding a triple point formed between the cathode electrode and a gate electrode formed on the same plane from an electric field of the gate electrode, thereby forming a triple point formed by the CNT, the cathode electrode, and the insulating layer. It is an object of the present invention to provide a field emission device capable of shielding from an electric field by a gate electrode and improving the uniformity of field emission.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 유리기판 상부에 형성된 게이트 라인; 상기 게이트 라인 상부에 상기 게이트 라인의 일부가 노출되도록 관통홀(via)이 형성된 절연층; 상기 절연층 상부의 일부에 탄소 나노 튜브가 형성된 캐소드 전극; 상기 노출된 게이트 라인과 연결되고, 상기 캐소드 전극과 동일 평면 상에 형성된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하고, 상기 절연층 상부의 일부에 형성된 차폐 전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Gate line formed on the glass substrate of the present invention for achieving the above object; An insulating layer having a through hole formed through the gate line to expose a portion of the gate line; A cathode electrode having a carbon nanotube formed on a portion of the insulating layer; A gate electrode connected to the exposed gate line and formed on the same plane as the cathode electrode; And a shielding electrode disposed between the gate electrode and the cathode electrode and formed on a portion of the insulating layer.

또한, 상기 차폐 전극은 상기 캐소드 전극과 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다.The shielding electrode may be formed to be spaced apart from the cathode electrode.

또한, 상기 차폐 전극은 상기 캐소드 전극과 연결되고, 상기 캐소드 전극과 동일한 전위를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the shielding electrode is connected to the cathode electrode, and has the same potential as the cathode electrode.

또한, 상기 차폐 전극은 상기 캐소드 전극 형성시 형성되는 것을 특징으로 한다.The shielding electrode may be formed when the cathode electrode is formed.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 전계 방출 소자에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the field emission device of the present invention having the above characteristics will be described.

도4는 본 발명에 따른 탄소 나노튜브를 이용한 카운터 전극 언더게이트 구조 전계 방출 소자의 하판에 대한 평면도 및 단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 종래 카운터 전극 언더게이트 구조 전계 방출 소자의 하판 구조에서 게이트 전극(34)과 캐소드 전극(33) 사이에 차폐 전극(40)이 추가된 구조이다.4 is a plan view and a cross-sectional view of a lower plate of the counter electrode undergate structure field emission device using carbon nanotubes according to the present invention. As shown in the drawing, the shielding electrode 40 is added between the gate electrode 34 and the cathode electrode 33 in the bottom plate structure of the conventional counter electrode undergate structure field emission device.

상기 차폐 전극(40)은 캐소드 전극(33)과 그 캐소드 전극(33) 상부에 형성된 CNT(35) 그리고 절연층(32)에 의해 형성된 삼중점을 게이트 전극(34)에 인가된 전압에 의해 생성된 전계로부터 차폐하는 기능을 수행하고, 도시된 바와 같이, 캐소드 전극(33)과 이격되어 형성된다. The shielding electrode 40 generates a triple point formed by the cathode electrode 33, the CNT 35 formed on the cathode electrode 33, and the insulating layer 32 by the voltage applied to the gate electrode 34. It performs a function of shielding from an electric field, and is formed spaced apart from the cathode electrode 33, as shown.                     

그럼, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 카운터 전극 언더게이트 구조의 전계 방출 소자에 대한 제조 과정을 설명하면 다음과 같다.Then, the manufacturing process for the field emission device of the counter electrode undergate structure according to the present invention having the structure as described above is as follows.

먼저, 하부기판인 유리기판(30) 상부에 도전층을 형성하고 패터닝하여 게이트 라인(31)을 형성한다. 상기 게이트 라인(31)은 게이트 전극(34)을 연결하는 공통 라인의 역할을 하게 된다.First, a gate layer 31 is formed by forming and patterning a conductive layer on the glass substrate 30, which is a lower substrate. The gate line 31 serves as a common line connecting the gate electrode 34.

그 다음, 상기 형성된 구조물 상부 전면에 절연층(32)을 형성한 후 상기 게이트 라인(31)의 일부가 노출되도록 상기 절연층(32)을 식각하여 관통홀(via)을 형성한다.Next, after the insulating layer 32 is formed on the entire upper surface of the formed structure, the insulating layer 32 is etched to expose a portion of the gate line 31 to form a through hole.

그 다음, 상기 구조물 상부에 도전층을 형성하여 상기 관통홀을 채우고, 그 상부에 다시 도전층을 형성한 후 패터닝하여 상기 게이트 라인(31)과 관통홀을 통해 연결되는 게이트 전극(34)과 캐소드 전극(33) 그리고 차폐 전극(40)을 형성한다.Next, a conductive layer is formed on the structure to fill the through hole, and a conductive layer is formed on the structure and then patterned to form a gate layer 34 and a cathode connected to the gate line 31 through the through hole. The electrode 33 and the shielding electrode 40 are formed.

마지막으로, 상기 캐소드 전극(33) 상부의 가장 자리에 탄소 나노 튜브(35)를 스크린 프린팅법을 이용하여 형성한다. Finally, carbon nanotubes 35 are formed at the edges of the cathode electrode 33 by screen printing.

이와 같이 본 발명은 차폐 전극을 캐소드 전극 형성 시 함께 형성하기 때문에 새로운 공정이 추가될 필요하지 않고, 이로 인해 추가 비용이 들지 않는 장점이 있다.As such, the present invention does not need to add a new process because the shielding electrodes are formed together at the time of forming the cathode electrode.

본 발명은 도4에 도시한 전계 방출 소자의 평면도에서 알 수 있듯이, 차폐 전극(40)이 캐소드 전극(33)과 이격된 플로팅 타입으로 형성되어 있지만, 캐소드 전극(33)과 연결하여 형성할 수도 있다. As can be seen from the plan view of the field emission device shown in FIG. 4, the shielding electrode 40 is formed in a floating type spaced apart from the cathode electrode 33, but may be formed in connection with the cathode electrode 33. have.                     

도5a와 도5b는 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 하판 평면도를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 차폐 전극(40)이 캐소드 전극(33)과 연결되어 있기 때문에 차폐 전극(40)에 걸리는 전위는 캐소드 전극(33)에 인가되는 전위와 동일하게 된다.5A and 5B show a bottom plan view of yet another embodiment according to the present invention. As shown, since the shielding electrode 40 is connected to the cathode electrode 33, it is applied to the shielding electrode 40. The potential becomes equal to the potential applied to the cathode electrode 33.

상기와 같이 본 발명은 차폐 전극을 사용하여 캐소드 전극과 CNT 그리고 절연층이 만나는 삼중점을 게이트 전극에 의해 생성된 전계로부터 차폐하여 CNT의 전계 방출을 균일하게 할 수 있다.As described above, the present invention can shield the triple point where the cathode electrode, the CNT, and the insulating layer meet by using the shielding electrode from the electric field generated by the gate electrode to uniform the field emission of the CNT.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 캐소드 전극과 동일 평면상에 형성된 게이트 전극 사이에 형성된 삼중점을 게이트 전극의 전계로부터 차폐시키기 위한 차폐 전극을 형성함으로써, CNT와 캐소드 전극 그리고 절연층에 의해 형성된 삼중점을 게이트 전극에 의한 전계로부터 차폐하고, 전계 방출의 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention forms a shielding electrode for shielding the triple point formed between the cathode electrode and the gate electrode formed on the same plane from the electric field of the gate electrode, thereby eliminating the triple point formed by the CNT, the cathode electrode, and the insulating layer. There is an effect of shielding from the electric field by the gate electrode and improving the uniformity of the field emission.

Claims (4)

유리기판 상부에 형성된 게이트 라인;A gate line formed on the glass substrate; 상기 게이트 라인 상부에 상기 게이트 라인의 일부가 노출되도록 관통홀(via)이 형성된 절연층;An insulating layer having a through hole formed through the gate line to expose a portion of the gate line; 상기 절연층 상부의 일부에 탄소 나노 튜브가 형성된 캐소드 전극;A cathode electrode having a carbon nanotube formed on a portion of the insulating layer; 상기 노출된 게이트 라인과 연결되고, 상기 캐소드 전극과 동일 평면 상에 형성된 게이트 전극; 및A gate electrode connected to the exposed gate line and formed on the same plane as the cathode electrode; And 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하고, 상기 절연층 상부의 일부에 형성된 차폐 전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.And a shielding electrode disposed between the gate electrode and the cathode electrode and formed on a portion of the insulating layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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