KR20050104562A - 전자 방출 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 방출원에서 방출된 전자들을 집속시키는 동시에 화소별 전자방출 특성을 균일하게 제어할 수 있는 구조를 마련한 전자 방출 표시장치에 관한 것으로서, 전자 방출 표시장치는, 서로 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과; 제1 기판 위에서 제1 기판의 일방향을 따라 형성되는 제1 전극부 및 제1 전극부와 일정한 간격을 두고 형성되는 제2 전극부로 구성되는 캐소드 전극들과; 제2 전극부 위에 형성되는 전자 방출원과; 제1 전극부와 제2 전극부 사이를 채우면서 제2 기판을 향해 전자 방출원보다 높게 형성되는 집속 전극과; 전자 방출원을 개방시키기 위한 개구부를 갖는 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 위에 형성되는 게이트 전극들을 포함한다.

Description

전자 방출 표시장치 {ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전자 방출 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카본계 물질로 이루어진 전자 방출원을 구비하며, 전자 방출원과 전극들의 형상을 개선한 전자 방출 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자 방출 표시장치(Electrion Emission Display Device)는 제1 기판 쪽에서 방출된 전자를 제2 기판에 형성된 형광층에 충돌시켜 이의 발광을 이용해 소정의 영상을 구현하는 평판 표시장치로서, 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다.

상기에서 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 표시장치로는 전계 방출 표시장치(Field Emission Display; FED)가 있으며, 전계 방출 표시장치로는 더욱 FE(Field Emit)형 전계 방출 표시장치, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 전계 방출 표시장치, MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형 전계 방출 표시장치 및 표면 전도형 전계 방출 표시장치 등이 알려져 있다.

상기 전계 방출 표시장치는 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들로 전자 방출원을 형성하고, 전자 방출을 제어하기 위한 전극들을 구비하여 소정의 표시를 행한다. 이러한 전계 방출 표시장치는 전자 방출원의 특성에 따라 표시장치의 전체 품질이 큰 영향을 받게 된다.

초기에 개발된 전계 방출 표시장치는 몰리브덴(Mo) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 마이크로팁 전자 방출원을 사용하였다. 그런데 마이크로팁 전자 방출원을 갖는 전계 방출 표시장치를 제작하기 위해서는, 공지의 반도체 공정을 이용해야 하므로 제조 공정이 복잡하고, 고난이도의 기술과 고가의 장비를 필요로 하며, 대화면 표시장치 제작이 어려운 단점이 있다.

이에 따라 최근의 전계 방출 표시장치 분야에서는 저전압(대략, 10∼50V) 구동 조건에서도 전자를 양호하게 방출하는 카본계 물질을 이용하여 스크린 인쇄와 같은 후막 공정을 통해 전자 방출원을 형성하는 기술이 연구 개발되고 있다.

상기 전자 방출원에 적합한 카본계 물질로는 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 및 카본 나노튜브 등이 알려져 있으며, 이 가운데 특히 카본 나노튜브는 끝단의 곡률 반경이 100Å 정도로 극히 미세하여 1∼10 V/㎛의 낮은 전계에서도 전자를 양호하게 방출함에 따라 이상적인 전자 방출 물질로 기대되고 있다.

상기 카본 나노튜브를 이용한 전계 방출 표시장치와 관련한 종래 기술로는 미국 등록특허 6,062,931호 및 6,097,138호에 개시된 냉음극 전계 방출 표시장치를 들 수 있다.

한편, 전계 방출 표시장치가 캐소드 전극, 게이트 전극 및 애노드 전극을 구비하는 3극관 구조로 이루어질 때, 제1 기판 위에 캐소드 전극과 절연층 및 게이트 전극을 순차적으로 형성하고, 게이트 전극과 절연층에 개구부를 형성한 다음 개구부에 의해 노출된 캐소드 전극 위로 전자 방출원을 형성함과 아울러 제2 기판 위에 애노드 전극과 형광층을 형성한 구조가 공지되어 있다.

