KR20000039173A - 평판표시소자의 스페이서 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시소자의 스페이서 제조방법에 관한 것으로서, 스페이서 페이스트를 인쇄법으로 기판상에 인쇄하여 스페이서를 형성하는데 사용되는 인쇄마스크의 홀 형상을 변화시켜 홀 에지 부분에서의 페이스트 량이 감소되도록 하여 스페이서의 형상 및 높이가 균일하게 형성되도록 하였으므로, 스페이서 불균일에 의한 불량 발생을 방지하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

평판표시소자의 스페이서 제조방법

본 발명은 전계방출표시소자(field emission display; 이하 FED라 칭함)등 평판표시소자의 스페이서 제조방법에 관한 것으로서, 특히 인쇄 마스크를 사용하는 인쇄방법에 의한 스페이서 제조공정에서 인쇄마스크의 홀 형상을 변화시켜 홀의 에지 부분에 스페이서 페이스트가 뭉쳐서 인쇄시 스페이서의 형상 및 높이가 불균일해지는 것을 방지하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 평판표시소자의 스페이서 제조방법에 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 CRT와 LCD의 장점을 갖는 새로운 평판 디스플레이를 개발하는데 주목하고 있다.

FED는 평판 디스플레이의 일종으로서 각이진 부분에 전계가 집중되는 현상을 이용하여 비교적 낮은 전압, 예를 들어 200∼10㎸ 정도의 전압을 인가하여 냉전자를 방출시키는 소자로서, 이를 이용하여 형성되는 FED는 CRT의 고선명성과 LCD의 경박화의 장점을 모두 갖추고 있어 차세대 표시장치로서 주목받고 있다.

이러한 FED는 전자를 방출하는 팁형 또는 웨지형 캐소드와 형광체가 도포된 애노드를 구비하고, 다수의 마이크로 팁으로부터 전자 방출을 유도하여, 형광체가 자극을 받아 형광체의 최외각 전자들이 여기 및 천이되는 과정에서 발생된 빛을 이용하여 원하는 화상 표시를 나타내도록 하고 있다.

즉, FED는 진공 내에서 금속 혹은 도체에 전기장을 인가하면 전자들이 고체로부터 진공 밖으로 양자역학적인 터널링을 통해 튀어나오게 되는데, 이것들이 맞은 편의 후면 전극에 인가된 전압에 의하여 가속되어 전극 위에 형성된 형광층을 때려서 발광시킴으로써 영상을 표시하는 디스플레이 소자이다.

특히 FED는 경박형의 제작이 가능할 뿐만 아니라, LCD의 결정적인 단점인 공정수율, 제조단가 및 대형화의 문제점들을 해결할 수 있다. 즉 LCD는 하나의 단위화소라도 불량이 발생되면 제품전체가 불량 처리되지만, FED는 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수 개의 단위화소들이 형성되어 있어 한 두개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없어 제품 전체의 수율이 향상된다.

또한 FED는 LCD에 비해 시야각, 휘도, 응답속도, 소모전력 등의 특성이 우수하여 대형표시장치에 적합하다는 이점이 있다.

초기의 FED는, 공동에 의해 외부로 노출되어 있으며 꼭지부를 갖는 원뿔형 에미터와, 상기 에미터의 양측에 정렬되어 있는 게이트를 구비하는 하부기판과, 상기 게이트와 일정간격 이격되어 있는 애노드를 구비하는 상부기판으로 구성되어 각각이 CRT의 캐소드, 그리드 및 애노드와 대응된다.

상기의 FED는 에미터에 전압을 인가하여 애노드의 꼭지부에 집중된 전장에 의해 전자가 방출되며, 상기 방출된 전자는 양의 전압이 인가된 애노드에 의해 인도되어 애노드에 도포되어 있는 형광물질을 발광시키고, 상기 게이트는 전자의 방향 및 양을 조절한다.

상기의 FED는 상부기판과 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지하기 위한 스페이서가 설치되어 있다.

상기 스페이서는 FED 내부의 고진공에 의한 압축 응력에 의해 기판이 파괴되거나 휘어지는 것을 방지하며, 통상적으로 상부기판과 하부기판판을 100∼3000㎛의 간격으로 유지시키는 역할을 하는 구조체이다.

이러한 FED는 기판간의 간격이 100∼3000㎛의 범위에 있지만 고휘도와 고 발광 효율의 패널을 위해서는 1㎜ 이상이 되도록 하여야 하는데, 이렇게 하는 것은 기술적으로 많은 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위한 여러 가지의 스페이서 형성 방법이 거론되고 있다.

이러한 스페이서 형성을 위한 종래의 방법에는, 캐소드 어레이와 게이트 전극이 형성되어 있는 하판에 스페이서용 물질을 균일하게 도포하고, 이를 패터닝하는 사진 식각법과, 스페이서용 미세 입자를 기판 위에 산포시키는 방법, 개별 공정으로 스페이서를 제조하고 이 스페이서를 하부기판상에 배열시키는 방법 및 인쇄방법으로 스페이서 페이스트를 인쇄시켜 이를 경화시켜 사용하는 인쇄법 등이 있다.

그러나, 상술한 방법들은 각각 큰 문제점을 가지고 있다. 사진식각법은 미세한 스페이서를 제조하는데 큰 장점을 가지고 있지만, 스페이서재로 형성된 물질상에 감광막을 형성하여 스페이서재를 패터닝하고 잔존하는 감광막 패턴을 제거하는 공정을 거쳐야하는 등 공정이 복잡하고, 스페이서용 재료의 선정에 어려움이 있으며, 공정상의 오염에 의해 수율이 저하되는 문제점이 있다.

또한 스페이서용 미세입자를 기판 위에 산포하는 방법은 고밀도의 패널 제작이 어려우며, 패널 전체에 산포하는 경우 캐소드 팁들을 손상시킬 수 있고, 개별 공정으로 스페이서를 제조하여 배열시키는 경우, 스페이서를 정확한 위치에 정렬·고정시키기 어려워 수율이 저하되는 문제점이 있다.

도 1 내지 도3은 종래 기술에 따른 인쇄법에 의한 스페이서 제조방법을 설명하기 위한 도면들로서, 서로 연관시켜 설명한다.

먼저, 인쇄법의 경우 기존의 PDP에서 사용되고 있는 격벽 형성방법을 응용하여 이용할 수 있으며, 스페이서를 도트형이나 라인형으로 형성할 수 있는데, 인쇄 특성상 도트형 보다는 라인형의 스페이서가 스페이서 폭을 감소시키는 데는 도트형 보다 유리하다.

도1에 도시되어있는 종래의 인쇄마스크(10)는 라인형 스페이서 형성을 위한 인쇄마스크로서, 스페이서가 형성될 위치와 대응되는 위치에 직사각 형상의 홀(12)들이 형성되어 있다.

도1의 인쇄마스크(10)를 이용하여 기판(20)상에 스페이서 페이스트를 사용하여 스페이서(22)를 인쇄하면, 도2 및 도3에 도시되어있는 바와 같은 스페이서(22)가 형성되는데, 상기 스페이서(22)는 인쇄 방향으로부터 먼쪽의 에지부분이 다른 부분에 비해 폭이 넓고, 높이도 높게 형성되는데, 이는 인쇄의 특성상 스페이서 페이스트가 에지 부분으로 뭉치기 때문이다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 평판표시소자의 스페이서 제조방법은 스페이서 페이스트를 사용한 인쇄법에 의한 스페이서 형성공정시 인쇄마스크의 홀 에지 부분에 페이스트가 뭉치게되어 스페이서의 형상 및 높이가 불균일하게 형성되어 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 인쇄법에 사용되는 인쇄마스크의 홀 형상을 변화시켜 홀 에지 부분에서의 스페이서 페이스트의 뭉침에 의한 스페이서의 형상 및 높이 불균일을 방지하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 평판표시소자의 스페이서 제조방법을 제공함에 있다.

도 1는 종래 기술에 따른 평판표시소자의 스페이서 제조공정에 사용되는 인쇄마스크의 평면도.

도 2는 도1의 인쇄마스크로 스페이서가 형성된 기판의 평면도.

도 3은 도 2의 선Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 인쇄마스크의 평면도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 인쇄마스크의 평면도.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 인쇄마스크의 평면도.

도 7은 도 4 내지 도6의 인쇄마스크를 사용하여 스페이서 형성된 기판의 평면도.

도 8은 도 7의 선Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 인쇄마스크 12 : 홀

20 : 기판 22 : 스페이서

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시소자의 스페이서 제조방법의 특징은,

기판상에 스페이서용 홀을 구비하는 인쇄마스크를 정렬시키고, 스페이서 페이스트로 인쇄하여 스페이서를 형성하는 평판표시소자의 스페이서 제조방법에 있어서,

상기 인쇄마스크의 홀의 양쪽 에지 부분이 중심 부분 보다 작은 폭을 가지도록 형성되어 인쇄되는 스페이서 페이스트 량이 중심 부분 보다 작아 지도록 형성된 인쇄마스크를 사용하여 형성함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 평판표시소자의 스페이서 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 평판표시소자의 스페이서 제조공정에 사용되는 인쇄마스크들(10a,10b,10c)의 평면도로서, 라인형 스페이서 형성을 위한 직사각 형상의 홀들(14a,14b,14c)이 형성되되, 각각의 홀들(14a,14b,14c)의 에지 부분이 삼각형상, 사다리꼴 및 반원형으로 마감되어 있다.

일반적으로 인쇄마스크는 써스 제질의 기판에 레이져 가공 방법으로 홀들을 형성하고, 일렉트로 폴리슁으로 홀의 내부를 매끄럽게 가공하게 되는데, 레이져의 반경 감소에는 한계가 있으므로, 도 4의 삼각형상의 모서리가 완전하게 각을 가지게 형성하기는 어렵다. 따라서 도 5나 도6과 같이 사다리꼴이나 반원형으로 형성할 수도 있으며, 감광막을 이용한 사진식각 방법으로 홀을 형성하면 삼각형상의 에지 처리도 가능하다.

본 발명자의 실혐 결과에 따르면, 상기 도 4 내지 도 6에 도시되어 있는 인쇄마스크(10a,10b,10c)를 사용하여 스페이서 페이스트를 기판(20)상에 인쇄하여 건조시키면, 도 7 및 도 8에 도시되어있는 바와 같은 균일한 높이 및 형상의 스페이서(22)를 얻을 수 있으며, 이는 홀의 형상에 의해 홀 에지 부분에 인쇄되는 스페이서 페이스트의 양이 감소되기 때문이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 평판표시소자의 제조방법은 스페이서 페이스트를 인쇄법으로 기판상에 인쇄하여 스페이서를 형성하는데 사용되는 인쇄마스크의 홀 형상을 변화시켜 홀 에지 부분에서의 페이스트 량이 감소되도록 하여 스페이서의 형상 및 높이가 균일하게 형성되도록하였으므로, 스페이서 불균일에 의한 불량 발생을 방지하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 기판상에 스페이서용 홀을 구비하는 인쇄마스크를 정렬시키고, 스페이서 페이스트로 인쇄하여 스페이서를 형성하는 평판표시소자의 스페이서 제조방법에 있어서,

   상기 인쇄마스크의 홀의 양쪽 에지 부분이 중심 부분 보다 작은 폭을 가지도록 형성되어 인쇄되는 스페이서 페이스트 량이 중심 부분 보다 작아 지도록 형성된 인쇄마스크를 사용하여 형성하는 것을 특징으로하는 평판표시소자의 스페이서 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀의 에지 부분이 삼각형, 사다리꼴 또는 반원형 중 하나인 것을 특징으로하는 평판표시소자의 스페이서 제조방법.