KR20060124967A - Electron emitting device, and method of manufacturing the same - Google Patents

Electron emitting device, and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20060124967A
KR20060124967A KR1020050046684A KR20050046684A KR20060124967A KR 20060124967 A KR20060124967 A KR 20060124967A KR 1020050046684 A KR1020050046684 A KR 1020050046684A KR 20050046684 A KR20050046684 A KR 20050046684A KR 20060124967 A KR20060124967 A KR 20060124967A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electron emission
electrode
electrode portion
emission source
substrate
Prior art date
Application number
KR1020050046684A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유미애
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 KR1020050046684A priority Critical patent/KR20060124967A/en
Publication of KR20060124967A publication Critical patent/KR20060124967A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/304—Field-emissive cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30403—Field emission cathodes characterised by the emitter shape

Abstract

An electron emitting device and a method for manufacturing the same are provided to prevent abnormal emission effect by focusing electrons emitted from an electron emission source. An anode electrode(180) and a phosphor layer(170) are formed on a first substrate(190). A second substrate(210) is disposed apart from the first substrate. A cathode electrode(230) of a stripe type is disposed in one direction on one side of the second substrate. A gate electrode(250) of a stripe type is extended across the cathode electrode on the first substrate. An insulating layer(240) is disposed between the cathode electrode and the gate electrode. An electron emission source(260c) is installed on the cathode electrode. The cathode electrode includes a transparent electrode part and a focusing electrode part. The transparent electrode part is installed at a lower side of the electron emission source. The focusing electrode part is formed at a position higher than a position of the electron emission source.

Description

전자 방출 소자 및 그 제조 방법{Electron emitting device, and method of manufacturing the same}Electron emitting device and method of manufacturing the same {Electron emitting device, and method of manufacturing the same}

도 1은 종래 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional electron emitting device.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electron emitting device according to a first embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 8은 도 2에 도시된 전자 방출 소자의 제조 방법을 단계적으로 보여주는 도면. 3 to 8 are steps of a method of manufacturing the electron emission device shown in FIG.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도. Fig. 9 is a sectional view schematically showing the configuration of an electron emitting device according to the first embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도. Fig. 10 is a sectional view schematically showing the configuration of an electron emitting device according to the first embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

5, 201: 제1 패널 6, 202: 제2 패널5, 201: first panel 6, 202: second panel

10, 210: 제 2 기판 20: 캐소오드 전극10, 210: second substrate 20: cathode electrode

30, 240: 절연층 31, 231: 전자 방출원 홀30, 240: insulation layers 31, 231: electron emission source holes

40, 250: 게이트 전극 50: 전자 방출원 금속 팁40, 250: gate electrode 50: electron emission source metal tip

60, 192: 스페이서 70, 170: 형광체60, 192: spacer 70, 170: phosphor

80, 180: 애노드 전극 90, 190: 제1 기판80, 180: anode electrode 90, 190: first substrate

220: 투명 전극부 225: 불투명 전극부220: transparent electrode portion 225: opaque electrode portion

230: 집속 전극부 232: 저항층230: focusing electrode portion 232: resistance layer

260a: 카본 페이스트 260c: 전자 방출원260a: carbon paste 260c: electron emission source

270: 마스크 패턴 290: 발광 공간270: mask pattern 290: luminous space

본 발명은 전자 방출 소자(Electron Emission Device) 및 이를 제작하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자의 방출량이 많고 구동 전압이 낮은 전자 방출 소자 및 이를 제작하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emission device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an electron emission device having a large amount of electron emission and a low driving voltage, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 전자 방출 소자는 전자 방출원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는, 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 includes a method using a hot cathode and a cold cathode as an electron emission source. Examples of electron-emitting devices using a cold cathode include field emitter array (FEA), surface conduction emitter (SCE) type, metal insulator metal (MIM) type, metal insulator semiconductor (MIS) type, and ballistic electron surface emitting (BSE) type. ) And the like are known.

상기 FEA형은 일함수(Work Function)가 낮거나 베타 함수(?? Function)가 높은 물질을 전자 방출원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계 차이에 의하여 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 등을 주된 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁(tip)구조물이나 그래파이트(graphite), DLC(Diamond Like Carbon) 등의 탄소계 물질 그리고 최근 나노 튜브(Nano Tube)나 나노와이어(Nano Wire)등의 전자 방출원 홀(31)에 상기 캐소드 전극과 통전나노 물질을 전자 방출원으로 적용한 소자가 개발되고 있다. The FEA type uses the principle that electrons are easily released due to electric field difference in vacuum when a material having a low work function or a high beta function is used as an electron emission source. Molybdenum (Mo), Tip structure with the main material made of silicon (Si) etc., carbon-based materials such as graphite and DLC (Diamond Like Carbon), and recent nano tube or nano wire The device which applies the said cathode electrode and the electrically-conductive nanomaterial as an electron emission source in the electron emission source hole 31, etc. is developed.

상기 SCE형은 제1 기판 위에 서로 마주보며 배치된 제1 전극과 제2 전극 사이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출원을 형성한 소자이다. 상기 소자는 상기 전극들에 전압을 인가하여 상기 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 미세 균열인 전자 방출원으로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다. The SCE type is a device in which an electron emission source is formed by providing a conductive thin film between a first electrode and a second electrode disposed to face each other on a first substrate and providing a micro crack in the conductive thin film. The device uses a principle that electrons are emitted from an electron emission source that is a micro crack by applying a voltage to the electrodes to flow a current to the surface of the conductive thin film.

상기 MIM형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출 원을 형성하고, 유전층을 사이에 두고 위치하는 두 금속 또는 금속과 반도체 사이에 전압을 인가할 때 높은 전자 전위를 갖는 금속 또는 반도체로부터, 낮은 전자 전위를 갖는 금속 방향으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한 소자이다. The MIM type and the MIS type electron emission devices each form an electron emission source having a metal-dielectric layer-metal (MIM) and metal-dielectric layer-semiconductor (MIS) structure, and are disposed between two metals or metals with a dielectric layer interposed therebetween. When a voltage is applied between semiconductors, a device using the principle of emitting electrons is moved and accelerated from a metal or semiconductor having a high electron potential toward a metal having a low electron potential.

상기 BSE형은 반도체의 사이즈를 반도체 중의 전자의 평균 자유 행정 보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여, 오믹(Ohmic) 전극 상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자 공급층을 형성하고, 전자 공급층 위에 절연층과 금속 박막을 형성하여 오믹 전극과 금속 박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다. The BSE type uses the principle that electrons travel without scattering when the size of the semiconductor is reduced to a dimension area smaller than the average free stroke of the electrons in the semiconductor, thereby forming an electron supply layer made of a metal or a semiconductor on an ohmic electrode. And an insulating layer and a metal thin film formed on the electron supply layer to emit electrons by applying power to the ohmic electrode and the metal thin film.

본 발명은 이중 FEA형의 전자 방출 소자와 관련된다. The present invention relates to a double FEA type electron emission device.

