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KR20070055784A - Spacer and electron emission display device having the same - Google Patents

Spacer and electron emission display device having the same Download PDF

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KR20070055784A
KR20070055784A KR1020050114205A KR20050114205A KR20070055784A KR 20070055784 A KR20070055784 A KR 20070055784A KR 1020050114205 A KR1020050114205 A KR 1020050114205A KR 20050114205 A KR20050114205 A KR 20050114205A KR 20070055784 A KR20070055784 A KR 20070055784A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
spacer
electron emission
electrodes
vacuum vessel
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020050114205A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한삼일
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 KR1020050114205A priority Critical patent/KR20070055784A/en
Publication of KR20070055784A publication Critical patent/KR20070055784A/en
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    • H01J29/86Vessels; Containers; Vacuum locks
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

본 발명은 전자빔이 충돌하는 스페이서의 유효 면적을 줄여 스페이서 대전과 이에 따른 전자빔 왜곡을 최소화할 수 있는 스페이서 및 이 스페이서를 구비한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스페이서는 진공 용기 내부에 설치되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고, 진공 용기와 접하는 제1 단부와 제2 단부를 구비하며, 높이 방향을 따라 소정의 탄성을 가지는 사각 스프링 모양으로 이루어지고, 제1 단부와 제2 단부가 적어도 하나의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spacer capable of reducing the effective area of a spacer with which an electron beam collides, thereby minimizing spacer charging and thus electron beam distortion, and an electron emission display device having the spacer. The spacer according to the present invention is installed inside the vacuum vessel to support the compressive force applied to the vacuum vessel, has a first end and a second end in contact with the vacuum vessel, and has a rectangular spring shape having a predetermined elasticity along the height direction The first end and the second end are formed to have a size covering at least one unit pixel.

스페이서, 진공용기, 구동전극, 캐소드전극, 게이트전극, 집속전극, 형광층, 애노드전극 Spacer, vacuum vessel, driving electrode, cathode electrode, gate electrode, focusing electrode, fluorescent layer, anode electrode

Description

스페이서 및 이를 구비한 전자 방출 표시 디바이스 {SPACER AND ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE WITH THE SAME}SPACER AND ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE WITH THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이서의 사시도이다.1 is a perspective view of a spacer according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이서의 평면도이다.2 is a plan view of a spacer according to an embodiment of the present invention.

도 3과 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도와 부분 단면도이다.3 and 4 are partially exploded perspective and partial cross-sectional views of an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스에서 스페이서와 형광층들의 위치 관계를 설명하기 위해 도시한 부분 평면도이다.5 is a partial plan view illustrating a positional relationship between a spacer and a fluorescent layer in an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 용기 내부에 장착되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하는 스페이서들을 구비한 전자 방출 표시 디바이스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emission display device, and more particularly, to an electron emission display device having spacers mounted inside a vacuum container to support a compressive force applied to the vacuum container.

일반적으로 전자 방출 소자(electron emission element)는 전자원의 종류에 따라 열음극(hot cathode)을 이용하는 방식과 냉음극(cold cathode)을 이용하는 방식으로 분류할 수 있다.In general, electron emission elements may be classified into a method using a hot cathode and 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-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.

전자 방출 소자는 제1 기판에 어레이를 이루며 배치되어 전자 방출 디바이스(electron emission device)를 구성하고, 전자 방출 디바이스는 형광층과 애노드 전극 등으로 이루어진 발광 유닛이 구비된 제2 기판과 결합하여 전자 방출 표시 디바이스(electron emission display device)를 구성한다.The electron emission devices are arranged in an array on the first substrate to form an electron emission device, and the electron emission device is combined with a second substrate having a light emitting unit composed of a fluorescent layer and an anode electrode to emit electrons. A display device (electron emission display device) is constituted.

전자 방출 디바이스는 전자 방출부와 더불어 단위 화소별 전자 방출부들의 방출 전류량을 제어하는 복수의 구동 전극들을 구비하며, 전자 방출 표시 디바이스는 전자 방출부에서 방출된 전자들로 형광층을 여기시켜 소정의 발광 또는 표시 작용을 하게 된다.The electron emission device has a plurality of driving electrodes for controlling the amount of emission current of the electron emission portions per unit pixel in addition to the electron emission portion, and the electron emission display device excites a fluorescent layer with electrons emitted from the electron emission portion to It will emit light or display.

