KR20000061002A

KR20000061002A - Field emission display

Info

Publication number: KR20000061002A
Application number: KR1019990009720A
Authority: KR
Inventors: 김재명; 최귀석; 이상진; 김창욱; 남중우
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2000-10-16

Abstract

PURPOSE: A field emission display is provided to improve a brightness and to make uniform the current density, by depositing a dielectric between a cathode electrode and a field emission electrode. CONSTITUTION: A field emission display comprises a front substrate(12) and a back substrate(14) which are disposed to be spaced apart. A cathode electrode(30) is formed at an inner plane of the back substrate(14), and a dielectric layer(32) is formed by depositing a dielectric on the cathode electrode(30). A field emission electrode(34) is formed on the dielectric layer(32), and emits electrons. An anode electrode(20) consists of a transparent electrode formed at an inner plane of the front substrate(12). A fluorescent layer(24) is formed by depositing a fluorescent substance on the anode electrode(20).

Description

Field emission display device {Field Emission Display}

본 발명은 전계방출표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유전체를 사용하여 전극의 전류밀도를 균일하게 하여 휘도가 향상되고 화소가 균일해 보이는 전계방출표시장치에 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 in which a luminance is improved and a pixel is uniform by using a dielectric to make the current density of an electrode uniform.

일반적으로 전계방출표시장치(FED;field emission display)는 음극선관의 장점인 고화질, 광시야각의 특성과 액정표시장치의 장점인 경박단소, 저전압구동의 특성을 갖춘 표시장치로서, 형광체가 도포된 면에 전계방출현상에 의하여 방출된 전자가 충돌하여 빛을 발하게 하는 것에 의하여 목적하는 화상표시가 이루어지며, 저전압으로 구동되고 비교적 해상도가 높은 표시장치로 알려져 있다.In general, a field emission display (FED) is a display device having characteristics of high-definition, wide viewing angle, which is an advantage of a cathode ray tube, and light and small, low-voltage driving characteristics, which are advantages of a liquid crystal display. The electrons emitted by the field emission phenomenon collide with each other to emit light, and thus a desired image display is achieved. The display device is known to be driven at a low voltage and has a relatively high resolution.

상기한 전계방출표시장치는 도 3에 나타낸 바와 같이, 소정의 작은 간격을 두고 배치되는 한쌍의 전면기판(2) 및 배면기판(4)과, 상기한 배면기판(4)의 내면에 은페이스트(Ag paste) 등을 인쇄하여 형성하는 캐소드전극(6)과, 상기한 캐소드전극(6)의 위에 카본페이스트(carbon paste)를 인쇄하여 형성하고 전자를 방출하는 전계방출전극(7)과, 상기한 전면기판(2)의 내면에 투명전극인 ITO도전막을 인쇄하여 형성하는 애노드전극(8)과, 상기한 애노드전극(8)의 위에 형광체를 도포하여 형성하는 형광층(9)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the field emission display device includes a pair of front substrates 2 and rear substrates 4 disposed at predetermined small intervals, and silver pastes on inner surfaces of the rear substrates 4. A cathode electrode 6 which is formed by printing Ag paste), a field emission electrode 7 which is formed by printing carbon paste on the cathode electrode 6, and emits electrons; An anode electrode 8 formed by printing an ITO conductive film, which is a transparent electrode, is formed on the inner surface of the front substrate 2, and a phosphor layer 9 formed by applying a phosphor on the anode electrode 8 described above.

상기한 전면기판(2)과 배면기판(4)은 프리트(3)를 이용하여 모서리가 기밀을 유지하도록 서로 밀봉되고, 고진공도로 유지되는 편평공간을 형성하며, 상기한 전면기판(2)과 배면기판(4) 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(5)를 설치한다.The front substrate 2 and the rear substrate 4 are sealed to each other using the frit 3 to form a flat space which is sealed to each other and maintains a high vacuum degree, and the front substrate 2 and the rear surface are formed. Spacers 5 are provided between the substrates 4 to keep the gap constant.

상기와 같이 구성되는 전계방출표시장치는 상기한 캐소드전극(6)과 애노드전극(8)에 전압을 인가하면, 상기한 전계방출전극(7)으로부터 전자(냉전자)가 방출되고, 방출된 전자가 애노드전극(8)에 도포된 형광체에 충돌하여 발광시키는 것에 의하여 목적하는 화상표시가 이루어진다.In the field emission display device configured as described above, when a voltage is applied to the cathode electrode 6 and the anode electrode 8, electrons (cold electrons) are emitted from the field emission electrode 7, and the emitted electrons. By colliding with the phosphor coated on the anode electrode 8 to emit light, the desired image display is achieved.

상기와 같이 구성되는 종래의 전계방출표시장치에 있어서는 상기한 전계방출전극(7)의 뽀족하게 돌출되는 팁부가 불균일하게 형성되므로 전류밀도가 불균일하게 되고 화소마다 휘도가 크게 차이가 난다.In the conventional field emission display device having the above-described structure, since the tip portion of the field emission electrode 7 protrudes unevenly, the current density becomes uneven and the luminance varies greatly from pixel to pixel.

즉 전계방출전극(7)에 있어서 팁부의 크기에 따라서 전류밀도가 다르게 되어 전자방출량이 달라지므로, 화소마다 형광층(9)의 휘도가 다르게 나타나고, 화상에 얼룩이 나타난다.That is, since the current density varies depending on the size of the tip of the field emission electrode 7, the amount of electron emission varies, so that the luminance of the fluorescent layer 9 appears differently for each pixel, and the image appears uneven.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 캐소드전극과 전계방출전극 사이에 유전체를 도포하여 전류밀도를 균일하게 하고 휘도를 향상시킨 전계방출표시장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a field emission display device in which a dielectric is applied between a cathode electrode and a field emission electrode to uniform current density and improve luminance.

본 발명이 제안하는 전계방출표시장치는 소정의 작은 간격을 두고 배치되는 한쌍의 전면기판 및 배면기판과, 상기한 배면기판의 내면에 형성하는 캐소드전극과, 상기한 캐소드전극의 위에 유전체를 도포하여 형성하는 유전층과, 상기한 유전층의 위에 형성하고 전자를 방출하는 전계방출전극과, 상기한 전면기판의 내면에 투명전극으로 형성하는 애노드전극과, 상기한 애노드전극의 위에 형광체를 도포하여 형성하는 형광층을 포함한다.The field emission display device proposed by the present invention comprises a pair of front and rear substrates arranged at predetermined small intervals, a cathode electrode formed on the inner surface of the rear substrate, and a dielectric applied on the cathode electrode. A dielectric layer to be formed, a field emission electrode formed on the dielectric layer to emit electrons, an anode formed of a transparent electrode on an inner surface of the front substrate, and a fluorescent material formed by applying a phosphor on the anode electrode Layer.

상기한 유전층을 형성하는 유전체의 유전율은 5∼100 정도가 바람직하고, 유전층의 두께는 대략 5∼100㎛ 정도가 바람직하며, 유전층의 면적저항률은 1㏁/㎡ 이상으로 하는 것이 바람직하다.The dielectric constant of the dielectric forming the dielectric layer is preferably about 5 to 100, the thickness of the dielectric layer is preferably about 5 to 100 µm, and the area resistivity of the dielectric layer is preferably 1 mW / m 2 or more.

도 1은 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도.1 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a field emission display device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 일실시예에 있어서, 캐소드전극과 유전층 및 전계방출전극의 등가회로를 나타내는 회로도.2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a cathode electrode, a dielectric layer, and a field emission electrode in an embodiment of the field emission display device according to the present invention;

도 3은 컷오프시에 캐소드전압의 변화를 나타내는 그래프.3 is a graph showing a change in cathode voltage at cutoff.

도 4는 종래 전계방출표시장치를 나타내는 부분확대 단면도.4 is a partially enlarged sectional view showing a conventional field emission display device;

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

먼저 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 일실시예는 소정의 작은 간격을 두고 배치되는 한쌍의 전면기판(12) 및 배면기판(14)과, 상기한 배면기판(14)의 내면에 형성하는 캐소드전극(30)과, 상기한 캐소드전극(30)의 위에 유전체를 도포하여 형성하는 유전층(32)과, 상기한 유전층(32)의 위에 형성하고 전자를 방출하는 전계방출전극(34)과, 상기한 전면기판(12)의 내면에 투명전극으로 형성하는 애노드전극(20)과, 상기한 애노드전극(20)의 위에 형광체를 도포하여 형성하는 형광층(24)을 포함한다.First, as shown in FIGS. 1 to 3, an embodiment of the field emission display device according to the present invention includes a pair of front substrates 12 and rear substrates 14 disposed at predetermined small intervals, and the back surface described above. A cathode electrode 30 formed on the inner surface of the substrate 14, a dielectric layer 32 formed by applying a dielectric on the cathode electrode 30, and a dielectric layer 32 formed on the dielectric layer 32 and emitting electrons The field emission electrode 34, the anode electrode 20 formed as a transparent electrode on the inner surface of the front substrate 12, and the phosphor layer 24 formed by coating a phosphor on the anode electrode 20. ).

상기한 전면기판(12)과 배면기판(14)은 프리트(16)를 이용하여 서로 밀봉되고, 상기한 전면기판(12)과 배면기판(14) 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(18)를 설치한다.The front substrate 12 and the rear substrate 14 are sealed to each other using the frit 16, and the spacer 18 for maintaining a constant gap between the front substrate 12 and the rear substrate 14. Install).

상기와 같이 유전층(32)을 캐소드전극(30)과 전계방출전극(34) 사이에 형성하면, 유전층(32) 유전체의 저항성분이 전류제한 역할을 하여 화소내의 전류밀도를 균일하게 한다.When the dielectric layer 32 is formed between the cathode electrode 30 and the field emission electrode 34 as described above, the resistance component of the dielectric of the dielectric layer 32 plays a role of current limiting to make the current density in the pixel uniform.

즉 도 2에 나타낸 바와 같이, 캐소드전극(30)과 유전층(32) 및 전계방출전극(34)을 등가회로로 나타내면, 주로 은페이스트를 인쇄하여 형성하는 캐소드전극(30)의 저항(Rk) 보다 유전층(32)의 저항(Rd)이 매우 크고, 카본페이스트를 인쇄하여 형성하는 전계방출전극(34)의 저항(Re) 보다도 유전층(32)의 저항(Rd)이 매우 크다.That is, as shown in FIG. 2, when the cathode electrode 30, the dielectric layer 32, and the field emission electrode 34 are represented by an equivalent circuit, the resistance Rk of the cathode electrode 30, which is mainly formed by printing silver paste, is formed. The resistance Rd of the dielectric layer 32 is very large, and the resistance Rd of the dielectric layer 32 is much larger than the resistance Re of the field emission electrode 34 formed by printing carbon paste.

상기한 전계방출전극(34)의 저항(Re)은 팁부의 크기에 따라 차이가 있지만, 그 차이는 유전층(32)의 저항(Rd)에 비하여 매우 작으므로 무시할 수 있다.The resistance Re of the field emission electrode 34 is different depending on the size of the tip, but the difference is negligible since it is very small compared to the resistance Rd of the dielectric layer 32.

예를 들면 Re1＜Re3＜Re4＜Re2…로 전계방출전극(34)의 저항(Re)은 팁부의 크기에 따라 저항값이 다양하지만, Re1＜Re3＜Re4＜Re2…≪Rd로 유전층(32)의 저항(Rd)에 비하면 매우 작은 값이므로 무시할 수 있다.For example, Re1 <Re3 <Re4 <Re2... The resistance Re of the field emission electrode 34 varies in resistance depending on the size of the tip portion, but Re1 <Re3 <Re4 <Re2. &Quot; Rd is very small compared to the resistance Rd of the dielectric layer 32 and can be ignored.

상기한 유전층(32)을 형성하는 유전체의 유전율은 5∼100 정도가 바람직하다.As for the dielectric constant of the dielectric material which forms the said dielectric layer 32, about 5-100 are preferable.

상기에서 유전층(32)을 형성하는 유전체의 유전율이 5보다 작으면 전류밀도를 제어하는 기능이 작아져 균일한 전류밀도를 형성하는 것이 어려우며, 유전체의 유전율이 100보다 크면 저항에 의하여 전압강하가 커지므로 손실이 많고 구동전압이 커져야 한다.If the dielectric constant of the dielectric forming the dielectric layer 32 is less than 5, the function of controlling the current density becomes small, so that it is difficult to form a uniform current density. If the dielectric constant of the dielectric is greater than 100, the voltage drop increases due to the resistance. Therefore, the loss is large and the driving voltage must be large.

상기한 유전층(32)을 형성하는 유전체로는 유전율이 4.5∼5.5 정도인 베이클라이트, 5.4∼6.6 정도인 운모, 5.4∼9.9 정도인 유리, 5.0∼6.5 정도인 자기, 8.8 정도인 산화알루미늄, 5.9 정도인 염화나트륨, 6.7 정도인 네오프렌, 30∼80 정도인 산화티탄자기, 15∼5000 정도인 티탄산염자기 등이 사용 가능하다.As the dielectric for forming the dielectric layer 32, bakelite having a dielectric constant of about 4.5 to 5.5, mica of about 5.4 to 6.6, glass of about 5.4 to 9.9, magnetic about 5.0 to 6.5, aluminum oxide of about 8.8, and about 5.9 Sodium phosphorus, about 6.7 neoprene, about 30-80 titanium oxide magnetic, about 15-5000 titanate magnetic, etc. can be used.

그리고 상기한 유전층(32)의 두께는 대략 5∼100㎛ 정도로 형성하는 것이 충분한 전류제한 역할을 할 수 있으므로 바람직하다.In addition, the thickness of the dielectric layer 32 is preferably about 5 to 100 μm, which may serve as a sufficient current limit.

또 상기한 유전층(32)의 면적저항률은 1㏁/㎡ 이상으로 하는 충분한 전류제한 역할을 할 수 있으므로 바람직하다.In addition, the area resistivity of the dielectric layer 32 is preferable since it can play a sufficient current limiting role of 1 mA / m 2 or more.

그리고 상기와 같이 유전층(32)을 캐소드전극(30)과 전계방출전극(34) 사이에 형성하면, 유전층(32)이 도 2에 나타낸 바와 같이 캐패시터(capacitor)(Cd)로 작용하므로 교류구동시에 컷오프(cut-off) 후에 충전된 하전입자를 방전시켜 휘도가 향상된다.If the dielectric layer 32 is formed between the cathode electrode 30 and the field emission electrode 34 as described above, the dielectric layer 32 acts as a capacitor Cd as shown in FIG. The brightness is improved by discharging the charged particles charged after the cut-off.

즉 도 3에 나타낸 바와 같이, 컷오프를 행하여 캐소드전압이 감소되는 컷오프구간에서 유전층(32)에 충전된 하전입자가 도 3에서 빗금친 방전영역만큼 방전되어 상기한 전계방출전극(34)으로부터 전자가 방출되어 형광층(22)의 발광상태를 유지시키므로, 휘도가 향상된다.In other words, as shown in FIG. 3, charged particles charged in the dielectric layer 32 are discharged by the discharge region hatched in FIG. 3 in the cutoff section in which the cathode voltage is reduced by the cutoff, and electrons are discharged from the field emission electrode 34. Since the light is emitted to maintain the light emitting state of the fluorescent layer 22, the luminance is improved.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전계방출표시장치의 제조과정을 설명한다.Next, a manufacturing process of the field emission display device according to the present invention configured as described above will be described.

먼저 상기한 배면기판(14)에 은페이스트를 이용하여 캐소드전극(30)을 인쇄한 다음 열처리하고, 상기한 캐소드전극(30)의 위에 유전체페이스트를 얇게 인쇄하여 유전층(32)을 형성한 다음 열처리하고, 상기한 유전층(32) 위에 카본페이스트를 이용하여 전계방출전극(34)을 인쇄한 다음 열처리한다.First, the cathode electrode 30 is printed on the back substrate 14 by using silver paste, and then heat-treated. The dielectric layer 32 is formed by thinly printing the dielectric paste on the cathode electrode 30, and then heat-treated. Then, the field emission electrode 34 is printed on the dielectric layer 32 using carbon paste, and then heat-treated.

또 상기한 전면기판(12)에 투명한 ITO를 이용하여 애노드전극(20)을 인쇄하여 열처리하고, 상기한 애노드전극(20)의 위에 형광체페이스트를 이용하여 형광층(22)을 인쇄하고 열처리하고, 형광층(22) 사이사이에 스페이서(18)를 인쇄하여 열처리한다.Further, the anode electrode 20 is printed and heat-treated by using transparent ITO on the front substrate 12, and the phosphor layer 22 is printed and heat-treated using phosphor paste on the anode electrode 20, The spacer 18 is printed between the fluorescent layers 22 and heat-treated.

이어서 상기한 전면기판(12)과 배면기판(14)을 프리트(16)를 이용하여 봉착하고 진공 배기한다.Subsequently, the front substrate 12 and the rear substrate 14 are sealed using the frit 16 and evacuated.

상기와 같은 과정으로 전계방출표시장치를 제조한다.The field emission display device is manufactured by the above process.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

상기와 같이 구성되고 작동되는 본 발명에 따른 전계방출표시장치에 의하면, 유전층을 캐소드전극과 전계방출전극 사이에 형성하므로 유전층이 전류제한 역할을 하여 화소 내의 전류밀도를 균일하게 해준다.According to the field emission display device according to the present invention constructed and operated as described above, since the dielectric layer is formed between the cathode electrode and the field emission electrode, the dielectric layer acts as a current limiting to make the current density in the pixel uniform.

또 교류구동시에는 컷오프(cut-off) 후에 유전층에 충전된 하전입자가 방전되어 전자를 방출하므로 컷오프되는 시간 동안에도 균일한 휘도를 유지시켜 휘도를 향상시킨다.In addition, during AC driving, charged particles charged in the dielectric layer are discharged to emit electrons after the cut-off, thereby maintaining uniform luminance even during the cut-off time, thereby improving luminance.

따라서 화소의 휘도가 향상되고 균일해진다.Thus, the luminance of the pixel is improved and made uniform.

Claims

A pair of front and back substrates arranged at predetermined small intervals, a cathode electrode formed on the inner surface of the back substrate, a dielectric layer formed by applying a dielectric on the cathode electrode, and on the dielectric layer And a field emission electrode for forming and emitting electrons, an anode electrode formed on the inner surface of the front substrate as a transparent electrode, and a phosphor layer formed by coating a phosphor on the anode electrode.

The field emission display device according to claim 1, wherein the dielectric constant of the dielectric forming said dielectric layer is in the range of 5 to 100.

The field emission display device of claim 1, wherein the dielectric layer has a thickness in a range of 5 to 100 μm.

The field emission display device according to claim 1, wherein the area resistivity of the dielectric layer is 1 mW / m 2 or more.