KR19990069736A - Spacer manufacturing method of field effect electron emission device - Google Patents
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Abstract
전계 효과 전자 방출 소자를 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조방법은 (가) 유리 기판 상에 스페이서바를 형성하는 단계;와 (나) 지지판 상의 스페이서바를 고온 압축하여 상기 솔더페이스트로 음극판에 부착하는 단계;와 (다) 상기 지지판을 제거하는 단계;와 (라) 상기 스페이서바 상에 양극판을 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 (가) 단계는, (가-1) 상기 유리 기판 상에 금속층을 형성하는 단계;와 (가-2) 상기 금속층 상에 접착 가능하도록 형성된 솔더페이스트를 인쇄하여 소성시키는 단계;와 (가-3) 상기 솔더페이스트 위에 포토레지스트를 도포하여 패터닝 하는 단계;와 (가-4) 상기 유리 기판의 뒷면에 지지판을 부착하는 단계;와 (가-5) 노출된 상기 유리 기판 영역을 제거하여 스페이서바를 형성하고, 상기 스페이서바 상의 포토레지스트를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A field effect electron emission device is disclosed. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a spacer for a field effect electron emission device, the method comprising: (a) forming a spacer bar on a glass substrate; (C) removing the support plate; and (D) attaching a positive electrode plate on the spacer bar. In addition, the (a) step may include (a-1) forming a metal layer on the glass substrate; and (a-2) printing and baking the solder paste formed to be adhered to the metal layer; and ( A-3) applying and patterning photoresist on the solder paste; and (A-4) attaching a supporting plate to the rear surface of the glass substrate; and (A-5) removing the exposed glass substrate region. Forming a spacer bar and removing the photoresist on the spacer bar.
Description
본 발명은 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조방법에 관한 것으로서,상세하게는 유리 기판 상에 금속층을 형성하여 제조하는 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a spacer of a field effect electron emitting device, and more particularly, to a method for manufacturing a spacer for a field effect electron emitting device, which is formed by forming a metal layer on a glass substrate.
전계 효과 전자 방출 소자는 고전계 하에서 진공중으로 전자를 방출하는 마이크로팁을 채용한 것으로, 전자를 응용하는 각종 산업기기 및 평판표시소자 분야에 적용되고 있다.The field effect electron emission device employs a microtip that emits electrons in a vacuum under a high electric field, and has been applied to various industrial devices and flat panel display devices that use electrons.
특히 평판표시소자 분야에 있어서, 최근 액정표시소자와 플라즈마표시소자에 이은 차세대 표시 소자로서 전계 효과를 이용한 전자 방출 디스플레이 장치가 많은 주목을 받고 있다.Especially in the field of flat panel display devices, an electron emission display device using an electric field effect has attracted much attention as a next generation display device following the liquid crystal display device and the plasma display device.
현재 전계 효과 전자 방출 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.Currently, high vacuum packaging technology has been actively researched and developed for the practical use of field effect electron emission flat panel display devices, but research and development of sufficiently stable processes and materials have not been made as a review stage of various processes and materials.
도 1은 종래의 전계 효과 전자 방출 소자의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional field effect electron emitting device.
도시된 바와 같이, 전계 효과 전자 방출 소자(10)는 스페이서(13)에 의해 상호 일정거리를 두고 대향 배치된 양극판(11)과 음극판(12)이 마련되어 있다. 그리고 음극판(12) 위에는 다수의 마이크로 팁(14)들이 일정거리를 두고 형성되어 있다. 이 마이크로 팁(14)들은 음극판(12) 위에 형성된 절연층(15)에 의해 둘러싸인 관통공(16) 내에 마련되어 있다. 그리고 절연층(15)의 위에는 게이트(17)들이 적층되어 있다. 양극판(11) 상에는 형광막(18)이 형성되어 있다. 여기서 스페이서(13)는 양극판(11)과 음극판(12) 사이의 간격을 유지하는 지지대의 역할만을 한다. 참조부호 11a 및 12a는 각각 양극과 음극이다.As shown in the drawing, the field effect electron emission device 10 is provided with a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 which are arranged to be spaced apart from each other by a spacer 13. In addition, a plurality of micro tips 14 are formed at a predetermined distance on the negative electrode plate 12. These micro tips 14 are provided in the through holes 16 surrounded by the insulating layer 15 formed on the negative electrode plate 12. The gates 17 are stacked on the insulating layer 15. The fluorescent film 18 is formed on the positive electrode plate 11. The spacer 13 serves only as a support for maintaining a gap between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12. Reference numerals 11a and 12a denote positive and negative electrodes, respectively.
