KR20080038647A - 전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집속 전극의 전자빔 집속 효율을 높일 수 있는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자 방출 디바이스는 기판, 기판 위에 형성되는 캐소드 전극, 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부, 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극 위에 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 형성된 게이트 전극 및 게이트 전극과의 사이에 제2 절연층을 두고 제2 절연층 위에 형성된 집속 전극을 포함하며, 게이트 전극에 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 교차 영역마다 복수의 개구부가 형성되고, 집속 전극에 게이트 전극의 개구부들에 다대일(多對一)로 대응하는 개구부가 형성되고, 게이트 전극의 개구부들이 집속 전극 개구부의 중심을 지나는 가상의 중심선을 기준으로 대칭되는 전자 방출 디바이스를 제공한다.

집속전극, 캐소드전극, 전자방출부, 게이트전극, 개구부, 대칭

Description

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디스플레이의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디스플레이의 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 부분 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스에서 집속 전극의 전자빔 집속 효과를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 부분 평면도이다.

도 6은 도 5에 도시한 전자 방출 디바이스를 중심선(C)을 따라 절개한 부분 단면도이다.

본 발명은 전자 방출 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집속 전극 의 전자빔 집속 효율을 높일 수 있는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 디스플레이에 관한 것이다.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.

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.

이 중 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 더불어 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.

전자 방출 소자는 제1 기판 위에 어레이를 이루며 배치되어 전자 방출 디바이스(electron emission device)를 구성하고, 전자 방출 디바이스는 형광층과 애노드 전극 등으로 이루어진 발광 유닛이 구비된 제2 기판과 결합하여 전자 방출 디스플레이(electron emission display device)를 구성한다.

전술한 전자 방출 디스플레이에 있어서 전자빔 경로를 특정 방향으로 유도하여 표시 특성을 향상시키려는 노력이 있어왔다. 전자 방출부에서 방출된 전자들이 제2 기판을 향해 퍼지며 진행하는 경우에는 이 전자들이 대응하는 화소의 형광층뿐만 아니라 이웃한 다른 화소의 타색 형광층에 함께 도달하여 타색 발광을 유발하기 때문이다.

따라서 전자빔 제어를 위한 수단의 하나로 집속 전극이 제안되었다. 집속 전극은 전자 방출 디바이스의 최상부에서 구동 전극들과 절연되어 위치하며, 전자빔 통과를 위한 개구부를 구비하여 이 개구부를 통과하는 전자들을 전자빔 다발의 중심부로 집속시킨다.

통상의 전자 방출 디바이스에서는 게이트 전극이 전자 방출부마다 개구부를 형성하고, 집속 전극이 하나 이상의 게이트 전극 개구부들을 포괄하는 개구부를 형성하여 이 개구부를 통과하는 전자들을 전자빔 다발의 중심부로 집속시킨다. 이때 집속 전극의 개구부와 게이트 전극의 개구부들의 위치 관계가 집속 전극의 집속 효율 및 그에 따른 표시 품질에 중요한 영향을 미친다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 집속 전극의 전자빔 집속 효율을 높여 표시 품질을 개선할 수 있는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 디스플레이를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스는,

기판과, 기판 위에 형성되는 캐소드 전극과, 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부와, 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극 위에 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 형성된 게이트 전극 및 게이트 전극과의 사이에 제2 절연층을 두고 제2 절연층 위에 형성된 집속 전극을 포함하며, 게이트 전극에 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 교차 영역마다 복수의 개구부가 형성되고, 집속 전극에 게이트 전극의 개구부들에 다대일(多對一)로 대응하는 개구부가 형성되고, 게이트 전극의 개구부들이 집속 전극 개구부의 중심을 지나는 가상의 중심선을 기준으로 대칭된다.

상기 중심선은 집속 전극 개구부의 평면 형상 중심을 지나며 집속 전극 개구부의 길이 방향에 따른 일변과 평행하게 설정될 수 있다.

상기 게이트 전극의 개구부들은 집속 전극 개구부의 내측에서 중심선으로 구분되는 두 영역에 각각 한 줄씩 형성될 수 있다.

상기 게이트 전극 개구부와 집속 전극 개구부는 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.

여기서, l은 집속 전극의 평면 형상에서 상기 중심선과 직교하며, 중심선으로부터 가장 멀리 위치한 게이트 전극 개구부의 일점에서 중심선 반대편의 집속 전극 개구부의 일점까지 연장되는 직선의 최단길이를 나타내고, t는 제2 절연층과 집속 전극의 총두께를 나타낸다.

상기 중심선은 집속 전극의 개구부의 형상 중심을 지나며 상기 집속 전극의 개구부의 길이 방향 일변과 평행하게 설정될 수 있다.

상기 전자 방출부는 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다 이아몬드상 탄소, 풀러린(fullerene; C₆₀), 실리콘 나노와이어로 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.

상기 집속 전극의 개구부는 기판의 일 방향에 따른 폭과 다른 일 방향에 따른 폭이 동일하게 형성되고, 게이트 전극의 개구부들이 중심선과 직교하며 집속 전극의 개구부의 형상 중심을 지나는 추가 중심선을 기준으로 대칭될 수 있다.

상기 게이트 전극의 개구부들은 중심선과 추가 중심선으로 구분되는 영역들마다 하나씩 형성될 수 있다.

상기 게이트 전극의 개구부와 집속 전극의 개구부는 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.

여기서, l’은 상기 집속 전극의 평면 형상에서 추가 중심선과 직교하며 추가 중심선으로부터 가장 멀리 위치한 게이트 전극 개구부의 일점에서, 추가 중심선 반대편의 집속 전극 개구부의 일점까지 연장되는 직선의 최단길이를 나타내고, t’은 제2 절연층과 집속 전극의 총두께를 나타낸다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 디스플레이는,

서로 대향 배치되는 기판 및 타측 기판과, 기판 위에 형성되는 캐소드 전극과, 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부와, 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극 위에 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 형성된 게이트 전극과, 게 이트 전극과의 사이에 제2 절연층을 두고 제2 절연층 위에 형성된 집속 전극과, 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층들과, 형광층들의 일면에 형성되는 애노드 전극을 포함하며, 게이트 전극에 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 교차 영역마다 복수의 개구부가 형성되고, 집속 전극에 게이트 전극의 개구부들에 다대일(多對一)로 대응하는 개구부가 형성되고, 게이트 전극의 개구부들이 집속 전극 개구부의 중심을 지나는 가상의 중심선을 기준으로 대칭된다.

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.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디스플레이의 부분 분해 사시도와 부분 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 부분 평면도이다.

도면을 참고하면, 전자 방출 디스플레이는 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, 내부 공간이 대략 10^-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.

상기 제1 기판(2) 중 제2 기판(4)과의 대향면에는 전자 방출 소자들로 이루 어진 전자 방출 유닛(100)이 제공되어 제1 기판(2)과 함께 전자 방출 디바이스를 구성하고, 제1 기판(2)을 향한 제2 기판(4)의 일면에는 발광 유닛(110)이 제공되어 진공 용기와 전자 방출 유닛(100) 및 발광 유닛(110)이 전자 방출 디스플레이를 구성한다.

먼저, 상기한 전자 방출 유닛(100)에 대해 설명하면, 제1 기판(2) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(6)이 제1 기판(2)의 일 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(6)을 덮으면서 제1 기판(2) 전체에 제1 절연층(8)이 형성된다. 제1 절연층(8) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(10)이 캐소드 전극(6)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.

캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극들(6) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부(12)가 형성된다. 그리고 제1 절연층(8)과 게이트 전극(10)에는 각 전자 방출부(12)에 대응하는 개구부(81,101)가 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 한다.

전자 방출부(12)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(12)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 풀러린(fullerene; C₆₀), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.

다른 한편으로, 전자 방출부(12)는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.

그리고 게이트 전극들(10)과 제1 절연층(8) 위로 제3 전극인 집속 전극(14)이 형성된다. 집속 전극(14) 하부에는 제2 절연층(16)이 위치하여 게이트 전극(10)과 집속 전극(14)을 절연시키며, 집속 전극(14)과 제2 절연층(16)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(141,161)가 마련된다.

본 실시예에서 집속 전극(14)은 화소 영역마다 하나의 개구부(141)를 형성하여 복수개의 열로 형성된 게이트 전극 개구부들(101)을 포괄하고, 게이트 전극 개구부들(101)은 집속 전극 개구부(141)의 중심선(C)을 기준으로 좌우가 서로 대칭되도록 배열된다. 이때 중심선(C)은 집속 전극 개구부(141)의 중심을 지나면서 개구부(141)의 길이 방향에 따른 일변과 평행하게 설정될 수 있다.

그리고 집속 전극(14)과 게이트 전극(10)은 집속 전극 개구부(141)를 지나는 모든 전자들이 집속 효과를 제공받을 수 있도록, 적정 폭의 집속 전극 개구부(141)와 최적화된 게이트 전극 개구부(101) 배열을 가진다. 도 1과 도 3에서는 일례로 게이트 전극 개구부들(101)이 중심선(C)의 양쪽으로 한 줄씩 제공되는 배열을 도시하였다. 이 경우에는 집속 전극(14)이 게이트 전극 개구부들(101)과 좁은 간격을 두고 위치하므로, 우수한 집속 효과를 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스에서 집속 전극(14)의 전자빔 집속 효과를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.

도 4를 참고하면, 도면의 x축 방향에 따른 전자들의 퍼짐 방향을 a, a’, b, b’화살표로 나타낼 때, a와 b’방향으로 진행하는 전자들은 인접한 집속 전극(14) 에 의해 전자빔 다발의 중심부로 집속되지만, a’,b 방향으로 진행하는 전자들은 인접한 집속 전극(14)의 반대 방향을 향해 진행하므로, 중심선(C) 반대편의 집속 전극(14)을 통해 집속되어야 한다.

따라서 집속 전극(14)이 효율적으로 전자빔을 집속하기 위해서는 게이트 전극 개구부(101)의 일측과 중심선(C)의 반대 방향 집속 전극 개구부(141)의 최단 간격이 적절하게 설정되어야 한다. 본 실시예의 게이트 전극(10)과 집속 전극(14)은 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.

여기서, l은 집속 전극(14)의 평면 형상에서 중심선(C)과 직교하며, 중심선(C)으로부터 가장 멀게 위치한 게이트 전극 개구부(101)의 일점으로부터 중심선(C) 반대편의 집속 전극 개구부(141)의 일점까지 연장되는 직선의 최단길이를 나타내고, t는 제2 절연층(16)과 집속 전극(14)의 총두께를 나타낸다.

상기한 조건은, 본 발명의 발명자에 의한 실제 경험 및 전자 방출 디바이스의 제작 특성상 가질 수 있는 범주를 고려해, 공정 가능한 한계와 구조 설계상 일정 범주 안의 목표 화소의 크기를 구현할 수 있는 한계를 반영하여 결정된 것이다.

참고로 전자빔이 목표의 빔경(원하는 형광층을 최대로 발광시킬 수 있는 최적의 빔경을 의미함)을 가지도록 하기 위해서는 크기 물리적(구조적)인 특성과 전기적인 특성을 고려해야 하는데, 여기서 물리적인 특성에 있어서는 설계와 공정 특성상 형성 가능한 게이트 전극의 개구부, 집속 전극의 개구부(여기서 이 집속 전극의 개구부는 상기한 물리적, 전기적 특성 모두에 영향을 줄 수 있음), 제1, 제2 절 연층의 두께, 전자 방출부의 두께, 형태 및 구동 전압 특성을 들 수 있다.

또한, 전기적인 특성에 있어서는 상기한 물리적인 요소에 휘도와 색순도 등의 영향을 고려해 결정되는 애노드 전극의 구동 전압, 집속 전극의 구동 전압, 게이트 전극의 구동 전압 등을 들 수 있다.

다음으로, 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(18), 일례로 적색과 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 하나의 화소 영역에 한 가지 색의 형광층(18R,18G,18B)이 대응하도록 배치된다.

그리고 형광층(18)과 흑색층(20) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(22)이 형성된다. 애노드 전극(22)은 진공 용기 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(18)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(18)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.

한편 애노드 전극은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide;ITO)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(4)을 향한 형광층(18)과 흑색층(20)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극으로서 전술한 금속막과 투명 도전막을 동시에 형성하는 구조도 가능하다.

그리고 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(24)이 배치된다. 스페이서들(24)은 형광층(18)을 침범하지 않도록 흑색층(20)에 대응하여 위치한다.

전술한 구성의 전자 방출 디스플레이는 외부로부터 캐소드 전극(6), 게이트 전극(10), 집속 전극(14) 및 애노드 전극(22)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다.

일례로 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 집속 전극(14)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(22)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가받는다.

그러면 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)의 전압 차가 임계치 이상인 화소 영역들에서 전자 방출부(12) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(14)의 개구부(141)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되고, 애노드 전극(22)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 화소 영역의 형광층(18)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.

이와 같이 본 발명의 전자 방출 디바이스에서는 집속 전극 개구부(141)에 대한 게이트 전극 개구부(101)의 배열과 위치를 최적화함으로써 집속 전극(14)의 집속 효율을 높이고, 그에 따라 화면의 휘도와 색순도 및 색재현율을 높이는 등 표시 품질을 개선하는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 부분 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시한 전자 방출 디바이스를 중심선(C)을 따라 절개한 부분 단면도이다.

도 5를 참고하면, 본 실시예에서 집속 전극(14’)은 캐소드 전극(6’)과 게 이트 전극(10’) 중 어느 한 전극의 길이 방향을 따라 복수개의 개구부(141’)를 형성하며, 상기 개구부(141’)마다 캐소드 전극(6’)의 길이 방향과 게이트 전극(10’)의 길이 방향을 따라 각각 두 개의 게이트 전극 개구부(101’)를 위치시킨다.

상기 게이트 전극 개구부들(101’)은 일 실시예에서 전술한 중심선(C)과, 이 중심선(C)과 직교하며 집속 전극 개구부(141’)의 중심을 지나는 추가 중심선(C’)을 기준으로 상하좌우가 대칭 배열된다. 즉, 본 실시예에서는 중심선(C)과 추가 중심선(C’)으로 구분되는 네 개의 영역마다 한 개의 게이트 전극 개구부(101’)가 위치하게 된다.

한편, 본 실시예의 게이트 전극(10’)과 집속 전극(14’)은 전술한 일 실시예의 수학식의 조건과 더불어 하기 조건을 더욱 만족하도록 형성될 수 있다.

여기서, l’은 집속 전극(14’)의 평면 형상에서 추가 중심선(C’)과 직교하며, 추가 중심선(C’)으로부터 가장 멀게 위치한 게이트 전극 개구부(101’)의 일점으로부터 추가 중심선(C’) 반대편의 집속 전극 개구부(141’)의 일점까지 연장되는 직선의 최단길이를 나타내고, t’는 상기 제2 절연층(16’)과 집속 전극(14’)의 총두께를 나타낸다.

이와 같이 본 실시예의 집속 전극(14’)은 화소 영역에 위치한 집속 전극 개구부들(141’)의 배열 방향을 따라서도 전술한 일 실시예의 집속 효과를 구현하므로, 화소 영역의 가로 방향과 세로 방향을 따라 퍼지는 전자빔들을 보다 효율적으 로 집속할 수 있다.

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.

이와 같이 본 발명의 전자 방출 디바이스는 집속 전극 개구부와 게이트 전극 개구부들의 배치를 최적화하여 전자빔의 집속 효율을 높인다. 따라서 본 발명에 따른 전자 방출 디스플레이는 화면의 휘도와 색순도 및 색재현율을 향상시켜 표시 품질을 개선하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 기판;

   상기 기판 위에 형성되는 캐소드 전극;

   상기 캐소드 전극에 전기적으로 연결되는 전자 방출부;

   제1 절연층을 사이에 두고 상기 캐소드 전극 위에 상기 캐소드 전극과 교차하는 방향을 따라 형성된 게이트 전극; 및

   상기 게이트 전극과의 사이에 제2 절연층을 두고 상기 제2 절연층 위에 형성된 집속 전극

   을 포함하며,

   상기 게이트 전극에 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 교차 영역마다 복수의 개구부가 형성되고,

   상기 집속 전극에 상기 게이트 전극의 개구부들에 다대일(多對一)로 대응하는 개구부가 형성되고,

   상기 게이트 전극의 개구부들이 상기 집속 전극 개구부의 중심을 지나는 가상의 중심선을 기준으로 대칭되는 전자 방출 디바이스.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중심선이 상기 집속 전극 개구부의 평면 형상 중심을 지나며 상기 집속 전극 개구부의 길이 방향에 따른 일변과 평행하게 설정되는 전자 방출 디바이스.
3. 제1항에 있어서,

   상기 게이트 전극의 개구부들이 상기 집속 전극 개구부의 내측에서 상기 중심선으로 구분되는 두 영역에 각각 한 줄씩 형성되는 전자 방출 디바이스.
4. 제1항에 있어서,

   상기 게이트 전극 개구부와 상기 집속 전극 개구부가 하기 조건을 만족하는 전자 방출 디바이스.

   

   여기서, l은 상기 집속 전극의 평면 형상에서 상기 중심선과 직교하며, 중심선으로부터 가장 멀리 위치한 게이트 전극 개구부의 일점에서 중심선 반대편의 집속 전극 개구부의 일점까지 연장되는 직선의 최단길이를 나타내고, t는 상기 제2 절연층과 상기 집속 전극의 총두께를 나타낸다.
5. 제1항에 있어서,

   상기 중심선이 집속 전극의 개구부의 형상 중심을 지나며 상기 집속 전극의 개구부의 길이 방향 일변과 평행하게 설정되는 전자 방출 디바이스.
6. 제1항에 있어서,

   상기 전자 방출부가 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다 이아몬드상 탄소, 풀러린(fullerene; C₆₀), 실리콘 나노와이어로 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 방출 디바이스.
7. 제1항에 있어서,

   상기 집속 전극의 개구부가 상기 기판의 일 방향에 따른 폭과 다른 일 방향에 따른 폭이 동일하게 형성되고,

   상기 게이트 전극의 개구부들이 상기 중심선과 직교하며 상기 집속 전극의 개구부의 형상 중심을 지나는 추가 중심선을 기준으로 대칭되는 전자 방출 디바이스.
8. 제7항에 있어서,

   상기 게이트 전극의 개구부들이 상기 중심선과 상기 추가 중심선으로 구분되는 영역들마다 하나씩 형성되는 전자 방출 디바이스.
9. 제7항에 있어서,

   상기 게이트 전극의 개구부와 상기 집속 전극의 개구부가 하기 조건을 만족하는 전자 방출 디바이스.

   

   여기서, l’은 상기 집속 전극의 평면 형상에서 상기 추가 중심선과 직교하 며, 추가 중심선으로부터 가장 멀리 위치한 게이트 전극 개구부의 일점에서 추가 중심선 반대편의 집속 전극 개구부의 일점까지 연장되는 직선의 최단길이를 나타내고, t’은 상기 제2 절연층과 상기 집속 전극의 총두께를 나타낸다.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전자 방출 디바이스;

    상기 기판에 대향 배치되는 타측 기판;

    상기 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층들; 및

    상기 형광층들의 일면에 형성되는 애노드 전극

    을 포함하는 전자 방출 디스플레이.

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