KR20050048311A - Field emission display device - Google Patents

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KR20050048311A
KR20050048311A KR1020030082215A KR20030082215A KR20050048311A KR 20050048311 A KR20050048311 A KR 20050048311A KR 1020030082215 A KR1020030082215 A KR 1020030082215A KR 20030082215 A KR20030082215 A KR 20030082215A KR 20050048311 A KR20050048311 A KR 20050048311A
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이병곤
전상호
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 에미터에서 방출된 전자들이 해당 화소의 형광막에 정확하게 도달하도록 하여 타색 발광을 억제하고, 색재현 특성을 향상시킨 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서, 임의의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과; 제1 기판 상에 형성되는 게이트 전극들과; 절연층을 사이에 두고 게이트 전극들 위에 형성되는 캐소드 전극들과; 제1 기판 상에 설정되는 화소 영역에 대응하여 캐소드 전극에 마련되는 전자 방출원과; 제2 기판 상에 형성되는 애노드 전극과; 애노드 전극의 일면에 위치하는 형광막들과; 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되며 전자빔 통과를 위한 어퍼쳐들을 구비하는 그리드 플레이트를 포함하며, 적어도 2개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐를 공유하는 전계 방출 표시장치를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a field emission display device in which electrons emitted from an emitter accurately reach a fluorescent film of a corresponding pixel to suppress other color emission and improve color reproduction characteristics. And a second substrate; Gate electrodes formed on the first substrate; Cathode electrodes formed over the gate electrodes with an insulating layer interposed therebetween; An electron emission source provided in the cathode electrode corresponding to the pixel region set on the first substrate; An anode formed on the second substrate; Fluorescent films positioned on one surface of the anode electrode; A field emission display device is provided between a first substrate and a second substrate, the grid plate including apertures for passing an electron beam, and wherein at least two electron emission sources share one aperture.

Description

전계 방출 표시장치{FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE}Field emission display device {FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계 방출 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에미터에서 방출된 전자들이 해당 화소의 형광막에 정확하게 도달하도록 내부 구조를 개선한 전계 방출 표시장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display, and more particularly, to a field emission display having an improved internal structure such that electrons emitted from an emitter accurately reach a fluorescent film of a corresponding pixel.

일반적으로 전계 방출 표시장치(FED; field emission display)는 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압 차를 이용해 전자방출 물질로 이루어진 에미터 주위에 전계를 형성하여 이로부터 전자를 방출시키고, 방출된 전자를 애노드 전극에 구비된 형광막에 충돌시켜 이를 발광시킴으로써 소정의 영상을 구현하는 표시장치이다.In general, a field emission display (FED) forms an electric field around an emitter made of an electron emission material by using a voltage difference between a cathode electrode and a gate electrode to emit electrons therefrom, and emits the emitted electrons as anode electrodes. It is a display device that implements a predetermined image by colliding with a fluorescent film provided in the device to emit light.

도 8은 종래 기술에 의한 전계 방출 표시장치의 일례를 나타낸 부분 단면도이다. 도면을 참고하면, 제1 기판(1)에는 게이트 전극(3)들과 캐소드 전극(5)들이 절연층(7)을 사이에 두고 서로 교차하는 방향을 따라 형성되며, 게이트 전극(3)과 캐소드 전극(5)이 교차하는 화소 영역마다 캐소드 전극(5) 상에 에미터(9)가 위치한다. 제2 기판(11)에는 애노드 전극(13)이 형성되고, 애노드 전극(13)의 일면에 적색과 녹색 및 청색의 형광막들(15R, 15G, 15B)이 흑색층(17)을 사이에 두고 위치한다.8 is a partial cross-sectional view showing an example of a field emission display device according to the prior art. Referring to the drawings, the gate electrode 3 and the cathode electrode 5 are formed in the first substrate 1 along a direction crossing each other with the insulating layer 7 interposed therebetween, and the gate electrode 3 and the cathode The emitter 9 is positioned on the cathode electrode 5 for each pixel region where the electrodes 5 intersect. An anode electrode 13 is formed on the second substrate 11, and red, green, and blue fluorescent films 15R, 15G, and 15B are disposed on one surface of the anode electrode 13 with a black layer 17 therebetween. Located.

그리고 제1 기판(1)과 제2 기판(11) 사이에는 다수의 어퍼쳐(19a)를 갖는 그리드 플레이트(19)가 위치하며, 통상의 경우 화소 영역마다 1개 또는 그 이상의 어퍼쳐(19a)가 배치된다. 그리드 플레이트(19)는 에미터(9)에서 방출된 전자들을 집속시키고, 진공 용기 내에서 아킹이 발생한 경우 그 피해가 제1 기판(1)으로 향하지 않도록 하는 역할을 한다.A grid plate 19 having a plurality of apertures 19a is positioned between the first substrate 1 and the second substrate 11, and in general, one or more apertures 19a per pixel area. Is placed. The grid plate 19 focuses electrons emitted from the emitter 9 and prevents the damage from being directed to the first substrate 1 when arcing occurs in the vacuum vessel.

이로서 게이트 전극(3)과 캐소드 전극(5)에 소정의 구동 전압을 인가하면, 두 전극의 전압 차에 의해 에미터(9) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자가 방출된다. 그리고 방출된 전자들은 그리드 플레이트(19)와 애노드 전극(13)에 인가된 고전압에 이끌려 그리드 플레이트(19)의 어퍼쳐(19a)를 통과한 다음 형광막(15)에 도달하여 이를 발광시킴으로써 소정의 표시가 이루어진다.Thus, when a predetermined driving voltage is applied to the gate electrode 3 and the cathode electrode 5, an electric field is formed around the emitter 9 due to the voltage difference between the two electrodes, and electrons are emitted therefrom. The emitted electrons are attracted by the high voltage applied to the grid plate 19 and the anode electrode 13 to pass through the aperture 19a of the grid plate 19 and then reach the fluorescent film 15 to emit light. Indication is made.

