KR20060113186A

KR20060113186A - Electron emission device

Info

Publication number: KR20060113186A
Application number: KR1020050036108A
Authority: KR
Inventors: 이창수
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-02

Abstract

An electron emission device is provided to prevent separation of a spherical spacer by inserting and fixing the spherical spacer into a groove formed on an insulating layer of a substrate. A first and second substrates(2,4) are opposite to each other. A plurality of first and second electrodes(6,10) are formed in an insulating state on the first substrate. A plurality of electron emission units(12) are connected with one of the first and second electrodes. A phosphor layer(18) is formed on the second substrate. An anode electrode(22) is formed on one side of the phosphor layer. A plurality of spacers(30b) are disposed between the first and second substrates in order to maintain a gap between the first and second substrates. A plurality of groove parts(31b) corresponding to shapes of the spacers are formed on the first substrate.

Description

Electron Emission Device {ELECTRON EMISSION DEVICE}

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 전자 방출 소자의 요부를 확대하여 나타낸 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of the electron emission device illustrated in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 분해 사시도이다.3 is a partially exploded perspective view of an electron emission device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 전자 방출 소자의 요부를 확대하여 나타낸 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of the electron emission device illustrated in FIG. 3.

본 발명은 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 용기를 구성하는 두 기판 사이에 배치되어 기판의 간격을 유지시키는 스페이서를 기판에 견고히 고정시킬 수 있도록 구조를 개선한 전자 방출 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emitting device, and more particularly, to an electron emitting device having an improved structure so as to securely fix 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 the 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 구비하며, 이 스페이서는 제1 기판과 제2 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.The electron emitting device includes a plurality of spacers in a vacuum container, and the spacers serve to maintain a constant distance between the first substrate and the second substrate.

종래의 스페이서는 주로 원 기둥형, 사각 기둥형, 십자 기둥형, 립(rib)형 등 여러가지 형상으로 이루어지며, 통상의 경우 제1 기판 또는 제2 기판 위에 제공된 구조물 위에서 바인더의 결합력에 의해 고정된다.Conventional spacers are mainly composed of various shapes such as circular columnar, square columnar, cross columnar, rib type, and are usually fixed by the bonding force of the binder on the structure provided on the first substrate or the second substrate. .

그런데, 종래의 스페이서들은 스스로 서는 자립능력이 부족하므로 바인더의 결합력에도 불구하고 스페이서와 기판 사이의 결합력이 약하여 스페이서를 설치하는 중 스페이서가 기판 위의 구조물에서 쉽게 탈락되거나 기울어지는 문제점이 발생한다. 또한, 종래의 기둥형 스페이서들은 외력에 대한 지지력이 약하므로 스페이서를 설치한 후에도 진공용기의 내,외부 압력 차이에 의해 스페이서가 변형될 가능성이 있다.However, since the conventional spacers lack self-supporting ability by themselves, the bonding force between the spacer and the substrate is weak in spite of the bonding force of the binder, so that the spacer is easily dropped or tilted from the structure on the substrate during the installation of the spacer. In addition, the conventional columnar spacers have a weak bearing force against external forces, so even after the spacers are installed, the spacers may be deformed due to the difference in the internal and external pressures of the vacuum vessel.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 큰 외력이 가해지는 경우에도 변형을 일으키지 않는 스페이서와 이 스페이서를 기판에 더욱 견고히 고정시킴과 아울러 스페이서의 자립능력을 높일 수 있는 수 있는 구조를 갖는 전자 방출 소자를 제공함에 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a spacer which does not cause deformation even when a large external force is applied, and to more firmly fix the spacer to a substrate, and to improve the self-supporting ability of the spacer. It is to provide an electron emitting device having a structure that can be increased.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 진공 용기를 구성하는 두 기판 사이에 구형의 스페이서와, 이 스페이서가 견고히 설치되도록 두 기판 중 일 기판 위의 구조물 상에 스페이서의 일부가 삽입될 수 있는 홈부를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a spherical spacer between two substrates constituting the vacuum container, and a groove in which a portion of the spacer can be inserted on a structure on one of the two substrates so that the spacers are firmly installed. Provide wealth.

즉, 본 발명은 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 절연층을 사이에 두고 배치되는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 중 적어도 하나의 전극에 연결되는 전자 방출부와, 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되어 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 복수의 구형 스페이서를 포함하고, 제1 기판 위에는 상기 스페이서의 일부가 밀착 삽입되도록 스페이서의 형상에 대응하는 홈부가 제공된다.That is, according to the present invention, at least one of a first substrate and a second substrate disposed to face each other, a first electrode and a second electrode disposed with an insulating layer interposed therebetween, and at least one of the first electrode and the second electrode An electron emission portion connected to the electrode, and a plurality of spherical spacers disposed between the first substrate and the second substrate to maintain a distance between the first substrate and the second substrate, and a portion of the spacer closely adheres to the first substrate. A groove portion corresponding to the shape of the spacer is provided for insertion.

또한, 본 발명은 제1 전극과 제2 전극이 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성되도록 하고, 이 절연층에 홈부를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, the first electrode and the second electrode may be formed in different layers with the insulating layer interposed therebetween, and the groove may be provided in the insulating layer.

또한, 본 발명은 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 서로 절연 상태를 유지하며 배치되는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 중 적어도 하나의 전극에 연결되는 전자 방출부와, 절연층을 사이에 두고 상기 전극들 상부에 형성되는 집속 전극 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되어 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 복수의 구형 스페이서를 포함하고, 절연층에는 상기 스페이서의 일부가 밀착 삽입되도록 스페이서의 형상에 대응하는 홈부가 형성된다.In addition, the present invention is the first substrate and the second substrate disposed to face each other, the first electrode and the second electrode disposed while being insulated from each other on the first substrate, and at least one of the first electrode and the second electrode A plurality of electron emission parts connected to the electrodes, a focusing electrode formed on the electrodes with an insulating layer interposed therebetween, and disposed between the first and second substrates to maintain a distance between the first and second substrates; A spherical spacer is included, and a groove portion corresponding to the shape of the spacer is formed in the insulating layer so that a part of the spacer is tightly inserted.

여기서, 스페이서와 홈부 사이에는 접착층이 더 부가되어 결합력을 강화시킬 수 있다.Here, an adhesive layer may be further added between the spacer and the groove to enhance the bonding force.

그리고, 상기 집속 전극에는 상기 홈부에 대응하는 스페이서 관통공이 형성될 수 있다.In addition, a spacer through hole corresponding to the groove may be formed in the focusing electrode.

그리고, 본 발명에 따른 전자 방출부는 카본 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀ 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The electron emission unit according to the present invention may include at least one material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, 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 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 소자의 요부를 확대하여 나타낸 단면도이다. 1 is a partially exploded perspective view of an electron emission device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of the electron emission device of FIG. 1.

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. 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.As shown, the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention includes a first substrate 2 and a second substrate 4 which are disposed in parallel to each other with the inner space interposed therebetween. 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 제1 전극(6, 일예로 캐소드 전극)이 제1 기판(2)의 일방향(도면의 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 제1 전극들(6)을 덮으면서 제1 기판(2) 전체에 절연층(8)이 형성된다. 절연층(8) 위에는 제2 전극들(10, 일예로 게이트 전극)이 제1 전극(6)과 직교하는 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.More specifically, on the first substrate 2, a first electrode 6 (eg, a cathode electrode) is formed in a stripe pattern along one direction (y-axis direction in the drawing) of the first substrate 2, and the first electrodes The insulating layer 8 is formed in the whole 1st board | substrate 2, covering (6). On the insulating layer 8, second electrodes 10 (eg, gate electrodes) are formed in a stripe pattern along a direction orthogonal to the first electrode 6 (x-axis direction in the drawing).

본 실시예에서 제1 전극(6)과 제2 전극(10)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 제1 전극(6) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부(12)가 형성되고, 절연층(8)과 제2 전극(10)에는 각 전자 방출부(12)에 대응하는 개구부(8a, 10a)가 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 한다.In the present exemplary embodiment, when the intersection area between the first electrode 6 and the second electrode 10 is defined as a pixel area, one or more electron emission parts 12 are formed in each pixel area over the first electrode 6, Openings 8a and 10a corresponding to the electron emission portions 12 are formed in the insulating layer 8 and the second electrode 10 to expose the electron emission portions 12 on the first substrate 2. .

도면에서는 전자 방출부들(12)이 원형으로 형성되고, 각 화소 영역에서 제1 전극(6)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 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 arranged in a line along the length direction of the first electrode 6 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 제2 전극(10)이 제1 전극(6) 상부에 위치하는 구조를 설명하였으나, 그 반대의 경우, 즉 제1 전극이 제2 전극의 상부에 위치하는 구조도 가능하다. 이 구조에서는 전자 방출부가 제1 전극의 일측면과 접촉하며 절연층 위에 형성될 수 있다.Meanwhile, the structure in which the second electrode 10 is positioned above the first electrode 6 with the insulating layer 8 interposed therebetween has been described. In the opposite case, that is, the first electrode is the upper portion of the second electrode. A structure located at is also possible. In this structure, the electron emission part may be formed on the insulating layer in contact with one side of the first 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 흑색층(20) 위로는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어지는 애노드 전극(22)이 형성된다. 애노드 전극(22)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받으며, 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 receives a high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside, and reflects the visible light emitted toward the first substrate 2 among the visible light emitted from the fluorescent layer 18 to the second substrate 4 side of the screen. It increases the brightness.

한편, 애노드 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.The anode electrode may be made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) instead of 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(30a)가 설치되어 양 기판(2, 4)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자는 구형 스페이서(30a)를 구비한다. In addition, a plurality of spacers 30a are provided between the first substrate 2 and the second substrate 4 to keep the distance between the two substrates 2 and 4 constant. As shown in FIG. 1, the electron emission device according to the exemplary embodiment includes a spherical spacer 30a.

이 구형 스페이서(30a)는 일반적으로 원 기둥형인 스페이서에 비하여 보다 큰 압축력이 작용하여도 구조의 변형없이 제1 기판(2)과 제2 기판(4)의 간격을 유지시키는 장점이 있다. 다만, 이러한 구형 스페이서(30a)를 절연층(8)에 그대로 설치하는 경우, 곡면 형상을 한 스페이서(30a)가 평면 형상을 갖는 절연층(8)에 그대로 접촉하게 된다. 따라서, 스페이서(30a)와 절연층(8)의 접촉면적이 좁아져 마찰력이 감소하게 되며, 이렇게 설치된 스페이서(30a)는 좌우 방향으로 작용하는 외력에 취약하게 된다.This spherical spacer 30a has an advantage of maintaining the distance between the first substrate 2 and the second substrate 4 without deformation of the structure even when a larger compressive force is applied than the spacer having a circular columnar shape. However, when such spherical spacers 30a are provided as they are in the insulating layer 8, the curved spacers 30a are in direct contact with the insulating layer 8 having a planar shape. Therefore, the contact area between the spacer 30a and the insulating layer 8 is narrowed, thereby reducing the frictional force, and the spacer 30a thus installed is vulnerable to external forces acting in the left and right directions.

이에, 본 발명은 스페이서(30a)의 일부가 절연층(8)에 소정 깊이로 밀착 삽입될 수 있도록 스페이서(30a)의 형상에 대응하는 반구형의 홈부(31a)를 절연층(8) 에 제공한다. 따라서, 스페이서(30a)들은 그 하부가 절연층(8)의 홈부(31a)에 끼워져 절연층(8) 위에 넓은 면적으로 접촉하면서 소정깊이로 삽입 고정된다. 그 결과 스페이서(30a)와 절연층(8)간의 마찰력이 증대되고, 홈부(31a)가 좌우방향에 대한 지지부 역할을 하게 되어, 최초 고정된 위치로부터 스페이서(30a)가 이탈되는 것을 막을 수 있다.Accordingly, the present invention provides the insulating layer 8 with a hemispherical groove 31a corresponding to the shape of the spacer 30a so that a part of the spacer 30a can be tightly inserted into the insulating layer 8. . Accordingly, the spacers 30a are inserted into and fixed to a predetermined depth while their lower portions are fitted into the groove portions 31a of the insulating layer 8 and contact a large area on the insulating layer 8. As a result, the friction force between the spacer 30a and the insulating layer 8 is increased, and the groove 31a serves as a supporting part in the left and right directions, thereby preventing the spacer 30a from being separated from the initial fixed position.

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 스페이서(30a)들은 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 전극(10)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. To this end, the spacers 30a are preferably installed in the region between the second electrodes 10, as shown in FIG.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 홈부(31a)에 끼워지는 스페이서(30a)의 바닥면에는 접착층(32a)이 더욱 형성될 수 있다. 이 접착층(32a)은 절연층(8)에 대한 스페이서(30a)의 결합력을 더욱 높여 스페이서의 흔들림 또는 겉도는 현상을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, an adhesive layer 32a may be further formed on the bottom surface of the spacer 30a fitted into the groove 31a. The adhesive layer 32a can further increase the bonding force of the spacer 30a to the insulating layer 8 to prevent the spacer from shaking or appearing.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 전자 방출 소자의 요부를 확대하여 나타낸 단면도이다. 3 is a partially exploded perspective view of an electron emission device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of the electron emission device illustrated in FIG. 3.

도면을 참고 하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자에서는 제1 전극(6)과 제2 전극(10) 사이에 위치하는 절연층을 제1 절연층(8)이라 할 때, 제2 전극(10)과 제1 절연층(8) 위에 제2 절연층(14)과 집속 전극(16)이 형성된다. 제2 절연층(14)과 집속 전극(16) 역시 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 하는 각각의 개구부(14a, 16a)를 형성하는데, 상기 개구부(14a, 16a)는 일례로 화소 영역당 하나가 구비되어 집속 전극(16)이 한 화소에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속하도록 한다. 상기 집속 전극(16)은 제2 절연층(14) 위에서 제1 기판(2) 전체에 형성되거나, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성될 수 있으며, 후자의 경우 도시는 생략하였다.Referring to the drawings, in the electron emitting device according to the embodiment of the present invention, when the insulating layer positioned between the first electrode 6 and the second electrode 10 is called the first insulating layer 8, the second electrode The second insulating layer 14 and the focusing electrode 16 are formed on the 10 and the first insulating layer 8. The second insulating layer 14 and the focusing electrode 16 also form respective openings 14a and 16a for exposing the electron emission portions 12 on the first substrate 2, which are the openings 14a and 16a. For example, one is provided per pixel area so that the focusing electrode 16 comprehensively focuses electrons emitted from one pixel. The focusing electrode 16 may be formed on the entirety of the first substrate 2 on the second insulating layer 14, or may be formed in plural in a predetermined pattern. In the latter case, illustration is omitted.

그리고, 본 실시예에서 제2 절연층(14)에는 스페이서(30b)의 하부가 끼워져 밀착 삽입되기 위한 소정 깊이의 홈부(31b)가 형성되며, 집속 전극(16)에는 이 홈부(31b)에 대응하는 스페이서 관통공(16b)이 형성된다. 이로써 스페이서(30b)는 제2 절연층(14)에 형성된 홈부(31b)에 소정깊이로 삽입 고정된다. 다만, 집속 전극(16)이 소정 패턴으로 구분되어 스페이서가 설치될 곳에 집속 전극(16)이 없는 경우에는 관통공(16b)이 구비되지 않는 것은 당연하다.In the present embodiment, the second insulating layer 14 is provided with a groove portion 31b having a predetermined depth for inserting and inserting the lower portion of the spacer 30b, and the focusing electrode 16 corresponds to the groove portion 31b. The spacer through hole 16b is formed. As a result, the spacer 30b is inserted and fixed to the groove portion 31b formed in the second insulating layer 14 to a predetermined depth. However, when the focusing electrode 16 is divided into a predetermined pattern and there is no focusing electrode 16 where the spacer is to be installed, the through hole 16b may not be provided.

요컨대, 스페이서를 홈부에 밀착 고정하는 구조는 집속 전극이 구비된 전자 방출 소자에도 적용 가능하다.In other words, the structure for tightly fixing the spacer to the groove portion can be applied to the electron emission device provided with the focusing electrode.

본 실시예에 따른 스페이서(30b) 또한 전자 방출부(12)에서 형광층(18)을 향해 진행하는 전자들을 차단하지 않도록 흑색층(20)이 위치하는 비발광 영역에 대응하여 배치된다.The spacer 30b according to the present exemplary embodiment is also disposed corresponding to the non-light emitting region in which the black layer 20 is located so as not to block electrons traveling toward the fluorescent layer 18 in the electron emission unit 12.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 홈부(31b)에 끼워지는 스페이서(30b)의 바닥면에는 스페이서(30b)의 결합력 강화를 위한 접착층(32b)이 더욱 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, an adhesive layer 32b may be further formed on the bottom surface of the spacer 30b fitted into the groove 31b to strengthen the bonding force of the spacer 30b.

이상에서 살펴본 스페이서를 홈부에 삽입 고정하는 구조를 갖는 전자 방출 소자에 있어서, 홈부는 절연층을 식각함으로써 형성될 수 있으며, 특히, 습식 에칭 (wet etching)에 의해 홈부를 형성할 수 있다.In the electron emission device having a structure in which the spacer described above is inserted into and fixed to the groove portion, the groove portion may be formed by etching the insulating layer, and in particular, the groove portion may be formed by wet etching.

한편, 상기에서는 전자 방출부가 전계에 의해 전자를 방출하는 물질들로 이루어진 FEA형 전자 방출 소자에 대해 설명하였으나, 본 발명은 FEA형 구조에 한정되지 않고 SCE형 등을 포함하는 FEA형 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 other than the FEA type including the SCE type, etc. It is also easily applicable to the emitting device.

또한, 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.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has 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 is within the scope of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 구형의 스페이서를 기판의 절연층에 형성된 홈부에 삽입 고정시킴으로써, 스페이서의 압축하중에 대한 지지력을 강화시키며, 스페이서의 설치후 스페이서의 이탈현상을 방지하며, 스페이서와 구조물사이에 접착층을 부가하여 스페이서의 겉도는 현상을 방지하는 효과를 제공한다.As described above, the electron emission device according to the present invention inserts and fixes a spherical spacer in a groove formed in an insulating layer of a substrate, thereby reinforcing a bearing force against a compressive load of the spacer, and removing the spacer after the spacer is installed. In addition, by providing an adhesive layer between the spacer and the structure, it provides an effect of preventing the appearance of the spacer.

Claims

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

First and second electrodes disposed on the first substrate while being insulated from each other;

An electron emission unit connected to at least one of the first electrode and the second electrode;

A fluorescent layer formed on the second substrate;

An anode formed on one surface of the fluorescent layer;

A plurality of spherical spacers disposed between the first substrate and the second substrate to maintain a distance between the first substrate and the second substrate,

And a groove corresponding to a shape of the spacer so that a portion of the spacer is tightly inserted onto the first substrate.

The method of claim 1,

And the first electrode and the second electrode are formed in different layers with an insulating layer interposed therebetween, and the groove is formed in the insulating layer.

The method according to claim 1 or 2,

And an adhesive layer positioned between the spacer and the groove portion.

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

A focusing electrode formed on the first electrode and the second electrodes with an insulating layer interposed therebetween; And

And a groove portion corresponding to the shape of the spacer so that a part of the spacer is tightly inserted into the insulating layer.

The method of claim 4, wherein

And an adhesive layer positioned between the spacer and the groove portion.

The method of claim 4, wherein

And a spacer through-hole corresponding to the shape of the groove in the focusing electrode.

The method according to claim 1 or 4,

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.