KR20080036781A - Electron emission device, manufacturing method of the device, and light emission device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 캐소드 전극의 부분 평면도이다.3 is a partial plan view of a cathode electrode of an electron emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 연결 전극의 변형예를 설명하기 위해 도시한 캐소드 전극의 부분 평면도이다.4 is a partial plan view of a cathode electrode shown for explaining a modification of the connection electrode of the electron emission device according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 제조 단계에서의 개략도이다.5A-5I are schematic diagrams at each manufacturing step shown to illustrate a method of manufacturing an electron emitting device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 전자 방출 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 방출 균일도를 높이기 위하여 캐소드 전극에 저항층을 형성한 전자 방출 디바이스와 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.In general, an electron emission element may be classified into a method using a hot cathode and a method using a cold cathode according to the type of electron source.
여기서, 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는 전계 방출 어레이(Field Emission 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.The electron emission device using the cold cathode may include a field emission array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, and a metal-insulating layer-metal type. Metal (MIM) type and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type are known.
이 중 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극으로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비하며, 전자 방출부의 구성 물질로 일 함수가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 사용하여 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한다.The field emission array (FEA) type electron emission device includes an electron emission portion and a driving electrode for controlling electron emission of the electron emission portion, and includes one cathode electrode and one gate electrode. Low or high aspect ratio materials, such as carbon-based materials or nanometer-sized materials, utilize the principle that electrons are easily released by an electric field in vacuum.
전자 방출 소자는 제1 기판 위에 어레이를 이루며 배치되어 제1 기판과 함께 전자 방출 디바이스를 구성하고, 제2 기판 중 제1 기판과의 대향면에 형광층과 애노드 전극 등을 포함하는 발광 유닛이 제공되어 전자 방출 디바이스와 함께 발광 장치를 구성한다.The electron emitting devices are arranged in an array on the first substrate to form an electron emitting device together with the first substrate, and the light emitting unit includes a fluorescent layer, an anode electrode, and the like on an opposite surface of the second substrate with the first substrate. To constitute a light emitting device together with the electron emitting device.
상기 발광 장치는 그 작용시 구동 전극들에 불안정한 구동 전압이 인가되거나 구동 전극들의 내부 저항으로 인해 전압 강하가 발생하는 등 전자 방출부들에 인가되는 전압에 의도하지 않은 차이가 발생할 수 있다. 이 경우 전자 방출부들의 에미션 특성이 불균일하게 되어 화소별 발광 균일도 저하로 이어진다.In the light emitting device, an unstable driving voltage may be applied to the driving electrodes or a voltage drop may occur due to an internal resistance of the driving electrodes. 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.
상기 문제점을 해소하기 위하여, 캐소드 전극 내부에 개구부를 형성하고, 개구구 내에 격리 전극을 배치하고, 격리 전극의 양 측면에서 캐소드 전극과 격리 전극 사이에 저항층을 형성하고, 격리 전극 위에 전자 방출부를 형성한 구조가 제안되었다. 이 구조에서는 전자 방출부가 저항층을 통해 안정화된 전류를 인가받음에 따라 전자 방출부들의 에미션 특성이 균일해지는 효과가 있다.In order to solve the above problem, an opening is formed inside the cathode electrode, an isolation electrode is disposed in the opening, a resistance layer is formed between the cathode electrode and the isolation electrode on both sides of the isolation electrode, and the electron emission portion is formed on the isolation electrode. The formed structure has been proposed. In this structure, the emission characteristics of the electron emitters become uniform as the electron emitter receives a stabilized current through the resistive layer.
그런데 전술한 캐소드 전극 구조에서는 격리 전극과 저항층 배치로 인해 전자 방출부들의 집적도가 낮아져 화소별로 충분한 양의 전자들을 얻기 어려우며, 화면의 휘도가 낮아지는 문제가 있다.However, in the cathode electrode structure described above, due to the arrangement of the isolation electrode and the resistive layer, the degree of integration of the electron emission parts is low, so that it is difficult to obtain a sufficient amount of electrons for each pixel, and the brightness of the screen is low.
또한, 전술한 캐소드 전극 구조에서는 통상적으로 캐소드 전극-격리 전극과 저항층을 각각 포토리소그래피 공정으로 패터닝하여 형성하는데, 제조 과정에서 캐소드 전극-격리 전극과 저항층 사이에 정렬 오차가 발생할 수 있다. 이 경우 저항층과 캐소드 전극 사이 또는 저항층과 격리 전극 사이에 접촉 불량이 발생하여 전자 방출부를 향한 전류 흐름을 차단할 수 있다.In addition, in the above-described cathode electrode structure, the cathode electrode-isolation electrode and the resistive layer are typically formed by patterning the photolithography process, and an alignment error may occur between the cathode electrode-isolation electrode and the resistive layer during manufacturing. In this case, a poor contact may occur between the resistive layer and the cathode electrode or between the resistive layer and the isolation electrode to block a current flow toward the electron emission unit.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 캐소드 전극에 저항층을 구비하면서 전자 방출부들의 집적도를 높여 화소별 전자 방출량을 늘리고, 전자 방출부와 저항층 사이의 접촉 불량을 예방할 수 있는 전자 방출 디바이스와 이의 제조 방법 및 이를 이용한 발광 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, the present invention is provided with a resistive layer on the cathode electrode to increase the degree of integration of the electron emitters to increase the electron emission amount per pixel, to prevent a poor contact between the electron emitter and the resistive layer. An electron emitting device, a method of manufacturing the same, and a light emitting device using the same are provided.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스는,In order to achieve the above object, an electron emitting device according to an embodiment of the present invention,
기판, 기판 위에 형성된 캐소드 전극, 캐소드 전극에 전기적으로 연결된 전자 방출부를 포함하고, 캐소드 전극이 기판의 일 방향을 따라 연장된 주 전극, 개구부를 가지고 주 전극과 연결된 저항층, 개구부에 배치되면서 저항층과 연결된 연결 전극을 포함하고, 전자 방출부가 개구부에 위치하면서 연결 전극과 연결된다.A substrate, a cathode electrode formed on the substrate, an electron emission part electrically connected to the cathode electrode, the cathode electrode extending along one direction of the substrate, a resistance layer connected to the main electrode with an opening, and a resistance layer disposed in the opening And a connection electrode connected to the connection electrode, wherein the electron emission part is positioned in the opening and connected to the connection electrode.
상기 연결 전극은 주 전극의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.The connection electrode may extend along the length of the main electrode.
상기 개구부는 저항층에 복수로 형성될 수 있고, 연결 전극이 개구부들에 개별적으로 대응하여 형성될 수 있다.The openings may be formed in plural in the resistance layer, and the connection electrode may be formed to correspond to the openings individually.
상기 연결 전극은 금속으로 이루어질 수 있고, 임의의 사이 간격을 두고 배치된 복수의 스트립들을 포함할 수 있다.The connection electrode may be made of metal and may include a plurality of strips arranged at any intervals therebetween.
상기 스트립들은 스트라이프 패턴 또는 교차 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있으며, 스트립의 폭은 1㎛ 이내일 수 있다.The strips may be formed in a stripe pattern or a cross stripe pattern, and the width of the strip may be within 1 μm.
상기 연결 전극은 저항층의 개구부보다 1 내지 2㎛ 큰 폭으로 형성될 수 있다.The connection electrode may be formed to have a width of 1 to 2 μm larger than that of the opening of the resistance layer.
상기 연결 전극은 투명한 재질, 인듐 틴 옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.The connection electrode may be made of a transparent material, Indium Tin Oxide (ITO).
상기 발광 장치는 캐소드 전극 위에 형성된 게이트 전극 및 집속 전극을 포함할 수 있고, 캐소드 전극, 게이트 전극 및 집속 전극은 서로 절연될 수 있다.The light emitting device may include a gate electrode and a focusing electrode formed on the cathode, and the cathode, the gate electrode, and the focusing electrode may be insulated from each other.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 장치는,In addition, in order to achieve the above object, a light emitting device according to an embodiment of the present invention,
서로 대향 배치되는 기판 및 타측 기판, 기판 위에 형성된 캐소드 전극, 캐 소드 전극에 전기적으로 연결된 전자 방출부, 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층, 형광층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함하고, 캐소드 전극이 기판의 일 방향을 따라 연장된 주 전극, 개구부를 가지고 주 전극과 연결된 저항층, 개구부에 배치되면서 저항층과 연결된 연결 전극을 포함하고, 전자 방출부가 개구부에 위치하면서 연결 전극과 연결된다.A cathode and a cathode disposed on one side of the fluorescent layer, the cathode and the other side of the substrate disposed opposite to each other, a cathode electrode formed on the substrate, an electron emission unit electrically connected to the cathode electrode, a fluorescent layer formed on one surface of the other substrate, and an anode located on one surface of the fluorescent layer. The electrode includes a main electrode extending along one direction of the substrate, a resistance layer having an opening and connected to the main electrode, and a connection electrode disposed in the opening and connected to the resistance layer, and the electron emission part is positioned in the opening and connected to the connection electrode.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 제조 방법은,In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing an electron emitting device according to an embodiment of the present invention,
기판에 도전 물질을 코팅하여 도전층을 형성하고, 도전층 위에 임의의 패턴을 갖는 마스크층을 형성하고, 마스크층에 의해 노출된 도전층을 식각하고, 마스크층을 기판으로부터 제거하여 주 전극과 주 전극으로부터 이격된 연결 전극을 형성하고, 주 전극 및 상기 연결 전극을 덮으면서 기판 위로 저항 물질을 도포하여 예비 저항층을 형성하고, 예비 저항층에 연결 전극을 노출시키는 개구부를 형성하여 저항층을 형성하고, 그리고 개구부에 연결 전극과 연결되는 전자 방출부를 형성하는단계들을 포함한다.A conductive material is coated on the substrate to form a conductive layer, a mask layer having an arbitrary pattern is formed on the conductive layer, the conductive layer exposed by the mask layer is etched, and the mask layer is removed from the substrate to form a main electrode and a main electrode. Forming a connection electrode spaced apart from the electrode, forming a preliminary resistive layer by coating a resistive material on the substrate while covering the main electrode and the connective electrode, and forming an opening for exposing the connecting electrode to the preliminary resistive layer to form a resistive layer. And forming an electron emission portion connected to the connection electrode in the opening.
상기 연결 전극 형성 단계는, 연결 전극에 스트라이프 패턴 또는 교차 스트라이프 패턴의 스트립들을 형성하는 것을 포함할 수 있다.The forming of the connection electrode may include forming strips of a stripe pattern or a cross stripe pattern on the connection electrode.
상기 연결 전극 형성 단계는, 기판의 전면에 희생층을 형성하고, 희생층을 패터닝하여 희생층에 저항층의 개구부에 대응하는 개구부를 형성하고, 기판의 전면에 감광성 물질을 포함하는 전자 방출부 형성용 페이스트를 도포하고, 기판의 후면에서 자외선을 조사하여 전자 방출부 형성용 페이스트를 선택적으로 경화시키고, 전자 방출부 형성용 페이스트를 현상하고, 희생층을 제거하는 과정들을 포함할 수 있다.The forming of the connection electrode may include forming a sacrificial layer on the front surface of the substrate, patterning the sacrificial layer to form an opening corresponding to the opening of the resistive layer on the sacrificial layer, and forming an electron emission part including a photosensitive material on the front surface of the substrate. And a step of coating the paste, selectively irradiating ultraviolet rays from the back surface of the substrate, selectively curing the electron emission forming paste, developing the electron emission forming paste, and removing the sacrificial layer.
상기 전자 방출부용 페이스트는 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 포함할 수 있다.The electron emission paste may include a carbon-based material or a nanometer-sized material.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 부분 분해 사시도와 부분 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스 중 캐소드 전극의 부분 평면도이다.1 and 2 are partially exploded perspective and partial cross-sectional views of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, respectively. And FIG. 3 is a partial plan view of a cathode electrode of an electron emitting device according to an embodiment of the present invention.
도1을 참고하면, 발광 장치는 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 접합시키고, 이로 인해 제1 기판(10)과 제2 기판(12)은 내부 공간을 갖는 용기를 구성하게 된다. 이 용기는 내부 공간이 대략 10-6 Torr의 진공도로 배기되어 진공 용기로서 구성된다.Referring to FIG. 1, the light emitting device includes a
상기에서 제2 기판에 대향하는 제1 기판(10)의 일면에는 전자 방출 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛(100)이 제공되고, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)의 일면에는 전자들을 제공받아 가시광을 방출하는 발광 유닛(110)이 제공된다.An
먼저 상기한 전자 방출 유닛(100)에 대해 설명하면, 제1 기판(10) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(14)이 제1 기판의 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(14)을 덮으면서 제1 기판(10)의 전체에는 제1 절연층(16)이 형성된다. 제1 절연층(16) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(18)이 캐소드 전극(14)과 직교하는 방향(도면의 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.First, the
본 실시예에서 각각의 캐소드 전극(14)은 기판 위에 스트라이프 패턴으로 형성되는 주 전극(141)과, 주 전극(141)과 일정 거리를 두고 이격되어 위치하는 연결 전극(142), 주 전극(141)과 연결 전극(142)을 덮으면서 연결 전극(142) 위로 복수개의 개구부(143a)를 형성하는 저항층(143)으로 이루어진다.In the present exemplary embodiment, each of the
그리고 전자 방출부(20)가 저항층 개구부(143a)를 채우면서 연결 전극(142) 위에 형성되고, 절연층(16)과 게이트 전극들(18)에는 각 전자 방출부(20)에 대응하는 개구부(161,181)가 형성되어 제2 기판(12)을 향해 전자 방출부들(20)을 노출시킨다.The
연결 전극(142)은 금속 물질, 일례로 주 전극(141)과 동일한 물질로 이루어지며, 전자 방출부(20)의 후면 노광 공정을 위하여 스트립(142a)을 갖도록 형성될 수 있다. 연결 전극(142)은 전자 방출부(20)의 폭보다 대략 1 내지 2㎛ 큰 폭으로 형성될 수 있으며, 각각의 스트립들은 1㎛ 이하의 폭(d)을 가질 수 있다. 도 3에서는 저항층(143)의 개구부(143a) 폭(W1)과 전자 방출부(20)의 폭이 동일하므로, 저항층(143)의 개구부 폭(W1)과 연결 전극(142)의 폭(W2)을 비교하여 나타내었다.The
도 1과 도 3에서는 스트립들(142a)이 교차 스트라이프 패턴으로 형성되어 각 스트립들(142a) 사이로 자외선 통과를 위한 개구부들(142b)이 형성된 것을 도시하였다. 스트립들(142a)은 교차 스트라이프 패턴 외에도 스트라이프 패턴 등으로 다양하게 변형될 수 있다.1 and 3 illustrate that the
한편, 연결 전극은 스트립없이 통짜로 형성될 수 있는데, 이 경우 연결 전극은 전자 방출부(20)의 후면 노광을 위하여 투명한 도전 물질, 일례로 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)로 이루어진다.On the other hand, the connection electrode may be formed without a strip, in which case the connection electrode is made of a transparent conductive material, for example, indium tin oxide (ITO), for the back exposure of the
저항층(143)은 게이트 전극(18)과의 교차 영역에서 캐소드 전극(14)의 길이 방향을 따라 하나 또는 복수의 개구부(143a)를 형성한다. 저항층(143)의 개구부(143a)는 전자 방출부(20)와 동일한 폭으로 형성되어 저항층 개구부(143a)의 측벽이 전자 방출부(20)의 측벽과 접촉하도록 형성된다.The
그리고 저항층 개구부(143a)는 그 평면 형상이 연결 전극(142)의 평면 형상 내측에 포함되도록 형성되어, 저항층(143)과 연결 전극(142)이 서로 통전되도록 한다.The
전자 방출부(20)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(20)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 풀러린(fullerene; C60) 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The
한편, 도 1과 도 3에서는 연결 전극(142)이 주 전극(141)의 길이 방향을 따라 연장되는 경우를 도시하였지만, 연결 전극은 화소 영역이나 전자 방출부(20)에 대응하여 개별적으로 형성될 수 있다.1 and 3 illustrate the case in which the
도 4를 참고하면, 연결 전극(142)은 각 전자 방출부(20)에 개별적으로 대응하도록 형성되며, 이에 따라 전자 방출부(20)마다 독립적으로 전류를 공급할 수 있어, 전자 방출부들(20)의 전자 방출 균일도를 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, the
한편, 도 1과 도 3 및 도 4에서는 전자 방출부(20)와 저항층(143)의 개구부(143a)가 원형으로 이루어져 주 전극(141)의 길이 방향을 따라 저항층(143)의 개구부들(143a)이 일렬로 배열되는 경우를 도시하였지만, 전자 방출부(20)와 저항층 개구부들(143a)의 평면 현상 및 배열 구조 등은 도시한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.Meanwhile, in FIGS. 1, 3, and 4, the
그리고 게이트 전극들(18)과 제1 절연층(16) 위로 제3 전극인 집속 전극(22)이 형성될 수 있다. 집속 전극(22) 하부에는 제2 절연층(24)이 위치하여 게이트 전극(18)과 집속 전극(22)을 절연시키며, 집속 전극(22)과 제2 절연층(24)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(221,241)가 마련된다.The focusing
집속 전극은 전자 방출부(20)마다 이에 대응하는 개구부를 형성하여 각 전자 방출부(20)에서 방출되는 전자들을 개별적으로 집속하거나, 화소 영역마다 하나의 개구부를 형성하여 하나의 화소 영역에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속할 수 있다. 도 1에서는 두 번째 경우를 도시하였다.The focusing electrode forms an opening corresponding to each of the
다음으로 상기한 발광 유닛(110)에 대해 설명하면, 제2 기판(12)의 일면에는 형광층(26), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광층들(26R,26G,26B)이 서로간에 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(26) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(28)이 형성된다. 형광층(26)은 하나의 화소 영역에 한 가지 색의 형광층(26R,26G,26B)이 대응하도록 배치될 수 있다.Next, the
그리고 형광층(26)과 흑색층(28) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(30)이 형성된다. 애노드 전극(30)은 진공 용기의 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(26)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(26)에 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An
한편 애노드 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(12)을 향한 형광층(26)과 흑색층(28)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극으로서 전술한 금속막과 투명 도전막을 동시에 형성하는 구조도 가능하다.The anode electrode may be formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO). In this case, the anode is positioned on one surface of the
그리고 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력에 대항하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(32;도 2 참고)이 배치된다. 스페이서들(32)은 형광층(26)을 침범하지 않도록 흑색층(28)에 대응하여 위치한다.In addition, spacers 32 (see FIG. 2) are disposed between the
전술한 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극들(14), 게이트 전극들(18), 집속 전극(22) 및 애노드 전극(30)에 소정의 전압이 공급되는 것으로 구동될 수 있다.The electron emission display device having the above-described configuration may be driven by supplying a predetermined voltage to the
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.For example, any one of the
그리고 집속 전극(22)은 전자빔의 집속에 필요한 전압, 일례로 O 볼트(V) 또는 수 내지 수십 볼트(V)의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(30)은 전자빔의 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트(V)의 양의 직류 전압을 인가받는다.In addition, the focusing
그러면 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 전압 차가 임계치 이상인 화소 영역들에서 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 화소 영역의 형광층(26)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.Then, an electric field is formed around the
전술한 구동 과정에서 전자 방출부(20)는 저항층(143)과 보조 전극층(142)을 통해 주 전극(141)으로부터 전자 방출에 필요한 전류를 공급받으며, 이 과정에서 저항층(143)이 전자 방출부들(20)의 에미션 특성을 균일하게 한다.In the aforementioned driving process, the
한편, 스크린 인쇄법으로 형성된 전자 방출부(20)는 소성 공정을 거치면서 수축이 발생할 수 있다. 이 경우 전자 방출부(20)는 저항층(143)과 부분적으로 접촉하거나 심한 경우 접촉하지 않아 에미션 불량이 발생할 수 있다.On the other hand, the
따라서, 본 실시예에서는 연결 전극(142)을 저항층(143) 및 전자 방출부(20)와 전기적으로 연결시킴으로써, 전자 방출부(20)의 수축 여부에 관계없이 전자 방 출부(20)에 일정한 전류가 공급되도록 하여 에미션 불량을 방지할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, the
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 제조 방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing an electron emitting device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 각 제조 단계에서의 개략도이다.5A-5I are schematic diagrams at each manufacturing step shown to illustrate a method of manufacturing an electron emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참고하면, 기판(10) 위에 도전 물질을 코팅하여 도전층(34)을 형성하고, 상기 도전층(34) 위에 임의의 패턴을 갖는 마스크층(36)을 형성한다.Referring to FIG. 5A, a conductive material is coated on the
도 5b를 참고하면, 마스크층(36)으로 덮이지 않고 노출된 도전층(34) 부위를 식각하여 스트라이프 패턴의 주 전극(141)과, 스트립(142a)을 갖는 연결 전극(142)을 형성한다.Referring to FIG. 5B, a portion of the exposed
다음으로 도 5c와 5d를 참고하면, 주 전극(141)과 연결 전극(142) 위에 저항 물질을 도포하여 예비 저항층(243)을 형성하고, 이를 패터닝하여 전자 방출부 형성 위치에 개구부(143a)를 가지는 저항층(143)을 형성하여 캐소드 전극(14)을 완성한다. 저항층(143)의 개구부(143a)는 전자 방출부와 동일한 크기로 형성되어 연결 전극(142)의 표면 일부를 노출시킨다.Next, referring to FIGS. 5C and 5D, a resistive material is coated on the
도 5e를 참고하면, 캐소드 전극들(14)을 덮도록 기판(10) 전체에 절연 물질을 도포하여 소정 두께의 제1 절연층(16)을 형성한다. 제1 절연층(16) 형성 방법으로는 화학기상증착(CVD)법과 스크린 인쇄법을 적용할 수 있다. 그리고 제1 절연층(16) 위에 도전 물질을 코팅하고 이를 패터닝하여 캐소드 전극(14)과 교차하는 스트라이프 형상의 게이트 전극(18)을 형성한다.Referring to FIG. 5E, an insulating material is coated on the
도 5f를 참고하면, 공지의 포토리소그래피 공정으로 게이트 전극(18)과 제1 절연층(16)을 순차적으로 부분 식각하여 게이트 전극 개구부(181)와 절연층 개구부(161)를 형성한다.Referring to FIG. 5F, the
이어서 도 5g를 참고하면, 기판(10) 전체에 희생층(38)을 형성하고, 이를 패터닝하여 저항층 개구부(143a) 위치에 저항층 개구부(143a)와 동일한 크기의 개구부(381)를 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 5G, the
도 5h와 도 5i를 참고하면, 저항층 개구부(143a)에 전자 방출부 형성용 페이스트(40)를 채워 전자 방출부(20)를 형성한다. 이 과정은 희생층(38) 위에 감광성 물질을 포함하는 전자 방출부 형성용 페이스트(40)를 스크린 인쇄하고, 기판(10)의 후면에서 자외선을 조사하여 저항층 개구부(143a)에 채워진 전자 방출부 형성용 페이스트(40)을 선택적으로 경화시키고, 현상을 통해 경화되지 않은 전자 방출부 형성용 페이스트를 제거하고, 희생층(38)을 박리한 다음 경화된 전자 방출부 형성용 페이스트를 건조 및 소성하는 단계들로 이루어질 수 있다.5H and 5I, the
이때, 자외선을 조사하는 단계에서는 자외선을 충분히 조사하여 연결 전극(142)에 의해 가려진 전자 방출부 형성용 페이스트 부위가 자외선의 산란을 통해 경화될 수 있도록 한다.At this time, in the step of irradiating the ultraviolet rays, the ultraviolet rays are sufficiently irradiated so that the electron emitting portion forming paste portion covered by the
전자 방출부 형성용 페이스트는 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질, 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 훌러렌, 실리콘 나노와이어 또는 이들의 혼합물으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.The paste for forming an electron emission region is a material selected from the group consisting of carbon-based materials or nanometer-sized materials, such as carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, fullerenes, silicon nanowires, or mixtures thereof. It may include.
전자 방출부(20)는 후면 노광을 통해 경화되므로 기판(10)과 연결 전극(142)에 대한 접착력이 우수해지며, 저항층(143) 및 연결 전극(142)과의 접촉을 통해 이들과 전기적으로 연결되어 주 전극(141)으로부터 전자 방출에 필요한 전류를 공급받는다. 즉, 소성 단계에서 전자 방출부(20)가 수축하여 저항층(143)과 이격되더라도 전자 방출부(20)는 연결 전극(142)을 통해 전류를 공급받을 수 있으므로, 에미션 불량이 방지된다.Since the
전자 방출부(20)는 필요에 따라 점착성 테이프(도시하지 않음)를 기판(10) 위에 부착시키고 이를 떼어내는 활성화 과정을 통해 전자 방출 물질들을 표면으로 노출시켜 에미션 효율을 향상시킬 수 있다.The
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
이와 같이 본 발명에 의한 전자 방출 디바이스는 연결 전극을 형성하여 저항층과 전자 방출부에 추가적인 통전 경로를 제공함에 따라, 소성 공정에서 전자 방출부에 수축 현상이 발생하더라도, 추가적인 통전 경로를 통해 전자 방출부에 구동 전류를 공급할 수 있으므로, 에미션 불량을 예방할 수 있다.As described above, the electron emission device according to the present invention forms a connection electrode to provide an additional conduction path to the resistive layer and the electron emission part. Thus, even if a shrinkage phenomenon occurs in the electron emission part in the firing process, the electron emission device emits an additional conduction path. Since the driving current can be supplied to the part, the emission failure can be prevented.
따라서 본 발명에 따른 발광 장치는 화소별 발광 균일도가 향상되어 색순도와 색재현율이 높아지는 등 표시 품질을 개선하는 효과가 있다.Therefore, the light emitting device according to the present invention has the effect of improving display quality, such as improved uniformity of light emission for each pixel, thereby increasing color purity and color reproducibility.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060103461A KR20080036781A (en) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | Electron emission device, manufacturing method of the device, and light emission device using the same |
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KR1020060103461A KR20080036781A (en) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | Electron emission device, manufacturing method of the device, and light emission device using the same |
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2006
- 2006-10-24 KR KR1020060103461A patent/KR20080036781A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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