이와 같이 지지대 역할만을 하도록 설치된 종래의 스페이서(13)는 도 2에 도시된 바와 같이, 마스크(19)를 사용하여 유리페이스트를 수회에 걸쳐 스크린 프린트하여 만들어졌다.Thus, the conventional spacer 13 installed to serve only as a support was made by screen printing a glass paste several times using a mask 19, as shown in FIG.
그러나, 종래의 스크린 프린트에 의한 스페이서 제조방법에 의하면 요구되는 양극판(11)과 음극판(12)의 유지 간극거리가 되는 스페이서(13)의 높이를 200㎛ 정도로 하기 위해서는 스크린 프린팅 및 경화 공정을 7회 정도 반복하여 실시하여야 하므로 많은 시간이 소요된다. 또한, 경화 중에는 유리페이스트의 흘러내림이 나타나거나, 반복 공정중의 정렬 오차로 인하여 스페이서(13)의 지지대 상면과의 점유폭대 그 높이에 대한 비인 종횡비(aspect ratio; 높이/폭)를 1 이상으로 크게 하기가 매우 어려운 문제점을 안고 있다.However, according to the conventional method of manufacturing a spacer by screen printing, the screen printing and curing process is performed seven times in order to make the height of the spacer 13, which is the retention gap distance between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12, required to be about 200 µm. It takes a lot of time because it should be repeated repeatedly. In addition, during curing, the glass paste flows down, or due to an alignment error during the repeating process, the aspect ratio (height / width) that is the ratio of the occupied width to the height of the support 13 of the spacer 13 to its height is set to 1 or more. It is very difficult to enlarge.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 제조공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 제조된 스페이서의 종횡비를 크게 할 수 있으며, 스페이서의 높이 조절이 용이한 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and can reduce the time required for the manufacturing process, increase the aspect ratio of the manufactured spacer, and easily control the height of the spacer. An object of the present invention is to provide a spacer manufacturing method.
도 1은 종래의 전계 효과 전자 방출 소자의 개략적 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a conventional field effect electron emission device,
도 2는 도 1의 전계 효과 전자 방출 소자의 종래의 스페이서 제조방법을 설명하기 위해 그 제조공정의 일부를 나타내보인 단면도이고,2 is a cross-sectional view showing a part of a manufacturing process of the conventional spacer manufacturing method of the field effect electron emission device of FIG.
도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조 방법을 도식적으로 설명하기 위해 각 공정 단계별로 나타내보인 도면으로서,3 to 8 are diagrams showing step by step in order to explain a method of manufacturing a spacer of a field effect electron emission device according to the present invention.
도 3은 유리 기판 상에 금속층을 패터닝 한 후의 단면도이고,3 is a cross-sectional view after patterning a metal layer on a glass substrate,
도 4는 도 3의 금속층 상에 솔더페이스트를 인쇄하고, 포토레지스트를 도포하여 패터닝한 후의 단면도이고,FIG. 4 is a cross-sectional view after printing a solder paste on the metal layer of FIG. 3 and applying and patterning a photoresist. FIG.
도 5는 유리 기판의 뒷면에 지지판이 접착된 단면도이고,5 is a cross-sectional view of the support plate is bonded to the back of the glass substrate,
도 6은 유리 기판의 노출영역이 제거되어 스페이서바가 형성된 단면도이고,6 is a cross-sectional view of a spacer bar formed by removing an exposed area of a glass substrate;
도 7은 스페이서바를 음극판에 접착 후, 지지판을 제거한 단면도이고,7 is a cross-sectional view of removing the support plate after bonding the spacer bar to the negative electrode plate,
도 8은 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자를 나타내 보인 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing a field effect electron emission device according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10, 40... 전계 효과 전자 방출 소자10, 40 ... field effect electron emission device
11, 41... 양극판 12, 42... 음극판11, 41 ... anode plate 12, 42 ... cathode plate
13 ... 스페이서 14, 44... 마이크로팁13 ... spacer 14, 44 ... microtip
15, 45... 절연층 16, 46... 관통공15, 45 ... Insulation layer 16, 46 ... Through hole
17,47... 게이트 18, 48... 형광막17,47 ... gate 18, 48 ... fluorescent film
19... 마스크 31... 유리 기판19 ... mask 31 ... glass substrate
32... 금속층 33... 솔더페이스트32 ... metal layer 33 ... solder paste
34... 포토레지스트 35... 지지판34 Photoresist 35 Support plate
43... 스페이서바43 ... spacer bar
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조방법은 (가) 유리 기판 상에 스페이서바를 형성하는 단계;와 (나) 지지판 상의 스페이서바를 고온 압축하여 상기 솔더페이스트로 음극판에 부착하는 단계;와 (다) 상기 지지판을 제거하는 단계;와 (라) 상기 스페이서바 상에 양극판을 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 (가) 단계는, (가-1) 상기 유리 기판 상에 금속층을 형성하는 단계;와 (가-2) 상기 금속층 상에 접착 가능하도록 형성된 솔더페이스트를 인쇄하여 소성시키는 단계;와 (가-3) 상기 솔더페이스트 위에 포토레지스트를 도포하여 패터닝 하는 단계;와 (가-4) 상기 유리 기판의 뒷면에 지지판을 부착하는 단계;와 (가-5) 노출된 상기 유리 기판 영역을 제거하여 스페이서바를 형성하고, 상기 스페이서바 상의 포토레지스트를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a spacer for a field effect electron emission device according to the present invention includes the steps of: (a) forming a spacer bar on a glass substrate; and (b) compressing a spacer bar on a support plate at high temperature to form a negative electrode plate as the solder paste. And (c) removing the support plate; and (d) attaching a positive electrode plate on the spacer bar. In addition, the (a) step may include (a-1) forming a metal layer on the glass substrate; and (a-2) printing and baking the solder paste formed to be adhered to the metal layer; and ( A-3) applying and patterning photoresist on the solder paste; and (A-4) attaching a supporting plate to the rear surface of the glass substrate; and (A-5) removing the exposed glass substrate region. Forming a spacer bar and removing the photoresist on the spacer bar.
바람직하게는 상기 (가-5) 단계에서, 노출된 상기 유리 기판은 불화수소 계열의 식각액, 샌드 블라스터링법 중 적어도 어느 하나로 제거되어 상기 스페이서바가 형성되며, 상기 금속층은 크롬 또는 구리박막으로 형성된다. 또한, 상기 지지판은 니켈이 도금된 실리콘 웨이퍼 또는 세라믹 기판으로 형성된 점에 그 특징이 있다.Preferably, in the step (A-5), the exposed glass substrate is removed by at least one of a hydrogen fluoride-based etching solution and a sand blasting method to form the spacer bar, and the metal layer is formed of chromium or copper thin film. In addition, the support plate is characterized in that it is formed of a nickel-plated silicon wafer or ceramic substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조방법을 상세하게 설명한다. 여기서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.Hereinafter, a method of manufacturing a spacer of a field effect electron emission device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 (가) 단계는, 유리 기판(glass plate: 31) 상에 후술되는 스페이서바를 형성하는 단계로서, (가-1) 단계에서, 스페이서를 형성하기 위해 구비된 유리 기판(31) 상에 크롬(Cr)이나 니켈(Ni)의 금속 박막을 증착시킨다. 다음으로, 상기 금속 박막 위에 포토레지스트인 감광재료로 소정두께의 포토레지스트 마스크를 형성한다. 그리고, 상기 마스크를 이용한 상기 증착 금속 박막을 식각하여 소정 크기의 개구부를 가진 금속층(32)을 형성시킨다.As shown in FIG. 3, first, the (a) step is to form a spacer bar to be described later on a glass plate 31, and in (a-1), a glass provided to form a spacer A metal thin film of chromium (Cr) or nickel (Ni) is deposited on the substrate 31. Next, a photoresist mask having a predetermined thickness is formed on the metal thin film using a photoresist as a photoresist. The deposition metal thin film using the mask is etched to form a metal layer 32 having an opening having a predetermined size.
도 4에 도시된 바와 같이, (가-2) 단계에서, 상기 금속층(32) 상에 그 금속층(32)과 서로 접착 가능하도록 상기 금속층(32)의 표면에 접착용 재료인 솔더페이스트(solder paste: 33)를 인쇄하여 소성시키고, (가-3) 단계에서, 상기 솔더페이스트(33) 위에 포토레지스트(34)를 도포하여 패터닝시킨다.As shown in FIG. 4, in step (A-2), a solder paste, which is an adhesive material, is attached to a surface of the metal layer 32 so that the metal layer 32 and the metal layer 32 can be adhered to each other. : 33) is printed and baked, and in step (A-3), the photoresist 34 is applied and patterned on the solder paste 33.
그 후, (가-4) 단계에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같은 공정으로 형성된 상기 유리 기판(31)의 뒷면에 스페이서바를 지지 가능하도록 지지판(35)을 접착제의 사용으로 접착시킨다. 여기서, 상기 지지판(35)의 재질은 니켈(Ni)이 도금된 실리콘 웨이퍼를 사용하거나, 세라믹 기판을 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, in step (A-4), as shown in FIG. 5, the supporting plate 35 is adhered to the back surface of the glass substrate 31 formed by the process as described above by using an adhesive. Let's do it. Here, the material of the support plate 35 is preferably a silicon wafer plated with nickel (Ni) or a ceramic substrate.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, (가-5) 단계에서, 전술한 바와 같은 방법으로 형성되어 노출된 상기 유리 기판(31)을 포토리소그라피법을 이용한 식각으로 스페이서바(43)를 형성한다. 이 때, 바람직하게는 노출된 상기 유리 기판(31)을 제거하는 방법으로 불화수소(HF) 계열의 식각액을 사용하거나, 샌드 블라스터링(sand blustering)법을 적용하여 상기 포토레지스트(34)가 없는 유리 기판(34)의 소정 부위를 제거하면 상기 지지판(35) 상에 스페이서바(43)가 형성된다. 다음으로 상기 스페이서바(43) 상의 포토레지스트(34)를 제거한다.Next, as shown in FIG. 6, in step (a-5), the spacer bar 43 is formed by etching the glass substrate 31 formed and exposed by the method as described above using the photolithography method. do. At this time, preferably, the exposed glass substrate 31 is removed using a hydrogen fluoride (HF) -based etching solution or sand blustering method to remove the photoresist 34. When the predetermined portion of the glass substrate 34 is removed, the spacer bar 43 is formed on the support plate 35. Next, the photoresist 34 on the spacer bar 43 is removed.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이 (나) 단계에서, 상기 지지판(35) 상에 부착된 스페이서바(43)를 솔더 페이스트(33)에 의해 부착되도록 음극판(42) 상의 게이트(47)에 얼라인으로 고온 압축하여 접착한다. 이러한 고온 압축으로 솔더페이스트(33)의 솔더가 녹아 상기 스페이서바(43)가 단단하게 접착된다. 그리고, (다) 단계에서, 상기 지지판(35)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 7, in the step (b), the spacer bar 43 attached on the support plate 35 is attached to the gate 47 on the negative electrode plate 42 so as to be attached by the solder paste 33. Bond by hot compression with alignment. By the high temperature compression, the solder of the solder paste 33 is melted, and the spacer bar 43 is firmly bonded. Then, in step (c), the support plate 35 is removed.
마지막으로, 도 8에 도시된 바와 같이, (라) 단계에서, 이렇게 부착된 전계 효과 전자 방출 소자(40)의 스페이서바(43) 상에 형광막(48)을 포함하는 양극판(41)을 부착함으로써, 그 내부공간이 밀폐된 양극판(41)과 음극판(42)이 스페이서바(43)에 의해 상호 일정거리를 두고 대향 지지되도록 한다. 그리고 상기 음극판(42) 위에 형성된 음극(미도시) 위에는 다수의 마이크로 팁(44)들이 일정거리를 두고 형성되며, 상기 마이크로 팁(44)들은 음극(미도시) 위에 형성된 절연층(45)에 의해 둘러싸인 관통공(46) 내에 설치된다. 그리고 상기 절연층(45)의 위에는 게이트(47)들이 적층되어 있으며, 상기 양극판(41)에 형성된 양극 위에는 형광막(48)들이 형성되어 있다.Finally, as shown in FIG. 8, in step (d), the positive electrode plate 41 including the fluorescent film 48 is attached onto the spacer bar 43 of the field effect electron emission device 40 thus attached. As a result, the positive electrode plate 41 and the negative electrode plate 42 whose inner spaces are sealed are mutually supported at a predetermined distance from each other by the spacer bar 43. A plurality of micro tips 44 are formed at a predetermined distance on the cathode (not shown) formed on the cathode plate 42, and the micro tips 44 are formed by the insulating layer 45 formed on the cathode (not shown). It is installed in the enclosed through hole 46. The gates 47 are stacked on the insulating layer 45, and the fluorescent layers 48 are formed on the anode formed on the anode plate 41.
이러한 전계 효과 전자 방출 소자는 10-7torr 정도의 고진공 수준의 유지가 가능하여 방출 전자들의 평균 자유행정을 늘리고, 팁의 물리 화학적 오염이나 손상을 방지할 수 있게 된다. 그리고, 스크린 면적이 증가하게 되면 이러한 고진공하에서 휨현상이 일어나므로 일정한 거리를 가지는 스페이서를 위치 가능하게 하며, 스페이서의 높이 조절이 용이하도록 구비된 것에 잇점이 있다.The field effect electron emission device can maintain a high vacuum level of about 10 -7 torr, thereby increasing the average free stroke of the emission electrons and preventing physicochemical contamination or damage of the tip. In addition, when the screen area is increased, bending occurs under such high vacuum, so that the spacer having a predetermined distance can be positioned, and the height of the spacer is easily provided.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자의 스페이서 제조방법에 의하면 스페이서 제조에 소요되는 시간이 단축되고, 스페이서가 차지하는 음극판 상의 불필요한 공간을 최소화할 수 있으며, 스페이서의 위치 정렬이 용이하고, 정확도를 높일 수 있다. 그리고, 종횡비(Aspect Ratio)를 1 이상으로 크게할 수 있으며, 스페이서의 위치 조절이 용이한 점에 그 장점이 있다.As described above, according to the method for manufacturing a spacer of the field effect electron emission device according to the present invention, the time required for manufacturing the spacer can be shortened, unnecessary space on the negative electrode plate occupied by the spacer can be minimized, and alignment of the spacers is easy. And accuracy can be improved. In addition, the aspect ratio can be increased to 1 or more, and there is an advantage in that the position of the spacer can be easily adjusted.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20111024 Year of fee payment: 8 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |