(57)【要約】【課題】中間膜焼成時にアノード電極が損傷しないようにし、アノード電極の光反射効率を上げて高輝度画面を実現することができる電子放出ディスプレイを提供する。【解決手段】電子放出ディスプレイは、互いに対向配置される第１基板及び第２基板と、第１基板に提供される電子放出部と、第２基板の一面に形成される蛍光層と、蛍光層の間に位置する黒色層と、蛍光層と黒色層の一面に形成され、３乃至１５％の光透過率を有する金属のアノード電極とを含む。このような構成により、中間膜焼成時にアノード電極の損傷を防止し、アノード電極の光反射効率を上げて、高輝度画面を実現することができる。【選択図】図１
2007128867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置される第１基板及び第２基板；
前記第１基板に提供される電子放出部；
前記第２基板の一面に形成される蛍光層；
前記蛍光層の間に位置する黒色層；及び
前記蛍光層と黒色層の一面に形成され、３乃至１５％の光透過率を有する金属のアノード電極；
を含む電子放出ディスプレイ。
【請求項２】
前記アノード電極が前記黒色層と接触し、前記蛍光層と離隔して位置する、請求項１に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項３】
前記アノード電極が、前記蛍光層と３乃至６μｍの距離をおいて位置する、請求項２に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項４】
前記第１基板上に、絶縁層を隔てて配置されるカソード電極及びゲート電極をさらに含み、
前記電子放出部が前記カソード電極に電気的に連結される、請求項１に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項５】
前記カソード電極及びゲート電極と絶縁状態を維持し、この電極の上部に位置する集束電極をさらに含む、請求項４に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項６】
前記第１基板上に互いに離隔して位置する第１電極及び第２電極と、第１電極の表面の一部と第２電極の表面の一部を覆いながら、互いに近接するように位置する第１導電薄膜及び第２導電薄膜をさらに含み、
前記電子放出部が前記第１導電薄膜と第２導電薄膜との間に形成される、請求項１に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項７】
前記電子放出部が、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状カーボン、フラーレン、及びシリコンナノワイヤーからなる群より選択された少なくとも一つの物質を含む、請求項４に記載の電子放出ディスプレイ。
【請求項８】
前記電子放出部が、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状カーボン、フラーレン、及びシリコンナノワイヤーからなる群より選択された少なくとも一つの物質を含む、請求項６に記載の電子放出ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出ディスプレイに係り、より詳しくは、蛍光層上に提供されて、電子ビームの加速に必要な高電圧の印加を受ける金属のアノード電極を備えた電子放出ディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子放出素子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）は、電子源の種類によって熱陰極（ｈｏｔ  ｃａｔｈｏｄｅ）を利用する方式と、冷陰極（ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ）を利用する方式とに分類することができる。
【０００３】
ここで、冷陰極を利用する方式の電子放出素子には、電界放出アレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ａｒｒａｙ；ＦＥＡ）型、表面電導エミッション（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；ＳＣＥ）型、金属−絶縁層−金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ；ＭＩＭ）型、及び金属−絶縁層−半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＭＩＳ）型などが知られている。
【０００４】
一方、電子放出素子は、一つの基板にアレイを成して形成されて電子放出デバイスを構成し、電子放出デバイスは、蛍光層とアノード電極などからなる発光ユニットが備えられた他の基板と結合して、電子放出ディスプレイ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）を構成する。
【０００５】
電子放出ディスプレイにおいて、アノード電極は、電子ビームの加速に必要な高電圧の印加を受けて、第１基板側から放出された電子を蛍光層へ誘導し、電子が蛍光層表面に積まないようにこれを流させることによって、蛍光層表面が帯電することを抑制する。
【０００６】
前記アノード電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電膜からなるか、又はアルミニウム（Ａｌ）のような金属膜からなる。金属のアノード電極は、第１基板に向かった蛍光層の一面全体に位置し、前述のアノード電極の基本的な機能に加えて、蛍光層から放射された可視光中、第１基板に向かって放射された可視光を第２基板側に反射させて、画面の輝度を高める機能も兼ねる。
【０００７】
このような金属のアノード電極は、（１）蛍光層上に、焼成時に気化できる高分子物質で中間膜を形成し、（２）中間膜上に、金属、一例としてアルミニウムを蒸着し、（３）中間膜を焼成して、アルミニウム膜の微細気孔を通して中間膜物質を増発させて除去する段階を通じて完成される。
【０００８】
ところで、金属のアノード電極は、蒸着厚さ、蛍光層との距離、及び微細気孔が形成された程度などによって製造収率と機能性に大きな影響を受ける。例えば、アノード電極が適正水準の微細気孔を確保できなければ、中間膜焼成時に損傷し易く、光反射効率が低下する。
【０００９】
つまり、アノード電極が極めて緻密に蒸着されて一定の水準の微細気孔を確保できなければ、中間膜を焼成によって除去する際、中間膜物質がアノード電極を通して増発できないため、アノード電極が膨らむようになる。
【００１０】
その結果、アノード電極の一部が剥げるようになり、アノード電極が損なわれた部位の蛍光層はアノード電極による電子ビームの加速効果を受けられないため、発光率が低下する。
【００１１】
反面、アノード電極に過度な微細気孔が形成されると、アノード電極の光反射効率が低くなるため、画面の輝度が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記問題点を解消するためのものであって、本発明の目的は、中間膜焼成時にアノード電極が損傷しないようにし、アノード電極の光反射効率を上げて高輝度画面を実現することができる電子放出ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために本発明は、互いに対向配置される第１基板及び第２基板と、第１基板に提供される電子放出部と、第２基板の一面に形成される蛍光層と、蛍光層の間に位置する黒色層と、蛍光層と黒色層の一面に形成され、３乃至１５％の光透過率を有する金属のアノード電極とを含む電子放出ディスプレイを提供する。
【００１４】
前記アノード電極は黒色層と接触し、蛍光層と離隔して位置することができる。アノード電極は、蛍光層と３乃至６μｍの距離をおいて位置することができる。
【００１５】
前記第１基板上には、カソード電極及びゲート電極が絶縁層を隔てて配置され、カソード電極に前記電子放出部が形成されることができる。
【００１６】
他の一方で、前記第１基板上には、第１電極と第２電極が互いに離隔して位置し、第１電極の表面の一部と第２電極の表面の一部に各々第１導電薄膜と第２導電薄膜が形成され、電子放出部が第１導電薄膜と第２導電薄膜との間に形成されることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による電子放出ディスプレイは、前述の範囲の光透過率を有するアノード電極を備えることによって、中間膜焼成時に中間膜物質の蒸発を容易であるようにし、アノード電極の損傷を抑制し、蛍光層に向かった電子ビームの透過率を高めると同時に、光反射効率を極大化することができる。したがって、本発明による電子放出ディスプレイは、高圧で安定したアノード電極を形成し、高輝度画面を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は色々な相違した形態で実現でき、ここで説明する実施例に限られない。
【００１９】
図１と図２は、各々、本発明の一実施例による電子放出ディスプレイの部分分解斜視図と部分断面図であって、一例として、電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出ディスプレイを示した。
【００２０】
図面を参照すれば、電子放出ディスプレイ１は、所定の間隔をおいて平行に対向配置される第１基板１０と第２基板１２を含む。第１基板１０と第２基板１２の周縁には密封部材（図示せず）が配置されて、両基板を接合させ、内部空間がほぼ１０−６ｔｏｒｒの真空度に排気されて、第１基板１０と第２基板１２及び密封部材が真空容器を構成する。
【００２１】
前記第１基板１０中の第２基板１２との対向面には、電子放出素子がアレイを成して配置されて、第１基板１０と共に電子放出デバイス１００を構成し、電子放出デバイス１００が、第２基板１２及び第２基板１２に提供された発光ユニット１１０と結合して電子放出ディスプレイ１を構成する。
【００２２】
まず、第１基板１０の上には、第１電極のカソード電極１４が、第１基板１０の一方向に沿って帯状パターンに形成され、カソード電極１４を覆いながら、第１基板１０全体に第１絶縁層１６が形成される。第１絶縁層１６の上には第２電極のゲート電極１８が、カソード電極１４と直交する方向に沿って帯状パターンに形成される。
【００２３】
前記カソード電極１４とゲート電極１８の交差領域が単位画素を成し、カソード電極１４の上に、単位画素ごとに多数の電子放出部２０が形成される。そして、第１絶縁層１６とゲート電極１８には各電子放出部に対応する開口部１６１、１８１が形成されて、第１基板１０上に電子放出部２０が露出するようにする。
【００２４】
電子放出部２０は、真空中で電界が加えられれば電子を放出する物質、例えば、炭素系物質またはナノメートルサイズ物質からなることができる。電子放出部２０は、一例として、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状カーボン、フラーレン（Ｃ６０）、シリコンナノワイヤー、及びこれらの組み合わせ物質を含むことができる。他方で、電子放出部は、モリブデン（Ｍｏ）またはシリコン（Ｓｉ）などを主材質にする先端が尖っているチップ構造物からなることができる。
【００２５】
一方、前記では、ゲート電極１８が第１絶縁層１６を隔ててカソード電極１４の上部に位置する構造について説明したが、ゲート電極が第１絶縁層を隔ててカソード電極の下部に位置する構造も可能である。この場合、電子放出部は、第１絶縁層上でカソード電極の側面に位置することができる。
【００２６】
そして、ゲート電極１８と第１絶縁層１６の上に第３電極の集束電極２２が形成される。集束電極２２の下部には、第２絶縁層２４が位置してゲート電極１８と集束電極２２とを絶縁させ、集束電極２２と第２絶縁層２４にも、電子ビーム通過のための開口部２２１、２４１が備えられる。この開口部２２１、２４１は、例えば、単位画素ごとに一つずつ形成されて、集束電極２２が一つの単位画素から放出される電子を包括的に集束するようにする。
【００２７】
次に、第１基板１０に対向する第２基板１２の一面には蛍光層２６、一例として、赤色と緑色及び青色の蛍光層２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂが互いに任意の間隔をおいて形成され、各蛍光層２６の間に、画面のコントラスト向上のための黒色層２８が形成される。蛍光層２６は、第１基板１０に設定される単位画素ごとに一つ色の蛍光層が対応するように位置する。
【００２８】
そして、蛍光層２６と黒色層２８の上に、アルミニウム（Ａｌ）のような金属膜からなるアノード電極３０が形成される。アノード電極３０は、外部から電子ビームの加速に必要な高電圧の印加を受けて蛍光層２６を高電位状態に維持させ、蛍光層２６から放射された可視光中、第１基板１０に向かって放射された可視光を第２基板１２側に反射させて、画面の輝度を高める。
【００２９】
アノード電極３０は、内部に分布した微細気孔を介して所定の範囲の光透過率を有し、微細気孔の分布比率を光透過率に表現すれば、本実施例で、アノード電極３０は３乃至１５％の光透過率を有する。
【００３０】
アノード電極３０の光透過率が３％未満であると、発光ユニット１１０の製造工程、つまり、蛍光層２６の上に中間膜（図示せず）を形成し、中間膜上にアルミニウムを蒸着してアノード電極３０を形成し、焼成を通じて中間膜を除去する際に、中間膜物質の蒸発を妨害する。そのため、アノード電極３０が膨らむようになって剥げる部位が発生するなど、アノード電極３０が簡単に損なわれる。
【００３１】
そして、アノード電極３０にはほぼ５ｋＶ程度の中電圧が印加されるが、アノード電極３０の光透過率が３％未満であると、第１基板１０側から放出された電子中の一部がアノード電極３０を通過できずに遮断されて、蛍光層２６に到達する電子の量が減少し、画面輝度が低下する。反面、アノード電極３０の光透過率が１５％を超えると、アノード電極３０による光反射効率が低くなるため、この場合にも画面輝度が低くなる。
【００３２】
したがって、アノード電極３０は、３乃至１５％の光透過率を示す微細気孔を有することにより、中間膜焼成時にアノード電極３０の損傷を抑制し、蛍光層２６に充分な量の電子を通過させると同時に光反射効率を上げて、画面の輝度を向上させる。
【００３３】
また、本実施例において、アノード電極３０は、黒色層２８に対応する部位で黒色層２８と接触し、蛍光層２６に対応する部位では、蛍光層２６と所定の離隔距離、好ましくは３乃至６μｍの距離をおいて位置する。アノード電極３０は、黒色層２８との接触によって第２基板１２に対する接着力を高め、蛍光層２６との適正距離の確保を通じて、蛍光層２６の表面粗度に影響を受けないと共に優れた平坦度を確保して、光反射効率を極大化することができる。
【００３４】
このような形状のアノード電極３０は、（１）蛍光層２６と黒色層２８の上に中間膜を形成し、（２）中間膜をパターニングして、黒色層２８委の中間膜部位を除去し、（３）第２基板１２全体にアルミニウムを蒸着し、（４）焼成を通じて中間膜を除去する過程により、容易に形成することができる。この時、中間膜としてフォトレジスト物質を使用することができ、中間膜の厚さと表面粗度などを用いて、アノード電極３０の光透過率を容易に調節することができる。
【００３５】
前記第１基板１０と第２基板１２との間には、真空容器に加えられる圧縮力を耐え、両基板の間隔を一定に維持させるスペーサ３２が配置される。スペーサ３２は蛍光層２６を侵さないように、黒色層２８に対応して位置する。
【００３６】
前述の構成の電子放出ディスプレイ１は、外部からカソード電極１４、ゲート電極１８、集束電極２２、及びアノード電極３０に所定の電圧を供給することによって駆動する。
【００３７】
例えば、カソード電極１４とゲート電極１８のうちのいずれか一つの電極が、走査駆動電圧の印加を受けて走査電極として機能し、他の一つの電極が、データ駆動電圧の印加を受けてデータ電極として機能する。そして、集束電極２２は、電子ビームの集束に必要な電圧、例えば、０Ｖまたは数乃至数十ボルトの陰の直流電圧の印加を受け、アノード電極３０は、電子ビームの加速に必要な電圧、例えば、数百乃至数千ボルトの量の直流電圧の印加を受ける。
【００３８】
そうすると、カソード電極１４とゲート電極１８との間の電圧差が臨界値以上である画素で、電子放出部２０の周囲に電界が形成され、これから電子が放出される。放出された電子は、集束電極２２の開口部２２１を通過しながら電子ビーム束の中心部に集束され、アノード電極３０に印加された高電圧に引きずられて、対応する蛍光層２６に衝突することによってこれを発光させる。
【００３９】
前記駆動過程において、本実施例の電子放出ディスプレイ１は、前述の光透過率を示すアノード電極３０によって光反射効率を上げながら、蛍光層２６に充分な量の電子を通過させて高輝度画面を実現し、高圧で安定したアノード電極３０を形成することができる。
【００４０】
図３は、本発明による電子放出ディスプレイの他の実施例である、表面電導エミッション（ＳＣＥ）型電子放出ディスプレイ１’の部分断面図である。第２基板１２’に提供される発光ユニット１１０’の構成は、前述の電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出ディスプレイ１と同一であるので、ここでは、電子放出デバイス１０１の構成についてのみ簡略に説明する。
【００４１】
図面を参照すれば、第１基板３４の上には、第１電極３６と第２電極３８が離隔して位置し、第１電極３６と第２電極３８には、各電極の表面の一部を覆いながら互いに近接するように位置する第１導電薄膜４０と第２導電薄膜４２が形成される。そして、第１導電薄膜４０と第２導電薄膜４２との間に電子放出部４４が形成され、電子放出部４４は、第１導電薄膜４０及び第２導電薄膜４２を通して、第１電極３６及び第２電極３８と電気的に連結される。
【００４２】
第１電極３６と第２電極３８は、導電性を有する多様な材料が使用可能であり、第１導電薄膜４０と第２導電薄膜４２は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの導電性材料を利用した微粒子薄膜からなる。
【００４３】
電子放出部４４は、黒鉛型炭素や炭素化合物などで形成するのが好ましく、前述の電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出ディスプレイ１と同様に、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイアモンド状カーボン、フラーレン（Ｃ６０）、シリコンナノワイヤーまたはこれらの組み合わせ物質で形成することができる。
【００４４】
前述の構造で、第１電極３６と第２電極３８の各々に電圧を印加すれば、第１導電薄膜４０と第２導電薄膜４２を通して電子放出部４４の表面と水平な方向に電流が流れて表面導電形電子放出が行われ、放出された電子は、アノード電極３０に印加された高電圧に引きずられて第２基板１２へ向かいながら、対応する蛍光層２６に衝突してこれを発光させる。
【００４５】
前記では、電界放出アレイ（ＦＥＡ）型と表面電導エミッション（ＳＣＥ）型電子放出ディスプレイ１、１’について説明したが、本発明はＦＥＡ型とＳＣＥ型に限定されず、電子放出部と蛍光層及びアノード電極を備えた他のタイプの電子放出ディスプレイにも容易に適用可能である。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施するのが可能であり、これもまた本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例による電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例による電子放出ディスプレイの部分断面図である。
【図３】本発明の他の一実施例による電子放出ディスプレイの部分断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、１’  電子放出ディスプレイ
１０  第１基板
１２  第２基板
１４  カソード電極
１６  第１絶縁層
１８  ゲート電極
２０  電子放出部
２２  集束電極
２４  第２絶縁層
２６  蛍光層
２８  黒色層
３０  アノード電極
３２  スペーサ
３６  第１電極
３８  第２電極
４０  第１導電薄膜
４２  第２導電薄膜
４４  電子放出部
１００、１０１  電子放出デバイス
１１０、１１０’  発光ユニット
１６１、１８１、２２１、２４１  開口部
【図１】
2007128867.tif 000003
【図２】
2007128867.tif 000004
【図３】
2007128867.tif 000005