KR100434523B1 - 고정세스페이서를채용한전계효과전자방출소자및그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자에 따르면, 스페이서를 두 부분으로 나누어서 형성시킴에 의해서 스페이서의 총 두께를 200㎛ 전후 까지 형성시킬수 있으므로 제작 공정이 매우 쉬우며, 또한 전면 기판 및 배면 기판의 정확한 위치 정합이 이루어지므로 매우 우수한 장점을 가지고 있다. 그리고 고정세 스페이서가 두 부분에서 서로 형성되므로 패널의 가열 밀봉시 스페이서의 균열 현상을 최소한 억제시킬수 있는 효과을 얻을 수 있으므로 패널 진공 패키징 공정의 수율을 90% 이상 까지 향상시킬수 있는 장점도 가진다.

Description

고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자 및 그 제조 방법

본 발명은 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전계효과전자방출소자는 고전계 하에서 진공중으로 전자를 방출하는 마이크로팁을 채용한 것으로, 전자를 응용하는 각종 산업기기 및 평판표시소자 분야에 적용되고 있다.

특히 평판표시소자 분야에 있어서, 최근 액정표시소자와 플라즈마표시소자에 이은 차세대 표시 소자로서 전계 효과를 이용한 전자 방출 디스플레이 장치가 많은 주목을 받고 있다.

현재 전계방출형 평판표시소자의 실용화를 위해서 고진공 패키징 기술이 활발히 연구개발 되고 있으나 아직 까지 여러 공정 및 재료의 검토 단계로서 충분히 안정된 공정 및 재료의 연구 개발이 이루어지지 못하고 있다.

도 1a는 종래의 스페이서의 구조를 보여주는 전계효과전자방출소자의 투시평면도이고, 도 1b는 도 1a의 스페이서의 구조를 보여주기 위해 도 1a의 A-A' 라인을 따라 절개한 전계효과전자방출소자의 발췌 단면도이다. 도시된 바와 같이, 배면 기판(1)의 표면에 음극(2)이 형성되어 있고, 음극(2)의 위에는 홀이 형성된 절연층(3)이 형성되어 있으며, 그 위에 금속 게이트(4)가 절연층(3)의 홀에 대응하는 개구부를 갖도록 형성되어 있으며, 그 안에 마이크로 팁(2')이 원추형으로 형성된다.

특히, 종래의 스페이서(8)는 스트라이프 상의 양극(6)과 형광막(5)이 도포된 전면 기판(7)의 국소 영역에 유리 페이스트를 스크린 프린팅하는 방법에 의해 기둥형으로 형성한 다음, 상기 음극(2), 마이크로팁(2'), 절연층(3) 및 게이트(4)가 형성된 배면 기판(1)에 접착하여 형성된다. 그러나 이러한 스크린 프린팅에 의한 방법은 프린트한 후 유리 페이스트가 굳기 전에 흘러내리는 등의 이유로 정밀한 스페이서의 형성이 어렵다. 특히, 고정세 스페이서의 형성은 스페이서 직경이 약 150㎛ 전후 이므로, 다중 프린트에 의한 다중층(multi-layer) 형성시 유리 페이스트의 흘러내림 때문에 충분한 두께로서 약 200㎛ 형성이 매우 어려운 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 정밀하고 충분한 두께가 보장되는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래의 스페이서의 구조를 보여주는 전계효과전자방출소자의 투시 평면도,

도 1b는 도 1a의 스페이서의 구조를 보여주기 위해 도 1a의 A-A' 라인을 따라 절개한 전계효과전자방출소자의 발췌 단면도,

도 2a는 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 배면 기판의 평면도,

도 2b는 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 전면 기판의 평면도,

도 3a는 도 2a의 배면 기판 및 도 2b의 전면 기판이 결합된 전계방출표시소자의 투시 평면도,

그리고 도 3b는 도 3a의 B-B' 라인들 따라 절개한 발췌 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 배면 기판 2. 음극

2'. 마이크로팁 3. 절연층

4. 게이트 5. 형광막

6. 양극 7. 전면 기판

8. 스페이서 11. 배면 기판

12. 음극 12'. 마이크로팁

13. 절연층 14. 게이트

15. 형광막 16. 양극

17. 전면 기판 18. 스페이서

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자는, 스트라이프 상의 음극 및 상기 음극을 덮고 있는 절연층을 개재시켜 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이 상의 게이트가 형성된 배면 기판; 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 양극이 형성된 전면 기판; 및 상기 배면 기판 및 상기 전면 기판을 소정의 일정한 간격으로 이격되도록하여 주는 스페이서;를 구비하여 된 전계 효과 전자 방출 소자에 있어서, 상기 스페이서는, 상기 게이트 사이에 상기 음극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부재로 상기 배면 기판 상에 형성된 제1스페이서; 및 상기 양극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부재로 상기 전면 기판 상에 형성된 제2스페이서;를 구비하되, 상기 제1스페이서 및 상기 제2스페이서가 +형으로 서로 직교하도록 접촉된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각 상기 스페이서 총 높이의 1/ 2인 100㎛±10㎛ 의 높이로 형성되고, 절연물질로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 제조 방법은, 스트라이프 상의 음극 및 상기 음극을 덮고 있는 절연층을 개재시켜 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이 상의 게이트가 형성된 배면 기판; 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 양극이 형성된 전면 기판; 및 상기 배면 기판 및 상기 전면 기판을 소정의 일정한 간격으로 이격되도록하여 주는 스페이서;를 구비하여 된 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서, (가) 상기 게이트 사이에 상기 음극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부가 형성되도록 상기 배면 기판 상에 제1스페이서를 형성하는 단계; (나) 상기 양극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부가 형성되도록 상기 전면 기판 상에 제2스페이서를 형성하는 단계; (다) 상기 제1스페이서 및 상기 제2스페이서가 +형으로 서로 직교하여 접촉되도록 상기 전면 기판 및 배면 기판을 정합하는 단계; 및 (라) 상기 정합된 전면 기판 및 배면 기판의 가장자리를 봉합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각 상기 스페이서 총 높이의 1/ 2인 100㎛±10㎛ 의 높이로 스크린 프린팅 공정의 후막 형성법을 사용하여 절연 물질로 형성하고, 상기 전면 기판 및 배면 기판의 가장자리 외각 끝단은 저융점 유리 파우더를 사용하여 봉합하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자 및 그 스페이서 제조 방법을 설명한다.

도 2a는 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 배면 기판의 평면도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 전면 기판의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스페이서(18')가 짧은 막대 형상으로 배면 기판(11)의 게이트(14) 전극 사이에 각각 총 스페이서 높이의 약 1/ 2인 100㎛±10㎛ 정도의 높이로 형성된다.

다음에, 전면 기판(17)에는 먼저 ITO (인듐틴 옥사이드)를 사용하여 양극(16)을 형성 시키고, 그위에 본 발명에 따른 스페이서(18")를 배면 기판(11)에 형성되어 있는 스페이서(18')와 직교 교차되는 구조로서 전면 기판(17)의양극(16) 사이에 역시, 총 스페이서 높이의 약 1/ 2인 100㎛±10㎛ 정도로 형성 시킨다. 이와 같이 각각 제작된 배면 기판(11)과 전면 기판(17)의 스페이서(18',18")들을, 도 3a에 도시된 바와 같이, 정확히 정합 시킨 다음, 저융점 유리 파우더인 프리트(frit)를 사용하여 전면 기판 및 배면 기판의 외각 끝단 부분을 봉합한다. 다음에, 고온 열소성을 통하여 밀봉한 후에 가열 배기 장치를 사용하여 전면 기판(17) 및 배면 기판(11)의 내부를 고진공이 되도록 배기해준 다음, 유리 튜브를 열로서 용융하여 밀봉함으로써 전계효과전자방출소자의 패널 제작이 완료된다. 여기서, 상기 스페이서의 재질은 절연체 성분을 가지며, 스크린 프린팅 공정의 후막 형성 기술을 사용하여 형성된다.

이와 같이 완성된 전계효과전자방출소자는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 박막을 사용하여 어레이 형태로 배치된 무수한 마이크로팁으로부터 전자를 방출시켜 이를 형광면에 충돌시켜 원하는 화상표시를 수행하는 특징을 가지고 있다. 이때 마이크로팁(12')은 하나의 최소 화소당 수천개 이상이 집적되어 있는 구조를 가지고 있으며, 이러한 화소는 매트릭스 상으로 배치되는 음극(12)과 게이트(14)의 교차부 마다 하나씩 형성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자는, 그 스페이서를 두 부분으로 나누어서 형성시킴에 의해서 스페이서의 총 두께를 200㎛ 전후 까지 형성시킬수 있으므로 제작 공정이 매우 쉬우며, 또한 전면 기판 및 배면 기판의 정확한 위치 정합이 이루어지므로 매우 우수한 장점을 가지고 있다. 그리고 고정세 스페이서가 두 부분에서 서로 형성되므로 패널의 가열 밀봉시 스페이서의 균열 현상을 최소한 억제시킬수 있는 효과을 얻을 수 있으므로 패널 진공 패키징 공정의 수율을 90% 이상 까지 향상시킬수 있는 장점도 가진다.

Claims (7)

1. 스트라이프 상의 음극 및 상기 음극을 덮고 있는 절연층을 개재시켜 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 게이트가 형성된 배면 기판; 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 양극이 형성된 전면 기판; 및 상기 배면 기판 및 상기 전면 기판을 소정의 일정한 간격으로 이격되도록하여 주는 스페이서;를 구비하여 된 전계 효과 전자 방출 소자에 있어서,

   상기 스페이서는,

   상기 게이트 사이에 상기 음극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부재로 상기 배면 기판 상에 형성된 제1스페이서; 및

   상기 양극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부재로 상기 전면 기판 상에 형성된 제2스페이서;를 구비하되,

   상기 제1스페이서 및 상기 제2스페이서가 +형으로 서로 직교하도록 접촉된 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각 상기 스페이서 총 높이의 1/2인 100㎛±10㎛ 의 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각 스크린 프린팅 공정의 후막 형성법을 사용하여 형성된 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자.
4. 스트라이프 상의 음극 및 상기 음극을 덮고 있는 절연층을 개재시켜 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 게이트가 형성된 배면 기판; 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 양극이 형성된 전면 기판; 및 상기 배면 기판 및 상기 전면 기판을 소정의 일정한 간격으로 이격되도록하여 주는 스페이서;를 구비하여 된 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서,

   (가) 상기 게이트 사이에 상기 음극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부가 형성되도록 상기 배면 기판 상에 제1스페이서를 형성하는 단계;

   (나) 상기 양극과 나란한 방향으로 납작하게 소정의 높이의 돌출부가 형성되도록 상기 전면 기판 상에 제2스페이서를 형성하는 단계;

   (다) 상기 제1스페이서 및 상기 제2스페이서가 +형으로 서로 직교하여 접촉되도록 상기 전면 기판 및 배면 기판을 정합하는 단계; 및

   (라) 상기 정합된 전면 기판 및 배면 기판의 가장자리를 봉합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각 상기 스페이서 총 높이의 1/2인 100㎛±10㎛ 의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 제조 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각 스크린 프린팅 공정의 후막 형성법을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 제조 방법.
7. 제4항에 있어서,

   상기 (라) 단계에서, 상기 전면 기판 및 배면 기판의 가장자리 외각 끝단은 유리 파우더인 프리트(frit)를 사용하여 봉합하는 것을 특징으로 하는 고정세 스페이서를 채용한 전계효과전자방출소자의 제조 방법.

Images