KR101009980B1 - Field Emission Display Device - Google Patents

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Abstract

빔퍼짐을 최소화하고 타색발광을 방지하여 고품위의 화면품질을 얻을 수 있도록, 그리드 플레이트와 애노드 전극 사이의 간격을 셀갭의 대략 85∼95% 정도의 범위에서 설정하고, 그리드 플레이트와 캐소드 전극 사이의 간격을 셀갭의 대략 5∼15% 정도의 범위에서 설정하는 전계 방출 표시장치를 제공한다.The gap between the grid plate and the anode electrode is set in the range of about 85 to 95% of the cell gap, and the gap between the grid plate and the cathode electrode is minimized so as to minimize beam spreading and prevent light emission. Is provided in the range of approximately 5 to 15% of the cell gap.

전계 방출 표시장치, 셀갭, 간격, 빔퍼짐, 타색 발광, 스페이서, 집속, 거리Field Emission Display, Cell Gap, Spacing, Beam Spread, Other Light Emitting, Spacer, Focusing, Distance

Description

전계 방출 표시장치 {Field Emission Display Device}Field emission display device

도 1은 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 일실시예를 나타내는 부분확대 사시도이다.1 is a partially enlarged perspective view illustrating an embodiment of a field emission display device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도이다.2 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an embodiment of a field emission display device according to the present invention.

본 발명은 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 사이의 간격을 적절한 범위로 유지하므로 빔퍼짐을 방지하고 타색 발광을 최소화하여 화면의 표시품위를 향상시킨 전계 방출 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device, and more particularly, to a field emission display device which improves display quality of a screen by preventing beam spreading and minimizing color emission by maintaining a distance between electrodes in an appropriate range.

일반적으로 전계 방출 표시장치(FED;Field Emission Display)는 양자역학적인 터널링 효과를 이용하여 캐소드 전극에 형성된 에미터로부터 전자를 방출시키고, 방출된 전자를 애노드 전극에 형성된 형광막에 충돌시켜 발광시키는 것에 의하여 소정의 영상을 구현하는 평판 표시장치로서, 캐소드 전극과 게이트 전극 및 애노드 전극으로 이루어지는 3극관 구조가 널리 사용되고 있다.In general, a field emission display (FED) emits electrons from an emitter formed on the cathode electrode by using a quantum mechanical tunneling effect, and emits the emitted electrons by colliding with a fluorescent film formed on the anode electrode. As a flat panel display device for realizing a predetermined image, a triode structure consisting of a cathode electrode, a gate electrode, and an anode electrode is widely used.

종래 3극관 구조의 전계 방출 표시장치는 제1기판과 제2기판을 밀봉재에 의 해 일체로 접합하여 진공용기를 구성하고, 제1기판 상에 절연층을 사이에 두고 다수의 게이트 전극과 캐소드 전극을 서로 교차하는 방향으로 배열하여 스트라이프 패턴으로 형성하고, 캐소드 전극과 연결되도록 전자를 방출하는 에미터를 형성하고, 제2기판 상에 ITO 박막 등의 투명 전극으로 애노드 전극을 형성하고, 애노드 전극 위에 블랙매트릭스를 사이에 두고 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 형광막을 교대로 배열하여 형성한다.In the conventional triode structured field display device, the first substrate and the second substrate are integrally bonded by a sealing material to form a vacuum container, and a plurality of gate electrodes and cathode electrodes are disposed on the first substrate with an insulating layer interposed therebetween. Are arranged in a cross pattern to form a stripe pattern, an emitter for emitting electrons to be connected to the cathode electrode, an anode electrode is formed of a transparent electrode such as an ITO thin film on the second substrate, and on the anode electrode Red (R), green (G), and blue (B) fluorescent films are alternately arranged with a black matrix therebetween.

상기와 같이 구성되는 전계 방출 표시장치는 캐소드 전극과 게이트 전극에 소정의 구동전압을 인가하고, 애노드 전극에 수백∼수천V의 (+)전압을 인가하면, 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압 차에 의해 에미터 주위에 전계가 형성되며 이에 의하여 전자가 방출되고, 방출된 전자가 고전압이 인가된 애노드 전극쪽으로 이동하여 대응하는 형광막에 충돌하여 발광시키는 것에 의하여 소정의 영상 표시가 이루어진다.In the field emission display device configured as described above, when a predetermined driving voltage is applied to the cathode electrode and the gate electrode, and a positive voltage of several hundred to several thousand volts is applied to the anode electrode, the voltage difference between the cathode electrode and the gate electrode is determined by the voltage difference. An electric field is formed around the emitter, whereby electrons are emitted, and the emitted electrons move toward the anode electrode to which a high voltage is applied, and impinge on the corresponding fluorescent film to emit a predetermined image display.