상기 전자 방출 표시 디바이스에서 제1 기판과 제2 기판은 밀봉 부재에 의해 가장자리가 일체로 접합된 다음 내부 공간이 대략 10-6 torr의 진공도로 배기되어 밀봉 부재와 함께 진공 용기를 구성한다. 진공 용기는 내부와 외부의 압력차에 의해 강한 압축력을 인가받으며, 이 압축력은 화면 사이즈에 비례하여 커진다.In the electron emission display device, the first substrate and the second substrate are integrally bonded to each other by a sealing member, and then the inner space is evacuated to a vacuum of approximately 10 −6 torr to form a vacuum container together with the sealing member. The vacuum container is applied with a strong compressive force by the pressure difference between the inside and the outside, and the compressive force increases in proportion to the screen size.

이로써 종래의 전자 방출 표시 디바이스는 진공 용기 내부에 스페이서들을 설치하여 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고, 제1 기판과 제2 기판의 간격을 일정하게 유지시키고 있다.Accordingly, in the conventional electron emission display device, spacers are installed inside the vacuum container to support a compressive force applied to the vacuum container, and maintain a constant distance between the first substrate and the second substrate.

상기 스페이서는 제1 기판의 구동 전극들과 제2 기판의 애노드 전극이 스페이서를 통해 단락되지 않도록 주로 글래스 또는 세라믹과 같은 유전체로 제작되며, 형광층을 침범하지 않도록 흑색층에 대응하여 위치한다. 스페이서는 지지력과 설치 용이성 등을 고려하여 주로 벽체형으로 이루어지고, 제1 기판의 일 방향을 따라 복수개 단위 화소들 사이에 위치한다.The spacer is mainly made of a dielectric such as glass or ceramic so that the driving electrodes of the first substrate and the anode electrode of the second substrate are not short-circuited through the spacer, and are positioned corresponding to the black layer so as not to invade the fluorescent layer. The spacer is mainly formed in a wall shape in consideration of supporting force and ease of installation, and is positioned between a plurality of unit pixels along one direction of the first substrate.

그런데 통상의 전자 방출 표시 디바이스는 전자 방출부에서 방출된 전자들이 제2 기판을 향할 때 소정의 발산각을 가지고 퍼지며 진행하는 경향이 있기 때문에, 전자빔 퍼짐으로 인해 스페이서 표면에 전자가 충돌하게 되고, 전자가 충돌한 스페이서는 재료 특성(유전 상수, 2차전자 방출계수 등)에 따라 그 표면이 양 또는 음의 전위로 대전된다.However, in the conventional electron emission display device, since electrons emitted from the electron emission portion tend to spread with a predetermined divergence angle toward the second substrate, electrons spread on the spacer surface due to electron beam spreading, and electrons The spacer that has collided with is charged with a positive or negative potential on its surface depending on the material properties (dielectric constant, secondary electron emission coefficient, etc.).

특히 전술한 벽체형 스페이서는 복수개 단위 화소들 사이에서 일종의 차단벽을 형성하므로 전자빔이 충돌하는 유효 면적이 상당히 넓어 그 표면이 쉽게 대전된다.In particular, since the wall-shaped spacer forms a kind of blocking wall between the plurality of unit pixels, the effective area where the electron beam collides is considerably wide, and the surface thereof is easily charged.

대전된 스페이서는 스페이서 주위의 전기장을 변화시켜 전자빔 경로를 왜곡시킨다. 즉 양의 전위로 대전된 스페이서는 전자빔을 끌어당기고, 음의 전위로 대전된 스페이서는 전자빔을 밀어낸다. 이러한 전자빔 경로 왜곡은 스페이서 주위로 정확한 색구현을 방해하며, 화면에 스페이서가 보이는 표시 품질 저하를 유발한다.Charged spacers distort the electron beam path by changing the electric field around the spacers. In other words, the spacer charged at the positive potential attracts the electron beam, and the spacer charged at the negative potential pushes the electron beam. Such electron beam path distortion hinders accurate color implementation around the spacers and causes display quality deterioration in which the spacers are seen on the screen.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자빔이 충돌하는 스페이서의 유효 면적을 줄여 스페이서 대전을 억제하고, 스 페이서 대전으로 인한 전자빔 왜곡을 최소화할 수 있는 스페이서 및 이 스페이서를 구비한 전자 방출 표시 디바이스를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to reduce the effective area of the spacer collided with the electron beam to suppress the spacer charging, and to minimize the electron beam distortion due to the spacer charging and this An electron emission display device having a spacer is provided.

