KR20060029079A - Method of fabricating electron emission device - Google Patents

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KR20060029079A
KR20060029079A KR1020040078067A KR20040078067A KR20060029079A KR 20060029079 A KR20060029079 A KR 20060029079A KR 1020040078067 A KR1020040078067 A KR 1020040078067A KR 20040078067 A KR20040078067 A KR 20040078067A KR 20060029079 A KR20060029079 A KR 20060029079A
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electron
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KR1020040078067A
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김일환
이상진
정규원
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삼성에스디아이 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2201/30469—Carbon nanotubes (CNTs)

Abstract

본 발명은 전자방출소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electron emitting device.

본 발명에 따른 전자방출소자의 제조방법은 기판 상에 소정 형상의 제1 전극, 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출하는 홀을 구비하는 절연층, 및 상기 홀에 대응하는 개구부를 구비하며 상기 제1 전극과 교차하는 제2 전극을 형성하는 단계와, 상기 홀 내부에 전자방출영역을 정의하며 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출하도록 희생층을 형성하는 단계와, 상기 희생층을 포함한 영역에 전자방출 물질을 도포하는 단계와, 상기 전자방출 물질을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조하는 단계와, 상기 희생층을 마스크로 하여 상기 전자방출 물질을 노광하며 현상하는 단계를 포함하는 전자방출소자의 제조방법을 제공한다.A method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention includes a first electrode having a predetermined shape on a substrate, an insulating layer having a hole exposing at least a portion of the first electrode, and an opening corresponding to the hole. Forming a second electrode crossing the first electrode, defining an electron emission region in the hole, and forming a sacrificial layer to expose at least a portion of the first electrode, and forming electrons in the region including the sacrificial layer Applying the emitting material, drying the electron-emitting material at a temperature of 50 ° C. to 70 ° C., and exposing and developing the electron-emitting material using the sacrificial layer as a mask. It provides a manufacturing method.

이러한 구성에 의하여, 본 발명은 전자방출소자의 전자방출 안전성 및 균일성을 향상시킨다.
By this configuration, the present invention improves electron emission safety and uniformity of the electron-emitting device.

카본나노튜브, 전자방출소자Carbon nanotubes, electron emitting devices

Description

전자방출소자의 제조방법{METHOD OF FABRICATING ELECTRON EMISSION DEVICE} Manufacturing method of electron emitting device {METHOD OF FABRICATING ELECTRON EMISSION DEVICE}             

도 1a 내지 1c는 종래기술에 의한 삼극관형 전계방출 표시소자의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the tripolar tube type field emission display device according to the prior art.

도 2a 내지 2h는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자방출소자의 제조 공정을 순차적으로 도시한 단면도이다.
2A to 2H are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the electron-emitting device according to the exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 전자방출소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 희생층을 이용한 전자방출 물질의 노광 및 현상 공정시 전자방출물질의 잔류를 효과적으로 방지할 수 있는 전자방출소자의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electron-emitting device, and more particularly, to provide a method for manufacturing an electron-emitting device that can effectively prevent the remaining of the electron-emitting material during the exposure and development of the electron-emitting material using the sacrificial layer.

일반적으로, 전자방출소자는 캐소드전극과 게이트전극 사이에 인가된 전계에 의한 양자 역학적인 터널링 효과(Tunneling effect)에 의해서, 캐소드전극에 전기적으로 접속된 전자방출부로부터 전자를 방출시키는 구조는 가진다. 한편, 전자방출소자(Electron Emission Device)는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극 을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다. 이와 같은 전자방출소자는, 이를 이용한 전자원, 전자방출 표시장치, 각종 백라이트, 리소그라피용 전자빔 장치, TV 방송용 표시장치, 비디오회의 시스템, 또는 컴퓨터 표시장치 등을 구현할 수 있다.In general, the electron-emitting device has a structure in which electrons are emitted from an electron-emitting part electrically connected to the cathode by a quantum mechanical tunneling effect caused by an electric field applied between the cathode and the gate electrode. On the other hand, the electron emission device (Electron Emission Device) has a method using a hot cathode and a cold cathode as an electron source. The electron-emitting devices using the cold cathode are FEA (Field Emitter Array) type, SCE (Surface Conduction Emitter) type, MIM (Metal-Insulator-Metal) type, MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) type, BSE (Ballistic) electron surface emitting) and the like are known. Such an electron emitting device may implement an electron source, an electron emitting display device, various backlights, an electron beam device for lithography, a display device for TV broadcasting, a video conference system, or a computer display device using the same.

