KR100986893B1 - Method for manufacturing field emission device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 애노드 기판 상의 메탈백층을 전사필름을 이용하여 형성하고, 그 전사필름을 패터닝하여 노출된 블랙 매트릭스(BM)에 스페이서를 부착하도록 하여 블랙 매트릭스와 스페이서의 접합성을 향상시키고, 스페이서 주위의 아킹을 줄일 수 있는 전계 방출 소자 제조 방법에 관한 것으로, 애노드 기판의 동일 평면상에 블랙 매트릭스와 R, G, B 형광체를 형성하는 단계; 상기 블랙 매트릭스와 형광체가 형성된 구조물 상부에 메탈백층이 포함된 전사필름을 코딩하는 단계; 상기 코팅된 전사필름을 패터닝하여 상기 블랙 매트릭스의 일부를 노출시키는 단계; 상기 노출된 블랙 매트릭스 상부에 프릿 유리(frit glass)를 형성하는 단계; 및 상기 프릿 유리 상부에 스페이서를 부착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a metal back layer on the anode substrate is formed using a transfer film, and the transfer film is patterned to attach the spacer to the exposed black matrix (BM) to improve adhesion between the black matrix and the spacer, and arcing around the spacer. A method for manufacturing a field emission device capable of reducing the number of steps, comprising: forming a black matrix and R, G, and B phosphors on the same plane of an anode substrate; Coding a transfer film including a metal back layer on the structure on which the black matrix and the phosphor are formed; Patterning the coated transfer film to expose a portion of the black matrix; Forming frit glass on the exposed black matrix; And attaching a spacer to an upper portion of the frit glass.

Description

전계 방출 소자 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING FIELD EMISSION DEVICE}Field emission device manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING FIELD EMISSION DEVICE}

도1은 일반적인 전계 방출 소자에 대한 단면도.1 is a cross-sectional view of a general field emission device.

도2a 내지 도2b는 종래 전계 방출 소자의 애노드 기판과 스페이서에 대한 일 실시예 단면도.2A to 2B are cross-sectional views of an embodiment of an anode substrate and a spacer of a conventional field emission device.

도3은 본 발명에 따른 제조 과정을 도시한 일 실시예 공정도.Figure 3 is an embodiment process diagram showing a manufacturing process according to the present invention.

도4a 내지 도4d는 본 발명에 따른 전계 방출 소자의 제조 과정을 도시한 수순 단면도.Figures 4a to 4d is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the field emission device according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

1:애노드 기판 2:형광체1: anode substrate 2: phosphor

3:블랙 매트릭스(BM) 4:스페이서3: black matrix (BM) 4: spacer

7:프릿 유리(frit glass) 10:전사필름7: frit glass 10: transfer film

11:감광성 필름 12:이형체층11: photosensitive film 12: release layer

13:메탈백층 14:에멀젼층13: metal back layer 14: emulsion layer

본 발명은 전계 방출 소자 제조 방법에 관한 것으로, 특히 애노드 기판 상의 메탈백층을 전사필름을 이용하여 형성하고, 그 전사필름을 패터닝하여 노출된 블랙 매트릭스(BM)에 스페이서를 부착하도록 하여 블랙 매트릭스와 스페이서의 접착력을 향상시키고, 스페이서 주위의 아킹을 줄일 수 있는 전계 방출 소자 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a field emission device, and in particular, a metal back layer on an anode substrate is formed using a transfer film, and the transfer film is patterned so that the spacer is attached to the exposed black matrix (BM), thereby providing a black matrix and a spacer. A method of manufacturing a field emission device capable of improving the adhesive force of and reducing arcing around a spacer.

정보통신 기술의 급속한 발달과 다양화되는 정보의 시각화 요구에 따라 전자 디스플레이의 수요는 더욱 증가하고, 요구되는 디스플레이 모습 또한 다양해지고 있다. 그 예로 휴대형 정보기기와 같이 이동성이 강조되는 환경에서는 무게, 부피 및 소비전력이 작은 디스플레이가 요구되며, 대중을 위한 정보 전달매체로 사용되는 경우에는 시야각이 넓은 대화면의 디스플레이 특성이 요구된다.With the rapid development of information and communication technology and the demand for the visualization of diversified information, the demand for electronic displays is increasing and the required display forms are also diversified. For example, in an environment where mobility is emphasized such as a portable information device, a display having a small weight, volume, and power consumption is required, and when used as an information transmission medium for the public, display characteristics of a large viewing angle are required.

또한, 이와 같은 요구를 만족시켜 나가기 위해 전자 디스플레이는 대형화, 저가격화, 고성능화, 고정세화, 박형화, 경량화 등의 조건이 필수적이어서, 이러한 요구사항을 만족시키기 위해서는 기존의 CRT를 대체할 수 있는 가볍고 얇은 평판 디스플레이 장치의 개발이 절실히 필요하게 되었다.In addition, in order to satisfy such demands, electronic displays require conditions such as large size, low cost, high performance, high definition, thinness, and light weight, and thus, light and thin that can replace the existing CRT to satisfy these requirements. There is an urgent need for the development of flat panel display devices.

이러한 다양한 표시 소자의 요구에 따라 최근에는 전계 방출(field emission)을 이용한 소자가 디스플레이 분야에 적용되면서, 크기 및 전력 소모를 감소시키면서도 높은 해상도를 제공할 수 있는 박막 디스플레이의 개발이 활발해지고 있다.Recently, as the needs of various display devices have been applied to display fields, devices using field emission have been actively developed for thin film displays that can provide high resolution while reducing size and power consumption.

상기 전계 방출 소자는 현재 개발 혹은 양산중인 평판 디스플레이들(LCD와 PDP, VFD등)의 단점을 모두 극복한 차세대 정보 통신용 평판 디스플레이로 주목을 받고 있다. 전계 방출 소자는 전극 구조가 간단하고, CRT와 같은 원리로 고속동작이 가능하며, 무한대의 컬러, 무한대의 그레이 스케일, 높은 휘도, 높은 비디오(video rate) 속도 등 디스플레이가 가져야 할 장점들을 고루 갖추고 있다. The field emission device is attracting attention as a next-generation information communication flat panel display that overcomes all the disadvantages of flat panel displays (LCD, PDP, VFD, etc.) currently being developed or produced. The field emission device has a simple electrode structure, high-speed operation using the same principle as the CRT, and has the advantages of a display such as infinite color, infinite gray scale, high luminance, and high video rate. .

전계 방출 소자는 진공 속의 금속 또는 도체 표면(에미터)상에 고전계가 인가될 때 전자들이 금속 또는 도체로부터 진공 밖으로 나오는 양자역학적 터널링 현상을 이용한 것이다. 이때 소자는 파울러-노드하임(Fowler-Nordheim) 법칙에 의하여 전류-전압 특성을 나타내게 된다.Field emission devices utilize quantum mechanical tunneling which causes electrons to exit the vacuum from the metal or conductor when a high field is applied on the metal or conductor surface (emitter) in the vacuum. In this case, the device exhibits current-voltage characteristics according to the Fowler-Nordheim law.

도1은 일반적인 전계 방출 소자(이하, FED)의 구조를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 형광체(2)와 콘트라스트 향상을 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix, 이하 BM)(3)가 형성된 애노드 기판(1)과, 전자 방출원인 에미터(5)가 형성된 캐소드 기판(6)과, 상기 애노드 기판(1)과 캐소드 기판(6)을 지지하는 스페이서(4)로 구성된다.1 shows the structure of a general field emission device (hereinafter referred to as FED). As shown, the anode substrate 1 on which the phosphor 2 and the black matrix (BM) 3 for contrast enhancement are formed, and the cathode substrate 6 on which the emitter 5 which is the electron emission source is formed. And a spacer 4 supporting the anode substrate 1 and the cathode substrate 6.

상기 애노드 기판(1)과 캐소드 기판(6) 사이의 진공도는 약 10-6[Torr]로, 상기 스페이서(4)는 두 기판(1, 6) 사이의 일정한 갭을 유지하면서 패널의 파괴를 막고, 패널 내 외부 대기압을 지탱하는 역할을 한다.The degree of vacuum between the anode substrate 1 and the cathode substrate 6 is about 10 −6 [Torr], and the spacer 4 prevents panel breakage while maintaining a constant gap between the two substrates 1, 6 It also serves to support the external atmospheric pressure in the panel.

상기 형광체(2)와 BM(3) 상부에는 에미터(5)에서 방출된 전자에 의해 형광체(2)로부터 발생한 광 중에 에미터(5)쪽으로 진행하는 광을 애노드 기판(1)쪽으로 반사시켜 휘도를 높이거나 형광체(2)의 전의를 안정시키는 역할을 하는 메탈백층이 형성된다.The light emitted from the phosphor 2 by the electrons emitted from the emitter 5 is reflected to the anode substrate 1 toward the anode substrate 1 on the phosphors 2 and the BM 3. A metal back layer is formed which increases the thickness or stabilizes the transfer of the phosphor 2.

이러한 메탈백층은 진공 내에 잔류하는 가스가 전리하여 생기는 이온에 의해 형광체(2)가 손상되는 것을 방지하는 역할도 한다.The metal back layer also serves to prevent the phosphor 2 from being damaged by ions generated by ionization of the gas remaining in the vacuum.

그럼, 종래 FED에서 메탈백층이 형성되는 과정을 설명하면, 애노드 기판 상부에 콘트라스트를 향상시키기 위해 패터닝된 BM을 형성하고, 그 패터닝된 BM 사이에 R, G, B 형광체를 형성한다.Then, the process of forming the metal back layer in the conventional FED, to form a patterned BM to improve the contrast on the anode substrate, R, G, B phosphors are formed between the patterned BM.

상기 BM(3)과 형광체(2) 상부에 메탈백층(8)의 평탄화를 향상시키기 위한 에멀젼층(9)을 코팅하고, 상기 코팅된 에멀젼층(9) 상부에 스퍼터링 방법으로 메탈백층(8)을 형성한다.The emulsion layer 9 is coated on the BM 3 and the phosphor 2 to improve the planarization of the metal back layer 8, and the metal back layer 8 is sputtered on the coated emulsion layer 9. To form.

이와 같은 과정을 통해 형성된 애노드 기판(1) 상부에 스페이서(4)를 형성하는 방법으로는 메탈백층(8) 하부에 프릿 유리(frit glass)(7)를 코팅하여 형성(도2a)하거나 상기 메탈백층(8) 상부에 프릿 유리(7)를 코팅하여 형성(도2b)한다.As a method of forming the spacers 4 on the anode substrate 1 formed through the above process, a frit glass 7 is coated on the bottom of the metal back layer 8 (FIG. 2A) or the metal The frit glass 7 is coated on the back layer 8 and formed (FIG. 2B).

하지만, 프릿 유리가 메탈백층 하부에 형성되고, 스페이서가 메탈백층을 뚫고 상기 프릿 유리와 접착하는 경우에는 메탈백층이 찢어지는 현상이 일어나게 되어 스페이서 주위로 아킹(arcing)이 발생할 수 있고, 프릿 유리가 메탈백층 상부에 형성되고, 스페이서가 프릿 유리와 접착하는 경우에는 에멀젼층이 소결되는 과정에서 메탈백층과 BM의 접착력이 약하여 스페이서의 접착력이 약해질 수 있다.However, when the frit glass is formed under the metal back layer, and the spacer penetrates the metal back layer and adheres to the frit glass, the metal back layer may be torn and arcing may occur around the spacer. If the spacer is formed on the metal back layer and the spacer is adhered to the frit glass, the adhesive force between the metal back layer and the BM may be weak in the process of sintering the emulsion layer, thereby weakening the adhesive strength of the spacer.

상기와 같이 종래 FED의 스페이서를 접착하는 프릿 유리가 메탈백층 하부에 형성된 경우에는 메탈백층이 찢어지는 현상에 의해 스페이서 주위에 아킹이 발생할 수 있으며, 프릿 유리가 메탈백층 상부에 형성된 경우에는 메탈백층과 BM의 접착력이 약하여 스페이서의 접착력이 약해지는 문제점이 있었다.As described above, when the frit glass for adhering the spacer of the conventional FED is formed under the metal back layer, arcing may occur around the spacer due to the tearing of the metal back layer, and when the frit glass is formed on the metal back layer, The adhesive strength of the BM is weak, there was a problem that the adhesive strength of the spacer is weak.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 메탈백층을 전사필름을 이용하여 형성하고, 상기 형성된 메탈백층에서 스페이서가 형성될 부분을 패터닝하여 그 패터닝된 부분에 프릿 유리와 스페이서를 형성함으로써, BM과 스페이서의 접착력을 향상시키고, 스페이서 주위의 아킹을 줄일 수 있는 전계 방출 소자 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in view of the above problems, the present invention forms a metal back layer using a transfer film, patterns a portion where a spacer is to be formed in the formed metal back layer, and forms frit glass and a spacer on the patterned portion, thereby forming a BM and a spacer. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a field emission device capable of improving the adhesive force of and reducing arcing around a spacer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 애노드 기판의 동일 평면상에 블랙 매트릭스와 R, G, B 형광체를 형성하는 단계; 상기 블랙 매트릭스와 형광체가 형성된 구조물 상부에 메탈백층이 포함된 전사필름을 코딩하는 단계; 상기 코팅된 전사필름을 패터닝하여 상기 블랙 매트릭스의 일부를 노출시키는 단계; 상기 노출된 블랙 매트릭스 상부에 프릿 유리(frit glass)를 형성하는 단계; 및 상기 프릿 유리 상부에 스페이서를 부착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a black matrix and R, G, B phosphor on the same plane of the anode substrate; Coding a transfer film including a metal back layer on the structure on which the black matrix and the phosphor are formed; Patterning the coated transfer film to expose a portion of the black matrix; Forming frit glass on the exposed black matrix; And attaching a spacer to an upper portion of the frit glass.

또한, 상기 전사필름은 패터닝을 위한 감광성 필름과; 상기 메탈백층과; 상기 메탈백층의 평탄화를 위한 에멀젼층과; 상기 감광성 필름을 메탈백층으로부터 분리하기 위한 이형체층으로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the transfer film is a photosensitive film for patterning; The metal back layer; An emulsion layer for planarization of the metal back layer; It is characterized by consisting of a release layer for separating the photosensitive film from the metal back layer.

또한, 상기 블랙 매트릭스를 노출시키는 단계는 전사필름에 포함된 감광성 필름을 패터닝하여 상기 메탈백층의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 메탈백층을 식각하여 상기 블랙 매트릭스를 노출시키는 단계와; 상기 패터닝된 전사필름을 박리액에 딥핑(dipping)하여 상기 감광성 필름을 박리하고, 패터닝된 메탈백 층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, exposing the black matrix may include exposing a portion of the metal back layer by patterning a photosensitive film included in a transfer film; Etching the exposed metal back layer to expose the black matrix; And dipping the patterned transfer film into a stripping solution to peel the photosensitive film and to form a patterned metal back layer.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 전계 방출 소자 제조 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.A preferred embodiment of the method for manufacturing a field emission device according to the present invention having the above characteristics will be described with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명에 따른 FED 제조 과정 중 애노드 기판 및 스페이서 제조 과정을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 애노드 기판 상의 동일 평면상에 BM 및 R, G, B 형광체를 형성하는 단계와, 상기 구조물 상부에 메탈백층이 포함된 전사필름을 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 전사필름에서 스페이서가 형성될 부분을 패터닝하고 식각하여 패터닝된 메탈백층을 형성하는 단계와, 상기 패터닝된 부분에 프릿 유리를 코팅하고 그 상부에 스페이서를 형성하는 단계로 이루어진다.3 illustrates an anode substrate and a spacer manufacturing process of the FED manufacturing process according to the present invention. As shown, forming BM and R, G, B phosphors on the same plane on the anode substrate, coating a transfer film including a metal back layer on the structure, and spacers in the coated transfer film Patterning and etching the portion to be formed to form a patterned metal back layer, and coating the frit glass on the patterned portion and forming a spacer thereon.

그럼, 이러한 단계로 이루어진 본 발명에 따른 FED 제조 과정을 도4의 수순 단면도를 참고하여 설명한다.Then, the FED manufacturing process according to the present invention made of these steps will be described with reference to the cross-sectional view of FIG.

먼저, 도4a에 도시된 바와 같이, 애노드 기판(1) 상부에 BM(3)을 산화루테늄(RuO2), 흑연(Graphite) 또는 Cr/CrOx을 스퍼터링한 후 습식 식각을 통해 패터닝하고, 그 패터닝된 부분에 소정의 방법, 예를 들어, 잉크젯 프린팅법 또는 스크린 인쇄법 등을 이용하여 R, G, B 형광체(2)를 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, after sputtering ruthenium oxide (RuO 2 ), graphite, or Cr / CrO x on BM 3 on the anode substrate 1, patterning is performed through wet etching. R, G, and B phosphors 2 are formed in the patterned portion by using a predetermined method, for example, an inkjet printing method or a screen printing method.

상기 BM(3) 및 형광체(2)가 형성된 구조물 상부에 메탈백층(13)이 포함된 전사필름(10)을 롤러(20) 압력 2.5~3.5[Kg/cm2], 온도 85~100[℃], 속도 0.2~0.5[m/s]로 코팅하는데, 이때, 롤러 압력, 온도, 속도는 전사필름의 종류 및 상태에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 전사필름(10)은 패터닝을 위한 감광성 필름(11)과 메 탈백층(13) 그리고 상기 메탈백층(13)의 평탄화를 위한 에멀젼층(14)과 상기 감광성 필름(11)을 메탈백층(13)으로부터 분리하기 위한 이형체층(12)으로 구성된다.The transfer film 10 including the metal back layer 13 on the structure on which the BM 3 and the phosphor 2 were formed, the roller 20 pressure 2.5 ~ 3.5 [Kg / cm 2 ], temperature 85 ~ 100 [℃ ], Coating at a speed of 0.2 ~ 0.5 [m / s], wherein the roller pressure, temperature, speed may vary depending on the type and condition of the transfer film. In addition, the transfer film 10 includes a photosensitive film 11 and a metal back layer 13 for patterning, an emulsion layer 14 and a photo back film 11 for planarization of the metal back layer 13. It consists of the release layer 12 for separating from (13).

상기 코팅된 전사필름(10)을 소정의 온도(90[℃])에서 건조시키고, 마스크와 정렬시킨 후 노광시킨다.The coated transfer film 10 is dried at a predetermined temperature (90 [deg.] C.), aligned with a mask, and exposed.

그 다음, 도4b에 도시된 바와 같이, 노광된 전사필름(10)을 0.5wt%(weight %, 중량퍼센트) 또는 1wt%의 Na2CO3으로 스프레이 현상하여 전사필름(10)의 감광성 필름(11)과 이형체층(12)을 패터닝하고, 노출된 메탈백층(13)을 식각제(echant)를 사용하여 스페이서가 형성될 BM(3)을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 4B, the exposed transfer film 10 is spray-developed with 0.5 wt% (weight%, weight percent) or 1 wt% Na 2 CO 3 to form a photosensitive film of the transfer film 10 ( 11) and the release layer 12 are patterned, and the exposed metal back layer 13 is exposed using an etchant to expose the BM 3 on which the spacer is to be formed.

그 다음, 도4c에 도시된 바와 같이, 상기 패터닝된 전사필름(10)을 약 120[℃]에서 베이킹(baking)한 후 박리액에 수분간 딥핑(dipping)하여 감광성 필름(11)과 이형체층(12)을 박리시킨다.Next, as shown in FIG. 4C, the patterned transfer film 10 is baked at about 120 [deg.] C., and then dipped in a peeling solution for several minutes to expose the photosensitive film 11 and the release layer. (12) is peeled off.

마지막으로, 도4d에 도시된 바와 같이, 노출된 BM(3) 상부에 소정의 방법, 예를 들어, 스크린 인쇄법으로 프릿 유리(7)를 형성하고, 그 프릿 유리(7) 상부에 스페이서(4)를 정렬시켜 약 400[℃]에서 프릿 유리(7)를 소결하여 스페이서(4)를 BM(3)에 부착시킨다.Finally, as shown in FIG. 4D, the frit glass 7 is formed on the exposed BM 3 by a predetermined method, for example, by screen printing, and the spacer (on the top of the frit glass 7 is formed). 4) are aligned and the frit glass 7 is sintered at about 400 [deg.] C. to attach the spacer 4 to the BM 3.

이와 같이 본 발명은 스페이서가 접합되는 부분의 메탈백층이 패터닝되어 있어서 BM과 스페이서의 접착력이 향상되고, 메탈백층이 찢어지는 문제가 발생하지 않기 때문에 스페이서 주위로 아킹이 발생하는 문제를 줄일 수 있다.As described above, the present invention can reduce the problem of arcing around the spacer because the metal back layer of the portion where the spacer is bonded is patterned to improve adhesion between the BM and the spacer and the metal back layer is not torn.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 메탈백층을 전사필름을 이용하여 형성하고, 상기 형성된 메탈백층에서 스페이서가 형성될 부분을 패터닝하여 그 패터닝된 부분에 프릿 유리와 스페이서를 형성함으로써, BM과 스페이서의 접착력을 향상시키고, 스페이서 주위의 아킹을 줄일 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, the present invention forms a metal back layer by using a transfer film, patterns a portion where a spacer is to be formed in the formed metal back layer, and forms frit glass and a spacer on the patterned portion, thereby forming the BM and the spacer. There is an effect that can improve the adhesion and reduce the arcing around the spacer.

Claims (4)

애노드 기판의 동일 평면상에 블랙 매트릭스와 R, G, B 형광체를 형성하는 단계;Forming a black matrix and R, G, B phosphors on the same plane of the anode substrate; 상기 블랙 매트릭스와 형광체가 형성된 구조물 상부에 메탈백층이 포함된 전사필름을 코딩하는 단계;Coding a transfer film including a metal back layer on the structure on which the black matrix and the phosphor are formed; 상기 코팅된 전사필름을 패터닝하여 상기 블랙 매트릭스의 일부를 노출시키는 단계;Patterning the coated transfer film to expose a portion of the black matrix; 상기 노출된 블랙 매트릭스 상부에 프릿 유리(frit glass)를 형성하는 단계; 및Forming frit glass on the exposed black matrix; And 상기 프릿 유리 상부에 스페이서를 부착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자 제조 방법.And attaching a spacer over the frit glass. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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