KR20070077958A - 전자방출 표시소자의 활성화 장치 - Google Patents

전자방출 표시소자의 활성화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치는, 표시 영역에 전자방출소자가 형성된 전자방출기판과; 상기 전자방출기판이 안착되는 지지대와; 상기 전자방출기판과 소정 간격이 이격되며 상기 지지대의 양측에 평행하도록 마련된 가이드 레일과; 상기 가이드 레일상에 장착되며 일측에서 타측으로 이동하는 활성화 전극바를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치전자방출표시소자의 전자방출부에 균일한 전기장을 인가하여 활성화함으로써 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
전자방출부, 전기적 활성화

Description

전자방출 표시소자의 활성화 장치{ACTIVATION APPARATUS FOR ELECTRON EMISSION DEVICE}
도 1은 종래에 따른 전자방출 표시소자의 전기적 활성화 공정을 도시한 도면.
도 2는 종래에 따른 대형화 전자방출 표시소자의 전기적 활성화하는 것을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 전자방출기판의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 --- 지지대
120 --- 전자방출기판
130a, 130b --- 가이드 레일
140 --- 활성화 전극바
본 발명은 전자방출 표시소자의 활성화 장치에 관한 것으로, 특히 전자방출표시소자의 전자방출부에 균일한 전기장을 인가하여 활성화함으로써 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 전자방출 표시소자의 활성화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자 방출 표시장치는 화소마다 전자 방출 소자(Electron Emission Device)를 구비하는 표시장치이다. 전자방출 표시장치는 캐소드, 애노드 및 게이트전극을 갖는 3극관의 구조로 이루어진다. 구체적으로, 기판위에 일반적으로 스캔 전극으로 사용되는 캐소드전극이 형성되고, 캐소드 전극위에 홀을 갖는 절연층과 일반적으로 데이터전극으로 사용되는 게이트전극이 적층된다. 그리고, 홀 내부로 전자방출원인 이미터(emitter)가 형성되어 캐소드전극에 접촉한다.
이와 같이 구성된 전자방출 표시장치는 이미터에 고전계를 집중시켜 양자역학적인 터널(tunnel) 효과에 의해 전자를 방출시키고, 이미터로부터 방출된 전자가 캐소드전극 및 애노드전극 사이에 인가된 전압에 의해 가속되어 애노드전극에 형성된 RGB 형광층에 충돌함으로써, 형광체를 발광시켜 영상을 표현한다.
전자 방출 소자는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)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.
FEA 형 전자 방출 소자는 일 함수(Work Function)가 낮거나 β Function이 높은 물질을 전자 방출원으로 사용하여 진공 중에서 전계차에 의하여 전자가 방출 되는 원리를 이용한 것으로 선단이 뾰족한 팁 구조물이나 탄소계 물질 또는 나노물질을 전자 방출원을 적용한 소자가 개발되고 있다.
SCE 형 전자 방출 소자는 기판 상에 서로 마주보며 배치된 2개의 전극 사이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출부를 형성한 소자이다. 상기 소자는 전극에 전압을 인가하여 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 상기 미세 갭인 전자 방출부로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다.
MIM 형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출부를 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 금속쪽으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한 소자이다.
BSE 형 전자 방출 소자는 반도체의 사이즈를 반도체 중의 전자의 평균자유행정 보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여 오믹 전극 상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자공급층을 형성하고, 전자공급층위에 절연층과 금속박막을 형성하여 오믹전극과 금속박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다.
도 1은 종래에 따른 전자방출 표시소자의 전기적 활성화 공정을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 전자방출 표시소자는 캐소드기판(21)의 일측면에는 라인 형태의 캐소드전극(22)이 제공되며, 캐소드전극(22) 상부에는 전자방출부(23)가 제공된다. 캐소드기판(21)과 대향하는 애노드기판(11)에는 캐소드전극(22)과 수 직으로 교차하는 라인 형태의 애노드전극(12)이 제공되며, 애노드전극(12) 상부에는 전자방출부(23)로부터 방출된 전자가 충돌하여 발광하는 형광층(13)이 제공된다. 애노드기판(11)과 캐소드기판(21)이 봉착되는 영역에는 복수개의 스페이서(34)가 소정 간격만큼 이격되어 배열된다. 스페이서(34)는 애노드기판(11)과 캐소드기판(21) 중 어느 하나의 기판에 프릿(frit)에 의해 봉착된다.
이에 따라, 애노드기판(11) 또는 캐소드기판(21) 중 어느 하나의 기판에 스페이서(34)를 프릿에 의해 봉착하면, 스페이서(34)에 의해 일정 간격을 유지하게 된다.
그리고, 상기 전자방출 표시소자가 형성된 기판상의 상기 전자방출부가 전기적 활성화되도록 공정을 진행하게 된다.
보다 상세하게는, 상기 전자방출 표시소자가 형성된 전자방출기판과 에노드 전극이 형성된 화상형성기판은 좁은 간격(< 500㎛)을 유지한 상태에서 에노드 전극에 고전압(> 1kV)을 인가하게 된다. 이때, 전자방출부에는 2 V/㎛ 이상의 전기장이 형성되며 이에 의해 전자방출부의 배향 특성이 바뀌며, 어느 정도 이러한 전기적 활성화를 거친 전자방출부는 배향 특성을 가지며 고착된다. 따라서,전기적 활성화를 거치기 이전보다 낮은 전압에서 전자방출 표시소자가 구동할 수 있게 된다.
한편, 도 2는 종래에 따른 대형화 전자방출 표시소자의 전기적 활성화하는 것을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 전자방출 표시장치는 대형화가 진행되면서 기판 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 어렵게 된다.
이는, 표시영역의 구역별 전기장 산포가 커져서 전자방출 표시소자의 균일도 를 떨어뜨리는 요소로 작용한다. 이때, 사이드 스페이서를 사용하는 방법은 표시소자의 면적이 커질수록 화면 중앙이 주저 앉기 쉽게 되어 전기장의 산포가 불균일하게 되고, 이를 방지하기 위하여 중력 방향에 대하여 수직으로 세우게 되면 유리 기판 고유의 만곡 정도의 영향을 받게 되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 전자방출표시소자의 전자방출부에 균일한 전기장을 인가하여 활성화함으로써 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 전자방출 표시소자의 활성화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치는, 표시 영역에 전자방출소자가 형성된 전자방출기판과; 상기 전자방출기판이 안착되는 지지대와; 상기 전자방출기판과 소정 간격이 이격되며 상기 지지대의 양측에 평행하도록 마련된 가이드 레일과; 상기 가이드 레일상에 장착되며 일측에서 타측으로 이동하는 활성화 전극바를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 전자방출기판상의 표시 영역의 외곽인 비표시 영역에는 주사 전극 쇼팅바 및 데이터 전극 쇼팅바가 형성되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 전자방출기판과 상기 활성화 전극바는 1000 ㎛ 의 간격이 이격되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 활성화 전극바에는 10㎸ ~ 20 ㎸ 의 전압이 인가되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 주사 전극 쇼팅바 및 상기 데이터 전극 쇼팅바에 인가된 소정 전압과 상기 활성화 전극바에 인가된 전압의 전위차에 의해 상기 전자방출기판에 균일한 전기장을 인가하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 전자방출 표시소자의 전자방출부에 균일한 전기장을 인가하여 활성화함으로써 휘도 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자방출 표시소자의 활성화 장치는, 표시 영역에 전자방출소자가 형성된 전자방출기판(120)과; 상기 전자방출기판(120)이 안착되는 지지대(110)와; 상기 전자방출기판(110)과 소정 간격이 이격되며 상기 지지대(110)의 양측에 평행하도록 마련된 가이드 레일(130a,130b)과; 상기 가이드 레일(130a,130b) 상에 장착되며 일측에서 타측으로 이동하는 활성화 전극바(140)를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명의 전자방출 표시소자(100)는 크게 전자 방출 기판(120) 및 화상 형성 기판(미도시)을 포함한다. 또한, 전자 방출 기판(120)과 화상 형성 기판(미도시)의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 전자방출기판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 전자방출기판(120)은 비표시 영역과 표시 영역으로 나누어지며, 상기 표시 영역에는 캐소드 전극(122) 및 게이트 전극(124) 사이의 전압에 대응하 여 전자를 방출하는 기판으로서, 배면기판(121), 캐소드 전극(122), 절연층(123), 게이트 전극(124) 및 전자 방출부(125)를 구비하고, 비표시 영역에는 상기 캐소드 전극 및 상기 게이트 전극에 전압을 인가할 수 있는 주사 전극 쇼팅바 및 데이터 전극 쇼팅바(128, 129)가 형성되어 있다.
상기 배면 기판(121)은 일례로 유리 또는 실리콘 기판일 수 있으며, 전자방출부(125)로 CNT(Carbon NanoTube) 페이스트를 이용하여 후면 노광에 의해 이를 형성하는 경우에는 유리 기판과 같은 투명 기판이 바람직하다.
상기 캐소드 전극(122)은 배면 기판 상에 스트라이프 형태로 형성될 수 있다. 캐소드 전극(122)에는 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 데이터 신호 또는 주사 신호가 공급된다. 캐소드 전극(122)은 도전체일 수 있으며, 배면기판(121)과 동일한 이유로, 투명 도전체 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)일 수 있다.
상기 절연층(123)은 배면기판(121)과 캐소드 전극(122) 상부에 형성되며, 캐소드 전극(122)과 게이트 전극(124)을 전기적으로 절연한다. 절연층(123)은 절연 물질, 예컨대, PbO와 SiO2 혼합 유리질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극(124)은 절연층(123) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드 전극(122)과 교차하는 방향으로 배치되며, 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호가 공급된다. 게이트 전극(124)은 전도성이 양호한 금속, 예컨대 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 이들의 합금 중에서 선택된 적어도 하나의 도전성 금속 재 료로 이루어질 수 있다. 절연층(123) 및 게이트 전극(124)은 캐소드 전극(122)이 노출되도록 캐소드 전극(122)과 게이트 전극(124)의 교차영역에 적어도 하나의 제1 개구부(126)를 구비한다.
상기 전자 방출부(125)는 제1 개구부(126)에 의해 노출된 캐소드 전극(122) 상에 전기적으로 접속되어 위치하며, 카본 나노튜브; 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 또는 이들의 조합에 의한 나노튜브; 또는 Si 또는 SiC의 나노 와이어로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지대(110)는 상기 전자방출기판(120)을 안착하게 되며, 석정반 등과 같은 평탄도가 있는 기준판으로 형성한다.
상기 가이드 레일(130a,130b)은 상기 지지대(110)의 양측에 평행하도록 마련되며 상기 전자방출기판(120)과 소정간격이 이격되도록 설치된다.
상기 활성화 전극바(140)는 상기 가이드 레일(130a,130b) 상에 장착되며 일측에서 타측으로 이동하게 된다. 즉, 상기 활성화 전극바(140)는 상기 전자방출기판(120)과 소정 간격이 이격된 상태에서 상기 가이드 레일(130a,130b)을 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 이때, 바람직하게는 상기 전자방출기판(120)과 상기 활성화 전극바(140)는 1000 ㎛ 의 간격이 이격되도록 설치한다.
또한, 상기 활성화 전극바(140)에는 10㎸ ~ 20 ㎸ 의 전압이 인가되면서 이동하게 된다. 보다 상세하게는, 상기 활성화 전극바(140)에 인가된 전압은 상기 전자방출기판(120)의 주사 전극 쇼팅바 및 데이터 전극 쇼팅바(128,129)에 인가되는 전압과의 전위차에 의해 균일한 전기장이 발생하게 되어 상기 전자방출소자의 전자 방출부를 활성화하게 된다.
따라서, 상기 전자방출기판과 상기 활성화 전극바사이의 간격을 일정하게 유지하면서 인가되는 전압에 의해 기판 전체에 고른 전기장을 인가할 수 있고 전자방출부의 균일한 활성화를 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전자방출 표시소자의 활성화 장치는 전자방출 표시소자의 전자방출부에 균일한 전기장을 인가하여 활성화함으로써 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 표시 영역에 전자방출소자가 형성된 전자방출기판과;
    상기 전자방출기판이 안착되는 지지대와;
    상기 전자방출기판과 소정 간격이 이격되며 상기 지지대의 양측에 평행하도록 마련된 가이드 레일과;
    상기 가이드 레일상에 장착되며 일측에서 타측으로 이동하는 활성화 전극바를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시소자의 활성화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자방출기판상의 표시 영역의 외곽인 비표시 영역에는 주사 전극 쇼팅바 및 데이터 전극 쇼팅바가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시소자의 활성화 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전자방출기판과 상기 활성화 전극바는 1000 ㎛ 의 간격이 이격되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시소자의 활성화 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 활성화 전극바에는 10㎸ ~ 20 ㎸ 의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하 는 전자방출 표시소자의 활성화 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 주사 전극 쇼팅바 및 상기 데이터 전극 쇼팅바에 인가된 소정 전압과 상기 활성화 전극바에 인가된 전압의 전위차에 의해 상기 전자방출기판에 균일한 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시소자의 활성화 장치.
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