KR20060113106A - Electron emission device - Google Patents

Electron emission device Download PDF

Info

Publication number
KR20060113106A
KR20060113106A KR1020050035982A KR20050035982A KR20060113106A KR 20060113106 A KR20060113106 A KR 20060113106A KR 1020050035982 A KR1020050035982 A KR 1020050035982A KR 20050035982 A KR20050035982 A KR 20050035982A KR 20060113106 A KR20060113106 A KR 20060113106A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
substrate
electron
electron emission
diffusion barrier
Prior art date
Application number
KR1020050035982A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
류경선
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020050035982A priority Critical patent/KR20060113106A/en
Publication of KR20060113106A publication Critical patent/KR20060113106A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02Electron guns
    • H01J3/021Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2203/00Electron or ion optical arrangements common to discharge tubes or lamps
    • H01J2203/02Electron guns
    • H01J2203/0204Electron guns using cold cathodes, e.g. field emission cathodes
    • H01J2203/0268Insulation layer
    • H01J2203/0272Insulation layer for gate electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2203/00Electron or ion optical arrangements common to discharge tubes or lamps
    • H01J2203/02Electron guns
    • H01J2203/0204Electron guns using cold cathodes, e.g. field emission cathodes
    • H01J2203/0268Insulation layer
    • H01J2203/028Insulation layer characterised by the shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2203/00Electron or ion optical arrangements common to discharge tubes or lamps
    • H01J2203/02Electron guns
    • H01J2203/0204Electron guns using cold cathodes, e.g. field emission cathodes
    • H01J2203/0268Insulation layer
    • H01J2203/0288Insulation layer characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123Flat display tubes
    • H01J31/125Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group

Landscapes

  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

An electron emission device is provided to prevent diffusion of an electrode material from a lower part to an upper part in a baking process and prevent short circuit between electrodes by forming a diffusion barrier with a thin film. A first and second substrates(20,22) are opposite to each other. A plurality of electron emission structures are formed on the first substrate and are formed with two or more electrodes and electron emission parts(28). A light emitting structure emits the light by using electrons. The electron emission structure includes a first and second electrodes(24,26), the electron emission part for emitting electrons to the second substrate, and a focusing electrode(40) for focusing electron beams. A diffusion barrier(52) is formed between an insulating layer and the first and second electrodes. The anti-diffusion layer is formed with an insulating material.

Description

전자 방출 소자 {Electron Emission Device}Electron Emission Device

도 1은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일실시예를 나타내는 부분확대 사시도이다.1 is a partially enlarged perspective view showing an embodiment of an electron emission device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일실시예를 나타내는 부분확대 단면도이다.2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of an electron emission device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 다른 실시예를 나타내는 부분확대 사시도이다.3 is a partially enlarged perspective view showing another embodiment of an electron emission device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 다른 실시예를 나타내는 부분확대 단면도이다.4 is a partially enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the electron emission device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 또 다른 실시예를 나타내는 부분확대 단면도이다.5 is a partially enlarged cross-sectional view showing still another embodiment of the electron emission device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 또 다른 실시예에 있어서 전극의 구조를 나타내는 부분확대 평면도이다.6 is a partially enlarged plan view illustrating the structure of an electrode according to still another embodiment of an electron emission device according to the present invention.

본 발명은 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연층 및/또 는 절연막을 형성하기 전에 확산방지막을 형성하는 것에 의하여 소성시에 하부의 전극물질이 위쪽으로 확산하여 전극간의 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있는 전자 방출 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emitting device, and more particularly, by forming a diffusion barrier film before forming an insulating layer and / or an insulating film, a lower electrode material diffuses upward during firing and a short circuit between electrodes occurs. It relates to an electron emitting device that can prevent the thing.

일반적으로 전자 방출 소자(Electron Emission Device)는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)을 이용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다. 상기에서 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는 전계방출 어레이(FEA;Field Emitter Array)형, 표면전도 에미션(SCE;Surface-Conduction Emission)형, 금속-유전층-금속(MIM;Metal-Insulator-Metal)형 및 금속-유전층-반도체(MIS;Metal-Insulator-Semiconductor)형, 발리스틱(BSE;Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.In general, an electron emission device may be classified into a method using a hot cathode and a cold cathode according to the type of electron source. The electron emission device using the cold cathode may include a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, and a metal-dielectric layer-metal (MIM) type. Metal-type, metal-insulator-semiconductor (MIS) type, ballistic electron surface emitting (BSE) type, and the like are known.

상기에서 FEA형 전자 방출 소자는 일 함수(work function)가 낮거나 종횡비가 큰 물질을 전자방출원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계에 의하여 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로, 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물이나 흑연, 다이아몬드상 카본(DLC) 등의 탄소계 물질 및 나노튜브(nano tube)나 나노와이어(nano wire) 등의 나노물질을 전자방출원으로 적용하는 기술이 개발되고 있다.The FEA type electron emission device uses a principle that electrons are easily emitted by an electric field in vacuum when a material having a low work function or a large aspect ratio is used as the electron emission source, and molybdenum (Mo) or silicon ( An electron emission source is a tip structure having a sharp tip (Si) or the like, carbonaceous materials such as graphite or diamond-like carbon (DLC), and nanomaterials such as nanotubes or nanowires. Application techniques are being developed.

상기 전자 방출 소자의 전형적인 구조는, 서로 대향하는 두 기판 중 제1기판 위에 전자방출부가 형성되고, 전자방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들로 캐소드 전극과 게이트 전극이 형성되며, 제1기판에 대향하는 제2기판의 일면에 형광층과 더불어 형광층을 고전위 상태로 유지시키는 애노드 전극이 형성되는 구성으 로 이루어진다.In the typical structure of the electron emitting device, an electron emission unit is formed on a first substrate of two substrates facing each other, and a cathode electrode and a gate electrode are formed as driving electrodes for controlling electron emission of the electron emission unit. It consists of a configuration in which an anode electrode for maintaining the fluorescent layer in a high potential state together with the fluorescent layer on one surface of the opposite second substrate is formed.

그리고 상기 게이트 전극과 절연층을 사이에 두고 제2게이트 전극 또는 집속전극을 형성한다.A second gate electrode or a focusing electrode is formed with the gate electrode and the insulating layer interposed therebetween.

종래 전자 방출 소자에 있어서 게이트 전극 위에 스크린 인쇄 등의 방법을 이용하여 후막의 절연층을 형성하는 경우에는 이를 소성하는 과정을 필요로 하는 데, 소성 공정에서 하부의 게이트 전극을 이루는 전극물질이 후막의 절연층쪽으로 확산을 하여 절연층 위쪽에 형성되는 제2게이트 전극 또는 집속전극과 단락(short)을 유발시키는 문제가 있다.In the conventional electron emission device, when the insulating layer of the thick film is formed on the gate electrode by using a method such as screen printing, a process of firing the insulating layer is required. In the firing process, the electrode material forming the lower gate electrode is formed in the thick film. Diffusion toward the insulating layer may cause a short with the second gate electrode or focusing electrode formed above the insulating layer.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 후막의 절연층이나 절연막 하부에 박막의 확산방지막을 형성하여 하부의 전극 물질이 상부로 확산하는 것이 방지하여 전극간의 단락을 방지한 전자 방출 소자를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, by forming a diffusion barrier of the thin film on the insulating layer or the insulating film of the thick film to prevent the diffusion of the lower electrode material to the upper to prevent short-circuit between the electrodes It is for providing an element.

본 발명이 제안하는 전자 방출 소자는 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 상에 형성되고 적어도 2개 이상의 전극과 제2기판을 향하여 실제 전자가 방출되는 전자방출부로 구성된 다수의 전자방출구조체와, 상기 제2기판 상에 형성되고 제1기판의 전자방출구조체에서 방출된 전자에 의해 발광하는 발광구조체를 포함하여 이루어지고, 상기 전자방출구조체는 상기 제1기판 상에 서로 단락되지 않도록 형성되는 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1기판 상에 형 성되고 제2기판을 향하여 실제 전자가 방출되는 전자방출부와, 상기 제1전극 및 제2전극과 절연층을 사이에 두고 형성되고 상기 전자방출부에서 방출되어 상기 제2기판쪽으로 진행하는 전자빔을 집속시키는 집속전극을 포함하여 이루어지고, 상기 절연층과 상기 제1전극 및 제2전극 사이에는 절연물질로 이루어지는 박막의 확산방지막을 형성한다.The electron emitting device proposed by the present invention includes a first substrate and a second substrate which are disposed to face each other at a predetermined interval, and are formed on the first substrate to emit actual electrons toward at least two electrodes and the second substrate. And a light emitting structure that is formed on the second substrate and emits light by electrons emitted from the electron emitting structure of the first substrate, wherein the electron emitting structure includes the first emission structure. A first electrode and a second electrode formed on the substrate so as not to be short-circuited with each other, an electron emitting portion formed on the first substrate and emitting actual electrons toward the second substrate, and the first electrode and the second electrode And a focusing electrode formed with the insulating layer interposed therebetween and focusing an electron beam emitted from the electron emission part and traveling toward the second substrate. Between the electrode and the second electrode to form a diffusion preventing film of a thin film made of an insulating material.

상기 확산방지막은 증착 또는 졸-겔 코팅(sol-gel coating) 등을 이용하여 형성한다.The diffusion barrier is formed by vapor deposition or sol-gel coating.

다음으로 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하다.Next, a preferred embodiment of the electron emitting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1∼도 4는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일실시예 및 다른 실시예로서 FEA형 전자 방출 소자를 나타내며, 도 5∼도 6은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 또 다른 실시예로서 SCE형 전자 방출 소자를 나타낸다.1 to 4 show an FEA type electron emitting device as one embodiment and another embodiment of the electron emitting device according to the present invention, and FIGS. 5 to 6 are SCEs as another embodiment of the electron emitting device according to the present invention. Type electron emission element is shown.

먼저 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일실시예인 FEA형 전자 방출 소자는 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판(20) 및 제2기판(22)과, 상기 제1기판(20) 상에 소정의 간격으로 형성되는 다수의 캐소드 전극인 제1전극(24)과, 절연막(25)을 사이에 두고 상기 제1전극(24) 위에 교차하는 패턴으로 형성되는 다수의 게이트 전극인 제2전극(26)과, 상기 제2전극(26)과 교차하는 부분의 제1전극(26) 위에 형성되는 전자방출부(28)와, 상기 제2기판(22) 상에 형성되는 애노드 전극(30)과, 상기 애노드 전극(30)의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막(33)과, 상기 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이에 설치되고 상기 전자방출부(28)를 벗어난 위치에 설치되는 스페이서(60)와, 절연층(50)을 사이에 두고 상기 제1기판(20)의 제1전극(24) 및 제2전극(26) 위에 형성되며 상기 전자방출부(28)에서 방출된 전자빔이 통과하는 빔통과공(41)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 집속전극(40)을 포함하여 이루어진다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, an FEA type electron emitting device, which is an embodiment of an electron emitting device according to the present invention, includes a first substrate 20 and a second substrate 22 disposed to face each other at a predetermined interval. The first electrode 24, which is a plurality of cathode electrodes formed on the first substrate 20 at predetermined intervals, and the insulating layer 25 interposed therebetween, are formed in a pattern crossing the first electrode 24. The second electrode 26, which is a plurality of gate electrodes, an electron emission unit 28 formed on the first electrode 26 at a portion intersecting the second electrode 26, and the second substrate 22. An anode electrode 30 formed on the substrate, a fluorescent film 33 formed in a predetermined pattern on one surface of the anode electrode 30, and provided between the first substrate 20 and the second substrate 22 The first electrode 24 and the second electrode 26 of the first substrate 20 with a spacer 60 interposed therebetween and an insulating layer 50 interposed therebetween. And a focusing electrode 40 formed thereon, the beam passing holes 41 through which the electron beam emitted from the electron emission unit 28 passes, arranged in a predetermined pattern.

상기 집속전극(40)은 포커싱(focusing)전극으로서 상기 전자 방출원(28)에서 방출되는 전자빔의 집속 성능을 높이는 역할과 애노드 전극(30)의 전계를 차폐하는 역할을 한다. 상기 집속전극(40)은 제2게이트 전극으로 기능하는 것도 가능하다.The focusing electrode 40 serves as a focusing electrode to enhance the focusing performance of the electron beam emitted from the electron emission source 28 and to shield the electric field of the anode electrode 30. The focusing electrode 40 may also function as a second gate electrode.

상기 집속전극(40)과 게이트 전극인 제2전극(26) 사이에는 전기적인 절연을 위하여 절연층(50)을 형성한다. 상기 절연층(50)에는 상기 전자방출부(28)에 대응되는 위치에 빔통과공을 형성한다.An insulating layer 50 is formed between the focusing electrode 40 and the second electrode 26 as a gate electrode for electrical insulation. A beam through hole is formed in the insulating layer 50 at a position corresponding to the electron emission unit 28.

상기 절연층(50)은 대략 수십㎛ 정도의 두께를 갖는 후막으로 형성한다.The insulating layer 50 is formed of a thick film having a thickness of about several tens of micrometers.

그리고 상기 절연층(50)과 게이트 전극인 제2전극(26) 사이에는 대략 수㎛ 정도의 두께를 갖는 박막으로 확산방지막(52)을 형성한다.In addition, a diffusion barrier 52 is formed between the insulating layer 50 and the second electrode 26, which is a gate electrode, with a thin film having a thickness of about several μm.

상기 확산방지막(52)은 폴리이미드, BCB(benzocyclobutene), SiO2, Si3N4, SiO 등의 절연물질을 이용하여 형성하고, CVD 증착이나 졸-겔 코팅(sol-gel coating) 등을 이용하여 형성한다.The diffusion barrier 52 is formed by using an insulating material such as polyimide, benzocyclobutene (BCB), SiO 2 , Si 3 N 4 , SiO, and the like, using CVD deposition or sol-gel coating. To form.

즉 상기 제2전극(26)을 형성한 다음에, 박막의 확산방지막(52)을 형성하고, 확산방지막(52) 위에 후막의 절연층(50)을 형성한다.That is, after the second electrode 26 is formed, a thin film diffusion barrier 52 is formed, and a thick insulating layer 50 is formed on the diffusion barrier 52.

상기와 같이 박막의 확산방지막(52)을 형성하게 되면, 후막의 절연층(50)을 형성하고 소성을 행하는 공정에서 하부에 형성된 제2전극(26)의 전극물질이 절연층(50)으로 확산되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 따라서 제2전극(26)과 집속전극(40)이 단락하는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능하다.When the diffusion barrier 52 of the thin film is formed as described above, the electrode material of the second electrode 26 formed below is diffused into the insulating layer 50 in the process of forming and baking the insulating layer 50 of the thick film. It is possible to prevent it from becoming. Therefore, it is possible to reliably prevent the short circuit between the second electrode 26 and the focusing electrode 40.

그리고 절연층(50)을 형성하는 과정에서 국부적으로 절연물질이 형성되지 않는 경우에도 제2전극(26)과 집속전극(40) 사이의 단락을 방지하는 것이 가능하다.In addition, even when the insulating material is not locally formed in the process of forming the insulating layer 50, it is possible to prevent a short circuit between the second electrode 26 and the focusing electrode 40.

상기에서 제1전극(24) 및 제2전극(26)과, 전자방출부(28), 집속전극(40)은 제2기판(22)을 향하여 실제 전자를 방출하는 전자방출구조체를 구성한다.In the above, the first electrode 24 and the second electrode 26, the electron emission unit 28, and the focusing electrode 40 form an electron emission structure that emits actual electrons toward the second substrate 22.

그리고 애노드 전극(30)과 형광막(32)은 상기 제1기판(20)의 전자방출구조체에서 방출된 전자에 의해 발광하는 발광구조체를 구성한다.The anode electrode 30 and the fluorescent film 32 form a light emitting structure that emits light by electrons emitted from the electron emitting structure of the first substrate 20.

상기 제1전극(24) 및 제2전극(26)은 스트라이프 패턴으로 형성하며, 서로 직교하는 방향으로 배열하여 형성한다. 예를 들면 상기 제1전극(24)은 도 1의 X축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성하고, 상기 제2전극(26)은 도 1의 Y축 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성한다.The first electrode 24 and the second electrode 26 are formed in a stripe pattern and arranged in a direction perpendicular to each other. For example, the first electrode 24 is formed in a stripe pattern along the X-axis direction of FIG. 1, and the second electrode 26 is formed in a stripe pattern along the Y-axis direction of FIG. 1.

상기 제1전극(24) 및 제2전극(26)의 사이에는 제1기판(20)의 전체 면적에 걸쳐서 절연막(25)을 형성한다.An insulating film 25 is formed between the first electrode 24 and the second electrode 26 over the entire area of the first substrate 20.

상기에서 제1전극(24)과 제2전극(26)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극인 제1전극(24) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자방출부(28)를 형성하고, 상기 절연막(25)과 게이트 전극인 제2전극(26)에는 각 전자방출부(28)에 대응하는 개구부를 형성하여 제1기판(20) 상에 전자방출부(28)가 노출되도록 한다.If the cross region of the first electrode 24 and the second electrode 26 is defined as the pixel region, at least one electron emission unit 28 is formed in each pixel region over the first electrode 24 as the cathode electrode. In addition, an opening corresponding to each electron emission part 28 is formed in the insulating layer 25 and the second electrode 26 as a gate electrode so that the electron emission part 28 is exposed on the first substrate 20.

도면에서는 전자방출부(28)가 원형으로 형성되고, 각 화소 영역에서 제1전극(24)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 구성으로 나타냈지만, 전자방출부(28)의 평면 형상과 화소 영역당 개수 및 배열 형태 등은 도면에 나타낸 예에 한정되지 않는다.In the figure, although the electron emission unit 28 is formed in a circular shape and arranged in a line along the longitudinal direction of the first electrode 24 in each pixel area, the planar shape and the pixel area of the electron emission unit 28 are shown. The number of sugars and the arrangement form are not limited to the examples shown in the drawings.

상기 전자방출부(28)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질로써 탄소계 물질 또는 나노물질(나노미터 사이즈 물질)등으로 이루어진다. 상기 전자방출부(28)로 사용하는 바람직한 물질로는 흑연(graphite), 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Liked Carbon), C60(fulleren) 등의 탄소계 물질 또는 탄소나노튜브(CNT;Carbon Nanotube), 흑연 나노파이버, 실리콘 나노와이어 등의 나노물질 및 이들의 조합 물질이 있다.The electron emission unit 28 is a material that emits electrons when an electric field is applied in a vacuum, and is made of a carbon-based material or a nanomaterial (nanometer size material). Preferred materials used for the electron emission unit 28 include carbon-based materials such as graphite, diamond, diamond like carbon (DLC), C 60 (fulleren), or carbon nanotubes (CNT; Carbon). Nanotubes), graphite nanofibers, silicon nanowires and the like, and combinations thereof.

또 상기에서는 제1기판(20)에 캐소드 전극인 제1전극(24)을 형성하고 그 위에 절연막(25)을 사이에 두고 게이트 전극인 제2전극(26)을 형성하는 것으로 설명하였지만, 제1기판(20)에 게이트 전극인 제2전극(26)을 형성하고 그 위에 절연막을 사이에 두고 캐소드 전극인 제1전극(24)을 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 제1전극(24)과 제2전극(26)의 교차영역 부분의 캐소드 전극인 제1전극(24) 표면에 직접 전자방출부(28)를 형성한다.In the above description, the first electrode 24 as the cathode electrode is formed on the first substrate 20 and the second electrode 26 as the gate electrode is formed with the insulating film 25 therebetween. It is also possible to form the second electrode 26 as the gate electrode on the substrate 20 and to form the first electrode 24 as the cathode electrode with an insulating film therebetween. In this case, the electron emission part 28 is directly formed on the surface of the first electrode 24 which is the cathode electrode of the cross region of the first electrode 24 and the second electrode 26.

그리고 상기 제1기판(20)에 대향하는 제2기판(22)의 일면에는 형광막(32)과 흑색영역(33)이 형성되고, 형광막(32)과 흑색영역(33) 일면에는 알루미늄과 같은 도전성을 갖는 금속막으로 이루어지는 애노드 전극(30)이 형성된다. 상기 애노드 전극(30)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받으며, 형광막(32)에서 방사된 가시광 중 제1기판(20)을 향해 방사된 가시광을 제2기판(22)쪽으로 반사시켜 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다.A fluorescent film 32 and a black region 33 are formed on one surface of the second substrate 22 facing the first substrate 20, and aluminum and a surface of the fluorescent film 32 and the black region 33 are formed on one surface of the second substrate 22. An anode electrode 30 made of a metal film having the same conductivity is formed. The anode electrode 30 receives a high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside, and reflects the visible light emitted toward the first substrate 20 of the visible light emitted from the fluorescent film 32 toward the second substrate 22. It serves to increase the luminance of.

한편, 애노드 전극(30)은 금속막이 아닌 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 광투과율이 우수한 투명한 도전막으로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 상기 애노드 전극은 제2기판(22)을 향한 형광막(32)과 흑색영역(33)의 일면에 위치하며, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성되는 것도 가능하다.Meanwhile, the anode electrode 30 may be formed of a transparent conductive film having excellent light transmittance, such as indium tin oxide (ITO), but not a metal film. In this case, the anode electrode is positioned on one surface of the fluorescent film 32 and the black region 33 facing the second substrate 22, and may be formed in plural in a predetermined pattern.

상기 제2기판(22)에 형성되는 형광막(32)은 적색(R) 형광막(32R), 녹색(G) 형광막(32G), 청색(B) 형광막(32B)을 소정의 간격을 두고 차례로 교대로 배열하여 이루어진다. 상기 각각의 형광막(32R), (32G), (32B) 사이에는 콘트라스트 향상을 위하여 흑색영역(33)을 형성한다.The fluorescent film 32 formed on the second substrate 22 has a predetermined interval between the red (R) fluorescent film 32R, the green (G) fluorescent film 32G, and the blue (B) fluorescent film 32B. And alternately arranged in turn. A black region 33 is formed between the fluorescent films 32R, 32G, and 32B to improve contrast.

상기 형광막(32)은 각 형광체가 소정의 패턴으로 배열되어 형성된다.The fluorescent film 32 is formed with each phosphor arranged in a predetermined pattern.

상기와 같이 구성되는 제1기판(20)과 제2기판(22)은 전자방출부(28)와 형광막(32)이 마주한 상태에서 소정의 간격을 두고 실링물질(frit)인 밀봉재(도면에 나타내지 않음)에 의해 접합되며, 그 사이에 형성되는 내부 공간은 배기시켜 진공상태를 유지한다.The first substrate 20 and the second substrate 22 configured as described above are sealing materials that are sealing materials (frit) at predetermined intervals in a state where the electron emission unit 28 and the fluorescent film 32 face each other (as shown in the drawing). (Not shown), and the internal space formed therebetween is evacuated to maintain a vacuum state.

그리고 제1기판(20)과 제2기판(22)의 간격을 일정하게 유지시키기 위하여 상기 스페이서(60)를 제1기판(20)과 제2기판(22)의 사이에 소정의 간격으로 배열하여 설치한다. 상기 스페이서(60)는 화소의 위치 및 전자빔의 경로를 피하여 비발광 영역에 설치하는 것이 바람직하다.The spacer 60 is arranged at a predetermined interval between the first substrate 20 and the second substrate 22 in order to maintain a constant distance between the first substrate 20 and the second substrate 22. Install. The spacer 60 may be disposed in the non-light emitting area, avoiding the position of the pixel and the path of the electron beam.

상기 스페이서(60)는 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이,상기 제1기판(20)과 제2기판(22)을 지지하여 일정한 간격을 유지하도록 설치된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the spacers 60 are installed to support the first substrate 20 and the second substrate 22 to maintain a constant interval.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 다른 실시예는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 일실시예에 있어서 상기 제1전극(24)과 제2전극(26) 사이에 형성되는 절연막(25)의 하부에 확산방지막(54)을 형성한다.Another embodiment of the electron emission device according to the present invention is an insulating film formed between the first electrode 24 and the second electrode 26 in the above-described embodiment as shown in FIGS. A diffusion barrier 54 is formed under the 25.

즉 상기 제1전극(24)과 절연막(25) 사이에 절연물질로 이루어지는 박막의 확산방지막(54)을 형성한다.That is, a thin film diffusion barrier 54 made of an insulating material is formed between the first electrode 24 and the insulating film 25.

상기 확산방지막(54)는 상기 확산방지막(52)과 마찬가지로 대략 수㎛ 정도의 두께를 갖는 박막으로 형성하고, 폴리이미드, BCB(benzocyclobutene), SiO2, Si3N4, SiO 등의 절연물질을 이용하여 형성하고, CVD 증착이나 졸-겔 코팅(sol-gel coating) 등을 이용하여 형성한다.The diffusion barrier film 54 is formed of a thin film having a thickness of about several μm, similar to the diffusion barrier film 52, and may be formed of an insulating material such as polyimide, benzocyclobutene (BCB), SiO 2 , Si 3 N 4 , and SiO. It is formed using a CVD deposition, sol-gel coating (sol-gel coating) or the like.

상기 확산방지막(54)은 제1전극(24)을 형성한 다음 절연막(25)을 형성하기 전에 형성한다.The diffusion barrier 54 is formed after forming the first electrode 24 and before forming the insulating layer 25.

상기와 같이 확산방지막(54)을 형성하게 되면, 대략 수십㎛ 정도 두께의 후막으로 절연막(25)을 형성하고 소성하는 과정에서 제1전극(24)의 전극물질이 절연막(25)쪽으로 확산하여 제1전극(24)과 절연막(25) 위에 형성되는 제2전극(26)이 서로 단락되는 것을 방지하는 것이 가능하다.When the diffusion barrier film 54 is formed as described above, the electrode material of the first electrode 24 diffuses toward the insulating film 25 in the process of forming and baking the insulating film 25 with a thick film having a thickness of about several tens of micrometers. It is possible to prevent the first electrode 24 and the second electrode 26 formed on the insulating film 25 from being shorted to each other.

상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.Also in the above-described other embodiments, the present invention can be implemented in the same configuration as the above-described embodiment except for the above-described configuration, and thus detailed description thereof will be omitted.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 또 다른 실시예인 SCE형 전자 방출 소자는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판(20) 및 제2기판(22)과, 상기 제1기판(20) 상에 소정의 간격을 두고 서로 대향하여 형성되는 제1전극(72) 및 제2전극(74)과, 상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)에 연결되어 형성되는 전자방출부(78)와, 상기 제2기판(22) 상에 형성되는 애노드 전극(30)과, 상기 애노드 전극(30)의 일면에 소정의 패턴으로 형성되는 형광막(32)과, 절연층(50)을 사이에 두고 상기 제1기판(20)의 제1전극(72) 및 제2전극(74) 위에 형성되며 상기 전자방출부(78)에서 방출된 전자빔이 통과하는 빔통과공(41)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 집속전극(40)과, 상기 제1기판(20)과 제2기판(22) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서(60)를 포함하여 이루어진다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, the SCE type electron emitting device, which is another embodiment of the electron emitting device according to the present invention, has a first substrate 20 and a second substrate 22 disposed to face each other at a predetermined interval. And a first electrode 72 and a second electrode 74 formed to face each other at a predetermined interval on the first substrate 20, and the first electrode 72 and the second electrode 74. An electron emission unit 78 connected to the anode, an anode electrode 30 formed on the second substrate 22, and a phosphor film 32 formed on a surface of the anode electrode 30 in a predetermined pattern. ) And an insulating layer 50 interposed therebetween, and are formed on the first electrode 72 and the second electrode 74 of the first substrate 20 to pass the electron beam emitted from the electron emission unit 78. A focusing electrode 40 formed by arranging the beam passing holes 41 in a predetermined pattern, and a spacer 60 for maintaining a constant distance between the first substrate 20 and the second substrate 22. It is made to include.

상기 제1전극(72)과 제2전극(74)은 상기 제1기판(20)의 동일 평면상에 형성된다.The first electrode 72 and the second electrode 74 are formed on the same plane of the first substrate 20.

상기에서 제1전극(72) 및 제2전극(74)에는 각각 표면의 일부를 덮으면서 서로 근접하도록 제1도전박막(73) 및 제2도전박막(75)을 형성하고, 상기 전자방출부(78)는 서로 근접하여 형성되는 상기 제1도전박막(73)과 제2도전박막(75) 사이에 상기 제1도전박막(73) 및 제2도전박막(75)과 연결되어 형성된다. 따라서 상기 전자방출부(78)는 제1도전박막(73) 및 제2도전박막(75)을 통하여 상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)에 전기적으로 연결된다.In the first electrode 72 and the second electrode 74, the first conductive thin film 73 and the second conductive thin film 75 are formed so as to be close to each other while covering a part of the surface, respectively, and the electron emitting portion ( 78 is formed to be connected to the first conductive thin film 73 and the second conductive thin film 75 between the first conductive thin film 73 and the second conductive thin film 75 which are formed in close proximity to each other. Therefore, the electron emission unit 78 is electrically connected to the first electrode 72 and the second electrode 74 through the first conductive thin film 73 and the second conductive thin film 75.

상기에서 제1전극(72) 및 제2전극(74)에 각각 전압을 인가하면, 제1도전박막(73)과 제2도전박막(75)을 통하여 작은 면적의 박막으로 형성되는 전자방출부(78) 의 표면과 수평으로 전류를 흐르면서 표면전도형 전자 방출이 이루어진다.When the voltage is applied to the first electrode 72 and the second electrode 74, respectively, the electron emission unit formed of a thin film having a small area through the first conductive thin film 73 and the second conductive thin film 75 ( 78) Surface conduction electron emission takes place while the current flows horizontally with the surface.

상기 제1전극(72)과 제2전극(74) 사이의 간격은 대략 수십nm~수백㎛ 정도의 범위에서 설정한다.An interval between the first electrode 72 and the second electrode 74 is set in a range of about several tens of nm to several hundreds of micrometers.

상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)은 전기적으로 도전성을 가진 다양한 재료가 사용가능하며, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 백금(Pt), 티탄(Ti), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag) 등의 금속 및 그 합금, 금속산화물로 이루어지는 인쇄도체 및 ITO 등의 투명전극 등이 모두 사용가능하다.The first electrode 72 and the second electrode 74 may be formed of various electrically conductive materials, and include nickel (Ni), chromium (Cr), gold (Au), molybdenum (Mo), and tungsten (W). ), Platinum (Pt), titanium (Ti), aluminum (Al), copper (Cu), metals such as palladium (Pd), silver (Ag) and alloys thereof, printed conductors made of metal oxides, and transparent electrodes such as ITO And the like can all be used.

상기 제1도전박막(73) 및 제2도전박막(75)은 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 도전성 재료를 이용한 미립자 박막으로 형성한다.The first conductive thin film 73 and the second conductive thin film 75 are formed of a particulate thin film using a conductive material such as nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), and palladium (Pd).

상기 전자방출부(78)는 흑연형 탄소나 탄소화합물 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 또 상기 전자방출부(78)는 상기한 일실시예와 마찬가지로, 그라파이트, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브, C60 등에서 선정하여 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 형성하는 것도 가능하다.The electron emitting portion 78 is preferably formed of graphite carbon, a carbon compound, or the like. In addition, the electron emission unit 78 may be formed of graphite, diamond, diamond-like carbon, carbon nanotubes, C 60 , or the like, alone or in combination of two or more, as in the above-described embodiment.

상기에서 제1전극(72) 및 제2전극(74), 제1도전박막(73) 및 제2도전박막(75), 전자방출부(78), 집속전극(40)은 제2기판(22)을 향하여 실제 전자를 방출하는 전자방출구조체를 구성한다.The first electrode 72, the second electrode 74, the first conductive thin film 73, the second conductive thin film 75, the electron emission unit 78, and the focusing electrode 40 may be formed on the second substrate 22. The electron-emitting structure that emits the actual electrons toward ().

그리고 애노드 전극(30)과 형광막(32)은 상기 제1기판(20)의 전자방출구조체에서 방출된 전자에 의해 발광하는 발광구조체를 구성한다.The anode electrode 30 and the fluorescent film 32 form a light emitting structure that emits light by electrons emitted from the electron emitting structure of the first substrate 20.

상기한 또 다른 실시예에 있어서도 상기 제1전극(72) 및 제2전극(74)과 상기 집속전극(40) 사이에 대략 수십㎛ 정도의 두께를 갖는 후막의 절연층(50)이 형성된다.In another embodiment described above, a thick insulating layer 50 having a thickness of about several tens of micrometers is formed between the first electrode 72, the second electrode 74, and the focusing electrode 40.

그리고 상기 절연층(50)과 상기 제1전극(72) 및 제2전극(74) 사이에는 대략 수㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 확산방지막(52)이 형성된다.A thin film diffusion barrier 52 having a thickness of about several μm is formed between the insulating layer 50, the first electrode 72, and the second electrode 74.

상기한 또 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예 및 다른 실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.Also in the above-described other embodiments, the present invention can be implemented in the same configurations as the above-described embodiments and other embodiments except for the above-described configuration, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

상기한 실시예에서 설명하지 않은 구체적인 구성은 일반적인 FEA형 전자 방출 소자나 SCE형 전자 방출 소자의 다양한 구성을 적용하여 실시하는 것이 가능하다.The specific configuration not described in the above embodiments can be implemented by applying various configurations of a general FEA type electron emission device or SCE type electron emission device.

상기에서는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of the electron emitting device according to the present invention has been described. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. This also belongs to the scope of the present invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 전자 방출 소자에 의하면, 후막의 절연층 및/또는 절연막을 형성하기 전에 박막의 확산방지막을 형성하므로, 확산방지막에 의하여 후막의 절연층 및/또는 절연막을 형성하고 소성하는 과정에서 하부에 형성된 전극의 전극물질이 상부로 확산하는 것을 방지하는 것이 가능하고, 전극 사이의 단락을 확실하게 방지할 수 있다.According to the electron-emitting device according to the present invention made as described above, the diffusion barrier of the thin film is formed before the insulating layer and / or the insulating film of the thick film is formed, thereby forming the insulating layer and / or insulating film of the thick film by the diffusion barrier film and firing In the process, it is possible to prevent the electrode material of the electrode formed in the lower portion from diffusing to the upper portion, it is possible to reliably prevent the short circuit between the electrodes.

그리고 본 발명에 따른 전자 방출 소자에 의하면, 후막의 절연층 및/또는 절연막에 더하여 박막의 확산방지막을 형성하므로, 절연성능이 향상되고 내전압 성능이 향상된다.In addition, according to the electron-emitting device according to the present invention, since the diffusion barrier of the thin film is formed in addition to the insulating layer and / or the insulating film of the thick film, the insulating performance is improved and the withstand voltage performance is improved.

본 발명에 따른 전자 방출 소자에 의하면, 박막의 확산방지막을 형성한 다음에 후막의 절연층 및/또는 절연막을 형성하므로, 후막의 절연층 및/또는 절연막을 형성하는 과정에서 국부적으로 결점이 발생하는 경우에도 전극 사이의 단락을 확실하게 방지하는 것이 가능하다.According to the electron-emitting device according to the present invention, since the diffusion barrier of the thin film is formed and then the insulating layer and / or the insulating film of the thick film is formed, local defects occur in the process of forming the insulating layer and / or the insulating film of the thick film. Even in this case, it is possible to reliably prevent a short circuit between the electrodes.

Claims (5)

소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 상에 형성되고 적어도 2개 이상의 전극과 제2기판을 향하여 실제 전자가 방출되는 전자방출부로 구성된 다수의 전자방출구조체와, 상기 제2기판 상에 형성되고 제1기판의 전자방출구조체에서 방출된 전자에 의해 발광하는 발광구조체를 포함하고,A plurality of electron emitting structures comprising a first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval, and an electron emitting portion formed on the first substrate and at least two or more electrodes and the electron emitting portion toward the second substrate And a light emitting structure formed on the second substrate and emitting light by electrons emitted from the electron emitting structure of the first substrate, 상기 전자방출구조체는 상기 제1기판 상에 서로 단락되지 않도록 형성되는 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1기판 상에 형성되고 제2기판을 향하여 실제 전자가 방출되는 전자방출부와, 상기 제1전극 및 제2전극과 절연층을 사이에 두고 형성되고 상기 전자방출부에서 방출되어 상기 제2기판쪽으로 진행하는 전자빔을 집속시키는 집속전극을 포함하고,The electron emitting structure includes a first electrode and a second electrode formed on the first substrate so as not to be short-circuited with each other, an electron emitting portion formed on the first substrate and emitting electrons toward the second substrate; A focusing electrode formed with a first electrode, a second electrode, and an insulating layer interposed therebetween and focusing an electron beam emitted from the electron emission part and traveling toward the second substrate; 상기 절연층과 상기 제1전극 및 제2전극 사이에는 절연물질로 이루어지는 박막의 확산방지막을 형성하는 전자 방출 소자.And an diffusion barrier of a thin film made of an insulating material between the insulating layer and the first and second electrodes. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전자방출구조체는 상기 제1기판 상에 소정의 간격으로 형성되는 다수의 제1전극과, 절연막을 사이에 두고 상기 제1전극 위에 교차하는 패턴으로 형성되는 다수의 제2전극과, 상기 제2전극과 교차하는 부분의 제1전극 위에 형성되는 전자방출부와, 절연층을 사이에 두고 상기 제2전극 위에 형성되며 상기 전자방출부에서 방출된 전자빔이 통과하는 빔통과공이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 집속전 극을 포함하고,The electron emission structure may include a plurality of first electrodes formed on the first substrate at predetermined intervals, a plurality of second electrodes formed in a pattern intersecting the first electrode with an insulating film interposed therebetween, and the second electrode. The electron emitting portion formed on the first electrode of the portion intersecting the electrode and the beam passing hole formed on the second electrode with the insulating layer interposed therebetween the electron beam emitted from the electron emitting portion passing through are arranged in a predetermined pattern. Includes a focusing pole formed, 상기 절연막과 상기 제1전극의 사이에는 절연물질로 이루어지는 박막의 확산방지막을 형성하는 전자 방출 소자.And a diffusion barrier of a thin film made of an insulating material between the insulating film and the first electrode. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 확산방지막은 증착 또는 졸-겔 코팅을 이용하여 형성하는 전자 방출 소자.The diffusion barrier layer is formed using an evaporation or sol-gel coating. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 확산방지막은 수㎛의 두께를 갖는 박막으로 형성하는 전자 방출 소자.The diffusion barrier layer is formed of a thin film having a thickness of several ㎛ electron emission device. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 확산방지막은 폴리이미드, BCB(benzocyclobutene), SiO2, Si3N4, SiO 중에서 선택하여 형성하는 전자 방출 소자.The diffusion barrier layer is formed by selecting from polyimide, BCB (benzocyclobutene), SiO 2 , Si 3 N 4 , SiO.
KR1020050035982A 2005-04-29 2005-04-29 Electron emission device KR20060113106A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050035982A KR20060113106A (en) 2005-04-29 2005-04-29 Electron emission device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050035982A KR20060113106A (en) 2005-04-29 2005-04-29 Electron emission device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060113106A true KR20060113106A (en) 2006-11-02

Family

ID=37651518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050035982A KR20060113106A (en) 2005-04-29 2005-04-29 Electron emission device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060113106A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7187115B2 (en) Electron emission device
US20050184647A1 (en) Electron emission device
US7696680B2 (en) Field emission device for high resolution display
JP4266993B2 (en) Electron emitter
KR20050104649A (en) Electron emission display device
US7511412B2 (en) Electron emission device with enhanced focusing electrode structure
KR20070051049A (en) Electron emission display device
KR20060113106A (en) Electron emission device
KR101155921B1 (en) Electron emission display device
JP2007123276A (en) Spacer and electron emission display
KR20060096884A (en) Electron emission device
KR100903615B1 (en) Spacer for electron emission display and Electron emission display
KR20060096886A (en) Electron emission device
KR20050113716A (en) Electron emission device and manufacturing methode of the same
KR20060037862A (en) Electron emission display device and method of fabricating the same
KR20050112450A (en) Electron emission device and electron emission display having beam focus structure using dielectric layer
KR20070043328A (en) Electron emission device and electron emission display device using the same
KR20070023313A (en) Vacuum Envelop and Electron Emission Display Device Using The Same
KR20060104072A (en) Electron emission device
KR20070111858A (en) Electron emission display device
JP2004227822A (en) Image display apparatus
KR20060103635A (en) Electron emission device and method for manufacturing of the same
KR20050077962A (en) Field emission display device
KR20060060485A (en) Electron emission device
KR20050093442A (en) Electron emission display device and process of the same

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination