KR20030073367A - Field Emission Device and method of the same - Google Patents

Field Emission Device and method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR20030073367A
KR20030073367A KR1020020012899A KR20020012899A KR20030073367A KR 20030073367 A KR20030073367 A KR 20030073367A KR 1020020012899 A KR1020020012899 A KR 1020020012899A KR 20020012899 A KR20020012899 A KR 20020012899A KR 20030073367 A KR20030073367 A KR 20030073367A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electron
electrode
emitting device
carbon
forming
Prior art date
Application number
KR1020020012899A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
주학림
Original Assignee
엘지.필립스디스플레이(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스디스플레이(주) filed Critical 엘지.필립스디스플레이(주)
Priority to KR1020020012899A priority Critical patent/KR20030073367A/en
Publication of KR20030073367A publication Critical patent/KR20030073367A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes

Abstract

PURPOSE: An electron emission device and a method for manufacturing the same are provided to reduce manufacturing procedures and cost by eliminating the necessity of performing a process for forming a focusing electrode. CONSTITUTION: An electron emission device for emitting electrons by the electric field applied to an electron lead-out electrode(204), comprises a lower electrode(202) having a slope with respect to a flat substrate; and an insulating layer(203) interposed between the electron lead-out electrode and the lower electrode, and which maintains a voltage difference between the electron lead-out electrode and the lower electrode.

Description

전자방출소자 및 그 제조방법{Field Emission Device and method of the same}Electronic emission device and method of manufacturing the same {Field Emission Device and method of the same}

본 발명은 평면 디스플레이용 디바이스의 전자방출소자에서 발산되는 전자의 포커싱 향상에 관한 기술에 관한 것으로 특히 저비용의 대면적 적용이 가능한 전자방출소자를 평면상에 구현하여 대화면 평면디스플레이 제조기술에 적용할 수 있는 스크린 프린팅법에 의한 전자방출소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for improving focusing of electrons emitted from an electron-emitting device of a flat-panel display device. In particular, the present invention can be applied to a large-screen flat-panel display manufacturing technology by implementing an electron-emitting device that can be applied at a low cost and large area on a flat surface. The present invention relates to an electron emitting device by a screen printing method and a method of manufacturing the same.

디스플레이용으로 CRT의 장점인 고휘도, 저전력, 빠른 응답속도 광시야각을 가지고 있으면서, CRT에서 단점으로 지목되어 온 큰 부피를 작게 만드는 것이 가능한 FED의 실현을 위해서는 전자방출소자의 구성이 가장 큰 역할을 수행한다.The composition of the electron-emitting device plays the biggest role in realizing the FED, which has the high brightness, low power, fast response speed and wide viewing angle, which are the advantages of the CRT for display, and which makes it possible to make a large volume that has been a disadvantage in the CRT. do.

종래의 평면 디스플레이용 전자방출소자에서는 전자를 발생시키는 구조를 얻기 위해 고가의 장비를 이용하여 증착과 식각의 공정의 반복을 통해야 전자방출소자의 형성이 가능했고, 이 전자방출소자로부터 전자를 인출하기 위해서는 고전계가 요구되었다.In the conventional electron-emitting device for flat panel display, the electron-emitting device could be formed only by repeating the deposition and etching process using expensive equipment to obtain the electron-generating structure, and withdrawing electrons from the electron-emitting device. In order to do so, a classic world was required.

또한, 전자인출전극과 전자방출소자와의 전압차에 의해 전자를 방출하는 과정에서 방출된 전자가 집중이 되지 않고 주위로 발산이 되는 모습을 나타낸다. 이런 문제를 해결하기 위하여 고가의 공정을 통해 포커싱 전극을 형성시켜야 한다.In addition, the electrons emitted in the process of emitting electrons due to the voltage difference between the electron-emitting electrode and the electron-emitting device are not concentrated and are emitted to the surroundings. In order to solve this problem, a focusing electrode must be formed through an expensive process.

이렇게 많은 공정을 행하기 위해서는 고비용이 요구되고, 또한, 대량생산에 적합하지 않으며, 대면적 적용에 어려움 등 많은 단점이 있다.In order to perform such a large number of processes, high cost is required, and it is not suitable for mass production, and there are many disadvantages such as difficulty in large-area application.

정보통신기술의 발달과 더불어 멀티미디어 시대가 본격적으로 도래함에 따라 디스플레이의 중요성이 어느 때보다도 강조되고 있다.With the development of information and communication technology and the advent of the multimedia era, the importance of display is being emphasized more than ever.

이에 따라 경량, 박형, 저 소비전력, 저가격, 고품질의 평판 디스플레이 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for development of a lightweight, thin, low power consumption, low cost, and high quality flat panel display.

현재 개발 혹은 양산중인 평판 디스플레이는 PDP, LCD, VFD, FED, OLED, ELD 등이다.Flat panel displays currently under development or production include PDP, LCD, VFD, FED, OLED, and ELD.

그러나 가격과 화질면에서 CRT는 여전히 어떤 평판디스플레이와 견주어 경쟁력이 있다.However, in terms of price and picture quality, CRTs are still competitive with some flat panel displays.

다만, CRT의 시장 점유율이 점점 감소하고 있는 추세이다.However, the market share of CRT is decreasing.

따라서 CRT의 뛰어난 품질을 가지면서 경량, 박형의 특성을 가지는 진공기술을 기반으로 한 디스플레이 디바이스의 연구가 이루어지고 있으며, 어느정도 진전을 보이고 있다.Therefore, researches on display devices based on vacuum technology having excellent quality of CRT and light weight and thinness are being made, and some progress has been made.

하지만, 이런 진공기술을 기반으로한 평면형 디스플레이 디바이스의 제조에 필수적인 전자방출소자의 구성을 위해 수반되는 공정이 고비용을 요구하고, 대면적 적용에 어려움이 있어서 양산에 적용이 어려운 상황이다.However, the process involved for the construction of the electron-emitting device, which is essential for the manufacture of a flat panel display device based on such a vacuum technology, requires high cost and is difficult to apply to mass production due to difficulty in large-area application.

따라서, 저비용 고효율의 전자방출소자의 개발은 매우 중요한 역할을 하고 있다.Therefore, the development of a low cost and high efficiency electron emitting device plays a very important role.

최근 전자방출소자의 제조를 위해 전자를 방출하는 부분에 도 5a에 나와 있는 전계의 집중을 유도하는 끝이 뾰족한 팁(tip)[105-a)형 전자방출소자와 도 5b에 나타난 카본계열 재료[105-b] 전자방출소자가 연구되고 있다.Recently, a tip [105-a] type electron emitting device and a carbon-based material shown in FIG. 5B are used to induce concentration of an electric field shown in FIG. 105-b] has been studied.

팁 타입의 전자방출소자를 형성하기 위해서는 기판(101) 위에 신호를 인가하는 하부전극(102)이 있고, 그 위에 절연층(103)을 형성하고, 패턴을 가진 마스크를 통하여 전자인출전극(104)을 형성한 후, 식각 공정에 의해 일정크기의 구멍을 형성한 기판에 회전을 가하는 상태로 수직방향의 박막형성 특성이 우수한 E-beam 이라 불리는 증착장비를 이용하여 전자인출전극에 경사를 갖는 희생층을 형성시키고, 기판쪽에 수직 방향으로 몰리브덴등의 금속을 E-beam을 이용하여 증착하여 원뿔 모양의 전자방출소자(105-a)를 형성시키는 등 공정이 복잡하고 고비용의 장비를 필요로 한다.In order to form a tip type electron emitting device, there is a lower electrode 102 for applying a signal on the substrate 101, an insulating layer 103 is formed thereon, and the electron extracting electrode 104 is formed through a mask having a pattern. After forming the film, the sacrificial layer having an inclination to the electron-emitting electrode using an evaporation apparatus called an E-beam having excellent thin film formation characteristics in the vertical direction while applying rotation to a substrate having a predetermined sized hole by an etching process. And a process such as forming a conical electron-emitting device 105-a by depositing a metal such as molybdenum using an E-beam in the vertical direction toward the substrate, requires complicated and expensive equipment.

또한, 원뿔형 전자방출소자 형성시 전자를 방출하는 첨단이 예리하게 형성이 되지 못할 경우 방출 전류의 저하 등 고른 전자방출에 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.In addition, it is known that there is a problem in even electron emission, such as a decrease in emission current, when a tip for emitting electrons is not sharply formed when forming a conical electron emission device.

이렇게 팁형의 원뿔을 형성하는 복잡한 공정을 해결하기 위하여 낮은 전계에서 전자를 방출하는 특성을 지닌 카본계열의 재료를 이용하는 방법이 사용되고 있다.In order to solve such a complicated process of forming a tip-shaped cone, a method using a carbon-based material having a property of emitting electrons at a low electric field is used.

도 5b에 카본계열의 재료를 전자방출원으로 이용하여 구성한 전자방출소자가 나와있다.5B shows an electron-emitting device constructed using a carbon-based material as an electron emission source.

전체적인 구조는 팁형과 유사하지만 전자방출소자를 복잡한 고정이 요구되는 원뿔형 전자방출원에서 카본계열 소자를 이용하여 평면형으로 구성한 것을 볼 수 있다.Although the overall structure is similar to the tip type, it can be seen that the electron-emitting device is constructed in a planar shape using a carbon-based device in a conical electron-emitting source requiring complex fixing.

전자방출원으로부터 전자의 방출이 일어날 때, 전자방출소자의 특성상 전자인출전극에 가해지는 인가전압에 의해 소자로부터 방출되는 전자빔의 퍼짐이 발생하기 때문에 전자빔의 퍼지는 정도를 막아주는 포커싱 전극 형성공정이 필요하다.When electrons are emitted from the electron emission source, the spreading of the electron beam emitted from the device occurs due to the applied voltage applied to the electron-emitting electrode due to the characteristics of the electron-emitting device, and thus a focusing electrode forming process is required to prevent the electron beam from spreading. Do.

포커싱 전극은 크게 두가지의 형태를 띄는데 전자인출전극에 평행하게 포커싱 전극을 형성시키는 방법과 전자인출전극 위에 다시 절연층을 형성하고 그 위에 포커싱 전극을 전자인출전극과 수직된 방향으로 형성시키는 방법을 사용하고 있다.The focusing electrode is of two types: a method of forming a focusing electrode in parallel with the electron-drawing electrode and a method of forming an insulating layer on the electron-drawing electrode again and forming a focusing electrode thereon in a direction perpendicular to the electron-drawing electrode. I use it.

도 6a 내지 도 6c는 전자인출전극에 전압을 인가하였을 때 팁 타입 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 형태를 나타내고 있다.6A to 6C show the shape of the electron beam emitted from the tip type electron emission device when a voltage is applied to the electron extraction electrode.

도 6a에는 포커싱 전극이 형성되지 않은 팁형태의 전자방출 소자로부터의 전자방출 특성을 나타내고 있다.Fig. 6A shows electron emission characteristics from a tip type electron emission device in which no focusing electrode is formed.

팁끝에서 방출된 전자는 상부로 올라가면서 넓게 퍼지는 특성을 보여준다.Electrons emitted from the tip tip spread upward and spread widely.

도 6b는 평면형 포커싱 전극을 구성하여 적용한 경우의 전자빔의 방출특성이다.Fig. 6B shows the emission characteristics of the electron beam when the planar focusing electrode is constructed and applied.

전자인출전극에 인가되는 전계엔 의해 팁의 끝에서 방출되는 전자는 전자인출전극에 평행하게 형성되어 있는 포커싱전극(106)에 의해 퍼지는 정도가 도 6a에 나와 있는 발산되는 전자방출특성에 비해 상대적으로 적은 것을 볼 수 있다.The electrons emitted at the tip of the tip by the electric field applied to the electron withdrawing electrode are spread by the focusing electrode 106 formed in parallel with the electron withdrawing electrode as compared with the emitted electron emission characteristic shown in FIG. 6A. You can see little.

하지만 평면형 포커싱전극(106)을 사용하더라도 주위로 발산되는 전자를 완전하게 제어하는데는 무리가 있다.However, even when the planar focusing electrode 106 is used, it is difficult to completely control the electrons emitted to the surroundings.

도 7a는 카본계열의 재료를 전자방출소자로 사용하였을 때 전자인출전극에 전압을 인가하여 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 형태를 나타내고 있다.FIG. 7A shows the form of an electron beam emitted from the electron-emitting device by applying a voltage to the electron-emitting electrode when using a carbon-based material as the electron-emitting device.

도 7b는 평면형 포커싱 전극을 구성하여 적용한 경우의 전자빔의 방출 특성이다.7B is a view illustrating emission characteristics of the electron beam when the planar focusing electrode is configured and applied.

전자인출전극에 인가되는 전계에 의해 카본계열의 전자방출소자로부터 방출되는 전자는 전자인출전극에 평행하게 형성되어 있는 포커싱전극(106)에 의핸 퍼지는 정도가 도 7a에 나와 있는 발산되는 전자방출특성에 비해 상대적으로 적은 것을 볼 수 있다.The electrons emitted from the carbon-based electron-emitting devices by the electric field applied to the electron-drawing electrodes are spread by the focusing electrode 106 formed in parallel with the electron-emitting electrodes to the emitted electron-emitting characteristics shown in FIG. 7A. It can be seen that it is relatively small.

상기의 문제점을 개선한 본 발명에서는 저비용 고효율의 전자 방출소자를 구성함과 동시에 평면상에 구성하여 대면적 적용이 용이한 평판디스플레이의 전자방출소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a flat panel display electron-emitting device and a method of manufacturing the same.

도 1a는 본 발명에 따라 카본계열의 소자를 전자방출원으로 이용하고, 도전성 페이스트를 스크린 프린팅법에 의해 하부전극 및 포커싱(Focusing) 전극의 역할 수행 목적을 위해 형성한 전자방출소자를 위에서 본 모습Figure 1a is a view of the electron-emitting device formed using a carbon-based device as an electron emission source in accordance with the present invention, the conductive paste is formed for the purpose of performing the role of the lower electrode and the focusing electrode by the screen printing method

도 1b는 도 1a에 나타난 전자방출소자의 A - A'선 단면도FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the electron-emitting device shown in FIG. 1A

도 2는 본 발명에 따른 카본계열 재료를 이용하고 도전성 페이스트를 스크린 프린팅법에 의해 포커싱 전극을 형성한 전자방출소자의 전자 1방출 개념도.Fig. 2 is a schematic view of electron 1 emission of an electron-emitting device using a carbon-based material according to the present invention and a focusing electrode formed of a conductive paste by screen printing.

도 3a에서 도 3f는 본 발명에 따른 프린팅법에 의해 포커싱 전극을 가지는 전자방출소자의 공정도.3A to 3F are process diagrams of an electron-emitting device having a focusing electrode by the printing method according to the present invention.

도 4는 본 발명을 적용하여 제작된 실시예4 is an embodiment produced by applying the present invention

도 5a는 종래 팁형 전자방출소자의 단면도Figure 5a is a cross-sectional view of a conventional tip-type electron emitting device

도 5b는 종래 카본계열을 이용한 전자방출소자의 단면도Figure 5b is a cross-sectional view of the electron-emitting device using a conventional carbon series

도 6a는 종래 전자인출전극이 있는 팁형 전 출소자의 전자방출 개념도.6A is a schematic view of electron emission of a tip type light emitting device having a conventional electron extraction electrode;

도 6b는 종래 전자인출전극과 평행 포커싱 전극이 존재하는 팁형 전자방출소자의 전자방출 개념도.6B is a schematic view of electron emission of a tip type electron emission device in which a conventional electron extraction electrode and a parallel focusing electrode exist.

도 6c는 종래 전자인출전극과 수직 포커싱 전극이 존재하는 팁형 전자방출소자의 전자방출 개념도6c is a schematic view of electron emission of a tip type electron emission device having a conventional electron extraction electrode and a vertical focusing electrode;

도 7a는 종래 카본계열 재료를 전자방출소자로 이용하여 제작한 소자의 전자방출 개념도.7A is a schematic view of electron emission of a device manufactured using a conventional carbon-based material as an electron-emitting device.

도 7b는 종래 카본계열 재료를 전자방출 소자로 이용하여 제작된 소자에 전자인출전극과 평행하게 포커싱 전극이 형성되었을 때의 전자방출 개념도.7B is an electron emission conceptual diagram when a focusing electrode is formed in parallel with an electron withdrawing electrode in a device manufactured using a conventional carbon-based material as an electron emission device;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

101: 기판102:하부전극101: substrate 102: lower electrode

103: 절연층104: 인출전극103: insulating layer 104: lead-out electrode

105: 전자방출소자106: 포커싱전극105: electron-emitting device 106: focusing electrode

201: 카본계열의 전자방출소자202 : 하부전극201: carbon-based electron emitting device 202: lower electrode

203 : 절연층204 : 전자인출전극203: insulating layer 204: electron withdrawing electrode

205 : 하부전극리드선206: 전자인출전극리드선205: lower electrode lead wire 206: electron withdrawing electrode lead wire

207: 기판207: substrate

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 카본계열의 소자를 전자방출원으로 이용하여 전자인출전극에 가해지는 전계인가에 의해 전자를 방출하는 평면디스플레이 디바이스의 전자방출소자에 있어서, 하부전극이 평면기판에 대해 경사를 가지도록 형성되며, 상기 전자방출소자는 상기 하부전극의 사이에 형성되고, 절연층이 상기 하부전극에 대응되게 상면에 형성되며, 전자인출전극이 상기 절연층에 대응되게 상면에 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the present invention, in the electron-emitting device of a flat-panel display device which emits electrons by applying an electric field applied to the electron-emitting electrode using a carbon-based device as an electron-emitting source, the lower electrode is a flat substrate. The electron-emitting device is formed between the lower electrodes, the insulating layer is formed on the upper surface corresponding to the lower electrode, and the electron-emitting electrode is formed on the upper surface corresponding to the insulating layer. It is characterized by.

또한, 상기 하부전극은 원형, 사각형, 선형 등의 패턴을 가지며, 포커싱전극의 역할을 병행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower electrode may have a circular, rectangular, linear, or the like pattern, and may serve as a focusing electrode.

또한, 상기 전자방출소자 Carbon nanotubes(CNTs), Diamond like carbon(DLC), Graphit nanofiber(GNF), Graphite 중 적어도 하나의 카본계열의 물질이며, 상기 전자방출소자는 원형, 사각형, 선형 등의 패턴을 가지도록 함을 특징으로 한다.In addition, the electron-emitting device is a carbon-based material of at least one of carbon nanotubes (CNTs), diamond like carbon (DLC), Graphit nanofiber (GNF), Graphite, the electron-emitting device has a pattern of circular, square, linear and the like. It is characterized by having.

또한 본 발명은 스크린 프린팅방식을 이용하여 카본페이스트를 기판상에 도포하여 전자방출소자를 형성하는 공정으로서, 일정 점도를 가지는 도전성 페이스트를 기판상에 스크린 프린팅방법으로 형성하는 공정과; 카본계열의 재료를 기판상에 형성된 도전성 페이스트 위에 형성하는 공정; 카본재료 보호층을 형성하는 공정; 보호층 상부에 절연층을 형성하는 공정; 상기 절연층 위에 프린팅방법이나 일반 박막증착방법 등을 사용하여 전자 인출전극층을 형성하는 공정; 카보재료를 덮고 있는 보호층을 제거하는 마무리공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a step of forming an electron-emitting device by applying a carbon paste on a substrate using a screen printing method, the step of forming a conductive paste having a predetermined viscosity on the substrate by a screen printing method; Forming a carbon-based material on the conductive paste formed on the substrate; Forming a carbon material protective layer; Forming an insulating layer over the protective layer; Forming an electron extracting electrode layer on the insulating layer by using a printing method or a general thin film deposition method; Characterized in that the finishing process to remove the protective layer covering the carbo material.

본 발명은 평면 디스플레이의 전자방출소자의 구성에 있어서 도전성을 가지는 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅법에 의해 하부전극을 형성함으로써 하부전극에 신호인가와 동시에 프린팅시 기판에 형성된 도전 페이스트의 형상에 의해 이 하부전극이 포커싱 전극의 역할까지 가능하게 하는 방법에 대한 것이다.According to the present invention, the lower electrode is formed by screen printing using a conductive paste in the configuration of the electron-emitting device of the flat panel display, and the lower electrode is formed by the shape of the conductive paste formed on the substrate during printing at the same time as the signal is applied to the lower electrode. A method of enabling an electrode to even serve as a focusing electrode.

스크린 프린팅 방식은 일정점도를 가지는 페이스트를 이용하고, 이것을 패터닝(Patterning)된 마스크(Mask) 메시(Mesh)를 통과시켜 기판상에 도포하는 방법으로, 페이스트를 마스크 전면에 골고루 분포시키는 코팅(Coating)을 첫단계로 하고, 스퀴지(squeegee)라는 마스크 위의 도포된 페이스트에 압력을 가하여 기판상에 증착시키는 공정의 2단계로 이루어져 있다.The screen printing method uses a paste having a constant viscosity and passes it through a patterned mask mesh to be applied onto a substrate. Coating is evenly distributed on the entire mask. It is a first step, and consists of two steps of depositing on a substrate by applying pressure to the applied paste on a mask called a squeegee.

스크린 프린팅은 예전에는 문서 인쇄등 프린터기의 주요기기로서 사용되어 왔으며, 페이스트의 분포시 균일한 높이와 미세한 간격조정에 용이한 특징을 가지고 있고, 무엇보다, 저렴한 공정설비와 균일한 높이의 대면적 공정이 가능하다는 장점을 가지고 있다.In the past, screen printing has been used as the main device of printers for printing documents, and has the characteristics of uniform height and fine spacing in paste distribution, and above all, inexpensive process equipment and uniform height This has the advantage of being possible.

또한, 본 발명에서는 카본계열물질을 전자방출소자로 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the carbon-based material is used as the electron-emitting device.

Carbon nanotubes(CNTs), Diamond like carbon(DLC), Graphit nanofiber(GNF), Graphite 등 카본계열의 물질은 전자방출을 위해 팁에 고전계를 인가해 주는것에 비해 훨씬 낮은 전계하에서 전자를 방출하면서 기계적/화학적인 안정성을 가지는 특징이 발견되면서 진공기술을 기반으로 한 평판 디바이스의 전자방출소자로의 응용이 이루어지고 있다.Carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNTs), diamond-like carbon (DLC), graphit nanofiber (GNF), and graphite emit mechanical electrons under a much lower electric field than applying a high field to the tip for electron emission. With the discovery of chemical stability, the application of flat panel devices to electron-emitting devices based on vacuum technology is being made.

따라서, 본 발명은 낮은 전계에서 전자를 인출하는 특성을 지닌 탄소계열 재료르 이용하고 종래 전자방출소자에서 포커싱 전극을 제조하기 위해 필요한 별도의 공정을 스크린 프린팅 기기와 스핀코팅(Spin-Coating)등 저가의 장비를 이용하여 하부전극 제작 공정만으로 해결이 가능한 아이디어를 제시하여, 저비용의 대면적 적용이 가능한 전자방출소자를 평면상에 구성하는 것이다.Therefore, the present invention uses a carbon-based material having a characteristic of drawing electrons at a low electric field, and a separate process required for manufacturing a focusing electrode in a conventional electron-emitting device has a low cost such as a screen printing device and spin-coating. Presenting an idea that can be solved only by the bottom electrode manufacturing process using the equipment of the, to configure an electron-emitting device that can be applied to a large area of low cost on the plane.

본 발명은 전자방출소자를 구성하는데 있어서 기존의 복잡하고 고비용이 요구되는 공정을 개선하여 카본계열의 재료를 전자방출소자로 이용하였으며, 프린팅에 적합한 도전성 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅 방법을 이용해서 특정형상을 가지는 하부전극을 제조하여 방출되는 전자의 집속을 제어하는 포커싱 전극의 역할을 담당하게 함으로써 저비용의 대면적 적용이 가능하게 한 것이 가장 큰 특징이다.The present invention improves the existing complicated and expensive process for constructing an electron-emitting device, using a carbon-based material as the electron-emitting device, and using a screen printing method using a conductive paste suitable for printing. It is the biggest feature that the low-cost large-area application is made possible by preparing a lower electrode having a role to serve as a focusing electrode for controlling the concentration of electrons emitted.

스크린 프린팅 방법에 의해 평면상에 균일하고 정밀한 간격으로 형성된 도전성 페이스트는 점성을 가지는 페이스트 자체의 특성상 페이스트의 점도와 스크린 프린터에 의해 도포되는 페이스트의 두께에 따라 중력에 의해 기판방향으로의 일정각도를 가지며 원래의 모양이 변하게 되는 페이스트 흐름이 발생한다.The conductive paste formed at a uniform and precise interval on the plane by the screen printing method has a certain angle in the direction of the substrate by gravity depending on the viscosity of the paste and the thickness of the paste applied by the screen printer due to the characteristics of the paste itself having a viscosity. Paste flow occurs that changes the original shape.

이렇게 형성된 하부전극위에 낮은 전계에서 전자를 방출하는 카본계열의 재료를 포토-리소그래피(Photo-Lithography)법이나 스핀 코팅 등의 방법을 이용하여 형성하고, 절연층과 전자인출전극을 순서대로 형성시킨다.A carbon-based material emitting electrons at a low electric field on the lower electrode thus formed is formed by a method such as photo-lithography or spin coating, and an insulating layer and an electron withdrawing electrode are sequentially formed.

본 발명에 의한 스크린 프린팅 방법을 사용하여 형성된 포커싱 기능을 가지는 하부전극과 그 위에 형성되어 있는 카본계열의 전자방출소자 및 절연층과 전자인출전극의 구조가 도 1a에 도시되어 있다.1A shows a structure of a lower electrode having a focusing function formed using the screen printing method according to the present invention, a carbon-based electron emitting device, an insulating layer, and an electron extracting electrode formed thereon.

상기 카본계열 전자방출소자(201)에 전압을 인가시키기 위해 일정한 경사를 가지는 하부전극(202)이 스크린 프린팅 방법에 의해 형성되어 있고, 전자인출전극(204)과 하부전극(202)와의 전압차를 유지해주기 위한 절연층(203)이 전자인출전극(204)와 하부전극(202)의 사이에 위치하고 있다.In order to apply a voltage to the carbon-based electron-emitting device 201, a lower electrode 202 having a predetermined slope is formed by a screen printing method, and a voltage difference between the electron-out electrode 204 and the lower electrode 202 is determined. An insulating layer 203 for holding is positioned between the electron withdrawing electrode 204 and the lower electrode 202.

하부전극에 신호를 인가해주기 위한 하부전극 리드선(205)이 하부전극과 연결되어 형성되어 있고, 전자인출전극에 신호를 인가해주기 위한 전자인출전극 리드선(206)이 하부전극 리드선과 절연층(203)으로 분리되어 전자인출전극과 연결되어 있다.The lower electrode lead wire 205 for applying a signal to the lower electrode is formed in connection with the lower electrode, and the electron drawing electrode lead wire 206 for applying a signal to the electron withdrawing electrode is provided with the lower electrode lead wire and the insulating layer 203. It is separated and connected to the electron withdrawing electrode.

도 1b는 도 1a에 나타내어진 구조의 A-A' 선 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the structure shown in FIG. 1A.

스크린 프린팅법에 의해 도포된 하부전극(202)용 도전체 페이스트가 일정한 경사를 가지며 기판(207) 위에 형성되어 있다.The conductor paste for the lower electrode 202 applied by the screen printing method is formed on the substrate 207 with a constant inclination.

형성된 하부전극 사이에 카본계열의 전자방출소자(201)가 형성되어 있으며, 절연층(203)이 전자인출전극(204)과 포커싱 기능을 하는 하부전극(202)사이에 위치하고 있다.A carbon-based electron-emitting device 201 is formed between the formed lower electrodes, and an insulating layer 203 is positioned between the electron-drawing electrode 204 and the lower electrode 202 serving as a focusing function.

도 2는 본 발명을 적용한 포커싱 기능을 가지는 하부전극을 사용하였을 때 전자방출소자로부터 방출되는 전자의 방출 특성이다.2 is a view illustrating emission characteristics of electrons emitted from an electron emission device when a lower electrode having a focusing function according to the present invention is used.

팁형 전자방출소자에서 필요로 하는 전자인출전극층과 평행하게 형성되어 있는 포커싱 전극이나 전자인출전극 상부에 수직으로 형성되어있는 포커싱 전극등이 존재하지 않으면서도 간단한 구조로 전자방출소자로부터 방출되는 전자가 발산을 하지않고 직진하는 것을 볼 수 있다.The electrons emitted from the electron-emitting device are emitted in a simple structure without the focusing electrode formed in parallel with the electron-emitting electrode layer required by the tip-type electron-emitting device or the focusing electrode formed vertically on the electron-emitting electrode. You can see it going straight without doing.

도 3a 내지 도 3b 는 본 발명의 스크린 프린팅 프린터 방식을 이용하여 카본페이스트를 기판상에 도포하여 전자방출소자를 형성하는 제조공정의 한 예를 나타내었다.3A to 3B illustrate an example of a manufacturing process of forming an electron-emitting device by applying carbon paste onto a substrate using the screen printing printer method of the present invention.

a) 일정 점도를 가지는 도전성 페이스트를 기판상에 스크린 프린팅 방법을 이용하여 형성한다. 기판상에 형성된 도전성 페이스트는 일정한 경사를 가지게 된다.a) A conductive paste having a certain viscosity is formed on the substrate by using a screen printing method. The conductive paste formed on the substrate has a constant inclination.

b) 카본계열의 재료를 기판상에 형성된 도전성 페이스트 위에 형성시킨다. 카본계열의 재료를 형성시키는 방법은 화학기상증착법(CVD)등을 사용하여 직접 형성할 수도 있고, 카본재료를 포토레지스터(Photo Resistor)와 혼합하여 액상으로 제조한 후, 패턴(pattern)형성에 널리 이용되는 노광공정을 통해 형성하는 것등 많은 방법의 적용이 가능하다.b) A carbon-based material is formed on the conductive paste formed on the substrate. The carbon-based material may be formed directly using chemical vapor deposition (CVD), or the like, and the carbon material may be mixed with a photoresist to produce a liquid phase, and then widely used for pattern formation. Many methods are possible, such as forming through the exposure process used.

c) 전자인출전극의 형성을 위해 진행되는 공정에서 카본재료가 손상을 받을 수 있기 때문에 카본재료 보호층을 형성한다.c) A carbon material protective layer is formed because the carbon material may be damaged in the process proceeded to form the electron withdrawing electrode.

d) 절연층의 형성은 포토센서티브(Photo sensitive)한 절연물질이나, 프린팅이 가능한 재료를 사용하는 방법 등을 통해 보호층 상부에 형성시킨다.d) The formation of the insulating layer is formed on the protective layer by a method using a photosensitive insulating material, a printing material or the like.

e) 절연층 위에 프린팅 방법이나 일반 박막 증착방법등을 사용하여 전자인출전극층을 형성한다.e) Electron drawing electrode layer is formed on the insulating layer using a printing method or a general thin film deposition method.

f) 카본재료를 덮고 있는 보호층을 제거하여 공정을 마무리 한다.f) Finish the process by removing the protective layer covering the carbon material.

본 발명의 구체적인 실시예를 도 4를 이용해 설명한다.Specific embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

도 4를 보면 하부기판 위에 전자방출소자들이 구성되어 있고 각각의 전자 방출소자는 위에 설명된 공정을 통해 동시에 형성이 된다.Referring to FIG. 4, electron-emitting devices are formed on the lower substrate, and each electron-emitting device is simultaneously formed through the above-described process.

전자인출전극에 전압이 인가되면, 전자인출전극과 하부전극과의 전압차이에 의하여 카본계열의 재료로부터 전자가 방출되게 된다.When a voltage is applied to the electron withdrawing electrode, electrons are emitted from the carbon-based material due to the voltage difference between the electron withdrawing electrode and the lower electrode.

방출된 전자는 포커싱 전극의 역할까지하는 하부전극에 의해 뛰어난 직진성을 가지는 전자빔을 발산하게 되고, 발산된 전자빔은 고압이 인가되어 있는 상부기판 쪽으로 가속되어 상부기판에 형성되어 있는 형광체를 때림으로써 빛을 발하게 된다.The emitted electrons emit an electron beam having excellent straightness by the lower electrode, which serves as a focusing electrode, and the emitted electron beam is accelerated toward the upper substrate to which the high pressure is applied and hits the phosphor formed on the upper substrate. Will be released.

이와 같은 본 발명은 인출전극을 통해 전자방출소자로부터 전자를 방출시킬 때 문제시 되는 전자빔의 발산을 제어하기 위하여 일반적으로 널리 쓰이는 스크린 프린팅 방법을 이용하여 도전성 페이스트를 하부전극 및 포커싱(Focusing) 전극용으로 기판상에 형성하고, 낮은 전계하에서 전자를 방출하는 특성을 지닌 카본계열의 물질을 전자방출소자로서 일정 점도를 가지는 페이스트(Paste)상태로 제조하여기판상에 형성함으로써, 전자방출소자를 구성하는 방법으로 기존의 전자방출소자 형성시 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 퍼지는 정도를 감소시키기 위한 추가 공정인 포커싱 전극형성 공정을 피함으로써, 전체적인 공정의 수를 줄이고, 하부전극의 역할과 동시에 포커싱 전극의 역할을 수행하는 형태의 전극을 저비용이 요구되는 스크린 프린팅 공정을 적용함으로써, 저비용 고효율의 전자방출소자를 구성함과 동시에, 대면적 적용이 용이한 구조를 이루도록 하는 것이다.As described above, the present invention uses a screen printing method, which is widely used to control the divergence of an electron beam, which is a problem when emitting electrons from an electron emitting device through a drawing electrode, and thus, a conductive paste is used for the lower electrode and the focusing electrode. Forming a carbon-based material having a characteristic of emitting electrons under a low electric field in a paste state having a predetermined viscosity as an electron-emitting device and forming it on the substrate, thereby forming an electron-emitting device. By avoiding the focusing electrode forming process, which is an additional process for reducing the spreading of the electron beam emitted from the electron emitting device when forming the conventional electron emitting device, the overall number of processes can be reduced, and the role of the focusing electrode can be reduced. Screen printers that require low cost By applying the step, and at the same time constituting the electron-emitting device of low cost and high efficiency, it is to achieve a structure in which a large-area application easy.

본 발명의 실시결과 기존에 전자빔의 발산을 줄이기 위해 고비용이 요구되는 포커싱 전극형성 고정을 없애고 하부전극을 스크린 프린팅방법을 이용하여 제작함으로써 포커싱 전극의 역할까지 하게하는 형태로 제조하였다. 또한, 양산적용과 대면적 적용등의 문제점을 가지고 있는 팁형 전자방출소자를 낮은 전계에서 전자를 방출하는 카본계열의 물질을 이용하여 형성함으로써 공정의 단순화 및 양상적용에 있어 기존의 고질적인 문제점을 해결하는 것이 가능하다.As a result of the present invention, in order to reduce the divergence of the electron beam, the focusing electrode formation fixing, which requires a high cost, is eliminated, and the lower electrode is manufactured by using a screen printing method to manufacture the shape of the focusing electrode. In addition, by forming a tip type electron-emitting device having problems such as mass production and large-area application using a carbon-based material that emits electrons at a low electric field, it solves the existing problems of simplicity and aspect application. It is possible to do

Claims (9)

전자인출전극에 가해지는 전계인가에 의해 전자를 방출하는 평면디스플레이 디바이스의 전자방출소자에 있어서,An electron emitting device of a flat panel display device that emits electrons by applying an electric field applied to an electron extraction electrode, 하부전극이 평면기판에 대해 경사를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 전자방출소자.An electron-emitting device, characterized in that the lower electrode is formed to have a slope with respect to the flat substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자방출소자는 상기 하부전극의 사이의 공간에 형성된 것을 특징으로 하는 전자방출소자.And the electron-emitting device is formed in a space between the lower electrodes. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 절연층이 상기 하부전극에 대응되게 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 전자방출소자.And an insulating layer formed on an upper surface of the lower electrode to correspond to the lower electrode. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 전자인출전극이 상기 절연층에 대응되게 상면에 형성된 것을 특징으로 하는전자방출소자.And an electron-emitting electrode formed on the upper surface of the insulating layer to correspond to the insulating layer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부전극은 원형, 사각형, 선형 등의 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 전자방출소자.The lower electrode has an electron emission device, characterized in that it has a pattern of a circle, a square, a linear. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부전극은 포커싱전극의 역할을 병행하는 것을 특징으로 하는 전자방출소자.And the lower electrode serves as a focusing electrode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자방출소자 Carbon nanotubes(CNTs), Diamond like carbon(DLC), Graphit nanofiber(GNF), Graphite 중 적어도 하나의 카본계열의 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 전자방출소자.The electron-emitting device of claim 1, wherein the electron-emitting devices are made of at least one carbon-based material of carbon nanotubes (CNTs), diamond like carbon (DLC), graphit nanofibers (GNF), and graphite. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전자방출소자는 원형, 사각형, 선형 등의 패턴을 가지도록 함을 특징으로 하는 전자방출소자.The electron-emitting device is characterized in that it has a pattern of circular, square, linear and the like. 스크린 프린팅방식을 이용하여 카본페이스트를 기판상에 도포하여 전자방출소자를 형성하는 공정으로서,A process of forming an electron-emitting device by coating carbon paste on a substrate using a screen printing method, 일정 점도를 가지는 도전성 페이스트를 기판상에 스크린 프린팅방법으로 형성하는 공정과;Forming a conductive paste having a predetermined viscosity on the substrate by a screen printing method; 카본계열의 재료를 기판상에 형성된 도전성 페이스트 위에 형성하는 공정;Forming a carbon-based material on the conductive paste formed on the substrate; 카본재료 보호층을 형성하는 공정;Forming a carbon material protective layer; 보호층 상부에 절연층을 형성하는 공정;Forming an insulating layer over the protective layer; 상기 절연층 위에 프린팅방법이나 일반 박막증착방법 등을 사용하여 전자 인출전극층을 형성하는 공정;Forming an electron extracting electrode layer on the insulating layer by using a printing method or a general thin film deposition method; 카보재료를 덮고 있는 보호층을 제거하는 마무리공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전자방출소자 제조방법.An electron-emitting device manufacturing method comprising a finishing process of removing a protective layer covering a carbo material.
KR1020020012899A 2002-03-11 2002-03-11 Field Emission Device and method of the same KR20030073367A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020012899A KR20030073367A (en) 2002-03-11 2002-03-11 Field Emission Device and method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020012899A KR20030073367A (en) 2002-03-11 2002-03-11 Field Emission Device and method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030073367A true KR20030073367A (en) 2003-09-19

Family

ID=32224216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020012899A KR20030073367A (en) 2002-03-11 2002-03-11 Field Emission Device and method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20030073367A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6359383B1 (en) Field emission display device equipped with nanotube emitters and method for fabricating
JP2001043817A (en) Electric field emission display device
KR100343222B1 (en) Method for fabricating field emission display
JP2005243641A (en) Electron emission element and its manufacturing method
TW583707B (en) Flat-panel display and flat-panel display cathode manufacturing method
US5628661A (en) Method for fabricating a field emission display
JP2006086118A (en) Field emission device and method for manufacturing same
JP3253683B2 (en) Method of manufacturing field emission cold cathode plate
KR100351068B1 (en) field emission display and manufacturing method thereof
JP2005158748A (en) Method for forming carbon nanotube emitter, and manufacturing method of field emission display element using it
KR20030073367A (en) Field Emission Device and method of the same
KR20030092730A (en) Flat panel display
KR20020065968A (en) Method for fabricating electron emitter stacks for field emission display panel and structures formed
JP2000182508A (en) Field emission type cathode, electron emitting device, and manufacture of electron emitting device
KR100282266B1 (en) Method for fabricating of field emission display of diode type
KR20050050979A (en) Field emission device
JP2003203554A (en) Electron emitting element
US7102279B2 (en) FED with insulating supporting device having reflection layer
JP3760878B2 (en) Method for producing cathode
KR101000662B1 (en) Field emission device
KR20070056614A (en) Method for manufacturing electron emission device
KR100784511B1 (en) Appratus for Field Emission Display and Method for fabricating thereof
TW472284B (en) Field emission display and the manufacturing method thereof
KR100539737B1 (en) Field emission device of manufacturing method
KR100692066B1 (en) Appratus for field emission display and method for fabricating thereof

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid