KR20070046658A - Electron emission display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 위에 제공되는 구동 전극들과, 상기 구동 전극들에 의해 제어되는 전자 방출부들과, 상기 구동 전극들 상부에서 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부들을 형성하는 집속 전극과, 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 적색, 녹색 및 청색의 형광층들과, 상기 형광층들의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극과, 상기 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 복수의 스페이서들 및 상기 집속 전극 중 적어도 상기 스페이서와 인접하는 부위에 저항층을 포함한다.The present invention relates to an electron emission display device, and more particularly, to an electron emission display device according to an embodiment of the present invention, a first substrate and a second substrate disposed to face each other, a driving electrode provided on the first substrate and And electron emission parts controlled by the driving electrodes, a focusing electrode positioned to be insulated from the driving electrodes on the driving electrodes, forming openings for passing an electron beam, and a red formed on one surface of the second substrate. And green and blue fluorescent layers, an anode formed on one surface of the fluorescent layers, a plurality of spacers maintaining a distance between the first substrate and the second substrate, and at least one of the focusing electrodes A resistive layer is included in the site | part to make.
전자방출, 스페이서, 집속전극, 저항층 Electron emission, spacer, focusing electrode, resistive layer
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the electron emission display device shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of an electron emission display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집속 전극과 스페이서의 저항차이에 의한 전자빔의 왜곡을 개선한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emission display device, and more particularly, to an electron emission display device having improved distortion of an electron beam due to a difference in resistance between a focusing electrode and a spacer.
일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)을 이용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방식으로 분류될 수 있다.In general, an electron emission element may be classified into a method using a hot cathode and a cold cathode according to the type of electron source.
여기서, 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는 전계 방출 어레이(Field Emitter Array; 이하 'FEA'라 함)형, 표면 전도 에미션(Surface-Conduction Emission; 이하 'SCE'라 함)형, 금속-절연층-금속(Metal-Insulator-Metal; 이하 'MIM'이라 함)형 및 금속-절연층-반도체(Metal-Insulator-Semiconductor; 이하 'MIS'라 함)형 등이 알려져 있다.Here, the electron emission device using the cold cathode may be a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, metal Metal-Insulator-Metal (hereinafter referred to as 'MIM') type and Metal-Insulator-Semiconductor (hereinafter referred to as 'MIS') type are known.
이 중 FEA형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 이 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비하며, 전자 방출부의 물질로 일 함수(work function)가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물이나, 탄소 나노튜브와 흑연 및 다이아몬드상 탄소와 같은 탄소계 물질을 사용하여 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한다.Among them, the FEA type electron emission device includes an electron emission unit and driving electrodes for controlling electron emission of the electron emission unit, and includes one cathode electrode and one gate electrode, and has a low work function as a material of the electron emission unit. Or a high aspect ratio material, such as molybdenum (Mo) or silicon (Si), with a sharp tip structure, or an electric field in vacuum using carbon-based materials such as carbon nanotubes and graphite and diamond-like carbon. By using the principle that the electron is easily emitted by.
한편, 전자 방출 소자는 일 기판에 어레이를 이루며 형성되어 전자 방출 디바이스(electron emission device)를 구성하고, 전자 방출 디바이스는 형광층과 애노드 전극 등으로 이루어진 발광 유닛이 구비된 다른 기판과 결합하여 전자 방출 표시 디바이스(electron emission display device)를 구성한다.On the other hand, the electron emission elements are formed in an array on one substrate to form an electron emission device, and the electron emission device is combined with another substrate having a light emitting unit composed of a fluorescent layer and an anode electrode to emit electrons. A display device (electron emission display device) is constituted.
즉, 통상의 전자 방출 디바이스는 전자 방출부와 더불어 주사 전극들과 데이터 전극들로 기능하는 복수의 구동 전극들을 구비하여 전자 방출부와 구동 전극들의 작용으로 화소별 전자 방출의 온/오프와 전자 방출량을 제어한다. 그리고 전자 방출 표시 디바이스는 전자 방출부에서 방출된 전자들로 형광층을 여기시켜 소정의 발광 또는 표시 작용을 한다.That is, the conventional electron emitting device includes a plurality of driving electrodes that function as scan electrodes and data electrodes in addition to the electron emitting part, so that the electron emission amount and the electron emission amount per pixel are controlled by the action of the electron emitting part and the driving electrodes. To control. The electron emission display device excites the fluorescent layer with the electrons emitted from the electron emission unit to perform a predetermined light emission or display function.
전자 방출 표시 디바이스는 진공 용기를 구성하는 두 기판의 간격을 유지시 키도록 내부에 다수의 스페이서들을 구비한다. 이 스페이서는 전자의 흐름이 지속적으로 발생하는 진공의 내부 공간에 노출된다.The electron emission display device has a plurality of spacers therein to space the two substrates constituting the vacuum container. This spacer is exposed to the interior space of the vacuum where the flow of electrons continues to occur.
한편, 전자 방출 표시 디바이스는 전자 방출부에서 방출되는 전자빔의 집속을 위하여 최상부에 집속 전극을 구비하는데, 상기 스페이서는 통상 그에 차징된 전하를 집속 전극을 통하여 외부로 방전시키도록 집속 전극 위에 배치된다. 그런데, 스페이서는 일반적으로 고저항 재료로 형성되고, 집속 전극은 금속으로 이루어져 스페이서 주위에 방출되는 전자빔은 스페이서와 집속 전극의 저항 차이로 인하여 직진하지 못하고 어느 한쪽으로 왜곡되는 문제가 있다.On the other hand, the electron emission display device includes a focusing electrode at the top for focusing the electron beam emitted from the electron emission part, and the spacer is usually disposed on the focusing electrode to discharge the charge charged therefrom to the outside through the focusing electrode. However, the spacer is generally formed of a high resistance material, and the focusing electrode is made of a metal, and thus the electron beam emitted around the spacer does not go straight due to a difference in resistance between the spacer and the focusing electrode, which causes distortion.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스페이서 주위에 방출되는 전자빔의 직진성을 유지하도록 스페이서와 집속 전극 간의 저항 차이를 상쇄시킬 수 있는 전자 방출 표시 디바이스를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electron emission display device capable of canceling a difference in resistance between a spacer and a focusing electrode so as to maintain the straightness of an electron beam emitted around the spacer. have.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 위에 제공되는 구동 전극들과, 상기 구동 전극들에 의해 제어되는 전자 방출부들과, 상기 구동 전극들 상부에서 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부들을 형성하는 집속 전극과, 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 적색, 녹색 및 청색의 형광층들과, 상기 형광층들의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극과, 상기 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 복수의 스페이서들 및 상기 집속 전극 중 적 어도 상기 스페이서와 인접하는 부위에 저항층을 포함한다.In order to achieve the above object, an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate disposed opposite to each other, drive electrodes provided on the first substrate, and the drive electrodes. Electron emission parts controlled by the light emitting device, a focusing electrode which is insulated from the driving electrodes on the driving electrodes, and forms openings for passing an electron beam, and red, green, and blue fluorescent lights formed on one surface of the second substrate. Layers, an anode electrode formed on one surface of the fluorescent layers, a plurality of spacers for maintaining a distance between the first substrate and the second substrate, and a resistive layer on at least a portion of the focusing electrode adjacent to the spacer It includes.
또한, 상기 저항층은 상기 스페이서와 동일한 재료로 형성될 수 있으며, 이때, 상기 저항층은 유리 또는 세라믹으로 형성될 수 있다.In addition, the resistance layer may be formed of the same material as the spacer, and in this case, the resistance layer may be formed of glass or ceramic.
또한, 상기 집속 전극은 단일의 몸체로 이루어지고, 상기 저항층은 집속 전극의 전면(全面)에 형성될 수 있다.In addition, the focusing electrode may be formed of a single body, and the resistance layer may be formed on the entire surface of the focusing electrode.
또한, 상기 스페이서는 저항층 위에 형성되거나, 저항층에 형성되는 홀을 통하여 상기 집속 전극과 연결될 수 있다.In addition, the spacer may be formed on the resistive layer or may be connected to the focusing electrode through a hole formed in the resistive layer.
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 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission display device according to an exemplary embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the electron emission display device illustrated in FIG. 1.
도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(2)과 제2 기판(4)을 포함한다. 제1 기판(2)과 제2 기판(4)의 가장자리에는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10-6 torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.Referring to the drawings, the electron emission display device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 제1 기판(2) 중 제2 기판(4)과의 대향면에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이루며 배치되어 제1 기판(2)과 함께 전자 방출 디바이스를 구성하고, 전자 방출 디바이스가 제2 기판(4) 및 제2 기판(4)에 제공된 발광 유닛과 결합하여 전자 방출 표시 디바이스를 구성한다.On the opposite surface of the
먼저, 제1 기판(2) 위에는 제1 구동 전극인 캐소드 전극들(6)이 제1 기판(2)의 일 방향(도 1에서 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(6)을 덮으면서 제1 기판(2) 전체에 제1 절연층(8)이 형성된다. 제1 절연층(8) 위에는 제2 구동 전극인 게이트 전극들(10)이 캐소드 전극(6)과 직교하는 방향(도 1에서 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.First, the
상기 캐소드 전극들(6)과 게이트 전극들(10)의 교차 영역이 단위 화소를 이루며, 캐소드 전극들(6) 위로 각 단위 화소마다 전자 방출부들(12)이 형성된다. 그리고 제1 절연층(8)과 게이트 전극들(10)에는 각 전자 방출부(12)에 대응하는 개구부(82, 102)가 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 한다.An intersection area between the
전자 방출부(12)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(12)는 탄소 나노튜브(CNT), 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소(DLC), 플러렌(C60), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질을 포함할 수 있다.The
다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.On the other hand, the electron emission portion may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum (Mo) or silicon (Si).
전자 방출부들(12)은 각 단위 화소에서 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10) 중 어느 한 전극, 일례로 캐소드 전극(6)의 길이 방향을 따라 일렬로 위치할 수 있 으며, 원형의 평면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 단위 화소별 전자 방출부들(12)의 배열 형상과 전자 방출부(12)의 평면 형상은 도시한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.The
또한, 상기에서는 제1 절연층(8)을 사이에 두고 게이트 전극들(10)이 캐소드 전극들(6) 상부에 위치하는 구조에 대해 설명하였으나, 게이트 전극들이 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 하부에 위치하는 구조도 가능하며, 이 경우 전자 방출부들은 제1 절연층 위에서 캐소드 전극의 측면에 형성될 수 있다.In addition, in the above, the structure in which the
그리고 게이트 전극들(10)과 제1 절연층(8) 위로 집속 전극(14)이 형성된다. 집속 전극(14) 하부에는 제2 절연층(16)이 위치하여 게이트 전극들(10)과 집속 전극(14)을 절연시키고, 집속 전극(14)과 제2 절연층(16)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(142, 162)가 각각 마련된다.The focusing
집속 전극(14)의 개구부(142)는 단위 화소마다 하나씩 형성되어 집속 전극(14)이 하나의 단위 화소에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속하거나, 각 게이트 전극(10) 개구부(102)마다 하나씩 형성되어 각 전자 방출부(12)에서 방출되는 전자들을 개별적으로 집속할 수 있다. 도면에서는 일례로 전자(前者)의 경우를 도시하였다.One opening 142 of the focusing
또한, 집속 전극(14)은 제1 기판(2) 전체에 단일의 몸체를 이루어질 수 있다.In addition, the focusing
다음으로, 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(18), 일례로 적색, 녹색 및 청색의 형광층들(18)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(18) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(20)이 형성된다. 형광층(18)은 제1 기판(2)에 설정된 단위 화소마다 하나의 형광층(18)이 대응하도록 배치될 수 있다.Next, a
그리고 형광층(18)과 흑색층(20)의 일면에는 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(22)이 형성된다. 애노드 전극(22)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(18)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(18)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An
한편, 애노드 전극은 금속막이 아닌 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(4)을 향한 형광층(18)과 흑색층(20)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극은 전술한 투명 도전막과 금속막을 동시에 사용하는 구조도 가능하다.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 is positioned on one surface of the
그리고 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(24)이 배치된다. 스페이서들(24)은 형광층(18)을 침범하지 않도록 흑색층(20)에 대응하여 위치한다. 스페이서들은 벽체형, 원 기둥형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 도 1에서는 일례로 벽체형 스페이서를 도시하였다.In addition,
스페이서(24)는 집속 전극(14)과 애노드 전극(22)과의 단락(short)를 방지하기 위하여 고저항 재료인 유리(glass) 또는 세라믹으로 이루어진다.The
본 실시예에서 집속 전극(14) 위에는 저항층(26)이 적층되고, 스페이서(24) 는 저항층(26)과 애노드 전극(22) 사이에 형성된다. 저항층(26)은 스페이서(24)와 이웃한 개구부(142)에서 방출되는 전자빔이 스페이서(24)와 집속 전극(14) 간의 저항 차이로 인하여 발생할 수 있는 전자빔의 왜곡 현상을 방지한다. 즉, 스페이서(24)는 고저항 재료로 이루어져 저항값이 높고, 집속 전극(14)은 금속으로 이루어져 저항값이 낮기 때문에 이들의 저항값 차이는 매우 크게 형성되는데, 상기 저항층(26)은 스페이서(24)와 저항값의 차이가 적은 재료로 이루어져 집속 전극(14) 위에 형성되므로 스페이서(24)와의 저항 차이를 감소시켜 전자빔 주위를 균일한 저항 환경으로 만들어준다.In this embodiment, a
저항층(26)은 스페이서(24)와 저항 차이가 없는 즉, 스페이서(24)의 재료와 동일한 재료(유리 또는 세라믹)로 형성되는 것이 바람직하다.The
그리고, 저항층(26)은 도 2에 도시된 바와 같이, 집속 전극(14)의 전면(全面)에 형성될 수 있으며, 이때 저항층(26)은 집속 전극(14)의 개구부(142)에 대응하는 또 다른 개구부(262)를 구비한다. 또한, 저항층(26)은 최소한 스페이서(14)와 이웃하는 집속 전극(14) 위에 부분적으로 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도로서, 저항층이 집속 전극과 직접 연결되는 구조를 보여준다.3 is a partial cross-sectional view of an electron emission display device according to another exemplary embodiment, and illustrates a structure in which a resistive layer is directly connected to a focusing electrode.
도 3에 도시된 바와 같이, 스페이서(24)는 저항층(26)에 형성된 홀(264)에 삽입되어 집속 전극(14)과 직접 접촉한다. 따라서, 스페이서(24)가 차징된 경우 전하를 집속 전극(14)을 통하여 외부로 보낼 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the
상기한 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극(6), 게이 트 전극(10), 집속 전극(14) 및 애노드 전극(22)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다.The electron emission display device having the above configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the
일례로 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 주사 전극들로 기능하고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 집속 전극(14)은 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(22)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가받는다.For example, any one of the
그러면 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)간 전압 차가 임계치 이상인 단위 화소들에서 전자 방출부(12) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(14)의 개구부(142)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되며, 애노드 전극(22)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 단위 화소의 형광층(18)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.As a result, an electric field is formed around the
전술한 구동 과정에 있어서, 스페이서(24)는 이와 저항값이 거의 동일한 저항층(26) 위에 형성되어 스페이서(24)와 집속 전극(14) 간의 저항 차이를 감소시키며, 이에 따라 전자빔은 저항차이로 인하여 어느 한쪽으로 치우치지 않고 본래의 전자빔 경로를 유지하게 된다.In the above-described driving process, the
본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 전계 방출 어레이(FEA)형에 대해서만 적용되었으나, 이에 한정되지 않으며, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형 및 금속-절연층-반도체(MIS)형 등 다양하게 적용될 수 있 다.The electron emission display device according to the embodiment of the present invention has been applied only to the field emission array (FEA) type, but is not limited thereto, and the surface conduction emission (SCE) type, the metal-insulating layer-metal (MIM) type, and the metal type. -It can be applied in various ways such as insulation layer-semiconductor (MIS) type.
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 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 집속 전극 위에 저항층을 구비함으로써, 스페이서와 집속 전극 간의 저항 불균일로 인하여 발생할 수 있는 전자빔의 왜곡 현상을 제거하고, 이에 따라 화면에서 스페이서 주위의 휘도 차이로 인하여 발생하는 스페이서 감지 현상을 제거하여 고화질의 영상을 구현한다.As described above, the electron emission display device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a resistance layer on the focusing electrode, thereby eliminating the distortion of the electron beam, which may be caused by the resistance unevenness between the spacer and the focusing electrode, and thus the screen. In order to realize high quality image by eliminating the spacer detection phenomenon caused by the difference in luminance around the spacer.
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Publications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |