KR19990019651A - 인쇄법을 이용한 평판 디스플레이용 스페이서 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FED 에서 사용되는 스페이서를 높게 형성시키기 위해 인쇄용 지지 판을 사용한 인쇄법은 스페이서용 마스크를 기판상에 배열시키는 단계, 스페이서용 인쇄 마스크 두께의 약 3/4 정도가 될 때 까지 인쇄 건조를 반복하여 스페이서를 형성시키는 단계, 기판으로부터 스페이서용 마스크를 제거시키는 단계, 스페이서를 소성하여 경화시키는 단계, 및 스페이서와 동일한 두께를 갖는 인쇄용 지지판을 기판상에 배열 시키는 단계로 이루어지고, 스페이서가 희망하는 높이가 될 때까지 상기 단계를 반복하는 것을 특징으로한다. 본 발명의 방법에 의해서 스페이서가 높게 형성될 수 있고, 애노드부에 보다 높은 전압을 인가시킬 수 있어 고휘도와 고 발광 효율의 패널을 제조할 수 있다.

Description

인쇄법을 이용한 평판 디스플레이용 스페이서 형성 방법

본 발명은 인쇄법을 이용한 평판 디스플레이용 스페이서 형성 방법에 관한 것으로, 특히, 인쇄용 지지판을 이용한 인쇄법에 의해서 스페이서를 형성시키는 방법에 관한 것이다.

최근에는 초고집적 반도체 제조기술과 초고진공 기술이 급속히 발달함에 따라 새로운 형태인 마이크론 크기의 삼극 진공관 소자의 연구가 활기를 띠고 있으며, 이러한 소자를 디스플레이에 응용하여 CRT 와 LCD 의 장점만을 갖은 새로운 평판 디스플레이를 개발하는데 주목하고 있다.

전계 방출 표시 소자는 평판 디스플레이의 일종으로서 전자를 방출하는 팁형 또는 웨지형 캐소드와 형광체가 도포된 애노드를 구성하고, 다수의 마이크로 팁으로부터 전자 방출을 유도하여, 형광체가 자극을 받아 형광체의 최외각 전자들이 여기되고, 천이되는 과정에서 발생된 빛을 이용하여 원하는 화상 표시를 나타내도록 구성하고 있다. 즉, 전계방출 표시소자는 지공 내에서 금속 혹은 도체에 높은 전기장 ( 약 5 × 10⁷V/cm) 을 인가하면 전자들이 고체로부터 진공 밖으로 양자역학적인 터널링을 통해 튀어나오게 되는데, 이 것들이 맞은 편의 후면 전극에 인가된 전압에 의한 자장에 의하여 가속되어 전극 위에 형성된 형광층을 때려서 발광시키므로로써 영상을 표시하는 디스플레이 소자이다.

또한, 상기와 같은 전계 방출 표시소자는 형광층과 투명 전극이 형성되는 상판과, 캐소드 어레이 및 게이트 전극이 형성되는 하판으로 구성되며, 이들 사이에는 서로간에 일정한 간격을 유지하기 위한 스페이서로 구성된다.

상기 스페이서는 전계 방출표시 소자의 고 진공시에 압축 응력으로 인해 기판이 파괴되거나 혹은 휘어 지는 것을 방지하기 위해 형성되며, 투명 전극과 형광층이 형성된 상판과 캐소드 어레이 및 게이트 전극이 형성된 하판을 저 에너지용 FED 패널의 경우 통상적으로 100 마이크로 내지 300 마이크로미터의 간격이 일반적이다.

그러나, 전계방출 표시소자용 스페이서의 높이가 약 300 ㎛ 가 되도록 제조하는 것은 난해한 많은 문제점을 수반한다. 이를 해결하기 위한 여러 가지의 스페이스 형성 방법이 거론되고 있다. 스페이서 형성 방법중 종래의 방법에는, 캐소드 어레이와 게이트 전극이 형성되어 있는 하판 사이에 스페이서용 물질을 균일하게 도포하고 이를 패터닝하는 사진 식각법, 스페이서용 미세 입자를 기판 위에 산포하는 방법, 하판상에 직접 스페이서를 형성하지 않고 개별 공정으로 스페이서를 제조하여 캐소드 어레이와 게이트 전극이 형성된 하판에 배열시키는 방법, 및 인쇄법등이 있다.

