KR20010006321A - 인공적 마스킹 층 및 배면 노출을 사용하여 블랙 매트릭스층을 형성하는 방법 및 그 방법으로 형성된 구조체 - Google Patents

인공적 마스킹 층 및 배면 노출을 사용하여 블랙 매트릭스층을 형성하는 방법 및 그 방법으로 형성된 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플랫 패널 디스플레이 등의 광 디바이스내의 발광 물질을 수신하는 개구를 만드는 기술에 관한 것으로서, 인공적으로 패턴된 마스킹층을 갖추고 있는 플레이트(20)를 여러개의 측면으로 분리된 마스크부(22A)로 나누는 처리에 의해 구조내에 개구를 형성하고, 화학작용 물질(28)의 1차 층을 이 마스킹층 위 및 상기 마스크 부 사이에 제공하고, 상기 마스크부로 형성된 마스크에 의해 가려지지 않는 이 1차 층의 물질을 화학작용 방사(30)로 배면 노출시키는데, 상기 방사에 노출되지 않는 1차 층의 물질은 제거하는데, 상기 1차 층의 노출된 물질에 의해 덮이지 않은 상기 마스킹층의 세그먼트도 제거되어서, 개구가 상기 마스킹층의 세그먼트가 제거된 이 1차 층을 통해 확장한다. 이 처리는 보통 상기 1차 층내의 개구들이 빛-방출 물질을 수신하는 플랫-패널 음극선관 디스플레이 등의 광 디바이스를 형성하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.

Description

인공적 마스킹 층 및 배면 노출을 사용하여 블랙 매트릭스층을 형성하는 방법 및 그 방법으로 형성된 구조체{USE OF SACRIFICIAL MASKING LAYER AND BACKSIDE EXPOSURE IN FORMING A BLACK MATRIX LAYER}
플랫 패널 CRT 디스플레이는 보통 베이스플레이트(또는 백플레이트), 디스플레이되는 능동 영역내에 원하는 이미지를 표현하는 투명한 페이스플레이트(또는 프론트플레이트), 및 상기 능동 영역 밖에서 상기 베이스플레이트와 페이스플레이트를 같이 연결하는 외부 벽으로 형성된다. CRT 디스플레이는 매우 낮은 압력, 보통 10-6토르 이하의 진공 레벨의 내부 압력을 유지한다. 상기 두 플레이트와 외부 벽 사이에는 보통 벽의 형태를 띄는 스페이서 그룹이 놓여있곤 한다. 상기 플레이트들 사이의 일정한 공간을 유지하는 것에 더하여, 상기 내부 스페이서는 디스플레이를 깨뜨릴 수도 있는 외부 공기압력과 같은 외부 힘에 저항하는 강도를 디스플레이에 제공한다.
상기 베이스플레이트 내부 표면을 따라서 전자-방출 소자가 놓여있다. 분리 형광 영역의 해당 어레이로 나뉘어진 형광 코우팅 영역은 상기 페이스플레이트의 내부면을 따라 놓여있다. 애노드도 상기 형광 영역 다음의 페이스플레이트 위에 놓여있다. 디스플레이 작동 동안에, 상기 전자-방출 소자는 상기 애노드에 의해 빠져나온 전자를 상기 형광체 쪽으로 방출한다. 나오는 전자에 의한 충돌이 있게되면, 상기 형광체는 빛을 방출하여 디스플레이의 전면에서 상기 페이스플레이트의 외부면상에 이미지를 형성한다. 디스플레이는 오직 선택된 전자-방출 소자에서 나온 전자만이 상기 형광체와 충돌하도록 제어된다.
보다 특별하게는, 각각의 전자-방출 소자에서 방출된 전자들은 오직 하나의 관련된 형광 영역과만 충돌하려고 한다. 그러나, 방출된 전자 중 일부는 타겟 형광 영역 밖의 페이스플레이트의 부분상에 변함없이 충돌한다. 페이스플레이트에서의 이미지 콘트라스트의 향상을 위해서, 전자의 충돌에 의해 빛을 발하지 않는, 거의 검은색인, 비-반사 물질인 암흑 매트릭스가 상기 형광 영역 주위에 적절히 위치해 있다. 컬러 플랫-패널 디스플레이에서는, 이 블랙 매트릭스는 원하지 않는 컬러 혼합을 막아주고 컬러 순도를 향상시킨다.
이 블랙 매트릭스는 여러 방법으로 만들 수 있다. 보통은 블랙 크롬과 같은 매우 검은 물질 층을 상기 페이스플레이트의 내부면상에 디포지트 한다. 이 검은 물질은 보통 상기 물질의 외부면상에 제공되는 적절한 마스크를 사용하여 상기 물질을 패터닝 하여 상기 블랙 매트릭스로 변환된다.
일반적으로, 상기 언급한 내부 스페이서들은 디스플레이의 전면상에 보이지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 스페이서들은 보통은 상기 블랙 매트릭스 부분 위에 놓여서 이미지를 나타내는 액티브 영역의 특정 부분과는 상관없다. 상기 내부 스페이서가 벽 형태를 띄고 있으면, 원하는 위치내의 스페이서 벽을 붙잡는 벽 그리퍼(wall gripper) 등의 메카니즘은 향상될 수 있다.
미국 특허 5,543,683 에는 내부 스페이서 벽을 사용하는 플랫-패널 CRT 디스플레이의 페이스플레이스 위에 블랙 매트릭스 및 벽 그리퍼를 제조하는 절차가 개시되어 있다. 미국 특허 5,543,683 에는, 페이스플레이트상에 검은 크롬을 디포지트 하고 포토레지스트 마스크를 사용하여 패턴하여 블랙 매트릭스 기능을 제공한다. 상기 검은 크롬 위에 형성된 포토-중합가능한 폴리이미드 물질로부터 벽 그리퍼를 만든다. 이 폴리이미드를 어느 폴리이미드 부분을 외부 폴리이미드 표면위에 있는 포토마스크를 통해 자외선("UV") 빛으로 노출시켜 패턴하고, 즉 폴리이미드 표면이 상기 검은 크롬과 가장 멀리 떨어지게 하고, 노출되지 않은 폴리이미드는 디벨로퍼(developer)로 제거한다. UV 빛은 폴리이미드의 외부 표면을 통해 폴리이미드로 들어가서 노출된 폴리이미드에 중합반응을 일으켜 특정 노출 깊이를 형성한다. 이 중합반응 정도는 외부 폴리이미드 표면에서 가장 크고 외부 폴리이미드 표면에서 멀어질수록 감소한다.
불행하게도, 미국 특허 5,543,683 의 상기 폴리이미드 두께는 지점마다 변화할 수 밖에 없다. 폴리이미드가 가장 두께운 위치에서, 외부 폴리이미드 표면에서 가장 멀리 떨어진 폴리이미드, 즉 상기 검은 크롬을 따라 있는 폴리이미드는 UV 빛의 노출 깊이를 넘어서는 거리에 있을 수도 있어서 UV 빛의 가시거리내에 있어도 상당한 중합반응이 없을 수도 있다. 작업이 진행되는 동안, 중합되지 않은 폴리이미드 위에 있는 중합된 폴리이미드는 닦아낼 수 있는데, 벽을 잡고 있는 능력(wall-gripping capability)을 손상시키게 된다. 폴리이미드 두께의 변화는 디스플레이 휘도도 불안정하게 만든다.
UV 빛의 가시거리내의, 가장 두꺼운 폴리이미드의 위치에서의 폴리이미드를 포함한, 모든 폴리이미드가 중합반응에 놓인다 하더라도, 외부 폴리이미드 표면에서 가장 멀리 떨어져 있는 폴리이미드는 외부 폴리이미드 표면과 더 가까운 폴리이미드 만큼 중합반응을 하지 못한다. 그 결과, 가장 두꺼운 폴리이미드의 위치에서 형성된 벽 그리퍼는 일반적으로 가장 얇은 폴리이미드의 위치에서 형성된 벽 그리퍼보다 약하다. 강한 벽 그리퍼와 비교하면, 약한 그리퍼는 원하는 벽 위치을 잘 유지하지 못한다. 미국 특허 5,543,683 에 개시된 기술을 사용하여 블랙 매트릭스와 벽 그리퍼를 형성하는 것은 디스플레이의 손상 및/또는 디스플레이 기능을 떨어뜨릴 수 있다.
종래 플랫-패널 CRT 디스플레이내의 형광 영역상에 충돌한 일부 전자들은 애노드에 수집되기 보다는 산란된다. 이 산란된 전자 일부는 블랙 매트릭스에 무해하게 충돌한다. 그러나, 다른 전자들은 의도하지 않은 형광 영역으로의 충돌 또는 스페이서 벽으로의 대전에 의해 디스플레이 기능을 떨어뜨린다. 블랙 매트릭스의 높이를 크게 하는 것은 블랙 매트릭스와 충돌하는 산란된 전자의 비율을 높이게 되어 디스플레이 기능을 떨어뜨리는 비율을 감소시킨다. 그 결과 디스플레이 기능이 향상 된다.
플랫-패널 디스플레이의 제조에 있어서, 블랙 매트릭스가 높고 블랙 매트릭스가 형성되는 구조체에 잘 부착되도록 포토-중합반응가능한 물질로부터 블랙 매트릭스를 만드는 기술을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 스페이서 벽과 같은 스페이서의 운동을 속박하는 특징을 가지는 블랙 매트릭스을 제공하는 것도 바람직하다. 이 스페이서-속박 특징은 상기 블랙 매트릭스 및 스페이서-속박 특징을 만드는데 사용된 포토-중합반응가능한 물질의 두께내의 변화에도 불구하고 대부분 동일한 강도를 가져야 한다.
발명의 일반적 개요
본 발명에서는 화학작용 물질내의 개구 패턴을 만드는데 배면 노출(backside explosure) 기술을 사용한다. 이 기술에는 희생 마스킹 층 부분이 있게 형성된 마스크를 통해 배면 화학작용 방사로 화학작용 층을 선택적으로 노출시켜 노출되지 않은 물질을 제거하게 된다. 이 화학작용 방사는 "배면" 이라고 부르는데, 상기 화학작용층 아래의 보디(body)를 통해 이 화학작용층으로 들어가기 때문이다. 원래 화학작용층(original actinic layer)의 노출되지 않은 나머지 물질은 패턴된 층을 형성한다. 이 패턴된 층의 두께는 상기 원래 화학작용층의 두께의 크게 변화하는 경우에도 상대적으로 균일할 수 있다.
노출된 화학작용 물질의 패턴된 층은 보통 상기 노출된 화학작용 물질이 검게, 대부분 검게 되도록 처리된다. "노출된 화학작용 물질" 이라는 표현은, 본 명세서에서는 심지어, 연속된 노출에서, 상기 노출된 물질이 더이상 화학작용을 못하는 경우에서도, 화학작용 방사에 노출된 물질을 명확히 식별하는데 사용된다. 전자의 충돌시 빛을 발하는 물질은 보통 상기 노출된 화학작용 물질로 구성된 블랙 매트릭스내 개구로 유도된다. 따라서 상기 원래 화학작용층의 검은 나머지가 플랫-패널 CRT 디스플레이 등으 발광 디바이스용 블랙 매트릭스 기능을 구행한다.
블랙 매트릭스용 패턴은 상기 검은 물질이 디바이스에서 사용된 스페이서의 운동을 속박할 수 있도록 쉽게 선택될 수 있다. 이 검은 물질내의 패턴을 정의하는 상기 배면 노출 기술의 사용으로 블랙 매트릭스를 하부 보디로부터 상대적으로 멀리 떨어져 확장하게 할 수 있다. 다시 말하면, 검은 물질을 상당히 높게 만들 수 있다. 이것은 스페이서 운동을 속박하는 검은 물질의 능력을 향상시킨다. 더욱이, 이 검은 물질을 높게 하는 것은 산란된 전자를 수집하는 능력을 향상시켜 디바이스 성능을 향상시킨다.
보다 특별하게는, 본 발명에 따르면, 패턴된 희생 마스킹 층은 플레이트를 덮고 있는 측면으로 분리된 다수의 마스크 부 위에 형성된다. 이 마스킹 층은 마스킹 층의 세그먼트가 나중에 제거되어 "희생" 되는 것이다. 화학작용 물질의 1차 층은 상기 마스크 부 사이의 공간 및 상기 마스킹 층 위에 제공된다. 적절한 처리를 거친 후, 이 1차 층의 일부는 보통 나중에 블랙 매트릭스의 일부를 구성한다. 플레이트에는 제1 표면과 대향하는 제2 표면이 있다. 상기 마스크 부가 있게 형성된 마스크에 의해 가려지지 않는 상기 1차 층의 물질은 배면 화학작용 방사, 즉 플레이트를 통해 상기 플레이트의 제2 표면으로부터 제1 표면까지 이동하는 화학작용 방사로 노출된다.
상기 1차 층의 노출되지 않은 물질은 제거된다. 여기엔, 비록 상기 마스크 부로형성된 마스크에 의해 가려지지 않았지만, 상기 배면 방사의 노출 깊이보다 상기 플레이트의 제1 표면과 더 멀리 떨어진 위치에 있는 모든 물질이 포함되며, 상기 노출 깊이는 상기 플레이트의 제1 표면으로부터 상기 1차 층까지 측정되는 것이다. 노출 단계에 앞선 상기 1차 층의 최소 두께는 상기 방사의 노출 깊이보다 더 클 수 있다. 이 경우, 상기 제거 단계 후 남아있는 노출된 물질의 모습의 높이는 보통 상기 1차 층의 원래 두께내의 변화에도 불구하고 상대적으로 일정하다.
상기 1차 층의 노출된 물질은 보통 중합반응 처리에 의해 화학 구조가 변화한다. 상기 1차 층을 배면 방사로 노출시킴으로서, 상당한 정도의 중합반응이 상기 플레이트의 제1 표면에서 가장 가까운 화학작용 물질내에서 일어나게 되어 상기 1차 층의 바깥 표면에서 가장 멀리 떨어지게 된다. 특히, 폴리머 교차-링크의 밀도는 플레이트의 제1 표면을 따라 최고이다. 이것은 상기 1차 층의 최소 두께가 상기 화학작용 방사의 노출 깊이보다 크건 작건 상관없이 변함없다.
플레이트의 제1 표면에서 폴리머 교차-링크의 최소 밀도를 가지게 함으로서, 상기 1차 층의 노출된 물질은 일반적으로 플레이트에 강하게 부착된다. 노출된 폴리이미드 아래의 노출되지 않은(중합반응하지 않은) 폴리이미드가 있어서 접착력을 떨어뜨리고 디스플레이의 손상을 일으킬 수 있는 미국 특허 5,543,683 과 비교할 때, 노출되지 않은 화학작용 물질이 본 발명에 따라 제조된 디바이스 내의 노출된 화학작용 물질 아래에 있게되는 것은 매우 다르다. 진행중인 제조 절차에서 노출되지 않은 화학작용 물질을 제거하는 동안, 아래 놓여있는 노출되지 않은 화학작용 물질을 있게하는 어느 노출되지 않은 화학작용 물질을 의도하지 않고서 제거될 가능성 역시 매우 낮다. 그러므로, 손상된 블랙 매트릭스가 만들어질 가능성 및, 상기 1차 층 내에 생성된 패턴도 스페이서-속박 기능을 제공하기에 적절한 경우에, 손상된 또는 약한 스페이서-속박 특징이 만들어질 가능성은 본 발명에서는 매우 낮다.
노출된 화학작용 물질은 보통 흑화(blacken) 된다. 상기 노출된 화학작용 물질로 커버되지 않은 마스킹 층의 세그먼트들은 제거된다. 그 결과, 개구가 상기 노출된 화학작용 물질을 통해 충분히 확장된다. 발광 물질은 보통 이 개구로 안내된다. 상기 노출된 화학작용 물질이 대부분 검기 때문에, 이 노출된 화학작용 물질은 발광 디바이스, 특별하게는 플랫-패널 CRT 디스플레이용 블랙 매트릭스를 형성한다.
노출된 화학작용 물질의 패턴은 여러 방법으로 배열되어 스페이서 벽과 같은 스페이서를 수용 및 속박하는 특징을 가질 수 있다. 예를들어, 상기 1차 층은 스페이서 벽 각각을 따라 측면으로 분리된 상기 노출된 화학작용 물질의 일부가 상기 스페이서 벽의 운동을 속박하는 역할을 하도록 패턴될 수 있다. 이러한 방식의 스페이서 벽을 속박하는 상기 노출된 화학작용 부분은 상기 스페이서 벽과 세로로 어떤 각도, 보통은 수직인 각도로 확장한다. 따라서, 발광 디바이스 전면에 스페이서 벽이 보이는 것을 막기위해 상기 스페이서 벽을 따라 확장하는 및 그 앞에 있는 블랙 매트릭스 부분 영역은 벽을 숨기는 기능을 수행하기에 충분한 정도로 유지될 수 있다. 이것은 디바이스가 발광영역과 전체 액티브 영역과의 상대적으로 높은 비율을 가질 수 있게 한다. 선택적으로, 상기 화학작용 층은 위치해 있는 스페이서 벽을 단단히 유지하는 역할을 하는 채널이 상기 스페이서 벽을 따라 대부분 연속되는 방식으로 확장하는 노출된 화학작용 물질로 형성되도록 패턴될 수 있다.
노출된 화학작용 물질의 패턴으로 상기 스페이서 속박 기능을 통합하는 것을 보통 플레이트의 제1 표면 위에 1차 층을 제공하기 전에 상기 플레이트의 제1 표면 위에 보조 패턴층을 형성하는 것을 수반하게 된다. 이 보조 패턴층은 여러개의 측면으로 분리된 부분으로 나뉘어 진다. 이 보조층은 상기 스페이서 속박 메카니즘의 원자는 구조에 따라, 상기 마스킹층을 형성하기 전 또는 후에 형성될 수 있다. 각 각의 경우에, 마스킹층의 상기 언급한 부분으로 형성된 마스크도 상기 보조 패턴층의 부분을 포함하기도 한다.
이 보조 패턴층은 보통 화학작용 물질로 구성된다. 그러나, 이 보조층은 보통 화학작용 물질의 1차 층보다 더 얇고 스페이서 아래에 놓여있다. 따라서, 이 보조층은 화학작용 방사가 보조층의 외부면을 통해 이 보조층으로 들어가는 전면 노출을 포함하는 기술에 의해 형성될 수 있다. 어둡게, 대부분 검게 되도록 처리를 하여, 상기 보토층의 노출된 화학작용 물질이 블랙 매트릭스의 일부를 형성한다. 이 방식에서, 블랙 매트릭스 기능은 상기 스페이서 속박 기능과 집적되어 결합된다.
본 발명에 따라 구성된 하나의 발광 구조에서, 측면으로 분리된 다수의 발광성 영역이 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면이 있는 플레이트의 제1 표면상에 놓여있다. 대부분이 검은색인, 패턴된 암흑 영역이 이 플레이트의 제1 표면상에 놓여있어서 각각의 발광성 영역을 측면으로 둘러싸게 된다. 이 암흑 영역은 보통 한 방향으로 옆으로 확장하는 다수의 제1 스트립 및 보통 다른 방향으로 옆으로 확장하는 제2 스트립으로 형성된다. 이 제2 스트립은 상기 제1 스트립보다 플레이트의 제1 표면에서 더 멀리 확장된다. 각각의 제2 스트립은 여러개의 스트립 세그먼트로 나뉘어진다. 이 제2 스트립은 각각의 제2 스트립의 한 세그먼트가 연속되는 각 제1 스트립 쌍 사이에 놓이는 방식으로 상기 제1 스트립을 가로지른다. 상기 암흑 영역이 거의 검은색이기 때문에, 상기 발광성 영역을 위한 블랙 매트릭스 역할을 한다.
상기 발광구조에는 일반적으로 스페이서 벽 형태의 다수의 스페이서들이 포함되어 있다. 각 스페이서 벽은 상기 제1 스트립의 다른 하나상에 위치해 있다. 상기 제2 스트립이 상기 제1 스트립보다 상기 플레이트의 제1 표면에서 더 멀리 떨어져 있으므로, 상기 제2 스트립의 세그먼트들이 상기 스페이터 벽을 옆으로 속박한다. 이것은 상기 제2 스트립의 위 및 상기 스페이서 벽의 아리에 위치한 중간층을 통해 발생할 수 있다. 상기 발광구조에 상기 발광성 영역에 충돌하여 빛을 발하고 상기 플레이트의 제2 표면에 이미지를 만들어내는 캐소드가 포함되어 있으면, 상기 중간층은 일반적으로 상기 발광성 영역으로 그렇게 방출된 전자를 유도하는 애노드층이다.
상기 제2 스트립은 일반적으로 앞서 설명한 방법의 배면방사에 선택적으로 노출된 화학작용층으로부터 생성된다. 상기 배면 노출의 결과로 상기 제2 스트립의 세그먼트들은 보통 위로솟은 거친 사다리꼴 형태의 길이모양을 가지게 된다. 상기 제2 스트립으로 변환된 노출된 인공 물질도 상기 제2 스트립의 세그먼드의 길이 모양을 위로솟은 거친 사다리꼴 형태가 되게하는 흑화 절차동안 수축이 발생한다.
이러한 위로솟은 사다리꼴 길이 모양과 함께, 어느 스페이서 벽 물결형태, 위치 변동, 및/또는 상기 플레이트의 제2 표면상에 스페이서 벽이 보일 수 있게 하기도 하는 위치조정은 상기 제1 스트립에 제2 스트립이 확장되는 슬롯을 제공함으로써 극복할 수 있다. 이 슬롯에 적절한 깊이를 선택하여, 상기 슬롯으로의 제2 스트립의 세그먼트들의 신장으로 상기 제2 스트립이 상기 스페이서 벽의 측면 운동을 상기 제1 스트립에 의해 가려지는 영역으로 속박하게 하여 플레이트의 제2 표면상에 스페이서 벽이 쉽게 보이는 것을 막게한다.
본 발명의 중요한 특징은 본 발명에 따라 구성된 발광 구조의 블랙 매트릭스 스트립의 일부, 때로는 전부가 일반적으로 위로솟은 사다리꼴인 형태의 폭 모양을 가지고 있다는 것이다. 앞의 네 문단에서 설명된 발광구조내의 제2 스트립의 세그먼트의길이 모양을 위한 위로솟은 사다리꼴 모양을 함으로써, 상기 스트립 폭 모양의 위로솟은 사다리꼴 형태는 보통 상기 스트립 흑화 절차 동안 상기 배면 노출 및/또는 수축으로 이루어진다. 본 발명의 이 스트립 폭 모양을 위한 위로솟은 사다리꼴 형태는 애노드층이 상기 블랙 매트릭스로부터 어느 위치로 이탈하게 되는 등의 원치않는 효과를 감소시킨다. 그러한 효과를 줄임으로써, 디스플레이 휘도가 증가한다.
