KR20020007495A - electron gun applying cold cathode - Google Patents

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KR20020007495A
KR20020007495A KR1020000040540A KR20000040540A KR20020007495A KR 20020007495 A KR20020007495 A KR 20020007495A KR 1020000040540 A KR1020000040540 A KR 1020000040540A KR 20000040540 A KR20000040540 A KR 20000040540A KR 20020007495 A KR20020007495 A KR 20020007495A
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한동희
이혁복
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김순택
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Abstract

PURPOSE: An electron gun having a cold cathode is provided to reduce a divergent angle of electron by forming a grid having apertures of various shapes and electron emission sources of uniform height. CONSTITUTION: A substrate(61) is formed with a glass or a wafer. A conductive cathode(62) is formed on an upper face of on the substrate(61). An insulating layer(63) is formed on an upper face of the conductive cathode(62). An electron emission source(64) is formed on an upper face of the cathode(62) through a cavity(65). The cavity(65) is formed on a part of the insulating layer(63). The electron emission source(64) has an erect shape. The electron emission source(64) is formed with a carbon nano tube or a graphite or a diamond like carbon. A grid(66) of metal material is formed on an upper face of the insulating layer(63). A multitude of apertures(66a) are formed in the grid(66) to emit electron beam from the electron emission sources(64). The apertures(66a) have various shapes.

Description

냉음극을 채용한 전자총{electron gun applying cold cathode}Electron gun applying cold cathode

본 발명은 전자총에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 게이트전극과, 전자를 방출하는 전자방출원의 구조가 개선된 냉음극을 채용한 전자총에 관한 것이다.The present invention relates to an electron gun, and more particularly, to an electron gun employing a gate electrode and a cold cathode having an improved structure of an electron emission source for emitting electrons.

통상적으로, 음극선관에 사용되는 전자총은 별도의 히이터가 요구되는 열음극형(heated cathode type)을 음극구조체로 사용하였다. 이러한 전자총은 음극구조체와 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라서 음극구조체로부터 열전자가 방출됨과 동시에 각 전극사이에 전자렌즈가 형성된다. 이에 따라, 전자빔은 각 전극사이에 형성된 전자렌즈를 통과하면서 집속 및 가속된다. 그런데, 열음극형을 채용한 전자총은 히이터에 전압이 인가되는 시점에서 전자방출원(emitter)으로부터 전자들이 방출되는 시점까지 걸리는 시간이 길어서 화상이 형성되는 시간이 길고, 히이터의 구동전력으로 인하여 전체적인 소비전력이 크다. 또한, 적,녹,청색용의 3개의 전자방출원의 전자방출특성이 서로 큰 차이를 가진다.Typically, the electron gun used in the cathode ray tube was used as a cathode structure of the heated cathode type (heated cathode type) that requires a separate heater. The electron gun emits hot electrons from the cathode structure as a predetermined potential is applied to the cathode structure and each electrode, and an electron lens is formed between the electrodes. Accordingly, the electron beam is focused and accelerated while passing through the electron lens formed between each electrode. However, the electron gun employing the hot cathode type has a long time from the time when the voltage is applied to the heater to the time at which the electrons are emitted from the electron emitter, so that the time for image formation is long, and the overall power consumption due to the driving power of the heater Big power In addition, the electron emission characteristics of the three electron emission sources for red, green, and blue have large differences from each other.

최근에는 이러한 열음극형 전자총에 대한 구조적 단점을 제거하기 위하여 히이터를 사용하지 않는 냉음극형(colded cathode type)의 전자총이 개발되고 있다. 이러한 전자총은 전계방출소자용(field emission display)용 음극구조체를 사용하는데, 전자방출물질을 가열하여 열전자를 발생시키는 음극구조체와는 달리 금속성의 전자방출팁에 강한 전기장을 형성시켜 양자역학적인 투과현상을 이용하여 전자방출원으로부터 전자를 방출시키도록 되어 있다.Recently, in order to eliminate structural disadvantages of the hot cathode electron gun, a cold cathode electron gun having no heater has been developed. The electron gun uses a cathode structure for a field emission display. Unlike the cathode structure, which heats an electron emitting material to generate hot electrons, the electron gun forms a strong electric field in the metallic electron emitting tip to form a quantum mechanical transmission phenomenon. Is used to emit electrons from an electron emission source.

