KR100698456B1 - 전자원 및 화상표시장치의 제조방법 - Google Patents

전자원 및 화상표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

전자원의 제조방법에 있어서, 복수개의 전자방출소자를 매트릭스배선에 의해 접속해서 구동하고, 이들 매트릭스배선간의 교차부에 있어서의 단락영역에서 상기 매트릭스배선의 상부배선을 부분적으로 제거함으로써, 단락을 제거하여, 매트릭스배선의 전기적 접속관계를 효과적으로 수복한다.

Description

전자원 및 화상표시장치의 제조방법{PRODUCTION METHOD OF ELECTRON SOURCE AND IMAGE DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 전자원의 일례의 평면 개략도
도 2A 및 도 2B는 도 1의 수복 영역의 부분 확대도
도 3은 도 1의 수복 영역의 부분 확대도
도 4는 상층 배선이 하층 배선보다도 좁은 매트릭스 배선에 있어서의 수복 영역을 나타낸 도면
도 5는 상층 배선과 하층 배선이 경사져서 교차하는 매트릭스 배선에 있어서의 수복 영역을 나타낸 도면
도 6은 상층 배선과 하층 배선이 경사져서 교차하는 매트릭스 배선에 있어서의 수복 영역을 나타낸 도면
도 7은 제 1실시예에 의해 제작된 매트릭스 배선의 교차영역의 단면 개략도
도 8A 및 도 8B는 표면 전도형 전자방출소자의 일례의 개략도
도 9는 도 8의 전자방출소자를 이용해서 구성된 화상표시장치의 패널의 개략 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판 2, 3: 소자 전극
7: 소자막 8: 전자 방출영역
10: 하층 배선 11: 절연층
12: 상층 배선 13: 단락영역
14: 수복 영역 51: 전자원 기판
52: X방향 배선 53: Y방향 배선
54: 전자방출소자 61: 리어 플레이트
62: 지지프레임 63: 유리 기판
64: 형광체막 65: 메탈 백
66: 페이스 플레이트 67: 외위기
68: 고압 전원
본 발명은, 매트릭스 배선의 각 교점에 전자방출소자를 배치한 전자원의 제조방법과, 해당 전자원을 이용해서 구성된 화상표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
근년, 평판형 표시장치로서, 자체 발광형의 전자방출소자를 리어 플레이트상에 매트릭스형상으로 배치한 전자원과, 형광체를 지니는 페이스 플레이트를 갖춘 화상표시장치가 제안되어 있다. 종래부터, 전자방출소자는, 크게 나누어, 열전자방출소자와 냉음극 전자방출소자가 알려져 있고, 냉음극 전자방출소자에는, 전계 방출형(FE형), 금속/절연층/금속형(MlM형), 표면 전도형 전자방출소자 등이 있다. 표면 전도형 전자방출소자는, 기판상에 형성된 소형 면적의 박막에, 해당 막면에 평행하게 전류를 흐르게 하는 것을 허용함으로써, 전자 방출이 일어난다. 박막의 재료로서는, SnO2, Au, In2O3/SnO2, 카본 등이 제안되어 있다.
도 8A 및 도 8B는, 표면 전도형 전자방출소자의 일구성예를 개략적으로 나타내고 있다. 이들 도면 중, (1)은 기판, (2), (3)은 소자 전극, (7)은 소자막, (8)은 전자 방출영역이다. 또, 도 8A는 평면 개략도이고, 도 8B는 도 8A의 선 8B-8B를 따라 자른 단면도이다.
도 8A 및 도 8B의 전자방출소자는, 기판(1)상에 소자 전극(2), (3)을 형성한 후, 해당 소자 전극(2), (3)을 연통하도록 도전성의 소자막(7)을 형성하고, 소자 전극(2), (3)간에 전압을 인가해서 소자막(7)에 통전 포밍으로 불리는 통전 조작을 실시함으로써, 해당 소자막(7)을 국소적으로 파괴, 변형 혹은 변질시켜, 전기적으로 고저항인 전자 방출영역(8)을 형성하도록 구성되어 있다.
도 9에는, 도 8A 및 도 8B의 전자방출소자를 이용해서 구성된 화상표시장치의 패널 구성예가 개략적으로 표시되어 있다. 도면 중, (51)은 전자원 기판, (52)는 X방향 배선, (53)은 Y방향 배선, (54)는 전자방출소자, (61)은 리어 플레이트, (62)는 지지프레임, (63)은 유리 기판, (64)는 형광막, (65)는 메탈 백, (66)은 페이스 플레이트, (67)은 외위기, (68)은 고압 전원이다.
도 9에 나타낸 바와 같은 자체 발광형의 전자방출소자(54)를 리어 플레이트 (61)상에 매트릭스형상으로 배치한 화상표시장치에 있어서는, 복수의 전자방출소자(54)에 급전하기 위해서, X방향 배선(52)과 Y방향 배선(53)이 설치되어, 각각의 배선의 교점에는 적어도 쌍방의 배선이 전기적으로 단락되지 않도록, 절연층(도시생략)이 배치되어 있다.
이러한 화상표시장치에 있어서는, X방향 배선과 Y방향 배선의 교점에 있어서, 절연층을 통해서 상하에 위치하는 배선간에 단락이 일어나는 경우가 종종 있다. 단락이 일어나는 장소는, 순차 수복된다. 예를 들면, 상기 화상표시장치의 배선 형상과는 다르지만, 반도체층을 통해서 상하에 위치하는 도전층에 단락이 일어난 경우의 수복예로서 일본국 공개특허 평 09-266322호 공보에, 레이저에 의한 수복 방법이 제안되어 있다.
그렇지만, 상기 화상표시장치에 있어서 상하배선사이의 단락을 수복하기 위해 상기 일본국 공개특허 평 09-266322호 공보에 기재된 그대로의 수복방법을 적용하도록 시도한 경우에도, 수복작업에 있어서의 시간유용성이 낮고, 또한, 시간유용성을 개선하고자 노력한 경우, 그러한 노력의 결과 많은 단락영역이 여전히 남아 있는 경우가 종종 있다.
본 발명의 목적은, 복수의 전자방출소자를 매트릭스 배선에서 구동하는 전자원 및 해당 전자원을 이용함으로써 구성되는 화상표시장치에 있어서, 매트릭스 배선의 교점에 있어서의 단락영역을 효율적으로 수복하는 공정을 구비한 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 1측면은, 복수본의 상층 배선과; 절연층을 통해서 해당 상층 배선과 교차하는 복수본의 하층 배선과; 각각 상기 상층 배선 및 하층 배선에 접속된 복수개의 전자방출소자를 구비한 전자원의 제조방법에 있어서, 기판상에 상기 하층 배선, 절연층 및 상층 배선을 형성하는 공정과, 그 형성공정후, 해당 하층 배선과 상층 배선이 교차하는 영역내에서 상기 하층배선과 상기 상층배선간의 단락영역을 포함하는 상기 상층배선의 부분 영역을 제거하는 공정을 구비하고, 상기 상층배선의 제거해야할 부분영역이 상기 하층배선의 폭방향에 있어서 해당 하층배선의 양 자장자리를 넘어서 뻗지만, 상기 상층배선의 폭방향에 있어서는 해당 상층배선의 적어도 한쪽 가장자리를 넘어서 뻗지 않는 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법이다.
본 발명에 있어서는, 다음과 같은 구성을 바람직한 형태로서 포함한다.
상기 상층 배선의 부분영역을 제거하는 공정이, 그 부분영역에 대해서 레이저 조사를 수행하는 것이다. 특히, 레이저 조사는 수회 행한다. 또는, 빔 스폿의 외주 부분이 안쪽 부분보다도 출력이 작다. 또는, 레이저 조사를 수행하는 기간동안, 적어도 1회이상, 조사하는 레이저의 빔 스폿을 변경한다.
상기 상층 배선의 제거 공정이, 기계적 절삭 공정이다.
상기 상층 배선의 제거 공정이, 기계적 절삭후에 레이저 조사를 수행하는 공정이다.
본 발명의 제 2측면은, 복수본의 상층 배선과; 절연층을 통해서 해당 상층 배선과 교차하는 복수본의 하층 배선과; 상기 상층 배선과 하층 배선과의 각 교점에 있어서 각 배선에 접속된 소자 전극을 지닌 전자방출소자를 가지는 전자원; 및 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 발광 재료를 구비한 화상표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 본 발명의 전자원의 제조방법에 의해 상기 전자원을 제조하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치의 제조방법이다.
본 발명에 의하면, 하층 배선과의 단락영역을 효율적으로, 또한 비교적 신뢰성 있게 제거하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 신뢰성이 높은 화상표시장치를, 효율적으로 제조해서, 보다 염가로 제공할 수가 있다.
이하에, 본 발명의 실시 형태를 예시적으로 자세하게 설명하지만, 해당 실시 형태에 기재되어 있는 치수, 재질, 형상, 상대 배치 등은, 다른 기재가 없는 한, 하기 설명한 범위로 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 전자원의 일례의 평면 개략도이다. 해당 도면 중, (1)은 기판, (2), (3)은 소자 전극, (7)은 소자막, (8)은 전자방출영역, (10)은 하층 배선, (11)은 절연층, (12)는 상층 배선, (13)은 절연층(11)에 생긴 단락영역, (14)는 수복을 위해서 상층 배선(12)을 부분적으로 제거한 영역(수복 영역)이다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 전자원은, 기판(1)상에 복수본의 하층 배선(10)과 해당 하층 배선(10)과는 절연층(11)을 통해서 교차하는 복수본의 상층 배선(12)을 구비하고, 또한, 상기 상층 배선(12)과 하층 배선(10)과의 교차영역에 있어, 각 배선에 접속되는 소자 전극(2), (3)을 가지는 전자방출소자를 구비하고 있다. 각 전자방출소자는, 소자 전극(2), (3)과, 전자 방출영역(8)을 가지는 소자막(7)을 구비하고 있다.
도 1의 전자원에 있어서, 하단의 상층 배선(12)과 하층 배선(10)에 있어서의 중앙열과의 교차부의 수복 영역(14)을 포함하는 주변부의 부분 확대도를 도 2A 및 도 2B에 표시하고, 상단의 상층 배선(12)과 하층 배선(10)에 있어서의 우측 열과의 교차부의 수복 영역(14)을 포함하는 주변부의 확대도를 도 3에 표시한다. 또, 도 2A, 도 2B 및 도 3에 있어서, 전자방출소자와 관련되는 부재는 생략하였다. 도 2A 및 도 2B에 있어서, 도 2B는 도 2A의 2B-B선을 따라 자른 단면도이다.
도 2A 및 도 2B에 표시한 바와 같이, 본 발명에 의한 수복 영역(14)은, 상층 배선(12)을 부분적으로 제거함으로써 절연층(11)이 노출된 영역이다.
본 발명에 있어서는, 수복 영역(14)의 상층 배선(12)의 폭방향에 있어서의 최대폭(Rov)이, 상층 배선(12)의 폭(Wov)보다도 작다. 즉, 도면에 표시한 바와 같이, 수복영역(14)은 상층배선(12)의 폭방향에 있어서의 상층배선(12)의 적어도 하나의 가장자리부분과 교차하지 않으므로, 수복 공정에 있어서 상층 배선(12)이 단선될 우려는 없다. 또, 본 발명에서는, 수복 영역(14)의, 하층 배선(10)의 폭방향에 있어서의 최대폭(Run)이, 하층 배선(10)의 폭(Wun)보다도 크다. 즉, 도면에 표시한 바와 같이, 수복영역(14)이 하층배선(10)의 폭방향에 있어서의 하층배선(10)의 양 가장자리와 교차하므로, 수복에 의해 단락영역(13)과 상층 배선(12)과의 전기적인 차단이 확실히 수행된다. 즉, 도 2A, 도 2B 및 도 3에 있어서는, Rov<Wov, 또한, Run≥Wun이다.
본 발명에 있어서, 수복 공정의 구체적인 수단으로서는, 레이저 조사에 의한 방법 및 기계적 절삭방법을 들 수 있다.
레이저 조사에 의해, 단락영역에 있어서의 상층 배선(12)을 부분적으로 제거하는 경우, 본 발명에 의한 수복 영역(14)의 폭의 규정을 만족시키기 위해서는, 레이저 조사를 복수회 나누어서, 단속적으로 수행하는 것이 바람직하다. 반복 주파수는 1000Hz미만이 바람직하다. 이 경우, 제거할 상층 배선(12)에 투입하는 단위시간당의 레이저 에너지를 줄일 수가 있다.
또, 레이저 조사를 복수회 수행할 경우, 레이저의 빔 스폿의 외주 부분(최외주로부터 중심을 향해 5 내지 10%의 영역)의 출력이, 안쪽 부분의 출력보다도 더욱 억제되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 해서, 스폿의 외주 부분과 안쪽 부분에 의해 출력을 조정함으로써, 수복 영역(14)의 경계 부분에 투입하는 단위시간 당의 레이저 에너지를, 수복 영역(14)의 안쪽 부분보다도 줄일 수가 있다.
또한, 복수회 레이저 조사하는 동안에, 빔 스폿은 적어도 1회 변경되므로, 수복 영역(14)의 경계 부분에 투입하는 단위시간 당의 레이저 에너지를, 수복 영역(14)의 안쪽 부분보다도 작게 할 수 있다.
또, 기계적인 절삭에 의해, 단락영역에 있어서의 상층 배선(12)을 부분적으로 제거하는 경우에는, 예리한 칼날형상의 공구를 이용할 수가 있다. 도 3에 표시한 바와 같이, 수복 영역(14)이, 상층 배선(12)의 폭방향 단부에 가까울 경우에는, 도 2A 및 도 2B에 표시한 바와 같이 상층 배선(12)의 폭방향에 있어서 중앙부 에 가까운 경우보다도 가공처리가 용이해서, 기계적인 절삭 방법에 적합하다.
본 발명에 있어서는, 상기 기계적인 절삭 공정후에, 레이저 조사 공정을 수행하므로, 수복 영역(14)의 경계부의 예리한 가장자리를 둥글게 되도록 가공할 수가 있다. 또, 기계적인 절삭과 레이저 조사를 혼합해서 실시하는 것도 가능하다.
도 1 내지 도 3에 있어서는, 상층 배선(12)의 폭(Wov)이 하층 배선(10)의 폭(Wun)보다도 넓은 형태를 나타냈지만, 본 발명에 있어서는, 도 4에 표시한 바와 같이, Wun > Wov이어도 되고, 해당 형태에 있어서도, Run≥Wun, 그리고, Rov<Wov이고, 또한, 도 4에 표시한 바와 같이, 수복영역(14)이 상층배선(12)의 폭방향에 있어서의 상층배선(12)의 적어도 한 변의 가장자리부와 교차하지 않으므로, 수복공정에 있어서 상층 배선(12)이 단선될 가능성이 없고, 게다가, 수복영역(14)이 하층배선(10)의 폭방향에 있어서의 하층배선(10)의 양쪽 가장자리와 교차하므로, 수복에 의해 단락영역(13)과 상층 배선(12)과의 전기적인 차단이 확실히 수행된다.
또, 도 1 내지 도 3에는, 상층 배선(12)과 하층 배선(10)이 서로 직교하는 형태를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 설계상, 상층 배선(12)과 하층 배선(10)이 경사져서 서로 교차하는 형태도 포함된다. 이것은 도 5 및 도 6에 구체적으로 표시되어 있다. 어느 형태여도, Run≥Wun, 그리고 Rov<Wov이고, 상기 각 예와 마찬가지로, 상기 도 5 및 도 6에 표시한 바와 같이, 수복영역(14)이 상층배선(12)의 폭방향에 있어서의 상층배선(12)의 적어도 한 변의 가장자리부와 교차하지 않으므로, 수복공정에 있어서 상층 배선(12)이 단선될 가능성이 없고, 게다가, 수복영역(14)이 하층배선(10)의 폭방향에 있어서의 하층배선(10)의 양쪽 가 장자리와 교차하므로, 수복에 의해 단락영역(13)과 상층 배선(12)과의 전기적인 차단이 확실히 수행된다.
본 발명에 있어서, 수복 영역(14)의 형상은, 도 1, 도 2A, 도 2B, 도 4 및 도 5와 같은 대략 직사각형으로 한정되지 않고, 도 3 및 도 6과 같은 대략 직사각형의 노치 형상 뿐만 아니라, 예를 들면, 대략 타원형과 같은 광의의 원형 모양이나, 대략 사다리꼴이나 대략 평행 사변형 등과 같은 광의의 사각형이나, 광의의 다각형, 혹은 전술한 바와 같은 형상을 조합한 임의의 형상도 적용 가능하다.
또, 본 발명에 의한 수복 공정은, 소자 전극(2), (3), 하층 배선(10), 절연층(11) 및 상층 배선(12)의 형성 후, 소자막(7)의 형성전에 수행해도 되지만, 이것에 한정되지 않고, 하층 배선과 상층 배선이 단락한 시점에서 수행한다. 따라서, 소자 전극(2), (3)이나 소자막(7) 등의 형성 타이밍에는 전혀 제약을 받지 않고, 그 타이밍에 무관하다.
본 발명에 의해 제조되는 전자원 및 화상표시장치의 각 부재에 대해 하기와 같이 예시적으로 설명하지만, 해당 실시형태에 기재되어 있는 부재의 치수, 재질, 형상, 상대 배치 등은, 다른 언급이 없는 한, 하기 기재된 범위로 한정되는 것은 아니다.
기판(1)으로서는, 석영 유리, Na 등의 불순물 함유량을 감소한 유리, 소다 석회 유리, 소다 석회 유리에 스퍼터링법에 의해 형성한 SiO2를 적층한 유리 기판, 알루미나 등의 세라믹스 및 Si기판 등을 이용할 수가 있다.
소자 전극(2), (3)으로서는, 일반적인 도전성 재료를 이용할 수가 있다. 이것은, 예를 들면, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd 등의 금속 혹은 합금, 및 Pd, Ag, Au, RuO2, Pd-Ag 등의 금속 혹은 금속 산화물과 유리 등으로 구성되는 인쇄 도체, In203-Sn02 등의 투명 도전체 및 폴리 실리콘 등의 반도체 재료 등으로부터 적당히 선택할 수가 있다.
소자막(7)을 구성하는 재료는, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb 등의 금속, PdO, SnO2, In2O3, PbO, Sb2O 3 등의 산화물, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4, GdB4 등의 붕화물, TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC 등의 탄화물, TiN, ZrN, HfN 등의 질화물, Si, Ge 등의 반도체, 카본 등중에서 적당히 선택된다.
전자 방출영역(8)은, 소자막(7)에 통전 처리함으로써 형성된 고저항의 균열에 의해 구성되어, 소자막(7)의 막두께, 막질, 재료 및 통전 처리 조건 등에 의존한 것이 된다.
또, 도 8A 및 도 8B의 전자방출소자는, 소자 전극(2), (3)을 형성하고, 그 후, 소자막(7)을 형성하고 있지만, 본 발명에 있어서는, 소자막(7)을 형성하고, 그 후, 소자 전극(2), (3)을 형성하는 구성이어도 된다.
본 발명의 전자원의 제조방법에 있어서, 하층 배선(10) 및 상층 배선(12)은, 진공 증착법, 인쇄법, 스퍼터링법 등을 이용해서 형성된 도전성 금속 등으로 구성할 수가 있다. 배선의 재료, 막두께 및 폭은 적당히 설계된다. 또, 하층 배선 (10)과 상층 배선(12)을 분리하는 절연층(11)은, 진공 증착법, 인쇄법, 스퍼터링법 등을 이용해서 형성된 SiO2 등으로 구성된다. 하층 배선(10)은, 도 9에 있어서의 X방향 배선(52)에 상당하고, 상층 배선(12)은 Y방향 배선(53)에 상당하고, 각각 외부 단자(Dox1) - (Doxm), (Doy1) - (Doyn)로서 인출할 수가 있다.
X방향 배선(52)에는, X방향으로 배열한 전자방출소자(54)의 행을 선택하기 위한 주사 신호를 인가하는 도시하지 않은 주사 신호 인가 수단이 접속된다. 한편, Y방향 배선(53)에는, Y방향으로 배열한 전자방출소자(54)의 각 열을 입력 신호에 응해 변조하기 위한 도시하지 않은 변조 신호 발생 수단이 접속된다. 각 전자방출소자에 인가되는 구동 전압은, 해당 소자에 인가되는 주사 신호와 변조 신호의 차전압으로서 공급된다.
도 9에 있어서, (51)은 전자방출소자(54)를 복수개 배치한 전자원 기판, (61)은 전자원 기판(51)을 고정한 리어 플레이트, (66)는 유리 기판(63)의 내면에 형광체 등의 발광체로 이루어진 형광체막(64)과 애노드전극으로서의 메탈 백(65)이 형성된 페이스 플레이트(화상형성부재)이다. (62)는 지지프레임이며, 지지프레임(62)에는, 리어 플레이트(61)와 페이스 플레이트(66)가 프릿 유리 등을 이용해서 접속되어 있다. (67)은 외위기이며, 예를 들면, 대기중 혹은 질소중에서, 400 내지 500℃의 온도 범위에서 10분 이상 소성함으로써, 봉합되어서 구성된다.
외위기(67)는, 전술한 바와 같이, 페이스 플레이트(66), 지지프레임(62) 및 리어 플레이트(61)로 구성된다. 리어 플레이트(61)는 주로 기판(51)의 강도를 보 강할 목적으로 설치되므로, 기판(51) 자체로 충분한 강도를 가지는 경우는, 별도의 기판의 리어 플레이트(61)는 생략할 수 있다. 즉, 기판(51)은 직접 지지프레임(62)에 봉합해서, 페이스 플레이트(66), 지지프레임(62) 및 기판(51)으로 외위기(67)를 구성해도 된다. 한편, 페이스 플레이트(66)와 리어 플레이트(61)간에, 스페이서라고 불리는 도시하지 않은 지지체를 설치함으로써, 대기압에 대해서 충분한 강도를 지니는 외위기(67)를 구성할 수도 있다.
본 발명에 의한 화상표시장치는, 텔레비전 방송용의 표시장치, 텔레비전 회의시스템이나 컴퓨터 등의 표시장치외에, 감광성 드럼 등을 이용해서 구성된 광프린터로서의 표시장치 등도 이용할 수가 있다.
<제 1실시예>
도 1에 표시한 전자원의 매트릭스 배선을 제작하였다. 본 실시예에서는, 1화소의 크기를 가로 방향 205㎛, 세로 방향 615㎛로 하고, 하층 배선(10)의 폭(Wun)을 약 50㎛, 그의 두께를 약 20㎛, 절연층(11)의 상층 배선(12)의 폭방향에 있어서의 폭을 약 470㎛, 그의 두께를 약 40㎛, 그리고, 상층 배선(12)의 폭(Wov)을 약 380㎛, 그의 두께를 약 8㎛로 해서, 해당 화소 크기속에, 소자 전극(2), (3)을 효과적으로 배치하였다. 소자 전극(2), (3)의 두께는 대략 0.05㎛였다. 제작공정을 이하에 상세하게 설명한다.
주성분이 유리인 유리 기판(1)(소다 석회 유리로부터 알칼리 성분을 억제한 PD200을 사용함)상에, 먼저, Ti를 하지로 한 Pt막을 퇴적해서, 소망의 형상을 지니도록 포트리소그라피 및 에칭법에 의해, 소자 전극(2), (3)을 형성하였다.
다음에, Ag를 주성분으로 하고, PbO계 유리를 소량 함유하는 감광성 페이스트를 사용해서, 막형성(스크린 인쇄), 노광(하층 배선 패턴을 가지는 네가티브 막의 포토마스크), 현상(순수에 탄산나트륨을 약 4% 첨가한 현상액) 및 소성(480℃)을 수행함으로써, 하층 배선(10)을 형성하였다. 이 상태에서, 소자 전극(2)을 하층 배선(10)에 접촉시켜, 통전을 가능하게 하였다. 이 때의 하층 배선(10)의 폭방향의 단면은, 도 7에 표시한 바와 같이, 양단부 위쪽의 가장자리가 구부러진 형상(즉, 에지 컬)으로 된 상태가 되었다.
그 다음에, PbO 및 B2O3유리를 주성분으로 하는 감광성 페이스트를 사용해서, 막퇴적(스크린 인쇄), 노광(절연층 패턴을 지니는 네가티브 막의 포토마스크), 현상(순수에 탄산나트륨을 약 4% 첨가한 현상액) 및 소성(480℃)을 수행함으로써, 절연층(11)을 형성하였다.
Ag를 주성분으로 해서, PbO계 유리를 소량 함유하는 감광성 페이스트를 사용해서, 스크린 인쇄(상층 패턴을 지니는 스크린인쇄판을 사용) 및 소성(480℃)을 수행함으로써, 상층 배선(12)을 형성하였다. 이 상태에서, 기판(1)상에 형성한 하층 배선(10)과 상층 배선(12)에, 적당히 통전을 확립하고, 그의 저항값을 비교하고, 적당히 관찰(광학적인 수법 등)함으로써, 단락영역을 탐색해서 특정하였다.
본 실시예에서는, 도 1에 표시한 바와 같이, 단락영역이 2개소 있었다. 본 실시예에 표시한 바와 같이, 감광성 페이스트를 사용한 하층 배선(10)에서는, 일반적으로 에지 컬의 소량 발생에 의해, 높이가 국소적으로 높아지는 배선의 폭방향의 양단부에 있어서는, 하층 배선(10)과 상층 배선(12)이 단락하는 확률이 높고, 또한 본 실시예에서도, 이들 단부에서 단락이 발생되었다. 해당 단락영역에 대해서 수복 공정을 수행하였다.
단락영역에 대해서, 빔 스폿의 크기를, 최종적으로는 수복 영역(14)의 크기가 본 발명에 의한 최대폭의 요구조건을 만족시키도록 설정하였다. 구체적으로는, 하층 배선(10)의 폭(Wun)이 50㎛이므로, 하층 배선의 폭에 있어서의 빔 스폿의 크기를 80㎛로 하고, 상층 배선(12)의 폭(Wov)이 380㎛이므로, 상층 배선의 폭방향의 빔 스폿의 크기를 100㎛로 하고, 레이저(YAG 제 2차 고조파: 파장 λ=532nm)를 펄스형상으로 복수회 조사하였다. 레이저는 Q스위치를 지닌 펄스 여기 방식 레이저로, Q스위치 주파수를 1㎐로 설정하고, 평균 출력을 5×10-4W정도, 에너지 밀도를 3×10J/㎠정도로 해서, 절연층(11)의 일부를 포함하는 상층 배선(12)을 부분적으로 제거하였다. 수복 영역의 크기는, 하층 배선의 폭방향의 최대폭(Run)이 70㎛, 상층 배선의 폭방향의 최대폭(Rov)이 90㎛로, 도 2 및 도 3에 표시한 바와 같이, 상층 배선의 폭방향 및 하층 배선의 폭방향으로 각각 평행한 변을 지니는 직사각형이었다.
빔 스폿에 대해서 수복 영역(14)의 크기가 최종적으로 한층 작은 크기를 지니는 이유는, 레이저에 의해 상층 배선(12)을 부분적으로 제거할 때에, 제거하고자 하는 부분의 경계 부분인 상층 배선(12)의 단부에서, 레이저에 의한 순간적인 가열·냉각에 의해 Ag입자(입자크기 0.수㎛ 내지 십수㎛정도)의 집합인 배선의 Ag입자 가 용해되어, 벌크형상의 Ag로 되므로, 그의 열전도가 향상됨으로써, 조사된 레이저 에너지에 의해서는 해당 벌크형상의 Ag를 서서히 가공하기 어렵게 되고, 그 결과, 그의 가공크기가 점차로 작아지기 때문인 것으로 여겨진다.
이상과 같이, 수복 공정에 레이저를 사용해서, 여러 번의 펄스의 인가에 의해 상층배선의 단락영역을 소망의 크기로 잘라내는 방법에 의하면, 레이저에 의한 급격한 가열과 반복 주기의 길이에 의해, 다음의 레이저 조사까지 가열이 행해지므로, 표면 전도형 전자방출소자를 이용한 전자원과 마찬가지로 후막배선에 있어서도, 절연층까지 가공을 행하는 것이 가능해지고, 또한, 가공크기를 규정함으로써, 하층 배선의 구부러진 가장자리의 영향으로 인해 하층 배선(10)의 폭방향의 양단부 영역에 생기기 쉬운 단락영역을 효과적으로 확실하게 제거할 수가 있는 것으로 여겨진다.
게다가, 레이저를 복수회 조사함으로써, 가공크기를 조금씩 작아지게 하는 작용에 의해서, 수복 영역(14)의 경계 부분인 상층 배선 단부에 생기는 가공 후의 배선 재료의 돌기를 억제할 수가 있었다. 레이저를 연속적으로 조사했을 경우, (Q스위치 주파수 1㎑, 빔폭 40㎛×40㎛, 평균 출력 7×10-2W 정도, 에너지 밀도 4J/㎠정도로 한 상태에서 반복 주파수가 수백 ㎐보다도 높은 YAG 제 2차 고조파(파장 λ=532nm) Q스위치를 지닌 연속 여기 방식 레이저에 비해서) 미방사(迷放射: stray emission)의 발생을 억제하는 효과가 있었다.
<제 2실시예>
크기(80㎛×80㎛)의 빔 스폿에 있어서, 외주 부분을 안쪽에서부터 5 내지 50%만큼 출력을 억제한 출력 분포를 가지도록 조정한 이외에는 제 1실시예와 마찬가지로 해서 수복공정을 수행하였다. 그 결과, 수복 영역(14)의 크기는, 하층 배선의 폭방향에 있어서의 최대폭(Run)이 65㎛로 되었고, 또한, 상층 배선의 폭방향에 있어서의 최대폭(Rov)이 65㎛로 되었다. 빔 스폿의 크기에 대해서, 수복 영역의 크기가 작은 이유는, 제 1실시예와 마찬가지로 Ag의 열전도도가 향상되어 빔 스폿의 외주 부분의 출력을 억제했기 때문으로 여겨진다.
본 실시예에서는, 빔 스폿의 외주 부분의 출력을 억제함으로써, 제 1실시예보다도 상층 배선 단부에 생기는 배선 재료의 돌기를 억제하는 효과가 더욱 높았다. 따라서, 미방사의 발생을 보다 유리하게 억제할 수가 있었다.
<제 3실시예>
하층 배선의 폭방향에 있어서의 스폿 크기를 80㎛, 상층 배선의 폭방향에 있어서의 스폿 크기를 10O㎛로 해서, 펄스형상으로 복수회 레이저 조사를 수행한 후, 하층 배선의 폭방향에 있어서의 스폿 크기를 70㎛, 상층 배선의 폭방향에 있어서의 스폿크기를 90㎛로 변경해서, 펄스형상으로 여러번 레이저 조사를 수행함으로써 수복영역(14)을 형성한 이외에는, 제 1실시예와 마찬가지로 수복 공정을 수행하였다. 얻어진 수복 영역(14)의 크기는, 하층 배선의 폭방향에 있어서의 최대폭(Run)이 60㎛로 되었고, 또한, 상층 배선의 폭방향에 있어서의 최대폭(Rov)이 80㎛로 되었다.
이와 같이 해서, 레이저 빔의 스폿 크기를, 수복 공정의 개시시에는 80㎛×100㎛로 하고, 수복공정의 도중에는 70㎛×90㎛로 변경함으로써, 제 1실시예보다도 상층 배선 단부에 생기는 배선 재료의 돌기를 억제하는 효과가 더욱 높았다. 따라서, 미방사의 발생을 보다 유리하게 억제할 수가 있었다.
<제 4실시예>
제 1실시예와 마찬가지의 스폿 크기(80㎛×100㎛)에 의해, 레이저 조사를 복수회 수행하고, 또한, 제 2실시예와 같은 출력 분포를 갖도록 허용하고, 또한 해당 공정 도중에 제 3실시예와 마찬가지로, 스폿 크기(70㎛×90㎛)를 변경해서 수복공정을 수행하였다. 그 결과, 얻어진 수복 영역(14)의 크기는 55㎛×75㎛였다.
본 실시예에 있어서는, 레이저 빔의 출력 분포와 스폿 크기의 변경을 조합함으로써, 제 2실시예 및 제 3실시예보다도 상층 배선 단부에 생기는 배선 재료의 돌기를 억제하는 효과가 더욱 높았다. 따라서, 미방사의 발생을 보다 유리하게 억제할 수가 있었다.
<제 5실시예>
제 1실시예와 마찬가지로 제작한 매트릭스 배선의 단락영역에 대해서, 기계적인 절삭 방법에 의해 수복 공정을 행하였다. 구체적으로는, 수복 영역(14)의 하층 배선의 폭방향에 있어서의 최대폭(Run)이 100㎛정도로 되고, 또, 상층 배선의 폭방향에 있어서의 최대폭(Rov)이 100㎛정도가 되도록, 일반적으로 사무 용품으로서 사용되고 있는 커터 나이프와 마찬가지이나 그의 선단부가 예리한 절삭공구를 이용해서 상층 배선(12)의 단락영역을 절삭해서 제거하였다. 그 결과, 효과적으로 수복 영역(14)을 형성할 수가 있었다.
<제 6실시예>
제 1실시예와 마찬가지로 제작한 매트릭스 배선의 단락영역에 있어서, 절삭공구에 의한 절삭과 제거를 행한 후, 수복 영역(14)에 있어서의 경계부의 가장자리의 미소 돌기에 대해서 절삭공구에 의해 수복 영역보다도 크기가 큰 빔폭을 지니도록 조정한 레이저를 조사해서, 상층 배선(12)의 일부를 제거하면서, 해당 돌기의 선단을 둥글게 되도록 가공하였다. 그 결과, 가장자리가 둥글게 가공된, 약 100㎛×약 100㎛의 크기를 지닌 수복 영역(14)이 얻어졌다. 따라서, 미방사의 발생을 보다 유리하게 억제할 수가 있었다.
<제 7실시예>
도 4에 표시한 바와 같이, 하층 배선(10)의 폭(Wun)을 380㎛, 상층 배선(12)폭(Wov)을 5O㎛로, 제 1실시예와는 배선폭을 반대로 한 이외에는 해당 제 1실시예와 마찬가지로 해서 매트릭스 배선을 제작해서, (Run)이 420㎛로 되도록 하고, 또, (Rov)가 30㎛로 되도록, 단락영역에 대해서 제 1 내지 제 4실시예 및 제 6실시예와 마찬가지로 수복 공정을 수행하였다. 그 결과, 상기 양쪽중에서 어느 폭에 대해서도 각 실시예와 마찬가지로 양호한 수복 영역(14)이 얻어졌고, 미방사의 발생을 억제할 수가 있었다.
<제 8실시예>
도 5 및 도 6에 표시한 바와 같이, 하층 배선(10)의 폭(Wun)을 50㎛, 상층 배선(12) 폭(Wov)을 380㎛로 해서 하층 배선(10)과 상층 배선(12)이 이루는 각도가 30˚인 매트릭스 배선을 제작해서, (Run)을 적어도 50㎛이상으로 대략 70㎛가 되도록 하고, (Rov)를 적어도 380㎛이하로 대략 120㎛가 되도록, 단락영역에 대해서 제 1 내지 제 4실시예 및 제 6실시예와 마찬가지로 수복 공정을 수행하였다. 그 결과, 상기 양쪽중 어느 폭에 대해서도 각 실시예와 마찬가지로 양호한 수복 영역(14)이 얻어졌고, 미방사의 발생을 억제할 수가 있었다.
이상, 본 발 발명에 의하면, 하층 배선과의 단락영역을 효율적으로, 또한, 비교적 신뢰성 있게 제거하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 신뢰성이 높은 화상표시장치를, 효율적으로 제조해서, 보다 염가로 제공할 수가 있다.

Claims (8)

  1. 복수본의 상층 배선과; 절연층을 통해서 해당 상층 배선과 교차하는 복수본의 하층 배선과; 각각 상기 상층 배선 및 하층 배선에 접속된 복수개의 전자방출소자를 구비한 전자원의 제조방법에 있어서,
    기판상에 상기 하층 배선, 상기 절연층 및 상기 상층 배선을 형성하는 공정과, 그 형성공정후, 상기 하층 배선과 상기 상층 배선이 교차하는 영역내에서 상기 하층배선과 상기 상층배선간의 단락영역을 포함하는 상기 상층배선의 부분 영역을 제거하는 공정을 구비하고, 상기 상층배선의 제거해야할 부분영역이 상기 하층배선의 폭방향에 있어서 해당 하층배선의 양 가장자리를 넘어서 뻗지만, 상기 상층배선의 폭방향에 있어서는 해당 상층배선의 적어도 한쪽 가장자리를 넘어서 뻗지 않는 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상층 배선의 부분영역을 제거하는 공정이, 그 부분영역에 대해서 레이저 조사를 수행하는 것을 포함하는 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 레이저 조사는 복수회 수행하는 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 레이저 조사의 빔 스폿의 외부 가장자리 부분이 해당 빔 스폿의 안쪽 부분보다도 작은 출력레벨을 지니는 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 레이저 조사를 수행하는 기간동안, 레이저 조사의 빔 스폿을 1회이상 변경하는 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 상층 배선의 부분영역을 제거하는 공정이, 기계적 절삭 공정인 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 상층 배선의 부분영역을 제거하는 공정이, 기계적 절삭후에 레이저 조사를 수행하는 공정인 것을 특징으로 하는 전자원의 제조방법.
  8. 복수본의 상층 배선과; 절연층을 통해서 해당 상층 배선과 교차하는 복수본의 하층 배선과; 상기 상층 배선과 하층 배선과의 각 교점에 있어서 각 배선에 접속된 소자 전극을 지닌 전자방출소자를 가지는 전자원; 및 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 입사에 응해서 발광하는 형광체 부재를 구비한 화상표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 전자원을, 청구항 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 기재된 전자원의 제조방법에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치의 제조방법.
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