초기의 전자 방출 소자에서는 주로 텅스텐, 실리콘 또는 몰리브덴 등을 주 재질로 하여, 전계를 집중시키기 위해 예리한 선단을 갖는 이른바 스핀트(Spindt)타입의 금속 팁 형상의 전자 방출원을 사용하였는데, 이러한 초기의 전계 방출 표시소자가 도 1에 도시되어 있다. In the early electron-emitting devices, tungsten, silicon, or molybdenum were mainly used, and so-called spindt-type metal tip-shaped electron emission sources having sharp tips were used to concentrate the electric field. The field emission display is shown in FIG.

도 1에 도시된 종래의 전자 방출 표시소자(100)는 상판(5)과 하판(6)을 구비하며, 상기 상판(5)은 상면기판(90), 상기 상면기판(90)의 하면에 형성된 애노드 전극(80), 상기 애노드 전극(80)상에 도포된 형광체층(70)을 구비한다. The conventional electron emission display device 100 illustrated in FIG. 1 includes an upper plate 5 and a lower plate 6, and the upper plate 5 is formed on the upper substrate 90 and the lower surface of the upper substrate 90. An anode electrode 80 and a phosphor layer 70 coated on the anode electrode 80 are provided.

상기 하판(6)은 상기 상면기판과 대향하여 평행하게 배치된 하면기판(10), 상기 하면기판(10)상에 스트라이프 형태로 형성된 캐소드 전극(20), 상기 캐소드 전극(20)상에 형성된 복수의 전자 방출원 홀(31)을 갖는 절연체층(30), 상기 절연체층(30)상에 상기 전자 방출원 홀(31)을 제외한 부분에 상기 캐소드 전극(20)과 교차하도록 스트라이프 형태로 형성된 게이트 전극(40), 상기되도록 형성된 금속 팁 형상의 전자 방출원(50)을 구비한다. The lower plate 6 includes a lower substrate 10 disposed in parallel with the upper substrate, a cathode electrode 20 formed in a stripe shape on the lower substrate 10, and a plurality of cathode electrodes 20 formed on the lower substrate 10. An insulator layer (30) having an electron emission source hole (31), and a gate formed in a stripe shape on the insulator layer (30) to intersect the cathode electrode (20) except for the electron emission source hole (31). The electrode 40 is provided with an electron emission source 50 in the shape of a metal tip.

상기 상판(5)과 하판(6)사이에는 대기압보다 낮은 진공상태가 유지되며, 상기 상판(5)과 하판(6)사이의 진공상태에 의해 발생되는 압력을 지지하고, 발광공간을 확보하기 위해 상기 상판과 하판을 지지하는 스페이서(60)가 배치된다. A vacuum lower than atmospheric pressure is maintained between the upper plate 5 and the lower plate 6, and to support the pressure generated by the vacuum state between the upper plate 5 and the lower plate 6, and to secure a light emitting space. Spacers 60 supporting the upper and lower plates are disposed.

도 1 에 도시된 초기의 금속 팁 형상의 전자 방출원(50)을 제조하기 위해서는 전자 방출원이 배치되는 극 미세한 홀이 형성되어야 하며, 상기 홀에 몰리브덴을 증착하여 화면 전 영역에서 균일한 금속 마이크로 팁을 형성시켜야만 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고 고난도의 기술을 필요로 할 뿐만 아니라, 고가의 장비를 사용하여야 함에 따라 제품제조단가가 상승하는 문제점이 있어 대화면화 하는데 제 약이 있는 것으로 지적되었다. 이에 따라 전자 방출 소자에 대하여 저전압의 구동 조건에서도 양질의 전자 방출을 얻을 수 있고, 제조공정도 간략히 하기 위한, 상기 전자 방출원(50)을 필름형태의 전자 방출원으로 형성하는 기술을 연구 개발하였다. In order to manufacture the initial metal tip-shaped electron emission source 50 shown in FIG. 1, an extremely fine hole in which the electron emission source is disposed must be formed, and molybdenum is deposited in the hole to uniform metal micros in the entire area of the screen. It is pointed out that there is a problem in that the manufacturing process is complicated and requires a high level of technology because of the need to form a tip, and that the manufacturing cost of the product increases due to the use of expensive equipment. Accordingly, the researches and development techniques for forming the electron emission source 50 into a film-type electron emission source to obtain high-quality electron emission even at low voltage driving conditions and to simplify the manufacturing process for the electron emission device. .

상기 필름 형태의 전자 방출원으로는 탄소계 물질, 대표적으로는 그래파이트. 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 및 카본 나노 튜브 등이 적합한 것으로 알려져 있으며, 이 가운데 특히 카본 나노 튜브는 끝단의 곡률 반경이 극히 미세하여 10V 내지50V 정도의 외부전압에서도 전자방출이 원활하게 일어나는 것으로 알려져 있고, 화학적으로 안정하며, 기계적으로도 강한 특성을 갖고 있기 때문에, 전자 방출원으로서 가장 이상적인 물질로 기대되고 있다. The film-emitting electron emitters are carbon-based materials, typically graphite. Diamonds, diamond-like carbons and carbon nanotubes are known to be suitable. Among them, carbon nanotubes have a very small radius of curvature at the ends, so that electron emission occurs smoothly even at an external voltage of about 10V to 50V. Because of its stable and mechanically strong properties, it is expected to be the most ideal material as an electron emission source.

한편, 게이트 전극과 캐소오드 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 전자 방출원에서 방출되는 전자는 초기에 게이트 전극을 향해 진행하다가 애노드 전극의 강한 (+) 전위에 이끌려 애노드 전극을 향하여 움직이게 된다. 그런데, 탄소계 물질로 전자 방출원을 형성하는 경우에는 전자의 방출 방향이 애노드 방향으로 집속 되지 못하게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전자 방출원의 표면 처리를 하여 탄소계 물질의 단부가 전방을 향하도록 엑티베이션(activation) 공정을 도입하고 있으나, 이것만으로는 한계가 있다. 이에 이러한 전자의 집속을 위한 새로운 구조의 전자 방출 소자를 개발할 필요성이 크게 대두되고 있다. Meanwhile, electrons emitted from an electron emission source by an electric field formed between the gate electrode and the cathode electrode initially move toward the gate electrode and then move toward the anode electrode by being attracted to the strong (+) potential of the anode electrode. However, when the electron emission source is formed of a carbon-based material, there is a problem in that the emission direction of electrons cannot be focused in the anode direction. In order to solve this problem, an activation process is introduced such that the end of the carbon-based material is faced by treating the electron emission source, but this is a limitation. Therefore, the necessity of developing a new structure of the electron emitting device for the concentration of the electrons is emerging.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자 방출원에서 방출되는 전자들을 집속하여 이상 발광이나 전자 방출 효율이 감 소되는 것을 방지할 수 있는 새로운 구조의 전자 방출 소자를 제공하는 것이다. 또한, 이러한 전자 방출 소자를 간편한 공정으로 제작할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an electron emitting device having a new structure that can prevent the abnormal emission or electron emission efficiency is reduced by focusing electrons emitted from the electron emission source To provide. In addition, it is to provide a manufacturing method capable of manufacturing such an electron emitting device in a simple process.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 애노드 전극, 형광체층 및 보호층을 구비하는 제1 기판; 상기 제1 기판과 소정의 거리에 배치된 제2 기판; 상기 제2 기판의 일면에 일방향으로 연장된 스트라이프 형태로 배치된 캐소오드 전극; 상기 캐소오드 전극으로부터 상기 제1 기판 방향에 설치되고, 상기 캐소오드 전극과 교차하는 방향으로 연장된 스트라이프 형태로 형성된 게이트 전극; 상기 캐소오드 전극과 상기 케이트 전극 사이에 배치되어 두 전극들을 전기적으로 차단하는 절연층; 및 상기 캐소오드 전극 상에 설치된 전자 방출원을 포함하고, 상기 캐소오드 전극은 투명 전극부와 집속 전극부를 구비하며, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 하측에 설치되고, 상기 집속 전극부는 상기 전자 방출원보다 높이가 높게 형성된 전자 방출 소자를 제공함으로써 달성된다. An object of the present invention as described above, the first substrate having an anode electrode, a phosphor layer and a protective layer; A second substrate disposed at a predetermined distance from the first substrate; A cathode electrode disposed in a stripe shape extending in one direction on one surface of the second substrate; A gate electrode disposed in the direction of the first substrate from the cathode electrode and formed in a stripe shape extending in a direction crossing the cathode electrode; An insulating layer disposed between the cathode electrode and the gate electrode to electrically block the two electrodes; And an electron emission source provided on the cathode electrode, wherein the cathode electrode has a transparent electrode portion and a focusing electrode portion, the transparent electrode portion is provided below the electron emission source, and the focusing electrode portion is the electron It is achieved by providing an electron emitting device formed higher than the emitting source.

여기서, 상기 캐소오드 전극은 불투명 전극부를 더 구비하고, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 폭에 대응하는 폭을 가지는 스트라이프 형태로 형성되며, 상기 불투명 전극부는 상기 투명 전극부에 접한 스트라이프 형태로 형성된 것이 바람직하다. The cathode electrode further includes an opaque electrode portion, wherein the transparent electrode portion is formed in a stripe shape having a width corresponding to the width of the electron emission source, and the opaque electrode portion is formed in a stripe shape in contact with the transparent electrode portion. It is preferable.

여기서, 상기 게이트 전극 및 상기 절연층은 상기 집속 전극부의 상측에 형성된 것이 바람직하다. Here, the gate electrode and the insulating layer is preferably formed above the focusing electrode portion.

여기서, 상기 전자 방출원과 상기 집속 전극부의 사이에는 저항층이 더 형성된 것이 바람직하다. Here, it is preferable that a resistance layer is further formed between the electron emission source and the focusing electrode portion.

여기서, 상기 투명 전극부는 ITO로 만들어진 것이 바람직하다. Here, the transparent electrode portion is preferably made of ITO.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 기판, 캐소오드 전극, 절연층 및 게이트 전극을 형성하는 소재를 순차적으로 형성하는 단계(a); 상기 게이트 전극 소재의 상면에 소정의 두께로 포토 레지스트로 마스크 패턴을 형성하는 단계(b); 상기 마스크 패턴을 이용하여 게이트 전극, 절연층 및 캐소오드 전극을 부분 식각하여 전자 방출원 홀을 형성하는 단계(c); 카본 물질과 네가티브(negative) 감광성 물질을 혼합한 카본 페이스트를 상기 전자 방출원 홀에 도포하는 단계(d); 상기 카본 페이스트 중 전자 방출원을 형성할 부분만 선택적으로 노광하여 경화시키는 단계(e); 및 경화되지 않고 남아 있는 카본 페이스트와 포토레지스트를 제거하는 단계(f)를 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법을 제공함으로써 달성된다. In addition, the object of the present invention as described above, step (a) of sequentially forming a material forming the substrate, the cathode electrode, the insulating layer and the gate electrode; (B) forming a mask pattern on the upper surface of the gate electrode material with a photoresist having a predetermined thickness; (C) forming an electron emission hole by partially etching the gate electrode, the insulating layer, and the cathode electrode using the mask pattern; (D) applying a carbon paste mixed with a carbon material and a negative photosensitive material to the electron emission hole; Selectively exposing and curing only a portion of the carbon paste to form an electron emission source; And (f) removing the carbon paste and the photoresist remaining uncured.

여기서, 상기 단계(a)의 캐소오드 전극은 투명 전극부, 불투명 전극부 및 집속 전극부를 포함하고, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 폭에 대응하는 폭을 가지도록 형성된 것이 바람직하다. Here, the cathode electrode of step (a) preferably comprises a transparent electrode portion, an opaque electrode portion and a focusing electrode portion, the transparent electrode portion is preferably formed to have a width corresponding to the width of the electron emission source.

여기서, 상기 전자 방출원의 높이는, 상기 집속 전극부의 높이보다 낮게 형성된 것이 바람직하다. Here, the height of the electron emission source is preferably formed lower than the height of the focusing electrode portion.

여기서, 상기 단계(a)는, 자외선 또는 이-빔이 투과할 수 있는 소재로 만들어진 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 투명 전극부를 일방향으로 연장된 스트라이프 형태로 적층하는 단계; 상기 투명 전극부와 나란한 방향으로 상기 투명 전극부와 접하도록 불투명 전극부를 형성하는 단계; 상기 투명 전극부 상에 집속 전극부를 적층하는 단계; 상기 집속 전극부 상에 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 절연층 상에 상기 캐소오드 전극과 교차하는 방향으로 연장된 스트라이프 형태의 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. Here, the step (a) comprises the steps of preparing a substrate made of a material that can transmit ultraviolet or e-beam; Stacking transparent electrode portions on the substrate in a stripe shape extending in one direction; Forming an opaque electrode portion in contact with the transparent electrode portion in a direction parallel to the transparent electrode portion; Stacking a focusing electrode part on the transparent electrode part; Stacking an insulating layer on the focusing electrode part; And forming a stripe-shaped gate electrode extending in a direction crossing the cathode electrode on the insulating layer.

여기서, 상기 단계(e)의 노광 공정은 상기 불투명 전극부를 마스크 패턴으로 하여 투명 전극부 상에 도포된 카본 페이스트만을 선택적으로 경화시키면서 이루어지는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the exposure process of step (e) is performed while selectively curing only the carbon paste coated on the transparent electrode part using the opaque electrode part as a mask pattern.

여기서, 상기 단계(a)의 캐소오드 전극은 투명 전극부 및 집속 전극부를 포함하고, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 폭보다 넓게 형성된 것이 바람직하다. Here, the cathode electrode of step (a) preferably comprises a transparent electrode portion and a focusing electrode portion, the transparent electrode portion is preferably formed wider than the width of the electron emission source.

여기서, 상기 전자 방출원의 높이는, 상기 집속 전극부의 높이보다 낮게 형성된 것이 바람직하다. Here, the height of the electron emission source is preferably formed lower than the height of the focusing electrode portion.

여기서, 상기 단계(a)는, 자외선 또는 이-빔이 투과할 수 있는 소재로 만들어진 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 투명 전극부를 일방향으로 연장된 스트라이프 형태로 적층하는 단계; 상기 투명 전극부 상에 집속 전극부를 적층하는 단계; 상기 집속 전극부 상에 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 절연층 상에 상기 캐소오드 전극과 교차하는 방향으로 연장된 스트라이프 형태의 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. Here, the step (a) comprises the steps of preparing a substrate made of a material that can transmit ultraviolet or e-beam; Stacking transparent electrode portions on the substrate in a stripe shape extending in one direction; Stacking a focusing electrode part on the transparent electrode part; Stacking an insulating layer on the focusing electrode part; And forming a stripe-shaped gate electrode extending in a direction crossing the cathode electrode on the insulating layer.

여기서, 상기 단계(a)의 적층 공정은, 스크린 프린팅 또는 스퍼터링에 의해 수행되는 것이 바람직하다. Here, the lamination process of step (a) is preferably performed by screen printing or sputtering.

여기서, 상기 단계(b)의 마스크 패턴의 형성은, 포토레지스트를 도포하고 UV나 이-빔을 이용하여 선택적으로 경화시켜 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에 의해 수행되는 것이 바람직하다. Here, the formation of the mask pattern of step (b) is preferably performed by a photolithography process of forming a pattern by applying a photoresist and selectively curing using UV or E-beam.

여기서, 상기 단계(c)의 식각 공정은, 습식 식각, 건식 식각 또는 이온 빔 등을 이용하는 마이크로 머시닝 방식에 의해 이루어지는 것이 바람직하다. The etching process of step (c) is preferably performed by a micromachining method using wet etching, dry etching, or ion beam.

여기서, 상기 단계(d)의 카본 페이스트 도포 공정은, 바인더 등의 유기물질이 함유되어 소정의 점도 이상의 점성을 가지는 카본 페이스트를 사용하여 스크린 프린팅에 의해 수행될 수도 있다. Here, the carbon paste coating process of step (d) may be performed by screen printing using a carbon paste containing an organic material such as a binder and having a viscosity of a predetermined viscosity or more.

또는, 위의 카본 페이스트를 도포하고 선택적으로 경화시키는 방식 대신 CVD(Chemical Vapor Deposition) 성장 방법에 의해 전자 방출원을 형성하는 것도 가능하다. Alternatively, the electron emission source may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) growth method instead of applying the carbon paste and selectively curing the carbon paste.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 부재 중 종래기술에서 언급한 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부재번호를 사용한다. Hereinafter, preferred embodiments of the electron emission device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same member number is used for the same members as those mentioned in the prior art among the members mentioned below.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자의 개략적인 구성을 보여주는 도면이 도시되어 있다. 2 is a view showing a schematic configuration of an electron emitting device according to a first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 방출 소자(200)는 나란하게 배치되어 진공인 발광 공간(210)을 형성하는 제1 패널(201) 및 제2 패널(202)과, 상기 제1 패널(201) 및 제2 패널(202) 사이의 간격을 유지하여 주는 스페이서(192)를 구비한다. As shown in FIG. 2, the electron emission devices 200 according to the first exemplary embodiment of the present invention are arranged side by side to form a first panel 201 and a second panel 202 which form a light emitting space 210 that is a vacuum. ) And a spacer 192 which maintains a gap between the first panel 201 and the second panel 202.

상기 제1 패널(201)은 제1 기판(190), 상기 제1 기판(190)의 하면(190a)에 배치된 애노드 전극(180), 상기 애노드 전극의 하면(180a)에 배치된 형광체층(170)을 구비한다. The first panel 201 includes a first substrate 190, an anode electrode 180 disposed on the bottom surface 190a of the first substrate 190, and a phosphor layer disposed on the bottom surface 180a of the anode electrode ( 170).

상기 제2 패널(202)은, 내부 공간을 갖도록 소정의 간격을 두고 상기 제1 기판(190)과 대향하여 평행하게 배치되는 제2 기판(210), 상기 제2 기판(210)상에 스트라이프 형태로 배치된 캐소오드 전극, 상기 캐소오드 전극과 교차하도록 스트라이프 형태로 배치된 게이트 전극(250), 상기 게이트 전극(250)과 상기 캐소오드 전극(230) 사이에 배치된 절연체층(240), 상기 절연체층(240), 상기 게이트 전극(250) 및 상기 캐소오드 전극의 일부에 형성된 전자 방출원 홀(231), 상기 전자 방출원 홀(231)내에 배치되어 상기 캐소오드 전극과 통전되고 상기 캐소오드 전극보다 낮은 높이로 배치되는 전자 방출원(260c)을 구비한다. The second panel 202 may include a second substrate 210 disposed in parallel with the first substrate 190 at a predetermined interval so as to have an internal space, and a stripe shape on the second substrate 210. A cathode electrode disposed between the gate electrode 250, a gate electrode 250 arranged in a stripe shape to intersect the cathode electrode, an insulator layer 240 disposed between the gate electrode 250 and the cathode electrode 230, and An electron emission source hole 231 formed in the insulator layer 240, the gate electrode 250, and a part of the cathode electrode, and disposed in the electron emission hole hole 231 to conduct electricity with the cathode electrode and to provide the cathode An electron emission source 260c disposed at a height lower than that of the electrode.

상기 캐소오드 전극은 투명 전극부(220) 및 집속 전극부(230)를 구비한다. 상기 투명 전극부(220)는 상기 전자 방출원(260c)과 연결되고 상기 전자 방출원(260c)보다 폭이 넓게 형성된다. 상기 집속 전극부(230)는 상기 전자 방출원(260c)보다 높이가 높게 형성된다. 상기 투명 전극부(220) 및 상기 집속 전극부(230)는 서로 전기적으로 연결되어 동일한 전위가 인가된다. The cathode electrode includes a transparent electrode portion 220 and a focusing electrode portion 230. The transparent electrode unit 220 is connected to the electron emission source 260c and is wider than the electron emission source 260c. The focusing electrode unit 230 has a height higher than that of the electron emission source 260c. The transparent electrode portion 220 and the focusing electrode portion 230 are electrically connected to each other to apply the same potential.

상기 제1 패널(201)과 제2 패널(202) 사이의 공간은 대기압보다 낮은 압력의 진공으로 유지되며, 진공에 의해 발생하는 상기 제1 패널(201)과 제2 패널(202) 간의 압력을 지지하고, 발광 공간(210)을 구획하도록 스페이서(192)가 상기 제1 패널(201)과 제2 패널(202) 사이에 배치된다. The space between the first panel 201 and the second panel 202 is maintained at a vacuum of a pressure lower than atmospheric pressure, and the pressure between the first panel 201 and the second panel 202 generated by the vacuum is maintained. The spacer 192 is disposed between the first panel 201 and the second panel 202 to support and partition the light emitting space 210.

상기 애노드 전극(180)은 상기 전자 방출원(260c)에서 방출된 전자의 가속에 필요한 고전압을 인가하여 전자가 상기 형광체층(170)에 고속으로 충돌할 수 있도록 한다. 상기 형광체층(170)은 전자에 의해 여기 되어 고에너지 레벨에서 저에너지 레벨로 떨어지면서 가시광을 방출한다. 칼라 전계 방출 표시소자의 경우에는 단위화소를 이루는 복수의 상기 발광공간(210) 각각에 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광의 형광체층이 상기 애노드 전극(180)의 하면(180a) 배치된다. The anode electrode 180 applies a high voltage necessary for accelerating the electrons emitted from the electron emission source 260c so that the electrons may collide with the phosphor layer 170 at high speed. The phosphor layer 170 is excited by electrons and emits visible light while falling from a high energy level to a low energy level. In the color field emission display device, phosphor layers of red light emission, green light emission, and blue light emission are disposed on the bottom surface 180a of the anode electrode 180 in each of the light emitting spaces 210 forming a unit pixel.

상기 게이트 전극(250)은 상기 전자 방출원(260c)에서 전자가 용이하게 방출될 수 있도록 하는 기능을 담당하며, 상기 절연체층(240)은 상기 전자 방출원 홀(231)을 구획하고, 상기 전자 방출원(260c)과 상기 게이트 전극(250)을 절연하는 기능을 담당한다. The gate electrode 250 serves to facilitate the emission of electrons from the electron emission source 260c, and the insulator layer 240 partitions the electron emission hole 231 and the electrons. It serves to insulate the emission source 260c and the gate electrode 250.

이하에서는 이상의 구조를 가지는 전자 방출 소자를 구성하는 각 구성요소들의 재료에 대해 설명한다. Hereinafter, the material of each component constituting the electron emitting device having the above structure will be described.

상기 제2 기판(210)은 소정의 두께를 가지는 판상의 부재로, 석영 유리, 소량의 Na과 같은 불순물을 함유한 유리, 판 유리, SiO2가 코팅된 유리 기판, 산화 알루미늄 또는 세라믹 기판이 사용될 수 있다. The second substrate 210 is a plate-like member having a predetermined thickness. Quartz glass, glass containing a small amount of impurities such as Na, plate glass, a glass substrate coated with SiO 2 , an aluminum oxide or a ceramic substrate may be used. Can be.

상기 캐소오드 전극의 투명 전극부(220)는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 물질로 만들어지고, 집속 전극부(230)는 통상의 전기 도전 물질로 만들어질 수 있고, 예를 들어 Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd 등의 금속 또는 그 합금, 유리 및 Pd, Ag, RuO2, Pd-Ag 등의 금속 또는 금속 산화물로 구성된 인쇄된 도전체, In2O3 또는 SnO2 등의 투명 도전체, 또는 다결정실리콘(polysilicon) 등의 반도체 물질로 만들어 질 수 있다. The transparent electrode 220 of the cathode electrode is made of a material such as indium tin oxide (ITO), the focusing electrode part 230 may be made of a conventional electrically conductive material, for example, Al, Ti, Printed conductors composed of metals or alloys thereof, such as Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd, glass, and metals or metal oxides such as Pd, Ag, RuO 2 , Pd-Ag, In It may be made of a transparent conductor such as 2 O 3 or SnO 2 , or a semiconductor material such as polysilicon.

상기 게이트 전극(250)은 통상의 전기 도전 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd 등의 금속 또는 그 합금, 유리 및 Pd, Ag, RuO2, Pd-Ag 등의 금속 또는 금속 산화물로 구성된 인쇄된 도전체, In2O3 또는 SnO2 등의 투명 도전체, 또는 다결정실리콘(polysilicon) 등의 반도체 물질로 만들어 질 수 있다. The gate electrode 250 may be made of a conventional electrically conductive material. For example, metals such as Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd or alloys thereof, glass and metals or metal oxides such as Pd, Ag, RuO 2 , Pd-Ag It may be made of a printed conductor consisting of a transparent conductor such as In 2 O 3 or SnO 2 , or a semiconductor material such as polysilicon.

전계 형성에 의해 전자를 방출하는 상기 전자 방출원(260c)은 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube: CNT), 그래파이트, 다이아몬드 및 다이아몬드상 카본 등의 탄소계 물질로 이루어지며, 특히 본 실시예에서는 카본 나노 튜브를 주성분으로 하여 상기 전자 방출원(260c)이 제작된다. 상기 카본 나노 튜브는 전자 전도성이 탁월하고, 전도성 및 전계 집중 효과가 우수하며, 일함수가 낮고 전자 방출 특성이 우수하여 저전압 구동이 용이하다. 이에 따라 이를 전자 방출원으로 사용하는 디스플레이 장치의 대면적화에 유리하다. The electron emission source 260c that emits electrons by electric field formation is made of carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNTs), graphite, diamond, and diamond-like carbon. The electron emission source 260c is manufactured with the tube as a main component. The carbon nanotubes have excellent electron conductivity, excellent conductivity and electric field concentration effect, low work function, and excellent electron emission characteristics to facilitate low voltage driving. Accordingly, it is advantageous for the large area of the display device using this as an electron emission source.

이하에서는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 설명되는 제조 방법은 일 실시예일뿐이고 반드시 아래의 방법으로 제조되어야 하는 것은 아니다. Hereinafter, a method of manufacturing an electron emission device according to the present invention shown in FIG. 2 will be described with reference to the drawings. The manufacturing method described below is only one embodiment and is not necessarily to be manufactured by the following method.

도 3 내지 도 8에는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조방법을 순차적으로 보여하는 도면이 도시되어 있다. 특히, 종래 기술과 구별되는 제2 패널(202)을 제조하는 방법을 보여주는 도면이 도시되어 있다. 3 to 8 are views sequentially showing a method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention shown in FIG. In particular, there is shown a diagram showing a method of manufacturing the second panel 202 that is distinct from the prior art.

먼저, 도 3에 도시된 것과 같이 제2 기판(210), 캐소오드 전극의 투명 전극부(220)와 집속 전극부(230), 절연층(240) 및 게이트 전극(250)을 형성하는 소재를 순서대로 소정 두께로 적층한다. 적층은 스크린 프린팅과 같은 공정으로 수행하는 것이 바람직하다. First, as shown in FIG. 3, a material for forming the second substrate 210, the transparent electrode portion 220 and the focusing electrode portion 230, the insulating layer 240, and the gate electrode 250 of the cathode electrode is formed. It is laminated to a predetermined thickness in order. Lamination is preferably performed by a process such as screen printing.

그 다음, 도 4에 도시된 것과 같이 상기 게이트 전극(250)의 상면에 소정의 두께로 마스크 패턴(mask pattern)(270)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(270)의 형성은 전자 방출원 홀을 형성하기 위한 것으로 포토레지스트(Photo Resist: PR)를 도포하고 UV나 이-빔(E-beam)을 이용하여 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에 의해 수행된다. Next, as shown in FIG. 4, a mask pattern 270 is formed on the upper surface of the gate electrode 250 with a predetermined thickness. The mask pattern 270 is formed to form an electron emission source hole. The mask pattern 270 is formed in a photolithography process in which a photoresist (PR) is applied and a pattern is formed using UV or E-beam. Is performed by.

그 다음, 도 5에 도시된 것과 같이 상기 마스크 패턴(270)을 이용하여 게이트 전극(250), 절연층(240) 및 캐소오드 전극의 집속 전극부(230)를 식각하여 전자 방출원 홀을 형성한다. 식각 공정은 게이트 전극(250), 절연층(240) 및 캐소오드 전극의 집속 전극부(230)의 재료, 두께 등에 따라 식각액을 이용하는 습식 식각이나, 부식성 가스를 이용하는 건식 식각 또는 이온 빔(ion beam) 등을 이용하는 마이크로 머시닝 방식에 의해 이루어질 수 있다. Next, as shown in FIG. 5, the gate electrode 250, the insulating layer 240, and the focusing electrode part 230 of the cathode electrode are etched using the mask pattern 270 to form an electron emission source hole. do. The etching process may be performed by wet etching using an etchant or dry etching or ion beam using an corrosive gas depending on the material and thickness of the gate electrode 250, the insulating layer 240, and the focusing electrode unit 230 of the cathode electrode. ) And the like can be made by a micro machining method.

그 다음, 도 6에 도시된 것과 같이 카본 물질과 네가티브(negative) 감광성 물질을 혼합한 카본 페이스트(260a)를 상기 전자 방출원 홀(231)에 상기 캐소오드 전극 집속 전극부(230)의 높이보다 낮은 높이로 도포한다. 도포 공정은 스크린 프린팅에 의해 수행될 수 있다. 상기 카본 페이스트(260a)에는 스크린 프린팅에 적합한 점도를 가지도록 바인더 등의 유기물이 더 함유될 수 있다. Next, as shown in FIG. 6, the carbon paste 260a in which the carbon material and the negative photosensitive material are mixed is greater than the height of the cathode electrode focusing electrode part 230 in the electron emission source hole 231. Apply at low height. The application process can be performed by screen printing. The carbon paste 260a may further contain an organic material such as a binder to have a viscosity suitable for screen printing.

그 다음으로는, 도 7에 도시된 것과 같이 제2 기판의 저면으로부터 백노광을 실시하여 상기 카본 페이스트 중 전자 방출원을 형성할 부분(260c)만 경화시킨다. 상기 네가티브 감광성 물질은 빛을 받으면 경화하는 특성을 가지므로, 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트를 도포한 후 빛을 선택적으로 조사하여 카본 페이스트 중 전자 방출원이 될 부분을 형성하는 것이 가능하다. Next, as shown in FIG. 7, white exposure is performed from the bottom of the second substrate to cure only the portion 260c of the carbon paste to form an electron emission source. Since the negative photosensitive material has a property of curing upon receiving light, it is possible to form a portion of the carbon paste to be an electron emission source by selectively irradiating light after applying the photoresist in a photolithography process.

그 다음은, 도 8에 도시된 것과 같이 노광 이후 현상하여 경화되지 않고 남아 있는 카본 페이스트(260b)와 포토레지스트를 제거하여 전자 방출 소자의 제2 기판을 완성한다. Next, as shown in FIG. 8, the carbon paste 260b and the photoresist that remain uncured by developing after exposure are removed to complete the second substrate of the electron emission device.

여기서는 카본 페이스트를 사용하여 스크린 프린팅 공정 및 선택적인 노광 공정을 통해 전자 방출원을 설명하는 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 이러한 방법 외에 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 성장 방법을 이용하여 전자 방출원을 형성할 수도 있다. Here, only the case where the electron emission source is described through the screen printing process and the selective exposure process using the carbon paste has been described as an example, but in addition to this method, the electron emission source using the chemical vapor deposition (CVD) growth method. May be formed.

지금까지 설명한 것과 같은 구성을 가지는 전자 방출 소자는, 전자 방출을 위해 캐소오드 전극에 (-) 전압을 인가하고, 게이트 전극에는 (+) 전압을 인가하며, 애노드 전극에 강한 (+)전압을 인가한다. 이와 같이 전압이 인가되면, 전자 방출원의 카본 물질들로부터 전자가 방출되어 게이트 전극을 향해 진행하다가 애노드 전극을 향해 진행하게 된다. 이때, 전자 방출원보다 높이가 높게 형성된 캐소오드 전극의 영향에 의해 방출된 전자의 진행 방향이 전자 방출원 홀을 기준으로 중앙으로 집속 되는 효과를 얻을 수 있다. The electron emission device having the same configuration as described above applies a negative voltage to the cathode electrode, a positive voltage to the gate electrode, and a strong positive voltage to the anode electrode for electron emission. do. As such, when a voltage is applied, electrons are emitted from the carbon materials of the electron emission source and travel toward the gate electrode and then toward the anode electrode. At this time, the traveling direction of the electrons emitted by the influence of the cathode electrode formed higher than the electron emission source can be focused to the center with respect to the electron emission source hole.

도 9에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 9 is a view schematically showing the configuration of an electron emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 전자 방출 소자는 제2 기판의 상측에 소정 구간 저항층(232)이 형성되어 있다. 상기 저항층(232)은 상기 캐소오드 전극의 집속 전극부(230)와 상기 전자 방출원(260c) 사이의 구간 중 상기 투명 전극부(220)의 상면에 형성된다. 상기 저항층은 아머퍼스 실리콘(amorphous silicon)으로 형성된다. 상기 아머퍼스 실리콘은 버스 전극 물질로 캐소오드 전극의 저항을 조절하여 전압을 고르게 분배하는 기능을 한다. 상기 저항층이 더 형성됨으로써, 전자 방출원 전 영역에서의 균일한 전자 방출이 가능해지고 전자 방출량이 증가하는 효과를 얻을 수 있다. As shown in FIG. 9, in the electron emission device of the present embodiment, a predetermined section resistance layer 232 is formed on an upper side of the second substrate. The resistance layer 232 is formed on the upper surface of the transparent electrode 220 in a section between the focusing electrode 230 of the cathode electrode and the electron emission source 260c. The resistive layer is formed of amorphous silicon. The amorphous silicon serves to evenly distribute the voltage by controlling the resistance of the cathode electrode with a bus electrode material. As the resistance layer is further formed, uniform electron emission is possible in the entire electron emission source area, and an effect of increasing the amount of electron emission can be obtained.

도 10에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 방출 소자의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 10 is a view schematically showing the configuration of an electron emitting device according to a third embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 방출 소자는 캐소오드 전극이 투명 전극부(220), 불투명 전극부(225) 및 집속 전극부(230)를 포함한다. 상기 투명 전극부(220)는 전자 방출원(260c)의 바로 아래 부분에 전자 방출원(260c)의 폭에 대응하는 폭으로 배치된다. 상기 불투명 전극부(225)는 상기 투명 전극부(220)의 주위에 설치된다. As shown in FIG. 10, in the electron emission device according to the third exemplary embodiment, the cathode electrode includes a transparent electrode portion 220, an opaque electrode portion 225, and a focusing electrode portion 230. The transparent electrode unit 220 is disposed at a width corresponding to the width of the electron emission source 260c directly below the electron emission source 260c. The opaque electrode portion 225 is provided around the transparent electrode portion 220.

상기 불투명 전극부(225)는 통상의 전기 도전 물질 중 UV나 이-빔을 투과하 지 않는 불투명한 소재로 만들어진다. 예를 들면, Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd 등의 금속 또는 그 합금, Pd, Ag, RuO2, Pd-Ag 등의 금속 또는 금속 산화물로 구성된 인쇄된 도전체, 또는 다결정실리콘(polysilicon) 등의 반도체 물질로 만들어 질 수 있다. The opaque electrode portion 225 is made of an opaque material that does not transmit UV or E-beam of a conventional electrically conductive material. For example, a metal such as Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Mo, W, Pt, Cu, Pd or an alloy thereof, or a metal or metal oxide such as Pd, Ag, RuO 2 , Pd-Ag It may be made of a printed material, or a semiconductor material such as polysilicon.

이와 같은 구조를 가지는 경우에는, 카본 페이스트를 도포한 후, 전자 방출원(260c)을 형성하기 위해 백노광을 실시할 때에, 별도의 마스크 패턴을 형성하지 않고도 상기 불투명 전극부(225)가 마스크 패턴의 역할을 하여 카본 페이스트에 선택적인 노광을 실시할 수 있게 된다. 즉, 기존에 비해 노광 공정이 간편하게 이루어질 수 있고, 별도로 포토레지스트를 도포하거나 잔존하는 포토레지스트를 제거하는 공정이 불필요하게 되는 효과가 있다. In such a structure, after the carbon paste is applied, when the white exposure is carried out to form the electron emission source 260c, the opaque electrode portion 225 is a mask pattern without forming a separate mask pattern. By acting as a selective exposure to the carbon paste can be performed. That is, the exposure process can be made easier than before, and there is an effect that a process of separately applying the photoresist or removing the remaining photoresist is unnecessary.

지금까지 설명한 것과 같은 구성을 가지는 전자 방출 소자는 화상을 구현하는 디스플레이 장치는 물론 LCD(Liquid Crystal Display)와 같이 백라이트 유닛(back light unit)을 필요로 하는 디스플레이 장치의 백라이트로도 사용될 수 있다. 그 자체로서 화상을 구현하는 경우에는 앞서 설명한 것과 같이 상기 게이트 전극과 상기 캐소오드 전극이 서로 교차되는 방향으로 연장된 스트라이프 형상으로 형성되는 것이 신호를 인가하여 화상을 구현하도록 제어하는데 유리하다. 또한, 칼라 디스플레이 장치를 구현하는 경우, 단위화소를 이루는 복수의 발광 공간 각각에 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광의 형광체가 상기 애노드 전극의 저면에 배치된다. The electron emission device having the configuration as described above may be used as a backlight of a display device that requires a back light unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) as well as a display device for implementing an image. In the case of realizing an image by itself, it is advantageous to control to implement an image by applying a signal to the stripe shape extending in the direction in which the gate electrode and the cathode electrode cross each other as described above. In addition, when implementing a color display device, phosphors of red, green, and blue light are disposed on the bottom surface of the anode in each of a plurality of light emitting spaces forming a unit pixel.

또는, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 화상을 구현하지 않고 단순히 빛을 내는 광원(또는 램프)으로서도 기능할 수 있는데, 이 경우에는 전극들이 서로 교차되는 방향으로 형성될 필요는 없고, 형광체는 필요로 하는 색상의 가시광선을 방출하는 형광체, 또는 백색광선을 얻기 위해 빛의 삼원색인 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광의 형광체를 적절한 비율로 배치하도록 한다. Alternatively, the electron emitting device according to the present invention can also function as a light source (or lamp) that simply emits light without realizing an image, in which case the electrodes need not be formed in the direction in which they cross each other, and the phosphor is required. In order to obtain a phosphor that emits visible light of a color, or white light, the phosphors of three primary colors of red, green, and blue light are disposed at an appropriate ratio.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면, 전자 방출원에서 방출되는 전자들을 집속하여 이상 발광이나 전자 방출 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 불필요한 부분에서의 전자 충돌을 방지하여 색순도, 휘도 등이 향상된 대면적 디스플레이 장치의 제작에 활용할 수 있다. 또한, 이러한 전자 방출 소자를 간편한 공정으로 제작할 수 있다. As described above, according to the present invention, the electrons emitted from the electron emission source can be focused to prevent abnormal light emission or electron emission efficiency from being reduced, thereby preventing electron collisions at unnecessary portions, thereby preventing color purity and luminance. It can be utilized in the fabrication of an improved large area display device. In addition, such an electron emitting device can be manufactured by a simple process.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (16)

애노드 전극 및 형광체층을 구비하는 제1 기판; A first substrate comprising an anode electrode and a phosphor layer; 상기 제1 기판과 소정의 거리에 배치된 제2 기판; A second substrate disposed at a predetermined distance from the first substrate; 상기 제2 기판의 일면에 일방향으로 연장된 스트라이프 형태로 배치된 캐소오드 전극; A cathode electrode disposed in a stripe shape extending in one direction on one surface of the second substrate; 상기 캐소오드 전극으로부터 상기 제1 기판 방향에 설치되고, 상기 캐소오드 전극과 교차하는 방향으로 연장된 스트라이프 형태로 형성된 게이트 전극; A gate electrode disposed in the direction of the first substrate from the cathode electrode and formed in a stripe shape extending in a direction crossing the cathode electrode; 상기 캐소오드 전극과 상기 게이트 전극 사이에 배치되어 두 전극들을 전기적으로 차단하는 절연층; 및 An insulating layer disposed between the cathode electrode and the gate electrode to electrically block the two electrodes; And 상기 캐소오드 전극 상에 설치된 전자 방출원을 포함하고, An electron emission source provided on the cathode electrode, 상기 캐소오드 전극은 투명 전극부와 집속 전극부를 구비하며, The cathode electrode has a transparent electrode portion and a focusing electrode portion, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 하측에 설치되고, The transparent electrode portion is provided below the electron emission source, 상기 집속 전극부는 상기 전자 방출원보다 높이가 높게 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자. And the focusing electrode part is formed to have a height higher than that of the electron emission source. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 캐소오드 전극은 불투명 전극부를 더 구비하고, The cathode electrode further comprises an opaque electrode portion, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 폭에 대응하는 폭을 가지는 스트라이프 형태로 형성되며, The transparent electrode portion is formed in a stripe shape having a width corresponding to the width of the electron emission source, 상기 불투명 전극부는 상기 투명 전극부에 접한 스트라이프 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자. And the opaque electrode portion is formed in a stripe shape in contact with the transparent electrode portion. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 게이트 전극 및 상기 절연층은 상기 집속 전극부의 상측에 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자. And the gate electrode and the insulating layer are formed above the focusing electrode part. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 전자 방출원과 상기 집속 전극부의 사이에는 저항층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자. And an resistance layer is further formed between the electron emission source and the focusing electrode portion. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 투명 전극부는 ITO로 만들어진 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자. And the transparent electrode part is made of ITO. 기판, 캐소오드 전극, 절연층 및 게이트 전극을 형성하는 소재를 순차적으로 형성하는 단계(a); (A) sequentially forming a material forming a substrate, a cathode electrode, an insulating layer, and a gate electrode; 상기 게이트 전극 소재의 상면에 소정의 두께로 포토 레지스트로 마스크 패턴을 형성하는 단계(b); (B) forming a mask pattern on the upper surface of the gate electrode material with a photoresist having a predetermined thickness; 상기 마스크 패턴을 이용하여 게이트 전극, 절연층 및 캐소오드 전극을 부분 식각하여 전자 방출원 홀을 형성하는 단계(c); (C) forming an electron emission hole by partially etching the gate electrode, the insulating layer, and the cathode electrode using the mask pattern; 카본 물질과 네가티브(negative) 감광성 물질을 혼합한 카본 페이스트를 상기 전자 방출원 홀에 도포하는 단계(d); (D) applying a carbon paste mixed with a carbon material and a negative photosensitive material to the electron emission hole; 상기 카본 페이스트 중 전자 방출원을 형성할 부분만 선택적으로 노광하여 경화시키는 단계(e); 및 Selectively exposing and curing only a portion of the carbon paste to form an electron emission source; And 경화되지 않고 남아 있는 카본 페이스트와 포토레지스트를 제거하는 단계(f)를 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법. A method of manufacturing an electron emitting device comprising the step (f) of removing carbon paste and photoresist remaining uncured. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 단계(a)의 캐소오드 전극은 투명 전극부, 불투명 전극부 및 집속 전극부를 포함하고, The cathode electrode of step (a) comprises a transparent electrode portion, an opaque electrode portion and a focusing electrode portion, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 폭에 대응하는 폭을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. And the transparent electrode portion is formed to have a width corresponding to the width of the electron emission source. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 전자 방출원의 높이는, The height of the electron emission source is 상기 집속 전극부의 높이보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. The method of manufacturing an electron emission device, characterized in that formed below the height of the focusing electrode portion. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 단계(a)는, Step (a) is, 자외선 또는 이-빔이 투과할 수 있는 소재로 만들어진 기판을 준비하는 단계; Preparing a substrate made of a material through which ultraviolet light or an e-beam can transmit; 상기 기판 상에 투명 전극부를 일방향으로 연장된 스트라이프 형태로 적층하는 단계; Stacking transparent electrode portions on the substrate in a stripe shape extending in one direction; 상기 투명 전극부와 나란한 방향으로 상기 투명 전극부와 접하도록 불투명 전극부를 형성하는 단계;Forming an opaque electrode portion in contact with the transparent electrode portion in a direction parallel to the transparent electrode portion; 상기 투명 전극부 상에 집속 전극부를 적층하는 단계; Stacking a focusing electrode part on the transparent electrode part; 상기 집속 전극부 상에 절연층을 적층하는 단계; 및 Stacking an insulating layer on the focusing electrode part; And 상기 절연층 상에 상기 캐소오드 전극과 교차하는 방향으로 연장된 스트라이프 형태의 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. Forming a stripe-shaped gate electrode extending in a direction crossing the cathode electrode on the insulating layer. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 단계(e)의 노광 공정은 상기 불투명 전극부를 마스크 패턴으로 하여 투명 전극부 상에 도포된 카본 페이스트만을 선택적으로 경화시키면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. The exposure process of step (e) is carried out by selectively curing only the carbon paste applied on the transparent electrode portion using the opaque electrode portion as a mask pattern. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 단계(a)의 캐소오드 전극은 투명 전극부 및 집속 전극부를 포함하고, The cathode electrode of step (a) comprises a transparent electrode portion and a focusing electrode portion, 상기 투명 전극부는 상기 전자 방출원의 폭보다 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. And the transparent electrode portion is formed wider than the width of the electron emission source. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 전자 방출원의 높이는, The height of the electron emission source is 상기 집속 전극부의 높이보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. The method of manufacturing an electron emission device, characterized in that formed below the height of the focusing electrode portion. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 단계(a)는, Step (a) is, 자외선 또는 이-빔이 투과할 수 있는 소재로 만들어진 기판을 준비하는 단계; Preparing a substrate made of a material through which ultraviolet light or an e-beam can transmit; 상기 기판 상에 투명 전극부를 일방향으로 연장된 스트라이프 형태로 적층하는 단계; Stacking transparent electrode portions on the substrate in a stripe shape extending in one direction; 상기 투명 전극부 상에 집속 전극부를 적층하는 단계; Stacking a focusing electrode part on the transparent electrode part; 상기 집속 전극부 상에 절연층을 적층하는 단계; 및 Stacking an insulating layer on the focusing electrode part; And 상기 절연층 상에 상기 캐소오드 전극과 교차하는 방향으로 연장된 스트라이프 형태의 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. Forming a stripe-shaped gate electrode extending in a direction crossing the cathode electrode on the insulating layer. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 단계(b)의 마스크 패턴의 형성은, Formation of the mask pattern of the step (b), 포토레지스트를 도포하고 UV나 이-빔을 이용하여 선택적으로 경화시켜 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. A method of manufacturing an electron-emitting device, characterized in that it is carried out by a photolithography process of applying a photoresist and selectively curing with UV or e-beam to form a pattern. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 단계(c)의 식각 공정은, The etching process of step (c), 습식 식각, 건식 식각 또는 이온 빔 등을 이용하는 마이크로 머시닝 방식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. A method of manufacturing an electron emitting device, characterized by a micromachining method using wet etching, dry etching, or ion beam. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 단계(d) 내지 상기 단계(f) 대신에 CVD 성장 방법을 이용하여 전자 방출층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법. A method of manufacturing an electron emission device, characterized in that to form an electron emission layer using a CVD growth method instead of the steps (d) to (f).
KR1020050046684A 2005-06-01 2005-06-01 Electron emitting device, and method of manufacturing the same KR20060124967A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050046684A KR20060124967A (en) 2005-06-01 2005-06-01 Electron emitting device, and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050046684A KR20060124967A (en) 2005-06-01 2005-06-01 Electron emitting device, and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060124967A true KR20060124967A (en) 2006-12-06

Family

ID=37729439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050046684A KR20060124967A (en) 2005-06-01 2005-06-01 Electron emitting device, and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060124967A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7652418B2 (en) Electronic emission device, electron emission display device having the same, and method of manufacturing the electron emission device
JP4865434B2 (en) Electron emitter for thermionic emission, electron-emitting device including the same, and flat panel display device including the same
US20050248257A1 (en) Electron emission device and electron emission display using the same
KR101082440B1 (en) Electron emission device, electron emission display apparatus having the same, and method of manufacturing the same
KR20070010660A (en) Electron emission device, and flat display apparatus having the same
JP2005294261A (en) Electron emitting element equipped with grid electrode and electron emitting display device having this
US20080174229A1 (en) Composition for forming electron emission sources, method of manufacturing the same, and electron emission sources and electron emission device manufactured using the method
US20080278062A1 (en) Method of fabricating electron emission source, electron emission device, and electron emission display device including the electron emission device
KR20070105489A (en) Electron emission device and method of manufacturing the same
KR20060114865A (en) Electron emitting element, and method of manufacturing the same
KR20060124967A (en) Electron emitting device, and method of manufacturing the same
KR100784997B1 (en) Method of manufacturing electron emission device, electron emission device prepared using the method, and backlight unit and electron emission display device adopting the electron emission device
US20090310333A1 (en) Electron emission device, electron emission type backlight unit including the same, and method of manufacturing the electron emission device
KR20070011805A (en) Electron emission device, and method of manufacturing the same
KR100879472B1 (en) Electron emission device, electron emission type backlight unit, and method of fabricating electron emission device
JP2005166657A (en) Field emission display element
KR20100008706A (en) Electron emission device, electron emission type backlight unit, and method of fabricating electron emission device
KR20070043391A (en) Electron emission device and electron emission display device using the same and manufacturing method thereof
KR100700528B1 (en) Field emission device with ultraviolet protection layer
JP2002289088A (en) Electron emitting element, electron source, driving method for electron source, image forming device, driving method for image forming device and electron emitting device
KR20070010806A (en) Electron emission device, flat display apparatus having the same, and method of manufacturing the same
KR101000662B1 (en) Field emission device
KR20070105511A (en) Electron emission device and method of manufacturing the same
JP2003346642A (en) Electron source device and its manufacturing method as well as display device
KR20070079248A (en) Electron emission device

Legal Events

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