KR20070083115A - Electron emission device and electron emission display device using the same - Google Patents

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KR20070083115A
KR20070083115A KR1020060016407A KR20060016407A KR20070083115A KR 20070083115 A KR20070083115 A KR 20070083115A KR 1020060016407 A KR1020060016407 A KR 1020060016407A KR 20060016407 A KR20060016407 A KR 20060016407A KR 20070083115 A KR20070083115 A KR 20070083115A
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이상조
안상혁
전상호
조진희
홍수봉
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

An electron emission device and an electron emission display device using the same are provided to minimize a voltage drop effect of a cathode electrode by reducing effectively line resistance of the cathode electrode. An electron emission device includes a substrate(10), a plurality of cathode electrodes(14) formed on the substrate, a plurality of gate electrodes(18) insulated from the cathode electrodes, and electron emission units(22) connected electrically with the cathode electrodes. Each of the cathode electrodes includes a main electrodes(141), a plurality of isolation electrodes(142), and a resistance layer(143). The main electrode includes an aperture formed at a unit pixel on the substrate and is formed with a metal layer. The resistance layers are isolated from the main electrode within the aperture. The electron emission unit is positioned on one side of the isolation electrode. The isolation is formed with a transparent conductive layer. The resistance layer is formed to connect electrically the main electrode with the isolation electrodes.

Description

전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스 {ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE USING THE SAME}ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE USING THE SAME

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 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of an electron emission display device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 1에 도시한 캐소드 전극의 부분 확대 평면도이다.3 is a partially enlarged plan view of the cathode electrode illustrated in FIG. 1.

본 발명은 전자 방출 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극의 라인 저항을 줄이기 위하여 전극 구조를 개선한 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스에 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 electrode structure in order to reduce line resistance of an electrode, and an electron emitting display device using the same.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)을 이용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.In general, electron emission elements 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; 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 emission device using the cold cathode may be a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, a metal insulating layer, a metal insulating layer, or a metal insulating layer. Metal (MIM) type and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type are known.

이 중 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극으로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비하며, 전자 방출부의 구성 물질로 일 함수가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 탄소 나노튜브와 흑연 및 다이아몬드상 탄소와 같은 탄소계 물질을 사용하여 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한다.The field emission array (FEA) type electron emission device includes an electron emission portion and a driving electrode for controlling electron emission of the electron emission portion, and includes one cathode electrode and one gate electrode. The use of low or high aspect ratio materials, such as carbon nanotubes and carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon, takes advantage of the principle that electrons are easily released by an electric field in vacuum.

전자 방출 소자는 일 기판에 어레이를 이루며 배치되어 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.The electron emission elements are arranged in an array on one substrate to form an electron emission device, and the electron emission device is combined with another substrate provided with a light emitting unit composed of a fluorescent layer and an anode electrode, and the electron emission display device. (electron emission display device) is configured.

상기 전자 방출 디바이스는 그 작용시 전자 방출부와 전기적으로 연결되어 전자 방출에 필요한 전류를 공급하는 전극(이하 '제1 전극'이라 한다)에 불안정한 구동 전압이 인가되거나 제1 전극의 라인 저항으로 인해 전자 방출부들에 인가되는 전압에 차이가 발생할 수 있다. 이 경우 전자 방출부들의 에미션 특성이 불균일하게 되어 단위 화소별 발광 균일도 저하로 이어진다.The electron-emitting device is applied with an unstable driving voltage to the electrode (hereinafter referred to as 'first electrode') that is electrically connected to the electron-emitting part and supplies a current required for electron emission when the electron-emitting device is in operation, or due to the line resistance of the first electrode. Differences may occur in the voltages applied to the electron emitters. In this case, the emission characteristics of the electron emission parts become nonuniform, leading to a decrease in uniformity of emission for each pixel.

상기 문제점을 해소하기 위하여, 제1 전극 내부에 단위 화소마다 개구부를 형성하고, 개구부 내측에 격리 전극들을 배치하고, 각 격리 전극 위에 전자 방출부 를 형성하고, 제1 전극과 격리 전극들을 저항층으로 연결하여 저항층을 통해 전자 방출부들의 에미션 특성을 균일화하는 기술이 제안되어 사용되고 있다.In order to solve the above problem, an opening is formed in each unit pixel in the first electrode, the isolation electrodes are disposed inside the opening, an electron emission part is formed on each isolation electrode, and the first electrode and the isolation electrodes are formed as a resistive layer. A technology for uniformizing the emission characteristics of the electron emission parts through a resistance layer by connecting them has been proposed and used.

그런데 전술한 구조에서 제1 전극은 제1 전극 자체의 내부 저항 뿐만 아니라 개구부들로 인한 유효 폭(단위 화소에서 실질적으로 전류 흐름에 기여하는 전극 폭) 감소로 인해 개구부가 없는 제1 전극과 비교하여 더욱 큰 라인 저항을 갖게 된다.However, in the above-described structure, the first electrode is compared with the first electrode without the opening due to not only the internal resistance of the first electrode itself but also a reduction in the effective width (the electrode width that substantially contributes to the current flow in the unit pixel) due to the openings. You will have greater line resistance.

더욱이 전자 방출부 형성시 기판의 후면으로부터 자외선을 조사하여 전자 방출 물질을 경화시키는 이른바 후면 노광법을 적용하기 위하여 제1 전극과 격리 전극들을 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막으로 형성하는 경우, 제1 전극의 라인 저항은 더욱 높아진다.Furthermore, when the first electrode and the isolation electrodes are formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) in order to apply a so-called backside exposure method of curing an electron emission material by irradiating ultraviolet rays from the rear surface of the substrate when forming the electron emission portion. The line resistance of the first electrode is further increased.

이러한 제1 전극의 라인 저항은 저항층으로도 보상이 어렵기 때문에 저항층에 의한 에미션 균일화 효과가 저하된다. 그 결과 종래의 전자 방출 표시 디바이스는 제1 전극의 전압 강하로 인해 제1 전극 라인별로 화면에 휘도 차이가 발생하며, 이러한 문제는 표시 화면이 대형화할수록 더욱 심각하게 나타난다.Since the line resistance of the first electrode is difficult to compensate even with the resistive layer, the effect of uniformizing the emission by the resistive layer is lowered. As a result, in the conventional electron emission display device, a luminance difference occurs on the screen for each first electrode line due to the voltage drop of the first electrode, and this problem becomes more serious as the display screen becomes larger.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제1 전극의 라인 저항을 감소시켜 표시 화면의 발광 균일도를 높일 수 있는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electron emission device and an electron emission display device using the same, which can increase the uniformity of light emission of a display screen by reducing the line resistance of the first electrode. .

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

기판과, 기판 위에 형성되는 캐소드 전극들과, 캐소드 전극들과 절연되어 위 치하는 게이트 전극들과, 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들을 포함하며, 각각의 캐소드 전극이 기판 상의 단위 화소마다 개구부를 형성하며 금속막으로 이루어지는 주 전극과, 개구부 내측에서 주 전극과 이격되어 위치하고 그 일면에 전자 방출부가 위치하며 투명 도전막으로 이루어지는 복수의 격리 전극들과, 주 전극과 격리 전극들을 전기적으로 연결하는 저항층을 포함하는 전자 방출 디바이스를 제공한다.A substrate, cathode electrodes formed on the substrate, gate electrodes insulated from the cathode electrodes, and electron emission portions electrically connected to the cathode electrodes, each cathode electrode being formed per unit pixel on the substrate. A main electrode formed of a metal film forming an opening, spaced apart from the main electrode inside the opening, and having an electron emission part located on one surface thereof, a plurality of isolation electrodes made of a transparent conductive film, and electrically connecting the main electrode and the isolation electrodes. It provides an electron emission device comprising a resistive layer.

상기 주 전극은 격리 전극들보다 큰 두께로 형성될 수 있다.The main electrode may be formed to a greater thickness than the isolation electrodes.

상기 격리 전극들은 주 전극의 길이 방향을 따라 일렬로 위치할 수 있으며, 상기 저항층은 격리 전극들의 양측에서 주 전극의 윗면과 격리 전극들의 윗면 일부를 덮으면서 위치할 수 있다.The isolation electrodes may be positioned in a line along the length direction of the main electrode, and the resistance layer may be disposed covering both the top surface of the main electrode and a part of the top surface of the isolation electrodes on both sides of the isolation electrodes.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention, in order to achieve the above object,

서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 형성되는 캐소드 전극들과, 캐소드 전극들과 절연되어 위치하는 게이트 전극들과, 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들과, 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층들과, 형광층들의 어느 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함하며, 각각의 캐소드 전극이 제1 기판 상의 단위 화소마다 개구부를 형성하며 금속막으로 이루어지는 주 전극과, 개구부 내측에서 주 전극과 이격되어 위치하고 그 일면에 전자 방출부가 위치하며 투명 도전막으로 이루어지는 복수의 격리 전극들과, 주 전극과 격리 전극들을 전기적으로 연결하는 저항층을 포함하는 전자 방출 표시 디바이스를 제공한다.First and second substrates disposed opposite to each other, cathode electrodes formed on the first substrate, gate electrodes positioned to be insulated from the cathode electrodes, electron emission parts electrically connected to the cathode electrodes, and A main electrode including a fluorescent layer formed on one surface of the second substrate, an anode located on one side of the fluorescent layers, each cathode electrode being formed of a metal film with openings formed for each unit pixel on the first substrate; Provided is an electron emission display device comprising a plurality of isolation electrodes made of a transparent conductive film and an electron emission portion disposed on one surface thereof and spaced apart from the main electrode inside the opening, and a resistance layer electrically connecting the main electrode and the isolation electrodes. do.

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 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도와 부분 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 캐소드 전극의 부분 평면도이다.1 and 2 are partially exploded perspective and partial cross-sectional views of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partial plan view of the cathode electrode shown in FIG. 1.

도면을 참고하면, 전자 방출 표시 디바이스는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(10)과 제2 기판(12)을 포함한다. 제1 기판(10)과 제2 기판(12)의 가장자리에는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.Referring to the drawings, the electron emission display device includes a first substrate 10 and a second substrate 12 which are disposed in parallel to each other at predetermined intervals. Sealing members (not shown) are disposed at the edges of the first substrate 10 and the second substrate 12 to bond the two substrates, and the internal space is evacuated with a vacuum of approximately 10 −6 Torr to form the first substrate 10. ), The second substrate 12 and the sealing member constitute a vacuum container.

상기 제1 기판(10) 중 제2 기판(12)과의 대향면에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이루며 배치되어 제1 기판(10)과 함께 전자 방출 디바이스(100)를 구성하고, 전자 방출 디바이스(100)가 제2 기판(12) 및 제2 기판(12)에 제공된 발광 유닛(110)과 결합하여 전자 방출 표시 디바이스를 구성한다.On the opposite surface of the first substrate 10 to the second substrate 12, electron emission elements are arranged in an array to form the electron emission device 100 together with the first substrate 10, and the electron emission device ( 100 is combined with the second substrate 12 and the light emitting unit 110 provided on the second substrate 12 to form an electron emission display device.

먼저, 제1 기판(10) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(14)이 제1 기판(10)의 일 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(14)을 덮으면서 제1 기판(10) 전체에 제1 절연층(16)이 형성된다. 제1 절연층(16) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(18)이 캐소드 전극(14)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다. 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 교차 영역이 하나의 단위 화소(sub-pixel)를 구성한다.First, the cathode electrodes 14, which are first electrodes, are formed in a stripe pattern along one direction of the first substrate 10 on the first substrate 10, and cover the cathode electrodes 14. 10) The first insulating layer 16 is formed on the whole. Gate electrodes 18, which are second electrodes, are formed on the first insulating layer 16 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrodes 14. An intersection area between the cathode electrode 14 and the gate electrode 18 constitutes one unit pixel.

본 실시예에서 각각의 캐소드 전극(14)은 기본적으로 스트라이프 패턴을 가지면서 각 단위 화소에 대응하여 그 내부에 개구부(20)를 형성하는 주 전극(141)과, 개구부(20) 내측에서 주 전극(141)과 이격되어 위치하는 복수의 격리 전극들(142)과, 격리 전극들(142)의 양측에서 주 전극(141)과 격리 전극들(142)을 전기적으로 연결하는 저항층(143)을 포함한다. 이때 주 전극(141)은 도전성이 우수한 금속막으로 이루어지고, 격리 전극들(142)은 투명 도전막으로 이루어진다.In the present exemplary embodiment, each cathode electrode 14 has a stripe pattern and has a main electrode 141 having an opening 20 therein corresponding to each unit pixel, and a main electrode inside the opening 20. A plurality of isolation electrodes 142 spaced apart from 141 and a resistance layer 143 electrically connecting the main electrode 141 and the isolation electrodes 142 on both sides of the isolation electrodes 142. Include. In this case, the main electrode 141 is made of a metal film having excellent conductivity, and the isolation electrodes 142 are made of a transparent conductive film.

주 전극(141)은 그 일단이 도시하지 않은 회부 회로와 연결되어 이로부터 구동 전압을 인가받으며, 라인 저항을 최소화하기 위하여 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 또는 백금(PT)과 같이 도전성이 우수한 금속막으로 이루어진다.The main electrode 141 is connected to an external circuit (not shown) and has a driving voltage applied therefrom, and molybdenum (Mo), aluminum (Al), titanium (Ti), or platinum (PT) to minimize line resistance. It is made of a metal film excellent in conductivity as shown.

격리 전극들(142)은 제1 기판(10)의 일 방향, 일례로 주 전극(141)의 길이 방향(도면의 y축 방향)을 따라 일렬로 위치할 수 있으며, 주 전극(141)의 폭 방향(도면의 x축 방향)에 따른 격리 전극들(142)의 좌우 양측에 저항층(143)이 위치한다.The isolation electrodes 142 may be disposed in a line along one direction of the first substrate 10, for example, along the length direction (y-axis direction of the drawing) of the main electrode 141, and the width of the main electrode 141 may be varied. Resistive layers 143 are positioned on both left and right sides of the isolation electrodes 142 along the direction (x-axis direction of the drawing).

각각의 격리 전극(142) 위에는 전자 방출부(22)가 형성되는데, 격리 전극들(142)은 ITO와 같은 투명 도전막으로 이루어져 전자 방출부(22) 형성시 제1 기판(10)의 후면으로부터 자외선을 조사하여 전자 방출 물질을 경화시키는 후면 노광법을 적용할 수 있도록 한다.An electron emission portion 22 is formed on each isolation electrode 142. The isolation electrodes 142 are made of a transparent conductive film such as ITO, and formed from the rear surface of the first substrate 10 when the electron emission portion 22 is formed. Ultraviolet rays are irradiated to apply the back exposure method to cure the electron-emitting material.

저항층(143)은 일정한 폭을 가지면서 주 전극(141)의 길이 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있으며, 주 전극(141)과 격리 전극들(142)의 윗면 일부를 덮도록 형성되어 주 전극(141) 및 격리 전극들(142)과의 접촉 저항을 줄인다. 저항층(143)은 대략 10,000 내지 100,000 Ωcm의 비저항값을 가지며, 일례로 p형 또는 n형 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.The resistance layer 143 may have a predetermined width and may be formed in a stripe pattern along the length direction of the main electrode 141, and may be formed to cover a portion of the upper surface of the main electrode 141 and the isolation electrodes 142. The contact resistance with the electrode 141 and the isolation electrodes 142 is reduced. The resistive layer 143 has a resistivity of about 10,000 to 100,000 Ωcm and may be formed of, for example, p-type or n-type doped amorphous silicon.

주 전극(141)은 개구부(20)에 의해 유효 폭(단위 화소에서 실질적으로 전류 흐름에 기여하는 전극 폭)이 감소하더라도 금속막의 우수한 도전 특성에 의해 라인 저항을 낮출 수 있다. 보다 바람직하게, 주 전극(141)은 격리 전극들(142)보다 큰 두께로 형성되어 라인 저항 감소 효과를 극대화시킨다.The main electrode 141 can lower the line resistance due to the excellent conductive characteristics of the metal film even though the effective width (the electrode width that substantially contributes to the current flow in the unit pixel) is reduced by the opening 20. More preferably, the main electrode 141 is formed to a larger thickness than the isolation electrodes 142 to maximize the effect of reducing the line resistance.

전술한 본 실시예의 캐소드 전극(14) 구조에서는 저항 감소를 위한 별도의 보조 전극을 사용하지 않고도 캐소드 전극(14)의 라인 저항을 효과적으로 감소시킨다.In the structure of the cathode electrode 14 of the present embodiment described above, the line resistance of the cathode electrode 14 is effectively reduced without using a separate auxiliary electrode for reducing the resistance.

격리 전극들(142) 위에 배치되는 전자 방출부(22)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(20)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 훌러렌(C60) 및 실리콘 나노와이어 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The electron emitter 22 disposed on the isolation electrodes 142 may be formed of materials emitting electrons when a electric field is applied in a vacuum, such as a carbon-based material or a nanometer-sized material. The electron emission unit 20 may include, for example, at least one material of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, fullerenes (C 60 ), and silicon nanowires.

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 unit may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum (Mo) or silicon (Si).

상기 제1 절연층(16)과 게이트 전극들(18)에는 각 전자 방출부(22)에 대응하는 개구부(161,181)가 형성되어 제1 기판(10) 위에 전자 방출부(22)가 노출되도록 한다. 도면에서는 전자 방출부(22)와 개구부들(161,181)이 원형인 경우를 도시하였 으나, 전자 방출부(22)와 개구부(161,181)의 평면 형상은 도시한 예에 한정되지 않는다.Openings 161 and 181 corresponding to the electron emission parts 22 are formed in the first insulating layer 16 and the gate electrodes 18 to expose the electron emission parts 22 on the first substrate 10. . In the drawing, although the electron emitter 22 and the openings 161 and 181 are circular, the planar shape of the electron emitter 22 and the openings 161 and 181 is not limited to the illustrated example.

그리고 게이트 전극들(18)과 제1 절연층(16) 위로 제3 전극인 집속 전극(24)이 형성된다. 집속 전극(24) 하부에는 제2 절연층(26)이 위치하여 게이트 전극들(18)과 집속 전극(24)을 절연시키며, 집속 전극(24)과 제2 절연층(26)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(241,261)가 마련된다.The focusing electrode 24, which is a third electrode, is formed on the gate electrodes 18 and the first insulating layer 16. A second insulating layer 26 is disposed under the focusing electrode 24 to insulate the gate electrodes 18 and the focusing electrode 24, and also passes the electron beam through the focusing electrode 24 and the second insulating layer 26. Openings 241 and 261 are provided.

집속 전극(24)은 전자 방출부(22)마다 이에 대응하는 개구부를 형성하여 각 전자 방출부(22)에서 방출되는 전자들을 개별적으로 집속하거나, 단위 화소마다 하나의 개구부(241)를 형성하여 하나의 단위 화소에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속할 수 있다. 도 1에서는 두 번째 경우를 도시하였다.The focusing electrode 24 forms an opening corresponding to each of the electron emission units 22 to individually collect electrons emitted from each electron emission unit 22, or forms one opening 241 for each unit pixel. The electrons emitted from the unit pixels of may be comprehensively focused. 1 shows the second case.

다음으로, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)의 일면에는 형광층(28), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광층들(28R,28G,28B)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(28) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(30)이 형성된다. 형광층(28)은 제1 기판(10)에 설정되는 단위 화소에 한가지 색의 형광층(28R,28G,28B)이 대응하도록 배치된다.Next, on one surface of the second substrate 12 opposite to the first substrate 10, the fluorescent layer 28, for example, the red, green, and blue fluorescent layers 28R, 28G, and 28B may be randomly selected from each other. It is formed at intervals, and a black layer 30 is formed between the fluorescent layers 28 to improve the contrast of the screen. The fluorescent layer 28 is disposed so that the fluorescent layers 28R, 28G, and 28B of one color correspond to the unit pixels set on the first substrate 10.

그리고 형광층(28)과 흑색층(30) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(32)이 형성된다. 애노드 전극(32)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(28)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(28)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An anode electrode 32 made of a metal film such as aluminum (Al) is formed on the fluorescent layer 28 and the black layer 30. The anode electrode 32 receives the high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside to maintain the fluorescent layer 28 in a high potential state, and visible light emitted toward the first substrate 10 of the visible light emitted from the fluorescent layer 28. Is reflected toward the second substrate 12 to increase the brightness of the screen.

한편 애노드 전극은 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(12)을 향한 형광층(28)과 흑색층(30)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극으로서 전술한 투명 도전막과 금속막을 동시에 형성하는 구조도 가능하다.The anode electrode may be formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO). In this case, the anode electrode is positioned on one surface of the fluorescent layer 28 and the black layer 30 facing the second substrate 12. Moreover, the structure which forms simultaneously the above-mentioned transparent conductive film and a metal film as an anode electrode is also possible.

그리고 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(34, 도 2 참고)이 배치된다. 스페이서들(34)은 형광층(28)을 침범하지 않도록 흑색층(30)에 대응하여 위치한다.In addition, spacers 34 (see FIG. 2) are disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12 to support the compressive force applied to the vacuum container and to keep the distance between the two substrates constant. The spacers 34 are positioned corresponding to the black layer 30 so as not to invade the fluorescent layer 28.

전술한 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극들(14), 게이트 전극들(18), 집속 전극(24) 및 애노드 전극(32)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다.The electron emission display device having the above-described configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the cathode electrodes 14, the gate electrodes 18, the focusing electrode 24, and the anode electrode 32 from the outside.

일례로 캐소드 전극들(14)과 게이트 전극들(18) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 주사 전극들로 기능하고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 집속 전극(24)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(32)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가받는다.For example, any one of the cathode electrodes 14 and the gate electrodes 18 receives a scan driving voltage to serve as scan electrodes, and the other electrodes receive a data driving voltage to serve as data electrodes. In addition, the focusing electrode 24 receives a voltage required for electron beam focusing, for example, 0 V or a negative DC voltage of several to several tens of volts, and the anode electrode 32 requires a voltage for accelerating the electron beam, for example, several hundred to several thousand volts. DC voltage of is applied.

그러면 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 전압 차가 임계치 이상인 단위 화소들에서 전자 방출부(22) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(24)의 개구부(241)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부 로 집속되고, 애노드 전극(32)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 단위 화소의 형광층(28)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.Then, an electric field is formed around the electron emission part 22 in the unit pixels in which the voltage difference between the cathode electrode 14 and the gate electrode 18 is greater than or equal to the threshold, and electrons are emitted therefrom. The emitted electrons are focused to the center of the electron beam bundle while passing through the opening 241 of the focusing electrode 24, and are attracted to the fluorescent layer 28 of the corresponding unit pixel by being attracted by the high voltage applied to the anode electrode 32. It emits light.

전술한 구동 과정에서, 저항층(143)이 전자 방출부들(22)에 동일한 조건의 구동 전압이 인가되도록 하여 전자 방출부들(22)의 에미션 특성을 균일화시키며, 캐소드 전극(14)이 감소된 라인 저항을 가짐에 따라 전압 강하를 최소화하여 캐소드 전극(14) 라인별 발광 균일도와 화면 전체의 휘도 균일성을 향상시킨다.In the above driving process, the resistive layer 143 allows the driving voltages of the same conditions to be applied to the electron emission parts 22 to uniform the emission characteristics of the electron emission parts 22, and the cathode electrode 14 is reduced. As the line resistance is minimized, the voltage drop is minimized to improve the uniformity of light emission and the luminance uniformity of the entire screen of the cathode electrode 14.

하기 표는 주 전극과 격리 전극들이 모두 ITO 도전막으로 이루어진 비교예의 전자 방출 표시 디바이스와, 주 전극과 격리 전극들이 각각 크롬 도전막과 ITO 도전막으로 이루어진 본 실시예의 전자 방출 표시 디바이스에서 주 전극의 두께 변화에 따른 라인 저항을 나타낸다. 실험에 사용된 비교예의 전자 방출 표시 디바이스와 실시예의 전자 방출 표시 디바이스는 주 전극의 재질을 제외하고 동일한 구성으로 이루어진다.The following table shows the electron emission display device of the comparative example in which the main electrode and the isolation electrodes are both made of an ITO conductive film, and the main electrode in the electron emission display device of the present embodiment, wherein the main electrode and the isolation electrodes are made of a chromium conductive film and an ITO conductive film, respectively. It shows the line resistance according to the thickness change. The electron emission display device of the comparative example and the electron emission display device of the example which were used for the experiment consist of the same structure except the material of a main electrode.

Figure 112006012376122-PAT00001
Figure 112006012376122-PAT00001

상기 표의 결과와 같이, 금속막으로 주 전극을 형성한 실시예의 캐소드 전극이 같은 두께의 주 전극을 가지는 비교예의 캐소드 전극보다 낮은 라인 저항을 보이고 있다.As shown in the table, the cathode of the embodiment in which the main electrode was formed of the metal film showed a lower line resistance than the cathode of the comparative example having the same thickness of the main electrode.

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 the range of.

이와 같이 본 발명에 의한 전자 방출 표시 디바이스는 캐소드 전극의 라인 저항을 효과적으로 감소시켜 캐소드 전극의 전압 강하를 최소화한다. 따라서 본 발명에 의한 전자 방출 표시 디바이스는 캐소드 전극 라인별 발광 균일도를 높여 표시 화면 전체에서 우수한 휘도 균일성을 확보할 수 있다.As described above, the electron emission display device of the present invention effectively reduces the line resistance of the cathode electrode to minimize the voltage drop of the cathode electrode. Accordingly, the electron emission display device according to the present invention can increase the uniformity of emission for each cathode electrode line, thereby ensuring excellent luminance uniformity over the entire display screen.

Claims (7)

기판과;A substrate; 상기 기판 위에 형성되는 캐소드 전극들과;Cathode electrodes formed on the substrate; 상기 캐소드 전극들과 절연되어 위치하는 게이트 전극들; 및Gate electrodes positioned to be insulated from the cathode electrodes; And 상기 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부들을 포함하며,And electron emission parts electrically connected to the cathode electrode, 상기 각각의 캐소드 전극이,Each of the cathode electrodes, 상기 기판 상의 단위 화소마다 개구부를 형성하며 금속막으로 이루어지는 주 전극과;A main electrode formed of a metal film with openings formed in unit pixels on the substrate; 상기 개구부 내측에서 상기 주 전극과 이격되어 위치하고 그 일면에 상기 전자 방출부가 위치하며 투명 도전막으로 이루어지는 복수의 격리 전극들; 및A plurality of isolation electrodes spaced apart from the main electrode inside the opening and positioned at one surface thereof with the electron emission part formed of a transparent conductive film; And 상기 주 전극과 격리 전극들을 전기적으로 연결하는 저항층A resistive layer electrically connecting the main electrode and the isolation electrode. 을 포함하는 전자 방출 디바이스.Electron emitting device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주 전극이 상기 격리 전극들보다 큰 두께를 가지는 전자 방출 디바이스.And the main electrode has a thickness greater than the isolation electrodes. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격리 전극들이 상기 주 전극의 길이 방향을 따라 일렬로 위치하는 전자 방출 디바이스.And the isolation electrodes are positioned in a line along the longitudinal direction of the main electrode. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 저항층이 상기 격리 전극들의 양측에서 상기 주 전극의 윗면과 격리 전극들의 윗면 일부를 덮으면서 위치하는 전자 방출 디바이스.And the resistance layer is located on both sides of the isolation electrodes, covering the top surface of the main electrode and a portion of the top surface of the isolation electrodes. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캐소드 전극들 및 게이트 전극들과 절연을 유지하며 캐소드 전극들과 게이트 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 더욱 포함하는 전자 방출 디바이스.And a focusing electrode overlying the cathode and gate electrodes and insulated from the cathode and gate electrodes. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 방출부가 카본 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 훌러렌(C60) 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 방출 디바이스.And the electron emission unit comprises at least one material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, fullerenes (C 60 ) and silicon nanowires. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 전자 방출 디바이스와;An electron emitting device according to any one of claims 1 to 6; 상기 기판에 대향 배치되는 타측 기판과;Another substrate disposed to face the substrate; 상기 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층들; 및Fluorescent layers formed on one surface of the other substrate; And 상기 형광층들의 일면에 형성되는 애노드 전극An anode formed on one surface of the fluorescent layers 을 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.Electron emission display device comprising a.
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