그리고 종래 전계 방출 표시장치에 있어서, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에는 다수의 스페이서가 장착되어 진공용기에 가해지는 압력에 대응하여 제1기판 및 제2기판의 간격을 일정하게 유지하도록 구성하고, 상기 에미터에서 방출되는 전자빔의 집속 성능을 높이기 위하여 다수의 빔통과공이 소정의 간격으로 형성된 메시(mesh)형태의 그리드 플레이트를 설치한다.In the conventional field emission display device, a plurality of spacers are mounted between the first substrate and the second substrate to maintain a constant distance between the first substrate and the second substrate in response to the pressure applied to the vacuum container. In order to increase the focusing performance of the electron beam emitted from the emitter, a mesh plate grid plate having a plurality of beam passing holes formed at predetermined intervals is installed.

종래 전계 방출 표시장치의 경우에 상기 제1기판 및 제2기판 사이의 간격(실제적으로는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이의 간격)인 셀갭(cell gap)을 대략 1∼9mm 정도의 범위에서 설정하여 형성한다. In the conventional field emission display device, a cell gap, which is a gap between the first substrate and the second substrate (actually, a gap between an anode electrode and a cathode electrode), is formed by setting a cell gap in a range of about 1 to 9 mm. do.                         

그러나 종래 전계 방출 표시장치에 있어서는 셀갭에 따른 각 전극 사이의 간격에 대한 적절한 범위가 정해지지 않았다. 따라서 캐소드 전극과 그리드 플레이트 사이의 간격이 좁은 경우에는 단락이 발생하여 캐소드 전극이 손상되고, 넓은 경우에는 그리드 플레이트 하단에서의 빔퍼짐이 심해지는 문제가 발생한다. 또 애노드 전극과 그리드 플레이트 사이의 간격이 좁은 경우에는 다이오드에미션(Diode emission)에 의해 원하지 않는 캐소드 전극(에미터)에서의 전자 방출이 발생하고, 넓은 경우에는 그리드 플레이트 상단에서의 빔퍼짐이 심해지는 문제가 발생한다.However, in the conventional field emission display, an appropriate range for the gap between the electrodes according to the cell gap has not been determined. Accordingly, when the gap between the cathode electrode and the grid plate is narrow, a short circuit occurs and the cathode electrode is damaged, and when the gap is wide, beam spreading at the bottom of the grid plate becomes severe. In addition, when the gap between the anode electrode and the grid plate is narrow, electron emission from the undesired cathode electrode (emitter) occurs due to diode emission, and in the wide case, the beam spreading on the grid plate becomes severe. Causes a problem.

상기에서 빔퍼짐이 발생하면 타색발광이 발생할 가능성이 높다.When the beam spreading occurs, it is highly likely that other color emission occurs.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적절한 범위의 애노드 전극과 그리드 플레이트 사이의 간격 및 캐소드 전극과 그리드 플레이트의 간격을 설정하여 빔퍼짐을 최소화하고 타색발광을 방지하여 고품위의 화면 품질을 얻을 수 있는 전계 발광 표시장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, by setting the distance between the anode electrode and the grid plate and the distance between the cathode electrode and the grid plate of the appropriate range to minimize the beam spreading and prevent other colors emission high-quality screen An object of the present invention is to provide an electroluminescent display device capable of obtaining quality.

본 발명이 제안하는 전계 방출 표시장치는 그리드 플레이트와 애노드 전극 사이의 간격을 셀갭의 대략 85∼95% 정도의 범위에서 설정하고, 그리드 플레이트와 캐소드 전극 사이의 간격을 셀갭의 대략 5∼15% 정도의 범위에서 설정하여 이루어진다.In the field emission display proposed by the present invention, the distance between the grid plate and the anode electrode is set in the range of about 85 to 95% of the cell gap, and the distance between the grid plate and the cathode electrode is about 5 to 15% of the cell gap. This is done by setting in the range of.

상기에서 셀갭(cell gap)은 제1기판에 형성되는 캐소드 전극과 제2기판에 형성되는 애노드 전극 사이의 간격을 의미하며 애노드 전극에 인가되는 전압의 세기 에 따라 소정의 간격으로 설정한다.The cell gap means a gap between the cathode electrode formed on the first substrate and the anode electrode formed on the second substrate and is set at a predetermined interval according to the strength of the voltage applied to the anode electrode.

상기 제2기판에 형성되는 애노드 전극에 인가되는 전압의 세기는 수∼수십kV로 설정하며, 셀갭은 1∼5mm 정도의 범위에서 설정한다.The intensity of the voltage applied to the anode electrode formed on the second substrate is set to several to several tens of kV, and the cell gap is set to a range of about 1 to 5 mm.

