KR100918045B1 - Manufacturing method of field emission display deivce - Google Patents
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Abstract
마스크층을 사용하여 에미터의 미세 패터닝을 가능하게 하면서 전기 저항이 극히 작은 전도성 후막 재료로 캐소드 전극을 형성하여 캐소드 전극의 도전성을 우수하게 확보할 수 있는 전계 방출 표시소자의 제조 방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a method of manufacturing a field emission display device capable of finely patterning an emitter using a mask layer and forming a cathode electrode from a conductive thick film material having extremely low electrical resistance, thereby ensuring excellent conductivity of the cathode electrode.
투명 기판 위에 투명한 게이트 전극을 형성하는 단계와; 투명 기판의 전면에 투명한 제1 절연층을 형성하는 단계와; 에미터 형성 위치에 대응하는 다수의 패턴을 갖는 불투명한 마스크층을 제1 절연층 위에 형성하는 단계와; 마스크층 전면에 투명한 제2 절연층을 형성하는 단계와; 제2 절연층 위에 전도성 후막 물질로 이루어지며 에미터 수용부를 갖는 캐소드 전극을 형성하는 단계와; 캐소드 전극과 제2 절연층 전면에 카본계 물질과 감광성 물질을 포함하는 에미터 페이스트를 도포하여 에미터층을 형성하는 단계와; 후면 노광을 통해 에미터층을 선택적으로 현상하여 에미터 수용부에 에미터를 형성하는 단계를 포함하는 전계 방출 표시소자의 제조 방법을 제공한다.Forming a transparent gate electrode on the transparent substrate; Forming a transparent first insulating layer on the front surface of the transparent substrate; Forming an opaque mask layer over the first insulating layer having a plurality of patterns corresponding to the emitter formation positions; Forming a transparent second insulating layer over the mask layer; Forming a cathode electrode made of a conductive thick film material on the second insulating layer and having an emitter receiving portion; Forming an emitter layer by applying an emitter paste including a carbonaceous material and a photosensitive material over the cathode electrode and the second insulating layer; A method of manufacturing a field emission display device comprising selectively developing an emitter layer through backside exposure to form an emitter in an emitter receiver.
전계방출, 캐소드전극, 게이트전극, 애노드전극, 에미터, 전자방출원, 마스크층, 절연층Field emission, cathode electrode, gate electrode, anode electrode, emitter, electron emission source, mask layer, insulating layer
Description
도 1∼도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시소자의 제조 방법을 설명하기 위한 각 제조 단계에서의 개략도이다.1 to 8 are schematic views at each manufacturing step for explaining a method for manufacturing a field emission display device according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 전계 방출 표시소자의 부분 분해 사시도이다.9 is a partially exploded perspective view of a field emission display device manufactured according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 A 화살표 방향에서 바라본 전계 방출 표시소자의 부분 결합 단면도이다.FIG. 10 is a partial coupling cross-sectional view of the field emission display device viewed in the direction of arrow A of FIG. 9.
본 발명은 전계 방출 표시소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 방출을 제어하는 게이트 전극을 캐소드 전극 하부에 배치함과 아울러 후면 노광법을 이용하여 전자 방출원을 형성하는 전계 방출 표시소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device, and more particularly, a method of manufacturing a field emission display device in which a gate electrode for controlling electron emission is disposed under a cathode electrode and an electron emission source is formed using a backside exposure method. It is about.
최근의 전계 방출 표시소자 분야에서는 저전압(대략 10∼100V) 구동 조건에서 전자를 양호하게 방출하는 카본계 물질을 이용하여 스크린 인쇄와 같은 후막 공정을 통해 전자 방출원인 에미터를 평탄하게 형성하는 기술을 연구 개발하고 있다. Recently, the field emission display device uses a carbon-based material that emits electrons well under low voltage (approximately 10 to 100V) driving conditions, and uses a thick film process such as screen printing to form an emitter as an electron emission source. Research and development.
지금까지의 기술 동향에 의하면, 전술한 형상의 에미터에 적합한 카본계 물질로는 흑연(graphite), 다이아몬드(diamond), 다이아몬드상 카본(DLC; diamond liked carbon) 및 카본 나노튜브(CNT; carbon nanotube) 등이 알려져 있으며, 이 가운데 특히 카본 나노튜브는 1∼10V/㎛ 정도의 낮은 전계에서도 전자를 양호하게 방출함에 따라 이상적인 전자 방출 물질로 기대되고 있다.According to the technical trends so far, suitable carbon-based materials for emitters of the above-described shape include graphite, diamond, diamond liked carbon (DLC) and carbon nanotube (CNT). In particular, carbon nanotubes are expected to be ideal electron emission materials as electrons are well emitted even at low electric fields of about 1 to 10 V / µm.
상기 카본 나노튜브와 스크린 인쇄법을 이용한 에미터 제작과 관련한 종래 기술로는 미국특허 6,359,383호와 미국특허 6,436,221호에 개시된 카본 나노튜브 에미터를 들 수 있다.Conventional techniques related to the fabrication of emitters using the carbon nanotubes and the screen printing method include carbon nanotube emitters disclosed in US Pat. Nos. 6,359,383 and 6,436,221.
한편, 카본 나노튜브를 이용한 전계 방출 표시소자가 캐소드와 애노드 및 게이트 전극을 구비하는 3극관 구조로 이루어질 때, 에미터가 배치되는 기판, 일례로 후면 기판 상에 게이트 전극을 먼저 형성하고, 게이트 전극 위에 절연층을 형성한 다음, 절연층 위에 캐소드 전극과 에미터를 형성함과 아울러, 형광막이 배치되는 기판, 일례로 전면 기판 상에 애노드 전극을 형성한 구성이 공지되어 있다.Meanwhile, when the field emission display device using carbon nanotubes has a triode structure having a cathode, an anode, and a gate electrode, a gate electrode is first formed on a substrate on which an emitter is disposed, for example, a rear substrate. After forming an insulating layer thereon, a configuration is known in which a cathode electrode and an emitter are formed on an insulating layer, and an anode electrode is formed on a substrate, for example, a front substrate, on which a fluorescent film is disposed.
상기한 구조는 제조 과정에서 게이트 전극과 캐소드 전극이 단락될 우려가 없고, 에미터가 후면 기판의 최상부에 위치하므로 스크린 인쇄와 같은 후막 공정으로 에미터를 용이하게 형성할 수 있으며, 제조 공정이 비교적 간편하여 대면적 표시장치 제작이 용이한 장점이 있다.In the above structure, the gate electrode and the cathode electrode are not short-circuited during the manufacturing process, and since the emitter is located on the top of the rear substrate, the emitter can be easily formed by a thick film process such as screen printing. It is easy to manufacture a large area display device because of its simplicity.
그러나 상기 구조에서는 캐소드 전극의 미세 패턴을 위해 크롬, 알루미늄 또는 몰리브덴 등의 금속 박막을 코팅하고, 이를 통상의 사진 식각 공정으로 패터닝하여 캐소드 전극을 형성하는데, 이 경우 금속 박막의 저항값은 대략 5∼10Ω/□ 정도로 큰 편이므로, 전계 방출 표시소자가 대면적화하는 경우, 상기 금속은 캐소드 전극의 재료로 부적합한 점이 있다.However, in the above structure, a metal thin film such as chromium, aluminum, or molybdenum is coated for a fine pattern of the cathode electrode, and patterned by a conventional photolithography process to form a cathode electrode. In this case, the resistance value of the metal thin film is approximately 5 to Since the field emission display device has a large area, the metal is inadequate as a material for the cathode electrode because the field emission display device is large.
이는 표시소자의 대면적화에 따라 캐소드 전극이 길이 방향으로 확장하므로, 신호가 입력되는 캐소드 전극의 일단 주위에서는 원하는 휘도를 얻을 수 있지만, 캐소드 전극의 반대편 일단 주위에서는 캐소드 전극의 전압 강하에 의해 원하는 휘도를 얻을 수 없기 때문이다. 그 결과, 대면적 표시장치에서는 화면의 휘도가 불균일해지고, 다계조 영상 구현이 어려워지는 문제가 발생하게 된다.Since the cathode electrode extends in the longitudinal direction according to the large area of the display device, the desired luminance can be obtained around one end of the cathode electrode to which the signal is input, but the desired luminance is caused by the voltage drop of the cathode electrode around one end of the cathode electrode. Because you can't get it. As a result, in large-area display devices, the luminance of the screen becomes uneven, and it becomes difficult to implement a multi-gradation image.
따라서 캐소드 전극의 저항값을 낮추기 위한 방안의 하나로 금속 박막의 두께를 증가시키는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법에 따르면 캐소드 전극 형성을 위한 공정 시간이 길어지고, 제조 단가 면에서 불리해지며, 금속 박막에 큰 스트레스를 주는 단점이 있다.Therefore, a method of increasing the thickness of the metal thin film may be considered as one of methods for reducing the resistance value of the cathode electrode. However, this method has a disadvantage in that the process time for forming the cathode electrode is long, disadvantageous in terms of manufacturing cost, and large stress on the metal thin film.
또한 캐소드 전극의 저항값을 낮추기 위한 방안의 하나로 저항값이 극히 작은 전도성 후막 재료를 이용하여 캐소드 전극을 형성하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법에 따르면 통상의 전도성 후막 재료는 내산성이 약하므로 아래와 같이 에미터의 미세 패턴을 위해 마스크층을 형성하는 구조에서는 캐소드 전극의 재료로 사용이 불가능해진다.In addition, a method of forming a cathode electrode using a conductive thick film material having a very low resistance value may be considered as a method for reducing the resistance value of the cathode electrode. However, according to this method, since a conventional conductive thick film material is weak in acid resistance, it cannot be used as a material of a cathode electrode in a structure in which a mask layer is formed for a fine pattern of an emitter as follows.
즉, 상기 마스크층은 에미터 형성 부위에 패턴을 갖는 불투명한 금속 박막으로서, 후면 기판 위에 에미터 페이스트를 인쇄하고, 후면 기판의 밑면으로부터 자외선을 조사(즉, 후면 노광)할 때에, 마스크층의 패턴을 통해 에미터 형성 부위에 자외선이 도달하게 하는 역할을 하며, 이로서 원하는 부위의 에미터를 선택적으로 현상하여 에미터의 미세 패터닝을 가능하게 한다.That is, the mask layer is an opaque metal thin film having a pattern on the emitter forming portion, and when the emitter paste is printed on the rear substrate and irradiated with ultraviolet rays from the bottom surface of the rear substrate (that is, back exposure), Ultraviolet rays reach the emitter formation site through the pattern, thereby selectively developing the emitter of the desired site, thereby enabling fine patterning of the emitter.
물론, 상기와 같이 마스크층을 이용하여 에미터를 후면 노광할 때에는 게이트 전극과 절연층이 투명 물질로 이루어지며, 에미터 패터닝 후 상기 마스크층은 강한 산성의 에칭 용액에 의해 박리 제거된다.Of course, when exposing the emitter using the mask layer as described above, the gate electrode and the insulating layer are made of a transparent material, and after the emitter patterning, the mask layer is peeled off by a strong acidic etching solution.
이와 같이 마스크층을 이용하여 에미터를 미세 패터닝하는 구조에서는 마스크층을 제거하는데 강한 산성의 에칭 용액을 사용하므로, 내산성이 약한 전도성 후막 재료는 캐소드 전극의 재료로 사용이 불가능해진다. 더욱이 종래에는 에칭 용액을 이용하여 마스크층을 제거할 때에, 에칭 용액이 절연층 표면과 에미터 표면을 파괴시키므로, 에미터의 전자 방출 특성을 저하시키는 문제를 유발한다.In the structure in which the emitter is finely patterned using the mask layer, a strong acid etching solution is used to remove the mask layer, so that a conductive thick film material having weak acid resistance cannot be used as a material of the cathode electrode. Moreover, conventionally, when removing the mask layer using the etching solution, the etching solution destroys the insulating layer surface and the emitter surface, causing a problem of deteriorating the electron emission characteristics of the emitter.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 마스크층을 이용하여 에미터의 미세 패터닝을 가능하게 하면서도 에칭 용액에 의한 캐소드 전극과 에미터 및 절연층의 파손을 방지할 수 있는 전계 방출 표시소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to enable the fine patterning of the emitter using a mask layer while preventing the damage of the cathode electrode and emitter and the insulating layer by the etching solution. The present invention provides a method for manufacturing a field emission display device.
본 발명의 다른 목적은 저항이 극히 작은 전도성 후막 재료를 이용하여 캐소드 전극을 형성함으로써 캐소드 전극의 패터닝을 용이하게 하고, 대면적 표시장치 제작시 전압 강하를 일으키지 않아 균일한 화면 휘도와 다계조 영상을 양호하게 구현할 수 있는 전계 방출 표시소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to form a cathode by using a conductive thick film material having a very low resistance to facilitate the patterning of the cathode, and does not cause a voltage drop when manufacturing a large-area display device, thereby providing uniform screen brightness and multi-gradation images. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a field emission display device which can be implemented well.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, In order to achieve the above object, the present invention,
투명 기판 위에 투명한 도전 물질로 이루어지는 게이트 전극을 형성하는 단계와, 게이트 전극을 덮으면서 투명 기판의 전면에 투명한 절연 물질로 이루어지는 제1 절연층을 형성하는 단계와, 제1 절연층 전면에 불투명 물질을 코팅하고 이를 패터닝하여 에미터 형성 위치에 대응하는 다수의 패턴을 갖는 마스크층을 형성하는 단계와, 마스크층 전면에 투명한 절연 물질로 이루어지는 제2 절연층을 형성하는 단계와, 제2 절연층 위에 전도성 후막 물질로 이루어지며 에미터 수용부를 갖는 캐소드 전극을 형성하는 단계와, 캐소드 전극과 제2 절연층 전면에 카본계 물질과 감광성 물질을 포함하는 에미터 페이스트를 도포하여 에미터층을 형성하는 단계와, 투명 기판의 배면으로부터 자외선을 조사하여 마스크층에 형성된 패턴을 통해 에미터 수용부에 위치하는 에미터층을 선택적으로 현상하고, 현상되지 않은 에미터층을 제거하여 에미터를 형성하는 단계를 포함하는 전계 방출 표시소자의 제조 방법을 제공한다.Forming a gate electrode made of a transparent conductive material on the transparent substrate, forming a first insulating layer made of a transparent insulating material on the entire surface of the transparent substrate while covering the gate electrode, and forming an opaque material on the entire first insulating layer. Coating and patterning the mask layer to form a mask layer having a plurality of patterns corresponding to the emitter formation positions, forming a second insulating layer made of a transparent insulating material over the mask layer, and conducting a conductive layer on the second insulating layer. Forming a cathode electrode made of a thick film material and having an emitter accommodating portion, applying an emitter paste including a carbon-based material and a photosensitive material on the entire surface of the cathode electrode and the second insulating layer to form an emitter layer; Irradiated with ultraviolet rays from the back of the transparent substrate, and placed in the emitter receiver through the pattern formed on the mask layer Provides a method for producing a field emission display device including the step of forming an emitter by selectively developing an emitter layer, and removing the emitter layer are not developing.
상기 제1 절연층을 형성하는 단계는 투명한 절연 물질을 1회 후막 인쇄하고 건조 및 소성하는 과정으로 이루어지며, 제2 절연층을 형성하는 단계 또한 이와 동일하게 이루어진다. 이와 같이 완성된 제1, 2 절연층은 각각 5∼10㎛ 정도의 두께를 갖는다.The forming of the first insulating layer is performed by printing a transparent insulating material once in a thick film, drying and baking, and forming the second insulating layer in the same manner. The first and second insulating layers thus completed each have a thickness of about 5 to 10 µm.
상기 캐소드 전극 형성을 위한 전도성 후막 물질은 10∼20mΩ/□ 정도의 작은 저항값을 가지며, 캐소드 전극을 형성할 때에는 스크린 인쇄와 같은 후막 공정을 적용한다.The conductive thick film material for forming the cathode has a small resistance value of about 10 to 20 mΩ / □, and when forming the cathode, a thick film process such as screen printing is applied.
바람직하게, 상기 캐소드 전극을 형성할 때에는 캐소드 전극 내부에 제2 절연층의 표면을 노출시키는 개구부를 더욱 형성한다. 또한 캐소드 전극을 형성하기 전, 제1 절연층과 마스크층 및 제2 절연층에 비아 홀을 형성하여 게이트 전극 표면을 노출시키고, 캐소드 전극을 형성하는 단계에서 비아 홀을 도전 물질로 채워 대향 전극을 형성한다.Preferably, when forming the cathode electrode, an opening for exposing the surface of the second insulating layer is further formed inside the cathode electrode. In addition, before forming the cathode electrode, a via hole is formed in the first insulating layer, the mask layer, and the second insulating layer to expose the gate electrode surface, and in the forming of the cathode electrode, the via hole is filled with a conductive material to form the opposite electrode. Form.
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 1∼도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시소자의 제조 방법을 설명하기 위한 각 제조 단계에서의 개략도로서, 에미터가 위치하는 기판을 중심으로 이의 제조 과정을 설명한다.1 to 8 are schematic views of each manufacturing step for explaining a method of manufacturing a field emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and a manufacturing process thereof will be described with reference to a substrate on which an emitter is located.
전계 방출 표시소자를 제작하기 위하여, 먼저 도 1에 도시한 바와 같이 투명 기판(2), 즉 유리 기판 위에 투명 도전층을 코팅하고 이를 패터닝하여 게이트 전극(4)을 형성한다. 투명 도전층으로는 ITO(indium tin oxide)가 바람직하며, ITO를 투명 기판 위에 스퍼터링(sputtering)하여 박막을 형성한 다음, 공지의 사진 식각 공정으로 이 박막을 패터닝하여 스트라이프 모양의 게이트 전극(4)을 형성한다.In order to manufacture the field emission display device, first, as shown in FIG. 1, a transparent conductive layer is coated on the
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이 게이트 전극들(4)을 덮으면서 투명 기판(2)의 전면에 투명한 절연 물질을 도포하여 제1 절연층(6)을 형성한다. 투명한 절연 물질로는 PbO를 포함하는 유전체 페이스트가 바람직하며, 이 절연 물질을 후막 인쇄, 건조 및 소성하여 대략 5∼15㎛ 두께를 갖는 제1 절연층(6)을 형성한다. 이 때, 한번의 후막 인쇄와 건조 및 소성 공정으로 상기한 두께의 제1 절연층(6)을 완성할 수 있다.
Next, as shown in FIG. 2, the first
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이 제1 절연층(6) 위에 에미터의 미세 패턴을 위한 마스크층(8)을 형성한다. 마스크층(8)은 에미터 형성 위치에 대응하는 복수개의 패턴(8a)을 형성하며, 다음에 설명하는 후면 노광시 자외선을 선택적으로 통과시킬 수 있도록 95% 이상의 자외선 차단 기능을 갖는 불투명 막으로 이루어진다.Subsequently, as shown in FIG. 3, a
이러한 마스크층(8)은 빛을 차단할 수 있는 안료가 포함된 유전체 페이스트와 같은 불투명한 후막 절연 물질을 스크린 인쇄하여 완성될 수 있으며, 다른 실시예로서 알루미늄 등의 금속 물질을 스퍼터링한 다음 이를 공지의 사진 식각 공정으로 패터닝하여 완성될 수 있다. 마스크층(8)의 두께는 수 마이크로미터(㎛) 이내가 바람직하다.The
다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이 마스크층(8) 전면에 투명한 절연 물질을 도포하여 제2 절연층(10)을 형성한다. 제2 절연층(10)의 재료는 전술한 제1 절연층(6)과 동일하며, 투명한 절연 물질을 후막 인쇄, 건조 및 소성하여 대략 5∼15㎛ 두께를 갖는 제2 절연층(10)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4, a transparent insulating material is coated on the
이어서, 도 5에 도시한 바와 같이 제2 절연층(10) 위에 전도성 후막 물질을 이용하여 캐소드 전극(12)을 형성한다. 전도성 후막 물질로는 10∼20mΩ/□ 정도의 저항값을 갖는 미국 듀폰(DuPont)사(社)의 DC206(상품명) 후막 전극 재료가 바람직하며, 감광성 물질의 포함 유무에 따라 다음과 같은 과정으로 캐소드 전극(12)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5, the
먼저, 전도성 후막 물질에 감광성 물질이 포함된 경우, 전도성 후막 물질을 제2 절연층(10) 전면에 스크린 인쇄 후 건조시키고, 투명 기판(2) 위에 노광 마스 크(미도시)를 배치한 상태에서 자외선을 조사하여 캐소드 전극으로 남기고자 하는 부분의 후막 물질만을 선택적으로 경화시키며, 현상을 통해 경화되지 않은 후막 물질을 제거한 다음, 소성하여 캐소드 전극(12)을 형성한다.First, when the photoconductive material is included in the conductive thick film material, the conductive thick film material is screen printed on the entire surface of the second insulating
그리고 전도성 후막 물질에 감광성 물질이 포함되지 않은 경우, 공지의 메쉬 스크린(미도시)을 이용하여 전도성 후막 물질을 도시한 형태로 스크린 인쇄하고, 건조 및 소성하여 캐소드 전극(12)을 형성한다.When the photosensitive material is not included in the conductive thick film material, the conductive thick film material is screen printed using a known mesh screen (not shown) in the form shown, dried, and baked to form the
이와 같이 전도성 후막 물질로 완성된 캐소드 전극(12)은 10∼20mΩ/□ 정도의 극히 작은 저항값을 가지며, 종래의 금속 박막으로 이루어진 캐소드 전극과 비교하여 전도성이 우수한 특징을 갖는다.The
바람직하게, 상기 캐소드 전극(12)은 게이트 전극(4)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되며, 게이트 전극(4)과 캐소드 전극(12)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의할 때, 각각의 화소 영역에 대응하여 캐소드 전극(12)의 일측 가장자리에 일종의 홈인 에미터 수용부(14)를 형성한다.Preferably, the
또한 각각의 화소 영역에 대응하여 캐소드 전극(12) 내부에 제2 절연층(10) 표면을 노출시키는 개구부(16)를 형성하는 것이 바람직하다. 개구부(16)의 기능은 다음에 이어지는 전계 방출 표시소자의 구성 설명에서 후술한다.In addition, the
다음으로, 도 6에 도시한 바와 같이 캐소드 전극(12)과 제2 절연층(10) 전면에 감광성 에미터 페이스트를 수 마이크로미터(㎛) 두께로 후막 인쇄하여 에미터층(18)을 형성한다. 에미터 페이스트는 카본 나노튜브, 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본, C60(fulleren) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 카본계 물질을 주성분으로 하며, 여기에 감광성 물질과 인쇄에 적합한 점도를 갖게 하는 통상의 비히클, 필러 및 프릿 등을 포함한다.Next, as shown in FIG. 6, the photosensitive emitter paste is thick-film printed on the
이어서, 투명 기판(2)의 배면으로부터 자외선을 조사하는 후면 노광을 진행한다. 이로서 조사된 자외선은 불투명한 마스크층(8)에 의해 차단되고, 마스크층(8)에 형성된 패턴(8a)을 통해서만 에미터 수용부(14)에 위치하는 에미터층(18)에 도달하여 이 부위의 에미터층(18)을 선택적으로 현상한다. 그리고 현상되지 않은 에미터층을 제거하고, 소성하여 도 7에 도시한 바와 같이 에미터(20)를 완성한다.Next, the backside exposure which irradiates an ultraviolet-ray from the back surface of the
상기한 과정을 거쳐 에미터(20)가 위치하는 기판, 일례로 후면 기판의 제조가 완성되며, 완성된 후면 기판에서는 마스크층(8)이 제1, 2 절연층(6, 10) 사이에 잔류하므로, 마스크층(8)을 제거할 필요가 없어진다.Through the above process, the manufacturing of the substrate on which the
따라서 본 실시예에서는 마스크층(8) 제거에 사용되었던 에칭 용액에 의한 에미터(20)와 제2 절연층(10)의 파괴를 방지할 수 있고, 내산성이 약한 전도성 후막 재료로도 캐소드 전극(12)을 형성할 수 있으므로 캐소드 전극(12)의 전도성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 마스크층(8)을 이용한 후면 노광으로 에미터(20)의 미세 패터닝이 가능한 장점을 갖는다.Therefore, in this embodiment, it is possible to prevent the destruction of the
한편 본 실시예에 따르면, 상기 캐소드 전극(12)을 형성하기 전, 도 8에 도시한 바와 같이 제1 절연층(6)과 마스크층(8) 및 제2 절연층(10)에 게이트 전극(4) 표면을 노출시키는 비아 홀(via hole)(22)을 형성하고, 비아 홀(22)을 도전 물질로 채워 게이트 전극(4)의 전계를 제2 절연층(10) 위로 끌어올리는 대향 전극(24)을 더욱 형성할 수 있다.Meanwhile, according to the present exemplary embodiment, before the
비아 홀(22)은 공지의 사진 식각 또는 습식 식각 공정으로 형성하며, 비아 홀(22) 형성 후 캐소드 전극(12)을 형성할 때에 캐소드 전극(12)을 구성하는 전도성 후막 물질로 비아 홀(22)을 채워 대향 전극(24)을 형성한다. 이러한 대향 전극(24)은 에미터(20)가 대향 전극(24)과 개구부(16) 사이에 위치하도록 각각의 캐소드 전극(12) 사이에서 에미터(20)와 임의의 간격을 두고 위치한다.The via
도 9는 전술한 실시예를 통해 제작된 전계 방출 표시소자의 부분 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 A 화살표 방향에서 바라본 전계 방출 표시소자의 부분 결합 단면도이다.FIG. 9 is a partially exploded perspective view of a field emission display device manufactured through the above-described embodiment, and FIG. 10 is a partial coupling cross-sectional view of the field emission display device viewed from the arrow A of FIG. 9.
도시한 바와 같이, 후면 기판(2) 위에는 게이트 전극들(4)이 후면 기판(2)의 일방향(일례로 도면의 Y 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 게이트 전극들(4)을 덮으면서 후면 기판(2)의 전면에 제1 절연층(6)과 마스크층(8) 및 제2 절연층(10)이 위치한다. 상기 게이트 전극(4)과 제1 절연층(6) 및 제2 절연층(10)은 투명 물질로 이루어지고, 마스크층(8)은 95% 이상의 자외선 차단 기능을 갖는 불투명한 막으로서, 에미터(20) 형성 위치에 대응하는 패턴들(8a)을 형성한다.As illustrated,
그리고 제2 절연층(10) 위에는 캐소드 전극들(12)이 게이트 전극(4)과 직교하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되며, 캐소드 전극(12)의 일측 가장자리에 형성된 에미터 수용부(14)에 에미터(20)가 위치한다. 또한, 캐소드 전극(12)에는 각각의 화소 영역에 대응하여 제2절연층(10) 표면을 노출시키는 개구부(16)가 형성되며, 대향 전극(24)이 에미터(20)와 임의의 간격을 두고 캐소드 전극(12) 사이에 배치된다.On the second insulating
상기 후면 기판(2)에 대향하는 전면 기판(26)의 일면에는 애노드 전극(28)과 더불어 전면 기판(26)의 일방향, 일례로 게이트 전극 방향(도면의 Y 방향)을 따라 R, G, B 형광막들(30)이 임의의 간격을 두고 위치한다. 이 때, 애노드 전극(28)은 ITO와 같은 투명 전극일 수 있으며, 이 경우 도시한 바와 같이 전면 기판(26)으로부터 애노드 전극(28)과 형광막(30)이 순차적으로 위치한다.One surface of the
또한, 도시는 하지 않았으나 애노드 전극은 알루미늄과 같은 금속 박막일 수 있으며, 이 경우 전면 기판으로부터 형광막과 애노드 전극이 순차적으로 위치한다. 다른 한편으로, 애노드 전극(28)이 ITO와 같은 투명 전극인 경우, 휘도 향상을 위해 형광막(30) 표면에 알루미늄과 같은 금속 박막층(32)을 더욱 형성할 수 있다.In addition, although not shown, the anode electrode may be a metal thin film such as aluminum. In this case, the fluorescent film and the anode electrode are sequentially positioned from the front substrate. On the other hand, when the
이와 같이 구성되는 전면 기판(26)과 후면 기판(2)은 캐소드 전극(12)과 형광막(30)이 직교하도록 마주한 상태에서 임의의 간격을 두고 실링 물질에 의해 접합되며, 그 사이에 형성되는 내부 공간을 배기시켜 진공 상태로 유지함으로써 전계 방출 표시소자를 구성한다. 이 때, 전면 기판(26)과 후면 기판(2) 사이의 비화소 영역에는 다수의 스페이서(34)가 배치되어 전면 기판(26)과 후면 기판(2) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.The
전술한 구성의 전계 방출 표시소자는, 외부로부터 게이트 전극(4), 캐소드 전극(12) 및 애노드 전극(28)에 소정의 전압을 공급하여 구동하는데, 일례로 게이 트 전극(4)에는 수∼수십 볼트의 (+)전압이, 캐소드 전극(12)에는 수∼수십 볼트의 (-)전압이, 그리고 애노드 전극(28)에는 수백∼수천 볼트의 (+)전압이 인가된다.The field emission display device having the above-described configuration is driven by supplying a predetermined voltage to the
이로서 게이트 전극(4)과 캐소드 전극(12)의 전압 차에 의해 에미터(20) 주위에 전계가 형성되어 에미터(20)로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자들은 애노드 전극(28)에 인가된 고전압에 이끌려 해당 화소의 형광막(30)에 충돌함으로써 이 형광막(30)을 발광시켜 임의의 화상을 구현한다.As a result, an electric field is formed around the
이 때, 게이트 전극(4)과 전기적으로 연결된 대향 전극(24)이 에미터(20)의 일측에 대향 배치되고, 제2 절연층(10) 표면을 노출시키는 개구부(16)가 에미터(20)의 다른 일측에 대향 배치되어 있으므로, 대향 전극(24)과 개구부(16)가 게이트 전극(4)의 전계를 에미터(20) 주위로 끌어올려 에미터(20)로부터 전자들을 양호하게 방출시키는 역할을 한다.At this time, the
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 따르면,As described above, according to the present invention,
첫째, 전기 저항이 극히 작은 전도성 후막 재료로 캐소드 전극을 형성할 수 있으므로 캐소드 전극의 전도성이 향상되는 효과가 있다. 따라서 표시소자가 대면적화하여 캐소드 전극이 길이 방향으로 확장하여도 캐소드 전극의 전압 강하를 최 소화할 수 있으므로, 균일한 화면 휘도와 다계조 영상을 용이하게 구현할 수 있다.First, since the cathode electrode can be formed of a conductive thick film material having extremely low electrical resistance, the conductivity of the cathode electrode is improved. Therefore, even if the display device has a large area and the cathode electrode extends in the longitudinal direction, the voltage drop of the cathode can be minimized, so that a uniform screen brightness and a multi-gradation image can be easily realized.
둘째, 에칭 용액을 이용하여 마스크층을 제거할 필요가 없으므로, 에칭 용액에 의한 에미터와 절연층의 파괴를 방지하는 효과가 있다. 따라서 에미터의 전자 방출 특성이 저하되는 것을 예방하여 화면의 전 영역에서 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있다.Second, since it is not necessary to remove the mask layer using the etching solution, there is an effect of preventing the destruction of the emitter and the insulating layer by the etching solution. Therefore, the electron emission characteristic of the emitter can be prevented from being lowered, thereby improving uniformity in all areas of the screen.
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2003
- 2003-05-29 KR KR1020030034309A patent/KR100918045B1/en not_active IP Right Cessation
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