KR20070090488A

KR20070090488A - 전계발광 백라이트, 이를 갖는 전계발광 표시장치 및 이의제조방법

Info

Publication number: KR20070090488A
Application number: KR1020060020256A
Authority: KR
Inventors: 유형석; 주승기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20070228930A1

Abstract

제조비용을 감소시킨 전계발광 백라이트, 이를 갖는 전계발광 표시장치 및 이의 제조방법이 개시된다. 전계발광 백라이트는 상부기판 및 하부기판을 포함한다. 상부기판은 상부 투명기판, 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 투명전극 상에 형성된 형광부를 포함한다. 하부기판은 상부기판과 마주보는 일면에 수납홈이 형성된 하부 투명기판, 하부 투명기판의 일면 상에 형성된 제1 전극부, 제1 전극부와 소정거리 이격되도록 수납홈의 바닥면 상에 형성된 제2 전극부, 및 제1 및 제2 전극부 중 적어도 하나의 상면에 형성되어 제1 및 제2 전극부 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자를 방출하는 전자방출부를 포함한다. 이로써, 제1 및 제2 전극부의 사이간격이 보다 감소되어, 제1 및 제2 전극부 사이에 인가되는 전압의 크기가 감소될 수 있고, 그로 인해 발광 백라이트의 제조비용이 보다 감소될 수 있다.

수납홈, 제1 전극부, 제2 전극부, 전자방출부

Description

전계발광 백라이트, 이를 갖는 전계발광 표시장치 및 이의 제조방법{FIELD EMISSION BACKLIGHT, FIELD EMISSION DISPLAY HAVING THE BACKLIGHT AND METHOD FOR MAKING THE BACKLIGHT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광 백라이트를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 2의 A부분을 확대한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 도시한 개념도이다.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 상부기판 120 : 투명전극

130 : 형광부 200 : 하부기판

210 : 하부 투명기판 212 : 수납홈

220 : 제1 전극부 230 : 제2 전극부

240 : 전자방출부 250 : 반사부

300 : 전계발광 백라이트 400 : 표시패널

500 : 전계발광 표시장치

본 발명은 전계발광 백라이트, 이를 갖는 전계발광 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조비용을 감소시킨 전계발광 백라이트, 이를 갖는 전계발광 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시장치(liquid crystal display)는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널(liquid crystal display panel) 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(back-light assembly)를 포함한다.

상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 광원의 종류에 따라, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp CCFL) 백라이트, 외부전극램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL) 백라이트, 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 백라이트 등으로 분류될 수 있다. 최근에서는 두 기판 사이에 인가된 전기장에 의해 광을 발생시키는 전계발광 백라이트가 개발되었다.

상기 전계발광 백라이트는 일반적으로 투명전극 및 형광체를 갖는 상부기판과, 전극부 및 전자방출부를 갖는 하부기판을 포함한다. 여기서, 상기 투명전극 및 상기 전극부 사이에 강한 전압이 인가되면, 전기장이 형성되어 상기 전자방출부에서 전자가 방출되고, 이러한 전자가 상기 형광체를 여기(exciting)시켜 광을 발생시킨다. 그러나, 이러한 방식의 전계발광 백라이트는 상기 투명전극 및 상기 전극부 사이에 강한 전압을 인가해야하기 때문에, 많은 전력이 소모되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위해, 최근에는 낮은 전압에서도 광을 발생시킬 수 있는 3극(triode) 구조의 전계발광 백라이트가 개발되었다. 상기 3극 구조의 전계발광 백라이트는 일반적으로 양극(anode), 음극(cathode) 및 게이트(gate) 전극을 포함한다. 여기서, 상기 음극 및 상기 게이트 전극 사이에 낮은 전압이 인가되어 상기 음극에서 전자가 방출되면, 상기 전자는 양극으로 이동하여 상기 형광체와 충돌하면서 광을 발생시킨다.

더욱 최근에는 휘도의 균일성을 향상시키기 위해 상기 음극 및 상기 게이트 전극을 동일 평면상에 번갈아 가며 배치시킨 새로운 3극 구조의 전계발광 백라이트가 개발되었다. 그러나, 이러한 구조의 전계발광 백라이트는 상기 음극 및 상기 게이트 전극 사이에 400V ~ 600V의 고전압이 인가되어야 충분한 휘도의 광을 발생시킬 수 있기 때문에, 상기 고전압으로 인해 구동회로의 부품가격이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 음극 및 게이트 전극 사이에 인가되는 전압의 크기를 감소시켜 제조비용을 감소시킨 전계발광 백라이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 전계발광 백라이트를 갖는 전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 전계발광 백라이트를 제조하기 위한 전계발광 백라이트의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전계발광 백라이트는 상부기판 및 하부기판을 포함한다.

상기 상부기판은 상부 투명기판, 상기 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극 상에 형성된 형광부를 포함한다. 상기 하부기판은 상기 상부기판과 마주보는 일면에 수납홈이 형성된 하부 투명기판, 상기 하부 투명기판의 일면 상에 형성된 제1 전극부, 상기 제1 전극부와 소정거리 이격되도록 상기 수납홈의 바닥면 상에 형성된 제2 전극부, 및 상기 제1 및 제2 전극부 중 적어도 하나의 상면에 형성되어 상기 제1 및 제2 전극부 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자를 방출하는 전자방출부를 포함한다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 광을 발생시키는 전계발광 백라이트 및 상기 전계발광 백라이트의 상부에 배치되어 상기 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함한다.

상기 전계발광 백라이트는 상부기판 및 하부기판을 포함한다. 상기 상부기판은 상부 투명기판, 상기 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극 상에 형성된 형광부를 포함한다. 상기 하부기판은 상기 상부기판과 마주보는 일면에 수납홈이 형성된 하부 투명기판, 상기 하부 투명기판의 일면 상에 형성된 제1 전극부, 상기 제1 전극부와 소정거리 이격되도록 상기 수납홈의 바닥면 상에 형성된 제2 전극부, 및 상기 제1 및 제2 전극부 중 적어도 하나의 상면에 형성되어 상기 제1 및 제2 전극부 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자를 방출하는 전자방출부를 포함한다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법은 하부 투명기판의 일면에 제1 금속층을 형성하는 단계와, 상기 제1 금속층 상에 제1 포토레지스트층을 형성하여 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 제1 포토레지스트층을 이용하여 상기 제1 금속층의 일부를 식각하는 단계와, 상기 식각된 제1 금속층을 이용하여 상기 하부 투명기판의 일부를 식각함으로써 수납홈을 형성하는 단계와, 상기 패터닝된 제1 포토레지스트층의 상면 및 상기 수납홈의 바닥면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계와, 상기 패터닝된 제1 포토레지스트층을 제거하는 단계와, 상기 제1 및 제2 금속층 상에 전자방출부를 형성하여 하부기판을 제조하는 단계와, 상부 투명기판, 상기 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극 상에 형성된 형광부를 갖는 상부기판을 제조하는 단계와, 상기 상부기판 및 상기 하부기판을 서로 결합시키는 단계를 포함한다.

이러한 본 발명에 따르면, 제1 전극부가 하부 투명기판의 일면에 형성되고, 제2 전극부가 수납홈의 바닥면에 형성됨으로써, 제1 및 제2 전극부의 사이간격을 보다 감소시킬 수 있고, 그로 인해 제1 및 제2 전극부 사이에 인가되는 전압의 크기가 감소되어 전계발광 백라이트의 제조비용을 보다 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

<전계발광 백라이트의 실시예>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광 백라이트를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 전계발광 백라이트(100)는 상부기판(110) 및 하부기판(120)을 포함하고, 두 기판 사이에 인가된 전기장를 이용하여 상부로 광을 출사시킨다.

상부기판(110)은 상부 투명기판(110), 투명전극(120) 및 형광부(130)를 포함한다.

상부 투명기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 투명한 물질로 이루어진다. 일례로, 상부 투명기판(110)은 유리, 석영 또는 투명한 합성수지로 이루어지며, 이중에서도 바람직하게 유리로 이루어지는 것이 바람직하다.

투명전극(120)은 상부 투명기판(110) 상에 증착되어 형성되며, 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 일례로, 투명전극(120)은 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등으로 이루어진다.

투명전극(120)은 외부의 전압공급부와 전기적으로 연결되어 직류전압(V1)을 인가받는다. 이때, 직류전압(V1)은 일례로, 5kV ~ 15kV의 범위를 갖고, 바람직하게 약 8kV ~ 10kV의 범위를 갖는다.

형광부(130)는 투명전극(120) 상에 형성되고, 하부기판(200)으로부터 발생된 전자를 이용하여 광을 발생시킨다. 즉, 하부기판(200)으로부터 발생된 전자가 형광부(130)와 충돌하여 여기(exciting)되면, 여기된 형광부(130)는 에너지가 감소되면서 광을 발생시킨다.

하부기판(200)은 상부기판(100)과 대향하도록 배치되며, 하부 투명기판(210), 제1 전극부(220), 제2 전극부(230), 전자 방출부(240) 및 반사부(250)를 포함한다.

하부 투명기판(210)은 플레이트 형상을 갖고, 투명한 물질로 이루어진다. 일례로, 하부 투명기판(210)은 유리, 석영 또는 투명한 합성수지로 이루어지며, 이중에서도 바람직하게 유리로 이루어지는 것이 바람직하다.

하부 투명기판(210) 중 상부기판(100)과 마주보는 일면에는 소정의 깊이로 함몰된 수납홈(212)이 형성된다. 이때, 수납홈(212)이 형성되지 않은 하부 투명기판(210)의 일면을 상부면(214)이라고 정의한다.

제1 전극부(220)는 하부 투명기판(210)의 상부면(214) 상에 형성된다. 반면, 제2 전극부(230)는 제1 전극부(220)와 소정거리 이격되어 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성된다.

제1 전극부(220)는 제1 몸체전극(222) 및 복수의 제1 가지전극(224)들을 포함한다. 제1 몸체전극(222)은 제1 방향으로의 일단부에 형성되며, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 길게 연장된다. 제1 가지전극(224)들은 제1 몸체전극(222)으로부터 상기 제1 방향으로 길게 연장되어 형성된다. 즉, 제1 가지전극(224)들은 제1 몸체전극(222)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 방향을 따라 병렬로 배치된다.

제2 전극부(230)는 제2 몸체전극(232) 및 복수의 제2 가지전극(234)들을 포함한다. 제2 몸체전극(232)은 상기 제1 방향으로의 일단부와 대향하는 타단부에 형성되며, 제1 몸체전극(222)과 평행하게 상기 제2 방향을 따라 길게 연장된다. 제2 가지전극(234)들은 제2 몸체전극(232)으로부터 상기 제1 방향으로 길게 연장되며, 제1 가지전극(224)들 사이에 배치된다. 즉, 제2 가지전극(234)들은 제2 몸체전극(232)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 방향을 따라 병렬로 배치된다. 이때, 제1 및 제2 가지전극(224, 234)의 평면상의 간격은 일례로, 5um ~ 15um의 범위를 갖고, 바람직하게 약 10um을 갖는다.

여기서, 제1 전극부(220)는 하부 투명기판(210)의 상부면(214) 상에 형성되고, 제2 전극부(230)는 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성되므로, 수납홈(212)의 평면적인 형상은 제2 전극부(230)와 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 제1 및 제2 전극부(220, 230) 사이에는 비교적 낮은 전압이 인가되는 데, 바람직하게 교류전압(V2)이 인가된다. 구체적으로 설명하면, 외부의 전원공급부가 제1 전극부(220)의 제1 몸체전극(222) 및 제2 전극부(230)의 제2 몸체전극 (232)과 전기적으로 연결되어, 제1 및 제2 몸체전극(222, 232) 사이에 교류전압(V2)을 인가한다. 이때, 인가되는 교류전압(V2)은 일례로, 10V ~ 100V의 범위를 갖고, 바람직하게 약 40V ~ 60V의 범위를 갖는다.

전자 방출부(240)는 제1 및 제2 전극부(220, 230) 중 적어도 하나의 상면에 형성되고, 바람직하게 휘도를 보다 향상시키기 위해서 제1 및 제2 전극부(220, 230) 모두의 상면에 형성된다. 구체적으로, 전자 방출부(240)는 제1 전극부(220)의 제1 몸체전극(222) 및 제2 전극부(230)의 제2 몸체전극(232)의 상면에 형성된다. 그 결과, 전자 방출부(240)는 상기 제1 방향으로 길게 연장된 형상을 갖고, 상기 제2 방향을 따라 복수개가 병렬로 형성된다.

전자 방출부(240)는 제1 및 제2 전극부(220, 230) 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자를 방출한다. 구체적으로 설명하면, 제1 및 제2 전극부(220, 230) 사이에 교류전압이 인가될 경우, 제1 및 제2 전극부(220, 230) 중 어느 하나는 높은 전압을 갖고, 다른 하나는 낮은 전압을 갖는다. 그 결과, 제1 및 제2 전극부(220, 230) 사이에는 소정의 전기장이 형성되고, 이러한 전기장에 의해 전자 방출부(240)는 전자를 방출한다. 이때, 상기 전기장의 크기는 약 4V/um ~ 6V/um의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 전자 방출부(240)로부터 방출된 전자는 직류전압(V1)에 의해 상부기판(100) 및 하부기판(200) 사이에 형성된 전기장을 따라 상부기판(100)으로 이동하고, 이렇게 이동된 전자는 상부기판(100)의 형광부(130)와 충돌하여 광을 발생시킨다.

반사부(250)는 하부 투명기판(210)의 일면과 대향하는 타면에 형성된다. 반사부(250)는 형광부(130)에서 발생된 광 중 하부기판(200)으로 향하는 광을 다시 상부로 반사시킨다.

반사부(250)는 금속물질을 포함하고, 외부로부터 그라운드 전압이 인가된다. 이와 같이, 반사부(250)에 그라운드 전압이 인가됨에 따라, 상부기판(100) 및 하부기판(200) 사이에 직류전압(V1)만큼의 전압차가 발생되고, 그 결과 상부기판(100) 및 하부기판(200) 사이에 전기장이 발생된다.

또한, 반사부(250)가 금속물질로 이루어지고, 그라운드 전압이 인가됨에 따라, 외부의 전기자기장이 전계발광 백라이트(300)의 내부로 인가되는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 전계발광 백라이트(300) 내에서는 안정적인 전기장이 형성될 수 있다.

이하, 별도의 도면을 이용하여 제1 및 제2 전극부(220, 230)와, 전자방출부(240)에 대하여 보다 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 A부분을 확대한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 및 제2 전극부(220, 230) 각각은 일례로, 2층 구조로 이루어진다. 구체적으로 예를 들어 설명하면, 상기 2층 구조 중 아래층은 텅스텐몰리브덴(MoW)으로 이루어지고, 위층은 티탄늄(Ti)으로 이루어진다.

본 실시예에 의한 전자방출부(240)는 복수의 전자방출돌기(242)들 및 복수의 도전볼(244)들을 포함한다.

전자방출돌기(242)들은 제1 및 제2 전극부(220, 230)로부터 수직한 방향을 따라 소정의 길이로 돌출되어 형성된다. 전자방출돌기(242)는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)로 이루어진 것이 바람직하다. 도전볼(244)들은 전자방출돌기(242)들의 단부에 배치된다. 도전볼(244)들은 니켈(Ni)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 전자방출부(240)가 전자방출돌기(242)들 및 도전볼(244)들로 구성됨에 따라, 전자방출부(240)는 제1 및 제2 전극부(220, 230) 사이에 형성된 전기장에 의해 쉽게 전자를 방출시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제1 전극부(220)가 하부 투명기판(210)의 상부면(214)에 형성되고, 제2 전극부(230)가 수납홈(212)의 바닥면에 형성됨으로써, 제1 및 제2 전극부(220, 230)의 사이간격을 보다 감소시킬 수 있고, 그로 인해 제1 및 제2 전극부(220, 230) 사이에 인가되는 전압의 크기를 감소시킬 수 있다.

즉, 종래의 전계발광 백라이트에서는 제1 및 제2 전극부(220, 230)가 동일층에 형성됨에 따라, 제1 및 제2 전극부(220, 230)는 포토공정의 한계로 약 100um의 간격으로 이격되어 배치되었다. 그러나, 본 실시예에와 같이, 제1 전극부(220)가 하부 투명기판(210)의 상부면(214)에 형성되고, 제2 전극부(230)가 수납홈(212)의 바닥면에 형성됨으로써, 제1 및 제2 전극부(220, 230)의 사이간격을 보다 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 전극부(220, 230)의 사이간격이 감소될 경우, 제1 및 제2 전극부(220, 230)에 인가되는 전압의 크기도 종래에 비해 감소될 수 있고, 그 결과 구동회로의 부품에 소요되는 비용을 보다 감소시킴으로써, 결국 전계발광 백 라이트의 제조비용을 보다 감소시킬 수 있다.

<전계발광 표시장치의 실시예>

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 도시한 개념도이다. 본 실시예에 의한 전계발광 표시장치의 전계발광 백라이트는 앞서 설명한 제1 실시예의 전계발광 백라이트와 동일한 구성을 가짐으로 그 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 전계발광 표시장치(500)는 전계발광 백라이트(300) 및 표시패널(400)을 포함한다. 전계발광 백라이트(300)는 전기장에 의해 광을 발생하여 표시패널(400)로 제공한다.

표시패널(400)은 전계발광 백라이트(300)의 상부에 배치되며, 전계발광 백라이트(300)에서 발생된 광을 이용하여 영상을 표시한다. 표시패널(400)은 제1 기판(410), 제2 기판(420) 및 액정층(430)을 포함한다.

제1 기판(410)은 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 복수의 화소전극(pixel electrode)들, 상기 각 화소전극에 구동전압을 인가하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)들, 상기 박막 트랜지스터들을 각각 작동시키기 위한 신호선(signal line)들을 포함한다.

제2 기판(420)은 제1 기판(410)과 마주보도록 배치된다. 제2 기판(420)은 제1 기판(410)의 전면에 배치되며 투명하면서 도전성인 공통전극(common electrode) 및 상기 화소전극들과 마주보는 곳에 배치된 컬러필터(color filter)들을 포함한 다. 상기 컬러필터들에는 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터 등이 있다.

액정층(430)은 제1 기판(410) 및 제2 기판(420)의 사이에 개재되며, 상기 화소전극 및 상기 공통전극의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 재배열된 액정층(430)은 외부에서 인가된 광의 광투과율을 조절하고, 광투과율이 조절된 광은 상기 컬러필터들을 통과함으로써 영상이 표시된다.

<전계발광 백라이트의 제조방법의 제1 실시예>

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하, 상기한 도면들을 이용하여 본 실시예에 의한 전계발광 백라이트 제조방법을 설명하기로 한다.

도 5a는 하부 투명기판 상에 제1 금속층을 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5a를 참조하면, 우선 하부 투명기판(210)의 일면에 제1 금속층(50)을 형성한다. 제1 금속층(50)은 일례로, 플라즈마에 의한 화학증착법 또는 스퍼터링에 의한 방법으로 형성된다. 제1 금속층(50)은 3층 구조를 갖는 것이 바람직하고, 일례로 상기 3층 구조 중 아래층(52)은 텅스텐몰리브덴(MoW)으로 이루어지고, 중간층(54)은 티탄늄(Ti)으로 이루어지며, 위층(56)은 니켈(Ni)층으로 이루어진다.

도 5b는 제1 금속층 상에 패터닝된 포토레지스트층을 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5b를 참조하면, 이어서 제1 금속층(50)의 전면에 포토레지스트층(60)을 형성한 후, 마스크에 의한 포토공정을 통해 포토레지스트층(60)을 패터닝한다. 즉, 포토레지스트증(60)의 일부를 상기 포토공정을 통해 제거한다. 포토레지스트층(60)은 포지티브(positive) 포토레지스트 또는 네거티브(negative) 포토레지스트로 이루어질 수 있다.

도 5c는 패터닝된 포토레지스트층을 이용하여 제1 금속층의 일부를 식각하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5c를 참조하면, 패터닝된 포토레지스트층(60)을 마스크로 이용하여 제1 금속층(50)의 일부를 식각한다. 구체적으로 예를 들면, 금속 식각액을 이용하여 제1 금속층(50) 중 포토레지스트층(60)과 접하지 않은 부분을 제거한다. 여기서, 제1 금속층(50)은 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수직한 방향으로 식각되고, 그 결과 식각된 제1 금속층(50)은 평면적으로 보았을 때, 패터닝된 포토레지스트층(60)과 동일한 형상을 갖는다. 이때, 식각된 후의 제1 금속층(50)을 제1 금속패턴(50a)이라고 정의한다.

도 5d는 식각된 제1 금속층을 이용하여 하부 투명기판의 일부를 식각하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5d를 참조하면, 이어서 제1 금속패턴(50a)을 마스크로 이용하여, 하부 투명기판(210)의 일부를 식각함으로써, 소정의 깊이를 갖는 수납홈(212)을 형성한다. 여기서, 하부 투명기판(210)의 식각은 제1 금속패턴(50a)의 하부에 소정의 공간이 형성되도록 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수평방향으로 소정의 길이만큼 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 하부 투명기판(210)의 식각은 증류수에 의해 희 석된 플루오르화수소산(HF)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 5e는 식각된 제1 금속층을 수평방향으로 다시 식각하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5e를 참조하면, 이어서 제1 금속패턴(50a)을 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 평행한 방향으로 소정 길이만큼 다시 식각한다. 즉, 제1 금속패턴(50a)의 하부에 형성된 소정의 공간이 제거되도록 제1 금속패턴(50a)의 일부를 식각한다.

여기서, 식각된 후의 제1 금속패턴(50a)을 제2 금속패턴(50b)이라고 정의하고, 하부 투명기판(210)의 일면 중 수납홈(212)이 형성되지 않은 부분을 상부면(214)이라고 정의할 때, 제2 금속패턴(50b)은 하부 투명기판(210)의 상부면(214) 상에만 배치된다.

도 5f는 패터닝된 포토레지스트층 및 수납홈 상에 제2 금속층을 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5f를 참조하면, 제2 금속패턴(50b)을 형성한 후 이어서, 기판 전면에 제2 금속층(70)을 형성한다. 즉, 제2 금속층(70)은 패터닝된 포토레지스트층(60)의 상면 및 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성되며, 일례로 플라즈마에 의한 화학증착법 또는 스퍼터링에 의한 방법으로 증착된다.

제2 금속층(70)도 제1 금속층(50)과 동일하게 3층 구조를 갖는 것이 바람직하고, 일례로 상기 3층 구조 중 아래층(72)은 텅스텐몰리브덴(MoW)으로 이루어지고, 중간층(74)은 티탄늄(Ti)으로 이루어지며, 위층(76)은 니켈(Ni)층으로 이루어 진다.

여기서, 제2 금속층(70) 중 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성된 부분을 제3 금속패턴(70a)이라고 정의한다.

도 5g는 패터닝된 포토레지스트층을 제거하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5g를 참조하면, 이어서 제3 금속패턴(70a)만 남겨지도록 패터닝된 포토레지스트층(60)을 제거한다. 즉, 패터닝된 포토레지스트층(60)을 제거함으로써, 패터닝된 포토레지스트층(60)의 상면에 형성된 제2 금속층(70)도 함께 제거될 수 있고, 그 결과 제3 금속패턴(70a)만 남겨진다.

도 5h는 제1 및 제2 금속층 상에 전자방출부를 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 5h를 참조하면, 포토레지스트층(60)을 제거한 후 이어서, 제2 금속패턴(50b) 및 제3 금속패턴(70a) 상에 전자방출부(240)를 형성한다. 이때, 전자방출부(240)는 제2 금속패턴(50b) 및 제3 금속패턴(70a)의 니켈(Ni)층이 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수직한 방향으로 성장함으로써 형성된다.

구체적으로 설명하면, 니켈(Ni)층을 부분 식각하여 서로 분리된 도전볼들을 형성하고, 상기 도전볼들을 시드(seed)로 하여 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수직한 방향으로 성장시켜 전자방출돌기들을 형성한다. 이러한 전자방출돌기는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전자방출돌기들의 수직 성장은 일례로, 플라즈마에 의해 화학증착장치 에 의해 이루어지고, 상기 화학증착장치 내의 반응가스로는 메탄가스(C₂H₂), 암모니아 가스(NH₃)가 사용된다.

여기서, 제2 금속패턴(50b) 중 성장하지 않은 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층은 제1 전극부(220)를 형성하고, 제3 금속패턴(70a) 중 성장하지 않은 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층은 제2 전극부(230)를 형성한다. 즉, 위에서 기술된 단계들을 통해 하나의 하부기판(200)이 제조된다.

마지막으로, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상부 투명기판(110), 상부 투명기판(110) 상에 형성된 투명전극(120) 및 투명전극(120) 상에 형성된 형광부(130)를 갖는 상부기판(100)을 제조한다. 이때, 상부기판(100)은 하부기판(200)과 다른 별도의 공정을 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

이어서, 상부기판(100) 및 하부기판(200)을 서로 결합하여, 전계발광 백라이트(300)를 제조한다.

본 실시예에 따르면, 하부 투명기판(210)의 일부를 식각하여 수납홈(212)을 형성하고, 제2 전극부(230)를 수납홈(212)의 바닥면에 형성함으로써, 제1 및 제2 전극부(220, 230)의 사이간격을 보다 감소시킬 수 있다.

<전계발광 백라이트의 제조방법의 제2 실시예>

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하, 상기한 도면들을 이용하여 본 실시예에 의한 전계발광 백라이트 제조방법을 설명하기로 한다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 우선 하부 투명기판(210)의 일면에 제1 금속층을 형성한다. 상기 제1 금속층은 3층 구조를 갖으며, 일례로 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층 및 니켈(Ni)층으로 이루어진다. 이어서 상기 제1 금속층의 전면에 포토레지스트층(60)을 형성한 후, 마스크에 의한 포토공정을 통해 포토레지스트층(60)을 패터닝한다.

도 6a는 제1 금속층을 과도하게 식각하고 하부 투명기판을 식각하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 6a를 참조하면, 우선 패터닝된 포토레지스트층(60)을 마스크로 이용하여 상기 제1 금속층의 일부를 과도하게 식각한다. 이때, 과도하게 식각된 상기 제1 금속층을 제1 금속패턴(50)이라 정의한다.

구체적으로 설명하면, 금속 식각액을 이용하여 포토레지스트층(60)의 하부에 소정의 공간이 형성되도록 상기 제1 금속층의 일부를 제거한다. 즉, 상기 금속 식각액은 상기 제1 금속층을 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수직한 방향으로 식각하면서, 상기 제1 금속층을 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수평한 방향으로도 식각한다.

상기 제1 금속층의 일부를 식각하여 제1 금속패턴(50)을 형성한 후, 제1 금속패턴(50)을 마스크로 이용하여 하부 투명기판(210)의 일부를 식각함으로써, 소정의 깊이를 갖는 수납홈(212)을 형성한다. 하부 투명기판(210)의 식각은 증류수에 의해 희석된 플루오르화수소산(HF)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 하부 투명기판(210)의 일면 중 수납홈(212)이 형성되지 않은 부분을 상부면(214)이라고 정의할 때, 제1 금속패턴(50)은 상부면(214) 상에 형성된다.

도 6b는 패터닝된 포토레지스트층 및 수납홈 상에 제2 금속층을 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 6b를 참조하면, 수납홈(212)을 형성한 후 이어서, 기판 전면에 제2 금속층(70)을 형성한다. 구체적으로, 제2 금속층(70)은 패터닝된 포토레지스트층(60)의 상면 및 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성된다. 제2 금속층(70)은 상기 제1 금속층과 동일하게 3층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 제2 금속층(70) 중 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성된 부분을 제2 금속패턴(70a)이라고 정의한다.

도 6c는 패터닝된 포토레지스트층을 제거한 후, 전자방출부를 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 6c를 참조하면, 우선 제2 금속패턴(70a)만 남겨지도록 패터닝된 포토레지스트층(60)을 제거한다. 즉, 패터닝된 포토레지스트층(60)을 제거함으로써, 패터닝된 포토레지스트층(60)의 상면에 형성된 제1 금속층(70)도 함께 제거될 수 있고, 그 결과 제2 금속패턴(70a)만 남겨진다.

이어서, 제1 금속패턴(50) 및 제2 금속패턴(70a) 상에 전자방출부(240)를 형성한다. 이때, 전자방출부(240)는 제1 금속패턴(50) 및 제2 금속패턴(70a)의 니켈(Ni)층이 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수직한 방향으로 성장함으로써 형성된다.

그 결과, 제1 금속패턴(50) 중 성장하지 않은 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층은 제1 전극부(220)를 형성하고, 제2 금속패턴(70a) 중 성장하지 않은 텅 스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층은 제2 전극부(230)를 형성한다. 즉, 위에서 기술된 단계들을 통해 하나의 하부기판(200)이 제조된다.

마지막으로, 위의 공정단계를 통해 제조된 하부기판(200) 및 별도의 공정을 통해 제조된 상부기판(100)을 서로 결합하여, 전계발광 백라이트(300)를 제조한다.

<전계발광 백라이트의 제조방법의 제3 실시예>

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계발광 백라이트의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하, 상기한 도면들을 이용하여 본 실시예에 의한 전계발광 백라이트 제조방법을 설명하기로 한다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 우선 하부 투명기판(210)의 일면에 상기 제1 금속층을 형성한다. 상기 제1 금속층은 3층 구조를 갖으며, 일례로 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층 및 니켈(Ni)층으로 이루어진다.

이어서, 제1 금속층(50)의 전면에 제1 포토레지스트층(60)을 형성한 후, 마스크에 의한 포토공정을 통해 제1 포토레지스트층(60)을 패터닝한다.

이어서, 패터닝된 제1 포토레지스트층(60)을 마스크로 이용하여 상기 제1 금속층의 일부를 식각하여, 제1 금속패턴(50)이 형성된다. 여기서, 상기 제1 금속층은 금속 식각액에 의해 하부 투명기판(210)의 일면에 대하여 수직한 방향으로 식각된다. 그 결과, 제1 금속패턴(50)은 평면적으로 보았을 때, 패터닝된 제1 포토레지스트층(60)과 동일한 형상을 갖는다.

도 7a는 제1 금속패턴을 이용하여 하부 투명기판의 일부를 식각하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 7a를 참조하면, 제1 금속패턴(50)을 마스크로 이용하여 하부 투명기판(210)의 일부를 식각함으로써, 소정의 깊이를 갖는 수납홈(212)을 형성한다. 하부 투명기판(210)의 식각은 증류수에 의해 희석된 플루오르화수소산(HF)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 하부 투명기판(210)의 일면 중 수납홈(212)이 형성되지 않은 부분을 상부면(214)이라고 정의할 때, 제1 금속패턴(50)은 상부면(214) 상에 형성된다.

도 7b는 제1 금속패턴 및 제1 포토레지스트층을 감싸도록 패터닝된 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 7b를 참조하면, 우선 제1 금속패턴(50) 및 제1 포토레지스트층(60)을 덮도록 기판 전면에 제2 포토레지스트층(65)을 형성한다.

이어서, 제1 금속패턴(50) 및 제1 포토레지스트층(60)을 감싸도록 제2 포토레지스트층(65)을 포토공정을 통해 패터닝한다. 그 결과, 패터닝된 제2 포토레지스트층(65)은 제1 포토레지스트층(60)의 상면뿐만 아니라 제1 금속패턴(50)의 측면 및 제1 포토레지스트층(60)의 측면과 맞닿도록 형성된다.

도 7c는 패터닝된 제2 포토레지스트층 및 수납홈 상에 제2 금속층을 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 7c를 참조하면, 기판 전면에 제2 금속층(70)을 형성한다. 구체적으로, 제2 금속층(70)은 패터닝된 제2 포토레지스트층(65)의 상면 및 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성된다. 제2 금속층(70)은 상기 제1 금속층과 동일하게 3층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 제2 금속층(70) 중 수납홈(212)의 바닥면 상에 형성된 부분 을 제2 금속패턴(70a)이라고 정의한다.

도 7d는 패터닝된 제1 및 제2 포토레지스트층을 제거한 후, 전자방출부를 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 7d를 참조하면, 우선 제2 금속패턴(70a)만 남겨지도록 패터닝된 제1 및 제2 포토레지스트층(60, 65)을 제거한다. 즉, 패터닝된 제1 포토레지스트층(60)과 패터닝된 제2 포토레지스트층(65)을 모두 제거함으로써, 패터닝된 제2 포토레지스트층(65)의 상면에 형성된 제1 금속층(70)도 함께 제거될 수 있고, 그 결과 제2 금속패턴(70a)만 남겨진다.

그 결과, 제1 금속패턴(50) 중 성장하지 않은 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층은 제1 전극부(220)를 형성하고, 제2 금속패턴(70a) 중 성장하지 않은 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층은 제2 전극부(230)를 형성한다. 즉, 위에서 기술된 단계들을 통해 하나의 하부기판(200)이 제조된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 전극부가 하부 투명기판의 일면에 형성되 고, 제2 전극부가 수납홈의 바닥면에 형성됨으로써, 제1 및 제2 전극부의 평면상의 간격을 보다 감소시킬 수 있다.

그로 인해, 제1 및 제2 전극부 사이에 인가되는 전압의 크기가 감소되어, 구동회로의 부품비용이 종래에 비해 감소될 수 있고, 결국 전계발광 백라이트의 제조비용도 보다 감소될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

상부 투명기판, 상기 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극 상에 형성된 형광부를 갖는 상부기판; 및

상기 상부기판과 마주보는 일면에 수납홈이 형성된 하부 투명기판, 상기 하부 투명기판의 일면 상에 형성된 제1 전극부, 상기 제1 전극부와 소정거리 이격되도록 상기 수납홈의 바닥면 상에 형성된 제2 전극부, 및 상기 제1 및 제2 전극부 중 적어도 하나의 상면에 형성되어 상기 제1 및 제2 전극부 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자를 방출하는 전자방출부를 갖는 하부기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극부는 제1 방향으로 길게 연장되고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 형성된 복수의 제1 가지전극들을 포함하고,

상기 제2 전극부는 제1 방향으로 길게 연장되고, 상기 제1 가지전극들 사이에 형성된 복수의 제2 가지전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제2항에 있어서, 상기 제1 전극부는 상기 제1 방향으로의 일단부에 상기 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 가지전극들과 전기적으로 연결된 제1 몸체전극을 더 포함하고,

상기 제2 전극부는 상기 일단부와 대향하는 타단부에 상기 제2 방향으로 형성되어, 상기 제2 가지전극들과 전기적으로 연결된 제2 몸체전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가지전극의 평면상의 간격은 5um ~ 15um의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극부 사이에는 교류전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제5항에 있어서, 상기 교류전압은 10V ~ 100V의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제6항에 있어서, 상기 투명전극에는 5kV ~ 15kV의 범위를 갖는 직류전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 전자방출부는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제8항에 있어서, 상기 전자방출부는 상기 제1 및 제2 전극부로부터 수직한 방향으로 돌출된 복수의 전자방출돌기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 일면과 대향하는 상기 하부 투명기판의 타면에 형성된 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
제10항에 있어서, 상기 반사부는 금속물질을 포함하고, 그라운드 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트.
광을 발생시키는 전계발광 백라이트; 및

상기 전계발광 백라이트의 상부에 배치되어, 상기 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고,

상기 전계발광 백라이트는

상부 투명기판, 상기 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극 상에 형성된 형광부를 갖는 상부기판, 및

상기 상부기판과 마주보는 일면에 수납홈이 형성된 하부 투명기판, 상기 하부 투명기판의 일면 상에 형성된 제1 전극부, 상기 제1 전극부와 소정거리 이격되도록 상기 수납홈의 바닥면 상에 형성된 제2 전극부, 및 상기 제1 및 제2 전극부 중 적어도 하나의 상면에 형성되어 상기 제1 및 제2 전극부 사이에 형성되는 전기장에 의해 전자를 방출하는 전자방출부를 갖는 하부기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
하부 투명기판의 일면에 제1 금속층을 형성하는 단계;

상기 제1 금속층 상에 제1 포토레지스트층을 형성하여 패터닝하는 단계;

상기 패터닝된 제1 포토레지스트층을 이용하여 상기 제1 금속층의 일부를 식각하는 단계;

상기 식각된 제1 금속층을 이용하여 상기 하부 투명기판의 일부를 식각함으로써 수납홈을 형성하는 단계;

상기 패터닝된 제1 포토레지스트층의 상면 및 상기 수납홈의 바닥면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계;

상기 패터닝된 제1 포토레지스트층을 제거하는 단계;

상기 제1 및 제2 금속층 상에 전자방출부를 형성하여 하부기판을 제조하는 단계;

상부 투명기판, 상기 상부 투명기판 상에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극 상에 형성된 형광부를 갖는 상부기판을 제조하는 단계; 및

상기 상부기판 및 상기 하부기판을 서로 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 수납홈을 형성하는 단계는

상기 식각된 제1 금속층을 이용하여 상기 하부 투명기판의 일부를 식각함으 로써 수납홈을 형성하는 단계; 및

상기 식각된 제1 금속층을 상기 하부 투명기판의 일면에 대하여 평행한 방향으로 소정 길이만큼 다시 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 금속층의 일부를 식각하는 단계는

상기 패턴닝된 제1 포토레지스트층을 이용하여 상기 제1 금속층을 상기 하부 투명기판의 일면에 대하여 수직한 방향으로 식각하면서 동시에, 상기 하부 투명기판의 일면에 대하여 평행한 방향으로 소정 길이만큼 식각하는 단계인 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 수납홈을 형성하는 단계는

상기 식각된 제1 금속층을 이용하여 상기 하부 투명기판의 일부를 식각함으로써 수납홈을 형성하는 단계와, 상기 제1 금속층 및 상기 제1 포토레지스트층을 감싸도록 패터닝된 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 제2 금속층을 형성하는 단계는 상기 패터닝된 제2 포토레지스트층의 상면 및 상기 수납홈의 바닥면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계이며,

상기 패터닝된 제1 포토레지스트층을 제거하는 단계는 상기 패터닝된 제1 포토레지스트층 및 상기 패터닝된 제2 포토레지스터를 모두 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속층 각각은 3층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속층 각각은 텅스텐몰리브덴(MoW)층, 티탄늄(Ti)층, 니켈(Ni)층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 전자방출부는 상기 제1 및 제2 금속층의 니켈(Ni)층이 상기 하부 투명기판의 일면에 대하여 수직한 방향으로 성장하여 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 하부 투명기판의 식각은 증류수에 의해 희석된 플루오르화수소산(HF)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계발광 백라이트의 제조방법.