KR20060118077A - Electron emission device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자의 일부절제 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of an electron emission device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비증발형 게터가 기판 상에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a state in which a non-evaporable getter according to an embodiment of the present invention is installed on a substrate.
본 발명은 전자 방출 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패널 내부를 고진공 상태로 유지시키도록 하는 비증발형 게터의 장착상태가 개선된 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 an improved mounting state of a non-evaporable getter for maintaining the inside of a panel in a high vacuum state.
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-insulator- metal (MIM) type and metal-insulator-semiconductor (MIS) type and the like are known.
상기 MIM형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속/절연층/금속과 금속/절연층 /반도체 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 금속 쪽으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한다.The MIM type and the MIS type electron emission devices each form an electron emission part having a metal / insulation layer / metal and a metal / insulation layer / semiconductor structure, and have a voltage between two metals or metals and semiconductors disposed with an insulating layer interposed therebetween. When applying is used the principle that electrons are released as they move and accelerate from a metal with a high electron potential or from a semiconductor with 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 형성하고 있으며, 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 the first electrode and the second electrode disposed to face each other on a substrate, and providing a micro crack to the conductive thin film. When the current flows to the surface of the conductive thin film by applying it, the principle that the electron is emitted from the electron emission portion.
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 것이다.In addition, 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.
이와 같이 냉음극을 이용하는 전자 방출 소자는 기본적으로 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 가속 되도록 하는 전자가속 전극을 구비하여 소정의 발광 또는 표시 작용을 하게 된다.As such, the electron emission device using the cold cathode basically includes driving electrodes for controlling electron emission of the electron emission unit along with an electron emission unit on the first of the two substrates constituting the vacuum container, and a fluorescent layer on the second substrate. In addition, an electron acceleration electrode for efficiently accelerating electrons emitted from the first substrate side toward the fluorescent layer is used to perform a predetermined light emission or display function.
이처럼 전자 방출 소자는, 전자 방출부에서 방출된 전자에 의해 형광층을 발광시켜 이로부터 발광되는 가시광을 이용, 원하는 이미지를 구현하게 되는 바, 이에 전자 방출 소자는 그 특성 상, 패널 내부의 공간을 10 -6 Torr 이하의 고진공 상 태를 유지하여야 한다.As such, the electron emission device emits a fluorescent layer by the electrons emitted from the electron emission unit, and uses the visible light emitted from the electron emission device to implement a desired image. Maintain a high vacuum of 10 -6 Torr or less.
이는 전자 방출 소자의 패널 내부가 고진공 상태로 유지되지 않으면, 전자 방출부와 이 전자 방출부에 인접한 구동 전극 사이에 방전이 일어나거나 절연파괴가 일어날 수 있고, 다른 한편으로는 패널 내부에 존재하는 중성 입자들이 전자와 충돌하여 발생된 양이온이 전자 방출부에 충돌하여 이를 열화시키기나 전자와 충돌하여 전자의 가속 에너지를 감쇠시킴으로써 해당 전자 방출 소자의 휘도 특성을 저하시킬 수 있기 때문이다.This is because if the inside of the panel of the electron emitting device is not kept in a high vacuum state, discharge or insulation breakdown may occur between the electron emitting portion and the driving electrode adjacent to the electron emitting portion, and on the other hand, the neutral present inside the panel This is because the cations generated when the particles collide with the electrons collide with the electron emitters to deteriorate them or collide with the electrons to attenuate the acceleration energy of the electrons, thereby degrading the luminance characteristic of the electron-emitting device.
이를 방지하기 위하여, 전자 방출 소자의 제조 공정에는 패널 내부를 고진공 상태로 만드는 공정이 필요하다.In order to prevent this, the manufacturing process of the electron-emitting device requires a process of making the inside of the panel high vacuum.
종래에는 주로 게터(getter)를 이용하여 상기한 공정을 이루고 있는데, 이 게터를 설치하는 방법으로는, 크게 전자 방출 소자를 구성하는 상,하부 기판을 결합시켜 패널을 형성하기 전에 미리 게터를 미리 상기 상,하부 기판 중 어느 일 기판에 장착하는 방법과, 상,하부 기판을 합착하여 하나의 패널을 형성하고 이 패널 내부를 배기시키기 위한 튜브 내에 장착하는 방법이 있다.Conventionally, the above-described process is mainly performed by using a getter. In the method of installing the getter, the getter is preliminarily before the upper and lower substrates constituting the electron-emitting device are combined to form a panel. There is a method of mounting on any one of the upper and lower substrates, and a method of attaching the upper and lower substrates to form one panel and mounting it in a tube for evacuating the inside of the panel.
이 중, 전자의 방법이 패널 내부의 가스 흡착 효율을 비교적 높일 수 있어 주로 사용되고 있는데, 종래에 비증발형 게터를 사용하는 경우에는 보조 챔버에 이 비증발형 게터를 실장시키고 이에 활성 전류를 인가하여 사용하거나, 또는 상,하 기판의 어느 한쪽에 이 비증발형 게터를 위치시고 이에 활성 전류를 인가하여 사용하고 있다.Among them, the former method is mainly used because it can relatively increase the gas adsorption efficiency inside the panel. In the case of using a conventional non-evaporable getter, the non-evaporable getter is mounted in an auxiliary chamber and an active current is applied thereto. This non-evaporable getter is placed on either the upper or lower substrate, and an active current is applied thereto.
그러나, 종래에는 상기 비증발형 게터에 연결되어 활성 전류를 이 비증발형 게터로 인가하는 리드 와이어가 이 비증발형 게터보다 작은 폭을 가지고 형성됨에 따라 실질적으로 활성 전류가 인가될 때, 이 리드 와이어가 끊어져 비증발형 게터를 사용하지 못하게 됨으로써 전자 방출 소자의 제조에 불량을 초래하는 경우가 있다.However, conventionally, when a lead wire connected to the non-evaporable getter and applying an active current to the non-evaporable getter has a width smaller than that of the non-evaporable getter, the lead is substantially applied when the active current is applied. In some cases, the wire may be broken to prevent the use of the non-evaporable getter, resulting in a defect in the manufacture of the electron-emitting device.
또한, 비증발형 게터가 상,하 기판에 근접 배치되어 위치하는 경우에는 그 활성화 과정에서 발생되는 열에 의해 상,하 기판에 손상이 가해져 이 상,하 기판이 파손됨에 따라 이 경우에도 전자 방출 소자의 제조 불량이 야기될 수 있다.In addition, when the non-evaporable getter is positioned close to the upper and lower substrates, the upper and lower substrates are damaged by the heat generated during the activation process, and thus the upper and lower substrates are damaged. Poor manufacturing can be caused.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 비증발형 게터를 사용하여 제조되는 전자 방출 소자에 있어, 비증발형 게터에 활성 전류가 인가되는 과정에 비롯되는 문제점을 해결할 수 있는 전자 방출 소자를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in the electron emission device manufactured using the non-evaporable getter, the present invention provides an electron emission device capable of solving the problems caused by the process of applying an active current to the non-evaporable getter. do.
이에 본 발명에 따른 전자 방출 소자는,Thus, the electron emitting device according to the present invention,
소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판에 형성되어 상기 제1 기판에서 상기 제2 기판을 향해 전자를 방출하는 전자 방출부와, 상기 제2 기판에 형성되어 상기 전자 방출부로부터 방출되는 전자에 의해 발광되는 발광부와, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판으로부터 이격되어 이들 기판들이 형성하는 공간 내에 배치되는 비증발형 게터 및 상기 비증발형 게터와 연결되어 이 비증발형 게터에 활성 전류가 인가되도록 하는 전류인가부재를 포함한다.A first substrate and a second substrate disposed to face each other at a predetermined interval, an electron emission portion formed on the first substrate to emit electrons from the first substrate toward the second substrate, and formed on the second substrate And a light emitting part emitting light by electrons emitted from the electron emission part, a non-evaporable getter and a non-evaporable getter spaced apart from the first substrate and the second substrate and disposed in a space formed by the substrates. And a current application member for applying an active current to the non-evaporable getter.
상기 비증발형 게터는 상기 제1 기판에 소정의 높이를 가지고 설치되는 지지 체에 설치될 수 있다.The non-evaporable getter may be installed on a support installed on the first substrate with a predetermined height.
상기 지지체의 높이는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 스페이서 높이의 1/3 로 이루어질 수 있다.The height of the support may be 1/3 of the height of the spacer disposed between the first substrate and the second substrate.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 이들 기판들의 둘레를 따라 배치되는 시일 프리트에 의해 결합되고, 상기 전류인가부재는 상기 증발형 게터와 연결되면서 상기 시일 프리트를 지나 상기 기판들에 형성되는 패널의 내,외부에 배치되는 와이어로 이루어질 수 있다.The first substrate and the second substrate are joined by a seal frit disposed along the periphery of the substrates, and the current applying member is connected to the evaporative getter while passing through the seal frit to form the panel. It may be made of a wire disposed inside, outside.
상기 와이어의 폭은 상기 증발형 게터의 폭과 같거나 크게 이루어질 수 있다.The width of the wire may be equal to or larger than the width of the evaporation getter.
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 실시예에 따른 전자 표시 소자를 도시한 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view illustrating an electronic display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 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 발광부의 구성이 제공된다.Referring to the drawings, the electron emission device includes a
먼저, 제1 기판(2) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(6)이 소정의 패턴, 예컨대, 스트라이프 형상을 취하면서 상호 임의의 간격을 두고 제1 기판(2)의 일 방향을 따라 복수로 형성된다. 그리고 절연층(8)이 캐소드 전극들(6)을 덮으면서 제1 기판(2) 전체에 형성된다.First, on the
상기 절연층(8) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(10)이 소정의 패턴, 가령 스트라이프 형상을 취하면서 서로간 임의의 간격을 두고 캐소드 전극(6)과 직교하는 방향을 따라 복수로 형성된다.On the
상기 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)이 교차하는 영역을 화소 영역으로 정의하면, 화소 영역마다 게이트 전극(6)과 절연층(8)에 하나 이상의 개구부(12)가 형성되어 캐소드 전극(6)의 일부 표면을 노출시킨다. 그리고 개구부(12) 내측으로 캐소드 전극(6) 위에 전자 방출부(14)가 형성된다. 전자 방출부(14)는 캐소드 전극(6)과의 접촉으로 이와 전기적으로 연결된다.When the region where the
상기 전자 방출부(14)의 평면 형상과 화소 영역당 개수 및 배열 형태 등은 도시한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.The planar shape of the
상기 전자 방출부(14)는 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어진다. 전자 방출부(14)로 사용 바람직한 물질로는 카본 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드 상 카본, C60, 실리콘 나노와이어 중 어느 하나 또는 이들의 조합 물질이 있으며, 그 제조법으로는 스크린 인쇄, 직접 성장, 화학기상증착 또는 스퍼터링 등을 적용할 수 있다.The
상기 구성에서 절연층(8)은 캐소드 전극들(6)과 게이트 전극들(10) 사이에 배치되어 두 전극들을 전기적으로 절연시킨다. In this configuration an
제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(16)과 흑색층(18)이 형성되고, 형광층(16)과 흑색층(18) 위로는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어지는 애노드 전극(20)이 형성된다. 애노드 전극(20)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받으며, 형광층(16)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다.A fluorescent layer 16 and a black layer 18 are formed on one surface of the second substrate 4 facing the
한편, 애노드 전극은 금속막이 아닌 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO)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.On the other hand, the anode electrode may be made 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.
전술한 제1 기판(2)과 제2 기판(4)은 게이트 전극(10)과 애노드 전극(20)이 서로 마주한 상태에서 임의의 간격을 두고 그 둘레에 도포되는 시일 프리트(5)에 의해 일체로 접합되며 하나의 패널로서 전자 방출 소자를 구성한다. 본 실시예에서 시일 프리트(5)는 프리트 바 형태로 이루어진 것이 사용된다.The
이 때, 상기 패널 내부 공간은 배기되고 진공 상태로 유지하게 되는 바, 상기 제1 기판(2)과 제2 기판(4)의 사이에는 진공도를 높이기 위하여 비증발형 게터(51)가 설치되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 이 비증발형 게터(35)는 제1 기판(2)에 고정되는 지지체(53) 위에 올려진 상태로 설치된다.At this time, the inner space of the panel is evacuated and maintained in a vacuum state. A
여기서 이 지지체(53)는 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에 배치되어 이들 사이 간격을 유지하는 스페이서(22)의 높이에 비해 작게 이루어지며, 구체적으로는 상기 스페이서(22)가 갖는 높이의 1/3 정도의 높이로 이루어질 수 있다.Here, the
이 지지체(53)는 제1,2 기판(2,4)과는 달리 비 글라스 재질로 이루어지는 것 이 바람직하며, 비증발형 게터(51)는 이 지지체(53)에 접착성분을 가진 별도의 층(도시하지 않음)을 통해 고정될 수 있다. 이 때, 이 접착층은 아웃가스(outgas)가 없는 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다.Unlike the first and
이에 의해 비증발형 게터(35)는 제1 기판(2)과 제2 기판(4)으로부터 각기 이격된 상태로 이들 기판들(2,4) 사이에 배치된다. 즉, 본 실시예에 있어 비증발형 게터(35)는 제1 기판(2) 또는 제2 기판(4)과는 직접적으로 접촉되어 설치되지 않고 상기한 지지체(53)와 같은 별도의 구조물을 통해 전자 방출 소자의 패널 내에 설치되고 있다. 물론, 이러한 비증발형 게터(35)의 부유 배치 구조는 상기한 예로 한정되지 않고 다양한 구조에 의해 실현 가능하다.As a result, the non-evaporable getter 35 is disposed between these
본 실시예에서 이러한 비증발형 게터(35)에 활성 전류를 인가하기 위한 전류인가부재(52)는 이 비증발형 게터(35)에 전기적으로 연결되면서 시일 프리트(5)를 지나 전자 방출 소자의 외부로 인출되는 도전성 와이어로 이루어진다.In the present embodiment, the current applying
여기서 이 전류 인가부재(52)는 그 폭(W2)을 비증발형 게터(35)의 폭(W1)보다 크거나 같게 할 수 있는데, 이러한 전류 인가부재(52)의 폭(W2)은 비증발형 게터(35)로 활성 전류가 인가될 때, 높은 활성 전류에 대응하여 끊어지는 현상을 예방할 수 있다.Here, the current applying
또한, 본 실시예에서 전류 인가부재(52)는 전술한 바와 같이, 시일 프리트(5)의 내부를 지나 전자 방출 소자의 외부로 인출된다. 이러한 구조를 감안할 때, 이 전류 인가부재(52)는 제1 기판(2)과 제2 기판(4)의 접합에 영향을 주지 않도록 그 적정의 두께를 유지하는 것이 좋은데, 본 실시예에서 이의 두께는 0.1㎜ 미만으 로 유지되는 것이 좋다.In addition, in the present embodiment, as described above, the current applying
전자 방출 소자에 있어, 비증발형 게터(51)가 위와 같이 설치되면, 이 비증발형 게터(51)가 기판으로부터 떨어져 패널 내에 위치할 수 있게 되므로, 이 비증발형 게터(51)의 활성화시 발생되는 열이 직접적으로 기판에 전달되지 않도록 하여 기판이 열에 영향을 받아 파손되는 것을 방지할 수 있다.In the electron-emitting device, when the
한편, 상기에서는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들로 전자 방출부를 구성한 FEA형 전자 방출 소자에 대해 설명하였으나, 본 발명은 FEA형에 한정되지 않고 다른 전자 방출 소자에도 용이하게 적용된다.On the other hand, in the above description of the FEA type electron emitting device comprising an electron emitting portion made of materials that emit electrons when an electric field is applied in a vacuum, the present invention is not limited to the FEA type, it is easily applied to other electron emitting devices.
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
이와 같이 본 발명에 의한 전자 방출 소자는 비증발형 게터의 설치 구조를 개선하여 제조시 발생될 수 있는 불량(기판 파손, 게터 미작동 등)을 미연에 방지하게 된다,As described above, the electron emission device according to the present invention improves the installation structure of the non-evaporable getter to prevent defects (substrate breakage, getter malfunction, etc.) that may occur during manufacture.
따라서, 본 발명이 적용된 전자 방출 소자는 비증발형 게터의 양호한 작용으로 양질의 제품으로서 제조될 수 있고, 제조시 제품 불량 막아 생산성 향상에 기여할 수 있다.Therefore, the electron-emitting device to which the present invention is applied can be manufactured as a good quality product by the good action of the non-evaporable getter, and can contribute to productivity improvement by preventing product defects during manufacturing.
Claims (6)
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |