KR19990043831A

KR19990043831A - Field emitter

Info

Publication number: KR19990043831A
Application number: KR1019970064877A
Authority: KR
Inventors: 권기진; 나성준
Original assignee: 김영남; 오리온전기 주식회사
Priority date: 1997-11-29
Filing date: 1997-11-29
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은 전계방출소자에 관한 것으로, 하부기판상에 형성되는 에미터 픽셀의 면적을 변화시키되, 기판의 중심부로부터 가장자리부로 갈수록 에미터 픽셀의 면적을 점진적으로 크게 하여 방출전류를 증가시킴으로써 휘도의 균일성을 유지시킬 수 있도록 한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission device, wherein the luminance of the emitter is increased by varying the area of the emitter pixel formed on the lower substrate and increasing the emission current by gradually increasing the area of the emitter pixel from the center of the substrate to the edge. It's a technology that allows you to maintain your castle.

Description

Field emitter

본 발명은 전계방출소자(Field Emission Display; 이하 FED라 칭함)에 관한 것으로, 특히 기판의 중앙부에서 가장자리부위로 갈수록 에미터 픽셀의 면적을 크게하여 휘도의 균일성을 증대시킨 전계방출소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a field emission device (hereinafter referred to as a FED), and more particularly to a field emission device in which luminance uniformity is increased by increasing the area of an emitter pixel from the center to the edge of the substrate. .

박막형 전계 방출소자는 팁의 날카로운 부분에 전계가 집중되는 현상을 이용하여 비교적 낮은 전압, 예를 들어 5∼10V 정도의 전압을 인가하여 터널효과에 의한 냉전자를 방출시키는 소자로서, 이를 이용하여 형성되는 FED는 CRT의 고선명성과 액정표시장치(liquid crystal display; 이하 LCD라 칭함)의 경박형의 장점을 모두 갖추고 있어 차세대 표시장치로서 주목받고 있다.The thin film type field emission device is a device that emits cold electrons by tunnel effect by applying a relatively low voltage, for example, a voltage of about 5 to 10V, by using a phenomenon in which an electric field is concentrated on a sharp part of a tip. FED has attracted attention as a next-generation display device because it has both the high definition of CRT and the light and thin advantages of liquid crystal display (LCD).

특히 FED는 경박형의 제작이 가능할 뿐만 아니라, LCD의 결정적인 단점인 공정수율, 제조단가 및 대형화의 문제점들을 해결할 수 있다.In particular, the FED can not only manufacture the thin and thin, but also solve the problems of process yield, manufacturing cost, and enlargement, which are crucial disadvantages of the LCD.

즉 LCD는 하나의 단위화소라도 불량이 발생되면 제품전체가 불량 처리되지만, FED는 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수개의 단위화소들이 형성되어 있어 한 두개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없어 제품 전체의 수율이 향상된다.That is, in case of LCD, even if one unit pixel is defective, the whole product is treated badly. However, FED has a smaller number of unit pixels in one pixel group, so even if one or two unit pixels are defective, There is no problem in operation, and the yield of the whole product is improved.

또한 FED는 LCD에 비해 구조가 간단하고, 소비전력이 작아 단가가 낮고, 휴대형 표시장치에 적합한 등의 이점이 있다.In addition, FED has advantages such as simple structure, low power consumption, low unit cost, and suitable for portable display device.

초기의 FED는 공동에 의해 외부로 노출되어 있으며, 날카로운 부분을 갖는 원뿔형 에미터(emitter)와, 상기 에미터의 양측에 정렬되어 있는 게이트와, 상기 게이트와 일정간격 이격되어 형광판이 부착되어 있는 전극으로 구성되어 각각이 CRT의 캐소드, 그리드 및 애노드와 대응된다.Initially, the FED is exposed to the outside by a cavity, and has a conical emitter having sharp parts, a gate arranged on both sides of the emitter, and an electrode to which a fluorescent plate is attached at a predetermined distance from the gate. Each of which corresponds to a cathode, a grid and an anode of the CRT.

상기의 FED는 소정전압, 예를들어 500∼10㎸ 정도의 전압이 인가되어 에미터의 꼭지부에 집중된 전계에 의해 전자가 방출되며, 상기 방출된 전자는 양의 전압이 인가된 애노드에 의해 인도되어 애노드에 도포되어있는 형광물질을 발광시키고, 상기 게이트는 전자의 방향 및 양을 조절한다.In the FED, a predetermined voltage, for example, a voltage of about 500 to 10 mA is applied and electrons are emitted by an electric field concentrated at the top of the emitter, and the emitted electrons are delivered by an anode to which a positive voltage is applied. To emit the fluorescent material applied to the anode, and the gate controls the direction and amount of electrons.

한편, 전계방출소자의 제작시 스핀트(Spindt) 구조의 경우 전자-빔(Electron-Beam) 공정을 필히 거치게 된다.Meanwhile, when manufacturing the field emission device, the spindt structure undergoes an electron-beam process.

상기 전자-빔 공정의 경우 전자-빔 주사기(Evaporator)가 직진성을 가진 증착을 수행하므로 기판위의 각 점들이 소스와 각각 다른 각도를 이루게 된다.In the electron-beam process, since the electron-beam evaporator performs linear deposition, each point on the substrate has a different angle from the source.

따라서 전자-빔 증착시 기판의 중심부에는 가장 이상적인 구조의 전계방출 에미터가 형성되며, 기판의 가장자리로 갈수록 에미터의 비대칭성이 두드러지게 된다. 이에 따라 음극판의 가장자리부가 중심부에 비해 상대적인 방출전자의 개수가 적게 되어 방출된 전자가 형광체를 충격할시 휘도의 차이가 나게 된다.Therefore, the field emission emitter having the most ideal structure is formed at the center of the substrate during electron-beam deposition, and the asymmetry of the emitter becomes prominent toward the edge of the substrate. Accordingly, the edge portion of the negative electrode plate has a relatively small number of emission electrons compared to the center portion, and thus the luminance is different when the emitted electrons impact the phosphor.

또한 다이아몬드막 형성, 스퍼터링과 같은 증착구조에 있어서, 기판 가장자리와 중심부의 막두께 같은 요소들의 변화에 의해서 방출전류의 차이가 나고, 이는 휘도의 편차를 가져오게 된다. 특히 대면적화어 갈수록 상기의 휘도의 편차는 더욱 심각하여 전계방출소자의 작동 및 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있다.In addition, in the deposition structure such as diamond film formation and sputtering, the change of the emission current is caused by the change of factors such as the film thickness at the edge and the center of the substrate, which leads to variations in luminance. In particular, the larger the area, the greater the deviation of the brightness, there is a problem that lowers the operation and reliability of the field emission device.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부기판상에 형성되는 에미터 픽셀의 면적을 변화시킴으로써 에미터로부터 방출되는 전자의 개수를 달리하여 휘도의 균일성을 유지시키도록 한 전계방출소자의 필드 에미터 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, the field emission to maintain the uniformity of the brightness by varying the number of electrons emitted from the emitter by changing the area of the emitter pixel formed on the lower substrate It is an object to provide a method of forming field emitters of a device.

도 1 은 본 발명의 기술에 따라 형성된 전계방출소자의 일실시예를 도시한 단면도1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a field emission device formed according to the technique of the present invention

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 하부기판 3a∼3c : 픽셀1: lower substrate 3a to 3c: pixel

5 : 형광체 7 : 상부기판5: phosphor 7: upper substrate

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

하부기판 상부에 형성된 캐소드 전극물질인 금속층과, 상기 캐소드 금속층 상부에 수평방향으로 일정폭을 가지며 배열된 에미터 픽셀과, 상기 하부기판의 상부에 위치하며 하부에 형광체가 형성된 상부기판을 포함하여 구성되는 전계방출소자에 있어서,And a metal layer, which is a cathode electrode material formed on the lower substrate, an emitter pixel arranged to have a predetermined width in a horizontal direction on the cathode metal layer, and an upper substrate disposed on the lower substrate and having a phosphor formed on the lower substrate. In the field emission device,

상기 에미터 픽셀의 면적을 기판의 중앙부에서 가장자리로 갈수록 크게함에 의해 방출전류의 크기를 달리함으로써 휘도의 균일성을 유지한 것을 특징으로 한다.By increasing the area of the emitter pixel from the center portion of the substrate toward the edge, the uniformity of the luminance is maintained by changing the magnitude of the emission current.

이하, 본발명에 따른 전계방출소자에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the field emission device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 기술에 따라 제조된 전계방출소자의 일실시의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of one embodiment of a field emission device manufactured according to the technique of the present invention.

상기 도면을 참조하면, 상기 본 발명에 따른 전계방출소자의 일실시예는 게이트 전극이 형성되지 않는 다이오드형 전계방출소자이다.Referring to the drawings, one embodiment of the field emission device according to the present invention is a diode-type field emission device in which no gate electrode is formed.

상기 다이오드형 전계방출소자의 일반적인 구성은 하부기판(1)과, 상기 하부기판상에 캐소드 전극물질인 금속을 증착한 후 패터닝하여 형성된 캐소드 금속층(미도시)과, 상기 캐소드 금속층 상부에 소정물질로 증착되는 에미터 픽셀(3a∼3c)과, 상기 하부기판의 상부에 위치하며 하부에 형광체(5)가 형성되어 있는 상부기판(7)으로 대략 구성된다.The general structure of the diode-type field emission device includes a lower substrate 1, a cathode metal layer (not shown) formed by depositing and patterning a metal as a cathode electrode material on the lower substrate, and a predetermined material on the cathode metal layer. It is roughly composed of emitter pixels 3a to 3c to be deposited, and an upper substrate 7 which is positioned above the lower substrate and has a phosphor 5 formed on the lower side thereof.

이때 상기 에미터 픽셀 형성물질은 DLC(Diamond-Like-Carbon) 또는 비정질 탄소박막을 사용한다.In this case, the emitter pixel forming material may use DLC (Diamond-Like-Carbon) or an amorphous carbon thin film.

본 발명에서는 상기 에미터 픽셀(3a∼3c)의 면적을 기판(1)의 중심부에서 가장자리부위로 갈수록 크게 형성하였다.In the present invention, the area of the emitter pixels 3a to 3c is formed larger from the center of the substrate 1 toward the edge portion.

즉, 기판의 중심부측에 위치한 에미터 픽셀(3a)보다 가장자리부에 위치하는 에미터 픽셀(3b 또는 3c)의 면적이 더 넓게 형성되게 한다.That is, the area of the emitter pixel 3b or 3c positioned at the edge portion is made wider than the emitter pixel 3a positioned at the center side of the substrate.

상기와 같이 함으로써 가장자리부에 위치한 에미터 픽셀(3c)에서의 방출전류를 증가시키도록 하여 전체적인 휘도의 균일성을 증대시키도록 한다.By doing the above, the emission current in the emitter pixel 3c located at the edge portion is increased to increase the uniformity of the overall luminance.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전계방출소자는 하부기판상에 형성되는 에미터 픽셀의 면적을 변화시키되, 기판의 중심부로부터 가장자리부로 갈수록 에미터 픽셀의 면적을 점진적으로 크게하여 방출전류를 증가시킴으로써 휘도의 균일성을 유지시킬 수 있어 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the field emission device of the present invention changes the area of the emitter pixel formed on the lower substrate, but gradually increases the area of the emitter pixel from the center of the substrate toward the edge to increase the emission current. It is possible to maintain the uniformity of the luminance to improve the characteristics and reliability of the device.

Claims

A metal layer, which is a cathode electrode material formed on the lower substrate, an emitter pixel arranged to have a predetermined width in a horizontal direction on the cathode metal layer, and an upper substrate positioned on the lower substrate and having a phosphor formed on the lower substrate; In the field emission device is configured,

And increasing the area of the emitter pixel gradually from the center to the edge of the substrate to vary the magnitude of the emission current, thereby maintaining uniformity of luminance.

The field emission device of claim 1, wherein the lower substrate is formed of any one of glass, silicon, and ceramic.

The field emission device of claim 1, wherein the emitter pixel forming material is a DLC or an amorphous carbon thin film.