KR19990043860A

KR19990043860A - Field Emission Display Device with Emitter Pixels with Different Tip Density

Info

Publication number: KR19990043860A
Application number: KR1019970064906A
Authority: KR
Inventors: 나성준; 권기진
Original assignee: 김영남; 오리온전기 주식회사
Priority date: 1997-11-29
Filing date: 1997-11-29
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은 전계방출표시 소자에 관한 것으로, 하부 캐소드 금속층 상부에 형성되는 에미터 픽셀의 단위면적당 형성되는 팁의 수를 기판의 중심부로부터 가장자리부로 갈수록 그 수를 크게 하여 패널 기판의 가장자리부에서 방출되는 전자의 수를 증대시킴에 의해 패널내 전체 휘도의 균일성을 유지시킬 수 있는 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device, wherein the number of tips formed per unit area of an emitter pixel formed on an upper portion of the lower cathode metal layer increases from the center portion of the substrate toward the edge portion to be emitted from the edge portion of the panel substrate. By increasing the number of electrons, it is a technique that can maintain the uniformity of the overall brightness in the panel.

Description

Field Emission Display Device with Emitter Pixels with Different Tip Density

본 발명은 전계방출표시 소자(Field Emission Display; 이하 FED라 칭함)에 관한 것으로, 특히 FED 패널 기판의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 에미터 픽셀의 단위면적당 형성된 팁의 수를 크게하여 패널의 전체 휘도의 균일성을 증대시킨 팁 형성밀도가 다른 에미터 픽셀을 구비한 전계방출표시 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display (hereinafter referred to as a FED), and in particular, to increase the number of tips formed per unit area of emitter pixels from the center to the edge of the FED panel substrate to increase the uniformity of the overall luminance of the panel. The present invention relates to a field emission display device having emitter pixels having different tip forming density.

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, FED 소자의 FEA 형성시 스핀트(Spindt) 구조의 경우 전자-빔(Electron-Beam) 공정을 필히 거치게 된다.Meanwhile, during the FEA formation of the FED device, the spindt structure undergoes an electron-beam process.

상기 전자-빔 공정의 경우 전자-빔 주사기(Evaporator)가 직진성을 가진 증착을 수행하므로 패널 기판위의 각 점들이 소스와 각각 다른 각도를 이루게 된다.In the case of the electron-beam process, since the electron-beam evaporator performs linear deposition, each point on the panel 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 대면적화 되어 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, as the area becomes larger, the deviation of the brightness becomes more serious, which causes a problem of lowering the operation and reliability of the field emission device.

상기 문제를 해결하기 위한 종래의 방법의 하나로 에미터 픽셀의 면적을 변화시키는 방법이 제안되어 있으나, 상기 방법은 상기 픽셀의 면적변화에 따른 패널 상,하 기판의 얼라인(Align) 및 설계를 재 조정해야 하고, 또한 전자궤도를 조정해야 하는 등 기술적인 재조정 작업이 수반되는 번거러움이 발생되는 문제점이 있다.As one of the conventional methods for solving the problem, a method of changing the area of the emitter pixel has been proposed, but the method realigns the alignment and design of the upper and lower substrates according to the change of the area of the pixel. There is a problem in that it is necessary to make adjustments and also to adjust the electronic orbits, such as the hassle associated with technical readjustment.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부 캐소드 금속층에 형성되는 에미터 픽셀의 단위면적당 형성되는 팁의 수를 패널 기판의 중심부로부터 가장자리부로 갈수록 증대시킴에 의해 패널내의 전체 휘도의 균일성을 유지할 수 있도록 하는 팁 형성밀도가 다른 에미터 픽셀을 구비한 전계방출표시 소자를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, the uniformity of the overall brightness in the panel by increasing the number of the tips formed per unit area of the emitter pixel formed in the lower cathode metal layer from the center of the panel substrate to the edge portion SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a field emission display device having emitter pixels having different tip formation densities that can maintain castle characteristics.

도 1 은 본 발명의 기술에 따라 형성된 전계방출표시 소자의 패널 구조를 도시한 단면도1 is a cross-sectional view showing a panel structure of a field emission display 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 : 캐소드 금속층 3a∼3c : 에미터 픽셀(Emitter Pixel)1: cathode metal layer 3a-3c: emitter pixel

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

9 : 팁(Tip)9: Tip

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 팁 형성밀도가 다른 에미터 픽셀을 구비한 FED 소자는,In order to achieve the above object, the FED device having emitter pixels having different tip forming densities of the present invention is

패널 하부기판상에 형성된 캐소드 전극물질인 금속층과, 상기 캐소드 금속층 상부에 수평방향으로 일정폭을 가지며 배열된 에미터 픽셀과, 상기 하부기판의 상부에 위치하며 저부면에 형광체가 부착된 상부기판을 포함하여 구성되는 FED 소자에 있어서,A metal layer which is a cathode electrode material formed on the lower panel of the panel, an emitter pixel arranged to have a predetermined width in a horizontal direction on the upper surface of the cathode metal layer, and an upper substrate which is located above the lower substrate and has a phosphor attached to a bottom surface thereof; In the FED element configured to include,

상기 에미터 픽셀의 단위면적당 형성되는 팁의 수를 패널 기판의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 점진적으로 크게 하여 방출전류의 크기를 달리함으로써 패널내 전체 휘도의 균일성을 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.The number of tips formed per unit area of the emitter pixel is gradually increased from the center portion to the edge portion of the panel substrate to vary the magnitude of the emission current to maintain uniformity of the overall luminance in the panel.

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 FED 소자의 패널 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a panel structure of an FED device manufactured according to the technique of the present invention.

한편, 상기 도시된 FED 소자는 게이트 전극이 형성되지 않는 다이오드형(Diode type) 전계방출소자이다.Meanwhile, the illustrated FED device is a diode type field emission device in which a gate electrode is not formed.

상기 도면을 참조하면, 상기 다이오드형 전계방출소자의 일반적인 구성은 하부기판과, 상기 하부기판상에 캐소드 전극물질인 금속을 증착한 후 패터닝하여 형성된 캐소드 금속층(1)과, 상기 캐소드 금속층(1) 상부에 소정물질로 증착되는 에미터 픽셀(3a∼3c)과, 상기 하부기판의 상부에 위치하며 저부면에 형광체(5)가 형성되어 있는 상부기판(7)으로 대략 구성된다.Referring to the drawings, a general configuration of the diode-type field emission device may include a lower substrate, a cathode metal layer (1) formed by depositing a patterned metal as a cathode electrode material on the lower substrate, and then patterning the cathode metal layer (1). It is roughly composed of emitter pixels 3a to 3c deposited on the upper surface of the substrate, and an upper substrate 7 positioned on the lower substrate and having a phosphor 5 formed on the bottom surface thereof.

이때 상기 에미터 픽셀(3a∼3c) 형성물질은 DLC(Diamond-Like-Carbon) 또는 비정질 탄소박막을 사용한다.In this case, the emitter pixels 3a to 3c may be formed using diamond-like-carbon (DLC) or an amorphous carbon thin film.

본 발명에서는 상기 에미터 픽셀(3a∼3c)의 단위면적당 형성되는 팁(9)의 갯수를 패널 기판의 중심부에서 가장자리부로 갈수록 늘리도록 하였다.In the present invention, the number of the tips 9 formed per unit area of the emitter pixels 3a to 3c is increased from the center of the panel substrate to the edge portion.

즉, 기판의 중심부측에 위치한 에미터 픽셀(3a)의 단위면적당 형성된 팁(9)의 개수는 패널 기판의 가장자리부에 위치하는 에미터 픽셀(3b 또는 3c)의 단위면적당 형성된 팁(9)의 개수보다 더 적도록 하여 에미터 픽셀의 위치에 따라 팁 형성밀도를 달리한 것이다.That is, the number of the tips 9 formed per unit area of the emitter pixel 3a located at the center side of the substrate is the number of the tips 9 formed per unit area of the emitter pixel 3b or 3c located at the edge of the panel substrate. The tip formation density was varied according to the position of the emitter pixel by making it smaller than the number.

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

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전계방출소자는 하부 캐소드 금속층 상부에 형성되는 에미터 픽셀의 단위면적당 형성되는 팁의 수를 기판의 중심부로부터 가장자리부로 갈수록 그 수를 크게 하여 패널 기판의 가장자리부에서 방출되는 전자의 수를 증대시킴에 의해 전체 휘도의 균일성을 유지시킬 수 있게 한다.As described above, the field emission device of the present invention increases the number of tips formed per unit area of the emitter pixel formed on the lower cathode metal layer from the center of the substrate to the edge thereof, thereby increasing the number of tips at the edge of the panel substrate. Increasing the number of electrons emitted makes it possible to maintain uniformity in overall brightness.

Claims

A metal layer which is a cathode electrode material formed on the lower panel of the panel, an emitter pixel arranged to have a predetermined width in a horizontal direction on the upper surface of the cathode metal layer, and an upper substrate which is located above the lower substrate and has a phosphor attached to a bottom surface thereof; In the FED element configured to include,

The number of tips formed per unit area of the emitter pixel is gradually increased from the center portion of the panel substrate to the edge portion so as to maintain the uniformity of the overall luminance in the panel by varying the magnitude of the emission current. A FED device having different emitter pixels.

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

The FED device according to claim 1, wherein the emitter pixel forming material is a DLC or an amorphous carbon thin film.