KR100254681B1

KR100254681B1 - Method for forming fixing spacer of field emission display using static coupling

Info

Publication number: KR100254681B1
Application number: KR1019970063216A
Authority: KR
Inventors: 이남양; 박세광; 김민수; 정성재
Original assignee: 김영남; 오리온전기주식회사
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990042408A

Abstract

PURPOSE: A method of fixing spacer is provided to be capable of forming a uniform spacer, reducing a process temperature and preventing damage of a peripheral element. CONSTITUTION: An intermediate layer is formed at a fixing position of either one of upper and lower substrates using a photolithography process. The intermediate layer thus formed is made of either one of aluminum(Al) or titanium(Ta). In order to erectly fix a spacer(8) on the intermediate layer, a hard mask(6) is aligned over the intermediate layer so as to fit in a pattern of the intermediate layer. The spacer(8) and the intermediate layer are interconnected so as to be supplied with an electrostatic voltage.

Description

Spacer Fixation Method of Field Emission Display Device Using Electrostatic Junction

본 발명은 정전접합을 이용한 전계방출표시소자의 스페이서 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스페이서 형성을 정전접합 기술을 이용함으로 보다 균일한 스페이싱을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 스페이서 제작공정시 공정상의 온도를 낮출 수 있는 정전접합을 이용한 전계방출표시소자의 스페이서 고정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a spacer of a field emission display device using an electrostatic junction, and more particularly, the formation of a spacer can be performed more uniformly by using an electrostatic bonding technique, and the process temperature during the spacer fabrication process. It relates to a method for fixing a spacer of a field emission display device using an electrostatic junction that can lower the.

일반적으로 전계방출표시소자용 스페이서는 투명전극과 형광층이 형성된 상판과 캐소드 어레이 및 게이트 전극이 형성된 하판을 100마이크로 내지 300마이크로 미터의 간격으로 유지시키는 역할을 하는 구조체이다.In general, a field emission display device spacer is a structure that serves to maintain a top plate on which a transparent electrode and a fluorescent layer are formed, and a bottom plate on which a cathode array and a gate electrode are formed at intervals of 100 to 300 micrometers.

스페이서를 형성하는 종래의 기술로서는 캐소드 어레이와 게이트 전극이 형성되어 있는 하판상에 스페이서용 물질을 균일하게 도포하고 이를 패턴닝하는 사진식각법과, 소정의 직경을 갖는 구형의 스페이서를 산포하는 방법 및 이렇게 제작된 스페이서를 하판에 배열한 후, 상판을 하판과 합작시키는 방법이 검토되고 있다.Conventional techniques for forming a spacer include a photolithography method of uniformly applying and patterning a spacer material on a lower plate on which a cathode array and a gate electrode are formed, a method of dispersing a spherical spacer having a predetermined diameter, and thus After arranging the produced spacers on the lower plate, a method of jointing the upper plate with the lower plate is studied.

상술한 종래에 기술에 있어서, 사진식각법이 미세한 스페이서를 제조하는데 많은 장점을 가지고 있어 널리 이용되고는 있으나, 스페이서재로 형성된 물질상에 감광막패턴을 형성하여, 스페이서를 패턴닝하고 잔존하는 감광막 패턴을 제거하여야 하는 등의 공정과정을 거쳐야하므로 공정이 복잡한 단점이 있었다.In the above-described conventional technique, the photolithography method is widely used because it has many advantages in manufacturing a fine spacer, but by forming a photoresist pattern on a material formed of a spacer material, patterning the spacer and remaining photoresist pattern The process was complicated because it must go through a process such as to remove.

또한 종래의 기술로는 스크린 프린팅법이 알려져 있으나, 이 기술에서는 높은 종횡비(Aspect Ratio)를 구현할 수 없으므로 전계방출표시소자의 형광체의 사용에서 낮은 효율의 저전압용 형광체를 개발하여야 할 뿐만 아니라, 사용되는 패이스트(Paste)의 높이가 불균일하며 공정이 다소 복잡한 문제점이 있었다.In addition, although the screen printing method is known as a conventional technique, since the high aspect ratio cannot be realized in this technique, it is not only necessary to develop a low efficiency phosphor for low voltage in the use of the phosphor of the field emission display device. There was a problem that the height of the paste (Paste) is uneven and the process is somewhat complicated.

그리고, 스페이서 형성을 위해 스페이서용 미세 입자를 기판상에 뿌리는 경우에는 스페이서용 미세입자를 선택적으로 위치시킬 수 없으므로 캐소우드팁을 손상시키기는 등의 문제점이 있었다.In addition, when sputtering the fine particles for the spacer on the substrate to form the spacer, there is a problem such as damaging the cathode tip because it can not selectively position the spacer fine particles.

또한 하판상에 직접 스페이서를 형성하지 않고 개별 공정으로 스페이서를 제조하여 캐소우드 어레이와 게이트 전극이 형성된 하판에 배열되는 방법의 경우에 있어서도 스페이서를 정확한 위치에 정렬 고정시키기는 어렵다.In addition, even in the case where the spacer is manufactured by a separate process without forming the spacer directly on the lower plate and arranged on the lower plate on which the cathode array and the gate electrode are formed, it is difficult to align and fix the spacer in the correct position.

따라서, 본 발명은 종래와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 그 목적은 스페이서 형성을 정전접합 기술을 이용함으로 보다 균일한 스페이싱을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 스페이서 제작 공정시 공정상의 온도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 그이외의 공정작업시 주변기기의 파손을 방지할 수 있는 정전접합을 이용한 전계방출표시소자의 스페이서 고정방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the same problems as before, and its object is not only to perform more uniform spacing by using an electrostatic bonding technique, but also to lower the process temperature during the spacer fabrication process. In addition, the present invention provides a method for fixing a spacer of a field emission display device using an electrostatic junction, which can prevent damage to peripheral devices during other process operations.

도 1a ∼ 도 1e 는 본 발명의 정전접합을 이용한 전계방출표시소자의 스페이서 고정방법의 공정 단계를 나타낸 도면.1A to 1E are diagrams showing the process steps of a method for fixing a spacer of a field emission display device using the electrostatic junction of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

2: 중간층 4: 기판2: intermediate layer 4: substrate

6: 하드 마스크 8: 스페이서6: hard mask 8: spacer

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 정전접합을 이용한 전계장출표시소자의 스페이서 고정방법은, 기판상에 포토리소그래피법에 의해 금속성의 중간층을 패턴닝하는 공정과, 상기 중간층의 사이사이에 하드 마스크를 형성하는 공정과, 상기 하드 마스크를 통하여 형성되어 있는 중간층의 상부측에 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 스페이서와 중간층에 정전접합으로 전압을 인가하여 스페이서를 고정부착 및 하드 마스크를 제거하는 공정으로 이루어지도록 구성된 특징이 있다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the spacer fixing method of the field emission display device using the electrostatic junction of the present invention, the step of patterning a metallic intermediate layer on the substrate by a photolithography method and the Forming a hard mask between the steps; forming a spacer on an upper side of the intermediate layer formed through the hard mask; and applying a voltage to the spacer and the intermediate layer by electrostatic bonding to fix the spacer and attach the hard mask. There is a feature configured to be made to remove the process.

상기와 같이 구성된 본 발명의 정전접합을 이용한 전계장출표시소자의 스페이서 고정방법을 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 상세하게 설명한다.A method of fixing a spacer of a field emission display device using the electrostatic junction according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a ∼ 도 1e 는 본 발명의 정전접합을 이용한 전계방출표시소자의 스페이서 고정방법의 공정 단계를 나타낸 도면이다.1A to 1E are diagrams showing the process steps of a method for fixing a spacer of a field emission display device using the electrostatic junction of the present invention.

본 발명의 전계방출표시소자를 이루는 구성요소로, 형광층과 투명전극이 형성되는 상판과, 캐소드 어레이 및 게이트 전극이 형성되는 하판으로 구성되는 서로의 간격을 일정하게 유지하기 위해 형성된 스페이서(8)를 고정부착하기 위하여, 상판이나 하판을 이루는 어느측의 기판(4)상에 사진 인쇄 기술을 사용하는 것으로 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 고정할 위치에 중간층(2)을 패턴닝하여 형성한다.A spacer constituting the field emission display device according to an embodiment of the present invention, which is formed to maintain a constant gap between the upper plate on which the fluorescent layer and the transparent electrode are formed, and the lower plate on which the cathode array and the gate electrode are formed. In order to fix and attach the intermediate layer 2, the intermediate layer 2 is patterned at a position to be fixed using a photolithography process by using a photolithography technique on either side of the upper substrate or the lower substrate 4. .

상기 기판(2)상에 형성된 중간층(2)은 전압의 인가를 위해 알루미늄(Al) 또는 탄탈륨(Ta) 등을 이용하는 것이 바람직하다.The intermediate layer 2 formed on the substrate 2 is preferably made of aluminum (Al) or tantalum (Ta) for the application of voltage.

상기 중간층(2) 상에 스페이서(8)를 세워서 고정하기 위하여, 식각 공정 또는 레이져 등을 이용하는 공정에 의해 제작된 하드 마스크(Hard Mask)(6)를 기판(2)상에 형성되어 있는 중간층(2)의 패턴에 맞게 정렬하여 형성한다.In order to hold and fix the spacer 8 on the intermediate layer 2, an intermediate layer having a hard mask 6 formed by an etching process or a process using a laser or the like formed on the substrate 2 ( Form by aligning to the pattern of 2).

그리고 상기 기판(2) 상에 형성되어 있는 스페이서(8)와 중간층(2)에 정전전압을 인가하도록 연결한 후에 전압을 인가하는 것으로, 본 발명에서는 유리로 이루어진 기판(2)에는 소듐 이온(Sodium Ion)이 있는 것으로, 일정 온도의 어닐링 포인트에서는 이들 이온이 이동도를 가지게 된다.Then, a voltage is applied to the spacer 8 formed on the substrate 2 and the intermediate layer 2 so as to apply an electrostatic voltage. In the present invention, sodium ions are applied to the glass substrate 2. Ion), these ions have mobility at the annealing point at a constant temperature.

즉, 유리 기판과 실리콘 기판 또는 금속기판을 서로 맞대게 접촉하여 일정온도로 약 300∼500℃의 온도에서 유리 기판에 음극, 실리콘 기판에 양극을 인가하면 유리에서 양이온이 음극의 전극측으로 이동하여 유리의 표면에 수산화물이 발생되고, 음이온(O^-2)은 실리콘 기판과 접촉된 측으로 이동하여 실리콘 기판의 표면과 SiO₂를 형성하여 두 기판을 접합시키게 되는 정전접합을 이용하는 것이다.That is, when a glass substrate and a silicon substrate or a metal substrate are brought into contact with each other and an anode is applied to a glass substrate and a silicon substrate at a temperature of about 300 to 500 ° C. at a predetermined temperature, cations move from the glass to the electrode side of the cathode. Hydroxide is generated on the surface of and anion (O ^-2 ) moves to the side in contact with the silicon substrate to form SiO ₂ with the surface of the silicon substrate to join the two substrates.

상기와 같은 정전접합의 방법에 의해 기판(2)상에 형성되어 있는 스페이서(8)와 중간층(2)에 전압이 인가되어 상기의 작용으로 인하여 서로의 표면에 견고하게 고정부착된다.The voltage is applied to the spacer 8 and the intermediate layer 2 formed on the substrate 2 by the method of electrostatic bonding as described above, and is firmly attached to the surface of each other due to the above action.

또한, 기판(2)과 스페이서(8)의 사이에 형성되어 있는 중간층(2)은, 전압의 수월한 인가를 위하여 금속제나 세라믹제등이 좋으나, 그 중에서도 알루미늄이나, 탄탈륨을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The intermediate layer 2 formed between the substrate 2 and the spacer 8 is preferably made of metal, ceramic, or the like for easy application of voltage. Among them, aluminum or tantalum is most preferable. .

따라서, 상기와 같은 본 발명의 정전접합을 이용한 전계방출표시소자의 스페이서 고정방법으로 인해, 보다 균일한 스페이싱을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 스페이서 제작공정시 공정상의 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.Therefore, the spacer fixing method of the field emission display device using the electrostatic junction of the present invention as described above, not only can be more uniform spacing, but also has the effect of lowering the process temperature during the spacer manufacturing process.

Claims

In the spacer fixing method of the field emission display device using the electrostatic junction,

Patterning the metallic intermediate layer 2 on the substrate 4 by photolithography;

Forming a hard mask 6 between the intermediate layers 2,

Forming a spacer 8 on the upper side of the intermediate layer 2 formed through the hard mask 6;

In the field emission display device using the electrostatic junction characterized in that the step of applying a voltage to the spacer (8) and the intermediate layer (2) by the electrostatic junction, the fixing of the spacer 8 and removing the hard mask (6). Spacer fixing method.

The method of fixing a spacer of a field emission display device using an electrostatic junction according to claim 1, wherein the intermediate layer (2) is aluminum and tantalum.

The method of fixing a spacer of a field emission display device using an electrostatic junction according to claim 1, wherein the hard mask (6) is made of metal and ceramic.

4. The method of claim 1 or 3, wherein the hard mask (6) is formed by an etching process or a laser.