KR20010013022A

KR20010013022A - 전자방출장치 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20010013022A
Application number: KR19997010997A
Authority: KR
Inventors: 스핀트크리스토퍼제이.; 오베르그스테파니제이.; 헤이븐듀안에이.; 바톤로거더블유.; 레언아더제이.; 바스콤빅토리아에이.
Original assignee: 캔디센트 테크날러지스 코퍼레이션
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2001-02-26
Also published as: DE69835013D1; EP0985220A4; EP0985220B1; EP0985220A1; US6146226A; JP2002508879A; DE69835013T2; US6201343B1; US6338662B1; WO1998054741A1; JP4234794B2; US6002199A

Abstract

본 발명은 전자방출장치에 관한 것으로서, 이 전자방출장치는 에미터 개구(18) 라인이 통과하며 연장되는 사다리형의 에미터 전극(12)을 사용하고, 이 장치를 제조하는데 있어서, 상기 에미터 개구는 바람직한 좌우 간격을 얻기 위해 초점조정 시스템(37)의 에지(38C)와 같은 특정 에지를 제어전극(28)의 에지(28C)와 같은 다른 에지에 대해 자기정렬하기 위해 사용될 수 있고, 상기 자기정렬은 통상 후면 포토리소그래피 노출 처리의 도움으로 달성되며, 상기 에미터 전극의 사다리 형상은 또한 상기 전극과 관련된 단락회로 결점의 제거를 용이하게 한다.

Description

전자방출장치 및 그의 제조방법{STRUCTURE AND FABRICATION OF ELECTRON-EMITTING DEVICE HAVING LADDER-LIKE EMITTER ELECTRODE}

평면 CRT 디스플레이는 기본적으로 낮은 내압에서 동작하는 전자방출장치와 광방출장치로 구성된다. 주로 캐소드(음극)이라 불리는 전자방출장치는 넓은 영역에 걸쳐서 전자를 방출하는 전자방출소자를 포함한다. 방출된 전자들은 광방출장치의 대응하는 영역에 걸쳐서 분포된 광방출소자로 향하게 된다. 전자가 충돌하면, 광방출소자는 디스플레이의 표시화면에 이미지를 생성하는 광을 방출한다.

특히, 전자방출소자들은 통상 평행하게 배치된 에미터 전극위에 위치하고, 이 에미터 전극들은 불투명, 즉 자외선("UV") 및 적외선("IR") 뿐만 아니라 가시광 등의 광을 통과시키지 않는다. 전계방출 원리에 따라 동작하는 전자방출장치에서, 제어전극은 통상 교차하고, 에미터 전극으로부터 전기적으로 절연되어 있다. 한 세트의 전자방출소자들은 제어전극 중 하나가 교차하는 위치에 각각의 에미터 전극에 전기적으로 결합되어 있다. 전자방출소자들은 제어전극의 개구를 통해 노출된다. 제어전극과 에미터 전극 사이에 적당한 전압이 인가될 때, 제어전극은 연관된 전자방출소자로부터 전자를 추출한다. 광방출장치의 애노드(양극)는 광방출소자로 전자를 인도한다.

평면 CRT 디스플레이의 전자방출소자는 통상 전자들이 주로 의도한 광방출소자에만 충돌하도록 전자의 궤도를 제어하는데 도움을 주는 초점조정 구조체를 포함한다. 초점조정 구조체는 통상 제어전극보다 위로 연장된다. 전자방출소자 세트들에 대한 초점조정 구조체의 좌우 관계는 높은 디스플레이 성능을 달성하는데 있어서 중요하다. 전자방출장치를 제조하는데 있어서, 에미터 전극의 불투명한 특성은 초점조정 구조체와 전자방출소자 세트들 사이의 필요한 좌우 간격을 달성하는데 있어서 방해가 될 수 있다. 따라서, 전자방출장치의 초점조정 구조체와 같은 구성요소들의 좌우 위치를 제어하는 것을 용이하게 하는 방식으로 에미터 전극을 구성하는 것이 바람직하다.

단락회로는 때때로 한편으로는 제어전극사이에, 다른 한편으로는 에미터 전극 사이에 발생한다. 단락회로의 존재는 디스플레이의 성능에 매우 해로운 영향을 끼칠 수 있다. 예를 들어, 특정 제어전극과 특정 에미터 전극 사이의 교차점에서의 단락회로는 이들 2개의 전극과 연관된 전자방출소자 세트가 부분 또는 전체적으로 적절히 동작하지 못하도록 할 수 있다. 또한, 단락회로 결점의 제거가 용이하도록 에미터 전극을 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 전자방출장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 음극선관("CRT") 형태의 평면 디스플레이에 사용하는데 적합한 전자방출장치의 검사를 포함하는 구조 및 제조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 사다리형 에미터 전극을 갖도록 본 발명에 따라 구성된 전자방출장치의 일부에 대한 측단면도,

도 2는 도 1의 전자방출장치의 일부분에 대한 평면도,

도 3은 도 1의 전자방출장치의 일부분에서의 에미터 전극의 평면도,

도 4는 도 1의 전자방출장치의 베이스(base) 초점조정 구조체, 열 전극 및 2개의 에미터 전극의 평면도,

도 5a 내지 도 5d는 도 1, 도 2 및 도 4의 전자방출장치의 베이스 초점조정 구조체를 제조하는데 있어서 본 발명을 사용하는 단계들을 나타내는 측단면도,

도 6은 도 1의 전자방출장치의 일부분의 단락된 부분에 대한 간략한 측단면도,

도 7은 도 6의 전자방출장치의 일부분의 단락된 부분에 대한 평면도 및

도 8은 본 발명에 따른 사다리형 에미터 전극의 다른 일반적인 구성의 단락된 부분에 대한 평면도이다.

도 1의 단면은 도 2 내지 도 4의 평면 1-1를 통해 취해진다. 도 6의 단면은 도 7의 평면 6-6을 통해 취해진다.

동일하거나 매우 유사한 항목 또는 항목들을 나타내기 위해 도면 및 실시예에서는 유사한 인용부호가 사용되고 있다.

본 발명에서, 전자방출장치용 에미터 전극은 일반적으로 사다리형으로 형성된다. 즉, 에미터 개구 라인은 에미터 전극을 통해 연장된다. 전자방출장치의 제조 동안, 에미터 개구는 장치내의 바람직한 좌우 간격을 달성하기 위해 제어전극과 같은 요소에 대해 초점조정 시스템과 같은 요소가 자기정렬되는 것을 허용하는 방식으로 사용될 수 있다.

예를 들어, 초점조정 시스템의 적어도 일부가 화학선 재료로 형성될 때, 제어전극의 일부는 통상 사다리형 에미터 전극의 에미터 개구위에 위치한다. 화학선 재료는 에미터 개구를 통과하는 후면 화학선 방사에 선택적으로 노출된다. 후면 노출 동안, 에미터 개구위에 위치하는 제어전극의 부분들은 초점조정 시스템의 에지들이 제어전극의 에지 부분에 자기정렬되도록 방사차단 마스크의 일부로서 기능한다. 에미터 개구를 통과하는 후면 화학산 방사를 차단하는 마스크의 일부로서 제어전극 또는 에미터 개구를 지나 연장되는 다른 요소들을 사용하여 화학산 재료에서 다른 구조체를 형성하는데 있어서도 유사한 자기정렬이 달성된다.

이 에미터 전극의 사다리형상은 또한 장치 성능을 그리 손상시키지 않고 단락회로와 같은 결점을 전자방출장치에서 제거할 수 있도록 한다. 특히, 이 에미터 전극은 통상 가로장에 의해 연결된 한 쌍의 레일(rail)을 포함한다. 에미터 전극과 그 위에 놓인 제어전극 사이의 단락회로가 가로장 중 하나에서 발생하면, 그 가로장은 에미터 전극에서 제거될 수 있다. 마찬가지로, 제어전극 아래의 한 위치에서 2개의 레일 중 하나에서 단락회로가 발생하면, 레일의 그 부분은 에미터 전극에서 제거될 수 있다. 어느 경우에도, 에미터 전극의 표시된 부분의 제거는 에미터 전극의 나머지를 통해 영향을 받게 되는 전압의 기능에 그리 손상을 주지 않는다.

단락회로 제거는 레이저 빔과 같은 적절히 초점이 조정된 에너지 빔을 사용하여 전자방출장치의 후면(하부)를 통해 실행될 수 있다. 모든 단락회로의 제거가 전자방출장치의 전면(상부)를 통해 실행될 수 있도록 하기 위해 제어전극에 개구가 제공될 수 있다. 사다리형 에미터 전극의 가로장은 특히 단락회로 제거를 용이하게 할 수 있도록 형상화된다. 예를 들어, 각각의 가로장의 단부는 폭이 좁아질 수 있고, 이에 의해 필요할 때 가로장을 통해 절단하는 것이 보다 용이해진다.

짧게 말하면, 본 발명은 에미터 전극의 재료가 통상 불투명하고, 따라서 화학산 방사를 거의 투과시키지 않는다는 사실에서 나오는 제조상의 어려움을 해결한다. 이 에미터 전극의 개구는 전자방출장치의 특정 에지가 다른 에지에 자기정렬되도록 하고, 이에 의해 장치내의 소정의 임계 간격이 잘 조정되도록 할 수 있다. 이 에미터 전극의 통상적인 사다리형상은 단락회로 제거를 용이하게 함으로써 제조수율을 증가시킨다. 따라서, 본 발명은 상당한 진전을 제공한다.

본 발명은 평면도로 볼 때 일반적으로 사다리형으로 형상화된 에미터 전극층을 갖는 매트릭스-어드레스드(matrix-adressed) 게이트형 전자방출장치를 제공한다. 에미터 전극과 관련하여, "평면도"는 일반적으로 에미터 전극층과 수직인 방향에서 보여지는 것을 의미한다. 본 발명의 전자방출장치는 광방출장치의 대응하는 광방출 형광소자에서 가시광이 방출되도록 하는 전자를 발생하는데 있어서 통상 전계방출 원리에 따라 동작한다. 전자방출과 광방출장치의 조합은 평면 텔레비전과 같은 평면 디스플레이 또는 개인용 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 또는 워크스테이션용 평면 비디오 모니터의 음극선관을 형성한다.

이 전자방출장치를 제조하는데 있어서, 화학산 재료는 통상 이 재료의 일부를 사다리형 에미터 전극의 가로장 사이의 개구를 통과하는 후면 화학산 방사에 노출시키는 것을 포함하는 절차에 의해 바람직한 형상으로 형성된다. 재료층은 노출된 재료가 화학적 구조를 변경하도록 유발하는 방사에 상기 층을 노출시키고, 노출된 재료 또는 노출되지 않은 재료를 제거하기 위해 상기 층을 현상함으로써 패턴화될 수 있을 때 "화학산"이다. 본 발명은 통상 현상 단계 후 남아있는 재료가 노출된 네거티브-톤(negative-tone) 화학산 재료이고, 노출된 재료의 화학적 구조는 통상 중합화를 통해 변경되는 화학산 재료를 사용한다. 통상 UV광의 방사는 이 방사가 이 방사에 노출된 재료의 화학적 구조의 변경을 유발하는 것을 나타내기 위해 "화학산"이라 불린다.

다음 설명에서, 용어 "전기적 절연"(또는 "유전")은 일반적으로 10¹⁰ohm-cm보다 큰 저항율을 갖는 재료에 적용된다. 따라서 용어 "전기적 비절연"은 10¹⁰ohm-cm보다 작은 저항율을 갖는 재료에 관한 것이다. 전기적 비절연 재료는 (a) 저항율이 1 ohm-cm 미만인 전기전도성 재료 및 (b) 저항율이 1 ohm-cm 내지 10¹⁰ohm-cm의 범위내인 전기저항성 재료로 분류된다. 이들 항목들은 1volt/㎛보다 작은 전계에서 결정된다. 마찬가지로, 용어 "전기적 비전도성"은 적어도 1 ohm-cm의 저항율을 갖는 재료에 관한 것이고, 전기적 저항성 및 전기적 절연 재료를 포함한다.

전기전도성 재료(또는 전기전도체)의 예로는 금속, 금속-반도체 화합물(금속 실리사이드와 같은) 및 금속-반도체 공정 혼합물을 들 수 있다. 또한 전기전도성 재료는 중간 또는 강한 레벨로 도핑된(n형 또는 p형) 반도체를 포함한다. 전기저항성 재료는 진성 또는 약하게 도핑된(n형 또는 p형) 반도체를 포함한다. 전기저항성 재료의 다른 예는 (a) 서멧(cermet)(금속 입자가 매입된 세라믹)과 같은 금속-절연체 합성물, (b) 흑연, 비정질탄소 및 변형(예를 들어 도핑 또는 레이저 변형된) 다이아몬드 및 (c) 실리콘-탄소 질소와 같은 실리콘-탄소 화합물이다.

도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따라 구성된 매트릭스-어드레스드 게이트형 전자방출장치의 일부분의 측단면도를 나타낸다. 도 1의 장치는 전계방출 모드에서 동작하고, 본 명세서에서 종종 필드 에미터(field emitter)로 불린다. 도 2는 도 1에 도시된 필드 에미터의 일부분의 평면도를 나타낸다. 도시를 간단히 하기 위해, 도 2의 수직 방향의 크기는 수평 방향의 크기에 비해 압축된 형태로 도시되어 있다.

도 1 및 도 2의 필드 에미터는 칼라 화소("픽셀(pixel)")의 행 및 열로 분할된 칼라 평면 CRT 디스플레이에 사용된다. 행 방향, 즉 픽셀의 행을 따른 방향은 도 1 및 도 2의 수평 방향이다. 행 방향에 수직으로 연장되고, 픽셀의 열을 따르는 열 방향은 도 1의 평면에 수직으로 연장된다. 열 방향은 도 2에서 수직으로 연장된다. 각각의 칼라 픽셀은 적, 녹 및 청 각각에 대해 하나씩 3개의 서브픽셀(sub-pixel)을 포함한다.

도 1 및 도 2의 필드 에미터는 얇고 투명한 평면기판(10)에서 형성된다. 통상, 기판(10)은 약 1㎜의 두께를 갖는 Schott D263 유리와 같은 유리로 구성된다.

불투명하고 평행하며 가로로 분리된 사다리형 에미터 전극(12)의 일군이 기판(10)상에 위치한다. 에미터 전극(12)은 행방향으로 연장되고, 따라서 행전극을 구성한다. 각각의 에미터 전극(12)은 한 쌍의 평행하고 동일한 폭을 갖는 직선 레일(14)과 일군의 평행하고 동일한 폭을 갖는 직선 가로장(16)으로 구성된다. 도 1의 단면은 가로장(16)만이 눈에 띄는 평면을 통해 취해진다. 도 2는 한 에미터 전극(12)의 레일(14) 및 가로장(16)을 점선으로 나타낸다.

도 3은 도 2와 동일한 방향에서 본 것이고, 한 에미터 전극(12)의 평면 형상을 보다 명백히 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가로장(16)은 일반적으로 레일(14)에 수직으로 연장된다. 각각의 레일(14)은 외측 세로방향 에지(14A)와 내측 세로방향 에지(14B)를 갖는다. 각각의 가로장(16)은 내측 에치(14B)를 따라 레일(14)에 이음매 없이 결합되는 한 쌍의 단부를 갖는다. 도 3의 점선(16E)은 한 가로장(16)의 단부의 위치를 나타낸다. 에미터 개구(18)는 가로장(16) 사이에 위치한다. 도 3이 나타내는 바와 같이, 에미터 개구(18)는 일반적으로 사각형이고, 직선으로 연장된다.

에미터 전극(12)의 세로방향 중심선(도시하지 않음) 사이의 중심선-중심선 간격은 통상 270-300㎛이다. 각각의 에미터 전극(12)의 전체 폭, 즉 외측 레일 에지(14A) 사이의 거리는 통상 210-230㎛이다. 각 레일(14)의 폭은 통상 30㎛이다. 따라서, 열방향의 각각의 에미터 개구(18)의 크기는 통상 150-170㎛이다. 각각의 가로장(16)의 폭은 통상 25-30㎛이다. 행방향의 각각의 에미터 전극(18)의 크기는 통상 65-70㎛이다.

에미터 전극(12)의 레일(14)과 가로장(16)은 통상적으로 대략 동일한 두께이다. 전극(12)은 통상 니켈 또는 알루미늄의 합금과 같은 금속으로 구성된다. 이 경우에, 전극(12)의 두께는 통상 200㎚이다. 전극(12)은 대안적으로 높은 전기전도율을 갖는 크롬, 금, 은, 몰리브덴 또는 다른 내식성 금속으로 형성될 수 있다.

블랭킷(blanket) 전기저항층(20)이 에미터 전극(12)위에 위치한다. 저항층(20)은 에미터 전극(12) 사이의 공간과 에미터 개구(18)에 있어서 기판(10)까지 연장된다. 블랭킷층(20)의 구성을 서로 다른 에미터 전극(12)의 전기적 상호결합으로 볼 수 있지만, 그런 전기적 상호결합의 저항은 매우 높기 때문에 전극(12)은 서로 효율적으로 전기절연된다. 층(20)은 각각의 에미터 전극(12) 사이에 적어도 10⁶ohm, 통상 10¹⁰ohm의 저항을 제공하고, 후술되는 바와 같이 각각 전자방출소자위에 위치한다.

저항층(20)은 도 1 및 도 2의 전자방출장치를 제조하는데 사용된 입사 후면 화학산 방사의 상당한 부분을 전달한다. 후면 방사가 UV 광일 때, 층(20)을 직접 통과하는(즉, 유효한 분산없이) UV 광의 비율은 일반적으로 40-80%의 범위이다. 이를 위해, 층(20)은 통상 크롬과 같은 금속의 입자가 실리콘 옥사이드(실리카)와 같은 투명한 세라믹에 매입되어 있는 서멧으로 구성된다. 층(20)의 두께는 통상 0.3-0.4㎛이다.

투명한 절연층(22)이 저항층(20)위에 위치한다. 절연층(22)은 통상 0.1-0.2㎛의 두께를 갖는 실리콘 옥사이드로 구성된다.

일군의 가로로 분리된 전자방출소자(24) 세트들이 절연층(22)을 통해 연장되는 개구(26)에 위치한다. 각각의 전자방출소자(24) 세트는 각각의 에미터 전극(12)의 가로장(16) 중 대응하는 하나의 표시영역(16D)을 완전히 덮은 방출 영역을 차지한다. 각 표시영역(16D)은 주로 가로장에 대해 행방향 중심이 맞춰지고, 가로장(16)보다 작은 행방향 치수를 갖는다. 따라서 각각의 전자방출소자 세트에 대한 방출영역에도 동일한 것이 적용된다. 가로장(16)은 에미터 개구(18)에 의해 분리되기 때문에, 각 표시영역(16D)은 연속하는 한 쌍의 개구(18) 사이에 위치한다.

각각의 에미터 전극(12)위에 위치하는 특정 전자방출소자(24)는 저항층(22)을 통해 해당 전극(12)에 전기적으로 결합된다. 전자방출소자(24)는 여러 가지 방식으로 형상화될 수 있다. 도 1의 예에서, 소자(24)는 일반적으로 원추형상이다. 소자(24)가 원추형상으로 구성될 때, 소자(24)는 통상 몰리브덴으로 구성된다.

일군의 복합적이고 불투명하며 가로로 분리된 제어전극(28)이 절연층(22)위에 위치한다. 제어전극(28)은 일반적으로 열방향으로 연장되며, 따라서 열전극을 구성한다. 각각의 제어전극(28)은 서브픽셀 한 열을 제어한다. 따라서, 3개의 연속적이 제어전극(28)은 픽셀 한 열을 제어한다.

제어전극(28)은 일반적으로 수직 형상으로 에미터 전극(12)과 교차한다. 각각의 제어전극(28)은 각 에미터 전극(12)의 가로장(16) 중 대응하는 하나위에 위치한다. 전극(28)은 전극(28)과 연관된 커패시턴스를 줄이기 위해 레일(14)의 일부분 위에 위치하는 영역보다 일반적으로 가로장(16) 위에 위치하는 영역에서 대칭적으로 폭이 넓다. 전극(28)의 세로방향 중심선(도시하지 않음) 사이의 중심선-중심선 간격은 길이를 따라 비교적 일정하다. 따라서, 전체적으로 보면, 전극(28)은 서로 평행하다.

각 제어전극(28)은 주제어부(30)과 에미터 전극(12)과 동일한 수의 일군의 인접하는 게이트부(32)로 구성된다. 주제어부(30)는 열방향으로 필드 에미터를 완전히 가로질러 연장된다. 게이트부(32)는 부분적으로 가로장(16)의 표시영역(16D)을 넘어서 직접 주제어부(30)를 통해 연장되는 넓은 제어 개구(34)에 위치한다. 전자방출소자(24)는 넓은 제어 개구(34)에 위치한 게이트부(32) 일부의 게이트 개구(36)를 통해 노출된다.

제어 개구(34)는 가로로 분리된 전자방출소자(24) 세트들에 대한 방출영역을 가로로 한정한다(따라서 규정한다). 이 때문에, 각 제어 개구(34)는 때때로 "스위트 스팟(sweet spot)"으로 불린다. 표시영역(16D)은 또한 넓은 제어 개구(34)에 의해 규정된다. 3개의 연속하는 제어 전극(28)이 하나의 픽셀 열을 제어하기 때문에, 하나의 개구(34) 행에서 3개의 연속하는 넓은 제어 개구(34)의 3세트의 전자방출소자(24)는 필드 에미터에서 하나의 픽셀을 형성한다.

게이트부(32)는 도 1의 예에서 부분적으로 주제어부(30) 위에 위치한다. 대안적으로, 주제어부(30)가 부분적으로 게이트부(32) 위에 위치할 수도 있다. 어떤 경우에도, 게이트부(32)는 주제어부(30)보다 상당히 얇다.

세로방향 중심선(또한 도시하지 않음) 사이의 제어전극(28)의 중심선-중심선 간격은 통상 90-100㎛이다. 각 제어전극(28)의 폭은 통상 표시영역(16D) 위에서의 최대 70-80㎛에서 다른 위치에서의 최소 40-50㎛까지 변화한다. 주제어부(30)는 통상 0.2㎛의 두께를 갖는 크롬으로 구성된다. 게이트부(32)는 통상 0.04㎛의 두께를 갖는 크롬으로 구성된다.

초점조정 시스템(37)은 일반적으로 페이스플레이트(10)의 상부(내부) 표면에 수직으로 볼 때 격자모양 패턴으로 배치되고, 주제어부(30)의 일부분과 제어전극(28)에 의해 덮여지지 않은 절연층(22) 위에 위치한다. 도 1을 참조하면, 초점조정 시스템(37)은 전기적 비전도성 베이스 초점조정 구조체(38)와, 베이스 초점조정 구조체(38)의 일부분 위에 위치한 얇은 전기적 비절연성 초점 코팅(39)으로 형성된다. 초점 코팅(39)이 얇고, 일반적으로 베이스 초점조정 구조체(38)의 측면형상을 따르기 때문에, 초점조정 시스템(37)의 베이스부(38)의 평면도만이 도 2에 도시되어 있다.

비전도성 베이스 초점조정 구조체(38)는 통상 전기절연성 재료로 구성되지만, 제어전극이 서로 전기적으로 결합되지 않도록 할 정도의 충분히 높은 저항율을 갖는 전기저항성 재료로 형성될 수 있다. 초점 코팅(39)은 통상 전기전도성 재료로 구성되고, 통상 100㎚의 두께를 갖는 알루미늄과 같은 금속을 사용한다. 초점 코팅(39)의 시트저항은 통상 10 ohm/sq이다. 특정 응용에서, 초점 코팅(39)은 전기저항성 재료로 형성될 수 있다. 어떤 경우에, 초점 코팅(39)의 저항율은 통상 베이스 초점조정 구조체(38)의 것보다 상당히 작다.

베이스 초점조정 구조체(38)는 각각의 서로 다른 전자방출소자(24)에 대해 하나씩 일군의 개구(40)를 갖는다. 특히, 초점 개구(40)는 게이트부(32)를 노출시킨다. 초점 개구(40)는 넓은 제어 개구(스위트 스팟)(34)와 중심이 일치하고, 보다 넓다.

도 2 에서, 행(수평) 방향보다 열(수직) 방향에서의 보다 큰 크기의 압축은 초점 개구(40)가 열방향보다 행방향으로 보다 길계 보이도록 한다. 실제, 반대의 경우도 통상적으로 발생한다. 행방향에서의 개구(40)의 가로 크기는 대개 50-150㎛이고, 통상 80-90㎛이다. 열방향에서의 개구(40)의 가로 크기는 대개 75-300㎛이고, 통상 120-140㎛이며, 따라서 통상 행방향에서의 개구(40)의 가로 크기보다 상당히 크다.

초점 코팅(39)은 베이스 초점조정 구조체(38)의 상부 표면에 위치하고, 일부분, 통상 50-75% 까지의 범위는 초점 개구(40)로 연장된다. 비전도성 베이스 초점조정 구조체는 제어전극(28)과 접촉하기 때문에, 비절연성 초점 코팅(39)은 모든 위치에서 제어전극(28)과 간격을 두고 떨어져 위치한다. 베이스플레이트(10)의 상부 표면에 수직으로 보여지는 볼 때, 각각의 서로 다른 전자방출소자(24) 세트는 베이스 초점조정 구조체(38)에 의해 횡적으로 둘러싸여 있고, 따라서 초점 코팅(39)에 의해서도 횡적으로 둘러싸여 있다.

초점조정 시스템(37), 본질적으로 비절연성 초점 코팅(39)은 각각의 서로 다른 전자방출소자(24)에서 방출된 전자의 초점을 조정하여, 방출된 전자가 전자방출장치의 반대쪽에 위치한 광방출장치의 대응하는 광방출소자의 형광재료에 충돌하도록 한다. 다시 말해서, 초점조정 시스템(37)은 동일한 서브픽셀의 형광재료에 충돌하도록 각각의 서브픽셀의 전자방출소자(24)에서 방출된 전자의 초점을 조정한다. 전자 초점조정 기능의 효율적인 성능은 초점 코팅(39)이 소자(24)보다 상당히 위로 연장되고, 각 소자(24) 세트에서 초점조정 시스템(37)의 특정 부분, 특히 코팅(39)의 특정 부분까지의 소정의 횡적 거리가 잘 조정되는 것이 요구된다.

특히, 픽셀은 통상 행방향으로 연장되는 라인에 배치되는 각 픽셀의 3개의 서브픽셀과 대부분 일치한다. 픽셀 행 사이의 능동 픽셀 영역의 부분들은 통상 스페이서 벽의 에지를 수용하기 위해 할당된다. 이러한 구성의 최종 결과는 넓은 제어 개구(34)가 통상 열방향보다 행방향으로 서로 상당히 가깝다는 것이다. 따라서 열방향보다는 행방향에서의 보다 나은 초점 제어가 필요하다. 따라서, 양호한 전자 초점조정을 달성하기 위해 조정될 필요가 있는 임계 거리는 초점조정 시스템(37)의 측면 에지에서 넓은 제어 개구(34)의 가장 가까운 에지(34C)까지의 행방향 거리이다. 에지(34C)는 열방향으로 연장되기 때문에, 본 명세서에서 이들은 열방향 에지로 불린다.

도 1 및 도 2의 필드 에미터를 포함하는 최종적인 평면 디스플레이의 내압은 매우 낮고, 일반적으로 10^-7-10^-6torr의 범위이다. 베이스플레이트(10)가 얇기 때문에, 초점조정 시스템(37)은 또한 디스플레이의 전자방출 및 광방출 부분 사이의 바람직한 간격을 유지하면서 디스플레이가 공기압력과 같은 외부 힘에 대해 내성을 갖도록 하는 스페이서, 통상 스페이서 벽이 접촉하는 표면으로서 기능한다.

이전의 거리 및 스페이서 접촉에 대한 고려는 베이스 초점조정 구조체(38)를 하나의 높은 주베이스부(38M)와 일군의 서로 대향하고 임계 조정된 다른 베이스부(38L) 쌍으로 구성함으로써 이루어진다. 서로 대향하는 다른 베이스부(38L) 쌍의 각각에서 2개의 다른 베이스 초점조정부(38L)는 넓은 제어 개구(34) 중 대응하는 것의 반대측면, 즉 전자방출소자(24) 세트 중 대응하는 것의 반대측면에 위치한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다른 베이스 초점조정부(38L)는 주베이스 초점조정부(38M)보다 약간 짧다. 초점 코팅(39)의 일부분은 부분적으로 보다 짧은 초점조정부(38L)의 측면 아래쪽을 향하여 초점 개구(40)로 연장된다.

초점 개구(40)의 서로 대향하는 보다 짧은 베이스 초점조정부(38L) 쌍을 덮는 초점 코팅(39) 부분은 대응하는 전자방출소자(24) 세트로부터의 적절히 조정된 행방향 거리에 위치한다. 특히, 서로 대향하는 보다 짧은 초점조정부(38L) 쌍은 각각 대응하는 전자방출소자(24) 세트를 제어하는 특정 제어전극(28)의 외측 측면의 세로방향 에지(30)의 부분(28C)에 수직으로 정렬된 측면 에지(38C)를 갖는다. 넓은 제어 개구(34)의 열방향 에지(34C)와 마찬가지로, 초점조정 구조체 에지(38C)는 열방향으로 연장되고, 본 명세서에는 열방향 에지라 한다.

각각의 제어전극 세로방향 에지의 부분(28C) 쌍으로부터, 즉 대응하는 초점조정 구조체 열방향 에지(38C) 쌍으로부터 대응하는 전자방출소자(24) 세트에 대한 넓은 제어 개구(34)의 열방향 에지(34C)까지의 행방향 거리는 후술되는 바와 같이 고정 포토마스크 크기에 의해 조정되며, 이에 따라 적절히 조정된다. 초점 코팅(39)은 보다 짧은 초점조정부(38L)의 측면 아래쪽을 향하여 초점 개구(40)로 연장되기 때문에, 각각의 서로 대향하는 초점조정부(38L) 쌍을 덮은 초점 코팅(39)의 부분들은 적절히 조정된 행방향 거리만큼 대응하는 전자방출소자(24)와 이격되어 있다. 이러한 적절히 조정된 행방향 간격을 달성하는데 있어서 중요한 것은 제어전극 에지 부분(28C), 즉 초점조정 구조체 행방향 에지(38C)가 에미터 개구(18)를 덮는다는 사실이다.

전극(28, 12)과 관련하여 베이스 초점조정 구조체(38)의 완전한 평면 구성이 도 1와 동일한 방향에서 취한 도 4에 도시되어 있다. 도 4는 2개의 에미터 전극(12)을 도시하고 있다. 도 4의 항목 "42"는 각각의 연속하는 전극(12)쌍 사이의 영역을 나타낸다. 디스플레이 조립 동안, 스페이서 벽은 일반적으로 영역(42)의 일부 또는 전체를 따라 주초점조정부(38M)를 덮은 초점 코팅(39)의 일부와 접촉한다. 바람직하다면, 스페이서 접촉영역(42) 위의 주초점조정부(38M)의 스트립은 베이스 초점조정 부분(38)을 초점 코팅(39)으로 덮을 때 이 부분(38)에 스페이서 벽의 에지를 수용하기 위한 홈을 제공하기 위해 보다 짧은 초점조정 부분(38L)과 대략 동일한 높이까지 연장되는 초점조정 재료로 대체될 수 있다.

베이스 초점조정 구조체(38)는 통상 화학산 방사에 선택적으로 노출되고 현상되는 네거티브-톤(negative-tone) 전기절연성 화학산 재료로 형성된다. 화학산 재료는 사진 중합 가능한 폴리이미드, 통상 Olin OCG7020 폴리이미드가 바람직하다. 주초점조정부(38M)는 통상 절연층(22)보다 45-50㎛ 위로 연장된다. 다른 초점조정부(38L)는 통상 주초점조정부(38M)보다 10-20% 정도 짧다.

디스플레이 동작 동안, 전자 초점조정을 제어하기 위해 적절한 전위가 초점조정 시스템(37), 특히 초점 코팅(39)에 가해진다. 통상 초점 제어 전위는 각각의 전자방출소자(24) 세트로부터 방출된 전자가 광방출장치의 대응하는(직접 대향하는) 형광 영역에 초점이 맞춰지도록 하기 위해 접지에 대하여 25-50V의 값을 갖는다.

도 1 내지 도 4의 필드 에미터는 다음과 같은 방식으로 제조된다. 에미터 전극 재료로 구성되는 블랭킷층이 기판(10)위에 적층되고, 사다리형 에미터 전극(12)을 형성하기 위해 적절한 포토레지스트 마스크를 사용하여 패턴화된다. 다음에 이 구조체위에 저항층(20)이 적층된다. 이 저항층(20)위에 절연층(22)이 적층된다.

이 저항층(22)위에 넓은 제어 개구(34)를 포함하는 주제어부(30)를 형성하기 위해 전기전도성 재료로 구성되는 블랭킷층이 적층되고, 적당한 포토레지스트 마스크를 사용하여 패턴화된다. 포토레지스트 마스크는 포지티브-톤(positive-tone) 포토레지스트의 블랭킷층을 주제어부(30)의 바람직한 패턴에 대응하는 광차단 패턴을 발생하는 포토마스크(레티클(reticle))를 통해 선택적으로 UV 광에 노출시킴으로써 형성된다. 각각의 제어전극 세로방향 에지 부분(28C)에서 대응하는 전자방출소자(24) 세트에 대한 넓은 제어 개구(34)의 열방향 에지(34C)까지의 행방향 거리는 상기 포토마스크의 고정된 행방향 치수에 의해 설정된다. 이러한 포토마스크 치수는 모든 제어 개구(34)에 대해서 대략 동일하다. 결과로서, 생성된 제어전극 에지 부분(28C) 쌍으로부터 대응하는 제어 개구(34)의 열방향 에지(34C)까지의 행방향 거리는 적절히 조정된다.

또한, 제어전극 에지 부분(28C) 쌍으로부터 대응하는 제어 개구 열방향 에지(34C) 쌍까지의 거리를 규정하는 포토마스크 치수는 각 제어 개구(34)의 양측에서 대략 동일하다. 따라서, 각 제어 개구 스위트 스팟(34)은 제어전극(28)에 행방향 중심이 맞춰진다.

행방향의 제어 개구(34)의 크기는 행방향 거리의 크기에 의해 결정되고, 전자방출소자(24) 세트에 의해 방출된 전자는 이 거리를 가로질러 광방출장치의 의도한 광방출소자에 충돌하도록 초점조정 시스템(37)에 의해 초점이 맞춰진다. 예를 들어, 초점 개구(40)의 행방향 중심에서 전자방출소자(24)에서 방출된 전자는 의도한 광방출소자에 충돌하도록 용이하게 초점이 맞춰진다. 한편, 초점 개구(40)의 초점조정 구조체 열방향 에지(34C)의 어느 하나를 따라 위치한 전자방출소자에서 방출된 전자는 대개 의도한 광방출소자에 충돌하도록 규칙적으로 초점이 맞춰지지는 않는다.

각각의 제어 개구(34)가 제어 전극(28)에 행방향 중심이 맞춰지면, 제어 개구(34)의 행방향 크기는 일반적으로 초점 개구(40)의 행방향 크기의 5-50%의 범위이다. 특히 제어 개구 행방향 크기는 초점 개구 행방향 크기의 15-25%이고, 통상적으로 20%이다.

게이트 재료의 블랭킷층이 상기 구조체위에 적층되고, 게이트부(32)를 형성하기 위해 포토레지스트 마스크를 사용하여 패턴화된다. 게이트부(32)가 주제어부(30) 일부분 위에 위치하기 보다는 주제어부(30) 일부분의 아래에 위치하면, 최종 2개의 증착/패터닝 처리는 반전된다.

이 시점에서, 절연체 개구(26), 전자방출소자(24) 및 초점조정 시스템(37)을 형성하기 위하여 다양한 제조 기술 및 절차가 사용될 수 있다. 이러한 모든 기술 및 절차에 있어서 공통적인 내용은 베이스 초점조정 구조체(38)가 통상 (a) 방사 차단 마스크로서 에미터 전극(12) 및 제어전극(28)을 사용하는 화학산 방사에 대한 화학산 재료의 후면 노출, (b) 적당한 포토마스크를 통한 화학산 재료의 전면 노출 및 (c) 현상처리시 노출되지 않은 화학산 재료의 제거를 포함하는 공정에 의해 형성된다는 것이다.

한 예에서, 게이트 개구(36)와 절연체 개구(26)는 미국 특허 5,559,389 또는 5,564,959에 기술된 형태의 대전 입자 트래킹(tracking) 절차에 따라 게이트부(32)와 절연층(22)에 각각 형성된다. 이들 2개의 특허 문헌의 내용은 본 명세서에 참조상 포함되어 있다. 전자방출소자(24)는 이들 특허 문헌에 기술된 형태의 적층 기술에 따라 게이트 개구(36)를 통하여 절연체 개구(26)에 전기전도성 재료를 적층함으로써 원추형으로 형성된다.

이제, 베이스 초점조정 구조체(38)는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 형성된다. 네거티브-톤 전기절연성 화학산 재료의 바탕 블랭킷층(38P)이 주 베이스 초점조정부(38M)의 위에 제공된다. 전자방출 구조체는 도 5b에 도시된 바와 같이 페이스플레이트(10)의 하부(외부) 표면에 수직으로 부딪히는 후면 화학산 방사(46)에 노출되어 있다. 베이스플레이트(10)는 후면 방사(46)를 거의 통과시킨다. 따라서, 방사는 베이스플레이트(10)를 통과하여 하부 표면에서 상부(내부) 표면으로 이동한다.

전극(12, 28)은 후면 방사(46)를 거의 통과시키지 않는다. 저항층(20)은 방사(46)의 상당한 부분, 통상 앞에서 언급한 바와 같이 방사(46)의 40-80% 정도를 직접 전달한다. 절연층(22)은 방사(46)를 거의 통과시킨다. 따라서, 전극(12, 28)으로 형성된 방사 차단 마스크에 의해 비피복 바탕 화학산층(38P)의 부분(38Q)은 방사(46)에 노출되어 화학적 구조가 변화한다.

후면 방사(46)가 에미터 전극(12)의 개구(18)를 통과하는 것이 중요하다. 전극(28)의 세로방향 에지의 부분(28C)까지 연장되는 제어 전극(28)의 일부분, 특히 주제어부(30)의 일부분은 에미터 개구(18) 위에 위치한다. 결과로서, 측면 제어전극 에지(28C)와 수직으로 정렬된 바탕층(38P)의 일부분은 베이스 초점조정 구조체(38)의 열방향 측면 에지(38C)를 정하기 위해 노출된다.

부분적으로 완성된 전자방출 구조체는 이제 포토마스크(47)를 통해 전자방출 구조체의 상부에 수직으로 부딪히는 전면 화학산 방사(48)에 노출된다. 도 5c 참조. 포토마스크(47)는 초점 개구(40) 위의 영역에 방사 차단 영역(47B)을 갖는다. 방사 차단 영역(47B)은 행방향으로 개구(40)보다 약간 크다. 각각의 차단 영역(47B)은 도 2 또는 도 4의 수평 화살표(44) 및 수직 화살표(40)로 표시된 영역에 대응한다. 차단 영역(47B)에 의해 비피복 바탕층(46)의 재료는 전면 방사(48)에 노출되어 화학적 구조가 변화한다.

후면 및 전면 노출이 실행되는 순서는 일반적으로 중요하지 않다. 따라서, 후면 노출이 전면 노출 후에 실행될 수 있다. 화학산 재료가 Olin OCG7020 폴리이미드와 같은 사진 중합 가능한 폴리이미드일 때, 후면 및 전면 노출 동안 화학산 방사는 통상 UV 광이다. UV 광에 노출되면, 폴리이미드는 중합화를 겪으면서 화학적 구조가 변화한다.

바탕층(38P)의 노출되지 않은 부분을 제거하기 위해 현상 처리가 실행되고, 이에 따라 도 5d에 도시된 바와 같이 베이스 초점조정 구조체(38)이 형성된다. 베이스플레이트(10)가 존재하기 때문에, 통상 후면 방사(46)는 후면 노출 영역에서 바탕층(38P)에 완전히 통과하지 못한다. 다른 베이스 초점조정부(38L)만이 후면 방사(46)에 노출되기 때문에, 통상 다른 초점조정부(38L)는 주초점조정부(38M)보다 짧다. 후면 방사(46)가 바탕 화학산층(46P)에 완전히 통과하면, 초점조정부(38M, 38L) 사이의 높이 차이는 충분한 후면 노출로 감소되거나 제거된다.

초점 코팅(39)은 통상 초점 코팅 재료의 적절히 각을 조정한 증착을 실행함으로써 베이스 초점조정 구조체(38) 위에 형성된다. 각형 증착은 동시에 출원된 헤이븐 외 다수의 국제출원 ________에 기술된 방식으로 행해질 수 있고, 그 내용은 참조상 본 명세서에 포함되어 있다.

도 1 및 도 2의 필드 에미터의 제조 동안, 초점조정 시스템(37)은 초점 코팅(39)과 접촉하고, 초점조정 시스템(37)을 통해 초점 코팅(39)에 초점 제어 전위를 제공하기 위해 외부적으로 접속되는 하나 이상의 전기전도체(도시하지 않음)를 갖는다. 접속 전도체 또는 전도체들은 통상 앞의 문단에서 인용한 헤이븐 외 다수의 국제출원에 기술된 바와 같이 구성되고 제조된다. 이것으로 초점조정 시스템(37)의 형성이 완료하고, 이에 따라 도 1 및 도 2의 필드 에미터가 제작된다.

이후의 처리에서, 필드 에미터는 외벽을 통해 광방출장치에 밀착된다. 밀착 처리는 통상 광방출장치에 외벽과 스페이서 벽을 설치하는 것을 포함한다. 다음에, 이 복합 조립체를 필드 에미터와 접촉시켜, 내부 디스플레이 압력이 통상 10^-7-10^-6torr이 되도록 기밀하게 밀착시킨다. 스페이서 벽은 도 4의 영역(42) 일부 또는 전체를 따라 초점조정 시스템(37)과 접촉한다.

베이스 구조체(38)와 유사한 베이스 초점조정 구조체를 제작하기 위해 네거티브-톤 바탕 화학산층(38P)을 처리하는 대안적인 방법은 먼저 디스플레이의 의도된 활성영역을 완전히 가로질러 행방향으로 연장되는 방사 차단 스트라이프를 갖는 포토마스크를 통해 전면 화학산 방사(48)에 바탕층(38P)을 노출시키는 것을 포함한다. 각각의 행방향 방사 차단 스트라이프는 (a) 한 행의 초점 개구(40) 및 (b) 그 행의 초점 개구(40)에 대한 의도된 위치 사이에 위치한 통상 직사각형의 바탕 화학산 스트립을 위한 의도된 위치 위에 위치한다. 이들 직사각형 바탕 화학산 스트립은 열방향의 세로방향으로 연장된다. 전면 방사(48)는 노출된 영역의 층(38P)을 완전히 통과하여, 행방향 방사 차단 스트라이프 아래의 노출된 화학산 재료의 화학산 구조를 변화시킨다.

이제 노출된 영역의 바탕층(38P)을 부분적으로 통과하도록 후면 방사(46)를 이용한 노출이 실행된다. 방사(46)에 노출되는(즉, 전극(12, 28)으로 형성된 마스크에 의해 덮여지지 않는) 노출되지 않은 바탕 화학산 재료만이 각각의 초점 개구 행의 초점 개구(40)에 대한 의도된 위치 사이에 위치한 직사각형 열방향 바탕 화학산 스트립으로 구성된다. 결과적으로, 바탕층(38P)의 노출된 재료는 일반적으로 도 1 및 도 2의 열방향 초점 에지(38C)에 대한 위치에서 제어전극 열방향 에지(28C)의 일부분과 수직으로 정렬된 열방향 에지를 갖는다.

이제 바탕층(38P)은 노출되지 않은 재료를 제거하기 위해 현상된다. 층(38P)의 노출된 나머지 부분은 베이스 초점조정 구조체를 형성한다. 후면 방사(46)가 후면 노출영역의 바탕층(38P)을 부분적으로만 통과하기 때문에, 초점 개구(40) 사이의 열방향 직사각형 초점조정 스트립의 전체 폭의 높이는 대략 균일하고, 베이스 초점조정 구조체의 나머지 부분의 높이보다 작다. 이것과, 초점 개구(40)가 평면도로 볼 때 도 2의 초점 개구(40)보다 직사각형이라는 점을 제외하고, 베이스 초점조정 구조체의 형상은 일반적으로 도 1 및 도 2에서 베이스 구조체(38)에 대해 도시된 것과 동일하다.

도 5a 내지 도 5d의 공정에서의 후면 노출과 마찬가지로, 이 대안적인 공정에서의 후면 노출은 후면 방사(46)가 노출된 영역의 바탕 화학산층(38P)을 완전히 통과한다는 조건하에서 실행될 수 있다. 따라서, (a) 각 초점 개구 행의 초점 개구(40) 사이에 위치한 열방향 직사각형 초점조정 스트립과 (b) 베이스 초점조정 구조체의 나머지 부분 사이의 높이 차이가 감소되거나 제거된다.

베이스 초점조정 구조체는 초점조정 시스템(37)과 유사한 복합 초점조정 구조체를 형성하기 위해 초점 코팅(39)과 유사한 전기적 비절연성 초점 코팅을 갖는다. 초점 코팅은 통상 초점 코팅(39)에 대해 상기에서 기술한 방식으로 증착된 전기전도성 재료로 구성된다. 제작된 필드 에미터는 일반적으로 상기한 초점조정 구조체 차이를 전제로 하여 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같다.

베이스 초점조정 구조체를 네거티브-톤 화학산 재료로 형성하는 대신에, 베이스 구조체(38)와 유사한 베이스 초점조정 구조체는 제어전극 에지 부분(28C)에 대한 자기정렬을 달성하기 위해 리프트-오프 단계로 결합된 통상 포토레지스트와 같은 포지티브-톤 화학산 재료를 사용하는 비화학산 전기적 비전도성 재료로 형성될 수 있다. 특히, 베이스 구조체(38)를 형성하기 위한 상기 공정은 베이스 구조체(38)에 대한 바람직한 위치에서 에미터 콘(cone) 재료의 블랭킷층의 일부분을 제거한 직후에 부분적으로 완성된 필드 에미터의 상부에 포토레지스트의 포지티브-톤 바탕 블랭킷층을 제공함으로써 수정된다.

이어서, 후면 화학산 방사(46) 및 전면 화학산 방사(48)를 사용하는 노출이 실행된다. 에미터 전극(12) 및 제어전극(28)은 바로 위에 위치하는 블랭킷 포토레지스트층의 일부분이 후면 방사(46)에 노출되지 않도록 방지하는 마스크를 형성한다. 바탕 포토레지스트층의 노출된 부분은 화학적 구조가 변화한다. 방사(46) 및 방사(48)는 모두 통상 UV 광이다. 어느 한 방사 노출이 먼저 행해질 수 있다.

이 바탕 포토레지스트층 위에 현상 처리가 행해진다. 포토레지스트가 포지티브-톤 화학산 재료이기 때문에, 포토레지스트층의 노출된 재료는 현상 처리 동안 제거된다. 평면도로 볼 때, 나머지 포토레지스트는 도 1 및 도 2의 베이스 초점조정 구조체(38)와 실질적으로 정반대의 구성을 갖는 부분들로 구성된다. 후면 노출 때문에, 나머지 포토레지스트의 부분들은 제어전극 에지 부분(28C)과 수직으로 정렬된 측면 에지를 갖는다.

비화학산 전기적 비전도성 재료, 통상 스핀-온(spin-on) 유리와 같은 전기절연체의 블랭킷층이 이 구조체의 상부에 형성된다. 바탕 포토레지스트층의 나머지 부분은 그 위에 위치하는 블랭킷 비화학산 비전도층을 리프트오프하기 위해 제거된다. 비화학산 비전도층의 나머지는 주부(38M)와 보다 짧은 부분(38L) 사이에 높이 차이가 존재하지 않는다는 것을 제외하고 베이스 초점조정 구조체(38)와 실질적으로 동일하게 구성된 베이스 초점조정 구조체를 형성한다. 특히, 비화학산 비전도성 재료로 형성된 베이스 초점조정 구조체는 제어전극 에지 부분(28C)과 수직으로 정렬된 서로 대향하는 측면 열방향 에지 쌍들을 갖는다. 결과적으로, 각각의 초점조정 구조체 열방향 에지 쌍에서 대응하는 제어 개구 스위트 스팟(34)의 열방향 에지(34C) 까지의 행방향 간격은 적절히 제어된다.

전기적 비절연성 초점 코팅, 초점 코팅과 유사한 전기전도체가 초점조정 시스템(37)과 유사한 복합 초점조정 시스템을 형성하기 위해 베이스 초점조정 구조체상에 형성된다. 비전도성 베이스 초점 구조체는 비절연성 초점 코팅보다 상당히 높은 저항율을 갖는다. 제작된 필드 에미터는 복합 초점조정 구조체가 대략 균일한 높이를 갖는다는 것을 제외하고 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같다.

상술한 공정의 변형은 전체 초점조정 시스템이 거의 대부분 제어전극(28)과 이격된 전기적 비절연성 재료, 통상 전기전도성 재료로 구성된다는 것을 제외하고 초점조정 시스템(37)과 유사한 다른 초점조정 시스템을 제조하는데 있어서 포지티브-톤 화학산 재료를 사용한다. 초점조정 시스템은 통상 전기전도성이기 때문에, 초점 코팅(39)에 대응하는 개별적인 전기적 비절연성 초점 코팅을 제공할 필요는 없다. 이 변형은 제어전극(28)의 일부분이 덮여지지 않도록 에미터 전도성 재료의 블랭킷층의 일부분이 베이스 초점조정 구조체(38)에 대한 바람직한 위치에서 제거된 후의 구조체에서 시작한다.

후면 방사(46)를 통과시키는 전기적 비전도성 재료, 통상 전기절연체의 층이 제어전극(28)의 측면 에지의 적어도 비피복 부분에 제공된다. 비전도층은 통상 전극(28)의 이전 비피복 부분과 전극(28)의 그런 부분 사이의 절연층(22)의 부분들을 덮는 블랭킷층이다. 포지티브-톤(positive-tone) 포토레지스트의 바탕 블랭킷층이 비전도층의 상부에 제공된다. 블랭킷 포토레지스트층은 전극(28) 재료 및/또는 비전도층에 의해 피복되지 않는 절연층(22)상에 위치한다.

이제 방사(46, 48)를 사용한 노출이 실행된다. 전극(12, 28)은 다시 그 위에 위치하는 포지티브-톤 포토레지스트의 부분들을 후면 방사(46)로부터 차폐하는 마스크를 형성한다. 비전도층이 방사(46)를 통과시키기 때문에, 이 시점에서 포지티브-톤 포토레지스트를 사용하는 상술한 공정과 대략 동일한 패턴으로 변화된 화학적 구조를 갖는 노출된 포토레지스트가 생성된다. 바탕 포토레지스트층은 노출된 포토레지스트 재료를 제거하기 위해 현상된다. 따라서, 나머지 포토레지스트 부분들은 제어전극(28)의 측면 에지의 부분들을 피복하는 비전도성 재료의 표면의 외측 부분에 수직으로 정렬된 측면 에지를 갖는다.

전기적 비절연성 재료, 통상 전기전도체의 블랭킷층이 이 구조체의 상부에 형성된다. 바탕 포토레지스트층의 나머지 부분들은 그 위에 위치하는 블랭킷 비절연층을 리프트오프하기 위해 제거된다. 블랭킷 비절연층의 나머지는 부분(38M, 38L) 사이의 높이 차이가 또 제거된다는 점을 제외하고 베이스 초점조정 구조체(38)와 실질적으로 동일한 구성의 전기적 비절연성 초점조정 구조체를 형성한다. 비절연성 초점조정 구조체는 제어전극(28)의 측면 에지 부분들을 피복하는 비전도성 재료의 외측 표면 부분들에 수직으로 정렬된 서로 대향하는 측면 열방향 에지 쌍들을 갖는다. 따라서, 초점조정 구조체의 서로 대향하는 측면 열방향 에지 쌍들은 제어전극 에지 부분(28C)과 자기정렬된다. 이들 초점조정 구조체 열방향 에지 쌍에서 대응하는 스위트 스팟(34)의 열방향 에지(34C) 까지의 행방향 간격도 또한 적절히 제어된다.

나머지 비전도성 재료의 일부가 제어전극(28)의 상부 표면 부분들을 피복하면, 이 비전도성 재료 부분을 제거하기 위해 에칭이 실행된다. 제조된 필드 에미터에서, 비절연성 초점조정 구조체는 비전도성 재료 부분 및/또는 열린 공간에 의해 제어전극(28)으로부터 이격된 전자 초점조정 시스템을 형성한다. 비전도성 재료의 일부가 전극(28)으로부터 초점조정 시스템을 분리할 정도로 비전도성 재료의 저항율은 높기 때문에 초점조정 시스템은 전극(28)과 효율적으로 전기절연된다.

주로 전기적 비절연성 재료로 구성되는 초점조정 시스템을 제조하는데 있어서 포지티브-톤 활성 화학산 재료를 사용하는 상술한 공정의 다른 변형은 적어도 제어전극(28)의 측면 에지에 비전도층이 제공된 후의 구조체에서 시작한다. 이 구조체의 상부에 얇은 블랭킷 시드(seed) 금속층이 적층된다. 시드 금속층이 제어전극(28)과 접촉하면, 시드 금속은 통상 제어전극 재료에 대하여 선택적으로 에칭 가능하다. 시드층은 후면 화학산 방사(46)를 거의 통과시키는 특성을 갖는다.

시드 금속층의 상부에 포지티브-톤 포토레지스트의 바탕 블랭킷층이 제공된다. 방사(46, 48)를 사용한 노출이 실행된다. 전극(12, 28)은 바로 그 위에 위치하는 포토레지스트가 후면 방사(46)에 노출되지 않도록 방지하는 마스크를 형성한다. 시드층은 방사(46)를 통과시키기 때문에, 변화된 화학적 구조를 갖는 노출된 포토레지스트는 상술한 2개의 공정 변형과 대략 동일한 패턴을 갖는다.

노출된 포토레지스트 부분들은 현상 단계에서 제거된다. 따라서, 나머지 포토레지스트의 부분들은 또한 제어전극(28)의 측면 에지 부분들을 피복하는 비전도성 재료의 외측 표면 부분들에 수직으로 정렬된 측면 에지를 갖는다. 또한, 제거된 포토레지스트의 위치에서 시드 금속층이 노출된다.

초점 구조체 금속은 나머지 포토레지스트의 패턴화된 개구내에 전기화학적으로 적층되며, 전기화학 증착을 개시하기 위해 노출된 시드 금속을 사용한다. 증착은 초점 구조체 금속이 포토레지스트의 상부에 닿기 전에 중단된다. 나머지 포토레지스트가 제거된 후 노출된 시드 금속이 제거된다. 초점 구조체 금속의 나머지는 직전의 공정 변형과 실질적으로 동일하게 구성된 전기 비절연성 초점조정 구조체, 특히 전기전도성 초점조정 구조체를 형성한다. 따라서, 금속 초점조정 구조체의 서로 대향하는 측면 열방향 에지 쌍들은 제어전극 에지 부분(28C)에 자동정렬된다.

다음에 이 변형에서의 필드 에미터의 공정처리는 상술한 공정 변형과 동일한 방식으로 계속된다. 최종 필드 에미터에서, 금속 초점조정 구조체로 형성된 전자 초점조정 시스템은 열린 공간 및/또는 비전도성 재료의 부분들에 의해 제어전극(28)에서 분리되어 있다. 초점조정 시스템에서 전극(28)을 분리하는 비전도성 재료의 저항율은 충분히 높기 때문에, 초점조정 시스템은 전극(28)과 효율적으로 전기절연된다.

본 전자방출장치의 제조 동안, 한편으로는 제어전극(28) 사이에, 다른 한편으로는 에미터 전극(12) 사이에 단락회로 결점이 발생할 수 있다. 도 6에는 도 1에 도시된 필드 에미터의 일부분의 한 세그먼트내에서 한 제어전극(28)과 한 에미터 전극(12) 사이의 단락회로의 예가 특성적으로 도시되어 있다. 도 6의 단면은 가로장(16) 중 하나를 통해 열방향으로 취해진다. 도시된 단락회로는 도시된 제어전극(28)을 에미터 전극(12)의 도시된 가로장(16)에 연결하기 위해 절연층(22) 및 저항층(20)을 통해 연장되는 전기전도성 재료(50)에 의해 직접 형성된다. 전도성 재료(50)가 열전극(28)과 명확히 구별되는 것으로 도시되어 있지만, 전도성 재료(50)는 전극(28)을 형성하는데 사용된 전도성 재료의 일부로 구성될 수 있다.

경우에 따라서, 소자(24) 세트 중 하나의 전자방출소자(24) 중 하나는 대응하는 게이트부(32)에 전기적으로 연결된다. 저항층(20)이 없으면, 이런 전기접속은 단락회로로 분류될지도 모른다. 그러나, 층(20)이 가로장(16)과 그 위에 위치하는 전자방출소자(24) 사이에 제공하는 높은 저항 때문에, 게이트부(32)에 연결되는 전자방출소자(24) 중 하나 때문에 열전극(28)을 통해 흐를 수 있는 전류의 양은 전도성 재료(50)에 의해 표시되는 것과 같은 직접 단락회로를 통해 흐르는 전류에 비해 매우 작다. 따라서, 게이트부(32)와 전자방출소자(24) 중 하나의 전기접속은 단락회로로 분류되지 않는다.

한 제어전극(28)과 한 에미터 전극(12)의 단락회로가 그 에미터 전극상의 3개의 기본 위치 중 하나에서 발생할 수 있다; (a) 열전극(28) 아래의 가로장(16), (b) 전극(28) 아래의 레일(14) 중 하나의 일부분 및 (c) 전극(28) 아래의 다른 레일(14)의 일부분. 이것은 도 6에 도시된 필드 에미터의 일부분의 한 세그먼트에 대한 부분평면도를 나타내는 도 7에 특성적으로 도시되어 있다. 도 6의 전도성 재료(50)에 대응하는 단락회로 경우 (a)는 도 7의 동그라미를 친 "X"(52)로 표시되어 있다. 레일(14)의 위치에서 단락회로 경우 (b) 및 (c)는 동그라미를 친 "Xs"(54, 56)로 표시되어 있다.

단락회로는 통상 전자방출장치의 제조 후, 그러나 평면 디스플레이를 형성하기 위해 이 장치를 (외벽을 통해) 광방출장치에 밀착하기 전에 전자방출장치를 검사하는 동안 검출된다. 이 단계가 행해졌을 때, 단락회로 결점은 종종 전자방출장치에서 제거될 수 있다. 이것은 종종 단락회로 수복이라 불린다. 단락회로 결점을 제거하거나 수복하는 것은 양호한 평면 디스플레이의 수율을 증가시키며, 따라서 장치 제조 및 검사에 있어서 중요하다.

이상적으로, 단락회로 결점은 성능에 손상을 전혀 입히지 않는 방식으로 제거된다. 그렇지만, 평면 디스플레이가 의도된 방식으로 동작한다면, 디스플레이 성능은 종종 소수의 픽셀 또는 서브픽셀들이 부분적으로 또는 전체적으로 부동작할 때에도 만족할 만하다. 따라서, 디스플레이의 나머지 부분의 동작이 거의 영향을 받지 않고, 제거된 단락회로 결점이 너무 높지 않으면, 픽셀 또는 서브픽셀이 부동작하도록 유발하는 방식으로 단락회로 결점을 제거하는 것이 종종 수용 가능하다.

각 에미터 전극(12)의 사다리 형상은 단락회로 결점이 발생한 위치의 서브픽셀이 때때로 부동작한다는 것을 제외하고 성능에 손상을 입히지 않고 본 필드 에미터에서 단락회로 결점의 제거를 용이하게 한다. 도 7은 단락회로 결점이 어떻게 본 발명의 필드 에미터에서 제거되는지를 이해하는데 도움이 된다.

동그라미 친 "X"(52)에 의해 표시된 위치의 단락회로 결점이 검출되었다고 가정한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 단락회로 결점(52)은 가로장(16)위에 발생한다. 결점(52)은 결점(52)의 반대측면의 가로장(16)의 폭을 완전히 관통하는 한 쌍의 절단부(58, 60)를 형성함으로써 제거된다. 이에 따라서, 절단부(58, 60) 사이의 가로장(16)의 세그먼트는 에미터 전극(12)의 나머지로부터 분리된다.

가로장(16)의 분리된 세그먼트의 위에 위치하는 전자방출소자(24)는 통상 동작불능상태가 된다. 결과로서, 그 가로장(16)을 포함하는 서브픽셀의 일부 또는 전체가 부동작하게 된다. 그러나, 에미터 전극(12)의 나머지의 동작은 그리 영향을 받지 않는다. 레일(14)이 전혀 손상을 입지 않으면, 전극(12) 위의 전자방출소자(24) 세트 모두를 제어하는 전압이 전극(12)의 전장 아래까지 전달될 수 있다.

절단부(58, 60)는 통상 가로장(16)의 단부(16E)에 가까운 소정 위치에 형성된다. 이 경우에, 가로장(16)은 에미터 전극(12)의 나머지로부터 완전히 분리된다. 다음에 단락회로 결점(52)의 제거는 분리된 가로장(16)을 포함하는 전체 서브픽셀의 손실을 초래한다. 또, 레일(14)은 전혀 손상되지 않은 상태를 유지한다. 따라서, 에미터 전극(52)의 나머지의 정상적인 동작은 단락회로 결점(52)의 제거에 의해 그리 영향을 받지 않는다.

편의상, 도 7의 에미터 전극(12)의 2개의 레일(14)을 각각 상부 및 하부 레일이라 하고, 여기서 상부 레일은 도 7의 레일(14) 중 상부의 것이고, 하부 레일은 도 7의 레일(14) 중 하부의 것이다. 이와 같이 정의한 후, 단락회로 결점이 동그라미 친 "X"(54)에서 검출되었다고 가정한다. 단락회로 결점(54)은 열전극(28) 아래의 상부 레일(14)의 일부분에서 발생한다. 결점(14)은 결점(54)을 둘러싸는 에미터 전극(12)의 부분들을 통해 3개의 절단부(58, 62, 64)를 형성함으로써 제거된다. 또, 절단부(58)는 단부(16E)의 상부 근처에 가로장(16)을 통해 형성된다. 절단부(62, 64)는 열전극(28)이 상부 레일(14)위에 위치하는 영역 바로 너머의 결점(54)의 반대측면에 상부 레일(14)을 통해 형성된다. 단락회로 결점이 동그라미 친 "X"(54)로 표시된 위치에서 검출되면, 절단부(62, 64)는 절단부(62, 64)를 구성하기 위해 지정된 위치에 형성될 수 있다.

열전극(28) 아래의 상부 레일(14) 부분은 절단부(58, 62, 64) 때문에 에미터 전극(12)의 나머지로부터 분리된다. 그러나, 레일(14)의 분리된 부분 아래에는 어떤 전자방출소자(24)도 위치하지 않는다. 에미터 전극(12)의 바로 인접하는 서브픽셀 중 어느 하나에서 하부 레일(14)의 한 세그먼트가 유사하게 제거되지 않는다고 가정하면, 상부 레일(14)의 제거된 세그먼트를 포함하는 서브픽셀에 대한 전압이 열전극(28) 아래의 하부 레일(14)의 세그먼트를 통해 제공될 수 있다. 따라서, 서브픽셀은 여전히 동작상태이다. 또한, 이와 같은 방식으로 단락회로 결점(54)을 제거함으로써 에미터 전극(12)의 나머지의 정상적인 동작은 그리 영향을 받지 않는다.

동그라미 친 "X"(56)로 표시된 위치에서 단락회로 결점이 검출된다고 가정하면, 단락회로 결점(54)에 대하여 기술된 것과 대칭적인 제거 절차가 실행된다. 특히, 3개의 절단부(60, 66 및 68)는 단락회로 결점(56)을 둘러싸는 에미터 전극(12)의 부분들을 통해 형성된다. 또, 절단부(60)는 단부(16E)의 하부 근처에 가로장(16)을 통해 형성된다. 절단부(66, 68)는 하부 레일(14) 위에 열전극이 위치하는 영역 바로 너머의 결점(56)의 반대측면에 하부 레일(14)을 통해 형성된다. 62 및 64에 대한 위치와 마찬가지로, 절단부(66, 68)에 대한 위치는 미리 정해질 수 있다.

단락회로 결점(54)과 관련하여 앞에서 제공된 것을 보충하기 위해서, 에미터 전극(12)의 바로 인접하는 서브픽셀 중 어느 하나에서 상부 레일(14)의 한 세그먼트가 유사하게 제거되지 않는다면, 하부 레일(14)의 분리된 부분을 포함하는 서브픽셀은 결점(56)의 제거에도 불구하고 동작상태를 유지한다. 또한, 이런 방식의 단락회로 결점(56)의 제거는 에미터 전극(12)의 나머지의 동작을 그리 영향을 끼치지 않는다.

상술한 방식으로 단락회로 결점(52-56)을 제거하는 것은 열전극(28)의 동작을 그리 영향을 끼치지 않는다. 서브픽셀의 일부 또는 전체의 경우에 따른 손실을 전제로 하면, 디스플레이의 성능은 그리 악화되지 않는다. 레일(14)은 단락회로 결점을 극복하기 위한 여분의 전류/전압 경로를 제공한다.

절단부(58-68)는 초점 에너지, 통상 레이저에 의해 제공된 광학에너지의 빔으로 형성된다. 절단부(62-68)는 전자방출장치의 상부 또는 하부를 통해 형성될 수 있다. 열전극(28)이 절단부(58, 60)에 대한 위치 위에 위치하기 때문에, 절단부(58, 60)은 초점 에너지 빔으로 절단이 행해질 때 장치의 하부를 통해 형성된다.

도 8은 상기 사다리형 에미터 전극이 본 발명에 따라 제조된 전계방출 전자방출장치에서의 단락회로 제거를 간소화하기 위해 어떻게 변형될 수 있는지를 나타내는 평면도이다. 도 8의 평면도는 (a) 에미터 전극(12)이 도 8의 필드 에미터의 에미터 전극(70)으로 대체되고, (b) 열전극(28)이 도 8의 필드 에미터에서 변형되는 것을 제외하고 도 7의 것과 동일하다. 각각의 에미터 전극(70)은 한 쌍의 레일(14)과, 레일(14) 사이에 위치하고, 레일(14)에 수직으로 연장되는 일군의 평행 가로장(17)으로 구성된다. 도 8의 필드 에미터의 레일(14)은 상기한 방식으로 구성된다. 각각의 가로장(72)은 레일(14)에 이음매 없이 결합하는 한 쌍의 단부(72E)를 갖는다.

가로장(72)과 가로장(16)의 차이는 가로장(72)이 단부(72E)에 가깝게 수축된다는 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 가로장(72)은 주부(72M)와 보다 폭이 좁은 부분(72N)으로 구성되고, 주부(72M)는 부분(72N)을 통해 레일(14)에 연결된다. 도 7의 필드 에미터의 에미터 개구(18)는 도 8의 필드 에미터의 에미터 개구(78)로 대체된다. 가로장(72)의 수축 때문에, 각 에미터 개구(74)는 일반적으로 4개의 모서리에 돌출부를 갖는 직사각형이다. 에미터 개구(74)는 에미터 전극(70)에 세로방향으로 맞춰져 있다.

도 8의 전자방출장치에서 단락회로 결점(52-56)을 다양하게 제거하는데 있어서, 절단부(76, 78)는 각각 가로장(72)의 단부(72E) 근처에 수축부(72N)를 통해 형성된다. 절단부(76, 78)는 도 7의 필드 에미터의 절단부(58, 60)보다 짧다. 이러한 차이를 제외하고, 도 8의 필드 에미터에서 단락회로 결점(52-56)을 다양하게 제거하기 위해 절단부(62-68, 74 및 76)를 선택적으로 형성하는 것은 도 7의 필드 에미터에서 결점(52-56)을 제거하기 위해 절단부(58-68)를 선택적으로 형성하는 것과 동일한 방식으로 실행된다.

도 8의 필드 에미터에서, 한 쌍의 다른 개구(80, 82)는 절단부(76, 78)에 대한 소정 위치상의 각각의 열전극(28)을 통해 연장되는 것이 바람직하다. 다른 개구(80, 82)는 도 8의 예에서 가로장(72)의 거의 모든 수축부(72N)상에 위치한다. 초점 에너지 빔을 사용하여, 절단부(76, 78)는 전자방출장치의 상부 또는 하부를 통해 형성될 수 있다. 이에 따라 부가적인 융통성이 제공된다. 또한, 절단부(7, 78)가 필드 에미터의 하부를 통해 형성될 때, 다른 개구(80, 82)의 존재는 가로장(72)을 통한 전극(28)으로의 초점 에너지 빔의 통과 때문에 열전극(28)에서 발생할 수도 있는 손상을 방지하는데 도움을 준다.

본 발명에 따라 제조된 전자방출장치를 포함하는 평면 CRT 디스플레이는 다음과 같이 동작한다. 광방출장치의 애노드는 제어전극(28) 및 에미터 전극(12 또는 70)에 비해 높은 양전위로 유지된다. (a) 선택된 하나의 제어전극(28)과 (b) 선택된 하나의 에미터 전극(12 또는 70) 사이에 적절한 전위가 인가될 때, 그와 같이 선택된 게이트부(32)는 선택된 전자방출소자(24) 세트에서 전자를 추출하고, 생성된 전자 전류의 크기를 제어한다. 바람직한 레벨의 전자 방출은 통상 인가된 게이트-캐소드간 평행 플레이트 전계가 고전압 형광체의 광방출소자에서 측정된 바와 같이 0.1㎃/㎠의 전류밀도에서 20 volt/㎛ 정도에 도달할 때 발생한다. 추출된 전자는 애노드층을 통과하고, 형광영역에 충돌하여 광방출장치의 외부 표면에 가시광을 방출하도록 한다.

"상부", "하부", "상위" 및 "하위"와 같은 방향성 용어들은 본 발명을 기술하는데 있어서 본 발명의 여러 부분들이 어떻게 서로 맞춰지는지를 독자가 보다 용이하게 이해할 수 있도록 하는 기준 구조를 설정하기 위해 사용되었다. 실제 구현에서, 본 전자방출장치의 구성요소들은 여기서 사용된 방향성 용어들이 의미하는 것과는 다른 방향에 위치할 수 있다. 이는 또한 본 발명에 있어서 제조 단계가 실행되는 방법에도 마찬가지로 적용된다. 설명을 용이하게 하기 위해 방향성 용어들이 편의상 사용되었지만, 본 발명은 여기서 사용된 방향성 용어들이 엄밀하게 적용되는 것과는 다른 방향을 갖는 구현들도 포함한다.

본 발명은 특정 실시예를 참조하여 기술되었지만, 이 설명은 단지 설명을 목적으로 한 것이고, 아래에 청구된 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 에미터 전극의 사다리형상은 에미터 전극(70)의 것보다 종래의 사다리형상과 차이가 있을 수 있다. 일반적으로, 각각의 에미터 전극은 막대에 대하여 세로방향으로 위치한 에미터 개구 라인을 갖는 막대형상으로 형상화될 수 있다. 에미터 개구는 개구(18)와 마찬가지로 직사각형보다는 평면형상을 가질 수 있고, 또는 개구(74)와 마찬가지로 대략 직사각형에 가까운 형상을 가질 수 있다. 이 막대는 에미터 개구 라인이 유사하게 휘어지도록 휘어진 중심선을 가질 수 있다.

본 발명의 전자방출장치를 제조하는데 있어서, 특히 베이스 초점조정 구조체(38)가 전도성 초점 코팅(39)을 통해 스페이서 벽과 같은 스페이서와 접촉하는데 사용되지 않을 때, 전면 노출이 제거될 수 있다. 다른 한편으로는, 베이스 구조체(38)를 형성하는데 사용된 화학산 재료에 대해 복수의 전면 노출이 실행될 수 있고, 각각의 전면 노출은 통상 서로 다른 포토마스크를 통해 실행된다. 마찬가지로, 구조체(38)를 형성하는데 사용된 화학산 재료에 대해 복수의 후면 노출이 실행될 수 있다. 이 경우에, 각각의 부가적인 후면 노출은 포토마스크를 통해 실행되고, 2개 이상의 부가적인 후면 노출이 존재할 때에는 통상 서로 다른 포토마스크가 사용된다.

베이스 초점조정 구조체(38)의 형성 동안 에미터 개구(18 또는 74)를 통과하는 후면 화학산 방사의 일부를 차단하는데 있어서 제어전극과 조합하거나 또는 그의 대체물로 사용하기 위한 부가적인 방사 차단 요소들이 절연층(20)위에 제공될 수 있다. 베이스 구조체(38)를 형성하는데 있어서 복수의 화학산 재료층이 사용될 수 있다.

제어전극(28)과 에미터 전극(12 또는 70)에 의해 차단되지 않는 영역을 통한 후면 노출은 초점조정 구조체보다 자기정렬된 구조체를 형성하는데 사용될 수 있다. 전면 노출을 제거하고, 복수의 전면 노출 및/또는 복수의 후면 노출을 사용하며, 복수의 화학산 재료층을 사용하는 것을 포함하는 상기 변형은 특히 상기 다른 구조체를 형성하는데 적용 가능한다. 마찬가지로, 에미터 개구(18 또는 74)를 통과하는 후면 화학산 방사의 일부를 차단하는데 있어서 제어전극(28)과 조합하거나 또는 그의 대체물로 사용하기 위한 부가적인 요소들이 에미터 전극(12 또는 70)위에 제공될 수 있다.

각각의 불투명한 에미터 전극(12 또는 70)은 전극(12 또는 70) 위 또는 아래에 위치한 하나 이상의 투명한 전기전도성 부분들을 포함하는 복합 에미터 전극의 일부일 수 있다. 투명한 에미터 전극 재료는 에미터 개구(18 또는 74)의 적어도 일부분, 통상 전부분을 적어도 부분적으로, 통상 완전히 가로질러 연장된다. 투명한 에미터 전극 재료는 후면 화학산 방사(46)를 거의 통과시킨다. 인듐-주석 산화물은 상기 복합 에미터 전극에서 투명한 전도성 재료로 적합한 전기전도체의 한 예이다.

각각의 에미터 전극(12 또는 70)은 적어도 2개의 레일(14) 사이에 가로장(16)이 존재한다면 3개 이상의 레일(14)을 가질 수 있다. 가로장(16)이 연속하는 3개 이상의 레일(14) 쌍들의 사이에 위치할 때, 에미터 전극(12 또는 70)은 반드시 그리드(grid)가 된다. 다음에, 후면 방사(46)는 전극(12 또는 70)에 대한 상술한 사다리형상의 에미터 개구(18)에 의해 예시된 그리드 개구를 통과한다.

불투명한 에미터 전극(12 또는 70)의 그리드형 버전은 복합 에미터 전극을 형성하기 위해 인듐-주석 산화물과 같은 전기전도성 투명 재료와 결합될 수 있다. 이에 따라 복합 전극은 통상 인듐-주석 산화물에 의해 제공되는 것보다 큰 전기전도율을 가질 수 있다.

레일(14) 중 하나는 각각의 에미터 전극(12 또는 70)에서 제거될 수 있다. 이와 같이 하여 단락회로 수복을 용이하게 하는 레일 여유도가 제거되지만, 그와 같이 변형된 에미터 전극은 여전히 베이스 초점조정 구조체(38)와 같은 자기정렬된 구조체를 형성하기 위한 상기 방식에 사용될 수 있다.

화학산 방사는 UV 광보다는 빛으로 구성되거나 포함할 수 있다. 하나의 예는 IR 광이다. 마찬가지로, 화학산 방사는 빛보다는 방사로 구성되거나 포함할 수 있다. 여러 가지 형태의 화학산 방사가 여러 가지 방사-노출 단계에 사용될 수 있다. 전면 노출 단계 동안, 바탕 화학산층(38P)의 노출된 부분의 화학적 구조는 층(38P)을 포토마스크(47)를 통해 노출하기 보다는 층(38P)을 레이저와 같은 방향성 에너지빔에 선택적으로 노출시킴으로써 변경될 수 있다.

화학산 방사에 노출된 화학산 재료는 중합화 이외의 현상에 의해 화학적 구조가 변경될 수 있다. 이것은 특히 화학산 재료가 포지티브 톤일 때 발생하고, 노출된 화학산 재료는 현상 단계 동안 제거된다. 포지티브-톤 화학산 재료를 사용할 때, 노출된 재료는 통상 수성 베이스 현상기로 제거될 수 있는 산으로 변환된다. 포지티브-톤 화학산 재료를 사용할 때, 현상 단계 후 남아 있는 노출되지 않은 화학산 재료의 특정 측면 에지는 상기한 것을 보상하는 방식으로 제어전극(28)의 세로방향 에지의 일부 또는 전체에 수직으로 정렬된다.

화학산 방사 형태의 변형 및 화학적 구조를 변경하는 방법의 한 예로서, 바탕 화학산층(38P)이 열경화성 중합 재료, 통상 열경화성 플라스틱일 수 있고, 후면 방사(47)는 IR 광으로 구성된다. IR 광에 노출되면, 바탕층(38P)의 노출된 부분은 경화된다. 전면 노출이 필드 에미터의 상부에서 짧은 거리에 위치한 포토마스크를 통해 행해지면, IR 광의 파장은 바람직하지 않은 빛의 산란을 발생할 정도로 길기 때문에, 레이저는 전면 노출을 실행하기 위해 층(46P)상에 선택적으로 주사될 수 있다.

각각의 전자방출소자(24) 세트들은 복수의 소자(24)보다는 다만 하나의 소자(24)로 구성될 수 있다. 복수의 전자방출소자는 절연층(22)을 통해 하나의 개구에 위치할 수 있다. 전자방출소자(24)는 원추형 이외의 형상을 가질 수 있다. 한 예는 필라멘트이고, 다른 예는 다이아몬드 그릿(grit)과 같은 무작위로 형상화된 입자이다.

본 발명의 원리는 다른 형태의 매트릭스-어드레스드 평면 디스플레이에도 적용될 수 있다. 이런 목적의 다른 평면 디스플레이는 매트릭스-어드레스드 플라즈마 디스플레이와 액티브매트릭스 액정 디스플레이를 포함한다. 따라서, 해당 기술분야의 숙련자는 첨부된 특허청구범위에 한정되어 있는 발명의 범위와 취지에서 벗어나지 않고 다양한 변형 및 응용을 구성할 수 있다.

Claims

개별적인 에미터 개구 라인이 통과하며 연장되는 전기전도성 에미터 전극 및

상기 에미터 전극의 서로 다른 연속하는 에미터 개구 쌍 사이에 위치하는 대응하는 표시 영역위에 위치하고, 상기 에미터 전극에 전기적으로 연결된 복수의 횡적으로 분리된 전자방출소자 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 일반적으로 막대로 형상화되고, 상기 에미터 개구 라인은 상기 막대에 대해 세로방향으로 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 에미터 전극은

횡적으로 분리된 대략 평행한 한 쌍의 레일 및

상기 레일 사이에 위치하고, 상기 에미터 전극의 상기 표시 영역 중 대응하는 영역을 포함하는 복수의 횡적으로 분리된 가로장을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 에미터 전극위에 위치하고, 상기 전자방출소자 세트가 위치하는 절연체 개구를 갖는 절연층 및

상기 절연층위에 위치하고, 상기 전자방출소자를 노출시키는 제어 개구를 갖으며, 상기 에미터 전극의 상기 표시 영역 중 서로 다른 대응하는 영역위에 위치하는 제어전극을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 절연층위에 위치하고, 상기 제어전극의 세로방향 에지의 일부분에 수직으로 정렬된 측면 에지를 갖으며, 상기 전자방출소자에서 방출된 전자의 초점을 조정하는 초점조정 시스템을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 5 항에 있어서,

각각의 제어전극은

상기 에미터 전극과 교차하는 주부 및

상기 에미터 전극의 대응하는 표시 영역위에 위치하고, 상기 주부와 접촉하며, 상기 제어 개구의 일부를 포함하여 게이트 개구를 형성하는 게이트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 주부는 상기 게이트부보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 초점조정 시스템은

상기 절연층위에 위치한 전기적 비전도성 베이스 초점조정 구조체 및

상기 베이스 구조체위에 위치하고, 상기 제어전극에서 이격된 전기적 비절연성 초점 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 베이스 초점조정 구조체는 노출된 화학산 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 베이스 초점조정 구조체는 비화학산 전기절연성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 초점조정 시스템은 상기 제어전극에서 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 초점조정 시스템은 기본적으로 전기적 비절연성 초점 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4 항에 있어서,

각각의 제어전극은 세로방향 에지상에서보다 상기 에미터 전극의 대응하는 표시 영역상에서 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 횡적으로 분리된 대략 평행한 한 쌍의 레일과, 이 레일 사이에 위치하고, 상기 레일과 각각 결합하는 한 쌍의 단부를 갖는 복수의 횡적으로 분리된 가로장을 포함하고,

상기 제어전극은 대략 평행하고, 상기 레일과 교차하고, 각각의 제어전극은 적어도 부분적으로 대응하는 가로장위에 위치하고, 한 쌍의 다른 개구가 상기 대응하는 가로장의 단부위로 각각의 제어전극을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14 항에 있어서,

각각의 가로장의 단부는 폭이 수축되는 것을 특징으로 하는 장치.
전기전도성 에미터 전극,

상기 에미터 전극위에 위치하고, 그것과 전기적으로 연결되며, 지정된 횡방향으로 연장되는 라인으로 정렬되는 복수의 횡적으로 분리된 전자방출소자 세트,

(a) 상기 에미터 전극과 교차하고, 상기 전극에 대략 수직으로 볼 때 대응하는 전자방출소자 세트를 횡적으로 둘러싸는 제어 개구에 의해 통과되는 주제어부 및 (b) 상기 제어 개구를 통해 연장되는 게이트부를 포함하고, 상기 에미터 전극과 전기적으로 절연된 복수의 제어전극 및

상기 전자방출소자에 의해 방출된 전자를 초점조정하는 초점조정 시스템을 포함하고,

상기 전자방출소자를 노출시키기 위해 상기 게이트부를 통해 게이트 개구가 연장되고,

상기 제어 개구 위로 각각 상기 초점조정 시스템을 통해 초점 개구가 연장되고, 각각의 제어 개구는 지정된 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구와 대략 중심이 맞춰지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16 항에 있어서,

각각의 제어 개구는 지정된 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구의 길이의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
제 17 항에 있어서,

각각의 제어 개구는 지정된 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구의 길이의 적어도 5%인 것을 특징으로 하는 장치.
제 18 항에 있어서,

각각의 제어 개구는 지정된 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구의 길이의 15-25%인 것을 특징으로 하는 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 주제어부는 상기 게이트부보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 초점조정 시스템은 상기 초점 개구를 부분적으로 한정하고, 상기 제어전극의 세로방향 에지의 일부분에 수직으로 정렬되는 측면 에지를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에미터 전극과 각각의 전자방출소자 세트 사이에 위치한 전기저항성 재료를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
복수의 횡적으로 분리된 전자방출소자 세트가 전기전도성 에미터 전극위에 위치하고, 각각의 전자방출소자 세트가 서로 다른 연속하는 에미터 개구 쌍 사이에 위치한 에미터 전극의 대응하는 표시영역위에 위치하도록 이 전극을 통해 개별적인 에미터 개구 라인이 연장되는 전자방출장치를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 에미터 전극위에 일군의 요소들을 형성하는 단계,

상기 에미터 전극과 상기 요소들 위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

상기 에미터 개구를 통과하여, 상기 에미터 전극 아래로부터 상기 에미터 전극 및 상기 요소들에 부딪히는 후면 화학산 방사에 대해 상기 에미터 전극 및 상기 요소들을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출되지 않는 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부를 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 에미터 전극위에 일군의 요소들을 형성하는 단계,

상기 에미터 전극과 상기 요소들 위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

상기 에미터 개구를 통과하여, 상기 에미터 전극 아래로부터 상기 에미터 전극 및 상기 요소들에 부딪히는 후면 화학산 방사에 대해 상기 에미터 전극 및 상기 요소들을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출된 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부를 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 전자방출장치를 제공하는 단계는 상기 에미터 전극위에 형성된 절연층의 절연체 개구에 상기 전자방출장치를 제공하는 것을 포함하고, 상기 방법은 상기 전자방출장치에 있어서 상기 절연층위에 상기 전자방출장치를 노출하는 제어 개구를 갖는 복수의 제어전극을 설치하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 제 1 표면의 반대측에 제 2 표면을 갖는 플레이트의 제 1 표면위에 제공되고,

상기 방법은

상기 제어전극 및 상기 절연층위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

상기 에미터 개구를 통과하여, 제 2 표면에서 제 1 표면으로 플레이트를 통과하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 에미터 및 상기 제어전극을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출되지 않는 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부를 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27 항에 있어서,

상기 형성 및 상기 제거 단계 사이에, 다른 화학산 방사에 대해 상기 바탕층의 재료를 선택적으로 노출하는 단계를 또한 포함하고, 상기 제거 단계는 상기 후면 및 다른 방사의 어느 것에도 노출되지 않는 상기 바탕층의 재료를 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 항에 있어서,

상기 바탕층의 나머지 노출된 재료는 상기 제어전극의 서로 다른 측면 에지 부분의 적어도 일부분과 수직으로 정렬된 복수의 측면 에지를 갖는 초점조정 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 제 1 표면의 반대측에 제 2 표면을 갖는 플레이트의 제 1 표면위에 제공되고,

상기 방법은

상기 제어전극 및 상기 절연층위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

상기 에미터 개구를 통과하여, 제 2 표면에서 제 1 표면으로 플레이트를 통과하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 에미터 및 제어전극을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출된 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 형성 및 제거 단계 사이에, 다른 화학산 방사에 대해 상기 바탕층의 재료를 선택적으로 노출하는 단계를 또한 포함하고, 상기 제거 단계는 상기 후면 및 다른 방사의 적어도 하나에 노출된 상기 바탕층의 재료를 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 제거 단계 이후에,

상기 바탕층의 나머지 재료의 위 및 상기 바탕층의 재료가 제거된 공간에 다른 층을 형성하는 단계 및

상기 다른 층에 있어서 그 위에 위치하는 재료를 동시에 제거하기 위해 상기 바탕층의 나머지 재료의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 32 항에 있어서,

상기 다른 층의 나머지 재료는 상기 제어전극의 서로 다른 측면 에지 부분의 적어도 일부분과 수직으로 정렬된 복수의 측면 에지를 갖는 초점조정 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 제 1 표면의 반대측에 제 2 표면을 갖는 플레이트의 제 1 표면위에 제공되고,

상기 방법은

상기 제어전극의 적어도 비피복 측면 에지 부분위에 전기적 비전도층을 제공하는 단계,

상기 비전도층 및 상기 제어전극과 상기 절연층의 비피복 영역위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

상기 에미터 개구를 통과하여, 상기 제 2 표면에서 상기 제 1 표면으로 플레이트를 통과하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 에미터 및 제어전극을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계,

상기 후면 방사에 노출된 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부분을 제거하는 단계,

상기 바탕층의 나머지 재료의 위 및 상기 바탕층의 재료가 제거된 공간에 전기적 비절연성의 다른 층을 제공하는 단계 및

상기 다른 층에 있어서 그 위에 위치하는 재료를 동시에 제거하기 위해 상기 바탕층의 나머지 재료의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 34 항에 있어서,

상기 형성 및 제 1 제거 단계 사이에, 다른 화학산 방사에 상기 바탕층의 재료를 선택적으로 노출하는 단계를 또한 포함하고, 상기 제 1 제거 단계는 상기 후면 및 다른 방사의 적어도 하나에 노출된 상기 바탕층의 일부를 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 35 항에 있어서,

상기 다른 층의 나머지 재료는 상기 제어전극과 이격되어 있고, 상기 제어전극의 서로 다른 측면 에지 부분의 적어도 일부분에 자기정렬된 복수의 측면 에지를 갖는 전기적 비절연성 초점조정 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항, 제 33 항 또는 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 초점조정 구조체는 전기적 비전도성이고, 상기 방법은 상기 초점조정 구조체위에 전기적 비절연성 초점 코팅을 형성하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 항, 제 31 항 또는 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다른 방사는 상기 바탕층의 위로부터 상기 바탕층으로 부딪히는 전면 방사를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 횡적으로 분리된 대략 평행한 한 쌍의 레일 및 이 레일 사이에 위치하고, 상기 레일에 각각 결합하는 한 쌍의 단부를 갖는 복수의 횡적으로 분리된 가로장을 포함하고, 상기 제어전극은 서로 대략 평행하게 연장되며, 각각의 제어전극은 적어도 부분적으로 대응하는 가로장위에 위치하며, 상기 방법은

상기 에미터 전극과 어느 한 제어전극 사이에 단락회로 결점이 존재하는지를 판단하기 위해 상기 전자방출장치를 검사하는 단계 및

적어도 하나의 가로장을 선택적으로 절단하고, 필요에 따라 상기 단락회로 결점을 제거하기 위해 레일 하나를 절단하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서,

특정한 단락회로 결점이 지정된 하나의 가로장의 한 위치에서 발생한다고 판단하면, 상기 절단 단계는 상기 특정한 단락회로 결점의 반대측에 지정된 가로장을 가로질러 한 쌍의 절단부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서,

특정한 단락회로 결점이 지정된 하나의 제어전극 아래의 한 위치에 있어서 지정된 하나의 레일에서 발생한다고 판단하면, 상기 절단 단계는 (a) 상기 지정된 가로장을 가로질러 절단부를 형성하는 단계 및 (b) 상기 지정된 가로장이 사이에 위치하는 한 쌍의 에미터 개구를 개방하기 위해 상기 특정한 단락회로 결점의 반대측에 상기 지정된 레일을 가로질러 한 쌍의 절단부를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제 39 항에 있어서,

상기 절단 단계는 상기 에미터 전극 아래에서 상기 에미터 전극의 적어도 하나의 선택된 부분에 부딪히도록 에너지빔을 인도하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서,

한 쌍의 다른 개구가 대응하는 가로장의 단부위에서 각각의 제어전극을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 절단 단계는 상기 다른 개구의 적어도 하나를 통과하여, 상기 에미터 전극의 적어도 하나의 선택된 부분에 충돌하도록 에너지빔을 인도하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 절단 단계는 상기 에미터 전극 아래로부터 상기 에미터 전극의 적어도 하나의 선택된 부분에 충돌하도록 에너지빔을 인도하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절단 단계는 레이저를 사용하여 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
소정의 측면 방향으로 연장되는 라인에 정렬되는, 복수의 횡적으로 분리된 전자방출소자 세트들이 위에 놓이고, 전기전도성 에미터 전극에 전기적으로 결합되며, (a) 상기 에미터 전극과 교차하고, 제어전극에 수직으로 볼 때, 대응하는 하나의 전자방출소자 세트를 횡적으로 둘러싸는 제어 개구가 통과하는 주제어부 및 (b) 상기 제어 개구를 가로질러 연장되는, 상기 전자방출소자를 노출하기 위해 연장되는 게이트 개구를 갖는 게이트부를 포함하는 복수의 제어전극이 상기 에미터 전극과 이격되어 있는 전자방출 구조체를 제공하는 단계,

상기 제어전극위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계 및

상기 제어 개구가 소정 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구와 대략 중심이 맞춰지도록 상기 제어 개구위에 복수의 초점 개구가 관통된 베이스 초점조정 구조체를 형성하기 위해 상기 바탕층을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 47 항에 있어서,

상기 처리 단계는

상기 전극 아래로부터 상기 바탕층에 충돌하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 전극을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 바탕층의 나머지 재료를 통하여 상기 초점 개구를 형성하기 위해 상기 후면 방사에 노출되지 않는 상기 바탕층의 재료를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 48 항에 있어서,

상기 처리 단계는 상기 제거 단계 이전에 상기 바탕층위로부터 상기 바탕층에 충돌하는 전면 화학산 방사에 대해 상기 바탕층의 재료를 선택적으로 노출하는 단계를 포함하고,

상기 제거 단계는 상기 후면 및 전면 방사의 어느 것에도 노출되지 않는 상기 바탕층의 재료를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 49 항에 있어서,

상기 바탕층의 나머지 재료는 전기적 비전도성이고, 상기 베이스 초점조정 구조체의 적어도 일부분을 형성하며, 상기 방법은 상기 베이스 초점조정 구조체위에 전기적 비절연성 코팅을 형성하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 47 항에 있어서,

상기 처리 단계는

상기 전극 아래로부터 상기 바탕층에 충돌하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 전극을 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출된 상기 바탕층의 재료를 제거하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 51 항에 있어서,

상기 처리 단계는 상기 제거 단계 이전에 상기 바탕층 위로부터 상기 바탕층에 충돌하는 전면 화학산 방사에 상기 바탕층의 재료를 선택적으로 노출하는 단계를 포함하고,

상기 제거 단계는 상기 후면 및 전면 방사의 적어도 하나에 노출된 상기 바탕층의 재료를 제거하는 단계를 포함하며,

상기 처리 단계는 상기 제거 단계 이후에 (a) 상기 바탕층의 나머지 재료의 위 및 상기 바탕층의 재료가 제거된 공간에 다른 층을 형성하는 단계 및 (b) 상기 다른 층에 있어서 그 위에 위치하는 재료를 동시에 제거하고, 상기 다른 층의 나머지 재료를 통해 상기 초점 개구를 형성하기 위해 상기 바탕층의 나머지 재료를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 48 항 또는 제 52 항에 있어서,

개별적인 에미터 개구 라인은 대략 소정 방향으로 에미터 전극을 통해 연장되고, 상기 후면 방사는 상기 에미터 개구를 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 47 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,

각각의 제어 개구는 소정 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구의 길이의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서,

각각의 제어 개구는 소정 방향으로 그 위에 위치하는 초점 개구의 길이의 15-25%인 것을 특징으로 하는 방법.
세그먼트 개구가 연장되는 복수의 횡적으로 분리된 방사 차단 세그먼트의 위에 일군의 방사 차단 요소를 형성하는 단계,

상기 세그먼트 및 요소들의 위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

세그먼트 개구를 통과하여, 상기 세그먼트 아래로부터 상기 세그먼트 및 요소에 충돌하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 세그먼트 및 상기 요소를 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출되지 않는 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
복수의 횡적으로 분리된 방사 차단 세그먼트의 위에 일군의 방사 차단 요소를 형성하는 단계,

상기 세그먼트 및 요소들 위에 화학산 재료의 바탕층을 형성하는 단계,

세그먼트 개구를 통과하여, 상기 세그먼트 아래로부터 상기 세그먼트 및 요소에 충돌하는 후면 화학산 방사에 대해 상기 세그먼트 및 요소를 포함하는 마스크에 의해 차단되지 않는 상기 바탕층의 재료를 후면 노출하는 단계 및

상기 후면 방사에 노출된 상기 바탕층의 재료의 적어도 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 56 항 또는 제 57 항에 있어서,

상기 방사 차단 세그먼트는 전자방출장치의 에미터 전극을 포함하고,

상기 방사 차단 요소는 상기 장치의 제어전극을 포함하며, 상기 제어전극은 상기 에미터 전극과 교차하는 것을 특징으로 하는 방법.