KR20070099839A - Electron emission device and electron emission display device using the same - Google Patents

Electron emission device and electron emission display device using the same Download PDF

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KR20070099839A
KR20070099839A KR1020060031125A KR20060031125A KR20070099839A KR 20070099839 A KR20070099839 A KR 20070099839A KR 1020060031125 A KR1020060031125 A KR 1020060031125A KR 20060031125 A KR20060031125 A KR 20060031125A KR 20070099839 A KR20070099839 A KR 20070099839A
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cathode electrode
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제병길
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 realize a high quality image by securing luminance uniformity. An electron emission device includes substrates(2,4), an electron emission unit(12), a cathode electrode(6), a gate electrode(10), and insulating layers(8,14). The electron emission unit is formed on the substrate. The cathode electrode and the gate electrode are formed to control the electron emission unit. The insulating layers are formed between the cathode electrode and the gate electrode. The electron emission device satisfies the following conditions ([Tm-Ti]/Tm)x100 <= 5% where an average thickness of the insulating layers is Tm and a real thickness of the insulating layers is Ti. The insulating layers are formed by using a chemical vapor deposition method or a screen print method.

Description

전자 방출 디바이스 및 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 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 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 절연층 두께 산포에 따른 전자 방출 균일도를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating electron emission uniformity according to an insulation layer thickness distribution of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐소드 전극과 게이트 전극 사이에 위치하는 절연층에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emission device and an electron emission display device using the same, and more particularly, to an insulating layer positioned between a cathode electrode and a gate electrode.

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 어레 이(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 a cold cathode is a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission (SCE) type, a metal-insulating layer-metal -Metal (MIM) type and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type and the like are known.

이 중 FEA형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 이 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비한다.Among them, the FEA type electron emission device includes an electron emission portion and driving electrodes for controlling electron emission of the electron emission portion and include one cathode electrode and one gate electrode.

전자 방출부는 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되도록 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 물질로 이루어진다.The electron emitting portion is a tip structure having a pointed tip structure mainly made of a material having a low work function or a high aspect ratio, such as molybdenum (Mo) or silicon (Si), so that electrons are easily released by an electric field in a vacuum. , Carbon nanotubes and carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon.

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.

상기 전자 방출 표시 디바이스는 캐소드 전극과 게이트 전극의 절연을 위해 그 사이에 절연층을 구비하는데, 이 절연층은 크게 증착 또는 스크린 인쇄를 통하여 형성된다.The electron emission display device has an insulating layer therebetween for insulating the cathode electrode and the gate electrode, which is largely formed by vapor deposition or screen printing.

그런데, 증기를 이용한 증착법의 경우 증착량에 따라 기판의 위치별로 패턴 두께가 달라지고, 스크린 인쇄법의 경우 스크린 메쉬로 인하여 절연층의 표면에 산과 골이 형성되어 절연층의 두께가 위치별로 달라진다. 즉, 절연층은 위치별로 두 께 차이가 필연적으로 발생하게 된다.However, in the vapor deposition method, the pattern thickness varies according to the position of the substrate according to the deposition amount, and in the screen printing method, acid and valleys are formed on the surface of the insulating layer due to the screen mesh, so that the thickness of the insulating layer varies by location. That is, the thickness difference inevitably occurs in each insulating layer.

상기와 같이 절연층에 위치별로 두께 차이가 형성되면, 캐소드 전극과 게이트 전극 간의 거리 및 전자 방출부와 게이트 전극 간의 거리가 변경되어 화소별 전자 방출부에 인가되는 전위에 차이가 발생한다. 이러한 전위의 차이는 화소간 전자 방출 균일도를 악화시키는 원인이 되고 있다.As described above, when the thickness difference is formed in the insulating layer for each position, the distance between the cathode electrode and the gate electrode and the distance between the electron emission unit and the gate electrode are changed to generate a difference in the potential applied to the electron emission unit for each pixel. Such a difference in potential causes a deterioration in electron emission uniformity between pixels.

그러나, 절연층의 두께 차이를 제거하는 것은 앞에서 설명한 바와 같이, 매우 어렵다. 따라서, 이를 제거하기 보다는 전자 방출 균일도를 확보할 수 있는 절연층 두께 산포의 허용 범위를 구하여 이 허용 범위를 만족하는 전자 방출 디바이스를 제작하는 것이 필요하다.However, as described above, it is very difficult to eliminate the thickness difference of the insulating layer. Therefore, rather than eliminating this, it is necessary to obtain an allowable range of the insulation layer thickness distribution capable of ensuring electron emission uniformity, and to manufacture an electron emission device satisfying this allowable range.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자 방출 균일도를 확보할 수 있는 절연층 두께 산포의 허용범위를 제공하여 전자 방출 디바이스 및 전자 방출 표시 디바이스를 제작함에 있어 그 기준을 제공하고, 이를 만족하는 전자 방출 디바이스 및 전자 방출 표시 디바이스를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an allowable range of the thickness distribution of the insulating layer that can ensure the uniformity of electron emission, and to provide an electron emission device and an electron emission display device. To provide a reference, and to provide an electron emission device and an electron emission display device that satisfies this.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스는 기판, 상기 기판 상에 형성되는 전자 방출부, 상기 전자 방출부를 제어하는 캐소드 전극과 게이트 전극 및 상기 캐소드 전극과 게이트 전극 사이에 형성되는 절연층을 포함하며, 상기 절연층의 평균 두께를 Tm, 상기 절연층의 위치별 실제 두께를 Ti라 할 때, 하기 조건을 만족한다.In order to achieve the above object, an electron emission device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, an electron emission portion formed on the substrate, a cathode electrode and a gate electrode for controlling the electron emission portion, and between the cathode electrode and the gate electrode. An insulating layer is formed, and when the average thickness of the insulating layer is Tm, and the actual thickness of each insulating layer is Ti, the following conditions are satisfied.

Figure 112006023925382-PAT00002
Figure 112006023925382-PAT00002

또한, 상기 절연층은 화학기상증착 또는 스크린 인쇄에 의해 형성될 수 있다.In addition, the insulating layer may be formed by chemical vapor deposition or screen printing.

또한, 상기 절연층은 산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다.In addition, the insulating layer may include silicon oxide (SiO 2 ).

또한, 상기 전자 방출부는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 플러렌(C60) 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.In addition, the electron emission unit may be formed of 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.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스는 발광 및 표시 작용을 하는 전자 방출 표시 디바이스에 적용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되는 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 위에 형성되는 전자 방출부, 상기 전자 방출부를 노출시키는 개구부를 구비하면서 상기 제1 기판 위에 형성되는 절연층, 상기 절연층 위에 형성되면서 상기 개구부에 대응하는 개구부를 구비하는 게이트 전극, 상기 제1 기판과 대향하는 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층, 상기 형광층의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극 및 상기 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 스페이서를 포함하며, 상기 조건을 동시에 만족한다.In addition, the electron emitting device according to the embodiment of the present invention can be applied to an electron emitting display device that emits light and displays. Accordingly, the electron emission display device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate disposed to face each other, a cathode electrode formed on the first substrate, an electron emission portion formed on the cathode electrode, and the electron emission. An insulating layer formed on the first substrate and having an opening exposing portions, a gate electrode formed on the insulating layer and having an opening corresponding to the opening, and formed on one surface of the second substrate facing the first substrate And a spacer for maintaining an interval between the first substrate and the second substrate, and an anode electrode formed on one surface of the fluorescent layer.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 상기 게이트 전극 상부에 전자빔 통과를 개구부를 구비하는 집속 전극을 더욱 포함할 수 있다.In addition, the electron emission display device according to the exemplary embodiment of the present invention may further include a focusing electrode having an opening through which the electron beam passes through the gate electrode.

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 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이고, 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 of the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the electron emission display device shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참고하면, 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, 이에 따라 제1 기판(2), 제2 기판(4) 및 밀봉 부재는 진공 용기를 구성한다.진공 용기의 내부 공간은 대략 10-6 torr의 진공도로 배기된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the electron emission display device includes a first substrate 2 and a second substrate 4 that are disposed to face each other in parallel at predetermined intervals. Sealing members (not shown) are disposed at the edges of the first substrate 2 and the second substrate 4 to bond the two substrates, thereby the first substrate 2, the second substrate 4, and the sealing member. Constitutes a vacuum vessel. The interior space of the vacuum vessel is evacuated to a vacuum of approximately 10 −6 torr.

상기 제1 기판(2) 중 제2 기판(4)과의 대향면에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이루며 배치되어 제1 기판(2)과 함께 전자 방출 디바이스(100)를 구성하고, 전자 방출 디바이스(100)는 제1 기판(2) 및 제2 기판(4)에 제공된 발광 유닛(110)과 결합되어 전자 방출 표시 디바이스를 구성한다.On the opposite surface of the first substrate 2 to the second substrate 4, electron emission elements are arranged in an array to form the electron emission device 100 together with the first substrate 2, and the electron emission device ( The 100 is combined with the light emitting unit 110 provided on the first substrate 2 and the second substrate 4 to form an electron emission display device.

보다 구체적으로, 제1 기판(2) 위에는 캐소드 전극들(6)이 제1 기판(2)의 일 방향(도 1에서 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(6)을 덮는 절연층(8)이 제1 기판(2) 전체에 형성된다. 절연층(8) 위에는 게이트 전극들(10)이 캐소드 전극(6)과 직교하는 방향(도 1에서 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.More specifically, the cathode electrodes 6 are formed on the first substrate 2 in a stripe pattern along one direction (y-axis direction in FIG. 1) of the first substrate 2, and the cathode electrodes 6 are formed. A covering insulating layer 8 is formed on the entire first substrate 2. Gate electrodes 10 are formed on the insulating layer 8 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrode 6 (the x-axis direction in FIG. 1).

여기서, 절연층(8)은 화학기상증착 또는 스크린 인쇄에 의해 형성될 수 있 다. 도 2에서 절연층(8)의 두께(Tm)는 평균 두께를 나타낸 것이며, 실제 주사 전자 현미경(SEM)으로 촬영하면 절연층의 실제 두께는 위치별로 다르게 형성되어 있다.Here, the insulating layer 8 may be formed by chemical vapor deposition or screen printing. In FIG. 2, the thickness Tm of the insulating layer 8 represents an average thickness, and when taken with an actual scanning electron microscope (SEM), the actual thickness of the insulating layer is formed differently for each position.

상기 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)의 교차 영역이 단위 화소(sub-pixel)를 이룰 수 있으며, 캐소드 전극들(6) 위로 각 단위 화소마다 전자 방출부들(12)이 형성된다. 그리고 절연층(8)과 게이트 전극들(10)에는 각 전자 방출부(12)에 대응하는 개구부(82, 102)가 각각 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 한다.An intersection area between the cathode electrode 6 and the gate electrode 10 may form a unit pixel, and electron emission parts 12 are formed in each unit pixel on the cathode electrodes 6. In the insulating layer 8 and the gate electrodes 10, openings 82 and 102 corresponding to the electron emission portions 12 are formed, respectively, to expose the electron emission portions 12 on the first substrate 2. Be sure to

도면에서는 전자 방출부들(12)이 원형으로 형성되고, 캐소드 전극(6)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열되었다. 그러나 전자 방출부(12)의 평면 형상과 화소 영역당 개수 및 배열 등은 도시한 예에 한정되지 않는다.In the drawing, the electron emission parts 12 are formed in a circular shape, and are arranged in a line along the length direction of the cathode electrode 6. However, the planar shape, the number and arrangement per pixel area, etc. of the electron emission unit 12 are not limited to the illustrated example.

그리고, 전자 방출부(12)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어진다. 전자 방출부(12)로 사용 바람직한 물질로는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 플러렌(C60), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질이 있다.In addition, the electron emission unit 12 may be formed 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. Preferred materials for use as the electron emitter 12 include carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond, diamond-like carbon, fullerene (C 60 ), silicon nanowires, and combinations thereof.

한편, 상기에서는 절연층(8)을 사이에 두고 게이트 전극(10)이 캐소드 전극(6) 상부에 위치하는 구조를 설명하였으나, 그 반대의 경우, 즉 게이트 전극이 캐소드 전극의 하부에 위치하는 구조도 가능하다. 이 구조에서는 전자 방출부가 캐소드 전극의 일측면과 접촉하며 절연층 위에 형성될 수 있다.Meanwhile, the structure in which the gate electrode 10 is positioned above the cathode electrode 6 with the insulating layer 8 interposed therebetween has been described. In the opposite case, that is, the structure in which the gate electrode is positioned below the cathode electrode. It is also possible. In this structure, the electron emission part may be formed on the insulating layer in contact with one side of the cathode electrode.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 집속 전극을 더욱 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10) 사이에 위치하는 절연층(8)을 제1 절연층이라 할 때, 게이트 전극(10)과 제1 절연층(8) 위에 제2 절연층(14)과 집속 전극(16)이 각각 형성된다.In addition, the electron emission display device according to the exemplary embodiment may further include a focusing electrode. In the embodiment of the present invention, when the insulating layer 8 positioned between the cathode electrode 6 and the gate electrode 10 is called a first insulating layer, the insulating layer 8 may be formed on the gate electrode 10 and the first insulating layer 8. 2 insulating layers 14 and focusing electrodes 16 are formed, respectively.

제2 절연층(14)과 집속 전극(16)에는 역시 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 하는 각각의 개구부(142, 162)가 형성된다.In the second insulating layer 14 and the focusing electrode 16, openings 142 and 162 are formed on the first substrate 2 to expose the electron emission portions 12.

집속 전극(16)의 개구부(162)는 단위 화소마다 하나씩 형성되어 집속 전극(16)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 162 of the focusing electrode 16 is formed for each unit pixel so that the focusing electrode 16 comprehensively focuses electrons emitted from one unit pixel or one for each opening 102 of the gate electrode 10. Thus, the electrons emitted from each electron emitter 12 may be individually focused. In the drawings, the former case is illustrated as an example.

다음으로, 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(18), 일례로 적색, 녹색 및 청색의 형광층들(18R, 18G, 18B)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, on one surface of the second substrate 4 opposite to the first substrate 2, the fluorescent layer 18, for example, the red, green, and blue fluorescent layers 18R, 18G, and 18B may be randomly selected from each other. It is formed at intervals, and a black layer 20 for improving contrast of the screen is formed between each fluorescent layer 18. The fluorescent layer 18 may be disposed such that one fluorescent layer 18 corresponds to each unit pixel set in the first substrate 2.

그리고, 형광층(18)과 흑색층(20) 위로는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어지는 애노드 전극(22)이 형성된다. 애노드 전극(22)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 애노드 전압을 인가받으며, 형광층(18)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 반사시켜 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다.An anode electrode 22 made of a metal film such as aluminum is formed on the fluorescent layer 18 and the black layer 20. The anode electrode 22 receives an anode voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside and increases the brightness of the screen by reflecting the visible light emitted toward the first substrate 2 of the visible light emitted from the fluorescent layer 18. .

한편, 애노드 전극은 금속막이 아닌 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판을 향한 형광층과 흑색층의 일면에 위치하며, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성될 수 있다. 또한, 애노드 전극은 전술한 투명 도전막과 금속막을 동시에 형성하는 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 electrode may be positioned on one surface of the fluorescent layer facing the second substrate and the black layer, and may be formed in plural in a predetermined pattern. The anode electrode may also have a structure in which the above-mentioned transparent conductive film and a metal film are simultaneously formed.

그리고, 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 다수의 스페이서(24)가 설치되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고, 제1 기판(2)과 제2 기판(4)의 간격을 일정하게 유지시킨다. 스페이서(24)는 형광층(18)을 침범하지 않도록 흑색층(20)이 위치하는 비발광 영역에 대응하여 배치된다.In addition, a plurality of spacers 24 are provided between the first substrate 2 and the second substrate 4 to support the compressive force applied to the vacuum vessel, and to support the first substrate 2 and the second substrate 4. Keep the interval constant. The spacers 24 are disposed corresponding to the non-light emitting regions in which the black layer 20 is located so as not to invade the fluorescent layer 18.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 절연층 두께 산포에 따른 전자 방출 균일도를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating electron emission uniformity according to an insulation layer thickness distribution of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스에서 절연층(8)의 두께 산포(D)는 5 % 이하로 형성된다.In the electron emission display device according to the embodiment of the present invention, the thickness distribution D of the insulating layer 8 is formed to be 5% or less.

절연층(8)의 두께 산포(D)는 절연층(8)의 평균 두께를 Tm, 절연층(8)의 위치별 실제 두께를 Ti라 할 때, 다음과 같이 정의된다.The thickness distribution D of the insulating layer 8 is defined as follows when the average thickness of the insulating layer 8 is Tm and the actual thickness for each position of the insulating layer 8 is Ti.

Figure 112006023925382-PAT00003
Figure 112006023925382-PAT00003

즉, 절연층(8)의 두께 산포(D)는 절연층(8)의 평균 두께(Tm)와 위치별 실제 두께(Ti) 차의 절대값을 절연층(8)의 평균 두께(Tm)로 나눈 뒤 100을 곱하여 형성된 값이다.That is, the thickness distribution D of the insulating layer 8 is the absolute value of the difference between the average thickness Tm of the insulating layer 8 and the actual thickness Ti for each position as the average thickness Tm of the insulating layer 8. It is the value formed by dividing and multiplying by 100.

따라서, 절연층(8)의 두께 산포(D)가 5 % 이하가 된다는 것을 수식으로 표현하면 다음과 같다.Therefore, when the thickness distribution D of the insulating layer 8 becomes 5% or less, it is as follows.

Figure 112006023925382-PAT00004
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두께 산포(D)가 작다는 것은 절연층(8)의 위치별 두께 차이가 적고, 절연층(8)이 고르게 형성된다는 것을 의미하는데, 본 발명의 실시예에서 절연층(8)의 두께 산포(D)가 5 % 이하가 되어야 하는 이유는 다음과 같다.The small thickness distribution D means that the thickness difference of each position of the insulating layer 8 is small and that the insulating layer 8 is formed evenly. In the embodiment of the present invention, the thickness distribution (D) of the insulating layer 8 The reason why D) should be 5% or less is as follows.

절연층(8)의 두께 산포(D)는 전자 방출부(12)에 인가되는 전위에 영향을 미치며, 두께 산포(D)가 클수록 화소별 전자 방출부(12)에 인가되는 전위가 달라지게 된다. 화소별 전자 방출부(12)의 전위가 달라지면 화소별 전자 방출부(2)의 전자 방출량도 달라지고, 이에 따라 화소별 전자 방출 균일도가 악화된다.The thickness distribution D of the insulating layer 8 affects the potential applied to the electron emission part 12, and as the thickness distribution D increases, the potential applied to the electron emission part 12 for each pixel is changed. . When the potential of the electron emission unit 12 for each pixel is changed, the electron emission amount of the electron emission unit 2 for each pixel also changes, thereby degrading the electron emission uniformity for each pixel.

상기와 같은 전자 방출 균일도를 확보할 수 있는 최소한의 두께 산포(D)가 5 %인 것이다.The minimum thickness distribution (D) that can secure the electron emission uniformity as described above is 5%.

도 3을 참고하면, 절연층(8)의 두께 산포(D)가 5 % 이하를 유지할 때, 전자 방출 균일도가 95% 이상을 유지하게 된다. 절연층(8)의 두께 산포(D)가 5 %를 초과하게 되면 전자 방출 균일도가 급격히 저하되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 전자 방출 균일도는 가파른 기울기를 가지며 감소한다.Referring to FIG. 3, when the thickness distribution D of the insulating layer 8 is 5% or less, the electron emission uniformity is maintained at 95% or more. When the thickness distribution D of the insulating layer 8 exceeds 5%, the electron emission uniformity drops sharply, and as shown in FIG. 3, the electron emission uniformity decreases with a steep slope.

여기서, 전자 방출 균일도(%)는 휘도 균일도에 비례하므로, 도 3에서 전자 방출 균일도는 인접한 화소간의 휘도 균일도로 구하였다. 휘도 균일도는 최소 휘도값에 최대 휘도값을 나누고, 이에 100을 곱하여 구한 값이다.Here, since the electron emission uniformity (%) is proportional to the luminance uniformity, the electron emission uniformity in FIG. 3 was obtained as the luminance uniformity between adjacent pixels. Luminance uniformity is obtained by dividing the minimum luminance value by the maximum luminance value and multiplying it by 100.

화학기상증착법의 경우, 절연층(8)의 두께는 온도, 파워, 가스량 등으로 조절될 수 있고, 스크린 인쇄의 경우, 절연층(8)의 두께는 스크린 메쉬의 선 직경, 메쉬수 등으로 조절될 수 있다.In the case of chemical vapor deposition, the thickness of the insulating layer 8 may be adjusted by temperature, power, gas amount, and the like. In the case of screen printing, the thickness of the insulating layer 8 may be adjusted by the wire diameter of the screen mesh, the number of meshes, and the like. Can be.

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 발명은 절연층의 두께 산포에 대한 범위를 제공함으로써, 화소별 전자 방출 균일도를 확보할 수 있는 전자 방출 디바이스를 제공한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 휘도 균일도를 확보하여 고화질의 영상을 구현할 수 있다.As described above, the present invention provides an electron emission device capable of securing electron emission uniformity for each pixel by providing a range for the thickness distribution of the insulating layer. Accordingly, the electron emission display device according to the exemplary embodiment of the present invention can secure high-quality images by ensuring luminance uniformity.

Claims (6)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성되는 전자 방출부;An electron emission unit formed on the substrate; 상기 전자 방출부를 제어하는 캐소드 전극과 게이트 전극; 및A cathode electrode and a gate electrode controlling the electron emission unit; And 상기 캐소드 전극과 게이트 전극 사이에 형성되는 절연층An insulating layer formed between the cathode electrode and the gate electrode 을 포함하며,Including; 상기 절연층의 평균 두께를 Tm, 상기 절연층의 위치별 실제 두께를 Ti라 할 때, 하기 조건을 만족하는 전자 방출 디바이스.An electron emitting device that satisfies the following conditions when the average thickness of the insulating layer is Tm and the actual thickness of each of the insulating layers is Ti.
Figure 112006023925382-PAT00005
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제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연층은 화학기상증착 또는 스크린 인쇄에 의해 형성되는 전자 방출 디바이스.And the insulating layer is formed by chemical vapor deposition or screen printing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연층은 산화 규소(SiO2)를 포함하는 전자 방출 디바이스.And the insulating layer comprises silicon oxide (SiO 2 ). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 방출부는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 플러렌(C60) 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성되는 전자 방출 디바이스.And the electron emission unit is formed of 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. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;A first substrate and a second substrate disposed to face each other; 상기 제1 기판 위에 형성되는 캐소드 전극;A cathode electrode formed on the first substrate; 상기 캐소드 전극 위에 형성되는 전자 방출부;An electron emission unit formed on the cathode electrode; 상기 전자 방출부를 노출시키는 개구부를 구비하면서 상기 제1 기판 위에 형성되는 절연층;An insulating layer formed on the first substrate and having an opening exposing the electron emission portion; 상기 절연층 위에 형성되면서 상기 개구부에 대응하는 개구부를 구비하는 게이트 전극;A gate electrode formed on the insulating layer and having an opening corresponding to the opening; 상기 제1 기판과 대향하는 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층;A fluorescent layer formed on one surface of the second substrate facing the first substrate; 상기 형광층의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극; 및An anode formed on one surface of the fluorescent layer; And 상기 제1 기판과 제2 기판의 간격을 유지시키는 스페이서Spacer to maintain the gap between the first substrate and the second substrate 를 포함하며,Including; 상기 절연층의 평균 두께를 Tm, 상기 절연층의 위치별 실제 두께를 Ti라 할 때, 하기 조건을 만족하는 전자 방출 표시 디바이스.And assuming that the average thickness of the insulating layer is Tm and the actual thickness of each of the insulating layers is Ti, the following condition is satisfied.
Figure 112006023925382-PAT00006
Figure 112006023925382-PAT00006
제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 게이트 전극 상부에 전자빔 통과를 개구부를 구비하는 집속 전극을 더욱 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.And a focusing electrode having an opening through which the electron beam passes through the gate electrode.
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