KR20020032208A - Field Emission Display having self focusing gate electrode and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20020032208A
KR20020032208A KR1020000063239A KR20000063239A KR20020032208A KR 20020032208 A KR20020032208 A KR 20020032208A KR 1020000063239 A KR1020000063239 A KR 1020000063239A KR 20000063239 A KR20000063239 A KR 20000063239A KR 20020032208 A KR20020032208 A KR 20020032208A
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Abstract

PURPOSE: An FED having a structure of a magnetic focusing type gate electrode and a method for fabricating the same are provided to focus an electron beam by changing only an array state of a gate electrode. CONSTITUTION: A buffer layer is formed on an upper portion of on a predetermined substrate such as a glass substrate or a silicon substrate(S1). The buffer layer is formed with a nitride layer or an oxide layer. A cathode electrode of a panel shape is formed on an upper portion of the buffer layer and a cathode hole is formed thereon(S2). A gate insulating layer having a plurality of gate hole is formed on the cathode electrode(S3). The gate insulating layer is formed with a silicon oxide layer or a silicon nitride layer. A gate electrode is formed on gate insulating layer(S4). A micro tip is formed in an inside of the gate hole(S5) by using a vertical deposition method.

Description

자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자 및 그 제조 방법{Field Emission Display having self focusing gate electrode and manufacturing method thereof}Field emission display device having self-focusing gate electrode structure and manufacturing method thereof

본 발명은 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고전류밀도를 방출하는 필드 에미터 어레이의 위쪽에 배치되어 에미터로부터 방출된 전자빔을 집속하도록 설치되던 별도의 집속전극을 설치하지 않고, 게이트 전극의 배치만을 바꾸어 패널의 실제 구동시 자동으로 전자빔의 집속이 이루어지도록 하는 구성을 가지며, 이로 인해 제조공정이 단축되고 낮은 소비전력 및 내구성 있는 높은 전류밀도가 확보되는 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device having a self-focusing gate electrode structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to focus an electron beam emitted from an emitter disposed above a field emitter array emitting high current density. Without the installation of a separate focusing electrode, only the arrangement of the gate electrode is changed so that the electron beam can be focused automatically when the panel is actually driven. As a result, the manufacturing process is shortened, low power consumption, and high current with high durability. The present invention relates to a field emission display device having a self-focusing gate electrode structure having a density, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 전계 방출 표시 소자는 마이크로 팁이라는 금속재질의 날카로운 부분에 강한 전기장을 인가할 때 전자가 방출되고, 방출된 전자들이 양극의 형광막에 충돌할 때 빛을 발생하는 성질을 이용하는 소자로서, 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수 개의 단위 화소들이 형성되어 있어 한 두 개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없는 특징으로 인해 CRT의 고선명성과 액정표시장치의 경박단소의 장점을 모두 갖춘 차세대 표시장치로 주목받고 있다.In general, a field emission display device is a device that emits electrons when a strong electric field is applied to a sharp part of a metal material called a micro tip, and generates light when the emitted electrons collide with a fluorescent film of an anode. Because smaller unit pixels are formed in the pixel group of, the operation of the pixel group does not occur even if one or two unit pixels are defective. It is attracting attention as the next generation display device equipped.

구체적으로 1968년 C.A SPINDT에 의해 처음 제기된 박막형 전계 방출 소자의 필드 에미터는 전자 방출용 마이크로 팁을 원뿔 모양으로 뾰족하게 만들고, 마이크로 팁에 전압을 인가하기 위한 게이트 전극을 수 ㎛로 아주 가까이 위치하여 수십 v의 낮은 전압에서도 마이크로 팁에서 전자방출이 가능하게 하였다.Specifically, the field emitter of the thin-film field-emitting device first introduced by CA SPINDT in 1968 sharpens the micro tip for electron emission into a conical shape, and places the gate electrode for applying a voltage to the micro tip very close to several micrometers. Electrons can be emitted from the micro tip even at low voltages of tens of volts.

이에 따라, 양극에 수 백 ~ 수 천 볼트(v)의 전압을 일정하게 인가하고 마이크로 팁(캐소드 전극)에 0 혹는 (-) 수십 볼트(v), 게이트 전극에 (+) 수십의 전압을 인가하게 되면 마이크로 팁에서 전자가 방출되어 양극 전극으로 가속되어 도달하게 된다.Accordingly, a voltage of several hundred to several thousand volts (v) is uniformly applied to the anode, and zero or negative tens of volts (v) is applied to the micro tip (cathode electrode), and a positive tens of voltage is applied to the gate electrode. The electrons are released from the micro tip and accelerated to the anode electrode.

하지만 상술한 구성을 갖는 전계 방출 표시 소자는 팁에서 방출한 전자가 약 60도의 발산각으로 퍼지면서 양극쪽으로 다다르게 되어 선택된 픽셀만 발광하는 것이 아니라 주변 픽셀들을 발광시켜 혼색이 발생하며 선명한 화질을 나타낼 수 없는 경우가 많다.However, in the field emission display device having the above-described configuration, the electrons emitted from the tip spread toward the anode with the divergence angle of about 60 degrees, so that the selected pixels do not emit light, but the surrounding pixels emit light, resulting in mixed color and display of clear image quality. Often not.

도 1에서는 상술한 바와 같이 에미터 영역에서 방출되어 퍼지는 전자를 집속시키기 위한 종래의 픽셀 일부의 구성을 평면도로 나타내었다.1 illustrates a plan view of a part of a conventional pixel for focusing electrons emitted and diffused in an emitter region as described above.

도 1을 보면 복수 개의 게이트 홀(1)의 내부에는 마이크로 팁(2)이 형성되어 있고, 마이크로 팁(2)의 상부에 형성된 게이트 전극(3)이 마이크로 팁(2)으로부터 방출되는 전자의 양과 방향을 결정하도록 하며, 에미터 영역을 둘러싸는 형태의 수평형 구조의 집속 전극(4)이 전자를 집속하도록 구성된다.Referring to FIG. 1, the micro tip 2 is formed inside the plurality of gate holes 1, and the gate electrode 3 formed on the micro tip 2 has an amount of electrons emitted from the micro tip 2. In order to determine the direction, a focusing electrode 4 of a horizontal structure having a shape surrounding the emitter region is configured to focus electrons.

도 2는 도 1과 같은 상면을 갖는 필드 에미터의 단면 구성을 나타내는 단면도로서, 도 2에 따르면 효과적인 전자빔의 집속을 위해서는 에미터인 마이크로 팁(2)와 게이트 전극(3) 끝단과의 거리(A)를 가깝게 해야 하며, 게이트 전극(3) 끝단과 집속 전극(4) 끝단과의 거리(B)도 가깝게 해야 하는 제조 공정의 어려움이 있으며, 반대로 집속 전극(4)의 폭(C)은 커야 하므로 단위 면적당 에미터의 개수가 제한을 받게 된다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a field emitter having an upper surface as shown in FIG. 1. According to FIG. There is a difficulty in the manufacturing process that the A) should be close and the distance (B) between the end of the gate electrode 3 and the end of the focusing electrode 4 should be close, and conversely, the width C of the focusing electrode 4 should be large. This limits the number of emitters per unit area.

전계 방출 소자의 전류 방출 성능은 에미터의 개수에 직접적으로 비례하므로 이러한 구조를 갖는 에미터를 이용하여 고전류 방출 성능을 가지는 전계 방출 소자의 제작은 어려운 상황이다.Since the current emission performance of the field emission device is directly proportional to the number of emitters, it is difficult to manufacture the field emission device having the high current emission performance using an emitter having such a structure.

전계 방출 소자에 적용되는 또 다른 집속 전극으로 도 3의 단면 구성을 갖는 수직형 집속 전극이 있다.Another focusing electrode applied to the field emission device is a vertical focusing electrode having the cross-sectional configuration of FIG. 3.

도 3에 따른 전계 방출 소자의 구성은 크게 냉음극 칩(201), 기판(202), 제 1 절연층(203), 게이트 전극(204) 및 냉음극 소자(209)로 이루어지며, 이때, 냉음극 칩(201)은 기판(202), 제 1 절연층(203), 게이트 전극(204), 에미터(205)로 구성되고, 냉음극 소자(209)는 냉음극 칩(201), 집속전극(208), 제 2 절연층(207)으로 구성되어 있다.The structure of the field emission device according to FIG. 3 is mainly composed of a cold cathode chip 201, a substrate 202, a first insulating layer 203, a gate electrode 204, and a cold cathode device 209. The cathode chip 201 is composed of a substrate 202, a first insulating layer 203, a gate electrode 204, and an emitter 205. The cold cathode device 209 is a cold cathode chip 201 and a focusing electrode. 208 and the second insulating layer 207.

미소 냉음극(206)은 에미터(205) 및 게이트 전극(204)과 제 1 절연층(203)이 냉음극 소자(209)의 열린 동심원의 구멍에 위치한다.In the microcold cathode 206, the emitter 205, the gate electrode 204, and the first insulating layer 203 are located in an open concentric hole of the cold cathode element 209.

이 전계 방출 소자의 동작은 에미터(205)에서 나온 전자빔이 집속될 수 있도록 집속 전극(208)에 -40V의 전압을 인가하고 게이트 전극(204)에 80V의 전압을 인가하며, 이때 전류량을 제어하기 위하여 제어 전압을 게이트 전극(204)에 인가하는 것이다.The field emission device operates by applying a voltage of -40 V to the focusing electrode 208 and a voltage of 80 V to the gate electrode 204 so that the electron beam emitted from the emitter 205 can be focused. In order to control the voltage, the control voltage is applied to the gate electrode 204.

에미터(205)의 선단은 극히 예리하게 만들어져 있고 게이트 전극(204)은 에미터(205)의 선단의 바로 근처에 있기 때문에 에미터(205)의 선단에는 높은 전계가 인가되어 전자가 전계 방출된다.Since the tip of the emitter 205 is made extremely sharp and the gate electrode 204 is near the tip of the emitter 205, a high electric field is applied to the tip of the emitter 205 to emit electrons. .

다수의 에미터(205)로부터 방출된 전자는 집속 전극(208)에 의하여 집속된 전자 빔으로 형성된다.Electrons emitted from the plurality of emitters 205 are formed into electron beams focused by the focusing electrode 208.

제 2 절연층(207)의 두께는 10 ~ 수 100㎛정도이기 때문에 집속 전극(208)과 게이트 전극(204) 또는 기판(202)과의 정전 용량은 충분히 작게 만들 수 있으며,다수의 냉음극(206)을 제어하는 데 필요한 제 2 절연층(207)의 두께는 전계 방출 소자의 설계에 따라 달라질 수 있지만 보통 음극 반경의 1/2 수준이다.Since the thickness of the second insulating layer 207 is about 10 to about 100 μm, the capacitance between the focusing electrode 208 and the gate electrode 204 or the substrate 202 can be made sufficiently small. The thickness of the second insulating layer 207 required to control 206 may vary depending on the design of the field emission device but is usually on the order of one half of the cathode radius.

그래서, 게이트 전극(204), 에미터(205), 집속 전극(208)을 일체화하고 있기 때문에 전자빔을 효과적으로 집속 할 수 있고 전자빔의 형성에 강하게 영향을 주는 집속 전극(208)이 냉음극(206) 소자에 가까이 위치하여 높은 정밀도의 전계를 형성할 수 있기 때문에 품질 좋은 전자빔을 형성 할 수 있다.Therefore, since the gate electrode 204, the emitter 205, and the focusing electrode 208 are integrated, the focusing electrode 208 that can focus the electron beam effectively and strongly influence the formation of the electron beam is the cold cathode 206. It can be located close to the device to form a high-precision electric field, thereby forming a high quality electron beam.

이러한 수직형 집속 전극을 포함한 냉음극 소자는 전자빔의 집속 성능은 매우 우수하지만 소자의 제작 공정은 제 2 절연층을 매우 두껍게(10 ~ 수 100 ㎛) 형성시키기 매우 어려우며 냉음극 칩에 정확히 정렬되고 동심원의 구조를 가진 집속 전극의 형성 또한 매우 까다롭기 때문에 제조 수율이 매우 낮은 단점이 있다.The cold cathode device including the vertical focusing electrode has excellent electron beam focusing performance, but the fabrication process of the device is very difficult to form the second insulating layer very thick (10 to several 100 μm), and is precisely aligned on the cold cathode chip and is concentric. Since the formation of the focusing electrode having the structure of is very difficult, there is a disadvantage in that the manufacturing yield is very low.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 집속 전극을 설치하지 않고 게이트 전극의 배치만을 바꾸어 패널의 실제 구동시 자동으로 전자빔의 집속이 이루어지도록 함에 있다.The present invention is derived to solve the above problems, an object of the present invention is to change the arrangement of the gate electrode without installing a separate focusing electrode to automatically focus the electron beam during the actual driving of the panel. .

본 발명의 다른 목적은 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 어레이의 구조 및 제조 공정을 간소화한 제조 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method that simplifies the structure and manufacturing process of the field emitter array of the field emission display device.

본 발명의 또 다른 목적은 후술될 구성 및 작용에서 더욱 상세히 설명될 것이다.Another object of the present invention will be described in more detail in the configuration and operation to be described later.

도 1은 종래의 집속 전극을 갖는 필드 에미터의 상면도.1 is a top view of a field emitter with a conventional focusing electrode.

도 2는 종래의 수평형 집속 전극을 갖는 필드 에미터의 단면도.2 is a cross-sectional view of a field emitter with a conventional horizontal focusing electrode.

도 3은 종래의 수직형 집속 전극을 갖는 필드 에미터의 단면도.3 is a cross-sectional view of a field emitter with a conventional vertical focusing electrode.

도 4는 본 발명에 따른 게이트 전극 구조를 갖는 필드 에미터의 상면도.4 is a top view of a field emitter with a gate electrode structure in accordance with the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 자기 집속형 게이트 전극에 순차적으로 스캔 신호를 인가하는 과정을 나타내는 개념도.5 is a conceptual diagram illustrating a process of sequentially applying a scan signal to a self-focusing gate electrode according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 전자빔의 흐름을 나타내기 위한 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view for showing the flow of the electron beam according to the present invention.

도 7는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 어레이를 형성하는 과정을 나타내는 순서도.7 is a flowchart illustrating a process of forming a field emitter array of a field emission display device according to the present invention.

본 발명에 따르면 복수 개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 형성된 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 어레이에 있어서, 소정 기판상에 형성되는 캐소드 전극;과상기 캐소드 전극상부에 형성되고, 상기 캐소드 전극의 일부 표면을 노출시키는 복수 개의 게이트 홀을 갖는 게이트 절연층;과 상기 게이트 홀내의 캐소드 전극상에 형성되는 마이크로 팁; 및 상기 게이트 절연층상에 형성되며, 소정 픽셀이 인접한 픽셀들과 전기적으로 연결되지 않도록 형성되는 게이트 전극을 포함함을 특징으로 한다.According to the present invention, a field emitter array of a field emission display device in which a plurality of pixels are formed in a matrix form includes: a cathode electrode formed on a predetermined substrate; and formed on the cathode electrode and exposing a portion of the surface of the cathode electrode; A gate insulating layer having a plurality of gate holes, and a micro tip formed on the cathode of the gate hole; And a gate electrode formed on the gate insulating layer and formed so that a predetermined pixel is not electrically connected to adjacent pixels.

바람직하게 상기 픽셀은 상기 인접한 픽셀들과 소정 거리, 구체적인 예로 0.1 ㎛ ~ 20 ㎛의 거리만큼 이격되어 형성된다.Preferably, the pixel is formed spaced apart from the adjacent pixels by a predetermined distance, for example, a distance of 0.1 μm to 20 μm.

그리고, 본 발명에 따른 자기집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자의 제조 방법은 소정 기판에 캐소드 전극을 형성하는 단계;와 상기 캐소드 전극상에 복수 개의 게이트 홀을 갖는 게이트 절연층을 형성하는 단계;와 상기 게이트 절연층상에 소정 픽셀이 인접한 픽셀과 인접하지 않도록 형성되는 게이트 전극을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 홀의 내부에 마이크로 팁을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하며, 바람직하게 상기 픽셀은 인접한 픽셀과 소정 거리만큼 이격시켜 형성한다.The method of manufacturing a field emission display device having a self-focused gate electrode structure according to the present invention includes forming a cathode on a predetermined substrate; and forming a gate insulating layer having a plurality of gate holes on the cathode. Forming a gate electrode on the gate insulating layer such that a predetermined pixel is not adjacent to an adjacent pixel; And forming a micro tip inside the gate hole. Preferably, the pixel is spaced apart from an adjacent pixel by a predetermined distance.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention in more detail.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 도면으로서, 도 4에 따르면 전자를 방출하는 에미터 영역에 별도의 집속전극을 구성하지 않고, 소정의 게이트전극(13)을 갖는 소정 픽셀(17)에 있어서 서로 인접한 양쪽 픽셀(18), (19)의 게이트 전극(14),(15)이 집속 전극의 역할을 하도록 구성되어 있다.FIG. 4 is a diagram showing a preferred embodiment of the present invention. According to FIG. 4, a pixel 17 having a predetermined gate electrode 13 is not formed in an emitter region emitting electrons. The gate electrodes 14 and 15 of both the pixels 18 and 19 adjacent to each other are configured to serve as focusing electrodes.

캐소드 전극은 유리기판이나 실리콘 기판위에 1000~5000Å의 두께를 갖는 질화막이나 산화막으로 형성된 완충층위에 일례로 판넬형상을 갖도록 형성된다.The cathode electrode is formed to have a panel shape, for example, on a buffer layer formed of a nitride film or an oxide film having a thickness of 1000 to 5000 ~ on a glass substrate or a silicon substrate.

게이트 절연층은 캐소드 전극상부에 실리콘 산화막을 증착하고, 이를 패터닝하여 다수의 콘택홀을 형성하여 구성된다.The gate insulating layer is formed by depositing a silicon oxide film on the cathode electrode and patterning the silicon oxide layer to form a plurality of contact holes.

도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 구동을 위해 자기 집속형 게이트 전극에 순차적으로 스캔 신호를 인가하는 것으로서, 스캔 신호를 받은 게이트 전극은 전압 펄스가 인가되지만, 신호를 받지 않은 다른 게이트 전극은 0 V가 인가된다.FIG. 5 illustrates sequentially applying a scan signal to a self-focusing gate electrode for driving a field emission display device according to an embodiment of the present invention, wherein the gate electrode receiving the scan signal is applied with a voltage pulse, but does not receive a signal. 0 V is applied.

그러므로, 게이트 전극에 전압이 인가된 픽셀에서 방출된 전자는 인접한 픽셀의 게이트 전극의 0V 전압의 전계에 의해 빔퍼짐현상 없이 집속되어 양극까지 도달하게 된다.Therefore, electrons emitted from the pixel to which the voltage is applied to the gate electrode are focused by the electric field of the 0V voltage of the gate electrode of the adjacent pixel without focusing the beam and reach the anode.

도 6은 도 5와 같은 동작에 따른 전자빔의 흐름을 나타내기 위한 단면도로서, 100V의 전압이 인가되는 소정 게이트 전극(13)의 양측에 인접한 게이트 전극(14), (15)에는 전압이 인가되지 않고 있음이 잘 나타나 있으며, 양측에 인접한 게이트 전극(14), (15)은 집속 전극 역할을 수행하여 도 6과 같이 집속된 전자빔은 양극(23)에 도달한다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the flow of an electron beam according to the operation of FIG. 5, wherein voltages are not applied to gate electrodes 14 and 15 adjacent to both sides of a predetermined gate electrode 13 to which a voltage of 100 V is applied. It is well shown that the gate electrodes 14 and 15 adjacent to both sides serve as focusing electrodes so that the focused electron beam reaches the anode 23 as shown in FIG. 6.

상술한 바와 같이 게이트 전극이 방출된 전자의 집속 작용을 가능하도록 지그재그 형태로 형성되면, 전계 방출 표시 소자의 구조가 간단해져 서브 마이크로레벨의 미세가공을 높은 정밀도로 수행할 수 있다.As described above, when the gate electrode is formed in a zigzag form to enable the focused action of the emitted electrons, the structure of the field emission display device is simplified, and micromachining of the sub-microlevel can be performed with high precision.

그리고, 구조가 간단해지고 미세화되는 것은 상대적으로 전자 방출 특성을 향상시키는 작용을 하게 되며, 능동소자나 기능 구조를 침상에 바로 배치하는 것이나 저항층을 기판에 만들어 넣는 것이 가능해진다.In addition, the structure becomes simpler and finer, which is relatively effective in improving electron emission characteristics, and it is possible to directly place active elements or functional structures on a bed, or to form a resistive layer on a substrate.

도 7는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 어레이를 형성하는 과정을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a process of forming a field emitter array of a field emission display device according to the present invention.

도 7에 따르면 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 에미터 어레이 제조 방법은 먼저 소정 기판, 예를 들어 유리 기판이나 실리콘 기판의 상부에 완충층을 형성한다(단계 S1).According to FIG. 7, in the method of manufacturing an emitter array of a field emission display device according to the present invention, a buffer layer is first formed on a predetermined substrate, for example, a glass substrate or a silicon substrate (step S1).

이때 상기 완충층은 바람직하게 소정 기판의 불순물이 캐소드 전극으로 확산되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 1000~5000Å의 두께를 갖는 질화막이나 산화막으로 형성한다.At this time, the buffer layer is preferably for preventing the diffusion of impurities of a predetermined substrate to the cathode electrode, and is formed of a nitride film or an oxide film having a thickness of 1000 ~ 5000Å.

그리고, 상기 완충층 상부에 판넬형태로 캐소드 전극을 형성하며, 게이트홀로 예정된 캐소드홀을 전표면에 형성시킨다(단계 S2).Then, a cathode is formed on the buffer layer in the form of a panel, and a cathode hole, which is defined as a gate hole, is formed on the entire surface (step S2).

여기서, 캐소드홀은 캐소드홀을 형성할 수 있는 별도의 마스크를 이용한 사진식각공정으로 3~10 ㎛정도의 직경으로 형성된다.Here, the cathode hole is formed in a diameter of about 3 ~ 10 ㎛ by a photolithography process using a separate mask capable of forming a cathode hole.

상기 캐소드 전극상에 캐소드홀과 연통되는 복수 개의 게이트 홀을 갖는 게이트 절연층을 형성한다(단계 S3).A gate insulating layer having a plurality of gate holes in communication with the cathode holes is formed on the cathode electrode (step S3).

게이트 절연층은 상술한 캐소드 전극으로부터 후술될 게이트 전극으로 과도 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 절연층이며, 통상 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등이 이용된다.The gate insulating layer is an insulating layer for preventing excessive current from flowing from the above-described cathode electrode to the gate electrode to be described later. A silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like is usually used.

상기 게이트 절연층상에 소정 픽셀이 인접한 픽셀과 전기적으로 연결되지 않도록 형성되는 게이트 전극을 형성한다(단계 S4).A gate electrode is formed on the gate insulating layer so that a predetermined pixel is not electrically connected to an adjacent pixel (step S4).

픽셀이 인접한 픽셀과 전기적으로 연결되지 않기 위해 이용되는 바람직한 형상으로는 각각의 픽셀의 에미터 부분사이에 지그재그로 형태로 형성된 게이트 전극이 이용된다.As a preferred shape where the pixel is not electrically connected to an adjacent pixel, a gate electrode formed in a zigzag form between the emitter portions of each pixel is used.

그리고, 수직증착밥법으로 상술한 게이트 홀의 내부에 마이크로 팁을 형성한다.(단계 S5)Then, a micro tip is formed in the above-described gate hole by the vertical evaporation method (step S5).

위와 같은 단계들을 거쳐 형성되는 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 어레이는 집속전극을 형성하는 별도의 공정단계가 포함되지 않아 공정이 간단해지고, 간단해진 공정에 따라 공정불량이 나올 확율이 보다 줄어들어 제조 수율을 높일 수 있다.The field emitter array of the field emission display device formed through the above steps does not include a separate process step for forming the focusing electrode, which simplifies the process and reduces the probability of a process defect according to the simplified process. Can increase.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명의 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 얼마든지 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알수 있을 것이다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, those of ordinary skill in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. Or it can be seen that it can be changed.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터는 별도의 집속 전극을 필요로 하지 않고 게이트 전극의 배치만을 바꾸어 패널의 실제구동시 자동으로 전자빔의 집속이 이루어지도록 하여, 간단한 구조로 선명한 화질을 얻는 효과가 있다.As described above, the field emitter of the field emission display device according to the present invention does not need a separate focusing electrode and changes only the arrangement of the gate electrodes so that the electron beam is focused automatically when the panel is actually driven. There is an effect of obtaining image quality.

그리고, 별도의 집속 전극을 설치하는 제조 공정이 필요하지 않아 제조 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 집속 전극이 차지하는 구역을 필요로 하지 않기 때문에 필요로 하는 많은 수의 필드 에미터를 픽셀 내에 포함시킬 수 있어낮은 소비 전력 및 내구성 있는 균일하고 높은 방출 전류와 전계 방출 표시 소자의 능동 구동을 가능하게 한다.In addition, since a manufacturing process for installing a separate focusing electrode is not required, a manufacturing yield can be increased, and a large number of field emitters are required in a pixel because a separate focusing electrode does not require a region. It enables low power consumption, durable uniform and high emission current, and active driving of field emission display elements.

Claims (5)

복수 개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 형성된 전계 방출 표시 소자의 필드 에미터 어레이에 있어서,A field emitter array of a field emission display device in which a plurality of pixels are formed in a matrix shape, 소정 기판상에 형성되는 캐소드 전극;A cathode electrode formed on a predetermined substrate; 상기 캐소드 전극상부에 형성되고, 상기 캐소드 전극의 일부 표면을 노출시키는 복수 개의 게이트 홀을 갖는 게이트 절연층;A gate insulating layer formed on the cathode electrode and having a plurality of gate holes exposing a part surface of the cathode electrode; 상기 게이트 홀내의 캐소드 전극상에 형성되는 마이크로 팁; 및A micro tip formed on the cathode electrode in the gate hole; And 상기 게이트 절연층상에 형성되며, 소정 픽셀이 인접한 픽셀들과 전기적으로 연결되지 않도록 형성되는 게이트 전극을 포함함을 특징으로 하는 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자.And a gate electrode formed on the gate insulating layer, the gate electrode being formed so that a predetermined pixel is not electrically connected to adjacent pixels. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 픽셀은 상기 인접한 픽셀들과 소정 거리 이격되어 형성됨을 특징으로 하는 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자.And the pixel is formed to be spaced apart from the adjacent pixels by a predetermined distance. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 소정 거리는 0.1 ㎛ ~ 20 ㎛의 거리임을 특징으로 하는 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자.The predetermined distance is a field emission display device having a self-focusing gate electrode structure, characterized in that the distance of 0.1 ㎛ to 20 ㎛. 소정 기판에 캐소드 전극을 형성하는 단계;Forming a cathode on a predetermined substrate; 상기 캐소드 전극상에 캐소드홀과 연통되는 복수 개의 게이트 홀을 갖는 게이트 절연층을 형성하는 단계;Forming a gate insulating layer having a plurality of gate holes in communication with the cathode holes on the cathode electrodes; 상기 게이트 절연층상에 소정 픽셀이 인접한 픽셀과 전기적으로 연결되지 않도록 형성되는 자기 집속형 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a self-focusing gate electrode on the gate insulating layer such that a predetermined pixel is not electrically connected to an adjacent pixel; 상기 게이트 홀의 내부에 마이크로 팁을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자의 제조 방법.And forming a micro tip in the gate hole, wherein the field emission display device has a self-focusing gate electrode structure. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 픽셀은 인접한 픽셀과 소정 거리 이격시켜 형성함을 특징으로 하는 자기 집속형 게이트 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시 소자의 제조 방법.And the pixel is formed to be spaced apart from an adjacent pixel by a predetermined distance.
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