KR100492531B1

KR100492531B1 - Field emission device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR100492531B1
Application number: KR10-2002-0058915A
Authority: KR
Inventors: 강남석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2005-06-02
Also published as: KR20040027148A

Abstract

본 발명은 전계방출소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래 전계방출소자는 스페이서에 의해 전극이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 폴리이미드 상에 스페이서를 장착함으로써, 아웃개싱의 발생으로 고진공의 유지가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 하판유리의 상부에 하부전극, 필드절연막 및 터널링절연막을 순차 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부에 상부전극패드와 상부전극버스를 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부에 오버행 절연막을 형성하는 단계와; 상기 오버행 절연막의 상부일부에 금속 시드층을 형성하는 단계와; 상기 금속 시드층 상에 연성을 가지는 금속을 도금하여 범퍼를 형성하는 단계와; 상기 오버행 절연막, 상부전극버스 및 상부전극패드의 일부를 식각하여 상기 터널링절연막을 노출시킨 후, 그 터널링절연막 상에 상부전극을 형성하는 단계와; 상기 범퍼의 상부에 스페이서를 장착하고, 애노드와 패키징 하는 단계를 통해, 전계방출구조를 가지는 캐소드와; 상기 캐소드의 상부일부에 위치하는 연성을 가지는 금속 범퍼와; 상기 금속 범퍼의 상부에 위치하여, 상기 캐소드와 애노드 사이의 진공영역을 지지하는 스페이서를 가지는 전계방출소자를 제조하여, 스페이서에 의한 전극의 손상을 방지하는 효과와 아울러, 그 금속범퍼를 사용하여 아웃개싱을 방지하여 고진공의 유지가 용이하도록 하여, 전계방출소자의 특성 열화를 방지하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a field emission device and a method of manufacturing the same. In the conventional field emission device, in order to prevent the electrode from being damaged by the spacer, the spacer is mounted on the polyimide, thereby easily maintaining high vacuum due to the occurrence of outgassing. There was a problem that did not. In view of the above problems, the present invention includes the steps of sequentially forming a lower electrode, a field insulating film and a tunneling insulating film on the upper plate glass; Forming an upper electrode pad and an upper electrode bus on the structure; Forming an overhang insulating film on top of the structure; Forming a metal seed layer on an upper portion of the overhang insulating film; Plating a flexible metal on the metal seed layer to form a bumper; Etching the portions of the overhang insulating film, the upper electrode bus, and the upper electrode pad to expose the tunneling insulating film, and then forming an upper electrode on the tunneling insulating film; Mounting a spacer on top of the bumper, and packaging with an anode, the cathode having a field emission structure; A metal bumper having a ductility located at an upper portion of the cathode; A field emission device having a spacer positioned above the metal bumper to support a vacuum region between the cathode and the anode is manufactured to prevent damage of the electrode by the spacer, and is also used out of the metal bumper. By preventing the gassing to facilitate the maintenance of high vacuum, there is an effect of preventing the deterioration of the characteristics of the field emission device.

Description

Field emission device and manufacturing method thereof {FIELD EMISSION DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전계방출소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 스페이서에 의한 전극의 손상을 방지할 수 있는 전계방출소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a field emission device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a field emission device capable of preventing damage to an electrode by a spacer and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 전계방출소자는 하판인 캐소드와 상판인 애노드 사이의 영역은 진공상태이며, 그 진공상태를 유지 및 지지하기 위한 수단으로 스페이서를 사용한다.In general, in the field emission device, the area between the cathode of the lower plate and the anode of the upper plate is in a vacuum state, and a spacer is used as a means for maintaining and supporting the vacuum state.

상기 스페이서는 절연체인 세라믹 또는 유리로 형성한다.The spacer is formed of ceramic or glass as an insulator.