그러나, 상술한 방법은 각각 큰 문제점을 가지고 있다. 사진식각법은 미세한 스페이서를 제조하는데 큰 장점을 가지고 있지만, 스페이서재로 형성된 물질상에 감광막을 형성하여 스페이서재를 패터닝하고 잔존하는 감광막 패턴을 제거하는 등의 공정이 복잡하고, 재료 선정의 어려움이 있고, 스페이서용 미세 입자를 기판위에 산포하는 방법의 경우 고밀도의 패널제작이 어렵고, 또한 패널 전체에 산포하는 경우 캐소드 팁들을 손상 시킬 수 있고, 개별 공정으로 스페이서를 제조하여 배열하는 경우, 스페이서를 정확한 위치에 정렬 고정시키기 어려우며, 인쇄법의 경우 기존의 PDP에서 사용되고 있는 격벽형성방법을 응용하여 이용할 수 있으므로 상당히 유용하지만 좁은 폭으로 높은 높이 (300 ㎛) 를 갖는 스페서를 형성하기 어려운 단점이 있다.

또한, 종래의 인쇄법을 더 상세하게 살펴보면, 마스크 두께 정도만큼 스페이서가 형성된 후에, 다음 인쇄시 기존에 형성된 스페이서가 마스크 패턴홀에 끼어서 기판으로부터 분리될 때 마스크와 함께 분리되는 경향 때문에, 종래의 인쇄법으로 도트나 선 모양의 스페이서를 형성하는데 있어서 인쇄용 마스크 이상의 두께를 형성하기가 어려운 단점이 있다. 또한 인쇄 건조를 반복하여 계속적으로 실행함에 따라서 마스크와 인쇄된 면의 상단부간의 갭이 바뀌게 되어 이에따라 인쇄 인압도 바뀌게 되고 또한 기존에 인쇄된 부분이 마스크 패턴홀에 약간씩 끼게 됨으로서 인쇄 건조를 반복하여 실행할 수록 1 회당 누적되는 인쇄 두께가 점차 감소하는 경향이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 보다 향상된 인쇄법, 즉 인쇄용 지지판을 사용하여 스페이서를 적층시키는 방법을 제공하는데 있다.

도 1a 는 본 발명에 따라 스페이서가 형성된 기판을 도시한 평면도.

도 1b 는 본 발명에 따라 스페이서가 형성된 기판을 도시한 측면도.

도 2a 는 본 발명에 따른 하나의 인쇄용 지지판의 형태 및 기판상의 배열을도시한 도면.

도 2b 는 도 2a 의 선 (A-A) 을 따라 자른 단면도.

도 3 은 본 발명에 따른 다른 인쇄용 지지판의 형태 및 기판상의 배열을 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판

3 : 스페이서

5 : 도트형 지지판

7 : 라인형 지지판

이하 도면을 참조로하여 상세하게 설명한다.

본 발명을 실행하기위한 인쇄법에 의한 스페이서 형성 방법은, 스페이서용 마스크를 기판상에 배열시키는 단계, 상기 스페이서용 인쇄 마스크 두께의 약 3/4 정도가 될 때 까지 인쇄 건조를 반복하여 스페이서를 형성시키는 단계, 상기 기판으로부터 상기 스페이서용 마스크를 제거시키는 단계, 상기 스페이서를 소성하여 경화시키는 단계, 및형성된 상기 스페이서와 동일한 두께를 갖는 인쇄용 지지판을 상기 기판상에 배열 시키는 단계로 이루어지고, 상기 스페이서가 희망하는 높이가 될 때까지 상기 단계를 반복하는 것을 특징으로 한다. 즉, 인쇄법을 이용한 스페이스 형성시, 스페이서가 인쇄 마스크 두께의 약 3/4 정도가 되었을 때, 더 이상 인쇄를 진행하지 않고 현재까지 진행된 스페이서와 거의 동일한 두께를 갖는 인쇄용 지지판을 마스크와 기판사이에 위치시켜 동일한 인쇄를 다시 진행시킴으로서 종래에서 보다 높고 안정적인 스페이서를 형성하는 것이 가능하다.

상기 인쇄용 지지판의 형태는 스페이서용 마스크와 거의 동일하지만, 스페어서용 마스크의 패턴홀이 인쇄시에 인쇄용 지지판에 의해서 방해를 받지 않는 범위내에서 지지판의 다양한 변경이 가능하다.

예를 들면, 도 2a 의 인쇄용 지지판에서는 기판상의 열 방향으로 일렬로 늘어선 스페이서를 모두 회피하도록 열방향의 직사각형 형태로 다수의 홈을 갖도록 형성되어 있다. 이를 이용한 스페이서 형성 방법을 설명한다. 우선, 스페이서가 형성될 기판 (1) 을 준비한다. 이 기판은 상판 또는 하판이 될 수 있다. 다음으로, 스페이서용 인쇄 마스크를 기판 (1) 상에 정렬 시킨다. 그후에, 도 2a 의 인쇄 방향에 따라 인쇄 건조를 반복하여 진행한다. 이때, 스페이서의 형성 두께는 인쇄 마스크의 3/4 까지 진행시킨다. 다음으로 스페이서용 인쇄 마스크를 제거하고, 상술한 동일한 인쇄 방향으로 도 2a 의 인쇄용 지지판을 기판상에 정렬시킨다. 다음으로, 상기 스페이서용 인쇄 마스크를 정렬시킨다. 다시 도 2a 의 인쇄 방향으로 인쇄 건조를 반복 진행하여 희망하는 높이가 될 때가지 이를 반복하여 스페이서를 형성시킨다.

본 발명에 따른 스페이서는 일반적으로 인쇄 특성 및 배기 콘덕턴스를 고려하여 타당한 높이와 폭으로 설계되어야 하며, 실험적으로 스페이서의 장축 방향의 폭은 약 2.3 mm 가 적당하지만, 실험에서 고려되지 않은 요인들에 의해서 달라질 수 있는 것으로 이해되어져야 하며, 단위 면적당 스페이서의 수도 마찬가지이며, 당해 기술 분야에서 숙력된 자에게 타당하게 설계될수 있기에 이에 대한 설명은 생략한다.

다른 예를 들면, 도 2b 의 인쇄용 지지판에서는 기판상의 각각의 스페이서용 인쇄 마스크의 패턴홀 크기보다 약간 크게 각각 형성시킨 다수의 홈을 갖는다. 이를 이용한 스페이서 형성 방법을 설명한다. 우선, 스페이서가 형성될 기판 (1) 을 준비한다. 이 기판은 상판 또는 하판이 될 수 있다. 다음으로, 스페이서용 인쇄 마스크를 기판 (1) 상에 정렬 시킨다. 그후에, 도 2b 의 인쇄 방향에 따라 인쇄 건조를 반복하여 진행한다. 이때, 스페이서의 형성 두께는 인쇄 마스크의 3/4 까지 진행시킨다. 다음으로 스페이서용 인쇄 마스크를 제거하고, 상술한 동일한 인쇄 방향으로 도 2a 의 인쇄용 지지판을 기판상에 정렬시킨다. 다음으로, 상기 스페이서용 인쇄 마스크를 정렬시킨다. 다시 도 2a 의 인쇄 방향으로 인쇄 건조를 반복 진행하여 희망하는 높이가 될 때가지 이를 반복하여 스페이서를 형성시킨다.

본 발명에 따른 스페이서는 일반적으로 인쇄 특성 및 배기 콘덕턴스를 고려하여 타당한 높이와 폭으로 설계되어야며, 실험적으로 스페이서의 장축 방향의 폭은 약 2.3 mm 가 적당하지만, 실험에서 고려되지 않은 요인들에 의해서 달라질 수 있는 것으로 이해되어져야 하며, 단위 면적당 스페이서의 수도 마찬가지이며, 당해 기술 분야에서 숙력된 자에게 타당하게 설계될수 있기에 이에 대한 설명은 생략한다.

이상의 상술에 따른 본 발명은 인쇄를 진행함에 있어서, 계속적으로 도트 형 또는 라인형 패턴을 인쇄해 나갈 때 마스크 두께 정도 만큼 스페이서가 형성된 후에 인쇄는 기존에 형성된 스페이서가 마스크 패턴홀에 끼여서 기판 (1) 으로부터 분리되어 마스크와 함께 제거되는 경향이 없어지고, 스페이서의 높이를 몇배 더 높게 할 수 있으므로 애노드부에 보다 높은 전압을 인가 시킬수 있게하여 고휘도와 고 발광 효율의 패널을 만들 수 있게 하는 특징을 가지고 있다.

Claims (3)

1. 스페이서용 마스크를 기판상에 배열시키는 단계, 상기 스페이서용 인쇄 마스크 두께보다 작게 인쇄 건조를 반복하여 스페이서를 형성시키는 단계, 상기 기판으로부터 상기 스페이서용 마스크를 제거시키는 단계, 상기 스페이서를 소성하여 경화시키는 단계, 및 상기 스페이서와 동일한 두께를 갖는 인쇄용 지지판을 상기 기판상에 배열 시키는 단계로 이루어지고, 상기 스페이서가 희망하는 높이가 될 때까지 상기 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 인쇄법에의한 스페이서 형성 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 스페이서의 두께는 마스크 두께보다 70 ~ 80% 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 스페이서 형성 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서용 인쇄 마스크는 SUS 재질이며, 상기 인쇄용 지지판은 폴리에스터로 이루어지는 것을 특징으로하는 스페이서 형성 방법.