KR20030030820A - 전계 방출 표시장치 - Google Patents

Abstract

저 일함수 탄소계 물질로 이루어지는 면 전자원과, 면 전자원에서 방출된 전자들의 집속 정도를 향상시키기 위한 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시장치를 제공한다. 본 발명에 의한 전계 방출 표시장치는 제1 및 제2 기판과; 제1 기판의 일면에 라인 패턴으로 형성되는 다수의 게이트 전극과; 게이트 전극들을 덮으면서 제1 기판의 전면에 형성되는 절연층과; 절연층 위에 상기 게이트 전극들과 직교 상태로 배치되면서 라인 패턴으로 형성되는 다수의 캐소드 전극과; 캐소드 전극 상에 이 캐소드 전극의 일측 가장자리를 따라 형성되는 다수의 면 전자원과; 캐소드 전극에 연결 설치되어 상기 면 전자원으로부터 방출된 전자빔의 집속 상태를 제어하는 포커싱 수단과; 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 일면에 형성되는 애노드 전극 및 형광막을 포함한다.

Description

전계 방출 표시장치 {FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소계 물질로 이루어지는 면 전자원과, 이 면 전자원에서 방출된 전자들의 집속 정도를 향상시키기 위한 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시장치에 관한 것이다.

초기에 제안된 전계 방출 표시장치는 몰리브덴, 텅스텐 및 폴리실리콘 등과 같은 저 일함수 금속을 캐소드 전극 상에 마이크로 팁으로 형성하여 전자 방출원으로 사용하는 이른바 스핀트 타입이 주종을 이루었다. 그러나 스핀트 타입은 공지의 반도체 공정으로 제작되므로 고가의 진공 장비를 이용해야 하기 때문에, 제조 원가가 상승하고, 대화면 제작이 어려운 단점이 있다.

따라서 상기 전자 방출원으로서 카본 나노튜브(carbon nanotube), 그라파이트, 다이아몬드상 카본(DLC; Diamond Liked-Carbon) 등과 같은 저 일함수 탄소계 물질을 캐소드 전극 상에 필름 형태로 제작한 면 전자원이 제안되었다. 이 면 전자원은 스크린 인쇄와 같은 후막 공정으로 제작이 가능하므로, 표시소자의 제조 비용을 절감시키며, 대화면 제작이 용이한 장점을 갖는다.

그러나 상기한 후막 공정으로는 후면 기판 상에 캐소드 전극과 절연층 및 게이트 전극을 차례로 형성하고, 게이트 전극과 절연층을 관통하는 홀을 형성하여 캐소드 전극을 노출시킨 다음, 노출된 캐소드 전극 표면에 면 전자원을 위치시키는 공지의 3극관 구조를 실현하기 어려운 점이 있다.

이는 패터닝된 게이트 전극과 절연층의 홀 내부, 즉 노출된 캐소드 전극 위에 면 전자원을 후막 인쇄할 때, 면 전자원을 구성하는 도전 물질에 의해 캐소드 전극과 게이트 전극이 쉽게 쇼트되기 때문이다.

따라서 전자의 방출을 제어하는 게이트 전극을 후면 기판 상에 형성하고, 게이트 전극 위에 절연층과 캐소드 전극을 형성한 전계 방출 표시장치가 제안되었으며, 미국 특허출원 공개번호 US2001/0006232 A1이 상기한 구성의 전계 방출 표시장치를 개시하고 있다. 상기한 방식의 전계 방출 표시장치는 구성이 단순하여 제조가 용이하고, 면 전자원에 의한 게이트 전극과 캐소드 전극 사이의 쇼트 발생이 전혀 없는 큰 장점을 갖는다.

그러나, 상기한 전계 방출 표시장치는 전자 가속을 위해 고전압(대략 1∼5kV)이 인가되는 애노드 전극 이외에, 면 전자원에서 방출된 전자빔의 집속에 관여하는 어떠한 전극도 존재하지 않기 때문에, 도 13과 도 14에 도시한 바와 같이, 면 전자원(1) 주위에 형성된 전계에 의해 이 면 전자원(1)에서 전자빔이 방출될 때, 이 전자빔이 애노드 전극(미도시)을 향해 발산하며 진행하게 된다.

그 결과, 상기 면 전자원(1)에서 방출된 전자빔이 해당 화소의 형광막(Pa) 뿐만 아니라 이웃한 다른 화소의 형광막(Pb, Pc), 즉 다른 색상의 형광막에 도달하여 원하지 않는 화소를 함께 발광시키게 된다. 따라서 혼색이 일어나는 등, 화면의 색순도를 저하시키는 문제를 유발한다.

더욱이 상기한 전계 방출 표시장치는 어느 한 게이트 전극 라인에 구동 전압을 인가했을 때, 이웃한 게이트 전극 위의 면 전자원 주위에 전계 세기가 강해지는 경향이 있다. 이로서 특정 에미터에서 방출되는 전자빔 량은 이웃한 게이트 전극에 인가된 구동 전압에 의해 증가하여 전술한 전자빔의 퍼짐 문제를 더욱 심각하게 하는 결과를 초래한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 면 전자원에서 방출된 전자빔의 퍼짐을 최소화하면서 해당 화소의 형광막만을 선택적으로 발광시킬 수 있도록 상기 전자빔을 집속시켜 화면 품질을 향상시킬 수 있는 전계 방출 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 저 구동전압으로 면 전자원에서 방출된 전자빔의 집속 정도를 향상시키는 것과 아울러, 제조가 용이하고 대화면 제작에 유리한 전극 구조를 갖는 전계 방출 표시장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 단면도.

도 3은 면 전자원에서 방출된 전자빔의 궤적을 설명하기 위한 개략도.

도 4는 면 전자원 주위에 형성된 전계 분포를 설명하기 위한 개략도.

도 5는 도 4에 도시한 면 전자원에서 방출된 전자빔 궤적을 X-Z 평면에서 바라본 개략도.

도 6은 집속 전극을 설명하기 위한 후면 기판의 부분 절개 사시도.

도 7은 집속 전극의 설명하기 위한 후면 기판의 부분 절개 평면도.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치를 도시한 후면 기판의 부분 절개 사시도.

도 9은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치와 종래 기술에 의한 전계 방출 표시장치 각각에서 면 전자원 주위에 형성되는 전계 세기를 비교하여 나타낸 그래프.

도 10은 도 8에 도시한 면 전자원에서 방출된 전자빔 궤적을 X-Z 평면에서 바라본 개략도.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계 방출 표시장치를 도시한 후면 기판의 부분 절개 사시도.

도 12는 도 11에 도시한 후면 기판의 부분 절개 평면도.

도 13은 종래 기술에 의한 전계 방출 표시장치에서 면 전자원 주위에 형성되는 전계 분포를 설명하기 위해 도시한 개략도.

도 14는 도 13에 도시한 면 전자원에서 방출된 전자빔 궤적을 X-Z 평면에서 바라본 개략도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

제1 및 제2 기판과, 제1 기판의 일면에 라인 패턴으로 형성되는 다수의 게이트 전극과, 게이트 전극들을 덮으면서 제1 기판의 전면에 형성되는 절연층과, 절연층 위에 상기 게이트 전극들과 직교 상태로 배치되면서 라인 패턴으로 형성되는 다수의 캐소드 전극과, 캐소드 전극 상에 이 캐소드 전극의 일측 가장자리를 따라 형성되는 다수의 면 전자원과, 캐소드 전극에 연결 설치되어 상기 면 전자원으로부터 방출된 전자빔의 집속 상태를 제어하는 포커싱 수단과, 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 일면에 형성되는 애노드 전극과, 애노드 전극 상에 형성되는 다수의 형광막을 포함하는 전계 방출 표시장치를 제공한다.

상기 면 전자원은 카본 나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀(훌러렌) 중 어느 하나 또는 이들의 조합 물질로 이루어진다.

상기 면 전자원은 게이트 전극과 캐소드 전극의 교차 지점에 대응하는 각 화소 영역별로 소정의 간격을 두고 형성되거나, 캐소드 전극의 일측 가장자리를 따라 라인 패턴으로 형성된다.

상기 포커싱 수단은 캐소드 전극 위에서 각 면 전자원의 양측에 배열되는 한쌍의 집속 전극으로 이루어지거나, 각 화소 영역에서 면 전자원이 도포되지 않은 캐소드 전극의 일측 가장자리에 제공되어 캐소드 전극의 선폭을 감소시키는 절개부로 이루어진다.

또한, 상기 포커싱 수단은 면 전자원이 위치하는 캐소드 전극의 일측면으로부터 각자의 화소 영역 가장자리에서 캐소드 전극과 수직한 방향을 따라 임의의 길이로 확장된 확장 전극으로 이루어진다.

본 발명에 의한 전계 방출 표시장치에서 포커싱 수단으로 제공되는 집속 전극과 절개부 및 확장 전극은 면 전자원 주위에 형성되는 전계 분포를 변화시켜 면 전자원에서 방출된 전자빔을 집속시키며, 화소 영역의 전계 세기를 강화시켜 구동 전압을 낮추는 효과를 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Y축 방향으로 절개한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 결합 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 전계 방출 표시장치는 내부 공간을 갖도록 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 기판(이하, 편의상 '후면 기판'(2)이라 한다)과 제2 기판(이하, 편의상 '전면 기판'(4)이라 한다)을 포함하며, 상기 후면 기판(2)에는 전계 형성으로 전자를 방출하는 구성이, 그리고 전면 기판(4)에는 상기 전자에 의해 소정의 이미지를 구현하는 구성이 제공된다.

보다 상세하게, 상기 후면 기판(2)에는 다수의 게이트 전극(6)이 도면의 Y축 방향을 따라 라인 패턴으로 배열되고, 이 게이트 전극(6)들을 덮으면서 후면 기판(2)의 전면에 절연층(8)이 형성되며, 이 절연층(8) 위에는 다수의 캐소드 전극(10)이 도면의 X축 방향을 따라 라인 패턴으로 배열되어 상기 게이트 전극(6)과 직교 상태로 교차한다.

그리고 캐소드 전극(10)의 일측 가장자리를 따라 이 캐소드 전극(10) 위에는다수의 면 전자원(14)과, 이 면 전자원(14)으로부터 방출된 전자빔을 집속하기 위한 수단으로서 다수의 집속 전극(16)이 형성된다.

본 실시예에서, 상기 게이트 전극(6)은 은(Ag) 페이스트와 같은 도전 물질을 후막 인쇄하거나, 스퍼터링 등과 같은 박막 공정으로 도전막을 형성한 다음, 공지의 포토리소그래피 공정으로 도전막을 패터닝하여 제작된다. 그리고 상기 절연층(8)은 글래스 페이스트를 수회 후막 인쇄하여 제작되며, 상기 캐소드 전극(10)은 게이트 전극(6)과 동일하게 후막 인쇄 또는 박막 공정과 패터닝 공정을 함께 이용하여 완성될 수 있다.

또한, 상기 면 전자원(14)은 카본 나노튜브(carbon nanotube), 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC) 및 C₆₀(훌러렌) 등과 같은 저 일함수 탄소계 물질 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지며, 이 탄소계 물질을 페이스트 형태로 제작한 다음, 캐소드 전극(10) 위에 후막 인쇄하여 완성될 수 있다.

바람직하게, 상기 면 전자원(14)은 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 교차 지점에 대응하는 각 화소별로 소정의 간격을 두고 형성되며, 각 면 전자원(14)의 양측으로 한쌍의 집속 전극(16)이 도트 형태로 배치된다.

상기 집속 전극(16)은 각 면 전자원(14)의 양측에서 소정의 길이와 폭 및 높이를 가지고 형성되며, 전계 방출 표시장치의 구동시, 캐소드 전극(10)과 동일한 전위를 유지하면서 면 전자원(14) 주위에 형성되는 전계 분포를 변화시켜 상기 면 전자원(14)에서 방출된 전자빔을 집속시키는 역할을 한다.

한편, 상기 전면 기판(4)에는 전자 가속에 필요한 고전압(대략 1∼5kV)이 인가되는 애노드 전극(18)과, 전자빔에 의해 여기되어 가시광을 방출하는 다수의 형광막(20)이 위치하며, 상기 전면 기판(4)과 후면 기판(2)은 도시하지 않은 스페이서에 의해 일정한 셀 갭을 유지한다.

상기한 전계 방출 표시장치의 구성에 근거하여, 일례로 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10) 각각에 데이터 시그널에 따른 +70V의 전압과, 스캔 시그널에 따른 -70V의 전압을 인가하면, 이들 전압이 공급된 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 교차 지점에 위치한 면 전자원(14) 주위에는 전자 방출이 이루어지기에 충분한 전계가 형성되고, 이 전계에 의해 면 전자원(14)으로부터 전자빔이 방출된다. 따라서 해당 형광막(20)은 상기 전자빔에 의해 여기되어 발광되는 온(On) 상태가 된다.

또한, 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10) 가운데 어느 하나의 전극에 0V를 인가하면, 상기 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 교차 지점에 위치한 면 전자원(14) 주위에는 전자빔 방출이 이루어지기에 충분한 전계가 형성되지 않아, 전자빔이 방출이 일어나지 않게 된다. 따라서 해당 형광막(20)은 여기되지 않아 오프(Off) 상태가 되며, 전술한 구동 방법으로 모든 화소의 온/오프를 제어할 수 있다.

도 3은 상기 면 전자원에서 방출되어 형광막을 향해 진행하는 전자빔 궤적을 나타낸 도면으로서, 전자빔은 면 전자원(14)의 일측 가장자리에서 집중적으로 방출되며, 해당 형광막(20)을 향해 원호 모양의 경로를 그리면서 진행한다.

특히 본 실시예에서 전자빔들은 면 전자원(14)의 양측에 배열된 집속전극(16)에 의해 포커싱되어 해당 형광막(20)을 향해 집속되는 힘을 받는데, 도 4와 도 5는 각각 면 전자원 주위에 형성되는 전계 분포와, X-Z 평면에서 측정한 전자빔 궤적을 나타낸 도면으로서, 면 전자원(14) 주위에 형성되는 등전위선은 한쌍의 집속 전극(16)에 의해 전자빔 진행 방향을 향하여 볼록한 등전위선을 형성한다.

즉, 면 전자원(14) 주위에 형성되는 등전위선은 집속 전극(16)에 의해 볼록하게 변형되어, 면 전자원(14)에서 방출된 전자빔은 변형된 등전위선에 의해 도면의 X축 방향으로 집속되는 렌즈 효과를 받게 된다. 따라서 전자빔은 애노드 전압에 의해 가속되어 해당 형광막(20)을 향해 진행하는 과정에서, 렌즈 효과에 의해 포커싱되어 집속 정도가 향상된다.

그 결과, 상기 면 전자원(14)에서 방출된 전자빔은 해당 형광막(20)에 집중되며, 타색 형광막을 발광시키지 않아 정확한 화소 발광을 가능하게 한다.

물론, 본 실시예에서 상기 집속 전극(16)의 3차원 형상에 의해, 면 전자원(14)에서 방출된 전자빔은 도면의 Y축 방향으로도 집속되는 효과를 얻으며, 이러한 결과로 상기 전자빔은 인접 형광막을 향해 퍼지지 않고, 해당 형광막을 향해 효과적으로 집속하게 된다.

여기서, 상기 집속 전극(16)의 포커싱 기능은 도 6에 도시한 바와 같이 각 집속 전극(16)의 두께(t), 캐소드 전극(10)의 길이 방향(도면의 X축)에 따른 집속 전극(16)의 길이(l), 게이트 전극(6)의 길이 방향(도면의 Y축)에 따른 집속 전극(16)의 폭(w1), 그리고 두 집속 전극(16) 사이의 간격(d)과 같은 형상 특성에 좌우될 수 있다. 즉, 상기 집속 전극(16)의 형상을 변화시키는 것에 의해 전자빔에 대한 집속 기능을 최적화할 수 있는 것이다.

일례로 상기 집속 전극(16)은 그 두께(t)가 면 전자원(14)의 두께보다 크게 이루어져 집속 전극(16)에 의한 렌즈 효과를 증대시킬 수 있으며, 집속 전극(16)의 폭(w1)은 면 전자원(14)의 폭과 동일하게 설정될 수 있다.

다른 실시예로서 상기 집속 전극(16)은 도 7에 도시한 바와 같이, 캐소드 전극(10)의 가장자리로부터 절연층(8)을 향해 연장되어, 게이트 전극(6)의 길이 방향(도면의 Y축)에 따른 폭(w2)을 면 전자원(14)의 폭(w3)보다 크게 할 수 있다.

상기한 집속 전극(16)의 제작에는 공지의 후막 인쇄 공정, 또는 도금용 촉매제를 이용한 공지의 도금 방법이 적용될 수 있으며, 감광 물질이 포함된 도전 페이스트를 전면 기판에 인쇄한 다음, 노광과 현상 공정을 통해 원하는 형상으로 패터닝하여 완성할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치에 있어 후면 기판 부분을 도시한 부분 확대 사시도로서, 본 실시예에서 면 전자원(14')은 캐소드 전극(10)의 일측 가장자리를 따라 캐소드 전극(10) 위에 라인 패턴으로 형성되고, 전자빔의 포커스 특성을 우수하게 유지함과 아울러 화소 영역의 전계 세기를 강화시키는 수단으로서 캐소드 전극(10) 상에 다수의 절개부(22)가 제공된다.

상기 절개부(22)는 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 교차 부분에 있어서, 면 전자원(14')이 도포되지 않은 캐소드 전극(10)의 다른 일측 가장자리에 형성되어 이 교차 부분에서 캐소드 전극(10)의 길이 방향(도면의 X축)에 따른 선폭을 감소시킨다.

이러한 절개부(22)는 캐소드 전극(10)을 라인 패턴으로 형성한 다음, 절개부(22) 영역에 해당하는 캐소드 전극(10)의 일부를 제거하거나, 절개부(22) 영역을 제외하고 캐소드 전극(10)을 라인 패턴으로 형성하는 것에 의해 도시한 형상으로 완성될 수 있다.

상기와 같이 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)이 교차하는 모든 화소에 절개부(22)를 형성하면, 각 화소의 중앙 부분으로 전계가 집중되어 이 화소 영역의 전계 세기가 강화되며, 해당 화소에서 방출되는 전자빔은 해당 형광막을 향해 집속되는 작용을 받게 된다.

이 때, 상기 면 전자원(14')은 캐소드 전극(10) 위에 라인 패턴으로 형성되는 것 이외에, 게이트 전극(6)과 캐소드 전극(10)의 교차 지점에 대응하는 각 화소별로 소정의 간격을 두고 도트 패턴으로 형성될 수 있다. 상기한 도트 패턴의 면 전자원은 전술한 제1 실시예의 도 1에 도시되어 있으므로, 여기서는 자세한 도시를 생략한다.

도 9는 게이트 전극과 캐소드 전극 각각에 +70V의 데이터 전압과 -70V의 스캔 전압 인가시, 캐소드 전극(10)에 절개부(22)를 형성한 본 발명의 실시예와, 캐소드 전극에 절개부를 형성하지 않은 종래 기술에 의한 비교예 각각에서, 하나의 화소 영역에 대응하여 면 전자원 주위에 형성되는 전계 세기를 측정하여 나타낸 그래프이다.

상기 그래프에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예가 화소 영역 전체에 걸쳐 비교예보다 전계 세기가 강화되었으며, 특히 전자 방출이 집중적으로 일어나는화소의 중앙 영역에서 전계 세기가 강화되었음을 알 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치 구동시, X-Z 평면에서 바라본 전자빔의 궤적을 나타낸 도면으로서, 면 전자원(14')에서 방출된 전자빔은 애노드 전압에 의해 Z축 방향을 따라 진행하면서 해당 형광막을 향해 집속되는 결과를 나타낸다.

여기서, 상기 절개부(22)의 길이와 폭 등, 절개부(22)의 형상 특성을 변화시키는 것에 의해 전자빔의 집속 정도와 각 화소 영역에서의 전계 세기를 최적화할 수 있으며, 상기한 절개부(22)는 도시한 사각 형상 이외에 삼각형, 타원형 등 여러 형상이 적용될 수 있다.

또한, 상기 면 전자원(14')에서 방출된 전자빔을 집속시키는 수단으로서 캐소드 전극(10) 위의 모든 화소 영역에 상기 집속 전극(16)과 절개부(22)를 동시에 제공할 수 있으며, 이의 기능은 전술한 실시예의 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계 방출 표시장치에 있어서 후면 기판 부분을 도시한 부분 확대 사시도로서, 본 실시예는 전자빔의 포커스 특성을 향상시키는 수단으로서 캐소드 전극(10)의 일측면으로부터 임의의 길이를 가지고 캐소드 전극(10)과 수직한 방향(도면의 Y축)을 따라 확장된 다수의 확장 전극(24)을 제공한다.

상기 확장 전극(24)은 캐소드 전극(10)의 일측면, 특히 면 전자원(14')이 위치하는 캐소드 전극(10)의 일측면으로부터 각 화소 영역의 가장자리에 임의의 길이를 가지고 형성되며, 도전 물질, 일례로 캐소드 전극(10)과 동일한 도전 물질로 제작되어 표시장치 구동시, 캐소드 전극(10)과 동일한 전위를 유지한다.

이와 같이 상기 확장 전극(24)이 캐소드 전극(10)의 일측면에서 각자의 화소 영역 가장자리에 배치됨에 따라, 상기 확장 전극(24)은 표시장치 구동시 각 화소의 중앙 부분으로 전계를 집중시켜 전자빔의 퍼짐을 최소화하고, 그 결과 해당 형광막을 향해 전자빔을 집속시키는 역할을 한다.

즉, 상기 확장 전극(24)이 전술한 제1 실시예의 집속 전극(16)과 같이, 각자의 화소에 대응하는 면 전자원(14') 영역의 양측에서 해당 화소의 중앙 부분으로 캐소드 전극(10)에 의한 전계를 강화시키기 때문에, 면 전자원(14')에서 방출된 전자빔들이 도면의 X축 방향으로 발산되는 것을 억제하여 전자빔을 집속시킨다.

더욱이 상기 확장 전극(24)이 각자의 화소 영역 가장자리에서 캐소드 전극(10)과 동일한 전위를 유지하며 위치함에 따라, 이 확장 전극(24)에 인가된 캐소드 전위에 의해 상기 확장 전극(24)은 면 전자원(14') 주위의 전계가 이웃한 게이트 전극에 인가된 구동 전압에 의해 영향을 받지 않도록 하여 이웃한 게이트 전극의 구동 전압에 의한 전계 간섭을 차단시킨다.

이 때, 상기 확장 전극(24)은 이웃한 캐소드 전극(10)과 통전되지 않도록 도 12에 도시한 바와 같이 확장 전극(24)의 길이(L)를 캐소드 전극(10)간 간격(D)의 95% 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예는 라인 패턴의 면 전자원(14')을 도시하였지만, 면 전자원은 라인 패턴 이외에 각자의 각 화소별로 소정의 간격을 두고 도트 패턴으로도 형성 가능하다.

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.

이와 같이 본 발명에 의한 전계 방출 표시장치에 따르면, 집속 전극, 절개부 또는 확장 전극에 의해 면 전자원에서 방출된 전자빔의 집속 정도를 향상시킴에 따라, 해당 화소의 형광막만을 정확하게 발광시켜 화면의 색순도를 높이며, 정확한 화면 구현을 가능하게 한다. 더욱이 본 발명이 제공하는 집속 전극과 절개부 및 확장 전극은 그 제작이 용이하여 전계 방출 표시장치의 제작을 용이하게 하고, 대화면 제작에 유리한 장점을 갖는다.

Claims (11)

1. 임의의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과;

   상기 제1 기판의 일면에 라인 패턴으로 형성되는 다수의 게이트 전극과;

   상기 게이트 전극들을 덮으면서 제1 기판의 전면에 형성되는 절연층과;

   상기 절연층 위에 상기 게이트 전극들과 직교 상태로 배치되면서 라인 패턴으로 형성되는 다수의 캐소드 전극과;

   상기 캐소드 전극 상에 이 캐소드 전극의 일측 가장자리를 따라 형성되는 다수의 면 전자원과;

   상기 캐소드 전극에 연결 설치되어 상기 면 전자원으로부터 방출된 전자빔의 집속 상태를 제어하는 포커싱 수단과;

   상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 일면에 형성되는 애노드 전극; 및

   상기 애노드 전극 상에 형성되는 다수의 형광막을 포함하는 전계 방출 표시장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 면 전자원이 카본 나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀(훌러렌) 중 어느 하나 또는 이들의 조합 물질로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 면 전자원이 게이트 전극과 캐소드 전극의 교차 지점에 대응하는 화소 영역별로 소정의 간격을 두고 형성되는 전계 방출 표시장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 포커싱 수단이 캐소드 전극 위에서 각 면 전자원의 양측에 배열되는 한쌍의 집속 전극으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 집속 전극의 두께가 면 전자원의 두께보다 두껍게 이루어지는 전계 방출 표시장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 집속 전극이 캐소드 전극의 가장자리로부터 절연층을 향해 연장되어 게이트 전극의 길이 방향에 따른 집속 전극의 폭이 면 전자원의 폭보다 크게 이루어지는 전계 방출 표시장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 포커싱 수단이 각 화소 영역에서 면 전자원이 도포되지 않은 캐소드 전극의 일측 가장자리에 제공되어 이 캐소드 전극의 선폭을 감소시키는 절개부로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 면 전자원이 캐소드 전극의 일측 가장자리를 따라 라인 패턴으로 형성되는 전계 방출 표시장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 면 전자원이 게이트 전극과 캐소드 전극의 교차 지점에 대응하는 화소 영역별로 소정의 간격을 두고 형성되는 전계 방출 표시장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 포커싱 수단이 면 전자원이 위치하는 캐소드 전극의 일측면으로부터 게이트 전극과 캐소드 전극의 교차 지점에 대응하는 각 화소 영역의 가장자리에서 캐소드 전극과 수직한 방향을 따라 임의의 길이로 확장된 다수의 확장 전극으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 확장 전극의 길이가 캐소드 전극간 간격의 95% 이하로 이루어지는 전계 방출 표시장치.