KR20010017511A - Field Emission Display and Method thereof - Google Patents
Field Emission Display and Method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010017511A KR20010017511A KR1019990033062A KR19990033062A KR20010017511A KR 20010017511 A KR20010017511 A KR 20010017511A KR 1019990033062 A KR1019990033062 A KR 1019990033062A KR 19990033062 A KR19990033062 A KR 19990033062A KR 20010017511 A KR20010017511 A KR 20010017511A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photosensitive resin
- photosensitive
- insulating layer
- focusing
- field emission
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/46—Control electrodes, e.g. grid; Auxiliary electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/88—Mounting, supporting, spacing, or insulating of electrodes or of electrode assemblies
- H01J1/96—Spacing members extending to the envelope
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
- H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
Abstract
Description
본 발명은 전계 방출 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 에미터의 손상과 팁영역의 오염을 최소화하도록 한 전계 방출 표시장치의 포커싱 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전계 방출 표시장치의 스페이서 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a field emission display device, and more particularly, to a focusing element of a field emission display device and a method of manufacturing the field emission display device to minimize damage to an emitter and contamination of a tip region. The present invention also relates to a spacer of a field emission display device and a manufacturing method thereof.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel : PDP) 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes (CRTs). Such flat panel displays include a liquid crystal display (LCD), a field emission display (hereinafter referred to as "FED"), and a plasma display panel (PDP).
FED는 첨예한 음극(에미터)에 고전계를 집중해 양자역학적인 터널(Tunnel) 효과에 의하여 전자를 방출하는 냉음극을 이용하여 음극선관과 같이 전자빔에 의해 형광체를 여기시켜 발광하게 함으로써 화상을 표시하게 된다.The FED uses a cold cathode, which concentrates a high field on a sharp cathode (emitter) and emits electrons by a quantum mechanical tunnel effect, thereby exciting the phosphor by an electron beam like a cathode ray tube to emit light. Will be displayed.
도 1을 참조하면, 애노드전극(4) 및 형광체(6)가 적층된 상부 유리기판(2)과, 전계방출 어레이(32)가 형성된 하부 유리기판(8)을 구비한 FED가 도시되어 있다. 전계방출 어레이(32)는 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 캐소드전극(10) 및 저항층(12)과, 저항층(12) 상에 형성되는 에미터(22) 및 게이트 절연층(14)과, 게이트 절연층(14) 상에 형성되는 게이트전극(16)과, 게이트전극(16) 상에 형성되는 포커싱 절연층(18)과, 포커싱 절연층(18) 상에 형성되는 포커싱전극(20)이 포함된다. 캐소드전극(10)은 에미터(22)에 전류를 공급하게 되며, 저항층(12)은 캐소드전극(10)으로부터 에미터(22) 쪽으로 인가되는 과전류를 제한하여 에미터(22)에 균일한 전류를 공급하는 역할을 하게 된다. 게이트절연층(14)은 캐소드전극(10)과 게이트전극(16) 사이를 절연하게 된다. 게이트전극(16)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다. 포커싱전극(20)은 인출된 전자의 행로를 제어하는 역할을 하게 된다. 포커싱 절연층(18)은 포커싱전극(20)과 게이트전극(16) 사이를 절연하게 된다.Referring to FIG. 1, there is shown a FED having an upper glass substrate 2 on which an anode electrode 4 and a phosphor 6 are stacked, and a lower glass substrate 8 on which a field emission array 32 is formed. The field emission array 32 includes a cathode electrode 10 and a resistive layer 12 formed on the lower glass substrate 8, an emitter 22 and a gate insulating layer 14 formed on the resistive layer 12. ), A gate electrode 16 formed on the gate insulating layer 14, a focusing insulating layer 18 formed on the gate electrode 16, and a focusing electrode formed on the focusing insulating layer 18 ( 20). The cathode electrode 10 supplies a current to the emitter 22, and the resistive layer 12 limits the overcurrent applied from the cathode electrode 10 toward the emitter 22 to uniform the emitter 22. It serves to supply current. The gate insulating layer 14 insulates between the cathode electrode 10 and the gate electrode 16. The gate electrode 16 is used as an extraction electrode for extracting electrons. The focusing electrode 20 controls the path of the extracted electrons. The focusing insulating layer 18 insulates between the focusing electrode 20 and the gate electrode 16.
캐소드전극(16)에 부극성(-)의 고전압이 인가되고 애노드전극(4)에 정극성(+)의 애노드전압이 인가되며, 게이트전극(16)에 정극성(+)의 전압이 인가되면 에미터(22)로부터 전자빔(30)이 방출되어 애노드전극(4) 쪽으로 가속된다. 이 때, 부극성(-)의 전압이 포커싱전극(20)에 인가되면 전자빔(30)은 목표 애노드전극(4) 및 형광체(6) 쪽으로 집속된다. 전자빔(30)이 형광체(6)에 충돌하여 형광체(6)를 여기시키게 되면 형광체(6)는 천이되면서 적색·녹색·청색 중 어느 한 색의 가시광을 방출하게 된다.When a high voltage of negative polarity (-) is applied to the cathode electrode 16, a positive anode voltage is applied to the anode electrode 4, and a positive voltage (+) is applied to the gate electrode 16. The electron beam 30 is emitted from the emitter 22 and accelerated toward the anode electrode 4. At this time, when a negative voltage (−) is applied to the focusing electrode 20, the electron beam 30 is focused toward the target anode electrode 4 and the phosphor 6. When the electron beam 30 impinges on the phosphor 6 to excite the phosphor 6, the phosphor 6 transitions and emits visible light of any one of red, green, and blue colors.
위에서 알 수 있는 바, 포커싱전극(20)은 특정 화소(Pixel) 또는 부화소(Sub-pixel) 내의 에미터(22)로부터 방출된 전자빔(30)이 목표 형광체(6)에 충돌하도록 전자빔의 비행경로를 제어하는 역할을 하게 된다. 다시 말하여, 포커싱전극(20)은 방출된 전자빔(30)이 게이트전극(16) 쪽으로 누설되거나 목표 애노드전극(4)이 아닌 인접한 애노드전극(4) 쪽으로 비행하여 색순도 또는 휘도를 떨어 뜨리게 되는 것을 방지하게 된다.As can be seen from above, the focusing electrode 20 can fly the electron beam such that the electron beam 30 emitted from the emitter 22 in a specific pixel or sub-pixel impinges on the target phosphor 6. It will control the path. In other words, the focusing electrode 20 may cause the emitted electron beam 30 to leak toward the gate electrode 16 or fly toward the adjacent anode electrode 4 instead of the target anode electrode 4 to reduce color purity or luminance. Will be prevented.
방출면적이 5″이하의 FED에 있어서는 위와 같은 포커싱에 의존하지 않고도 정상적인 동작이 가능하지만, 고밀도·고화질로 갈수록, 특히 10″이상으로 대면적화될수록 색순도가 떨어지는 것을 방지하기 위하여 포커싱이 반드시 필요하게 된다.For FEDs with an emission area of 5 ″ or less, normal operation is possible without relying on focusing as described above, but focusing is necessary to prevent the color purity from decreasing as the density gets higher and higher, especially when the area becomes larger than 10 ″. .
포커싱전극(20)은 도 1과 같이 대략 60μm의 폴리이미드(Polyimide)를 포커싱 절연층(18)으로 이용하여 게이트전극(16)과의 높이차를 유지하게 된다.As shown in FIG. 1, the focusing electrode 20 maintains a height difference from the gate electrode 16 by using polyimide having a thickness of about 60 μm as the focusing insulating layer 18.
이에 따라, 폴리이미드 후막이 포커싱 절연층(18)으로 사용된다. 이 포커싱 절연층(18)은 포커싱 절연층(18)을 가능한 한 게이트전극(16)으로부터 높게 이격시켜야할 뿐 아니라 아웃개싱(outgasing)을 유발해서는 안된다. FED는 높은 진공도를 유지해야 하기 때문에 포커싱 절연층(18) 내에 흡착되어 있던 원치 않는 기체 방출에 의해 아웃개싱(outgasing)이 발생되면 진공도가 떨어지게 되므로 소자성능이 저하된다.Thus, a polyimide thick film is used as the focusing insulating layer 18. This focusing insulating layer 18 should not only focus the insulating insulating layer 18 as high as possible from the gate electrode 16, but also should not cause outgasing. Since the FED must maintain a high degree of vacuum, if outgasing occurs due to the release of unwanted gas adsorbed in the focusing insulating layer 18, the degree of vacuum is lowered, and thus device performance is degraded.
도 2a 내지 도 2d는 폴리이미드를 이용한 포커싱 절연층의 제조방법을 단계적으로 나타낸다.2A to 2D show step by step a method of manufacturing a focusing insulating layer using polyimide.
