KR101151600B1 - Field emission device(fed) including carbon nanotube field emitter having a high electron emission - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A field emission apparatus is provided to improve light use efficiency by emitting electrons of large amount amplifying a second field emission device and to improve lifetime characteristics of a carbon nano tube electrode. CONSTITUTION: A pair of gate electrodes(12) is formed on a first substrate. A cathode(13) is formed in the inner side of the first substrate. A second field emission device(20) is composed of a second substrate(21), a gate electrode(22), and a second emitter. A top substrate is formed on an anode electrode. The second emitter is composed of an electric field reinforcement layer and an electronic amplifier layer. The electric field reinforcement layer comprises a carbon nano tube.

Description

고전자 방출 탄소나노튜브 전계방출소자를 포함하는 전계방출장치. {Field emission device(FED) including carbon nanotube field emitter having a high electron emission}A field emission device comprising a high electron emission carbon nanotube field emission device. {Field emission device (FED) including carbon nanotube field emitter having a high electron emission}

본 발명은 고전자 방출 탄소나노튜브를 포함하는 전계방출소자를 사용한 전계방출장치에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 제1전계방출소자에서 공급된 1차전자를 증폭시켜 2차 전자를 방출시키는 고전자 방출 탄소나노튜브를 포함하는 제2전계방출소자, 및 형광체층 및 애노드 전극이 형성된 상부기판을 포함하는 전계방출장치에 관한 발명이다.The present invention relates to a field emission device using a field emission device comprising a high electron emission carbon nanotube, more specifically, to amplify the primary electrons supplied from the first field emission device to emit secondary electrons. A field emission device including a second field emission device including an electron emission carbon nanotube, and an upper substrate on which a phosphor layer and an anode electrode are formed.

전계방출소자(field emission device)는 캐소드전극 상에 형성된 에미터로부터 전자들을 방출시키고, 이 전자들이 애노드전극 상에 형성된 형광체층에 충돌함으로써 가시광을 발생시키는 장치이다. 이러한 전계방출소자는 전계방출을 이용하여 화상을 형성하는 전계방출 표시소자(field emission display device)나 액정 표시장치의 전계방출형 백라이트 유닛 등에 적용될 수 있다. 특히, 고전류를 요구하는 X-ray 용 전자원으로 적용될 수 있다.A field emission device is a device that emits electrons from an emitter formed on a cathode electrode and generates visible light by impinging these electrons on a phosphor layer formed on the anode electrode. The field emission device may be applied to a field emission display device for forming an image by using field emission or a field emission backlight unit of a liquid crystal display. In particular, it can be applied as an electron source for X-ray that requires a high current.

이러한 전계방출소자는 그 구조에 따라 MIM(Metal Insulator Metal)형 전계방출소자, FEA(Field Emitter Array)형 전계방출소자, SCE(Surface Conduction Emitter)형 전계방출소자, 및 MIS (Metal Insulator Semiconductor)형 전계방출소자, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 전계방출소자 등으로 나눌 수 있다. Such field emission devices are MIM (Metal Insulator Metal) field emission devices, FEM (Field Emitter Array) field emission devices, SCE (Surface Conduction Emitter) field emission devices, and MIS (Metal Insulator Semiconductor) types. It can be divided into field emission device, BSE (Ballistic electron Surface Emitting) field emission device.

종래 전계방출소자는 단순히 UV에 의해 전자를 방출하는 성질이 있는 알칼리할라이드(alkali halide)물질을(그 중 CsI가 대표적이다) 단순히 이용함으로써, 미약한 전류를 발생한다. 이러한 미약한 전류를 증폭하기 위한 마이크로 채널 플레이트(MCP, PMT등)나 전기회로를 이용한 증폭기 등이 필요로 함으로써, 부가적인 기기의 사용이 필요하였다.The conventional field emission device generates a weak current by simply using an alkali halide material (of which CsI is representative) that has a property of emitting electrons by UV. As a need for a micro channel plate (MCP, PMT, etc.) or an amplifier using an electric circuit to amplify such a weak current, the use of additional equipment was required.

또한, 상기 이외에도 전자들을 방출시키는 에미터로서 종래에는 몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 이루어진 마이크로 팁이 많이 사용되었으나, 최근에는 탄소나노튜브(CNTs; Carbon NanoTubes)가 주로 사용되고 있다. 탄소나노튜브를 에미터로 사용하는 전계방출소자는 넓은 시야각, 높은 해상도, 저전력 및 온도 안정성 등에 있어서 장점을 가지므로, 자동차 항법(car navigation) 장치, 전자적 영상장치의 뷰 파인더(view finder) 등의 다양한 분야에 이용 가능성이 있다. 특히, 개인용 컴퓨터, PDA(Personal Data Assistants) 단말기, 의료기기, HDTV(High Definition Television) 등에서 대체 디스플레이 장치로서 이용될 수 있다. In addition, in addition to the above, as the emitter for emitting electrons, conventionally, a micro tip made of a metal such as molybdenum (Mo) has been used, but recently, carbon nanotubes (CNTs) are mainly used. Field emitters that use carbon nanotubes as emitters have advantages in wide viewing angles, high resolution, low power, and temperature stability, such as car navigation devices and view finders in electronic imaging devices. There are many applications. In particular, it can be used as an alternative display device in personal computers, personal data assistants (PDAs) terminals, medical devices, high definition televisions (HDTVs), and the like.

이러한 전계방출소자의 과제는 광이용효율을 보다 높이고, 전류 밀도를 보다 향상시키는 것이며, 나아가서는 보다 넓은 응용분야의 확대이다.The problem of the field emission device is to increase the light utilization efficiency, to improve the current density, and to expand the wider field of application.

본 발명의 목적은 광이용효율 및 전류밀도가 우수한 전계방출장치를 제공하기 위함이다.An object of the present invention is to provide a field emission device excellent in light utilization efficiency and current density.

본 발명의 다른 목적은 전계방출소자의 탄소나노튜브 전극의 수명특성 및 전자방출 특성을 크게 향상된 전계방출장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a field emission device that greatly improves the life characteristics and electron emission characteristics of the carbon nanotube electrode of the field emission device.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제1전계방출소자, 제2전계방출소자, 형광체층 및 애노드 전극이 형성된 상부기판을 포함하는 전계방출장치로서, 상기 제2전계방출소자는 제2기판, 게이트전극, 제2에미터로 형성되고, 상기 제2에미터는 전계강화층(23), 전자증폭층을 포함하며, 상기 전계강화층은 탄소나노튜브를 포함하고, 상기 전계강화층상에 전자증폭층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출장치를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a field emission device including an upper substrate on which a first field emission device, a second field emission device, a phosphor layer, and an anode are formed, wherein the second field emission device is a second substrate. And a gate electrode, and a second emitter, wherein the second emitter includes a field strengthening layer 23 and an electron amplification layer, the field strengthening layer including carbon nanotubes, and an electron amplification on the field strengthening layer. It provides a field emission device characterized in that the layer is formed.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 제1전계방출소자는 제1기판, 상기 제1기판의 내면에 형성된 캐소드(cathode), 상기 캐소드 상부에 접합된 제1에미터(emitter), 및 한 쌍의 게이트 전극을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the first field emission device is a first substrate, a cathode (cathode) formed on the inner surface of the first substrate, a first emitter (emitter) bonded to the cathode, and a pair of It includes a gate electrode.

본 발명의 다른 구체예에서, 상기 형광체층 및 애노드 전극이 형성된 상부기판의 애노드 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성되며, 상기 애노드 전극상에는 R, G, B 형광체 또는 이들의 혼합물이 도포되어 형광체층이 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the anode electrode of the upper substrate on which the phosphor layer and the anode electrode are formed is formed of indium tin oxide (ITO), and R, G, B phosphor or a mixture thereof is coated on the anode and the phosphor Layers can be formed.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 또는 다중벽 탄소나노튜브이고, 직경이 1 내지 20nm 이며, 길이가 1 내지 10um인 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, the carbon nanotubes are single-walled or multi-walled carbon nanotubes, the diameter is 1 to 20nm, preferably 1 to 10um in length.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 전자증폭층은 SiO2, MgF2, CaF2, LiF, MgO, Al2O3, ZnO, CaO, SrO, La2O3 , 및 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the electron amplification layer may be composed of SiO 2 , MgF 2 , CaF 2 , LiF, MgO, Al 2 O 3 , ZnO, CaO, SrO, La 2 O 3 , and mixtures thereof. have.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 전자증폭층은 100 내지 1000 nm 인 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, the electron amplification layer is preferably 100 to 1000 nm.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 제1전계방출소자, 제2전계방출소자, 및 애노드 전극에는 각각 제1전압인가수단, 제2전압인가수단, 및 제3전압인가수단이 각각 연결되어 있으며, 상기 제1전압인가수단 및 제2전압인가수단은 100 내지 700eV 의 전압을 인가하며, 상기 제3전압인가수단은 5 kV 내지 50 kV의 전압을 인가하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, a first voltage applying means, a second voltage applying means, and a third voltage applying means are respectively connected to the first field emission device, the second field emission device, and the anode electrode. Preferably, the first voltage applying means and the second voltage applying means apply a voltage of 100 to 700 eV, and the third voltage applying means applies a voltage of 5 kV to 50 kV.

본 발명의 전계방출장치는 제1전계방출소자에 의하여 방출된 소량의 전자를 제2전계방출소자에서 증폭시켜 다량의 전자를 방출할 수 있으므로 광이용효율 및 전류밀도가 우수하다.The field emission device of the present invention is capable of emitting a large amount of electrons by amplifying a small amount of electrons emitted by the first field emission device in the second field emission device, thereby providing excellent light utilization efficiency and current density.

본 발명의 전계방출장치는 전계방출소자의 탄소나노튜브 전극의 수명특성 및 전자방출 특성을 크게 향상시킬 수 있다.The field emission device of the present invention can greatly improve the lifetime characteristics and electron emission characteristics of the carbon nanotube electrode of the field emission device.

도 1은 본 발명에 따른 고전자 방출 탄소나노튜브를 포함하는 전계방출소자 및 이를 포함하는 전계방출장치를 개략적인 모습을 도시한 것이다.
도 2는 코팅두께가 300nm인 전자증폭층에서 관통에너지(penetration energy)에 따라 방출되는 이차전자의 수율(Yield)을 나타낸 그래프이다.1 shows a schematic view of a field emission device including a high electron emission carbon nanotube and a field emission device including the same according to the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating yield of secondary electrons emitted according to penetration energy in an electron amplification layer having a coating thickness of 300 nm.

이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

제1전계방출소자First field emission device

상기 제1전계 방출소자는 종래의 일반적인 전계방출소자로서, 제1기판(10), 상기 제1기판의 내면에 형성된 캐소드(13), 상기 캐소드 상부에 접합된 제1에미터(emitter), 및 한 쌍의 게이트 전극(12)을 포함한다. 상기 전자를 방출하는 제1에미터는, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 또는 카본 나노튜브 등이 사용될 수 있다.The first field emission device is a conventional general field emission device, and includes a first substrate 10, a cathode 13 formed on an inner surface of the first substrate, a first emitter bonded to an upper portion of the cathode, and A pair of gate electrodes 12 are included. As the first emitter emitting electrons, diamond, diamond-like carbon or carbon nanotubes may be used.

상기 제1전계방출소자(10)에서 방출된 제1차 전자는 외부전압이 100 내지 700eV, 바람직하게는 200 내지 500eV의 에너지를 가함으로, 방출되는 전자의 양은 소량에 불과하다. 그러나, 상기 방출된 소량의 1차 전자가 하기 제2전계방출소자(20)로 입사하여 전자를 증폭시키는 것이 본 발명의 특징이므로 상기 제1전계방출소자(10)는 제2전계방출소자(20)로의 전자 공급원으로서의 의미를 가진다.
The primary electrons emitted from the first field emission device 10 have an external voltage of 100 to 700 eV, preferably 200 to 500 eV, so that only a small amount of electrons are emitted. However, since the emitted small amount of primary electrons are incident on the second field emission device 20 to amplify the electrons, the first field emission device 10 may include the second field emission device 20. ) As a source of electrons.

제2전계방출소자Second field emission device

본 발명의 제2전계방출소자(20)는 제2기판, 게이트 전극(22), 제2에미터로 형성되며, 상기 제2에미터는 상기 제2기판상 형성된 국부적 전계집중단부, 즉 물리적으로 뾰족한 단부를 가짐으로서 소정 레벨에서 전계방출이 가능한 다수의 탄소나노튜브를 효율적인 전자 방출을 위한 전계강화층으로 채용하였다. 따라서 제2전계방출소자(20)에 있어서, 상기 탄소나노튜브가 1차 전자공급원으로 이용될 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 위에 2차 전자방출에 의해 1차전자를 증폭하는 전자증폭층이 형성되어 있고, 1차전자의 입사에 의해 증폭된 2차전자가 제2방출소자의 표면으로부터 방출된다. The second field emission device 20 of the present invention is formed of a second substrate, a gate electrode 22, and a second emitter, and the second emitter is a local field concentration end formed on the second substrate, that is, physically pointed. A large number of carbon nanotubes capable of field emission at a predetermined level by having an end portion were employed as an electric field strengthening layer for efficient electron emission. Therefore, in the second field emission device 20, the carbon nanotubes may be used as the primary electron source. An electron amplification layer is formed on the carbon nanotubes to amplify the primary electrons by secondary electron emission, and secondary electrons amplified by the incident of the primary electrons are emitted from the surface of the second emission element.

상기 에미터를 지지하는 재료 즉 기판은 실리콘 기판 및 금속기판이 바람직하며, 전계강화층은 도전성 단일벽 탄소나노튜브(single wall nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi wall nanotube)를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 탄소나노튜브는 직경이 1 내지 20nm 이며, 길이가 1) 내지 10um인 것을 사용하는 것이 높은 종횡비로 인하여 전자방출의 효율성이 우수하다.The material supporting the emitter, that is, the substrate is preferably a silicon substrate and a metal substrate, and the electric field strengthening layer is preferably made of conductive single wall nanotubes or multiwall nanotubes. . The carbon nanotubes having a diameter of 1 to 20 nm and having a length of 1) to 10 μm have excellent electron emission efficiency due to a high aspect ratio.

그리고 2차전자방출을 위한 전자증폭층은 전자증폭계수가 높은 물질 SiO2, MgF2, CaF2, LiF, MgO, Al2O3, ZnO, CaO, SrO, La2O3 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 형성되는 것이 바람직하다. The electron amplification layer for secondary electron emission is selected from the group consisting of materials SiO 2 , MgF 2 , CaF 2 , LiF, MgO, Al 2 O 3 , ZnO, CaO, SrO, La 2 O 3 It is preferably formed of at least one material.

본 발명에서는 상기 탄소나노튜브를 일반적인 전계방출소자, 즉 상기 제1전계방출소자(10)와 같이, 주된 전자 소스(main electron source)로 사용하지 않고, 2차전자 발생을 위한 1차 전자 발생원으로 이용한다. 즉, 상기 전계강화층 위에는 SiO2와 같은 2차 전자방출이 가능한 전자증폭층을 형성하여 제1전자로 부터 초기 전자를 얻고 이를 2차전자방출층(13)에 공급함으로서 다량의 전자를 얻는 전자증폭이 이루어지게 한다. In the present invention, the carbon nanotubes are used as primary electron sources for generating secondary electrons, without using them as main electron sources, such as general field emission devices, that is, the first field emission devices 10. I use it. That is, an electron amplification layer capable of emitting secondary electrons, such as SiO 2 , is formed on the field strengthening layer to obtain initial electrons from the first electrons, and then supply the electrons to the secondary electron emission layer 13 to obtain a large amount of electrons. Allow amplification.

상기 전자증폭층을 탄소나노튜브로 이루어진 전계강화층상에 다층으로 코팅함에 의하여, 상기 전계강화층을 보호할 수 있으며, 이에 따라 탄소나노튜브의 수명특성을 향상시키는 효과를 가져올 수 있다.By coating the electron amplification layer in multiple layers on the field hardening layer made of carbon nanotubes, the field hardening layer can be protected, thereby improving the life characteristics of the carbon nanotubes.

상기 전계강화층에 사용되는 탄소나노튜브의 제조방법은 직접성장, 페이스트, 용액기반 전기영동법, 스프레이법 등의 방법에 의하여 제조 및 형성이 가능하다.The carbon nanotube manufacturing method used in the electric field strengthening layer may be manufactured and formed by a method such as direct growth, paste, solution-based electrophoresis, spraying, or the like.

상기 전자증폭층의 코팅방법으로는 Physical Vapor Deposition (thermal evaporation, e-beam evaporation, sputtering), Chemical Vapor Deposition (Atomic Layer Deposition 등), 및 용액기반 증착 (Hydrothermal Deposition, 전해도금, 무전해 도금) 등이 될 수 있다.Coating methods of the electron amplification layer include physical vapor deposition (thermal evaporation, e-beam evaporation, sputtering), chemical vapor deposition (Atomic Layer Deposition, etc.), solution based deposition (Hydrothermal Deposition, electroplating, electroless plating), etc. This can be

상기 SiO2 등의 전자증폭층은 100 내지 1000nm인 것이 바람직하다. 상기 범위 내의 값을 가질 때 효과적인 광전류의 변화를 얻을 수 있다.SiO 2 It is preferable that electron amplification layers, such as these, are 100-1000 nm. When the value is within the above range, an effective photocurrent change can be obtained.

일예로서, 도 2에서와 같이 본 발명의 전자증폭층의 코팅두께가 300nm인 경우 관통에너지(penetration energy)가 200 내지 250eV로 인가되는 경우 방출되는 이차전자의 수율(Yield)이 최대인 것을 알 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, when the coating thickness of the electron amplification layer of the present invention is 300 nm, the yield of secondary electrons emitted when the penetration energy is applied at 200 to 250 eV is the maximum. have.

상기 전계방출소자를 구성하는 요소의 재료는 전술한 바와 같이 당 분야에서 알려진 범위 내에서 선택될 수 있다.
The material of the elements constituting the field emission device may be selected within the range known in the art as described above.

형광체층Phosphor layer 및  And 애노드Anode (( AnodeAnode ) 전극이 형성된 상부기판) Upper substrate with electrode

제2전계방출소자(20)에서 방출된 전자는 형광체층 및 애노드 전극이 형성된 상부기판으로 입사된다. 본 발명의 전계방출장치의 구동을 위한 애노드 전압과 제1전계방출소자(10)의 게이트 전극(12)의 전압은 DC 인버터 에 의하여 공급된다. 제1전계방출소자(10)의 게이트 전극(12)에 인가된 DC 전압에 의하여 에미터에서 전자가 방출되며, 방출된 전자는 제2전계방출소자(20)를 경유하여 증폭되며, 상기 증폭된 전자는 상기 애노드 전극에 인가된 높은 DC 전압에 의하여 가속되어 형광체 및 금속을 여기, 발광시키게 된다.Electrons emitted from the second field emission device 20 are incident on the upper substrate on which the phosphor layer and the anode electrode are formed. The anode voltage for driving the field emission device of the present invention and the voltage of the gate electrode 12 of the first field emission device 10 are supplied by a DC inverter. Electrons are emitted from the emitter by the DC voltage applied to the gate electrode 12 of the first field emission device 10, and the emitted electrons are amplified via the second field emission device 20, and the amplified electrons are amplified. Electrons are accelerated by the high DC voltage applied to the anode to excite and emit phosphors and metals.

상기 상부기판에는 애노드 전극이 형성되어 있으며, 상기 애노드 전극상에는 형광체층이 도포될 수 있다. 상기 애노드 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명도전층 및 텅스텐과 같은 금속으로 형성됨이 일반적이다. 상기 애노드 전극 상에는 R, G, B 형광체가 일정 비율로 혼합된 형광체층이 도포되거나 텅스텐 같은 X-ray 발생물질이 되는 것이 바람직하다.An anode electrode is formed on the upper substrate, and a phosphor layer may be coated on the anode electrode. The anode electrode is generally formed of a transparent conductive layer such as indium tin oxide (ITO) and a metal such as tungsten. On the anode electrode, it is preferable that a phosphor layer in which R, G, and B phosphors are mixed in a predetermined ratio is applied or an X-ray generating material such as tungsten.

본 발명의 전계방출장치의 구동을 위해 상기 제1전계방출소자(10) 및 제2전계방출소자(20)의 게이트전극(22)에는 DC 전압을 공급하는 제1전압인가수단(14) 및 제2전압인가수단(25)이 각각 연결되어 있으며, 상기 애노드 전극에는 DC 전압을 공급하는 제3전압인가수단(31)이 연결되어 있다. 상기 제1전계방출소자(10) 및 제2전계방출소자(20)에 연결된 제1전압인가수단(14) 및 제2전압인가수단(25)은 100 내지 700eV, 바람직하게는 200 내지 500eV 범위에서 전압을 인가함이 바람직하며, 상기 애노드 전극에 연결된 제3전압인가수단(31)은 5 내지 50kV의 전압을 인가함이 바람직하다.First voltage applying means 14 for supplying a DC voltage to the gate electrode 22 of the first field emission device 10 and the second field emission device 20 for driving the field emission device of the present invention. Two voltage applying means 25 are connected, respectively, and a third voltage applying means 31 for supplying a DC voltage is connected to the anode electrode. The first voltage applying means 14 and the second voltage applying means 25 connected to the first field emission device 10 and the second field emission device 20 are in the range of 100 to 700 eV, preferably 200 to 500 eV. Preferably, a voltage is applied, and the third voltage applying means 31 connected to the anode electrode preferably applies a voltage of 5 to 50 kV.

본 발명의 전계방출장치는 제1전계방출소자(10)에 의하여 방출된 소량의 전자를 제2전계방출소자(20)에서 증폭시켜 다량의 전자를 방출할 수 있으므로 광이용효율 및 전류밀도가 우수하다. 또한 전계방출소자의 탄소나노튜브 전극의 수명특성 및 전자방출 특성을 크게 향상시킬 수 있다. The field emission device of the present invention is capable of emitting a large amount of electrons by amplifying a small amount of electrons emitted by the first field emission device 10 in the second field emission device 20, thereby providing excellent light utilization efficiency and current density. Do. In addition, it is possible to greatly improve the lifetime characteristics and electron emission characteristics of the carbon nanotube electrode of the field emission device.

10 : 제1전계방출소자 11: 제1기판
12 : 게이트 전극 13: 캐소드
14: 제1전압인가수단 20: 제2전계방출소자
21: 제2기판 22: 게이트 전극
23: 전계강화층 24: 전자증폭층
25: 제2전압인가수단 30: 형광체층 및 애노드 전극이 형성된 상부기판 31: 제3전압인가수단10: first field emission device 11: first substrate
12: gate electrode 13: cathode
14: first voltage application means 20: second field emission device
21: second substrate 22: gate electrode
23: electric field strengthening layer 24: electron amplification layer
25: second voltage application means 30: upper substrate on which phosphor layer and anode electrode are formed 31: third voltage application means

Claims (7)

제1기판(11), 제1기판 상에 형성된 한 쌍의 게이트전극(12), 제1기판의 내면에 형성된 캐소드(13), 및 캐소드(13)의 상부에 접합된 제1에미터로 구성되는 제1전계방출소자(10);
제2기판(21), 제2기판 상에 형성된 게이트전극(22), 및 제2기판 상에 형성되며 상기 제1에미터로부터 입사한 전자들을 증폭시키는 제2에미터로 구성되는 제2전계방출소자(20); 및
상기 제2에미터로부터 방출된 전자들이 충돌하는 형광체층이 도포되어 있는 애노드전극이 위에 형성되어 있는 상부기판(30)을 포함하여 구성되는 전계 방출장치로서,
상기 제2에미터는 전계강화층 및 전자증폭층으로 구성되어 있으며, 상기 전계강화층이 탄소나노튜브를 포함하여 이루어지며, 상기 전계강화층 상에 전자증폭층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출장치The first substrate 11, the pair of gate electrodes 12 formed on the first substrate, the cathode 13 formed on the inner surface of the first substrate, and the first emitter bonded to the upper portion of the cathode 13 A first field emission device 10;
A second field emission comprising a second substrate 21, a gate electrode 22 formed on the second substrate, and a second emitter formed on the second substrate and amplifying electrons incident from the first emitter Element 20; And
A field emission device including an upper substrate (30) formed thereon with an anode electrode on which a phosphor layer on which electrons emitted from the second emitter collide is applied.
The second emitter is composed of an electric field strengthening layer and an electron amplification layer, the electric field strengthening layer is formed of carbon nanotubes, the field emission characterized in that the electron amplification layer is formed on the electric field strengthening layer. Device 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 애노드 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 및 텅스텐의 금속으로 형성되며, 상기 애노드 전극 상에는 R, G, B 형광체 또는 이들의 혼합물이 도포되어 형광체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출장치.The method of claim 1, wherein the anode electrode is formed of a metal of indium tin oxide (ITO) and tungsten, R, G, B phosphor or a mixture thereof is coated on the anode electrode to form a phosphor layer Field emitters. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 또는 다중벽 탄소나노튜브이며, 직경이 1 내지 20nm이며, 길이가 1 내지 10um인 것을 특징으로 하는 전계방출장치.The field emission device of claim 1, wherein the carbon nanotubes are single-walled or multi-walled carbon nanotubes, have a diameter of 1 to 20 nm, and a length of 1 to 10 um. 제1항에 있어서, 상기 전자증폭층은 SiO2, MgF2, CaF2, LiF, MgO, Al2O3, ZnO, CaO, SrO, La2O3 , 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전계방출장치.The method of claim 1, wherein the electron amplification layer is selected from the group consisting of SiO 2 , MgF 2 , CaF 2 , LiF, MgO, Al 2 O 3 , ZnO, CaO, SrO, La 2 O 3 , and mixtures thereof. Field emission device, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 전자증폭층은 100 내지 1000nm인 것을 특징으로 하는 전계방출장치.The field emission device of claim 1, wherein the electron amplification layer is in a range of 100 nm to 1000 nm. 제1항에 있어서, 상기 제1전계방출소자, 제2전계방출소자, 및 애노드 전극에는 각각 제1전압인가수단(14), 제2전압인가수단(25), 및 제3전압인가수단(31)이 각각 연결되어 있으며, 상기 제1전압인가수단 및 제2전압인가수단은 100 내지 700eV 의 전압을 인가하며, 상기 제3전압인가수단은 5 내지 50kV의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전계방출장치.



2. The device of claim 1, wherein a first voltage applying means (14), a second voltage applying means (25), and a third voltage applying means (31) are respectively applied to the first field emission device, the second field emission device, and the anode electrode. Are connected to each other, the first voltage applying means and the second voltage applying means apply a voltage of 100 to 700 eV, and the third voltage applying means applies a voltage of 5 to 50 kV. Device.



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