KR100353790B1 - 삽입형스페이서를이용한전계방출표시소자의제조방법 - Google Patents

Abstract

삽입형 스페이서를 이용한 방출 표시소자는 전계 방출 표시소자 내부에 설치되는 스페이서를 스페이서 일체형 너트로 별도로 제작하고, 전계 방출 표시소자의 하부기판과 스페이서의 안정화를 위한 하부 보조기판에 스페이서 일체형 너트의 하단부 둘레의 크기에 부합되는 서로 다른 크기의 구멍을 형성하여, 상기 스페이서 일체형 너트를 끼워넣고, 상.하부기판사이의 공간을 초고진공 상태로 만들어 전계방출 표시소자를 완성하므로 전계 방출 표시소자의 스페이서를 보다 간편하게 제작하고, 스페이서의 크기와 모양을 원하는 데로 형성할 수 있다.

Description

삽입형 스페이서를 이용한 전계방출 표시소자의 제조방법

본 발명은 삽입형 스페이서를 이용한 전계방출 표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 스페이서를 따라 제조하여 전계방출용 표시소자의 하부기판과 하부보조기판에 이미 형성되어 있는 구멍에 삽입한 후, 상부기판을 접합하고 상,하부기판을 실행한 전계방출용 표시소자에 관한 것이다.

종래의 전계방출형 표시소자의 스페이서 제조방법은 폴리이미드를 이용하여 제조하였는데, 그 방법은 하부기판에 폴리이미드를 스크린 프린팅법으로 도포한후, 상기 폴리이미드 상부에 포토레지스트를 형성하고, 상기 포토레지스트를 포토리소그라피 방법으로 소정부분에 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 마스크 패턴이 형성된 기판을 초고진공 상태에서 약 500℃로 1시간 정도 가열하여 스페이서를 제조하였다.

또한, 또다른 천계방출형 표시소자의 스페이서 제조방법으로는, 식각가능한 실리콘 웨이퍼등을 몰드재료로 사용하여 기계적인 방법 즉, 다이아몬트 톱으로 원하는 형상을 만들고, 상기 형상이 완성된 홈에 스페이서로 사용할 재료를 채워넣은후, 상,하부기판 중의 한 곳에 레진으로 접착한 다음, 상기 골드의 재료로 사용된 실리콘 웨이퍼등을 식각하여 제거하면, 상기 원하는 형상과 동일한 스페이서를 제조할 수 있다.

그러나, 종래의 전계방출 표시소자의 스페이서 제조방법 중 폴리이미드를 사용하는 방법은, 하부기판상에 필드 에미터가 완성된 후에 상기 하부기판에 폴리이미드를 스크린 프린팅법으로 도포하기 때문에, 상기 형성되어 있는 필드 에미터의 게이트 전극과 에미터 팁 사이에 플리이미드가 쌓이게 되어 에미터 팁을 손상시킬 수 있고, 또한 전압인가로 인해 전계방출 표시소자의 공간이 고온이 되면 폴리이미드가 손상된다는 문제점이 있다.

또한, 몰드법에 의한 스페이서 제조방법은 기계적인 방법을 사용함으로 홈을 원하는 높이로 제조하기 어렵고, 또한 형성된 스페이서를 한쪽기판에 레진으로 접착하는 것이 쉽지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 삽입형 스페이서를 이용한 전계방출 표시소자의 제조방법은, 따로 스페이서 일체형 너트를 제작하여 놓고, 하부기판을 형성하면서 원하는 곳에 이미 제조된 스페이서 일체형 너트의 스페이서부 둘레크기의 구멍과 너트상단부 둘레크기의 구멍을 연이어 형성하고 세척한후, 상기 하부기판 상부에 필드 에미터를 형성하고, 하부 보조기판에도 스페이서 일체형 너트의 너트하단부 둘레크기에 부합되는 구멍을 형성한 후, 상기 하부 보조기판을 정전접합법으로 하부기판에 접착시키고, 이미 제작된 스페이스를 끼어넣어 전계방출 표시소자를 완성함으로써, 스페이서를 보다 간편하게 제조하고 원하는 크기와 모양으로 스페이서를 형성하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명에 사용되는 상부기판을 나타낸 정단면도.

제2A도는 본 발명에 따른 삽입형 스페이서 일체형 너트의 한 예를 나타낸 사시도.

제2B도는 본 발명에 따른 삽입형 스페이서 일체형 너트의 한 예를 나타낸 단면도.

세3A도는 본 발명에 따른 스페이서 일체형 너트가 삽입될 구멍이 형성되어 있는 필드에미터를 나타낸 사시도.

제3B도는 본 발명에 따른 스페이서 일체형 너트가 삽입될 구멍이 형성되어 있는 A-A선을 절단하여 나타낸 정단면도.

제4A도는 본 발명에 따른 스페이서 일체형 너트가 삽입될 구멍이 형성되어 있는 하부보조기판을 나타낸 사시도.

제4B도는 본 발명에 따른 스페이서 일체형 너트가 삽입될 구멍이 형성되어 있는 상기 하부보조기판의 B-B선을 절단하여나타낸 정단면도.

제5도는 본 발명에 따른 삽입형 스페이서를 이용한 전제 방출 표시소자의 정단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 상부기판 1-1 : 투명유리

1-2 : 투명전극 1-3 : 3원색 형광체

2 : 스페이서 일체형 너트

2-1 : 스페이서 일체형 너트의 스페이서부

2-2 : 하부기판에 삽입될 스페이서 일체형 너트의 너트상단부

2-3 : 하부보조기판에 삽입될 스페이서 일체형 너트의 너트하단부

3 : 하부기판

3-1 : 스페이서 일체형 너트의 스페이서부 둘레크기의 구멍

3-2 : 스페이서 일체형 너트의 너트상단부 둘레크기의 구멍

4 : 하부보조기판

4-1 : 스페이서 일체형 너트의 너트하단부 둘레크기의 구멍

5 : 캐소드 전극 6 : 에미터 팁

7 : 절연체 8 : 게이트 전극

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 스페이서 일체형 너트를 제조하는 단계와, 투명유리 상부에 투명전극을 형성하고, 상기 투명 전극상부에 3원색의 형광체를 도포하여 상부기판을 형성하는 단계와, 하부기판상의 소정부분에 스페이서부가 끼워질 구멍과 니트상단부가 끼워질 구멍을 층이지게 형성하는 단계와, 상기 구멍이 형성된 하부기판 상부에 캐소드 전극을 형성하고, 상기 캐소드 전극 상부에 원추형태인 에미터 팁을 형성하고, 상기 원추형 에미터 팁들 사이에 절연체를 형성한 다음, 상기 절연체 상부에 게이트 전극을 형성하여 3극 필드 에미터를 제조하는 단계와, 하부보조기판에는 스페이서 일체형 너트의 너트하단부가 끼워질 구멍을 형성하는 단계와, 상기 하부보조기판을 상기 하부기판 하부에 서로의 구멍이 부합되게 접합하는 단계와, 상기 하부보조기판 하부로부터 이미 형성되어 있는 스페이서 일체형 너트를 끼워넣는 단계와, 상기 상부기판을 하부기판에 끼워진 스페이서 일체형 너트의 스페이서부 상부에 접합하는 단계와, 상기 상,하부 기판사이의 공간을 초고진공으로 만드는 단계를 포함하는 삽입형 스페이서를 이용한 전제방출 표시소자의 제조방법을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면으로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제 1도는 본 발명에 사용되는 상부기판(1)을 나타낸 것으로, 투명유리(1-1)의 하부에 투명전극(1-2)을 형성하고, 형성된 상기 투명전극(1-2)상부에 3원색의 형광체(1-3)를 도포한 것을 나타낸 것이고, 제 2A도는 본 발명에 따라 별도로 제조된 스페이서 일체형 너트(2)의 한 예인 원형의 스페이서 일체형 너트(2)의 사시도를 나타낸 것이고, 제 2B도는 상기 스페이서 일체형 너트의 단면도를 나타낸 것으로써, 스페이서 일체형 너트의 스페이서부(2-1)와 상기 스페이서 일체형 너트의 스페이서부(2-1) 둘레보다 두꺼운 너트상단부(2-2)로 이루어져 있는 것을 나타낸 것이다. 이때 스페이서 일체형 너트의 형상은 사각형, 원형 등의 원하는 형상으로 제조할 수 있다.

다음으로 도시된 제 3A도는 본 발명에 따른 스페이서 일체형 너트(2)가 삽입될 구멍이 형성되어 있는 필드 에미터의 사시도를 나타낸 것이고, 제 3B도는 제 3A도의 필드 에미터상에 A-A선을 절단하여 단면도를 나타낸 것으로써, 스페이서 일체형 너트의 스페이서부(2-1) 둘레크기의 구멍(3-1)과 상기 스페이서부 둘레크기의구멍(3-1)의 하부에 연이어 스페이서 일체형 너트의 너트상단부(2-2) 둘레크기의 구멍(3-2)이 형성되어 있는 하부기판(3)과, 상기 하부기판(3)의 상부에 형성된 캐소드전극(5)과, 상기 캐소드전극 상부의 소정부분들에 형성된 에미터 팁(6)과 상기에미터 팁(6) 사이에 형성된 절연체(7)와, 상기 절연체(7) 상부에 형성된 게이트전극(8)으로 이루어져 있는 필드 에미터를 나타낸 것이다.

다음으로 도시된 제 4A도는 스페이서 일체형 너트(2)의 너트하단부(2-3)둘레크기의 구멍(4-1)이 형성되어 있는 하부보조기판의 사시도를 나타낸 것이고, 제 4B도는 제 4A도의 하부보조기판상에 B-B선을 절단하여 정단면도를 나타낸 것이다.

다음으로 도시된 제 5도는 본 발명에 따른 삽입형 스페이서를 이용한 전계방출 표시소자를 나타낸 것으로, 이미 형성된 하부기판(3)에 정전접합방법으로 하부보조기판(4)을 접합시킨 후, 상기 하부보조기판(4)에 형성된 구멍(4-1)의 하부로부터 이미 제조된 스페이서 일체형 너트(2)를 삽입한 후, 상기 삽입된 스페이서 일체형 너트(2)의 스페이서(2-1) 상부에 제 1도의 상부기판(1)을 접합시킨다. 다음으로 상기 상부기판(1)과 하부기판(3)의 테두리를 실링하여 접합시키고, 하부보조기판에 삽입된 스페이서 일체형 너트의 하부와 하부보조기판의 접합부분을 실런트를 발라 소성시킨 다음, 상기 상,하부기판 사이의 공간을 진공패키징 기술을 이용하여 초고진공으로 만들어 전계방출 표시소자를 완성한 것을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 전계방출 표시소자의 동작은, 음극선관이나 진공형광 디스플레이나 플라즈마 판넬디스플레이 혹은 액정디스플레이와는 전혀 다른 방법으로 디스플레이를 하는 방법으로, 다수의 에미터를 이용하여 전자를 방출시켜 형광체를발광시키는 방법이다. 다수의 에미터는 유리기판 상부에 반도체 공정을 이용하여 원추형의 금속 에미터 팁을 만든다. 이때 크기는 화소단위로 만들고 각각의 에미터 팁 사이에 절연막을 증착하고, 상기 절연막 상부에 게이트 전극을 형성시킨다. 상부기판은 투명전극과 형광체가 원하는 모양으로 패턴화되어 있고, 이미 제조된 상,하부기판을 일정한 간격을 두고 화소사이에 스페이서를 제조함으로써, 상 하부기판 사이의 진공도와 외부와의 압력차에 변형이 일어나지 않도록 한다.

다음으로 상기 상,하부기판을 잘 정렬한 다음, 상기 상,하부기판의 가장자리를 실링물질을 이용하여 접합하고, 가장자리의 한곳에 구멍을 만들어 세관을 연결하고, 상기 세관에 어댑터를 연결한 다음, 펌프를 이용하여 배기시켜 내부를 초고진공으로 만들어야 소자가 작동한다.

상기 전계방출 표시소자에서 본 발명은 상하부 기판의 변형을 방지하기 위한 스페이서를 제조하는 방법을 강구하였다. 즉, 화소와 화소 사이의 중간에 들어갈 스페이서 자리에 스페이서의 둘레크기와 스페이서 일체형 너트의 너트상단부 둘레 크기의 구멍을 하부기관에 먼저 제조한다. 이때, 형상은 스페이서 일체형 너트의 현상과 동일해야 한다.

또한, 하부보조기판에도 스페이서 일체형 너트의 너트하단부 둘레크기의 구멍을 형성하여 스페이서 일체형 너트를 끼워넣을 때 스페이서 일체형 너트가 안정되도록 한다. 상기 하부기판과 하부보조기판에 형성된 두 구멍에 정확히 맞닿을 수 있도록 스페이서가 형성되어 있고 하부기판의 구멍과 하부보조기판의 구멍의 크기에 맞는 스페이서 일체형 너트를 제조하여 끼워넣고 상부기판을 올려놓은 다음, 상부기판과 하부기판의 가장자리를 정릴하여 실링하고, 스페이서 일체형 너트가 끼워져 있는 하부보조기판의 밑면에도 실런트를 발라서 소성함으로써 본 발명을 완성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 삽입형 스페이서를 이용한 전계방출 표시소자는 스페이서 일체형 너트를 만들어 하부기판과 하부보조기판의 구멍을 통해 끼워넣는 방법을 이용함으로써, 매우 용이하게 스페이서를 제조할 수 있고, 스페이서의 안정화를 위해 하부보조기판의 구멍과 하부기판의 구멍의 크기를 달리하여 안정화를 이루고, 상기 스페이서에 여러가지 방법을 이용하여 게터를 처리할 수 있다.

Claims (4)

1. 전계 방출 표시소자의 하부기판상의 소정부분에 스페이서 일체형 너트의 스페이서부와 너트상단부가 들어갈 구멍을 형성하는 단계와,

   상기 구멍이 형성된 하부기판 상부에 필드 에미터를 형성하는 단계와,

   상기 하부기판에 부착되는 하부보조기판의 소정부분에 스페이서 일체형 너트의 너트하단부 둘레크기의 구멍을 형성하는 단계와,

   상기 하부기판 하부에 형성된 구멍에 별도로 제조된 스페이서 일체형 너트를 끼워 넣은 후, 상기 하부기판에 끼워진 스페이서 일체형 너트의 스페이서부 상부에 상부기판을 접합하는 단계와,

   상기 상.하부기판 사이의 공간을 초고진공으로 만드는 단계를 포함하는 삽입형 스페이서를 이용한 전계 방출 표시소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서 일체형 너트의 형상이 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 삽입형 스페이서를 이용한 전계 방출 표시소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 스페이서 일체형 너트는 스페이서부와 상기 스페이서부 보다 둘레 크기가 큰 너트상단부 및 상기 너트상단부 보다 둘레 크기가 큰 너트하단부로 형성되는 것을 특징으로 하는 삽입형 스페이서를 이용한 전계 방출 표시소자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 하부기판과 하부보조기판의 접합은 정전접합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 삽입형 스페이서를 이용한 전계 방출 표시소자의 제조방법.