KR20070046625A - Method of fabricating electron emission device - Google Patents

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KR20070046625A
KR20070046625A KR1020050103474A KR20050103474A KR20070046625A KR 20070046625 A KR20070046625 A KR 20070046625A KR 1020050103474 A KR1020050103474 A KR 1020050103474A KR 20050103474 A KR20050103474 A KR 20050103474A KR 20070046625 A KR20070046625 A KR 20070046625A
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조성희
박종환
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 목적은 전자 방출원 표면에 노출된 전자 방출 물질들의 길이 균일도를 향상시켜 특정 전자 방출 물질들로 전자 방출이 집중되는 현상을 피하고, 전류 밀도가 크게 증가시킬 수 있으며, 또한 저전압 구동이 가능하며, 전자 방출원의 수명이 향상되도록 하는 전자 방출 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 제1전극과 통전되도록 전자 방출원을 형성하는 단계(a); 전자 방출원에 포함된 전자 방출 물질이 표면에 드러나도록 일으켜지도록 처리하는 단계(b); 상기 제1전극에 (-) 전압을 인가하고, 상기 제1전극과 상기 전자 방출원으로부터 소정 간격 이격된 제2전극에 (+) 전압을 인가하여 전자 방출 물질에서 전자가 방출되도록 하는 단계(c); 및 상기 단계(c)와 동시에 전자 방출 물질 중 소정 길이 이상의 전자 방출 물질의 고유 진동수와 실질적으로 유사한 진동수의 고주파를 상기 전자 방출원에 가하여 공명을 일으키면서 소정 길이 이상의 전자 방출 물질을 선택적으로 열화시키는 단계(d)를 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법을 제공한다. An object of the present invention is to improve the uniformity of the length of the electron emitting materials exposed on the surface of the electron emission source to avoid the concentration of electron emission to the specific electron emitting materials, greatly increase the current density, and also enables low voltage driving In addition, the present invention provides a method of manufacturing an electron emission display device to improve the lifetime of the electron emission source. To this end, the present invention, the step of forming an electron emission source to be energized with the first electrode (a); (B) treating the electron-emitting material included in the electron-emitting source to be exposed to the surface; Applying a negative voltage to the first electrode and applying a positive voltage to the second electrode spaced a predetermined distance from the first electrode and the electron emission source to emit electrons from the electron emission material (c ); And at the same time as step (c), applying a high frequency of a frequency substantially similar to the natural frequency of the electron emitting material of a predetermined length or more in the electron emitting material to the electron emitting source to selectively degrade the electron emitting material of the predetermined length or more. It provides a method for manufacturing an electron emitting device comprising the step (d).

Description

전자 방출 소자의 제조 방법{Method of fabricating electron emission device}Method of fabricating an electron emitting device {Method of fabricating electron emission device}

도 1은 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 도면. 1 schematically shows the configuration of an electron emitting device.

도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

도 3은 도 2에 도시된 전자 방출원의 표면의 확대도. 3 is an enlarged view of the surface of the electron emission source shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따라 처리된 이후의 전자 방출원의 표면의 확대도. 4 is an enlarged view of the surface of the electron emission source after being treated according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법을 단계적으로 보여주는 순서도. 5 is a flow chart showing step by step a method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

60: 스페이서 70: 형광체층60: spacer 70: phosphor layer

80: 애노드 전극 90: 제1 기판80: anode electrode 90: first substrate

100: 전자 방출 표시 소자 101: 전자 방출 소자100: electron emission display device 101: electron emission device

102: 전면 패널 103: 발광 공간102: front panel 103: light emitting space

110: 제2 기판 120: 캐소오드 전극110: second substrate 120: cathode electrode

130: 절연체층 131: 전자 방출원 홀130: insulator layer 131: electron emission source hole

140: 게이트 전극 150: 전자 방출원140: gate electrode 150: electron emission source

151a, 151b: 전자 방출 물질151a, 151b: electron emitting material

본 발명은 전자 방출 소자(electron emission device)의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 방출원의 표면에 노출된 전자 방출 물질의 길이 균일도가 향상되어 균일한 전자 방출과 전체적인 전자 방출원의 수명 연장이 가능하도록 하는 전자 방출 소자의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electron emission device. More particularly, the uniformity of the length of the electron emission material exposed on the surface of the electron emission source is improved, so that the uniform electron emission and the lifetime of the entire electron emission source are improved. The present invention relates to a method for manufacturing an electron emitting device to enable extension.

일반적으로 전자 방출 소자(Electron Emission Device)는 전자 방출원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는, FED(Field Emission Display)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal Insulator Metal)형 및 MIS (Metal Insulator Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다. In general, an electron emission device includes a method using a hot cathode and a cold cathode as an electron emission source. Examples of electron emission devices using a cold cathode include field emission display (FED) type, surface conduction emitter type (SCE) type, metal insulator metal type (MIM) type, metal insulator semiconductor type (MIS) type, and ballistic electron surface emitting type (BSE). ) And the like are known.

상기 FED형은 일함수(Work Function)가 낮거나 베타 함수가 높은 물질을 전자 방출원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계 차이에 의하여 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 등을 주된 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁(tip)구조물이나 그래파이트(graphite), DLC(Diamond Like Carbon) 등의 탄소계 물질 그리고 최근 나노 튜브(Nano Tube)나 나노와이어(Nano Wire)등의 나노 물질을 전자 방출원으로 적용한 소자가 개발되고 있다. The FED type uses a principle that electrons are easily released due to electric field difference in vacuum when a material having a low work function or a high beta function is used as the electron emission source. Molybdenum (Mo), silicon (Si), etc. The main material is a sharp tip structure, carbon-based materials such as graphite, DLC (Diamond Like Carbon), and nano-materials such as nanotubes or nanowires. Devices that have been applied as electron emission sources have been developed.

상기 SCE형은 제1 기판 위에 서로 마주보며 배치된 제1 전극과 제2 전극 사 이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출원을 형성한 소자이다. 상기 소자는 상기 전극들에 전압을 인가하여 상기 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 미세 균열인 전자 방출원으로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다. The SCE type is a device in which an electron emission source is formed by providing a conductive thin film between a first electrode and a second electrode disposed to face each other on a first substrate and providing a micro crack in the conductive thin film. The device uses a principle that electrons are emitted from an electron emission source that is a micro crack by applying a voltage to the electrodes to flow a current to the surface of the conductive thin film.

상기 MIM형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출 원을 형성하고, 유전층을 사이에 두고 위치하는 두 금속 또는 금속과 반도체 사이에 전압을 인가할 때 높은 전자 전위를 갖는 금속 또는 반도체로부터, 낮은 전자 전위를 갖는 금속 방향으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한 소자이다. The MIM type and the MIS type electron emission devices each form an electron emission source having a metal-dielectric layer-metal (MIM) and metal-dielectric layer-semiconductor (MIS) structure, and are disposed between two metals or metals with a dielectric layer interposed therebetween. When a voltage is applied between semiconductors, a device using the principle of emitting electrons is moved and accelerated from a metal or semiconductor having a high electron potential toward a metal having a low electron potential.

상기 BSE형은 반도체의 사이즈를 반도체 중의 전자의 평균 자유 행정 보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여, 오믹(Ohmic) 전극 상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자 공급층을 형성하고, 전자 공급층 위에 절연체층과 금속 박막을 형성하여 오믹 전극과 금속 박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다. The BSE type uses the principle that electrons travel without scattering when the size of the semiconductor is reduced to a dimension area smaller than the average free stroke of the electrons in the semiconductor, thereby forming an electron supply layer made of a metal or a semiconductor on an ohmic electrode. And an insulator layer and a metal thin film formed on the electron supply layer to emit electrons by applying power to the ohmic electrode and the metal thin film.

근래의 FED형 전자 방출 소자에서는 앞서 언급한 것과 같이 주로 카본 물질이나 나노 물질로 이루어지는 전자 방출 물질을 전자 방출원에 사용하고 있다. 이러한 전자 방출 소자에서 전자 방출원을 구성하는 카본 물질이나 나노 물질 등의 전자 방출 물질은 전자 방출원의 표면으로 노출된 부분만이 실제 전자 방출에 기여한다. 또한, 전자 방출원의 표면에 노출된 전자 방출 물질들은 그 길이 균일도가 좋지 못하여 길이가 긴 특정 전자 방출 물질에서만 주로 전자 방출이 일어나게 된 다. 그런데, 그 중에서 길이가 긴 전자 방출 물질들에만 전자 방출이 집중되면 전자 방출량, 즉 전류 밀도가 크게 증가시키기 어렵고, 인가되는 전압을 높게 설정할 수밖에 없어 해당 전자 방출 물질의 수명이 빠르게 감소하여 전체 전자 방출원의 수명이 감소되는 결과를 가져온다. 또한, 균일한 전자 방출이 어려워 전자 방출을 이용한 전자 방출 표시 소자를 구현할 때 화면의 균일도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 이에 이러한 문제점을 시정할 수 있는 새로운 방안을 강구할 필요서이 크게 대두되고 있다. Recently, in the FED type electron emission device, as mentioned above, an electron emission material mainly composed of carbon material or nano material is used for the electron emission source. In such electron emitting devices, only the portions exposed to the surface of the electron emission source contribute to the actual electron emission of the electron emission material such as carbon material or nanomaterial constituting the electron emission source. In addition, electron emission materials exposed on the surface of the electron emission source have poor length uniformity, so that electron emission mainly occurs only in a specific electron emission material having a long length. However, when electron emission is concentrated only on long electron emitting materials, it is difficult to increase the electron emission amount, that is, the current density, and the applied voltage must be set to high, so the lifetime of the electron emitting material decreases rapidly, and thus the total electron emission. This results in a decrease in the life of the circle. In addition, since uniform electron emission is difficult, a uniformity of the screen may be degraded when the electron emission display device using the electron emission is implemented. Therefore, there is a great need to find new ways to correct these problems.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자 방출원 표면에 노출된 전자 방출 물질들의 길이 균일도를 향상시켜 특정 전자 방출 물질들로 전자 방출이 집중되는 현상을 피하고, 전류 밀도가 크게 증가시킬 수 있으며, 또한 저전압 구동이 가능하며, 전자 방출원의 수명이 향상되도록 하는 전자 방출 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the length uniformity of the electron emitting materials exposed on the surface of the electron emission source to avoid the phenomenon of electron emission concentrated on the specific electron emitting materials, the current The present invention provides a method for manufacturing an electron emission display device that can increase the density significantly, enable low voltage driving, and improve the lifetime of the electron emission source.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 제1전극과 통전되도록 전자 방출원을 형성하는 단계(a); 전자 방출원에 포함된 전자 방출 물질이 표면에 드러나도록 일으켜지도록 처리하는 단계(b); 상기 제1전극에 (-) 전압을 인가하고, 상기 제1전극과 상기 전자 방출원으로부터 소정 간격 이격된 제2전극에 (+) 전압을 인가하여 전자 방출 물질에서 전자가 방출되도록 하는 단계(c); 및 상기 단계(c)와 동시에 전자 방출 물질 중 소정 길이 이상의 전자 방출 물질의 고유 진동수와 실질적으로 유사한 진동수의 고주파를 상기 전자 방출원에 가하여 공명을 일으키면서 소정 길이 이상의 전자 방출 물질을 선택적으로 열화시키는 단계(d)를 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법을 제공함으로서 달성된다. The object of the present invention as described above comprises the steps of: (a) forming an electron emission source to be energized with the first electrode; (B) treating the electron-emitting material included in the electron-emitting source to be exposed to the surface; Applying a negative voltage to the first electrode and applying a positive voltage to the second electrode spaced a predetermined distance from the first electrode and the electron emission source to emit electrons from the electron emission material (c ); And at the same time as step (c), applying a high frequency of a frequency substantially similar to the natural frequency of the electron emitting material of a predetermined length or more in the electron emitting material to the electron emitting source to selectively degrade the electron emitting material of the predetermined length or more. It is achieved by providing a method of manufacturing an electron emitting device comprising step (d).

여기서, 상기 단계(d)는 표면에 노출된 전자 방출 물질의 길이 균일도가 0.3 이하가 될 때까지 수행되는 것이 바람직하다. Here, step (d) is preferably performed until the length uniformity of the electron-emitting material exposed on the surface is 0.3 or less.

여기서, 상기 단계(d)는 초기에 가장 길이가 긴 것으로 파악된 전자 방출 물질의 길이를 기준으로 주파수를 선정하여 고주파를 가하는 작업을 시작하고, 차츰 주파수를 낮추면서 길이 균일도가 0.3 이하가 되는 길이를 기준으로 계산된 주파수를 가할 때까지 진행되는 것이 바람직하다. Here, the step (d) starts the operation of applying a high frequency by selecting a frequency based on the length of the electron emitting material initially found to be the longest, and gradually decreasing the frequency while the length uniformity is 0.3 or less It is preferable to proceed until the applied frequency calculated on the basis of.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 전자 방출 표시 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 부분 절개 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view schematically illustrating the structure of an electron emission display device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 전자 방출 표시 소자(100)는 전자 방출 소자(101) 및 상기 전자 방출 소자(101)의 전방에 배치된 전면 패널(102)을 포함한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the electron emission display device 100 includes an electron emission device 101 and a front panel 102 disposed in front of the electron emission device 101.

상기 전자 방출 소자(101)는, 제1기판(110), 캐소오드 전극(120), 게이트 전극(140), 제1 절연체층(130) 및 전자 방출원(150)을 포함한다. The electron emission device 101 includes a first substrate 110, a cathode electrode 120, a gate electrode 140, a first insulator layer 130, and an electron emission source 150.

상기 제1기판(110)은 소정의 두께를 가지는 판상의 부재로, 석영 유리, 소량의 Na과 같은 불순물을 함유한 유리, 판유리, SiO2가 코팅된 유리 기판, 산화 알루미늄 또는 세라믹 기판이 사용될 수 있다. 또한, 플랙서블 디스플레이 장치(flexible display apparatus)를 구현하는 경우에는 유연한 재질이 사용될 수도 있다. The first substrate 110 is a plate-shaped member having a predetermined thickness. Quartz glass, glass containing a small amount of impurities such as Na, glass, SiO 2 coated glass substrate, aluminum oxide or ceramic substrate may be used. . In addition, when implementing a flexible display apparatus, a flexible material may be used.

상기 캐소오드 전극(120)은 상기 제1기판(110) 상에 일 방향으로 연장되도록 배치되고, 통상의 전기 도전 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd 등의 금속 또는 그 합금으로 만들어질 수 있다. 또는, Pd, Ag, RuO2, Pd-Ag 등의 금속 또는 금속 산화물과 유리로 구성된 인쇄된 도전체로 만들어질 수 있다. 또는, ITO, In2O3 또는 SnO2 등의 투명 도전체, 또는 다결정실리콘(polysilicon) 등의 반도체 물질로 만들어 질 수 있다. 특히 제조 공정 중에 상기 제1기판(110)의 후방으로부터 빛을 투과하도록 하는 공정이 필요한 경우에는 ITO, In2O3 또는 SnO2 등의 투명 도전체가 사용되는 것이 바람직하다. The cathode electrode 120 is disposed to extend in one direction on the first substrate 110 and may be made of a conventional electrically conductive material. For example, it may be made of a metal such as Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd or an alloy thereof. Alternatively, it may be made of a printed conductor composed of metal or metal oxide and glass such as Pd, Ag, RuO 2 , Pd-Ag and the like. Alternatively, it may be made of a transparent conductor such as ITO, In 2 O 3 or SnO 2 , or a semiconductor material such as polysilicon. In particular, when a process for transmitting light from the rear of the first substrate 110 is required during the manufacturing process, it is preferable to use a transparent conductor such as ITO, In 2 O 3 or SnO 2 .

상기 게이트 전극(140)은 상기 캐소오드 전극(120)과 상기 절연체층(130)을 사이에 두고 배치되고, 상기 캐소오드 전극(120)과 같이 통상의 전기 도전 물질로 만들어질 수 있다. The gate electrode 140 may be disposed with the cathode electrode 120 and the insulator layer 130 interposed therebetween, and may be made of a conventional electrically conductive material like the cathode electrode 120.

또한, 단순히 램프로서 가시광선을 발생시키는 것이 아니라 화상을 구현하기 위해서는 상기 캐소오드 전극(120) 및 상기 게이트 전극(140)이 서로 교차하도록 배치되는 것이 바람직하다. In addition, the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 may be disposed to cross each other in order to implement an image instead of simply generating visible light as a lamp.

또한, 상기 게이트 전극(140)들과 상기 캐소드 전극(120)들이 교차하는 영역들에는 전자 방출원 홀(131)들이 형성하여, 그 내부에 전자 방출원(150)을 배치한다. Further, electron emission source holes 131 are formed in regions where the gate electrodes 140 and the cathode electrode 120 cross each other, and the electron emission source 150 is disposed therein.

상기 절연체층(130)은, 상기 게이트 전극(140)과 상기 캐소오드 전극(120) 사이에 배치되어 상기 캐소오드 전극(120)과 게이트 전극(140)을 절연함으로써 두 전극 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지한다. The insulator layer 130 is disposed between the gate electrode 140 and the cathode electrode 120 to insulate the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 to generate a short between the two electrodes. prevent.

상기 전자 방출원(150)은 상기 캐소오드 전극(120)과 통전되도록 배치되고, 상기 게이트 전극(140)에 비해서는 높이가 낮게 배치된다. 상기 전자 방출원(150)에는 카본 물질 또는 나노 물질이 전자 방출 물질로 사용된다. 특히, 일함수가 작고, 베타 함수가 큰 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube: CNT), 그래파이트, 다이아몬드 및 다이아몬드상 카본 등의 카본 물질이나, 또는 나노 튜브, 나노 와이어, 나노 로드 등의 나노 물질이 사용될 수 있다. 이중 카본 나노 튜브는 전자 방출 특성이 우수하여 저전압 구동이 용이하므로, 이를 전자 방출원으로 사용하는 장치의 대면적화에 유리하다. The electron emission source 150 is disposed to be energized with the cathode electrode 120, and has a lower height than the gate electrode 140. In the electron emission source 150, a carbon material or a nano material is used as the electron emission material. In particular, carbon materials such as carbon nanotubes (CNT) having a small work function and high beta functions, graphite, diamond and diamond-like carbon, or nanomaterials such as nanotubes, nanowires, and nanorods may be used. Can be. Since the double carbon nanotubes have excellent electron emission characteristics and are easy to operate at low voltages, the carbon nanotubes are advantageous for the large area of a device using them as an electron emission source.

지금까지 설명한 것과 같은 구성을 가지는 전자 방출 소자(101)는 캐소오드 전극에 (-) 전압을 인가하고, 게이트 전극에 (+) 전압을 인가하여 상기 캐소오드 전극(120)과 상기 게이트 전극(140) 사이에 형성되는 전계에 의해 상기 전자 방출원으로부터 전자가 방출되도록 할 수 있다. The electron emission device 101 having the same configuration as described above applies a negative voltage to a cathode electrode and a positive voltage to a gate electrode to apply the cathode electrode 120 and the gate electrode 140. The electrons are emitted from the electron emission source by the electric field formed between

상기 전면 패널(102)은 형광체층(70)을 포함한다. The front panel 102 includes a phosphor layer 70.

상기 형광체층(70)은 가속된 전자에 의해 여기되어 가시광선을 방생시키는 CL(Cathode Luminescence)형 형광체로 만들어진다. 상기 형광체층(70)에 사용될 수 있는 형광체로는 예를 들어, SrTiO3:Pr, Y2O3:Eu, Y2O3S:Eu 등을 포함하는 적색광용 형광체나, Zn(Ga, Al)2O4:Mn, Y3(Al, Ga)5O12:Tb, Y2SiO5:Tb, ZnS:Cu,Al 등을 포함하는 녹색광용 형광체나, Y2SiO5:Ce, ZnGa2O4, ZnS:Ag,Cl 등을 포함하는 청색광용 형광체가 있다. 물론 여기에 언급한 형광체들로 한정되는 것은 아니다. The phosphor layer 70 is made of a CL (Cathode Luminescence) phosphor that is excited by the accelerated electrons to generate visible light. Phosphors that can be used in the phosphor layer 70 include, for example, red phosphors including SrTiO 3 : Pr, Y 2 O 3 : Eu, Y 2 O 3 S: Eu, or Zn (Ga, Al ) 2 O 4 : Mn, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, Y 2 SiO 5 : Phosphor for green light including Tb, ZnS: Cu, Al, or Y 2 SiO 5 : Ce, ZnGa 2 There is a blue light phosphor containing O 4 , ZnS: Ag, Cl and the like. Of course, it is not limited to the phosphors mentioned herein.

상기 전면 패널(102)은 상기 형광체층으로 전자를 유인하는 애노드 전극(80)과, 상기 형광체층과 상기 애노드 전극을 지지하는 제2기판(90)을 더 포함할 수 있다. The front panel 102 may further include an anode electrode 80 for attracting electrons to the phosphor layer, and a second substrate 90 for supporting the phosphor layer and the anode electrode.

상기 제2기판(90)은 상기 제1기판(110)과 마찬가지로 소정의 두께를 가지는 판상의 부재로, 상기 제1기판(110)과 동일한 소재로 만들어질 수 있다. 상기 애노드 전극(80)은 상기 캐소오드 전극(120) 및 게이트 전극(140)과 마찬가지로 통상의 전기 도전성 물질로 만들어진다. 특히, 상기 애노드 전극(80)은 투명 전극으로 형성되어 형광체층에서 발생한 가시광선이 전방으로 투과될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The second substrate 90 is a plate-like member having a predetermined thickness like the first substrate 110 and may be made of the same material as the first substrate 110. The anode electrode 80 is made of a conventional electrically conductive material similarly to the cathode electrode 120 and the gate electrode 140. In particular, the anode electrode 80 is preferably formed as a transparent electrode so that visible light generated in the phosphor layer can be transmitted to the front.

상기 제1기판(110)을 포함하는 전자 방출 소자(101)와 상기 형광체층(70)을 포함하는 전면 패널(102)은 서로 소정의 간격을 유지하면서 대향되어 발광 공간(103)을 형성하여 전자 방출 표시 소자(100)를 구성한다. 그리고, 상기 전자 방출 소자(101)와 전면 패널(102) 사이의 간격의 유지를 위해 스페이서(60)들이 배치된다. 상기 스페이서(60)는 절연물질로 만들어질 수 있다. 또한, 내부의 발광 공간 (103)을 진공으로 유지하기 위해 프리트(frit)로 전자 방출 소자(101)와 전면 패널(102)이 형성하는 발광 공간(103)의 둘레를 밀봉하고, 내부의 공기 등을 배기한다. 이러한 구성을 가지는 전자 방출 표시 소자(100)는 다음과 같이 동작한다. The electron emission device 101 including the first substrate 110 and the front panel 102 including the phosphor layer 70 face each other while maintaining a predetermined distance therebetween to form an emission space 103. The emission display device 100 is constituted. In addition, spacers 60 are disposed to maintain a gap between the electron emission device 101 and the front panel 102. The spacer 60 may be made of an insulating material. In addition, in order to maintain the interior light emitting space 103 in a vacuum, the circumference of the light emitting space 103 formed by the electron emission element 101 and the front panel 102 is sealed with frit, Exhaust. The electron emission display device 100 having such a configuration operates as follows.

전자 방출을 위해 캐소오드 전극(120)에 (-) 전압을 인가하고, 게이트 전극(140)에는 (+) 전압을 인가하여 캐소오드 전극(120)에 설치된 전자 방출원(150)으로부터 전자가 방출될 수 있게 한다. 또한, 애노드 전극(80)에 강한 (+)전압을 인가하여 애노드 전극(80) 방향으로 방출된 전자를 가속시킨다. 이와 같이 전압이 인가되면, 전자 방출원(150)을 구성하는 침상의 물질들로부터 전자가 방출되어 게이트 전극(140)을 향해 진행하다가 애노드 전극(80)을 향해 가속된다. 애노드 전극(80)을 향하여 가속된 전자는 애노드 전극(80)측에 위치하는 형광체층(70)에 부딪히면서 형광체층을 여기시켜 가시광선을 발생시키게 된다. Electrons are emitted from the electron emission source 150 installed on the cathode electrode 120 by applying a negative voltage to the cathode electrode 120 and applying a positive voltage to the gate electrode 140 for electron emission. To be possible. In addition, a strong (+) voltage is applied to the anode electrode 80 to accelerate electrons emitted toward the anode electrode 80. When the voltage is applied in this way, electrons are emitted from the needle-like materials constituting the electron emission source 150, proceed toward the gate electrode 140, and are accelerated toward the anode electrode 80. Electrons accelerated toward the anode electrode 80 impinge on the phosphor layer 70 positioned on the anode electrode 80 to excite the phosphor layer to generate visible light.

이하에서는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법으로 그 전자 방출원의 표면 처리를 수행하는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of performing surface treatment of the electron emission source by the method of manufacturing an electron emission device according to the present invention will be described.

도 3에는 전자 방출원의 표면의 확대도가 도시되어 있고, 도 4에는 길이가 길던 전자 방출 물질의 길이가 짧아진 상태의 전자 방출원의 표면 확대도가 도시되어 있으며, 도 5에는 이러한 전자 방출 소자의 표면 처리 과정을 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법을 단계적으로 보여주는 순서도가 도시되어 있다. 3 shows an enlarged view of the surface of the electron emission source, and FIG. 4 shows an enlarged view of the surface of the electron emission source with a shorter length of the electron emitting material, and FIG. 5 shows such an electron emission. A flow chart showing step by step a method of manufacturing an electron emitting device including surface treatment of the device is shown.

캐소오드 전극, 절연체층, 게이트 전극 및 전자 방출원을 캐소오드 전극 상에 형성하는 공정은 공지의 공정을 이용할 수 있다. 공지의 공정에 대한 상세한 설명은 생략하고, 여기서는 캐소오드 전극에 전자 방출원이 통전되도록 설치된 상태(S1)와 전자 방출 물질이 전방을 향하여 일으켜 세워지는 활성화 단계(S2) 이후에 대해 설명한다. The process of forming a cathode electrode, an insulator layer, a gate electrode, and an electron emission source on a cathode electrode can use a well-known process. The detailed description of the known process will be omitted, and a description will be given of the state S1 installed so that an electron emission source is energized in the cathode electrode and the activation step S2 in which the electron emission material is raised forward.

도 3에 도시된 것과 같이 전자 방출 물질의 길이 균일도가 확보되지 못한 상태에서, 상기 캐소오드 전극(120)(도 1 및 도 2)에는 (-) 전압을 인가하고, 상기 애노드 전극(80) 또는 상기 게이트 전극(140) 중 어느 하나 이상에 (+) 전압을 인가하여 전자 방출 물질로부터 전자가 방출되도록 한다(S3). 이때 길이가 긴 전자 방출 물질(151a)들에서만 전자 방출이 이루어진다. In the state where the length uniformity of the electron emission material is not secured as shown in FIG. 3, a negative voltage is applied to the cathode electrode 120 (FIGS. 1 and 2), and the anode electrode 80 or A positive voltage is applied to at least one of the gate electrodes 140 to emit electrons from the electron emission material (S3). At this time, electron emission is performed only in the long electron emitting materials 151a.

이와 동시에 소정 길이 이상의 전자 방출 물질(151a)만을 열화시키기 위해 다음의 수학식 1을 참조하여 계산된 주파수의 고주파를 전자 방출 물질에 가한다(S4). At the same time, in order to deteriorate only the electron emitting material 151a having a predetermined length or more, a high frequency of the frequency calculated by referring to Equation 1 below is applied to the electron emitting material (S4).

Figure 112005062636675-PAT00001
Figure 112005062636675-PAT00001

여기서, f는 주파수, m은 전자 방출 물질의 질량, k는 전자 방출 물질의 탄성계수를 나타낸다. 전자 방출 물질은 직경이 거의 균일하기 때문에 길이를 정하면 그 질량을 계산할 수 있다. Where f is the frequency, m is the mass of the electron-emitting material, and k is the elastic modulus of the electron-emitting material. Since the electron emitting material is almost uniform in diameter, the mass can be calculated by determining the length.

처음에는 가장 긴 것으로 파악되는 전자 방출 물질(151a)의 길이를 기준으로 주파수를 계산하여 그 주파수를 가하기 시작하고, 열화가 진행되어 그 길이들이 짧아지면, 차츰 원하는 길이 균일도의 범위에 가까운 길이 기준을 참조하여 주파수가 낮은 고주파로 변화시켜가면서 고주파를 가한다. At first, the frequency is calculated based on the length of the electron emitting material 151a, which is found to be the longest, and the frequency is started to be applied, and when deterioration progresses and the lengths thereof become short, gradually the length reference close to the desired length uniformity range is obtained. The high frequency is applied while changing to the high frequency with low frequency.

고주파가 가해지면 그 기준이 된 길이의 전자 방출 물질은 자신의 고유 진동수와 동일 또는 유사한 주파수의 고주파에 의해 공명을 일으켜 빠르게 열화되어 길이가 짧아진다. When a high frequency is applied, the electron-emitting material having a reference length is resonated by a high frequency of the same or similar frequency as its natural frequency, so it deteriorates rapidly and becomes short.

전체적으로 전자 방출원의 표면에 노출된 전자 방출 물질(151a, 151b)들의 길이 균일도가 0.3이하가 되면 고주파를 가하는 작업을 완료한다. When the length uniformity of the electron emission materials 151a and 151b exposed to the surface of the electron emission source as a whole becomes less than 0.3, the operation of applying high frequency is completed.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면 전자 방출원 표면에 노출된 전자 방출 물질들의 길이 균일도를 향상시켜 특정 전자 방출물질들로 전자 방출이 집중되는 현상을 피하고, 전류 밀도가 크게 증가시킬 수 있으며, 또한 저전압 구동이 가능하며, 전자 방출원의 수명이 향상된 전자 방출 소자를 제조할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to improve the length uniformity of the electron emission materials exposed on the surface of the electron emission source, to avoid the concentration of electron emission to specific electron emission materials, and to greatly increase the current density. In addition, low-voltage driving is possible, and an electron emission device having an improved lifetime of an electron emission source can be manufactured.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (3)

제1전극과 통전되도록 전자 방출원을 형성하는 단계(a); (A) forming an electron emission source to be energized with the first electrode; 전자 방출원에 포함된 전자 방출 물질이 표면에 드러나도록 일으켜지도록 처리하는 단계(b); (B) treating the electron-emitting material included in the electron-emitting source to be exposed to the surface; 상기 제1전극에 (-) 전압을 인가하고, 상기 제1전극과 상기 전자 방출원으로부터 소정 간격 이격된 제2전극에 (+) 전압을 인가하여 전자 방출 물질에서 전자가 방출되도록 하는 단계(c); 및 Applying a negative voltage to the first electrode and applying a positive voltage to the second electrode spaced a predetermined distance from the first electrode and the electron emission source to emit electrons from the electron emission material (c ); And 상기 단계(c)와 동시에 전자 방출 물질 중 소정 길이 이상의 전자 방출 물질의 고유 진동수와 실질적으로 유사한 진동수의 고주파를 상기 전자 방출원에 가하여 공명을 일으키면서 소정 길이 이상의 전자 방출 물질을 선택적으로 열화시키는 단계(d)를 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법. At the same time as the step (c), selectively deteriorating the electron-emitting material of the predetermined length or more while applying resonance to the electron-emitting source by applying a high frequency of a frequency substantially similar to the natural frequency of the electron-emitting material of the electron-emitting material of the predetermined length or more. The manufacturing method of the electron emission element containing (d). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 단계(d)는 표면에 노출된 전자 방출 물질의 길이 균일도가 0.3 이하가 될 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. The step (d) is carried out until the length uniformity of the electron-emitting material exposed to the surface is 0.3 or less, characterized in that the manufacturing method of the electron-emitting device. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 단계(d)는 초기에 가장 길이가 긴 것으로 파악된 전자 방출 물질의 길이를 기준으로 주파수를 선정하여 고주파를 가하는 작업을 시작하고, 차츰 주파수 를 낮추면서 길이 균일도가 0.3 이하가 되는 길이를 기준으로 계산된 주파수를 가할 때까지 진행되는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. Step (d) starts the operation of applying a high frequency by selecting a frequency based on the length of the electron emitting material found to be the longest at the beginning, and gradually decreasing the frequency and referring to a length of 0.3 or less in length uniformity. The method of manufacturing an electron emitting device according to claim 1, wherein the process proceeds until a frequency calculated as
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