KR20070111861A - Electron emission display device - Google Patents

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KR20070111861A
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이수경
유승준
박진민
강정호
이원일
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

An electron emission display device is provided to suppress color mixing of visible rays and improve the luminous efficiency of a phosphor layer by optimizing an area of the phosphor layer. A first substrate(2) and a second substrate(4) are opposite to each other. Electron emission elements are formed on the first substrate, and a black layer(10) having an opening is disposed on one surface of the second substrate. Phosphors fill the opening of the black layer, and an anode electrode(12) is disposed on surfaces of the phosphor layers and the black layer. A ratio of an area of the opening to an area of the phosphor layer is in the range of 1.05 to 4.8.

Description

전자 방출 표시 디바이스 {ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE}Electron Emission Display Device {ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view schematically showing an electron emission display device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 전자 방출 표시 디바이스 중 발광 유닛의 부분 평면도이다.FIG. 2 is a partial plan view of the light emitting unit of the electron emission display device illustrated in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도이다.3 is a partially exploded perspective view of a field emission array (FEA) type electron emission display device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of a field emission array (FEA) type electron emission display device in accordance with one embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 전도 에미션(SCE)형 전자 방출 표시 디바이스의 부분 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view of a surface conduction emission (SCE) type electron emission display device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색 혼합을 억제하는 동시에 형광층의 발광 효율을 높일 수 있는 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electron emission display device, and more particularly, to an electron emission display device capable of suppressing color mixing and increasing the luminous efficiency of a fluorescent layer.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.In general, electron emission elements may be classified according to types of electron sources by using a hot cathode and a cold cathode.

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-emitting device using the cold cathode is a field emitter array (FEA) type, a surface conduction emission type (SCE) type, a metal-insulation layer-metal Metal (MIM) type and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type are known.

상기 전자 방출 소자들은 그 종류에 따라 세부적인 구조와 전자 방출 원리가 상이하지만, 기본적으로 전자 방출부와 전자 방출부의 전자 방출량을 제어하는 구동 전극을 구비하여 전자 방출부로부터 소정의 전자들을 방출시킨다.Although the detailed structure and the principle of electron emission differ depending on the kind of the electron emission devices, the electron emission elements are basically provided with a driving electrode for controlling the electron emission amount of the electron emission portion and the electron emission portion to emit predetermined electrons from the electron emission portion.

전자 방출 소자는 제1 기판 위에 어레이를 이루며 배치되어 전자 방출 유닛을 형성하고, 형광층과 흑색층 및 애노드 전극 등으로 이루어진 발광 유닛이 제1 기판을 향한 제2 기판의 일면에 배치되어 전자 방출 유닛과 함께 전자 방출 표시 디바이스를 구성한다.The electron emission devices are arranged in an array on the first substrate to form an electron emission unit, and a light emitting unit including a fluorescent layer, a black layer, an anode electrode, and the like is disposed on one surface of the second substrate facing the first substrate so as to emit an electron emission unit. Together with the electron emission display device.

상기 발광 유닛은 제2 기판 상의 비발광 영역에 흑색층을 형성하고, 흑색층 사이의 발광 영역에 적색과 녹색 및 청색의 형광층을 형성한 다음, 형광층들과 흑색층 위로 금속 물질을 증기증착 또는 스퍼터링하여 애노드 전극을 형성하는 단계들을 통해 완성된다.The light emitting unit forms a black layer in the non-light emitting region on the second substrate, forms a red, green, and blue fluorescent layer in the light emitting region between the black layers, and then vapor-deposits a metal material on the fluorescent layers and the black layer. Or sputtering to form an anode electrode.

이때 흑색층은 서로 다른 색의 형광층들 사이에 위치하여 각 형광층에서 방 출된 가시광들이 섞이지 않도록 함으로써 화면의 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.At this time, the black layer is located between the fluorescent layers of different colors to increase the contrast of the screen by preventing the visible light emitted from each fluorescent layer is mixed.

전술한 구성에서 형광층의 점유 면적은 형광층의 발광 효율 및 색 혼합과 밀접한 관련이 있다. 즉, 적색과 녹색 및 청색 형광층 각각이 해당 화소 영역에서 적정 수준 이하의 면적으로 형성되면 화면의 휘도가 낮아지고, 반대로 해당 화소 영역에서 적정 수준 이상의 면적으로 형성되면 흑색층을 구비함에도 불구하고 색 혼합이 발생하여 화면의 콘트라스트가 저하되는 결과를 나타낸다.In the above-described configuration, the occupied area of the fluorescent layer is closely related to the luminous efficiency and color mixing of the fluorescent layer. That is, when each of the red, green, and blue fluorescent layers is formed at an appropriate level or less in the corresponding pixel area, the luminance of the screen is lowered. Mixing occurs, resulting in a decrease in contrast of the screen.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 가시광의 색 혼합을 억제하고, 형광층의 발광 효율을 안정적으로 확보함으로써 화면의 콘트라스트와 휘도 특성을 높일 수 있는 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 suppress the color mixing of visible light and to stably secure the luminous efficiency of the fluorescent layer, thereby improving the contrast and luminance characteristics of the screen. To provide.

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

서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 위에 어레이를 이루며 배치되는 전자 방출 소자들과, 제2 기판의 일면에 개구부를 가지며 위치하는 흑색층과, 흑색층의 개구부를 채우면서 이 개구부 주변의 흑색층 위에 걸쳐 위치하는 형광층들과, 형광층들과 흑색층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함하며, 형광층과 흑색층이 하기 조건을 만족하는 전자 방출 표시 디바이스를 제공한다.Filling the first substrate and the second substrate facing each other, the electron emission devices arranged in an array on the first substrate, the black layer having an opening on one surface of the second substrate, and the opening of the black layer The present invention provides an electron emission display device including fluorescent layers positioned over the black layer around the opening, and anode electrodes positioned on one surface of the fluorescent layers and the black layer, wherein the fluorescent layer and the black layer satisfy the following conditions. .

Figure 112006035119144-PAT00002
Figure 112006035119144-PAT00002

여기서, A는 흑색층의 개구부 면적을 나타내고, B는 형광층 면적을 나타낸 다.Here, A represents the opening area of the black layer, B represents the fluorescent layer area.

상기 형광층은 적색과 녹색 및 청색 형광층들을 포함할 수 있고, 제2 기판 상에 설정되는 화소 영역마다 하나의 흑색층 개구부와 한 가지 색 형광층이 위치할 수 있다.The fluorescent layer may include red, green, and blue fluorescent layers, and one black layer opening and one color fluorescent layer may be positioned in each pixel area set on the second substrate.

또한, 형광층과 흑색층은 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.In addition, the fluorescent layer and the black layer may be formed to satisfy the following conditions.

Figure 112006035119144-PAT00003
Figure 112006035119144-PAT00003

또한, 흑색층의 개구부는 타원형과 다각형 및 이들이 조합된 형상 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 애노드 전극은 제1 기판을 향한 형광층들과 흑색층의 일면에 위치하는 금속막으로 이루어질 수 있다.In addition, the opening of the black layer may be formed of any one of an oval shape, a polygonal shape, and a combination thereof, and the anode electrode may be formed of a fluorescent layer facing the first substrate and a metal film located on one surface of the black layer.

상기 전자 방출 표시 디바이스는 제1 기판과 제2 기판 사이에서 흑색층에 대응하여 위치하는 스페이서들을 더욱 포함할 수 있다.The electron emission display device may further include spacers positioned corresponding to the black layer between the first substrate and the second substrate.

상기 전자 방출 소자들은 전계 방출 어레이형, 표면 전도 에미션형, 금속-절연층-금속형 및 금속-절연층-반도체형 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The electron emission devices may be any one of a field emission array type, a surface conduction emission type, a metal-insulation layer-metal type, and a metal-insulation layer-semiconductor type.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스를 개략적으로 도시한 부분 단면도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 전자 방출 표시 디바이스 중 발광 유닛의 부분 평면도이다.1 is a partial cross-sectional view schematically illustrating an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial plan view of a light emitting unit of the electron emission display device illustrated in FIG. 1.

도면을 참고하면, 전자 방출 표시 디바이스는 소정의 간격을 두고 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 arranged in parallel to each other at predetermined intervals. The sealing member 6 is disposed at the edge of the first substrate 2 and the second substrate 4 to bond the two substrates, and the inner space is evacuated with a vacuum of approximately 10 −6 Torr to provide 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 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛(100)이 제공되고, 제2 기판(4) 중 제1 기판(2)과의 대향면에는 형광층(8)과 흑색층(10) 및 애노드 전극(12)을 포함하는 발광 유닛(110)이 제공된다.On the opposite surface of the first substrate 2 to the second substrate 4 is provided an electron emission unit 100 made of electron emitting elements, and the first substrate 2 of the second substrate 4 On the opposite surface, there is provided a light emitting unit 110 comprising a fluorescent layer 8, a black layer 10, and an anode electrode 12.

전자 방출 유닛(100)은 전계 방출 어레이(FEA)형, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형 및 금속-절연층-반도체(MIS)형 중 어느 하나의 전자 방출 소자들로 이루어지며, 전자 방출부와 구동 전극들을 구비하여 화소 단위로 제2 기판(4)을 향해 임의의 전자들을 방출시킨다. 그리고 이 전자들에 의해 해당 화소의 형광층(8)이 여기되어 전자 방출량에 상응하는 세기의 가시광을 방출시킨다.The electron emission unit 100 is an electron of any one of a field emission array (FEA) type, a surface conduction emission (SCE) type, a metal-insulating layer-metal (MIM) type, and a metal-insulating layer-semiconductor (MIS) type It is made of emission elements, and has an electron emission portion and drive electrodes to emit arbitrary electrons toward the second substrate 4 in pixel units. These electrons excite the fluorescent layer 8 of the pixel to emit visible light of intensity corresponding to the electron emission amount.

보다 구체적으로, 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(8), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광층들(8R,8G,8B)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(8) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(10)이 형성된다.More specifically, on one surface of the second substrate 4, a fluorescent layer 8, for example, red, green, and blue fluorescent layers 8R, 8G, and 8B are formed at random intervals from each other, and each fluorescent The black layer 10 is formed between the layers 8 to improve the contrast of the screen.

그리고 형광층(8)과 흑색층(10) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(12)이 형성된다. 애노드 전극(12)은 진공 용기 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(8)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(8)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측 으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An anode electrode 12 made of a metal film such as aluminum (Al) is formed on the fluorescent layer 8 and the black layer 10. The anode 12 receives the high voltage required for electron beam acceleration from the outside of the vacuum vessel to maintain the fluorescent layer 8 in a high potential state, and radiates toward the first substrate 2 of the visible light emitted from the fluorescent layer 8. The visible light is reflected to the second substrate 4 side to increase the brightness of the screen.

한편 애노드 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(4)을 향한 형광층(8)과 흑색층(10)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극으로서 전술한 투명 도전막과 금속막을 동시에 형성하는 구조도 가능하다.The anode electrode may be formed of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO). In this case, the anode is located on one surface of the fluorescent layer 8 and the black layer 10 facing the second substrate 4. Moreover, the structure which forms simultaneously the above-mentioned transparent conductive film and a metal film as an anode electrode is also possible.

상기 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(14)이 배치될 수 있다. 스페이서들(14)은 형광층(8)을 침범하지 않도록 흑색층(10)에 대응하여 위치한다. 도 1에서는 편의상 하나의 스페이서만을 도시하였다.Spacers 14 may be 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 14 are positioned corresponding to the black layer 10 so as not to invade the fluorescent layer 8. In FIG. 1, only one spacer is shown for convenience.

전술한 구성에서 형광층(8)은 제2 기판(4)에 설정되는 화소 영역(50)에 한 가지 색의 형광층(8R,8G,8B)이 대응하도록 위치한다. 즉, 제2 기판(4)에 설정되는 각각의 화소 영역(50)에는 하나의 형광층(8)과 이 형광층(8)을 배치하기 위한 흑색층(10)의 개구부(101)가 위치한다. 일례로, 도 2에서는 각 화소 영역(50)의 중심에 형광층(8)이 위치하는 형상으로 각각의 화소 영역(50)을 구분지어 도시하였다.In the above-described configuration, the fluorescent layer 8 is positioned so that the fluorescent layers 8R, 8G, and 8B of one color correspond to the pixel region 50 set on the second substrate 4. That is, one fluorescent layer 8 and an opening 101 of the black layer 10 for disposing the fluorescent layer 8 are positioned in each pixel region 50 set on the second substrate 4. . For example, in FIG. 2, each pixel region 50 is divided and illustrated in a shape in which the fluorescent layer 8 is positioned at the center of each pixel region 50.

그리고 형광층(8)은 흑색층(10)에 형성되는 개구부(101)를 채우면서 이 개구부(101) 주변의 흑색층(10) 위에 걸치도록 형성된다. 즉, 형광층(8)은 흑색층(10)의 개구부(101)보다 큰 면적으로 형성된다.The fluorescent layer 8 is formed so as to extend over the black layer 10 around the opening 101 while filling the opening 101 formed in the black layer 10. That is, the fluorescent layer 8 is formed with a larger area than the opening 101 of the black layer 10.

형광층(8)이 흑색층(10)의 개구부(101) 면적과 동일한 면적으로 형성되면, 형광층(8) 형성시 흑색층(10)에 대해 약간의 정렬 오차가 발생하여도 형광층이 흑색층(10)의 개구부(101)를 채우지 못하는 부분이 발생하게 된다. 그 결과 제2 기 판(4) 일면에 형광층(8)으로 채워지지 못한 일종의 틈(open)이 발생하게 되어 제조 불량을 유발할 수 있다.When the fluorescent layer 8 is formed with the same area as the area of the opening 101 of the black layer 10, the fluorescent layer is black even if some alignment error occurs with respect to the black layer 10 when the fluorescent layer 8 is formed. A portion that fails to fill the opening 101 of the layer 10 will occur. As a result, a kind of open that is not filled with the fluorescent layer 8 may occur on one surface of the second substrate 4, which may cause a manufacturing failure.

본 실시예에서 형광층(8)과 흑색층(10)은 하기 조건을 만족하도록 형성된다.In the present embodiment, the fluorescent layer 8 and the black layer 10 are formed to satisfy the following conditions.

Figure 112006035119144-PAT00004
Figure 112006035119144-PAT00004

여기서, A는 흑색층(10)의 개구부(101) 면적을 나타내고, B는 형광층(8) 면적을 나타낸다.Here, A represents the area of the opening 101 of the black layer 10, and B represents the area of the fluorescent layer 8.

각각의 화소 영역(50)에서 형광층(8)이 흑색층(10) 개구부(101)의 1.05배 이상의 면적으로 형성되어야 형광층(8)을 구성하는 형광체 입자들이 흑색층 개구부(101)의 가장자리를 빈틈없이 채울 수 있다. 그리고 형광층(8)이 흑색층 개구부(101)의 4.8배를 초과하는 면적으로 형성되면 이웃 화소 영역(50)의 흑색층 개구부를 침범하게 되어 색 혼합이 발생하게 된다.In each pixel region 50, the phosphor layer 8 must be formed to have an area of at least 1.05 times the opening portion 101 of the black layer 10, so that the phosphor particles constituting the phosphor layer 8 have an edge of the black layer opening 101. You can fill in the gaps. When the fluorescent layer 8 is formed to have an area exceeding 4.8 times that of the black layer openings 101, the fluorescent layer 8 may invade the black layer openings of the neighboring pixel regions 50 to generate color mixing.

보다 바람직하게, 본 실시예에서 형광층(8)과 흑색층(10)은 하기 조건을 만족하도록 형성된다.More preferably, in this embodiment, the fluorescent layer 8 and the black layer 10 are formed to satisfy the following conditions.

Figure 112006035119144-PAT00005
Figure 112006035119144-PAT00005

각각의 화소 영역(50)에서 형광층(8)이 흑색층 개구부(101) 면적의 1.2배 이상의 면적으로 형성되면, 형광층(8)을 형성할 때 흑색층(10)에 대해 제2 기판(4)의 수평 및 수직 방향을 따라 ±5% 정도의 정렬오차가 발생하여도 형광층(8)이 흑색층 개구부(101) 전체를 빈틈없이 채울 수 있어 제조 불량을 억제할 수 있다.If the fluorescent layer 8 is formed in an area of 1.2 times or more of the area of the black layer opening 101 in each pixel region 50, the second substrate (with respect to the black layer 10 when the fluorescent layer 8 is formed) is formed. Even if an alignment error of about 5% occurs along the horizontal and vertical directions of 4), the fluorescent layer 8 can fill the entire black layer opening 101 seamlessly, thereby suppressing manufacturing defects.

또한, 각각의 화소 영역(50)에서 형광층(8)이 흑색층 개구부(101) 면적의 2.3배 이상으로 형성되면, 형광층(8)이 스페이서(14)가 위치하는 자리까지 넓게 위치하게 되므로 불필요한 면적이라 할 수 있다.In addition, when the fluorescent layer 8 is formed to be 2.3 times larger than the area of the black layer opening 101 in each pixel region 50, the fluorescent layer 8 is widely positioned to the position where the spacer 14 is located. It can be called unnecessary area.

한편, 흑색층의 개구부는 도 2에 도시한 직사각형 외에 타원형, 다각형 또는 이들이 조합된 형상으로 이루어질 수 있다. 일례로 전자 방출부들이 각각의 화소 영역(50)에서 제1 기판(2)의 일 방향을 따라 일렬로 위치하는 경우, 형광층에는 대략 타원형의 전자빔 스폿이 형성되는데 이러한 전자빔 스폿 형상에 맞추어 흑색층의 개구부를 타원형으로 형성하면 형광층의 발광 균일도와 발광 효율을 높일 수 있다.Meanwhile, the opening of the black layer may be formed in an oval shape, a polygonal shape, or a combination thereof in addition to the rectangle shown in FIG. 2. For example, when the electron emitters are positioned in a line along one direction of the first substrate 2 in each pixel region 50, a substantially elliptical electron beam spot is formed in the fluorescent layer, and the black layer corresponds to the electron beam spot shape. When the openings are formed in an elliptical shape, the light emission uniformity and the light emission efficiency of the fluorescent layer can be improved.

이와 같이 본 실시예의 형광층(8)은 흑색층 개구부(101)에 대한 형성 면적을 최적으로 확보하여 가시광들의 색 혼합을 억제하고, 빈틈 발생을 방지하여 발광 효율을 높일 수 있다. 이에 따라 본 실시예의 전자 방출 표시 디바이스는 화면의 콘트라스트와 휘도를 향상시킬 수 있다.As described above, the fluorescent layer 8 of the present embodiment can optimally secure the formation area of the black layer opening 101 to suppress color mixing of visible light and prevent generation of gaps, thereby improving luminous efficiency. Accordingly, the electron emission display device of the present embodiment can improve the contrast and the brightness of the screen.

상기한 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 전자 방출 소자의 종류에 따라 전계 방출 어레이(FEA)형, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형 및 금속-절연층-반도체(MIS)형 중 어느 한가지 형으로 이루어진다.The above-described electron emission display device has a field emission array (FEA) type, a surface conduction emission (SCE) type, a metal-insulating layer-metal (MIM) type, and a metal-insulating layer-semiconductor depending on the type of the electron emitting element. It consists of one of the (MIS) types.

도 3과 도 4를 참고하여 전술한 조건의 형광층(8)을 구비한 전계 방출 어레이형 전자 방출 표시 디바이스에 대해 설명하고, 도 5를 참고하여 전술한 조건의 형광층(8)을 구비한 표면 전도 에미션형 전자 방출 표시 디바이스에 대해 설명한다.The field emission array type electron emission display device having the fluorescent layer 8 under the above-described conditions will be described with reference to FIGS. 3 and 4, and the fluorescent layer 8 having the above-described conditions with reference to FIG. 5 is described. A surface conduction emission type electron emission display device is described.

도 3과 도 4를 참고하면, 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 표시 디바이스에서 전자 방출 유닛(100')은 제1 절연층(16)을 사이에 두고 서로 직교하는 방향을 따라 형성되는 캐소드 전극들(18) 및 게이트 전극들(20)과, 캐소드 전극(18)에 형성되는 전자 방출부들(22)을 포함한다.3 and 4, in the field emission array (FEA) type electron emission display device, the electron emission unit 100 ′ is formed along a direction perpendicular to each other with the first insulating layer 16 interposed therebetween. And the gate electrodes 20 and the electron emission parts 22 formed on the cathode electrode 18.

캐소드 전극(18)과 게이트 전극(20)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극들(18) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부(22)가 형성된다. 그리고 제1 절연층(16)과 게이트 전극(20)에는 각 전자 방출부(22)에 대응하는 개구부(161,201)가 형성되어 제1 기판(2') 상에 전자 방출부(22)가 노출되도록 한다.When the intersection region of the cathode electrode 18 and the gate electrode 20 is defined as a pixel region, one or more electron emission portions 22 are formed in each pixel region over the cathode electrodes 18. In addition, openings 161 and 201 corresponding to the electron emission parts 22 may be formed in the first insulating layer 16 and the gate electrode 20 to expose the electron emission parts 22 on the first substrate 2 ′. do.

전자 방출부(22)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(22)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, C60, 실리콘 나노와이어 또는 이들의 조합 물질을 포함할 수 있다.The electron emission unit 22 may be formed of materials emitting electrons when a electric field is applied in a vacuum, such as a carbon-based material or a nanometer-sized material. The electron emission unit 22 may include, for example, carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, C 60 , silicon nanowires, or a combination thereof.

다른 한편으로, 전자 방출부는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.On the other hand, the electron emission portion may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum (Mo) or silicon (Si).

그리고 게이트 전극들(20)과 제1 절연층(16) 위로 제3 전극인 집속 전극(24)이 형성될 수 있다. 집속 전극(24) 하부에는 제2 절연층(26)이 위치하여 게이트 전극(20)과 집속 전극(24)을 절연시키며, 집속 전극(24)과 제2 절연층(26)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(241,261)가 마련된다.The focusing electrode 24, which is a third electrode, may be formed on the gate electrodes 20 and the first insulating layer 16. A second insulating layer 26 is disposed below the focusing electrode 24 to insulate the gate electrode 20 and the focusing electrode 24, and also to pass the electron beam through the focusing electrode 24 and the second insulating layer 26. Openings 241 and 261 are provided.

집속 전극(24)은 전자 방출부(22)마다 이에 대응하는 하나의 개구부를 형성하여 각 전자 방출부(22)에서 방출되는 전자들을 개별적으로 집속하거나, 화소 영역마다 하나의 개구부를 형성하여 하나의 화소 영역에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속할 수 있다. 도 3에서는 두 번째 경우를 도시하였다.The focusing electrode 24 forms an opening corresponding to each of the electron emission units 22 to individually focus electrons emitted from each electron emission unit 22, or to form one opening for each pixel region. The electrons emitted from the pixel region can be collectively focused. 3 shows a second case.

제2 기판(4')에 제공되는 발광 유닛(110')은 전술한 조건의 형광층들(8)과 흑색층(10) 및 애노드 전극(12)을 포함한다. 발광 유닛(110')의 구성은 전술한 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The light emitting unit 110 ′ provided to the second substrate 4 ′ includes the fluorescent layers 8, the black layer 10, and the anode electrode 12 under the aforementioned conditions. Since the configuration of the light emitting unit 110 ′ is the same as that described above, a detailed description thereof will be omitted.

전술한 구성의 전계 방출 어레이형 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극들(8), 게이트 전극들(20), 집속 전극(24) 및 애노드 전극(12)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다.The field emission array type electron emission display device having the above-described configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the cathode electrodes 8, the gate electrodes 20, the focusing electrodes 24, and the anode electrodes 12 from the outside.

일례로 캐소드 전극들(18)과 게이트 전극들(20) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 주사 전극들로 기능하고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 집속 전극(24)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(12)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가받는다.For example, any one of the cathode electrodes 18 and the gate electrodes 20 receives a scan driving voltage to serve as scan electrodes, and the other electrodes receive a data driving voltage to serve as data electrodes. The focusing electrode 24 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 12 is a voltage required for accelerating the electron beam, for example, several hundred to several thousand volts. DC voltage of is applied.

그러면 캐소드 전극(18)과 게이트 전극(20)의 전압 차가 임계치 이상인 화소 영역들에서 전자 방출부(22) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(24)의 개구부(241)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되고, 애노드 전극(12)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 화소 영역의 형 광층(8)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.As a result, an electric field is formed around the electron emission part 22 in the pixel areas in which the voltage difference between the cathode electrode 18 and the gate electrode 20 is greater than or equal to the threshold, and electrons are emitted therefrom. The emitted electrons are focused through the opening 241 of the focusing electrode 24 to the center of the electron beam bundle, and are attracted by the high voltage applied to the anode electrode 12 to impinge on the fluorescent layer 8 of the corresponding pixel region. It emits light.

도 5를 참고하면, 표면 전도 에미션(SCE)형 전자 방출 표시 디바이스에서 전자 방출 유닛(100")은 제1 기판(2") 위에 서로 이격되어 위치하는 제1 전극들(28) 및 제2 전극들(30)과, 제1 전극(28)과 제2 전극(30) 위에 각각 형성되며 서로 근접하여 위치하는 제1 도전 박막들(32) 및 제2 도전 박막들(34)과, 제1 도전 박막(32)과 제2 도전 박막(34) 사이에 형성되는 전자 방출부들(36)을 포함한다.Referring to FIG. 5, in a surface conduction emission (SCE) type electron emission display device, the electron emission units 100 ″ are spaced apart from each other on the first substrate 2 ″ by the first electrodes 28 and the second electrodes. First conductive thin films 32 and second conductive thin films 34 formed on the electrodes 30, the first electrode 28 and the second electrode 30, and positioned adjacent to each other; Electron emission portions 36 formed between the conductive thin film 32 and the second conductive thin film 34.

상기 제1 전극(28)과 제2 전극(30)은 도전성을 갖는 다양한 재료가 사용 가능하며, 제1 도전 박막(32)과 제2 도전 박막(34)은 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 도전성 재료를 이용한 미립자 박막으로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(36)는 제1 도전 박막(32)과 제2 도전 박막(34) 사이에 제공된 미세 균열로 이루어지거나, 흑연형 탄소 또는 탄소 화합물 등으로 이루어질 수 있다.The first electrode 28 and the second electrode 30 may be formed of various materials having conductivity, and the first conductive thin film 32 and the second conductive thin film 34 may be nickel (Ni) or gold (Au). , And a particulate thin film using a conductive material such as platinum (Pt) or palladium (Pd). The electron emission part 36 may be formed of a fine crack provided between the first conductive thin film 32 and the second conductive thin film 34, or may be made of graphite carbon or a carbon compound.

그리고 제2 기판(4")에 제공되는 발광 유닛(110")은 전술한 조건의 형광층(8)들과 흑색층(10) 및 애노드 전극(12)을 포함한다. 발광 유닛(110")의 구성은 전술한 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The light emitting unit 110 ″ provided to the second substrate 4 ″ includes the fluorescent layers 8, the black layer 10, and the anode electrode 12 under the aforementioned conditions. Since the configuration of the light emitting unit 110 ″ is the same as that described above, detailed description thereof will be omitted.

전술한 구조에서, 제1 전극들(28)과 제2 전극들(30)에 각각 전압을 인가하면, 제1 도전 박막(32)과 제2 도전 박막(34)을 통해 전자 방출부(36)의 표면과 수평한 방향으로 전류가 흐르면서 표면 전도형 전자 방출이 이루어지고, 방출된 전자들은 애노드 전극(12)에 인가된 고전압에 이끌려 제2 기판(4")으로 향하면서 대응하는 형광층(8)에 충돌하여 이를 발광시킨다.In the above-described structure, when a voltage is applied to the first electrodes 28 and the second electrodes 30, respectively, the electron emission part 36 is formed through the first conductive thin film 32 and the second conductive thin film 34. Surface conduction electron emission is generated by the current flowing in a direction parallel to the surface of the emitted electrons, and the emitted electrons are directed to the second substrate 4 "by the high voltage applied to the anode electrode 12, and corresponding fluorescent layer 8 ) To emit light.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

이와 같이 본 발명에 의한 전자 방출 표시 디바이스는 형광층의 면적을 최적화하여 가시광들의 색 혼합을 억제하고, 형광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 전자 방출 표시 디바이스는 화면의 콘트라스트와 휘도를 높여 표시 품질을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the electron emission display device of the present invention can optimize the area of the fluorescent layer to suppress color mixing of visible light and increase the luminous efficiency of the fluorescent layer. Therefore, the electron emission display device according to the present invention has the effect of improving the display quality by increasing the contrast and brightness of the screen.

Claims (7)

서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과;A first substrate and a second substrate disposed to face each other; 상기 제1 기판 위에 어레이를 이루며 배치되는 전자 방출 소자들과;Electron-emitting devices arranged in an array on the first substrate; 상기 제2 기판의 일면에 개구부를 가지며 위치하는 흑색층과;A black layer having an opening on one surface of the second substrate; 상기 흑색층의 개구부를 채우면서 이 개구부 주변의 흑색층 위에 걸쳐 위치하는 형광층들; 및Fluorescent layers positioned over the black layer around the opening while filling the opening of the black layer; And 상기 형광층들과 흑색층의 일면에 위치하는 애노드 전극을 포함하며,An anode disposed on one surface of the fluorescent layers and the black layer, 상기 형광층과 흑색층이 하기 조건을 만족하는 전자 방출 표시 디바이스.An electron emission display device in which the fluorescent layer and the black layer satisfy the following conditions.
Figure 112006035119144-PAT00006
Figure 112006035119144-PAT00006
 여기서, A는 흑색층의 개구부 면적을 나타내고, B는 형광층 면적을 나타낸다.Here, A represents the opening area of the black layer, and B represents the fluorescent layer area. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 형광층이 적색과 녹색 및 청색 형광층들을 포함하고,The fluorescent layer comprises red, green and blue fluorescent layers, 상기 제2 기판 상에 설정되는 화소 영역마다 상기 하나의 흑색층 개구부와 한 가지 색 형광층이 위치하는 전자 방출 표시 디바이스.And the one black layer opening and one color fluorescent layer are positioned in each pixel region set on the second substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 형광층과 흑색층이 하기 조건을 만족하는 전자 방출 표시 디바이스.An electron emission display device in which the fluorescent layer and the black layer satisfy the following conditions.
Figure 112006035119144-PAT00007
Figure 112006035119144-PAT00007
 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 흑색층의 개구부가 타원형과 다각형 및 이들이 조합된 형상 중 어느 하나로 이루어지는 전자 방출 표시 디바이스.The electron emission display device of which the opening part of the said black layer consists of any one of an oval shape, a polygon, and a combination thereof. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 애노드 전극이 상기 제1 기판을 향한 상기 형광층들과 흑색층의 일면에 위치하는 금속막으로 이루어지는 전자 방출 표시 디바이스.And an anode electrode comprising a metal film disposed on one surface of the fluorescent layers facing the first substrate and the black layer. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에서 상기 흑색층에 대응하여 위치하는 스페이서들을 더욱 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.And a spacer disposed between the first substrate and the second substrate to correspond to the black layer. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 전자 방출 소자들이 전계 방출 어레이형, 표면 전도 에미션형, 금속-절연층-금속형 및 금속-절연층-반도체형 중 어느 하나인 전자 방출 표시 디바이스.And the electron emission elements are any one of a field emission array type, a surface conduction emission type, a metal-insulation layer-metal type, and a metal-insulation layer-semiconductor type.
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