그런데 전술한 바와 같이 캐소드 전극(5)과 에미터(9)가 게이트 전극(3) 상부에 위치하는 구조에서는, 에미터(9)와 인접하여 전자들을 집속시키는 구조가 마련되어 있지 않기 때문에 에미터(9)의 가장자리에서 방출된 전자들이 일정 부분 발산하게 된다. 또한 그리드 플레이트(19)가 발산된 전자들을 차단한다 하여도 일부의 전자들이 이웃 화소에 마련된 어퍼쳐(19a)를 통해 이웃 화소의 타색 형광막에 도달하여 이를 발광시키게 된다.However, as described above, in the structure in which the cathode electrode 5 and the emitter 9 are located above the gate electrode 3, there is no structure for focusing electrons adjacent to the emitter 9 so that the emitter ( The electrons emitted at the edge of 9) are partially diverged. In addition, even when the grid plate 19 blocks the emitted electrons, some of the electrons reach the other color fluorescent film of the neighboring pixel through the aperture 19a provided in the neighboring pixel and emit light.

따라서 타색 발광이 생기고, 표시장치의 색재현 특성이 저하되는데, 이러한 문제는 그리드 플레이트(19)의 어퍼쳐(19a)가 단순히 화소 영역에 일대일로 대응 배치되고, 그리드 플레이트(19) 면적에 대한 어퍼쳐(19a)들의 면적 비율, 즉 그리드 플레이트의 기하학적 개구율이 커서 발생하는 것으로 추정되고 있다.Therefore, other colors are emitted, and color reproduction characteristics of the display device are deteriorated. This problem is caused by the aperture 19a of the grid plate 19 being simply arranged one-to-one in the pixel area, and the upper portion of the grid plate 19 area. It is estimated that the area ratio of the depressions 19a, that is, the geometric aperture ratio of the grid plate is large.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 에미터에서 방출된 전자들이 해당 화소의 형광막에 정확하게 도달하여 타색 발광을 억제하고, 색재현 특성을 향상시킬 수 있는 전계 방출 표시장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to emit electrons emitted from an emitter accurately to the fluorescent film of the corresponding pixel to suppress other color emission, and to improve color reproduction characteristics. To provide a device.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

임의의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과, 제1 기판 상에 형성되는 게이트 전극들과, 절연층을 사이에 두고 게이트 전극들 위에 형성되는 캐소드 전극들과, 제1 기판 상에 설정되는 화소 영역에 대응하여 캐소드 전극에 마련되는 전자 방출원과, 제2 기판 상에 형성되는 애노드 전극과, 애노드 전극의 일면에 위치하는 형광막들과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되며 전자빔 통과를 위한 어퍼쳐들을 구비하는 그리드 플레이트를 포함하며, 적어도 2개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐를 공유하는 전계 방출 표시장치를 제공한다.First and second substrates disposed at random intervals, gate electrodes formed on the first substrate, cathode electrodes formed on the gate electrodes with an insulating layer therebetween, and on the first substrate An electron emission source provided at the cathode electrode corresponding to the pixel region to be set, an anode formed on the second substrate, fluorescent films positioned on one surface of the anode electrode, and disposed between the first substrate and the second substrate And a grid plate having apertures for electron beam passage, wherein at least two electron emission sources share one aperture.

2개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐를 공유하는 경우, 2개의 전자 방출원은 하나의 어퍼쳐 중심을 기준으로 대향 배치된다. 이 때, 캐소드 전극은 전극 내부에 개구부들을 형성하며, 하나의 개구부가 2개의 게이트 전극마다 구비된다. 상기 개구부는 두 게이트 전극에 각각 대응하는 제1, 2 측면을 포함하고, 전자 방출원이 제1, 2 측면에 인접하는 캐소드 전극 상에 배치된다.If two electron emitters share one aperture, the two electron emitters are arranged opposite to one aperture center. At this time, the cathode electrode forms openings in the electrode, and one opening is provided for every two gate electrodes. The opening includes first and second side surfaces corresponding to the two gate electrodes, respectively, and an electron emission source is disposed on the cathode electrode adjacent to the first and second side surfaces.

그리고 2개의 형광막이 하나의 어퍼쳐 중심을 기준으로 대향 배치되며, 상기 에미터와 하나의 어퍼쳐 중심을 기준으로 대향 배치되는 형광막이 이 에미터와 한 화소를 이룬다.The two fluorescent films are disposed to face each other with respect to one aperture center, and the emitters and the fluorescent film that are arranged opposite to one aperture center form one pixel with the emitter.

3개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐를 공유하는 경우, 3개의 전자 방출원은 하나의 어퍼쳐에 대응하는 동심원 상에서 등간격으로 배치된다. 이 때, 캐소드 전극은 전극 내부에 개구부들을 형성하며, 하나의 개구부가 3개의 게이트 전극마다 구비된다. 상기 개구부는 세 게이트 전극에 각각 대응하는 제1과 제2 및 제3 측면을 포함하고, 전자 방출원이 제1과 제2 및 제3 측면에 인접하는 캐소드 전극 상에 배치된다.When three electron emitters share one aperture, the three electron emitters are arranged at equal intervals on concentric circles corresponding to one aperture. At this time, the cathode electrode forms openings in the electrode, and one opening is provided for every three gate electrodes. The opening includes first and second and third sides corresponding to the three gate electrodes, respectively, and an electron emission source is disposed on the cathode electrode adjacent to the first, second and third sides.