한국특허공개번호 제96-32537호에는 이러한 전자총의 일 예을 개시하였다.Korean Patent Publication No. 96-32537 discloses an example of such an electron gun.

도 1을 참조하면, 전자총은 도전성의 기판(11)과, 상기 기판(11) 상에 배치되는 원추형 전자방출원(12)와, 상기 전자방출원(12)이 배치될 적어도 하나의 캐비티(13)를 가지는 게이트전극(14)과, 상기 기판(11)과 게이트전극(14) 사이에 삽입된 절연체층(15)으로 된 냉음극(10)을 포함한다. 이때, 상기 전자방출원(12)의 단부 주위의 게이트전극(14)의 영역(A)과, 상기 영역(A) 이외의 게이트전극(14)의 영역(B)은 서로 다른 전위강하특성을 가진다.Referring to FIG. 1, an electron gun includes a conductive substrate 11, a conical electron emission source 12 disposed on the substrate 11, and at least one cavity 13 in which the electron emission source 12 is disposed. ) And a cold cathode 10 made of an insulator layer 15 interposed between the substrate 11 and the gate electrode 14. At this time, the region A of the gate electrode 14 around the end of the electron emission source 12 and the region B of the gate electrode 14 other than the region A have different potential drop characteristics. .

상기 냉음극(10)은 상기 기판(11) 상에 절연체층(15)과, 게이트전극(14)을 형성한 후 전자방출원(12)을 형성시키게 된다. 이러한 제조 공정은 상기 기능층들이 박막의 형태를 가지고 있으며, 다수개의 캐비티(13)를 형성시키고, 성막화하는 공정등이 복잡하다는 문제점이 있다. 또한, 마이크로 팁(micro top)형태의 전자방출원(12)로부터 방출되는 전자들의 발산각이 크므로 포커스 특성이 열화되는 단점이 있다.The cold cathode 10 forms an insulator layer 15 and a gate electrode 14 on the substrate 11, and then forms an electron emission source 12. This manufacturing process has a problem in that the functional layers have a thin film form, and a process of forming a plurality of cavities 13 and forming a film is complicated. In addition, since the divergence angle of electrons emitted from the electron emission source 12 in the form of a micro tip is large, there is a disadvantage in that the focus characteristic is deteriorated.

도 2는 미국특허 제5877594호에 개시된 전자총(20)의 일 예를 도시한 것이다.2 shows an example of the electron gun 20 disclosed in US Pat.

도면을 참조하면, 상기 전자총(20)은 중심축(200)에 대하여 기판(21)상에 복수개의 전자방출원(22)(23)(24)이 배치되고, 절연필름(25)과, 상기 절연필름(25) 상에 게이트전극(26)이 형성된다. 포커스전극(27)은 상기 전자방출원(22)(23)(24)의 주위에 설치된다. 그리고, 상기 전자방출원(22)(23)(24)의 상부에는 제1 및 제2 보조전극(28)(29)이 배치된다.Referring to the drawings, the electron gun 20 has a plurality of electron emission sources 22, 23, 24 are disposed on the substrate 21 with respect to the central axis 200, the insulating film 25, and The gate electrode 26 is formed on the insulating film 25. The focus electrode 27 is provided around the electron emission sources 22, 23, 24. First and second auxiliary electrodes 28 and 29 are disposed on the electron emission sources 22, 23, and 24.

상기 제1 보조전극(28)에 6kV의 전압이 인가되고, 상기 제2 보조전극(29)에 25kV의 전압이 인가되면, 전자렌즈는 상기 제1 및 제2 보조전극(28)(29)에 의하여 형성된다. 상기 전자방출원(22)(23)(24)로부터 방출된 전자는 전자렌즈부를 일정한 궤도를 그리면서 통과하게 된다.When a voltage of 6 kV is applied to the first auxiliary electrode 28 and a voltage of 25 kV is applied to the second auxiliary electrode 29, the electron lens is applied to the first and second auxiliary electrodes 28 and 29. Is formed. The electrons emitted from the electron emission sources 22, 23 and 24 pass through the electron lens unit in a predetermined trajectory.

그런데, 상기 전자총(20)은 포커스 특성의 열화원인을 감소시키기 위하여 전자방출원이 포함된 삼극부의 전면에 별도의 포커스용 제1 및 제2 보조렌즈(28)(29)를 설치하여야 하고, 상기 복수개의 보조렌즈(28)(29)가 설치된다하더라도 포커스 특성이 개선되는지에 대한 불명확성이 존재한다.However, in order to reduce the cause of deterioration of focus characteristics, the electron gun 20 has to install separate focusing first and second auxiliary lenses 28 and 29 on the front surface of the triode including the electron emission source. Even if a plurality of auxiliary lenses 28 and 29 are provided, there is uncertainty as to whether the focus characteristic is improved.

도 3은 한국특허공개번호 제97-23527호에 개시된 전자총(30)을 도시한 것이다.3 illustrates an electron gun 30 disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 97-23527.

도면을 참조하면, 상기 전자총(30)은 기판(31)과, 상기 기판(31) 상에 형성된 다수개의 전자방출원(32)과, 상기 전자방출원(32) 및 그 주변을 제외하여 상기 기판(31) 상에 형성된 절연체층(미도시)과, 상기 절연체층상에 형성되고 상기 전자방출원(32)을 둘러싼 개구를 구비한 게이트전극(33)과, 상기 게이트전극(33)을 둘러싸고 한 쌍의 집속전극(34a)(34b)(35a)(35b)이 동일 시간에 제어되도록 그 사이에 상기 게이트전극(33)을 두고 서로 마주보도록 하기위하여 최소한 네 개의 부분으로 분할되어 있는 상기 집속전극(34a)(34b)(35a)(35b)을 포함한다.Referring to the drawings, the electron gun 30 includes the substrate 31, the plurality of electron emission sources 32 formed on the substrate 31, the electron emission source 32 and the surroundings thereof except for the substrate. A pair of insulator layers (not shown) formed on the insulator layer (31), a gate electrode (33) formed on the insulator layer and having an opening surrounding the electron emission source (32), and surrounded by the gate electrode (33). The focusing electrodes 34a are divided into at least four parts so that the focusing electrodes 34a, 34b, 35a, and 35b of the plurality of electrodes are faced with the gate electrode 33 therebetween so as to be controlled at the same time. ) 34b, 35a, 35b.

그런데, 상기 전자총(30)은 전자방출원(32)과 게이트전극(33)이 형성된 주변에 대응된 복수개의 수평 및 수직의 집속전극(34a)(34b)(35a)(35b)을 설치하게 되는데, 이러한 구조는 방출된 전자들의 포커스 특성을 향상시키기보다는 화면 주변에서 전자빔이 왜곡되는 현상을 방지하는데 더 큰 효과가 있는 것으로 알려져 있다.By the way, the electron gun 30 is provided with a plurality of horizontal and vertical focusing electrodes 34a, 34b, 35a, 35b corresponding to the periphery where the electron emission source 32 and the gate electrode 33 are formed. This structure is known to have a greater effect in preventing the electron beam from being distorted around the screen than improving the focus characteristic of the emitted electrons.

도 4는 종래의 냉음극(40)에서의 전계가 분포된 상태를 도시한 것이다.4 illustrates a state in which an electric field is distributed in the conventional cold cathode 40.

도면을 참조하면, 상기 냉음극(40)은 음극과, 절연체층(41) 상에 형성된 게이트전극(42) 사이에 150V의 전압이 인가되고, 양극에는 1KV의 전압이 인가된 상태이다. 마이크로 팁형태의 전자방출원(43)에서는 전계가 팁 상단의 뾰족한 곳에 집중되어 전자의 발산각도가 크게 나타나고, 두께가 대략 1.0 마이크로미터정도인 박막 형태의 게이트전극(42)에 의한 영향은 거의 없다. 따라서, 전자빔의 발산각도가 크게 됨에 따라 음극선관의 포커스 특성이 열화된다.Referring to the drawings, the cold cathode 40 is a state in which a voltage of 150V is applied between the cathode and the gate electrode 42 formed on the insulator layer 41, and a voltage of 1KV is applied to the anode. In the micro-tip electron emission source 43, the electric field is concentrated at a sharp point on the top of the tip, and the divergence angle of electrons is large, and the influence of the gate electrode 42 in the form of a thin film having a thickness of about 1.0 micrometer is little. . Therefore, as the divergence angle of the electron beam increases, the focus characteristic of the cathode ray tube deteriorates.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 절연체상에 다양한 형태의 개구공을 가지는 그리드와, 균일한 높이를 가지는 전자방출원을 형성하여 전자의 발산각도를 줄인 냉음극을 채용한 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and employs a cold cathode having a grid having various types of apertures on an insulator and an electron emission source having a uniform height to reduce the divergence angle of electrons. The purpose is to provide an electron gun.

도 1은 종래의 제1 실시예에 따른 냉음극의 일부를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a portion of a cold cathode according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 종래의 제2 실시예에 따른 전자총의 일부를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a part of an electron gun according to a second conventional embodiment;

도 3은 종래의 제3 실시예에 따른 전자총의 일부를 도시한 평면도,3 is a plan view showing a part of an electron gun according to a third conventional embodiment,

도 4는 종래의 냉음극에서의 전계가 분포된 상태를 도시한 개략도,4 is a schematic diagram showing a state in which an electric field is distributed in a conventional cold cathode;

도 5는 본 발명에 따른 전자총을 도시한 분리사시도,5 is an exploded perspective view showing an electron gun according to the present invention;

도 6은 도 5의 냉음극을 도시한 단면도,6 is a cross-sectional view showing the cold cathode of FIG.

도 7a는 도 5의 게이트 전극의 제1 실시예를 도시한 단면도,FIG. 7A is a sectional view showing a first embodiment of the gate electrode of FIG. 5; FIG.

도 7b는 도 5의 게이트 전극의 제2 실시예를 도시한 단면도,7B is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of the gate electrode of FIG. 5;

도 7c는 도 5의 게이트 전극의 제3 실시예를 도시한 단면도,7C is a cross-sectional view showing a third embodiment of the gate electrode of FIG. 5;

도 8은 도 5의 전자방출원 부분을 도시한 단면도,8 is a sectional view showing an electron emission source portion of FIG. 5;

도 9는 도 7a와 도 8이 결합된 상태를 도시한 단면도,9 is a cross-sectional view illustrating a state in which FIG. 7A and FIG. 8 are combined;

도 10은 본 발명에 따른 냉음극에서의 전계가 분포된 상태를 도시한 개략도.10 is a schematic diagram showing a state in which an electric field is distributed in the cold cathode according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

10,20,30,40,50,100...전자총10,20,30,40,50,100 ... electron gun

11,21,31...기판 12,22...전자방출원11,21,31 ... substrate 12,22 ... emission source

13...캐비티 14,26,33,42...게이트전극13 ... cavity 14,26,33,42 ... gate electrode

15,25,41...절연층 32,43...전자방출원15,25,41 Insulation layer 32,43 ...

71,73,75...그리드 61...기판71,73,75 ... grid 61 ... substrate

62...음극 63,110...절연체층62 Cathode 63,110 Insulator layer

64,130...전자방출원 65...캐비티64,130 ... Emission source 65 ... cavity

66,120...게이트전극66,120 gate electrode

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 냉음극을 채용한 전자총은,In order to achieve the above object, the electron gun employing the cold cathode of the present invention,

기판;Board;

상기 기판상에 형성되는 음극;A cathode formed on the substrate;

상기 음극의 윗면에 형성되며, 다수개의 캐비티가 형성된 절연체층;An insulator layer formed on an upper surface of the cathode and having a plurality of cavities;

상기 캐비티에 해당되는 음극의 윗면에 형성되는 적,녹,청색의 전자방출원; 및Red, green, and blue electron emission sources formed on the upper surface of the cathode corresponding to the cavity; And

상기 절연체층의 윗면에 형성되며, 상기 전자방출원상에 다수개의 개구공이 형성된 그리드로 된 게이트전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a gate electrode formed on an upper surface of the insulator layer and formed of a grid in which a plurality of opening holes are formed on the electron emission source.

또한, 상기 전자방출원은 적,녹,청색의 전자빔이 방출가능하도록 음극의 윗면에 균일한 높이를 가지고 직립한 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electron emission source is characterized in that it is formed in an upright shape with a uniform height on the upper surface of the cathode so that the red, green, blue electron beam can be emitted.

게다가, 상기 전자방출원은 탄소재이고, 탄소나노튜브, 흑연, 디엘씨중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the electron emission source is a carbon material, characterized in that any one selected from carbon nanotubes, graphite, DL.

더욱이, 상기 게이트전극은 후막의 금속재이고, 그 두께가 5 내지 30 마이크로미터인 것을 특징으로 한다.Further, the gate electrode is a thick metal material, characterized in that the thickness of 5 to 30 micrometers.

또한, 상기 게이트전극은 그 단면이 사다리꼴, 역사다리꼴, 육각형꼴중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the gate electrode is characterized in that the cross section is any one selected from trapezoidal, inverted trapezoidal, hexagonal.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음극형의 전자총을 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, an electron gun of a cold cathode type according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일 예에 따른 전자총(50)을 도시한 것이다.5 illustrates an electron gun 50 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 전자총(50)에는 전자방출원이 전계방출소자인냉음극(51)을 구비하는 음극구조체(52)가 마련된다. 상기 음극구조체(52)의 전방에는 상기 냉음극(51)으로부터 방출된 전자빔을 집속 및 가속시키기 위한 포커스전극(53)과, 최종가속전극(54)이 설치된다.Referring to the drawings, the electron gun 50 is provided with a cathode structure 52 having a cold cathode 51 having an electron emission source as a field emission device. In front of the cathode structure 52, a focus electrode 53 and a final acceleration electrode 54 for focusing and accelerating the electron beam emitted from the cold cathode 51 are provided.

여기에서, 상기 냉음극(51)은 적,녹,청색별로 복수개 마련되어 있고, 상기 포커스 및 최종가속전극(53)(54)의 일면에 형성된 적,녹,청색의 전자빔통과공(53a)(53b)(54a)과 대응되게 설치되어 있다.Here, a plurality of cold cathodes 51 are provided for each of red, green, and blue, and red, green, and blue electron beam passing holes 53a and 53b formed on one surface of the focus and final acceleration electrodes 53 and 54. 54a is installed correspondingly.

상기 냉음극의 구조는 도 6에 상세하게 도시되어 있다The structure of the cold cathode is shown in detail in FIG.

도면을 참조하면, 냉음극(60)에는 유리나 웨이퍼로 된 기판(61)이 마련된다. 상기 기판(61)의 윗면에는 은 페이스트와 같은 도전성의 음극(62)이 형성되어 있다. 상기 음극(62)의 윗면에는 산화규소(SiO2)로 된 절연체층(63)이 형성되어 있다.Referring to the drawings, the cold cathode 60 is provided with a substrate 61 made of glass or a wafer. On the upper surface of the substrate 61, a conductive cathode 62 such as silver paste is formed. An insulator layer 63 made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the upper surface of the cathode 62.

이때, 상기 음극(62)의 윗면에는 전자방출원(64)이 형성된다. 즉, 상기 절연체층(63)중 일부는 상기 음극(62)을 덮지 않으며, 그 부분이 개방되어 있다. 이 캐비티(65)를 통하여, 상기 음극(62)의 윗면에는 전자빔을 방출가능한 전자방출원(64)이 적,녹,청색별로 형성되어 있다.At this time, the electron emission source 64 is formed on the upper surface of the cathode 62. That is, part of the insulator layer 63 does not cover the cathode 62, and the part is open. Through the cavity 65, an electron emission source 64 capable of emitting an electron beam is formed on the upper surface of the cathode 62 for red, green, and blue.

상기 전자방출원(64)은 종래의 기술과는 달리 몰리브덴과 같은 금속재로 된 원추형의 마이크로 팁형태가 아니라, 상기 음극(62)의 표면 일부에 균일한 높이를 가지고 직립한 형태로 형성되어 있다.Unlike the prior art, the electron emission source 64 is not formed in a conical micro tip made of metal such as molybdenum, but is formed in an upright shape with a uniform height on a part of the surface of the cathode 62.

상기 전자방출원(64)으로서는 전도성이 우수하고, 전자의 방출량이 많은 탄소재를 사용하는 것이 바람직한데, 이를테면, 카본나노튜브(carbon nano tube)나, 흑연(graphite)이나, 디엘씨(diamond like carbon,DLC)와 같은 소재가 적당하다.As the electron emission source 64, it is preferable to use a carbon material having excellent conductivity and having a large amount of electron emission. For example, a carbon nano tube, graphite, or diamond like materials such as carbon and DLC are suitable.

한편, 상기 절연체층(63)의 윗면에는 게이트전극으로 사용되는 금속재의 그리드(66)가 설치되어 있다. 상기 그리드(66)는 상기 전자방출원(64)으로부터 전자빔이 방출가능하도록 다수개의 개구공(66a)이 형성되어 있다. 상기 그리드(66)는 상기 개구공(66a)의 형상을 다양하게 형성할 수 있다. 이것을 좌우하는 인자로는 전자빔의 발산각도를 들 수 있다.On the other hand, the upper surface of the insulator layer 63 is provided with a grid 66 of metal material used as the gate electrode. The grid 66 is formed with a plurality of opening holes 66a to emit an electron beam from the electron emission source 64. The grid 66 may form various shapes of the opening hole 66a. A factor influencing this is the divergence angle of the electron beam.

도 7a 내지 도 7c는 이러한 그리드의 다양한 실시예를 예시한 것이다.7A-7C illustrate various embodiments of such a grid.

도 7a를 참조하면, 그리드(71)는 전자방출원으로부터 방출된 전자빔이 통과할 수 있도록 다수개의 개구공(72)이 형성되어 있다. 상기 개구공(72)의 형성은 상술한바와 같이 전자빔이 방출되는 각도를 제어하는 것과 연관성이 있다. 상기 그리드(71)는 단면을 절개하여 살펴보면, 그리드(71)는 사다리꼴 형상이다.Referring to FIG. 7A, a plurality of opening holes 72 are formed in the grid 71 to allow electron beams emitted from an electron emission source to pass therethrough. The formation of the opening 72 is related to controlling the angle at which the electron beam is emitted as described above. Looking at the grid 71 by cutting the cross section, the grid 71 is trapezoidal in shape.

도 7b의 경우에는 개구공(74)이 형성된 그리드(73)의 단면 형상이 육각형꼴을 이루고 있다. 이 경우에는 상기 도 7a의 경우보다 전자방출각도가 적다.In the case of FIG. 7B, the cross-sectional shape of the grid 73 in which the opening hole 74 is formed has a hexagonal shape. In this case, the electron emission angle is smaller than that in FIG. 7A.

도 7c의 경우에는 도 7a와 상반된 형상을 가지는 그리드(75)를 도시한다.In the case of FIG. 7C, a grid 75 having a shape opposite to that of FIG. 7A is illustrated.

즉, 상기 그리드(75)의 단면은 역사다리꼴 형태를 유지하고 있고, 상기 그리드(75)에는 이에 대응되는 형상의 개구공(76)이 다수개 형성되어 있다. 이 경우에도 상기 도 7b의 경우와 마찬가지로 도 7a에 예시된 경우보다 전자방출각도가 적다.That is, the cross section of the grid 75 maintains an inverted trapezoidal shape, and a plurality of opening holes 76 having a shape corresponding thereto are formed in the grid 75. In this case, as in the case of FIG. 7B, the electron emission angle is smaller than that illustrated in FIG. 7A.

도 7a 내지 7c에 예시된 그리드는 후막의 금속재이고, 그 두께는 5 내지 30 마이크로미터정도를 유지하는게 전압인가시 전자방출원으로부터 방출되는 전자빔의 발산각을 줄이고, 개구공을 형성시키기 위한 가공상 유리하다고 할 수 있다. 이때,그리드로는 SUS나 구리나 철 또는 니켈을 주성분으로 합금을 사용하는 것이 가공상 바람직하다.The grid illustrated in Figs. 7A to 7C is a thick film metal material, and the thickness thereof is about 5 to 30 micrometers so as to reduce the divergence angle of the electron beam emitted from the electron emission source when voltage is applied and to form an aperture hole. It can be said to be advantageous. In this case, it is preferable to use an alloy containing SUS, copper, iron, or nickel as a main component as a grid.

이상과 같은 형상을 가지는 그리드는 금속재상에 개구공과 상응한 패턴을 가지는 마스크를 정렬하고, 포토레지스터를 적정량 도포한다음, 노광 및 현상후 에칭을 수행하여 소망하는 개구공을 가지도록 제조할 수 있다.The grid having the above shape can be manufactured to have a desired aperture by arranging a mask having a pattern corresponding to the aperture in a metal material, applying an appropriate amount of photoresist, and performing etching after exposure and development. .

상술한 바와 같이 완성된 그리드와는 별도로 기판상에 전자방출원등의 기능층을 형성시킨다.A functional layer such as an electron emission source is formed on a substrate separately from the completed grid as described above.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼나 투명한 유리로 된 기판(81) 상에는 은 페이스트와 같은 도전성을 가지는 음극(82)을 형성시킨다. 그리고, 상기 음극(82)의 윗면에는 전자방출원(84)이 형성될 부분을 제외한 나머지 부분에 산화규소등으로 된 절연체층(83)을 도포시킨다. 한편, 상기 음극(82)에는 전자를 방출시키는 전자방출원(84)이 적,녹,청색의 세 개로 나뉘어 형성시킨다.That is, as shown in FIG. 8, the cathode 82 having conductivity such as silver paste is formed on the wafer 81 made of wafer or transparent glass. The insulator layer 83 made of silicon oxide or the like is applied to the upper surface of the cathode 82 except for the portion where the electron emission source 84 is to be formed. On the other hand, the cathode 82 is formed by dividing the electron emission source 84 for emitting electrons into three, red, green, blue.

이렇게 각각 완성된 그리드와 전자방출원(84)이 형성된 기판(81)은 도 9에 도시된 것처럼 상호 결합시켜 게이트전극으로 그리드(85)를 사용하게 된다.The substrates 81 formed with the completed grids and the electron emission sources 84 are coupled to each other as shown in FIG. 9 to use the grids 85 as gate electrodes.

도 10은 본 발명에 따른 냉음극(100)에서의 전계가 분포된 상태를 도시한 것이다.10 shows a state in which an electric field is distributed in the cold cathode 100 according to the present invention.

도면을 참조하면, 상기 냉음극(100)은 음극과, 절연체층(110)의 윗면에 부착된 게이트전극(120) 사이에 150V의 전압이 인가되고, 양극에는 1kV의 전압이 인가된 상태이다. 이 경우에는 전기장의 집중이 일어나지 않아 상대적으로 전자방출원(130)으로부터 방출되는 전자빔의 발산각도가 적을 뿐만 아니라, 상기게이트전극(120)에 의하여 전기장의 굴곡이 발생하게 됨에 따라 방출되는 전자를 수렴하는 형태로 작용하게 된다.Referring to the drawings, the cold cathode 100 is a state in which a voltage of 150V is applied between the cathode and the gate electrode 120 attached to the upper surface of the insulator layer 110, a voltage of 1kV is applied to the anode. In this case, since the concentration of the electric field does not occur, the angle of divergence of the electron beam emitted from the electron emission source 130 is relatively low, and the electrons emitted as the electric field is bent by the gate electrode 120 converge. It will work in the form of.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 냉음극을 채용한 전자총은 게이트전극이 금속재로 된 그리드로 제조되고, 음극의 윗면에 균일한 높이를 가지는 직립한 형태의 전자방출원이 형성됨으로써, 전자방출원으로부터 방출되는 전자의 발산각도를 줄이게 되어서 포커스 특성을 향시킬 수 있다. 또한, 그리드와, 그 이외의 부분을 별도로 제조하여 상호 결합하는 방식을 채택함으로써, 제조 공정이 용이하다.As described above, the electron gun employing the cold cathode of the present invention has a gate electrode made of a grid made of metal, and an electron emission source of an upright form having a uniform height is formed on the upper surface of the cathode. The divergence angle of the emitted electrons can be reduced to improve the focus characteristic. In addition, the manufacturing process is easy by adopting a method of separately manufacturing the grid and other portions and combining them with each other.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (8)

기판;Board; 상기 기판상에 형성되는 음극;A cathode formed on the substrate; 상기 음극의 윗면에 형성되며, 다수개의 캐비티가 형성된 절연체층;An insulator layer formed on an upper surface of the cathode and having a plurality of cavities; 상기 캐비티에 해당되는 음극의 윗면에 형성되는 적,녹,청색의 전자방출원; 및Red, green, and blue electron emission sources formed on the upper surface of the cathode corresponding to the cavity; And 상기 절연체층의 윗면에 형성되며, 상기 전자방출원상에 다수개의 개구공이 형성된 그리드로 된 게이트전극;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.And a gate electrode formed on a top surface of the insulator layer, the gate electrode being a grid having a plurality of opening holes formed on the electron emission source. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자방출원은 적,녹,청색의 전자빔이 방출가능하도록 음극의 윗면에 균일한 높이를 가지고 직립한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.The electron emission source is an electron gun employing a cold cathode, characterized in that formed in an upright shape with a uniform height on the upper surface of the cathode so that red, green, blue electron beam can be emitted. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전자방출원은 탄소재인 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.The electron emission source is an electron gun employing a cold cathode, characterized in that the carbon material. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 전자방출원은 탄소나노튜브, 흑연, 디엘씨중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.The electron emission source is an electron gun employing a cold cathode, characterized in that any one selected from carbon nanotubes, graphite, DL. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트전극은 후막의 금속재인 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.And said gate electrode is a thick metal film. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 게이트전극는 그 두께가 5 내지 30 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.And said gate electrode has a thickness of 5 to 30 micrometers. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 게이트전극은 그 단면이 사다리꼴, 역사다리꼴, 육각형꼴중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.And said gate electrode is any one selected from a trapezoid, an inverted trapezoid, and a hexagon. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트전극과, 음극과 전자방출원과 절연체층이 형성된 기판은 각각 별도로 제조되어 상호 결합된 것을 특징으로 하는 냉음극을 채용한 전자총.And the gate electrode, the cathode, the substrate on which the electron emission source and the insulator layer are formed, are each manufactured separately and combined with each other.
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