KR20070106109A - Electron emission device and electron emission display device using the same - Google Patents

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KR20070106109A
KR20070106109A KR1020060038582A KR20060038582A KR20070106109A KR 20070106109 A KR20070106109 A KR 20070106109A KR 1020060038582 A KR1020060038582 A KR 1020060038582A KR 20060038582 A KR20060038582 A KR 20060038582A KR 20070106109 A KR20070106109 A KR 20070106109A
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이천규
전상호
조진희
안상혁
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 prevent variations of an electric field in an opening of a gate electrode by enlarging a short width of an isolated electrode than a long width of the opening. Cathode electrodes are formed on a substrate, and gate electrodes(18) are isolated from the cathode electrodes. A plurality of electron emission portions(20) are electrically connected to the cathode electrodes. The cathode electrode has a main electrode(141) forming an opening(141a) every unit pixel, an isolated electrode(142) spaced apart from the main electrode in the opening, and a resistant layer electrically connecting the main electrode with the isolated electrode. The gate electrode has an opening corresponding to the isolated electrode to expose the electron emission portions.

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 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the electron emission display device shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 주 전극, 격리 전극 및 전자 방출부를 도시한 부분 평면도이다.3 is a partial plan view illustrating a main electrode, an isolation electrode, and an electron emission unit of an electron emission device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 주 전극, 격리 전극 및 전자 방출부를 도시한 부분 평면도이다.4 is a partial plan view illustrating a main electrode, an isolation electrode, and an electron emission unit of an electron emission device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

본 발명은 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 방출부와 전기적으로 연결되어 전자 방출부에 전류를 공급하는 캐소드 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emission device and an electron emission display device using the same, and more particularly, to a cathode electrode electrically connected to an electron emission unit and supplying a current to the electron emission unit.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)을 이용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방 식으로 분류할 수 있다.In general, an electron emission element may be classified into a method using a hot cathode and a cold cathode according to the type of electron source.

여기서, 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는 전계 방출 어레이(Field Emitter Array; 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 the cold cathode is a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, a metal-insulation layer-metal Metal (MIM) type and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type are known.

이 중 FEA형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극으로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비하며, 전자 방출부의 구성 물질로 일 함수(work function)가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 탄소 나노튜브와 흑연 및 다이아몬드상 탄소과 같은 탄소계 물질을 사용하여 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한다.Among them, the FEA type electron emission device has a cathode electrode and a gate electrode as a driving electrode for controlling the electron emission portion and electron emission of the electron emission portion, and has a low work function as a constituent material of the electron emission portion. In addition, using a material having a high aspect ratio, such as carbon nanotubes and carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon, electrons are easily released by an electric field in a 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 표시 디바이스는 구동시 전자 방출부와 전기적으로 연결되어 전자 방출에 필요한 전류를 공급하는 캐소드 전극에 불안정한 구동 전압이 인가되거나, 캐소드 전극의 라인 저항으로 인해 전자 방출부들에 인가되는 전압에 차이가 발생할 수 있다. 이 경우 전자 방출부들의 에미션 특성이 불균일하게 되어 화소별 발광 균일도 저하로 이어진다.In the electron emission display device, an unstable driving voltage is applied to a cathode electrode which is electrically connected to the electron emission unit and supplies a current required for electron emission during driving, or a difference in voltage applied to the electron emission units due to the line resistance of the cathode electrode. May occur. In this case, the emission characteristics of the electron emission parts become nonuniform, leading to a decrease in the uniformity of emission for each pixel.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 저항층을 매개로 하여 전자 방출부에 전류를 공급함으로써 전자 방출부들의 에미션 특성을 균일화하는 구조가 제안되어 사용되고 있다. 이러한 캐소드 전극 구조는 단위 화소마다 개구부를 구비한 주 전극, 개구부 내측에 형성되어 전자 방출부가 놓이는 격리 전극 및 주 전극과 격리 전극을 전기적으로 연결하는 저항층으로 구성된다.In order to solve the above problems, a structure for uniformizing the emission characteristics of the electron emission parts by supplying a current to the electron emission part through the resistance layer has been proposed and used. The cathode electrode structure includes a main electrode having an opening for each unit pixel, an isolation electrode formed inside the opening to place an electron emission unit, and a resistance layer electrically connecting the main electrode and the isolation electrode.

그리고, 캐소드 전극 상부에는 게이트 전극이 캐소드 전극과 절연되어 위치하고, 이 게이트 전극에는 상기 주 전극의 일부 표면을 노출시키는 개구부가 형성된다.The gate electrode is insulated from the cathode electrode on the cathode, and an opening is formed in the gate electrode to expose a part of the surface of the main electrode.

그런데, 종래에는 격리 전극 상부에 형성되는 게이트 전극 개구부가 격리 전극과 동일한 크기로 설계되어 있었다. 이 경우 게이트 전극 개구부가 제작 공차로 인하여 설계치 보다 크게 형성되거나, 주 전극과 게이트 전극 개구부 간에 미스 얼라인이 발생하게 되면 주 전극의 단부가 게이트 전극 개구부에 의해 노출되는 문제가 발생한다.By the way, the gate electrode opening formed in the upper part of the isolation electrode was designed in the same size as the isolation electrode conventionally. In this case, when the gate electrode opening is formed larger than the designed value due to manufacturing tolerances, or if a misalignment occurs between the main electrode and the gate electrode opening, the end of the main electrode is exposed by the gate electrode opening.

주 전극의 단부가 게이트 전극 개구부에 의해 노출되면 이 부분에서 전계의 변화가 발생하고, 이는 전자빔 궤적의 왜곡을 발생시켜 전자 방출 표시 디바이스의 색순도 저하를 초래한다. 또한, 상기와 같은 전계 변화는 에미션 불균일 및 구동전압의 상승을 발생시키는 문제점이 있다.When the end of the main electrode is exposed by the gate electrode opening, a change in electric field occurs at this portion, which causes distortion of the electron beam trajectory, resulting in a decrease in color purity of the electron emission display device. In addition, the electric field change as described above has a problem of causing an emission unevenness and an increase in driving voltage.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주 전극의 단부가 게이트 전극 개구부에 노출되지 않도록 하여 그에 따라 발생할 수 있는 전계 변화를 방지하는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent an end of a main electrode from being exposed to a gate electrode opening, thereby preventing an electric field change that may occur, and an electron emission display using the same. In providing a device.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스는 기판, 상기 기판 위에 형성되는 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극과 절연되어 위치하는 게이트 전극 및 상기 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부를 포함하고, 상기 캐소드 전극은 상기 기판에 설정되는 단위 화소마다 개구부를 형성하는 주 전극, 상기 개구부 내측에서 상기 주 전극과 이격되어 위치하며 상기 전자 방출부가 놓이는 격리 전극 및 상기 주 전극과 격리 전극을 전기적으로 연결하는 저항층으로 이루어지며, 상기 게이트 전극은 상기 격리 전극에 대응하는 개구부를 구비하여 상기 전자 방출부를 기판상에 노출시키며, 상기 격리 전극의 단폭을 WI라 하고, 상기 게이트 전극 개구부의 장폭을 WG라 할 때, 다음과 같은 관계식을 만족한다.In order to achieve the above object, an electron emission device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a substrate, a cathode electrode formed on the substrate, a gate electrode positioned to be insulated from the cathode electrode, and an electron emission portion electrically connected to the cathode electrode. The cathode electrode includes a main electrode which forms an opening for each unit pixel set in the substrate, an isolation electrode in which the electron emission unit is disposed and spaced apart from the main electrode inside the opening, and electrically connects the main electrode and the isolation electrode. The gate electrode has an opening corresponding to the isolation electrode to expose the electron emission part on a substrate, and the short width of the isolation electrode is W I , and the long width of the gate electrode opening is formed. When W G is given, the following relation is satisfied.

WI > WG W I > W G

또한, 상기 격리 전극의 단폭과 상기 게이트 전극 개구부의 장폭이 하기 조건을 만족할 수 있다.In addition, the short width of the isolation electrode and the long width of the gate electrode opening may satisfy the following conditions.

WI / WG = 1.0 ~ 1.5W I / W G = 1.0 ~ 1.5

또한, 상기 격리 전극의 개별 면적은 상기 게이트 전극 개구부가 차지하는 개별 면적보다 크게 형성될 수 있다.In addition, an individual area of the isolation electrode may be larger than an individual area occupied by the gate electrode opening.

또한, 상기 게이트 전극 개구부는 원형으로 형성될 수 있다.In addition, the gate electrode opening may be formed in a circular shape.

또한, 상기 격리 전극은 장방형 또는 육각형으로 형성될 수 있다.In addition, the isolation electrode may be formed in a rectangle or a hexagon.

또한, 상기 주 전극과 격리 전극은 투명 물질로 이루어질 수 있다.In addition, the main electrode and the isolation electrode may be made of a transparent material.

또한, 상기 격리 전극들은 상기 주 전극의 길이 방향을 따라 일렬로 위치하고, 상기 저항층은 상기 격리 전극들의 양측에 위치할 수 있다.In addition, the isolation electrodes may be positioned in a line along the length direction of the main electrode, and the resistance layer may be positioned at both sides of the isolation electrodes.

또한, 상기 주 전극 개구부는 상기 단위 화소마다 하나씩 형성되고, 상기 격리 전극은 상기 주 전극 개구부 내에 복수로 형성될 수 있다.In addition, one main electrode opening may be formed in each unit pixel, and a plurality of isolation electrodes may be formed in the main electrode opening.

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 상기 전자 방출 디바이스, 상기 기판에 대향 배치되는 타측 기판, 상기 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층 및 상기 형광층의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극을 포함한다.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 embodiment of the present invention, the electron emission device, the other substrate disposed to face the substrate, the fluorescent layer formed on one surface of the other substrate and the anode electrode formed on any one surface of the fluorescent layer It includes.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 주 전극, 격리 전극 및 전자 방출부를 도시한 부분 평면도이다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the electron emission display device illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is an electron according to an embodiment of the present invention. Partial plan view showing a main electrode, an isolation electrode and an electron emission portion of the emission device.

도 1 및 도 2를 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 접 합시키며, 내부 공간이 대략 10-6 torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(10), 제2 기판(12) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.1 and 2, the electron emission display device includes a first substrate 10 and a second substrate 12 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 10 and the second substrate 12 to join the two substrates, and the internal space is evacuated with a vacuum of approximately 10 −6 torr. 10), the 2nd board | substrate 12 and the sealing member comprise 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, 이 전자 방출 디바이스(100)는 제2 기판(12) 및 제2 기판(12)에 제공된 발광 유닛(110)과 결합되어 전자 방출 표시 디바이스(200)를 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 The 100 is coupled to the second substrate 12 and the light emitting unit 110 provided on the second substrate 12 to form the electron emission display device 200.

먼저, 제1 기판(10) 위에는 제1 구동 전극인 캐소드 전극들(14)이 제1 기판(10)의 일 방향(도 1에서 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(14)을 덮으면서 제1 기판(10) 전체에 제1 절연층(16)이 형성된다. 제1 절연층(16) 위에는 제2 구동 전극인 게이트 전극들(18)이 캐소드 전극(14)과 직교하는 방향(도 1에서 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.First, cathode electrodes 14 serving as first driving electrodes are formed in a stripe pattern along one direction (y-axis direction in FIG. 1) of the first substrate 10, and the cathode electrodes ( The first insulating layer 16 is formed on the entire first substrate 10 while covering the 14. Gate electrodes 18, which are second driving electrodes, are formed on the first insulating layer 16 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrode 14 (the x-axis direction in FIG. 1).

본 발명의 실시예에서는 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 교차 영역이 하나의 단위 화소(sub-pixel)를 이룬다.In an exemplary embodiment of the present invention, an intersection area between the cathode electrode 14 and the gate electrode 18 forms one unit pixel.

캐소드 전극(14)은 각 단위 화소에 대응하여 그 내부에 개구부(141a)를 형성하는 주 전극(141)과, 개구부(141a) 내측에서 주 전극(141)과 이격되어 위치하는 격리 전극(142) 및 주 전극(141)과 격리 전극(142)을 전기적으로 연결하는 저항층(143)으로 이루어진다.The cathode electrode 14 has a main electrode 141 forming an opening 141a therein corresponding to each unit pixel, and an isolation electrode 142 spaced apart from the main electrode 141 inside the opening 141a. And a resistance layer 143 electrically connecting the main electrode 141 and the isolation electrode 142.

격리 전극들(142)은 개구부(141a) 내측에서 제1 기판(10)의 어느 일 방향, 일례로 주 전극(141)의 길이 방향을 따라 일렬로 위치한다. 주 전극(141)과 격리 전극(142)은 후술할 전자 방출부를 후면 노광법을 통하여 형성할 수 있도록 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO)와 같은 투명 물질로 이루어질 수 있다.The isolation electrodes 142 are disposed in a line along one direction of the first substrate 10, for example, the length direction of the main electrode 141, inside the opening 141a. The main electrode 141 and the isolation electrode 142 may be made of a transparent material such as indium tin oxide (ITO) to form an electron emission unit to be described later through a back exposure method.

저항층(143)은 격리 전극(142)의 죄우 양측에 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 격리 전극(142)의 윗면 일부를 덮도록 형성되어 격리 전극(142)과의 접촉 저항을 줄인다. 저항층(143)은 도 1에서 점선으로 표시하였다.The resistance layer 143 may be formed as a pair on both sides of the isolation electrode 142, and formed to cover a portion of the top surface of the isolation electrode 142 to reduce contact resistance with the isolation electrode 142. The resistive layer 143 is indicated by a dotted line in FIG. 1.

저항층(143)은 대략 10,000 내지 100,000 Ω㎝의 비저항값을 갖는 물질로서 주 전극(141)과 격리 전극(142)을 구성하는 통상의 도전 물질보다 큰 저항을 가지며, 일례로 p형 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.The resistive layer 143 is a material having a specific resistance value of approximately 10,000 to 100,000 Ωcm, and has a resistance higher than that of a conventional conductive material constituting the main electrode 141 and the isolation electrode 142. For example, the p-type doped amorphous material It may be made of silicon.

또한, 저항층(143)은 주 전극(141)의 길이 방향을 따라 연속적으로 형성되거나, 단위 화소마다 분리 형성될 수 있다. 그리고, 주 전극(141)의 개구부(141a)는 단위 화소마다 하나씩 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 개구부의 개수, 형상 및 개구부 내 격리 전극의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.In addition, the resistance layer 143 may be continuously formed along the longitudinal direction of the main electrode 141, or may be separately formed for each unit pixel. The openings 141a of the main electrode 141 may be formed for each unit pixel, but are not limited thereto. The number, shape, and number of isolation electrodes in the openings may be variously modified.

그리고 격리 전극(142) 위로 전자 방출부(20)가 형성된다. 전자 방출부(20)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, 플러렌(C60), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질을 포함할 수 있다.The electron emission part 20 is formed on the isolation electrode 142. The electron emission unit 20 may be formed of materials emitting electrons, for example, carbon-based materials or nanometer-sized materials when an electric field is applied in a vacuum. The electron emission unit 20 may include, for example, carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, fullerenes (C 60 ), silicon nanowires, and combinations thereof.

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).

제1 절연층(16)과 게이트 전극(18)에는 각 전자 방출부(20)에 대응하는 개구부(161, 181)가 형성되어 제1 기판(10) 상에 전자 방출부(20)가 노출되도록 한다. 도면에서는 전자 방출부(20)와 개구부(161, 181)가 원형인 경우를 도시하였으나, 전자 방출부(20)와 개구부(161, 181)의 평면 형상은 도시한 예에 한정되지 않으며, 다각형 등 다양하게 변형될 수 있다.Openings 161 and 181 corresponding to the electron emission parts 20 are formed in the first insulating layer 16 and the gate electrode 18 so that the electron emission parts 20 are exposed on the first substrate 10. do. In the drawing, the case where the electron emission unit 20 and the openings 161 and 181 are circular is illustrated, but the planar shape of the electron emission unit 20 and the openings 161 and 181 is not limited to the illustrated example, and may be a polygon or the like. It can be variously modified.

또한, 본 실시예에서 격리 전극(142)의 단폭(WI)은 격리 전극(142) 상부에 대응하여 형성되는 게이트 전극 개구부(181)의 장폭(WG)보다 크게 형성된다. (WI > WG)Also, in the present exemplary embodiment, the short width W I of the isolation electrode 142 is greater than the long width W G of the gate electrode opening 181 formed corresponding to the upper portion of the isolation electrode 142. (W I > W G )

여기서, 게이트 전극 개구부(181)의 장폭(WG)에 대한 격리 전극(142)의 단폭(WI) 비(WI/WG)는 1.0 ~ 1.5가 바람직하다. 게이트 전극 개구부(181)의 장폭(WG)에 대한 격리 전극(142)의 단폭(WI) 비(WI/WG)가 1.5를 초과하게 되면, 게이트 전극 개구부(181)의 집적도가 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.Here, the ratio W I / W G of the short width W I of the isolation electrode 142 to the long width W G of the gate electrode opening 181 is preferably 1.0 to 1.5. When the short width W I ratio W I / W G of the isolation electrode 142 to the long width W G of the gate electrode opening 181 exceeds 1.5, the degree of integration of the gate electrode opening 181 is inferior. Because there is a problem.

격리 전극(142)의 단폭(WI)은 도 3에 도시된 바와 같이, 격리 전극(142)이 장방형으로 형성되는 되는 경우에는 단변의 길이를 의미하고, 게이트 전극 개구부(181)의 장폭(WG)은 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트 전극 개구부(181)가 원형으로 형성되는 경우에는 그 지름을 의미한다. 도 3에서 게이트 전극 개구부(181)는 점선으로 나타내었다.As illustrated in FIG. 3, the short width W I of the isolation electrode 142 refers to the length of the short side when the isolation electrode 142 is formed in a rectangular shape, and the long width W of the gate electrode opening 181. As shown in FIG. 3, G ) means a diameter when the gate electrode opening 181 is formed in a circular shape. In FIG. 3, the gate electrode opening 181 is indicated by a dotted line.

다만, 도시되지는 않았지만, 게이트 전극 개구부가 장방향으로 형성되는 경 우에는 게이트 전극의 장폭은 그 개구부 장변의 길이를 의미할 것이다. 즉, 격리 전극(141)의 최단폭이 게이트 전극 개구부의 최장폭보다 크게 형성되면 된다.However, although not shown, when the gate electrode opening is formed in the long direction, the long width of the gate electrode will mean the length of the long side of the opening. That is, the shortest width of the isolation electrode 141 may be formed larger than the longest width of the gate electrode opening.

그리고, 격리 전극(142)의 개별 면적은 게이트 전극 개구부(181)가 차지하는 개별면적보다 크게 형성될 수 있다.In addition, an individual area of the isolation electrode 142 may be larger than an individual area occupied by the gate electrode opening 181.

상기와 같이, 격리 전극(142)의 단폭(WI)이 게이트 전극 개구부(181)의 장폭(WG)보다 크게 형성되면, 격리 전극(142)과 게이트 전극 개구부(181) 사이에 서로 얼라인이 일치하지 않더라도 격리 전극(142)의 단부가 게이트 전극 개구부(181) 내에 노출될 수 있는 확률은 감소한다.As described above, when the short width W I of the isolation electrode 142 is larger than the long width W G of the gate electrode opening 181, the isolation electrode 142 and the gate electrode opening 181 are aligned with each other. Even if this does not match, the probability that the end of the isolation electrode 142 may be exposed in the gate electrode opening 181 is reduced.

그리고, 게이트 전극들(18)과 제1 절연층(16) 위로 집속 전극(22)이 형성된다. 집속 전극(22) 하부에는 제2 절연층(24)이 위치하여 게이트 전극들(18)과 집속 전극(22)을 절연시키며, 제2 절연층(24)과 집속 전극(22)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(241, 221)가 각각 마련된다. 이 개구부(241, 221)는 일례로 단위 화소마다 하나씩 형성되어 집속 전극(22)이 한 단위 화소에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속하도록 할 수 있다.The focusing electrode 22 is formed on the gate electrodes 18 and the first insulating layer 16. A second insulating layer 24 is positioned below the focusing electrode 22 to insulate the gate electrodes 18 and the focusing electrode 22, and passes the electron beam through the second insulating layer 24 and the focusing electrode 22. Openings 241 and 221 are provided respectively. The openings 241 and 221 may be formed, for example, for each unit pixel so that the focusing electrode 22 comprehensively focuses electrons emitted from one unit pixel.

다음으로, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)의 일면에는 형광층(26), 일례로 적색, 녹색 및 청색의 형광층들(26R, 26G, 26B)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(26) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(28)이 형성된다. 형광층(26)은 제1 기판(10)에 설정되는 단위 화소에 한가지 색의 형광층이 대응하도록 배치될 수 있다.Next, on one surface of the second substrate 12 opposite to the first substrate 10, the fluorescent layer 26, for example, the red, green, and blue fluorescent layers 26R, 26G, and 26B may be separated from each other. It is formed at intervals, and a black layer 28 is formed between the fluorescent layers 26 to improve contrast of the screen. The fluorescent layer 26 may be disposed such that a fluorescent layer of one color corresponds to a unit pixel set on the first substrate 10.

그리고 형광층(26)과 흑색층(28) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(30)이 형성된다. 애노드 전극(30)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(26)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(26)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An anode electrode 30 made of a metal film such as aluminum (Al) is formed on the fluorescent layer 26 and the black layer 28. The anode electrode 30 receives the high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside to maintain the fluorescent layer 26 in a high potential state, and visible light emitted toward the first substrate 10 of the visible light emitted from the fluorescent layer 26. Is reflected toward the second substrate 12 to increase the brightness of the screen.

한편 애노드 전극은 ITO와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(12)을 향한 형광층(26)과 흑색층(28)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 ITO. In this case, the anode electrode is positioned on one surface of the fluorescent layer 26 and the black layer 28 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(32)이 배치된다. 스페이서들(32)은 형광층(26)을 침범하지 않도록 흑색층(28)에 대응하여 위치한다.In addition, spacers 32 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 32 are positioned corresponding to the black layer 28 so as not to invade the fluorescent layer 26.

전술한 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극들(14), 게이트 전극들(18), 집속 전극(22) 및 애노드 전극(30)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 electrodes 22, and the anode electrodes 30 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(22)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(30)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양 의 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 22 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 30 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(20) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(22)의 개구부(221)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되고, 애노드 전극(30)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 단위 화소의 형광층(26)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.As a result, an electric field is formed around the electron emission unit 20 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 a threshold, and electrons are emitted therefrom. The emitted electrons are focused through the opening 221 of the focusing electrode 22 to the center of the electron beam bundle, and are attracted to the fluorescent layer 26 of the corresponding unit pixel by being attracted by the high voltage applied to the anode electrode 30. It emits light.

전술한 구동과정에서, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 저항층(143)을 통하여 전자 방출부(20)에 전류를 공급함으로써 전자 방출부(20)의 에미션 균일도를 향상시키고, 격리 전극(142)의 단폭(WI)을 게이트 전극 개구부(181)의 장폭(WG)보다 크게 형성함으로써 제작과정에서 격리 전극(142)과 게이트 전극 개구부(181) 사이에 얼라인 불일치가 발생한 경우에도 격리 전극(142)의 단부를 외부로 노출시키지 않아 그에 따른 전계 변화로 인하여 발생하는 전자빔 왜곡현상을 억제할 수 있다.In the above driving process, the electron emission display device according to the embodiment of the present invention improves the emission uniformity of the electron emission unit 20 by supplying a current to the electron emission unit 20 through the resistance layer 143, By forming the short width W I of the isolation electrode 142 larger than the long width W G of the gate electrode opening 181, an alignment mismatch occurs between the isolation electrode 142 and the gate electrode opening 181 during the manufacturing process. Even if the end of the isolation electrode 142 is not exposed to the outside can be suppressed electron beam distortion caused by the change in the electric field.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 주 전극, 격리 전극 및 전자 방출부를 도시한 부분 평면도이다.4 is a partial plan view illustrating a main electrode, an isolation electrode, and an electron emission unit of an electron emission device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

도 4에 도시된 바와 같이 격리 전극(144)은 육각형의 형상을 가지면서 그 단폭(WI)이 게이트 전극 개구부(181) 장폭(WG)보다 크게 형성된다.As shown in FIG. 4, the isolation electrode 144 has a hexagonal shape and its short width W I is formed larger than the long width W G of the gate electrode opening 181.

요컨대, 본 발명은 격리 전극의 단폭이 게이트 전극 개구부 장폭보다 크게만 형성되면 그들의 형상에 대해서는 구애받지 않는다.In short, the present invention is independent of their shape as long as the short width of the isolation electrode is formed to be larger than the long width of the gate electrode opening.

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.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 격리 전극의 단폭을 게이트 전극 개구부의 장폭보다 크게 형성함으로써, 격리 전극의 단부가 게이트 전극 개구부 내에 노출될 수 있는 확률을 감소시켜 게이트 전극 개구부 내의 전계 변화를 방지한다. 이에 따라, 전자 방출 표시 디바이스는 전계 변화에 따른 전자빔의 왜곡현상을 감소시켜 색순도 저하를 방지하고, 단위 화소별 에미션 균일도를 향상시킨다.As described above, the electron emission display device according to the exemplary embodiment of the present invention forms a short width of the isolation electrode larger than the long width of the gate electrode opening, thereby reducing the probability that the end of the isolation electrode may be exposed in the gate electrode opening. Prevents electric field changes in the gate electrode openings. Accordingly, the electron emission display device reduces distortion of the electron beam due to a change in electric field, thereby preventing color purity from deteriorating and improving uniformity of emission per unit pixel.

Claims (11)

기판;Board; 상기 기판 위에 형성되는 캐소드 전극;A cathode electrode formed on the substrate; 상기 캐소드 전극과 절연되어 위치하는 게이트 전극; 및A gate electrode positioned to be insulated from the cathode electrode; And 상기 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부를 포함하고,An electron emission unit electrically connected to the cathode electrode; 상기 캐소드 전극은 상기 기판에 설정되는 단위 화소마다 개구부를 형성하는 주 전극, 상기 개구부 내측에서 상기 주 전극과 이격되어 위치하며 상기 전자 방출부가 놓이는 격리 전극 및 상기 주 전극과 격리 전극을 전기적으로 연결하는 저항층으로 이루어지며,The cathode electrode may include a main electrode forming an opening for each unit pixel set in the substrate, an isolation electrode disposed spaced apart from the main electrode inside the opening, and electrically connecting the main electrode and the isolation electrode on which the electron emission unit is placed. Consists of a resistive layer, 상기 게이트 전극은 상기 격리 전극에 대응하는 개구부를 구비하여 상기 전자 방출부를 기판상에 노출시키며,The gate electrode has an opening corresponding to the isolation electrode to expose the electron emission part on a substrate. 상기 격리 전극의 단폭을 WI라 하고, 상기 게이트 전극 개구부의 장폭을 WG라 할 때, 다음과 같은 관계식을 만족하는 전자 방출 디바이스.And the short width of the isolation electrode is W I and the long width of the gate electrode opening is W G , wherein the electron emission device satisfies the following relation. WI > WG W I > W G 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격리 전극의 단폭과 상기 게이트 전극 개구부의 장폭이 하기 조건을 만족하는 전자 방출 디바이스.An electron emission device in which the short width of the isolation electrode and the long width of the gate electrode opening satisfy the following conditions. WI / WG = 1.0 ~ 1.5W I / W G = 1.0 ~ 1.5 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격리 전극의 개별 면적이 상기 게이트 전극 개구부가 차지하는 개별 면적보다 크게 형성되는 전자 방출 디바이스.And the individual area of said isolation electrode is formed larger than the individual area occupied by said gate electrode opening. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극 개구부가 원형으로 형성되는 전자 방출 디바이스.And the gate electrode opening is formed in a circular shape. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격리 전극이 장방형 또는 육각형으로 형성되는 전자 방출 디바이스.And the isolation electrode is formed in a rectangle or a hexagon. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주 전극과 격리 전극이 투명 물질로 이루어지는 전자 방출 디바이스.And the main electrode and the isolation electrode are made of a transparent material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격리 전극들이 상기 주 전극의 길이 방향을 따라 일렬로 위치하고,The isolation electrodes are located in a line along the longitudinal direction of the main electrode, 상기 저항층이 상기 격리 전극들의 양측에 위치하는 전자 방출 디바이스.And the resistive layer is located on both sides of the isolation electrodes. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 주 전극 개구부가 상기 단위 화소마다 하나씩 형성되고, 상기 격리 전극이 상기 주 전극 개구부 내에 복수로 형성되는 전자 방출 디바이스.And one main electrode opening is formed for each of the unit pixels, and a plurality of isolation electrodes are formed in the main electrode opening. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극들 상부에서 게이트 전극들과 절연되어 위치하는 집속 전극을 더욱 포함하며,Further comprising a focusing electrode positioned to be insulated from the gate electrodes on the gate electrodes, 상기 집속 전극이 상기 단위 화소마다 전자빔 통과를 위한 하나의 개구부를 형성하는 전자 방출 디바이스.And the focusing electrode forms one opening for passing an electron beam per unit pixel. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 전자 방출부가 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 플러렌(C60) 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 방출 디바이스.And the electron emitting portion 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 제10항 중 어느 한 항에 따른 전자 방출 디바이스;An electron emitting device according to any one of claims 1 to 10; 상기 기판에 대향 배치되는 타측 기판;Another substrate disposed to face the substrate; 상기 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층; 및A fluorescent layer formed on one surface of the other substrate; And 상기 형광층의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극An anode formed on one surface of the fluorescent layer 을 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.Electron emission display device comprising a.
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