결국, 본 발명은 원하지 않은 위치에서의 노출되지 않은 인공 물질의 존재로 인한 손상 상태를 가지고는 형성되지 않는 블랙 매트릭스를 제공한다. 이 블랙 매트릭스의 부분도 스페이서-속박 기능을 제공한다. 상기 블랙 매트릭스내의 스페이서-속박 특징을 만드는 상기 배면 노출의 사용으로 인해, 스페이서-속박 특징은 대부분 같은 강도가 된다. 중요하게는, 이 스페이서-속박 특징은 크게 요구되는, 발생하는 가장 큰 강도에 상대적인 강도를 가진다는 것인데, 이 스페이서-속박 특징은 하부 보디에 부착된다. 본 발명에서는 손상된 또는 약한 스페이서-속박 특징이 일어날 가능성은 매우 낮다.
블랙 매트릭스는 보통 향상된 휘도를 만드는 방식으로 제조된다. 따라서 본 발명은 종래 기술보다 부분적으로 우수한 특징을 제공한다.
본 발명은 어느 구조내에 개구를 만드는, 특히 플랫 패널 디스플레이의 음극선관("CRT") 디스플레이 등의 광 디바이스내의 발광 물질을 수신하는 개구를 만드는 기술에 관한 것이다. 보다 특별하게는, 본 발명은 전자가 부딪힐 때 빛을 방출하는 어느 부분 및 하나 또는 보통 "블랙 매트릭스"로 불리는 전자가 부딪힐 때 빛을 방출하지 않는 하나 또는 그 이상의 다른 부분의 발광 구조의 제조에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 발광 구조의 구조에 관한 것이다.
도 1a-1n 은 플랫-패널 CRT 디스플레이용 페이스플레이트 구조의 블랙 매틀릭스 및 발광성 영역을 제고하는 본 발명의 기술을 따르는 절차 단계를 나타내는 단측면도.
도 2a-2e 는 각각 도 1c, 1e, 1f, 1h 및 1n 에 대응하는 단면도. 도 2a-2e 에 있는 기울어진 화살표 1c, 1e, 1f, 1h 및 1n 의 수평선은 각각 도 2a-2e 의 도 1c, 1e, 1f, 1h, 및 1n의 단면도를 나타낸다.
도 3a-3k 는 플랫-패널 CRT 디스플레이용 페이스플레이트 구조의 빛-반사 애노드, 스페이서-속박 블랙 매트릭스, 및 발광성 소자를 제조하는 본 발명의 기술을 따르는 절차 단계를 나타내는 단측면도.
도 4a-4f 는 각각 도 3c, 3d, 3f, 3g, 3i 및 3j 에 대응하는 단면도. 각각 도 3c, 3d , 3f, 3g, 3i, 및 3j 의 단면도를 나타내는 도 4a-4f 에 있는 기울어진 화살표 3c, 3d, 3f, 3g, 3i 및 3j 의 수평선이 도 3a-3k 에 나타나 있다.
도 5a-5c 는, 본 발명에 따른, 도 3a-3k 의 제조절차의 변화 부분 단계를 나타내는 단면도. 도 5b 및 도 5c에 도시된 단계는 각각 도 5a 에서 반복되는 도 3b의 단계로 변화단계가 시작된 후 도 3c 및 3d에 도시된 단계를 대체한다. 도면부호 일부의 변화가 있고, 도 3e-3k 는 이 절차 변화의 나머지 단계를 나타낸다.
도 6a-6f 는 각각 도 5a-5c 및 3e-3k 의 절차변화에서의 도 5b, 5c, 3f, 3g, 3i, 및 3j 에 대응하는 단면도이다. 한편으로는 도 6c-6f 와, 다른 한편으로는 도 3f, 3g, 3i, 및 3j 사이의 대응은 도면부호의 어느 변화가 있게된다. 각각 도 5b 및 도 5c의 단면을 나타내는 도 6a 및 6b 에 있는 기울어진 화살표 도 5b 및 5c 의 수평선이 도 6c-6f에 나타나 있고, 기울어진 화살표 3f, 3g, 3i 및 3j 전에 대략적인 신호로 표시되어 특정 기준 심볼의 변화가 있다.
도 7a-7k 는 플랫-패널 CRT 디스플레이용 페이스플레이트 구조의 발광성 영역 및 스페이서-속박 블랙 매트릭스를 제조하는 본 발명의 기술에 따르는 더 다른 절차 단계를 나타내는 단측면도이다.
도 8a-8f 는 각각 도 7c, 7e, 7g, 7h, 7j, 및 7k 에 대응하는 단면도이다. 각각 도 7c, 7e, 7g, 7h, 7j 및 7k 의 단면을 나타내는 도 8a-8f 에 있는 기울어진 화살표 7c, 7e, 7g, 7h, 7j, 및 7k 의 수평선이 도 8a-8f 에 나타나 있다.
도 9a-9f 는 일부 도면부호의 변경이 있는 도 9 에 반복된 도 3f의 단계에서 시작하는 플랫-패널 CRT 디스플레이용 페이스플레이트 구조의 빛-반사 애노드, 벽-안전 블랙 매트릭스, 및 발광성 소자를 제조하는 본 발명의 기술을 따르는 절차 단계를 나타내는 단측면도이다.
도 10a-10g 는 각각 도 3a-3e 및 도 9a-9f 의 전체 절차내의 도 3a, 3c, 3d, 9a, 9b, 9d 및 9e 에 대응하는 단면도이다. 한편으로는 도 10a-10c 및 다른 한편으로는 도 3a, 3c 및 3d 사이의 대응은 일부 도면부호의 변경이 있다. 각각 도 3a, 3c 및 3d 의 단면을 나타내는 도 10a-10c 에 있는 기울어진 화살표 3a, 3c 및 3d 의 수평선이 도 10a-10c 에 나타나 있고 기울어진 화살표 3a, 3c 및 3d 전에 대략적인 기호에 의해 특정 도면부호의 변경이 있다. 각각 도 9a, 9b, 9d, 및 9e 의 단면을 나타내는 도 10d-10g 에 있는 기울어진 화살표 9a, 9b, 9d, 및 9e 의 수평선이 도 10d-10g 에 나타나 있다.
도 11a 및 11b 는 본 발명에 따른 도 1d 및 1e 의 단계를 대체할 수 있는 단계를 나타내는 측단면도이다.
도 12a 및 12b 는 본 발명에 따른 도 3e 및 3f 의 단계를 대체할 수 있는 단계를 나타내는 측단면도이다.
도 13a 및 13b 는 본 발명에 따른 도 7f 및 7g 의 단계를 대체할 수 있는 단계를 나타내는 측단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 도 9a 의 단계를 대체할 수 있는 단계를 나타내는 측단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 도 6d 의 단계를 대체할 수 있는 단계를 나타내는 측단면도이다.
도 16a 및 16b 는 위로솟은 이등변 사다리꼴과 같은 거친 형태의 폭 모양을 가지는 블랙 매트릭스 스트립을 이루기 위한 본 발명에 따라 구성된 페이스플레이트 구조 부분의 측단면도이다.
도 17 은 도 6f의 스페이서-속박 블랙 매트릭스를 가지는 페이스플레이트 구조를 사용하는 플랫-패널 CRT 디스플레이의 코어의 측단면도이다. 도 17의 단면은 도 6f에 도시된 구조의 우측방향을 따라 취해진 것이어서 도 3j의 관련된 개략도와는 수직이다.
도 18 은 도 10g의 스페이서-속박 블랙 매트릭스를 가지는 페이스플레이트 구조를 사용하는 플랫-패널 CRT 디스플레이의 코어의 측단면도이다. 도 18의 단면은 도 10g에 도시된 구조의 우측방향을 따라 취해진 것이어서 도 9e의 관련된 시야와는 수직이다.
동일한 또는 매우 유사한 부분 또는 부분들을 표시하기 위해, 도면 및 발명의 상세한 설명에서 유사한 도면부호를 사용하였다.
본 발명은 배면 노출 리소그라피 기술과 화학작용층 내의 개구의 패턴을 만드는, 일반적으로 불투명한 인공적 마스킹층 사용을 결합한다. 리소그라피 기술에서, 물질층의 일부를 방사에 선택적으로 노출시켜 패턴될 수 있는 층이 일반적으로 중합반응에 의해 상기 노출된 물질을 화학적 구조를 변화시켜서 그 층을 전개시켜 노출되지 않은 물질 또는 노출된 물질 중 어느 하나를 제거하는 경우 이 물질층은 "화학작용"이 되는 것이다. 본 발명에서는 보통 전개 단계 후 나머지 물질이 상기 노출된 화학작용 물질인 네가티브-톤 화학작용 물질을 사용한다.
일반적으로 자외선 빛인, 방사는 상기 노출된 화학작용 물질의 화학구조내의 변화를 일으키는 방사를 가리키기 위해 "화학작용" 방사로 언급된다. 노출 깊이는 상기 화학작용 방사가 화학 구조의 변화를 일으키는 상기 화학작용 물질까지의 거리를 의마하고, 이 노출 깊이는 상기 방사가 상기 화학작용 물질에 들어가는 위치로부터 측정된다.
본 명세서에서, 어느 영역의 "모양"은 그 영역을 통과하는 수직 단면을 의미한다. 이 모양의 "높이"는 그 모양의 바닥에서부터 최상부까지의 최대 거리이다. 스트립-형태 영역의 "폭" 모양은 상기 스트립-형태 영역의 길이에 수직으로 확장하여 그 폭에 나란하게 되는 평면을 통과하는 모양이다. 스트립-형태의 "길이" 모양은 상기 영역의 폭의 바닥의 중심점을 통과하는 위치에서 상기 스트립-형태 영역의 길이를 따라 확장하는 평면을 통과하는 모양이다.
본 발명의 배면-노출 화학작용 물질은 보통 플랫-패널 텔레비젼 또는 개인용 컴퓨터, 랩-톱 컴퓨터 또는 워크스테이션용 플랫-패널 비디오 모니터 등의 플랫-패널 디스플레이의 페이스플레이트 구조용 블랙 매트릭스의 최소 부분을 형성하기위해 처리된다. 이 페이스플레이트 구조에는 상기 블랙 매트릭스와 함께 형성된 다수의 발광성 영역이 포함되어 있다. 상기 발광성 영역은, 보통은 형광체로서, 상기 플랫-패널 디스플레이내의 전자-방출 소자에서 방출된 전자가 충돌하면 빛을 발한다. 이 전자-방출 소자는 보통 필드-방출 원리에 따라 동작한다. 따라서, 본 발명의 기술은 필드-방출 타입의 플랫-패널 CRT 디스플레이용 페이스플레이트 구조를 만드는데 특히 유용하다.
아래 설명에서, "전기적으로 절연"(또는 "유전체")라는 표현은 일반적으로 1010ohm-cm 이상의 저항을 가지는 물질에 적용된다. 따라서, "전기적으로 비-절연" 이란 표현은 1010ohm-cm 이하의 저항을 가지는 물질에 적용된다. 전기적으로 비-절연인 물질은 (a) 저항이 1 ohm-cm 이하인 전기적 도전 물질 및 (b) 저항이 1 ohm-cm 내지 1010ohm-cm 범위에 있는 전기적 저항 물질로 나뉘어 진다. 이 카테고리는 1 volt/㎛ 이하의 전기장에서 측정하였다.
전기적 도전 물질(또는 전기전 도체)의 예는, 금속, 금속-반도체 성분(금속 규화물), 및 금속-반도체 공융혼합물 등이다. 전기적 도전 물질에는 또한 중간정도 또는 높은 레벨로 도핑된(n-타입 또는 p-타입) 반도체도 포함된다. 전기적 저항 물질에는 진성 반도체 및 약하게 도핑된(n-타입 또는 p-타입) 반도체가 포함된다. 전기적 저항 물질의 더 다른 예로는, (a) 서밋(금속 입자가 박혀있는 세라믹) 등의 금속-절연체 혼합물, (b) 그라파이트, 아몰퍼스 카본, 및 변형된(예를들어 도핑되거나 레이저로 변형된) 다이아몬드 등의 카본 형태, 및 (c) 실리콘-카본-니트로겐 등의 실리콘-카본 혼합물이 있다.
도면을 참고하면, 도 1a-1n(합하여 "도 1")에서 컬러 플랫-패널 CRT 디스플레이의 페이스플레이트 구조용 블랙 매트릭스 및 방광 소자가 본 발명에 따라 제조되는 방법이 설명되어 있다. 도 2a-2e(합하여 "도 2")에는 도 1에 표시된 어느 단계에서의 구조를 설명하고 있다.
페이스플레이트 구조를 제조하는 시작점은 보통 Schott D263 글라스와 같은 유리로 구성된 투명한 전기적 절연 페이스플레이트(20)이다. 페이스플레이트(20)에는 플랫 내부면(또는 제1 표면)(20I) 및 내부면(20I)과 대부분 평행하게 확장하는 플랫 외부면(또는 제2 표면)(20E)가 있다. 페이스플레이트의 두께는, 보통 지점간에 균일한데, 0.5-2mm 범위이고, 일반적으로 1mm 이다. 최종 플랫-패널 디스플레이에서, 외부면(20E)는 이미지가 디스플레이의 능동 영역내에 표현되는 화면을 제공한다. 이 이미지는 외부면(20E)상에서 직접 또는 외부면(20E) 위에 형성된 추가의 투명한 구조를 통해 볼 수 있다.
패턴가능한 마스킹 물질의 블랭킷층(22)을 도 1b에 도시한 바와 같이 충분히 균일한 두께로 페이스플레이트(20)의 내부면(20I)상에 디포지트 한다. 이 마스킹 물질은 블랙 매트릭스가 생성되는 화학작용 층의 선택적 노출에서 나중에 사용된 화학작용 방사의 전송을 막기위한 특성 및 두께를 가지고 있다. 상기 화학작용 방사가 UV 빛으로 구성되는 경우, 상기 마스킹 물질은 보통 불투명하다. 이 목적을 위해, 층(22)은 보통 알루미늄 또는 크롬 등의 금속으로 구성된다. 이들 금속 중 어느 하나를 위해, 층(22)은 스퍼터링과 같은 기술에 따라, 0.1 - 0.3㎛ 의 두께, 일반적으로는 0.1㎛ 두께로 디포지트된다.
블랭킷층(22)은 아래 설명되는 방법으로 패턴된다. 층(22)의 패턴된 나머지는 블랙 매트릭스의 평면도 형태를 정의하는 인공적 마스킹층 역할을 한다. 여기서 "인공적" 이란 표현은 상기 층(22)의 패턴된 나머지 모두가, 또는 대부분이 페이스플레이트 구조의 제조 동안 거의 제거된다는 것을 의미한다. 도 1 및 도 2의 제조 과정에서, 블랙 매트릭스가 블랙 행 스트립의 그룹 및 상기 행 스트립과 교차하는 블랙 열 스트립의 그룹으로 형성되고, 층(22)은 상기 행 및 열 스트립과 매치하는 형태로 패턴된다.
최종 블랙 매트릭스의 각각의행 스트립, 또는 행 보호밴드는 디스플레이내의 화소(픽셀)의 행 길이 방향으로 길이로 확장한다. 이 방향을 본 명세서에서는 행 방향이라고 언급한다. 상기 블랙 매트릭스의 각각의 열 스트립, 또는 열 보호밴드는 각각의 행 스트립의 길이에 수직으로 길이로 확장한다. 각 열 스트립의 길이를 따른 이 방향은 디스플레이 내의 픽셀 열의 길이를 따른 방향이고, 따라서 본 명세서에서 열 방향이라고 언급한다.
블랭킷층(22)의 패터닝은 층(22)의 최상부상에 포토레지스트 마스크(도시하지 않음)을 형성하는 것으로 시작한다. 이 포토레지스트 마스크는 블랙 매트릭스의 상기 행 및 열 스트립의 원하는 위치에서 개구 공간을 가지고 있다. 이 열 및 행 스트립이 교차하기 때문에, 상기 포토레지스트내의 개구 공간은 열 및 행 내에 배열된 하나의 연속되는 구멍이다.
포토레지스트 마스크를 통해 노출된 블랭킷층(22)의 물질은 제거된다. 층(22)을 크롬으로 형성하는 경우에, 상기 제거 단계는 세라믹 암모니움 질산염, 아세틱산 및 물의 혼합물과 같은 에천트(etchant)로 수행된다. 상기 포토레지스트 제거 후 결과 구조가 도 1c 및 2a 에 도시되어 있다. 층(22)의 나머지는 도 2a에 표시된 개구 공간(24)에 의해 측면으로 분리된 폭이 일정한 사각형 마스크부(22A)로 구성된다. 개구 공간(24)는 방금-제거된 포토레지스트내의 개구 공간과 매치되어 블랙 매트릭스의 원하는 형태에 대응한다. 마스크부(22A)는 상기 인공적 마스킹층을 구성한다.
행 방향(다시, 픽셀의 행을 따른 방향으로서 최종 블랙 매트릭스내의 각 행 스트립의 길이를 따른 방향)은 도 1 및 도 2내의 수평선 방향이 된다. 열 방향(다시, 픽셀의 열을 따른 방향으로서 상기 블랙 매트릭스내의 각 열 스트립의 길이를 다른 방향)은 도 1a-1n 의 각 평면에 수직으로 확장한다. 도 2a-2e 에서, 이 열 방향은 도 2a-2e 의 오른쪽 아래 코너의 기울어진 화살표로 표시되어 있다.
앞서에는, 개구 공간(24)은 폭이 일정한 행 개구(24R) 및 행 개구(24R)을 교차하는 폭이 일정한 열 개구(24C)로 구성되어 있다. 각 행 개구(24R)는 행 방향으로 확장한다. 블랙 매트릭스의 행 스트립 위치에 놓여있는, 행 개구(24R)는 각각의 폭이 10 -100㎛이고, 전형적으로는 50㎛ 이다. 비록 행 개구(24R)가 도 1 및 도 2의 처리에서 필요하지만, 개구(24R)는 컬러 플랫-패널 CRT 디스플레이의 페이스플레이트 구조를 제조하는데 아래 설명할 다른 처리에서는 생략할 수 있다. 각각의 열 개구(24C)는 열 방향으로 확장한다. 상기 블랙 매트릭스의 열 스트립의 위치에 놓여있는, 열 개구(24C)는 폭이 10 - 50㎛이고, 전형적으로는 20㎛ 이다.
각각의 마스크부(22A)는 행 방향보다 열 방향으로 더 길 수 있으며, 그 반대일 수도 있다. 도 2a 는 마스크부(22A)가 행 방향보다는 열 방향으로 더 긴 예를 설명하고 있다. 이것은 컬러 디스플레이 내의 픽셀이 충분한 에너지를 가진 전자가 충돌하게 되면, 일반적으로 적색, 녹색 및 청색인 각각의 세 가지 컬러의 빛을 발하는 형광체를 포함하는 세 개의 나란한 사각형 서브-픽셀로 나뉘어지는 각 픽셀과 조화를 이루기 때문에 발생한다. 도 2a의 예에서, 이 서브-픽셀이 행 방향보다는 열 방향이 더 길도록 구성되어 있다.
특별히, 도 2a는 열 방향의 디멘죤(26C) 및 행 방향의 디멘죤(26R)의 전형적인 사각형 컬러 픽셀(26)을 설명하고 있다. 각각의 디멘죤(26R,26C)은 적어도 15㎛ 이고, 일반적으로는 300㎛ 이다. 각 픽셀(26)에는 세 개의 서브-픽셀을 각각 정의하는 세 개의 마스크부(22A)가 포함되어 있다. 앞서 언급한 개구(24R,24C)의 폭 및 앞서 언급한 픽셀 디멘죤(26R,26C)의 값들을 위해, 각각의 마스크부(22A)의 길이는 보통 250㎛ 그리고 폭은 적어도 5㎛, 일반적으로는 80㎛ 이다.
네가티브-톤 화학작용 물질의 1차 블랭킷층(28)은 마스크부(22A)의 최상부상에 형성되고 개구 공간(24)내로 형성된다. 도 1d에는 상기 1차 화학작용층(28)의 형성이 마스크부(22A)상에 형성되고 개구 공간(24)의 열 개구(24C)내로 형성되는 것이 설명되어 있다. 화학작용층(28)은 상기 화학작용 물질을 디포지트(depositing), 스피닝(spinning) 및 약한 소성(soft baking)으로 만들어진다. 화학작용층(28)은 일반적으로 광-중합가능한 중합체로 구성된다. 상기 층(28)의 평균 두께는 2 - 100㎛ 이고, 일반적으로는 50㎛ 이다. 이 층(28)의 두께는 도 1d에 도시된 바와 같이, 어느 지점에서 적절하게 변화될 수 있다.
1차 화학작용층(28)은 블랙 매트릭스로 변환될 것이다. 이 변환 과정은 도 1e 및 도 2d에 표시된 배면 노출 단계로 시작된다. 설명을 간단히 하기 위해, 도 2b 에서는 층(28)의 두께는 도시하지 않았다.
이 배면 노출은 마스크부(22A)로 형성된 마스크를 통해 뒤쪽으로 화학작용 방사(30)로 화학작용층(20)을 선택적으로 노출하는 것으로 구성된다. 층(28)이 중합체로 구성되는 경우, 배면 방사(30)는 보통 노출된 중합체를 중합반응시키는 UV 빛이 된다.
배면 방사(30)는 페이스플레이트(20)의 외부면(20E)와 수직으로 충돌하고 페이스플레이트(20)를 통해 외부면(20E)에서부터 내부면(20I) 까지 이동한다. 마스크부(22A)로 형성된 마스크가 마스크부(22A)상에 충돌하는 방사(30) 부분을 막는다. 이 방사(30)의 나머지는 개구 공간(24)를 통과하여 1차 화학작용층(28)의 위에 놓인 노출된 물질(28E)의 화학작 구조 변화를 일으킨다. 도 2b의 "28P" 는 노출된 1차 물질(28E)의 평면 패턴을 나타낸다. 개구 공간(24)이 행 개구(24R) 및 열 개구(24C)로 구성되기 때문에, 노출된 1차 물질(28E)은 도 2b에 도시된 바와 같은 방식으로, 폭이 동일한 행 스트립(28ER) 및 행 스트립(28ER)을 교차하는 폭이 동일한 열 스트립(28EC)으로 구성된다.
노출 단계는 배면 방사(30)의 노출 깊이(즉, 내부면(20I)에서부터 1차 화학작용층(28)까지 측정된 수직 거리로서, 이 방사(30)가 상기 화학작용물질의 화학적 구조 변화를 일으키는 거리)가 1차 화학작용층(28)으 최소 두께보다 충분히 크지 않도록 수행된다. 따라서, 1차 층(28)의 노출되지 않은 물질은 주로 노출된 1차 물질(28E)의 위로솟은 여러 위치에 놓이게 된다. 내부면(20I) 위에 놓이는 이 노출되지 않은 화학작용 물질의 거리는 방사(30)의 노출 깊이보다 더 크다. 이 방사의 노출 깊이는 일반적으로 층(28)의 최소 두께보다 더 작다. 도 1e 및 도 2b는 노출되지 않은 화학작용 물질이 모든 노출된 1차 물질(28E) 위에 놓이는 이 예를 설명하고 있다.
중요하게는, 층(28)의 충분히 노출되지 않은(또는 하부노출된) 물질이 페이스플레이트(20)와 노출된 1차 물질(28E) 사이에 놓인다는 것이다. 배면 방사(30)가 내부 페이스플레이트 표면(20I)를 통해 화학작용층(28)으로 들어가기 때문에, 상기 중합체의 교차-링크 밀도에 의해 측정된 중합반응의 양은 내부면(20I)를 따라 가장 크다. 이것은 노출된 1차 물질(28E)이 페이스플레이트(20)에 강하게 부착되게 하는데, 이것은 페이스플레이트가 유리로 구성되어 있기 때문이다.
배면 방사(30)로의 노출은 페이스플레이트(20)의 영역을 가로지르는 거의 균일한 방식으로 수행된다. 따라서, 각 열 스트립(28EC)의 폭 모양(즉, 길이에 수직인 평면의 수직 교차면 형태)은 열 스트립(28EC)의 길이를 따라 그리고 하나의 열 스트립(28EC)에서부터 다른 열 스트립(28EC)까지 동일하다. 간략화를 위해, 도 1e 및 도 2b 에서는 열 스트립(28EC)의 폭 모양은 일반적인 사각형 형태로 설명하고 있다. 각각의 열 스트립(28EC)의 폭 모양은 일반적으로 위로솟은 거친 이등변 사다리꼴 형태, 즉 바닥이 윗면보다 더 긴 나란한 이등변 사다리꼴 형태이다. 또한, 열 스트립(28EC)의 측면-에지 코너 및 상부-에지 코너는 실제로는 둥글다.
비슷한 사항이 행 스트립(28ER)에 적용된다. 각각의 행 스트립(28ER)의 폭 모양은 그 행 스트립(28EC)의 길이를 따라 그리고 하나의 행 스트립(28ER)에서 다른 행 스트립(28EC)까지 거의 동일하다. 행 스트립(28ER)의 폭 모양은 주로 측면-에지 및 상부-에지 코너가 둥근 위로 솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태이다.
어느 경우에서는, 각각의 행 스트립(28ER)의 폭 모양(즉, 모양의 바닥에서부터 그 최상부까지의 최대 거리)은 행 스트립(28ER)의 길이를 따라 그리고 행 스트립(28ER)에서부터 다른쪽 까지 거의 일정하다. 열 스트립(28EC)에도 동일하게 적용된다. 또한, 행 스트립(28ER)의 폭 모양의 높이는 비록 행 스트립(28ER)이 열 스트립(28EC)과는 다른 바닥 폭을 가지고 있다 하더라도 열 스트립(28EC)의 폭 모양의 높이와 거의 동일하다. 1차 화학작용층(28)의 원래 두께가 변화하여도 스트립(28EC,28ER)의 폭 모양의 높이는 얻어진다.
1차 층(28)의 노출되지 않은 물질은 디벨로퍼로 제거되어 도 1f 및 도 2d에 도시된 구조를 만들어 낸다. 스트립(28EC,28ER)의 폭 모양의 간략화된 사각형 형태를 도 1f 및 도 2c에서 분명히 볼 수 있다. 측면-에지 및 상부-에지 주변은 설명의 간략화를 위해 표시하지 않았다.
도 1f 및 도 2d 의 "32"는 전개 동작이 진행되는 동안 화학작용층(28)에서 만들어진 사각형 열 개구(또는 채널)을 나타낸다. 따라서 열 개구(32)는 스트립(28EC,28ER)의 측면에 위치하게 된다. 배면 노출 기술이 주로 노출된 1차 물질(28E) 및 페이스플레이트(20) 사이의 노출되지 않은 화학작용 물질의 모든 충분한 양이 남아있는 가능성을 제거하기 때문에, 전개 단계 동안 페이스플레이트(20)와 떨어진 어떠한 노출된 물질(28E)이 있게될 될 가능성은 매우 낮다.
또한, 상기 디벨로퍼가 1차 층(28)을 침범하여 배면 방사(30)로의 노출에 의해 야기된 화학적 구조의 변화가 있는 위치에서의 최소량이 가장 크다. 화학적 작용층(28)의 이 화학적 구조의 가장 큰 변화, 즉 중합체 교차-링크의 최고 밀도에 대한 중합반응의 최대량은 상기 배면 노출의 사용으로 인해 노출된 1차 물질(28E)이 페이스플레이트(20)와 만나는 곳에서 발생하고, 페이스플레이트(20)와 직접 인접한 노출된 물질은 부식되어 상기 디벨로퍼에 의해 상기 최소량이 가장 크다. 이것으로 행 스트립(28ER) 및 열 스트립(28EC)이 가장 강력한 것이 바람직하다는 것은 틀림없다. 따라서, 배면 노출 및 연속 전개 단계의 조합은 전개 동작이 진행되는 동안 노출된 1차 물질(28E)의 어떠한 제거도 충분히 피할 수 있는 거의 균일한 폭-모양 높이 및 매우 바람직한 강도 특성을 가지는 스트립(28ER,28EC)를 가져온다.
블랙 매트릭스는 어둡고, 거의 검은색이다. 전개 단계의 끝에서, 행 스트립(28ER) 및 열 스트립(28EC)은 보통 블랙 매트릭스 역할을 할 정도로 충분히 검지는 않다. 따라서, 스트립(28ER,28EC)을 충분히 흑화시켜서 검은 행 스트립(28ER) 및 행 스트립(28ER)에 교차하는 열 스트립(28EC)로 구성되는 검은 블랙 매트릭스(28D)를 형성한다. 도 1g 를 참고하면,
1차 물질(28E)은 노출된(광-중합반응한) 중합체로 구성되어 있으며, 상기 흑화 처리는 이 중합체를 열분해(열적인 흑화)하여 수행된다.
노출된(즉, 중합반응된) 광-중합반응 가능한 중합체의 열분해가 진행되는 동안 일부 수축이 발생한다. 이 열분해는 스트립(28ER,28EC)을 블랙 스트립(28DR, 28DC)으로 변환시키는데 사용되는데, 수축 정도는 스트립(28ER,28EC)의 바닥에서부터 상부가지 갈수록 점차 증가한다. 스트립(28ER,28DC)의 폭 모양이 실제로는 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태이기 때문에, 이 수축은 스트립 폭 모양의 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태를 두드러지게 하는 경향이 있다. 다시 말하면, 각각의 위로솟은 이등변 사다리꼴의 최상부의 길이의 감소량이 상기 사다리꼴의 바닥 길이내의 감소량보다 더 크다. 이 수축에는 두께의 감소가 포함되는데, 일반적으로 40 - 60%의 감소가 있다. 간략화를 위해, 도면에서는 이 수축은 도시하지 않았다.
마스크부(22A)를 제거하여 도 1h 및 도 2d 에 도시된 구조를 만든다. 그렇게 하는데 있어서, 개구(30)가 페이스플레이트(20) 아래로 확장되고 블랙 매트릭스 스트립(28DR,28DC)의 길이면을 따라 거의 확장된다. 마스크부(22A)를 제거하면서, 모든 인공적 마스킹층을 이 구조에서 제거한다.
각 픽셀(26)에는 세 개의 사각형 개구(32)가 포함되어 있는데, 각각 적색("R") 서브-픽셀, 녹색("G") 서브-픽셀, 그리고 청색("B") 서브-픽셀을 정의한다. 개구(32)에는 충분한 에너지를 가진 전자가 충돌할 때 적색, 녹색 및 청색 빛을 발하는 발광성 물질이 적절히 제공되어 있다. 이 발광성 물질은 형광체로 구성된다. 각 픽셀(26)에서, 개구(32) 중 첫번째 특정된 하나가 적색-방출 형광체를 수용하고, 개구(32) 중 두번째 특정된 하나가 녹색-방출 형광체를 수용한다. 각 픽셀(26)의 나머지 개구(32)는 청색-방출 형광체를 수용한다.
도 1 및 도 2의 예 처리에서, 개구(32)내로의 적색-방출, 녹색-방출 및 청색-방출 형광체의 유도는 개구(32)를 충분히 채우기 위해 구조의 최상부상에 적색을 발하는 형광체 물질의 슬러리(slurry)를 디포지트 함으로서 시작된다. 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여, 블랙 매트릭스(28D) 위로 확장하는 상기 적색-방출 형광체 물질을 제거하여 도 1i 에 표시된 구조를 만든다. 이제 적색-방출 형광체 물질(34)이 개구(32)를 채운다. 적색-방출 형광체(34)는 건조된다.
각 픽셀(26)의 맨 왼쪽의 개구(32)내의 적색-방출 형광체(34)은 배면 UV 빛, 즉 페이스플레이트(20)를 통해 내부면(20E)에서부터 외부면(20I) 까지 이동하는 UV 빛으로 그 형광체 물질(34)을 디포지트하여 경화시킨다. 이 배면 형광체 노출은 페이스플레이트(20) 아래에 위치한 적절한 포토마스크(도시하지 않음)를 통해 수행된다. 이 포토마스크내의 빛-차단 영역이 각 픽셀(26)내 두 개의 다른 개구(32)에 대향하여 위치해 있고 이 두 개의 개구(32)로 UV 빛이 들어오는 것을 막는다. 상기 배면 UV 빛은 보통 각 픽셀(26)의 가장 왼쪽의 개구(32)내의 적색-방출 형광체(24)를 통해 부분적으로만 통과한다. 따라서 노출되지 않은 일부 적색-방출 형광체(34)가 이 가장 왼쪽의 개구(32)의 최상부에 존재한다.
각 픽셀(26)의 나머지 두 개구(32) 내의 적색-방출 형광체(34)의 노출되지 않은 부분을 적절한 디벨로퍼, 보통은 물로 제거한다. 이 가장 왼쪽 개구(32) 최상부의 노출되지 않은 모든 적색-방출 형광체(34)를 이 디벨로퍼로 동시에 제거한다. 이렇게 하여, 픽셀(26)의 가장 왼쪽 개구(32)내의 "34R" 이 건조된 적색-방출 형광체(34)의 노출된 나머지가 되는 도 1j 의 구조가 된다. 적색-방출 형광체(34)의 두께는 상기 배면 UV 노출 상태에 따라 달라진다.
각 픽셀(26)의 가장 왼쪽 개구(32)내에 적색-방출 형광체(34R)를 만드는 과정을 각 픽셀(26)의 가운데 및 가장 오른쪽 개구(32)의 녹색-방출 및 청색-방출 형광체 물질을 위해서 반복한다. 특히, 녹색-방출 형광체 물질의 슬러리는 구조의 최상부상에 디포지트하여 개구(32)를 적색-방출 형광체(34R)를 이미 포함하고 있지 않은 양까지 충분히 채운다. 블랙 매트릭스(28D) 위로 확장하는 녹색-방출 형광체를 닥터 블레이드로 제거하여 도 1k 의 구조를 만든다. 이제 녹색-방출 형광체(36)가 각 픽셀(26)내 중앙 및 가장 오른쪽 개구(32)를 채운다. 녹색-방출 형광체(36)를 건조시킨다.
각 픽셀(26)의 중앙 개구(32)내 녹색-방출 형광체(36)를 페이스플레이트(20) 아래에 위치하는 포토마스크(도시하지 않음)를 통해 배면 UV 빛으로 중앙 개구(32)내 형광물질(36)을 노출시켜 경화시킨다. 이 포토마스크에는 각 픽셀(26) 내 두 개의 다른 개구(32)에 대향하여 위치하는 빛-차단 영역이 있다. 이 배면 UV 빛이 오직 중앙 개구(32)내의 형광체 물질(36)만을 통해 부분적으로만 통과하도록 배열함으로써, 중앙 개구(32)의 최상부에는 일부 노출되지 않은 녹색-방출 형광체(36)가 존재하게 된다.
각 픽셀(26)의 가장 왼쪽 및 가장 오른쪽 개구(32)내의 녹색-방출 형광체(36)의 노출되지 않은 부분은 중앙 개구(32)의 최상부에서 모든 노출되지 않은 녹색-방출 형광체(36)와 함께 제거한다. 이 노출되지 않은 녹색-방출 형광체 제거 단계는 적절한 디벨로퍼, 일반적으로 물을 가지고 수행된다. 도 1l 에서 각 픽셀(26) 중앙 개구(32)내의 "36G"가 건조된 녹색-방출 형광체(36)의 노출된 나머지이다.
다음으로, 청색-방출 형광체의 슬러리를 구조의 최상부상에 디포지트하여 개구(32)를 적색-방출 형광체(34R) 및 녹색-방출 형광체(36G)를 이미 포함하고 있지 않은 양까지 충분히 채운다. 블랙 매트릭스(28D) 위로 확장하는 이 청색-방출 형광체를 닥터 블레이드로 제거한다. 도 1m을 참조하라. 이제 청색-방출 형광체(38)가 각 개구(26)내 가장 오른쪽 개구(32)를 채우고 각 픽셀(26)의 다른 두 개구(32)내의 적색-방출 형광체(34R) 및 녹색-방출 형광체(34G)를 덮는다. 청색-방출 형광체(38)를 건조시킨다.
각 픽셀(26)의 가장 오른쪽 개구(32)내의 청색-방출 형광체(38)을 페이스플레이트(20) 아래에 위치하는 포토마스크(도시하지 않음)를 통해 배면 UV 빛으로 그 형광물질(38)을 노출시켜 경화시킨다. 이 포토마스크에는 각 픽셀(26)내 다른 두 개구(32)에 대향하여 위치하는 빛-차단 영역이 있다. 상기 배면 UV 빛이 가장 오른쪽의 개구(32)내의 형광체 물질(38)을 통해 부분적으로만 통과하도록 앞서와 유사하게 배열함으로써, 가장 오른쪽 개구(32)의 최상부에는 노출되지 않은 일부 청색-방출 형광체(38)가 있게된다.
각 픽셀(26)의 다른 두 개구(32)내의 청색-방출 형광체(38)의 노출되지 않은 부분은 상기 가장 오른쪽 개구(32)의 최상부에서 모든 노출되지 않은 청색-방출 형광체(38)와 함께 제거한다. 이 노출되지 않은 청색-방출 형광체 제거는 디벨로퍼, 보통 물을 가지고 수행하여 도 1n 및 도 2e 의 구조를 만든다. 픽셀(26)의 가장 오른쪽 개구(32)내 "38B"이 건조된 청색-방출 형광체(38)의 노출된 나머지이다.
이제 각 픽셀(26)내의 적색-방출 형광체 영역(34R), 녹색-방출 형광체 영역(36G) 및 청색-방출 형광체 영역(38B)이 그 픽셀(26)용의 세 가지 다른 컬러의 서브-픽셀을 이룬다. 블랙 매트릭스(28D)가 컬러 서브-픽셀(34R,36G,38B) 각각을 측면으로 둘러쌓음으로서, 컬러 서브-픽셀(34R,36G,38B)를 각 픽셀(26)내에서 서로 측면으로 분리되게 하고 그리고 다른 픽셀(26)내의 서브-픽셀(34R,36G,38B)과 측면으로 서로 분리되게 한다.
형광체 컬러 서브-픽셀(34R,36G,38B)의 형성 순서는 수정될 수 있다. 하나의 적색-방출 형광체 서브-픽셀(34R), 하나의 녹색-방출 서브-픽셀(36G) 및 하나의 청색-방출 서브-픽셀(38B)가 있는 각 픽셀에 수반하여, 각 픽셀(26)의 세 개의 개구(32)로 적색-방출 형광체 영역(34R), 녹색-방출 형광체 영역(36G) 및 청색-방출 형광체 영역(38B)를 할당하는 것은 도 1i - 1n 의 단계에 서술된 것에서 변경될 수 있다.
보통 알루미늄 등의 금속인, 빛을 반사하는 전기적으로 비-절연인 물질의 블랭킷층을 상기 구조의 최상부에 형성하여 형광체 영역(34R,36G,38B)를 덮도록 한다. 이 블랭킷 빛-반사 비-절연층을 형성하는 절차를 도 16a 및 도 16b와 함께 아래에 보다 자세히 설명하였다. 이 빛-반사 비-절연층은 플랫-패널 디스플레이용 애노드 역할을 한다. 이 빛-반사 애노드층은 페이스플레이트 구조와 대향하여 위치하는 베이스플레이트 구조의 캐소드 내의 전자-방출 소자에서 방출된 전자가 이 애노드층을 통과하여 형광체 영역(34R,36G,38B)이 빛을 발하여 페이스플레이트(20)의 내부면(20E)상에 이미지를 만들어 낼 수 있도록 충분히 얇다. 애노드 역할에 더하여, 이 애노드층은 서브-픽셀(34R,36G,38B)에서 방출된 후면-방향 빛의 일부를 되반사하여 디스플레이 휘도를 향상시킨다.
블랙 매트릭스(28D)는 페이스플레이트 구조와 베이스플레이트 구조사이에 삽입된 스페이서 벽과 같은 스페이서의 운동을 측면으로 속박하여 플랫-패널 디스플레이에 부가된 외부힘에 저항하고 이 두 개의 플레이트 구조사이의 공간을 거의 균일하게 유지하는데 특히 적절한 어떠한 특징도 가지고 있지 않다. 따라서, 블랙 매트릭스(28D)는 보통 외부힘에 저항하고 및/또는 페이스플레이트-구조 대 베이스플레이트-구조 공간을 균일하게 유지하기 위해 스페이서를 사용하지 않는 플랫-패널 디스플레이에서 사용된다. 1997년 12월 22일 국제 출원 PCT/US97/22973 으로 출원된 Slusarczuk 등의 명세서에는 블랙 매트릭스(28D)가 포함된 페이스플레이트 구조에 적합한 플랫-패널 필드-방출 CRT 디스플레이의 예가 기재되어 있다. 이 국제출원 PCT/US97/22973 의 내용은 본 명세서에 통합된다. 블랙 매트릭스(28D)를 그러한 디스플레이에 사용한 경우, 페이스플레이트(20)의 외부면(20E)상에 존재하는 이미지는 외부면(20E)를 따라 페이스플레이트(20)에 부착된 투명한 지지 구조의 외부표면상에도 존재한다.
스페이서, 특히 스페이서 벽의 움직임을 속박하는 특징은 본 발명의 기술에 따라 처리된 두 개의 화학작용층으로부터 블랙 매트릭스를 생성함으로써 플랫-패널 디스플레이의 블랙 매트릭스와 통합될 수 있다. 이 두 개의 화학작용 층은 본 명세서에서는 1차층 및 보조층으로 언급한다. 도 1 및 도 2의 처리에서 1차 화학작용층(28)에 대응하는, 이 1차 화학작용층은 배면 방사 노출을 포함하는 절차에 의해 패턴된다. 상기 보조층은 일반적으로 전면 방사 노출을 포함하는 절차에 따라 패턴된다. 이 보조층은 주로 상기 1차층의 형성 및 패턴 전에 형성되고 패턴된다.
도 3a - 3k(합해서 "도 3")는 컬러 플랫-패널 CRT 디스플레이의 페이스플레이트 구조용 블랙 매트릭스 발광 소자, 및 빛-반사 애노드를 본 발명에 따라 제조하여 스페이서 벽의 형태의 스페이서를 속박하는 특징(또는 메카니즘)을 가진 블랙 매트릭스를 제공하는 방법을 설명하고 있다. 도 4a - 4f(합해서 "도 4")는 도 3에 표시된 단계 일부에서의 구조를 설명한다. 도 3 및 도 4의 제조 과정에서, 블랙 매트릭스는 다시 블랙 행 스트립 그룹 및 이 행 스트립에 교차하는 블랙 열 스트립 그룹으로 구성된다. 이 블랙 매트릭스에 스페이서 벽을 속박하는 능력을 제공하기 위해, 도 3 및 도 4 처리에서의 상기 블랙 행 스트립을 상기 블랙 열 스트립에서와는 다른 화학작용층에서 생성한다.
도 3 및 도 4의 처리의 시작점은 도 1c 및 도 2a 의 구조이다. 편의를 위해, 도 1c를 도 3a로 반복한다. 도 3 및 도 4 처리의 페이스플레이트(20), 마스크부(22A) 및 개구 공간(24)(다시 행 개구(24R) 및 열 개구(24C)로 구성됨)은 행 개구(24R)가 생략될 수 있다는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2의 처리에서 앞서 설명한 특징을 가지고 있다. 즉, 개구(24R) 폭의 하한은 제로이다. 이 경우, 마스크부(22A)는 디스플레이의 능동 영역을 완전히 가로지르는 열 방향으로 확장하는 연속 평행 스트립이 된다.
마스크부(22A)는 다시 인공적 마스킹 층을 형성한다. 아래 서술되어 있고 도 1 및 도 2의 처리에서 발생한 것과 비교하면, 도 3 및 도 4의 처리에서 제조된 최종 플랫-패널 디스플레이내에는 마스크부(22A)의 작은 세그먼트들이 존재한다. 이 최종 디스플레이내에 존재하는 마스크부(22A)의 작은 세그먼트들을 허용하는 것은 행 개구(24R)의 폭이 나중에 형성된 블랙 행 스트립의 폭과 충분히 같아서 각 열 스트립이 행 개구(24R)의 해당 하나로 충분히 확장하도록 할 필요가 있게될 타이트한 정열 허용오차를 피하게 함으로써 디스플레이 제조를 촉진한다. 필요하다면, 이 인공적 마스킹 세그먼트는 검고 빛을 반사하지 않는 것으로 만들 수 있다.
네가티브-톤 화학작용 물질의 보조 블랭킷층(40)을 도 3b에 표시된 것처럼 마스크부(22A)의 최상부 및 개구 공간(24)내로 형성한다. 보조 화학작용층(40)의 형성은 상기 화학작용 물질을 디포지트, 스피닝 및 약한 소성으로 이루어진다. 화학작용층(40)은 보통 광-중합반응가능한 중합체로 구성된다. 이 중합체가 Olin OCG7020 중합체인 경우, 스피닝은 5-60초, 통상적으로는 30초에서 200-500 rpm, 통상적으로는 500 rpm 에서 행해진다. 상기 약한 소성은 70-105℃, 통상적으로는 100℃ 에서 20-40분, 통상적으로는 30분간 행해진다.
화학작용층(40)은 층(40)의 부분을 노출하는데 사용된 화학작용 방사가 그 최소 두께를 쉽게 초과할 수 있도록 충분히 얇다. 이러한 제한에 수반하여, 층(40)의 평균 두께는 40-60㎛, 일반적으로는 50㎛ 이다. 층(40)의 두께는 도 3b에 표시된 것과 같이 어느 지점에서는 일부 변화할 수 있다.
보조 화학작용층(40)이 블랙 매트릭스의 행 스트립으로 변형될 수 있다. 이 변형 과정은 도 3c 및 도 4a 에 표시된 번면 노출 단계로 시작된다. 설명을 간단히 하기 위해, 층(40)의 두께 변화는 도 4a 에서는 도시하지 않았다.
상기 전면 노출은 포토마스크(레티클)(44)를 통해 전면 화학작용 방사(42)로 화학작용층(40)을 선택적으로 노출하는 것으로 구성된다. 이 전면 방사(42)의 노출 깊이는 층(40)의 최대 두께보다 더 크다. 도 4a 에 표시된 바와 같이, 방사(42) 부분은 방사-투명 마스크 영역(44T)를 통과하여 화학작용층(40)의 아래에 있는 노출된 폭이 일정한 행 스트립(40ER)의 화학적 구조 변화를 일으킨다. 층(40)이 광-중합반응가능한 중합체로 구성된 경우, 방사(42)는 보통 UV 빛으로서 상기 노출된 중합체에 중합반응을 일으킨다. Olin OCG7020 중합체의 경우, 상기 전면 노출은 405 nm 파장을 가지는 UV 빛으로 250 mJ/cm2의 노출 에너지 선량에서 수행한다.
행 스트립(40ER)은 행 방향으로 확장한다. 각각의 행 스트립(40ER)은 행 개구(24R)의 대응하는 하나상의 중앙에 폭이 있도록 된다. 행 스트립(40ER)도 행 개구(24R)보다 더 폭이 넓다. 따라서, 각각의 행 스트립(40ER)이 대응하는 행 개구(24R)을 채우고 직접 인접하는 마스크부(22A) 위로 측면으로 확장한다. 행 스트립(40ER)의 폭은 20 - 120㎛, 일반적으로는 70㎛ 이다.
보조층(40)의 노출되지 않은 부분은 디벨로퍼로 제거한다. 도 3b 및 도 4b 는 그 결과 구조를 보여주고 있는데, 행 스트립(40ER)의 두께 변화만 도시하지 않았다. 층(40)을 Olin OCG7020 중합체로 형성한 경우, 상기 디벨로퍼는 보통 n-부틸 아세테이트 및 실린으로 구성된다.
행 스트립(40ER)은 보통 블랙 매트릭스내의 사용에 충분한 검은색은 아니다. 따라서, 스트립(40ER)은 적절히 흑화하여 도 4c 에 가장 먼저 도시된 블랙 매트릭스 행 스트립(40DR)을 형성한다. 스트립(40ER)이 노출된(광-중합반응된) 중합체로 구성되는 경우, 상기 흑화 처리는 상기 중합체를 열분해함으로써 수행된다. Olin OCG7020 중합체인 경우, 이 열분해는 400℃ 에서 1시간동안 니트로겐 대기에서 소성하여 행해진다. 적절한 블랙 매트릭스 사용에 더하여, 블랙 행 스트립(40DR)은 UV 빛 형태의 화학작용 방사를 막을 수 있다.
블랙 행 스트립(40DR)의 두께가 지점간에서 어느정도 변화할 수 있어서, 행 스트립(40DR)의 일부 또는 전부는 나중에 스페이서 벽에 의해 덮이게 된다. 또한, 스트립(40DR)은 아래 설명할 열 행 스트립과 비교하여 상대적으로 얇다. 따라서, 스트립(40DR)내 두께 변화 정도는 상대적으로 작다. 이러한 이유로 인해, 스트립(40DR)으 두께 변화는 플랫-패널 디스플레이의 동작에 일반적으로 이롭지 못하다. 두께 변화를 포함하여, 열분해동안 스트립(40DR)내에서 발생되는 약간의 수축은 도면에서는 도시하지 않았다.
네가티브-톤 화학작용 물질의 1차 블랭킷층(46)을 마스크부(22A)의 덮이지 않은 세그먼트상의 구조의 최상부, 즉 블랙 행 스트립(40DR) 위, 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 열 개구(24C) 안으로 형성한다. 이 1차 화학작용층(46)의 형성은 상기 화학작용 물질을 디포지트, 스피닝 및 약한 소성을 하여 이루어진다. 화학작용층(46)은 일반적으로 광-중합반응가능한 중합체로 구성된다. 층(46)을 Olin OCG7020 중합체로 형성한 경우, 상기 스피닝은 5 - 60초, 통상적으로는 30초 동안 250 - 500 rpm, 통상적으로는 250 rpm 에서 행한다. 상기 약한 소성은 70 - 105℃, 통상적으로는 105℃ 에서 20 - 40분, 통상적으로는 30분에서 행한다.
화학작용층(46)의 평균 두께는 50 - 200㎛, 통상적으로는 100㎛ 이다. 따라서, 1차 화학작용층(46)은 보조 화학작용층(40) 보다 상당히 더 두껍다. 특히, 층(46)의 그 부분보다 충분히 큰 층(46)의 두께는 벽-속박 특징에서 벗어나 미끌어지는 벽을 가지지 않는 스페이서 벽을 측면에서 속박하도록 구성될 수 있다. 층(46)의 두께는 도 3e 에 표시된 바와 같이 어느 지점에서는 약간 변화할 수 있다.
1차 화학작용층(46)은 블랙 매트릭스의 열 스트립으로 변화될 수 있다. 이 변화 과정은 도 3f 및 도 4c 에 표시된 배면 노출 단계로 시작된다. 설명의 간략화를 위해, 층(46)의 두께 변화는 도 4c 에서는 표시하지 않았다.
상기 배면 노출은 마스크부(22A) 및 블랙 행 스트립(40DR)로 형성된 마스크를 통해 배면 화학작용 방사(48)로 화학작용층(46)을 선택적으로 노출시키는 것으로 구성된다. 도 1 및 도 2 의 처리에서의 배면 화학작용 방사(30)와 유사하게, 배면 화학작용 방사(48)는 페이스플레이트(20)으 외부면(20E)에 수직으로 충돌하여 페이스플레이트(20)를 통과하여 외부면(20E)에서부터 내부면(20I) 까지 이동한다. 마스크부(22A) 및 블랙 행 스트립(40DR)로 형성된 마스크가 상기 부분(22A) 및 스트립(40DR)상으로 배면 방사(48) 일부가 충돌하는 것을 막는다. 방사(48)의 나머지는 열 개구(24C)를 통과하여 화학작용층(46)의 아래에 놓인 노출된 폭이 일정한 열 스트립(46EC)의 화학구조를 변화시킨다. 도 4c 의 "46P" 가 열 스트립(46EC)의 평면 패턴을 나타낸다. 블랙 행 스트립(40DR)의 존재로 인해, 각각의 열 스트립(46EC)는 열 방향으로 측면으로 분리된 열 세그먼트 그룹으로 구성된다.
도 3 및 도 4 처리에서의 배면 노출 동작은 배면 방사(48)의 노출 깊이가 1차 화학작용층(46)의 최소 두께보다 충분히 크지 않도록 수행된다. 따라서 1차 층(46)의 노출되지 않은 부분은 열 스트립(46EC) 위의 여러 위치에 놓이게 된다. 패이스플레이트(20)의 내부면(20I) 위에 위치하는 이 노출되지 않은 화학작용 물질의 거리는 방사(48)의 노출 깊이보다 더 크다. 방사(48)의 노출 깊이는 보통 층(46)의 최소 두께보다 작다. 도 3f 및 도 4c 는 층(46)의 노출되지 않은 부분 각각이 상대적으로 열 스트립(46EC)의 전부를 덮는 노출-깊이 상태를 설명한다.
1차 층(46)의 충분히 노출되지 않은(또는 하부노출된) 화학작용 물질은 페이스플레이트(20)와 열 스트립(46EC) 사이에 놓인다. 노출 정도 및 이어서, 열 스트립(46EC)내에서 발생하는 화학적 구조의 변화량은 페이스플레이트(20)의 내부면(20I)을 따라 가장 크다. 원래층(46)은 광-중합반응가능한 중합체로 구성되고, 배면방사(48)는 보통 상기 노출된 중합체를 중합반응 시키는 UV 빛이다. 따라서 스트립(46EC)내의 중합체 교차-링크의 밀도는 내부 페이스플레이트 표면(20I)을 따라 최고가 된다. 그러므로 스트립(46EC)은 페이스플레이트(20)에 강하게 부착된다. Olin OCG7020 중합체의 경우, 상기 방사(48)로 이루어지는 배면 노출은 층(46)이 100㎛ 의 원래 두께를 가지는 경우, 200 mJ/cm 의 노출선량 및 405 nm 의 파장에서 수행된다.
도 3 및 도 4 의 처리에서의 배면 노출은 페이스플레이트(20)의 영역을 가로지르는 거의 균일한 방식에서 수행된다. 열 스트립(46EC)의 세그먼트 끝에서를 제외하고, 각 열 스트립(46EC) 세그먼트의 폭 모양은 상기 세그먼트의 길이를 따라 그리고 스트립(46EC)에서부터 스트립(46EC) 까지 거의 동일하다. 간략화를 위해, 도 3f 및 도 4c 에서는 열 스트립(46EC)의 폭 모양을 일반적인 사각형으로 설명되어 있다. 주로, 각 열 스트립(46EC)의 폭 모양은 측면-에지 및 상부-에지 코너가 둥근 위로솟은 거친 이등변 사다리꼴 형태이다. 어느 경우에, 각 열 스트립(46EC) 세그먼트의 폭 모양의 높이는 상기 스트립 세그먼트의 길이를 따라 그리고 한 스트립(46EC)에서부터 다른 스트립까지 거의 동일하다. 이 폭 모양 높이의 균일성은 1차 화학작용층(46)의 원래 두께가 변화하는 경우에도 가능하다.
또한, 각 열 스트립(46EC) 세그먼트의 길이 모양(즉, 길이와 평행하게 확장하는 평면 및 폭의 중앙점을 통과하는 수직 단면 형태)은 이 스트립(46EC)의 모든 세그먼트 및 한 스트립(46EC)에서부터 다른 스트립(46EC) 까지 거의 동일하다. 열 스트립(46EC)의 폭 모양처럼, 스트립(46EC)의 길이 모양은 주로 위로솟은 거친 이등변 사다리꼴 형태이다.
1차 층(46)의 노출되지 않은 물질을 디벨로퍼로 제거하여 도 3g 및 도 4d 에 일반적으로 표시된 구조를 만든다. 원래층(46)을 Olin OCG7020 중합체로 형성한 경우, 상기 디벨로퍼는 주로 n-부틸 아세테이트 및 실린으로 구성된다. 열 스트립(46EC)의 간략화된 사각형 형태를 도 3j 및 도 4d 에서 분명히 볼 수 있는데, 도 3d 및 도 4d 에서는 설명의 간략화를 위해 측면-에지 및 상부-에지 코너 주위는 생략하였다.
개구 공간(50)은 사각형 열 개구(50X)로 구성되고 행 채널(50Y)가 열 스트립 세그먼트 각각으로부터 각 열 스트립(46EC)의 각 세그먼트를 옆으로 분리한다. 열 개구(50X)는 열 스트립(46EC)의 길이측에 놓이고 마스크부(22A)의 세그먼트를 덮지 않는다. 열 채널(50Y)는 블랙 행 스트립(46DR) 위에 놓이고 열 방향에서 상기 열 스트립(46EC)의 세그먼트를 옆으로 분리한다.
도 1 및 도 2 의 처리에서의 스트립(28EC,28ER)과 같이, 전개 단계 동안 페이스플레이트(20)로부터 분리되는 어느 열 스트립(46EC) 부분을 가지게 되는 경우는 도 3 및 도 4 의 처리에서는 매우 낮다. 비슷하게, 도 3 및 도 4 처리에서의 페이스플레이트(20)에 바로 인접한 노출된 화학작용 물질은 부식되어 상기 디벨로퍼에 의한 최소량이 페이스플레이트(20)와 더 떨어져 있는 노출된 화학작용 물질보다 더 크다. 열 스트립(46EC)이 페이스플레이트(20)와 바로 인접하여 가장 강하기 때문에, 배면 노출과 이어지는 전개 단계의 조합은 스트립(46EC)에 대부분 균일한 폭 모양 높이를 가지게 하고 상기 전개 단계 동안 스트립(46EC)의 어느 부분도 거의 제거되지 않고 가장 바람직스러운 강도 특성을 가지도록 한다.
열 스트립(46EC)은 보통 블랙 매트릭스로 사용되기에 충분히 어둡지 않다. 따라서, 스트립(46EC)을 적절히 흑화하여 도 3b 에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스 열 스트립(46DC)을 형성한다. 이 흑화 처리는 상기 스트립(46EC)이 노출된(광-중합반응된) 중합체로 구성되는 경우 이 스트립(46EC)을 열분해하여 수행된다. Olin OCG7020 중합체인 경우, 이 열분해는 400℃ 에서 1 시간동안 니트로겐 대기에서 소성하여 이루어진다. 열 스트립(46EC)의 폭 모양이 실제로는 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태라는 사실에 주목하면, 상기 열분해가 진행되는 동안의 수축이 상기 열 스트립 폭 모양의 위로솟은 이등변 사다리꼴을 열 스트립(46EC)이 블랙 열 스트립(46DC)을 덮도록 강화시킨다. 똑같은 상황이 상기 블랙 열 스트립(46DC)의 세그먼트의 길이 모양에서 발생한다. 두께 감소를 두드러지게 하는 것을 포함하여, 상기 수축은 도면에서는 도시되지 않았다.
블랙 행 스트립(40DR) 및 블랙 열 스트립(46DC)이 블랙 매틀릭스를 형성한다. 1차 화학작용층(46)이 보조 화학작용층(40)보다 상당히 더 두꺼우므로, 열 스트립(46DC)는 행 스트립(40DR) 보다 페이스플레이트(20)의 내부면(20I) 에서 더 멀리 떨어져 확장한다.
마스크부(22A)의 덮이지 않은 세그먼트들을 제거하여 도 3i 및 도 4e 에 도시된 구조를 만든다. 이렇게 하여, 열 개구(50X)가 페이스플레이트(20) 아래로 확장하여서 열 스트립(46EC) 세그먼트의 길이측을 따라 완전히 확장하게 된다. 행 채널(50Y)는 스트립(46EC)의 세그먼트의 끝에서 계속 분리된다. 블랙 행 스트립(40DR) 하부의 마스크 세그먼트(22B)는 마스크부(22A)의 작은 나머지들이다. 따라서, 마스크부(22A)로 형성된 인공적 마스킹층의 작은 부분이 도 3 및 도 4 의 처리에 따라 제조되는 경우에는 최종 플랫-패널 CRT 디스플레이내에 존재한다. 마스크부(22A)가 크롬으로 구성되는 경우, 마스크 세그먼트(22B)를 만들기 위한 상기 마스크부(22A)의 덮이지 않은 세그먼트를 제거하는 것은 보통 세라믹 암모니움 염화물, 아세틱산 및 물의 혼합물로 이루어진다.
도 4e 의 각 픽셀(26)에는 그 픽셀(26)의 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀에 각각 대응하는 사각형 열 개구(50X)가 포함되어 있다. 충분한 에너지를 가진 전자의 충돌시 적색, 녹색 및 청색 빛을 발하는 형광체 물질이 각각 도 1 및 도 2 의 처리에서 사용된 기술에 따라 각 픽셀(26)의 세 개의 열 개구(50X)내에 제공된다. 블랙 행 스트립(40DR)이 상기 배면 노출동안 빛-차단 실드 역할을 하기 때문에, 최종 플랫-패널 디스플레이내의 스트립(40DR) 위의 행 채널(50Y)에 경화된 형광체 물질이 놓이는 일은 없다.
도 3j 및 도 4f 는 각 픽셀(26)의 가장 왼쪽, 가운데 및 가장 오른쪽 열 개구(50X)가 각각 건조된 적색-방출 형광체(34R), 녹색-방출 형광체(36G) 및 청색-방출 형광체(38B)를 포함하여 세 개의 서브-픽셀을 형성하는 결과 구조체를 설명하고 있다. 블랙 매트릭스는, 각 서브-픽셀을 픽셀(26)내의 각 서브-픽셀과 분리하고 다른 픽셀(26) 내의 서브-픽셀(34R,36G,38B)와 분리하기 위해 서브-픽셀(34R, 36G, 38B) 각각을 옆으로 둘러쌓는 행 스트립(40DR) 및 열 스트립(46DC)으로 형성된다.
빛-반사 전기적 비-절연 물질의 블랭킷층(52)는, 일반적으로 알루미늄 등의 금속으로서, 도 3k 에 도시된 바와 같이, 형광체 영역(34R,36G,38B) 및 상기 블랙 매트릭스를 덮기 위해 상기 구조의 최상부에 디포지트 된다. 도 1 및 도 2 처리에서의 영역(34R,36G,38B) 위에 형성된 상기 대응하는 비-절연 빛-반사층과 같이, 비-절연 빛-반사층(52)은 플랫-패널 디스플레이용 애노드 역할을 하고 디스플레이 동작이 진행되는 동안 형광체 영역(34R,36G,38B)에서 방출된 후면-방향 빛의 일부를 되반사하여 디스플레이 휘도를 향상시킨다. 애노드층(52)을 알루미늄으로 구성하는 경우, 층(52)은 보통 10 - 100 nm, 전형적으로는 50 nm 두께로 증발시켜 디포지트된다. 층(52) 형성에 대한 더 다른 세부사항을 아래에 설명한다.
애노드층(52)은 행 채널(50Y)의 윤곽이 층(52)의 상부 표면내에 명확히 반영되도록 충분히 얇다. 따라서 행 채널(50Y)에 대응하는 채널은 상기 상부 애노드 표면내에 만들어진다. 얇고 편평한 폭이 일정한 스페이서 벽(도시하지 않음)을 애노드층(52)내의 이들 행 채널으 일부 또는 전부에 수직으로 삽입한다. 블랙 열 스트립(46DC)이 블랙 행 스트립(40DR) 위로 위쪽으로 충분히 멀리 튀어나와 애노드층(52)으로 코우팅 되는 것처럼, 스트립(46DC) 세그먼트의 끝이 층(52)을 통해 상기 스페이서 벽을 옆으로 속박한다.
스페이서 벽의 두께는 블랙 행 스트립(40DR)의 폭 보다 약간 작아서 스트립(40DR)을 덮는 행 채널(50Y)의 바닥 폭보다 약간 작다. 스트립(40DR)의 바닥폭이 20 - 120㎛, 일반적으로는 70㎛ 이면, 흑화되지 않은 열 스트립(40ER)을 위해 위에 주어진 폭으로 일치하도록, 상기 스페이서 벽의 두께는 50 - 60㎛, 일반적으로는 55㎛ 이다. 본 발명의 배면 노출 기술을 사용하여, 상기 스페이서 벽은 행 스트립(40DR) 상에서 자기-정열되고, 중심에 위치한다. 이어서, 이 스페이서 벽은 표면(20E)와 수직인 방향에서 페이스플레이트(20)의 외부면(20E)을 바라볼 때 행 스트립(40DR)에 의해 대부분 가려진다(감추어진다). 따라서, 스페이서 벽은 대부분 관찰자가 볼 수 없고 디스플레이 동작이 진행되는 동안 표면(20E)의 능동 영역상에 존재하는 이미지의 질을 떨어뜨리지 않는다.
중요한 것은, 애노드층(52)을 통해 상기 스페이서 벽을 옆으로 속박하는 블랙 열 스트립(46DC)의 끝을 사용하는 것이 속박 기능을 수행하도록 추가의 능동 디스플레이 영역을 할당할 필요를 없애준다는 것이다. 블랙 매트릭스 영역대 전체 능동 영역과의 비는 매우 낮아서, 발광 형광체 영역대 전체 능동 영겨과의 비를 최종 플랫-패널 디스플레이에서 매우 높게 할 수 있다는 장점이 있다. 이것은 디스플레이 휘도를 증가시키는 결과가 된다. 또한, 본 발명의 배면 노출 기술은 블랙 매트릭스를 페이스플레이트(20)에 강하게 부착시킨다.
애노츠층(52)을 코우팅하는 것처럼, 각각의 열 스트립(46DC)의 연속 세그먼트의 최상부측 사이의 거리가 스페이서 벽이 상기 열 스트립 세그먼트의 애노드-코우팅된 끝에 의해 옆으로 속박이 잘 되는지를 결정한다. 과도한 스페이서 벽 폭으로 인해 외부 페이스플레이트 표면(20E)상에 스페이서 벽이 나타나는 것을 피하기 위해 스페이서 벽의 폭을 행 스트립(40DR)의 폭보다 작게하여, 각 애노드-코우팅된 열 스트립(46DC)의 연속 세그먼트의 최상부측 사이의 거리가 스트립(40DR)의 폭보다 충분히 크지 않게, 적절하게는 더 작거나 또는 거의 같도록 하는 경우에 최고의 측면 속박이 발생한다.
앞서 언급한 바와 같이, 흑화되지 않은 열 스트립(46EC) 세그먼트의 실제 길이 모양은 보통 위로솟은 거친 이등변 사다리꼴 형태이다. 이 모양은 디스플레이 제조 과정이 열-스트립 흑화 과정을 통해 이루어지고 상기 1차 층(46)의 전개 이후 오는 다른 단계를 통해 이루어져 스트립(46EC)을 형성하는 것으로 분명해 진다. 특히, 열-스트립 흑화작용 동안의 수축은 열 스트립(46EC) 세그먼트의 최상면의 길이(및 폭)를 블랙 열 스트립(46DC)로 변화됨에 따라 열 스트립(46EC) 세그먼트의 바닥면의 길이(및 폭)보다 더 큰 비율로 감소되게 한다. 따라서, 블랙 열 스트립(46DC) 세그먼트의 실제 길이 모양은 보통 페이스플레이트 구조 제조의 마지막에서 위로솟은 거친 이등변 사다리꼴 형태가 된다. 따라서 각각의 블랙 열 스트립(46DC)의 연속되는 세그먼트들의 최상면간의 거리는 블랙 행 스트립(40DR)의 폭보다 약간 더 크다.
각각의 애노드-코우팅된 블랙 열 스트립(46DC)의 연속되는 세그먼트들의 최상면간의 거리는 블랙 행 스트립(40DR)의 폭보다 약간 작은 것부터 약간 더 큰 것까지 변화할 수 있다. 벽의 물결모양, 벽 위치 허용오차, 및 있을 있는 벽의 기울기 발생을 생각하면, 열 스트립(46DC) 길이 모양의 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태는 때때로 스페이서 벽이 외부면(20E) 상에서 보이게 되는 상황을 가져올 수 있다.
도 5a-5c(합해서 "도 5") 및 도 6a-6f(합해서 "도 6")은 스페이서 벽이 페이스플레이트(20)의 외부면(20E)상에서 보일 수 있을 가능성을 충분히 감소시키기 위해 도 3 및 도 4의 제조절차의 변화에 따라 컬러 플랫-패널 CRT 디스플레이의 페이스플레이트 구조를 위한 블랙 매트릭스, 발광 소자, 및 빛-반사 애노드의 제조에 본 발명의 기술이 사용되는 방법을 설명하고 있다. 도 6a 및 도 6b 는 도 5b 및 도 5c 에 각각 도시된 단계에서의 구조를 설명하고 있다. 도 5 및 도 6의 처리를 설명하기 위해 도 6c-6f 와 관련하여 도 3a-3k 의 참고번호가 일부 변경되어 사용되었다. 이렇게 도 3a-3k 를 사용하여, 도 3e-3k 중 하나에서의 참고번호의 변경은 특정 참고번호의 변화가 아래 설명에서 더이상 언급되지 않는다 하더라도 도 3e-3k 의 각각의 나중 도면에서 이루어진다. 도 6c-6f 는 표시된 참고번호 변경에 수반된 도 3f, 3g, 3i 및 3j 에 각각 도시된 단계에서의 구조를 설명하고 있다.
도 5 및 도 6 의 변화는 도 3b 단계에서 시작하여 도 5a, 편의를 위해, 와 같이 반복된다. 도 5a 의 보조 화학작용층(40)은 블랙 매트릭스의 행 스트립으로 변화된다. 이 변화 과정은 도 5b 및 도 6a 에 표시된 전면 노출 단계로 시작된다. 설명의 간략화를 위해, 도 6a 에서는 화학작용층(40)의 두께는 표시하지 않았다.
도 5 및 도 6 의 처리 변화에서, 보조 화학작용층(40)을 포토마스크(다시, 레티클)(54)를 통해 전면 화학작용 방사(42)로 선택적으로 노출시킨다. 도 6a 에 표시된 바와 같이, 전면 방사(42)의 일부는 방사-투명 마스크 영역(54T)을 통과하여 화학작용층(40)의 하부 폭이 일정한 노출된 행 스트립(40NR)의 화학구조를 변화시킨다. 마스크 영역(54T)은 사각형으로 잘린(또는 노치된) 영역(54S)으로 제공되어 크기가 일정한 대향하여 위치하는 사각형 슬롯(또는 노치)의 여러 쌍들이 각각의 행 스트립(40NR)의 길이측을 따라 놓이게 된다.
각각의 슬롯(40S)에는 열 개구(24C)의 대응하는 하나의 길이측 라인에 각각 있는 대향면 쌍이 있다. 따라서, 슬롯(40S)의 측면 폭은 10-50㎛, 전형적으로는 20㎛ 이다. 슬롯(40S)의 측면 깊이는, 스페이서 벽이 블랙 매트릭스의 벽-속박 특징으로 놓이는 경우, 스페이서 벽이 벽의 물결모양, 벽 위치 허용오차, 벽 기울어짐, 다른 벽과 관련된 요소들, 및/또는 블랙 매트릭스의 열 스트립이 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태내의 높이 모양을 가지고 나중에 생성된다는 사실로 인해 베이스플레이트(20)의 외부면(20E)상에 보이지 않게되는 값으로 설정된다. 슬롯(40S)의 깊이는 5-50㎛, 전형적으로는 15-20㎛ 이다. 행 스트립(40NR)내에 슬롯(40S)을 제공하는 것을 제외하고, 도 5 및 도 6 의 변화의 전면 화학작용 방사(42)로 화학작용층(40)의 노출은 도 3 및 도 4 의 처리와 같은 방식으로 수행된다.
이러한 점에서, 도 5b 및 도 6a 의 구조는 도 3 및 도 4 처리의 도 3c 및 도 4a 의 구조와 같은 방식으로 처리된다. 마지막으로, 도 5 및 도 6 처리의 1차 층(40)의 노출되지 않은 물질을 디벨로퍼로 제거한다. 도 5c 및 도 6b 는 행 스트립(40NR)내의 변화를 도시하지 않은 것을 제외한, 그 결과 구조를 설명하고 있다. 스트립(40NR)이 블랙 매트릭스 사용에 충분히 어둡지 않아서, 스트립(40NR)을 흑화하여 이들을 블랙 매트릭스 행 스트립(40IR)로 변환시킨다. 흑화 처리는 행 스트립(40NR)이 광-중합반응가능한 중합체로 구성되는 경우 열분해를 하여 수행된다.
네가티브-톤 화학작용 물질의 1차 블랭킷층(56)을 이 구조의 최상부상에 형성한다. 1차 화학작용층(56)은 도 3 및 도 4 처리에서의 1차 화학작용층(46)에 해당하는데, 주로 광-중합반응가능한 중합체로 구성되어 있고, 화학작용층(46)과 비슷한 두께를 가진다. 이 단계에서, 도 5 및 도 6 처리의 구조는 도 3e 에 도시된 것으로 보이는데, 참고번호가 "46" 에서 "56" 으로 변화되었다.
1차 화학작용층(56)은 블랙 매트릭스의 열 스트립으로 변화하게 된다. 이 변화 절차는 도 3f 에서의 참고번호를 "46E" 에서 "56E" 로 바꾸어 도 6c 및 도 3f 에 표시된 배면 노출 단계로 시작한다. 설명의 간략화를 위해, 화학작용층(56)의 두께 변화는 도 6c 에서는 도시하지 않았다.
화학작용층(56)을 마스크부(22A) 및 블랙 행 스트립(40IR)로 형성된 마스크를 통해 배면 화학작용 방사(48)노 선택적으로 노출시킨다. 이 배면 방사(48)의 일부는 마스크부(22A) 및 스트립(40IR)에 의해 막히지 않고 열 개구(24C)를 통과하여 화학작용층(56)의 하부에 놓인 노출된 폭이 일정한 열 스트립(56EC)의 화학구조를 변화시킨다. 도 6c 의 "56P" 는 열 스트립(46EC)의 평면 패턴을 나타내고 있다. 행 스트립(40IR)의 존재로 인해, 각각의 열 스트립(56EC)은 열 방향으로 옆으로 분리된 열 세그먼트 그룹으로 구성된다.
1차 층(56)의 노출되지 않은 물질은 디벨로퍼로 제거한다. 도 6d 및 도 3g 에서 도 3g 의 참고번호가 "50X" 에서 "58X"(다른 표시된 참고번호 변화도 있음)로 바뀌어 있는 것을 참고하라. 도 6d 는 열 스트립(56EC) 세그먼트들의 길이 모양을 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태인 것으로 설명하고 있다. 도 6d 에 도시되지는 않았지만, 각각의 스트립(56EC)의 폭 모양도 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태이다. 스트립(56EC)의 측면-에지 및 상부-에지 코너 주위는 설명의 간략화를 위해 도 6d 에는 도시하지 않았다. 사각형 슬롯(40S)가 열 개구(24C)로 할당되지 때문에, 열 스트립(56EC) 세그먼트들의 끝이 슬롯(40S) 쪽으로 확장한다.
개구 공간(58)은 도 3 및 도 4 처리의 개구 공간(50)에 대응하는 것으로서, 열 스트립(56EC) 세그먼트 각각을 그 열 스트립(56EC)의 다른 세그먼트 각각과 옆으로 분리시킨다. 개구 공간(58)은 슬롯(40S)의 존재가 행 채널(58Y)를 행 채널(50Y)보다 약간 다른 형태가 되게 하는 것을 제외하고는 도 3 및 도 4 처리의 열 개구(50X) 및 행 채널(50Y)에 각각 대응하는 사각형 열 개구(58X) 및 행 채널(58Y)로 구성된다. 열 개구(58X)는 열 스트립(56EC)의 측면에 놓이게 되고 마스크부(22A)의 세그먼트를 덮지 않는다. 행 채널(58Y)는 행 스트립(40IR) 위에 놓이고 열 방향에서 열 스트립(56EC)의 세그먼트를 분리한다.
열 스트립(56EC)을 흑화하여 도 6e 에 처음 설명된 블랙 매트릭스 열 스트립(56DC)로 변환시킨다. 흑화 단계는, 도 3h 에 도시된, 스트립(56EC)이 노출된(광-중합반응된) 중합체로 구성되는 경우 열 분해를 통해 수행된다(앞서 참고번호 변경이 있음). 이 열분해 동안의 수축은 열 스트립(56EC) 세그먼트들의 길이 모양의 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태를 블랙 열 스트립(56DC)로 변화하는 것으로 되게 한다. 열 스트립(56EC)의 폭 모양이 실제로는 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태이기 때문에, 동일한 상황이 스트립(56EC)의 폭 모양에서도 발생한다. 두께 감소를 포함한 이 수축은 도면에는 도시하지 않았다.
나뉘어진 블랙 행 스트립(40IR) 및 블랙 열 스트립(56DC)은 행 스트립(40IR)의 슬롯(40S)안으로 확장하여 블랙 매트릭스를 형성한다. 1차 화학작용층(56)이 보조 화학작용층(46) 보다 훨씬 더 두껍기 때문에, 열 스트립(56DC)은 행 스트립(40IR)보다 페이스플레이트 내부면(20I) 보다 더 멀리 확장한다.
마스크부(22A)의 덮이지 않은 세그먼트들은 제거되어 도 6e 및 도 3i 에 도시된 구조를 만든다. 다시 "22B" 는 마스크부(22A) 의 작은 나머지이어서, 인공적 마스킹층의 작은 나머지를 구성한다. 마스크부(22A)의 덮이지 않은 세그먼트를 제거하여 마스크 세그먼트(22B)를 만드는데 있어서, 열 개구(58X)는 열 스트립(56EC) 세그먼트들의 완전한 측면을 따라 확장하도록 하기위해 페이스플레이트(20)의 아래쪽으로 확장한다.
도 6e 의 각 픽셀(56)은 세 개의 사각형 열 개구(58X)를 포함한다. 도 1 및 도 2 처리에서 사용된 형광체 도입 기술을 사용하여, 적색-방출 형광체(34R), 녹색-방출 형광체(36G) 및 청색-방출 형광체(38B)가 각각 도 6f 및 도 3j 에 도시된 바와 같이, 각 픽셀(26)의 세 개의 열 개구(58X)로 도입된다. 블랙 행 스트립(40IR)은 최종 플랫-패널 디스플레이내의 스트립(40IR)을 덮는 경화된 형광체를 막는 빛-차단 실드 역할을 한다.
행 스트립(40IR) 및 열 스트립(56DC)로 형성된 블랙 매트릭스는 서브-픽셀(34R,36G,38B)를 각 픽셀(26)의 다른 서브-픽셀과 옆으로 분리시키고 다른 픽셀(26) 내으 다른 서브-픽셀(34R,36G,38B)과 분리시킨다. 그리고, 각각의 행 채널(58Y)는 행 방향으로 확장하는 나뉘어진(또는 노치된) 채널이 된다. 이 구조는 빛-반사 애노드층(52)의 디포지트 이후 도 3k에 도시된 것처럼 나타난다(앞서 참고번호 변화 있음).
나뉘어진 행 채널(58Y)의 윤곽을 가깝게 반영하는 나뉘어진 행 채널이 애노드층(52)의 상부면내에 존재한다. 얇은 편평하고 폭이 일정한 스페이서 벽이 애노드층(52)내 나뉘어진 채널의 일부 또는 전부로 수직으로 삽입된다. 열 스트립 (56DC)의 세그먼트들이 행 스트립(40IR) 위로 충분히 튀어나와서 열 스트립 세그먼트의 끝이, 애노드층(52)으로 코우팅되는 것처럼, 이 애노드층(52)을 통해 스페이서 벽을 옆으로 속박하게 된다.
도 5 및 도 6 처리에서 사용된 스페이서 벽은 보통 도 3 및 도 4 처리에서의 스페이서 벽이 행 스트립(40DR) 및 행 채널(50Y)에 관한 특징을 가지고 있는 행 스트립(40DR) 및 행 채널(58Y)에 관하여 동일한 폭, 자기-정열,및 중심화 특성을 가지고 있다. 중요한 것은, 행 스트립(40IR)내의 슬롯(40S)의 존재가 각각의 열 스트립(56DC)의 연속되는 세그먼트들의 최상면 사이의 거리를 행 스트립(40IR)의 폭과는 독립적으로 제어될 수 있게 한다는 것이다. 이것은 외부 페이스플레이트 표면(20E)상으로부터 스페이서 벽을 막는 수단을 제공한다.
특히, 슬롯(40S)의 측면 깊이는 각 열 스트립(56DC)의 연속 세그먼트의 최상면 사이의 거리가 행 스트립(40IR) 의 폭 보다 크지 않은, 보통은 약간 작게 되도록 선택된다. 애노드층(52)내 존재하는 채널안으로 삽입되는 경우, 이 스페이서 벽은 보통 블랙 행 스트립(40IR)에 의해 완전히 가려지고 벽 물결모양, 벽 위치 허용오차, 벽 기울어짐, 다른 벽 관련 요소들 및 열 스트립(56EC) 세그먼트 길이 모양의 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태 등의 요소로 인해 외부 페이스플레이트 표면(20E)상에서 보이지 않는다.
블랙 열 스트립(56EC)의 세그먼트들이 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태의 길이 모양을 가지고 있기 때문에, 각각의 열 스트립(56DC)의 연속 세그먼트들 사이에 놓여있고 애노드층(52)을 통해 스페이서 벽을 수용할 수 있는 개구 영역 각각은 변형된 이등변 사다리꼴 형태의 거친 길이 모양, 즉 바닥이 사다리꼴의 최상면과 나란하고 더 짧은 이등변 사다리꼴의 길이 모양을 가진다. 스트립(56DC)의 세그먼트 사이의 이 개구 영역의 이 변형된 사다리꼴 형태는 애노드층(52)내에 반영된다. 이것은 층(52) 내에 있는 벽-속박 특징으로 스페이서 벽의 삽입을 촉진한다.
애노드층(52)을 통해 스페이서 벽 운동을 속박하기 위해 블랙 열 스트립(56DC)의 끝을 사용함으로써, 스페이서 벽을 속박하기 위해 추가의 디스플레이 능동 영역을 할당할 필요가 없어진다. 도 3 및 도 4 의 처리에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이에서와 같이, 도 5 및 도 6 처리에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이는 발광영역대 전체 능동영역의 높은 비율을 갖는 장점이 있어서 디스플레이 휘도가 증가한다. 더욱이, 배면 노출 단계의 사용은 블랙 매트릭스가 페이스플레이트(20)에 강하게 부착하게 한다.
도 7a-7k(합해서 "도 7")는 스페이서 벽을 속박하는 특징을 가진 블랙 매트릭스를 제공하기 위해 본 발명에 따른 컬러 플래-패널 디스플레이의 페이스플레이트 구조를 위한 블랙 매트릭스 및 발광소자를 제조하는 더 다른 방법을 설명하고 있다. 도 8a-8f(합해서 "도 8")는 도 7에 도시된 어느 한 단계에서의 구조를 설명하고 있다. 도 7 및 도 8 의 제조 과정에서, 인공 마스킹층 및 블랙 매트릭스 행 스트립을 형성하는 단계는 도 3 및 도 4 절차에서 사용된 반대 순서로 수행된다. 이것으로부터, 도 7 및 도 8 절차의 제조단계는 보통 도 3 및 도 4 처리와 같게 수행된다.
도 7 및 도 8 의 처리를 시작하면서, 네가티브-톤 화학작용 물질의 보조 블랭킷층(60)을 도 7a 에 도시된 바와 같이 페이스플레이트(20)의 최상부상에 형성한다. 이 보조 화학작용층(60)은 도 3 및 도 4 처리에서의 보조 화학작용층(40)과 같이, 두께를 포함해서, 일반적으로 같은 특성을 가지고 있으며, 보통 화학작용층(40)에서 사용된 광-중합반응가능한 중합체와 같은 방식으로 처리된 광-중합반응가능한 중합체로 구성된다. 이 화학작용층(60)의 두께는 도 7a 에 표시된 바와 같이 지점에 따라 어느정도 변화할 수 있다.
보조 화학작용층(60)은 블랙 매트릭스의 행 스트립으로 변화하게 된다. 이 변화 과정은 도 7b 에 표시된 전면 노출 단계로 시작된다. 포토마스크(44)를 사용하여 층(60)을 전면 화학작용 방사(42)로 선택적으로 노출시킨다. 전면 방사로 하는 전면 노출은 도 3 및 도 4 처리에서 앞서 설명한 방식으로 수행된다.
보조층(60)의 노출되지 않은 물질은 디벨로퍼에 의해 제거한다. 도 7c 및 도 8a 를 참고하라. 도 8a 에 도시된 것 중 하나인 행 스트립(60ER)이 층(60)의 노출된 나머지를 구성한다. 이 전개 절차는 도 3 및 도 4 의 처리의 보조층(40) 전개에서 앞서 설명한 방식으로 수행된다. 간략화를 위해, 행 스트립(60ER)의 두께 변화는 도 7c 및 도 8a 에는 표시하지 않았다.
행 스트립(60ER)은 도 8d 처음에 도시된 바와 같이, 보통 적절히 흑화되어 블랙 매트릭스 행 스트립(60DR)을 형성한다. 스트립(60ER)이 노출된(광-중합반응된) 중합체로 구성되는 경우, 이 흑화 처리는 도 3 및 도 4의 처리에서 행 스트립(40ER)을 블랙 행 스트립(40DR)로 변환시키는 앞서의 설명과 같은 방식으로 열분해하여 수행된다. 블랙 행 스트립(60DR)은 UV 빛의 형태의 화학작용 방사를 막을 수 있다.
패턴가능한 마스킹 물질의 블랭킷층(62)를 도 7d 에 표시된 구조의 최상부상에 디포지트한다. 블랭킷층(62)은 도 3 및 도 4 처리에서의 블랭킷층(22)과 같은 특성을 가지며(따라서 도 1 및 도 2 처리의 블랭킷층(22)과 같은 특성도 가짐) 층(22)과 같은 방식으로 형성된다. 포토레지스트 마스크(도시하지 않음)를 사용하여, 층(62)을 도 7e 및 도 8d 에 표시된 바와 같이 패턴하는데, 일반적으로 층(22)을 패턴하는데 사용된 에천트를 사용한다. 상기 포토레지스트 마스크는, 예를들면, 층(22)을 패터닝하는데 사용된 포토레지스트 마스크와 거의 같은 평면 형태를 가지고 있다.
블랭킷층(62)의 나머지는 도 8b 에 표시된 바와 같이 개구 공간(64)에 의해 측면이 분리된 폭이 일정한 사각형 마스크부(62A)로 구성되어 있다. 마스크부(62A)는 도 3 및 도 4 처리에서의 마스크부(22A)에 해당하며, 일반적으로 마스크부(22A)의 평면 디멘죤과 유사한 평면 디멘죤을 가진다. 마스크부(22A)와 같이, 마스크부(62A)는 블랙 매트릭스의 평면 형태를 정의하는 인공 마스킹층 역할을 한다.
개구 공간(64)는 폭이 일정한 행 개구(64R) 및 행 개구(64R)를 교차하는 폭이 일정한 열 개구(64C)로 구성된다. 개구(64R,64C)는 각각 도 3 및 도 4 처리에서의 개구(24R,24C)에 대응하며 유사한 디멘죤을 가지고 있다. 각각의 행 개구(64R)는 블랙 행 스트립(60DR)의 대응하는 하나의 중앙 세그먼트 위에서 확장한다. 행 개구(64R)가 블랙 행 스트립(60DR)의 중앙 스트립 세그먼트 위로 놓이는 것을 허용하는 것이 정열 허용오차를 완화시켜서 디스플레이 제조를 촉진시킨다.
이러한 점으로부터, 도 7e 및 도 8d 의 구조는 도 3 및 도 4 처리의 도 3d 및 도 4b 의 구조와 동일한 방식으로 대부분 처리된다. 먼저, 네가티브-톤 화학작용 물질의 1차 블랭킷층(66)을 구조의 최상부상에, 즉 마스크부(62A) 위에 그리고 개구 공간(64) 내에 형성한다. 도 7f 를 참고하라. 1차 화학작용층(66)은, 도 3 및 도 4 처리에서의 1차 화학작용층(46)에 해당하는데, 두께를 포함해서, 화학작용층(46)과 동일한 특성을 가지며 광-중합반응가능한 중합체로 구성된다. 따라서 화학작용층(66)의 두께는 도 7f 에 나타나 있는 바와 같이 지점간에서 약간 변화할 수 있다.
1차 화학작용층(66)은 블랙 매트릭스의 열 스트립으로 변화하게 된다. 이 변화 절차는 도 7g 및 도 8c 에 표시된 배면 노출 단계로 시작된다. 설명의 간략화를 위해, 도 8c 에는 층(66)의 두께 변화는 도시하지 않았다.
