KR20070036928A - Electron emission device and electron emission display device using the same - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자빔 집속 효율과 애노드 전계 차폐 효과를 높일 수 있도록 집속 전극을 개선한 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전자 방출 디바이스는 기판과, 기판 위에 형성되는 전자 방출부들과, 기판 위에 제공되어 전자 방출부들의 전자 방출을 제어하는 복수의 구동 전극들 및 구동 전극들과 절연을 유지하며 구동 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 포함하고, 집속 전극이 서로 다른 층에 위치하는 2개 이상의 전극층으로 이루어지며, 이 전극층들이 서로 통전되어 동일한 전압을 인가받는다.The present invention relates to an electron emission device having an improved focusing electrode and an electron emission display device using the same to improve electron beam focusing efficiency and anode field shielding effect. The electron emission device according to the present invention includes a substrate and an electron formed on the substrate. A plurality of drive electrodes provided over the substrate to control electron emission of the electron emitters and a focusing electrode positioned over the drive electrodes and insulated from the drive electrodes, the focusing electrodes being different layers It consists of two or more electrode layers which are located in the electrode layers are energized with each other to receive the same voltage.

기판, 전자방출부, 구동전극, 집속전극, 애노드전극 Substrate, electron emission unit, driving electrode, focusing electrode, anode electrode

Description

전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스 {ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE USING THE SAME}ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE USING THE SAME

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이다.1 is a partially exploded perspective view of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of an electron emission display device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 부분 평면도이다.3 is a partial plan view of an electron emitting device according to an embodiment of the invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 평면도이다.4 is a top view of an electron emitting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자빔 집속 효율과 애노드 전계 차폐 효과를 높일 수 있도록 집속 전극을 개선한 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emission device, and more particularly, to an electron emission device having an improved focusing electrode to enhance electron beam focusing efficiency and an anode field shielding effect, and an electron emission display device using the same.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식으로 분류된다.In general, electron emission elements are classified into a method using a hot cathode and a method using a cold cathode according to the type of electron source.

여기서, 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는 전계 방출 어레이 (Field Emitter Array; FEA)형, 표면 전도 에미션(Surface-Conduction Emission; SCE)형, 금속-절연층-금속(Metal-Insulator-Metal; MIM)형 및 금속-절연층-반도체(Metal-Insulator-Semiconductor; MIS)형 등이 알려져 있다.Here, the electron emission device using the cold cathode may be a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, a metal insulating layer, a metal insulating layer, or a metal insulating layer. Metal (MIM) type and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type are known.

이 중 FEA형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 이 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비하며, 전자 방출부의 구성 물질로 일 함수(work function)가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 탄소 나노튜브와 흑연 및 다이아몬드상 카본과 같은 탄소계 물질을 사용하여 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한다.Among them, the FEA type electron emission device includes an electron emission unit and driving electrodes for controlling electron emission of the electron emission unit, and includes one cathode electrode and one gate electrode. The use of low or high aspect ratio materials, such as carbon nanotubes and carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon, utilizes the principle that electrons are easily released by an electric field in vacuum.

한편, 전자 방출 소자는 일 기판에 어레이를 이루며 형성되어 전자 방출 디바이스(electron emission device)를 구성하고, 전자 방출 디바이스는 형광층과 애노드 전극 등으로 이루어지는 발광 유닛이 구비된 다른 기판과 결합하여 전자 방출 표시 디바이스(electron emission display device)를 구성한다.On the other hand, the electron-emitting device is formed in an array on one substrate to form an electron emission device, the electron-emitting device is combined with another substrate having a light emitting unit consisting of a fluorescent layer, an anode electrode and the like to emit electrons A display device (electron emission display device) is constituted.

즉 통상의 전자 방출 디바이스는 전자 방출부와 더불어 주사 전극들과 데이터 전극들로 기능하는 복수의 구동 전극들을 구비하여 전자 방출부와 구동 전극들의 작용으로 화소별 전자 방출의 온/오프와 전자 방출량을 제어한다. 그리고 전자 방출 표시 디바이스는 전자 방출부에서 방출된 전자들로 형광층을 여기시켜 소정의 발광 또는 표시 작용을 이루게 된다.That is, the conventional electron emitting device includes a plurality of driving electrodes that function as scan electrodes and data electrodes in addition to the electron emitting part, thereby controlling the on / off and electron emission amount of electron emission for each pixel by the action of the electron emitting part and the driving electrodes. To control. The electron emission display device excites the fluorescent layer with electrons emitted from the electron emission unit to achieve a predetermined light emission or display function.

상기한 전자 방출 디바이스는 그 작용시 각 화소의 전자 방출부에서 방출된 전자들이 제2 기판을 향할 때 전자빔 다발의 주변부를 향해 퍼지며 진행하는 경향 이 있다.The electron emitting device described above tends to propagate toward the periphery of the electron beam bundle when the electrons emitted from the electron emitting portion of each pixel, when directed, are directed toward the second substrate.

이로써 종래에 전자들의 퍼짐을 억제하기 위한 방안의 하나로 구동 전극들 상부에 집속 전극을 형성한 구조가 개시되어 있다. 집속 전극은 절연층에 의해 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부를 구비하여 전자 방출 디바이스 작용시 개구부를 통과하는 전자들을 전자빔 다발의 중심부로 집속시킨다.As a result, a structure in which a focusing electrode is formed on the driving electrodes is disclosed as one of methods for suppressing the spread of electrons. The focusing electrode is insulated from the drive electrodes by an insulating layer, and has an opening for passing the electron beam to focus electrons passing through the opening to the center of the electron beam bundle when the electron emission device acts.

그런데 집속 전극은 절연층 위에 얇은 층으로 형성되므로, 전자빔을 효율적으로 집속하는데 한계가 있다. 그 결과 집속 전극을 통과한 전자들이 대응하는 형광층의 중심으로 집속되지 못하고 그 일부가 이웃한 형광층이나 형광층 주변의 흑색층에 도달하며, 이로 인해 타색 발광과 같이 화면의 표시 품질이 저하되는 문제가 발생한다.However, since the focusing electrode is formed in a thin layer on the insulating layer, there is a limit to focusing the electron beam efficiently. As a result, electrons passing through the focusing electrode are not focused at the center of the corresponding fluorescent layer, but a part of them reach a neighboring fluorescent layer or a black layer around the fluorescent layer, and as a result, display quality of the screen is degraded, such as other colors. A problem arises.

한편 애노드 전극에는 전자빔 가속에 필요한 고전압이 인가되는데, 이 애노드 전계가 전자 방출부에 영향을 미치면 전자 방출부는 구동 전극들과의 작용이 아닌 애노드 전계에 의해 잘못된 전자 방출이 이루어지게 된다. 이때 전자 방출부와 애노드 전극 사이에 위치하는 집속 전극이 전자 방출부에 대한 애노드 전계의 영향을 차단해야 하지만, 전술한 바와 같이 하나의 얇은 층으로 구성되는 기존의 집속 전극으로는 애노드 전계 차폐 효과가 미약한 실정에 있다.On the other hand, a high voltage necessary for accelerating the electron beam is applied to the anode, and when the anode electric field affects the electron emitter, the electron emitter emits wrong electrons by the anode electric field rather than the action of the driving electrodes. At this time, the focusing electrode positioned between the electron emitting part and the anode electrode should block the influence of the anode electric field on the electron emitting part. However, as described above, the conventional focusing electrode composed of one thin layer has an anode field shielding effect. We are in a weak situation.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 집속 전극의 전자빔 집속 효율과 전자 방출부에 대한 애노드 전계 차폐 효과를 높일 수 있는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electron emission device capable of increasing the electron beam focusing efficiency of the focusing electrode and an anode field shielding effect on the electron emission unit, and an electron emission display device using the same. It is.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

기판과, 기판 위에 형성되는 전자 방출부들과, 기판 위에 제공되어 전자 방출부들의 전자 방출을 제어하는 복수의 구동 전극들 및 구동 전극들과 절연을 유지하며 구동 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 포함하고, 집속 전극이 서로 다른 층에 위치하는 2개 이상의 전극층으로 이루어지며, 이 전극층들이 서로 통전되어 동일한 전압을 인가받는 전자 방출 디바이스를 제공한다.A substrate, electron emission portions formed on the substrate, a plurality of drive electrodes provided on the substrate to control electron emission of the electron emission portions, and a focusing electrode disposed on the drive electrodes and insulated from the drive electrodes; In addition, the focusing electrode is composed of two or more electrode layers positioned on different layers, and the electrode layers are energized with each other to provide an electron emission device that is applied with the same voltage.

상기 전극층들 사이에 높이 확보를 위한 절연층이 위치하고, 이 절연층의 가장자리 부분에서 전극층들이 서로 접촉할 수 있다.An insulating layer for securing a height may be disposed between the electrode layers, and electrode layers may contact each other at an edge portion of the insulating layer.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention, in order to achieve the above object,

서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 형성되는 전자 방출부들과, 제1 기판위에 제공되어 전자 방출부들의 전자 방출을 제어하는 복수의 구동 전극들과, 구동 전극들과 절연을 유지하며 구동 전극들 상부에 위치하는 집속 전극과, 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층들 및 형광층들의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극을 포함하고, 집속 전극이 서로 다른 층에 위치하는 2개 이상의 전극층으로 이루어지며, 이 전극층들이 서로 통전되어 동일한 전압을 인가받는 전자 방출 표시 디바이스를 제공한다.A first substrate and a second substrate disposed to face each other, electron emission portions formed on the first substrate, a plurality of drive electrodes provided on the first substrate to control electron emission of the electron emission portions, and drive electrodes; A focusing electrode disposed on the driving electrodes while maintaining insulation, a fluorescent layer formed on one surface of the second substrate, and an anode formed on one surface of the fluorescent layers, wherein the focused electrode is located on different layers. Provided is an electron emission display device comprising two or more electrode layers, the electrode layers being energized with each other and receiving the same voltage.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부 분 분해 사시도와 부분 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 방출 디바이스의 부분 평면도이다.1 and 2 are partially exploded perspective and partial cross-sectional views of an electron emission display device according to an embodiment of the present invention, respectively, and FIG. 3 is a partial plan view of the electron emission device according to an embodiment of the present invention.

도면을 참고하면, 전자 방출 표시 디바이스는 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(2)과 제2 기판(4)을 포함한다. 제1 기판(2)과 제2 기판(4)의 가장자리에는 밀봉 부재(6)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10^-6 torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 및 밀봉 부재(6)가 진공 용기를 구성한다.Referring to the drawings, the electron emission display device includes a first substrate 2 and a second substrate 4 which are disposed to be parallel to each other at predetermined intervals. Sealing members 6 are disposed at edges of the first substrate 2 and the second substrate 4 to bond the two substrates, and the internal space is evacuated with a vacuum of approximately 10 ⁻⁶ torr to allow the first substrate 2 and The second substrate 4 and the sealing member 6 constitute a vacuum container.

상기 제1 기판(2) 중 제2 기판(4)과의 대향면에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이루며 배치되어 전자 방출 디바이스를 구성하고, 전자 방출 디바이스가 제2 기판(4) 및 제2 기판(4)에 제공된 발광 유닛과 결합되어 전자 방출 표시 디바이스를 구성한다.On the opposite surface of the first substrate 2 to the second substrate 4, electron emission elements are arranged in an array to form an electron emission device, and the electron emission device is the second substrate 4 and the second substrate ( It is combined with the light emitting unit provided in 4) to form an electron emission display device.

먼저, 제1 기판(2) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(8)이 제1 기판(2)의 일방향(도면의 y축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(8)을 덮으면서 제1 기판(2) 전체에 제1 절연층(10)이 형성된다. 제1 절연층(10) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(12)이 캐소드 전극(8)과 직교하는 방향(도면의 x축 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.First, the cathode electrodes 8, which are the first electrodes, are formed on the first substrate 2 in a stripe pattern along one direction (y-axis direction in the drawing) of the first substrate 2, and the cathode electrodes 8 are formed on the first substrate 2. The first insulating layer 10 is formed on the entire first substrate 2 while covering it. Gate electrodes 12 which are second electrodes are formed on the first insulating layer 10 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrode 8 (x-axis direction in the drawing).

본 실시예에서 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(12)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극(8) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부(14)가 형성되고, 제1 절연층(10)과 게이트 전극(12)에는 각 전자 방출부(14)에 대 응하는 개구부(101,121)가 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(14)가 노출되도록 한다.In this embodiment, when the intersection region of the cathode electrode 8 and the gate electrode 12 is defined as a pixel region, at least one electron emission portion 14 is formed in each pixel region over the cathode electrode 8, and the first insulation is formed. Openings 101 and 121 corresponding to the electron emission portions 14 are formed in the layer 10 and the gate electrode 12 to expose the electron emission portions 14 on the first substrate 2.

전자 방출부(14)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(14)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C_60, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질을 포함할 수 있다. 다른 한편으로 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.The electron emission unit 14 may be formed of materials that emit electrons when an electric field is applied in a vacuum, such as a carbon-based material or a nanometer-sized material. The electron emission unit 14 may include, for example, carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, C _60, silicon nanowires _, and combinations thereof. On the other hand, the electron emission unit may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum (Mo) or silicon (Si).

도면에서는 전자 방출부들(14)이 원형으로 형성되고, 각 화소 영역에서 캐소드 전극(8)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 구성을 도시하였다. 그러나 전자 방출부(14)의 평면 형상과 화소 영역당 개수 및 배열 형태 등은 도시한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.In the drawing, the electron emission parts 14 are formed in a circular shape and arranged in a line along the length direction of the cathode electrode 8 in each pixel area. However, the planar shape of the electron emission unit 14, the number and arrangement form per pixel area, etc. are not limited to the illustrated example and can be variously modified.

또한 상기에서는 게이트 전극(12)이 제1 절연층(10)을 사이에 두고 캐소드 전극(8) 상부에 위치하는 구조에 대해 설명하였으나, 게이트 전극(12)이 제1 절연층(10)을 사이에 두고 캐소드 전극(8) 하부에 위치하는 구조도 가능하다. 이 경우 전자 방출부(14)는 제1 절연층(10) 위에서 캐소드 전극(8)의 측면에 형성될 수 있다.In addition, the structure in which the gate electrode 12 is positioned above the cathode electrode 8 with the first insulating layer 10 interposed therebetween has been described, but the gate electrode 12 is disposed between the first insulating layer 10. In addition, the structure located below the cathode electrode 8 is also possible. In this case, the electron emission part 14 may be formed on the side surface of the cathode electrode 8 on the first insulating layer 10.

그리고 게이트 전극(12)과 제1 절연층(10) 위로 제3 전극인 집속 전극(16)이 형성되는데, 이때 집속 전극(16)은 적어도 2개의 전극층으로 이루어진다. 그리고 게이트 전극(12)과 집속 전극(16)의 사이에는 제2 절연층(18)이 위치하여 게이트 전극(12)과 집속 전극(16)을 절연시키며, 집속 전극(16)을 지지하는 역할을 한다.The focusing electrode 16, which is a third electrode, is formed on the gate electrode 12 and the first insulating layer 10, wherein the focusing electrode 16 is formed of at least two electrode layers. A second insulating layer 18 is positioned between the gate electrode 12 and the focusing electrode 16 to insulate the gate electrode 12 and the focusing electrode 16 and to support the focusing electrode 16. do.

본 실시예에서 상기 집속 전극(16)은 서로 다른 층에 위치하는 제1 전극층(161)과 제2 전극층(162)으로 이루어진다. 제1 전극층(161)은 제2 절연층(18) 위에 형성되고, 제1 전극층(161) 상부에 제2 전극층(162)이 형성되며, 제1 전극층(161)과 제2 전극층(162) 사이에는 제2 전극층(162)의 높이 확보를 위한 제3 절연층(20)이 위치한다.In this embodiment, the focusing electrode 16 includes a first electrode layer 161 and a second electrode layer 162 positioned on different layers. The first electrode layer 161 is formed on the second insulating layer 18, the second electrode layer 162 is formed on the first electrode layer 161, and between the first electrode layer 161 and the second electrode layer 162. The third insulating layer 20 is positioned to secure the height of the second electrode layer 162.

상기 제1 전극층(161)과 제2 전극층(162)은 서로 통전되어 동일한 전압을 인가받을 수 있다. 이를 위하여 도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 제3 절연층(20)이 제1 전극층(161)보다 작은 면적을 갖도록 제1 전극층(161)의 가장자리가 제2 전극층(162)을 향해 노출되도록 한다.The first electrode layer 161 and the second electrode layer 162 may be energized with each other to receive the same voltage. 2 and 4, the edge of the first electrode layer 161 is exposed toward the second electrode layer 162 so that the third insulating layer 20 has a smaller area than the first electrode layer 161. Be sure to

그리고 제2 전극층(162)은 상기 제3 절연층(20)의 측면과 윗면 전체 및 제3 절연층(20)의 가장자리 부분으로 노출된 제1 전극층(161)의 윗면에 걸쳐 형성된다. 따라서 제1 전극층(161)과 제2 전극층(162)은 그 가장자리 부분이 서로 접촉되어 전기적으로 연결된다.The second electrode layer 162 is formed over the entire side and top surfaces of the third insulating layer 20 and the top surface of the first electrode layer 161 exposed to the edge portion of the third insulating layer 20. Accordingly, the edge portions of the first electrode layer 161 and the second electrode layer 162 are electrically connected to each other by contact with each other.

상기 제2 절연층(18)과 제3 절연층(20)과 제1 전극층(161) 및 제2 전극층(162)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(50)가 마련된다. 이 개구부(50)는 일례로 화소 영역마다 하나가 구비되어 집속 전극(16)이 한 화소 영역에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속하도록 한다. 상기 개구부들(50)은 모두 동일한 크기로 형성될 수 있다.The second insulating layer 18, the third insulating layer 20, the first electrode layer 161, and the second electrode layer 162 are also provided with an opening 50 for passing an electron beam. For example, one opening 50 is provided for each pixel area so that the focusing electrode 16 comprehensively focuses electrons emitted from one pixel area. The openings 50 may be formed in the same size.

다음으로, 제1 기판(2)에 대향하는 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(22), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광층들(22R,22G,22B)이 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(22) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(24)이 형성된다. 형광층(22)은 제1 기판(2)에 설정되는 화소 영역에 한가지 색의 형광층(22R,22G,22B)이 대응하도록 형성될 수 있다.Next, on one surface of the second substrate 4 opposite to the first substrate 2, the fluorescent layer 22, for example, the red, green, and blue fluorescent layers 22R, 22G, and 22B may be disposed at random intervals. The black layer 24 is formed between the fluorescent layers 22 to improve contrast of the screen. The fluorescent layer 22 may be formed so that the fluorescent layers 22R, 22G, and 22B of one color correspond to the pixel areas set on the first substrate 2.

형광층(22)과 흑색층(24) 위로는 알루미늄과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(26)이 형성된다. 애노드 전극(26)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받으며, 형광층(22)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측으로 반사시켜 휘도를 높이는 역할을 한다.An anode electrode 26 made of a metal film such as aluminum is formed on the fluorescent layer 22 and the black layer 24. The anode electrode 26 receives a high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside, and reflects the visible light emitted toward the first substrate 2 of the visible light emitted from the fluorescent layer 22 toward the second substrate 4 to improve luminance. Height plays a role.

한편, 애노드 전극(26)은 금속막이 아닌 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극(26)은 제2 기판(4)을 향한 형광층(22)과 흑색층(24)의 일면에 위치하며, 소정의 패턴으로 구분되어 복수개로 형성될 수 있다. 또한 애노드 전극(26)으로서 전술한 투명 도전막과 금속막이 형광층(22)과 흑색층(24)의 양면에 동시에 형성되는 구조도 가능하다.The anode electrode 26 may be formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) instead of a metal film. In this case, the anode electrode 26 is disposed on one surface of the fluorescent layer 22 and the black layer 24 facing the second substrate 4, and may be formed in plural in a predetermined pattern. In addition, as the anode electrode 26, a structure in which the above-described transparent conductive film and metal film are simultaneously formed on both surfaces of the fluorescent layer 22 and the black layer 24 is possible.

상기 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 스페이서들(28)이 배치되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고, 두 기판의 간격을 일정하게 유지시킨다. 스페이서들(28)은 형광층(22)을 침범하지 않도록 흑색층(24)에 대응하여 위치한다.Spacers 28 are disposed between the first substrate 2 and the second substrate 4 to support the compressive force applied to the vacuum container, and to maintain a constant gap between the two substrates. The spacers 28 are positioned corresponding to the black layer 24 so as not to invade the fluorescent layer 22.

상기 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극(8), 게이트 전극(12), 집속 전극(16) 및 애노드 전극(26)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다. 일례로 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(12) 중 어느 하나의 전극이 주사 구동 전압 을 인가받아 주사 전극으로 기능하고, 다른 하나의 전극이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극으로 기능한다. 그리고 집속 전극(16)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 (-)직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(26)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 (+)직류 전압을 인가받는다.The electron emission display device having the above configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the cathode electrode 8, the gate electrode 12, the focusing electrode 16, and the anode electrode 26 from the outside. For example, any one of the cathode electrode 8 and the gate electrode 12 receives a scan driving voltage to function as a scan electrode, and the other electrode receives a data driving voltage to function as a data electrode. In addition, the focusing electrode 16 receives a voltage required for electron beam focusing, for example, 0 V or a negative DC voltage of several to several tens of volts, and the anode electrode 26 has a voltage for accelerating the electron beam, for example several hundreds to thousands of volts. A positive DC voltage is applied.

그러면 캐소드 전극(8)과 게이트 전극(12)간 전압 차가 임계치 이상인 화소들에서 전자 방출부(14) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(16)의 개구부를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되며, 애노드 전극(26)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 형광층(22)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.Then, an electric field is formed around the electron emission portion 14 in the pixels in which the voltage difference between the cathode electrode 8 and the gate electrode 12 is greater than or equal to the threshold, and electrons are emitted therefrom. The emitted electrons are focused through the opening of the focusing electrode 16 to the center of the electron beam bundle, and are attracted by the high voltage applied to the anode electrode 26 to collide with the corresponding fluorescent layer 22 to emit light.

전술한 구동 과정에 있어서 집속 전극(16)은 2개의 전극층(161,162)이 적층된 형태로 이루어짐에 따라, 제1 전극층(161)을 통과하고도 집속되지 못한 전자들을 제2 전극층(162)이 다시 한번 집속시키므로 접자빔 집속 효율을 높인다. 또한, 전술한 구조의 집속 전극은 애노드 전계가 전자 방출부에 미치는 영향을 효과적으로 차단할 수 있으므로 애노드 전계에 의한 오작동을 억제할 수 있다.As the focusing electrode 16 is formed by stacking two electrode layers 161 and 162 in the driving process described above, the second electrode layer 162 again returns electrons that are not focused even after passing through the first electrode layer 161. Since it focuses once, it improves the efficiency of focusing the beam. In addition, the focusing electrode having the above-described structure can effectively block the influence of the anode electric field on the electron emitting portion, thereby suppressing the malfunction caused by the anode electric field.

상기에서는 전자 방출부가 진공 중에서 전계에 의해 전자를 방출하는 물질들로 이루어진 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 소자를 이용한 표시 디바이스에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 FEA형에 한정되지 않고 다른 타입의 전자 방출 소자를 이용한 표시 디바이스에도 용이하게 적용 가능하다.In the above description, the display device using the field emission array (FEA) type electron emission element made of materials emitting electrons by an electric field in a vacuum is described. The present invention can be easily applied to a display device using an electron emitting device.

또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발 명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.In addition, while the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.

이와 같이 본 발명에 의한 전자 방출 디바이스는 적어도 2개의 전극층으로 이루어진 집속 전극을 사용함으로써, 집속 전극의 집속 효율을 극대화하고 애노드 전계 차폐 효과를 높일 수 있다. 그 결과 타색 발광을 억제하여 휘도와 색순도를 높이는 등 표시 특성을 개선하는 효과가 있다. 또한, 전자 방출부에 대한 애노드 전계의 영향을 차단하여 애노드 전계에 의한 오작동을 억제하고, 애노드 전극에 고전압 인가를 가능하게 하여 화면의 휘도를 높이는 효과가 있다.As described above, the electron-emitting device according to the present invention can maximize the focusing efficiency of the focusing electrode and enhance the anode field shielding effect by using the focusing electrode composed of at least two electrode layers. As a result, there is an effect of improving display characteristics such as suppressing light emission from other colors to increase luminance and color purity. In addition, by blocking the influence of the anode electric field on the electron emission unit, it is possible to suppress the malfunction caused by the anode electric field, and to apply a high voltage to the anode electrode, thereby increasing the brightness of the screen.

Claims (7)

기판과;A substrate; 상기 기판 위에 형성되는 전자 방출부들과;Electron emission parts formed on the substrate; 상기 기판 위에 제공되어 상기 전자 방출부들의 전자 방출을 제어하는 복수의 구동 전극들; 및A plurality of driving electrodes provided on the substrate to control electron emission of the electron emission parts; And 상기 구동 전극들과 절연을 유지하며 구동 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 포함하고,A focusing electrode disposed on the driving electrodes and insulated from the driving electrodes, 상기 집속 전극이 서로 다른 층에 위치하는 2개 이상의 전극층으로 이루어지며, 이 전극층들이 서로 통전되어 동일한 전압을 인가받는 전자 방출 디바이스.And at least two electrode layers in which the focusing electrodes are located on different layers, the electrode layers being energized with each other to be applied with the same voltage. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전극층들 사이에 높이 확보를 위한 절연층이 위치하는 전자 방출 디바이스.And an insulating layer for securing a height between the electrode layers. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전극층들이 상기 절연층의 가장자리 부분에서 서로 접촉하는 전자 방출 디바이스.And the electrode layers contact each other at an edge portion of the insulating layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동 전극들과 상기 집속 전극이 상기 전자 방출부를 노출시키기 위한 각자의 개구부를 형성하는 전자 방출 디바이스.And the drive electrodes and the focusing electrode form respective openings for exposing the electron emission portion. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전극층들이 동일한 크기의 개구부를 형성하는 전자 방출 디바이스.And the electrode layers form openings of the same size. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 방출부가 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C₆₀ 및 실리콘 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 방출 디바이스.And the electron emitting portion comprises at least one material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, C ₆₀ and silicon nanowires. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 전자 방출 디바이스와;An electron emitting device according to any one of claims 1 to 7; 상기 기판에 대향 배치되는 타측 기판과;Another substrate disposed to face the substrate; 상기 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층들; 및Fluorescent layers formed on one surface of the other substrate; And 상기 형광층들의 어느 일면에 형성되는 애노드 전극을 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.And an anode electrode formed on one surface of the fluorescent layers.

Images