KR20010075970A - Field emission display device and method for making thereof - Google Patents

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KR20010075970A
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field emission
emission display
emitter
cathode electrode
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이상진
최귀석
김창욱
남중우
차재철
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김순택
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Abstract

PURPOSE: A field emission display device and a method of manufacturing the same are provided to improve a field emission property and to realize a display having a uniform brightness. CONSTITUTION: In a field emission display device, an upper substrate and an under substrate(2) are placed and sealed with a desired space. A cathode electrode(6) is installed on one of the substrates. An anode electrode is installed on one of the substrates to be crossed perpendicularly to the cathode substrate. A face type emitter(10) is manufactured with a carbon group of electron emission material to provide to a side surface of a cathode electrode in a pixel area. A desired shape of fine patterns which are etched with a laser ablation method are included in the respective pixel area. A phosphor is provided to the anode electrode to radiate by electrons emitted from the face type of emitter.

Description

전계 방출 표시 소자 및 그의 제조 방법{FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MAKING THEREOF}Field emission display device and its manufacturing method {FIELD EMISSION DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MAKING THEREOF}

본 발명은 전계 방출 표시 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 균일한 휘도의 디스플레이가 가능하여 대형화에 적합한 에미터를 갖는 전계 방출 표시 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device and a method for manufacturing the same. More particularly, the field emission display device having an emitter suitable for enlargement by improving electron emission characteristics and enabling display of uniform brightness, and its manufacture It is about a method.

일반적으로 전계 방출 표시 소자(FED : Field Emission Display device)는 양자역학적인 터널링 효과를 이용하여 캐소드 전극에 제공된 에미터에서 전자를 방출시키고, 방출된 전자를 형광체가 도포된 애노드 전극에 충돌시킴으로써 소정의 화상을 구현하는 표시 소자이다.In general, a field emission display device (FED) uses a quantum mechanical tunneling effect to emit electrons from an emitter provided to a cathode electrode, and impinges the emitted electrons on a phosphor coated anode electrode. It is a display element which implements an image.

여기서, 전자를 방출시키는 에미터에는 선단이 뾰족한 스핀트(spindt) 타입의 에미터와 면 타입의 에미터가 있다.Here, the emitter that emits electrons includes a spindt type emitter having a sharp tip and a surface type emitter.

상기 스핀트 타입의 에미터는 캐소드 전극의 일면으로 절연막과 게이트 전극을 형성한 다음, 게이트 전극과 절연막을 식각하고, 식각된 공간으로 몰리브덴이나 실리콘 등의 전자 방출 물질을 적층시키는 과정으로 제조된다.The spin type emitter is manufactured by forming an insulating film and a gate electrode on one surface of a cathode electrode, etching the gate electrode and the insulating film, and stacking an electron emission material such as molybdenum or silicon into the etched space.

이러한 스핀트 타입의 에미터는 전자 방출이 원활하게 이루어지도록 선단부의 곡률 반경을 수백 옹스트롱 정도로 극히 미세하게 형성하여 지엽적인 전계를 극대화시킨 구조이다.The spin type emitter is a structure that maximizes the local electric field by forming a very small radius of curvature of the tip portion of several hundred angstroms so that electron emission is smoothly performed.

그러나 상기 스핀트 타입의 에미터는 마이크로미터 단위의 에미터 팁 형성이 요구되므로 전체적으로 균일한 에미터 형성이 어려우며, 제조 단가가 높고, 대면적화에 불리한 단점을 갖는다.However, since the spin type emitter is required to form an emitter tip in units of micrometers, it is difficult to form a uniform emitter as a whole, and the manufacturing cost is high, and it has disadvantages in large area.

이에 따라 스핀트 타입의 에미터보다 단순한 제조 방법으로 팁 구조 없이 평탄하게 형성되는 면 타입의 에미터가 제안되었는바, 면 타입의 에미터를 형성하는 물질에는 전자 방출 특성이 양호한 카본 섬유 또는 카본 나노튜브 등의 카본 계열 물질이 있으며, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 물질로 제조된 면타입 에미터(102)는 캐소드 전극(104)과 동일한 형상으로 상기 전극(104)의 표면에 제공되거나(도1a), 또는 캐소드 전극(104)의 화소 영역에만 제공되거나 하였다(도 1b).Accordingly, a surface type emitter having a flat shape without a tip structure has been proposed by a simpler manufacturing method than a spin type emitter. As a material forming the surface type emitter, carbon fiber or carbon nano having good electron emission characteristics is proposed. There is a carbon-based material such as a tube, and as shown in Fig. 1, the surface type emitter 102 made of the material is provided on the surface of the electrode 104 in the same shape as the cathode electrode 104 (Fig. 1a) or only in the pixel region of the cathode electrode 104 (FIG. 1B).

이에 따라, 캐소드 전극(104) 및 도시하지는 않았지만 상기 캐소드 전극과 수직으로 배치되는 라인 형상의 애노드 전극으로 소정의 전압 패턴을 인가하면, 각각의 화소를 이루는 캐소드 전극과 애노드 전극에 인가된 전압 차이에 따라 전계가 형성되어 에미터(102)에서 전자를 방출하게 되고, 방출된 전자는 애노드 전극의 형광층(미도시함)에 충돌하여 형광층을 발광시킴으로써 소정의 화상을 구현하게 된다.Accordingly, when a predetermined voltage pattern is applied to the cathode electrode 104 and a line-shaped anode disposed vertically with the cathode electrode, the voltage difference applied to the cathode electrode and the anode electrode constituting each pixel is not applied. Accordingly, an electric field is formed to emit electrons from the emitter 102, and the emitted electrons collide with a fluorescent layer (not shown) of the anode to emit a fluorescent layer to implement a predetermined image.

그런데, 상기한 구성의 면타입 에미터를 갖는 전계 방출 표시 소자에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.However, the field emission display device having the surface type emitter of the above configuration has the following problems.

카본 섬유 또는 카본 나노튜브로 이루어지는 면타입 에미터는 통상 카본 섬유(또는 카본 나노튜브)를 절단 및 파쇄하여 분말화 한 다음, 상기 분말에 프리트와 바인더 등의 첨가물을 첨가하여 에미터 페이스트를 제조하고, 이를 캐소드 전극의 일면에 후막 기술(인쇄, 슬러리, 전착 등)에 의해 성막하는 과정으로 제조되므로, 에미터 내부의 개개의 카본 섬유 또는 카본 나노튜브는 캐소드 전극에서 애노드 전극을 향하여 수직으로 정렬되는 대신, 수평으로 정렬되거나 소정의 각도로 기울어진 상태로 위치하게 되어 에미터로서의 전자 방출 특성이 저하되는 불리한 점이 있다.Cotton type emitters made of carbon fibers or carbon nanotubes are usually powdered by cutting and crushing carbon fibers (or carbon nanotubes), and then additives such as frit and binder are added to the powder to prepare emitter pastes. This is produced by forming a film on one surface of the cathode by thick film technology (printing, slurry, electrodeposition, etc.), so that individual carbon fibers or carbon nanotubes inside the emitter are not aligned vertically from the cathode toward the anode. However, there is a disadvantage in that the electron emission characteristics as the emitter are degraded because they are positioned horizontally or inclined at a predetermined angle.

그리고, 상기와 같이 후막 기술을 이용하여 에미터를 성막할 때에는 에미터의 표면에 돌출되는 카본 섬유 또는 카본 나노튜브의 개수가 각 화소 영역에서 서로 동일하지 않아 상기 화소 영역에서 서로 다른 양의 전자가 방출된다.As described above, when the emitter is formed by using a thick film technology, the number of carbon fibers or carbon nanotubes protruding from the surface of the emitter is not the same in each pixel region, so that different amounts of electrons are generated in the pixel region. Is released.

따라서, 소자의 작동시 각 화소의 휘도가 균일하지 않고, 이로 인해 부분 얼룩이 발생되어 이 소자를 대형화하는 데에는 한계가 있다.Therefore, the luminance of each pixel is not uniform during operation of the device, which causes partial unevenness, which limits the size of the device.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전자 방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 균일한 휘도의 디스플레이가 가능하여 대형화에 적합한 에미터를 갖는 전계 방출 표시 소자를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a field emission display device having an emitter which can improve electron emission characteristics, can display a uniform brightness, and has an emitter suitable for large size.

본 발명의 다른 목적은 상기한 전계 방출 표시 소자를 효과적으로 제조할 수 있는 전계 방출 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a field emission display device which can effectively manufacture the above-described field emission display device.

도 1은 캐소드 전극에 종래 기술에 따른 에미터가 제공된 상태를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a state in which an emitter according to the prior art is provided to a cathode electrode;

도 2는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a field emission display device according to the present invention;

도 3은 캐소드 전극에 본 발명의 에미터가 제공된 상태를 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing a state where an emitter of the present invention is provided to a cathode electrode;

도 4는 본 발명의 전계 방출 표시 소자에 있어서 하나의 화소 영역에 해당하는 부분을 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to one pixel region in the field emission display device of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 공정 순서도.5 is a process flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a field emission display device according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

소정의 간격을 두고 밀봉 배치되는 상부 및 하부 기판과;Upper and lower substrates sealed at predetermined intervals;

상기 기판중 어느 하나의 기판에 제공되는 캐소드 전극과;A cathode electrode provided on one of the substrates;

상기 캐소드 전극과 수직으로 교차하도록 상기 기판중 다른 하나의 기판에 제공되는 애노드 전극과;An anode electrode provided on the other one of the substrates so as to vertically intersect the cathode electrode;

카본 계열의 전자 방출 물질로 제조되어 화소 영역의 캐소드 전극 일측 표면에 제공되며, 레이저 절제(ablation)법에 의해 식각된 소정 형상의 미세 패턴이 각각의 화소 영역 내에 구비되는 면타입 에미터와;A plane type emitter made of a carbon-based electron emission material and provided on one surface of the cathode electrode of the pixel region, wherein a fine pattern having a predetermined shape etched by laser ablation is provided in each pixel region;

상기 애노드 전극에 제공되어 상기 면타입 에미터에서 방출된 전자에 의해 발광하는 형광체;A phosphor provided to the anode to emit light by electrons emitted from the surface type emitter;

를 포함하는 전계 방출 표시 소자를 제공한다.It provides a field emission display device comprising a.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention to achieve the above object,

상부 기판 및 하부 기판의 일면으로 도전막을 형성하여 캐소드 전극과 애노드 전극을 각각 형성하는 전극 형성 단계와;An electrode forming step of forming a conductive film on one surface of the upper substrate and the lower substrate to form a cathode electrode and an anode electrode, respectively;

애노드 전극의 일면으로 형광체를 도포하여 형광막을 형성하는 형광막 형성 단계와;Forming a fluorescent film by applying a phosphor to one surface of the anode electrode;

카본 계열의 전자 방출 물질과 첨가제를 혼합하여 에미터 페이스트를 제조하는 에미터 페이스트 제조 단계와;An emitter paste manufacturing step of preparing an emitter paste by mixing a carbon-based electron-emitting material and an additive;

에미터 페이스트를 캐소드 전극의 표면에 스크린 인쇄하는 후막 인쇄 단계와;A thick film printing step of screen printing the emitter paste on the surface of the cathode electrode;

에미터 페이스트를 건조하는 건조 단계와;A drying step of drying the emitter paste;

건조된 에미터 페이스트를 레이저 절제(ablation)법에 의해 식각하여 각 화소 영역 내에 소정 형상의 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 단계와;Forming a fine pattern of a predetermined shape in each pixel region by etching the dried emitter paste by laser ablation;

에미터 페이스트를 소성하는 소성 단계와;Firing the emitter paste;

상부 기판과 하부 기판을 일체로 밀봉시키는 밀봉 단계;A sealing step of integrally sealing the upper substrate and the lower substrate;

를 포함하는 전계 방출 표시 소자의 제조방법을 제공한다.It provides a method for manufacturing a field emission display device comprising a.

이와 같이, 레이저 절제법에 의해 에미터의 화소 영역 내에 미세 패턴을 형성한 본 발명에 의하면, 미세 패턴의 식각 표면에 전자 방출 물질의 뾰족한 선단부가 노출되므로, 전자 방출에 사용되는 전자 방출 물질의 양을 종래에 비해 현저히 증가시킬 수 있게 된다.Thus, according to the present invention in which the fine pattern is formed in the pixel region of the emitter by laser ablation, the sharp tip of the electron emitting material is exposed on the etching surface of the fine pattern, so that the amount of the electron emitting material used for the electron emission. It can be significantly increased compared to the prior art.

따라서, 각 화소에 의해 형성되는 전체 화면이 균일한 휘도로 디스플레이 되도록 할 수 있고, 이로 인해 소자의 대형화가 가능하게 된다.Therefore, the entire screen formed by each pixel can be displayed with uniform brightness, which makes it possible to increase the size of the device.

이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자 및 그의 제조 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a field emission display device and a method of manufacturing the same according to exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 단면도로서, 전계 방출 표시 소자는 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부 기판(2) 및 상부 기판(4)과, 하부 기판(2)에 소정의 라인 형상으로 배치되는 캐소드 전극(6)과, 캐소드 전극(6)의 패턴과 수직으로 교차하도록 상부 기판(4)에 라인 형상으로 배치되는 애노드 전극(8)을 포함한다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the field emission display device according to the present invention, in which the field emission display device has a predetermined line on the lower substrate 2 and the upper substrate 4 and the lower substrate 2 disposed to face each other at a predetermined interval. A cathode electrode 6 arranged in a shape and an anode electrode 8 arranged in a line shape on the upper substrate 4 so as to perpendicularly intersect the pattern of the cathode electrode 6.

그리고 상기 캐소드 전극(6)에는 카본 나노튜브와 같은 전자 방출 물질을 포함하는 에미터(10)가 위치하며, 에미터(10)와 마주하는 애노드 전극(8)의 일면으로는 형광막(12)이 위치한다.In addition, an emitter 10 including an electron emission material such as carbon nanotubes is positioned on the cathode electrode 6, and a fluorescent film 12 is formed on one surface of the anode electrode 8 facing the emitter 10. This is located.

이러한 구조의 전계 방출 표시 소자에 있어서, 상기 에미터(10)는 도 3에 도시한 바와 같이, 캐소드 전극(6)과 동일한 형상으로 상기 전극(6)의 표면에 제공되거나(도 3a), 또는 캐소드 전극(6)의 화소 영역, 즉 캐소드 전극(6)과 애노드 전극(8)이 교차하는 영역에만 제공되며(도 3b), 에미터(10)에는 도 3a에 도시한 바와 같이 격자상의 무늬에 의한 미세 패턴(14)이 제공되거나, 도 3b에 도시한 바와 같이 스트라이프상의 무늬에 의한 미세 패턴(14')이 제공되고, 상기 미세 패턴(14 또는 14')은 광 식각법 중의 하나인 레이저 절제(ablation)법에 의해 형성된다.In the field emission display device having such a structure, the emitter 10 is provided on the surface of the electrode 6 in the same shape as the cathode electrode 6, as shown in FIG. 3 (FIG. 3A), or It is provided only in the pixel region of the cathode electrode 6, that is, the region where the cathode electrode 6 and the anode electrode 8 intersect (FIG. 3B), and the emitter 10 has a lattice pattern as shown in FIG. 3A. Fine pattern 14 is provided, or as shown in FIG. 3B, a fine pattern 14 'is formed by a stripe pattern, and the fine pattern 14 or 14' is laser ablation, which is one of optical etching methods. It is formed by the (ablation) method.

여기에서, 상기 미세 패턴의 형상은 제한적이지 않으며, 미세 패턴은 캐소드 전극과 애노드 전극간의 거리와 유사한 20㎛ 내외의 폭을 갖는 것이 바람직하다.Here, the shape of the fine pattern is not limited, and the fine pattern preferably has a width of about 20 μm, which is similar to the distance between the cathode electrode and the anode electrode.

다음으로, 본 발명에 의한 전계 방출 표시 소자의 제조 방법을 설명한다.Next, the manufacturing method of the field emission display element by this invention is demonstrated.

도 5는 본 발명에 의한 전계 방출 표시 소자의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 순서도로서, 도시한 바와 같이 전계 방출 표시 소자의 제조방법은, 상부 기판 및 하부 기판의 일면으로 도전막을 형성하여 캐소드 전극과 애노드 전극을 각각 형성하고, 애노드 전극의 일면으로 형광체를 도포하여 형광막을 형성한 다음, 카본 계열의 전자 방출 물질과 첨가제를 혼합하여 에미터 페이스트를 제조하고, 이 에미터 페이스트를 캐소드 전극의 표면에 스크린 인쇄하며, 인쇄한 에미터 페이스트를 건조하고, 건조된 에미터 페이스트를 레이저 절제(ablation)법에 의해 식각하여 각 화소 영역 내에 소정 형상의 미세 패턴을 형성하며, 에미터 페이스트를 소성한 후, 상부 기판과 하부 기판을 일체로 밀봉하는 과정으로 이루어진다.FIG. 5 is a process flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a field emission display device according to the present invention. As shown in FIG. 5, the method of manufacturing a field emission display device includes a cathode electrode formed on one surface of an upper substrate and a lower substrate. An anode electrode was formed, a phosphor was coated on one surface of the anode electrode to form a fluorescent film, and then an emitter paste was prepared by mixing a carbon-based electron emission material and an additive, and the emitter paste was applied to the surface of the cathode electrode. After screen printing, the printed emitter paste is dried, the dried emitter paste is etched by laser ablation to form a fine pattern of a predetermined shape in each pixel region, and then the emitter paste is fired. The process of integrally sealing the upper substrate and the lower substrate.

이와 같은 전계 방출 표시 소자의 제조 방법을 도 2 및 도 5를 참고하여 순차적으로 살펴보면 다음과 같다.A method of manufacturing the field emission display device as described above will be described below with reference to FIGS. 2 and 5.

전계 방출 표시 소자를 제작하기 위하여, 먼저 투명한 유리 재질인 상부 기판(4)의 일면으로 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)를 스퍼터링한 다음, 이를 에칭하여 라인 형태의 애노드 전극(8)을 형성한다.In order to fabricate the field emission display device, first, indium tin oxide is sputtered on one surface of the upper substrate 4 made of transparent glass, and then etched to form the line-shaped anode electrode 8.

그리고 애노드 전극(8)의 표면으로 형광체를 일정 형상으로 스크린 인쇄하고 열처리하여 형광막(12)을 형성한다. 이어서, 스페이서(16)용 페이스트를 형광체 사이사이로 평행하게 인쇄하고 열처리한다.The phosphor is screen printed on the surface of the anode electrode 8 in a predetermined shape and heat-treated to form a phosphor film 12. Subsequently, the paste for spacer 16 is printed in parallel between the phosphors and heat-treated.

또다른 투명한 유리 재질인 하부 기판(2)의 일면으로 인듐 틴 옥사이드 또는 은을 스퍼터링 또는 스크린 인쇄하여 라인 형태의 캐소드 전극(6)을 형성한다. 그리고 스크린 인쇄법을 이용하여 캐소드 전극(6) 사이사이에 스페이서(18)용 페이스트를 인쇄하고 열처리한다.Another surface of the lower substrate 2, which is made of transparent glass, is sputtered or screen printed on indium tin oxide or silver to form a cathode electrode 6 having a line shape. Then, the paste for spacer 18 is printed and heat-treated between the cathode electrodes 6 using the screen printing method.

이어서, 전자 방출 물질인 카본 나노튜브를 일정 크기로 절단 및 파쇄하여 분말화 하고, 이 분말에 프리트와 바인더 등의 첨가제를 혼합하여 특정의 점도를 갖는 에미터 페이스트를 제조하며, 제조된 에미터 페이스트를 캐소드 전극(6)의 일면에 인쇄한다.Subsequently, the carbon nanotubes, which are electron-emitting materials, are cut and crushed to a certain size, and powdered, and additives such as frit and a binder are mixed with the powder to prepare an emitter paste having a specific viscosity. Is printed on one surface of the cathode electrode 6.

이 때, 페이스트 인쇄는 통상의 스크린 인쇄법을 포함하는 후막 공정으로 이루어지는바, 에미터 페이스트의 스크린 인쇄는 기판과 스크린 메쉬를 스크린 인쇄기에 고정시키고, 스퀴이즈를 이용하여 에미터 페이스트를 캐소드 전극의 표면에 인쇄하는 과정으로 이루어진다.At this time, the paste printing is performed by a thick film process including a conventional screen printing method. The screen printing of the emitter paste fixes the substrate and the screen mesh to the screen printing machine, and the squeeze is used to fix the emitter paste to the cathode electrode. It consists of printing on the surface.

그리고, 인쇄한 에미터 페이스트를 건조한 다음, 이 에미터 페이스트를 레이저 절제(ablation)법에 의해 식각하여 에미터 페이스트의 전체, 또는 각 화소 영역 내에 스트라이프상 또는 격자상의 미세 패턴을 형성한다.After the printed emitter paste is dried, the emitter paste is etched by laser ablation to form a stripe pattern or a lattice-like fine pattern in the entire emitter paste or in each pixel region.

여기에서, 상기 레이저 절제법은 원하는 식각 부분에 초점을 맞춘 후 레이저 빔을 조사하면 레이저 빔의 에너지가 식각 대상 물질에 흡수되고, 순간적으로 큰 에너지를 흡수한 미소 영역의 물질들이 플라즈마화 되면서 원하는 부분의 식각이 이루어지도록 한 건식 식각 기술의 하나로서, 식각 영역은 레이저 빔의 직경에 의해 결정된다.Here, the laser ablation method focuses on a desired etching portion and then irradiates a laser beam, the energy of the laser beam is absorbed by the material to be etched, and the material of the minute region that absorbs the large energy instantaneously is converted into a desired portion. As one of the dry etching techniques in which the etching is performed, the etching area is determined by the diameter of the laser beam.

그리고, 상기와 같은 미세 패턴 형성 작업은, 기판 이송이 가능한 가공 테이블상에 기판을 재치하여 상기 기판을 2축 방향(가공 테이블상의 전후좌우 방향)으로 이송시키면서 실시하여도 무방하고, 기판을 고정한 채로 레이저 절제 유닛을 이송시키면서 실시하여도 무방하다.The fine pattern forming operation described above may be performed while the substrate is placed on a processing table capable of transferring the substrate and the substrate is transported in the biaxial direction (front, rear, left and right directions on the processing table), and the substrate is fixed. The laser ablation unit may be transported.

여기에서, 상기 에미터 페이스트의 조성비는 면전자원 소스 물질을 1로 할 때, 0.5∼0.8의 글래스 파우더(glass powder)와, 0.5∼0.8의 은(silver)과, 2∼20의 바인더로 이루어지는 것이 바람직하며, 면전자원 소스 물질로는 특히 카본 나노튜브(CNT: carbon nanotube) 또는 카본 섬유를 포함하는 것이 바람직한데, 그 이유는 레이저 빔을 식각 부분에 조사하여 미세 패턴을 형성할 때 레이저 빔의 에너지를 전달받은 부분의 첨가물이 증발하여 카본 나노튜브(CNT) 또는 카본 섬유가 도 4의 단면도에 도시한 바와 같이 에미터(10)의 표면에서 돌출되어 전자 방출 효과가 극대화되기 때문이다.Here, the composition ratio of the emitter paste is composed of 0.5 to 0.8 glass powder, 0.5 to 0.8 silver and 2 to 20 binder when the surface electron source material is 1; Preferably, the surface electron source material preferably includes carbon nanotubes (CNT) or carbon fibers, because the energy of the laser beam when the laser beam is irradiated to the etching portion to form a fine pattern This is because the additives of the received portion evaporate to protrude carbon nanotubes (CNTs) or carbon fibers from the surface of the emitter 10 as shown in the cross-sectional view of FIG. 4 to maximize the electron emission effect.

그리고, 상기 레이저 절제에는 532∼1064㎚의 파장을 갖는 레이저가 사용될 수 있다.In addition, a laser having a wavelength of 532 to 1064 nm may be used for the laser ablation.

상기 도 4는 레이저 절제법에 의해 절제되어 복수개의 서브 화소(10')가 구비된 한개의 단위 화소(10)를 나타낸 것이다.FIG. 4 illustrates one unit pixel 10 which is cut by laser ablation and provided with a plurality of sub-pixels 10 '.

이와 같이 레이저 빔을 이용하여 미세 패턴을 형성한 후에는, 에미터 페이스트를 소성한 후, 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 가장자리에 배기구가 될 부분을 제외하고 씨일 프리트(seal frit)(20)를 도포한다. 이 때, 라인 형태의 애노드 전극(8)과 캐소드 전극(6)이 서로 수직으로 교차하도록 상부 기판(4)과 하부 기판(2)을 배치하고, 적당한 압력을 가하면서 열처리함으로써 봉착시킨다.After forming the fine pattern using the laser beam in this way, after firing the emitter paste, the seal frit except for the portion to be an exhaust port at the edge of the upper substrate 4 and the lower substrate 2 Apply (20). At this time, the upper substrate 4 and the lower substrate 2 are arranged so that the line-shaped anode electrode 8 and the cathode electrode 6 cross each other perpendicularly, and are sealed by heat treatment while applying an appropriate pressure.

그리고 상기 배기구에 진공 펌프를 연결시켜 기판 내부를 10-3∼ 10-10토르(Torr)의 진공으로 형성한 다음, 배기구를 밀봉시킨다.Then, a vacuum pump is connected to the exhaust port to form the inside of the substrate in a vacuum of 10 −3 to 10 −10 Torr, and then seal the exhaust port.

이로써, 광 식각된 미세 패턴의 표면에 전자 방출 물질의 뾰족한 선단부를 노출시킴으로써 전자 방출 특성이 향상된 전계 방출 표시 소자를 제조할 수 있는 것이다.As a result, a field emission display device having improved electron emission characteristics may be manufactured by exposing a sharp tip of an electron emission material to a surface of a light-etched fine pattern.

상기에서는 본 발명을 2극관 구조의 전계 방출 표시 소자에 적용하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 3극관 구조의 표시 소자에도 적용이 가능하며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above, the present invention is applied to a field emission display device having a bipolar tube structure, but the present invention is not limited thereto, and the present invention can also be applied to a display device having a triode structure, and the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Various modifications can be made within the scope and it is obvious that this also falls within the scope of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 미세 패턴의 식각 표면에 전자 방출 물질의 뾰족한 선단부가 노출되므로, 전자 방출에 사용되는 전자 방출 물질의 양을 종래에 비해 현저히 증가시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the sharp tip of the electron-emitting material is exposed on the etching surface of the fine pattern, the amount of the electron-emitting material used for electron emission can be significantly increased as compared with the related art.

따라서, 종래에 비해 저전압으로도 소자의 구동이 가능하게 된다.Therefore, the device can be driven even at a lower voltage than in the related art.

또한, 하나의 화소에 여러개의 미세 패턴이 각각 형성되어 있으므로, 이 화소들에 의해 형성되는 전체 화면은 균일한 휘도로 디스플레이 되며, 이로 인해 소자의 대형화가 가능하게 된다.In addition, since a plurality of fine patterns are formed in one pixel, the entire screen formed by these pixels is displayed with uniform luminance, thereby enabling the device to be enlarged.

Claims (8)

소정의 간격을 두고 밀봉 배치되는 상부 및 하부 기판과;Upper and lower substrates sealed at predetermined intervals; 상기 기판중 어느 하나의 기판에 제공되는 캐소드 전극과;A cathode electrode provided on one of the substrates; 상기 캐소드 전극과 수직으로 교차하도록 상기 기판중 다른 하나의 기판에 제공되는 애노드 전극과;An anode electrode provided on the other one of the substrates so as to vertically intersect the cathode electrode; 카본 계열의 전자 방출 물질로 제조되어 화소 영역의 캐소드 전극 일측 표면에 제공되며, 레이저 절제(ablation)법에 의해 식각된 소정 형상의 미세 패턴이 각각의 화소 영역 내에 구비되는 면타입 에미터와;A plane type emitter made of a carbon-based electron emission material and provided on one surface of the cathode electrode of the pixel region, wherein a fine pattern having a predetermined shape etched by laser ablation is provided in each pixel region; 상기 애노드 전극에 제공되어 상기 면타입 에미터에서 방출된 전자에 의해 발광하는 형광체;A phosphor provided to the anode to emit light by electrons emitted from the surface type emitter; 를 포함하는 전계 방출 표시 소자.Field emission display device comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 면타입 에미터는 상기 캐소드 전극이 제공된 부분에만 제공되는 전계 방출 표시 소자.The field emission display device of claim 1, wherein the surface type emitter is provided only in a portion where the cathode electrode is provided. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 카본 계열의 전자 방출 물질은 카본 섬유와 카본 나노튜브 중에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어지는 전계 방출 표시 소자.The field emission display device of claim 1 or 2, wherein the carbon-based electron emission material is formed of any one selected from carbon fiber and carbon nanotubes. 제 3항에 있어서, 상기 미세 패턴은 스트라이프상의 무늬로 이루어지는 전계 방출 표시 소자.The field emission display device of claim 3, wherein the fine pattern comprises a stripe pattern. 제 3항에 있어서, 상기 미세 패턴은 격자상의 무늬로 이루어지는 전계 방출 표시 소자.The field emission display device of claim 3, wherein the fine pattern comprises a lattice pattern. 제 3항에 있어서, 상기 미세 패턴은 20㎛ 내외의 폭을 갖는 전계 방출 표시 소자.The field emission display device of claim 3, wherein the fine pattern has a width of about 20 μm. 상부 기판 및 하부 기판의 일면으로 도전막을 형성하여 캐소드 전극과 애노드 전극을 각각 형성하는 전극 형성 단계와;An electrode forming step of forming a conductive film on one surface of the upper substrate and the lower substrate to form a cathode electrode and an anode electrode, respectively; 애노드 전극의 일면으로 형광체를 도포하여 형광막을 형성하는 형광막 형성 단계와;Forming a fluorescent film by applying a phosphor to one surface of the anode electrode; 카본 계열의 전자 방출 물질과 첨가제를 혼합하여 에미터 페이스트를 제조하는 에미터 페이스트 제조 단계와;An emitter paste manufacturing step of preparing an emitter paste by mixing a carbon-based electron-emitting material and an additive; 에미터 페이스트를 캐소드 전극의 표면에 스크린 인쇄하는 후막 인쇄 단계와;A thick film printing step of screen printing the emitter paste on the surface of the cathode electrode; 에미터 페이스트를 건조하는 건조 단계와;A drying step of drying the emitter paste; 건조된 에미터 페이스트를 레이저 절제(ablation)법에 의해 식각하여 각 화소 영역 내에 소정 형상의 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 단계와;Forming a fine pattern of a predetermined shape in each pixel region by etching the dried emitter paste by laser ablation; 에미터 페이스트를 소성하는 소성 단계와;Firing the emitter paste; 상부 기판과 하부 기판을 일체로 밀봉시키는 밀봉 단계;A sealing step of integrally sealing the upper substrate and the lower substrate; 를 포함하는 전계 방출 표시 소자의 제조방법.Method of manufacturing a field emission display device comprising a. 제 7항에 있어서, 상기 레이저 절제법에 이용되는 레이저는 532∼1064㎚의 파장대를 갖는 전계 방출 표시 소자의 제조 방법.The method of manufacturing a field emission display device according to claim 7, wherein the laser used in the laser ablation method has a wavelength band of 532 to 1064 nm.
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KR20030048336A (en) * 2001-12-12 2003-06-19 노리타케 이트론 코포레이션 Flat-Panel Display and Flat-Panel Display Cathode Manufacturing Method
KR100763893B1 (en) * 2006-02-01 2007-10-05 삼성에스디아이 주식회사 Preparation of electron emission device having grooved carbon nanotube layer
KR100814838B1 (en) * 2001-11-08 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 A carbon nanotube emitter composition for field emision device and preparation method of the same

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