KR19990043884A - Thin-Edged Field Emission Element - Google Patents

Abstract

본 발명은 씬-에지드 전계방출소자에 관한 것으로, 기판 상부에 제1절연막, 제1도전체, 제2절연막, 제2도전체, 제3절연막 및 제3도전체가 순차적으로 적층되되, 상기 제3절연막이 상기 제2절연막의 5 ∼ 20 배 정도의 두께로 구비되어낮은 구동전압으로 소자를 구동시킬 수 있는 기술이다.The present invention relates to a thin-edge field emission device, wherein a first insulating film, a first conductor, a second insulating film, a second conductor, a third insulating film, and a third conductor are sequentially stacked on the substrate. The third insulating film is provided with a thickness of about 5 to 20 times that of the second insulating film, so that the device can be driven with a low driving voltage.

Description

씬-에지드 전계방출소자Thin-Edged Field Emission Element

본 발명은 씬-에지드 전계방출소자(field emission display; 이하 FED라 칭함)에 관한 것으로, 특히 전자를 방출하는 전자 방출원인 에미터(emitter) 밑에 위치하는 전극의 전압을 조절함으로써 전계방출 유무를 결정할 수 있는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thin-edge field emission display (hereinafter referred to as a FED). In particular, the present invention relates to a field emission display by controlling a voltage of an electrode positioned under an emitter, which is an electron emission source emitting electrons. The technology can be determined.

일반적으로, 전계방출소자는 팁의 날카로운 부분에 전계가 집중되는 현상을 이용하여 비교적 낮은 전압, 예를 들어 5∼10 V 정도의 전압을 인가하여 터널효과에 의한 냉전자를 방출시키는 소자로서, 이를 이용하여 형성되는 FED는 CRT의 고선명성과 액정표시장치 ( liquid crystal display; 이하 LCD 라 칭함 ) 의 경박형의 장점을 모두 갖추고 있어 차세대 표시장치로서 주목받고 있다.In general, the field emission device is a device that emits cold electrons due to the tunnel effect by applying a relatively low voltage, for example, a voltage of about 5 to 10 V by using a phenomenon in which the electric field is concentrated on the sharp part of the tip. The FED is attracting attention as a next-generation display device because it has both the high definition of CRT and the light and thin type of liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD).

특히, FED는 경박형의 제작이 가능할 뿐만 아니라, LCD의 결정적인 단점인 공정수율, 제조단가 및 대형화의 문제점들을 해결할 수 있다. 즉, LCD는 하나의 단위화소라도 불량이 발생되면 제품전체가 불량 처리되지만, FED는 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수개의 단위화소들이 형성되어 있어 한 두개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없어 제품 전체의 수율이 향상된다. 또한 FED는 LCD에 비해 구조가 간단하고, 소비전력이 작아 단가가 낮고, 휴대형 표시장치에 적합한 등의 이점이 있다.In particular, FED can not only manufacture a thin and thin, but also solve the problems of process yield, manufacturing cost, and enlargement, which are crucial disadvantages of the LCD. That is, in case of LCD, even if one unit pixel is defective, the whole product is treated as defective. However, FED has a smaller number of unit pixels in one pixel group, so even if one or two unit pixels are defective, There is no abnormality in the operation of the whole product is improved. In addition, FED has advantages such as simple structure, low power consumption, low unit cost, and suitable for portable display device.

초기의 FED는 공동에 의해 외부로 노출되어 있으며, 날카로운 부분을 갖는 원뿔형 에미터(캐소드)와, 상기 에미터의 양측에 정렬되어 있는 게이트와 상기 게이트와 일정간격 이격되어 있는 애노드(Anode)로 구성되어 각각이 CRT의 캐소드, 게이트 및 애노드와 대응된다.Initially, the FED is exposed to the outside by a cavity, and has a conical emitter (cathode) having a sharp portion, a gate arranged on both sides of the emitter, and an anode spaced apart from the gate. Each corresponds to the cathode, gate and anode of the CRT.

특히, 종래의 씬-에지드 전계방출소자는, 전계방출 전자원의 위 아래에 전계방출을 일으킬 수 있도록 전기장을 발생시키기 위한 전극들이 존재한다. 그리고, 이들 전극의 전압을 조절함으로서 전계방출되는 전자의 양을 조절하는데 이때는 상당히 높은 전압에서 구동된다.In particular, the conventional thin-edge field emission device has electrodes for generating an electric field so as to cause field emission above and below the field emission electron source. By controlling the voltage of these electrodes, the amount of electrons emitted by the field is controlled, which is driven at a considerably high voltage.

또한, 전자방출 에미터의 위 아래 전극까지의 거리가 동일하다. 이러한 구조에서는 구동 전압이 높고 인가된 전압에 비해 에미터에 충분한 전기장을 얻을 수 없는 문제점이 있다.In addition, the distance to the upper and lower electrodes of the electron-emitting emitter is the same. In this structure, there is a problem that the driving voltage is high and a sufficient electric field is not obtained for the emitter compared to the applied voltage.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 에미터 상 하부의 전극 위치를 변화시켜서 에미터 에지부에 더 높은 전기장이 걸리게 하고 낮은 전압에서 구동이 가능하게 하는 씬-에지드 전계방출소자를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention provides a thin-edge field emission device that changes the position of the lower electrode on the emitter so that a higher electric field is applied to the emitter edge and the drive is possible at a lower voltage. The purpose is to provide.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 씬-에지드 ( thin edged ) 전계방출소자를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a thin edged field emission device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

101 : 유리기판 102 : 제1절연막101: glass substrate 102: first insulating film

103 : 제1도전체 104 : 제2절연막103: first conductor 104: second insulating film

105 : 제2도전체 106 : 제3절연막105: second conductor 106: third insulating film

107 : 제3도전체107: The Third Challenger

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 씬-에지드 전계방출소자는,In order to achieve the above object, the thin-edge field emission device according to the present invention,

기판 상부에 제1절연막, 제1도전체, 제2절연막, 제2도전체, 제3절연막 및 제3도전체가 순차적으로 적층되되, 상기 제3절연막이 상기 제2절연막의 5 ∼ 20 배 정도의 두께로 구비되는 것을 특징으로한다.The first insulating film, the first conductive film, the second insulating film, the second conductive film, the third insulating film, and the third conductive film are sequentially stacked on the substrate, and the third insulating film is about 5 to 20 times larger than the second insulating film. Characterized in that provided with a thickness.

이하, 첨부된 도면을 참고로하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 씬-에지드 전계방출소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a thin-edge field emission device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도체/반도체 기판(101) 상부에 제1절연막(102), 제1도전체(103), 제2절연막(104), 제2도전체(105), 제3절연막(106) 및 제3도전체(107)의 적층구조로 형성된 씬-에지드 전계방출소자를 형성하되, 상기 제3절연막(106)의 두께는 제2절연막(104)의 두께보다 5 ∼ 20 배 정도 두껍게 되도록 형성한다. 이때, 상기 제 1,2,3 절연막(102,104,106)은 각각 상기 제 1,2,3 도전체(103,105,107)보다 안쪽으로 형성되어, 상기 제 1,2,3 도전체(103,105,107)가 돌출된 형태로 형성된다.First, the first insulating film 102, the first conductor 103, the second insulating film 104, the second conductor 105, the third insulating film 106, and the third insulating film 102 on the conductor / semiconductor substrate 101. A thin-edge field emission device formed of a laminated structure of the conductor 107 is formed, and the thickness of the third insulating layer 106 is formed to be 5 to 20 times thicker than the thickness of the second insulating layer 104. In this case, the first, second, third insulating layers 102, 104, and 106 are formed inward from the first, second, third, and third conductors 103, 105, and 107, respectively, so that the first, second, third, and third conductors 103, 105, and 107 protrude. Is formed.

여기서, 상기 제1도전체(103)는 전계방출이 일어나는 에미터인 제2도전체(105)에서 방출되는 전자량을 조절하는 전극이다. 그리고, 상기 제2도전체(105)는 상기한 바와같이 방출되는 전자량을 조절하는 전극이고, 상기 제3도전체(107)는 상기 제2도전체(105)에서 전계방출이 일어나도록 전기장을 가해주는 전극으로 상기 제1도전체(103)보다 상당히 높은 전압이 인가된다.Here, the first conductor 103 is an electrode that controls the amount of electrons emitted from the second conductor 105, which is an emitter in which field emission occurs. The second conductor 105 is an electrode that controls the amount of electrons emitted as described above, and the third conductor 107 generates an electric field so that field emission occurs in the second conductor 105. A voltage that is significantly higher than that of the first conductor 103 is applied to the applying electrode.

이때, 상기 제3도전체(107)의 전압은 고정되고, 상기 제1도전체(103)의 전압변화에 따라 전계방출되는 전자량이 조절된다.In this case, the voltage of the third conductor 107 is fixed, and the amount of electrons emitted by the field is adjusted according to the voltage change of the first conductor 103.

그리고, 상기 제3절연막(106)의 두께 변화에 비례하여 전압이 증감할 때, 제3절연막(106)의 두께가 증가할수록 에미터에 걸리는 전기장은 증가하게 된다. (도 1)When the voltage increases or decreases in proportion to the thickness change of the third insulating layer 106, the electric field applied to the emitter increases as the thickness of the third insulating layer 106 increases. (Figure 1)

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 씬-에지드 전계방출소자는, 에미터 상부에 형성되는 절연막을 에미터 하부에 형성되는 절연막보다 두껍게 형성함으로써 낮은 구동전압으로 전계방출소자를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the thin-edge field emission device according to the present invention has an effect of driving the field emission device with a low driving voltage by forming an insulating film formed on the emitter thicker than an insulating film formed on the emitter lower. There is.

Claims (4)

기판 상부에 제1절연막, 제1도전체, 제2절연막, 제2도전체, 제3절연막 및 제3도전체가 순차적으로 적층되되, 상기 제3절연막이 상기 제2절연막의 5 ∼ 20 배 정도의 두께로 구비되는 것을 특징으로하는 씬-에지드 전계방출소자.The first insulating film, the first conductive film, the second insulating film, the second conductive film, the third insulating film, and the third conductive film are sequentially stacked on the substrate, and the third insulating film is about 5 to 20 times larger than the second insulating film. Thin-edge field emission device, characterized in that provided in a thickness. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1도전체는 전계방출되는 전자량을 조절하는 것을 특징으로하는 것을 특징으로하는 씬-에지드 전계방출소자.The first conductor is a thin-edge field emission device, characterized in that for controlling the amount of electrons emitted. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2도전체는 전계방출이 발생되는 에미터인 것을 특징으로하는 씬-에지드 전계방출소자.And the second conductor is an emitter in which field emission occurs. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제3도전체는 전계방출되도록 전기장을 가해는 전극인 것을 특징으로하는 씬-에지드 전계방출소자.And the third conductor is an electrode to which an electric field is applied to emit a field.