화학작용층(66)을 마스크부(62A) 및 블랙 행 스트립(60DR)로 형성된 마스크를 통해 배면 화학작용 방사(48)로 선택적으로 노출시킨다. 배면 노출(48)의 일부는 마스크부(62A) 및 스트립(60DR)에 의해 막히지 않고 열 개구(64C)로 통과하여 화학작용층(66)의 아래에 놓인 노출된 폭이 일정한 열 스트립(66EC)의 화학구조를 변화시킨다. 도 8c 의 "66EC" 가 열 스트립(66EC)의 일반적인 평면 패턴을 나타낸다.
1차 층(66)의 노출되지 않은 물질을 디벨로퍼로 제거하여 도 7h 및 도 8d 에 일반적으로 도시된 구조를 만든다. 열 스트립(66EC)은 열 스트립(46EC)에 해당하며, 동일한 특성을 가지고 있다. 따라서 각각의 열 스트립(66EC)은 열 방향으로 옆으로 분리된 열 세그먼트 그룹으로 구성된다. 거의 균일한 방식으로 형성되는 배면 노출이 페이스플레이트(20)의 영역을 교차하게 되어, 열 스트립(66EC)은 거의 균일한 폭 및 길이 모양을 가지게 된다. 설명의 간략화를 위해, 스트립(66EC)의 측면-에지 및 상부-에지 코너 주위는 도 7h 및 도 8d 에는 도시하지 않았다.
개구 공간(70)은 도 3 및 도 4 처리의 개구 공간(50)에 해당하며, 열 스트립(66EC)의 각 세그먼트들을 그 스트립(66EC)의 다른 각각의 세그먼트와 측면으로 분리한다. 개구 공간(70)은 사각형의 열 개구(70X) 및 행 채널(70Y)로 구성되는데 이들은 각각 열 개구(50X) 및 행 채널(50Y)에 대응한다. 열 개구(70X)는 열 스트립(66EC)의 길이측으로 위치하고 마스크부(66A)의 세그먼트를 덮지 않는다. 행 채널(70Y)은 블랙 행 스트립(60DR)의 중앙에 나뉘어진 세그먼트들 위에 놓인다. 필수적으로, 채널(70Y)은 행 개구(64R)의 다시-열린 상태이고 열 개구(64C)의 일부이다.
열 스트립(66EC)은, 스트립(66EC)이 노출된(광-중합반응된) 중합체로 구성되는 경우 보통 열분해를 하여 적절히 흑화시켜 블랙 열 스트립(46DC)에 해당하는 블랙 매트릭스 열 스트립(66DC)을 형성한다. 도 7i 를 참고하라. 블랙 행 스트립(60DR) 및 블랙 열 스트립(66DC)이 블랙 매트릭스를 형성한다. 1차 화학작용층(60)이 보조 화학작용층(60) 보다 훨씬 두껍끼 때문에, 열 스트립(66DC)가 행 스트립(60DR)보다 페이스프레이트 내부면(20I) 위로 더 멀리 확장한다.
마스크부(62A)를 제거하여 도 7j 및 도 8e 에 도시된 구조를 만든다. 이제 인공 마스킹층 모두가 이루어졌다. 또한, 열 개구(70X)가 페이스플레이트(20) 아래쪽으로 확장한다.
인공 마스킹층(22A)이 블랙 행 스트립(40DR) 형성 전에 형성되기 때문에 상기 인공 마스킹층의 세그먼트(22B)가 이 제조 과정 단계에서 남아있게 되는 도 3 및 도 4 의 처리와 비교하여, 도 7 및 도 8 처리에서의 블랙 행 스트립(60DR)을 형성한 다음 인공 마스킹층(62A)을 형성하는 것은 상기 인공 마스킹층 모두가 동일한 제조 단계에서 충분히 제거되는 결과가 된다. 이런 차이로 인해, 도 7j 및 도 8e 의 구조는 도 3i 및 도 4e 의 구조와 거의 동일하다.
도 7j 및 도 8e 의 각 픽셀(26)에는 형광체(34R,36G,38B)가 각각 도 7k 및 도 8f 에 표시된 바와 같이 도입되는 세 개의 사각형 열 개구(70X)가 포함되어 있다. 이 형광체 도입은 도 1 및 도 2 처리에 따라 수행된다. 행 스트립(60DR) 및 열 스트립(66DC)로 형성된 블랙 매트릭스는 서브-픽셀(34R,36G,38B)들을 서로 측면으로 분리시킨다.
블랭킷 전기적으로 비-절연 빛-반사층(도시하지 않음)은 비-절연 빛-반사 애노드층(52)에 해당하는 층으로서, 플랫-패널 디스플레이용 애노드와 같은 기능으로 상기 구조의 최상부상에 디포지트 된다. 상기 애노드층이 행 채널의 윤곽이 상기 애노드층의 상부면내에 가깝게 반영될 정도로 충분히 얇아서, 얇은 편평한 폭이 일정한 스페이서 벽(도시하지 않음)이 상기 애노드층내의 이 채널의 일부 또는 모두로 수직으로 삽입된다. 블랙 열 스트립(66DC)은 열 스트립(66DC)의 세그먼트의 끝이, 상기 애노드 물질로 코우팅됨에 따라, 스페이서 벽을 측면으로 속박하는 블랙 행 스트립(60DR) 밖으로 상당히 멀리 위쪽으로 튀어나와 있다.
도 3 및 도 4 의 처리에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이용으로 앞서 설명된 장점들 모두는 도 7 및 도 8 처리에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이에 적용된다. 간단히 말해서, 스페이서 벽은 대부분 디스플레이의 전면에서 보이지 않으며, 블랙 매트릭스는 페이스플레이트(20)에 강하게 부착되고, 그리고 발광영역과 전체 능동영역과의 비가 높아서 디스플레이 휘도가 향상된다.
도 5 및 도 6 의 처리 변화는 도 7 및 도 8 의 제조 과정에 적용될 수 있다. 이 경우, 행 스트립(60ER)에는 행 스트립(40NR)내의 슬롯(40S)에 대응하는 슬롯(또는 노치)가 제공되어 있다. 행 스트립 흑화 동작이 완료된 다음, 블랙 행 스트립(60DR)에는 블랙 행 스트립(40IR)내의 슬롯(40S)에 해당하는 슬롯이 있게된다. 따라서, 열 스트립(66DC)의 세그먼트들은 도 6e 으 열 스트립(56DC) 의 세그먼트와 같은 형태를 하고있다. 상기 빛-반사 애노드층의 형성에 이어서, 스페이서 벽이 외부 페이스플레이트 표면(20E) 상에 보이게 되는 것을 충분히 줄이기 위해 도 5 및 도 6 의 처리 변화를 위해 앞서 설명한 방식으로, 그렇게 변형된 열 스트립(66DC)의 애노드-코우팅된 세그먼트들이 상기 스페이서 벽을 측명에서 속박한다.
도 9a-9e(합해서 "도 9") 및 도 10c-10g(합해서 "도 10")가 플랫-패널 CRT 디스플레이의 페이스플레이트 구조를 위한 블랙 매트릭스 및 발광 소자가 공간에서 스페이서 벽을 단단히 붙잡는 벽-그리핑 특성을 가진 블랙 매트릭스를 제공하기 위해 본 발명에 따라 제조되는 방법을 설명하고 있다. 참고번호의 일부 변화를 수반하면서, 도 3a-3d 가 도 10a-10c 와 함께 사용되어 도 9 및 도 10 의 제조 과정을 설명하고 있다. 도 3a-3d 를 사용하는데 있어서, 도 3a-3d 중 하나에서의 참고번호의 변화는 이 변화를 아래 설명에서 더 이상 설명하지 않아도 도 3a-3d 중 각각의 나중의 한 도면으로 수행된다. 도 10a-10c 는 상기 표시된 참고번호에 수반하여 도 3a,3c 및 3d 에 각각 도시된 단계에서의 구조를 설명한다. 도 10d-10g 는 도 9 에 도시된 어느 단계에서의 구조를 설명한다.
도 9 및 도 10 의 처리는 참고번호 "22A" 및 "24C" 각각이 도 3a 의 "72A" 및 "74C"로의 변화를 수반하여 도 3a 및 도 10a 에 도시된 단계에서 시작한다. 따라서 "72A" 는 인공 마스킹층의 일부이다. 블랙 매트릭스(의 일부)를 형성하는데 사용된 화학작용 물질이 UV 빛 형태의 화학작용 방사로 선택적으로 노출되는 경우, 마스크부(72A)는 보통 불투명하다.
사각형 마스크부(72A)는 폭이 일정한 행 개구(74R) 및 폭이 일정한 열 개구(74C)로 구성되는 개구 공간(74)에 의해 측면으로 분리된다. 마스크부(72A)는 보통 마스크부(22A)와 동이랗ㄴ 폭 및 행 방향으로 동일한 공간을 가진다. 따라서, 열 개구(72C)는 도 1 및 도 2 처리에서의 열 개구(24C)와 일반적으로 같은 폭이 된다. 그러나, 마스크부(72A)는 일반적으로 마스크부(22A) 보다 더 짧다. 각각의 픽셀(26)이 도 9 및 도 10 처리에 거의 동등하여서, 행 개구(74R)은 보통 도 1 및 도 2 처리에서의 행 개구(24R)보다 더 넓다.
네가티브-톤 화학작용 물질의 보조 블랭킷층(76)을 마스크부(72A)의 최상부 및 개구 공간(74) 안으로 형성한다. 도 3b 를 참고하면, 참고번호가 "40" 에서 "76"으로 변화되어 있다(그리고 다른 표시된 참고번호 변화가 있다). 보조 화학작용층(76)은 일반적으로, 두께를 포함하여, 보조 화학작용층(40)과 같은 특성을 가지며, 주로 층(40)의 광-중합반응가능한 중합체와 같은 방식으로 처리된 광-중합반응가능한 중합체로 구성된다. 화학작용층(76)의 두께는 지점마다 어느정도 변화될 수 있다.
보조 화학작용층(76)은 블랙 매트릭스의 행 스트립으로 변화하게 된다. 이 변화 과정은 도 3c 및 도 10b 에 표시된 전면 노출 단계로 시작하는데, 도 3c 에서의 참고번호가 "44" 가 "78" 로 변경되어있다.
설명의 간략화를 위해, 도 10b 에서는 화학작용층(76)의 두께 변화는 도시하지 않았다.
상기 전면 노출은 일반적으로 포토마스크(44)에 해당하는 포토마스크(78)를 통해 전면 화학작용 방사(42)로 화학작용층(76)을 선택적으로 노출시키는 것으로 구성된다. 이 전면 방사의 노출 깊이는 층(76)의 최대 두께보다 더 크다. 도 10b 에 표시된 바와 같이, 방사(42)의 일부는 방사-투명 마스크영역(78T)을 통과하여 화학작용층(40)의 아래에 놓인 폭이 일정한 노출된 행 스트립(76ER)의 화학구조를 변화시킨다. 이 층(76)이 광-중합반응가능한 중합체로 형성된 경우, 방사(42)는 보통 UV 빛으로서 상기 노출된 중합체를 중합반응 시킨다. 방사(42)로 하는 전면 노출은 보통 도 3 및 도 4 처리와 같은 방법으로 수행된다.
행 스트립(76ER)은 행 방향으로 확장한다. 각각의 행 스트립(76ER)은 행 개구(74R)의 대응하는 하나위에 중앙 폭이 있도록 놓인다. 행 스트립(76ER)은 행 개구(74R) 보다 폭이 더 좁다. 따라서, 각각의 행 스트립(76ER)은 대응하는 행 개구(74R) 폭의 일부분만을 채운다.
이 점으로부터, 도 3c 및 도 10c 의 구조는 도 3 및 도 4 처리의 도 3c 및 도 4a 구조와 같은 방식으로 처리된다. 그러나, 상기 행 스트립이 도 3 및 도 4 처리에서 발생하는 폭이 넓게 되는 것 보다는 도 9 및 도 10 처리에서의 행 개구보다 더 좁기때문에 최종 구조는 상당히 다르다.
특히, 보조층(76)의 노출되지 않은 물질은 디벨로퍼로 제거한다. 도 3d 및 도 10c 가 이 결과 구조를 나타내는데, 도 3d 에서의 참고번호가 "40ER" 에서 "76ER" 로 변화되어 있다. 행 스트립(76ER)이 행 개구(74ER)보다, 각각 중앙에 폭이 있는, 더 넓어서, 각각의 행 개구(74R)의 나머지는 대응하는 행 스트립(76ER)의 길이 에지를 따라 각각 확장하는 채널(74AR) 쌍을 형성한다. 특정 예로써, 행 개구(76R)의 폭은 약 90㎛ 이고, 행 스트립(74ER)의 폭은 약 50㎛ 이며, 각각의 행 채널(74AR)의 폭은 약 20㎛ 이다.
행 스트립(76ER)은 보통 도 10d 의 맨 앞에 도시된 바와 같이, 흑화되어 블랙 매트릭스 행 스트립(76DR)을 형성한다. 스트립이 광-중합반응가능한 중합체로 구성된 경우 열분해를 사용하여 행 스트립(76ER)을 흑화시킨다. 이 열 분해 결과로 블랙 행 스트립(76DR)에서 수축(도시하지 않음)이 발생한다. 이 수축은 스페이서 벽이 나중에 삽입되어 행 스트립(76ER)의 원래 폭에 대한 스페이서 벽 두께를 선택하게 될 필요가 있게되는 채널의 폭에 영향을 미친다. 일반적으로 도 3 및 도4 처리에서의 블랙 행 스트립(40DR)에 해당하는, 블랙 행 스트립(76DR)은 UV 빛 형태의 화학작용 방사를 막을 수 있다.
네가티브-톤 물질의 1차 블랭킷층(80)을 이 구조의 최상부에 형성한다. 도 9a 및 도 10d 를 참고하라. 도 3 및 도 4 처리에서의 1차 화학작용층(46)에 대응하는, 1차 화학작용층(80)은 두께를 포함해서, 화학작용층(46)과 비슷한 특성을 가지고 있으며 보통 광-중합반응가능한 중합체로 구성된다. 이 화학작용층(80)의 두께는 도 9a 에 나타난 바와 같이 지점간에 어느정도 변화될 수 있다. 설명의 간략화를 위해, 도 10d 에서는 이 층(80)의 두께 변화는 도시하지 않았다.
1차 화학작용층(80)은 블랙 매트릭스 열 스트립 및, 빛-반사 애노드 물질로 코우팅 되면, 스페이서 벽을 단단히 붙잡을 수 있는 블랙 매트릭스 행 바(bar)로 변하게 된다. 이 변화 과정은 도 9a 및 도 10d 에 나타난 배면 노출 단계로 시작된다. 이 배면 노출은 도 3 및 도 4 처리와 같은 방식으로 수행된다.
이 배면 노출은 마스크부(72A) 및 블랙 행 스트립(76DR)로 형성된 마스크를 통해 배면 화학작용 방사(48)로 화학작용층(80)을 선택적으로 노출시키는 것으로 이루어진다. 이 배면 방사(48)의 일부는 마스크부(72A) 및 스트립(76DR)에 의해 막히지 않고 열 개구(74C) 및 행 채널(74AR)을 통과하여, 1차 화학작용층(80)의 하부에 놓인 노출된 물질(80E)의 화학구조를 변화시킨다. 이 노출된 1차 물질(80E)의 일반적인 평면 패턴이 도 10d 에 "80P" 로 나타나 있다. 노출된 1차 물질(80E)는 폭이 일정한 행 바(80ER) 및 폭이 일정한 열 스트립(80EC)로 구성되고 행 바(80ER)로 합쳐진다. 행 바(80ER) 및 열 스트립(80EC)은 각각 행 채널(74AR) 및 열 개구(74C)의 위치에서 형성된다. 채널(74AR)이 쌍에서 빠져나가기 때문에, 행 바(80ER)가 쌍에 남아있다. 방사(48)는 보통 UV 빛으로서 노출된 화학작용 물질을, 광-중합반응가능한 중합체로 구성되는 경우, 중합반응을 일으키게 한다.
배면 방사(48)의 노출 깊이는 1차 층(80)의 최소 두께보다 상당히 크지는 않다. 따라서, 1차 층의 노출되지 않은 부분은 행 바(80ER) 및 열 스트립(80EC) 위의 여러 위치에 놓이게 된다. 도 3 및 도 4 의 처리에서와 같이, 페이스플레이트(20) 위에 놓인 이들 노출되지 않은 부분의 거리는 방사(48)의 노출 깊이보다 더 크다. 도 9 및 도 10 은 방사(48)의 노출 깊이가 층(80)의 최소 두께보다 적어서 층(80)의 노출되지 않은 부분이 행 바(80ER) 및 열 스트립(80EC) 모두를 덮게되는 일반적 상황을 설명하고 있다.
중요한 것은, 1차 층(80)의 충분히 노출되지 않은(또는 하부노출된) 화학작용 물질이, 한편으로는 페이스플레이트(20) 및, 다른 한편으로는 바(80ER)와 스트립(80EC) 사이에 놓이게 되는 것이다. 중합체 교차-링크의 가장 큰 밀도가 있어서, 내부 페이스플레이트 표면(20I), 바(80ER) 및 스트립(80EC)을 따라 바(80ER) 및 스트립(80EC)에서 발생하는 중합반응의 최대량은 페이스플레이트(20)에 강하게 부착된다.
1차 층(80)의 노출되지 않은 물질은 디벨로퍼로 제거하여 도 9b 및 도 10e 에 일반적으로 표시된 구조를 만든다. 이 전개 단계가 진행되는 동안 페이스플레이트(20)과 떨어지는 행 바(80ER) 및 열 스트립(80EC) 물질이 있게 될 가능성은 매우 낮다. 바(80ER) 및 스트립(80EC)의 폭 모양은 실제로는 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 형태이다. 설명의 간략화를 위해, 도 9b 및 도 10e 는 바(80ER) 및 스트립(80EC)의 폭을 사각형으로 설명하고 있다.
개구 공간(82)는, 사각형의 열 개구(82X) 및 행 채널(82Y)로 구성되며, 노출된 화학작용 물질(80E) 일부를 측면으로 분리한다. 특히, 열 개구(82X)는 열 스트립(80EC)의 길이측에 위치하고 마스크부(72A)를 덮지 않는다. 행 채널(82Y)은 행 스트립(76ER) 위에 위치한다. 각각의 행 채널(82Y)은 바(80ER) 쌍 중 대응하는 하나에서 두 개의 행 바(80ER)를 분리한다. 상기 노출 단계가 수행되는 방식으로 인해, 행 바(80DR)의 각 쌍은 행 스트립(76DR) 사이에 끼여있는 대향하는 길이면과 만나는 길이면이 있어서 상부 채널(82Y)을 형성한다. 바(80ER)가 일반적으로 위로솟은 이등변 사다리꼴의 형태의 폭 모양을 하고 있기 때문에, 각각의 행 개구(82Y)는 변환된 이등변 사다리꼴 형태의 일반적인 폭 모양을 가진다.
열 스트립(80EC) 및 행 바(80ER)는 보통 블랙 매트릭스 사용에 충분할 정도로 어둡지 않아서, 스트립(80EC) 및 바(80ER)을 각각 흑화시켜 블랙 매트릭스 부분(80D)의 블랙 매트릭스 열 스트립(80DC) 및 블랙 매트릭스 행 바(80DR)를 형성한다. 도 9c 를 참조하라. 스트립(80EC) 및 바(80ER)가 광-중합반응가능한 중합체로 형성되는 경우에는, 상기 흑화는 보통 앞서 설명한 방식의 열분해로 행해진다. 이 열분해 동안 스트립(80EC) 및 바(80ER)는 수축한다. 이 수축은, 도면에는 도시되지 않았으나, 스트립(80EC) 및 바(80ER)의 폭 모양의 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태를 한층 두드러지게 하여 블랙 스트립(80DC) 및 블랙 바(80DR) 로 변화되게 한다.
행 채널(74AR) 및 행 스트립(76ER)의 폭이 각각 90 및 50㎛ 인 특정 예에서, 초기 열분해가 진행되는 동안의 수축은 각각의 행 바(80ER)에서 원래 바닥 폭을 20㎛ 보다 다소 크게 되게한다. 각각의 행 바(80ER)의 최상면은 보통 행 바(80ER)가 블랙 행 바(80DR)로 변화되는 열분해 동안 10㎛ 수축한다. 따라서, 각각의 행 채널(82Y) 최상부의 폭은 보통 50㎛ 보다 약간 큰 범위에서부터 60㎛ 보다 약간 큰 범위까지 10㎛ 증가한다.
블랙 행 스트립(76DR), 블랙 행 바(80DR), 및 블랙 열 스트립(80DR)이 블랙 매트릭스를 형성한다. 행 바(80DR)의 인접한 쌍과 함께 각각의 행 스트립(76DR)은 혼합 블랙 매트릭스 행 스트립(76DR/80DR)을 형성한다. 화학작용층(80)이 화학작용층(76) 보다 상당히 더 두꺼우므로, 행 바(80DR) 및 열 스트립(80DC)는 행 스트립(76DR) 보다는 페이스플레이트 내부면(20I) 위로 훨씬 더 확장한다. 각각의 행 바(80DR) 쌍은, 대응하는 행 스트립(76DR)의 아래쪽으로 확장하는 행 채널(82Y)에 의해 분리되면서, 블랙 매트릭스 내의 벽-그리핑 특성을 제공한다.
마스크부(72A)를 도 9d 및 도 10f 에 도시된 바와 같이 제거한다. 따라서, 마스크부(72A)에 형성된 모든 인공 마스킹층이 이루어진다. 마스크부(72A)를 제거하는데 있어서, 열 개구(82X)가 페이스플레이트(20) 아래쪽으로 확장된다.
도 9d 및 도 10f 의 각 픽셀에는 형광체(34R,36G,38B)가 각각 도 1 및 도 2 처리에 따라 유도되는 세 개의 열 개구(82X)가 포함되어 있다. 이 결과 구조가 도 9a 및 도 10g 에 도시되어 있다. 행 스트립(76DR), 행 바(80DR), 및 열 스트립(80DC)으로 형성된 블랙 매트릭스가 서브-픽셀(34R,36G,38B)를 각 픽셀(26)내의 다른 픽셀과 측면으로 분리시키고 다른 픽셀(26) 내의 서브-픽셀(34R, 36G, 38B)과 분리시킨다.
빛-반사 애노드층(52)에 해당하는 블랭킷 전기적 비-절연 빛-반사층(84)을 이 구조의 최상부상에 디포지트한다. 도 9f 를 참고하라. 빛-반사 애노드층(84) 형성의 세부사항은 아래 더 자세히 설명되어 있다. 애노드층(84)은 행 채널(82Y)이 층(84)의 상부면내에 가깝게 반영되어 이 상부 애노드표면내의 대응하는 행 채널을 발생시키기 위해 충분히 얇다. 따라서, 상기 벽-그리핑 특성에 대응하는 벽-그리퍼가 행 바(80DR) 쌍에 의해, 행 채널(82Y)에 의해 분리되면서, 층(84)의 상부면내에 만들어진 블랙 매트릭스 내에 제공된다.
얇은 편평한 폭이 일정한 스페이서 벽(도시하지 않음)이 애노드층(84)의 상부 표면내에 형성된 이들 행 채널의 일부 또는 전부로 수직으로 삽입된다. 각각의 벽-그리핑 채널의 두 측벽이 어느 면내의 스페이서 벽을 단단히 붙잡기 위해 이 채널로 삽입된 상기 스페이서 벽의 에지 부분의 전체 길이를 따라 확장한다. 행 채널(82Y)이 변형된 이등변 사다리꼴의 거친 형태의 폭 모양을 가지고 있기 때문에, 상기 애노드 표면내의 벽-그리핑 채널은 바닥에서보다 최상부에서 약간 더 넓다. 이것은 상기 상부 애노드 표면내의 벽-그리핑 채널로의 스페이서 벽의 삽입을 촉진한다.
상기 스페이서 벽의 두께는 혼합 행 스트립(76DR/80DR)의 두께보다 작다. 특히, 스페이서 벽의 두께는 보통 행 채널(70Y)의 바닥 폭 보다 약간 작다. 행 채널로의 삽입이 애노드층(84)내에서 있게되는 경우, 상기 스페이서 벽은 외부면(20E)와 일반적으로 수직인 방향에서 페이스플레이트(20)의 외부면(20E)를 바라볼 때 혼합 행 스트립(76DR/80DR)에 의해 완전히 가려진다. 이것은 각각의 바(80DR) 쌍내의 행 바(80DR) 중 하나가 다른 행 바(80DR)보다 더 넓은경우(열 방향으로)에도 그러하다. 따라서, 도 9 및 도 10 의 처리는 페이스플레이트(20)에 강하게 부착하고 스페이서 벽이 플랫-패널 CRT 디스플레이의 외부 시야 영역상에서 거의 보이지 않도록 스페이서 벽을 단단히 붙잡는 블랙 매트릭스를 제공한다.
스페이서 벽의 운동을 측면으로 속박하는 특징 능력은, 다른 것 들 중에서, 속박 특징의 상대적 높이, 즉 상기 속박 특징의 최상부에서부터 상기 벽의 에지가 상기 속박 특징내에서 접촉하는 표면까지의 수직 거리에 따라 달라진다.상기 속박 특징의 상대적 높이가 증가함에 따라, 상기 벽을 측면으로 속박하는 수직 표면 영역은 벽의 측면 움직임으로의 증가하는 저항을 막기위해 증가한다. 또한, 이것은 상기 속박 특징 밖으로 빠져나가는 벽에게는 더욱 어렵게 된다. 따라서 벽을 측면으로 속박하는 특징 능력은 속박 특징의 상대적 높이가 증가함에 따라 일반적으로 늘어난다.
벽-속박 특징이 거의 일정한 두께의 상대적으로 얇은 하나 또는 그 이상의 층으로 덮이는 기본적 벽-속박 특징으로 구성되는 경우, 이 속박 특징의 상대적 높이는 필수적으로 상기 기본적 속박 특징의 상대적 높이가 된다. 또한, 상기 속박 특징의 최상부 높이가 상기 벽의 에지가 상기 속박 특징내에서 접촉하는 표면의 높이에 상관없이 제어될 수 있다면, 벽을 측면으로 속박하는 이 특징 능력은 상기 속박 특징 최상부의 높이가 증가함에 따라 향상된다.
앞서의 고려사항 모두 애노드층(예를들어 "52" 또는 "84")이 스페이서 벽을 옆으로 속박하는 블랙 매트릭스내에서 발생되는 기본적 특징을 커버하고, 블랙 열 스트립(46DC,56DC,66DC) 및 블랙 행 바(80DR)가 상기 속박 특징의 최상부 높이를 구성하며 각각 상기 스페이서 벽의 에지가 놓이는 블랙 행 스트립(40DR,40IR,60DR,76DR)의 높이로부터 독립적으로 제어가능한 도 3-10 처리에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이에 적용된다. 따라서, 열 스트립(46DC, 56DC, 66DC) 및 행 바(80DR)의 높이의 증가는 스페이서 벽을 측면으로 속박하는 능력을 향상시킨다.
블랙 열 스트립(46DC,56DC,66DC) 및 행 바(80DR)의 높이는 배면 노출 처리 및 화학작용층(46,56,66,80)의 원래의 상대적 두께에 의해 제어된다. 화학작용층(46,56,66,80)을 상대적으로 얇게 그러나 배면 화학작용층(48)에 의해 완전히 투과될 정도로 두껍지는 않게 배열하여, 상대적으로 큰 높이가 각각 열 스트립(46DC,56DC,66DC) 및 행 바(80DR)에 얻어질 수 있고 동시에 이들을 페이스플레이트(20)에 강하고 잘 부착되게 한다. 따라서, 도 3-10 의 처리는 스페이서 벽의 움직임을 속박하는 우수한 특징을 제공한다.
높이가 증가한 블랙 매트릭스는 스페이서 벽을 속박하는 특징을 가지거나 가지지 못하거나에 상관없이 장점이 된다. 스페이서 벽의 충전 및 잘못된 픽셀의 충돌 등의 현상을 통해 이미지 표현의 등급을 떨어뜨릴 수 있는 산란된 전자의 비율은 블랙 매트릭스의 증가로 인해 감소한다. 도 3-10 의 처리와 함께, 도 1 및 도 2 처리는 쉽게 블랙 스트립(28DR,28DC)를 상대적으로 큰 높이에서 형성될 수 있게 한다. 따라서, 도 1-10 의 처리는 더 나은 이미지 표현 결과를 가져온다.
전자 산란의 원하지 않는 특징을 감소시키고 스페이서 벽을 강하게 속박하는 특징을 포함하는 키가 큰 블랙 매트릭스는, 상기 배면 방사가 상기 속박 특징의 최상부가 생성되는 화학작용층을 완전히 투과하는 경우에는, 도 3-10 의 처리와 같은 처리로 얻어질 수 있다. 비슷하게, 원하지 않는 전자-산란 효과를 감소시키는 키가 큰 블랙 매트릭스는, 상기 배면 방사가 상기 블랙 매트릭스가 생성되는 화학작용층을 완전히 통과하는 경우에는, 도 1 및 도 2 의 처리와 같은 처리로 얻어질 수 있다.
도 11a 및 도 11b(합해서 "도 11")는 배면 화학작용 방사(30)가 화학작용층(28)의 실드되지 않은 물질을 완전히 투과하는 도 1 및 도 2 처리의 변동으로 도 1d 및 도 1e 의 단계를 대체하는 단계를 나타내고 있다. 도 12a 및 도 12b(합해서 "도 12")는 배면 화학작용 방사(48)가 화학작용층(46)의 실드되지 않은 물질을 완전히 투과하는 도 3 및 도 4 처리의 변동으로 도 3e 및 도 3f 의 단계를 대체하는 단계를 나타내고 있다. 참고번호 "46" 및 "46EC" 가 각각 "56" 및 "56EC" 로 변경하여 도 5 및 도 6 처리를 설명하는데 도 3a-3k 를 사용하고 있으며, 배면 방사(48)가 화학작용층(56)의 실드되지 않은 물질을 완전히 투과하는 경우 도 12 의 도움으로 도 5 및 도 6 처리의 유사한 변화를 나타내었다. 도 13a 및 도 13b(합해서 "도 13")은 방사(48)가 화학작용층(66)의 실드되지 않은 물질을 완전히 투과하는 도 7 및 도 8 처리의 변화에서 도 7f 및 도 7g 단계를 대체하는 단계를 나타내고 있다. 마지막으로, 도 14 는 방사(48)가 화학작용층(80)의 실드되지 않은 물질을 완전히 투과하는 도 9 및 도 10 처리의 변화에서 도 9a 단계를 대체하는 단계를 나타낸다.
화학작용층(28,46,56,66 또는 80)을 완전히 지나가는 배면 방사(30 또는 48)의 침투력은 상기 화학작용층의 두께를 줄임으로서, 노출 상태를 적절히 변경하여 상기 배면 방사의 노축 깊이를 증가시킴으로서, 또는 상기 화학작용층 두께의 감소 및 상기 배면 방사의 노출 깊이의 증가를 조합함으로서 얻어질 수 있다. 예를들어, 도 12 의 변화에서, 화학작용층(46 또는 56)의 평균 두께는 50-200㎛, 전형적으로는 100㎛ 를 유지한다. Olin OCG7020 중합체 및 100㎛ 두께의 층(46 또는 56)의 경우에, 배면 방사(48)가, UV 빛으로 구성되면, 300 mJ/cm 을 초과하는 노출 선량 및 405 nm 의 UV 파장에서 수행되어 방사(48)의 노출 깊이를 증가시킨다. 따라서, 방사(48)는 화학작용층(46 또는 56)을 완전히 투과한다.
도 11-14 의 처리 변화에서, 배면 방사의 노출 깊이는 보통 흑화되지 않은 스트립(28ER,28EC,46EC,56EC,66EC,80EC) 및 바(80ER)의 폭 모양이 일반적으로 상부-에지 및 측면-에지 코너가 둥근 사각형 형태가 되는 크기의 화학작용층 두께를 초과한다. 즉, 위로솟은 이등변 사다리꼴 폭 모양을 만들기 위해 상기 스트립(28ER,28EC,46EC,56EC,66EC,80EC) 및 바(80ER)의 옆이 안쪽으로 크게 기울어지지 않는다. 비슷하게, 열 스트립(46EC,56EC,66EC) 세그먼트의 길이 모양은 일반적으로 둥근 상부-에지 및 측면-에지 코너를 가진 사각형 형태이다.
도 15 는 도 12 의 변화가 도 5 및 도 6 의 처리에 저교ㅇ되는 경우 도 6d 단계를 대체하는 단계를 나타낸다. 도 15 는 특히 열 스트립(56EC)의 세그먼트가 도 12 의 두번째 처리 변화에 따라 만들어지는 경우 그 세그먼트를 위한 길이 모양의 일반적인 사각형 형태를 설명하고 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 블랙 열 스트립(56DC)의 세그먼트들이 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태의 거친 길이 모양을 가지는 것이 바람직하다. 열 스트립(56DC)의 연속 세그먼트의 끝 사이의 개구 영역으로 스페이서 벽을 삽입하는 것이 촉진된다. 흑화되지 않은 열 스트립(56EC)가 도 12 및 도 15 의 처리 변화의 위로솟은 이등변 사다리꼴 길이 모양을 제공하지 못하게 되는 경우라도, 스트립(56EC)상에서 수행된 흑화 작용 동안의 수축은 보통 블랙 열 스트립(56DC)의 세그먼트를 위로솟은 이등변 사다리꼴의 거친 길이 모양을 가지게 한다. 따라서, 블랙 열-스트립 세그먼트의 길이 모양의 원하는 형탠는 도 12 및 도 15 의 처리 변화에서 얻어진다.
아래에 후술되는 바와 같이, 블랙 매트릭스의 스트립이 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태의 거친 폭 모양을 가지는 것이 일반적으로 장점이 된다. 비록 흑화되지 않은 스트립(28ER,28EC,46EC,56EC,66EC,80EC) 및 바(80ER)가 도 11-15 처리 변화에서 위로솟은 이등면 사다리꼴 폭 모양으로 제공되지 않는 경우라도, 스트립(28ER,28EC,46EC,56EC,66EC,80EC) 및 바(80ER) 각각에서 수행되는 흑화가 진행되는 동안의 수축(두께 감소 포함)은 보통 블랙 스트립(28DR, 28DC, 46DC, 56DC, 66DC, 80DC) 및 블랙 바(80DR)이 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태의 거친 폭 모양을 가지게 한다. 특히, 이것은 흑화처리가 열분해 절차로 수행되는 때에 발생한다.
도 16a 는 도 1-10 중 어느 처리에 따라 제조된, 도 11-15 의 처리 변화를 포함하여, 페이스플레이트 구조 일부의 간략히 확대된 단면도를 설명하고 있다. 도 16a 는 본 발명에 따른 배면 화학작용 방사로 선택적으로 노출된 화학작용층으로부터 생성된 블랙 스트립(86)의 중심을 보여준다. 블랙 스트립(86) 생성에서 사용된 상기 화학작용층은 상기 배면 방사가 "30" 또는 "48" 인 경우 화학작용층(28,46,56,66,80) 중 어느 하나일 수 있다. 따라서 블랙 스트립(86)은 일반적으로 블랙 스트립(28DR,28DC,46DC,56DC,66DC,80DC) 및 블랙 바(80DR) 중 어느 하나를 나타낸다. 블랙 스트립(86)은 페이스플레이트(20)상에 놓여있고 전형적인 형광체 영역(34R,36G)으로 표현되는 두 개의 형광체 영역과 접해있다.
도 16a 의 단면은 스트립(86) 폭 모양의 거친 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태를 설명하기 위해 블랙 스트립(86)의 폭을 가로질러 바라본 것이다. 도 16a 의 "86S" 는 스트립(86)의 기울어진 옆쪽을 나타낸다. 스트립(86)의 위로솟은 이등변 사다리꼴 폭 모양은 베이스플레이트(20)의 내부면(20I)과 수직으로 달려가는 기울어진 면(86S) 와 라인(88) 사이의 경사각(α)으로 특징지워진다. 비록 스트립(86)의 단면이 다소 도 16a 에서 단순화 되었고 옆쪽면(86S)를 따라 실제 나타나는 거칠기 및 곡선형태는 도시하고 있지 않으며, 경사각(α)에 양호한 근접은 상기 면(86S)를 따른 표면 거칠기 및 곡선의 평균에 의해 얻어질 수 있다.
도 11-15 의 처리 변화를 포함하여, 도 1-10 중 어느 처리에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이를 위해, 경사각(α)은 보통 적어도 2°, 적절하게는 5°또는 그 이상이다. 경사각(α)의 최대 가능한 값은 블랙 스트립(86)의 종횡비(H/WB)에 따라 달라지는데, 여기서 H 는 스트립(86)의 높이이고, WB는 스트립(86) 베이스에서의 폭이다. 종횡비(H/WB)의 주어진 값을 위해, 각도(α)의 최대 가능한 값은 상기 이등변 사다리꼴이 이등변 삼각형으로 변질되는 경우 발생한다. 이 점에서,
따라서, 경사각(α)의 최대 가능한 값은 아래 주어진 종횡비(H/WB)으 함수가 된다:
종횡비(H/WB)는 적어도 1, 적절하게는 적어도 2 가 일반적으로 바람직하다. H/WB가 1 과 같으며, αMP가 약 27°가 된다. HB가 2 와 같으면, αMP는 약 14°이다. 블랙 스트립(86)의 폭 모양이 이등변 삼각형으로 변형되는 것은 보통 바람직스러운 것이 아니다. 따라서, 경사각(α)의 최대 허용가능한 값은 수학식 2 에서 계산된 αMP보다 다소 적은 값이다.
경사각(αMP)과 종횡비(H/WB)사이에는 트레이드-오프(trade-off)가 존재한다. 종횡비(H/WB)를 증가시키는 것은 최대 가능한 경사각(αMP)를 감소시키게 되고(수학식 2에 따라), 그 반대의 경우도 그러하다. 따라서, 종횡비(H/WB)를 증가시키는 것을 보통 경사각(αMP)의 최대 허용가능한 값을 줄어들게 하며, 그 반대도 같다.
도 16b 는 도 16a 의 구조가 전기적 비-절연 빛-반사 애노드층(90)이 구조의 최상부에 형성된 후 어떻게 나타나는지를 설명하고 있다. 애노드층(90)은, 애노드층(52 또는 48)을 포함하여, 도 1-15 와 관련하여 앞서 설명한 애노드층 중 어느 하나일 수 있다. "90I" 는 도 16b 의 애노드층(90)의 내부면을 나타낸다. 애노드층(90)은 내부면(90I)이 완전히 편평해지고 높은 반사를 하게 만드는 절차에 따라 생성된다. 어느 형광체 영역(34R,36G,38B)에서 애노드층(90)과 충돌하는 뒤쪽방향으로의 빛이 방출되는 경우에, 내부면(90I)의 플랫 특성이 층(90)을 플랫-패널 디스플레이의 전면쪽으로 그 빛의 대부분을 되반사할 수 있게 한다.
애노드층(90)은 보통 다음과 같은 방법으로 형성된다. 탱크에 깨끗한 이온화된 물을 채운다. 이 물을 탱크의 가장자리를 넘치게 하여 탱크를 채우는 동안 누적될지도 모를 어떠한 표면 입자들을 제거한다.
도 16a 에 도시된 구조 일부로 표현된 부분적으로 완성된 페이스플레이트 구조를 솔벤트로 씻어낸 다음 이 구조의 상부 표면을 물로 적신다. 그 다음 이 부분적으로 완성된 구조를 형광체 측명을 가진 탱크에 넣어서 구조의 최상부가 물 아래로 2-3cm 있도록 한다. 이 물 표면에 래커(lacquer)를 주입한다. 이 래커내의 솔벤트를 증발시켜 물 표면상에 편평한 교차-링크된 중합체 막이 남게한다.
탱크에서 물을 빼낸다. 이것은 상기 중합체 막이 상기 빛-반사 물질 및 블랙 매트릭스, 즉 도 16a 의 블랙 스트립(86)으로 표현된 형광체 영역(34R,36G,38B) 및 블랙 스트립의 최상부상에서 안정되게 한다. 빛-방출 물질상에서 안정시키는데 있어서, 상기 중합체 막의 외부 형태는 대부분 편평하게 남아있게 된다. 이 막이 덮힌 부분적으로 완성된 페이스플레이트 구조를 탱크에서 제거하고 건조시킨다.
이 페이스플레이트 구조의 어느 영역은 애노드층(90)으로 덮이지 않는다. 이러한 영역들을 마스크 하고, 상기 부분적으로 완성된 구조를 진공 챔버에 놓는다. 이 챔버의 압력을 10-7-10-6토르(torr) 범위 값까지 떨어뜨린다. 구조상의 이 마스크 되지 않은 영역을 알루미늄으로 진공증착시키는데, 특히 상기 빛-방출 물질 및 블랙 매트릭스 위에 놓여있는 중합체 막 사에 증착시켜 애노드층(90)을 형성한다. 이 알루미늄 두께는 10-100 nm, 일반적으로는 50 nm 로서, 애노드층(52)로 앞서 언급한 바와 같다. 거의 완성된 페이스플레이트 구조를 진공 챔버에서 제거한 다음 챔버 압력을 실온까지 상승시킨다.
350-450℃ 에서 애노드로 덮인 페이스플레이트 구조를 대기중에서 소성시킨다. 소성 단계 동안에, 상기 중합체 래커 막의 일부를 이 페이스플레이트 구조에서 제거한다. 중합체 래커 막의 나머지는 산화시켜 애노드층(90)을 상기 빛-방출 물질 및 블랙 매트릭스에 부착시키는 바인더(binder)가 되게한다. 도 16b 는 거의 완성된 이 결과의 페이스플레이트 구조를 설명하고 있다. 도 16b 에서, 상기 바인더는 내부 애노드 표면(90I)을 따라 그리고 블랙 매트릭스(86)로 표현된 블랙 매트릭스와 애노드층(90) 사이의 내부면을 따라 확산된 "92" 로 표현되어 있다.
플랫-패널 디스플레이 내의 애노드층이 상기 애노드층과 블랙 매트릭스 사이의 내부면 일부가 되기도 하는 어느 위치에서 블랙 매트릭스와 떨어져 있게 되는 텐팅(tenting) 현상이 있게된다. 일반적으로, 상기 블랙 매트릭스 스트립의 상부-에지 코너를 따라 그리고 상기 빛-방출 물질이 이 블랙 매트릭스와 만나는 영역을 따라 강한 텐팅이 발생한다. 텐팅은 보통 픽셀 크기를 크게 감소시켜 휘도의 손실을 발생시키기 때문에 바람직스러운 것이 아니다. 또한, 부착성 없는 애노드 물질의 조각(flake)이 이 텐팅에 기인하여 상기 애노트층으로부터 나올 수 있다. 이러한 금속 조각들은 단락 회로와 같은 안정성 문제를 일으킨다. 이 금속 조각들도 상기 능동 영역의 일부를 흐리게 할 수 있다.
애노드층(90)과 블랙 스트립(86) 사이의 인터페이스를 따른 텐팅 대신에, 위로솟은 이등변 사다리꼴과 같은 거친 폭 모양 형태를 가지도록 블랙 스트립(86)을 생성한다. 특히, 스트립(86)의 상부 에지의 코너(94A)는 사각형 폭 모양을 가지도록 발생되는 상부-에지 코너과 같은 형태는 아니다. 이것은 상기 유체(앞서 언급한 물)가 스트립(86)의 최상면을 보다 균일하게 덮기 위해 애노드층(90)을 형성하는 동안 블랙 스트립(86)을 적시게 한다. 따라서, 상부-에지 코너(94A)에서는 텐팅이 적게 발생한다.
또한, 블랙 스트립(86)이 내부 애노드 표면 (90I)를 따라 형광체 영역(34R,36G,38B)과 만나는 코너(94B)는 사각형 폭 모양을 가지고 만들어진 코너으 형태와는 다르다. 따라서, 이 적시는 물은 코너(98B) 근체에서 누적되는 정도가 적게 만든다. 이 코너(94B) 부근의 텐팅은 간단히 생략하도록 한다. 코너(94A) 및 이 코너(94A) 부근에서의 텐팅의 감소는 새노드층(90)이 큰 영역 위의 블랙 스트립(86)과 함께 애노드층(90) 위의 블랙 스트립(86)과 접촉하게 만든다. 이것은 증가된 디스플레이 휘도를 가져오고 앞서 언급한 여러 문제들을 완화시킨다.
플랫-패널 CRT 디스플레이의 휘도는 상기 빛-방출 영역에 충돌하는 전자의 수에따라 달라진다. 사각형 모양과 비교하여, 블랙 매트릭스(86)의 위로솟은 이등변 사다리꼴 폭 모양은 더 많은 형광체 영역(34R.36G.38B)을 위한 값을 더 남긴다. 이것은 순수한 결과는 위로솟은 이등변 사다리꼴 형태의 일반적인 폭 모양을 가지기 위해 블랙 스트립() 및 블랙 바(28DR,28DC,46DC,56DC,66DC)를 형성하는 것이 본 발명에 따라 제조된 플랫-패널 디스플레이의 성능을 크게 향상시킨다.
도 17 및 도 18 은 페이스플레이트 구조를 스페이서 벽을 측면으로 속박하기 위해 본 발명에 따라 제조하는 경우 완성된 플랫-패널 CRT 디스플레이의 코어의 일반적 외관의 예를 나타내고 있다. 특히, 도 17 은 도 5 및 도 6 의 절차에 따라 제조된 페이스플레이트 구조내의 애노드-코우팅된 블랙 열 스트립(65DC)에 의해 스페이서 벽(96)이 측면으로 속박되는 방법을 보여주고 있다. 도 18 은 도 9 및 도 10 의 절차에 따라 제조된 페이스플레이트 고조내의 애노드-코우팅된 블랙 행 바(80DR)로형성된 벽-그리핑 메카니즘에 의해 스페이서 벽(98)이 단단히 붙잡히는 방법을 보여주고 있다.
도 17 및 도 18 에 설명된 바와 같이, 스페이서 벽(96 또는 98)도 플랫-패널 CRT 디스플레이의 베이스플레이트 구조와 접촉한다. 이 베이스플레이트 구조는 전기적 절연 베이스플레이트(100) 및 이 베이스플레이트(100)위에 놓인 게이트된 캐소드 구조로 구성되어 있다. 이 캐소드 구조는 여러개의 전기적 비-절연 방출 행 전극(102), 전극간 유전체층(104), 여러개의 전자-방출 소자(106), 패턴된 전기적 비-절연 게이트층(108), 및 여러개의 전기적 비-절연 열 전극(110)으로 형성된다.
상기 캐소드내의 행 전극(102)은 베이스플레이트(100)의 내부면상에 놓여있다. 이 설명 예에서, 각각의 행 전극(102)은 전기적으로 도체, 일반적으로 금속성 부분(102A) 및 상부에 놓인 전기적 저항성 부분(102)으로 구성된다. 유전체층(104)는 베이스플레이트(100)의 내부면 위로 확장하고 행 전극(102), 특히 저항성 부분(102B) 위로도 확장한다. 전자-방출 소자(106)는 유전체층(104) 내의 개구에 위치해 있고, 행 전극 아래로 확장한다. 도 17 및 도 18 에서, 전자-방출 소자(106)은 일반적으로 원뿔형태로 설명되어 있다. 다른 형태, 예를들어 필라멘트형이 전자-방출 소자(106)로 사용될 수 있다.
게이트층(108) 및 열 전극(110)은, 모두 주로 금속 등의 전기적 도전성 물질로형성되며, 유전체층(104)를 덮는다. 각각의 열 전극(110)은 열 전극(110)과 같은 픽셀 열내의 게이트층(108) 일부와 접촉한다. 비록 게이트층(108)이 상기 설명된 예에서의 열 전극(110)을 부분적으로 덮는다 하더라도, 게이트층(108)도 열 전극(110)에 부분적으로 아래에 있을 수 있다. 어느 경우에도, 전자-방출 소자(106)은 층(108)의 게이트 구멍을 통해 노출된다.
베이스플레이트 구조는 미국 특허 5,462,467호, 5,559,389호 및 5,564,959호 등에 서술된 것과 같은 대전-입자 추적 기술을 사용하는 제조 절차에 따라 제조될 수 있다. 베이스플레이트 구조는 또한 1997년 6월 5일 출원된, 하벤(Haven) 등의 국제 출원 PCT/US97/09198 에 개시된 타입의 구형 입자 기술을 사용하는 처리에 따라 제조될 수도 있다. 베이스플레이트 구조 제조에 적합한 더 다른 기술들은, 1998년 2월 27일 제출된 포터(Porter) 등의 국제 출원 PCT/US98/03370 에 개시되어 있다. 이들 특허 및 특허 출원의 내용들은 본 명세서에 참고문헌으로 통합된다.
베이스플레이트 구조에는 도 17 및 도 18 에 도시하지 않은 다른 구성요소가 포함될 수도 있다. 예를들어, 전극간 유전체층(104) 위헤 집중 리지(focusing ridge)가 제공되어 전자 궤도를 제어하는 데 도움을 줄 수 있다. 이 집중 리지는 또한 상기 베이스플레이트 구조에 관한 스페이서 벽의 배치 및 위치를 제어하는데 사용되기도 한다. 베이스플레이트 구조 및 상기 베이스플레이트 구조에 페이스플레이크 구조를 연결시키는 외부 벽에 관하여 상기 스페이서 벽의 배치 및 위치를 제어하는데 사용될 수 있는 다른 기술이 파렌(Fahlen) 등이 1997년 12월 18일 출원한 국제 출원 PCT/US97/22523 에 개시되어 있다.
페이스플레이트 구조를 포함하고 있는 플랫-패널 CRT 디스플레이는 다음과 같은 방법으로 본 발명의 동작에 따라 제조된다. 애노드는 게이트층(108)에 비해 높은 포지티브 전위로 유지되고 행 전극(102)을 방출한다. 적절한 전위가 (a) 행 전극(102) 에서 선택된 하나 및 (b) 게이트층(108)의 일부와 접촉하는 열 전극(110)에서 선택된 하나 사이에 인가되는 경우, 그렇게 선택된 게이트 부분이 상기 두 개의 선택된 전극의 교차지점에서 전자-방출 소자(106)로부터 전자를 꺼집어 내고 그 결과인 전자 전류의 양을 제어한다.
전자 방출의 원하는 레벨은 보통 상기 인가된 게이트-캐소드 병렬-플레이트 전기장이 형광체 영역(34G,36G,38B)이 고압 형광체인 경우 형광체-코우팅된 페이스플레이트(20)에서 측정된 0.1 mA/cm2에서 20 볼트/㎛ 또는 그 이하로 도달하는 경우 발생된다. 이 빠져나온 전자들은 애노드층(예를들어 52 또는 84)을 통과하고 형광체 영역(34R,36G,38B)에 선택적으로 충돌하여 페이스플레이트(20)의 외부면(20E)상에 눈으로 보이는 빛을 방출하게 한다. 어느 형광체 영역(34R,36G,38B)이 상기 부딪치는 전자들에 의해 충돌되는 타깃 형광체가 되는냐에 따라, 오프-타깃 전자들이 주로 픽셀(26)의 형광체 영역(34R,36G,38B)을 측면으로 둘러싸는 블랙 매트릭스에 충돌한다. 이 블랙 매트릭스는 검고, 빛을 반사하지 않으며, 그리고 전자-방출 소자(106)에서 방출된 전자가 충돌하는 경우 빛을 발하지 않는다. 따라서, 상기 오프-타깃 전자들은 원하지 않는 어떠한 컬러의 혼합을 야기하지 않는다.
"최상부", "바닥", "위쪽", 및 "아래쪽" 등의 방향 표시는 독자가 본 발명의 여러 부분을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 참고를 위해 사용되었다. 실제에 있어서, 빛-방출 디바이스의 성분들은 본 명세서에서 사용된 방향 표시와는 다른 방위에 위치하기도 한다. 동일한 내용이 본 발명에서 수행된 제조 단계 방법에 적용된다. 설명의 편의를 위해서 방향 표시를 사용한 것이기 때문에, 본 발명은 본 명세서에서 사용된 방향 표시에 의해 직접적으로 커버되는 것과 다른 방위에서의 이행이 포함된다.
본 발명을 특정 실시예를 참고로 설명하였으나, 이 설명은 단지 설명을 위한 것이고 아래 첨부된 특허청구범위의 정신을 제한하는 것으로 되는 것은 아니다. 예를들어, 빛-반사 애노드층(예를들어 52 또는 84)는 한편으로는, 베이스플레이트(20)와 다른 한편으로는 형광체 영역(34R,36G,38B) 사이에 위치하는 투명한 전기적 비-절연 애노드층으로 대체될 수 있다. 이 경우, 스페이서 벽은 상기 설명한 비-반사 애노드층을 통해서보다는 블랙 매트릭스에 의해 직접 속박된다. 이 투명한 애노트층은 보통 인듐-주석 옥사이드로 구성된다.
두 개의 화학작용층 이상을 사용하여 블랙 매트릭스를 생성할 수 있다. 반대로, 1차 화학작용층에 둘 또는 그 이상의 배면 노출이 있을 수 있는데, 각각의 추가 배면 노출은 베이스플레이트(20) 아래에 놓인 적절한 포토마스크를 통해 수행된다. 그 결과, 상기 1차 화학작용층은 페이스플레이트 내부면(20I) 위의 적어도 두 개의 다른 높이로 선택적으로 노출된다.
본 발명의 기술은 사각형(또는 정사각형) 평면 형태를 가지는 개구가 있는 화학작용 물질을 제공하는 데 사용될 수 있다. 스페이서 벽은 연속적이지 않을 수 있는데, 즉 각각의 벽은 둘 또는 그 이상의 측면으로 분리된 벽 섹션으로 구성될 수 있다. 내부 스페이서 벽은 수직 벽 형태를 가질 수 있다. 한 예로서, 이 스페이서는 기둥 형태일 수 있다.
형광체 물질(34R,36G,38E)을 열 개구(32,50X,58X,70X,82X)로 유도하는데 다른 기술을 사용할 수 있다. 예를들어, 하벤 등이 1997년 1월 30일 제출한 국제 출원 PCT/97US/01587 에 개시된 기술을 사용하여 형광체 유도를 할 수 있다. 국제 출원 PCT/97US/01587 의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로서 통합된다. 국제 출원 PCT/97US/01587 에서, 적색-방출, 녹색-방출 및 청색-방출 형광체 물질이 모든 형광체가 배면 UV 빛으로 상기 형광체의 노출에 의해 동시에 경화된 다음 다른 서브-픽셀 개구로 유도된다. 형광체를 경화시키는데 전면 UV 노출을 선택적으로 사용할 수 있다.
본 발명은 플랫-패널 CRT 디스플레이 등의 플랫-패널 디스플레이의 페이스플레이트 구조를 제조하는데 적용될 수 있다. 예로서 플라즈마 디스플레이 및 액정 디스플레이가 포함된다. 비슷하게, 본 발명의 원리는 플랫-패널 디바이스 등에도 적용될 수 있다. 따라서, 당업자에게는 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않는한 다양한 수정 및 적용이 있을 수 있다.

Claims (50)

  1. 제1층과 대향하는 제2층이 있는 플레이트의 상기 제1표면 위에 패턴된 마스킹 층을 형성하여 상기 마스킹 층이 측면으로 분리된 여러개의 마스크부로 패턴되도록 하는 단계;
    상기 마스킹 층 위 및 상기 마스크 부 사이의 공간에 화학작용 물질의 1차 층을 제공하는 단계;
    상기 마스크 부로 구성된 마스크에 의해 가려지지 않은 상기 1차 층의 물질을 제2 표면에서 제1표면까지 이동하는 플레이트를 통과하는 배면 화학작용 방사로 배면 노출하는 단계;
    상기 방사로 노출되지 않은 상기 1차 층의 물질을 제거하는 단계; 및
    상기 1차 층의 노출된 물질에 의해 커버되지 않은 상기 마스킹 층의 세그먼트를 제거함으로써 상기 마스킹 층의 세그먼트가 제거된 상기 1차 층을 통해 개구를 확장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배면 방사에 노출된 상기 1차 층의 물질은 중합반응에 의해 화학 구조가 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스킹 층의 제거된 세그먼트들이 상기 마스크 부의 대부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배면 방사는 상기 1차 층을 지나 상기 플레이트의 제1 표면으로부터 측정된, 상기 1차 층이 마스크에 의해 가려지지 않는 특정 노출 깊이까지 도달하여, 상기 1차 층의 물질이 상기 플레이트의 제1 표면에서 더 떨어지게 되어 상기 배면 방사의 노출 깊이 대부분이 상기 배면 방사로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 1차 층 물질 제거 단계에는 상기 배면 방사의 노출 깊이보다 상기 플레이트의 제1표면으로부터 더 떨어진 곳에서 상기 1차 층의 물질을 제거하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배면 노출 단계에 앞서, 상기 1차 층은 상기 배면 방사의 노출 깊이보다 더 큰 최소 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배면 방사는 상기 마스크에 의해 가려지지 않는 상기 1차 층 대부분을 충분히 투과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질은 여러개의 사다리꼴 모양의 스트립으로 구성되며, 각각의 모양은 상기 플레이트의 제1 표면에 대해 수직한 거친 사다리꼴 형태를 한 폭 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질을 흑화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 1차 층내의 개구로 발광 물질을 유도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 흑화 단계 다음에, 상기 1차 층의 노출된 물질은 사다리꼴 모양으로 된 여러개의 스트립을 구비하고, 각각의 스트립은 상기 플레이트의 제1 표면에 대해 수직인 거친 사다리꼴 형태를 가지는 폭 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질은:
    보통 제1 방향으로 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제1 스트립; 및
    상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 옆으로 확장하고 상기 제1 스트립과 대부분 교차하는 측면으로 분리된 제2 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질은 스페이서를 수용 및 속박하는 특징을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 층을 제공하는 단계 전에, 상기 플레이트의 제1 표면 위에 패턴된 보조층을 갖추어 상기 보조층이 측면으로 분리된 여러개의 보조부로 패턴되게 하는 단계를 더 포함하며, 상기 마스크가 상기 보조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 1차 층은 상기 보조층보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질은 스페이서를 수용 및 속박하는 특징을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질은, 각각 여러개의 세그먼트로 불리되며 스페이서 벽을 수용 및 속박하는 스트립을 구비하고, 각각의 스트립은 각 스페이서 벽과의 각도에서 세로로 확장하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조부는 제1 방향으로 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제1 스트립을 구비하며; 및
    상기 1차 층의 노출된 물질은 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 대게 옆으로 확장하고 상기 제1 스트립을 거의 교차하는 측면으로 분리된 제2 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제2 스트립은 상기 제1 스트립보다 상기 플레이트의 제1 표면에서 더 떨어져있는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 보조 층을 갖추는 단계는 상기 제2 스트립이 스롯으로 확장하도록 세로면을 따라 상기 제1 스트립내의 슬롯을 제공하는 단계를 수반하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    제2 스트립 각각은 상기 제1 스트립을 덮는 개방 영역에 의해 측면으로 분리된 다수의 스트립 세그먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제1 스트립의 하나를 덮는 상기 개방 영역으로 스페이서 벽을 삽입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조부는 보통 제1 방향으로 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제1 스트립을 구비하며; 및
    상기 1차 층의 노출된 물질은 상기 제1 방향에서 보통 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 바 쌍을 구비하고, 상기 바는 상기 제1 스트립보다 상기 플레이트의 제1 표면에서 더 떨어져 있고, 상기 바 쌍 각각은 상기 제1 스트립의 다른 하나의 대향하는 세로면과 대부분 만나는 세로면을 가지고 있어서 바 쌍 사이의 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 1차 층의 노출된 물질은 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 보통 옆으로 확장하는 측면으로 분리되며 상기 채널 밖의 상기 바와 대부분 교차하는 제2 스트립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 채널의 하나로 스페이서 벽을 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조층을 갖추는 단계는 상기 마스킹 층 형성 단계 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 마스킹층은 상기 보조층을 부분적으로 덮는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조충을 갖추는 단계는 상기 마스킹층 형성 단계 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 마스킹층을 부분적으로 덮는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조층을 갖추는 단계는:
    상기 플레이트의 제1 표면 위에 화학작용 물질의 원래 보조층을 제공하는 단계;
    상기 플레이트의 제1 표면에서 제2 표면까지 보통 어느 한 방향으로 이동하는 앞쪽면 화학작용 방사로 상기 원래 보조층을 선택적으로 정면 노출시키는 단계; 및
    상기 정면 방사로 노출되지 않은 상기 원래 보조층의 물질을 제거하여 상기 패턴된 보조층 대부분이 상기 원래 보조층의 노출된 부분으로 구성되게 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 원래 보조층의 노출 물질을 흑화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트를 통과하여 플레이트의 제2 표면에서 제1 표면까지 이동하는 더 다른 배면 화학작용 방사로 상기 플레이트의 제2 표면 위에 놓여있는 더 다른 마스크를 통해 상기 1차 층을 배면 노출하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 노출 단계에 이어서, 상기 1차 층의 물질은 상기 플레이트의 제1 표면과는 다른 깊이로 노출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제1 표면 및 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면을 가지는 플레이트;
    상기 플레이트의 제1 표면 위에 놓여있는 측면으로 분리된 다수의 발광 영역; 및
    상기 플레이트의 제1 표면 위에 놓여있고 상기 각 발광 영역을 측면으로 둘러싸는, 대부분이 어두운 색인, 패턴된 검은 영역을 구비하고,
    상기 검은 영역은 보통 제1 방향으로 옆쪽으로 확장하는 측면으로 분리된 다수의 제1 스트립 및 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향에서 보통 대부분 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 다수의 제2 스트립으로 구성되고, 상기 제2 스트립은 상기 제1 스트립보다 상기 플레이트의 제1 표면과 더 멀리 확장하고, 제2 스트립 각각은 다수의 스트립 세그먼트로 구성되어 있으며, 상기 제2 스트립은 제2 스트립 각각의 한 세그먼트가 상기 제1 스트립의 연속되는 각 쌍 사이에 놓이게 되도록 상기 제1 스트립을 교차하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  34. 제 33 항에 있어서,
    다수의 스페이서 벽을 더 포함하며, 상기 스페이서 벽 각각은 상기 제1 표면의 다른 하나 위에 놓여있어서 상기 제2 스트립의 가장 가까운 세그먼트에 의해 측면으로 속박되는 것을 특징으로 하는 구조체.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제2 스트립 위에 놓여있고 상기 스페이서 벽 아래에 놓여있는 중간층이 더 포함되어 있어서 상기 제2 스트립의 세그먼트들이 상기 중간층을 통해 상기 스페이서 벽을 속박하도록 하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 제2 스트립의 세그먼트들은 상기 제1 스트립내의 슬롯 내로 확장하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 제2 스트립 각각의 내부 세그먼트는 수직한 사다리꼴과 비슷한 형태를 한 길이 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 구조체.
  38. 제 33 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 영역에 충돌하여 빛을 발하게 하여 상기 플레이트의 제2 표면상에 이미지를 만들게 하는 전자를 방출하는 캐소드 수단을 더 포함하고, 상기 검은 영역은 상기 캐소드 수단에서 방출된 전자에 의한 충돌이 있는 경우 빛을 거의 발하지 않는 것을 특징으로 하는 구조체.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 캐소드 수단으로부터 상기 발광 영역까지 전자를 유도하는, 상기 플레이트의 제1 표면 위에 놓여있는 전기적으로 비-절연인 애노드 층이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 애노드 층은 상기 발광 영역 및 상기 제2 스트립 위 그리고 상기 스페이서 벽 아래에 놓여있어서 상기 제2 스트립이 상기 애노드 층을 통해 상기 스페이서 벽을 속박하도록 하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  41. 제1 표면 및 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면을 가지는 플레이트;
    상기 플레이트의 제1 표면 위에 놓여있는 측면으로 분리된 다수의 발광 영역; 및
    상기 플레이트의 제1 표면 위에 놓여있고 발광 영역 각각을 대부분 둘러쌓고 있는, 거의 검은색인, 패턴된 검은 영역을 구비하고,
    상기 검은 영역은, 적어도 사다리꼴 모양을 한 스트립의 어느 부분에서, 다수의 검은부로 구성되며, 검은부 각각은 상기 플레이트의 제1 표면에 대해 수직한 거친 사다리꼴 형태를 한 폭 모양을 하고있는 것을 특징으로 하는 구조.
  42. 제 41 항에 있어서,
    사다리꼴 각각에는 베이스, 상기 베이스의 맨 위로솟아 놓여있는 상부, 및 한 쌍의 대향 측면이 있고, 각각은 상기 플레이트의 제1 표면과 대게 수직으로 확장하는 선에 대해 적어도 2°의 경사각으로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
  43. 제 42 항에 있어서,
    각 사다리꼴의 측면 각각의 경사각은 적어도 5°인 것을 특징으로 하는 구조체.
  44. 제 42 항에 있어서,
    사다리꼴 각각은 거의 이등변 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 구조체.
  45. 제 41 항에 있어서,
    상기 사다리꼴 모양의 스트립은:
    보통 제1 방향으로 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제1 스트립; 및
    상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 보통 옆으로 확장하는 측면으로 분리되고 상기 제1 스트립을 대부분 교차하는 제2 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  46. 제 41 항에 있어서,
    상기 검은부는 보통 제1 방향으로 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제1 스트립을 더 포함하며; 및
    상기 사다리꼴 모양을 한 스트립은 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 보통 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제2 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 제2 스트립은 상기 제1 스트립보다 상기 플레이트의 제1 표면에서 더 멀리 떨어져 있고, 제2 스트립 각각은 상기 제1 스트립을 덮는 개국 영역에 의해 측면으로 분리된 다수의 세그먼드를 구비하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 검은부는 보통 제1 방향으로 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 제1 스트립을 더 포함하고; 및
    상기 사다리꼴 모양을 한 스트립은 상기 제1 방향에서 보통 옆으로 확장하는 측면으로 분리된 바 쌍으로 구성되며, 상기 바는 상기 제1 스트립 보다는 상기 플레이트의 제1 표면에서 더 멀리 떨어져 있고, 상기 바 쌍 각각의 세로면이 상기 제1 스트립의 다른 하나의 대향 세로면과 대부분 만나서 상기 바 쌍 사이에 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 구조체.
  49. 제 41 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 영역 위에 놓여있는 전기적으로 비-절연인 애노드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 발광 영역과 충돌하여 빛을 발하게 하여 상기 플레이트의 제2 표면상에 이미지를 만드는 전자를 방출하는 캐소드 수단을 더 포함하고, 상기 검은 영역은 상기 캐소드 수단에서 방출된 전자가 충돌하는 경우 빛을 거의 발하지 않는 것을 특징으로 하는 구조체.
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