KR20070014625A

KR20070014625A - Electron emission device and fabricating method thereof

Info

Publication number: KR20070014625A
Application number: KR1020050069429A
Authority: KR
Inventors: 송기영
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-01

Abstract

An electron emission device and a method for manufacturing the same are provided to enhance supporting force of a spacer against a compressive load by inserting the spacer into grooves of a first and second substrates. A first and second substrates(12,14) are disposed opposite to each other and include an effective region and a non-effective region. A vacuum receptacle is formed by the first and second substrates and a sealing member(16). A plurality of ball type spacers(18) are positioned in the non-effective region between the first and second substrates. A plurality of grooves corresponding to the spacers are formed on one side of the first substrate and one side of the second substrate. The spacers are partially inserted into the grooves.

Description

ELECTRON EMISSION DEVICE AND FABRICATING METHOD THEREOF

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 절개 평면도이다. 1 is a partial cutaway plan view of an electron emission device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 확대 단면도이다. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of an electron emitting device according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자의 부분 절개 평면도이다. 3 is a partial cutaway plan view of an electron emission device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

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

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자가 FEA형으로 이루어지는 구성의 부분 분해 사시도이다. 5 is a partially exploded perspective view of a configuration in which the electron emission device according to the embodiment of the present invention is of the FEA type.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 단계에서의 개략도이다. 6A to 6E are schematic views at each step shown to explain a method of manufacturing an electron emission device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 용기를 구성하는 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되어 두 기판의 간격을 유지시키는 스페이서를 개선한 전자 방출 소자 및 그 제조 방법에 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 improved spacers disposed between a first substrate and a second substrate constituting a vacuum container to maintain a gap between two substrates, and a method of manufacturing the same. will be.

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.

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 금속 쪽으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한다. The MIM and MIS type electron emission devices each form an electron emission portion composed of a metal / insulation layer / metal (MIM) and a metal / insulation layer / semiconductor (MIS) structure, and are disposed between two metals or metals with an insulating layer interposed therebetween. When a voltage is applied between the semiconductor 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.

SCE형 전자 방출 소자는 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 to conduct the conductive film. When a current flows to the surface of the thin film, electrons are emitted from the electron emission unit.

그리고 FEA형 전자 방출 소자는 일함수(work function)가 낮거나 종횡비(aspect ratio)가 큰 물질을 전자원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계에 의해 쉽 게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로서, 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 전자 방출부를 형성하거나, 카본 나노튜브(carbon nanotube)와 흑연 및 다이아몬드상 카본과 같은 카본계 물질로 전자 방출부를 형성한 예가 개발되고 있다. The FEA type electron emission device uses a principle that electrons are easily released 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. Molybdenum (Mo) Alternatively, an example is provided in which an electron emission portion is formed of a tip structure having a sharp tip, mainly made of silicon (Si), or an electron emission portion is formed of carbon-based materials such as carbon nanotubes and graphite and diamond-like carbon. have.

상기한 전자 방출 소자들은 그 종류에 따라 세부적인 구조가 상이하지만, 기본적으로 제1 기판과 제2 기판 및 두 기판의 가장자리를 접합시켜 밀폐된 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재를 포함한다. 이 내부 공간은 전자들의 방출과 이동이 원활하게 이루어지도록 진공 상태로 유지되어 제1 기판과 제2 기판 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다. The above-described electron emitting devices have a detailed structure different according to their kind, but basically include a sealing member that bonds edges of the first substrate, the second substrate, and the two substrates to form a sealed inner space. The inner space is maintained in a vacuum state to facilitate the emission and movement of electrons so that the first substrate, the second substrate, and the sealing member constitute a vacuum container.

또한, 전자 방출 소자는 제1 기판의 일면에 전자 방출부와 화소별 전자 방출을 제어하는 구동 전극들을 구비하고, 제2 기판의 일면에 형광층과 더불어 제1 기판 측에서 방출된 전자들이 형광층을 향해 양호하게 가속되도록 하는 애노드 전극을 구비한다. 이로써 전자 방출 소자는 전자 방출부에서 방출된 전자들로 형광층을 여기시켜 가시광을 냄으로써 소정의 발광 또는 표시 작용을 하게 된다. In addition, the electron emission device includes an electron emission part and driving electrodes for controlling electron emission for each pixel on one surface of the first substrate, and the electrons emitted from the first substrate side together with the fluorescent layer on one surface of the second substrate are fluorescent layers. An anode electrode is provided to allow a good acceleration toward. As a result, the electron emission device excites the fluorescent layer with the electrons emitted from the electron emission unit to emit visible light, thereby performing a predetermined light emission or display function.

상기한 전자 방출 소자는 진공 용기 내부와 외부의 압력 차이에 의해 강한 압축력을 인가받아 기판들이 파손될 우려가 있다. 따라서 통상의 전자 방출 소자는 제1 기판과 제2 기판 사이에 다수의 스페이서를 설치하여 압축력을 지지하고 있다. 스페이서들은 주로 접착층에 의해 제1 기판과 제2 기판 중 어느 한 기판에 부착되고, 전자 방출부와 제공된 유효 영역과, 유효 영역 외곽의 비유효 영역에 배치 된다. The electron-emitting device may receive a strong compressive force due to a pressure difference between the inside and the outside of the vacuum container, which may damage the substrates. Therefore, the conventional electron emitting device supports a compressive force by providing a plurality of spacers between the first substrate and the second substrate. The spacers are mainly attached to either of the first substrate and the second substrate by an adhesive layer, and are disposed in the effective region provided with the electron emission portion and in an invalid region outside the effective region.

종래 전자 방출 소자에서 스페이서들은 주로 유리나 세라믹 등을 기둥형이나 벽체형으로 가공한 것으로 이루어진다. 그런데 기둥형이나 벽체형 스페이서는 강한 압축력을 견디기에 강도가 부족하므로 봉착과 배기 후 깨짐 등이 일어날 수 있다. 특히, 화소 영역에 위치하는 스페이서들은 형광층을 침범하지 않도록 형광층 사이에 위치하는 흑색층에 대응하여 위치해야 하므로 그 폭이 한정될 수밖에 없어 지지력 강화에 일정한 한계가 있다. In the conventional electron emission device, the spacers are mainly formed by processing a glass or a ceramic into a columnar or wall shape. However, since the columnar or wall-shaped spacers lack strength to withstand strong compressive forces, cracking after sealing and exhausting may occur. In particular, the spacers located in the pixel region should be positioned corresponding to the black layers located between the fluorescent layers so as not to invade the fluorescent layer, so the width thereof is limited.

한편, 전자 방출 소자의 제조 공정에 있어서 제1 기판과 제2 기판을 조립할 때 두 기판에 형성된 얼라인 마크를 이용하여 어느 한 기판에 대해 다른 한 기판의 위치를 맞추는 것이 일반적이다. 그러나 얼라인 마크를 이용한 정렬 작업에는 항상 소정 범위 이내의 오차가 존재하므로, 정렬 오차로 인해 제조 불량이 발생할 우려가 있다. On the other hand, when assembling the first substrate and the second substrate in the manufacturing process of the electron emitting device, it is common to align the position of the other substrate with respect to one substrate using the alignment marks formed on the two substrates. However, in the alignment operation using the alignment mark, there is always an error within a predetermined range, there is a fear that a manufacturing failure due to the alignment error.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 진공 압축력에 대해 보다 큰 지지력을 구현할 수 있는 스페이서를 구비한 전자 방출 소자를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 제1 기판과 제2 기판을 정렬하여 결합하는 공정에서 정렬 오차를 최소화할 수 있는 전자 방출 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide an electron emitting device having a spacer capable of realizing a greater bearing force against vacuum compression force. In addition, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electron emission device that can minimize the alignment error in the process of aligning and bonding the first substrate and the second substrate.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 서로 대향 배치되고, 유효 영역과 유효 영역의 외곽을 따라 설정되는 비유효 영역을 가지며, 밀봉 부재와 함께 진공 용기를 구성하는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에서 비유효 영역에 위치하는 볼 타입(ball type)의 스페이서들 및 제1 기판 및 제2 기판 일면에 스페이서의 형상에 대응하여 스페이서의 일부가 끼워지도록 형성되는 홈부를 포함한다. In order to achieve the above object, the electron emitting device according to the present invention is disposed to face each other, has a first region having an effective region and an invalid region set along the periphery of the effective region, and constituting a vacuum container together with a sealing member; and A portion of the spacer is inserted into the second substrate, the ball type spacers positioned in an ineffective region between the first substrate and the second substrate, and a shape of the spacer corresponding to the shape of the spacer on one surface of the first substrate and the second substrate. It includes a groove formed to be made.

이 경우, 제1 기판 및 제2 기판이 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 갖는 직사각 형상으로 이루어지고, 스페이서들이 4개 이상 구비될 수 있으며, 스페이서들이 제1 기판 및 제2 기판의 장변 또는 단변을 수직 이등분하는 가상선에 대하여 서로 대칭을 이루며 배치될 수 있다. 또한, 스페이서들이 제1 기판 및 제2 기판의 네 모서리 부분에 배치될 수 있고, 스페이서와 홈부 사이에 형성되는 접착층을 더욱 포함할 수 있으며, 스페이서가 구체 또는 타원형 구체로 이루어질 수 있다. In this case, the first substrate and the second substrate have a rectangular shape having a pair of long sides and a pair of short sides, four or more spacers may be provided, and the spacers may be formed on the long sides of the first substrate and the second substrate, or It may be arranged symmetrically with respect to the imaginary line dividing the short side vertically. In addition, the spacers may be disposed at four corner portions of the first substrate and the second substrate, and may further include an adhesive layer formed between the spacer and the groove, and the spacer may be formed of a sphere or an elliptical sphere.

한편, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은 제1 기판의 유효 영역과 비유효 영역에 각각 전자 방출 유닛과 홈부를 형성하는 단계, 제2 기판의 유효 영역과 비유효 영역에 각각 발광 유닛과 홈부를 형성하는 단계, 제1 기판과 제2 기판 중 어느 일 기판의 홈부에 볼 타입 스페이서를 위치시키고 다른 일 기판의 홈부가 스페이서와 접촉하도록 제1 기판과 제2 기판을 상호 정렬시키는 단계 및 제1 기판과 제2 기판의 가장자리를 접합시키고 내부 공간을 배기시킨 후 밀봉하여 진공 용기를 형성하는 단계를 포함한다. 이 경우, 홈부에 접착층을 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. On the other hand, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention comprises the steps of forming an electron emission unit and a groove in the effective region and the invalid region of the first substrate, respectively, the light emitting unit and the effective region and the non-effective region of the second substrate Forming a groove, positioning a ball-type spacer in a groove of one of the first and second substrates, and mutually aligning the first and second substrates so that the groove of the other substrate contacts the spacer; Bonding the edges of the first substrate and the second substrate, exhausting the internal space, and then sealing them to form a vacuum container. In this case, the method may further include forming an adhesive layer on the groove.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자(100)의 부분 절개 평면도와 부분 확대 단면도이다. 1 and 2 are partially cutaway plan views and partially enlarged cross-sectional views of the electron emission device 100 according to the first embodiment of the present invention, respectively.

도면을 참고하면, 전자 방출 소자(100)에는 제1 기판(12)과 제2 기판(14)이 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치된다. 이러한 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 한 쌍의 장변(120)과 한 쌍의 단변(122)을 갖는 직사각 형상으로 이루어질 수 있다. Referring to the drawings, the first substrate 12 and the second substrate 14 are disposed to face each other at a predetermined interval in the electron emission device 100. The first substrate 12 and the second substrate 14 may have a rectangular shape having a pair of long sides 120 and a pair of short sides 122.

제1 기판(12)과 제2 기판(14)의 가장자리에는 밀봉 부재(16)가 배치되어 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)과 함께 밀폐된 내부 공간을 형성한다. 이 내부 공간은 진공으로 배기되어 양 기판(12, 14)과 밀봉 부재(16)가 진공 용기를 구성한다. The sealing member 16 is disposed at edges of the first substrate 12 and the second substrate 14 to form an inner space sealed together with the first substrate 12 and the second substrate 14. This inner space is evacuated to a vacuum so that both substrates 12 and 14 and the sealing member 16 constitute a vacuum container.

밀봉 부재(16)로 둘러싸인 영역의 중심부로는 실제 전자들이 방출되고, 이 전자들에 의해 발광 또는 화상 표시가 이루어지는 유효 영역(20)이 설정되고, 유효 영역(20)의 외곽을 따라 유효 영역(20)과 밀봉 부재(16) 사이로는 비유효 영역(20)이 설정된다. Actual electrons are emitted to the central portion of the area surrounded by the sealing member 16, and the effective area 20 in which light emission or image display is performed by the electrons is set, and the effective area (20) is formed along the periphery of the effective area 20. An ineffective area 20 is set between 20 and the sealing member 16.

제1 기판(12)의 유효 영역(20)에는 전자 방출을 위한 전자 방출 유닛(40)이 형성되고, 제2 기판(14)의 유효 영역(20)에는 전자에 의해 가시광을 방출하여 임의의 발광 또는 표시를 행하는 발광 유닛(50)이 형성된다. An electron emission unit 40 for emitting electrons is formed in the effective region 20 of the first substrate 12, and visible light is emitted by the electrons in the effective region 20 of the second substrate 14 to emit any light. Or the light emitting unit 50 which displays is formed.

본 실시예에서 밀봉 부재(16) 내측의 비유효 영역(20)에는 도시하지 않은 배기구와 전극 배선들 및 게터 등이 위치한다. 또한, 비유효 영역(20)에는 복수 개의 볼 타입(ball type) 스페이서들(18)이 배치되며, 도면에서는 일례로 구의 형상 을 갖는 스페이서들(18)을 도시하였다. 그리고 스페이서들(18)의 일부가 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)에 소정의 깊이로 밀착 삽입될 수 있도록 스페이서들(18)의 형상에 대응하는 홈부(12a, 14a)가 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)에 형성된다. In the embodiment, an exhaust port, electrode wirings, a getter, and the like, which are not shown, are positioned in the non-effective region 20 inside the sealing member 16. In addition, a plurality of ball type spacers 18 are disposed in the ineffective region 20, and the spacers 18 having a sphere shape are illustrated in the drawing as an example. In addition, the grooves 12a and 14a corresponding to the shape of the spacers 18 may be formed so that a part of the spacers 18 may be closely inserted into the first substrate 12 and the second substrate 14 at a predetermined depth. It is formed in the first substrate 12 and the second substrate 14.

이러한 구형의 스페이서들(18)은 4개 이상 구비되며, 2개의 스페이서들(18)이 하나의 쌍을 이루며 배치될 수 있다. 즉, 도시한 바와 같이 스페이서들(18)은 제1 기판(12)의 장변(120)을 수직 이등분하는 제1 가상선(A) 또는 단변(122)을 수직 이등분하는 제2 가상선(B)에 대하여 서로 대칭을 이루며 배치될 수 있다. Four or more spherical spacers 18 may be provided, and two spacers 18 may be arranged in a pair. That is, as shown, the spacers 18 may include a first virtual line A that vertically bisects the long side 120 of the first substrate 12 or a second virtual line B that vertically bisects the short side 122. It can be arranged symmetrically with respect to each other.

도 1에서는 일례로 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)의 네 모서리와 각 장변(120)과 단변(122)의 중심부에 스페이서들(18)이 배치되는 것을 도시하였다. In FIG. 1, for example, spacers 18 are disposed at four corners of the first substrate 12 and the second substrate 14, and central portions of the long sides 120 and the short sides 122.

스페이서들(18)은 그 하부가 제1 기판(12)의 홈부(12a)에 끼워져 제1 기판(12)과 충분한 접촉 면적을 가지면서 제1 기판(12)에 대한 위치 고정이 이루어진다. 또한, 스페이서들(18)은 그 상부가 제2 기판(14)의 홈부(14a)에 끼워져 제2 기판(14)과 충분한 접촉 면적을 가지면서 제2 기판(14)에 대한 위치 고정이 이루어진다. The spacers 18 are fixed in position with respect to the first substrate 12 while the lower portion thereof fits into the groove portion 12a of the first substrate 12 to have a sufficient contact area with the first substrate 12. In addition, the spacers 18 are fixed in position with respect to the second substrate 14 while the upper portion thereof is fitted into the groove portion 14a of the second substrate 14 to have a sufficient contact area with the second substrate 14.

이러한 볼 타입 스페이서들(18)은 기둥형 또는 벽체형 스페이서들보다 자체 강도가 우수하며, 볼 타입 스페이서들(18)과 홈부(12a, 14a)의 결합 구조는 접착층을 이용한 기둥형 또는 벽체형 스페이서들의 결합 구조와 비교할 때 보다 우수한 지지력을 발휘한다. 따라서 본 실시예의 전자 방출 소자(100)는 비유효 영역(20)에 보다 적은 개수의 스페이서들(18)을 구비하면서도 진공 용기에 가해지는 압축력을 보다 견고하게 지지할 수 있다. These ball type spacers 18 have better strength than the columnar or wall spacers, and the coupling structure of the ball type spacers 18 and the grooves 12a and 14a is a columnar or wall spacer using an adhesive layer. Compared with their combined structure, the bearing capacity is better. Therefore, the electron emission device 100 of the present exemplary embodiment may more firmly support the compressive force applied to the vacuum container while having fewer spacers 18 in the ineffective region 20.

스페이서들(18)은 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 사이의 거리보다 약간 큰 직경을 갖도록 형성되며, 홈부(12a, 14a)는 제1 기판(12)과 제2 기판(14)에 두께 감소에 따른 강도 저하가 발생하지 않을 정도의 깊이로 형성된다. 전술한 스페이서들(18)은 홈부(12a, 14a)에 의해 자동으로 설치 위치가 정해지는 이점을 갖는다. 또한, 스페이서들(18)과 홈부(12a, 14a)의 접촉면에는 스페이서들(18)의 결합력 강화를 위한 접착층(38)이 더욱 형성될 수 있다. The spacers 18 are formed to have a diameter slightly larger than the distance between the first substrate 12 and the second substrate 14, and the grooves 12a and 14a are formed of the first substrate 12 and the second substrate 14. ) Is formed to such a depth that the strength decreases due to the decrease in thickness. The spacers 18 described above have the advantage that the installation position is automatically determined by the grooves 12a and 14a. In addition, an adhesive layer 38 may be further formed on the contact surface between the spacers 18 and the grooves 12a and 14a to strengthen the bonding force of the spacers 18.

이 경우 접착층(38)은 프릿(frit)으로 이루어질 수 있으며, 프릿은 저융점 유리인 PbO-B₂O₃계, PbO-B₂O₃-SiO₂계, PbO-B₂O₃-SiO₂-ZnO계, PbO-B₂O₃-ZnO계, PbO-B₂O₃-V₂O₅계 등의 조성을 사용할 수 있다. In this case, the adhesive layer 38 may be formed of a frit, and the frit is PbO-B ₂ O ₃ based, PbO-B ₂ O ₃ -SiO ₂ based, PbO-B ₂ O ₃ -SiO ₂ , which is a low melting glass. A composition such as a -ZnO system, a PbO-B ₂ O ₃ -ZnO system, a PbO-B ₂ O ₃ -V ₂ O ₅ system, or the like can be used.

도 3과 도 4는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자(100)의 부분 절개 평면도와 부분 확대 단면도이다. 3 and 4 are partial cutaway plan views and partially enlarged cross-sectional views of the electron emission device 100 according to the second embodiment of the present invention, respectively.

도면을 참고하면, 본 실시예에서 스페이서들(18a)은 타원형 구체로 이루어진다. 그리고 스페이서들(18)의 일부가 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)에 소정 깊이로 밀착 삽입될 수 있도록 스페이서들(18) 형상에 대응하는 홈부(12b, 14b)가 제1 기판(12) 및 제2 기판(14)에 각각 형성된다. Referring to the drawings, in the present embodiment, the spacers 18a are formed of elliptical spheres. In addition, the grooves 12b and 14b corresponding to the shape of the spacers 18 may be formed in the first substrate so that a part of the spacers 18 may be closely inserted into the first substrate 12 and the second substrate 14 to a predetermined depth. It is formed in the 12 and the 2nd board | substrate 14, respectively.

이 경우에도 전술한 제1 실시예의 구형 스페이서들(18)과 마찬가지로 스페이서들(18a)과 홈부(12b, 14b)의 접촉면에 스페이서들(18a)의 결합력 강화를 위한 접착층(38a)이 형성될 수 있다. In this case, like the spherical spacers 18 of the first embodiment described above, an adhesive layer 38a may be formed on the contact surfaces of the spacers 18a and the grooves 12b and 14b to enhance the bonding force of the spacers 18a. have.

이하, 도 5를 참고하여 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 소자(100)의 내 부 구조에 대해 살펴본다. 아래 설명하는 FEA형 전자 방출 소자(100)는 전자 방출 유닛(40)과 발광 유닛(50)의 세부 구조를 설명하기 위한 하나의 예일 뿐이며, 본 발명의 전자 방출 소자(100)는 FEA형에 한정되지 않는다. Hereinafter, an internal structure of the field emission array (FEA) type electron emission device 100 will be described with reference to FIG. 5. The FEA type electron emitting device 100 described below is only one example for explaining the detailed structure of the electron emitting unit 40 and the light emitting unit 50, the electron emitting device 100 of the present invention is limited to the FEA type It doesn't work.

먼저, 전자 방출 유닛(40)은 절연층(44)을 사이에 두고 서로 직교하는 방향을 따라 형성되는 캐소드 전극들(42) 및 게이트 전극들(46)과, 캐소드 전극들(42) 위에 형성되는 전자 방출부들(48)을 포함한다. First, the electron emission unit 40 is formed on the cathode electrodes 42 and the gate electrodes 46 and the cathode electrodes 42 formed along the direction perpendicular to each other with the insulating layer 44 therebetween. Electron emitters 48.

본 실시예에서 캐소드 전극(42)과 게이트 전극(46)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극(42) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부들(48)이 형성되고, 절연층(44)과 제2 전극(46)에는 각 전자 방출부들(48)에 대응하는 개구부(44a, 46a)가 형성되어 제1 기판(12) 상에 전자 방출부들(48)이 노출되도록 한다. In the present exemplary embodiment, when the intersection area between the cathode electrode 42 and the gate electrode 46 is defined as a pixel area, one or more electron emission parts 48 are formed in each pixel area over the cathode electrode 42, and the insulating layer ( Openings 44a and 46a corresponding to the electron emission portions 48 are formed in the 44 and the second electrode 46 to expose the electron emission portions 48 on the first substrate 12.

전자 방출부들(48)은 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 다른 한편으로, 도시는 생략하였으나 전자 방출부들(48)은 몰리브덴 또는 실리콘 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다. The electron emission parts 48 may be made of materials that emit electrons when an electric field is applied in a vacuum, such as a carbon-based material or a nanometer (nm) size material. On the other hand, although not shown, the electron emission parts 48 may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum, silicon, or the like.

그리고 발광 유닛(50)은 형광층(52)과, 각 형광층(52) 사이에 위치하여 화면의 콘트라스트를 높이는 흑색층(54)과, 형광층(52)과 흑색층(54) 위에 형성되며 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(56)을 포함한다. The light emitting unit 50 is formed between the fluorescent layer 52 and each of the fluorescent layers 52 and the black layer 54 which increases the contrast of the screen, and is formed on the fluorescent layer 52 and the black layer 54. An anode electrode 56 made of a metal film such as aluminum is included.

애노드 전극(56)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받으며, 형광층(52)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(12)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판 (14) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다. The anode electrode 56 receives a high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside, and reflects the visible light emitted toward the first substrate 12 among the visible light emitted from the fluorescent layer 52 to the second substrate 14 side of the screen. It increases the brightness.

이러한 애노드 전극(56)은 금속막이 아닌 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극(56)은 제2 기판(14)을 향한 형광층(52)과 흑색층(54)의 일면에 위치하며, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성될 수 있다. The anode electrode 56 may be formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) instead of a metal film. In this case, the anode electrode 56 is positioned on one surface of the fluorescent layer 52 and the black layer 54 facing the second substrate 14, and may be formed in plural in a predetermined pattern.

한편, 전자 방출 유닛(40)이 제공된 제1 기판(12)의 유효 영역(20)과 발광 유닛(50)이 제공된 제2 기판(14)의 유효 영역(20) 사이에도 스페이서들(도시하지 않음)이 배치될 수 있는데, 이 경우 스페이서들은 형광층(52)을 침범하지 않도록 흑색층(54)이 위치하는 비발광 영역에 대응하여 위치한다. Meanwhile, spacers (not shown) are also provided between the effective area 20 of the first substrate 12 provided with the electron emission unit 40 and the effective area 20 of the second substrate 14 provided with the light emitting unit 50. ) May be disposed, in which case the spacers are positioned corresponding to the non-light emitting region where the black layer 54 is located so as not to invade the fluorescent layer 52.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자(100)의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 단계에서의 개략도이다. 6A to 6E are schematic diagrams at each step shown to explain a method of manufacturing the electron emitting device 100 according to the embodiment of the present invention.

도 6a에 도시한 바와 같이 제1 기판(12)의 유효 영역에는 전자 방출 유닛(40)을 형성하고, 비유효 영역에는 홈부(12a)를 형성한다. 다음으로, 도 6b에 도시한 바와 같이 제2 기판(14)의 유효 영역에는 발광 유닛(50)을 형성하고, 비유효 영역에는 홈부(14a)를 형성한다. As shown in FIG. 6A, the electron emission unit 40 is formed in the effective area of the first substrate 12, and the groove 12a is formed in the ineffective area. Next, as shown in FIG. 6B, the light emitting unit 50 is formed in the effective area of the second substrate 14, and the groove 14a is formed in the ineffective area.

이 경우, 홈부(12a, 14a)는 에칭법 등을 사용하여 형성할 수 있으며, 홈부(12a, 14a)에는 스페이서들(18)과 홈부(12a, 14a)의 접착력을 증대시키기 위한 접착층(38)을 형성할 수 있다. 이러한 접착층(38)은 저융점 유리 조성인 프릿으로 형성할 수 있다. 그러나 접착층을 형성하지 않는 경우에도 홈부(12a, 14a)에 의해 스페이서들(18)이 고정되므로, 스페이서들(18)이 움직이거나 기판에서 이탈하지 않 는다. In this case, the grooves 12a and 14a may be formed using an etching method or the like, and the grooves 12a and 14a may have an adhesive layer 38 for increasing adhesion between the spacers 18 and the grooves 12a and 14a. Can be formed. The adhesive layer 38 may be formed of a frit having a low melting glass composition. However, even when the adhesive layer is not formed, the spacers 18 are fixed by the grooves 12a and 14a, so that the spacers 18 do not move or leave the substrate.

다음으로, 도 6c에 도시한 바와 같이, 제1 기판(12)의 홈부(12a)에 스페이서들(18)을 위치시킨다. 이때, 홈부(12a)에 의해 제1 기판(12)에 대한 스페이서들(18)의 위치가 자동으로 설정된다. Next, as shown in FIG. 6C, the spacers 18 are positioned in the groove portion 12a of the first substrate 12. At this time, the positions of the spacers 18 with respect to the first substrate 12 are automatically set by the grooves 12a.

다음으로, 도 6d에 도시한 바와 같이, 제1 기판(12)과 제2 기판(14) 중 어느 한 기판 위의 가장 자리에 밀봉 부재(16)를 형성한다. 도면에는 일례로 제1 기판(12)에 밀봉 부재(16)를 형성하는 것을 도시하였다. 이러한 밀봉 부재(16)로는 프릿 바를 사용하거나, 글라스 프레임과 프릿 접착층의 다층 구조를 사용할 수 있다. Next, as shown to FIG. 6D, the sealing member 16 is formed in the edge on any one of the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 14. As shown in FIG. In the drawing, for example, the sealing member 16 is formed on the first substrate 12. As the sealing member 16, a frit bar may be used, or a multilayer structure of a glass frame and a frit adhesive layer may be used.

다음으로, 도 6e에 도시한 바와 같이, 제1 기판(12)과 제2 기판(14)을 조립한다. 이때, 제1 기판(12)과 제2 기판(14)은 스페이서(18)와 홈부(14a)의 결합 구조에 의해 얼라인 마크 없이 자동으로 조립된다. 다음으로, 밀봉 부재(16)를 소성하여 제1 기판(12)과 제2 기판(14)을 봉착하고, 도면에 도시하지 않은 배기관을 이용하여 내부를 진공으로 배기한 후, 배기관을 밀봉하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 소자(100)를 완성한다. Next, as shown in FIG. 6E, the first substrate 12 and the second substrate 14 are assembled. At this time, the first substrate 12 and the second substrate 14 are automatically assembled without an alignment mark by the coupling structure of the spacer 18 and the groove portion 14a. Next, the sealing member 16 is fired to seal the first substrate 12 and the second substrate 14, and the inside of the exhaust gas is evacuated by using an exhaust pipe not shown in the drawing. Complete the electron emitting device 100 according to the embodiment of the invention.

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

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 전술한 볼 타 입 스페이서와, 이 스페이서가 제1 기판 및 제2 기판에 소정 깊이로 끼워지도록 하는 홈부를 구비함으로써 압축 하중에 대한 스페이서의 지지력을 강화할 수 있다. As described above, the electron-emitting device according to the present invention includes the above-described ball type spacer and a groove for allowing the spacer to be fitted to the first substrate and the second substrate to a predetermined depth, thereby supporting the spacer against the compressive load. Can strengthen.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법에 따르면, 볼 타입 스페이서와 홈부의 결합 구조에 의해 제1 기판과 제2 기판을 자동으로 정렬시킬 수 있으므로 제1 기판과 제2 기판의 정렬 오차를 최소화하여 우수한 조립 품질을 얻을 수 있다. In addition, according to the method of manufacturing the electron emission device according to the present invention, the first substrate and the second substrate can be automatically aligned by the coupling structure of the ball type spacer and the groove, so that the alignment error between the first substrate and the second substrate can be reduced. Minimal assembly quality can be achieved.

Claims

First and second substrates disposed opposite to each other and having an effective area and an invalid area set along the periphery of the effective area, the first and second substrates forming a vacuum container together with a sealing member;

Ball type spacers positioned in the ineffective region between the first substrate and the second substrate; And

Groove portions formed on one surface of the first substrate and the second substrate to correspond to the shape of the spacers so that a part of the spacers may be inserted therein.

Electron emitting device comprising a.

According to claim 1,

The first substrate and the second substrate has a rectangular shape having a pair of long sides and a pair of short sides,

And at least four spacers.

The method of claim 2,

And the spacers are disposed symmetrically with respect to an imaginary line that vertically bisects the long side or the short side.

The method of claim 3, wherein

And the spacers are disposed at four corner portions of the first substrate and the second substrate.

According to claim 1,

And an adhesive layer formed between the spacers and the groove portion.

According to claim 1,

An electron emission device comprising the spacers sphere.

According to claim 1,

The electron emission device of the spacer is an elliptical sphere.

Forming a groove in the non-effective area of the first substrate;

Forming a groove in the non-effective area of the second substrate;

Positioning ball-type spacers in a groove of one of the first and second substrates, and aligning the first and second substrates so that the grooves of the other substrate contact the spacers;

Bonding an edge of the first substrate and the second substrate, exhausting an internal space, and sealing the first substrate to form a vacuum container;

Method of manufacturing an electron emitting device comprising a.

The method of claim 8,

And forming an adhesive layer on the groove portion.

The method of claim 8,

The manufacturing method of the electron emission element which the said spacer consists of a sphere.

The method of claim 8,

A method of manufacturing an electron emitting device, wherein the spacers are elliptical spheres.