도 2a와 같이 캐소드전극(10), 저항층(12), 게이트 절연층(14), 게이트전극(16) 및 에미터(22)을 포함한 전계 방출 어레이(32)를 하부 유리기판(8) 상에 형성하게 된다. 이와 같은 전계 방출 어레이(32) 상에 도 2b와 같이 대략 50∼60 μm의 두께로 감광성 폴리이미드(34)가 도포된다. 감광성 폴리이미드(34)는 팁영역(23) 내에도 충진된다. 이 감광성 폴리이미드(34)는 표면이 평탄하게 되어야만 후공정에서 포커싱전극(20)이 균일한 높이로 증착될 수 있다. 도 2c에서, 도포된 감광성 폴리이미드(34)는 화소 또는 부화소 단위로 건식 또는 습식 에칭되어 페터닝된다. 패터닝된 감광성 폴리이미드는 포커싱 절연층(18)이 된다. 그 다음, 도 2d와 같이 화소 내로 전극물질이 증착되는 것을 방지하기 위하여 직진성을 가진 증착기(evaporator)를 이용하여 전극물질을 포커싱 절연층(18)의 상단부에 진공 증착시키게 된다. 이 때, 전극물질은 하부 유리기판(8)에 대하여 수직으로 증착된 후, 약 70∼80° 기울여 증착된다. 이에 따라, 전극물질은 포커싱 절연층(18)의 상면과 상단부 측면에 증착된다. 증착된 전극물질은 포커싱전극(20)이 된다.As shown in FIG. 2A, the field emission array 32 including the cathode electrode 10, the resistive layer 12, the gate insulating layer 14, the gate electrode 16, and the emitter 22 is disposed on the lower glass substrate 8. To form. On this field emission array 32, a photosensitive polyimide 34 is applied to a thickness of approximately 50 to 60 mu m as shown in FIG. 2B. The photosensitive polyimide 34 is also filled in the tip region 23. The photosensitive polyimide 34 must be flattened so that the focusing electrode 20 can be deposited at a uniform height in a later process. In FIG. 2C, the applied photosensitive polyimide 34 is dry or wet etched and patterned in pixel or subpixel units. The patterned photosensitive polyimide becomes a focusing insulating layer 18. Next, in order to prevent the electrode material from being deposited into the pixel as shown in FIG. 2D, the electrode material is vacuum deposited on the upper end of the focusing insulating layer 18 using an evaporator having a straightness. At this time, the electrode material is deposited vertically with respect to the lower glass substrate 8, and then deposited at an angle of about 70 to 80 degrees. Accordingly, electrode material is deposited on the top and top sides of the focusing insulating layer 18. The deposited electrode material becomes the focusing electrode 20.
그러나 감광성 폴리이미드(34)가 팁영역(23)내에까지 모두 도포되기 때문에 폴리이미드 에칭시 에미터(22)가 손상되기 쉽고 팁영역(23) 내의 유기물이 쉽게 제거되지 않는 문제점이 있다. 이는 폴리이미드의 특성에 기인한 것으로, 폴리이미드는 저항층 재료로서 비저항이 큰 장점이 있는 반면에, 습식에칭이 어려운 특성이 있다. 이와 같은 특성에 기인하여 건식에칭을 하게 되면 에미터(22)가 손상될 수 있으며, 또한 종래의 포커싱 절연층의 제조방법으로는 유기물이 쉽게 제거되지 않기 때문에 진공도를 높은 수준으로 유지시키기가 어렵게 된다.However, since all of the photosensitive polyimide 34 is applied to the tip region 23, the emitter 22 is easily damaged when the polyimide is etched, and organic matter in the tip region 23 is not easily removed. This is due to the characteristics of the polyimide, while polyimide has the advantage of high resistivity as the resistive layer material, while wet etching is difficult. Due to this characteristic, the dry etching may damage the emitter 22, and it is difficult to maintain a high degree of vacuum because organic matter is not easily removed by a conventional method of manufacturing a focusing insulating layer. .
또한, 폴리이미드(34) 내에 포함된 유기물은 패널이 완성된 상태에서 아웃개싱의 원인으로 작용하게 된다. 이러한 아웃게싱은 에미터(22)를 산화시켜 에미터(22)의 수명을 단축시키게 된다.In addition, the organic material included in the polyimide 34 serves as a cause of outgassing in the completed state of the panel. This outgassing oxidizes the emitter 22 and shortens the lifetime of the emitter 22.
따라서, 본 발명의 목적은 에미터의 손상과 팁영역의 오염을 최소화하도록 한 전계 방출 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a field emission display device and a method of manufacturing the same to minimize damage to the emitter and contamination of the tip area.
도 1은 전계 방출 표시장치를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a field emission display.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 포커싱 절연층의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.2A to 2D are diagrams illustrating a method of manufacturing the focusing insulating layer illustrated in FIG. 1 in stages.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 포커싱 절연층 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.3A to 3D are steps illustrating a method for manufacturing a focusing insulating layer of a field emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 도 3c의 2 단계 가열단계에서의 온도 변화를 나타내는 온도 특성도.4 is a temperature characteristic diagram showing a temperature change in the two-stage heating step of FIG. 3C.
도 5는 도 3c의 2단계 가열단계 중, 디그러데이션(degradation) 온도로 가열될 때의 감광성 포토레지스터 패턴를 나타내는 실제 이미지.FIG. 5 is an actual image showing a photosensitive photoresist pattern when heated to a degradation temperature during the two stage heating step of FIG. 3C.
도 6a 및 도 6b는 도 3c의 2 단계 가열단계 후의 감광성 포토레지스터 패턴을 나타내는 실제 이미지.6A and 6B are actual images showing the photosensitive photoresist pattern after the two-stage heating step of FIG. 3C.
도 7은 도 3d의 전극 증착 단계에서의 포커싱 전극과 전계 방출 어레이를 나타내는 실제 이미지.7 is an actual image showing the focusing electrode and the field emission array in the electrode deposition step of FIG. 3d.
도 8은 도 3d의 전극 증착 단계 후의 하나의 부화소를 나타내는 실제 이미지.FIG. 8 is an actual image showing one subpixel after the electrode deposition step of FIG. 3d. FIG.
도 9는 도 3d의 전극 증착 단계 후의 팁영역을 나타내는 실제 이미지.9 is an actual image showing the tip region after the electrode deposition step of FIG. 3d.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출소자의 스페이서를 나타내는 단면도.10 is a cross-sectional view showing a spacer of a field emission device according to an embodiment of the present invention.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
2 : 상부 유리기판 4 : 애노드전극2: upper glass substrate 4: anode electrode
6 : 형광체 8 : 하부 유리기판6: phosphor 8: lower glass substrate
10 : 캐소드전극 12 : 저항층10 cathode electrode 12 resistive layer
14 : 게이트 절연층 16 : 게이트전극14 gate insulating layer 16 gate electrode
18 : 포커싱 절연층 20 : 포커싱전극18: focusing insulating layer 20: focusing electrode
22 : 에미터 23 : 팁영역22 emitter 23 tip area
32 : 전계 방출 어레이 34 : 감광성 폴리이미드32: field emission array 34: photosensitive polyimide
40 : 감광성 포토레지스터 50 : 스페이서용 포토레지서터40: photosensitive photoresist 50: photoresistor for spacer
52 : 스페이서용 산화물계 박막52: oxide thin film for spacer
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치는 후막 감광성 수지로 이루어진 포커싱 절연층을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the field emission display device according to the present invention is characterized in that it comprises a focusing insulating layer made of a thick film photosensitive resin.
본 발명에 따른 전계 방출 표시장치는 후막 감광성 수지로 이루어진 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 한다.The field emission display device according to the present invention is characterized by having a spacer made of a thick film photosensitive resin.
본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 제조방법은 기판 상에 감광성 수지를 형성하는 단계와, 감광성 수지를 패터닝하는 단계와, 기판과 감광성 수지 사이의 밀착력이 증대됨과 아울러 감광성 수지내에 포함된 휘발성분이 제거되게끔 완충 단계가 포함된 가열온도로 감광성 수지를 가열함으로써 포커싱 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a field emission display device according to the present invention includes forming a photosensitive resin on a substrate, patterning the photosensitive resin, increasing adhesion between the substrate and the photosensitive resin, and removing volatile components contained in the photosensitive resin. And forming a focusing insulating layer by heating the photosensitive resin to a heating temperature including a buffering step.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 10.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 포커싱 소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.3A to 3D are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing a focusing element of a field emission display device according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 도 3a와 같이 전계 방출 어레이(32)가 형성된 하부 유리기판(8)을 마련한다. 이와 같은 전계 방출 어레이(32) 상에 도 3b와 같이 대략 100∼120 μm의 두께로 감광성 포토레지스터(Photosensitive photoresistor)(40)가 스핀코팅에 의해 표면이 평탄하게 전면 도포된다.First, as shown in FIG. 3A, a lower glass substrate 8 having a field emission array 32 is provided. On this field emission array 32, a photosensitive photoresistor 40 is coated on the entire surface by spin coating with a thickness of approximately 100 to 120 µm as shown in FIG. 3B.
