KR20120139383A - 전계방출패널 및 그를 구비한 액정 디스플레이와 전계방출 디스플레이 - Google Patents

전계방출패널 및 그를 구비한 액정 디스플레이와 전계방출 디스플레이 Download PDF

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Abstract

전계방출패널과 그것을 이용한 액정 디스플레이 및 전계방출 디스플레이가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전계방출패널은, 전자들을 방출하는 하판 및 전자들과의 충돌에 의해 백색광 또는 칼라 이미지를 생성하는 상판을 포함하는 전계방출패널로서, 하판은, 복수의 전자방출소자; 전자방출소자들의 전자 방출을 위한 전기장을 형성하는 복수의 캐소드 전극과 복수의 게이트 전극; 및 전자방출소자들, 캐소드 전극들 및 게이트 전극들을 지지하는 유리판;을 포함하며, 게이트 전극은 유리판의 상면에 배치되며, 유리판은 복수의 전자방출소자 및 복수의 캐소드 전극을 수용하기 위한 복수의 수용홈을 갖는다.

Description

전계방출패널 및 그를 구비한 액정 디스플레이와 전계방출 디스플레이{FIELD EMISSION PANEL, LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND FIELD EMISSION DISPLAY HAVING THE SAME}
본 발명은 전계방출패널 및 그를 구비한 액정 디스플레이와 전계방출 디스플레이에 관한 것이다.
전계방출물질(Field Emission Material)은 진공 분위기에서 그 주위에 전기장이 형성되면 전자들을 방출하는 물질을 말하며, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube: CNT)가 대표적인 예이다. 이러한 전계방출물질을 이용하여 빛을 생성하는 패널을 제조할 수 있으며, 그러한 패널은 액정 디스플레이(Liquid Crysral Display: LCD)의 백라이트 유닛 및 전계방출 디스플레이(Field Emission Display: FED)의 영상 구현 패널 등에 적용 가능하다. 이하에서는 그러한 유형의 패널을 "전계방출패널(Field Emission Panel)"로 지칭하기로 한다.
전계방출패널은 서로 평행하게 배치된 상판과 하판을 포함한다. 상기 상판에는 형광체층이 구비되고 상기 하판에는 전계방출물질로 형성된 전자방출소자(Field Emission Element)들이 구비되어, 전자방출소자들에 의해 방출된 전자들이 형광체층에 충돌시 형광체층으로부터 백색광 또는 컬러 이미지가 생성된다.
일반적으로, 전계방출패널의 하판은 유리판과 상기 유리판의 상면에 배치된 절연층을 포함하며, 상기 절연층에는 노광 및 식각 공정을 통해 전자방출소자들을 수용하기 위한 수용홈들이 형성된다. 그리고 상기 수용홈들은 일반적으로 다수의 행과 열을 형성하는 패턴을 갖는다.
그러나, 상기와 같은 수용홈들의 형성 방법은 절연층의 형성, 노광 및 식각 공정들을 포함하므로 제조 시간 및 비용 측면에서 불리함이 있다. 또한, 다수의 행과 열을 형성하는 패턴을 갖는 수용홈들에 의하면 하판이 전자방출소자들을 수용하는 양에 한계가 있으며 이는 전계방출패널의 수명에 불리하다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래에 비해 제조 시간 및 비용을 감소되는 반면 수명은 증대되는 전계방출패널, 및 그 패널이 적용된 액정 디스플레이 및 전계방출 디스플레이를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 관점에 따라, 전자들을 방출하는 하판 및 상기 전자들과의 충돌에 의해 백색광 또는 칼라 이미지를 생성하는 상판을 포함하는 전계방출패널로서, 상기 하판은, 복수의 전자방출소자; 상기 전자방출소자들의 전자 방출을 위한 전기장을 형성하는 복수의 캐소드 전극과 복수의 게이트 전극; 및 상기 전자방출소자들, 상기 캐소드 전극들 및 상기 게이트 전극들을 지지하는 유리판;을 포함하며, 상기 게이트 전극은 상기 유리판의 상면에 배치되며, 상기 유리판은 상기 복수의 전자방출소자 및 상기 복수의 캐소드 전극을 수용하기 위한 복수의 수용홈을 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널이 제공된다.
상기 복수의 수용홈은 상기 유리판의 상면으로부터 오목하게 형성된다.
상기 복수의 수용홈은 스트라이프 형상을 가지며 상기 유리판의 폭 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 복수의 수용홈은 등간격으로 배치될 수 있다.
상기 수용홈 각각은 저면 및 상기 저면과 이웃하는 한 쌍의 측면을 가질 수 있다.
상기 캐소드 전극은 상기 수용홈의 저면 상에 배치되고, 상기 전자방출소자는 상기 캐소드 전극 상에 배치될 수 있다.
상기 전자방출소자는 상기 캐소드 전극을 전체적으로 감싸도록 배치될 수 있다.
상기 캐소드 전극 하측에는 상기 유리판으로부터 발생된 산소 이온이 상기 캐소드 전극 또는 상기 전자방출소자로 전달되는 것을 차단하기 위한 베리어층이 구비될 수 있다.
상기 베리어층은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 이산화규소(SiO2) 또는 비스무스-베이스 글래스 프릿(Bi-based Glass Frit) 재질을 가질 수 있다.
상기 베리어층은 500 Å 이상의 두께를 갖는 것일 수 있다.
상기 베리어층은 상기 수용홈의 저면 상에만 존재하는 것일 수 있다.
상기 베리어층은 상기 수용홈의 측면의 적어도 일부를 덮도록 연장될 수 있다.
상기 캐소드 전극과 상기 베리어층 사이에는 상기 전자방출소자로부터 발생된 전자가 상기 베리어층에 충전되는 것을 방지하기 위한 충전방지막이 구비될 수 있다.
상기 충전방지막은 산화크로뮴(Cr2O3) 재질을 가질 수 있다.
상기 충전방지막은 105 Ωcm 이상의 비저항 값을 가질 수 있다.
상기 충전방지막은 300V 구동 조건에서 1 이하의 이차전자 방출계수를 갖는 것일 수 있다.
상기 충전방지막의 두께는 상기 베리어층의 두께 이상인 것이 바람직하다.
상기 충전방지막은 상기 수용홈의 저면 상에만 존재하는 것일 수 있다.
상기 충전방지막은 상기 수용홈의 측면의 적어도 일부를 덮도록 연장될 수 있다.
상기 게이트 전극은 전자방출소자로부터 방출된 전자들이 통과하는 관통홀들이 형성된 것일 수 있다.
상기 전자방출소자는 탄소나노튜브로 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전계방출패널의 일 실시예를 보이는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 3a는 도 2의 A 영역을 확대한 단면도의 일 예를 도시한다.
도 3b는 도 2의 A 영역을 확대한 단면도의 다른 예를 도시한다.
도 4는 도 3a에 도시된 제2 유리판의 부분 평면도이다.
도 5a 내지 5d는 도 1의 전계방출패널의 하판의 제조 공정의 일 실시예를 순차적으로 도시하는 도면들이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 디스플레이의 일 실시예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전계방출 디스플레이의 일 실시예를 도시한 개략적 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
우선, 도 1 내지 4를 참조한다. 도 1은 본 발명에 따른 전계방출패널의 일 실시예를 보이는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 개략적인 단면도이며, 도 3a는 도 2의 A 영역을 확대한 단면도의 일 예이며, 도 3b는 도 2의 A 영역을 확대한 단면도의 다른 예이며, 도 4는 도 3a에 도시된 제2 유리판의 부분 평면도이다.
전계방출패널(100)은 상판(110), 하판(120) 및 밀봉부재(130)를 포함한다. 상판(110)과 하판(120)은 서로 평행하게 배치되며 일정 거리 이격되어 있다. 밀봉부재(130)는 상판(110) 및 하판(120) 각각에 씰프릿(seal frit)들에 의해 접착됨으로써 상판(110)과 하판(120) 사이 공간을 밀봉시킨다.
상판(110)은 제1 유리판(110), 애노드 전극(112) 및 형광체층(113)을 포함한다.
제1 유리판(111)은 광투과성을 지닌 유리 재질로 형성되며 직사각형의 판 형상을 갖는다. 제1 유리판(111)의 내면에 애노드 전극(112)과 형광체층(113)이 순차적으로 적층된다. 애노드 전극(112)은 후술하는 게이트 전극(124)과의 사이에 전기장을 형성하며, 후술하는 전자방출소자들(electron emitting elements: 170)로부터 방출된 전자들은 그 전기장에 의해 상판(110)을 향해 가속될 수 있다. 가속된 전자들이 형광체층(113)에 충돌함으로써 형광체층(113)으로부터 빛(백색광 또는 칼라 이미지)이 생성된다.
하판(120)은 제2 유리판(130), 베리어층들(140), 충전방지막들(150), 캐소드 전극들(160), 전자방출소자들(170) 및 게이트 전극들(180)을 포함한다.
제2 유리판(130)은 유리 재질을 가지며 직사각형의 판 형상을 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 유리판(130)은 전계방출패널(100)의 유효 표시 영역(Eef) 내에 배치되는 복수의 수용홈들(132)을 갖는다. 이들 수용홈들(132)은 서로 평행하게 등간격으로 배열된다. 또한 수용홈(132)들은 제2 유리판(130)의 폭 방향을 따라(즉 Z 방향으로) 연장 형성된다. 따라서 수용홈들(132)은 Z 방향에서 볼 때 스트라이프(stripe) 형상을 갖는다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 수용홈(132)은 제2 유리판(130)의 상면(131)으로부터 오목하게 형성된다. 그리고 각각의 수용홈(132)은 비제한적으로 사다리꼴 형상의 단면을 갖는다. 따라서 각각의 수용홈(132)은 제2 유리판(130)의 상면(131)에 평행한 저면(133), 그 저면(133)에 이웃한 한 쌍의 측면(134, 135)을 갖는다. 이러한 제2 유리판(130)의 수용홈(132)은 베리어층들(140), 충전방지막들(150), 캐소드 전극들(160), 전자방출소자들(170) 및 게이트 전극들(180)을 포함한다.
베리어층(140)은 수용홈(132) 내에 수용되며 수용홈(132)의 저면(133) 상에 배치된다. 그리고 베리어층(140)은 수용홈(132)의 길이 방향을 따라(즉, Z 방향으로) 연장 형성된다. 따라서 Y 방향에서 볼 때 베리어층(140)은 스트라이프 형상을 갖는다.
베리어층(140)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 이산화규소(SiO2) 또는 비스무스-베이스 글래스 프릿(Bi-based Glass Frit) 재질을 가질 수 있으며, 증착(예로써, 스퍼터링)이나 스크린 프린팅(screen printing)과 같은 공정들에 의해 형성될 수 있다. 그리고 베리어층(140)은 500 Å 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 베리어층(140)은 애노딕 본딩(anodic bonding)에 의해 게이트 전극(180)을 제2 유리판(130)의 상면(131)에 접착할 때 제2 유리판(130)에서 발생되는 산소 이온(O2-)으로부터 캐소드 전극(160) 및 전자방출소자(170)를 보호한다.
충전방지막(150)은 제2 유리판(130)의 수용홈(132) 내에 수용되며 베리어층(140) 상에 형성된다. 베리어층(140)과 마찬가지로, 충전방지막(150)은 수용홈(132)의 길이 방향을 따라(즉, Z 방향으로) 연장 형성되며, 따라서 Y 방향에서 볼 때 충전방지막(150)은 스트라이프 형상을 갖는다.
충전막지막(150)은 비제한적으로 산화크로뮴(Cr2O3) 재질을 가질 수 있으며, 증착이나 스크린프린팅(screen printing)과 같은 공정들에 의해 형성될 수 있다. 충전방지막(150)은 전자방출소자(170)로부터 방출된 전자들이 하측의 베리어층(140)에 충전(charging)되는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 이에 충전방지막(150)은 105 Ωcm 이상의 비저항 값을 갖는 것이 바람직하다. 충전방지막(150)에 의해 전자들이 베리어층(140)에 충전되는 것이 방지됨으로써, 베리어층(140)과 수용홈(132)의 측면들(134, 135) 사이에 아킹(arcing)이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 한편, 충전방지막(150)의 두께는 베리어층(140)의 두께 이상인 것이 바람직하다. 그리고 상기 충전방지막은 300V 구동 조건에서 1 이하의 이차전자 방출계수를 갖는 것이 바람직하다.
베리어층(140) 및 충전방지막(150)은, 도 3a에 도시된 바와 같이 수용홈(132)의 저면(133) 상에만 존재할 수도 있고, 도 3b에 도시된 바와 같이 수용홈(132)의 측면들(134, 135)에까지 연장됨으로써 수용홈(132)의 저면(133)은 물론 및 수용홈의 측면들(134, 135)의 적어도 일부분들을 덮을 수도 있다.
캐소드 전극(160)은 제2 유리판(130)의 수용홈(132) 내에 수용되며 충전방지막(150) 상에 배치된다. 베리어층(140) 및 충전방지막(150)과 마찬가지로, 캐소드 전극(160)은 수용홈(132)의 길이 방향을 따라(즉, Z 방향으로) 연장 형성되며, 따라서 Y 방향에서 볼 때 캐소드 전극(160)은 스트라이프 형상을 갖는다.
캐소드 전극(160)은 게이트 전극(180)과의 사이에 전자방출소자(170)의 전자 방출을 위한 전기장을 형성한다. 캐소드 전극(160)은 비교적 저항이 작은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 재질을 가질 수 있다. 그리고 캐소드 전극(160)은 증착이나 스크린 프린팅과 같은 공정들에 의해 형성될 수 있으며, 3000 Å 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 캐소드 전극(160)의 폭은 베리어층(140) 및 충전방지막(150)의 폭들보다 작게 설계된다.
전자방출소자(170)는 제2 유리판(130)의 수용홈(132) 내에 수용되며, 캐소드 전극(160) 위에서 캐소드 전극(160)을 전체적으로 감싸도록 배치된다. 이와 같이 전자방출소자(170)가 캐소드 전극(160)을 감싸기 때문에 캐소드 전극(160)은 외부로 노출되지 않으며, 따라서 캐소드 전극(160)과 수용홈(132)의 측면들(134, 135) 사이에서 아킹이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
전자방출소자(170)는 수용홈(132)의 길이 방향을 따라(즉, Z 방향으로) 연장 형성되며, 따라서 Y 방향에서 볼 때 전자방출소자(170)은 스트라이프 형상을 갖는다. 스트라이프 형상을 갖는 전자방출소자(170)가 수용홈(132)의 전체 길이에 걸쳐 연장되므로 전계방출패널(100)의 단위 면적 당 전자방출소자 수용량이 향상될 수 있다. 따라서, 전계방출패널(100)은 다른 형상(특히, 도트(dot) 형상)의 전자방출소자들이 적용되는 일반적인 전계방출패널들에 비해 보다 긴 수명을 가질 수 있다.
전자방출소자(170)는 주위에 전기장이 형성되면 전자들을 방출하는 물질, 이른바 전계방출물질(field emission material)로 제조된다. 본 실시예에서 전자방출소자(170)는 탄소나노튜브(CNT)로 제조되며, 대안적인 다른 실시예들에서 전자방출소자(170)는 흑연(graphite), 흑연나노섬유(graphite nano fiber), 다이아몬드(diamond), 다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon: DLC), 플러렌(fullerene), 및 실리콘나노섬유(silicon nano-fiber)와 같은 다른 전계방출물질로 제조될 수도 있다. 전자방출소자(170)는 증착이나 스크린 프린팅과 같은 공정들에 의해 형성될 수 있으며, 도 3a에 도시된 바와 같이, 전자방출소자(170)의 폭은 베리어층(140) 및 충전방지막(150)의 폭들보다 작게 설계된다.
게이트 전극(180)과 캐소드 전극(160) 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자방출소자(170)로부터 전자들이 방출되며, 방출된 전자들은 애노드 전극(112)과 게이트 전극(180) 사이에 형성되는 전기장에 의해 상판(110)을 향해 가속된다.
게이트 전극(180)은 제2 유리판(130)의 상면(131)에 지지된다. 게이트 전극(180)은 직사각형 스트라이프 형상을 갖는다. 또한 게이트 전극(180)은 수용홈(132)의 길이 방향(즉, Z 방향)과 직교하는 방향(즉, X 방향)을 따라 연장된다. 게이트 전극(180)에는 다수의 관통홀들(181)이 형성되어 있어서, 전자방출소자(170)로부터 방출된 전자들은 그 관통홀들(180)을 통해 수용홈(132)을 빠져나갈 수 있다.
게이트 전극(180)은 은(Ag)이나 알루미늄(Al)과 같은 저항이 작은 물질로 제조될 수 있으며, 본 실시예에서 게이트 전극(180)은 알루미늄(Al)으로 제조된다. 전술한 바와 같이, 게이트 전극(180)은 캐소드 전극(160)과 함께 전자 방출을 위한 전기장을 형성하며 애노드 전극(112)과 함께 방출된 전자들의 가속을 위한 전기장을 형성한다. 이러한 게이트 전극(180)은 접착 물질(예로써, 페이스트)에 의해 또는 애노딕 본딩(anodic bonding)을 적용하여 제2 유리판(130)의 상면에 접착될 수 있다.
다음으로, 도 5a 내지 5d를 참조한다. 도 5a 내지 5d는 도 1의 전계방출패널의 하판의 제조 공정의 일 실시예를 순차적으로 도시하는 도면들이다.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 하판(120)의 제2 유리판(130)에 복수의 수용홈(132)을 형성한다. 전술한 바와 같이 복수의 수용홈(132)은 서로 등간격으로 배열되며, 제2 유리판(130)의 폭 방향을 따라(즉 Z 방향으로) 연장된 스트라이프 형상을 갖는다. 그리고 각각의 수용홈(132)은 하나의 저면(133) 및 그 저면(133)에 이웃한 한 쌍의 측면(134, 135)을 갖는다. 이러한 수용홈들(132)은 예로써 글래스 에칭(glass etching)에 의해 형성될 수 있다.
제2 유리판 위에 전체적으로 절연층을 형성하고 그 절연층을 노광 및 에칭함으로써 수용홈들을 형성하는 종래의 전계방출패널에 비하여, 제2 유리판(130)을 직접 에칭함으로써 수용홈들(132)이 형성되는 본 실시예의 전계방출패널(100)은 그것의 제조 공수 및 비용이 보다 절감될 수 있다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 유리판(130)의 저면(133) 상에 베리어층(140) 및 충전방지막(150)을 순차적으로 형성한다. 전술한 바와 같이 베리어층(140) 및 충전방지막(150)은 각각 수용홈(132)의 길이 방향을 따라(즉 Z 방향을 따라) 연장된 스트라이프 형상을 갖는다. 베리어층(140)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 이산화규소(SiO2) 또는 비스무스-베이스 글래스 프릿(Bi-based Glass Frit) 재질을 가지며, 충전방지막(150)은 산화크로뮴(Cr2O3) 재질을 갖는다. 그리고 베리어층(140)은 500 Å 이상의 두께로 형성되며 충전방지막(150)은 베리어층(140)의 두께 이상의 두께로 형성된다.
이들 베리어층(140) 및 충전방지막(150)은 증착(예로써, 스퍼터링) 또는 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 형성될 수 있다. 스크린 프린팅 공정은 페이스트(paste)를 소성(firing)하는 과정에서 가스가 발생될 수 있다는 단점은 있으나, 스퍼터링 공정에 비해 제조 비용이 감소되는 이점을 갖는다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 충전방지막(150) 상에 캐소드 전극(160) 및 전자방출소자(170)을 순차적으로 형성한다. 전술한 바와 같이 캐소드 전극(160) 및 전자방출소자(170)은 각각 수용홈(132)의 길이 방향을 따라(즉 Z 방향을 따라) 연장된 스트라이프 형상을 갖는다. 그리고 전자방출소자(170)는 캐소드 전극(160)을 완전히 둘러싸도록 형성됨으로써, 캐소드 전극(160)에 의해 아킹(arcing)이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 캐소드 전극(160)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있으며, 전자방출소자(170)는 탄소나노튜브(CNT) 재질로 형성될 수 있다.
여기서 캐소드 전극(160)은 증착 공정 또는 스크린 프린팅에 의해 형성될 수 있으며 그 두께는 3000 Å 이상으로 형성된다. 그리고 전자방출소자(170)는 스크린 프린팅에 의해 형성될 수 있다.
마지막으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제2 유리판(130)에 게이트 전극(180)을 접착한다. 게이트 전극(180)에는 다수의 관통홀들(181)이 이미 형성되어 있다. 게이트 전극(180)은 알루미늄(Ag) 재질을 가지며, 접착제에 의해 또는 애노딕 본딩에 의해 제2 유리판(130)에 접착될 수 있다. 본 실시예에서 게이트 전극(180)은 애노딕 본딩에 의해 제2 유리판(130)에 접착된다.
여기서 애노딕 본딩 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 5d에 도시된 바와 같이 게이트 전극(180)을 제2 유리판(130) 상에 올려놓고 게이트 전극(180)과 제2 유리판(130)의 저면 사이에 애노딕 본딩을 위한 전압을 인가한다. 그러면, 제2 유리판(130)에 함유된 산화나트륨(Na2O)은 O2- 이온과 Na+ 이온으로 분리되며 Na+ 이온은 제2 유리판(130)의 저면 쪽으로 이동하는 반면, O2- 이온은 게이트 전극(180) 쪽으로 이동한다. 이때 게이트 전극(180)에서는 산소 이온(O2-)과 알루미늄 이온(Al3+)이 결합하여 산화알루미늄(Al203)이 생성되며, 이러한 산화알루미늄의 본딩 작용에 의해 게이트 전극(70)이 제2 유리판(60)의 격벽들(61) 상에 본딩될 수 있다. 전술한 베리어층(140)은 게이트 전극(180)을 향해 이동하는 산소 이온에 의해 캐소드 전극(160) 또는 전자방출소자(170)가 산화되는 것을 방지한다.
다음으로 도 6을 참조한다. 도 6은 본 발명에 따른 액정 디스플레이의 일 실시예를 도시한 개략적 단면도이다.
액정 디스플레이(1)는 하우징(10)과, 액정패널(20)과, 전술한 실시예들에 따른 전계방출패널(100)을 포함한다.
하우징(10)은 액정패널(20)과 전계방출패널(100)을 포함하는 디스플레이(1)의 내부 부품들을 수용한다.
액정패널(20)은 컬러필터층(미도시)이 형성된 컬러필터 기판(21)과 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 기판(23)을 구비하며, 이들 두 기판(21, 23) 사이에는 액정층(22)이 채워져 있다. 그리고 컬러필터 기판(21)과 박막트랜지스터 기판(23)은 씰런트(24, sealant)에 의해 밀봉 결합된다.
전계방출패널(100)은 액정패널(20)의 배면에 배치되며 백색광을 생성하여 액정패널(20)을 향해 조사한다. 여기서 전계방출패널(100)은 백라이트 유닛으로 사용됨을 알 수 있다. 액정패널(20)을 향해 조사된 백색광은 액정층(22)을 통과하면서 투과량이 조절된 후 컬러필터 기판(21)에 의해 칼라 이미지로 변환될 수 있다.
마지막으로 도 7을 참조한다. 도 7은 본 발명에 따른 전계방출 디스플레이의 일 실시예를 도시한 개략적 단면도이다.
전계방출 디스플레이(2)는 하우징(30) 및 전술한 실시예에 따른 전계방출패널(100)을 포함한다.
하우징(30)은 전계방출패널(100)을 포함하는 디스플레이(2)의 내부 부품들을 수용한다. 하우징(30)은 전면 하우징(31)과 후면 하우징(32)으로 구성된다.
전계방출패널(100)은 백라이트 유닛의 도움 없이 스스로 칼라 이미지를 구현하는 표시 패널로서 사용된다. 따라서 전계방출패널(100)의 상판(110)에 형성된 형광체층은 칼라 이미지를 구현할 수 있도록 화소들(pixels)의 패턴에 대응하는 패턴으로 배열된 수 많은 형광체들로 구성된다.
100 : 전계방출패널 110 : 상판
111 : 제1 유리판 112 : 애노드 전극
113 : 형광체층 120 : 하판
130 : 제2 유리판 132 : 수용홈
140 : 베리어층 150 : 충전방지막
160 : 캐소드 전극 170 : 전자방출소자
180 : 게이트 전극 181 : 관통홀
1 : 액정 디스플레이 2 : 전계방출 디스플레이

Claims (21)

  1. 전자들을 방출하는 하판 및 상기 전자들과의 충돌에 의해 백색광 또는 칼라 이미지를 생성하는 상판을 포함하는 전계방출패널에 있어서,
    상기 하판은,
    복수의 전자방출소자;
    상기 전자방출소자들의 전자 방출을 위한 전기장을 형성하는 복수의 캐소드 전극과 복수의 게이트 전극; 및
    상기 전자방출소자들, 상기 캐소드 전극들 및 상기 게이트 전극들을 지지하는 유리판;을 포함하며,
    상기 게이트 전극은 상기 유리판의 상면에 배치되며, 상기 유리판은 상기 복수의 전자방출소자 및 상기 복수의 캐소드 전극을 수용하기 위한 복수의 수용홈을 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수용홈은 상기 유리판의 상면으로부터 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수용홈은 스트라이프 형상을 가지며 상기 유리판의 폭 방향을 따라 연장된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수용홈은 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용홈 각각은 저면 및 상기 저면과 이웃하는 한 쌍의 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캐소드 전극은 상기 수용홈의 저면 상에 배치되고, 상기 전자방출소자는 상기 캐소드 전극 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자방출소자는 상기 캐소드 전극을 전체적으로 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 캐소드 전극의 하측에는 상기 유리판으로부터 발생된 산소 이온이 상기 캐소드 전극 또는 상기 전자방출소자로 전달되는 것을 차단하기 위한 베리어층이 구비되는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 이산화규소(SiO2) 또는 비스무스-베이스 글래스 프릿(Bi-based Glass Frit) 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 베리어층은 500 Å 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 베리어층은 상기 수용홈의 저면 상에만 존재하는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 베리어층은 상기 수용홈의 측면의 적어도 일부를 덮도록 연장된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 캐소드 전극과 상기 베리어층 사이에는 상기 전자방출소자로부터 발생된 전자가 상기 베리어층에 충전되는 것을 방지하기 위한 충전방지막이 구비되는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 충전방지막은 산화크로뮴(Cr2O3) 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 충전방지막은 105 Ωcm 이상의 비저항 값을 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 충전방지막은 300V 구동 조건에서 1 이하의 이차전자 방출계수를 갖는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 충전방지막의 두께는 상기 베리어층의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 충전방지막은 상기 수용홈의 저면 상에만 존재하는 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 충전방지막은 상기 수용홈의 측면의 적어도 일부를 덮도록 연장된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 전자방출소자로부터 방출된 전자들이 통과하는 관통홀들이 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 전자방출소자는 탄소나노튜브로 제조된 것을 특징으로 하는 전계방출패널.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130101839A (ko) * 2012-03-06 2013-09-16 삼성전자주식회사 엑스레이 소스
CN103972027B (zh) * 2013-01-28 2016-08-03 海洋王照明科技股份有限公司 场发射灯条
CN103972028A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 海洋王照明科技股份有限公司 场发射灯
CN103972029B (zh) * 2013-01-28 2016-08-03 海洋王照明科技股份有限公司 场发射灯条
CN103972023A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 海洋王照明科技股份有限公司 场发射灯
CN104089223B (zh) * 2014-07-10 2017-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种背光光学系统及显示装置
JP7200949B2 (ja) * 2018-01-25 2023-01-10 Ａｇｃ株式会社 透明表示装置、及び透明表示装置を備えた合わせガラス

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541466A (en) * 1994-11-18 1996-07-30 Texas Instruments Incorporated Cluster arrangement of field emission microtips on ballast layer
US5791961A (en) * 1996-06-21 1998-08-11 Industrial Technology Research Institute Uniform field emission device
US6328620B1 (en) * 1998-12-04 2001-12-11 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for forming cold-cathode field emission displays
JP3730476B2 (ja) * 2000-03-31 2006-01-05 株式会社東芝 電界放出型冷陰極及びその製造方法
US6841932B2 (en) * 2001-03-08 2005-01-11 Xerox Corporation Display devices with organic-metal mixed layer
KR101009983B1 (ko) * 2004-02-25 2011-01-21 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 소자
US20050236963A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-27 Kang Sung G Emitter structure with a protected gate electrode for an electron-emitting device
CN1725416B (zh) * 2004-07-22 2012-12-19 清华大学 场发射显示装置及其制备方法
KR101100816B1 (ko) * 2005-07-29 2012-01-02 삼성에스디아이 주식회사 열전자 방출용 전자 방출원, 이를 구비한 전자 방출 소자,이를 구비한 평판 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
KR100852708B1 (ko) * 2006-10-24 2008-08-19 삼성에스디아이 주식회사 발광 장치 및 이를 이용한 표시 장치
KR20090046274A (ko) * 2007-11-05 2009-05-11 삼성에스디아이 주식회사 아킹 및 차징 보호막 조성물 및 이로부터 형성된 아킹 및차징 보호막을 채용한 전자 방출 소자
KR100913179B1 (ko) * 2008-01-09 2009-08-20 삼성에스디아이 주식회사 발광 장치 및 이 발광 장치를 광원으로 사용하는 표시 장치
KR20110059166A (ko) 2009-11-27 2011-06-02 세메스 주식회사 기판 이송 로봇
KR20110066597A (ko) * 2009-12-11 2011-06-17 삼성에스디아이 주식회사 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치
KR20110137579A (ko) * 2010-06-17 2011-12-23 삼성전자주식회사 전자 방출 소자를 사용하는 백라이트 유닛 및 그를 구비한 디스플레이 장치

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