KR0171474B1 - 필드에미션 디스플레이의 스페이서 및 그 제조방법 - Google Patents

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조영래
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김준성
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    • H01J2329/863Spacing members characterised by the form or structure

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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

필드 에미션 디스플레이의 해상도와 선명도를 향상시키기 위한 스페이서가 개시된다. 상기 스페이서와 상부기판의 형광체측과 접촉되는 면적을 최소화시킬 수 있도록, 상기 스페이서는 원뿔형, 사각뿔형 또는 쐐기형 등과 같이 형성된다. 그러므로, 필드 에미션 디스플레이의 해상도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.

Description

필드에미션 디스플레이의 스페이서 및 그 제조방법
본 발명은 필드에미션 디스플레이(Field Emission Display)의 스페이서(spacer)에 관한 것으로, 특히, 스페이서를 원뿔형, 쐐기형, 그리고 사각뿔 형상등으로 제작하여 상부기판에 증착된 형광체와 상기 스페이서의 접촉면적을 최소화하므로써 필드에미션 디스플레이의 해상도를 개선시킬 수 있는 필드 에미션 디스플레이의 스페이서에 관한 것이다.
종래의 필드에미션 디스플레이의 스페이서는, 스페이서의 재료를 폴리머(Polymer),로 하고, 기판을 척(chuck)으로 고정시킨 후, 상기 기판을 소정 속도로 회전시킨다. 그리고, 상기 폴리머 용액을 상기 기판에 부으면, 기판 표면에 폴리머의 막이 형성되고, 상기 폴리머 막을 오븐(oven)에서 굳게한 후, 소정의 패턴(pattern)을 이용하여 식각하면, 원기둥모양의 스페이서가 형성된다.
또한, 스페이서의 재료로 포토센시티브 유리를 사용할 때는, 상기 포토센시티브 유리를 식각하여 스페이서를 형성하여 사용하였다.
그러나 상술한 종래의 방법에 의해 제조된 스페이서는 그 형상이, 사각기둥 또는 원기둥 모양으로 되어서, 상부기판의 형광체와의 접촉면적이 매우 넓게 된다. 그러면, 전자가 스페이서와 형광체와의 접촉부위를 발광시키지 못하므로써 접축부위가 까맣게 나타난다. 이로인해, 선명도가 떨어지고, 휘도와 밝기에 있어서도 매우 나쁜 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 스페이서의 형상을 원뿔기둥, 사각뿔기둥 또는 쐐기형등으로 제작하여, 상기 스페이서와 상부기판의 형광체와의 접촉면적을 최소화하므로써, 필드에미션 디스 플레이(Field Emission Display)의 해상도를 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스페이서가 형성된 필드에미션 디스 플레이의 정단면도.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 형상의 스페이서를 보여주는 상세도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 상부기판 2 : 하부기판
3 : 투명전극 4 : 형광체
5 : 이미터 6 : 절연막
7 : 게이트 전극 8 : 스페이서
9 : 실런트 11 : 원뿔형 스페이서
12 : 쐐기형 스페이서 13 : 사각뿔형 스페이서
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유기리판의 상부에 형광체가 증착된 상부기판, 유리기판의 상부에 절연막, 게이트 전극, 그리고 이미터가 형성되고 상기 상부기판에 실링되어 결합되는 하부기판, 상기 상부기판과 하부기판 사이의 간격을 소정거리로 유지시키기 위한 스페이서를 구비하는 필드에미션 디스플레이에 있어서, 상기 스페이서는 상기 상부기판과의 접촉면적을 최소화 하는 형상을 가지도록 형성된다. 상기 스페이서는 원뿔형, 사각뿔형 또는 쐐기형을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스페이서가 형성된 필드에미션 디스플레이의 정단면도이다.
도시된 바와같이, 상부기판(1)이 제공된다. 상기 상부기판(1)은 다음의 공정에 의하여 제작된다. 유리기판(1a)을 중크롬산 칼리와, 아세톤(Acetone) 그리고, 알코올과 오븐 등을 사용하여 세척한다. 그리고 유리기판(1a)의 상부에 투명한 인듐 옥사이드(Indium Oxide)를 이용한 적극(3)을 형성하고, 상기 전극(3)의 상면에 감광막을 형성한다. 그리고, 마스크에 패턴을 형성하여, 빛을 상기 마스크를 통하여 상기 감광막의 상면에 조사한 후, 에칭용액으로 식각하여 패턴을 형성하고, 상기 패턴의 상면에 형광체(4)를 증착한다. 이때, 유리기판(1a)에 증착되는 형광체(4)는 레드형광체, 블루형광체 및 그린형광체의 순서로 연속하여 증착한다.
다음에는, 하부기판(2)이 제공된다.
하부기판(2)은 유리기판(2a)에 실리콘(Silicon)을 정전접합하여 결합시킨후, 유리기판(2a)의 가장자리에 도시되지 않은 구멍을 만든 후, 세척한다. 일반적인 반도체공정으로 이미터(5), 절연막(6), 그리고 게이트 전극(7)을 상기 유리기판(2a)의 상부에 만들어서, 소정의 픽셀(Pixel) 단위의 하부기판(2)을 완성한다.
상기의 공정을 보다 상세히 설명하면, 하부기판(2)의 유리기판(2a)에 열산화법으로 실리콘 막, 즉, 절연막(6)을 형성하고, 상기 절연막(6)의 상면에 감광막을 형성한다. 상기 감광막의 상부에 패턴이 형성된 마스크를 정열하고, 빛을 상기 마스크를 통하여 상기 감광막상에 조사한다. 그러면, 감광막의 상면에는 상기 마스크의 패턴과 같은 형상이 전사되고, 빛이 조사된 부분을 에칭용액으로 처리하면 패턴이 형성된다. 이와같은 공정을 사진식각공정이라 한다. 그 후, 스퍼터링(Sputtering) 방법에 의하여, 게이트 전극(7)을 증착하고, 상기 게이트 전극(7)의 상면에 홀(도시안됨)을 상기 사진식각공정을 형성하며, 상기 홀에 몰리브덴늄(Molybdenum)을 증착하여 이미터(5)를 만든다. 상기의 공정에 의하여 이미터(5), 절연막(6) 및 게이트 전극(7)이 형성된다.
제2도에는 포토센시티브(Photosensitive) 유리를 식각하여 형성되는 원뿔형 스페이서(11), 쐐기형 스페이서(12), 그리고 사각뿔 스페이서(13)가 도시된다. 보다 상세히 설명하면, 상기 포토센시티브 유리를 식각하여 스페이서를 형성하는 공정은 상기의 사진식각공정과 유사하다.
상기 원뿔형 스페이서(11)를 제작하는 경우에는, 포토센시티브 유리의 상부에 원모양의 패턴이 형성된 마스크를 위치시키고, 빛을 상기 마스크를 통하여 상기 포토센시티브 유리의 상면에 조사한다. 빛을 조사중에 마스크를 일정한 각도를 준 상태에서 회전시키면 포토센시티브 유리의 상면에는 결정화되어 식각이 용이한 원뿔형상의 에칭부가 형성된다. 그후, 상기 포토센시티브 유리를 에칭용액으로 처리하면 상기 에칭부가 제거되므로써 원뿔형상의 스페이서(11)가 형성된다.
쐐기형 스페이서(12)는 직사각형 모양의 패턴이 형성된 마스크를 포토센시티브 유리의 상부에 위치시키고, 상기 원뿔형 스페이서(11) 제조공정과 동일한 공정을 수행한다. 즉, 상기 미스크가 포토센시티브 유리와 일정한 각도를 갖도록 하면서, 빛을 조사하면 쐐기와 같은 모양의 스페이서(12)가 만들어진다.
상기 사각뿔형 스페이서(13)는 상기 마스크의 패턴을 사각형으로 만든 다음 4곳에서 일정한 각도를 주고 빛을 조사하므로써 형성된다.
즉, 위의 형상들은 상기 마스크의 하측에 위치하는 상기 포토센시티브 유리에 광을 조사할 때, 상기 마스크의 방향을 일정한 각도로 놓거나, 일정한 각도로 놓고 회전하면, 빛의 투과모양이 변화되므로 인해 제작되는 것이다.
상기 스페이서(8)의 상면과 접촉되는 상기 상부기판(1)의 형광체(4)는 사람의 육안으로 감지할 수 있는 민감한 부분이기 때문에, 스페이서(8)의 상면의 면적을 최소화 하여야 양호한 해상도와 선명도 및 밝기를 가지는 필드에미션 디스플레이의 소자가 될 수 있다.
상기 공정에 의하여 제작된 스페이서(8)를 상부기판(1)과 하부기판(2)사이에 마이크로스코프(microscope)를 사용하여 정렬하고, 실런트(sealant;9)로 상, 하부기판(1,2)의 가장자리를 실링하여, 소성한다. 그리고, 하부기판(2)의 구멍(도시안됨)을 통하여 가는관을 연결한 후,어댑터(adaptor)와 펌프를 차례로 연결시켜, 고진공 상태를 유지한다. 그 후, 토치램프(torch lamp)를 이용하여, 절단하면 소정의 필드 에미션 디스플레이 소자가 완성된다.
상기 이미터(5)로부터 전자가 방출되어 상기 상부기판(1)의ㅣ 형광체(4)를 발광시켜 광자를 발생시킬 때에, 스페이서(8)와 상부기판(1)의 형광체(4)와의 접촉면적이 최소화되면 광자가 용이하게 상기 형광체(4)를 발광시킨다. 즉, 해상도와 선명도 및 휘도를 향상하기위해 상기 스페이서(8)와 상기 상부기판(1)의 형광체(4)와의 접촉면적을 최소화할 필요가 있는 것이다.
본 발명에 따른 스페이서는 원뿔형, 사각뿔형, 그리고 쐐기형으로 형성되므로, 상기 스페이서의 상면과 상기 상부기판의 형광체와의 접촉하는 면적이 최소화된다. 그러므로, 충분한 량의 광자가 상기 형광체를 발광시키게 되어 좋은 선명도와 해상도를 얻을수 있다.

Claims (2)

  1. 유리기판의 상부에 형광체가 증착된 상부기판, 유리기판의 상부에 절연막, 게이트 전극, 그리고 이미터가 형성되고 상기 상부기판에 실링되어 결합되는 하부기판, 상기 상부기판과 하부기판 사이의 간격을 소정거리로 유지시키기 위한 스페이서를 구비하는 필드에미션 디스플레이에 있어서, 상기 스페이서는 상기 상부기판과의 접촉면적을 최소화 하는 형상을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 필드에미션 디스플레이의 스페이서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서는 원뿔형, 사각뿔형 또는 쐐기형을 포함하는 것을 특징으로 하는 필드에미션 디스플레이의 스페이서.
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