상술한 바와 같은 전자방출소자의 제조공정을 나타내는 일예가 한국 공개 특허공보 제2003-0023217호에 개시되어 있으며, 이하에서는 종래 기술에 의한 전계방출 표시소자의 제조공정을 설명한다.
An example of the manufacturing process of the electron-emitting device as described above is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-0023217. Hereinafter, the manufacturing process of the field emission display device according to the prior art will be described.

도 1a 내지 1c는 종래 기술에 의한 전계방출 표시소자의 제조공정을 나타내는 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a field emission display device according to the prior art.

도 1a 내지 1c를 참조하면, 도시된 바와 같이 기판(2), 캐소드전극(4), 절연층(6) 및 게이트전극(8)을 형성한 후, 리프트-오프용 희생층(12)에 만들고자 하는 전자 방출층과 크기가 같은 크기를 갖는 홀(12a)을 노광공정을 통해 형성한다(도 1a 참조). 희생층(12)의 형성 이후로는 도 1b 에서와 같이 희생층(12) 위로 탄소나노튜브 페이스트(14)를 전면 인쇄하고 건조시킨다. 탄소나노튜브 페이스트(14)의 인쇄시, 이 페이트스(14)는 도면에 도시한 바와 같이, 희생층(12)의 홀(12a) 안으로도 인쇄된다. 이후, 포토레지스트 제거제(remover) 등을 이용하여 희생층(12)과 함께 탄소나노튜브 페이트스(14)의 일부를 들어내는 리프트 오프 공정을 행한 다. 여기서, 이 리프트 오프 공정은, 도 1c에 도시한 바와 같이 최종 남기고자 하는 전자 방출층(15)의 크기나 두께 정도를 고려하여 실시된다. 한편, 탄소나노튜브 페이스트(14)를 감광성 페이스트로 그 조성을 이루어, 노광 공정을 적용하여 전자 방출층(14)에 대한 완성도를 꾀하고 있다. 즉, 후면기판(2) 측에서 탄소나노튜브 페이스트(14)를 향해 광량이 조절된 광을 조사하면(도 1b의 화살표 방향 참조), 희생층(12)의 홀(12a) 내에 배치된 상기 탄소나노튜브 페이스트(14)는 부위에 따라 노광 정도가 달라지게 된다. 따라서, 리프트 오프 공정시, 노광 공정에서 노광된 부위 즉, 후면기판(2) 상에 남아 있어야 할 탄소나노튜브 페이스트(14) 부위는 더욱 견고한 상태로 후면기판(2) 상에 남아 있을 수 있으므로, 이에 최종 형성될 전자 방출층(15)의 형상은 더욱 매끄럽게 될 수 있다.Referring to FIGS. 1A to 1C, after forming the substrate 2, the cathode electrode 4, the insulating layer 6, and the gate electrode 8 as shown in the drawing, to form the sacrificial layer 12 for lift-off A hole 12a having the same size as the electron emission layer is formed through an exposure process (see FIG. 1A). After the formation of the sacrificial layer 12, the carbon nanotube paste 14 is completely printed on the sacrificial layer 12 and dried as shown in FIG. 1B. In printing the carbon nanotube paste 14, this paste 14 is also printed into the hole 12a of the sacrificial layer 12, as shown in the figure. Thereafter, a lift-off process of lifting a part of the carbon nanotube paste 14 together with the sacrificial layer 12 is performed using a photoresist remover or the like. Here, this lift-off process is performed in consideration of the magnitude | size and the thickness grade of the electron emission layer 15 to be last-left as shown in FIG. 1C. On the other hand, the carbon nanotube paste 14 is composed of a photosensitive paste, and the exposure process is applied to achieve the completeness of the electron emission layer 14. That is, when the light of which the amount of light is controlled toward the carbon nanotube paste 14 is irradiated from the rear substrate 2 side (see arrow direction in FIG. 1B), the carbon disposed in the hole 12a of the sacrificial layer 12 is exposed. The degree of exposure of the nanotube paste 14 varies depending on the site. Therefore, during the lift-off process, the portion exposed in the exposure process, that is, the portion of the carbon nanotube paste 14 to be left on the rear substrate 2 may remain on the rear substrate 2 in a more rigid state, Accordingly, the shape of the electron emission layer 15 to be finally formed may be smoother.

이와 같이 하여, 상기 전자 방출층(15)이 도 1c에 도시한 바와 같이 그 모습을 갖추어 형성된다.In this way, the electron emission layer 15 is formed with its shape as shown in Fig. 1C.

하지만, 상술한 바와 같이 탄소나노튜브 페이스트의 희생층으로 감광성 포토레지스트를 사용하게되면, 감광성 포토레지스트가 탄소나노튜브 페이스트와 반응하여 탄소나노튜브 페이스트 현상시 제거되지 않는 물질로 변하게 되고, 후속공정이 모두 끝난 후에는 표면에 잔류물로 남아 전계방출 표시소자를 오염시키는 문제점이 있다.
However, when the photosensitive photoresist is used as the sacrificial layer of the carbon nanotube paste as described above, the photosensitive photoresist reacts with the carbon nanotube paste to change into a material that is not removed during the development of the carbon nanotube paste. After all, there is a problem of remaining as a residue on the surface to contaminate the field emission display device.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자방출 물질의 잔류로 인한 전자방출소자의 오염을 완전히 방지하며, 안정적이며 균일한 전자방출 특성을 가지는 전자방출소자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to completely prevent contamination of the electron-emitting device due to the residual of the electron-emitting material, to provide a method of manufacturing an electron-emitting device having a stable and uniform electron emission characteristics There is.

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은 기판 상에 소정 형상의 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극의 적어도 일부를 노출하는 홀을 구비하는 절연층, 및 상기 홀에 대응하는 개구부를 구비하며 상기 캐소드 전극과 교차하는 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 홀 내부에 전자방출영역을 정의하며 상기 캐소드 전극의 적어도 일부를 노출하도록 희생층을 형성하는 단계와, 상기 희생층을 포함한 영역에 전자방출 물질을 도포하는 단계와, 상기 전자방출 물질을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조하는 단계와, 상기 희생층을 마스크로 하여 상기 전자방출 물질을 노광하며 현상하는 단계를 포함하는 전자방출소자의 제조방법을 제공한다.As a technical means for solving the above problems, the present invention has a cathode having a predetermined shape on the substrate, an insulating layer having a hole for exposing at least a portion of the cathode electrode, and an opening corresponding to the hole, and Forming a gate electrode intersecting the cathode electrode, defining an electron emission region within the hole and forming a sacrificial layer to expose at least a portion of the cathode electrode, and an electron emission material in the region including the sacrificial layer Applying a light source, drying the electron-emitting material at a temperature of 50 ° C. to 70 ° C., and exposing and developing the electron-emitting material using the sacrificial layer as a mask. To provide.

바람직하게, 전자방출소자의 제조방법에서, 상기 전자방출 물질은 카본나노튜브를 텍사놀(texanol) 또는 터피네올(terpineol)을 포함하는 용제에 혼합한 카본나노튜브 페이스트이다. 상기 희생층은 노볼락 계열의 감광성 수지를 포함한다. 상기 전자방출 물질을 소성하여 전자방출부를 형성하는 단계를 추가적으로 포함한다.
Preferably, in the method of manufacturing an electron-emitting device, the electron-emitting material is a carbon nanotube paste in which carbon nanotubes are mixed with a solvent containing texanol or terpineol. The sacrificial layer includes a novolac-based photosensitive resin. Firing the electron-emitting material to form an electron-emitting part.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2H to easily carry out the present invention.

도 2a 내지 2h는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자방출소자의 제조 공정을 순차적으로 도시한 단면도이다.2A to 2H are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of the electron-emitting device according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2h를 참조하면, 본 발명은 배면기판(110) 상에 스트라이프 형상의 캐소드 전극(120), 캐소드 전극(120)의 적어도 일부를 노출하는 홀(132)을 구비하는 절연층(130), 및 홀(132)에 대응하는 개구부(142)를 구비하며 캐소드 전극(120)과 교차하는 게이트 전극(140)을 형성하는 단계와, 홀(132) 내부에 전자방출영역(146)을 정의하며 캐소드 전극(120)의 적어도 일부를 노출하도록 희생층(170)을 형성하는 단계와, 희생층(170)을 포함한 영역에 전자방출 물질(150a,150b)을 도포하는 단계와, 전자방출 물질(150a,150b)을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조하는 단계와, 희생층(170)을 마스크로 하여 전자방출 물질(150a,150b)을 노광하며 현상하는 단계를 포함하는 전자방출소자(100)의 제조방법을 제공한다.
2A and 2H, the present invention provides an insulating layer 130 having a stripe-shaped cathode electrode 120 and a hole 132 exposing at least a portion of the cathode electrode 120 on the back substrate 110. And a gate electrode 140 having an opening 142 corresponding to the hole 132 and intersecting with the cathode electrode 120, and defining an electron emission region 146 inside the hole 132. Forming a sacrificial layer 170 to expose at least a portion of the cathode electrode 120, applying the electron-emitting materials 150a and 150b to a region including the sacrificial layer 170, and The electron-emitting device 100 includes drying the 150a and 150b at a temperature of 50 ° C. to 70 ° C., and exposing and developing the electron-emitting materials 150a and 150b using the sacrificial layer 170 as a mask. It provides a method of manufacturing.

도 2a를 참조하면, 캐소드전극(120)은 기판(110) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드전극(120)을 형성하는 바, 이는 감광성 포토레지스트의 도포, 노광 및 현상에 의한 식각 마스크의 형성과, 이 식각 마스크를 이용한 라인 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2A, the cathode electrode 120 forms the cathode electrode 120 in a predetermined shape on the substrate 110, for example, on a stripe, which is etched by applying, exposing and developing a photosensitive photoresist. It can be formed by the formation of a mask and a line patterning process using this etching mask.

한편, 기판(110)은 통상 사용되는 유리 또는 실리콘 기판이지만, 전자방출부 (미도시)로 감광성을 가지는 CNT(Carbon NanoTube) 페이스트를 이용하여 후면 노광공정을 실시하므로 유리 기판과 같은 투명 기판이 바람직하다. 캐소드전극(120)은 데이터 구동부(미도시) 또는 주사 구동부(미도시)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 여기서, 화소는 캐소드전극(120)과 게이트전극(미도시)이 교차하는 영역으로 정의한다. 캐소드전극(120)은 기판(110)과 동일한 이유로 통상 도전성을 가지는 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용되는 것이 바람직하며, 또한 캐소드전극(120)의 적어도 일부는 빛이 투과할 수 있도록 미세 패턴을 포함하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the substrate 110 is a glass or silicon substrate that is commonly used, but a transparent substrate such as a glass substrate is preferable because a back exposure process is performed using a carbon nanotube (CNT) paste having a photosensitive property as an electron emission unit (not shown). Do. The cathode electrode 120 supplies each data signal or scan signal applied from a data driver (not shown) or a scan driver (not shown) to each pixel. Here, the pixel is defined as an area where the cathode electrode 120 and the gate electrode (not shown) intersect. It is preferable that the cathode electrode 120 is made of indium tin oxide (ITO), which is generally conductive, for the same reason as the substrate 110, and at least a part of the cathode electrode 120 includes a fine pattern to allow light to pass therethrough. It is desirable to.

도 2b를 참조하면, 절연층(130)을 기판(110)과 캐소드전극(120) 상부에 소정의 두께로 형성한다. 이를 후막 공정에 의해 형성하는 경우에는, 페이스트 상태의 절연 물질을 스크린 프린팅법에 의해 소정의 두께로 도포한 후, 소정의 온도에서 소성하여 형성하며, 이를 박막 공정에 의해 형성하는 경우에는, 화학기상증착법에 의해 절연막을 소정의 두께로 증착하여 형성한다. 여기서, 절연층(130)은 캐소드전극(120)과 게이트전극(미도시)을 전기적으로 절연한다.
Referring to FIG. 2B, the insulating layer 130 is formed on the substrate 110 and the cathode electrode 120 to have a predetermined thickness. In the case of forming it by a thick film process, the insulating material in a paste state is applied to a predetermined thickness by screen printing, and then calcined at a predetermined temperature and formed by a thin film process. The insulating film is formed by depositing to a predetermined thickness by a vapor deposition method. Here, the insulating layer 130 electrically insulates the cathode electrode 120 and the gate electrode (not shown).

도 2c를 참조하면, 절연층(130) 상부에 도전성이 있는 금속을 스퍼터링에 의해 소정의 두께로 증착하여 형성한다. 게이트전극(140)은 도전성이 양호하며 패턴형성이 용이한 금속, 예컨대 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 이들의 합금 중에서 선택된 적어도 하나의 도전성 금속 재료로 이루어진다.
Referring to FIG. 2C, a conductive metal is deposited on the insulating layer 130 to a predetermined thickness by sputtering. The gate electrode 140 has at least one selected from a metal having good conductivity and easy pattern formation, such as gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), aluminum (Al), chromium (Cr), and alloys thereof. Made of a conductive metal material.

도 2d를 참조하면, 감광성 포토레지스트의 도포, 노광 및 현상에 의한 식각 마스크를 형성하며 이 식각 마스크를 이용하여, 캐소드전극(120)의 일부가 노출되도록 게이트전극(140)과 절연층(130)을 식각함으로써, 소정의 직경을 가지는 적어도 하나의 홀(132)을 형성한다. 홀(132)은 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)의 교차영역에 형성된다. 이후, 감광성 포토레지스트의 도포, 노광 및 현상에 의한 소정 형상의 식각 마스크를 형성하며 이 식각 마스크를 이용하여, 소정 형상, 예컨대 스트라이프 상의 게이트전극(140)을 라인 패터닝한다.Referring to FIG. 2D, an etching mask is formed by applying, exposing, and developing a photosensitive photoresist, and by using the etching mask, a portion of the cathode electrode 120 is exposed to expose the gate electrode 140 and the insulating layer 130. By etching the at least one hole 132 having a predetermined diameter is formed. The hole 132 is formed at the intersection of the cathode electrode 120 and the gate electrode 140. Thereafter, an etching mask having a predetermined shape is formed by applying, exposing and developing the photosensitive photoresist, and using the etching mask, the gate electrode 140 on the predetermined shape, for example, a stripe, is line-patterned.

여기서, 게이트전극(140)은 절연층(130) 상에서 캐소드전극(120)과 실질적으로 교차하는 방향으로 형성되며, 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다.
Here, the gate electrode 140 is formed in a direction substantially crossing the cathode electrode 120 on the insulating layer 130, and supplies each data signal or scan signal applied from the data driver or the scan driver to each pixel. .

도 2e를 참조하면, 2d의 결과물 전면에 감광성 물질, 예컨대 감광성 포토레지스트를 도포한 후, 전자방출영역(146)을 정의하도록 포토레지스트를 패터닝하여 캐소드전극(120)의 일부를 노출하는 희생층(170)을 형성한다. 여기서, 희생층(170)은 노볼락(Novolak) 계열의 감광성 수지, 예컨대 감광성 포토레지스트를 포함한다. 감광성 포토레지스트는 특성이나 공정 조건에 따라 자외선을 받은 부분만 포토레지스트가 지워지던가 남는다. 결과적으로, 마스크의 패턴대로 또는 그 역상으로 포토레지스트 패턴이 형성이 되고, 후공정으로 에칭하여 원하는 구조를 용이하게 형성할 수 있다. 다시 말해, 전장방출영역(146) 이외의 영역에 형성되어 배 면기판(110) 전면에 도포된 전자방출물질(미도시)이 전자방출영역(146)에 정확하게 도포되도록 하는 데 적합하다.
Referring to FIG. 2E, a sacrificial layer exposing a portion of the cathode electrode 120 by applying a photosensitive material, for example, a photosensitive photoresist, to the entire surface of the resultant 2d, and then patterning the photoresist to define the electron emission region 146. 170). Here, the sacrificial layer 170 includes a novolak-based photosensitive resin such as a photosensitive photoresist. In the photosensitive photoresist, only the portion of the photoresist that is exposed to ultraviolet light is removed or remains, depending on the characteristics and process conditions. As a result, a photoresist pattern is formed in accordance with the pattern of the mask or vice versa, and the desired structure can be easily formed by etching later. In other words, the electron-emitting material (not shown) formed in a region other than the electric field emission region 146 and applied to the entire surface of the back substrate 110 may be suitably applied to the electron emission region 146.

도 2f를 참조하면, 2e의 결과물 전면에 감광성을 가지는 전자방출 물질(150a,150b)을 스크린 프린팅법에 의해 도포한다. Referring to FIG. 2F, electron-emitting materials 150a and 150b having photosensitivity are coated on the entire surface of the resultant 2e by screen printing.

여기서, 전자방출 물질(150a,150b)은 카본 나노튜브를 텍사놀(texanol) 또는 터피네올(terpineol)을 포함하는 용제에 혼합한 카본나노튜브 페이스트인 것이 바람직하다. 카본나노튜브 페이스트는 카본나노튜브 분말, 유기물, 및 용제를 사용하여 제조하며, 유기물로 에틸 셀룰로즈(ethyl cellulose) 또는 나이트레이트(nitrate cellulose)가 사용되지만, 유기물은 사용되는 주 재료의 특성을 고려하여 탄소나노튜브 페이스트의 점도 및 스크린 프린팅 시 필요한 작업성을 갖도록 하는 양이 결정되어 첨가된다. 용제는 텍사놀(texanol) 또는 터피네올(terpineol)을 포함한다.Herein, the electron-emitting materials 150a and 150b are preferably carbon nanotube pastes in which carbon nanotubes are mixed with a solvent containing texanol or terpineol. Carbon nanotube paste is prepared using carbon nanotube powder, organic materials, and solvents. Ethyl cellulose or nitrate is used as organic materials, but organic materials are considered in consideration of the characteristics of the main materials used. The viscosity of the carbon nanotube paste and the amount to have workability required for screen printing are determined and added. Solvents include texanol or terpineol.

이후, 전자방출 물질(150a,150b)을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조한다. 70 ℃ 이상의 온도에서 건조하면 감광성 포토레지스트(170)와 탄소나노튜브 페이스트가 반응하여 전자방출 물질(150a,150b)의 현상시 제거되지 않은 물질로 변하여 전자방출소자 표면에 잔류물로 남는다. 다시 말해, 이러한 현상은 탄소나노튜브 페이스트와 희생층 간 화학적 결합에 기인한다. 탄소나노튜브 페이스트와 희생층(170)은 모두 감광성 물질을 포함하는 수지로 이루어져 있기 때문이며, 노볼락 계열의 감광성 수지에 대해 강한 용해성을 가지는 용매, 예컨대 텍사놀 또는 터피네 올이 희생층(170) 노볼락 매트릭스를 녹여내면 용해된 노볼락 매트릭스 성분이 탄소나노튜브 페이스트에 존재하는 아크릭 매트릭스(acrylic matrix)와 혼합되면서 두 매트릭스 간의 강한 결합이 유도된다. 이러한 상태가 된 이후에는 현상액 또는 리프트 오프용 용매를 이용한 전자방출부의 형성이 불가능하다. 따라서, 전자방출 물질(150a,150b)을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조한 후 노광 및 현상공정을 실시하는 것이 바람직하다.Thereafter, the electron-emitting materials 150a and 150b are dried at a temperature of 50 ° C to 70 ° C. When the film is dried at a temperature of 70 ° C. or higher, the photosensitive photoresist 170 and the carbon nanotube paste react to change into a material which is not removed during development of the electron-emitting materials 150a and 150b, and remain as a residue on the surface of the electron-emitting device. In other words, this phenomenon is due to the chemical bonding between the carbon nanotube paste and the sacrificial layer. This is because both the carbon nanotube paste and the sacrificial layer 170 are made of a resin including a photosensitive material, and a solvent such as texanol or terpineol has a strong solubility in a novolak-based photosensitive resin. Melting the novolak matrix causes the dissolved novolak matrix component to mix with the acrylic matrix present in the carbon nanotube paste, leading to strong bonding between the two matrices. After this state, it is impossible to form the electron emission unit using the developer or the solvent for lift-off. Therefore, it is preferable to perform the exposure and development steps after drying the electron-emitting materials 150a and 150b at a temperature of 50 ° C to 70 ° C.

이후, 기판(110)의 후면에서 희생층(170)을 마스크로하여 자외선(UV)를 조사함으로써 전자방출 물질(150a,150b)을 선택적으로 노광한다. 여기서, 전자방출 물질(150a,150b)은 자외선에 의해 노광된 부분(150a)이 현상액에 용해되지 않는 네거티브 극성을 가지거나 자외선에 의해 노광된 부분(150a)이 현상액에 용해되는 포지티브 극성을 가질 수 있다.
Thereafter, the electron-emitting materials 150a and 150b are selectively exposed by irradiating ultraviolet (UV) light using the sacrificial layer 170 as a mask on the rear surface of the substrate 110. Here, the electron-emitting materials 150a and 150b may have a negative polarity in which the portion 150a exposed by the ultraviolet rays is not dissolved in the developer, or may have a positive polarity in which the portion 150a exposed by the ultraviolet rays is dissolved in the developer. have.

도 2g를 참조하면, 노광된 전자방출 물질(150a)은 경화되며, 노광의 깊이는 자외선의 노광량에 따라 조절된다. 노광되지 않은 전자방출물질(150b)은 현상액, 예컨대 아세톤, Na2CO3, 또는 NaOH 를 사용하여 현상한다. 여기서, 노광되지 않은 전자방출물질(150b)을 현상하는 공정시, 희생층(170)은 함께 현상되어 제거되는 것이 바람직하다.
Referring to FIG. 2G, the exposed electron-emitting material 150a is cured, and the depth of exposure is adjusted according to the exposure amount of ultraviolet light. The unexposed electron emitting material 150b is developed using a developer, such as acetone, Na 2 CO 3 , or NaOH. Here, in the process of developing the unexposed electron-emitting material 150b, the sacrificial layer 170 is preferably developed and removed together.

도 2h를 참조하면, 노광된 전자방출 물질을 소정의 온도에서 소성 공정을 실 시하여 원하는 높이의 전자방출부(150)를 형성한다.
Referring to FIG. 2H, the exposed electron-emitting material is baked at a predetermined temperature to form an electron-emitting part 150 having a desired height.

상술한 바와 같이, 예시한 제조 공정을 통해서 전자방출소자를 형성하면, 전자방출물질의 불필요한 잔류물이 남아있지 않게 되므로, 전자방출부와 전극간, 또는 캐소드전극과 게이트전극 사이의 전기적인 단락을 억제할 수 있다.
As described above, when the electron-emitting device is formed through the illustrated manufacturing process, an unnecessary residue of the electron-emitting material does not remain, and thus an electrical short between the electron-emitting part and the electrode or between the cathode and the gate electrode is prevented. It can be suppressed.

한편, 전자방출물질을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조한 후 노광 및 현상하는 방법이 이중 게이트 구조의 전자방출소자에도 용이하게 적용가능함을 알 수 있다.
On the other hand, it can be seen that the method of exposure and development after drying the electron-emitting material at a temperature of 50 ℃ to 70 ℃ can be easily applied to the electron emitting device of the double gate structure.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

본 발명의 실시예에 의한 전자방출소자의 제조방법은 전자방출 물질의 잔류로 인한 전자방출소자의 오염을 완전히 방지하며, 안정적이며 균일한 전자방출 특성을 향상시키는 효과가 있다.The manufacturing method of the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention completely prevents contamination of the electron-emitting device due to the residual of the electron-emitting material, and has an effect of improving stable and uniform electron emission characteristics.

Claims (4)

기판 상에 소정 형상의 제1 전극, 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출하는 홀을 구비하는 절연층, 및 상기 홀에 대응하는 개구부를 구비하는 제2 전극을 형성하는 단계와,Forming a second electrode having a first electrode having a predetermined shape, an insulating layer having a hole exposing at least a portion of the first electrode, and an opening corresponding to the hole, on a substrate; 상기 홀 내부에 전자방출영역을 정의하며 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출하는 희생층을 형성하는 단계와,Forming a sacrificial layer defining an electron emission region in the hole and exposing at least a portion of the first electrode; 상기 전자방출영역을 포함한 영역에 전자방출 물질을 도포하는 단계와,Applying an electron emitting material to a region including the electron emitting region; 상기 전자방출 물질을 50 ℃ 내지 70 ℃ 의 온도에서 건조하는 단계와,Drying the electron-emitting material at a temperature of 50 ° C. to 70 ° C., 상기 희생층을 마스크로 하여 상기 전자방출 물질을 노광하며 현상하는 단계를 포함하는 전자방출소자의 제조방법.And exposing and developing the electron-emitting material using the sacrificial layer as a mask. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생층은 노볼락 계열의 감광성 수지를 포함하는 전자방출소자의 제조방법.The sacrificial layer is a manufacturing method of the electron-emitting device comprising a novolac-based photosensitive resin. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자방출 물질은 카본나노튜브를 텍사놀(texanol) 또는 터피네올 (terpineol)을 포함하는 용제에 혼합한 카본나노튜브 페이스트인 전자방출소자의 제조방법.The electron-emitting material is a carbon nanotube paste prepared by mixing carbon nanotubes in a solvent containing texanol or terpineol. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자방출 물질을 소성하여 전자방출부를 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 전자방출소자의 제조방법.Firing the electron-emitting material to form an electron-emitting part.
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KR100846297B1 (en) * 2006-07-31 2008-07-14 성균관대학교산학협력단 Field emission type cold cathode device and fabricating method thereof

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