KR20070105492A - Electron emission device, backlight unit having the same and method of fabricating the same - Google Patents

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KR20070105492A
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Abstract

An electron emission device, a backlight unit including the same and a manufacturing method thereof are provided to remove a need for a pattern process for forming an electron emitting source by dispersing electron emitting materials having a particle diameter of 1.0nm to 3.0 micrometers onto surfaces of a first electrode and a second electrode. A first electrode(20) and a second electrode(30) are disposed on a substrate substantially parallel to each other. An electron emitting material(152) is disposed by being dispersed onto the surface of the first electrode and a surface of the second electrode. A fluorescent layer(70) is disposed in front of the electron emitting material at a position facing the substrate. A third electrode(80) is disposed in contact with the fluorescent layer. The electron emitting material is selected from the group of carbon-based materials including carbon nano tube, graphite, diamond, diamond-phase carbon, carbon black, and nano porous carbon.

Description

전자 방출 소자, 이를 구비하는 백라이트 유닛 및 그 제조 방법{Electron emission device, backlight unit having the same and method of fabricating the same} Electroluminescent device, backlight unit having same and manufacturing method thereof {Electron emission device, backlight unit having the same and method of fabricating the same}

도 1은 전자 방출 소자의 일례의 구성을 보여주는 부분 단면도. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an example of an electron emitting device.

도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 부분 단면도. 2 is a partial cross-sectional view of the backlight unit according to the present invention.

도 3은 도 2의 III-III 선의 방향에서 본 평면도. 3 is a plan view seen in the direction of line III-III of FIG. 2;

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법을 단계적으로 보여주는 도면. 4 and 5 show step by step a method of manufacturing an electron emitting device according to the invention.

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

1: 전면 패널 2, 12: 전자 방출 소자1: front panel 2, 12: electron-emitting device

3, 13: 백라이트 유닛 10: 베이스 기판3, 13: backlight unit 10: base substrate

20: 제1전극 30: 제2전극20: first electrode 30: second electrode

40, 50: 전자 방출층 60: 스페이서40, 50: electron emission layer 60: spacer

70: 형광체층 80: 제3전극 70: phosphor layer 80: third electrode

90: 전면 기판 103: 발광공간90: front substrate 103: light emitting space

152: 전자 방출 물질152: electron emitting material

본 발명은 전자 방출 소자(Electron Emission Device), 이를 구비하는 백라이트 유닛(backlight unit) 및 전자 방출 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카본계 물질을 전자 방출 물질로 사용하고, 제조가 용이한 전자 방출 소자, 이를 구비하는 백라이트 유닛 및 전자 방출 소자의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electron emission device, a backlight unit having the same, and a method of manufacturing the electron emission device. An electron emitting device, a backlight unit having the same, and a method of manufacturing the electron emitting device are provided.

일반적으로 전자 방출 소자에는 전자 방출원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는, 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. 본 발명은 이중 FEA형의 전자 방출 소자와 관련된다. In general, there are a type of electron emitting device using a hot cathode and a cold cathode as an electron emission source. Examples of electron-emitting devices using a cold cathode include field emitter array (FEA), surface conduction emitter (SCE) type, metal insulator metal (MIM) type, metal insulator semiconductor (MIS) type, and ballistic electron surface emitting (BSE) type. ) And the like are known. The present invention relates to a double FEA type electron emission device.

FEA형 전자 방출 소자는 일함수(Work Function)가 낮거나 베타 함수(β Function)가 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 FEA type electron emitting device uses the principle that electrons are easily released due to electric field difference in vacuum when a material having a low work function or a high β function is used as an electron emission source. Molybdenum (Mo) , Tip structure with the main material, such as silicon (Si), carbon-based materials such as graphite, DLC (Diamond Like Carbon), and recent nano tube or nano wire A device using nanomaterials such as) as an electron emission source has been developed.

FEA형 전자 방출 소자는 제1전극과 제2전극의 배치 형태에 따라 크게 탑 게이트형(top gate type)과 언더 게이트형(under gate type)형으로 나눌 수 있으며, 사용되는 전극의 개수에 따라 2극관, 3극관 또는 4극관 등으로 나눌 수 있다. The FEA type electron emission device can be classified into a top gate type and an under gate type according to the arrangement of the first electrode and the second electrode, and according to the number of electrodes used, It can be divided into a pole tube, a triode or a quadrupole.

도 1에는 전자 방출 소자의 일례의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an example of an electron emitting device.

도 1에 도시된 것과 같이, 전자 방출 소자(2)는 베이스 기판(10), 상기 베이스 기판(10)상에 스트라이프 형태로 형성된 제1전극(20), 상기 제1전극(20)과 평행하게 스트라이프 형태로 형성된 제2전극(30), 상기 제1전극(20)과 제2전극(30)의 주위에 배치된 전자 방출층(40, 50)을 구비한다. 상기 제1전극(20)과 상기 제2전극(30)을 둘러싸는 전자 방출층(40, 50)들의 사이에는 전자 방출 갭(G)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 1, the electron emission device 2 may be parallel to the base substrate 10, the first electrode 20 formed in a stripe shape on the base substrate 10, and the first electrode 20. The second electrode 30 is formed in a stripe shape, and the electron emission layers 40 and 50 are disposed around the first electrode 20 and the second electrode 30. An electron emission gap G is formed between the electron emission layers 40 and 50 surrounding the first electrode 20 and the second electrode 30.

이러한 전자 방출 소자(2)는 전자 방출층(40, 50)의 전면에 위치하는 형광체층(70)과 함께 백라이트 유닛(3)을 구성할 수 있다. 백라이트 유닛(3)은 전면 패널(1)과 전자 방출 소자(2)를 구비하며, 상기 전면 패널(1)은 전면 기판(90), 상기 전면 기판(90)의 하면에 형성된 제3전극(80), 상기 제3전극(80)상에 도포된 형광체층(70)을 구비한다. The electron emission device 2 may form the backlight unit 3 together with the phosphor layer 70 positioned in front of the electron emission layers 40 and 50. The backlight unit 3 includes a front panel 1 and an electron emission device 2, and the front panel 1 has a front substrate 90 and a third electrode 80 formed on the bottom surface of the front substrate 90. ) And a phosphor layer 70 coated on the third electrode 80.

상기 전면 패널(1)과 전자 방출 소자(2)사이에는 대기압보다 낮은 진공상태가 유지되며, 상기 전면 패널(1)과 전자 방출 소자(2)사이의 진공상태에 의해 발생되는 압력을 지지하고, 발광공간(103)을 확보하기 위해 상기 전면 패널(1)과 상기 전자 방출 소자(2) 사이에는 스페이서(60)가 배치된다. The vacuum state lower than atmospheric pressure is maintained between the front panel 1 and the electron emission element 2, and supports the pressure generated by the vacuum state between the front panel 1 and the electron emission element 2, The spacer 60 is disposed between the front panel 1 and the electron emission device 2 to secure the light emitting space 103.

이러한 구성을 가지는 종래의 전자 방출 소자에서, 제2전극(30)과 제1전극(20) 사이에 형성되는 전계에 의해 상기 전자 방출층(40, 50) 중 제1전극측에 배치된 전자 방출층(40)에서 전자가 방출되고, 방출된 전자는 초기에 제2전극(30)을 향해 진행하다가 제3전극(80)의 강한 전계에 이끌려 제3전극(80)을 향하여 움직이게 된다. In the conventional electron emission device having such a configuration, electron emission disposed on the first electrode side of the electron emission layers 40 and 50 by an electric field formed between the second electrode 30 and the first electrode 20. Electrons are emitted from the layer 40, and the emitted electrons initially move toward the second electrode 30 and are attracted by the strong electric field of the third electrode 80 to move toward the third electrode 80.

이러한 구조를 가지는 종래의 전자 방출 소자의 경우, 전자 방출층을 형성하기 위해서는 포토레지스트(PhotoResist: PR)의 코팅, 소성 공정, 카본 나노 튜브 페이스트의 건조, 노광, 현상 등과 같은 많은 패턴(pattern) 공정이 필요하다. 이 때문에 공정이 복잡하고 재료비용 및 공정비용이 높으며, 인쇄성, 노광, 현상 및 소성 등과 관련된 페이스트의 특성 요구 사항 또한 많아서 소재 개발의 어려움이 많다. 그리고 패턴 공정에 사용하기 위해 전극을 ITO 투명 전극으로 형성하여야 하는 등의 제조 비용 증가가 불가피하다. In the conventional electron emitting device having such a structure, in order to form an electron emitting layer, many pattern processes such as coating of photoresist (PR), firing process, drying of carbon nanotube paste, exposure, development, etc. This is necessary. Because of this, the process is complicated, the material cost and the process cost are high, and the characteristics of the pastes related to printability, exposure, development, and baking are also high, which makes the material development difficult. In addition, it is unavoidable to increase manufacturing costs, such as forming an electrode as an ITO transparent electrode for use in a pattern process.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제조 비용을 감소시킬 수 있는 패턴 공정이 필요없는 간단한 공정으로 전자 방출 소자를 제조하는 방법과 이를 이용하여 제작된 전자 방출 소자 및 백라이트 유닛을 제공하는 것이다. The present invention is to overcome the conventional problems as described above, an object of the present invention is a method for manufacturing an electron emitting device in a simple process that does not require a pattern process that can reduce the manufacturing cost and the electron emission produced using the same It is to provide an element and a backlight unit.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 기판 상에 실질적으로 평행하게 배치된 제1전극 및 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 표면에 분산되어 배치되고 입자 직 경이 1.0nm 내지 3.0㎛의 범위에 속하는 전자 방출 물질을 포함하는 전자 방출 소자를 제공함으로써 달성된다. An object of the present invention as described above, the first electrode and the second electrode disposed substantially parallel on the substrate; And an electron emission device disposed on the surface of the first electrode and the second electrode and including an electron emission material having a particle diameter in a range of 1.0 nm to 3.0 μm.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 기판 상에 실질적으로 평행하게 배치된 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극 및 제2전극 표면에 분산되어 배치되는 전자 방출 물질; 상기 전자 방출 물질의 전방에 상기 기판과 대향되는 위치에 배치된 형광체층; 및 상기 형광체층에 접하도록 배치된 제3전극을 포함하는 백라이트 유닛을 제공함으로써 달성된다. In addition, the object of the present invention as described above, the first electrode and the second electrode disposed substantially parallel on the substrate; An electron emission material disposed on the surfaces of the first electrode and the second electrode; A phosphor layer disposed at a position opposite to the substrate in front of the electron emission material; And a third electrode disposed to contact the phosphor layer.

여기서, 상기 전자 방출 물질은 카본 나노 튜브, 그래파이트, 다이아몬드 및 다이아몬드상 카본, 카본블랙, 나노 포러스 카본을 포함하는 카본계 물질 중에서 선택되는 것이 바람직하다. Here, the electron emission material is preferably selected from carbon-based materials including carbon nanotubes, graphite, diamond and diamond-like carbon, carbon black, and nanoporous carbon.

여기서, 상기 전자 방출 물질의 입자 평균 직경은 1.0nm 내지 3.0㎛ 범위에 속하는 것이 바람직하다. Herein, the particle average diameter of the electron-emitting material is preferably in the range of 1.0 nm to 3.0 μm.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 기판 상에 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계(a); 및 상기 제1전극 및 제2전극의 표면에 전자 방출 물질을 분산시켜 배치하는 단계(b)를 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법을 제공함으로써 달성된다. In addition, the object of the present invention as described above, (a) forming a first electrode and a second electrode on the substrate; And (b) dispersing and disposing an electron emission material on the surfaces of the first electrode and the second electrode.

여기서, 상기 단계(b)는, 전자 방출 물질이 분산되어 있는 100cPs 내지 10000cPs에 속하는 점도를 가지는 전자 방출원 형성용 조성물을 제1전극 및 제2전극이 형성된 기판 상에서 스프레이법이나 스핀코팅법에 의해 도포함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. Here, the step (b) is a composition for forming an electron emission source having a viscosity belonging to 100 cPs to 10000 cPs in which an electron emission material is dispersed by spraying or spin coating on a substrate on which a first electrode and a second electrode are formed. It is preferable to apply by coating.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2에는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 부분 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 III-III 선을 따라 바라본 평면도가 도시되어 있다. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the backlight unit according to the present invention, and FIG. 3 is a plan view taken along the line III-III of FIG. 2.

도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 전면 패널과 전자 방출 소자를 포함한다. As shown in FIGS. 2 and 3, the backlight unit according to the present invention includes a front panel and an electron emitting device.

상기 전자 방출 소자(12)는 베이스 기판(10), 상기 베이스 기판(10)상에 스트라이프 형태로 형성된 제1전극(20), 상기 제1전극(20)과 평행하게 스트라이프 형태로 형성된 제2전극(30), 상기 제1전극(20)과 제2전극(30)의 주위에 배치된 전자 방출 물질(152)을 구비한다. The electron emission device 12 may include a base substrate 10, a first electrode 20 formed in a stripe shape on the base substrate 10, and a second electrode formed in a stripe shape in parallel with the first electrode 20. 30, an electron emission material 152 disposed around the first electrode 20 and the second electrode 30.

상기 베이스 기판(10)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. 한편, 이하에서 설명하는 것과 같이 본 발명에서는 패턴 공정이 필요하지 않기 때문에 금속 재질의 기판이나 플라스틱 재질의 기판도 사용 가능하다. The base substrate 10 is a plate-shaped member having a predetermined thickness, and may include quartz glass, glass containing a small amount of impurities such as Na, glass, a SiO 2 coated glass substrate, aluminum oxide, or a ceramic substrate. . In addition, when implementing a flexible display apparatus, a flexible material may be used. On the other hand, as described below, since the pattern process is not necessary in the present invention, a metal substrate or a plastic substrate can also be used.

상기 제1전극(20) 및 상기 제2전극(30)은 상기 베이스 기판(10) 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 만 들어질 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 베이스 기판(110)의 후방으로부터 빛을 투과하도록 하는 공정이 필요한 경우에는 ITO, In2O3 또는 SnO2 등의 투명 도전체가 사용되어야 하는데, 이하에서 설명하는 본 발명에 따른 방법을 사용하는 경우에는 재료비가 많이 소요되는 이러한 투명 도전체를 사용할 필요는 없다. The first electrode 20 and the second electrode 30 are disposed on the base substrate 10 to extend in one direction, 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. Particularly, when a process for transmitting light from the rear of the base substrate 110 is required during the manufacturing process, a transparent conductor such as ITO, In 2 O 3 or SnO 2 should be used. The method according to the present invention will be described below. In the case of using, it is not necessary to use such a transparent conductor, which requires a lot of material cost.

상기 전자 방출 물질(152)은 상기 제1전극 및 제2전극이 배치된 베이스 기판 상에 불규칙적으로 분산되어 배치된다. 다만, 소정의 분포 밀도를 유지하여 상기 제1전극과 상기 제2전극이 서로 통전되는 것을 방지한다. 상기 전자 방출 물질에는 상기 제1전극이나 제2전극과의 접착성을 위해 소정의 접착 성분이 묻어 있을 수 있고 동일한 성분이 상기 제1전극 및 제2전극과 그 주변에 잔존할 수 있다. 이러한 접착 성분에 대해서는 이후에 설명할 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법을 설명하면서 보다 구체적으로 언급하기로 한다. The electron emission material 152 is irregularly distributed on the base substrate on which the first electrode and the second electrode are disposed. However, a predetermined distribution density is maintained to prevent the first electrode and the second electrode from energizing each other. The electron-emitting material may be buried with a predetermined adhesive component for adhesion to the first electrode or the second electrode, and the same component may remain around the first electrode and the second electrode. This adhesive component will be described in more detail while describing a method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention to be described later.

상기 제1전극 및 제2전극 사이의 거리(d)에 비하여 상기 전자 방출 물질의 입자 크기는 훨씬 작은 것이 바람직하다. 특히, 상기 전자 방출 물질의 입자 크기는 1.0nm 내지 3㎛의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 입자 크기가 너무 작은 경우에는 그러한 입자를 제조하는 것이 어려우며, 3㎛이상으로 커지는 경우에는 밀도에 따라서는 제1전극과 제2전극이 서로 통전될 수 있어 바람직하지 않다. Preferably, the particle size of the electron-emitting material is much smaller than the distance d between the first and second electrodes. In particular, the particle size of the electron-emitting material is preferably in the range of 1.0nm to 3㎛. When the particle size is too small, it is difficult to produce such particles, and when the particle size is larger than 3 μm, the first electrode and the second electrode may be energized with each other depending on the density, which is not preferable.

상기 전자 방출 물질로는 일함수가 작고, 베타 함수가 큰 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 전자 방출 물질로는 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube: CNT), 그래파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본블랙, 나노 포러스 카본(nano porous carbon) 등의 카본계 물질이 사용될 수 있고, 나노 물질로는 나노 튜브, 나노 와이어, 나노 로드 등이 사용될 수 있으며, 그 밖의 금속 입자들도 사용될 수 있다. 이중에서 카본 나노 튜브는 전자 방출 특성이 우수하여 저전압 구동이 용이하므로, 이를 전자 방출원으로 사용하는 장치의 대면적화에 유리하다. As the electron emission material, a material having a small work function and a large beta function is preferably used. In particular, carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNT), graphite, diamond, diamond-like carbon, carbon black, and nano porous carbon may be used as the electron emission material. Silver nanotubes, nanowires, nanorods, etc. may be used, and other metal particles may also be used. Among them, carbon nanotubes have excellent electron emission characteristics and are easy to operate at low voltage, and are advantageous for large area of a device using them as an electron emission source.

상기 전면 패널(1)은 제3전극(80) 및 상기 제3전극(80)에 설치된 형광체층(70)을 포함한다. The front panel 1 includes a third electrode 80 and a phosphor layer 70 provided on the third electrode 80.

상기 제3전극(80)은 상기 제1전극(20) 및 제2전극(30)과 마찬가지로 통상의 전기 도전성 물질로 만들어진다. The third electrode 80 is made of a conventional electrically conductive material similarly to the first electrode 20 and the second electrode 30.

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(1)과 전자 방출 소자(12)사이에는 대기압보다 낮은 진공상태가 유지되며, 상기 전면 패널(1)과 전자 방출 소자(12)사이의 진공상태에 의해 발 생되는 압력을 지지하고, 발광공간(103)을 확보하기 위해 상기 전면 패널(1)과 상기 전자 방출 소자(12) 사이에는 스페이서(60)가 배치된다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지는 않지만, 상기 전면 패널(1)과 상기 전자 방출 소자의 외주면을 따라 글라스 프리트와 같은 밀봉 부재가 배치된다. The vacuum state lower than atmospheric pressure is maintained between the front panel 1 and the electron emission element 12, and supports the pressure generated by the vacuum state between the front panel 1 and the electron emission element 12. In order to secure the light emitting space 103, a spacer 60 is disposed between the front panel 1 and the electron emission device 12. Although not shown in the figure, a sealing member such as glass frit is disposed along the outer circumferential surface of the front panel 1 and the electron-emitting device.

이상과 같은 구성을 가지는 백라이트 유닛(13)은 다음과 같은 방식으로 작동할 수 있다. 즉, 상기 제1전극 또는 제2전극 중 어느 한 전극에 (-) 전압을 인가하고, 다른 한 전극에 (+) 전압을 인가하여 (-) 전압이 인가된 전극 측에 접한 전자 방출 물질에서 전자가 방출되도록 한다. 동시에 제3전극에 강한 (+) 전압을 인가하여 방출된 전자를 형광체층을 향하여 가속시키면, 전자가 형광체층을 여기시켜 가시광선을 발생시킨다. 물론, 제1전극이나 제2전극 중 하나의 전극에 인가되는 (-) 전압을 (+) 전압으로 대체하고, 다른 하나의 전극에 인가되는 (+) 전압을 더 높은 (+) 전압으로 하는 경우에도 전자 방출이 가능하다. The backlight unit 13 having the above configuration may operate in the following manner. That is, the electron is emitted from the electron emission material in contact with the electrode side to which the negative voltage is applied by applying a negative voltage to one of the first electrode or the second electrode and applying a positive voltage to the other electrode. To be released. At the same time, when a strong (+) voltage is applied to the third electrode to accelerate the emitted electrons toward the phosphor layer, the electrons excite the phosphor layer to generate visible light. Of course, when a negative voltage applied to one electrode of the first electrode or the second electrode is replaced with a positive voltage, and a positive voltage applied to the other electrode is made a higher positive voltage. Even electron emission is possible.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛에서 전자 방출 물질을 포함하는 하판 구조의 제조 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a bottom plate structure including an electron emission material in a backlight unit according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4 및 도 5에는 하판 구조를 형성하는 방법을 단계적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 이상과 같은 구성을 가지는 백라이트 유닛에서 전자 방출 소자에 해당하는 하판 구조를 제작하는 방법은 다음과 같다. 4 and 5 show a step-by-step view of how to form the bottom plate structure. A method of manufacturing a bottom plate structure corresponding to the electron emission device in the backlight unit having the above configuration is as follows.

즉, 먼저 기판 상에 제1전극 및 제2전극을 형성한다(도 4). 상기 기판으로는 유리 재질뿐만 아니라 금속 재질이나 플라스틱 재질이 사용될 수도 있다. That is, first and second electrodes are first formed on the substrate (FIG. 4). As the substrate, not only glass but also metal or plastic may be used.

그 다음, 비이클(vehicle)에 전자 방출 물질을 분산시켜 100cps 내지 10000cps에 속하는 점도를 가지는 전자 방출원 형성용 조성물을 제조한다. 또한, 상기 전자 방출원 형성용 조성물에는 전자 방출 물질이 전극 상에 부착되는 특성을 향상시키기 위해 접착 성분이 포함될 수도 있다. Next, an electron emission material is dispersed in a vehicle to prepare a composition for forming an electron emission source having a viscosity of 100 cps to 10000 cps. In addition, the composition for forming an electron emission source may include an adhesive component to improve the property that the electron emission material adheres on the electrode.

여기서, 상기 비이클은 수지 성분 및 용매 성분으로 이루어질 수 있다. Here, the vehicle may be composed of a resin component and a solvent component.

상기 수지 성분은 예를 들면, 에틸 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트 등과 같은 아크릴계 수지; 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 에테르 등과 같은 비닐계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 바와 같은 상기 수지 성분 중 일부는 감광성 수지의 역할을 동시에 할 수 있다.The resin component may be, for example, a cellulose resin such as ethyl cellulose, nitrocellulose, or the like; Acrylic resins such as polyester acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate and the like; At least one of a vinyl-based resin such as polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, polyvinyl ether, and the like may be included, but is not limited thereto. Some of the resin components as described above may simultaneously serve as a photosensitive resin.

상기 용매 성분은 예를 들면, 터피네올(terpineol), 부틸 카르비톨(butyl carbitol:BC), 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate:BCA), 톨루엔(toluene) 및 텍사놀(texanol) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 중, 터피네올을 포함하는 것이 바람직하다.The solvent component is, for example, at least one of terpineol, butyl carbitol (BC), butyl carbitol acetate (BCA), toluene and texanol It may include. Among these, it is preferable to contain terpineol.

한편, 상기 용매 성분의 함량이 지나치게 적거나 많은 경우에는 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄성 및 흐름성이 저하되는 문제점이 생길 수 있다. 특히, 비이클의 함량이 지나치게 많은 경우에는 건조시간이 지나치게 길어질 수 있다는 문제점이 있다. On the other hand, when the content of the solvent component is too small or too large, there may be a problem that the printability and flowability of the composition for forming an electron emission source is lowered. In particular, when the content of the vehicle is too large, there is a problem that the drying time may be too long.

그 다음, 상기 제1전극 및 제2전극을 포함하는 기판의 표면에 전자 방출 물 질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 도포하여 전자 방출 물질을 전극들을 포함하는 기판 상에 분산시킨다(도 5). 이 과정은 스프레이법이나 스핀코팅법에 의해 전자 방출원 형성용 조성물을 도포함으로써 이루어질 수 있다. Next, the composition for forming an electron emission source including an electron emission material is coated on a surface of the substrate including the first electrode and the second electrode to disperse the electron emission material on the substrate including the electrodes (FIG. 5). ). This process can be accomplished by applying the composition for electron emission source formation by spraying or spin coating.

그 다음, 전자 방출원 형성용 조성물을 건조 및/또는 소성하면 하판 구조의 제작이 완료된다. 즉, 종래에 사용되던 패턴 공정이 일절 필요 없게 된다. Then, drying and / or firing the composition for electron emission source formation completes the manufacture of the bottom plate structure. That is, the pattern process used conventionally does not need any.

위에서 설명한 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물을 다음과 같이 제작하여 백라이트 유닛에 적용하는 실험을 수행하였다. An experiment was performed to prepare a composition for forming an electron emission source according to the present invention as described above and apply it to a backlight unit.

즉, 전자 방출 물질로서 나노 다공성 탄소(NPC; Nano Porouscarbon) 입자 1.0g을 텍사놀(Texanol) 43g에 에틸 셀룰로스 수지 8g과 혼합하여 전자 방출원 형성용 조성물을 제조하였다. 도 1에 도시된 것과 같은 2극관 구조(다이오드 구조)를 만들어 수명 및 균일도(uniformity)를 측정하였다. 감광성 수지를 이용하여 노광 및 현상 공정에 의한 2극관 구조의 것과 동일하거나 우수한 전자 방출 성능을 보였으며, 8kV이상의 고전압 인가 하에서도 아크 방전없이 안정적인 구동 특성을 보였다. That is, 1.0 g of nano-porous carbon (NPC) particles were mixed with 43 g of texanol and 8 g of ethyl cellulose resin as an electron emission material, thereby preparing a composition for forming an electron emission source. A bipolar tube structure (diode structure) as shown in FIG. 1 was made to measure lifetime and uniformity. The photosensitive resin showed the same or superior electron emission performance as that of the bipolar structure by the exposure and development processes, and showed stable driving characteristics without arc discharge even under high voltage of 8 kV or higher.

상술한 본 발명에 따르면, 전자 방출원 형성을 위한 패턴 공정이 필요 없게 되어 공정비용 및 재료비용을 절감할 수 있다. 또한, 카본 나노 튜브뿐 아니라 분산성이나 수명이 우수한 다른 미세 카본 입자나 금속 입자를 전자 방출 물질로 활용할 수 있다. 또한, 공정에서 사용 가능한 전자 방출원 형성용 조성물의 점도가 수백 내지 수천 cPs 정도로 범위가 확장되어 전자 방출원 형성용 조성물의 설계 제 한이 확장할 수 있다. 또한, 기판으로 ITO대신에 금속 재질의 기판을 사용할 수 있고, 진공 봉착시 ITO에 비해 금속 기판이 강하기 때문에 스페이서의 크기 및 필요한 개수를 줄일 수 있다. 결과적으로 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다. According to the present invention described above, a pattern process for forming an electron emission source is not required, thereby reducing process cost and material cost. In addition to the carbon nanotubes, other fine carbon particles or metal particles having excellent dispersibility and long life can be utilized as the electron emission material. In addition, the viscosity of the composition for forming an electron emission source that can be used in the process is extended to a range of several hundred to several thousand cPs, so that the design limitation of the composition for forming an electron emission source can be extended. In addition, a metal substrate can be used instead of ITO as the substrate, and since the metal substrate is stronger than ITO at the time of vacuum sealing, the size of the spacer and the required number can be reduced. As a result, it can greatly contribute to productivity improvement.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 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 (6)

기판 상에 실질적으로 평행하게 배치된 제1전극 및 제2전극; 및 First and second electrodes disposed substantially in parallel on the substrate; And 상기 제1전극 및 제2전극 표면에 분산되어 배치되고 입자 직경이 1.0nm 내지 3.0㎛의 범위에 속하는 전자 방출 물질을 포함하는 전자 방출 소자. And an electron emission material disposed on the surfaces of the first electrode and the second electrode and having a particle diameter ranging from 1.0 nm to 3.0 μm. 기판 상에 실질적으로 평행하게 배치된 제1전극 및 제2전극; First and second electrodes disposed substantially in parallel on the substrate; 상기 제1전극 및 제2전극 표면에 분산되어 배치되는 전자 방출 물질; An electron emission material disposed on the surfaces of the first electrode and the second electrode; 상기 전자 방출 물질의 전방에 상기 기판과 대향되는 위치에 배치된 형광체층; 및 A phosphor layer disposed at a position opposite to the substrate in front of the electron emission material; And 상기 형광체층에 접하도록 배치된 제3전극을 포함하는 백라이트 유닛. And a third electrode disposed to contact the phosphor layer. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 전자 방출 물질은 카본 나노 튜브, 그래파이트, 다이아몬드 및 다이아몬드상 카본, 카본블랙, 나노 포러스 카본을 포함하는 카본계 물질 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The electron emission material is a backlight unit, characterized in that selected from carbon-based materials including carbon nanotubes, graphite, diamond and diamond-like carbon, carbon black, nanoporous carbon. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 전자 방출 물질의 입자 평균 직경은 1.0nm 내지 3.0㎛ 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. And a particle average diameter of the electron emission material is in the range of 1.0 nm to 3.0 μm. 기판 상에 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계(a); 및 (A) forming a first electrode and a second electrode on the substrate; And 상기 제1전극 및 제2전극의 표면에 전자 방출 물질을 분산시켜 배치하는 단계(b)를 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.And dispersing and disposing an electron emission material on surfaces of the first electrode and the second electrode. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 단계(b)는, Step (b) is, 전자 방출 물질이 분산되어 있는 100cPs 내지 10000cPs에 속하는 점도를 가지는 전자 방출원 형성용 조성물을 제1전극 및 제2전극이 형성된 기판 상에서 스프레이법이나 스핀코팅법에 의해 도포함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조 방법.A backlight unit formed by applying a composition for forming an electron emission source having a viscosity belonging to 100 cPs to 10000 cPs in which an electron emitting material is dispersed by spraying or spin coating on a substrate on which a first electrode and a second electrode are formed. Method of preparation.
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