KR20060104328A

KR20060104328A - Spacer and electron emission device having the spacer

Info

Publication number: KR20060104328A
Application number: KR1020050026402A
Authority: KR
Inventors: 이승현
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-09

Abstract

본 발명은 전자 방출 소자용 스페이서 및 이를 구비한 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 본 발명은 전자 방출부가 제공되는 제1 기판과, 형광층이 제공되는 제2 기판 사이에 배치되어 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 전자 방출 소자용 스페이서에 있어서, 홈부를 구비하는 적어도 하나의 수평 부재와, 이 홈부를 통하여 수평 부재와 상호 결합되는 적어도 하나의 수직 부재를 포함하는 전자 방출 소자용 스페이서를 제공한다. 또한, 본 발명은 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판에 형성되는 구동 전극들과, 구동 전극들의 전압에 의해 전자 방출이 제어되는 전자 방출부와, 제2 기판에 전자 방출부에 대응하여 배치되는 형광층과, 형광층의 일면에 형성되는 전자 가속 전극 및 상기의 수평 부재와 수직 부재로 구성된 스페이서를 포함하는 전자 방출 소자를 제공한다.The present invention relates to a spacer for an electron emitting device and an electron emitting device having the same. The present invention is disposed between a first substrate provided with an electron emitting portion and a second substrate provided with a fluorescent layer, thereby providing a first substrate and a second substrate. A spacer for an electron emitting device for maintaining a distance between substrates, comprising: at least one horizontal member having a groove portion and at least one vertical member coupled to the horizontal member through the groove portion; do. In addition, the present invention is the first substrate and the second substrate disposed to face each other, the drive electrodes formed on the first substrate, the electron emission portion is controlled by the emission of the voltage of the driving electrodes, and the electron on the second substrate The present invention provides an electron emission device including a fluorescent layer disposed corresponding to the emission unit, an electron acceleration electrode formed on one surface of the fluorescent layer, and a spacer composed of the horizontal member and the vertical member.

전자 방출 소자, 스페이서, 수평 부재, 수직 부재, 캐소드 전극, 게이트 전극,집속 전극 Electron emission element, spacer, horizontal member, vertical member, cathode electrode, gate electrode, focusing electrode

Description

Spacer for electron emission element and electron emission element provided with this spacer {SPACER AND ELECTRON EMISSION DEVICE HAVING THE SPACER}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission device according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 스페이서의 조립 전 상태를 나타낸 분해 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a state before assembly of the spacer illustrated in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 분해 평면도이다.3 is a partially exploded plan view of an electron emission device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of an electron emitting device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 용기를 구성하는 두 기판 사이에 배치되어 기판의 간격을 유지시키는 스페이서의 구조를 선한 전자 방출 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emitting device, and more particularly, to an electron emitting device having a good structure of a spacer disposed between two substrates constituting a vacuum container to maintain a distance between the substrates.

일반적으로 전자 방출 소자는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)을 이용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.In general, the electron emission device may be classified into a method using a hot cathode and a cold cathode according to the type of the electron source.

여기서, 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는 전계 방출 어레이 (field emitter array; FEA)형, 표면 전도 에미션(surface conduction emission; SCE)형, 금속-절연층-금속(metal-insulator-metal; MIM)형 및 금속-절연층-반도체(metal-insulator-semiconductor; MIS)형 등이 알려져 있다.Here, the electron-emitting device using a cold cathode is a field emitter array (FEA) type, surface conduction emission (SCE) type, metal-insulator-metal MIM) and metal-insulator-semiconductor (MIS) types are known.

상기 MIM형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속/절연층/금속(MIM)과 금속/절연층/반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출부를 형성하고, 절연층을 사이에 두고 위치하는 두 금속 또는 금속과 반도체 사이에 전압을 인가할 때 높은 전자 전위를 갖는 금속 또는 반도체로부터 낮은 전자 전위를 갖는 금속쪽으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한다.The MIM type and the MIS type electron emission devices each form an electron emission portion having a metal / insulation layer / metal (MIM) and a metal / insulation layer / semiconductor (MIS) structure, and are disposed between two metals having an insulation layer therebetween, or When a voltage is applied between the metal and the semiconductor, a principle is used in which electrons move and accelerate from a metal having a high electron potential or from a semiconductor to a metal having a low electron potential.

상기 SCE형 전자 방출 소자는 일 기판 위에 서로 마주보며 배치된 제1 전극과 제2 전극 사이에 도전 박막을 제공하고 이 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출부를 형성하며, 양 전극에 전압을 인가하여 도전 박막의 표면으로 전류가 흐를 때 전자 방출부로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다.The SCE type electron emission device forms an electron emission portion by providing a conductive thin film between a first electrode and a second electrode disposed to face each other on a substrate and providing a micro crack in the conductive thin film, and applying a voltage to both electrodes. By using the principle that the electron is emitted from the electron emission portion when the current flows to the surface of the conductive thin film.

그리고 상기 FEA형 전자 방출 소자는 일 함수(work function)가 낮거나 종횡비(aspect ratio)가 큰 물질을 전자원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로서, 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물이나 카본 나노튜브, 흑연, 다이아몬드상 카본과 같은 카본계 물질을 전자원으로 적용한 예가 개발되고 있다.The FEA type electron emission device uses a principle that electrons are easily emitted by an electric field in vacuum when a material having a low work function or a large aspect ratio is used as the electron source, and molybdenum (Mo) Or, an example is developed in which a tip structure mainly made of silicon (Si) or the like is applied, or a carbon-based material such as carbon nanotubes, graphite, or diamond-like carbon as an electron source.

이와 같이 냉음극을 이용하는 전자 방출 소자는 진공 용기를 구성하는 두 기판 중 제1 기판 위에 전자 방출부와 더불어 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들을 구비하며, 제2 기판 위에 형광층과 더불어 제1 기판 측에서 방출된 전자들이 형광층을 향해 효율적으로 가속되도록 하는 전자가속 전극을 구비하여 소정의 발광 또는 표시 작용을 하게 된다.As such, the electron emission device using the cold cathode includes driving electrodes for controlling the electron emission of the electron emission unit along with the electron emission unit on the first substrate of the two substrates constituting the vacuum container, and together with the fluorescent layer on the second substrate. 1 Electron accelerating electrodes are provided to allow electrons emitted from the substrate side to be efficiently accelerated toward the fluorescent layer to perform a predetermined light emission or display function.

상기 전자 방출 소자는 진공 용기 내부에 다수의 스페이서를 구비한다. 이 스페이서는 제1 기판과 제2 기판의 간격을 일정하게 유지시키며, 진공 용기의 내,외부 압력 차이에 의한 기판의 변형과 파손을 방지하는 역할을 한다.The electron emitting device has a plurality of spacers inside the vacuum vessel. The spacer maintains a constant distance between the first substrate and the second substrate, and serves to prevent deformation and breakage of the substrate due to a difference in pressure between the inside and the outside of the vacuum container.

스페이서는 주로 원 기둥형, 사각 기둥형, 십자 기둥형 및 립(rib) 형 등으로 이루어지며, 이들 스페이서는 통상의 경우 제1 기판 위에 제공된 구조물 위에서 바인더의 결합력에 의해 고정된다. 그런데, 이러한 스페이서는 십자 기둥형을 제외하고 대부분 자립능력이 부족하므로 기판 위에 형성된 구조물 위에 세우는 것이 어려우며, 스페이서를 설치하는 중 스페이서가 기판 위의 구조물에서 탈락되거나 기울어지는 문제점이 발생한다.The spacer is mainly composed of a circle column, a square column, a cross column, a rib, and the like, which are usually fixed by the binding force of the binder on the structure provided on the first substrate. However, these spacers are difficult to stand on the structure formed on the substrate because most of the spacers lack the self-support ability except for the cross pillar, and the spacer is dropped or tilted from the structure on the substrate during the installation of the spacer.

또한, 스페이서가 설치된 후에도 기판의 내,외부 압력차이에 의해 스페이서가 변형될 수 있다.In addition, even after the spacers are installed, the spacers may be deformed due to internal and external pressure differences of the substrate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 양 기판 사이에 용이하게 설치할 수 있으며, 외력에도 구조적인 변형없이 기판을 지지할 수 있는 스페이서 및 이를 구비한 전자 방출 소자를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention can be easily installed between the two substrates, spacers and an electron emitting device having the same that can support the substrate without structural deformation in the external force In providing.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전자 방출부가 제공되는 제1 기 판과, 형광층이 제공되는 제2 기판 사이에 배치되어 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 전자 방출 소자용 스페이서에 있어서, 홈부를 구비하는 적어도 하나의 수평 부재와, 이 홈부를 통하여 수평 부재와 상호 결합되는 적어도 하나의 수직 부재를 포함하는 전자 방출 소자용 스페이서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is disposed between the first substrate provided with the electron emitting portion and the second substrate provided with the fluorescent layer to maintain the distance between the first substrate and the second substrate In the spacer, there is provided a spacer for an electron-emitting device comprising at least one horizontal member having a groove portion and at least one vertical member mutually engaged with the horizontal member through the groove portion.

그리고, 본 발명은 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판에 형성되는 구동 전극들과, 구동 전극들의 전압에 의해 전자 방출이 제어되는 전자 방출부와, 제2 기판에 전자 방출부에 대응하여 배치되는 형광층과, 형광층의 일면에 형성되는 전자 가속 전극 및 상기의 수평 부재와 수직 부재로 구성된 스페이서를 포함하는 전자 방출 소자를 제공한다.In addition, the present invention provides a first substrate and a second substrate disposed opposite to each other, drive electrodes formed on the first substrate, an electron emission portion whose electron emission is controlled by the voltage of the drive electrodes, and electrons on the second substrate. The present invention provides an electron emission device including a fluorescent layer disposed corresponding to the emission unit, an electron acceleration electrode formed on one surface of the fluorescent layer, and a spacer composed of the horizontal member and the vertical member.

본 발명에 따른 스페이서는 수평 부재와 수직 부재가 각각 한 쌍으로 구비되어 격자형을 이루도록 구성될 수 있다. The spacer according to the present invention may be configured such that the horizontal member and the vertical member are provided in pairs to form a grid.

그리고, 수평 부재 및 수직 부재는 립(rib) 형일 수 있으며, 이에 형성된 홈부는 사각홈일 수 있다.The horizontal member and the vertical member may be rib-shaped, and the groove formed therein may be a square groove.

또한, 본 발명에 있어서, 구동 전극들은 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 위치하며 서로 교차하는 패턴으로 형성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,전자 방출부는 제1 전극과 제2 전극의 교차 부위에서 제1 전극에 연결될 수 있다.In addition, in the present invention, the driving electrodes include a first electrode and a second electrode which are formed in a pattern intersecting with each other and positioned in different layers with the insulating layer interposed therebetween, and the electron emitting portion of the first electrode and the second electrode It may be connected to the first electrode at the intersection of.

뿐만 아니라, 구동 전극들은 제1 기판 상에 서로 이격되어 위치하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 제1 전극 및 제2 전극의 표면 일부를 덮으면서 서로 근접하도록 제1 도전 박막과 제2 도전 박막이 더욱 형성되며, 전자 방출부는 제1 도전 박막과 제2 도전 박막 사이에 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the driving electrodes may include a first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the first substrate, and cover the surface of the first electrode and the second electrode to be close to each other while covering the first conductive thin film and the second electrode. The conductive thin film may be further formed, and the electron emission part may be configured to be connected between the first conductive thin film and the second conductive thin film.

또한, 본 발명에 있어서, 전자 방출부는 카본 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀ 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the electron emission unit may include at least one material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond, diamond-like carbon, C ₆₀ and silicon nanowires.

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 전자 방출 소자의 부분 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자는 내부 공간부를 사이에 두고 서로 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(2)과 제2 기판(4)을 포함한다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission device according to a first embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the electron emission device according to the embodiment of the present invention is disposed to face each other in parallel with each other with an internal space therebetween. The first substrate 2 and the second substrate 4 are included.

이 기판들 중 제1 기판(2)에는 전자 방출을 위한 구성이 제공되고, 제2 기판(4)에는 전자에 의해 가시광을 방출하여 임의의 발광 또는 표시를 행하는 구성이 제공된다.Among these substrates, the first substrate 2 is provided with a configuration for emitting electrons, and the second substrate 4 is provided with a configuration for emitting visible light by electrons to perform any light emission or display.

보다 구체적으로, 제1 기판(2) 위에는 전자 방출부(12)와, 이 전자 방출부(12)의 전자 방출량을 제어하는 구동 전극이 형성된다. 여기서, 구동 전극은 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)으로 구성될 수 있다.More specifically, the electron emission unit 12 and the driving electrode for controlling the electron emission amount of the electron emission unit 12 are formed on the first substrate 2. Here, the driving electrode may be composed of a cathode electrode 6 and a gate electrode 10.

도 1에 도시된 바와 같이, 캐소드 전극(6)은 제1 기판(2)의 일방향(도면의 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있고, 캐소드 전극(6) 상부에는 제1 기판(2) 전체를 덮는 절연층(8)이 형성된다. 이 절연층(8) 위에는 게이트 전극(10)이 캐소드 전극(6)과 직교하는 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the cathode electrode 6 may be formed in a stripe pattern along one direction (y-axis direction of the drawing) of the first substrate 2, and the first substrate may be disposed on the cathode electrode 6. 2) The insulating layer 8 which covers the whole is formed. The gate electrode 10 may be formed on the insulating layer 8 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrode 6 (x-axis direction in the drawing).

본 실시예에서 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극(6) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부(12)가 형성되고, 절연층(8)과 게이트 전극(10)에는 각 전자 방출부(12)에 대응하는 개구부가 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 한다.In this embodiment, when the intersection region of the cathode electrode 6 and the gate electrode 10 is defined as a pixel region, at least one electron emission part 12 is formed in each pixel region over the cathode electrode 6, and the insulating layer ( 8 and an opening corresponding to each electron emission part 12 are formed in the gate electrode 10 to expose the electron emission part 12 on the first substrate 2.

도면에서는 전자 방출부들(12)이 원형으로 형성되고, 각 화소 영역당 2개의 전자 방출부(12)가 위치하는 구성을 도시하였다. 그러나 전자 방출부(12)의 평면 형상과 화소 영역당 개수 및 배열 형태 등은 도시한 예에 한정되지 않는다.In the drawing, the electron emission parts 12 are formed in a circular shape, and the electron emission parts 12 are positioned in each pixel area. However, the planar shape of the electron emission unit 12, the number and arrangement form per pixel area, etc. are not limited to the illustrated example.

상기 전자 방출부(12)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어진다. 전자 방출부(12)로 사용 바람직한 물질로는 카본 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질이 있으며, 전자 방출부(12)의 제조법으로는 직접 성장, 스크린 인쇄, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.The electron emission unit 12 may be formed of materials emitting electrons when an electric field is applied in a vacuum, for example, a carbon-based material or a nanometer (nm) size material. Preferred materials for use as the electron emitter 12 include carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond, diamond-like carbon, C ₆₀ , silicon nanowires, and combinations thereof. Direct growth, screen printing, chemical vapor deposition or sputtering can be applied.

한편, 상기에서는 절연층(8)을 사이에 두고 게이트 전극(10)이 캐소드 전극(6) 상부에 위치하는 구조를 설명하였으나, 그 반대의 경우, 즉 캐소드 전극이 게이트 전극의 상부에 위치하는 구조도 가능하다. 이 구조에서는 전자 방출부가 캐소드 전극의 일측면과 접촉하며 절연층 위에 형성될 수 있다.Meanwhile, the structure in which the gate electrode 10 is positioned above the cathode electrode 6 with the insulating layer 8 interposed therebetween has been described. In the opposite case, that is, the structure in which the cathode electrode is positioned above the gate electrode. It is also possible. In this structure, the electron emission part may be formed on the insulating layer in contact with one side of the cathode electrode.

다음으로, 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(18)과 더불어 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(20)이 형성되고, 형광층(18)과 흑색 층(20) 위로는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어지는 애노드 전극(22)이 형성된다. 애노드 전극(22)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 전자가속 전극으로 기능하며, 형광층(18)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다. Next, a black layer 20 is formed on one surface of the second substrate 4 facing the first substrate 2 together with the fluorescent layer 18 to improve contrast of the screen, and the fluorescent layer 18 and black Above the layer 20, an anode electrode 22 made of a metal film such as aluminum is formed. The anode electrode 22 functions as an electron acceleration electrode by receiving a high voltage required for electron beam acceleration from the outside, and emits visible light emitted toward the first substrate 2 of the visible light emitted from the fluorescent layer 18. ) To increase the brightness of the screen.

한편, 전자가속 전극은 금속막이 아닌 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판을 향한 형광층과 흑색층의 일면에 위치하며, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성될 수 있다.Meanwhile, the electron acceleration electrode may be formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) rather than a metal film. In this case, the anode electrode may be positioned on one surface of the fluorescent layer facing the second substrate and the black layer, and may be formed in plural in a predetermined pattern.

그리고, 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 다수의 스페이서(30)가 설치되어 양 기판(2, 4)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 이 스페이서(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일례로 도면의 x축 방향을 따라 위치하는 수평 부재(30a)와 일례로 도면의 y축 방향을 따라 위치하는 수직 부재(30b)의 결합으로 구성된다.In addition, a plurality of spacers 30 are provided between the first substrate 2 and the second substrate 4 to maintain a constant gap between the substrates 2 and 4. As shown in FIG. 1, the spacer 30 is a combination of a horizontal member 30a positioned along the x-axis direction in the drawing and a vertical member 30b positioned along the y-axis direction in the drawing. It is composed.

좀 더 자세히 살펴보면, 스페이서(30)는 게이트 전극(10)과 평행하게 배치된 2개의 수평 부재(30a)와 캐소드 전극(6)과 평행하게 배치된 2개의 수직 부재(30b)가 소정 간격을 가지면서 서로 수직으로 교차하여 결합되어 있다. 다만, 도 1에는 수평 부재(30a)와 수직 부재(30b) 각각 2 개씩 결합되어 있으나, 이 갯수는 이에 한정하지 않으며 그 이상으로 증가될 수 있다.In more detail, the spacer 30 has two horizontal members 30a disposed in parallel with the gate electrode 10 and two vertical members 30b disposed in parallel with the cathode electrode 6 having a predetermined interval. And are vertically intersecting with each other. However, although two horizontal members 30a and two vertical members 30b are coupled to each other in FIG. 1, the number is not limited thereto and may be increased.

본 발명은 수평 부재(30a)와 수직 부재(30b)를 상호 결합한 스페이서(30)를 제 1 기판 위에 고정함으로서, 제1 기판 위에 각각 독립적으로 설치된 기둥형 또는 립(rib) 형의 스페이서보다 자립능력이 큰 스페이서를 제공한다According to the present invention, the spacer 30 having the horizontal member 30a and the vertical member 30b fixed to each other is fixed on the first substrate, so that the self-supporting ability is higher than that of the columnar or rib-shaped spacers provided on the first substrate. To provide this large spacer

도 2를 참고하면, 각각의 수평 부재(30a)에는 소정간격으로 형성된 홈부(31a)가 형성되고, 각각의 수직 부재(30b)에는 수평 부재(30a)에 형성된 홈부(31a)와 대응하는 위치에 홈부(31b)가 형성된다. 이 수평 부재(30a)와 수직 부재(30b)는 각각에 형성된 홈부(31a,b)가 상호 끼워지며 결합된다. 이러한 홈부(31a,b)는 사각홈으로 구성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.Referring to FIG. 2, each horizontal member 30a is formed with groove portions 31a formed at predetermined intervals, and each vertical member 30b is positioned at a position corresponding to the groove portion 31a formed in the horizontal member 30a. The groove part 31b is formed. The horizontal member 30a and the vertical member 30b are coupled to each other by the groove portions 31a and b formed therein. The grooves 31a and b are preferably configured as square grooves, but are not limited thereto.

이와 같이 결합된 스페이서(30)는 양 기판에 접착제 등으로 결합되는데, 특히, 도시한 격자형 스페이서(30)는 수평 부재(30a)와 수직 부재(30b)가 서로 기판에 설 수 있도록 보완해 주므로 스페이서를 세우기 위한 별도의 구조물이 필요치 않는 장점이 있다.The bonded spacers 30 are bonded to both substrates by an adhesive or the like. In particular, the grid-shaped spacer 30 illustrated in the figure complements the horizontal members 30a and the vertical members 30b to stand on the substrates. There is an advantage that no separate structure is needed to erect the spacer.

이상에서 살펴본 스페이서(30)에 형성된 홈부는 에칭(wet etching)과 같은 화학적 작업에 의해 형성될 수 있으나, 그외에도 다른 방법(예를들면, 기계적 가공)에 의해 형성될 수도 있다.The groove formed in the spacer 30 described above may be formed by a chemical operation such as wet etching, but may be formed by other methods (eg, mechanical processing).

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 분해 평면도로서, 도시된 바와 같이 격자형의 스페이서(30)는 기판의 곳곳에 배치된다. 3 is a partially exploded plan view of an electron emission device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and as shown, a grid spacer 30 is disposed throughout the substrate.

그리고, 스페이서들(30a)은 전자 방출부(12)에서 형광층(18)을 향해 진행하는 전자들을 차단하지 않도록 흑색층(20)이 위치하는 비발광 영역에 대응하여 배치된다. 이를 위해 수평 부재(30a)는 게이트 전극(10)들 사이 영역에 설치되며, 수직 부재(30b)는 캐소드 전극(6)들 사이 영역에 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the spacers 30a are disposed corresponding to the non-emission region where the black layer 20 is located so as not to block electrons traveling toward the fluorescent layer 18 from the electron emission unit 12. For this purpose, the horizontal member 30a is preferably installed in the region between the gate electrodes 10, and the vertical member 30b is preferably installed in the region between the cathode electrodes 6.

또한, 각 수평 부재(30a) 또는 각 수직 부재(30b) 간의 거리는 다수의 화소를 포함할 수 있도록 배치된다. 특히, 도 3에서는 그 거리가 3개의 화소를 포함할 수 있는 거리로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 수십 화소를 포함할 수 있도록 변경될 수 있다.In addition, the distance between each horizontal member 30a or each vertical member 30b is arranged to include a plurality of pixels. In particular, although the distance is illustrated as a distance that may include three pixels in FIG. 3, the distance is not limited thereto and may be changed to include tens of pixels.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자는 집속 전극을 더욱 포함할 수 있다. 즉, 캐소드 전극과 게이트 전극 사이에 위치하는 절연층을 제1 절연층이라 할 때, 게이트 전극과 제1 절연층 위에 제2 절연층과 집속 전극이 형성된다. 제2 절연층과 집속 전극 역시 제1 기판 상에 전자 방출부가 노출되도록 하는 각각의 개구부를 형성하는데, 상기 개구부는 일례로 화소 영역당 하나가 구비되어 집속 전극이 한 화소에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속하도록 한다.The electron emission device according to the embodiment of the present invention may further include a focusing electrode. That is, when the insulating layer positioned between the cathode electrode and the gate electrode is called the first insulating layer, the second insulating layer and the focusing electrode are formed on the gate electrode and the first insulating layer. The second insulating layer and the focusing electrode also form respective openings for exposing the electron emission portions on the first substrate, one opening being provided for example in each pixel area so that the focusing electrode emits electrons emitted from one pixel. Focus.

한편, 상기에서는 전자 방출부가 전계에 의해 전자를 방출하는 물질들로 이루어진 FEA형 전자 방출 소자에 대해 설명하였으나, 본 발명은 FEA형 구조에 한정되지 않고 그 이외의 다른 전자 방출 소자에도 용이하게 적용 가능하다. On the other hand, in the above description of the FEA type electron emitting device made of a material that emits electrons by the electric field, the present invention is not limited to the FEA type structure can be easily applied to other electron emitting devices other than Do.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 단면도로서, SCE형 전자 방출 소자를 도시하고 있다. 본 실시예의 전자 방출 소자는 제1 기판 상에 제공되는 전자 방출을 위한 구조물 형상을 제외하고 전술한 제1 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.4 is a partial cross-sectional view of an electron emission device according to a second embodiment of the present invention, showing an SCE type electron emission device. The electron emitting device of this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above except for the shape of the structure for electron emission provided on the first substrate.

도 4를 참고하면, 제1 기판(2) 위에는 제1 전극(34)과 제2 전극(36)이 소정의 간격을 두고 배치되고, 제1 전극(34)과 제2 전극(36)에는 각각 표면의 일부를 덮으면서 서로 근접하도록 제1 도전 박막(38)과 제2 도전 박막(40)이 형성된다. 그리고, 제1 도전 박막(38)과 제2 도전 박막(40) 사이에 이 도전 박막들과 연결되는 전자 방출부(42)가 형성되며, 전자 방출부(42)는 이 도전 박막들(38,40)을 통해 제 1 전극(34) 및 제2 전극(36)과 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 4, the first electrode 34 and the second electrode 36 are disposed on the first substrate 2 at predetermined intervals, and the first electrode 34 and the second electrode 36 are respectively disposed. The first conductive thin film 38 and the second conductive thin film 40 are formed so as to be close to each other while covering a part of the surface. An electron emission portion 42 is formed between the first conductive thin film 38 and the second conductive thin film 40 to connect the conductive thin films, and the electron emission portion 42 is formed of the conductive thin films 38. It is electrically connected to the first electrode 34 and the second electrode 36 through 40.

전술한 구조에서, 제1 전극(34)과 제2 전극(36)은 도전성을 갖는 다양한 재료가 사용 가능하며, 제1 도전 박막(38)과 제2 도전 박막(40)은 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 도전성 재료를 이용한 미립자 박막으로 형성된다.In the above-described structure, various materials having conductivity may be used for the first electrode 34 and the second electrode 36, and the first conductive thin film 38 and the second conductive thin film 40 may include nickel (Ni), It is formed of a fine particle thin film using a conductive material such as gold (Au), platinum (Pt), and palladium (Pd).

상기 전자 방출부(42)는 흑연성 탄소와 탄소화합물 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 전자 방출부(42)는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 카본 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질로 형성될 수 있다.The electron emitting portion 42 is preferably formed of graphite carbon, a carbon compound, or the like. In addition, the electron emission part 42 may be formed of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, C ₆₀ , silicon nanowires, and combinations thereof as in the first embodiment.

상기 제1 전극(34)과 제2 전극(36)에 각각 전압을 인가하면, 제1 도전 박막(38)과 제2 도전 박막(40)을 통해 전자 방출부(42)의 표면과 수평한 방향으로 전류가 흐르면서 표면 전도형 전자 방출이 이루어지고, 방출된 전자는 애노드 전극(22)에 인가되는 고전압에 이끌려 제2 기판(4)으로 향하면서 대응하는 형광층(18)에 충돌하여 이를 발광시킨다.When voltage is applied to the first electrode 34 and the second electrode 36, the direction parallel to the surface of the electron emission part 42 through the first conductive thin film 38 and the second conductive thin film 40. As the current flows through the surface conduction electron emission, the emitted electrons are attracted to the second substrate 4 by the high voltage applied to the anode electrode 22 and collide with the corresponding fluorescent layer 18 to emit light. .

도 4에서는 홈부에 의해 상호 결합되는 스페이서의 수평 부재와 수직 부재 중 수평 부재만을 도시하였다.In FIG. 4, only the horizontal member and the horizontal member of the spacer coupled to each other by the groove are illustrated.

상기한 실시예들에서 설명하지 않은 구체적인 구성은 일반적인 FEA형 전자 방출 소자나 SCE형 전자 방출 소자 및 그 이외 다른 전자 방출 소자의 다양한 구성을 적용하여 실시하는 것이 가능하다.The specific configuration that is not described in the above embodiments may be implemented by applying various configurations of a general FEA type electron emission device, an SCE type electron emission device, and other electron emission devices.

또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발 명은 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.In addition, while the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 수평 부재와 수직 부재로 구성된 격자형 스페이서를 구비함으로서, 스페이서를 기판에 고정시키기 위한 별도의 구조물이 필요하지 않고, 기판에 용이하게 설치할 수 있으며, 직각으로 교차하는 각 부재 간에 상호 지지하도록 하여 제1 기판과 제2 기판을 더욱 견고히 지지할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the electron emission device according to the present invention includes a grid-shaped spacer composed of a horizontal member and a vertical member, and does not require a separate structure for fixing the spacer to the substrate, and can be easily installed on the substrate. In order to support each other at right angles, the first substrate and the second substrate may be more firmly supported.

Claims

In the spacer for the electron emission element disposed between the first substrate provided with the electron emission portion and the second substrate provided with the fluorescent layer to maintain the distance between the first substrate and the second substrate,

And the spacer comprises at least one horizontal member having a groove portion and at least one vertical member coupled to the horizontal member through the groove portion.

The method of claim 1,

The horizontal member and the vertical member is provided with a pair each of the spacer for the electron emitting device to form a grid.

A first substrate and a second substrate disposed to face each other;

Drive electrodes formed on the first substrate;

An electron emission unit whose electron emission is controlled by the voltages of the driving electrodes;

A fluorescent layer disposed on the second substrate to correspond to the electron emission unit;

An electron acceleration electrode formed on one surface of the fluorescent layer; And

A spacer disposed between the first substrate and the second substrate, the spacer including at least one horizontal member having a groove and at least one vertical member coupled to the horizontal member through the groove;

Electron emitting device comprising a.

The method of claim 3, wherein

An electron-emitting device comprising a pair of horizontal members and a vertical member to form a lattice spacer

The method of claim 3, wherein

And the horizontal member and the vertical member are rib-shaped.

The method of claim 5,

The groove is an electron emission device consisting of a square groove.

The method of claim 3, wherein

And the electron emission unit comprises at least one material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, C ₆₀ and silicon nanowires.

The method of claim 7, wherein

The driving electrodes include a first electrode and a second electrode which is formed in a pattern intersecting with each other and positioned in different layers with an insulating layer therebetween,

And an electron emission unit connected to the first electrode at an intersection of the first electrode and the second electrode.

The method of claim 7, wherein

The driving electrodes include a first electrode and a second electrode which are spaced apart from each other on the first substrate,

The first conductive thin film and the second conductive thin film are formed to cover each other while covering a portion of the surface of the first electrode and the second electrode,

The electron emission device is formed by connecting the electron emission portion between the first conductive thin film and the second conductive thin film.