그러나, 상기 스페이서가 지지하는 진공영역과 외기의 대기압의 압력차에 의하여 그 스페이서의 상하부, 즉 스페이서가 접하는 캐소드와 애노드 전극에는 스트레스가 발생한다.However, due to the pressure difference between the vacuum region supported by the spacer and the atmospheric pressure of the outside air, stress is generated in the upper and lower portions of the spacer, that is, the cathode and the anode electrode in contact with the spacer.

특히, 데이터전극과 버스전극이 교차하는 영역에 스트레스가 가해지면, 두 전극이 쇼트되어 불량이 발생하게 된다. 종래에는 이와 같은 스페이서에 의해 불량이 발생하는 것을 방지하기 위하여 폴리이미드 구조물을 스페이서의 하부에 위치시키거나, 두꺼운 절연층을 형성하여 전극이 손상되는 것을 방지하였으며, 이와 같은 종래 전계방출소자 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In particular, when stress is applied to a region where the data electrode and the bus electrode intersect, the two electrodes are short-circuited to cause a defect. Conventionally, in order to prevent defects caused by such spacers, the polyimide structure is placed under the spacers or a thick insulating layer is formed to prevent the electrodes from being damaged. When described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도1a 내지 도1g는 종래 전계방출소자 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 하판유리(1)의 상부일부에 하부전극(2)을 형성하는 단계(도1a)와; 상기 하부전극(2)의 중앙부에 포토레지스트(PR) 패턴을 형성한 후, 노출된 하부전극(2)의 상부에 필드절연막(3)을 형성하는 단계(도1b)와; 상기 포토레지스트(PR)를 제거하고, 노출되는 하부전극(2)의 상부에 터널링절연막(4)을 형성하는 단계(도1c)와; 상기 구조의 상부전면에 상부전극패드(5)와 상부전극버스(6)를 순차적으로 증착하고, 패터닝하여 상기 터널링절연막(4)과 필드절연막(3)의 노출을 차단하는 단계(도1d)와; 상기 구조의 상부에 오버행 절연막(7)을 증착하고, 그 오버행 절연막(7)과 하부의 상부전극버스(6)를 패터닝하여 터널링절연막(4)의 상부측 상부전극패드(5)를 노출시키는 단계(도1e)와; 상기 상부전극패드(5)를 식각함과 아울러 상기 상부전극버스(6)의 측면을 과도 식각하는 단계(도1f)와; 상기 구조의 상부에 금속을 증착하여, 상기 오버행 절연막(7)과 노출된 터널링절연막(4) 및 상부전극패드(5) 상에 상부전극(8)을 형성하는 단계(도1g)로 제조된다.1A to 1G are cross-sectional views of a conventional field emission device fabrication process, forming a lower electrode 2 on an upper portion of the lower glass 1 as shown therein (FIG. 1A); Forming a photoresist (PR) pattern in the center of the lower electrode (2), and then forming a field insulating film (3) on the exposed lower electrode (2) (FIG. 1B); Removing the photoresist (PR) and forming a tunneling insulating film (4) on the exposed lower electrode (2); Sequentially depositing and patterning the upper electrode pad 5 and the upper electrode bus 6 on the upper surface of the structure to block exposure of the tunneling insulating film 4 and the field insulating film 3 (FIG. 1D) and ; Depositing an overhang insulating film 7 on the structure and patterning the overhang insulating film 7 and the lower upper electrode bus 6 to expose the upper electrode pad 5 on the upper side of the tunneling insulating film 4; (Fig. 1e); Etching the upper electrode pad 5 and over-etching the side surface of the upper electrode bus 6 (FIG. 1F); A metal is deposited on the structure to form an upper electrode 8 on the overhang insulating film 7, the exposed tunneling insulating film 4, and the upper electrode pad 5 (FIG. 1G).

이하, 상기와 같이 구성된 종래 전계방출소자 제조방법의 일실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the conventional field emission device manufacturing method configured as described above will be described in more detail.

먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 하판유리(1)의 상부일부에 알루미늄을 증착하고, 그 증착된 알루미늄을 습식식각하여 상기 하판유리(1)의 상부일부에 하부전극(2)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, aluminum is deposited on an upper portion of the lower plate glass 1, and the deposited aluminum is wet-etched to form a lower electrode 2 on an upper portion of the lower plate glass 1.

그 다음, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 하부전극(2)의 중앙부에 포토레지스트(PR) 패턴을 형성한 후, 노출된 하부전극(2)을 양극산화법으로 산화시켜 산화 알루미늄인 필드절연막(3)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1B, a photoresist pattern is formed in the center of the lower electrode 2, and then the exposed lower electrode 2 is oxidized by anodizing to form a field insulating film 3 of aluminum oxide. ).

그 다음, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(PR)를 제거하고, 그 포토레지스트(PR)의 제거로 노출되는 하부전극(2)의 중앙 상부에 터널링절연막(4)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 1C, the photoresist PR is removed, and a tunneling insulating film 4 is formed on the center of the lower electrode 2 exposed by the removal of the photoresist PR.

그 다음, 도1d에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 텅스텐과 알루미늄을 성막하여 상부전극패드(5)와 상부전극버스(6)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 1D, tungsten and aluminum are deposited on the upper surface of the structure to form the upper electrode pad 5 and the upper electrode bus 6.

그 다음, 상기 형성된 상부전극패드(5)와 상부전극버스(6)를 패터닝하여 상기 터널링절연막(4)과 필드절연막(3)의 상부측에만 선택적으로 위치하도록 한다.Then, the formed upper electrode pad 5 and the upper electrode bus 6 are patterned so as to be selectively positioned only on the upper side of the tunneling insulating film 4 and the field insulating film 3.

그 다음, 도1e에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부에 실리콘 질화막(SiNx)을 증착하여 오버행 절연막(7)을 형성한다.Then, as shown in Fig. 1E, a silicon nitride film SiNx is deposited on top of the structure to form an overhang insulating film 7.

그 다음, 그 오버행 절연막(7)과 하부의 상부전극버스(6)를 패터닝하여 터널링절연막(4)의 상부측 상부전극패드(5)를 노출시킨다.Next, the overhang insulating film 7 and the lower upper electrode bus 6 are patterned to expose the upper electrode pad 5 of the upper side of the tunneling insulating film 4.

그 다음, 도1f에 도시한 바와 같이 상기 상부전극패드(5)를 식각함과 아울러 상기 상부전극버스(6)의 측면을 과도 식각한다.Next, as shown in FIG. 1F, the upper electrode pad 5 is etched and the side surface of the upper electrode bus 6 is excessively etched.

그 다음, 도1g에 도시한 바와 같이, 상기 구조의 상부에 Ir/Pt/Au를 증착하여, 상기 오버행 절연막(7)과 노출된 터널링절연막(4) 및 상부전극패드(5) 상에 상부전극(8)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 1G, Ir / Pt / Au is deposited on top of the structure, and the upper electrode on the overhang insulating film 7, the exposed tunneling insulating film 4, and the upper electrode pad 5, respectively. (8) is formed.

이와 같은 과정을 통해 제조된 전계방출소자의 하판, 즉 캐소드는 상판인 애노드와 접합되며, 그 캐소드와 애노드 사이의 진공영역을 유지하기 위하여, 캐소드와 애노드 사이에 스페이서를 장착한다.The lower plate, that is, the cathode, of the field emission device manufactured through the above process is bonded to the anode, which is the upper plate, and in order to maintain a vacuum area between the cathode and the anode, a spacer is mounted between the cathode and the anode.

상기 스페이서가 장착된 구조를 도2에 도시하였다.2 shows a structure in which the spacer is mounted.

즉, 캐소드(10)와 애노드(20)의 사이에는 진공영역(40)이며, 이때, 진공영역의 유지를 위해 스페이서(30)를 설치한다.That is, the vacuum region 40 is between the cathode 10 and the anode 20, and in this case, a spacer 30 is provided to maintain the vacuum region.

상기 캐소드(10)의 상부에는 절연막 또는 폴리이미드(Polyimide)가 두껍게 위치하며, 그 상부에 스페이서(30)가 장착된다.An insulating film or polyimide is thickly positioned on the cathode 10, and a spacer 30 is mounted on the cathode 10.

상기 절연막 또는 폴리이미드는 스페이서가 유지하는 대기압과 진공영역의 기압차에 의한 압력에 의하여 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.The insulating film or the polyimide can prevent the electrode from being damaged by the pressure caused by the atmospheric pressure difference between the atmospheric pressure and the vacuum region held by the spacer.

그러나, 상기 폴리이미드를 사용하는 경우에는 폴리이미드에서 진공으로 아웃개싱(outgassing)이 발생하여, 고진공의 유지가 용이하지 않다.However, when the polyimide is used, outgassing occurs in a vacuum from the polyimide, and high vacuum is not easily maintained.

또한, 프릿(frit)을 사용하는 경우에는, 바인더를 제거하기 위하여, 프릿을 도포한 후 가소하는 열공정을 사용해야 하며, 바인더의 일부가 잔존하는 경우에는 역시 아웃개싱으로 인한 고진공의 유지가 이루어지지 않으며, 진공도가 저하되는 경우에는 아킹(arcing)이 발생하여 소자가 손상된다.In addition, in the case of using the frit, in order to remove the binder, a thermal process of applying the frit and then calcining should be used, and if a part of the binder remains, high vacuum is not maintained due to outgassing. If the degree of vacuum decreases, arcing occurs and the device is damaged.

또한, 두꺼운 절연막을 사용하는 경우에는 절연막을 식각하는 것이 용이하지 않으며, 하지막에 스트레스를 주게 된다.In addition, in the case of using a thick insulating film, it is not easy to etch the insulating film and stress the underlying film.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 스페이서에 의한 전극의 손상을 방지함과 아울러 고진공의 유지가 용이한 전계방출소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a field emission device and a method of manufacturing the same, which prevent the electrode from being damaged by a spacer and maintain a high vacuum.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아웃개싱이 발생하지 않고, 연성을 가져 스페이서의 압력을 완화시킬 수 있는 금속 범퍼를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object is configured to include a metal bumper that does not occur outgassing, can have a ductility to relieve the pressure of the spacer.

상기 금속 범퍼는 도금법으로 형성되며, 도금법을 사용하기 위하여 시드 금속층을 가지는 것을 특징으로 한다.The metal bumper is formed by a plating method and has a seed metal layer to use the plating method.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

도3a 내지 도3g는 본 발명 전계방출소자의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 하판유리(1)의 상부일부에 하부전극(2)을 형성하고, 그 하부전극(2)의 측면부에 필드절연막(3)을 형성하고, 그 필드절연막(3) 사이에 노출된 하부전극(2)의 중앙상부에 터널링절연막(4)을 형성하는 단계(도3a)와; 상기 구조의 상부전면에 상부전극패드(5)와 상부전극버스(6)를 순차적으로 형성하고, 그 상부전극버스(6)의 상부에 오버행 절연막(7)을 증착한 후, 그 오버행 절연막(7)의 상부에 시드금속층(9)을 형성하는 단계(도3b)와; 상기 증착된 시드금속층(9)을 패터닝하여 하부전극(2)의 상부측에 위치하는 필드절연막(3)에 대향하는 오버행 절연막(7)의 상부측에 시드금속층(9) 패턴을 형성하는 단계(도3c)와; 상기 시드금속층(9) 패턴의 상부에 금속을 도금하여 범퍼(50)를 형성하는 단계(도3d)와; 상기 오버행 절연막(7)과 그 하부의 상부전극버스(6)를 패터닝하여 터널링절연막(4)의 상부측 상부전극패드(5)를 노출시키는 단계(도3e)와; 상기 상부전극패드(5)를 식각함과 아울러 상기 상부전극버스(6)의 측면을 과도 식각하는 단계(도3f)와; 상기 구조의 상부에 금속을 증착하여, 상기 오버행 절연막(7)과 노출된 터널링절연막(4) 및 상부전극패드(5) 상에 상부전극(8)을 형성하는 단계(도3g)로 구성된다.3A to 3G are cross-sectional views of a manufacturing process of the field emission device according to the present invention. As shown therein, a lower electrode 2 is formed at an upper portion of the lower plate glass 1, and a side portion of the lower electrode 2 is formed. Forming a field insulating film (3) and forming a tunneling insulating film (4) over the center of the lower electrode (2) exposed between the field insulating films (3); The upper electrode pad 5 and the upper electrode bus 6 are sequentially formed on the upper surface of the structure, the overhang insulating film 7 is deposited on the upper electrode bus 6, and then the overhang insulating film 7 is formed. Forming a seed metal layer 9 on the top) (FIG. 3B); Patterning the deposited seed metal layer 9 to form a seed metal layer 9 pattern on an upper side of the overhang insulating layer 7 facing the field insulating layer 3 positioned on the upper side of the lower electrode 2 ( 3c); Forming a bumper (50) by plating a metal on top of the seed metal layer (9) pattern (FIG. 3D); Patterning the overhang insulating film 7 and the lower upper electrode bus 6 to expose the upper upper electrode pad 5 of the tunneling insulating film 4 (FIG. 3E); Etching the upper electrode pad 5 and over-etching the side surface of the upper electrode bus 6 (FIG. 3F); A metal is deposited on top of the structure to form an upper electrode 8 on the overhang insulating film 7, the exposed tunneling insulating film 4, and the upper electrode pad 5 (FIG. 3G).

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention having the above configuration will be described in more detail.

먼저, 도3a에 도시한 바와 같이 하판유리(1)의 상부에 알루미늄을 증착하고, 그 알루미늄을 습식식각하여, 하판유리(1)의 상부일부에 하부전극(2)을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, aluminum is deposited on the upper plate glass 1, and the aluminum is wet etched to form a lower electrode 2 on an upper portion of the lower plate glass 1.

그 다음, 상기 하부전극(2)의 중앙상부에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 노출된 하부전극(2)의 측면부를 양극산화시켜 필드절연막(3)을 형성한다.Next, after forming a photoresist pattern on the center of the lower electrode 2, the side surface portion of the exposed lower electrode 2 is anodized to form the field insulating film 3.

그 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하고, 그 필드절연막(3) 사이에 노출된 하부전극(2)의 중앙상부에 터널링절연막(4)을 형성한다.Then, the photoresist pattern is removed, and a tunneling insulating film 4 is formed on the center of the lower electrode 2 exposed between the field insulating film 3.

그 다음, 도3b에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 알루미늄과 크롬을 순차적으로 증착하여 상부전극패드(5)와 상부전극버스(6)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, aluminum and chromium are sequentially deposited on the upper surface of the structure to form the upper electrode pad 5 and the upper electrode bus 6.

그 다음, 상기 상부전극버스(6)의 상부에 실리콘 산화막을 증착하여 오버행 절연막(7)을 형성한다.Next, a silicon oxide film is deposited on the upper electrode bus 6 to form an overhang insulating film 7.

그 다음, 상기 오버행 절연막(7)의 상부에 크롬을 증착하여 시드금속층(9)을 형성한다.Next, chromium is deposited on the overhang insulating layer 7 to form a seed metal layer 9.

그 다음, 도3c에 도시한 바와 같이 상기 증착된 시드금속층(9)을 패터닝하여 하부전극(2)의 상부측에 위치하는 필드절연막(3)에 대향하는 오버행 절연막(7)의 상부측에 시드금속층(9) 패턴을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 3C, the deposited seed metal layer 9 is patterned to seed the upper side of the overhang insulating layer 7 facing the field insulating layer 3 positioned on the upper side of the lower electrode 2. The metal layer 9 pattern is formed.

그 다음, 도3d에 도시한 바와 같이 상기 시드금속층(9) 패턴의 상부에 Au를 도금하여 범퍼(50)를 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 3D, Au is plated on the seed metal layer 9 pattern to form a bumper 50.

상기 범퍼(50)는 스페이서가 장착되는 위치이며, 상기 Au는 재료의 특성상 연성(DUCTILE)을 가지고 있어, 대기압과 고진공의 기압차에 의해 스페이서가 누르는 힘을 흡수할 수 있게 된다.The bumper 50 is a position at which the spacer is mounted, and the Au has a softness (DUCTILE) due to the characteristics of the material, thereby absorbing the pressing force of the spacer by the pressure difference between atmospheric pressure and high vacuum.

이와 같은 연성을 가지는 재료로는 Au, Cu, Ag, Cr, Ni, Fe, Ni-Fe합금을 예로 들 수 있으며, 상기 나열한 재료를 도금하여 범퍼(50)를 형성할 수 있다.Examples of such ductile materials include Au, Cu, Ag, Cr, Ni, Fe, and Ni-Fe alloys, and the bumpers 50 may be formed by plating the above-listed materials.

상기 도금법은 짧은 시간내에 두꺼운 금속막을 형성할 수 있어, 공정의 시간이 짧아지며, 별도의 패터닝 공정이 필요하지 않아 공정이 용이해진다.The plating method can form a thick metal film within a short time, the process time is shortened, and a separate patterning process is not required, which facilitates the process.

또한, 금속을 이용하여 스페이서의 완충작용을 하는 범퍼를 형성하기 때문에, 종래와 같이 아웃개싱이 발생하는 것을 방지하여, 고진공을 유지하기가 용이하며, 전계방출소자의 특성열화를 방지할 수 있게 된다.In addition, since the bumper that buffers the spacer is formed using a metal, it is possible to prevent outgassing as in the prior art, to easily maintain a high vacuum, and to prevent deterioration of characteristics of the field emission device. .

그 다음, 도3e에 도시한 바와 같이 상기 오버행 절연막(7)과 그 하부의 상부전극버스(6)를 패터닝하여 터널링절연막(4)의 상부측 상부전극패드(5)를 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 3E, the overhang insulating film 7 and the lower upper electrode bus 6 are patterned to expose the upper upper electrode pad 5 of the tunneling insulating film 4.

그 다음, 도3f에 도시한 바와 같이 상기 상부전극패드(5)를 식각함과 아울러 상기 상부전극버스(6)의 측면을 과도 식각한다.Next, as shown in FIG. 3F, the upper electrode pad 5 is etched and the side surface of the upper electrode bus 6 is excessively etched.

그 다음, 도3g에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부에 금속을 증착하여, 상기 오버행 절연막(7)과 노출된 터널링절연막(4) 및 상부전극패드(5) 상에 상부전극(8)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3G, a metal is deposited on the structure to form an upper electrode 8 on the overhang insulating layer 7, the exposed tunneling insulating layer 4, and the upper electrode pad 5. do.

도4는 스페이서가 장착된 본 발명 전계방출소자의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 범퍼(50)는 연성을 가지는 금속층이며, 진공영역(40)과 캐소드(10) 및 애노드(20)의 외측의 대기압의 차에 의해 스페이서(30)에 인가되는 압력에 의해 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.4 is a cross-sectional view of the field emission device according to the present invention, in which the bumper 50 is a flexible metal layer, and the outer side of the vacuum region 40 and the cathode 10 and the anode 20 are shown in FIG. It is possible to prevent the electrode from being damaged by the pressure applied to the spacer 30 by the difference in atmospheric pressure.

도5는 상기와 같이 스페이서를 장착한 후, 실을 사용하여 진공영역을 봉지한 패널의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 진공영역(40)은 실(60)에 의해 유지되며, 봉지된 이후에 금속 범퍼(50)로 부터 아웃개싱이 발생하지 않으므로, 진공영역(40)은 고진공 상태로 유지될 수 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a panel encapsulating a vacuum region using a seal after mounting the spacer as described above. As shown therein, the vacuum region 40 is held by the seal 60, and after sealing Since outgassing does not occur from the metal bumper 50, the vacuum region 40 can be maintained in a high vacuum state.

상기한 바와 같이 본 발명 전계방출소자 및 그 제조방법은 스페이서가 설치되는 캐소드 상에 연성을 가지는 금속범퍼를 형성하여, 스페이서에 의한 전극의 손상을 방지하는 효과와 아울러, 그 금속범퍼를 사용하여 아웃개싱을 방지하여 고진공의 유지가 용이하도록 하여, 전계방출소자의 특성 열화를 방지하는 효과가 있다.As described above, the field emission device of the present invention and the method for manufacturing the same have an effect of forming a flexible metal bumper on the cathode on which the spacer is installed and preventing damage to the electrode by the spacer, and using the metal bumper out. By preventing the gassing to facilitate the maintenance of high vacuum, there is an effect of preventing the deterioration of the characteristics of the field emission device.

또한, 상기 금속범퍼를 도금법으로 형성하여 공정시간을 단축하며, 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the metal bumper may be formed by a plating method to shorten the process time and may simplify the process.

도1a 내지 도1g는 종래 전계방출소자의 제조공정 수순단면도.1A to 1G are cross-sectional views of a conventional process for manufacturing a field emission device.

도2는 종래 전계방출소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a conventional field emission device.

도3a 내지 도3g는 본 발명 전계방출소자의 제조공정 수순단면도.3A to 3G are cross-sectional views of the manufacturing process of the field emission device of the present invention.

도4는 본 발명 전계방출소자의 단면도.4 is a cross-sectional view of the field emission device of the present invention.

도5는 전계방출소자의 전체를 표현한 개략적인 단면도.5 is a schematic cross-sectional view showing the whole of the field emission device.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1:하판유리 2:하부전극1: bottom glass 2: bottom electrode

3:필드절연막 4:터널링절연막3: field insulating film 4: tunneling insulating film

5:상부전극패드 6:상부전극버스5: Upper electrode pad 6: Upper electrode bus

7:오버행 절연막 8:상부전극7: overhang insulating film 8: upper electrode

9:시드금속층 10:캐소드9: seed metal layer 10: cathode

20:애노드 30:스페이서20: anode 30: spacer

40:진공영역 50:금속 범퍼40: vacuum area 50: metal bumper

Claims

A cathode having a field emission structure; A metal bumper having a ductility located at an upper portion of the cathode; And a spacer positioned above the metal bumper to support a vacuum region between the cathode and the anode.

The field emission device of claim 1, wherein the metal bumper is one selected from Au, Cu, Ag, Cr, Ni, Fe, and Ni-Fe alloy.

Sequentially forming a lower electrode, a field insulating film, and a tunneling insulating film on the lower plate glass; Forming an upper electrode pad and an upper electrode bus on the structure; Forming an overhang insulating film on top of the structure; Forming a metal seed layer on an upper portion of the overhang insulating film; Plating a flexible metal on the metal seed layer to form a bumper; Etching the portions of the overhang insulating film, the upper electrode bus, and the upper electrode pad to expose the tunneling insulating film, and then forming an upper electrode on the exposed structure of the tunneling insulating film; And mounting a spacer on the upper portion of the bumper and packaging the anode.

The method of claim 3, wherein the bumper is formed by plating one metal selected from Au, Cu, Ag, Cr, Ni, Fe, and Ni—Fe alloys.