또한, 그리드 플레이트의 어퍼쳐는 3개의 전자 방출원에 꼭지점이 대응하는 삼각형으로 이루어진다. 상기 형광막들은 도트 패턴으로 형성되고, 3개의 형광막이 하나의 어퍼쳐에 대응하는 동심원 상에서 등간격으로 배치된다. 바람직하게, 3개의 형광막은 어퍼쳐의 세 변에 하나씩 대응 배치된다.In addition, the aperture of the grid plate consists of a triangle whose vertices correspond to the three electron emission sources. The fluorescent films are formed in a dot pattern, and three fluorescent films are disposed at equal intervals on concentric circles corresponding to one aperture. Preferably, the three fluorescent films are disposed corresponding to one of the three sides of the aperture.

상기 전자 방출원은 카본 나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C60(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.The electron emission source is made of any one or combination of carbon nanotubes, graphite, diamond, diamond-like carbon, C 60 (fulleren).

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 제1 기판의 평면도이며, 도 3은 도 1의 조립 상태를 나타내는 부분 단면도이다.1 is a partially exploded perspective view of a field emission display device according to a first exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the first substrate illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating an assembled state of FIG. 1. .

도면을 참고하면, 전계 방출 표시장치는 임의의 간격을 두고 대향 배치되며 진공 용기를 구성하는 제1, 2 기판(2, 4)과, 전자빔 통과를 위한 다수의 어퍼쳐(6a)를 구비하며 양 기판 사이에 제공되는 그리드 플레이트(6)를 포함한다. 제1 기판(2)에는 화소 영역마다 전자 방출원인 에미터(8)가 마련되어 전계 형성으로 전자를 방출하며, 제2 기판(4)에는 전자에 의해 여기되어 가시광을 방출하는 적색과 녹색 및 청색의 형광막들(10R, 10G, 10B)이 구비되어 소정의 이미지를 구현한다.Referring to the drawings, the field emission display device includes first and second substrates 2 and 4 that are disposed at random intervals and constitute a vacuum container, and include a plurality of apertures 6a for passing an electron beam. A grid plate 6 provided between the substrates. The first substrate 2 is provided with an emitter 8 as an electron emission source for each pixel region to emit electrons by forming an electric field, and the second substrate 4 has red, green and blue colors which are excited by electrons to emit visible light. The fluorescent films 10R, 10G, and 10B are provided to implement a predetermined image.

본 발명에 의한 전계 방출 표시장치는 적어도 2개의 에미터(8)가 하나의 어퍼쳐(6a)를 공유하는 구성으로 이루어진다. 이 구성에 따르면, 그리드 플레이트(6)의 유효 개구율(에미터에서 방출된 총 전자량 대비 어퍼쳐를 통과하여 형광막에 도달하는 전자량의 비율)은 종래 그리드 플레이트와 유사한 범위로 유지하면서 그리드 플레이트(6)의 기하학적 개구율(그리드 플레이트 면적 대비 어퍼쳐들의 면적 비율)을 줄여 에미터(8)에서 방출된 전자빔들 중 이웃 화소의 형광막을 향해 발산하는 전자빔을 효과적으로 차단시킨다.The field emission display device according to the present invention has a configuration in which at least two emitters 8 share one aperture 6a. According to this configuration, the effective aperture ratio (the ratio of the amount of electrons reaching the fluorescent film through the aperture to the total amount of electrons emitted from the emitter) of the grid plate 6 is maintained in a range similar to that of the conventional grid plate. The geometric aperture ratio of (6) (area ratio of apertures to grid plate area) is reduced to effectively block electron beams diverging toward the fluorescent film of neighboring pixels among the electron beams emitted from the emitter 8.

먼저, 본 발명의 제1 실시예는 2개의 에미터(8)가 하나의 어퍼쳐를 공유하는 구성으로 이루어진다. 도 1∼도 3을 참고하여 상기 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.First, the first embodiment of the present invention consists of a configuration in which two emitters 8 share one aperture. Referring to Figures 1 to 3 specifically described above the configuration as follows.

도면을 참고하면, 제1 기판(2) 위에는 게이트 전극(12)들이 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 게이트 전극(12)들을 덮으면서 제1 기판(2)의 내면 전체에 절연층(14)이 위치한다. 절연층(14) 위에는 게이트 전극(12)과 교차하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 캐소드 전극(16)들이 형성되며, 게이트 전극(12)과 캐소드 전극(16)이 교차하는 화소 영역마다 전자 방출원인 에미터(8)가 캐소드 전극(16)에 마련된다.Referring to the drawings, the gate electrodes 12 are formed in a stripe pattern along one direction (Y direction in the drawing) on the first substrate 2, and the entire inner surface of the first substrate 2 is covered while covering the gate electrodes 12. The insulating layer 14 is located. On the insulating layer 14, cathode electrodes 16 are formed along a direction crossing the gate electrode 12 (the X direction in the drawing), and electrons are formed in each pixel region where the gate electrode 12 and the cathode electrode 16 cross each other. An emitter 8, which is an emission source, is provided on the cathode electrode 16.

상기 캐소드 전극(16)은 내부에 개구부(18)들을 형성하여 캐소드 전극(16) 하부의 절연층(14)을 노출시키는데, 2개의 게이트 전극(12)마다 두 게이트 전극(12)의 중심에 하나의 개구부(18)를 형성한다. 개구부(18)는 바람직하게 두 게이트 전극(12)에 각각 대응하는 제1, 2 측면(18a, 18b)을 갖는 사각형으로 이루어지며, 제1, 2 측면(18a, 18b)에 인접한 캐소드 전극(16) 상에 에미터(8)가 위치한다. 이로서 2개의 에미터(8)가 개구부(18)를 사이에 두고 대향 배치되고, 각각의 에미터(8)는 상기한 화소 영역에 대응 배치된다. The cathode electrode 16 forms openings 18 therein to expose the insulating layer 14 under the cathode electrode 16, one at the center of the two gate electrodes 12 for every two gate electrodes 12. Openings 18 are formed. The opening 18 preferably consists of a rectangle having first and second side surfaces 18a and 18b corresponding to the two gate electrodes 12, respectively, and the cathode electrode 16 adjacent to the first and second side surfaces 18a and 18b. The emitter 8 is located on. As a result, two emitters 8 are disposed to face each other with the opening 18 therebetween, and each emitter 8 is disposed corresponding to the pixel area.

본 발명에서 상기 에미터(8)는 카본 나노튜브(CNT; carbon nanotube), 그라파이트(graphite), 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC; diamond-like carbon), C60(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.In the present invention, the emitter 8 is any one of carbon nanotubes (CNT; carbon graphite), graphite (graphite), diamond, diamond-like carbon (DLC), C 60 (fulleren) or their In combination.

상기 개구부(18) 내의 절연층(14) 상에는 게이트 전극(12)의 전계를 절연층 위로 끌어올리는 대향 전극(20)이 위치할 수 있다. 대향 전극(20)은 절연층(14)에 형성된 비아 홀(via hole)(14a)을 통해 게이트 전극(12)과 접촉하여 이와 전기적으로 연결되며, 캐소드 전극(16) 및 에미터(8)와 임의의 간격을 두고 위치하여 이들과의 전기적 단락을 방지한다. 또한, 하나의 개구부(18) 내에 위치하는 2개의 대향 전극(20)은 서로간 임의의 간격을 두고 위치하여 화소간 신호 간섭을 방지하도록 한다.The counter electrode 20 may be positioned on the insulating layer 14 in the opening 18 to draw the electric field of the gate electrode 12 over the insulating layer. The opposite electrode 20 is in contact with and electrically connected to the gate electrode 12 through a via hole 14a formed in the insulating layer 14, and is connected to the cathode electrode 16 and the emitter 8. Located at random intervals to prevent electrical shorts with them. In addition, the two opposing electrodes 20 located in one opening 18 are positioned at random intervals from each other to prevent signal interference between pixels.

한편, 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 애노드 전극(22)이 형성되고, 애노드 전극(22)의 일면에 적색과 녹색 및 청색의 형광막들(10R, 10G, 10B)이 흑색층(24)을 사이에 두고 위치한다. 본 실시예에서 형광막들(10)은 게이트 전극(12) 방향을 따라 스트라이프 혹은 슬릿 패턴으로 형성되며, 각각의 형광막(10R, 10G, 10B)이 게이트 전극(12)에 대응 배치된다.Meanwhile, an anode electrode 22 is formed on one surface of the second substrate 4 facing the first substrate 2, and red, green, and blue fluorescent films 10R and 10G are formed on one surface of the anode electrode 22. , 10B) is positioned with the black layer 24 in between. In the present exemplary embodiment, the fluorescent films 10 are formed in a stripe or slit pattern along the direction of the gate electrode 12, and respective fluorescent films 10R, 10G, and 10B are disposed corresponding to the gate electrodes 12.

그리고 제1, 2 기판(2, 4) 사이에 위치하는 그리드 플레이트(6)는 캐소드 전극(16)에 마련된 개구부(18)에 일대일로 대응하는 어퍼쳐(6a)들을 형성한다. 이로서 2개의 에미터(8)와 2개의 형광막(10)이 하나의 어퍼쳐(6a) 중심을 기준으로 대향 배치된다. 이 때, 상기 에미터(8)와 어퍼쳐(6a) 중심을 기준으로 대향 배치되는 형광막(10)이 이 에미터(8)와 한 화소를 이룬다. 즉, 도 3을 참고할 때에 어퍼쳐(6a) 좌측에 위치하는 에미터(8)와 어퍼쳐(6a) 우측에 위치하는 형광막(10G)이 하나의 화소에 대응하고, 어퍼쳐(6a) 우측에 위치하는 에미터(8')와 어퍼쳐(6a) 좌측에 위치하는 형광막(10R)이 하나의 화소에 대응한다.The grid plate 6 positioned between the first and second substrates 2 and 4 forms apertures 6a corresponding to one-to-one in the opening 18 provided in the cathode electrode 16. As a result, two emitters 8 and two fluorescent films 10 are disposed to face each other with respect to the center of one aperture 6a. At this time, the fluorescent film 10 disposed opposite to the center of the emitter 8 and the aperture 6a forms one pixel with the emitter 8. That is, referring to FIG. 3, the emitter 8 located on the left side of the aperture 6a and the fluorescent film 10G located on the right side of the aperture 6a correspond to one pixel, and the right side of the aperture 6a. The emitter 8 'positioned at and the fluorescent film 10R positioned at the left side of the aperture 6a correspond to one pixel.

이와 같이 구성되는 전계 방출 표시장치는, 외부로부터 게이트 전극(12), 캐소드 전극(16), 그리드 플레이트(6) 및 애노드 전극(22)에 소정의 전압을 공급하여 구동하는데, 일례로 게이트 전극(12)에는 수∼수십 볼트의 (+)전압이, 캐소드 전극(16)에는 수∼수십 볼트의 (-)전압이, 그리드 플레이트(6)에는 수십∼수백 볼트의 (+)전압이, 그리고 애노드 전극(22)에는 수백∼수천 볼트의 (+)전압이 인가된다.The field emission display device configured as described above is driven by supplying a predetermined voltage to the gate electrode 12, the cathode electrode 16, the grid plate 6, and the anode electrode 22 from the outside. 12) a positive voltage of several to several tens of volts, a positive voltage of several to several tens of volts to the cathode electrode 16, a positive voltage of several tens to several hundreds of volts to the grid plate 6, and an anode A positive voltage of several hundred to several thousand volts is applied to the electrode 22.

이로서 게이트 전극(12)과 캐소드 전극(16)의 전압 차에 의해 특정 화소의 에미터(8) 주위에 전계가 형성되어 에미터(8)로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자들은 그리드 플레이트(6)에 인가된 (+)전압에 이끌려 그리드 플레이트(6)의 어퍼쳐(6a)를 통과한 다음, 애노드 전극(22)에 인가된 고전압에 이끌려 해당 화소의 형광막(10)에 충돌함으로써 이를 발광시켜 소정의 이미지를 구현한다.As a result, an electric field is formed around the emitter 8 of the specific pixel due to the voltage difference between the gate electrode 12 and the cathode electrode 16, and electrons are emitted from the emitter 8, and the emitted electrons are transferred to the grid plate 6. Is led by the positive voltage applied to the light source, passes through the aperture 6a of the grid plate 6, and then is attracted by the high voltage applied to the anode electrode 22 to impinge on the fluorescent film 10 of the pixel to emit light. To implement a predetermined image.

상기 과정에서 에미터(8)에서 방출된 전자빔들은 제1 기판(2)과 임의의 경사각을 두고 비스듬한 궤적을 그리며 진행하는데, 에미터(8)와 동일 화소의 형광막(10)이 어퍼쳐(6a)를 사이에 두고 에미터(8)의 전자빔 궤적 상에 위치함에 따라, 에미터(8)에서 방출된 전자빔들 중 대다수는 어퍼쳐(6a)를 통과하여 해당 화소의 형광막(10)에 도달한다. 그러나 해당 형광막(10)을 향하는 주 궤적에서 경로가 이탈된 전자빔들은 어퍼쳐(6a)를 통과하지 못하고 그리드 플레이트(6)에 의해 차단되어 타색 발광이 효과적으로 억제된다.In the above process, the electron beams emitted from the emitter 8 proceed with oblique trajectories at an inclination angle with the first substrate 2, and the fluorescent film 10 of the same pixel as the emitter 8 is apertured ( As it is positioned on the electron beam trajectory of the emitter 8 with 6a) interposed therebetween, the majority of the electron beams emitted from the emitter 8 pass through the aperture 6a to the fluorescent film 10 of the pixel. To reach. However, electron beams whose paths deviate from the main trajectory toward the fluorescent film 10 do not pass through the aperture 6a and are blocked by the grid plate 6, thereby suppressing other color emission.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치 중 제1 기판의 부분 평면도이고, 도 5는 그리드 플레이트의 부분 평면도이며, 도 6은 제2 기판의 부분 평면도이다.4 is a partial plan view of a first substrate of the field emission display according to the second exemplary embodiment of the present invention, FIG. 5 is a partial plan view of the grid plate, and FIG. 6 is a partial plan view of the second substrate.

본 발명의 제2 실시예는 3개의 에미터(26)가 하나의 어퍼쳐(28a)를 공유하는 구성으로 이루어지며, 도 4∼도 6을 참고하여 상기 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The second embodiment of the present invention has a configuration in which three emitters 26 share one aperture 28a. The above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.

도면을 참고하면, 캐소드 전극(30)은 3개의 게이트 전극(32)마다 세 게이트 전극(32)의 중심에 하나의 개구부(34)를 형성하여 캐소드 전극(30) 하부의 절연층(14)을 노출시킨다. 개구부(34)는 바람직하게 3개의 게이트 전극(32)에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 측면(34a, 34b, 34c)을 갖는 육각형으로 이루어지며, 제1, 제2 및 제3 측면(34a, 34b, 34c)에 인접한 캐소드 전극(30) 상에 에미터(26)가 위치한다.Referring to the drawings, the cathode electrode 30 forms an opening 34 in the center of the three gate electrodes 32 for each of the three gate electrodes 32 to form the insulating layer 14 under the cathode electrode 30. Expose The opening 34 preferably consists of a hexagon with first, second and third side surfaces 34a, 34b, 34c corresponding to the three gate electrodes 32, respectively, and the first, second and third side surfaces. Emitter 26 is located on cathode electrode 30 adjacent 34a, 34b, 34c.