상기 구조에서는 캐소드 전극과 게이트 전극에 소정의 구동 전압을 인가하고, 애노드 전극에 수백∼수천 볼트의 (+)전압을 인가하면, 캐소드 전극과 게이트 전극간 전압 차에 의해 전자 방출원 주위에 강한 전계가 인가되어 전자 방출원으로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전극에 인가된 고전압에 이끌려 해당 형광층에 충돌함으로써 이를 발광시키게 된다.

그런데 전술한 구조의 전계 방출 표시장치에서는 전자 방출원 주위로 전자빔 집속을 위한 전극이 마련되지 않아 전자 방출원에서 방출된 전자들이 제2 기판을 향할 때 임의의 경사각을 가지며 퍼지게 된다. 따라서 특정 화소의 전자 방출원에서 방출된 전자들이 해당 화소의 형광층에 온전하게 도달하지 못하고 이웃 화소의 형광층에 도달하는 등, 지정된 경로를 벗어나게 되어 색순도와 가독성(可讀性)을 포함한 화면 품질에 나쁜 영향을 미치게 된다.

또한 전술한 구조에서는 화소별로 전자 방출원의 전자방출 특성이 불균일하여 화소간 밝기 특성이 불균일해지는 문제가 있다. 이와 같이 불균일한 전자방출 특성은 여러가지 원인으로 설명될 수 있는데, 그 중 하나는 화소별로 전자 방출원의 인쇄 상태와 자체 저항이 상이한 것을 들 수 있으며, 다른 하나는 표시장치가 대면적화되면서 전극들의 내부 저항에 의해 전압 강하가 발생하는 것을 들 수 있다.

이로써 종래에는 게이트 전극 위에 집속 전극을 두고, 캐소드 전극과 전자 방출원 사이에 저항층을 두어 전자빔 집속과 화소별 전자방출 특성의 균일화를 도모하였으나, 상기한 구조는 저항층과 집속 전극을 별도로 마련하고 있으므로 제조 공정이 복잡해져 제조 비용을 증가시키는 문제가 있다. 특히 게이트 전극 위에 집속 전극을 형성할 때에는 전자 방출원을 노출시키기 위해 집속 전극에도 개구부를 형성해야 하므로 제조 공정이 더욱 복잡해지며, 전자 방출원 인쇄를 어렵게 하는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자빔을 집속시키는 동시에 화소별 전자방출 특성을 균일하게 제어할 수 있는 구조를 마련하여 전자빔 집속과 전자방출 균일성을 동시에 확보할 수 있는 전자 방출 표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

서로 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과, 제1 기판 위에서 제1 기판의 일방향을 따라 형성되는 제1 전극부 및 제1 전극부와 일정한 간격을 두고 형성되는 제2 전극부로 구성되는 캐소드 전극들과, 제2 전극부 위에 형성되는 전자 방출원과, 제1 전극부와 제2 전극부 사이를 채우면서 제2 기판을 향해 전자 방출원보다 높게 형성되는 집속 전극과, 전자 방출원을 개방시키기 위한 개구부를 갖는 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 위에 형성되는 게이트 전극들과, 제2 기판 위에 형성되는 애노드 전극과, 애노드 전극의 어느 일면에 위치하는 형광층을 포함하는 전자 방출 표시장치를 제공한다.

상기 제2 전극부는 제1 전극부 내부에서 제1 전극부에 의해 둘러싸인 구조로 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극들은 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.

상기 제2 전극부는 캐소드 전극과 게이트 전극의 교차 영역마다 1개 이상 형성될 수 있다. 제2 전극부가 상기 교차 영역마다 하나씩 형성되는 경우, 각각의 제2 전극부 위에 적어도 하나의 전자 방출원이 형성될 수 있으며, 제2 전극부가 교차 영역마다 복수개로 형성되는 경우, 각각의 제2 전극부 위에 하나의 전자 방출원이 형성될 수 있다.

상기 집속 전극은 전자 방출원을 사이에 두고 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 한쌍이 마주하도록 형성될 수 있으며, 바람직하게 캐소드 전극의 길이 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다.

상기 집속 전극은 10∼10,000,000 Ωcm의 비저항 값을 가지며 형성될 수 있다.

상기 집속 전극은 개구부에서 그 일부를 절연층 밖으로 노출시키며 형성되는 것이 바람직한데, 전자 방출원을 향한 집속 전극의 측면 전체와 게이트 전극을 향한 상면 전체를 절연층 밖으로 노출시키며 형성될 수 있다.

상기 집속 전극은 그 두께가 전자 방출원 두께의 1.5∼5배 혹은 전자 방출원과 집속 전극간 최단 거리의 1.5∼3배로 형성될 수 있다.

상기 집속 전극은 보호층에 둘러싸여 형성될 수 있다.

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

도 1∼도 9는 본 발명에 따른 전자 방출 표시장치를 전계 방출 표시장치에 적용한 실시예들을 나타낸 것으로서, 먼저 도 1∼도 4를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전계 방출 표시장치 중 캐소드 전극과 전자 방출원의 일부를 나타낸 부분 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시한 전계 방출 표시장치 중 캐소드 전극과 전자 방출원 및 집속 전극의 일부를 나타낸 부분 평면도이며, 도 4는 도 1에 도시한 제1 기판의 일부를 나타낸 부분 평면도이다.

도면을 참고하면, 전계 방출 표시장치는 임의의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 및 제2 기판(2,4)을 포함하며, 제1 기판(2)에는 전계 형성으로 전자를 방출하는 구성이, 제2 기판(4)에는 전자에 의해 가시광을 방출하여 소정의 이미지를 표시하는 구성이 제공된다.

상기 제1 기판(2) 위에는 캐소드 전극들(6)이 제1 기판(2)의 일방향(도면의 Y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(6) 위 임의 위치에 전자 방출원들(8)이 형성된다. 그리고 절연층(10)이 전자 방출원들(8)을 노출시키는 개구부(10a)를 가지면서 캐소드 전극(6) 위로 캐소드 전극들(6)을 덮으면서 형성되고, 게이트 전극들(12)이 절연층(10) 위에서 캐소드 전극(6)과 교차하는 방향(도면의 X축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.

본 실시예에서 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(12)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 화소 영역마다 하나의 개구부(10a)가 형성될 수 있다.

상기 각각의 캐소드 전극(6)은 스트라이프 패턴의 제1 전극부(6a)와, 제1 전극부(6a) 내부에서 제1 전극부(6a)와 일정한 간격을 두고 제1 전극부(6a)에 둘러싸이도록 형성되는 섬(island) 모양의 제2 전극부들(6b)로 이루어진다. 특히 본 실시예에서 제2 전극부들(6b)은 화소 영역마다 하나씩 구비되고, 각각의 제2 전극부(6b) 위에 적어도 하나의 전자 방출원(8)이 형성된다.

본 실시예에서 제2 전극부(6b)는 사각형으로 이루어지고 있지만, 제2 전극부(6b)의 형상은 여기에 한정되지 않고 다른 패턴으로도 변형이 가능하다. 또한 도면에서는 제2 전극부(6b) 위에 복수개의 전자 방출원(8)이 위치하는 경우를 도시하였으나, 하나의 제2 전극부(6b) 마다 하나의 전자 방출원(8)이 위치할 수 있다.

본 발명에서 전자 방출원(8)은 바람직하게 카본계 물질, 가령 카본 나노튜브, 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 및 C₆₀(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합 물질로 이루어지며, 그 제조법으로는 스크린 인쇄, 화학기상 증착(CVD) 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.

그리고 게이트 전극(12) 밑으로 집속 전극(14)이 제1 전극부(6a)와 제2 전극부(6b) 사이를 채우면서 전자 방출원(8)보다 큰 높이를 갖도록 형성된다.

상기 집속 전극(14)은 바람직하게 전자 방출원(8)을 사이에 두고 캐소드 전극(6)과 교차하는 방향(도면의 X축 방향)을 따라 한쌍이 마주하도록 형성된다. 이는 표시장치 구동시 한쌍의 집속 전극(14)이 전자 방출원(8)에서 방출된 전자들을 집속시켜 상기 전자들이 도면의 X축 방향으로 퍼지며 진행하는 것을 억제하기 위한 것이다.

이를 위해 집속 전극(14)은 제1 전극부(6a)의 길이 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 것이 바람직하며, 각각의 캐소드 전극(6)에 한쌍으로 구비되어 도면을 기준으로 전자 방출원(8) 좌측에 위치하는 제1 및 제2 전극부(6a,6b) 사이와, 전자 방출원(8) 우측에 위치하는 제1 및 제2 전극부(6a,6b) 사이를 채우면서 위치한다.

또한 집속 전극(14)은 개구부(10a)에서 그 일부가 절연층(10) 밖으로 노출되도록 위치하며, 바람직하게 전자 방출원(8)을 향한 집속 전극(14)의 측면 전체와 게이트 전극(12)을 향한 집속 전극(14)의 상면 일부가 절연층(10) 밖으로 노출되도록 형성된다. 이러한 집속 전극(14)은 표시장치 구동시 전자 방출원(12) 위로 전자빔 경로상에 캐소드 전위를 형성하여 전자빔을 집속시키는 역할을 한다.

상기 집속 전극(14)은 스크린 인쇄와 같은 후막 공정을 통해 제작된 5㎛ 이상 두께의 후막 도전층이 바람직하며, 일례로 은(Ag) 페이스트를 스크린 인쇄 후 소성하는 과정을 통해 완성될 수 있다. 후막 도전층으로 이루어진 집속 전극(14)은, 박막 공정에 비해 공정이 단순화되어 공정 비용을 절감시키고, 전자 방출원(8)보다 큰 높이로 용이하게 형성할 수 있는 잇점이 있다.

더욱이 집속 전극(14)은 10∼10,000,000 Ωcm의 비저항 값을 가지며, 이로 인해 외부로부터 전압을 인가받는 제1 전극부(6a)와 전자 방출원들(8)이 위치하는 제2 전극부(6b)들 사이를 연결하는 저항층으로 작용한다. 집속 전극(14)이 갖는 저항층으로의 작용은 표시장치의 구동 방법과 연계하여 아래에 설명한다.

그리고 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 캐소드 전극(6)의 길이 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 적색, 녹색 및 청색의 형광층(16)이 형성되고, 각각의 형광층(16) 사이로 화면의 콘트라스트를 높이기 위한 블랙 매트릭스(18)가 형성된다. 그리고 형광층(16)과 블랙 매트릭스(18)를 덮으면서 애노드 전극(20)이 형성된다.

본 실시예에서 애노드 전극(20)은 알루미늄과 같은 금속 박막으로 이루어지는데, 금속 박막으로 이루어진 애노드 전극(20)은 대략 5kV 이상의 고전압을 인가받아도 내전압 특성을 우수하게 확보할 수 있으며, 금속 박막의 메탈 백(metal back) 효과로 인해 화면의 휘도를 높이는 장점을 갖는다.

한편, 애노드 전극은 금속 박막이 아닌 투명한 도전막, 일례로 ITO(indium tin oxide)로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 기판 위에 애노드 전극을 먼저 형성하고, 애노드 전극 위로 형광층과 블랙 매트릭스를 형성한다.

이와 같이 구성되는 제1 및 제2 기판(2,4)은, 게이트 전극(12)과 형광층(16)이 서로 교차하도록 마주한 상태에서 임의의 간격을 두고 그 둘레에 도포되는 프릿(frit)과 같은 실링 물질에 의해 접합되며, 그 사이에 형성되는 내부 공간을 배기시켜 진공 상태로 유지함으로써 전계 방출 표시장치를 구성한다. 이 때, 제1 및 제2 기판(2,4) 사이의 비화소 영역에는 다수의 스페이서(22)가 배치되어 양 기판(2,4) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.

상기한 구성의 전계 방출 표시장치는, 외부로부터 캐소드 전극(6), 게이트 전극(12) 및 애노드 전극(20)에 소정의 전압을 공급하여 구동하는데, 일례로 캐소드 전극(6)에는 0V, 게이트 전극(12)에는 수십∼수백 볼트의 (+)전압이, 애노드 전극(20)에는 수백∼수천 볼트의 (+)전압이 인가된다.

이로써 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(12)의 전압 차에 의해 전자 방출원(8) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자빔은 애노드 전극(20)에 인가된 고전압에 이끌려 해당 화소의 형광층(16)에 충돌하여 이를 발광시킴으로써 소정의 표시가 이루어진다.

이 때, 본 실시예의 전계 방출 표시장치는 전자 방출원(8)을 사이에 두고 한쌍의 집속 전극(14)이 제2 기판(4)을 향해 전자 방출원(8)보다 높게 형성됨에 따라, 전자 방출원(8)으로부터 전자가 방출될 때 집속 전극(14)이 전자 방출원(8) 주위에 형성되는 등전위선 분포를 변화시켜 전자빔의 발산각을 축소시킨다.

도 5a는 집속 전극이 구비되지 않은 비교예의 전계 방출 표시장치에서 전자 방출원 주위에 형성되는 등전위선을 나타낸 개략도이고, 도 5b는 상기 비교예의 전계 방출 표시장치에서 전자빔 방출 궤적을 나타낸 개략도이다.

참고로, 도 5a와 도 5b는 캐소드 전극에 0V, 게이트 전극에 70V, 애노드 전극에 3kV를 인가하였을 때 측정된 결과를 나타내며, 비교예의 전계 방출 표시장치는 집속 전극이 없는 것을 제외하고 본 실시예의 전계 방출 표시장치와 동일한 구성으로 이루어진다.

도 6a는 본 실시예의 전계 방출 표시장치에서 전자 방출원 주위에 형성되는 등전위선을 나타낸 개략도이고, 도 6b는 본 실시예의 전계 방출 표시장치에서 전자빔 방출 궤적을 나타낸 개략도로서, 전술한 비교예의 구동 전압과 동일한 전압을 각 전극에 인가하였을 때 측정된 결과를 나타낸다.

먼저, 도 5a와 도 5b를 참고하면, 비교예의 전계 방출 표시장치에서는 등전위선들이 실질적으로 전자 방출원(1)을 향해 오목한 곡선을 그리며 형성된다. 이로써 등전위선과 수직한 방향으로 이동하는 전자들은 제2 기판을 향해 상당한 발산각을 가지고 퍼지며 진행하게 된다.

반면, 도 6a와 도 6b를 참고하면, 실시예의 전계 방출 표시장치에서는 전자 방출원(8)에 근접하여 위치하는 적어도 하나의 등전위선이 전자 방출원(8)과 집속 전극(14) 사이에서 전자 방출원(8)을 향해 볼록한 부분을 형성하며, 이 볼록한 부분에 의해 전자 방출원(8)에서 방출된 전자들이 작은 발산각을 가지며 제2 기판을 향해 진행하는 것을 확인할 수 있다.

이로써 본 실시예의 전계 방출 표시장치는 특정 화소의 전자 방출원(8)에서 방출된 전자들을 해당 화소에 대응하는 형광층(16)에 온전하게 도달시켜 화면의 색순도와 가독성을 높이는 효과가 있다.

또한 집속 전극(14)은 캐소드 전극(6)의 제1 전극부(6a)와 제2 전극부(6b)를 연결하는 저항층으로 작용한다. 저항층의 기능을 설명하기 위해 여러 화소의 전자 방출원(8)에서 전자가 방출되는 복수개의 전자방출 사이트가 존재한다고 가정할 때, 각 전자 방출원(8)의 형상 불균일 특성과 캐소드 전극(6) 및 게이트 전극(12)의 내부 저항 등에 의해 각각의 전자방출 사이트에서 전자 방출이 불균일하게 일어나게 된다.

그러나 본 실시예에서는 상기 집속 전극(14)에 의해, 방출 전류가 많은 전자방출 사이트에서는 집속 전극(14)을 통해 전압 강하가 발생하여 전자 방출량이 줄어들고, 방출 전류가 적은 전자방출 사이트에서는 집속 전극(14)에서 전압 강하가 발생하지 않거나 적게 발생하여 전자 방출량을 늘인다. 따라서 방출 전류가 다른 전자방출 사이트간 전자 방출량 차이가 감소하여 화소별 전자방출 균일도를 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계 방출 표시장치 중 캐소드 전극의 일부를 나타낸 부분 평면도이다.

도면을 참고하면, 본 실시예에서는 캐소드 전극(6')의 제2 전극부(6c)가 화소 영역마다 복수개로 구비되고, 각각의 제2 전극부(6c)에 하나의 전자 방출원(8)이 형성되는 것을 제외하고는 전술한 제1 실시예의 전계 방출 표시장치와 동일한 구성으로 이루어진다. 상기한 제1 실시예에서는 각 화소별 전자방출 균일도를 높이는데 유리하고, 제2 실시예에서는 각 전자 방출원(8)별 전자방출 균일도를 높이는데 유리하다 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 부분 단면도로서, 본 실시예에서는 집속 전극(14)이 보호층(24)으로 둘러싸인 것을 제외하고는 전술한 제1 실시예의 전계 방출 표시장치와 동일한 구성으로 이루어진다.

상기 보호층(24)은, 캐소드 전극(6) 위에 집속 전극(14)과 절연층(10) 및 게이트 전극(12)을 형성한 후 에천트를 이용해 게이트 전극(12)과 절연층(10)의 일부를 식각하여 개구부(10a)를 형성할 때, 에천트에 의한 집속 전극(14)의 손상을 방지하는 역할을 한다. 상기 보호층(24)은 크롬(Cr)으로 이루어질 수 있으며, 에천트 종류에 따라 이 에천트에 낮은 식각률을 갖는 물질로 대체될 수 있다.

전술한 실시예에서, 상기 집속 전극(14)은 도 9에 도시한 바와 같이 그 두께(t1)가 전자 방출원(8) 두께(t2)의 1.5∼5배로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 집속 전극(14)은 그 두께(t1)가 전자 방출원(8)과 집속 전극(14)간 최단 거리(d)의 1.5∼3배로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 집속 전극(14)의 두께(t1)가 전술한 조건을 만족할 때, 그 집속 성능을 최대로 발휘할 수 있다.

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 실시예에 따르면, 집속 전극에 의해 전자 방출원에서 방출된 전자들의 발산각을 줄이는 동시에 화소별 전자방출 균일도를 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 전자 방출 표시장치는 화면의 색순도와 가독성이 높아지고, 화소별 밝기 특성이 균일해지는 등, 화면 품질이 향상되는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의한 전자 방출 표시장치는 별도의 저항층을 구비하지 않아 구조와 제조 공정을 단순화하며, 집속 전극이 후막 전도층으로 이루어짐에 따라 공정 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 표시장치의 부분 확대 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 표시장치에서 캐소드 전극과 전자 방출원의 일부를 도시한 부분 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 표시장치에서 캐소드 전극과 전자 방출원 및 집속 전극의 일부를 도시한 부분 평면도이다.

도 4는 도 1에 도시한 제1 기판의 부분 평면도이다.

도 5a는 비교예의 전자 방출 표시장치에서 전자 방출원 주위에 형성되는 등전위선들을 나타낸 개략도이다.

도 5b는 비교예의 전자 방출 표시장치에서 전자빔 방출 궤적을 나타낸 개략도이다.

도 6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 표시장치에서 전자 방출원 주위에 형성되는 등전위선들을 나타낸 개략도이다.

도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 표시장치에서 전자빔 방출 궤적을 나타낸 개략도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 표시장치 중 캐소드 전극의 일부를 나타낸 부분 평면도이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 방출 표시장치의 부분 확대 단면도이다.

도 9는 도 1에 도시한 전자 방출 표시장치의 부분 확대도이다.

Claims (17)

1. 서로 대향 배치되는 제1 및 제2 기판과;

   상기 제1 기판 위에서 제1 기판의 일방향을 따라 형성되는 제1 전극부와, 제1 전극부와 일정한 간격을 두고 형성되는 제2 전극부로 구성되는 캐소드 전극들과;

   상기 제2 전극부 위에 형성되는 전자 방출원과;

   상기 제1 전극부와 제2 전극부 사이를 채우면서 제2 기판을 향해 상기 전자 방출원보다 높게 형성되는 집속 전극과;

   상기 전자 방출원을 개방시키기 위한 개구부를 갖는 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극들 위에 형성되는 게이트 전극들과;

   상기 제2 기판 위에 형성되는 애노드 전극; 및

   상기 애노드 전극의 어느 일면에 위치하는 형광층

   을 포함하는 전자 방출 표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 전극부가 상기 제1 전극부 내부에서 제1 전극부에 의해 둘러싸인 구조로 형성되는 전자 방출 표시장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 게이트 전극들이 상기 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 전자 방출 표시장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2 전극부가 상기 캐소드 전극과 게이트 전극의 교차 영역마다 1개 이상 형성되는 전자 방출 표시장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2 전극부가 상기 교차 영역마다 하나씩 형성되고, 각각의 제2 전극부 위에 적어도 하나의 전자 방출원이 형성되는 전자 방출 표시장치.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2 전극부가 상기 교차 영역마다 복수개로 형성되고, 각각의 제2 전극부 위에 하나의 전자 방출원이 형성되는 전자 방출 표시장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 집속 전극이 상기 전자 방출원을 사이에 두고 상기 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 한쌍이 마주하도록 형성되는 전자 방출 표시장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 집속 전극이 상기 캐소드 전극의 길이 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되는 전자 방출 표시장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 집속 전극이 10∼1,000,000 Ωcm의 비저항 값을 가지며 형성되는 전자 방출 표시장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 집속 전극은 상기 전자 방출원을 향한 집속 전극의 측면 전체와 상기 게이트 전극을 향한 상면 일부를 절연층 밖으로 노출시키며 형성되는 전자 방출 표시장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 집속 전극은 그 두께가 상기 전자 방출원 두께의 1.5∼5배로 형성되는 전자 방출 표시장치.
12. 제1항에 있어서,

    상기 집속 전극은 그 두께가 상기 전자 방출원과 집속 전극간 최단 거리의 1.5∼3배로 형성되는 전자 방출 표시장치.
13. 제1항에 있어서,

    상기 집속 전극이 보호층에 둘러싸여 형성되는 전자 방출 표시장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 보호층이 크롬(Cr)막으로 이루어지는 전자 방출 표시장치.
15. 제1항에 있어서,

    상기 전자 방출원이 카본계 물질로 이루어지는 전자 방출 표시장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 카본계 물질이 카본 나노튜브, 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 전자 방출 표시장치.
17. 제1항에 있어서,

    상기 애노드 전극이 금속막으로 이루어지는 전자 방출 표시장치.