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기판과, 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 일부 위에 형성된 전계 에미터를 가진 캐소드부; 상기 전계 에미터를 에워싸는 형태로 그 주위 상부에 형성된 전계 방출 억제-게이트부; 상기 전계 방출 억제-게이트부 상부에 형성된 전계 방출 유도-게이트부; 및 상기 전계 에미터와 대향하며, 상기 전계 에미터로부터 방출된 전자를 받는 아노드 전극을 구비하는 아노드부를 포함하여 구성되며, 상기 전계 방출 유도-게이트부는 상기 전계 에미터 방향으로 전계를 인가하여 전자의 방출을 유도하고, 상기 전계 방출 억제-게이트부는 상기 전계와 반대 방향의 전계를 인가하여 전자의 방출을 억제하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서,상기 전계 방출 억제-게이트부는 상기 캐소드 전극 및 상기 전계 에미터와 전기적으로 절연하기 위하여 형성되며 그 내부에 전계 방출 억제-게이트 개구를 구비하는 제 1 절연체 및 상기 제 1 절연체 상에 형성되며 상기 전계를 인가하기 위해 전압이 인가되는 전계 방출 억제-게이트 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 2 항에 있어서, 상기 전계 방출 억제-게이트 개구의 크기는 상기 제 1 절연체의 두께와 비교하여 1 내지 20배 이하로 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서,상기 전계 방출 유도-게이트부는 상기 전계 방출 억제-게이트부의 상기 전계 방출 억제-게이트 전극과 전기적으로 절연하기 위하여 형성되며 그 내부에 전계 방출 억제-게이트 개구를 구비하는 제 2 절연체 및 상기 제 2 절연체 상에 형성되며 상기 전계를 인가하기 위해 전압이 인가되는 전계 방출 유도-게이트 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 4 항에 있어서, 상기 전계 방출 유도-게이트 개구의 크기는 상기 제 2 절연체의 두께와 비교하여 1 내지 3배 이하로 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 4 항에 있어서, 상기 전계 방출 유도-게이트 개구는 경사진 내벽을 가지는 형상으로 형성되되, 상기 캐소드부 쪽에서 상기 아노드부 쪽으로 갈수록 작은 개구 크기를 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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7
제 4 항에 있어서, 상기 전계 방출 유도-게이트 전극은 상기 전계 방출 유도-게이트 개구의 내벽에는 덮이지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 전계 에미터는 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브 또는 카본 나노파이버로 제작 가능한 카본 전계 에미터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 8 항에 있어서, 상기 카본 전계 에미터는 촉매 금속을 이용하여 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브 또는 카본 나노파이버를 상기 캐소드 전극 위에 직접 성장시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 8 항에 있어서, 상기 카본 전계 에미터는 분말형 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, 카본 나노튜브 또는 카본 나노파이버를 페이스트로 혼합하여 프린팅 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 캐소드부, 전계 방출 억제-게이트부, 전계 방출 유도-게이트부, 아노드부는 모두가 별도의 기판에 형성되거나, 상기 캐소드부와 상기 전계 방출 억제-게이트부가 하나의 기판에 형성되고 상기 전계 방출 유도-게이트부와 아노드부는 별도의 기판에 형성되거나, 상기 캐소드부, 상기 전계 방출 억제-게이트부 및 상기 전계 방출 유도-게이트부가 하나의 기판 상에 형성되고 상기 아노드부는 별도의 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 전계 방출 억제-게이트부, 전계 방출 유도-게이트부 및 아노드부는 상기 캐소드부의 상기 전계 에미터가 상기 전계 방출 억제-게이트 개구와 상기 전계 방출 유도-게이트 개구를 통하여 아노드부의 아노드 전극과 서로 대향할 수 있도록 진공 패키징되어 있는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 전계 방출 유도-게이트부에는 일정한 직류 전압을 인가하여 상기 캐소드부의 전계 에미터로부터 전자 방출을 유도하고, 상기 전계 방출 억제-게이트부에는 음전압의 스캔 신호, 상기 캐소드부에는 양 또는 음 전압의 데이터 신호를 각각 입력하여 화상을 표현하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 13 항에 있어서, 상기 전계 방출 소자는 상기 데이터 신호의 펄스 진폭 또는 펄스 폭을 변화시켜 계조를 표현하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 아노드부는 투명 기판과, 투명 기판 상에 형성된 투명 전극과, 상기 투명 전극 상의 소정 영역에 빨강(R), 녹색(G) 또는 파랑색(B)의 형광체와, 상기 형광체 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 항에 있어서, 상기 캐소드부, 전계 방출 억제-게이트부 및 전계 방출 유도-게이트부는 상기 아노드부와 스페이서를 지지대로 하여 대향하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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제 1 내지 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전계 방출-억제 게이트부는 적어도 2개 이상의 개구를 포함하도록 분리되어 형성되고, 그 각각의 개구 내에 전계 에미터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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전자를 방출하는 전계 에미터를 구비하는 캐소드부, 전자 방출을 유도하는 전계 방출 유도-게이트부 및 상기 방출된 전자를 받는 아노드부를 포함하여 구성된 전계방출 소자에 있어서,상기 캐소드부와 상기 전계 방출 유도-게이트부 사이에 게재되어 전자의 방출을 억제하는 기능을 수행하는 전계 방출 억제 게이트부를 더 포함하며,상기 전계 방출 유도-게이트부는 상기 전계 에미터 방향으로 전계를 인가하여 전자의 방출을 유도하고, 상기 전계 방출 억제-게이트부는 상기 전계와 반대 방향의 전계를 인가하여 전자의 방출을 억제하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자
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