다음으로 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of the field emission display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

먼저 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 일실시예는 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판(20) 및 제2기판(22)과, 상기 제1기판(20) 상에 절연층(25)을 사이에 두고 서로 교차하는 패턴으로 형성되는 게이트 전극(24) 및 캐소드 전극(26)과, 상기 게이트 전극(24)과 교차하는 부분의 캐소드 전극(26) 위에 형성되는 에미터(28)와, 상기 제2기판(22) 상에 형성되는 애노드 전극(32)과, 상기 애노드 전극(32)의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막(34)과, 상기 제2기판(22)의 형광막(34) 사이에 형성되는 블랙매트릭스(50)와, 상기 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이에 설치되고 다수의 빔통과공(42)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트(40)를 포함하여 이루어진다.First, an embodiment of the field emission display device according to the present invention includes the first substrate 20 and the second substrate 22 disposed to face each other at a predetermined interval, as shown in FIGS. The gate electrode 24 and the cathode electrode 26 formed in the pattern which crosses each other on the board | substrate 20 with the insulating layer 25 interposed therebetween, and the cathode electrode 26 of the part which cross | intersects the said gate electrode 24 is carried out. ) An emitter 28 formed on the anode, an anode electrode 32 formed on the second substrate 22, a fluorescent film 34 formed in a predetermined pattern on one surface of the anode electrode 32, and In addition, a black matrix 50 formed between the fluorescent film 34 of the second substrate 22 and a plurality of beam passing holes 42 are disposed between the first substrate 20 and the second substrate 22. ) Includes a grid plate 40 formed by being arranged in a predetermined pattern.

상기 게이트 전극(24) 및 캐소드 전극(26)은 스트라이프 패턴으로 형성하며, 서로 직교하는 방향으로 배열하여 형성한다. 예를 들면 상기 게이트 전극(24)은 도 1의 Y축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성하고, 상기 캐소드 전극(26)은 도 1의 X축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성한다.The gate electrode 24 and the cathode electrode 26 are formed in a stripe pattern and arranged in a direction perpendicular to each other. For example, the gate electrode 24 is formed in a stripe pattern along the Y-axis direction of FIG. 1, and the cathode electrode 26 is formed in a stripe pattern along the X-axis direction of FIG. 1.

상기 게이트 전극(24) 및 캐소드 전극(26)의 사이에는 제1기판(20)의 전체 면적에 걸쳐서 절연층(25)을 형성한다. An insulating layer 25 is formed between the gate electrode 24 and the cathode electrode 26 over the entire area of the first substrate 20.                     

상기 게이트 전극(24)과 캐소드 전극(26)이 교차하는 영역마다 캐소드 전극(26)의 한쪽 가장자리에 전자 방출원인 상기 에미터(28)를 형성한다.The emitter 28, which is an electron emission source, is formed at one edge of the cathode electrode 26 at each intersection of the gate electrode 24 and the cathode electrode 26.

상기 에미터(28)는 균일한 두께로 형성되는 면전자원으로서, 대략 10∼100V정도의 저전압 구동조건에서 전자를 양호하게 방출하는 카본계 물질을 이용하여 형성한다.The emitter 28 is a planar electron source having a uniform thickness, and is formed using a carbon-based material that emits electrons well under low voltage driving conditions of about 10 to 100V.

상기 에미터(28)를 형성하는 카본계 물질로는 그라파이트(graphite), 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Liked Carbon), 카본 나노튜브(CNT;Carbon Nanotube), C60(fulleren) 등에서 선정하여 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용 가능하다. 특히 카본 나노튜브는 끝단의 곡률 반경이 수∼수십nm 정도로 극히 미세하여 1∼10V/㎛ 정도의 낮은 전계에서도 전자를 양호하게 방출하므로 이상적인 전자 방출원으로 알려져 있다.The carbon-based material forming the emitter 28 is selected from graphite, diamond, diamond like carbon (DLC), carbon nanotube (CNT), C 60 (fulleren), and the like. It can be used individually or in combination of 2 or more types. In particular, carbon nanotubes are known to be ideal electron emission sources because the radius of curvature of the ends is extremely fine, such as several to several tens of nm, and thus emits electrons well even at low electric fields of about 1 to 10 V / μm.

상기에서는 에미터(28)를 카본계 물질을 이용한 면전자원으로 형성하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 콘(cone)형이나 웨지(wedge)형, 박막필름에지(thin film edge)형 등 다양한 형상의 에미터를 적용하는 것도 가능하다.Although the emitter 28 has been described as being formed of a surface electron source using a carbon-based material, the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited thereto, but may be a cone, wedge, or thin film edge. It is also possible to apply emitters of various shapes such as shapes.

또 상기에서는 제1기판(20)에 게이트 전극(24)을 형성하고 그 위에 절연층(25)을 사이에 두고 캐소드 전극(26)을 형성하는 것으로 설명하였지만, 제1기판(20)에 캐소드 전극(26)을 형성하고 그 위에 절연층을 사이에 두고 게이트 전극(24)을 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 캐소드 전극(26)과 게이트 전극(24)의 교차영역에 게이트 전극(24)과 절연층(25)을 관통하는 홀을 형성하고, 이 홀에 의해 노출된 캐소드 전극(26) 표면에 에미터(28)를 형성한다.In the above description, the gate electrode 24 is formed on the first substrate 20, and the cathode electrode 26 is formed on the first substrate 20 with the insulating layer 25 therebetween. However, the cathode electrode is formed on the first substrate 20. It is also possible to form the gate electrode 24 with the insulating layer 26 formed therebetween. In this case, a hole penetrating the gate electrode 24 and the insulating layer 25 is formed at the intersection of the cathode electrode 26 and the gate electrode 24, and the hole is exposed to the surface of the cathode electrode 26 exposed by the hole. Emitter 28 is formed.

그리고 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 이웃하는 상기 캐소드 전극(26) 사이에 각각의 에미터(28)와 소정의 간격을 두고 게이트 전극(24)의 전계를 절연층(25) 위로 끌어올리기 위하여 대향 전극(30)을 형성하는 것도 가능하다.In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the field emission display device according to the present invention has a gate electrode having a predetermined distance from each emitter 28 between the adjacent cathode electrodes 26. It is also possible to form the counter electrode 30 to raise the electric field of 24 over the insulating layer 25.

상기 대향 전극(30)은 절연층(25)에 형성되는 비어홀(via hole)(31)을 통하여 게이트 전극(24)과 접촉하여 전기적으로 연결되므로, 게이트 전극(24)에 소정이 구동전압이 인가되어 에미터(28)와의 사이에 전자 방출을 위한 전계를 형성할 때에, 게이트 전극(24)의 전압을 에미터(28) 주위로 끌어올려 에미터(28)에 보다 강한 전계가 인가되도록 하여 에미터(28)로부터 양호하게 전자가 방출되도록 하는 역할을 한다.Since the counter electrode 30 is electrically connected to the gate electrode 24 through a via hole 31 formed in the insulating layer 25, a predetermined driving voltage is applied to the gate electrode 24. To form an electric field for electron emission with the emitter 28, the voltage of the gate electrode 24 is raised around the emitter 28 so that a stronger electric field is applied to the emitter 28 so that the emitter 28 It serves to ensure good electron emission from the rotor 28.

상기 제2기판(22)에 형성되는 애노드 전극(32)은 ITO 박막 등과 같이 광투과율이 우수한 투명전극으로 형성한다.The anode electrode 32 formed on the second substrate 22 is formed of a transparent electrode having excellent light transmittance, such as an ITO thin film.

상기 제2기판(22)에 형성되는 형광막(34)은 게이트 전극(24) 방향(도 1에서 Y축 방향)을 따라 적색(R) 형광막(34R), 녹색(G) 형광막(34G), 청색(B) 형광막(34B)을 소정의 간격을 두고 차례로 교대로 배열하여 이루어진다.The fluorescent film 34 formed on the second substrate 22 has a red (R) fluorescent film 34R and a green (G) fluorescent film 34G along the gate electrode 24 direction (the Y-axis direction in FIG. 1). ), And the blue (B) fluorescent film 34B is alternately arranged one after the other at a predetermined interval.

또 상기 각각의 형광막(34R), (34G), (34B) 사이에는 콘트라스트 향상을 위하여 블랙매트릭스(50)를 형성한다.In addition, a black matrix 50 is formed between the respective fluorescent films 34R, 34G, and 34B to improve contrast.

상기 형광막(34)과 블랙매트릭스(50)는 스트라이프 패턴으로 형성하는 것도 가능하고, 매트릭스 패턴으로 형성하는 것도 가능하며, 픽셀 단위 또는 도트 단위로 닫힌 다각형이나 원형, 타원형 등의 다양한 패턴으로 형성하는 것도 가능하다.The fluorescent film 34 and the black matrix 50 may be formed in a stripe pattern, may be formed in a matrix pattern, and may be formed in various patterns such as a closed polygon, a circle, an oval, or the like by a pixel unit or a dot unit. It is also possible.

그리고 상기 형광막(34R), (34G), (34B)과 블랙매트릭스(50) 위에는 알루미늄 등으로 이루어지는 금속박막층(36)을 형성하는 것도 가능하다. 상기 금속박막층(36)은 내전압특성과 휘도향상에 도움을 준다.It is also possible to form a metal thin film layer 36 made of aluminum or the like on the fluorescent films 34R, 34G, 34B and the black matrix 50. The metal thin film layer 36 helps to improve withstand voltage characteristics and brightness.

상기와 같이 구성되는 제1기판(20)과 제2기판(22)은 캐소드 전극(26)과 형광막(34)이 직교하도록 마주한 상태에서 소정의 간격을 두고 실링물질(밀봉재)에 의해 접합되며, 그 사이에 형성되는 내부 공간은 배기시켜 진공상태를 유지한다.The first substrate 20 and the second substrate 22 configured as described above are bonded by a sealing material (sealing material) at predetermined intervals in a state where the cathode electrode 26 and the fluorescent film 34 face each other at right angles. The internal spaces formed therebetween are evacuated to maintain a vacuum.

그리고 제1기판(20)과 제2기판(22)의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 스페이서(38)를 제1기판(20)과 제2기판(22)의 사이에 소정의 간격으로 배열하여 설치한다. 상기 스페이서(38)는 화소의 위치 및 전자빔의 경로를 피하여 설치하는 것이 바람직하다.In order to maintain a constant distance between the first substrate 20 and the second substrate 22, the spacers 38 are arranged in a predetermined interval between the first substrate 20 and the second substrate 22. do. The spacer 38 is preferably provided to avoid the position of the pixel and the path of the electron beam.

또 상기 스페이서(38)는 상기 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이에 설치되는 그리드 플레이트(40)를 지지하는 역할도 담당한다.In addition, the spacer 38 also plays a role of supporting the grid plate 40 installed between the first substrate 20 and the second substrate 22.

그리고 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 스페이서(38)에 의하여 유지되는 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이의 간격인 셀갭(G)을 소정의 범위로 설정한다.One embodiment of the field emission display according to the present invention is a distance between the first substrate 20 and the second substrate 22 held by the spacer 38 as shown in FIGS. 1 and 2. The cell gap G is set to a predetermined range.

상기에서 셀갭(cell gap)은 제1기판(20)에 형성되는 캐소드 전극(26)과 제2기판(22)에 형성되는 애노드 전극(32) 사이의 간격을 의미하며 주로 애노드 전극(32)에 인가되는 전압의 세기에 따라 그 간격을 결정한다. The cell gap refers to a gap between the cathode electrode 26 formed on the first substrate 20 and the anode electrode 32 formed on the second substrate 22 and mainly on the anode electrode 32. The spacing is determined by the strength of the applied voltage.                     

상기 제2기판(22)에 형성되는 애노드 전극(32)에는 수∼수십kV의 전압을 인가하므로, 상기 셀갭(G)은 대략 1∼5mm 정도의 범위에서 설정한다. 이 때 상기 그리드 플레이트(40)에는 대략 수십V의 전압을 인가한다.Since a voltage of several to several tens of kV is applied to the anode electrode 32 formed on the second substrate 22, the cell gap G is set in a range of approximately 1 to 5 mm. At this time, a voltage of approximately tens of volts is applied to the grid plate 40.

바람직하게는 상기 애노드 전극(32)에 4∼10kV의 전압을 인가하며, 상기 셀갭(G)은 대략 1∼2mm 정도의 범위에서 설정한다.Preferably, a voltage of 4 to 10 kV is applied to the anode electrode 32, and the cell gap G is set in a range of about 1 to 2 mm.

상기에서 셀갭(G)을 애노드 전극(32)에 인가하는 전압의 세기에 비하여 지나치게 크게 설정하면 전자빔이 충분한 가속도록 형광막에 충돌하지 않으므로 휘도가 낮아진다. 또 상기 셀갭(G)을 애노드 전극(32)에 인가하는 전압의 세기에 비하여 지나치게 작게 설정하면 애노드 전극(32)에 인가된 전압에 의한 전계가 캐소드 전극(26) 및 에미터(28)에 영향을 주어 원하지 않는 에미터(28)에서 전자빔이 방출되게 되고 타색발광의 원인이 되고, 애노드 전극(28)에 인가된 전압이 게이트 전극(24) 및/또는 캐소드 전극(26)쪽으로 누설 또는 방전되어 게이트 전극(24) 및 캐소드 전극(26)을 손상시킬 위험이 크게 증대된다.If the cell gap G is set too large as compared with the intensity of the voltage applied to the anode electrode 32, the luminance is lowered since the electron beam does not collide with the fluorescent film so as to accelerate sufficiently. In addition, if the cell gap G is set too small compared with the strength of the voltage applied to the anode electrode 32, the electric field due to the voltage applied to the anode electrode 32 affects the cathode electrode 26 and the emitter 28. Electron beam is emitted from the unwanted emitter 28 and causes light emission, and the voltage applied to the anode electrode 28 is leaked or discharged toward the gate electrode 24 and / or the cathode electrode 26. The risk of damaging the gate electrode 24 and the cathode electrode 26 is greatly increased.

따라서 예를 들면 상기 애노드 전극(32)에 4kV의 전압을 인가하는 경우에는 상기 셀갭(G)을 대략 1∼1.2mm 정도의 범위에서 설정하고, 상기 애노드 전극(32)에 10kV의 전압을 인가하는 경우에는 상기 셀갭(G)을 대략 1.5∼2mm 정도의 범위에서 설정한다.Therefore, for example, when applying a voltage of 4 kV to the anode electrode 32, the cell gap G is set in a range of about 1 to 1.2 mm, and a voltage of 10 kV is applied to the anode electrode 32. In this case, the cell gap G is set in a range of approximately 1.5 to 2 mm.

그리고 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 일실시예는 상기 그리드 플레이트(40)와 애노드 전극(32) 사이의 간격(A)을 셀갭(G)의 대략 85∼95% 정도의 범위에서 설정하고, 그리드 플레이트(40)와 캐소드 전극(26) 사이의 간격(B)을 셀갭(G)의 대략 5∼15% 정도의 범위에서 설정하여 이루어진다.According to an embodiment of the field emission display device according to the present invention, the distance A between the grid plate 40 and the anode electrode 32 is set in the range of about 85 to 95% of the cell gap G. The gap B between the grid plate 40 and the cathode electrode 26 is set in the range of approximately 5 to 15% of the cell gap G.

상기에서 셀갭(G)을 1∼5mm의 범위에서 설정하는 경우에는 상기 그리드 플레이트(40)와 애노드 전극(32) 사이의 간격(A)은 0.85∼4.75mm의 범위에서 설정하며, 바람직하게는 0.9∼4.5mm의 범위에서 설정한다. 또 상기 그리드 플레이트(40)와 캐소드 전극(26) 사이의 간격(B)은 0.05∼0.75mm의 범위에서 설정하며, 바람직하게는 0.1∼0.5mm의 범위에서 설정한다.When the cell gap G is set in the range of 1 to 5 mm, the distance A between the grid plate 40 and the anode electrode 32 is set in the range of 0.85 to 4.75 mm, preferably 0.9. Set within the range of ˜4.5 mm. The distance B between the grid plate 40 and the cathode electrode 26 is set in the range of 0.05 to 0.75 mm, preferably in the range of 0.1 to 0.5 mm.

또 상기 셀갭(G)을 1∼2mm의 범위에서 설정하는 경우에는 상기 그리드 플레이트(40)와 애노드 전극(32) 사이의 간격(A)은 0.85∼1.9mm의 범위에서 설정하며, 상기 그리드 플레이트(40)와 캐소드 전극(26) 사이의 간격(B)은 0.05∼0.3mm의 범위에서 설정한다.When the cell gap G is set within the range of 1 to 2 mm, the distance A between the grid plate 40 and the anode electrode 32 is set within the range of 0.85 to 1.9 mm, and the grid plate ( The distance B between the 40 and the cathode electrode 26 is set in the range of 0.05 to 0.3 mm.

상기에서 그리드 플레이트(40)와 애노드 전극(32) 사이의 간격(A)이 지나치게 작으면 다이오드에미션(Diode emission)에 의해 원하지 않는 에미터(28)에서 전자 방출이 이루어져 타색발광이 발생할 가능성이 높다. 또 그리드 플레이트(40)와 애노드 전극(32) 사이의 간격(A)이 지나치게 크면 그리드 플레이트(40)를 통과한 전자빔의 가속력이 저하되어 그리드 플레이트(40) 상단에서의 빔퍼짐이 심해진다. 이와 같이 그리드 플레이트(40) 상단에서의 빔퍼짐이 심해지면, 전자빔이 원하지 않는 형광체에 충돌하여 타색발광 및 색순도 저하가 발생한다.In the above, when the distance A between the grid plate 40 and the anode electrode 32 is too small, electron emission may occur at the emitter 28 which is not desired due to diode emission, which may cause the emission of other colors. high. In addition, when the distance A between the grid plate 40 and the anode electrode 32 is too large, the acceleration force of the electron beam passing through the grid plate 40 is lowered, and the beam spreading at the upper end of the grid plate 40 becomes severe. As the beam spreads on the upper end of the grid plate 40 in this manner, the electron beam collides with an undesired phosphor, and the other color emission and color purity decrease.

또 상기에서 그리드 플레이트(40)와 캐소드 전극(26) 사이의 간격(B)이 지나치게 작으면 캐소드 전극(26)과 그리드 플레이트(40) 사이에 단락이 발생할 가능성이 높아 이로 인한 캐소드 전극(26)의 손상이 발생할 우려가 있다. 또 상기 그리 드 플레이트(40)와 캐소드 전극(26) 사이의 간격(B)이 지나치게 크면 그리드 플레이트(40)를 통과하기 전의 전자빔의 가속력이 저하되어 그리드 플레이트(40) 하단에서의 빔퍼짐이 심해진다. 이와 같이 그리드 플레이트(40) 하단에서의 빔퍼짐이 심해지면, 전자빔이 이웃하는 다른 빔통과구멍(42)을 통과하여 다른 형광체에 충돌하여 타색발광 및 색순도 저하가 발생한다.In addition, when the distance B between the grid plate 40 and the cathode electrode 26 is too small, a short circuit may occur between the cathode electrode 26 and the grid plate 40, which causes the cathode electrode 26. May cause damage. In addition, if the distance B between the grid plate 40 and the cathode electrode 26 is too large, the acceleration force of the electron beam before passing through the grid plate 40 is reduced, resulting in severe beam spreading at the bottom of the grid plate 40. Lose. When the beam spreads at the lower end of the grid plate 40 in this manner, the electron beam passes through another beam passing hole 42 adjacent to the other phosphors to generate other colors and deteriorate color purity.

상기와 같은 범위에서 설정되는 본 발명에 따른 셀갭(G), 그리드 플레이트(40)와 애노드 전극(32) 사이의 간격(A), 그리드 플레이트(40)와 캐소드 전극(26) 사이의 간격(B)은 전자빔의 방출과 진행경로에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 다양한 조합으로 각각의 값을 설정하여 이에 대한 반복적인 실험을 행하여 가장 바람직한 범위를 얻은 것이다.The cell gap G according to the present invention set in the above range, the gap A between the grid plate 40 and the anode electrode 32, and the gap B between the grid plate 40 and the cathode electrode 26. ) Is a computer simulation of the emission and propagation path of the electron beam, and each value is set in various combinations and repeated experiments are obtained to obtain the most desirable range.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 다른 전계 방출 표시장치의 작동과정을 설명한다.Next, an operation process of the field emission display device according to the present invention configured as described above will be described.

먼저 외부로부터 게이트 전극(24), 캐소드 전극(26), 그리드 플레이트(40), 애노드 전극(32)에 소정의 전압을 인가하여 구동시킨다. 이 때 각 전극에 인가하는 전압은 예를 들면 게이트 전극(24)에는 수∼수십V의 (+)전압, 캐소드 전극(26)에는 수∼수십V의 (-)전압, 그리드 플레이트(40)에는 수십∼수백V의 (+)전압, 애노드 전극(32)에는 수백∼수천V의 (+)전압으로 설정한다.First, a predetermined voltage is applied to the gate electrode 24, the cathode electrode 26, the grid plate 40, and the anode electrode 32 from the outside. At this time, the voltage applied to each electrode is, for example, a positive voltage of several to several tens of volts to the gate electrode 24, a negative voltage of several to several tens of volts to the cathode electrode 26, and a grid plate 40. Positive voltages of several tens to hundreds of volts and anode electrodes 32 are set to positive voltages of several hundreds to thousands of volts.

상기와 같이 각 전극에 전압이 인가되면, 게이트 전극(24)과 캐소드 전극(26)의 전압 차에 의하여 에미터(28) 주위에 전계가 형성되어 에미터(28)로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자는 그리드 플레이트(40)에 인가된 (+)전압에 이끌 려 제2기판(22)쪽으로 향하면서 그리드 플레이트(40)의 빔통과공(42)을 통과한 다음, 애노드 전극(32)에 인가된 고전압에 이끌려 해당 화소의 형광막(34)에 충돌하여 발광시키는 것에 의하여 소정의 영상을 구현한다.When a voltage is applied to each electrode as described above, an electric field is formed around the emitter 28 due to the voltage difference between the gate electrode 24 and the cathode electrode 26, and electrons are emitted from the emitter 28. The electrons are led by the positive voltage applied to the grid plate 40 to the second substrate 22 and pass through the beam through hole 42 of the grid plate 40 and then to the anode electrode 32. A predetermined image is realized by being driven by the applied high voltage to emit light by colliding with the fluorescent film 34 of the pixel.

상기에서는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of the field emission display device according to the present invention has been described. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. This also belongs to the scope of the present invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치에 의하면, 애노드 전극에 인가되는 전압의 세기에 따라 적절한 크기로 셀갭을 설정하는 것이 가능하므로, 방출되는 전자들에 의한 단락을 방지할 수 있는 거리를 유지하면서 에미터에서 방출되는 전자빔의 가속도를 충분하게 확보하여 휘도의 향상을 얻을 수 있으며, 방출된 전자빔이 인접한 빔통과공을 통과함에 따른 타색발광을 방지하는 것이 가능하다.According to the field emission display device according to the present invention as described above, it is possible to set the cell gap to an appropriate size in accordance with the strength of the voltage applied to the anode electrode, it is possible to prevent the short circuit caused by the electrons emitted While maintaining a sufficient acceleration of the electron beam emitted from the emitter, it is possible to obtain an improvement in luminance, and it is possible to prevent other color emission as the emitted electron beam passes through an adjacent beam passing hole.

또 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치에 의하면, 그리드 플레이트와 애노드 전극 사이의 간격을 적절하게 유지하므로, 그리드 플레이트의 빔통과공을 통과한 전자빔의 빔퍼짐을 감소시켜 전자빔의 경로변화에 의한 타색발광 및 색순도저하를 최소화하는 것이 가능하고, 전자의 가속 및 전극 사이의 내전압특성을 유지하는 것이 가능하다.In addition, according to the field emission display device according to the present invention, the distance between the grid plate and the anode electrode is properly maintained, so that the beam spreading of the electron beam passing through the beam through hole of the grid plate is reduced, resulting in different light emission by changing the path of the electron beam. And it is possible to minimize the color purity deterioration, and to maintain the acceleration of the electrons and the withstand voltage characteristics between the electrodes.

그리고 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치에 의하면, 그리드 플레이트와 캐 소드 전극 사이의 간격을 적절하게 유지하므로, 캐소드 전극과 그리드 플레이트 사이의 단락을 방지하는 것이 가능하고, 에미터에서 방출된 초기 전자빔의 빔퍼짐현상을 감소시켜 다른 빔통과구멍을 통과하여 타색발광을 일으키는 것을 최소화하는 것이 가능하다.In addition, according to the field emission display device according to the present invention, since the distance between the grid plate and the cathode electrode is properly maintained, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the grid plate and to prevent the initial electron beam emitted from the emitter. It is possible to reduce the beam spreading phenomena to minimize passing through other beam through holes, resulting in light emission.

Claims (4)

소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판;A first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval; 상기 제1기판 상에 절연층을 사이에 두고 서로 교차하는 패턴으로 형성되는 게이트 전극 및 캐소드 전극; A gate electrode and a cathode electrode formed in a pattern intersecting each other with an insulating layer interposed therebetween on the first substrate; 상기 게이트 전극과 교차하는 부분의 캐소드 전극 위에 형성되는 에미터;An emitter formed over the cathode electrode of the portion intersecting the gate electrode; 상기 제2기판 상에 형성되는 애노드 전극;An anode electrode formed on the second substrate; 상기 애노드 전극의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막; 및 A fluorescent film formed on one surface of the anode in a predetermined pattern; And 상기 제1기판과 제2기판 사이에 설치되고 다수의 빔통과공이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 그리드 플레이트A grid plate installed between the first substrate and the second substrate and formed with a plurality of beam through holes arranged in a predetermined pattern. 를 포함하고,Including, 상기 그리드 플레이트와 상기 애노드 전극 사이의 간격을 셀갭의 85∼95%의 범위에서 설정하고,The interval between the grid plate and the anode electrode is set in the range of 85 to 95% of the cell gap; 상기 그리드 플레이트와 상기 캐소드 전극 사이의 간격을 셀갭의 5∼15%의 범위에서 설정하는 전계 방출 표시장치.And a distance between the grid plate and the cathode electrode in a range of 5 to 15% of a cell gap. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 셀갭은 캐소드 전극과 애노드 전극 사이의 간격을 의미하며 애노드 전극에 인가되는 전압의 세기에 따라 1∼2mm의 범위에서 설정하는 전계 방출 표시장치.The cell gap means a gap between a cathode electrode and an anode electrode and is set in the range of 1 to 2 mm according to the intensity of the voltage applied to the anode electrode. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 그리드 플레이트와 애노드 전극 사이의 간격은 0.85∼1.9mm의 범위에서 설정하는 전계 방출 표시장치.And a distance between the grid plate and the anode electrode in a range of 0.85 to 1.9 mm. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 그리드 플레이트와 캐소드 전극 사이의 간격은 0.05∼0.3mm의 범위에서 설정하는 전계 방출 표시장치.And a distance between the grid plate and the cathode electrode in a range of 0.05 to 0.3 mm.
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