감광성 포토레지스터(40)로는 "IBM"사에서 개발되어 "SU-8"이라 불리는 감광성 네가티브-톤 포토레지스터(Photosensitive negative-tone photoresistor)가 바람직하다. 이 감광성 네가티브-톤 포토레지스터는 후막 형성이 용이함과 아울러 네가티브 에칭에 의해 쉽게 제거되는 특성이 있다. 감광성 네가티브-톤 포토레지스터는 일반적으로 마이크로머시닝(micromachining)과 패킹(Packing) 분야에 적요되고 있다. 이 경우, 미세 구조물 또는 부품 등을 성형하기 위한 금형(mold)으로 이용되거나 단순 보조부재로 이용되고 있다.As the photosensitive photoresist 40, a photosensitive negative-tone photoresistor developed by "IBM" and called "SU-8" is preferable. This photosensitive negative-tone photoresist has a characteristic of being easy to form a thick film and easily removed by negative etching. Photosensitive negative-tone photoresistors are generally used in micromachining and packing applications. In this case, it is used as a mold (mold) for molding a microstructure or parts, or is used as a simple auxiliary member.
도포된 감광성 포토레지스터(40)는 특성이 변하지 않고 균일한 두께를 유지할 수 있도록 대략 90∼95℃에서 소프트-베이킹(Soft-baking)된다. 그리고 감광성 포토레지스터(40) 상에 포커싱 절연층 위치가 마스킹되게 끔 마스크 패턴(42)이 형성된 후, 감광성 포토레지스터(40)는 자외선(UV)에 의해 노광된 다음, 소정 온도에서 포스트 익스포져 베이킹(Post exposure baking)된다. 그러면 3`감광성 포토레지스터(40)의 미노광부분은 크로스링크(Cross link)에 의해 분자간 결합력이 강해지는 반면 노광부분은 분자간 결합력이 약해지게 된다. 이어서, 도 3c와 같이 마스크패턴(42)을 제거한 후, 습식에칭 또는 건식에칭으로 감광성 포토레지스터(40)를 현상(Develop)하여 노광부분을 제거하게 된다. 이 때, 팁영역(23)에 충진된 감광성 포토레지스터(40)의 노광부분도 제거된다. 그리고 감광성 포토레지스터의 미노광부분(40a)을 대략 100∼200℃에서 큐링(Curing 또는 hard-baking)한 후, 도 4와 같이 2 단계로 가열하여 미노광부분 내에 포함된 휘발성분을 완전히 제거시키게 된다. 이는 감광성 포토레지스터 패턴(40a)과 게이트전극(16) 사이의 밀착력과 감광성 포토레지스터 패턴(40a)의 열적 안정성을 증대시킴으로써 400∼500℃의 고온 공정인 상부기판과 하부기판 실링(Sealing) 공정에서도 감광성 포토레지스터 패턴(40a)의 두께가 30∼60 μm를 유지함과 아울러 형상변형을 최소화하기 위함이다. 또한, 고온공정에서도 감광성 포토레지스터 패턴(40a)이 하부 유리기판(8)과의 응력으로 인한 분리되지 않도록 하며, 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8) 사이에는 높은 진공도를 유지해야 하므로 감광성 포토레지스터 패턴(40a)에 포함된 휘발성분을 완전히 제거시켜 아웃개싱을 방지하기 위함이다.The applied photosensitive photoresist 40 is soft-baked at approximately 90-95 ° C. to maintain a uniform thickness without changing its properties. After the mask pattern 42 is formed so that the focusing insulating layer position is masked on the photosensitive photoresist 40, the photosensitive photoresist 40 is exposed to ultraviolet light (UV) and then post-exposure baking at a predetermined temperature. Post exposure baking. Then, the unexposed portion of the 3 ′ photosensitive photoresist 40 becomes stronger intermolecular bonding force by the cross link, while the intermolecular bond strength is weakened. Subsequently, after removing the mask pattern 42 as illustrated in FIG. 3C, the photosensitive photoresist 40 is developed by wet etching or dry etching to remove the exposed portion. At this time, the exposed portion of the photosensitive photoresist 40 filled in the tip region 23 is also removed. Then, the unexposed portion 40a of the photosensitive photoresist is cured or hard-baked at approximately 100 to 200 ° C., and then heated in two steps as shown in FIG. 4 to completely remove volatile components contained in the unexposed portion. do. This increases the adhesion between the photosensitive photoresist pattern 40a and the gate electrode 16 and the thermal stability of the photosensitive photoresist pattern 40a, so that the upper substrate and the lower substrate sealing process, which is a high temperature process of 400 to 500 ° C. This is to minimize the shape deformation while maintaining the thickness of the photosensitive photoresist pattern 40a is 30 ~ 60 μm. In addition, since the photosensitive photoresist pattern 40a is not separated from the stress due to the stress on the lower glass substrate 8 even at a high temperature process, a high degree of vacuum must be maintained between the upper glass substrate 2 and the lower glass substrate 8. This is to prevent outgassing by completely removing volatile components included in the photosensitive photoresist pattern 40a.
2 단계 열처리는 도 4와 같이 먼저, 큐링한 상태까지 감광성 포토레지스터 패턴(40a)의 두께와 형상이 유지되게끔 감광성 포토레지스터 패턴(40a)을 디그러데이션(degradation) 온도인 약 380℃에서 20분간 가열한 다음, 최종 버닝(Burning) 온도인 약 480℃에서 감광성 포토레지스터 패턴(40a)을 가열하여 휘발성분을 완전히 제거하게 된다. 이 때, 가열속도는 약 3∼4℃/min의 속도를 유지하여야 한다. 이 보다 가열속도가 빠르게 되면 감광성 포토레지스터 패턴(40a)이 응력을 견디지 못하고 하부 유리기판(8)으로부터 떨어지게 된다. 이와 같은 2 단계 열처리로 감광성 포토레지스터 패턴(40a)을 가열하게 되면 최초 두께에서 약 50%, 최초 폭에서 약 10∼15% 정도 감소된 두께와 폭을 가지는 포커싱절연층(18)이 완성된다.In the two-step heat treatment, first, the photosensitive photoresist pattern 40a is maintained at about 380 ° C. for 20 minutes so that the thickness and shape of the photosensitive photoresist pattern 40a are maintained until the cured state. After the heating, the photosensitive photoresist pattern 40a is heated at about 480 ° C., which is the final burning temperature, to completely remove volatile components. At this time, the heating rate should be maintained at a rate of about 3 ~ 4 ℃ / min. If the heating rate is higher than this, the photosensitive photoresist pattern 40a does not endure the stress and falls from the lower glass substrate 8. When the photosensitive photoresist pattern 40a is heated by the two-step heat treatment, the focusing insulating layer 18 having a thickness and a width reduced by about 50% from the initial thickness and about 10 to 15% from the initial width is completed.
마지막으로, 도 3d와 같이 직진성을 가진 증착기(evaporator)를 이용하여 전극물질(Al, Cr, Mo, Nb 등의 금속 전도체)을 포커싱 절연층(18)의 상단부에 진공 증착시키게 된다. 이 때, 전극물질은 하부 유리기판(8)에 대하여 수직으로 증착된 후, 약 70∼80° 기울여 증착된다. 이에 따라, 전극물질은 포커싱 절연층(18)의 상면과 상단부 측면에 증착된다. 증착된 전극물질은 포커싱전극(20)이 된다.Finally, the electrode material (metal conductors such as Al, Cr, Mo, Nb, etc.) is vacuum deposited on the upper end of the focusing insulating layer 18 using an evaporator having a straightness as shown in FIG. 3D. At this time, the electrode material is deposited vertically with respect to the lower glass substrate 8, and then deposited at an angle of about 70 to 80 degrees. Accordingly, electrode material is deposited on the top and top sides of the focusing insulating layer 18. The deposited electrode material becomes the focusing electrode 20.
한편, 감광성 포토레지스터 패턴(40a)의 버닝 후에도 아웃개싱이 발생될 수 있다면 버닝 후에 감광성 포토레지스터 패턴(40a) 표면에 산화물계 화합물 등으로 보호막을 성막할 수도 있다.On the other hand, if outgassing can occur even after the photosensitive photoresist pattern 40a is burned, a protective film may be formed on the surface of the photosensitive photoresist pattern 40a with an oxide compound or the like after the burning.
도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 포커싱 소자의 제조방법을 실제로 적용하여 각 공정별로 전자현미경에 의해 확대 촬영된 이미지를 나타낸다.5 to 9 show images magnified by an electron microscope for each process by actually applying the method of manufacturing a focusing device according to the present invention.
도 5는 2단계 열처리 중, 디그러데이션(degradation) 온도에서 감광성 포토레지스터 패턴(40a)이 가열될 때의 감광성 포토레지스터 패턴(40a)의 단면을 나타낸다. 도 6a는 2 단계 열처리 후의 감광성 포토레지스터 패턴(40a)의 종단면으로서 패턴 두께가 줄어 들어 42mm가 됨을 알 수 있으며, 도 6b는 이 때의 감광성 포토레지스터 패턴과 전계 방출 어레이(32)를 보여 준다. 도 7은 포커싱 전극(20)으로서 Cr이 증착된 상태를 나타내며, 도 8은 하나의 부화소(Sub-pixel)를 나타내는 것으로서 전계 방출 어레이(32)의 팁영역(23)과 게이트전극(16)을 볼 수 있다. 도 9는 팁영역(23)을 나타내는 것으로서, 팁영역(23) 내에 어떠한 감광성 포토레지스터도 남아있지 않음을 알 수 있다. 여기서, 팁은 화산(Volcano) 형상을 갖는다.5 shows a cross section of the photosensitive photoresist pattern 40a when the photosensitive photoresist pattern 40a is heated at a degradation temperature during the two-step heat treatment. FIG. 6A is a longitudinal section of the photosensitive photoresist pattern 40a after the two-step heat treatment, indicating that the pattern thickness is reduced to 42 mm, and FIG. 6B shows the photosensitive photoresist pattern and the field emission array 32 at this time. FIG. 7 illustrates a state in which Cr is deposited as the focusing electrode 20, and FIG. 8 illustrates one sub-pixel. The tip region 23 and the gate electrode 16 of the field emission array 32 are shown. Can be seen. 9 shows the tip region 23, and it can be seen that no photosensitive photoresist remains in the tip region 23. Here, the tip has a volcano shape.
한편, 감광성 프토레지스터는 후막 형성이 용이하기 때문에 FED의 스페이서(Spacer)를 제료로 적합하게 된다.On the other hand, since the photosensitive photoresist is easy to form a thick film, the spacer of FED is suitable as a material.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출소자의 스페이서를 나타내는 도면이다.10 is a view showing a spacer of a field emission device according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 전계 방출소자의 스페이서는 약 1 mm 정도의 두께로 상/하부 유리기판(2,8) 사이에 형성된 포토레지스터(50)와, 포토레지스터(50) 표면에 형성된 산화물계 박막(52)을 구비한다. 포토레지스터(50)는 감광성 포토레지스터로서 약 1 mm 두께로 하부 유리기판 상에 도포 또는 상부 유리기판(2)에 500 μm 두께로 도포되고 하부 유리기판(8)에 500 μm로 도포된 후 노광과 현상 공정에 의해 패터닝된다. 이와 같이 높은 포토레지스터(50)는 버닝(burning) 후에 강도가 큰 에폭시(epoxy) 계열의 수지성분만 남아 있으므로 높은 진공도에서도 상/하부 유리기판(2,8) 사이의 간격을 견딜 수 있다. 산화물계 박막(52)은 포토레지스터(50)의 높은 열처리시 형상변형을 방지함과 아울러 포토레시스터(50) 내에 포함된 휘발성분의 방출을 차단하는 역할을 하게 된다. 이 산화물계 박막(52)은 SiO2, Al2O3, MgO2등의 산화물계 화합물로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the spacer of the field emission device according to the present invention may have a photoresist 50 formed between the upper and lower glass substrates 2 and 8 with a thickness of about 1 mm and on the surface of the photoresist 50. The formed oxide thin film 52 is provided. The photoresist 50 is a photosensitive photoresist, which is applied on the lower glass substrate with a thickness of about 1 mm or 500 μm on the upper glass substrate 2 and 500 μm on the lower glass substrate 8, and then exposed to light. It is patterned by the developing process. Since the high photoresist 50 has only a high strength epoxy resin component after burning, the gap between the upper and lower glass substrates 2 and 8 may be maintained even at a high vacuum. The oxide-based thin film 52 prevents shape deformation during high heat treatment of the photoresist 50 and also serves to block the release of volatile components included in the photoresistor 50. The oxide thin film 52 may be formed of an oxide compound such as SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO 2, or the like.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치 및 그 제조방법은 폴리이미드 대신 에칭이 용이한 감광성 포토레지스트 후막이 도포된 후, 노광 및 현상 공정에 의해 패터닝되고 2 단계 가열공정에 의해 열처리를 완충함으로써 기판과 감광성 포토레지스터 패턴의 밀착력을 증대시킴과 아울러 아웃개싱을 차단하게 된다. 이에 따라, 에미터의 손상과 팁영역의 오염이 최소화될 수 있게 된다. 나아가, 본 발명에 따른 전계 방출 표시장치 및 그 제조방법은 에미터 구조에 무관하게 포커싱 절연층을 용이하게 형성할 수 있을 뿐 아니라 후막 포토레지서터를 사용하므로써 에칭공정이 용이하게 되어 공정수율을 높일 수 있게 된다. 또한, 후막 포토레지스터는 열처리 후 강도가 크게 되므로 평판 표시장치의 스페이서 재료로도 유용하게 이용될 수 있다.As described above, the field emission display device and the manufacturing method thereof according to the present invention are coated with a photosensitive photoresist thick film which is easily etched instead of polyimide, and then patterned by an exposure and development process and subjected to heat treatment by a two-step heating process. The buffer increases the adhesion between the substrate and the photosensitive photoresist pattern and blocks outgassing. Accordingly, damage to the emitter and contamination of the tip area can be minimized. Furthermore, the field emission display device and the manufacturing method thereof according to the present invention can easily form a focusing insulating layer irrespective of the emitter structure, and the etching process is facilitated by using a thick film photoresist to increase the process yield. It becomes possible. In addition, since the thick film photoresist increases in strength after heat treatment, the thick film photoresist may be usefully used as a spacer material of a flat panel display.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990033062A KR100332055B1 (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Field Emission Display and Method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990033062A KR100332055B1 (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Field Emission Display and Method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010017511A true KR20010017511A (en) | 2001-03-05 |
| KR100332055B1 KR100332055B1 (en) | 2002-04-10 |
Family
ID=19606910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990033062A KR100332055B1 (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Field Emission Display and Method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100332055B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100965542B1 (en) * | 2003-11-28 | 2010-06-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method for fabricating field emission display including mesh grid |
-
1999
- 1999-08-12 KR KR1019990033062A patent/KR100332055B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100965542B1 (en) * | 2003-11-28 | 2010-06-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method for fabricating field emission display including mesh grid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100332055B1 (en) | 2002-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6699642B2 (en) | Method of manufacturing triode carbon nanotube field emitter array | |
| US5484314A (en) | Micro-pillar fabrication utilizing a stereolithographic printing process | |
| US7274138B2 (en) | Spacers for field emission displays | |
| EP0871195A1 (en) | Field emission element, fabrication method thereof, and field emission display | |
| JP2005183388A (en) | Field emission device, display device and manufacturing method therefor | |
| JP2005174930A (en) | Field emission element, display element using the same, and method for manufacturing the same | |
| JP2006049322A (en) | Field emission element and field emission display element applying it | |
| US6413135B1 (en) | Spacer fabrication for flat panel displays | |
| JPH08203424A (en) | Manufacture of field-emission display device | |
| KR20050111705A (en) | Field emission device and display adopting the same | |
| US6008062A (en) | Undercutting technique for creating coating in spaced-apart segments | |
| US7511414B2 (en) | Field emission display and method of manufacturing the same | |
| KR100332055B1 (en) | Field Emission Display and Method thereof | |
| US7056753B2 (en) | Field emission display with double gate structure and method of manufacturing therefor | |
| US5842897A (en) | Spacers for field emission display and their fabrication method | |
| KR100357832B1 (en) | Method of Fabricating Focusing Device in Field Emission Display | |
| US20050280351A1 (en) | Field emission display (FED) and method of manufacture thereof | |
| KR100405971B1 (en) | Structure and formation method for focusing electrode in field emssion display | |
| KR100258799B1 (en) | Method of fabricating spacer of fed | |
| KR20000010173A (en) | Spacer for field emission display and forming method thereof | |
| KR19980041210A (en) | Field effect electron emission device employing ellipsoidal spacer and assembly method thereof | |
| KR100258800B1 (en) | Method of fabricating spacer and gate-electrode of fed | |
| KR100464306B1 (en) | Field emission display and manufacturing method of the same | |
| KR100343212B1 (en) | Horizontal field emission display and fabricating method thereof | |
| JP2005116231A (en) | Manufacturing method of cold cathode field electron emission display device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070221 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |