KR100363219B1 - A field emission display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전계방출 표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 전계방출 표시장치는 소정간격 이격되며 내부에 진공상태가 유지되도록 된 전면기판과 후면기판, 후면기판의 내면에 스트라이프 형상으로 배열된 다수의 캐소드 전극, 캐소드 전극 상측의 화소영역에 전자통과홀이 형성된 그리드 전극, 캐소드 전극과 그리드 전극의 전압 차로 전자를 방출하도록 상기 캐소드 전극의 화소영역에 마련된 면전자원, 캐소드 전극 사이에 면전자원으로부터 방출되는 전자의 전계가 면전자원의 중심부에 집중되도록 캐소드의 전위를 조절하는 전위조절전극이 설치된 것으로, 이러한 본 발명에 다른 전계방출 표시장치는 전위조절전극을 적용하여 면전자원으로부터 방출된 전자가 그리드 판에 충돌하여 소실되는 것을 최소화하고, 보다 나아가서는 2차 전자방출물질을 적용하여 소실된 전자보다 많은 양의 전자가 방출되어 형광체로 진행하도록 함으로써 캐소드의 효율을 향상시키고, 고휘도를 가지되 전력소모를 줄일 수 있으며, 표시장치의 작동안정성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a field emission display device, the field emission display device of the present invention is a plurality of cathodes arranged in a stripe shape on the inner surface of the front substrate and the rear substrate, the rear substrate is spaced a predetermined interval to maintain a vacuum therein A grid electrode having an electron passing hole formed in an electrode, a pixel region above the cathode electrode, a plane electron source provided in the pixel region of the cathode electrode so as to emit electrons by the voltage difference between the cathode electrode and the grid electrode, and electrons emitted from the plane electron source between the cathode electrode The potential control electrode for controlling the potential of the cathode is installed so that the electric field of the electron is concentrated in the center of the surface electron source. In the present invention, another field emission display device applies a potential control electrode so that the electrons emitted from the surface electron source collide with the grid plate. To minimize the loss, furthermore the secondary electron-emitting material By applying a larger amount of electrons than the lost electrons and proceeding to the phosphor, the efficiency of the cathode can be improved, the luminance can be reduced, but the power consumption can be improved, and the operation stability of the display device can be further improved. .
Description
본 발명은 전계방출 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대면적 전계방출 표시소자에서 방출된 전자가 그리드 판의 홀을 통하여 형광체에 보다 높은 비율로 도달하도록 한 전계방출 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a field emission display device, and more particularly, to a field emission display device in which electrons emitted from a large area field emission display device reach a phosphor at a higher rate through holes in a grid plate.
통상적으로, 전계방출 표시장치(Field Emission Display ; 이하 "FED"라 함)는 로오 드라이버(Raw Driver) 또는 칼럼 드라이버(Column Driver)로부터 공급되는 구동전압 또는 화상데이터에 따라 매트릭스 구조로 형성된 화소에서 전자가 방출되어 화상을 표시하도록 한 것이다.In general, a field emission display (hereinafter referred to as "FED") is an electron in a pixel structure formed in a matrix structure according to a driving voltage or image data supplied from a raw driver or a column driver. Is emitted to display an image.
이러한 전계방출 표시장치는 두 전극 사이에 고전계를 집중해 양자역학적인 터널(Tunnel) 효과로 전자가 방출되도록 하는데. 이때의 전계방출을 위한 방식에는 마이크로 팁(Micro Tip)방식과 면전자원 방식이 있다.The field emission display device concentrates a high electric field between two electrodes to emit electrons through a quantum mechanical tunnel effect. At this time, there are two methods for the electric field emission, a micro tip method and a surface electron source method.
특히, 면전자원 방식 중의 종래의 기술은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 소정간격을 두고 다수의 스페이서(50)(70)에 의하여 이격된 전면기판(10)과 후면기판 (20)사이에 구현된다.In particular, the prior art of the surface electron source method is shown between the front substrate 10 and the rear substrate 20 spaced apart by a plurality of spacers 50, 70 at a predetermined interval as shown in Figs. Is implemented.
먼저 후면기판(20)에는 스트라이프 형상으로 배치되며 그 위에 면전자원(90)이 설치된 캐소드 전극(40)이 마련되고, 이 캐소드 전극(40)의 상측으로 제 1스페이서(50)에 의하여 지지된 다수의 전자통과홀(61)을 가진 그리드 판(60)이 설치된다. 그리고 이 그리드 전극(60) 상측으로 제 2스페이서(70)가 설치되며 제 2스페이스(70) 상단에 형광체층(80)이 설치된다.First, a cathode electrode 40 disposed in a stripe shape on the rear substrate 20 and provided with a surface electron source 90 is provided thereon, and a plurality of cathodes 40 supported by the first spacer 50 are provided above the cathode electrode 40. The grid plate 60 having an electron passing hole 61 is installed. The second spacer 70 is disposed above the grid electrode 60, and the phosphor layer 80 is disposed on the upper portion of the second space 70.
이러한 종래의 면전자원 방식의 전계방출 표시장치에서 전자의 방출은 도 2에 도시된 바와 같이 그리드 판(60)에 형성된 그리드 전극과 캐소드 전극(40) 사이에 인가되는 전압 차에 의한 전계가 일정값 이상이 되면 면전자원(90)으로부터 전자가 방출되고 이 전자는 그리드 판(60)의 전자통과홀(61)을 통과하여 형광체층(80)에 충돌하여 화상의 표시가 가능해지게 된다.In the field emission display device of the conventional planar electron source type, the emission of electrons has a constant value due to a voltage difference applied between the grid electrode formed on the grid plate 60 and the cathode electrode 40 as shown in FIG. 2. When abnormal, electrons are emitted from the surface electron source 90, and the electrons pass through the electron passing holes 61 of the grid plate 60 to collide with the phosphor layer 80, thereby enabling display of an image.
이때 종래의 전계방출 표시장치에서 전자통과홀(61) 내부에서의 등전위선(L)이 전자통과홀(61)의 내측으로 굴곡진 타원 형상으로 이루어진다(도 2참조). 이러한 등전위선(L)에서 전자는 등전위선(L)에 대하여 수직 방향으로 편향하기 때문에 최초 전자통과홀(61)로 진입한 후 외측 방향으로 방향이 편향된 다음 전자통과홀(61)을 통과하면서 다시 내측방향으로 편향하여 형광체층(80)으로 진행하게 된다.At this time, in the conventional field emission display device, the equipotential line L inside the electron passing hole 61 has an elliptic shape that is bent into the electron passing hole 61 (see FIG. 2). In this equipotential line (L), the electrons are deflected in the vertical direction with respect to the equipotential line (L), and after entering the first electron passing hole (61), the direction is deflected in the outward direction, and then passes again through the electron passing hole (61). The inner surface is deflected to proceed to the phosphor layer 80.
그런데, 이러한 전자 편향 현상으로 면전자원(90)의 중심부분으로부터 방출된 전자 일부와 면전자원(90)의 가장자리 부분으로부터 방출된 전자는 상당량이 그리드 판(60)과 충돌하게 된다. 특히 면전자원(90)의 모서리부분에서 보다 많은 전자가 방출되기 때문에 실제적으로 그리드 판(60)의 전자통과홀(61)을 통과하여 형광체층(80)에 도달하는 전자의 비율이 상당히 낮아지는 문제점이 발생하게 되고, 이러한 것은 전계방출 표시장치의 휘도를 저하시키고, 상대적으로 소비전력을 증가시키며 작동안정성을 떨어뜨리는 원인이 된다.However, due to the electron deflection phenomenon, a portion of electrons emitted from the central portion of the surface electron source 90 and electrons emitted from the edge portion of the surface electron source 90 collide with the grid plate 60. In particular, since more electrons are emitted at the corners of the surface electron source 90, the ratio of electrons actually passing through the electron passing holes 61 of the grid plate 60 to reach the phosphor layer 80 is considerably lowered. This causes a decrease in brightness of the field emission display device, a relatively increased power consumption, and a deterioration in operational stability.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전위조절전극을 설치하여 면전자원으로부터 방출된 전자 중의 많은 비율의 전자가 형광체층으로 도달할 수 있도록 한 전계방출 표시장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a field emission display device in which a large number of electrons emitted from a surface electron source can reach the phosphor layer by providing a potential control electrode. It is for.
전술한 목적과 관련된 본 발명의 다른 목적은 면전자원으로부터 방출된 전자가 그리드 전극과 충돌할 경우 그리드 전극에 마련된 2차 전자방출물질을 통하여 2차 전자가 방출되도록 하여 형광체층으로보다 많은 전자가 도달 수 있도록 한 전계방출 표시장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention related to the above object is that when the electrons emitted from the surface electron source collide with the grid electrode, the secondary electrons are emitted through the secondary electron emission material provided on the grid electrode to reach more electrons to the phosphor layer. It is to provide a field emission display device.
도 1은 종래의 전계방출 표시장치의 부분 확대 단면도이다.1 is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional field emission display device.
도 2는 종래의 전계방출 표시장치의 전자진행 상태를 도시한 작동 구성도이다.2 is an operational configuration diagram showing an electronic progression state of a conventional field emission display device.
도 3은 본 발명에 따른 전계방출 표시장치의 부분 확대 단면도이다.3 is a partially enlarged cross-sectional view of a field emission display device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 전계방출 표시장치의 전자진행 상태를 도시한 작동 구성도이다.4 is an operational configuration diagram showing an electronic progress state of the field emission display device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 다른 실시예에 따른 전계방출 표시장치의 전자진행 상태를 도시한 작동 구성도이다.5 is an operational configuration diagram showing an electronic progress state of the field emission display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
100...전면기판100.Front Board
110...후면기판110.Rear substrate
120...캐소드 전극120 ... cathode electrode
130...면전자원130 ... Sincene Source
150...그리드 판150 grid plate
200...전위조절전극200 ... potential adjustment electrode
300...전자방출물질300.Emitting substance
전술한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 소정간격 이격되며 내부에 진공상태가 유지되도록 된 전면기판과 후면기판, 상기 후면기판의 내면에 스트라이프 형상으로 배열된 다수의 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 상측의 화소영역에 전자통과홀이 형성되고, 그의 상면과 하면에 제 1 및 제 2그리드 전극이 각각 형성된 그리드 판, 상기 캐소드 전극과 상기 제 1그리드 전극의 전압 차로 전자를 방출하도록 상기 캐소드 전극의 화소영역에 마련된 면전자원, 상기 캐소드 전극 사이에 설치되어 상기 면전자원으로부터 방출되는 전자가 상기 면전자원의 중심부에 집중되도록 상기 캐소드 전극의 전위를 조절하는 전위조절전극이 설치된 것이다.In order to achieve the above objects, the present invention provides a front substrate and a rear substrate spaced apart from each other by a predetermined interval, and a plurality of cathode electrodes arranged in a stripe shape on an inner surface of the rear substrate, and a pixel above the cathode electrode. An electron passing hole is formed in an area, and a grid plate having first and second grid electrodes formed on an upper surface and a lower surface thereof, and a pixel area of the cathode electrode to emit electrons at a voltage difference between the cathode electrode and the first grid electrode. It is provided between the surface electron source provided, the cathode electrode is provided with a potential adjusting electrode for adjusting the potential of the cathode electrode so that the electrons emitted from the surface electron source is concentrated in the center of the surface electron source.
그리고 상기 그리드 판은 상기 면전자원으로부터 방출되어 상기 그리드 판에 충돌한 전자로부터 2차 전자를 방출하는 2차 전자방출물질을 구비한다.The grid plate includes a secondary electron emission material that emits secondary electrons from electrons emitted from the surface electron source and collided with the grid plate.
또한, 상기 그리드 판과 상기 후면기판 사이에는 상기 그리드 판과 상기 후면기판을 서로 이격시키는 스페이서가 장착되고, 상기 전위조절전극은 상기 스페이스와 상기 후면기판 사이에 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, a spacer between the grid plate and the rear substrate is spaced apart from each other is mounted, the potential adjusting electrode is characterized in that installed between the space and the rear substrate.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 전계방출 표시장치의 일실시예에 따른 구성은 도 3에 도시된 바와 같이 스크린 판인 전면기판(100), 이 전면기판(100)과 소정간격 이격된 후면기판(110)을 구비한다. 후면기판(110)의 내면에는 스트라이프 패턴(stripe pattern)으로 형성된 복수개의 캐소드 전극(120)이 형성되고, 캐소드 전극(120) 위의 화소 영역에는 면전자원(130)이 구현되어 있는데. 이 면전자원(130)은 스크린 프린팅이나 화학기상 증착법을 이용하여 구현될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a field emission display device includes a front substrate 100 which is a screen plate, and a rear substrate 110 spaced apart from the front substrate 100 by a predetermined distance. . A plurality of cathode electrodes 120 formed in a stripe pattern is formed on the inner surface of the back substrate 110, and the surface electron source 130 is implemented in the pixel area on the cathode electrode 120. The surface electron source 130 may be implemented using screen printing or chemical vapor deposition.
그리고 면전자원(130)으로는 카본 나노튜브(carbon nanotube), 카본 캐소드(carbon cathode), C60(fulleren), 다이아몬드, 디엘시(DLC: diamond like carbon), 흑연(graphite) 등이 사용될 수 있고, 또는 이들의 조합물질이 사용될 수 있다.The surface electron source 130 may include carbon nanotubes, carbon cathodes, C60 (fulleren), diamonds, diamond-like carbon (DLC), graphite (graphite), and the like. Or combinations thereof.
그리고 캐소드 전극(120)들 사이의 비 화소영역에는 전위조절전극(200)이 구비되어 있고, 이 전위조절전극(200) 상부에는 제 1스페이서(140)가 세워져 있으며, 제 1스페이서(140)의 위에는 그리드 판(150)이 설치된다. 상기 전위조절전극(200)은 상기 캐소드 전극(120)에 인가되는 전압보다 낮은 전압이 인가되어, 상기 캐소드 전극(120)의 전계가 중심부분에 집중되도록 상기 캐소드 전극(120)의 전위를 조절하는 역할을 한다.The potential control electrode 200 is provided in the non-pixel region between the cathode electrodes 120, and the first spacer 140 is erected on the potential control electrode 200. On the grid plate 150 is installed. The potential adjusting electrode 200 is applied with a voltage lower than the voltage applied to the cathode electrode 120 to adjust the potential of the cathode electrode 120 so that the electric field of the cathode electrode 120 is concentrated in the center portion. Play a role.
여기서 제 1스페이서(140)는 진공튜브를 이루는 기판(100)(110)에 가해지는 대기압을 견디기 위하여 지지대 역할을 하기 위한 것이다. 그리고 이러한 제 1스페이서(140)의 설치로 20인치 이상의 대면적 표시장치에서 기판의 두께를 1-3mm 정도의 두께로 사용할 수 있다.The first spacer 140 serves to support the atmospheric pressure applied to the substrates 100 and 110 forming the vacuum tube. By installing the first spacer 140, the thickness of the substrate may be used to have a thickness of about 1-3 mm in a large area display device of 20 inches or more.
그리고 면전자원(130)에서 전자가 방출되기 위해서는 일정값 이상의 전계가 필요하므로 스위칭 전압이 작은 상태에서 표시장치의 구동이 가능하도록 캐소드 전극(120)과 후술할 그리드 판(150) 사이의 거리는 가능한 가까워야 한다.In addition, since the electric field is required to emit electrons from the surface electron source 130, a distance between the cathode electrode 120 and the grid plate 150 to be described later is as close as possible so that the display device can be driven while the switching voltage is small. Should.
실험에 의하면 후면기판(110)과 그리드 판(150) 사이의 거리는 약 20 - 200㎛ 정도가 적절한 것으로 보이며, 따라서 제 1스페이서(140)의 높이는 약 20 - 200㎛ 정도 된다. 이것은 통상적인 스크린 프린팅 방법으로 쉽게 구현 가능하다.Experiments show that the distance between the rear substrate 110 and the grid plate 150 is about 20-200 μm, so the height of the first spacer 140 is about 20-200 μm. This can be easily implemented with conventional screen printing methods.
한편, 그리드 판(150)은 화소영역에 다수의 전자통과홀(151)이 형성되어 있는데, 이러한 전자통과홀(151)의 형성은 감광 유리(photosensitive glass) 기판에 사진인쇄(photolithography) 공정을 통해 높은 종횡비로 형성할 수 있으며, 샌드 브레스트(sand blast)나 레이저 가공으로도 형성 가능하다. 이러한 그리드 판(150)의 전자통과홀(151)은 원형, 타원형 또는 사각형으로 그 형상이 선택적으로 형성될 수 있다.On the other hand, the grid plate 150 is formed with a plurality of electron through holes 151 in the pixel region, the formation of the electron through holes 151 through a photolithography process on a photosensitive glass substrate It can be formed with a high aspect ratio and can also be formed by sand blast or laser processing. The electron passing hole 151 of the grid plate 150 may be formed in a circular, elliptical or square shape selectively.
그리고 그리드 판(150)의 하면에는 전자를 전계 방출시키는 복수개의 제 1그리드 전극(152)이 캐소드 전극(120)에 대하여 수직 방향으로 스트라이프 형상으로 마련되고, 상기 그리드 판(150)의 상면에는 전자를 집속하는 제 2그리드 전극(153)과 제 3그리드 전극(미도시)이 전자통과홀(151)을 중심으로 대칭되게 놓여져 있다.In addition, a plurality of first grid electrodes 152 that emit electrons in the lower surface of the grid plate 150 are provided in a stripe shape in a direction perpendicular to the cathode electrode 120, and the upper surface of the grid plate 150 may have electrons. The second grid electrode 153 and the third grid electrode (not shown) that focus the light emitting diodes are arranged symmetrically about the electron passing hole 151.
또한, 전자통과홀(151) 내부에 전자가 쌓이는 것을 방지하고, 전자의 제어를 보다 쉽게 하기 위하여 그리드 전극(152)(153)은 그리드 판(150) 상, 하면뿐만 아니라, 전자통과홀(151) 내면에도 형성될 수 있다. 이러한 그리드 판(150) 위에는제 2스페이서(160)가 놓여진다.In addition, in order to prevent electrons from accumulating in the electron passing hole 151 and to control electrons more easily, the grid electrodes 152 and 153 are not only on the grid plate 150 but also on the bottom surface thereof, and the electron passing holes 151. It may also be formed on the inner surface. The second spacer 160 is placed on the grid plate 150.
이 제 2스페이서(160)는 전면기판(100)의 고휘도를 목적으로 고전압(예를 들면 4kv)이 인가될 때 그리드 판(150)과 전면기판(100)의 형광층(101)과의 사이 거리가 일정거리 이상 떨어져 있도록 하기 위한 것이다.The second spacer 160 has a distance between the grid plate 150 and the fluorescent layer 101 of the front substrate 100 when a high voltage (for example, 4kv) is applied for the purpose of high brightness of the front substrate 100. Is to keep more than a certain distance away.
따라서 제 2스페이서(160)는 그리드 판(150)과 전면기판(100) 사이에 폭은 좁고 높이는 높은 고종횡비(high aspect ratio)를 가지도록 하여야 하므로, 제 1스페이서(140)와 같이 통상의 스크린 프린팅으로 형성하기 힘들다.Therefore, since the second spacer 160 should have a high aspect ratio between the grid plate 150 and the front substrate 100, the width is narrow and the height is high. It is difficult to form by printing.
그러므로 제 2스페이서(160)는 글라스 또는 세라믹 재질의 고종횡비 스페이서를 그리드 판(150)에 양극 결합(anodic bonding)으로 붙이는 방법을 사용할 수 있고, 이외에 그리드 판(150)에 홈을 파고, 제 2스페이서(160)를 이 홈에 꽂아서 형성하는 방법 등이 적용될 수 있다.Therefore, the second spacer 160 may use a method of attaching a high aspect ratio spacer made of glass or ceramic to the grid plate 150 by anodizing, in addition, digging a groove in the grid plate 150. A method of forming the spacer 160 by inserting it into the groove may be applied.
그리고 이 제 2스페이서(160) 상부에는 메탈필름(170)이 놓여지고, 이 메탈필름(170) 상부는 각 화소에 적색, 청색, 및 녹색의 형광체(101)와 이 형광체(101) 사이에 콘트라스트 향상을 위한 흑색층인 블랙메트릭스(black matrix)(180)가 도포된다. 그리고 그 위로는 전술한 전면기판(100)이 설치된다.The metal film 170 is placed on the second spacer 160, and the upper portion of the metal film 170 is contrasted between the phosphor 101 of red, blue, and green on each pixel and the phosphor 101. A black matrix 180 is applied, which is a black layer for improvement. And above the front substrate 100 is installed.
한편, 각각의 화소단위의 사이로는 고진공 상태인 각각의 화소 사이의 밀봉을 위한 실링부재(190)가 설치되어 있는데. 이 실링부재(190)는 전면기판(100)과 후면기판(110) 사이에 그리드 판(150)을 중간에 두고 상하로 구현되어 있다.On the other hand, between each pixel unit is provided with a sealing member 190 for sealing between each pixel in a high vacuum state. The sealing member 190 is embodied up and down with the grid plate 150 in the middle between the front substrate 100 and the rear substrate 110.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계방출 표시장치를 도시한 부분 확대 단면도이다. 여기에서는 그리드 판(150)의 상측과 내측면에 2차 전자방출물질(300)이 도포되어 있는데, 이 2차 전자방출물질(300)은 면전자원(130)으로부터 방출된 전자가 충돌할 경우 2차 전자를 방출하여 형광체층(101)으로 2차 전자가 진행하도록 하여 캐소드 효율을 증가시키고 디스플레이의 안정성을 증가시키도록 한다는 것이다.5 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating a field emission display device according to another exemplary embodiment of the present invention. Here, the secondary electron emission material 300 is coated on the upper side and the inner side of the grid plate 150, and the secondary electron emission material 300 has two collisions when electrons emitted from the surface electron source 130 collide with each other. The secondary electrons are emitted to allow the secondary electrons to proceed to the phosphor layer 101, thereby increasing the cathode efficiency and increasing the stability of the display.
그리고 이러한 2차 전자방출물질(300)은 방출율이 가능하면 높고, 절연특성이 좋거나 적절히 큰 저항값을 가지는 것이어야 하며, 이-건 증착(e-gun evaporator) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 형성할 수 있다. 이러한 전자방출물질(300)의 예로는 방출율이 5 - 10인 산화마그네슘(MgO), 산화바륨(BaO)이 있다.The secondary electron emission material 300 should have a high emission rate, good insulation characteristics, or a moderately large resistance value, and a method such as e-gun evaporator or sputtering. It can be formed as. Examples of such electron-emitting materials 300 include magnesium oxide (MgO) and barium oxide (BaO) having an emission rate of 5-10.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전계방출 표시장치의 작용상태에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation state of the field emission display device according to the present invention configured as described above will be described.
본 발명에 따른 면전자원 방식의 전계방출 표시장치는 그리드 판(150)의 제 1그리드 전극(152)과 캐소드 전극(120) 사이에 인가되는 전압차에 의한 전계가 일정값 이상이 되면 면전자원(130)으로부터 전자가 방출되고 이 전자는 제 1그리드 전극(152)을 통하여 진행한 후 제 2그리드 전극(153)과 제 3그리드 전극을 통하여 집속되면서 그리드 판(150)의 전자통과홀(151)을 통과하여 형광체층(101)에 충돌함으로써 화상의 표시가 가능하도록 한다.In the field emission display device of the surface electron source method according to the present invention, when the electric field due to the voltage difference applied between the first grid electrode 152 and the cathode electrode 120 of the grid plate 150 becomes a predetermined value or more, the surface electron source ( Electrons are emitted from the 130 and the electrons proceed through the first grid electrode 152 and are then focused through the second grid electrode 153 and the third grid electrode, thereby passing through the electron passing holes 151 of the grid plate 150. The image can be displayed by passing the light and colliding with the phosphor layer 101.
이때 면전자원(130)으로부터 방출되는 전자는 면전자원(130)의 끝부분에서 보다 중심부분에서 많이 방출되는데, 이것은 각각의 캐소드 전극(120) 사이에 전위조절전극(200)을 설치하여 면전자원(130)의 중심부분에서 전자가 집중적으로 방출되도록 하는 것이다. 즉, 상기 전위조절전극(200)에 캐소드 전극(120)보다 낮은 전압을 인가하면 등전위선(L)이 도 4에 도시된 바와 같이 캐소드 전극(120)의 중심부분이 오목한 우물 모양으로 형성된다. 이와같이 캐소드전극(120)의 전위는 전위조절전극(200)에 인가되는 캐소드 전극(120)보다 낮은 전압에 의해 조절되어 캐소드 전극(120)의 끝부분보다 중심부분에서의 전계의 세기가 커지게 된다. 그러므로 캐소드 전극(120)의 끝부분의 전위장벽이 중심부분에서의 전위장벽보다 높아지게 되므로, 면전자원(130)으로부터 방출되는 전자는 캐소드 전극(120)의 중심부분에 집중되고, 면전자원(130)의 끝부분에서 전자가 방출되어 직상방으로 진행하는 것이 차단되게 된다.In this case, the electrons emitted from the surface electron source 130 are emitted more at the center portion than at the end of the surface electron source 130, which is provided by the potential control electrode 200 between each cathode electrode 120. In the center portion of 130) electrons are concentrated. That is, when a voltage lower than the cathode electrode 120 is applied to the potential regulating electrode 200, the equipotential line L is formed in a concave well shape as shown in FIG. 4. In this way, the potential of the cathode electrode 120 is controlled by a lower voltage than the cathode electrode 120 applied to the potential control electrode 200, so that the intensity of the electric field in the center portion is greater than the end of the cathode electrode 120. . Therefore, since the potential barrier at the end of the cathode electrode 120 becomes higher than the potential barrier at the center portion, electrons emitted from the surface electron source 130 are concentrated at the center portion of the cathode electrode 120, and the surface electron source 130 At the end of the electrons are emitted to block the progressing upwards.
그리고 계속해서 면전자원(130)의 중심부분으로부터 방출된 전자는 그리드 판(150)의 전자통과홀(151)에 진입하면서 전자통과홀(151)의 입구에 상향 굴곡지게 형성되는 등전위선(L)에 의해 일부 외곽방향으로 편향된 후 다시 전자통과홀(151)의 출구에 형성된 하향 굴곡진 등전위선(L)에 의해 다시 중심부로 집속되어 전면기판(100)의 형광체층(101)과 충돌하여 화상의 표시가 수행되도록 함으로써 많은 수의 전자가 그리드 판(150)과 충돌하지 않고 전자통과홀(151)을 통과할 수 있도록 한다는 것이다.Subsequently, the electrons emitted from the central portion of the surface electron source 130 enter an electron passing hole 151 of the grid plate 150 and are formed to be bent upward at the entrance of the electron passing hole 151. After deflecting in a partial outward direction by the downward curved equipotential line L formed at the exit of the electron passing hole 151, it is focused back to the center and collides with the phosphor layer 101 of the front substrate 100 to The display is performed so that a large number of electrons can pass through the electron passing hole 151 without colliding with the grid plate 150.
한편, 이때 전자통과홀(151)을 통과하는 전자 중에서 일부는 전자통과홀(151)의 내면과 부딪칠 수 있다. 즉 전자통과홀(151)의 입구 등전위선(L)의 끝부분으로 진행한 전자는 미쳐 전자통과홀(151)을 통과하지 못하고 전자통과홀(151)의 내면과 충돌하게 된다는 것이다. 물론 이러한 충돌 전자는 종래에 비하여 획기적으로 줄어든 상태이다.Meanwhile, some of the electrons passing through the electron passing hole 151 may hit the inner surface of the electron passing hole 151. That is, the electrons traveling to the end of the entrance equipotential line L of the electron passing hole 151 do not pass through the electron passing hole 151 and collide with the inner surface of the electron passing hole 151. Of course, these collision electrons are significantly reduced compared to the prior art.
이때의 충돌전자가 전자통과홀(151)의 내면에 마련된 2차 전자방출물질(300)에 충돌하게 되면 충돌된 전자보다 많은 수의 전자가 전자통과홀(151)의 내부로 방출되게 되고, 이때의 방출전자는 제 2그리드 전극(153)과 제 3그리드 전극을 통과하면서 집속되어 형광체층(101)으로 진행하게 된다.At this time, when the collision electrons collide with the secondary electron emission material 300 provided on the inner surface of the electron passing hole 151, a larger number of electrons than the collided electrons are emitted into the electron passing hole 151. The emitted electrons of the light are focused while passing through the second grid electrode 153 and the third grid electrode, and proceed to the phosphor layer 101.
이와 같이 본 발명의 전계방출 표시장치는 종래에 비하여 면전자원(130)으로부터 방출되는 전자가 그리드 판(150)을 통해 누설되어 장치의 소비전력이 상승한다거나 표시장치의 작동안정성이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 전위조절전극(200)과 2차 전자방출물질(300)을 적용시킨 다는 것이다.As described above, the field emission display device of the present invention can prevent electrons emitted from the surface electron source 130 from leaking through the grid plate 150 to increase the power consumption of the device or reduce the operational stability of the display device. The potential control electrode 200 and the secondary electron emission material 300 is applied so that.
따라서 전술한 실시예와 다른 방법으로 이러한 구성들의 적용과 실시가 일부 가능할 것이지만 기본적으로 전위조절전극(200), 또는 2차 전자방출물질(300)을 적용시킨 것을 기술적 요지로 한다면 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Therefore, the application and implementation of these components may be possible in a manner different from the above-described embodiment, but basically the technical scope of the present invention is applied to the application of the potential regulating electrode 200 or the secondary electron emission material 300. Should be considered to be included.
전술한 바와 같은 본 발명에 다른 전계방출 표시장치는 전위조절전극을 적용하여 면전자원으로부터 방출된 전자가 그리드 판에 충돌하여 소실되는 것을 최소화하고, 보다 나아가서는 2차 전자방출물질을 적용하여 소실된 전자보다 많은 양의 전자가 방출되어 형광체로 진행하도록 함으로써 캐소드의 효율을 향상시키고, 고휘도를 가지되 전력소모를 줄일 수 있으며, 표시장치의 작동안정성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The field emission display device according to the present invention as described above minimizes the loss of electrons emitted from the surface electron source by colliding with the grid plate by applying the potential control electrode, and moreover, by applying the secondary electron emission material. By emitting more electrons than electrons and proceeding to the phosphor, the efficiency of the cathode can be improved, the luminance can be reduced, but the power consumption can be reduced, and the operation stability of the display device can be further improved.
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