즉, 본 실시예에서 에미터(26)는 개구부(34)의 여섯변 가운데 홀수변 혹은 짝수변에 인접 형성되어 3개의 에미터(26)가 개구부(34) 둘레를 따라 동심원 상에서 등간격으로 배치되고, 각각의 에미터(26)는 게이트 전극(32)과 캐소드 전극(30)이 교차하는 화소 영역에 대응 배치된다.That is, in this embodiment, the emitter 26 is formed adjacent to the odd side or even side among the six sides of the opening 34 so that the three emitters 26 are arranged at equal intervals on the concentric circle along the opening 34. Each emitter 26 is disposed corresponding to the pixel region where the gate electrode 32 and the cathode electrode 30 cross each other.

또한, 개구부(34) 내의 절연층(14) 상에는 게이트 전극(32)의 전계를 절연층(14) 위로 끌어올리는 대향 전극(36)이 위치할 수 있다. 대향 전극(36)은 절연층(14)에 형성된 비아 홀(via hole)(14a)을 통해 게이트 전극(32)과 접촉하여 이와 전기적으로 연결되는데, 게이트 전극(32)은 일례로 해당 화소의 에미터(26)를 중심으로 하는 원형의 확장부(32a)를 형성하여 대향 전극(36)이 확장부(32a)와의 접촉을 통해 게이트 전극(32)과 연결되도록 할 수 있다.In addition, the counter electrode 36 may be disposed on the insulating layer 14 in the opening 34 to draw the electric field of the gate electrode 32 over the insulating layer 14. The opposite electrode 36 is in contact with and electrically connected to the gate electrode 32 through a via hole 14a formed in the insulating layer 14. The gate electrode 32 is, for example, an emitter of the corresponding pixel. A circular extension 32a may be formed around the rotor 26 so that the counter electrode 36 may be connected to the gate electrode 32 through contact with the extension 32a.

한편, 그리드 플레이트(28)는 캐소드 전극(30)에 마련된 개구부(34)에 일대일로 대응하는 어퍼쳐(28a)들을 형성하며, 각각의 어퍼쳐(28a)는 바람직하게 3개의 에미터(26)에 꼭지점이 대응하는 삼각형으로 구성된다. 이러한 어퍼쳐(28a) 형상은 전계 방출 표시장치를 평면 상에서 볼 때, 에미터(26)에서 방출되는 전자빔 궤적에 대응하는 형상이라 할 수 있다. 이로서 본 실시예에서는 3개의 에미터(26)가 하나의 어퍼쳐(28a)에 대응하는 동심원 상에서 등간격으로 배치되어 하나의 어퍼쳐(28a)를 공유하는 구조를 이룬다.On the other hand, the grid plate 28 forms apertures 28a corresponding to one-to-one in the opening 34 provided in the cathode electrode 30, and each aperture 28a is preferably three emitters 26. Consists of triangles whose vertices correspond to them. The aperture 28a may correspond to the electron beam trajectory emitted from the emitter 26 when the field emission display device is viewed in plan view. Thus, in this embodiment, three emitters 26 are arranged at equal intervals on concentric circles corresponding to one aperture 28a to form a structure sharing one aperture 28a.

그리고 제2 기판(4)에 형성되는 적색과 녹색 및 청색의 형광막들(38R, 38G, 38B)은 전술한 제1 실시예와 달리 도트 패턴으로 이루어지며, 3개의 형광막(38R, 38G, 38B)이 하나의 어퍼쳐(28a)에 대응하는 동심원 상에서 등간격으로 배치된다. 특히 본 실시예에서 3개의 형광막(38R, 38G, 38B)은 어퍼쳐(28a)의 세 변에 대응 배치되어 각각의 형광막(38R, 38G, 38B)이 어퍼쳐(28a)를 사이에 두고 해당 에미터(26)의 전자빔 궤적 상에 위치하도록 한다.In addition, the red, green, and blue fluorescent films 38R, 38G, and 38B formed on the second substrate 4 are formed in a dot pattern unlike the first embodiment described above, and the three fluorescent films 38R, 38G, 38B) are arranged at equal intervals on concentric circles corresponding to one aperture 28a. In particular, in the present embodiment, three fluorescent films 38R, 38G, 38B are disposed corresponding to three sides of the aperture 28a so that each of the fluorescent films 38R, 38G, 38B has an aperture 28a therebetween. It is positioned on the electron beam trajectory of the emitter 26.

즉, 도 5를 참고할 때에 어퍼쳐(28a)의 좌측 상단에 위치하는 에미터(26)와 어퍼쳐(28a)의 우측 하단에 위치하는 형광막(38B)이 하나의 화소에 대응하고, 어퍼쳐(28a)의 우측 상단에 위치하는 에미터(26)와 어퍼쳐(28a)의 좌측 하단에 위치하는 형광막(38G)이 하나의 화소에 대응하며, 어퍼쳐(28a) 하단에 위치하는 에미터(26)와 어퍼쳐(28a) 상단에 위치하는 형광막(38R)이 하나의 화소에 대응한다.That is, referring to FIG. 5, the emitter 26 located at the upper left of the aperture 28a and the fluorescent film 38B located at the lower right of the aperture 28a correspond to one pixel, and the aperture is used. The emitter 26 located at the upper right of the 28a and the fluorescent film 38G located at the lower left of the aperture 28a correspond to one pixel, and the emitter located at the bottom of the aperture 28a. The fluorescent film 38R located at the upper end of the reference numeral 26 and the aperture 28a corresponds to one pixel.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 단면도로서, 도 5의 A-A선을 기준으로 절개한 단면을 도시하고 있다. 도면을 참고하면, 청색 형광막(38B)을 발광시키고자 할 때, 캐소드 전극(30)에는 스캔 신호를 인가하고, 도 4에 도시한 좌측 게이트 전극(32)에는 청색 데이터 신호를 인가하여 두 전극의 전압 차를 이용해 에미터(26) 주위에 전계를 형성하여 이로부터 전자를 방출시킨다.FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a field emission display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 5. Referring to the drawings, when the blue fluorescent film 38B is to emit light, a scan signal is applied to the cathode electrode 30 and a blue data signal is applied to the left gate electrode 32 shown in FIG. An electric field is formed around the emitter 26 using the voltage difference of and emits electrons therefrom.

이 때, 에미터(26)에서 방출된 전자들은 제1 기판(2)과 임의의 경사각을 두고 비스듬한 궤적을 그리면서 진행하는데, 에미터(26)와 동일 화소의 형광막(38B)이 어퍼쳐(28a)를 사이에 두고 에미터(26)의 전자빔 궤적 상에 위치함에 따라, 에미터(26)에서 방출된 전자빔들 중 대다수가 어퍼쳐(28a)를 통해 해당 화소의 형광막(38B)에 도달하여 이를 발광시킨다. 그러나 해당 형광막(38B)을 향하는 주 궤적에서 경로가 이탈된 전자빔들은 어퍼쳐(28a)를 통과하지 못하고 그리드 플레이트(28)에 의해 차단되어 타색 발광이 효과적으로 억제된다.At this time, the electrons emitted from the emitter 26 proceed with an oblique trajectory at an angle of inclination with the first substrate 2, and the fluorescent film 38B of the same pixel as the emitter 26 is apertured. As it is located on the electron beam trajectory of the emitter 26 with the 28a interposed therebetween, most of the electron beams emitted from the emitter 26 pass through the aperture 28a to the fluorescent film 38B of the pixel. Arrives and emits light. However, the electron beams whose paths deviate from the main trajectory toward the fluorescent film 38B do not pass through the aperture 28a and are blocked by the grid plate 28 to effectively suppress other color emission.

한편, 전술한 제1 실시예와 제2 실시예에서 제1 기판(2)과 그리드 플레이트(6, 28) 사이, 그리고 제2 기판(4)과 그리드 플레이트(6, 28) 사이에는 도시하지 않은 스페이서들이 배치되어 그리드 플레이트(6, 28)가 제1, 2 기판(2, 4)과 일정한 간격을 유지하도록 할 수 있다. Meanwhile, in the above-described first and second embodiments, not shown between the first substrate 2 and the grid plates 6 and 28 and between the second substrate 4 and the grid plates 6 and 28 are not shown. Spacers may be arranged to allow the grid plates 6, 28 to be spaced apart from the first and second substrates 2, 4.

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

이와 같이 본 실시예에서는 적어도 2개의 에미터가 하나의 어퍼쳐를 공유함에 따라, 그리드 플레이트의 기하학적 개구율이 줄어 에미터에서 방출된 전자빔들 가운데 이웃 화소를 향해 발산되는 전자빔을 효과적으로 포획할 수 있다. 이로서 화면의 수직 방향으로 전자빔 포획 효과가 적용되는 경우, 표시장치의 수직 해상력 또는 문자 가독성이 향상되고, 화면의 수평 방향으로 전자빔 포획 효과가 적용되는 경우, 표시장치의 색순도가 향상되는 효과가 있다.As described above, as the at least two emitters share one aperture, the geometric aperture ratio of the grid plate is reduced, so that the electron beam emitted toward the neighboring pixel among the electron beams emitted from the emitter can be effectively captured. Thus, when the electron beam capture effect is applied in the vertical direction of the screen, the vertical resolution or text readability of the display device is improved, and when the electron beam capture effect is applied in the horizontal direction of the screen, the color purity of the display device is improved.

또한 본 실시예에서는 그리드 플레이트의 기하학적 개구율이 감소하여도 유효 개구율은 종래와 유사한 수준으로 유지되어 충분한 전자빔 통과율을 확보할 수 있으며, 그리드 플레이트의 기하학적 개구율 감소에 따라 그리드 플레이트의 기계적 강도가 향상되어 진공 용기에 장착되는 그리드 플레이트의 조립 안정도가 높아지는 효과가 있다.In addition, in this embodiment, even though the geometric aperture ratio of the grid plate is reduced, the effective aperture ratio can be maintained at a similar level as before, so that a sufficient electron beam passing rate can be ensured. There is an effect of increasing the assembly stability of the grid plate mounted on the container.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of a field emission display device according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 제1 기판의 평면도이다.FIG. 2 is a plan view of the first substrate illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 1의 조립 상태를 나타내는 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view showing the assembled state of FIG.

도 4와 도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치 중 제1 기판의 부분 평면도와 그리드 플레이트의 부분 평면도 및 제2 기판의 부분 평면도이다.4, 5, and 6 are partial plan views of a first substrate, a partial plan view of a grid plate, and a partial plan view of a second substrate of the field emission display device according to the second embodiment of the present invention, respectively.

도 7은 도 5의 A-A선을 기준으로 절개한 전계 방출 표시장치의 부분 결합 단면도이다.FIG. 7 is a partially coupled cross-sectional view of the field emission display device taken along the line A-A of FIG. 5.

도 8은 종래 기술에 의한 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이다.8 is a partial cross-sectional view of a field emission display device according to the prior art.

