KR100818258B1

KR100818258B1 - 전계방출소자용 애노드패널 및 이를 구비한 전계방출소자

Info

Publication number: KR100818258B1
Application number: KR1020060098642A
Authority: KR
Inventors: 최준희; 김선일; 박상현; 안드레이 줄카니브; 정득석; 송병권; 강호석; 백찬욱
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2008-03-31
Also published as: US20080084156A1; CN101162678A; JP2008098161A

Abstract

전계방출소자용 애노드패널이 개시된다. 개시된 애노드패널은, 기판; 기판의 하면에 형성되는 애노드전극; 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 개구부가 형성된 블랙 매트릭스; 각 픽셀에 대응하는 개구부들 및 이 개구부들 사이의 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층; 및 형광체층의 하면에 형성되는 반사층;을 구비한다.

Description

전계방출소자용 애노드패널 및 이를 구비한 전계방출소자{Anode panel and field emission divice having the same}

도 1은 종래 일반적인 전계방출소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 애노드패널의 저면을 일부 도시한 것이다.

도 3은 도 1에 도시된 애노드패널의 주요부를 확대하여 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5는 도 4에 도시된 애노드패널의 저면을 일부 도시한 것이다.

도 6은 도 4에 도시된 애노드패널의 주요부를 확대하여 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자에 적용될 수 있는 애노드패널의 변형예를 도시한 것이다.

도 8a 및 도 8b는 각각 종래 전계방출소자 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 이미지를 찍은 사진들이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계방출소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 10은 도 9에 도시된 애노드패널의 상면을 일부 도시한 것이다.

도 11은 도 9에 도시된 애노드패널의 주요부를 확대하여 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110,210... 캐소드패널 111,211... 하부기판

113,213... 캐소드전극 115,215... 절연층

117,217... 게이트전극 118,218... 에미터홀

119,219... 에미터 120,220... 애노드패널

121,221... 상부기판 123,223... 애노드전극

125,225... 블랙 매트릭스 125a,125b,225a,226a... 개구부

127R,127G,127B,227R,227G,227B... 형광체층

127',227'... 형광체입자

130R,130G,130G,230R,230G,230B... 픽셀

129,226,229... 반사층

본 발명은 전계방출소자에 관한 것으로, 상세하게는 휘도의 균일도(uniformity of brightness)를 향상시킬 수 있는 애노드패널 및 이를 구비한 전계방출소자에 관한 것이다.

전계방출소자는(FED; field emission device)는 캐소드전극 상에 형성된 에미터들로부터 방출된 전자들을 애노드전극 상에 형성된 형광체에 충돌시킴으로써 발광되도록 하는 장치이다. 종래에는 전계방출소자의 에미터로서 몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 이루어진 마이크로 팁이 사용되었으나 최근에는 전자방출특성이 우수한 탄소나노튜브(CNTs; carbon nanotubes)가 주로 사용되고 있다.

이러한 전계방출소자는 낮은 소비전력, 빠른 응답속도, 넓은 시야각, 높은 해상도 등 많은 장점을 가지고 있으므로, 자동차 항법 장치, 개인용 컴퓨터, 의료기기, HDTV(high definition television) 등과 같은 분야에서 디스플레이 장치로 사용될 수 있으며, 이외에 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)의 백라이트 유닛(backlight unit)으로도 이용될 수 있다.

도 1에는 종래 일반적인 전계방출소자의 단면이 개략적으로 도시되어 있다. 도 2는 도 1에 도시된 애노드패널의 저면 일부를 도시한 것이며, 도 3은 도 1에 도시된 애노드패널의 주요부를 확대하여 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 전계방출소자는 서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 캐소드패널(cathode panel,10)과 애노드패널(anode panel,20)을 구비한다. 상기 캐소드패널(10)은 하부기판(11)과, 상기 하부기판(11)의 상면에 형성되는 캐소드전극(13)과, 상기 하부기판 상에 캐소드전극(13)을 덮도록 형성되는 절연층(15)과, 상기 절연층(15)의 상면에 형성되는 게이트전극(17)을 포함한다. 여기서, 상기 절연층(15)에는 캐소드전극(13)을 노출시키는 다수의 에미터홀(18)이 형성되어 있으며, 이 에미터홀들(18) 각각의 내부에는 전자 방출원인 에미터(19)가 마련되어 있다. 여기서, 복수의 에미터(19)가 하나의 픽셀(30R,30G,30B)에 대응하도록 형성된다.

그리고, 상기 애노드패널(20)은 상부기판(21)과, 상기 상부기판(21)의 하면 에 마련되는 애노드전극(23)과, 상기 애노드전극(23)의 하면에 마련되는 것으로 애노드전극(23)을 노출시키는 다수의 개구부(25a)가 형성된 블랙 매트릭스(black matrix,25)와, 상기 개구부들(25a)을 채우도록 형성되는 소정 색상, 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체층(27R,27G,27B)과, 상기 형광체층(27R,27G,27B)을 덮도록 형성되는 반사층(29)을 포함한다. 여기서, 상기 애노드전극(23)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(25)는 픽셀들(30R,30G,30B) 사이에 형성되어 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위한 것으로, 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어질 수 있다. 그리고, 이러한 블랙 매트릭스(25)에는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 개구부(25a)가 하나의 픽셀(30a)에 대응하도록 형성되어 있다. 상기 반사층(29)은 광 반사율이 우수한 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구조의 전계방출소자에서, 에미터들(19)로부터 방출되는 전자들은 도 3에 도시된 바와 같이 애노드패널(10)에 형성된 형광체층(27R,27G,27B)의 형광체 입자들(27')과 충돌하게 된다. 이때, 상기 형광체 입자들(27')로부터 가시광이 발생하게 되고, 이렇게 발생된 가시광은 상부기판(21)을 투과하여 상방향으로 나가게 된다. 한편, 이때 하부기판(11) 쪽으로 향하는 가시광은 반사층(29)에 의하여 반사되어 상부기판(21) 쪽으로 향하게 된다.

그러나, 상기와 같은 구조의 전계방출소자에서는 각 에미터들(19)로부터 방출되는 전자들이 불균일하게 되면, 이 전자들에 의하여 형광체층(27R,27G,27B)에서 발생되는 가시광도 불균일해지고, 그 결과 화상을 형성하는 각 색상의 픽셀 들(30R,30G,30B) 내에서 휘도의 균일도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각 픽셀 내에서 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있는 애노드패널 및 이를 구비한 전계방출소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여,

본 발명의 구현예에 따르면,

기판;

상기 기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 개구부가 형성된 블랙 매트릭스;

각 픽셀에 대응하는 개구부들 및 상기 개구부들 사이의 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층; 및

상기 형광체층의 하면에 형성되는 반사층;을 구비하는 전계방출소자용 애노드패널이 개시된다.

여기서, 상기 형광체층으로부터 발생된 가시광의 일부는 상기 블랙 매트릭스와 반사층에 의하여 반사된 다음, 상기 개구부들을 통하여 상기 애노드전극 및 기판을 투과하여 외부로 나가게 된다.

상기 애노드전극은 ITO((Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면,

서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 애노드패널 및 캐소드패널을 포함하는 전계방출소자에 있어서,

상기 애노드패널은,

상부기판;

상기 상부기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 형광체층의 하면에 형성되는 반사층;을 구비하는 전계방출소자가 개시된다.

여기서, 상기 캐소드패널은, 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 형성되는 캐소드전극; 상기 하부기판 상에 상기 캐소드전극을 덮도록 형성되는 것으로, 상기 캐소드전극을 노출시키는 다수의 에미터홀이 형성된 절연층; 상기 절연층의 상면에 형성되는 게이트전극; 및 상기 에미터홀들 각각의 내부에 형성되는 에미터;를 구비할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면,

기판;

상기 기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 복수의 제1 개구부가 형성된 블랙 매트릭스;

상기 제1 개구부들 각각을 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층;

상기 형광체층의 하면에 형성되는 제1 반사층; 및

상기 기판의 상면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 제2 개구부가 형성된 제2 반사층;을 구비하는 전계방출소자용 애노드패널이 개시된다.

여기서, 하나의 픽셀에 대응하여 하나의 상기 제1 개구부가 형성될 수 있다.

상기 형광체층으로부터 발생된 가시광의 일부는 상기 제1 반사층과 제2 반사층에 의하여 반사되어 상기 애노드전극 및 기판을 투과한 다음, 상기 제2 개구부들을 통하여 외부로 나가게 된다.

상기 제1 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제2 반사층은 블랙 매트릭스와 동일한 물질 또는 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면,

상기 애노드패널은,

상부기판;

상기 상부기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 형광체층의 하면에 형성되는 제1 반사층; 및

상기 상부기판의 상면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 제2 개구부가 형성된 제2 반사층;을 구비하는 전계방출소자가 개시된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성을 위하여 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 한편, 이하에서 설명되는 본 발명에 따른 전계방출소자는 다양한 분야에서 디스플레이 장치로 사용될 수 있으며, 이외에도 액정표시장치의 백라이트 유닛에도 응용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 그리고, 도 5는 도 4에 도시된 애노드패널의 저면을 일부 도시한 것이며, 도 6은 도 4에 도시된 애노드패널의 주요부를 확대하여 도시한 것이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자는 서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 캐소드패널(110) 및 애노드패널(120)을 구비한다. 한편, 상기 캐소드패널(110)과 애노드패널(120) 사이에는 이들 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서들(미도시)이 마련될 수 있다.

상기 캐소드패널(110)은 하부기판(111)과, 상기 하부기판(111) 상에 순차적으로 형성되는 캐소드전극(113), 절연층(115) 및 게이트전극(117)을 포함한다. 상 기 하부기판(111)으로는 일반적으로 투명한 유리기판이 사용되며, 이외에도 플라스틱기판이 사용될 수 있다. 상기 캐소드전극(113)은 상기 하부기판(111)의 상면에 소정 형태, 예를 들면 스트라이프 형태로 형성될 수 있다. 이러한 캐소드전극(113)은 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 이외에도 투명한 도전성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 하부기판(111) 상에는 상기 캐소드전극(113)을 덮도록 절연층(115)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 절연층(115)에는 캐소드전극(113)을 노출시키는 다수의 에미터홀(118)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 에미터홀들(118) 각각 내부에는 전자방출원인 에미터(119)가 형성되어 있다. 이때, 복수의 에미터(119)가 하나의 픽셀(130R,130G,130B)에 대응하여 형성될 수 있다. 상기 에미터(119)는 전자방출 특성이 우수한 탄소나노튜브(CNTs; carbon nanotubes)로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 에미터(119)는 이외에도 다른 다양한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 절연층(115)의 상면에는 전자추출을 위한 게이트전극(117)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 게이트전극(117)은 상기 캐소드전극(113)과 교차하도록 형성될 수 있다 이러한 게이트전극(117)은 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 이외에도 투명한 도전성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 캐소드전극(113)의 상면 또는 하면에는 에미터들(119)로부터 방출되는 전류를 보다 균일하게 하기 위하여 저항층이 더 형성될 수도 있다.

상기 애노드패널(120)은 상기 하부기판(111)과 일정한 간격으로 이격되게 배치된 상부기판(121)과, 상기 상부기판(121) 상에 순차적으로 형성되는 애노드전극(123), 블랙 매트릭스(125), 형광체층(127R,127G,127B) 및 반사층(129)을 포함한다. 상기 상부기판(121)으로는 투명한 유리기판이 사용될 수 있으며, 이외에도 투명한 플라스틱기판이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 상부기판(121)의 하면에는 애노드전극(123)이 형성된다. 여기서, 상기 애노드전극(123)은 상기 상부기판(121)의 하면 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 이러한 애노드전극(123)은 후술하는 형광체층(127R,127G,127B)으로부터 발생된 가시광이 투과할 수 있도록 투명한 도전성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 애노드전극(123)의 하면에는 블랙 매트릭스(125)가 형성되어 있으며, 이 블랙 매트릭스(125)에는 다수의 개구부(125a)가 애노드전극(123)을 노출시키토록 형성되어 있다. 한편, 종래에는 블랙 매트릭스에 하나의 픽셀에 대응하여 하나의 개구부가 형성되었으나, 본 실시예에서는 하나의 픽셀(130R,130G,130B)에 대응하여 복수의 개구부(125a)가 형성된다. 이러한 개구부들(125a)이 형성된 블랙 매트릭스(125)는 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 뿐만 아니라 후술하는 바와 같이 형광체층(127R,127G,127B)으로부터 발생된 가시광을 반사시켜 각 픽셀(130R,130G,130B) 내의 휘도 균일도를 향상시켜 주는 역할을 한다. 상기 블랙 매트릭스(125)는 예를 들면, 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어질 수 있다. 한편, 도 5에는 블랙 매트릭스(125)에 개구부들(125a) 각각이 원형으로 형성된 경우가 도시되어 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 개구부들(125b) 각각이 타원형으로 형성 될 수도 있으며, 이외에도 다양한 형상의 개구부들이 형성될 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(125)의 하부에는 소정 색상, 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체층(127R,127G,127B)이 형성된다. 여기서, 하나의 픽셀(130R,130G,130B)을 구성하는 형광체층(127R,127G,127B)은 각 픽셀(130R,130G,130B)에 대응하는 개구부들(125a) 및 이 개구부들(125a) 사이의 블랙 매트릭스(125)를 덮도록 형성된다. 이러한 형광체층(127R,127G,127B)은 캐소드패널(110)에 마련된 에미터들(119)로부터 방출된 전자들이 충돌함으로써 픽셀(130R,130G,130B) 마다 소정 색상의 가시광을 발생시킨다. 그리고, 상기 형광체층들(127R,127G,127B)의 하면에는 반사층(129)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 반사층(129)은 형광체층(127R,127G,127B)으로부터 발생된 가시광을 반사시켜 상부기판(121) 쪽으로 향하게 하는 역할을 한다. 이러한 반사층(121)은 광반사율이 높은 물질, 예를 들면 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구조의 전계방출소자에서, 캐소드전극(113), 게이트전극(117) 및 애노드전극(123)에 각각 소정 전압이 인가되면, 캐소드전극(113)과 게이트전극(117) 사이에 형성된 전계에 의하여 에미터들(119)로부터 전자들이 방출되어 애노드전극(123) 쪽으로 향하게 된다. 이어서, 애노드전극(123) 쪽으로 향하는 전자들은 도 6에 도시된 바와 같이 반사층(129)을 투과하여 형광체층(127R,127G,127B)과 충돌하게 되며, 이로 인하여 형광체 입자들(127')로부터 소정 색상의 가시광이 방출되게 된다. 도 6에서 참조부호 127'는 편의상 과장되게 확대된 형광체 입자들을 나타낸다.

이어서, 형광체층(127R,127G,127B)으로부터 발생된 가시광 중 일부는 직접 애노드전극(123) 및 상부기판(121)을 투과하여 외부로 나가거나 반사층(129)에 의하여 한 번 반사된 후 애노드전극(123) 및 상부기판(121)을 투과하여 외부로 나가게 된다. 그리고, 가시광 중 나머지 일부는 도 6에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(125)와 반사층(129)에 의하여 다중 반사(multi-reflection)된 다음, 블랙 매트릭스(125)에 형성된 개구부들(125a)을 통하여 애노드전극(123) 및 상부기판(121)을 투과하여 외부로 나가게 된다. 이와 같이, 형광체층(127R,127G,127B)으로부터 발생된 가시광이 블랙 매트릭스(125)와 반사층(129) 사이에서 다중 반사된 후 외부로 나가게 되면 각 픽셀(130R,130G,130B) 내에서의 휘도 균일도가 종래보다 향상될 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 각각 종래 전계방출소자 및 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 이미지를 찍은 사진이다. 도 8b은 블랙 매트릭스에 하나의 픽셀 당 두 개의 개구부가 형성된 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 이미지 사진이다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 블랙 매트릭스에 하나의 픽셀당 하나의 개구부가 형성된 종래 전계방출소자에 비하여 블랙 매트릭스에 하나의 픽셀당 복수의 개구부가 형성된 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자에서 각 픽셀 내에서의 휘도 균일도가 향상된 것을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계방출소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 그리고, 도 10은 도 9에 도시된 애노드패널의 상면을 일부 도시한 것이며, 도 11은 도 9에 도시된 애노드패널의 주요부를 확대하여 도시한 것이다. 이 하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계방출소자는 서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 캐소드패널(210) 및 애노드패널(220)을 구비한다. 상기 캐소드패널(210)은 하부기판(211)과, 상기 하부기판(211) 상에 순차적으로 형성되는 캐소드전극(213), 절연층(215) 및 게이트전극(217)을 포함한다.

상기 하부기판(211)의 상면에는 캐소드전극(213)이 소정 형태로 형성되어 있으며, 이 캐소드전극(213)을 덮도록 절연층(215)이 형성되어 있다. 상기 절연층(215)에는 캐소드전극(213)을 노출시키는 다수의 에미터홀(218)이 형성되어 있으며, 이 에미터홀들(218) 각각 내부에는 전자방출원인 에미터(219)가 형성되어 있다. 이때, 복수의 에미터(219)가 하나의 픽셀(230R,230G,230B)에 대응하여 형성될 수 있다. 상기 에미터(219)는 전자방출 특성이 우수한 탄소나노튜브(CNTs; carbon nanotubes)로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 에미터(219)는 이외에도 다른 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 절연층(215)의 상면에는 전자추출을 위한 게이트전극(217)이 소정 형태로 형성되어 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 캐소드전극(213)의 상면 또는 하면에는 에미터들(219)로부터 방출되는 전류를 보다 균일하게 하기 위하여 저항층이 더 형성될 수도 있다.

상기 애노드패널(220)은 상부기판(221), 애노드전극(223), 블랙 매트릭스(225), 형광체층(227R,227G,227B), 제1 반사층(229) 및 제2 반사층(226)을 포함 한다. 상기 상부기판(221)은 상기 하부기판(211)과 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치된다. 상기 상부기판(221)으로는 투명한 유리기판이 사용될 수 있으며, 이외에도 투명한 플라스틱기판이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 상부기판(221)의 하면에는 애노드전극(223)이 형성된다. 여기서, 상기 애노드전극(223)은 상기 상부기판(221)의 하면 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 이러한 애노드전극(223)은 투명한 도전성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 애노드전극(223)의 하면에는 콘드라스트 향상을 위한 블랙 매트릭스(225)가 형성되어 있으며, 이 블랙 매트릭스(225)에는 애노드전극(223)을 노출시키는 다수의 제1 개구부(225a)가 형성되어 있다. 여기서, 제1 개구부들(225a) 각각이 하나의 픽셀(230R,230G,230B)에 대응하게 된다. 이러한 블랙 매트릭스(225)는 예를 들면, 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어질 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(225)의 제1 개구부들(225a)에는 소정 색상, 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체층(227R,227G,227B)이 순차적으로 채워진다. 그리고, 상기 형광체층들(227R,227G,227B)의 하면에는 제1 반사층(229)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 반사층(229)은 형광체층((227R,227G,227B)으로부터 발생된 가시광을 반사시켜 상부기판(221) 쪽으로 향하게 하는 역할을 한다. 이러한 제1 반사층(221)은 광반사율이 높은 물질, 예를 들면 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.

상기 상부기판(221)의 상면에는 제2 반사층(226)이 형성되어 있으며, 상기 제2 반사층(226)에는 상기 상부기판(221)을 노출시키는 다수의 제2 개구부(226a)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 하나의 픽셀(230R,230G,230B)에 대응하여 복수의 제2 개구부(226a)가 형성된다. 상기 제2 반사층(226)은 블랙 매트릭스(225)를 이루는 물질과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 반사층(226)은 예를 들면 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루질 수 있다. 또한, 상기 제2 반사층(226)은 제1 반사층(229)과 마찬가지로 알루미늄(Al)으로 이루어질 수도 있다. 이러한 다수의 제2 개구부들(226a)이 형성된 제2 반사층(226)은 후술하는 바와 같이 형광체층(227R,227G,227B)으로부터 발생된 가시광을 반사시킴으로써 각 픽셀(230R,230G,230B) 내에서의 휘도 균일도를 향상시켜 주는 역할을 한다. 한편, 도면에는 상기 제2 개구부들(226a)이 원형으로 형성된 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조의 전계방출소자에서, 캐소드전극(213), 게이트전극(217) 및 애노드전극(223)에 각각 소정 전압이 인가되면, 캐소드전극(213)과 게이트전극(217) 사이에 형성된 전계에 의하여 에미터들(219)로부터 전자들이 방출되어 애노드전극(223) 쪽으로 향하게 된다. 이어서, 애노드전극(223) 쪽으로 향하는 전자들은 도 11에 도시된 바와 같이 제1 반사층(229)을 투과하여 형광체층(227R,227G,227B)과 충돌하게 되며, 이로 인하여 형광체 입자들(227')로부터 소정 색상의 가시광이 방출되게 된다. 도 11에서 참조부호 227'는 편의상 과장되게 확대된 형광체 입자들을 나타낸다.

이어서, 형광체층(227R,227G,227B)으로부터 발생된 가시광 중 일부는 직접 애노드전극(223) 및 상부기판(221)을 투과한 후 제2 개구부들을 통하여 외부로 나 가거나 제1 반사층(229)에 의하여 한 번 반사된 후 애노드전극(223) 및 상부기판(221)을 투과한 후 제2 개구부들(226a)을 통하여 외부로 나가게 된다. 그리고, 가시광 중 나머지 일부는 도 11에 도시된 바와 같이 제1 반사층(229)과 제2 반사층(226)에 의하여 다중 반사(multi-reflection)된 다음, 제2 반사층(226)의 제2 개구부들(226a)을 통하여 외부로 나가게 된다. 이와 같이, 형광체층(227R,227G,227B)으로부터 발생된 가시광이 제1 반사층(229)과 제2 반사층(226) 사이에서 다중 반사된 후 제2 개구부를 통하여 외부로 나가게 되면 각 픽셀(130R,130G,130B) 내에서의 휘도 균일도가 종래보다 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 에미터들로부터 방출되는 전자들이 균일하지 않은 경우에도 애노드패널 내에서 형광체층으로부터 발생된 가시광을 다중 반사시킴으로써 각 픽셀 내에서의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims

기판;

상기 기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 개구부가 형성된 블랙 매트릭스;

각 픽셀에 대응하는 개구부들 및 상기 개구부들 사이의 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층; 및

상기 형광체층의 하면에 형성되는 반사층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부들을 통하여 상기 애노드전극이 노출되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 1 항에 있어서,

상기 형광체층으로부터 발생된 가시광의 일부는 상기 블랙 매트릭스와 반사층에 의하여 다중 반사된 다음, 상기 개구부들을 통하여 상기 애노드전극 및 기판을 투과하여 외부로 나가는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 1 항에 있어서,

상기 기판은 투명한 유리기판 또는 플라스틱기판인 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 1 항에 있어서,

상기 애노드전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 5 항에 있어서,

상기 투명한 도전성 물질은 ITO((Indium Tin Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 1 항에 있어서,

상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 1 항에 있어서,

상기 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 애노드패널 및 캐소드패널을 포함하는 전계방출소자에 있어서,

상기 애노드패널은,

상부기판;

상기 상부기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 개구부가 형성된 블랙 매트릭스;

각 픽셀에 대응하는 개구부들 및 상기 개구부들 사이의 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층; 및

상기 형광체층의 하면에 형성되는 반사층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 9 항에 있어서,

상기 상부기판은 투명한 유리기판 또는 플라스틱기판인 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 9 항에 있어서,

상기 애노드전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 9 항에 있어서,

상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 9 항에 있어서,

상기 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 9 항에 있어서,

상기 캐소드패널은,

하부기판;

상기 하부기판의 상면에 형성되는 캐소드전극;

상기 하부기판 상에 상기 캐소드전극을 덮도록 형성되는 것으로, 상기 캐소드전극을 노출시키는 다수의 에미터홀이 형성된 절연층;

상기 절연층의 상면에 형성되는 게이트전극; 및

상기 에미터홀들 각각의 내부에 형성되는 에미터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 14 항에 있어서,

상기 에미터는 탄소나노튜브(CNTs)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방 출소자.
기판;

상기 기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 복수의 제1 개구부가 형성된 블랙 매트릭스;

상기 제1 개구부들 각각을 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층;

상기 형광체층의 하면에 형성되는 제1 반사층; 및

상기 기판의 상면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 제2 개구부가 형성된 제2 반사층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

하나의 픽셀에 대응하여 하나의 상기 제1 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 제1 개구부들을 통하여 상기 애노드전극이 노출되며, 상기 제2 개구부들을 통하여 상기 기판이 노출되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 형광체층으로부터 발생된 가시광의 일부는 상기 제1 반사층과 제2 반사층에 의하여 다중 반사되어 상기 애노드전극 및 기판을 투과한 다음, 상기 제2 개구부들을 통하여 외부로 나가는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 기판은 투명한 유리기판 또는 플라스틱기판인 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 애노드전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 21 항에 있어서,

상기 투명한 도전성 물질은 ITO((Indium Tin Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어지는 것을 특징으 로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 제1 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 제2 반사층은 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
제 16 항에 있어서,

상기 제2 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 애노드패널.
서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 애노드패널 및 캐소드패널을 포함하는 전계방출소자에 있어서,

상기 애노드패널은,

상부기판;

상기 상부기판의 하면에 형성되는 애노드전극;

상기 애노드전극의 하면에 형성되는 것으로, 복수의 제1 개구부가 형성된 블 랙 매트릭스;

상기 제1 개구부들 각각을 덮도록 형성되는 소정 색상의 형광체층;

상기 형광체층의 하면에 형성되는 제1 반사층; 및

상기 상부기판의 상면에 형성되는 것으로, 하나의 픽셀에 대응하여 복수의 제2 개구부가 형성된 제2 반사층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

하나의 픽셀에 대응하여 하나의 상기 제1 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 상부기판은 투명한 유리기판 또는 플라스틱기판인 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 애노드전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물로 이루어지는 것을 특징으 로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 제1 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 제2 반사층은 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 제2 반사층은 알루미늄(Al)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 27 항에 있어서,

상기 캐소드패널은,

하부기판;

상기 하부기판의 상면에 형성되는 캐소드전극;

상기 하부기판 상에 상기 캐소드전극을 덮도록 형성되는 것으로, 상기 캐소드전극을 노출시키는 다수의 에미터홀이 형성된 절연층;

상기 절연층의 상면에 형성되는 게이트전극; 및

상기 에미터홀들 각각의 내부에 형성되는 에미터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 35 항에 있어서,

상기 에미터는 탄소나노튜브(CNTs)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.