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

진공 용기 내부에 설치되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하며 진공 용기와 접하는 제1 단부와 제2 단부를 구비하는 스페이서에 있어서, 높이 방향을 따라 소정의 탄성을 가지는 사각 스프링 모양으로 이루어지고, 제1 단부와 제2 단부가 적어도 하나의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성되는 스페이서를 제공한다.A spacer installed inside the vacuum vessel to support a compressive force applied to the vacuum vessel and having a first end and a second end in contact with the vacuum vessel, the spacer having a predetermined spring shape with a predetermined elasticity along the height direction, and A spacer having a first end portion and a second end portion having a size covering at least one unit pixel is provided.

상기 제1 단부와 제2 단부는 하나의 화소를 구성하는 3개의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성될 수 있다.The first end portion and the second end portion may have a size covering three unit pixels constituting one pixel.

상기 스페이서는 적어도 제1 단부와 제2 단부를 감싸며 위치하는 절연 코팅층을 더욱 포함할 수 있다.The spacer may further include an insulation coating layer surrounding at least the first end and the second end.

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 기판에 제공되는 전자 방출부들과, 제1 기판에 구비되어 단위 화소별로 전자 방출부들의 방출 전류량을 제어하는 구동 전극들과, 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층들과, 형광층들의 일면에 위치하는 애노드 전극과, 제1 기판을 향한 제1 단부와 제2 기판을 향한 제2 단부를 가지면서 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하는 스페이서들을 포함하며, 각각의 스페이서가 기판들의 두께 방향을 따라 소정의 탄성을 가지는 사각 스프링 모양으로 이루어지고, 제1 단부와 제2 단부가 적어도 하나의 단위 화소를 둘러싸며 위 치하는 전자 방출 표시 디바이스를 제공한다.A first substrate and a second substrate disposed to face each other, electron emission portions provided on the first substrate, driving electrodes provided on the first substrate to control the amount of emission current of the electron emission portions per unit pixel, and the second substrate Between the first substrate and the second substrate, having fluorescent layers formed on one surface of the anode, an anode located on one surface of the fluorescent layers, and a first end facing the first substrate and a second end facing the second substrate. And spacers positioned, each spacer having a rectangular spring shape having a predetermined elasticity along the thickness direction of the substrates, and having a first end and a second end surrounded by at least one unit pixel. Provide a display device.

상기 구동 전극들은 절연층을 사이에 두고 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 캐소드 전극들 및 게이트 전극들을 포함할 수 있으며, 이때 전자 방출부는 캐소드 전극들에 전기적으로 연결될 수 있다.The driving electrodes may include cathode electrodes and gate electrodes formed in a direction crossing each other with an insulating layer interposed therebetween, wherein the electron emission part may be electrically connected to the cathode electrodes.

상기 전자 방출 표시 디바이스는 캐소드 전극들 및 게이트 전극들과 절연을 유지하며 캐소드 전극들 및 게이트 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 더욱 포함할 수 있다.The electron emission display device may further include a focusing electrode which is insulated from the cathode electrodes and the gate electrodes and positioned above the cathode electrodes and the gate electrodes.

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 스페이서의 사시도와 평면도이다.1 and 2 are a perspective view and a plan view of a spacer according to an embodiment of the present invention, respectively.

도면을 참고하면, 본 실시예의 스페이서(2)는 그 높이 방향을 따라 소정의 탄성을 갖는 사각 스프링 모양으로 이루어지며, 진공 용기 내부에서 제1 기판의 구조물과 접촉하는 제1 단부(4) 및 제2 기판의 구조물과 접촉하는 제2 단부(6)를 사각형으로 형성한다.Referring to the drawings, the spacer 2 according to the present embodiment has a rectangular spring shape having a predetermined elasticity along its height direction, and includes a first end portion 4 and a first contact portion which are in contact with the structure of the first substrate in the vacuum container. 2 The second end 6 in contact with the structure of the substrate is formed in a rectangle.

스페이서(2)는 그 전체가 부도체로 이루어지거나, 도전체로 이루어진 모체와 모체의 일부 또는 전체 표면에 위치하는 절연 코팅층으로 이루어질 수 있다. 두 번째 경우 절연 코팅층은 제1 단부(4)와 제2 단부(6)에 선택적으로 형성될 수 있다. 이로써 스페이서(2)는 제1 기판의 구동 전극들과 제2 기판의 애노드 전극이 스페이서를 통해 단락되는 것을 방지한다.The spacer 2 may be made of a nonconductor in its entirety, or may be made of a base made of a conductor and an insulating coating layer located on a part or the entire surface of the base. In the second case, an insulating coating layer can optionally be formed at the first end 4 and the second end 6. As a result, the spacer 2 prevents the driving electrodes of the first substrate and the anode electrode of the second substrate from being shorted through the spacer.

스페이서(2)의 제1 단부(4)와 제2 단부(6)는 적어도 하나의 단위 화소(sub-pixel)를 포괄하는 크기로 형성되며, 일례로 하나의 화소를 구성하는 3개의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성되어 이 3개의 단위 화소를 둘러싸면서 이 단위 화소들의 외곽에 배치될 수 있다.The first end 4 and the second end 6 of the spacer 2 are formed to have a size covering at least one sub-pixel. For example, three unit pixels constituting one pixel may be formed. It may be formed in a comprehensive size and may be disposed outside the unit pixels while surrounding the three unit pixels.

전술한 스페이서(2)는 종래의 벽체형 스페이서와 비교할 때 전자가 충돌하는 유효 면적을 효과적으로 줄여 전자 충돌에 의한 대전을 억제하는 효과가 있다.The spacer 2 described above has an effect of effectively reducing the effective area in which electrons collide compared with conventional wall-shaped spacers to suppress charging due to electron collisions.

도 3과 도 4는 각각 전술한 스페이서를 내장한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 방출 표시 디바이스의 부분 분해 사시도와 부분 단면도로서, 일례로 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 표시 디바이스를 도시하였다.3 and 4 are partially exploded perspective views and partial cross-sectional views of an electron emission display device according to an embodiment of the present invention, each including the above-described spacer, and show, for example, a field emission array (FEA) type electron emission display device. .

도면을 참고하면, 전자 방출 표시 디바이스는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(10)과 제2 기판(12)을 포함한다. 제1 기판(10)과 제2 기판(12)의 가장자리에는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 배치되어 두 기판을 접합시키며, 내부 공간이 대략 10-6 torr의 진공도로 배기되어 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 및 밀봉 부재가 진공 용기를 구성한다.Referring to the drawings, the electron emission display device includes a first substrate 10 and a second substrate 12 which are disposed in parallel to each other at predetermined intervals. Sealing members (not shown) are disposed at the edges of the first substrate 10 and the second substrate 12 to bond the two substrates, and the internal space is evacuated with a vacuum of approximately 10 −6 torr to form the first substrate 10. ), The second substrate 12 and the sealing member constitute a vacuum container.

상기 제1 기판(10) 중 제2 기판(12)과의 대향면에는 전자 방출 소자들이 어레이를 이루며 배치되어 제1 기판(10)과 함께 전자 방출 디바이스(100)를 구성하고, 전자 방출 디바이스(100)가 제2 기판(12) 및 제2 기판(12)에 제공된 발광 유닛(110)과 결합하여 전자 방출 표시 디바이스를 구성한다.On the opposite surface of the first substrate 10 to the second substrate 12, electron emission elements are arranged in an array to form the electron emission device 100 together with the first substrate 10, and the electron emission device ( 100 is combined with the second substrate 12 and the light emitting unit 110 provided on the second substrate 12 to form an electron emission display device.

먼저, 제1 기판(10) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(14)이 제1 기판(10)의 일 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(14)을 덮으면서 제1 기판(10) 전체에 제1 절연층(16)이 형성된다. 제1 절연층(16) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(18)이 캐소드 전극(14)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.First, the cathode electrodes 14, which are first electrodes, are formed in a stripe pattern along one direction of the first substrate 10 on the first substrate 10, and cover the cathode electrodes 14. 10) The first insulating layer 16 is formed on the whole. Gate electrodes 18, which are second electrodes, are formed on the first insulating layer 16 in a stripe pattern along a direction orthogonal to the cathode electrodes 14.

상기 캐소드 전극들(14)과 게이트 전극들(18)의 교차 영역이 하나의 단위 화소를 구성하며, 캐소드 전극(14) 위로 각 단위 화소마다 전자 방출부들(20)이 형성된다. 그리고 제1 절연층(16)과 게이트 전극들(18)에는 각 전자 방출부(20)에 대응하는 개구부(161,181)가 형성되어 제1 기판(10) 위에 전자 방출부(20)가 노출되도록 한다.An intersection area between the cathode electrodes 14 and the gate electrodes 18 constitutes one unit pixel, and electron emission parts 20 are formed in each unit pixel above the cathode electrode 14. In addition, openings 161 and 181 corresponding to the electron emission parts 20 are formed in the first insulating layer 16 and the gate electrodes 18 to expose the electron emission parts 20 on the first substrate 10. .

전자 방출부(20)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(20)는 일례로 탄소 나노튜브(CNT), 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 훌러렌(C60), 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 20 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 (nm) size material. The electron emission unit 20 may include, for example, carbon nanotubes (CNT), graphite, graphite nanofibers, diamonds, diamond-like carbons (DLC), fullerenes (C 60 ), silicon nanowires, and combinations thereof. have. 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 원형의 전자 방출부들(20)이 캐소드 전극(14)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 구성을 도시하였으나, 전자 방출부(20)의 형상과 화소 영역당 개수 및 배열 형태 등은 도시한 예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.In the drawing, the circular electron emitters 20 are arranged in a line along the longitudinal direction of the cathode electrode 14, but the shape of the electron emitter 20, the number and arrangement per pixel area, etc. are illustrated. It is not limited to the example and can be variously modified.

또한, 상기에서는 게이트 전극들(18)이 제1 절연층(16)을 사이에 두고 캐소 드 전극들(14) 상부에 위치하는 구조에 대해 설명하였으나, 게이트 전극들이 제1 절연층을 사이에 두고 캐소드 전극들 하부에 위치하는 구조도 가능하다. 이 경우 전자 방출부는 제1 절연층 위에서 캐소드 전극의 측면에 형성될 수 있다.In addition, the structure in which the gate electrodes 18 are positioned on the cathode electrodes 14 with the first insulating layer 16 interposed therebetween, but the gate electrodes 18 with the first insulating layer interposed therebetween. A structure located below the cathode electrodes is also possible. In this case, the electron emission part may be formed on the side of the cathode electrode on the first insulating layer.

그리고 게이트 전극들(18)과 제1 절연층(16) 위로 제3 전극인 집속 전극(22)이 형성된다. 집속 전극(22) 하부에는 제2 절연층(24)이 위치하여 게이트 전극들(18)과 집속 전극(22)을 절연시키며, 집속 전극(22)과 제2 절연층(24)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(221,241)가 마련된다. 이 개구부(221,241)는 각 전자 방출부(20)마다 하나씩 형성되거나 단위 화소마다 하나씩 형성될 수 있으며, 도면에서는 두 번째 경우를 도시하였다.The focusing electrode 22, which is a third electrode, is formed on the gate electrodes 18 and the first insulating layer 16. A second insulating layer 24 is positioned below the focusing electrode 22 to insulate the gate electrodes 18 and the focusing electrode 22, and passes the electron beam through the focusing electrode 22 and the second insulating layer 24. Openings 221 and 241 are provided. The openings 221 and 241 may be formed in each electron emission unit 20 or one in each unit pixel, and the second case is illustrated in the drawing.

다음으로, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)의 일면에는 형광층(26), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광층들(26R,26G,26B)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(26) 사이로 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(28)이 형성된다. 형광층(26)은 제1 기판(10)에 설정되는 단위 화소에 한가지 색의 형광층(26R,26G,26B)이 대응하도록 배치된다.Next, on one surface of the second substrate 12 opposite to the first substrate 10, the fluorescent layer 26, for example, the red, green, and blue fluorescent layers 26R, 26G, and 26B may be disposed on each other. It is formed at intervals, and a black layer 28 is formed between the fluorescent layers 26 to improve contrast of the screen. The fluorescent layer 26 is disposed so that the fluorescent layers 26R, 26G, and 26B of one color correspond to the unit pixels set on the first substrate 10.

그리고 형광층(26)과 흑색층(28) 위로 알루미늄(Al)과 같은 금속막으로 이루어진 애노드 전극(30)이 형성된다. 애노드 전극(30)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(26)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(26)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높인다.An anode electrode 30 made of a metal film such as aluminum (Al) is formed on the fluorescent layer 26 and the black layer 28. The anode electrode 30 receives the high voltage necessary for accelerating the electron beam from the outside to maintain the fluorescent layer 26 in a high potential state, and visible light emitted toward the first substrate 10 of the visible light emitted from the fluorescent layer 26. Is reflected toward the second substrate 12 to increase the brightness of the screen.

한편 애노드 전극은 ITO와 같은 투명 도전막으로 이루어질 수 있으며, 이 경 우 애노드 전극은 제2 기판(12)을 향한 형광층(26)과 흑색층(28)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 ITO, in which case the anode electrode is positioned on one surface of the fluorescent layer 26 and the black layer 28 facing the second substrate 12. Moreover, the structure which forms simultaneously the above-mentioned transparent conductive film and a metal film as an anode electrode is also possible.

그리고 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서들(2)이 배치된다. 스페이서들(2)은 형광층(26)을 침범하지 않도록 흑색층(28)에 대응하여 위치한다.In addition, spacers 2 are disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12 to support the compressive force applied to the vacuum container and to keep the distance between the two substrates constant. The spacers 2 are positioned corresponding to the black layer 28 so as not to invade the fluorescent layer 26.

본 실시예에서 스페이서(2)는 제1 기판(10)과 제2 기판(12)의 두께 방향(도면의 z축 방향)을 따라 소정의 탄성을 가지는 전술한 사각 스프링 모양으로 이루어지며, 일례로 제1 기판(10)을 향한 제1 단부(4)와 제2 기판(12)을 향한 제2 단부(6)가 3개의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성된다.In the present embodiment, the spacer 2 has a rectangular spring shape as described above having a predetermined elasticity along the thickness direction (the z-axis direction of the drawing) of the first substrate 10 and the second substrate 12. The first end 4 facing the first substrate 10 and the second end 6 facing the second substrate 12 are formed to have a size covering three unit pixels.

이로써 제1 단부(4)가 집속 전극(22) 위에서 3개의 단위 화소를 둘러싸고, 제2 단부(6)가 애노드 전극(30) 위에서 적색과 녹색 및 청색 형광층들(26R,26G,26B)을 둘러싸도록 위치한다. 도 5에 스페이서의 제2 단부(6)와 형광층들(26R,26G,26B)의 위치 관계를 도시하였다.Thus, the first end 4 surrounds three unit pixels on the focusing electrode 22, and the second end 6 covers the red, green, and blue fluorescent layers 26R, 26G, and 26B on the anode electrode 30. Position it to surround. 5 illustrates the positional relationship between the second end 6 of the spacer and the fluorescent layers 26R, 26G, and 26B.

전술한 구성의 전자 방출 표시 디바이스는 외부로부터 캐소드 전극들(14), 게이트 전극들(18), 집속 전극(22) 및 애노드 전극(30)에 소정의 전압을 공급하여 구동한다.The electron emission display device having the above-described configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the cathode electrodes 14, the gate electrodes 18, the focusing electrodes 22, and the anode electrodes 30 from the outside.

일례로 캐소드 전극들(14)과 게이트 전극들(18) 중 어느 한 전극들이 주사 구동 전압을 인가받아 주사 전극들로 기능하고, 다른 한 전극들이 데이터 구동 전압을 인가받아 데이터 전극들로 기능한다. 그리고 집속 전극(22)은 전자빔 집속에 필요한 전압, 일례로 0V 또는 수 내지 수십 볼트의 음의 직류 전압을 인가받으며, 애노드 전극(30)은 전자빔 가속에 필요한 전압, 일례로 수백 내지 수천 볼트의 양의 직류 전압을 인가받는다.For example, any one of the cathode electrodes 14 and the gate electrodes 18 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 22 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 30 requires a voltage for accelerating the electron beam, for example, several hundred to several thousand volts. DC voltage of is applied.

그러면 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 전압 차가 임계치 이상인 단위 화소들에서 전자 방출부(20) 주위에 전계가 형성되어 이로부터 전자들이 방출된다. 방출된 전자들은 집속 전극(22)의 개구부(221)를 통과하면서 전자빔 다발의 중심부로 집속되고, 애노드 전극(30)에 인가된 고전압에 이끌려 대응하는 단위 화소의 형광층(26)에 충돌함으로써 이를 발광시킨다.As a result, an electric field is formed around the electron emission unit 20 in the unit pixels in which the voltage difference between the cathode electrode 14 and the gate electrode 18 is greater than or equal to a threshold, and electrons are emitted therefrom. The emitted electrons are focused through the opening 221 of the focusing electrode 22 to the center of the electron beam bundle, and are attracted to the fluorescent layer 26 of the corresponding unit pixel by being attracted by the high voltage applied to the anode electrode 30. It emits light.

전술한 구동 과정에서 상기 전자들은 집속 전극(22)을 통과한 이후 제2 기판(12)을 향할 때 발산되어 스페이서(2)에 충돌할 수 있다. 그런데 본 실시예의 스페이서(2)는 스프링 형상에 의해 전자가 충돌하는 유효 면적이 축소되어 전자 충돌에 의한 대전이 쉽게 일어나지 않는다.In the above driving process, the electrons may diverge when they pass toward the second substrate 12 after passing through the focusing electrode 22 to impinge on the spacer 2. However, in the spacer 2 of the present embodiment, the effective area in which electrons collide by the spring shape is reduced, so that charging by electron collision does not occur easily.

또한 전자 충돌에 의해 스페이서(2) 표면이 대전되는 경우에 있어서도 대전에 의한 전기장 왜곡이 스페이서(2) 둘레를 따라 균등하게 일어나기 때문에, 특정 방향으로 전자빔을 밀거나 끌어당겨 발생하는 전자빔 왜곡을 최소화할 수 있다.In addition, even when the surface of the spacer 2 is charged by an electron collision, the electric field distortion caused by the charging occurs evenly along the circumference of the spacer 2, thereby minimizing the electron beam distortion caused by pushing or pulling the electron beam in a specific direction. Can be.

상기에서는 전계를 이용하여 전자 방출부로부터 전자들을 방출시키는 전계 방출 어레이(FEA)형 전자 방출 표시 디바이스에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 FEA형에 한정되지 않고, 스페이서를 구비하는 다른 타입의 전자 방출 표시 디바이스, 일례로 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형 및 금속-절연층-반도체(MIS)형 전자 방출 표시 디바이스에 모두 적용 가능하다.In the above, the field emission array (FEA) type electron emission display device which emits electrons from the electron emission portion by using an electric field has been described. However, the present invention is not limited to this type of FEA, but other types of electron emission having a spacer It is applicable to display devices, for example, surface conduction emission (SCE) type, metal-insulating layer-metal (MIM) type, and metal-insulating layer-semiconductor (MIS) type electron emission display devices.

또한, 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.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has 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 is within the scope of the present invention.

이와 같이 본 발명에 의한 전자 방출 표시 디바이스는 스프링 형상의 스페이서를 설치함에 따라 전자가 충돌하는 유효 면적을 효과적으로 줄여 전자 충돌에 의한 스페이서 대전과 이에 따른 전자빔 왜곡을 최소화한다. 따라서 본 발명에 의한 전자 방출 표시 디바이스는 스페이서 주위로 정확한 색 표시를 행하고, 화면에 스페이서가 보이지 않도록 하여 표시 품질을 높일 수 있다.As described above, the electron emission display device according to the present invention effectively reduces the effective area in which electrons collide by installing a spring-shaped spacer, thereby minimizing spacer charging due to electron collision and thus electron beam distortion. Therefore, the electron emission display device according to the present invention can perform accurate color display around the spacers, and improve the display quality by making the spacers invisible on the screen.

Claims (8)

진공 용기 내부에 설치되어 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하며, 진공 용기와 접하는 제1 단부와 제2 단부를 구비하는 스페이서에 있어서,In the spacer provided inside the vacuum vessel to support the compression force applied to the vacuum vessel, and having a first end and a second end in contact with the vacuum vessel, 상기 스페이서가 높이 방향을 따라 소정의 탄성을 가지는 사각 스프링 모양으로 이루어지고, 상기 제1 단부와 제2 단부가 적어도 하나의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성되는 스페이서.The spacer is formed in the shape of a square spring having a predetermined elasticity along the height direction, wherein the first end and the second end is formed to a size covering at least one unit pixel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 단부와 제2 단부가 하나의 화소를 구성하는 3개의 단위 화소를 포괄하는 크기로 형성되는 스페이서.And a first end portion and a second end portion having a size covering three unit pixels constituting one pixel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 제1 단부와 제2 단부를 감싸며 위치하는 절연 코팅층을 더욱 포함하는 스페이서.The spacer further comprises an insulating coating layer surrounding the at least first and second ends. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과;A first substrate and a second substrate disposed to face each other; 상기 제1 기판에 제공되는 전자 방출부들과;Electron emission parts provided on the first substrate; 상기 제1 기판에 구비되어 단위 화소별로 상기 전자 방출부들의 방출 전류량을 제어하는 구동 전극들과;Driving electrodes provided on the first substrate to control the amount of emission current of the electron emission units for each unit pixel; 상기 제2 기판의 일면에 형성되는 형광층들과;Fluorescent layers formed on one surface of the second substrate; 상기 형광층들의 일면에 위치하는 애노드 전극; 및An anode located on one surface of the fluorescent layers; And 상기 제1 기판을 향한 제1 단부와 상기 제2 기판을 향한 제2 단부를 가지면서 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하는 스페이서들을 포함하며,Spacers positioned between the first substrate and the second substrate, the spacers having a first end facing the first substrate and a second end facing the second substrate, 상기 각각의 스페이서가 상기 기판들의 두께 방향을 따라 소정의 탄성을 가지는 사각 스프링 모양으로 이루어지고, 상기 제1 단부와 제2 단부가 적어도 하나의 단위 화소를 둘러싸며 위치하는 전자 방출 표시 디바이스.And each of the spacers has a rectangular spring shape having a predetermined elasticity along a thickness direction of the substrates, and the first and second ends surround at least one unit pixel. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 단부와 제2 단부가 하나의 화소를 구성하는 3개의 단위 화소를 둘러싸며 위치하는 전자 방출 표시 디바이스.And a first end portion and a second end portion surrounding three unit pixels forming one pixel. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 스페이서가 적어도 제1 단부와 제2 단부를 감싸며 위치하는 절연 코팅층을 더욱 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.And an insulating coating layer on which the spacer surrounds at least the first end and the second end. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 구동 전극들이 절연층을 사이에 두고 서로 교차하는 방향을 따라 형성되는 캐소드 전극들 및 게이트 전극들을 포함하고,The driving electrodes include cathode electrodes and gate electrodes formed along a direction crossing each other with an insulating layer interposed therebetween, 상기 전자 방출부가 상기 캐소드 전극들에 전기적으로 연결되는 전자 방출 표시 디바이스.And an electron emission portion electrically connected to the cathode electrodes. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 캐소드 전극들 및 게이트 전극들과 절연을 유지하며 캐소드 전극들 및 게이트 전극들 상부에 위치하는 집속 전극을 더욱 포함하는 전자 방출 표시 디바이스.And a focusing electrode which is insulated from the cathode and gate electrodes and positioned above the cathode and gate electrodes.
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