KR20080032532A

KR20080032532A - Electron emission device and electron emission display using the same

Info

Publication number: KR20080032532A
Application number: KR1020060098525A
Authority: KR
Inventors: 황성연
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2008-04-15

Abstract

An electron emission device and an electron emission display using the same are provided to precisely adjust the spot shape of an electron beam by focusing the electron beam from different directions through at least two focus units which are electrically separated from each other and have different thicknesses, respectively. An electron emission part(12) is formed on a first substrates(2), and driving electrodes are formed on the first substrate to control electron emission of the electron emission part. A focus electrode(14) is formed on the upper portions of the driving electrodes, and are electrically isolated from the driving electrodes. The focus electrode has openings(141,161) through which an electron beam passes. The focus electrode has at least two focus portions(14a,14b) which are electrically separated from each other and have different thicknesses, respectively. The focus portions focus the electron beam from different directions.

Description

전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 디스플레이 {ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY USING THE SAME}ELECTRON EMISSION DEVICE AND ELECTRON EMISSION DISPLAY USING THE SAME

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

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

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 디바이스를 개략적으로 도시한 부분 평면도이다.3 is a partial plan view schematically showing an electron emitting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자빔 집속 효율을 높이기 위하여 집속 전극의 형상을 개선한 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 디스플레이에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emitting device, and more particularly, to an electron emitting device having an improved shape of a focusing electrode in order to increase electron beam focusing efficiency, and an electron emitting display using the same.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.In general, an electron emission element may be 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 어레 이(Field Emission 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 is a field emission array (FEA) type, a surface conduction emission (SCE) type, a metal-insulation layer-metal (Metal-Insulator) -Metal (MIM) type, and Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) type, etc. are known.

이 중 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 소자는 전자 방출부와 더불어 구동 전극으로서 하나의 캐소드 전극과 하나의 게이트 전극을 구비하며, 전자 방출부의 구성 물질로 일 함수가 낮거나 종횡비가 큰 물질, 일례로 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질을 사용하여 진공 중에서 전계에 의해 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한다.The field emission array (FEA) type electron emission device includes an electron emission portion and a cathode and a gate electrode as a driving electrode, and a material having a low work function or a high aspect ratio as a constituent material of the electron emission portion, For example, using a carbon-based material or a nanometer sized material uses the principle that electrons are easily released by an electric field in a vacuum.

전자 방출 소자는 제1 기판 위에 어레이를 이루며 배치되어 전자 방출 디바이스를 구성하고, 전자 방출 디바이스는 형광층과 애노드 전극 등으로 이루어진 발광 유닛이 구비된 제2 기판과 결합하여 전자 방출 디스플레이를 구성한다.Electron emitting elements are arranged in an array on the first substrate to form an electron emitting device, and the electron emitting device is combined with a second substrate having a light emitting unit composed of a fluorescent layer, an anode electrode and the like to form an electron emitting display.

상기 전자 방출 디스플레이에 있어서 전자빔 경로를 특정 방향으로 유도하여 표시 특성을 향상시키려는 노력이 있어왔다. 전자 방출부에서 방출된 전자들이 제2 기판을 향해 퍼지며 진행하는 경우에는 이 전자들이 대응하는 화소의 형광층뿐만 아니라 이웃한 화소의 타색 형광층에 함께 도달하여 타색 발광을 유발하기 때문이다.In the electron emitting display, efforts have been made to improve the display characteristics by guiding the electron beam path in a specific direction. This is because when the electrons emitted from the electron emission portion propagate toward the second substrate, the electrons reach not only the fluorescent layer of the corresponding pixel but also the other fluorescent layer of the neighboring pixel to cause other color emission.

이로써 전자빔 제어를 위한 수단의 하나로 집속 전극이 제안되었다. 집속 전극은 일반적으로 전자 방출 디바이스의 최상부에 단일의 몸체로 위치하며, 전자빔 통과를 위한 개구부를 형성하여 이 개구부를 통과하는 전자들을 전자빔 다발의 중 심부로 집속시킨다.As a result, a focusing electrode has been proposed as one of means for electron beam control. The focusing electrode is generally located in a single body on top of the electron emitting device and forms an opening for electron beam passage to focus electrons passing through the opening to the center of the electron beam bundle.

가령 제1 기판에 설정된 화소 영역마다 복수개의 전자 방출부가 위치할 때, 집속 전극은 각 전자 방출부에 대응하는 개구부를 형성하거나, 화소 영역마다 전자 방출부들을 포괄하는 하나의 개구부를 형성할 수 있다. 통상의 집속 전극에서는 공정이 편이하고, 전자 방출 특성이 우수한 후자(後者)의 경우를 적용하고 있다. For example, when a plurality of electron emitters are positioned in each pixel region set in the first substrate, the focusing electrode may form an opening corresponding to each electron emitter, or may form an opening covering the electron emitters in each pixel region. . In the conventional focusing electrode, the latter case is applied which is easy in the process and excellent in electron emission characteristics.

그런데 집속 전극이 화소 영역마다 하나의 개구부를 형성하여 화소 영역에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속하는 경우, 집속 전극은 화소 영역의 중앙에 위치하는 전자 방출부들에 대해 우수한 전자빔 집속 효과를 구현하기 어렵다.However, when the focusing electrode comprehensively focuses electrons emitted from the pixel area by forming one opening for each pixel area, the focusing electrode may not realize an excellent electron beam focusing effect on the electron emission parts positioned in the center of the pixel area.

일례로, 화소 영역에 위치한 전자 방출부들이 제1 기판의 수평 방향과 수직 방향을 따라 각기 다른 수의 열을 가지고, 집속 전극 개구부가 이 전자 방출부들의 배열에 대응하여 장변과 단변을 형성한다고 했을 때, 집속 전극은 개구부의 장변 방향을 따라 퍼지는 전자빔들을 효율적으로 집속할 수 없다.For example, the electron emitting portions positioned in the pixel region may have different numbers of rows along the horizontal and vertical directions of the first substrate, and the focusing electrode openings may form long sides and short sides corresponding to the arrangement of the electron emitting portions. At this time, the focusing electrode cannot efficiently focus electron beams that spread along the long side direction of the opening.

이와 같이 종래의 집속 전극은 전자빔을 집속 전극 개구부의 장변 방향과 단변 방향을 따라 독립적으로 제어하는 것이 불가능하며, 이에 따라 전자빔 집속 효율이 낮아지는 단점이 있다.As described above, in the conventional focusing electrode, it is impossible to independently control the electron beam along the long side direction and the short side direction of the focusing electrode opening, and thus there is a disadvantage in that the electron beam focusing efficiency is lowered.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 집속 전극의 형상을 개선하여 전자빔 집속 효율과 표시 품질을 높일 수 있는 전자 방출 디바이스 및 이를 이용한 전자 방출 디스플레이를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electron emission device and an electron emission display using the same, which can improve electron beam focusing efficiency and display quality by improving the shape of the focusing electrode.

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

기판, 기판 위에 제공되는 전자 방출부, 기판 위에 제공되어 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들, 구동 전극들 상부에서 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부를 갖는 집속 전극을 포함하며, 집속 전극이 전기적으로 분리되며, 서로 다른 두께로 형성되는 적어도 2개의 집속부를 포함하고, 상기 집속부들이 각각 서로 다른 방향에서 전자빔을 집속시키는 전자 방출 디바이스를 제공한다.A substrate, an electron emission portion provided on the substrate, driving electrodes provided on the substrate to control electron emission of the electron emission portion, and insulated from the driving electrodes on the driving electrodes, the focusing electrode having an opening for passing an electron beam; And a focusing electrode is electrically separated and includes at least two focusing portions formed in different thicknesses, the focusing portions focusing the electron beams in different directions, respectively.

상기 집속 전극은 그 내부에 개구부를 형성하며 기판의 일 방향을 따라 위치하는 제1 집속부들과, 제1 집속부들 사이에서 제1 집속부들과 이격되어 위치하는 제2 집속부들을 포함할 수 있다.The focusing electrode may include first focusing parts that form an opening therein and are positioned along one direction of the substrate, and second focusing parts that are spaced apart from the first focusing parts between the first focusing parts.

상기 개구부는 제1 집속부의 폭 방향을 따라 장변을 형성할 수 있다.The opening may have a long side in the width direction of the first focusing part.

또한, 제1 집속부들의 두께와 제2 집속부들의 두께를 각각 t1, t2라 할 때, 상기 전자 방출 디바이스는 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.Further, when the thickness of the first focusing portions and the thickness of the second focusing portions are t1 and t2, respectively, the electron emission device may be formed to satisfy the following conditions.

t1 < t2t1 <t2

기판, 기판 위에 제공되는 전자 방출부, 기판 위에 제공되어 상기 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들 및 구동 전극들 상부에서 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부를 갖는 집속 전극을 포함하며, 집속 전극이 전기적으로 분리되며, 서로 다른 두께로 형성되는 적어도 2개의 집속부를 포함하고, 상기 집속부들이 전자빔의 집속을 위한 서로 다른 전위를 형성하는 전자 방출 디바이스를 제공한다.A focusing electrode having a substrate, an electron emission portion provided on the substrate, driving electrodes provided on the substrate to control electron emission of the electron emission portion, and insulated from the driving electrodes on the driving electrodes, and having an opening for passing an electron beam. And at least two focusing portions, wherein the focusing electrodes are electrically separated from each other and formed in different thicknesses, the focusing portions forming different potentials for focusing the electron beam.

상기 집속 전극은 그 내부에 개구부를 형성하며 기판의 일 방향을 따라 위치 하는 제1 집속부들과, 제1 집속부들 사이에서 제1 집속부들과 이격되어 위치하는 제2 집속부들을 포함할 수 있다.The focusing electrode may include first focusing parts that form an opening therein and are positioned along one direction of the substrate, and second focusing parts that are spaced apart from the first focusing parts between the first focusing parts.

또한, 제1 집속부들에 인가되는 전압과 제2 집속부들에 인가되는 전압을 각각 V1, V2라 할 때, 상기 전자 방출 디바이스는 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.Further, when the voltages applied to the first focusing portions and the voltages applied to the second focusing portions are V1 and V2, respectively, the electron emission device may be formed to satisfy the following conditions.

V1 < V2V1 <V2

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

서로 대향 배치되는 기판 및 타측 기판, 기판 위에 제공되는 전자 방출부, 기판 위에 제공되어 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들, 구동 전극들 상부에서 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부를 갖는 집속 전극, 타측 기판의 일면에 형성되는 형광층들, 형광층들의 일면에 형성되는 애노드 전극을 포함하며, 집속 전극이 전기적으로 분리되며, 서로 다른 두께로 형성되는 적어도 2개의 집속부를 포함하고, 상기 집속부들이 각각 서로 다른 방향에서 전자빔을 집속시키는 전자 방출 디스플레이를 제공한다.A substrate and the other substrate disposed to face each other, an electron emission unit provided on the substrate, drive electrodes provided on the substrate to control electron emission of the electron emission unit, and insulated from the drive electrodes on the drive electrodes, A focusing electrode having an opening, fluorescent layers formed on one surface of the other substrate, and anode electrodes formed on one surface of the fluorescent layers, and the focusing electrodes are electrically separated and include at least two focusing parts formed at different thicknesses. In addition, the focusing portions each provide an electron emission display for focusing an electron beam in different directions.

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

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

도면을 참고하면, 전자 방출 디스플레이는 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(도시하지 않음)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10^-6 Torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.Referring to the drawings, the electron emission display includes a first substrate 2 and a second substrate 4 which are arranged in parallel and at a predetermined interval. Sealing members (not shown) are disposed at the edges 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 form the first substrate 2. ), The second substrate 4 and the sealing member constitute a vacuum container.

상기 제1 기판(2) 중 제2 기판(4)과의 대향면에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이루며 배치되어 제1 기판(2)과 함께 전자 방출 디바이스(100)를 구성하고, 전자 방출 디바이스(100)가 제1 기판(2)을 향한 제2 기판(4)의 일면에 발광 유닛(110)과 결합하여 전자 방출 디스플레이를 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 the electron emission device 100 together with the first substrate 2, and the electron emission device ( 100 is coupled to the light emitting unit 110 on one surface of the second substrate 4 facing the first substrate 2 to form an electron emission display.

먼저, 상기한 전자 방출 유닛(100)에 대해 설명하면, 제1 기판(2) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(6)이 제1 기판(2)의 일 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(6)을 덮으면서 제1 기판(2) 전체에 제1 절연층(8)이 형성된다. 제1 절연층(8) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(10)이 캐소드 전극(6)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.First, the electron emission unit 100 will be described. On the first substrate 2, cathode electrodes 6, which are first electrodes, are formed in a stripe pattern along one direction of the first substrate 2. The first insulating layer 8 is formed on the entire first substrate 2 while covering the cathode electrodes 6. Gate electrodes 10, which are second electrodes, are formed on the first insulating layer 8 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrode 6.

캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극들(6) 위로 각 화소 영역마다 하나 이상의 전자 방출부(12)가 형성된다. 그리고 제1 절연층(8)과 게이트 전극(10)에는 각 전자 방출부(12)에 대응하는 개구부(81,101)가 형성되어 제1 기판(2) 상에 전자 방출부(12)가 노출되도록 한다.When the intersection region of the cathode electrode 6 and the gate electrode 10 is defined as a pixel region, one or more electron emission portions 12 are formed in each pixel region over the cathode electrodes 6. Openings 81 and 101 corresponding to the electron emission portions 12 are formed in the first insulating layer 8 and the gate electrode 10 to expose the electron emission portions 12 on the first substrate 2. .

전자 방출부(12)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(12)는 일례로 탄소 나노튜브, 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 탄소, 풀러린(fullerene; C₆₀), 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다.The electron emission unit 12 may be made of materials emitting electrons, for example, carbon-based materials or nanometer-sized materials, when an electric field is applied in a vacuum. The electron emission unit 12 may include, for example, a material selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons, fullerenes (C ₆₀ ), silicon nanowires, and combinations thereof. have.

다른 한편으로, 전자 방출부(12)는 몰리브덴(Mo) 또는 실리콘(Si) 등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물로 이루어질 수 있다.On the other hand, the electron emission part 12 may be formed of a tip structure having a pointed tip mainly made of molybdenum (Mo) or silicon (Si).

상기에서는 제1 절연층(8)을 사이에 두고 게이트 전극들(10)이 캐소드 전극들(6) 상부에 위치하는 구조에 대해 설명하였으나, 게이트 전극들이 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 하부에 위치하는 구조도 가능하며, 이 경우 전자 방출부들은 제1 절연층 위에서 캐소드 전극의 측면에 형성될 수 있다.In the above, the structure in which the gate electrodes 10 are positioned on the cathode electrodes 6 with the first insulating layer 8 therebetween has been described. However, the gate electrodes have the first insulating layer therebetween and the cathode electrodes are disposed therebetween. The lower structure may be possible, in which case the electron emission parts may be formed on the side of the cathode electrode on the first insulating layer.

그리고 게이트 전극들(10)과 제1 절연층(8) 위로 제3 전극인 집속 전극(14)이 형성된다. 집속 전극(14) 하부에는 제2 절연층(16)이 위치하여 게이트 전극(10)과 집속 전극(14)을 절연시키며, 집속 전극(14)과 제2 절연층(16)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(141,161)가 마련된다.The focusing electrode 14, which is a third electrode, is formed on the gate electrodes 10 and the first insulating layer 8. A second insulating layer 16 is positioned below the focusing electrode 14 to insulate the gate electrode 10 and the focusing electrode 14, and also to pass the electron beam through the focusing electrode 14 and the second insulating layer 16. Openings 141 and 161 are provided.

집속 전극(14)은 화소 영역마다 복수의 전자 방출부(12)를 포함하는 하나 이상의 개구부를 형성하여 각 개구부 별로 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속할 수 있다. 도 1에서는 화소 영역마다 하나의 집속 전극 개구부(141)가 형성된 경우를 도시하였다.The focusing electrode 14 may form one or more openings including the plurality of electron emission units 12 in each pixel area to comprehensively focus electrons emitted for each opening. In FIG. 1, one focusing electrode opening 141 is formed in each pixel area.

본 실시예에서 집속 전극(14)은 전기적으로 분리되며 서로 다른 두께로 형성 되는 적어도 2개의 집속부를 포함하며, 이 집속부들이 서로 다른 방향에서 전자빔 경로에 집속 효과를 부여함으로써 전자빔 형상을 보다 세밀하게 조정한다.In this embodiment, the focusing electrode 14 is electrically separated and includes at least two focusing portions formed at different thicknesses, which focus on the electron beam shape more precisely by converging the electron beam paths in different directions. Adjust

보다 구체적으로, 집속 전극(14)은 화소 영역들에 대응 배치되어 그 내부에 전술한 개구부들(141)을 형성하면서 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10) 중 어느 한 전극, 일례로 게이트 전극(10)과 나란하게 위치하는 제1 집속부들(14a)과, 제1 집속부들(14a) 사이에서 제1 집속부(14a)와 이격되어 위치하며, 제1 집속부들(14a)보다 큰 두께로 형성되는 제2 집속부들(14b)을 포함한다.More specifically, the focusing electrode 14 is disposed corresponding to the pixel regions to form the above-described openings 141 therein, and the cathode electrode 6 and the gate electrode 10, for example, the gate electrode. The first focusing portions 14a and the first focusing portions 14a disposed parallel to 10 are spaced apart from the first focusing portions 14a and have a thickness greater than that of the first focusing portions 14a. The second focusing portions 14b are formed.

제1 집속부들(14a)은 주로 전자 방출부(12)의 좌우 양측에서 화면의 수평 방향(도면의 x축 방향)으로 전자들을 집속시키며, 서로 전기적으로 연결되어 수평 방향 집속을 위한 공통의 제1 집속 전압(V1)을 인가받는다. 제2 집속부들(14b)은 주로 전자 방출부들(12)의 상하 양측에서 화면의 수직 방향(도면의 y축 방향)으로 전자들을 집속시키며, 서로 전기적으로 연결되어 수직 방향 집속을 위한 공통의 제2 집속 전압(V2)을 인가받는다.The first focusing portions 14a mainly focus electrons in the horizontal direction (the x-axis direction of the drawing) of the screen on both the left and right sides of the electron emission part 12, and are electrically connected to each other to form a common first for the horizontal focusing. The focusing voltage V1 is applied. The second focusing parts 14b mainly focus electrons in the vertical direction (y-axis direction of the drawing) of the screen on both the upper and lower sides of the electron emission parts 12, and are electrically connected to each other to have a common second for vertical focusing. The focusing voltage V2 is applied.

이때, 집속 전극(14)과 상대적으로 큰 간격을 두고 방출되는 전자빔, 즉 집속 전극 개구부(141)의 중심에서 화면의 수직 방향으로 퍼지는 전자빔 집속을 위하여, 제2 집속부(14b)의 두께(t2)를 제1 집속부(14a)의 두께(t1)보다 크게 형성하거나, 제2 집속 전압(V2)을 제1 집속 전압(V1)보다 높게 설정할 수 있다(t1 < t2, V1 < V2).At this time, the thickness t2 of the second focusing portion 14b for focusing the electron beam emitted at a relatively large distance from the focusing electrode 14, that is, the electron beam focusing from the center of the focusing electrode opening 141 in the vertical direction of the screen. ) May be formed larger than the thickness t1 of the first focusing unit 14a or the second focusing voltage V2 may be set higher than the first focusing voltage V1 (t1 <t2, V1 <V2).

제2 집속부(14b)를 제1 집속부(14a)보다 높게 형성하면 낮은 위치에서는 집속할 수 없었던 전자빔들까지 집속할 수 있게 되고, 제2 집속 전압(V2)을 제1 집속 전압(V1)보다 높게 설정하면 제2 집속부(14b)의 집속력이 커져 제2 집속부(14b)와 상대적으로 멀게 위치한 전자 방출부(12)에서 방출되는 전자빔도 집속할 수 있으므로, 화면의 수직 방향에 따른 전자빔을 효율적으로 집속할 수 있다.If the second focusing portion 14b is formed higher than the first focusing portion 14a, it is possible to focus electron beams that could not be focused at a low position, and the second focusing voltage V2 may be focused on the first focusing voltage V1. When set to a higher value, the focusing force of the second focusing part 14b is increased, so that the electron beam emitted from the electron emitting part 12 located relatively far from the second focusing part 14b may be focused. The electron beam can be focused efficiently.

다음으로, 제2 기판(4)의 일면에는 형광층(18), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광층들(18R,18G,18B)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(18) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(20)이 형성된다. 형광층(18)은 하나의 화소 영역에 한 가지 색의 형광층(18R,18G,18B)이 대응하도록 배치된다.Next, on one surface of the second substrate 4, a fluorescent layer 18, for example, red, green, and blue fluorescent layers 18R, 18G, and 18B are formed at random intervals from each other, and each fluorescent layer A black layer 20 is formed between the 18 to improve the contrast of the screen. The fluorescent layer 18 is disposed so that the fluorescent layers 18R, 18G, and 18B of one color correspond to one pixel region.

그리고 형광층(18)과 흑색층(20) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(22)이 형성된다. 애노드 전극(22)은 진공 용기 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(18)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(18)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(2)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(4) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An anode electrode 22 made of a metal film such as aluminum (Al) is formed on the fluorescent layer 18 and the black layer 20. The anode electrode 22 receives a high voltage required for electron beam acceleration from the outside of the vacuum container to maintain the fluorescent layer 18 in a high potential state, and radiates toward the first substrate 2 of the visible light emitted from the fluorescent layer 18. 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(18)과 흑색층(20)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극으로서 전술한 금속막과 투명 도전막을 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 positioned on one surface of the fluorescent layer 18 and the black layer 20 facing the second substrate 4. Moreover, the structure which forms simultaneously the above-mentioned metal film and a transparent conductive film as an anode electrode is also possible.

그리고 제1 기판(2)과 제2 기판(4) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(24)이 배치될 수 있다. 스페이서들(24;도 2 참고)은 형광층(18)을 침범하지 않도록 흑색층(20)에 대응하여 위치한다.In addition, spacers 24 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 24 (see FIG. 2) are positioned corresponding to the black layer 20 so as not to invade the fluorescent layer 18.

전술한 구성의 전자 방출 디스플레이는 외부로부터 캐소드 전극들(6), 게이트 전극들(10), 집속 전극(14) 및 애노드 전극(22)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다.The electron emission display having the above-described configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the cathode electrodes 6, the gate electrodes 10, the focusing electrode 14, and the anode electrode 22 from the outside.

일례로 캐소드 전극들(6)과 게이트 전극들(10) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 주사 전극들로 기능하고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 집속 전극(14)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(22)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가받는다.For example, any one of the cathode electrodes 6 and the gate electrodes 10 receives a scan driving voltage to serve as scan electrodes, and the other electrodes receive a data driving voltage to serve as data electrodes. In addition, the focusing electrode 14 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 22 requires a voltage for accelerating the electron beam, for example, several hundred to several thousand volts. DC voltage of is applied.

그러면 캐소드 전극(6)과 게이트 전극(10)의 전압 차가 임계치 이상인 화소 영역들에서 전자 방출부(12) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(14)의 개구부(141)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되고, 애노드 전극(22)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 화소 영역의 형광층(18)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.Then, an electric field is formed around the electron emission part 12 in the pixel areas where the voltage difference between the cathode electrode 6 and the gate electrode 10 is greater than or equal to the threshold value, thereby emitting electrons therefrom. The emitted electrons are focused to the center of the electron beam bundle while passing through the opening 141 of the focusing electrode 14, and are attracted to the fluorescent layer 18 of the corresponding pixel region by being attracted by the high voltage applied to the anode electrode 22. It emits light.

전술한 구동 과정에 있어서, 본 실시예의 전자 방출 디스플레이는 제1 집속부(14a)가 전자들을 화면의 수평 방향으로 집속시키고, 제2 집속부(14b)가 전자들을 화면의 수직 방향으로 집속시킴에 따라, 제1 집속 전압(V1)과 제2 집속 전압(V2)을 적절하게 설정하여 형광층(18)에 도달하는 전자빔 스폿을 형광층(18) 형상에 맞게 세밀하게 보정할 수 있다.In the above-described driving process, in the electron emission display of the present embodiment, the first focusing part 14a focuses electrons in the horizontal direction of the screen, and the second focusing part 14b focuses electrons in the vertical direction of the screen. Accordingly, by setting the first focusing voltage V1 and the second focusing voltage V2 as appropriate, the electron beam spot reaching the fluorescent layer 18 can be precisely corrected to match the shape of the fluorescent layer 18.

특히, 본 실시예의 전자 방출 디스플레이는 제2 집속부(14b)가 제1 집속 부(14a)보다 큰 두께로 형성되고, 제2 집속 전압(V2)이 제1 집속 전압(V1)보다 높게 설정되므로, 상대적으로 집속 전극(14)과의 거리가 멀어 집속이 어려웠던 수직 방향으로 퍼지는 전자빔 집속에 효율적이다.In particular, in the electron emission display of the present embodiment, since the second focusing portion 14b is formed to have a thickness larger than that of the first focusing portion 14a, and the second focusing voltage V2 is set higher than the first focusing voltage V1. Therefore, it is effective for electron beam focusing that spreads in the vertical direction where focusing was difficult because the distance from the focusing electrode 14 is relatively large.

상기에서는 전계를 이용하여 전자 방출부로부터 전자들을 방출시키는 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 디스플레이에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 전계 방출 어레이형에 한정되지 않고, 집속 전극을 구비하는 다른 타입의 전자 방출 디스플레이, 일례로 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형 및 금속-절연층-반도체(MIS)형 전자 방출 디스플레이에 모두 적용 가능하다.In the above, the field emission array (FEA) type electron emission display which emits electrons from the electron emission portion using an electric field has been described. However, the present invention is not limited to such a field emission array type, but of another type having a focusing electrode. It is applicable to electron emitting displays, for example, surface conduction emission (SCE) type, metal-insulating layer-metal (MIM) type and metal-insulating layer-semiconductor (MIS) type electron emitting displays.

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 디스플레이는 집속 전극을 전기적으로 분리되며 서로 다른 두께를 가지는 적어도 2개의 집속부로 형성하여 서로 다른 방향에서 전자빔 경로에 집속 효과를 부여함에 따라, 전자빔 스폿 형상을 보다 세밀하게 조정할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 전자 방출 디스플레이는 형광층 형상에 최대한 근접하는 전자빔 스폿을 형성할 수 있어 형광층의 발광 효율과 발광 균일도를 동시에 향상시킬 수 있다.As described above, the electron emission display according to the present invention forms the focusing electrodes into at least two focusing portions having electrical thicknesses separated from each other, thereby converging the electron beam paths in different directions, thereby making the electron beam spot shape finer. I can adjust it. Therefore, the electron emission display according to the present invention can form an electron beam spot as close as possible to the shape of the fluorescent layer, thereby improving the luminous efficiency and the uniformity of the emission of the fluorescent layer.

Claims

기판;Board;

상기 기판 위에 제공되는 전자 방출부;An electron emission unit provided on the substrate;

상기 기판 위에 제공되어 상기 전자 방출부의 전자 방출을 제어하는 구동 전극들; 및Drive electrodes provided on the substrate to control electron emission of the electron emission unit; And

상기 구동 전극들 상부에서 상기 구동 전극들과 절연되어 위치하고, 전자빔 통과를 위한 개구부를 갖는 집속 전극A focusing electrode which is insulated from the driving electrodes on the driving electrodes and has an opening for passing an electron beam.

을 포함하며,Including;

상기 집속 전극이 전기적으로 분리되며, 서로 다른 두께로 형성되는 적어도 2개의 집속부를 포함하고, 상기 집속부들이 각각 서로 다른 방향에서 상기 전자빔을 집속시키는 전자 방출 디바이스.And at least two focusing portions, wherein the focusing electrodes are electrically separated from each other and formed to different thicknesses, the focusing portions focus the electron beams in different directions, respectively.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 집속 전극이 그 내부에 상기 개구부를 형성하며 상기 기판의 일 방향을 따라 위치하는 제1 집속부들과, 상기 제1 집속부들 사이에서 상기 제1 집속부들과 이격되어 위치하는 제2 집속부들을 포함하는 전자 방출 디바이스.The focusing electrode may include first focusing parts forming the opening therein and positioned along one direction of the substrate, and second focusing parts spaced apart from the first focusing parts between the first focusing parts. Electron emission device.

제2항에 있어서,The method of claim 2,

상기 개구부가 상기 제1 집속부의 폭 방향을 따라 장변을 형성하는 전자 방 출 디바이스.And the opening forms a long side along the width direction of the first focusing unit.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 제1 집속부들의 두께와 상기 제2 집속부들의 두께를 각각 t1, t2라 할 때, 하기 조건을 만족하는 전자 방출 디바이스.An electron emission device that satisfies the following conditions when the thickness of the first focusing portions and the thickness of the second focusing portions are t1 and t2, respectively.

t1 < t2t1 <t2

기판;Board;

을 포함하며,Including;

상기 집속 전극이 전기적으로 분리되며, 서로 다른 두께로 형성되는 적어도 2개의 집속부를 포함하고, 이 집속부들이 상기 전자빔의 집속을 위한 서로 다른 전위를 형성하는 전자 방출 디바이스.And the focusing electrode is electrically separated and includes at least two focusing portions formed at different thicknesses, the focusing portions forming different potentials for focusing the electron beam.

제5항에 있어서,The method of claim 5,

제6항에 있어서,The method of claim 6,

상기 개구부가 상기 제1 집속부의 폭 방향을 따라 장변을 형성하는 전자 방출 디바이스.And the opening forms a long side along the width direction of the first focusing part.

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

상기 제1 집속부들에 인가되는 전압과 상기 제2 집속부들에 인가되는 전압을 각각 V1, V2라 할 때, 하기 조건을 만족하는 전자 방출 디바이스.And a voltage applied to the first focusing portions and a voltage applied to the second focusing portions, respectively, V1 and V2, satisfying the following conditions.

V1 < V2V1 <V2

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 전자 방출 디바이스;An electron emitting device according to any one of claims 1 to 8;

상기 기판에 대향 배치되는 타측 기판;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 일면에 형성되는 애노드 전극An anode formed on one surface of the fluorescent layers

을 포함하는 전자 방출 디스플레이.Electronic emission display comprising a.