KR20060029072A

KR20060029072A - Electron emission device and electron emission display having same

Info

Publication number: KR20060029072A
Application number: KR1020040078060A
Authority: KR
Inventors: 정규원; 이상진; 김일환
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-04

Abstract

본 발명은 전자방출소자 및 이를 채용한 전자방출 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emitting device and an electron emitting display device employing the same.

본 발명에 따른 전자방출소자는 기판과, 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과, 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과, 제1 절연층 상에서 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극이 교차하는 영역에 제1 전극의 일부가 노출되도록 제1 절연층을 관통하는 적어도 하나의 제1 개구부에 위치하며, 제1 전극에 각각 접속되는 전자방출부와, 제2 전극 사이에 위치하며 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과, 제2 절연층 상에, 제1 개구부에 대응하여 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극을 포함하는 전자방출 표시장치용 전자방출소자를 제공한다.The electron-emitting device according to the present invention includes a substrate, a first electrode formed in a predetermined shape on the substrate, a first insulating layer formed on the first electrode, and a direction crossing the first electrode on the first insulating layer. Positioned in at least one first opening penetrating the first insulating layer so that a portion of the first electrode is exposed to a region where the second electrode and the first electrode and the second electrode cross each other; At least one second insulating layer formed between the electron emitting portion to be connected to the second electrode and formed in a predetermined shape on the first insulating layer, and on the second insulating layer, the electron emission corresponding to the first opening; Provided is an electron emission device for an electron emission display device including a third electrode having at least one second opening through which electrons emitted from the portion pass.

이러한 구성에 의하여, 본 발명은 스페이서를 제거하여 절연 파괴로 인한 전극간 누설 전류가 흐르는 현상 및 기생 커패시턴스의 영향을 억제할 수 있다.
By such a configuration, the present invention can suppress the effect of parasitic capacitance and the phenomenon of leakage current between electrodes due to dielectric breakdown by removing the spacer.

전자방출소자, 전자방출 표시장치Electron-emitting device, electron-emitting display device

Description

전자방출소자 및 이를 채용한 전자방출 표시장치{ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY HAVING SAME} ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY HAVING SAME}

도 1은 종래 기술에 의한 스페이서를 구비하는 전자방출 표시장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an electron emission display device having a spacer according to the prior art.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자방출소자의 일부를 나타내는 사시도이다.2A is a perspective view showing a part of an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a의 전자방출소자의 평면도이다.FIG. 2B is a plan view of the electron-emitting device of FIG. 2A.

도 3은 도 2b의 절단선 I-I에 의해 절단한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 2B.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자방출소자의 일부를 나타내는 사시도이다.4A is a perspective view illustrating a part of an electron emitting device according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4b는 도 4a의 전자방출소자의 평면도이다.4B is a plan view of the electron-emitting device of FIG. 4A.

도 5는 도 4b의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 의해 절단한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 4B.

도 6은 도 2a의 전자방출소자를 채용한 전자방출 표시장치의 사시도이다.6 is a perspective view of an electron emission display device employing the electron emission device of FIG. 2A.

도 7는 도 6의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 의해 절단한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 6.

도 8은 도 4a의 전자방출소자를 채용한 전자방출 표시장치의 사시도이다.8 is a perspective view of an electron emission display device employing the electron emission device of FIG. 4A.

도 9는 도 8의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 의해 절단한 단면도이다.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 8.

본 발명은 전자방출소자 및 이를 채용한 전자방출 표시장치에 관한 것으로, 특히, 스페이서를 대체하며 전극간 내전압 특성을 개선하는 절연층 배치구조가 적용된 전자방출소자 및 이를 채용한 전자방출 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emitting device and an electron emitting display device employing the same, and more particularly, to an electron emitting device and an electron emitting display device employing the insulating layer arrangement structure that replaces a spacer and improves the breakdown voltage characteristics between electrodes. will be.

일반적으로, 전자방출소자(Electron Emission Device)는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.In general, an electron emission device has a method using a hot cathode and a cold cathode as an electron source. The electron-emitting devices using the cold cathode are FEA (Field Emitter Array) type, SCE (Surface Conduction Emitter) type, MIM (Metal-Insulator-Metal) type, MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) type, BSE (Ballistic) electron surface emitting) and the like are known.

이와 같은 전자방출소자들을 이용하면, 전자방출 표시장치, 각종 백라이트, 리소그라피용 전자빔 장치 등을 구현할 수 있다. 이 중에서 전자방출 표시장치는, 전자방출소자를 구비하여 전자를 방출하는 전자방출소자와 방출된 전자를 형광막에 충돌시켜 발광시키기 위한 애노드기판을 구비하여 구성된다. 일반적으로, 전자방출 표시장치에서 전자방출소자는 캐소드전극과 게이트전극이 교차하는 매트릭스 상으로 구성되며 이 교차영역에서 정의되는 다수개의 전자방출소자를 구비하고, 애노드기판은 전자방출소자에서 방출된 전자들이 애노드기판에 형성된 형광막을 향해 가속될 수 있도록 형광막과 이에 접속된 애노드전극을 구비하게 된다. 전자방출 표시장치는 교차영역을 매트릭스 구동시켜서 선택적 표시를 할수 있도록 구성된다. 전자방출소자와 애노드기판은 일정거리를 유지하기 위하여 그 사이에 스페이서를 구비하는데, 이러한 스페이서는 전자방출소자와 애노드기판 사이의 공간을 고진공으로 패키징할 때 내외부의 압력차로 인해 변형되거나 파손되는 것을 방지하며, 두 기판 사이의 간격을 일정하게 유지함으로써 발광 위치에 따른 휘도 불균일성을 억제하는 역할을 한다.By using such electron emitting devices, an electron emitting display device, various backlights, and an electron beam device for lithography can be implemented. Among these, the electron emission display device includes an electron emission element that emits electrons by emitting an electron emission element, and an anode substrate for emitting light emitted by colliding the emitted electrons with a fluorescent film. In general, in an electron emission display device, an electron emission device is formed in a matrix in which a cathode electrode and a gate electrode intersect, and have a plurality of electron emission devices defined in the crossing area, and the anode substrate is an electron emitted from the electron emission device. A fluorescent film and an anode electrode connected thereto are provided so that they can be accelerated toward the fluorescent film formed on the anode substrate. The electron-emitting display device is configured to allow selective display by driving the cross-section matrix. The electron-emitting device and the anode substrate have spacers therebetween to maintain a constant distance, which prevents deformation or breakage due to internal and external pressure differences when packaging the space between the electron-emitting device and the anode substrate in a high vacuum. In addition, by maintaining a constant distance between the two substrates serves to suppress the luminance non-uniformity according to the light emitting position.

상술한 바와 같은 스페이서를 적용한 전자방출 표시장치의 일예가 한국 공개 특허공보 제2003-0031355호에 개시되어 있으며, 이하에서는 종래 기술에 의한 전자방출 표시장치를 설명한다.
An example of an electron emission display device employing the spacer as described above is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-0031355, which will be described below.

도 1은 종래 기술에 의한 스페이서를 구비하는 전자방출 표시장치의 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of an electron emission display device having a spacer according to the prior art.

도 1을 참조하면, 전자방출 표시장치는 전자방출소자(10) 및 애노드기판(20)과, 전자방출소자(10)의 일면에 제공되는 라인 형태의 캐소드전극(12)과, 절연층(14)을 사이에 두고 캐소드전극(12)과 수직으로 교차 형성되는 라인 형태의 게이트 전극(16)과, 애노드기판(20)의 일면에 캐소드전극(12)과 동일한 방향으로 제공되는 라인 형태의 애노드전극(22)을 포함한다. 캐소드전극(12)과 게이트전극(16)이 교차하는 화소 영역에는 게이트전극(16)과 절연층(14)을 관통하는 복수의 홈이 형성되고, 각 홈의 내부로 캐소드전극(12)에는 CNT(Carbon Nano Tube)등의 카본 계열 물질로 이루어진 면 타입의 전자방출부(18)가 제공된다. 전자방출부(18)에 대향하 는 위치의 애노드전극(22) 표면에는 전자방출부(18)로부터 방출된 전자가 충돌할 때 발광하는 형광막(24)이 제공되며, 형광막(24)의 사이로 애노드전극(22)의 표면에는 고진공으로 밀봉하는 양 기판(10,20)을 지지하기 위한 스페이서(26)의 일단부가 지지되며, 타단부는 게이트전극(16)에 지지된다.Referring to FIG. 1, an electron emission display device includes an electron emission device 10 and an anode substrate 20, a cathode electrode 12 having a line shape provided on one surface of the electron emission device 10, and an insulating layer 14. ) And a line-shaped gate electrode 16 vertically intersecting with the cathode electrode 12, and a line-shaped anode electrode provided on one surface of the anode substrate 20 in the same direction as the cathode electrode 12 (22). A plurality of grooves penetrating through the gate electrode 16 and the insulating layer 14 are formed in the pixel region where the cathode electrode 12 and the gate electrode 16 intersect, and CNTs are formed in the cathode electrode 12 inside each groove. A surface type electron emitting portion 18 made of a carbon-based material such as Carbon Nano Tube is provided. On the surface of the anode electrode 22 at the position opposite to the electron emitting portion 18, there is provided a fluorescent film 24 which emits light when electrons emitted from the electron emitting portion 18 collide with each other. One end of the spacer 26 for supporting both substrates 10 and 20 to be sealed with high vacuum is supported on the surface of the anode electrode 22, and the other end is supported by the gate electrode 16.

하지만, 상술한 바와 같이 스페이서(26)가 애노드전극(22)과 게이트전극(16)에 접촉하여 배치되면, 고전압 인가시에 스페이서(26)의 기생 커패시턴스 및 절연 파괴 현상이 발생하여 누설 전류가 흐르는 문제점이 있다. 또한, 전자방출부(18)로부터 방출된 전자들이 스페이서(26)에 충돌하여 스페이서(26)를 대전시키면, 이상발광을 유발하는 문제점이 있다.
However, as described above, when the spacer 26 is disposed in contact with the anode electrode 22 and the gate electrode 16, parasitic capacitance and dielectric breakdown phenomenon of the spacer 26 may occur when a high voltage is applied and a leakage current flows. There is a problem. In addition, when electrons emitted from the electron emission unit 18 collide with the spacer 26 to charge the spacer 26, there is a problem of causing abnormal light emission.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스페이서를 대체하며 절연 파괴로 인한 전극간 누설전류를 억제하는 전자방출소자를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electron-emitting device that replaces a spacer and suppresses leakage current between electrodes due to dielectric breakdown.

또한, 본 발명의 다른 목적은 별도의 스페이서 로딩 공정 없이 진행함으로써 공정 수율이 개선된 전자방출 표시장치를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide an electron emission display device having improved process yield by proceeding without a separate spacer loading process.

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 기판과, 상기 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 전극 상 에 형성되는 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에서 상기 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제1 전극의 일부가 노출되도록 상기 제1 절연층을 관통하는 적어도 하나의 제1 개구부에 위치하며, 상기 제1 전극에 각각 접속되는 전자방출부와, 상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에, 상기 제1 개구부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극을 포함하는 전자방출소자를 제공한다.As a technical means for solving the above problems, the first aspect of the present invention is a substrate, a first electrode formed in a predetermined shape on the substrate, a first insulating layer formed on the first electrode, A second electrode formed on the first insulating layer in a direction crossing the first electrode, and a portion of the first electrode exposed to a region where the first electrode and the second electrode cross each other; Located in at least one first opening penetrating the at least one electron-emitting portion connected to each of the first electrode, and at least one formed between the second electrode and formed in a predetermined shape on the first insulating layer An electron-emitting device comprising a second insulating layer and a third electrode on the second insulating layer, the third electrode having at least one second opening through which electrons emitted from the electron-emitting portion correspond to the first opening; To The ball.

본 발명의 제 2 측면은 기판과, 상기 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과, 상기 기판 및 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에서 상기 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제2 전극에 접속되는 전자방출부와, 상기 제1 절연층을 관통하는 제3 개구부를 통해서 상기 제1 전극에 접속되어 상기 전자방출부에 각각 대응하는 대향전극과, 상기 대향전극과 인접하는 상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에, 상기 전자방출부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 제3 전극을 포함하는 전자방출소자를 제공한다.A second aspect of the present invention provides a substrate, a first electrode formed in a predetermined shape on the substrate, a first insulating layer formed on the substrate and the first electrode, and the first insulating layer formed on the first insulating layer. A second electrode formed in a direction intersecting the first electrode, an electron emission portion connected to the second electrode in a region where the first electrode and the second electrode intersect, and a third penetrating the first insulating layer At least formed in a predetermined shape on the first insulating layer and connected between the counter electrode corresponding to each of the electron emission units and the second electrode adjacent to the counter electrode through the opening; An electron-emitting device comprising a second insulating layer and a third electrode on the second insulating layer, the third electrode having at least one opening through which electrons emitted from the electron-emitting portion correspond to the electron-emitting portion Article Ball.

바람직하게, 전자방출소자에서, 상기 제2 절연층은 스트라이프 상 또는 분절된 스트라이프 상으로 형성된다. 상기 제2 절연층은 감광성 절연 물질로 이루어진 다. 상기 제2 절연층은 인접하는 상기 제2 전극의 일부 또는 상기 대향전극의 일부를 덮는다. 상기 제2 절연층의 두께는 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 이다. 상기 제3 전극은 메쉬 형태의 도전성 시트이다. 상기 전자방출부는 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어진다. 전자방출부로 사용 바람직한 물질로는 카본 나노튜브, 그라파이트(graphite), 그라파이트 나노파이버, 다이아몬드상 카본, C₆₀, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질이 있다.
Preferably, in the electron-emitting device, the second insulating layer is formed on a stripe or a segmented stripe. The second insulating layer is made of a photosensitive insulating material. The second insulating layer covers a portion of the adjacent second electrode or a portion of the counter electrode. The thickness of the second insulating layer is 10 μm to 40 μm. The third electrode is a conductive sheet in the form of a mesh. The electron emission unit is formed of materials emitting electrons when an electric field is applied, such as a carbon-based material or a nanometer (nm) size material. Preferred materials for use as the electron emission unit include carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond-like carbon, C ₆₀ , silicon nanowires, and combinations thereof.

본 발명의 제 3 측면은 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에서 상기 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제1 전극의 일부가 노출되도록 상기 제1 절연층을 관통하는 적어도 하나의 제1 개구부에 위치하며, 상기 제1 전극에 각각 접속되는 전자방출부와, 상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에, 상기 제1 개구부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극과, 상기 제2 기판 상에 상기 전자방출부로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막 및 상기 형광막에 접속되는 제4 전극을 구비하는 애노드기판를 포함하는 전자방출 표시장치 를 제공한다.The third aspect of the present invention is the first substrate and the second substrate that is disposed opposite, the first electrode formed in a predetermined shape on the first substrate, the first insulating layer formed on the first electrode, A second electrode formed on the first insulating layer in a direction crossing the first electrode, and a portion of the first electrode exposed to a region where the first electrode and the second electrode cross each other; Located in at least one first opening penetrating the at least one electron-emitting portion connected to each of the first electrode, and at least one formed between the second electrode and formed in a predetermined shape on the first insulating layer A third electrode having a second insulating layer, at least one second opening through which the electrons emitted from the electron-emitting part correspond to the first opening on the second insulating layer, and the second substrate From the electron-emitting part on It provides an electron emission display device including an anode gipanreul having a fourth electrode connected to the fluorescent layer and the phosphor layer which emits light by the electron collision exported.

본 발명의 제 4 측면은 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 기판 및 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에서 상기 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제2 전극에 접속되는 전자방출부와, 상기 제1 절연층을 관통하는 제3 개구부를 통해서 상기 제1 전극에 접속되어 상기 전자방출부에 각각 대응하는 대향전극과, 상기 대향전극과 인접하는 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에, 상기 전자방출부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극과, 상기 제2 기판 상에 상기 전자방출부로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막 및 상기 형광막에 접속되는 제4 전극을 구비하는 애노드기판를 포함하는 전자방출 표시장치를 제공한다.A fourth aspect of the present invention is a first substrate and a second substrate disposed opposite, a first electrode formed in a predetermined shape on the first substrate, the first substrate and the first formed on the first electrode A first insulating layer, a second electrode formed on the first insulating layer in a direction crossing the first electrode, and an electron emission connected to the second electrode in a region where the first electrode and the second electrode cross each other; And a counter electrode connected to the first electrode through a third opening penetrating through the first insulating layer and corresponding to the electron emission unit, respectively, and between the second electrode adjacent to the counter electrode, At least one second insulating layer formed in a predetermined shape on the first insulating layer and at least one through which electrons emitted from the electron emitting part pass in correspondence to the electron emitting part on the second insulating layer. With a second opening of the An electron emission display device comprising: an anode substrate having a third electrode, a fluorescent film emitting light by collision of electrons emitted from the electron emitting portion on the second substrate, and a fourth electrode connected to the fluorescent film. to provide.

바람직하게, 전자방출 표시장치에서, 상기 제2 절연층은 스트라이프 상 또는 분절된 스트라이프 상으로 형성된다. 상기 제2 절연층은 감광성 절연 물질로 이루어진다. 상기 제2 절연층은 인접하는 상기 제2 전극의 일부 또는 상기 대향전극의 일부를 덮는다. 상기 제2 절연층의 두께는 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 이다. 상기 제3 전극은 메쉬 형태의 도전성 시트이다. 상기 전자방출부는 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어진다. 전자방출부로 사용 바람직한 물질로는 카본 나노튜브, 그라파이트(graphite), 그라 파이트 나노파이버, 다이아몬드상 카본, C₆₀, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질이 있다. 상기 애노드기판은 광차폐막을 추가적으로 포함한다.
Preferably, in the electron emission display device, the second insulating layer is formed on a stripe or a segmented stripe. The second insulating layer is made of a photosensitive insulating material. The second insulating layer covers a portion of the adjacent second electrode or a portion of the counter electrode. The thickness of the second insulating layer is 10 μm to 40 μm. The third electrode is a conductive sheet in the form of a mesh. The electron emission unit is formed of materials emitting electrons when an electric field is applied, such as a carbon-based material or a nanometer (nm) size material. Preferred materials for use as the electron-emitting part include carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond-like carbon, C ₆₀ , silicon nanowires, and combinations thereof. The anode substrate further includes a light shielding film.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2a 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 9 to which the present invention can be easily implemented.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자방출소자의 일부를 나타내는 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 전자방출소자의 평면도이고, 도 3은 도 2b의 절단선 I-I에 의해 절단한 단면도이다.FIG. 2A is a perspective view illustrating a part of the electron-emitting device according to the exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2B is a plan view of the electron-emitting device of FIG. 2A, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the cutting line I-I of FIG. 2B.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명은 기판(110)과, 기판(110) 상에 소정의 형상으로 서로 이격되는 캐소드전극(120)과, 캐소드전극(120) 상에 형성되는 제1 절연층(130)과, 제1 절연층(130) 상에서 캐소드전극(120)과 교차하는 방향으로 형성되는 게이트전극(140)과, 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)이 교차하는 영역에 캐소드전극(120)의 일부가 노출되도록 제1 절연층(130)을 관통하는 적어도 하나의 제1 개구부(132)에 위치하며, 캐소드전극(120)에 각각 접속되는 전자방출부(150)과, 게이트전극(140) 사이에 위치하며 제1 절연층(130) 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층(135)과, 제2 절연층(135) 상에, 제1 개구부(132)에 대응하여 전자방출부(150)로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구 부(162)를 구비하는 그리드전극(160)을 포함하는 전자방출소자(100)을 제공한다.2A and 2B, the present invention provides a substrate 110, a cathode electrode 120 spaced apart from each other in a predetermined shape on the substrate 110, and a first insulation formed on the cathode electrode 120. A cathode in a region where the layer 130, the gate electrode 140 formed on the first insulating layer 130 in the direction crossing the cathode electrode 120, and the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 cross each other. An electron emission unit 150 positioned in at least one first opening 132 penetrating the first insulating layer 130 so as to expose a part of the electrode 120, and connected to the cathode electrode 120, respectively, and a gate; At least one second insulating layer 135 disposed between the electrodes 140 and formed in a predetermined shape on the first insulating layer 130, and on the second insulating layer 135, a first opening 132. Electron chamber including a grid electrode 160 having at least one second opening portion 162 through which electrons emitted from the electron emitting portion 150 pass, corresponding to It provides the element 100.

보다 상세히 설명하면, 기판(110) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 적어도 하나의 캐소드전극(120)이 배치된다. 기판은 통상 사용되는 유리 또는 실리콘 기판이지만, 전자방출부(150)로 CNT(Carbon NanoTube) 페이스트를 이용하여 후면 노광에 의해 이를 형성하는 경우에는 유리 기판과 같은 투명 기판이 바람직하다.In more detail, at least one cathode electrode 120 is disposed on the substrate 110 in a predetermined shape, for example, on a stripe. The substrate is a glass or silicon substrate that is commonly used, but a transparent substrate such as a glass substrate is preferable when the electron emitting unit 150 is formed by back exposure using a carbon nanotube (CNT) paste.

캐소드전극(120)은 데이터 구동부(미도시) 또는 주사 구동부(미도시)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 여기서, 화소는 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)이 교차하는 영역으로 정의한다. 캐소드전극(120)은 기판(110)과 동일한 이유로, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용된다.The cathode electrode 120 supplies each data signal or scan signal applied from a data driver (not shown) or a scan driver (not shown) to each pixel. Here, the pixel is defined as an area where the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 cross each other. The cathode electrode 120 is made of, for example, indium tin oxide (ITO), for the same reason as the substrate 110.

제1 절연층(130)은 기판(110)과 캐소드전극(120) 상부에 형성되며, 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)을 전기적으로 절연한다. 절연층은 절연 물질, 예컨대, PbO와 SiO2 혼합 유리질로 이루어지며, 캐소드전극(120)이 노출되도록 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)의 교차영역에 적어도 하나의 제1 개구부(132)를 구비한다.The first insulating layer 130 is formed on the substrate 110 and the cathode electrode 120 to electrically insulate the cathode electrode 120 and the gate electrode 140. The insulating layer is made of an insulating material, for example, PbO and SiO 2 mixed glass, and at least one first opening 132 is formed at an intersection of the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 to expose the cathode electrode 120. Equipped.

게이트전극(140)은 제1 절연층(130) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드전극(120)과 교차하는 방향으로 배치되며, 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 게이트전극(140)은 전도성이 양호한 금속, 예컨대 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 이들의 합금 중에서 선택된 적어도 하나의 도전성 금속 재료로 이루어지며, 캐소드전극(120)이 노출되도록 적어도 하나의 홀(142)을 구비한다.The gate electrode 140 is disposed on the first insulating layer 130 in a predetermined shape, for example, in a direction crossing the cathode electrode 120 on a stripe, and each data signal applied from the data driver or the scan driver, or The scan signal is supplied to each pixel. The gate electrode 140 is made of at least one conductive metal material selected from a metal having good conductivity, such as gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), aluminum (Al), chromium (Cr), and alloys thereof. At least one hole 142 is provided to expose the cathode electrode 120.

제2 절연층(135)은 게이트전극(140) 사이에서 제1 절연층(130)이 노출되는 영역 상부에 형성되며, 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 또는 분절된 스트라이프상으로 배치된다. 이와 같은 배치는 게이트전극(140)과 그리드전극(160)간의 제2 절연층(135)을 이루는 유전체로 인한 내전압 문제를 고려할 필요가 없게 된다.The second insulating layer 135 is formed on the region where the first insulating layer 130 is exposed between the gate electrodes 140, and is disposed in a predetermined shape, for example, on a stripe or a segmented stripe. This arrangement does not need to consider the withstand voltage problem due to the dielectric constituting the second insulating layer 135 between the gate electrode 140 and the grid electrode 160.

전자방출소자(100)에서, 제2 절연층(135)의 형상은 스트라이프 상으로 또는 분절된 스트라이프 상으로 제한되지 않지만, 스트라이프 형상 및 유사 형상이 그리드전극(160)이 변형되거나 자체 하중에 의해서 처지는 현상을 억제하기에 바람직하다. 여기서, 제2 절연층(135)은 게이트전극(140)과 인접하는 게이트전극(140) 사이 배치될 수도 있으며, 제조 공정의 편의상 두 라인의 게이트전극(140) 마다, 또는 그 이상의 게이트전극(140) 마다 형성될 수도 있다. 다시 말해, 제1 절연층(130) 상부 전체에 배치될 필요는 없다.In the electron-emitting device 100, the shape of the second insulating layer 135 is not limited to the stripe shape or the segmented stripe shape, but the stripe shape and the similar shape may be deformed or sag due to the self load. It is preferable to suppress the phenomenon. Here, the second insulating layer 135 may be disposed between the gate electrode 140 and the adjacent gate electrode 140, and for convenience of the manufacturing process, every two or more gate electrodes 140 of the gate electrode 140. It may be formed per). In other words, it is not necessary to be disposed over the entirety of the first insulating layer 130.

전자방출소자(100)에서, 이와 같은 제2 절연층(135)은 예시한 절연 물질을 소정의 패턴으로 공지의 기술에 의해 스크린 프린팅하거나, 제1 절연층(130)상에 절연 물질을 전면 인쇄한 후 소정의 패턴으로 에칭하여 형성할 수도 있다. 또는, 감광성 절연 물질을 사용하여 공지의 기술에 의해 포토리소그라피(photolithography) 공정을 거쳐 소정의 패턴으로 형성할 수도 있다. In the electron-emitting device 100, the second insulating layer 135 may screen-print the illustrated insulating material in a predetermined pattern by a known technique, or completely print the insulating material on the first insulating layer 130. After that, it may be formed by etching in a predetermined pattern. Alternatively, the photosensitive insulating material may be used to form a predetermined pattern through a photolithography process by a known technique.

이와 같이, 예시한 제조 공정을 통해서 제1 절연층(130) 상부에 소정의 형상으로 제2 절연층(135)을 형성하면 스페이서를 로딩하여 배치해야 하는 복잡한 공정을 대체할 수 있으므로, 전자방출소자 제조공정에서 일괄적으로 수행할 수 있게 된다.As such, when the second insulating layer 135 is formed on the first insulating layer 130 in a predetermined shape through the illustrated manufacturing process, the complicated process of loading and arranging the spacers may be replaced. It can be carried out collectively in the manufacturing process.

그리드전극(160)은 제2 절연층(135) 상부에 위치하며 전자방출부(150)로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 개구부(162)를 구비한다. 또한, 그리드전극(160)은 전자를 집속하며, 아킹(arcing) 방전시의 전극 손상을 방지하는 역할을 한다. 한편, 공정의 편의상, 그리드전극(160)은 제2 절연층(135) 상부에 배치되는 메쉬 형태의 도전성 시트인 것이 바람직하다.The grid electrode 160 is disposed on the second insulating layer 135 and has at least one opening 162 through which electrons emitted from the electron emission unit 150 pass. In addition, the grid electrode 160 focuses electrons, and serves to prevent electrode damage during arcing discharge. On the other hand, for convenience of the process, the grid electrode 160 is preferably a conductive sheet of the mesh form disposed on the second insulating layer 135.

도 3을 참조하면, 전자방출소자(100)에서, 제2 절연층(135)은 게이트전극(140)과 인접하는 게이트전극(140) 사이에 겹치지 않고 배치될 수도 있으며(135a), 전자방출소자(100) 전체를 고려할 때 기생 커패시턴스의 영향을 무시할 수 있는 범위내에서 인접하는 게이트전극(140)의 일부와 겹치도록 배치될 수도 있다(135b,135c).Referring to FIG. 3, in the electron-emitting device 100, the second insulating layer 135 may be disposed without overlapping between the gate electrode 140 and the adjacent gate electrode 140 (135a), and the electron-emitting device In consideration of the whole (100), it may be arranged to overlap with a portion of the adjacent gate electrode 140 within a range that can ignore the influence of parasitic capacitance (135b, 135c).

전자방출소자(100)에서, 제2 절연층(135)의 높이는 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 이며 그리드전극(160)의 높이는 70 ㎛ 내지 130 ㎛ 인 것이 바람직하며, 이는 전자방출부(150)로부터 방출된 전자가 그리드전극(160)에 형성된 홀(162)을 향하는 경로를 이탈하여 제1 절연층(130) 상부에 형성된 제2 절연층(135)에 충돌하여 전자가 축적될 가능성을 현저하게 감소시킨다.In the electron emission device 100, the height of the second insulating layer 135 is 10 μm to 40 μm and the height of the grid electrode 160 is preferably 70 μm to 130 μm, which is emitted from the electron emission part 150. Electrons collide with the second insulating layer 135 formed on the first insulating layer 130 by escaping the path toward the hole 162 formed in the grid electrode 160, thereby significantly reducing the possibility of electron accumulation.

전자방출부(150)는 제1 절연층(130)의 개구부들(132)에 의해 노출된 캐소드 전극(120) 상에 전기적으로 접속되어 각각 위치하며, 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어진다. 전자방출부로 사용 바람직한 물질로는 카본 나노튜브, 그라파이트(graphite), 그라파이트 나노파이버, 다이아몬드상 카본, C₆₀, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질이 있다.The electron emission units 150 are electrically connected to the cathode electrodes 120 exposed by the openings 132 of the first insulating layer 130, respectively, and are positioned in a carbon-based material or a nanometer-sized material. Is made of. Preferred materials for use as the electron emission unit include carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamond-like carbon, C ₆₀ , silicon nanowires, and combinations thereof.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자방출소자의 일부를 나타내는 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 전자방출소자의 평면도이고, 도 5는 도 4b의 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 의해 절단한 단면도이다. 여기서, 도 2a 내지 도 3에 예시된 전자방출소자와 동일한 구성 및 효과에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.4A is a perspective view illustrating a portion of an electron emission device according to another exemplary embodiment of the present invention, FIG. 4B is a plan view of the electron emission device of FIG. 4A, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the cutting line II-II of FIG. 4B. to be. Here, the description of the same configuration and effect as the electron-emitting device illustrated in FIGS. 2A to 3 will be omitted.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 소정의 형상으로 서로 이격되는 게이트전극(140)과, 상기 게이트전극(140) 상에 형성되는 제1 절연층(130)과, 상기 제1 절연층(130) 상에서 상기 게이트전극(140)과 교차하는 방향으로 형성되는 캐소드전극(120)과, 상기 캐소드전극(120)과 상기 캐소드전극(120)이 교차하는 영역에 상기 캐소드전극(120)에 각각 접속되는 전자방출부(150)과, 상기 제1 절연층(130)을 관통하는 제3 개구부들(134)을 통해서 상기 게이트전극(140)에 각각 접속되어 상기 전자방출부(150)에 각각 대응하는 대향전극(145)과, 상기 대향전극(145)과 인접하는 상기 캐소드전극(120) 사이에 위치하며 상기 제1 절연층(130) 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층(135)과, 상기 제2 절연층(135) 상에, 상기 전자방출부(150)에 대응하여 상기 전자방출부(150)로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부(162)를 구비하는 그리드 전극(160)을 포함하는 전자방출소자(400)을 제공한다.4A and 4B, a substrate 110, a gate electrode 140 spaced apart from each other in a predetermined shape on the substrate 110, and a first insulating layer formed on the gate electrode 140. 130, the cathode electrode 120 formed on the first insulating layer 130 in the direction crossing the gate electrode 140, and the cathode electrode 120 and the cathode electrode 120 intersect with each other. Are respectively connected to the gate electrode 140 through electron emission units 150 respectively connected to the cathode electrode 120 in the region, and third openings 134 penetrating the first insulating layer 130. A predetermined shape is disposed between the counter electrode 145 corresponding to the electron emission unit 150 and the cathode electrode 120 adjacent to the counter electrode 145 and on the first insulating layer 130. At least one second insulating layer 135 formed on the second insulating layer 135, and corresponding to the electron emission unit 150. Provides at least one second opening 162, the electron-emitting device 400 including a grid electrode 160 having a through which the electron emitted from the electron-emitting group 150.

보다 상세히 설명하면, 게이트전극(140)은 통상 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용되며, 데이터 구동부(미도시) 또는 주사 구동부(미도시)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 여기서, 화소는 게이트전극(140)과 캐소드전극(120)이 교차하는 영역으로 정의한다.In more detail, indium tin oxide (ITO) is generally used as the gate electrode 140, and each data signal or scan signal applied from a data driver (not shown) or a scan driver (not shown) is supplied to each pixel. do. The pixel is defined as an area where the gate electrode 140 and the cathode electrode 120 cross each other.

제1 절연층(130)은 각 화소에 대응하는 영역에서 게이트전극(140)을 노출하는 제3 개구부들(134)을 구비한다.The first insulating layer 130 includes third openings 134 exposing the gate electrode 140 in a region corresponding to each pixel.

대향전극(145)은 제1 절연층(130) 상에 위치하며, 제3 개구부들(134)을 통해서 노출된 각각의 게이트전극(140)에 전기적으로 접속된다. 대향전극(145)은 각각 대응하는 전자방출부(150)로부터 전자 빔을 인출하는 역할을 한다.The counter electrode 145 is positioned on the first insulating layer 130 and is electrically connected to each gate electrode 140 exposed through the third openings 134. The counter electrode 145 serves to draw an electron beam from the corresponding electron emission unit 150, respectively.

캐소드전극(120)은 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 게이트전극(140)과의 기생 커패시턴스 영향을 줄이고 전자방출부(150)를 향해 추가적인 전계를 형성하기 위해서 빈 공간인 웰 윈도우(122)를 구비할 수도 있다.The cathode electrode 120 supplies each data signal or scan signal applied from the data driver or scan driver to each pixel. A well window 122 which is an empty space may be provided to reduce the influence of parasitic capacitance with the gate electrode 140 and to form an additional electric field toward the electron emission unit 150.

제2 절연층(135)은 대향전극(145)과 인접하는 캐소드전극(120) 사이에서 제1 절연층(130)이 노출되는 영역 상부에 형성된다. 제조 공정의 편의상 두 라인의 캐소드전극(120) 마다, 또는 그 이상의 캐소드전극(120) 마다 형성될 수도 있다. 다시 말해, 제1 절연층(130) 상부 전체에 배치될 필요는 없다.
The second insulating layer 135 is formed on the region where the first insulating layer 130 is exposed between the counter electrode 145 and the adjacent cathode electrode 120. For convenience of the manufacturing process, it may be formed for each of the two cathode electrodes 120 or more than one cathode electrode 120. In other words, it is not necessary to be disposed over the entirety of the first insulating layer 130.

도 5를 참조하면, 전자방출소자(400)에서, 제2 절연층(135)은 대향전극(145) 과 인접하는 캐소드전극(120) 사이에 겹치지 않고 배치될 수도 있으며(135a), 전자방출소자(100) 전체를 고려할 때 기생 커패시턴스의 영향을 무시할 수 있는 범위내에서 인접하는 캐소드전극(120)의 일부 또는 대향전극(145)의 일부와 겹치도록 배치될 수도 있다(135b).Referring to FIG. 5, in the electron-emitting device 400, the second insulating layer 135 may be disposed without overlapping between the counter electrode 145 and the adjacent cathode electrode 120 (135a), and the electron-emitting device In consideration of the whole (100), it may be disposed so as to overlap a part of the adjacent cathode electrode 120 or a part of the counter electrode 145 within a range in which the influence of the parasitic capacitance can be ignored (135b).

전자방출부(150)는 해당 화소에서 캐소드전극(120)에 각각 전기적으로 접속되어 각각 위치한다.
The electron emission units 150 are electrically connected to the cathode electrodes 120 in the pixels, respectively.

한편, 외부 전원(미도시)으로부터 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)에 소정의 전압을 공급되는데, 예컨대 캐소드전극(120)에는 (-) 전압을, 게이트전극(140)에는 (+) 전압을 인가하면 상응하는 각각의 전자방출부(150)로부터 전자가 방출된다.
Meanwhile, a predetermined voltage is supplied to the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 from an external power source (not shown). For example, the cathode electrode 120 has a negative voltage and the gate electrode 140 has a positive voltage. When a voltage is applied, electrons are emitted from the respective electron emission units 150.

상술한 바와 같이, 게이트전극(140)이 배치되지 않은 제1 절연층(130) 상부에 스트라이프 형상으로 또는 유사 형상으로 제2 절연층(135)을 형성함으로써 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)간 내전압을 고려할 필요가 없다. 따라서, 제2 절연층(135)이 스페이서를 대체하게 되므로 절연 파괴로 인한 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)간 누설전류를 억제할 수 있다. 또한, 스페이서에서의 이상발광 현상을 억제할 수 있다.
As described above, the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 are formed by forming the second insulating layer 135 in a stripe shape or a similar shape on the first insulating layer 130 on which the gate electrode 140 is not disposed. There is no need to take into account the breakdown voltage. Therefore, since the second insulating layer 135 replaces the spacer, leakage current between the cathode electrode 120 and the gate electrode 140 due to dielectric breakdown can be suppressed. In addition, the phenomenon of abnormal light emission in the spacer can be suppressed.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자방출소자를 채용한 전자방출 표시장 치의 사시도이며, 도 7는 도 6의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 의해 절단한 단면도이다.FIG. 6 is a perspective view of an electron emission display device employing an electron emission device according to an exemplary embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the cutting line III-III of FIG. 6.

도 6 및 도 7는 본 발명에 의한 전자방출소자(100)를 채용한 평판 표시장치(600)를 설명하기 위한 것으로서, 도 2a 내지 도3의 상세한 설명과 동일한 구성 요소와 효과에 대한 설명은 생략하기로 하며, 이하, 이미지를 구현하는 애노드기판(200)에 대한 상세한 설명을 하기로 한다. 한편, 본 발명에 의한 전자방출소자(100)을 이용하는 평판 표시장치는 예시한 전자방출 표시장치 이외에 각종 백라이트 및 리소그라피용 전자빔 장치에서도 적용가능하다.6 and 7 are for explaining the flat panel display device 600 employing the electron-emitting device 100 according to the present invention, the description of the same components and effects as the detailed description of Figs. 2a to 3 will be omitted. Hereinafter, a detailed description of the anode substrate 200 for implementing the image will be described. Meanwhile, the flat panel display device using the electron emission device 100 according to the present invention can be applied to various backlight and lithography electron beam devices in addition to the above-described electron emission display device.

도 6 및 도 7를 참조하면, 본 발명은 대향 배치되는 배면 기판(110) 및 전면 기판(210)과, 배면 기판(110) 상에 소정의 형상으로 서로 이격되는 캐소드전극(120)과, 캐소드전극(120) 상에 형성되는 제1 절연층(130)과, 제1 절연층(130) 상에서 캐소드전극(120)과 교차하는 방향으로 형성되는 게이트전극(140)과, 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)이 교차하는 영역에 캐소드전극(120)의 일부가 노출되도록 제1 절연층(130)을 관통하는 적어도 하나의 제1 개구부(132)에 위치하며, 캐소드전극(120)에 각각 접속되는 전자방출부(150)과, 게이트전극(140) 사이에 위치하며 제1 절연층(130) 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층(135)과, 제2 절연층(135) 상에, 제1 개구부(132)에 대응하여 전자방출부(150)로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부(162)를 구비하는 그리드전극(160)과, 전면 기판(210) 상에 전자방출부(150)로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막(220) 및 형광막(220)에 접속되는 애노드전극(240)을 구비하는 애노드기판(200)을 포함하는 전자방출 표시장치(600)를 제공한다. 6 and 7, the present invention provides a rear substrate 110 and a front substrate 210 which are disposed to face each other, a cathode electrode 120 spaced apart from each other in a predetermined shape on the rear substrate 110, and a cathode. A first insulating layer 130 formed on the electrode 120, a gate electrode 140 formed on the first insulating layer 130 in a direction crossing the cathode electrode 120, and a cathode electrode 120. Located in at least one first opening 132 penetrating through the first insulating layer 130 to expose a portion of the cathode electrode 120 in the region where the gate electrode 140 intersects, respectively in the cathode electrode 120 At least one second insulating layer 135 and a second insulating layer disposed between the electron emission unit 150 and the gate electrode 140 connected to each other and formed in a predetermined shape on the first insulating layer 130. On the 135, at least one second opening 162 through which electrons emitted from the electron emission unit 150 pass in correspondence with the first opening 132. The grid electrode 160 and the anode electrode 240 connected to the fluorescent film 220 and the fluorescent film 220 which emit light due to the collision of electrons emitted from the electron emission unit 150 on the front substrate 210. Provided is an electron emission display device 600 including an anode substrate 200 having a.

애노드기판(200)은 전면기판(210), 전면기판(210) 상의 형광막(220), 형광막(220) 사이에 배치되는 광차폐막(230), 및 형광막(220)과 광차폐막(230) 상부에 배치되는 금속박막(240)을 포함한다.The anode substrate 200 includes a front substrate 210, a fluorescent film 220 on the front substrate 210, a light shielding film 230 disposed between the fluorescent film 220, and a fluorescent film 220 and a light shielding film 230. ) A metal thin film 240 disposed above.

전면 기판(210)은 전자방출부(150)로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막(220)이 임의의 간격을 두고 소정의 형상, 예컨대 스트라이프 상으로 배치된다. 여기서, 전면 기판(210)은 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The front substrate 210 is disposed in a predetermined shape, for example, on a stripe, with a fluorescent film 220 emitting light due to the collision of electrons emitted from the electron emission unit 150 at an arbitrary interval. Here, the front substrate 210 is preferably made of a transparent material.

광차폐막(230)은 선택적 구성 요소로서, 콘트라스트 향상을 위해 형광막(220) 사이에 임의의 간격을 두고 배치된다.The light shielding film 230 is an optional component and is disposed at random intervals between the fluorescent films 220 to improve contrast.

금속박막(240)은 형광막(220)과 광차폐막(230) 상부에 위치하여, 전자방출부(150)로부터 방출된 전자를 보다 더 양호하게 집속하며 전자의 충돌에 의해 발광하는 빛을 전면 기판(210)으로 반사시켜 반사효율을 향상시키는 역할을 한다.
The metal thin film 240 is positioned above the fluorescent film 220 and the light shielding film 230, focuses the electrons emitted from the electron emission unit 150 better and emits light emitted by the collision of the front substrate. By reflecting to 210 serves to improve the reflection efficiency.

도 8은 도 4a의 전자방출소자를 채용한 전자방출 표시장치의 사시도이며, 도 9는 도 8의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 의해 절단한 단면도이다.FIG. 8 is a perspective view of the electron emission display device employing the electron emission device of FIG. 4A, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the cutting line IV-IV of FIG. 8.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자방출소자(400)를 채용한 평판 표시장치(600)를 설명하기 위한 것으로서, 도 4a 내지 도5의 상세한 설명과 동일한 구성 요소와 효과에 대한 설명은 생략하기로 하며, 또한, 도 6 및 도 7의 애노드기판에 대한 상세한 설명과 동일한 구성 요소와 효과에 대한 설명도 생략하기로 한다.8 and 9 illustrate a flat panel display device 600 employing the electron-emitting device 400 according to another embodiment of the present invention. The same elements and effects as those of the detailed description of FIGS. A description thereof will be omitted, and a description of the same elements and effects as the detailed description of the anode substrate of FIGS. 6 and 7 will be omitted.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명은 대향 배치되는 배면 기판(110) 및 전면 기판(210)과, 배면 기판(110) 상에 소정의 형상으로 서로 이격되는 게이트전극(140)과, 배면기판(110) 및 게이트전극(140) 상에 형성되는 제1 절연층(130)과, 제1 절연층(130) 상에서 게이트전극(140)과 교차하는 방향으로 형성되는 캐소드전극(120)과, 게이트전극(140)과 캐소드전극(120)이 교차하는 영역에 캐소드전극(120)에 접속되는 전자방출부(150)과, 제1 절연층(130)을 관통하는 제3 개구부(134)를 통해서 게이트전극(140)에 각각 접속되어 전자방출부(150)에 각각 대응하는 대향전극(145)과, 대향전극(145)과 인접하는 캐소드전극(120) 사이에 위치하며, 제1 절연층(130) 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층(135)과, 제2 절연층(135) 상에, 전자방출부(150)에 대응하여 전자방출부(150)로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부(162)를 구비하는 그리드전극(160)과, 제2 기판(210) 상에 전자방출부(150)로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막(220) 및 형광막(220)에 접속되는 애노드전극(240)을 구비하는 애노드기판(200)을 포함하는 전자방출 표시장치(800)를 제공한다.
8 and 9, the present invention provides a rear substrate 110 and a front substrate 210 that are disposed to face each other, a gate electrode 140 spaced apart from each other in a predetermined shape on the rear substrate 110, and a rear surface thereof. A first insulating layer 130 formed on the substrate 110 and the gate electrode 140, a cathode electrode 120 formed on the first insulating layer 130 in a direction crossing the gate electrode 140, and Through the electron emission part 150 connected to the cathode electrode 120 in the region where the gate electrode 140 and the cathode electrode 120 intersect, and the third opening 134 penetrating through the first insulating layer 130. The first insulating layer 130 is disposed between the counter electrode 145 connected to the gate electrode 140 and corresponding to the electron emission unit 150, and the cathode electrode 120 adjacent to the counter electrode 145. ) At least one second insulating layer 135 formed in a predetermined shape on the second insulating layer 135 and the electron emitting part 150 corresponding to the electron emitting part 150. Emits light due to a collision between the grid electrode 160 having at least one second opening 162 through which the emitted electrons pass, and the electrons emitted from the electron emission part 150 on the second substrate 210. An electron emission display device 800 including an anode substrate 200 having a fluorescent film 220 and an anode electrode 240 connected to the fluorescent film 220 is provided.

이와 같이 구성되는 전자방출소자(100,400)을 채용한 전자방출 표시장치(600,800)는 외부전원으로부터 캐소드전극(120)에는 (+) 전압이, 게이트전극(140)에는 (-) 전압이, 금속박막(240)에는 (+) 전압이 인가된다. 이로써, 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)의 전압차에 의해 전자방출부(150) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자가 방출되며, 방출된 전자들은 금속박막(240)에 인가된 고전압에 유도되어 해당 화소의 형광막(220)에 충돌하여 이를 발광시켜 소정의 이미지를 구 현한다.
The electron emission display devices 600 and 800 employing the electron emission devices 100 and 400 configured as described above have a positive voltage on the cathode electrode 120 and a negative voltage on the gate electrode 140 from an external power source. A positive voltage is applied to the 240. As a result, an electric field is formed around the electron emission unit 150 by the voltage difference between the cathode electrode 120 and the gate electrode 140, and electrons are emitted therefrom, and the emitted electrons are applied to the metal thin film 240. Induced by the impingement to the fluorescent film 220 of the pixel to emit light to implement a predetermined image.

따라서, 본 발명에 의한 전자방출소자를 채용하여 전자방출 표시장치를 구성하게 되면, 별도의 스페이서 로딩 공정 없이 전자방출소자 공정을 진행함으로써 전자방출 표시장치의 공정 수율을 개선할 수 있다. 또한, 전자방출소자와 애노드기판의 패키징 공정시, 절연층이 스페이서의 역할을 대체함으로써 기판이 파손되는 현상을 억제할 수 있다.
Therefore, when the electron emission display device is configured by using the electron emission device according to the present invention, the process yield of the electron emission display device may be improved by performing the electron emission device process without a separate spacer loading process. In addition, during the packaging process of the electron-emitting device and the anode substrate, the phenomenon that the substrate is broken can be suppressed by replacing the role of the insulating layer as the spacer.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전자방출 표시장치는, 특히, 전면 기판 상부에 형광막, 광차폐막, 및 금속박막이 형성된 구조를 갖는 것으로 예시되어 있으나, 전자방출부로부터 방출된 전자가 전면 기판의 형광막에 충돌할 수 있는 구조를 가지면 특별히 한정되지 않고 다양한 종류를 가지는 평판 표시장치에 적용가능할 수 있음은 당연하다.
Meanwhile, the electron emission display device according to the preferred embodiment of the present invention is illustrated as having a structure in which a fluorescent film, a light shielding film, and a metal thin film are formed on the front substrate. As long as it has a structure which can collide with the fluorescent film of a board | substrate, it cannot be specifically limited, It can be applicable to the flat panel display device of various kinds.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

본 발명의 실시예에 의한 전자방출소자는 스페이서를 대체하여 절연 파괴로 인한 캐소드전극과 게이트전극간 누설전류를 억제할 수 있으며, 스페이서의 이상발광이나 스페이서에 전자가 축적되는 현상을 방지할 수 있다. The electron-emitting device according to the embodiment of the present invention can suppress the leakage current between the cathode electrode and the gate electrode due to dielectric breakdown by replacing the spacer, and can prevent abnormal emission of the spacer or accumulation of electrons in the spacer. .

또한, 본 발명의 실시예에 의한 전자방출소자를 채용한 전자방출 표시장치는 전자방출소자와 애노드기판의 패키징 공정시, 절연층이 스페이서의 역할을 대체함으로써 기판이 파손되는 현상을 억제할 수 있으며, 별도의 스페이서 로딩 공정 없이 진행함으로써 전자방출 표시장치의 공정 수율을 개선할 수 있다.In addition, the electron emission display device employing the electron emission device according to the embodiment of the present invention can suppress the breakage of the substrate by replacing the role of the spacer layer in the packaging process of the electron emission device and the anode substrate. The process yield of the electron emission display device can be improved by proceeding without a separate spacer loading process.

Claims

기판과,Substrate,

상기 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과,A first electrode formed in a predetermined shape on the substrate;

상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과,A first insulating layer formed on the first electrode,

상기 제1 절연층 상에서 상기 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 제2 전극과,A second electrode formed on the first insulating layer in a direction crossing the first electrode;

상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제1 전극의 적어도 일부가 노출되도록 상기 제1 절연층을 관통하는 제1 개구부내에 위치하며, 상기 제1 전극에 각각 접속되는 전자방출부와,An electron emission unit positioned in a first opening penetrating the first insulating layer to expose at least a portion of the first electrode in a region where the first electrode and the second electrode cross each other, and are respectively connected to the first electrode; Wow,

적어도 상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과,At least one second insulating layer disposed between at least the second electrode and formed in a predetermined shape on the first insulating layer;

상기 제2 절연층 상에, 상기 제1 개구부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극을 포함하는 전자방출소자.And a third electrode on the second insulating layer, the third electrode having at least one second opening through which electrons emitted from the electron emitting portion correspond to the first opening.

기판과,Substrate,

상기 기판 및 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과,A first insulating layer formed on the substrate and the first electrode;

상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제2 전극에 접속되는 전자방출부와,An electron emission unit connected to the second electrode in a region where the first electrode and the second electrode cross each other;

상기 제1 절연층을 관통하는 제3 개구부들을 통해서 상기 제1 전극에 접속되어 상기 전자방출부에 각각 대응하는 대향전극과,A counter electrode connected to the first electrode through third openings penetrating the first insulating layer and corresponding to the electron emission unit, respectively;

상기 대향전극과 인접하는 상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과,At least one second insulating layer disposed between the counter electrode and the second electrode adjacent to each other and formed in a predetermined shape on the first insulating layer;

상기 제2 절연층 상에, 상기 전자방출부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극을 포함하는 전자방출소자.And a third electrode on the second insulating layer, the third electrode having at least one second opening through which electrons emitted from the electron emitting portion pass, corresponding to the electron emitting portion.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 제2 절연층은 스트라이프 상 또는 분절된 스트라이프 상으로 형성되는 전자방출소자.And the second insulating layer is formed on a stripe or a segmented stripe.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 제2 절연층은 감광성 절연 물질로 이루어지는 전자방출소자.And the second insulating layer is formed of a photosensitive insulating material.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제2 절연층은 인접하는 상기 제2 전극의 일부를 덮는 전자방출소자.And the second insulating layer covers a portion of the adjacent second electrode.

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 제2 절연층은 인접하는 상기 제2 전극의 일부 또는 상기 대향전극의 일부를 덮는 전자방출소자.And the second insulating layer covers a portion of the adjacent second electrode or a portion of the counter electrode.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 제2 절연층의 두께는 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 전자방출소자.The second insulating layer has a thickness of 10 ㎛ to 40 ㎛ electron emitting device.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 제3 전극은 메쉬 형태의 도전성 시트인 전자방출소자.The third electrode is an electron emitting device that is a conductive sheet of a mesh form.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 전자방출부는 카본 나노튜브; 그라파이트(graphite); 그라파이트 나노파이버; 다이아몬드상 카본; C₆₀; 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어지는 전자방출소자.The electron emitting unit carbon nanotubes; Graphite; Graphite nanofibers; Diamond-like carbon; C ₆₀ ; An electron emitting device comprising silicon nanowires and a combination thereof.

대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과,A first substrate and a second substrate opposed to each other,

상기 제1 기판 상에 소정의 형상으로 형성되는 제1 전극과,A first electrode formed on the first substrate in a predetermined shape;

상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 교차하는 영역에 상기 제1 전극의 일부가 노출되도록 상기 제1 절연층을 관통하는 적어도 하나의 제1 개구부에 위치하며, 상기 제1 전극에 각각 접속되는 전자방출부와,Electrons positioned in at least one first opening penetrating the first insulating layer to expose a portion of the first electrode in a region where the first electrode and the second electrode cross each other, and are respectively connected to the first electrode The discharge section,

상기 제2 전극 사이에 위치하며 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과,At least one second insulating layer disposed between the second electrodes and formed in a predetermined shape on the first insulating layer;

상기 제2 절연층 상에, 상기 제1 개구부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극과,A third electrode on the second insulating layer, the third electrode having at least one second opening through which electrons emitted from the electron emitting portion pass, corresponding to the first opening portion;

상기 제2 기판 상에 상기 전자방출부로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막 및 상기 형광막에 접속되는 제4 전극을 구비하는 애노드기판를 포함하 는 전자방출 표시장치.And an anode substrate having a fluorescent film which emits light by collision of electrons emitted from the electron emitting portion and a fourth electrode connected to the fluorescent film on the second substrate.

상기 제1 기판 및 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 절연층과,A first insulating layer formed on the first substrate and the first electrode;

상기 대향전극과 인접하는 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 상기 제1 절연층 상에 소정의 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제2 절연층과,At least one second insulating layer disposed between the counter electrode and the second electrode adjacent to each other and formed in a predetermined shape on the first insulating layer;

상기 제2 절연층 상에, 상기 전자방출부에 대응하여 상기 전자방출부로부터 방출된 전자가 통과하는 적어도 하나의 제2 개구부를 구비하는 제3 전극과,A third electrode on the second insulating layer, the third electrode having at least one second opening through which electrons emitted from the electron emitting portion pass, corresponding to the electron emitting portion;

상기 제2 기판 상에 상기 전자방출부로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광막 및 상기 형광막에 접속되는 제4 전극을 구비하는 애노드기판를 포함하는 전자방출 표시장치.And an anode substrate on the second substrate, the anode substrate having a fluorescent film that emits light due to the collision of electrons emitted from the electron emitting portion and a fourth electrode connected to the fluorescent film.

제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11,

상기 제2 절연층은 스트라이프 상 또는 분절된 스트라이프 상으로 형성되는 전자방출 표시장치.And the second insulating layer is formed on a stripe or a segmented stripe.

제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11,

상기 제2 절연층은 감광성 절연 물질로 이루어지는 전자방출 표시장치.And the second insulating layer is formed of a photosensitive insulating material.

제 10 항에 있어서,The method of claim 10,

상기 제2 절연층은 인접하는 상기 제2 전극의 일부를 덮는 전자방출 표시장치.And the second insulating layer covers a portion of the adjacent second electrode.

제 11 항에 있어서,The method of claim 11,

상기 제2 절연층은 인접하는 상기 제2 전극의 일부 또는 상기 대향전극의 일부를 덮는 전자방출 표시장치.And the second insulating layer covers a portion of the adjacent second electrode or a portion of the counter electrode.

제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11,

상기 전자방출부는 카본 나노튜브; 그라파이트(graphite); 그라파이트 나노파이버; 다이아몬드상 카본; C₆₀; 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어지는 전자방출 표시장치.The electron emitting unit carbon nanotubes; Graphite; Graphite nanofibers; Diamond-like carbon; C ₆₀ ; An electron emission display device comprising silicon nanowires and a combination thereof.

제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11,

상기 제2 절연층의 두께는 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 전자방출 표시장치.The second emission layer has a thickness of 10 ㎛ to 40 ㎛ electron emission display device.

제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11,

상기 제3 전극은 메쉬 형태의 도전성 시트인 전자방출 표시장치.And the third electrode is a conductive sheet having a mesh shape.

제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11,

상기 애노드기판은 광차폐막을 추가적으로 포함하는 전자방출 표시장치.The anode substrate further comprises a light shielding film.