KR100194052B1

KR100194052B1 - Fed용 스페이서와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100194052B1
Application number: KR1019950043637A
Authority: KR
Inventors: 정성재
Original assignee: 김영남; 오리온전기주식회사
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970030906A

Abstract

본 발명은 FED (Field Emission Display)용 스페이서(Spacer)와 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감광성 글라스기판을 식각하여 제조되는 FED용 스페이서와 그 제조방법에 관한 것으로서, FED의 캐소드와 에노우드 사이에 설치되어 캐소드와 에노드가 소정의 거리를 유지시키는 스페이서에 있어서, FED의 한 픽셀의 한폭의 넓이에 대응하여 한 개 이상의 격벽이 형성된 제1 글라스와, 상기 픽셀의 다른 한 폭의 넓이에 대응하여 한 개 이상의 격벽이 형성된 제2 글라스로 구성되며, 상기 제1 글라스와 제2 글라스를 상호 교차시킨 상태에서 결합하여 상기 픽셀의 넓이에 대응하는 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

FED용 스페이서와 그 제조방법

제1도는 일반적인 FED의 한 3칼라 픽셀(pixel)에 대한 구성을 나타낸 도면.

제2도 (a) ∼ (d)는 본 발명의 한 실시예에 따른 FED용 스페이서의 제조공정을 나타낸 단면도.

제3도는 제2도 FED용 스페이서의 제조공정에 의해 형성된 글라스기판의 구조를 나타낸 평면도.

제4도는 제2도 FED용 스페이서의 제조방법에 의해 제조된 FED용 스페이서의 구조를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명 ITO 도전막 2 : 전면 글라스

3 : 실리콘 기판 4 : 스페이서

5 : 캐소우드 6 : 게이트

7 : 게이트 절연막 8 : 팁

9 : 형광체 21 : 노광용 패턴 마스크

22 : 감광성 글라스 기판 23 : 식각용 마스크

본 발명은 FED (Field Emission Display)용 스페이서 (Spacer)와 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감광성 글라스기판을 식각하여 제조되는 FED용 스페이서와 그 제조방법에 관한 것이다.

진공 마이크로일렉트로닉스 소자들이 가지는 특성은 큰 전류밀도를 발생시킬 수 있다는 것 뿐 만 아니라, 전송 매질이 진공인 관계로 전송에 따른 에너지의 손실이 전혀 발생하지 않으며, 반도체와는 달리 온도에 있어서도 독립적이라는 것이다. 현재, 이러한 특성을 지닌 진공 마이크로일렉트로닉스 소자에 대한 응용이 각분야에서 활발이 진행중에 있으며, 그 가운데에서도 가장 관심이 고조되고 있는 분야가 디스플레이에 대한 분야이다.

FED는 그 우수한 특성으로 차세대 디스플레어로서 가장 각광받고 있는 평판 디스플레이어로서, 전자를 방출하는 포인트(Point) 또는 웨이지(Wadge) 형 이미터(emitter)들의 어레이로 구성된 캐소드와, 형광체(칼라의 경우는 3색 형광체)가 도포된 에노우드로 이루어지며, 이 형광체에 상기 캐소우드로부터 방출된 전자가 충돌함에 따라 형광체가 발광하여 원하는 패턴 또는 문자나 기호를 표시하는 디스플레이이다.

제1도는 일반적인 FED의 한 3칼라 픽셀(pixel)에 대한 구성을 나타낸 도면이다. 전계방출 케소드의 어레이는 절연성 기판, 예컨데 5인치 글라스 웨이퍼나 제1도에서 처럼 실리콘 기판(3) 상에 형성된다. 각각의 픽셀들은 3색 요소들을 포함하며, 전계방출용 팁(8)으로부터 방출될 수 있는 전류밀도는 ∼ 10⁶/cm²가 되도록 제조할 수 있다. 그리고 게이트 전극(6)들은 픽셀내의 3색에 대응되도록 팁(8)들의 상부에 수직으로 형성된다. 또한 전면 글라스(2)의 하측면에는 ITO 투명 도전막(1)과 상기 3원색 형광체(9)가 도포되어 있고, 형광체(9)와 마이크로 팁 어레이가 진공상태 (약 10⁷tor)에서 일정거리를 유지하도록 스페이서(4)가 픽셀 주변에 설치된다. 상기 스페이서(4)에 의해 형성되는 형광체와 케소드(5) 사이의 간격은 팁으로부터 방출된 전자가 다른 픽셀에 수렴되지 않는 범위에서 그 간격을 결정해야 하며, 대부분의 경우 그 간격은 100㎛∼300㎛ 범위 내에서 결정된다.

그런데, 상기와 같은 구성으로 된 FED에 있어서의 스페이서 형성방법은 스크린 프린트방법을 이용하여 절연물질이나 금속물질을 수회 반복 코팅하여 형성토록 되어, 그 두께 조절이 어렵고 코팅시 어라인에서 문제시될 뿐만 아니라 종횡비(aspect ratio)를 증가시키는데도 그 한계가 있었다. 그리고 또한, 상기 문제점을 해결하기 위해 최근 시도되고 있는 실리콘의 방향성 에칭을 통한 스페이서 제작의 경우는 그 공정단계가 과다한 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 감광성 글라스를 사용하여 스페이서를 제작함으로서 그 격벽이 높고, 폭이 좁으며, 또한 높은 밀도의 스페이서 제작이 가능하며, 그 진공배기에 있어서도 보다 우수한 FED용 스페이서와 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 FED용 스페이서의 제조방법은 감광성 글라스에 제조하려는 스페이서의 폭과 간격에 대응하는 스트라이프 형태의 식각용 마스크를 형성시키는 마스크 형성단계와, 상기 마스크 형성단계에 의해 식각용 마스크가 형성된 상기 글라스를 식각하는 식각단계 및, 상기 식각단계에 의해 소정의 간격과 폭의 격벽이 형성된 상기 글라스 두 개를 격벽이 상호 교차되도록 본딩하여 소정의 픽셀의 넓이에 대응하는 스페이서를 형성시키는 본딩단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점에 따른 FED용 스페이서는 FED의 캐소드와 에노우드 사이에 설치되어 캐소드와 에노드를 소정의 거리 유지시키는 FED용 스페이서에 있어서, FED의 한 픽셀의 한폭의 크기에 대응하여 한 개 이상의 격벽이 형성된 제1 스페이서용 격벽과, 상기 픽셀의 다른 한 폭의 크기에 대응하여 한 개 이상의 격벽이 형성된 제2 스페이서용 격벽으로 구성되며, 상기 제1 스페이서용 격벽과 제2 스페이서용 격벽은 상호 교차시킨 상태에서 결합되어 상기 픽셀에 대응하는 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 따른 FED용 스페이서의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따라 감광성 글라스 기판을 사용한 스페이서의 제조는 팬턴화된 글라스를 식각하여 제조해야 하며, 식각을 위해서는 감광성 글라스에 식각용 마스크를 형성해야 한다. 감광성 글라스에 형성될 식각용 마스크의 패턴은 본 발명에 따른 스페이서의 머캐니컬적(mechanical) 구성에 따라 제작된다. 감광성 글라스의 식각용 마스크 형성은 제3도와 같이, 식각 후 글라스 기판에 스프라이 형태의 관통된 골이 형성되도록 노광용 패턴 마스크로 형성시킨다.

상기 식각용 마스크(23)는 식각용 마스크(23)에 대응하는 노광용 패턴 마스크(21)를 상기 감광성 글라스(22)상에 씌운 후, 마스크의 상부에서 출력되는 자외선에 노출시킴으로서 제작된다. 자외선이 글라스(22)에 접촉함에 따라 글라스(22)에는 제2도의 (b)에 나타낸 바와 같은 노광용 패턴 마스크(21)의 이미지가 형성된다. 이어, 노광용 패턴 마스크(21)의 패턴이 형성된 상기 감광성 글라스(22)는 제2도 (b)에 나타낸 바와 같이, 소정 온도의 열을 공급하여 자외선에 노출된 부분을 결정화시키게 되며, 다시 마스크 없이 글라스 전체를 자외선에 노출시키게 되면, 제2도 (c)에 나타낸 바와 같이, 식각용 마스크(23)은 완성된다.

이어, 상기 식각용 마스크가 형성된 글라스 기판(22)을 산으로 식각하게 되면 스페이서의 절반에 해당되는 스페이서의 제작이 완료되게 된다.

지금까지의 과정에 의해 공정에 의해 형성되는 글라스 기판의 형태는 제3도와 같으며, 그 형태는 도면과 같이 공정전의 감광성 글라스의 중심을 기준으로 소정의 넓이를 갖는 일련의 직사각형 형태의 홀이 기판에 뚫린 상태로 된다. 또 하나의 방법을 감광성 글라스 위에 노광용 마스크를 형성할 필요없이 별도로 제작된 마스크를 이용하여 접속식이던 비접촉식이던 감광성 글라스를 노광하면 된다.

상기 제3도에 나타낸 기판은 스페이서의 절반에 해당되며, 스페이서를 완성하기 위해서는 제2도에 나타낸 바와 같은 공정에 의해 제작된 제2의 글라스 기판을 상호 본딩시켜야 되는데, 이 때 두 기판의 결합은 상기 글라스 기판(22)내에 형성된 격벽(24)들이 서로 직교하도록 본딩한다. 그러면, 본딩된 두 기판은 그 내부공간에 다수의 메쉬(mash) 형태의 홀을 구비하게 되며, 이어 이와 같이 결합된 두 기판의 테두리 부분을 제거하게 되면, 제4도에 나타낸 바와 같은 구조의 스페이서가 완성되게 된다.

Claims

FED의 캐소드와 에노우드 사이에 설치되어 캐소드와 에노우드가 소정의 거리를 유지시키는 스페이서에 있어서, FED의 한 픽셀의 한폭의 넓이에 대응하여 한 개 이상의 격벽이 형성된 제1 글라스와, 상기 픽셀의 다른 한 폭의 넓이에 대응하여 한 개 이상의 격벽이 형성된 제2 글라스로 구성되며, 상기 제1 글라스와 제2 글라스를 상호 교차시킨 상태에서 결합하여 상기 픽셀의 넓이에 대응하는 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 FED용 스페이서.
제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 글라스의 격벽은 그 형태가 각각 스트라이프 형태로 되어 상호 본딩시 그 내부에 메시형태의 스페이서 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 FED용 스페이서.
감광성 글라스에 제조하려는 스페이서의 폭과 간격에 대응하는 스트라이프 형태의 식각용 마스크(23)를 형성시키는 식각용 마스크 형성단계와, 상기 식각용 마스크 형성단계에 의해 식각용 마스크가 형성된 상기 글라스를 식각하는 식각단계 및, 상기 식각단계에 의해 소정의 간격과 폭의 격벽이 형성된 상기 글라스 두 개를 격벽이 상호 교차되도록 본딩하여 소정의 픽셀의 넓이에 대응하는 스페이서를 형성시키는 본딩단계로 구성된 것을 특징으로 하는 FED용 스페이서의 제조방법.
제3항에 있어서, 식각용 마스크 (23) 형성단계는 감광용 패턴 마스크를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FED용 스페이서의 제조방법.