Claims (17)

임의의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과;First and second substrates opposed to each other at arbitrary intervals; 상기 제1 기판 상에 형성되는 게이트 전극들과;Gate electrodes formed on the first substrate; 절연층을 사이에 두고 상기 게이트 전극들 위에 형성되는 캐소드 전극들과;Cathode electrodes formed on the gate electrodes with an insulating layer interposed therebetween; 상기 제1 기판 상에 설정되는 화소 영역에 대응하여 상기 캐소드 전극에 마련되는 전자 방출원과;An electron emission source provided in the cathode electrode corresponding to the pixel area set on the first substrate; 상기 제2 기판 상에 형성되는 애노드 전극과;An anode formed on the second substrate; 상기 애노드 전극의 일면에 위치하는 형광막들; 및Fluorescent films positioned on one surface of the anode electrode; And 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되며 전자빔 통과를 위한 어퍼쳐들을 구비하는 그리드 플레이트를 포함하며,A grid plate disposed between the first substrate and the second substrate and having apertures for electron beam passage; 적어도 2개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐를 공유하는 전계 방출 표시장치.A field emission display wherein at least two electron emission sources share an aperture. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 2개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐 중심을 기준으로 대향 배치되는 전계 방출 표시장치.And the two electron emission sources face each other with respect to one aperture center. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 캐소드 전극이 전극 내부에 개구부들을 형성하며, 2개의 게이트 전극마다 하나의 개구부가 구비되는 전계 방출 표시장치.And the cathode forms openings in the electrode, and one opening is provided for every two gate electrodes. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 개구부가 두 게이트 전극에 각각 대응하는 제1, 2 측면을 포함하고, 상기 전자 방출원이 제1, 2 측면에 인접 배치되는 전계 방출 표시장치.And the openings include first and second side surfaces corresponding to two gate electrodes, respectively, and the electron emission source is disposed adjacent to the first and second side surfaces. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전계 방출 표시장치가, 개구부 내의 절연층 상에서 전자 방출원과 임의의 간격을 두고 위치하는 대향 전극을 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.And the field emission display further comprises an opposite electrode positioned at an interval from the electron emission source on the insulating layer in the opening. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 2개의 형광막이 하나의 어퍼쳐 중심을 기준으로 대향 배치되는 전계 방출 표시장치.And the two fluorescent layers face each other with respect to one aperture center. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 에미터와 하나의 어퍼쳐 중심을 기준으로 대향 배치되는 형광막이 이 에미터와 한 화소를 이루는 전계 방출 표시장치.And a fluorescent film disposed opposite to the emitter center with respect to the center of the aperture to form one pixel with the emitter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3개의 전자 방출원이 하나의 어퍼쳐에 대응하는 동심원 상에서 등간격으로 배치되는 전계 방출 표시장치.And the three electron emission sources are arranged at equal intervals on concentric circles corresponding to one aperture. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 캐소드 전극이 전극 내부에 개구부들을 형성하며, 3개의 게이트 전극마다 하나의 개구부가 구비되는 전계 방출 표시장치.And the cathode forms openings in the electrode, and one opening is provided for every three gate electrodes. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 개구부가 세 게이트 전극에 각각 대응하는 제1과 제2 및 제3 측면을 포함하고, 상기 전자 방출원이 제1과 제2 및 제3 측면에 인접 배치되는 전계 방출 표시장치.And the openings include first, second, and third side surfaces corresponding to three gate electrodes, respectively, and the electron emission sources are disposed adjacent to the first, second, and third side surfaces. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 개구부가 육각형이고, 상기 3개의 전자 방출원이 개구부의 여섯변 가운데 홀수변 혹은 짝수변에 인접 배치되는 전계 방출 표시장치.And wherein the opening is hexagonal, and the three electron emission sources are disposed adjacent to odd or even sides of six sides of the opening. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 전계 방출 표시장치가, 개구부 내의 절연층 상에서 전자 방출원과 임의의 간격을 두고 위치하는 대향 전극을 더욱 포함하는 전계 방출 표시장치.And the field emission display further comprises an opposite electrode positioned at an interval from the electron emission source on the insulating layer in the opening. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 그리드 플레이트의 어퍼쳐가 상기 3개의 전자 방출원에 꼭지점이 대응하는 삼각형으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.And the aperture of the grid plate comprises a triangle corresponding to a vertex corresponding to the three electron emission sources. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 형광막들이 도트 패턴으로 형성되며, 3개의 형광막이 하나의 어퍼쳐에 대응하는 동심원 상에서 등간격으로 배치되는 전계 방출 표시장치.And the fluorescent films are formed in a dot pattern, and three fluorescent films are disposed at equal intervals on concentric circles corresponding to one aperture. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 그리드 플레이트의 어퍼쳐가 상기 3개의 전자 방출원에 꼭지점이 대응하는 삼각형으로 이루어지고, 상기 형광막들이 도트 패턴으로 형성되며, 3개의 형광막이 어퍼쳐의 세 변에 대응 배치되는 전계 방출 표시장치.The aperture of the grid plate is formed of triangles corresponding to vertices of the three electron emission sources, the fluorescent layers are formed in a dot pattern, and the three fluorescent layers are disposed corresponding to three sides of the aperture. . 제5항 또는 제12항에 있어서,The method of claim 5 or 12, 상기 대향 전극이 절연층에 형성된 비아 홀을 통해 절연층 하부의 게이트 전극과 접촉하여 이와 전기적으로 연결되는 전계 방출 표시장치.And a counter electrode contacting and electrically connected to a gate electrode under the insulating layer through a via hole formed in the insulating layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 방출원이 카본 나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C60(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 전계 방출 표시장치.And the electron emission source is any one of carbon nanotubes, graphite, diamond, diamond-like carbon, C 60 (fulleren), or a combination thereof.
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