KR20040087922A - 냉음극 발광 소자 및 냉음극 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

냉음극 발광 소자 및 냉음극 발광 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR20040087922A
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Abstract

본 발명의 목적은 캐소드 전극과 게이트 전극 사이의 단락 회피를 용이하게 할 수 있고, 또한, 게이트 홀 내에 형성하는 미세 섬유 구조 물질을 포함하는 물질층의 막 두께 관리를 용이하게 할 수 있는 냉음극 발광 소자를 제공하는 것이다.
가이드 전극(101)과 게이트 전극(102) 사이에 복수의 절연층(104A, 104B)이 삽입된다. 게이트 홀(103)에서의 게이트 전극(102)측의 절연층(104B)이 게이트 전극(102)과 접촉하는 부분의 구멍 직경 d2가, 캐소드 전극(101)측의 절연층(104A)이 캐소드 전극(101)과 접촉하는 부분(바닥부 개구부(103a))의 구멍 직경 d1보다도 크게 설정되어 있다. 그 바닥부 개구부(116) 내에 미세 섬유 구조를 갖는 물질층(105)이 마련되어 있다.

Description

냉음극 발광 소자 및 냉음극 발광 소자의 제조 방법{COLD CATHODE LIGHT EMITTING DEVICE, IMAGE DISPLAY AND METHOD OF MANUFACTURING COLD CATHODE LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 평판형 화상 표시 장치(플랫 패널 디스플레이)에 관한 것으로, 특히, 카본 나노튜브(이하, 「CNT」라고 약기함)나 그래파이트 나노파이버(이하, 「GNF」라고 약기함) 등을 이용한 냉음극을 전자원으로 하는 발광 소자를 화면에 이용하는 전계 방출형 화상 표시 장치에 관한 것이다.
CNT 등의 미세 구조 물질을 전계 방출원으로서 이용한 종래의 냉음극 발광 소자 및 그 제조 방법으로서는, 예컨대 특허 문헌 1에 기재의 것이 있다. 이 특허 문헌 1에서는 미세 구조 물질을 충전하는 개구부를 통상의 포토리소그래피 및 드라이 프로세스 등의 이용에 의해 형성한 후, 잉크젯법 등의 방법에 의해 캐소드 전극 표면의 소망 위치에 CNT 함유막의 막 두께를 수십 미크론으로 제어해서 제작한다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 제 2002-110073 호 공보(도 1, 명세서 [0014])
상기와 같은 종래 기술에서는, 잉크젯법 등의 방법에 의해 캐소드 전극(제 1 전극) 표면의 소망 위치에 마련되는 개구부에 CNT의 함유막을 충전할 때에 기술적인 문제가 생기는 경우가 있다. 즉, CNT의 함유막을 충전할 때의 조건(충전 시의 압력이나 점성의 변동, 충전 위치의 위치 어긋남 등)에 의해서, CNT 함유막이 개구부로부터 넘쳐나오는 경우가 있다. 넘쳐나온 CNT 함유막은 캐소드 전극(제 1 전극)과 게이트 전극(제 2 전극) 사이에 단락 회로를 형성하기 때문에, 전극간 쇼트가 발생하기 쉽다.
본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 캐소드 전극과 게이트 전극간의 단락 회피를 용이하게 할 수 있는 냉음극 발광 소자, 화상 표시 장치 및 냉음극 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 게이트 홀 내에 형성하는 미세 섬유 구조 물질을 포함하는미세 섬유 구조층의 막 두께 관리를 용이하게 할 수 있어, 대(大)화면의 표시 장치의 제조에 적합한 냉음극 발광 소자, 화상 표시 장치 및 냉음극 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자의 구성을 개략적으로 나타내는 분해 사시도,
도 2(a)는 도 1의 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 2(b)는 도 2(a)의 A1-A1 단면도이며, 도 2(c)는 도 2(a)의 B1-B1 단면도,
도 3은 도 2(a) 내지 도 2(c)의 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 흐름도,
도 4(a) 내지 도 4(g)는 도 2(a)의 A1-A1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면,
도 5(a) 내지 도 5(e)는 도 2(a)의 A1-A1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면,
도 6(a) 내지 도 6(g)는 도 2(a)의 B1-B1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면,
도 7(a) 내지 도 7(e)은 도 2(a)의 B1-B1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면,
도 8(a)은 본 발명의 실시예 2에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 8(b)은 도 8(a)의 A2-A2 단면도이며, 도 8(c)은 도 8(a)의 B2-B2 단면도,
도 9(a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 9(b)는 도 9(a)의 A3-A3 단면도이며, 도 9(c)는 도 9(a)의 B3-B3 단면도,
도 10은 도 9(a) 내지 도 9(c)의 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 흐름도,
도 11(a) 내지 도 11(g)은 도 9(a)의 A3-A3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면,
도 12(a) 및 도 12(b)는 도 9(a)의 A3-A3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면,
도 13(a) 내지 도 13(g)은 도 9(a)의 B3-B3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면,
도 14(a) 및 도 14(b)는 도 9(a)의 B3-B3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면,
도 15(a)는 본 발명의 실시예 4에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 15(b)는 도 15(a)의 A4-A4 단면도이며, 도 15(c)는 도 15(a)의 B4-B4 단면도,
도 16(a) 내지 도 16(g)는 도 15(a)의 A4-A4 단면도에 대응하고, 그 냉음극발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면,
도 17(a) 내지 도 17(e)은 도 15(a)의 A4-A4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면,
도 18(a) 내지 도 18(g)는 도 15(a)의 B4-B4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면,
도 19(a) 내지 도 19(e)는 도 15(a)의 B4-B4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면,
도 20(a)은 본 발명의 실시예 5에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 20(b)은 도 20(a)의 A5-A5 단면도이며, 도 20(c)은 도 20(a)의 B5-B5 단면도,
도 21(a) 내지 도 21(d)는 도 20(a)의 A5-A5 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 일부를 나타내는 도면,
도 22(a)는 본 발명의 실시예 6에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 22(b)는 도 22(a)의 A6-A6 단면도이며, 도 22(c)는 도 22(a)의 B6-B6 단면도,
도 23(a)는 본 발명의 실시예 7에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 23(b)는 도 23(a)의 A7-A7 단면도이며, 도 23(c)는 도 23(a)의 B7-B7 단면도,
도 24(a)는 본 발명의 실시예 8에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 24(b)는 도 24(a)의 A8-A8 단면도이며, 도 24(c)는 도 24(a)의 B8-B8 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 유리 기판 101 : 캐소드 전극
102 : 게이트 전극 103 : 게이트 홀
103a : 바닥부 개구부 104A, 504A : 절연층
104B, 204B, 604B, 804B : 절연층 105 : 물질층
110 : 캐소드 기판 111 : 프레임 유리
112 : 형광체 표시판 115 : 금속 박막
117∼119, 323, 521 : 레지스트 패턴
120, 321, 522 : 건조막 322 : 페이스트 건조층
d1, d2, dm : 게이트 홀의 구멍 직경 t1, t2 : 절연층의 두께
본 발명의 제 1 특징에 따른 냉음극 발광 소자는, 복수의 제 1 전극과, 상기 복수의 제 1 전극 상에 적층하여 마련된 복수의 절연층과, 상기 복수의 절연층 상에 마련되고, 상기 복수의 절연층을 사이에 두고 상기 복수의 제 1 전극과 교차하도록 배치되며, 상기 제 1 전극측으로부터 전자를 인출하기 위한 복수의 제 2 전극과, 상기 제 2 전극에 대향하여 배치되고, 상기 전자를 가속하기 위한 전압이 상기 제 1 전극과의 사이에서 인가되어, 상기 전자의 입사에 의해 발광하는 제 3 전극을 구비하며, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 교차부에서, 상기 제 2 전극 및 상기 복수의 절연층을 관통하여 상기 제 1 전극의 표면에 도달하도록, 적어도 하나의 홀부가 마련되고, 상기 홀부에서의 상기 복수의 절연층이 상기 제 1 전극과 접촉하는 부분의 제 1 구멍 직경 d1과, 상기 홀부에서의 상기 복수의 절연층이 상기 제 2 전극과 접촉하는 부분의 제 2 구멍 직경 d2가 d1<d2의 관계를 만족하도록 설정되며, 상기 홀부에서의 상기 제 1 구멍 직경 d1을 갖는 상기 제 1 전극측의 개구부 내에서, 상기 제 1 전극 상에는 미세 섬유 구조를 갖는 물질층이 마련된다.
또한, 본 발명의 제 2 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법은, 제 1 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 홀부가 형성된 기판의 표면에, 미세 섬유 구조 물질을 용제(溶劑)에 분산시켜 이루어지는 액(液)을 도포하여 건조시키는 공정과, 상기 미세 섬유 구조 물질을 포함하는 건조막의 표면에 연마 입자를 고속으로 분사시켜, 그 건조막의 불필요 부분을 제거하는 공정을 포함한다.
또한, 본 발명의 제 3 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법은, 제 1 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 제 2 전극 및 상기 복수의 절연층에 상기 홀부를 형성하고, 또한, 상기 홀부에 대응하는 부분을 제외하고 상기 제 2 전극 위를 덮는 희생층을 형성하는 공정과, 상기 홀부 내 및 상기 희생층의 표면에, 상기 미세 섬유 구조 물질을 용제에 분산시켜 이루어지는 액을 도포하여 건조시키는 공정과, 상기 미세 섬유 구조 물질을 포함하는 건조막의 표면에 연마 입자를 고속으로 분사시켜, 그 건조막의 불필요 부분을 제거하는 공정과, 상기 희생층을 제거하는 공정을 포함한다.
또한, 본 발명의 제 4 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법은, 제 1 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법으로서, 상기 복수의 절연층 중의 최하층의 절연층을 상기 제 1 전극 상에 형성하는 공정과, 상기 최하층의 절연층을 선택적으로 제거함으로써, 상기 홀부의 하단 부분을 구성하는 상기 제 1 전극측의 상기 개구부를 형성하는 공정과, 상기 개구부 내 및 상기 최하층의 절연층의 표면에, 상기 미세 섬유 구조 물질을 용제에 분산시켜 이루어지는 액을 도포하여 건조시키는 공정과, 상기 미세 섬유 구조 물질을 포함하는 건조막에 대하여 평탄화 처리를 행함으로써, 상기 건조막의 상기 개구부 내에 위치하는 부분 이외의 부분을 제거하는 공정을 포함한다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자의 구성을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자는 캐소드 기판 구조에 특징이 있기 때문에, 캐소드 기판 구조에 한정하여 설명한다.
이 냉음극 발광 소자는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자원 어레이가 마련된 배면 패널인 캐소드 기판(110)과, 전자원의 위치에 맞추어, 형광체 스트라이프 또는 도트가 마련된 전면 패널인 형광체 표시판(112)과, 스페이서인 프레임 유리(111)를 구비하고 있다. 프레임 유리(111)는 캐소드 기판(110)과 형광체 표시판(112)을 일정 간격으로 유지하여 고정하여, 캐소드 기판(110)과 형광체 표시판(112) 사이에 밀폐 공간을 형성하기 위한 것이다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 화면 사이즈가 커지면 프레임 유리(111) 내부에도 캐소드 기판(110)과 형광체 표시판(112)을 일정 간격에 유지하기 위한 스페이서가 필요하게 된다.
캐소드 기판(110)은 유리 기판(100)과, 복수의 캐소드 전극(101)과, 복수의 게이트 전극(102)과, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102) 사이에 마련되는 복수의 절연층(104A, 104B)을 구비하고 있다. 제 1 전극인 캐소드 전극(101)은 대략 띠 모양의 형상을 갖고, 서로 간격을 두고 평행하게 유리 기판(100) 상에 배치되어있다. 제 2 전극인 게이트 전극(102)은 캐소드 전극(101)측으로부터 전자를 인출하기 위한 것이며, 대략 띠 모양의 형상을 갖고 있다. 게이트 전극(102)은 캐소드 전극(101)과 교차하도록, 서로 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)의 교차부에는, 전자원이 충전된 홀부인 적어도 하나의 게이트 홀(103)이 형성된다.
형광체 표시판(112)의 상기 밀폐 공간 내에 면하는 부분에는, 제 3 전극인 도시하지 않은 애노드 전극이 마련된다. 이 애노드 전극은 전자원으로부터 인출된 전자를 가속하기 위한 전압이 캐소드 전극(101)과의 사이에서 인가되어 있고, 전자의 입사에 의해 발광하도록 되어 있다.
그리고, 캐소드 전극(101)에 주사 신호를 입력하고 또한 게이트 전극(102)에 화상 신호를 입력하여, 캐소드 전극(101)과 상기 애노드 전극 사이에 가속 전압을 인가하는 것에 의해, 상기 애노드 전극의 발광에 의해서 화상 표시가 행하여진다.
도 2(a)는 도 1의 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 2(b)는 도 2(a)의 A1-A1 단면도이며, 도 2(c)는 도 2(a)의 B1-B1 단면도이다. 먼저, 캐소드 기판(110)의 주요부 구조에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(100)의 표면에는 스트라이프 구조를 갖는 복수의 캐소드 전극(101)이 형성되어 있다. 캐소드 전극(101)은 금속, 예컨대 크롬으로 이루어지는 금속 박막에 의해 형성되며, 그 폭 Wc이 예컨대 200㎛로 설정되며, 캐소드 전극(101) 사이의 간격 Sc가 예컨대 400㎛로 설정된다. 캐소드 전극(101)의 막 두께는 예컨대 1.00㎚로 설정된다.
또한, 본 실시예에서는 2개의 절연층(104A, 104B)이 형성되어 있다. 절연층(104A, 104B)은 유리 분말이 수지 중에 분산되어 이루어지는 절연층용 유리 페이스트가 소결되어 구성되어 있으며, 캐소드 전극(101)측에 위치하는 하층측의 절연층(104A)쪽이 상층측의 절연층(104B)보다도 유리 연화점이 높은 유리 분말이 이용되고 있다. 또한, 하층측의 절연층(104A)의 두께 t1과, 상층측의 절연층(104B)의 두께 t2가 t 1<t2의 관계를 만족하도록 설정되어 있다. 예컨대, t1은 6㎛로 설정되고, t2는 12㎛로 설정된다.
여기서, 게이트 전극(402)측의 절연층(104B)은 게이트 전극(102)과, 캐소드 전극(101) 및 후술하는 전자원인 미세 섬유 구조층(105)간의 절연을 확보하는 역할을 담당하기 때문에, 캐소드 전극(101)측의 절연층(104A)보다 두꺼운 두께로 설정되어 있다.
복수의 게이트 전극(102)은 캐소드 전극(101)과 마찬가지로 스트라이프 구조를 형성하고 있어, 금속 예컨대 크롬으로 이루어지는 금속 박막에 의해서 형성되어 있다. 게이트 전극(102)의 폭 Wg는 예컨대 1.01㎜로 설정되고, 게이트 전극(102)간의 간격 Sg는 예컨대 0.1㎜로 설정된다. 게이트 전극(102)의 막 두께는 예컨대 200㎚로 설정된다.
게이트 홀(103)은 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)의 교차부에서, 게이트 전극(102) 및 절연층(104A, 104B)을 관통하여 캐소드 전극(101)의 표면에 도달하도록 마련되어 있다. 게이트 홀(103)의 개구부의 형상은 임의의 형상을 채용할 수 있는데, 본 실시예에서는 원형이 채용되어 있다. 여기서, 이 게이트 홀(103)의내부의 형상을 설명하기 위해서, 게이트 홀(103)을 절연막(104A)에 대응하는 제 1 구간과, 절연막(104B)에 대응하는 제 2 구간과, 게이트 전극(102)에 대응하는 제 3 구간으로 나누어 생각하기로 한다. 즉, 본 실시예에서는, 게이트 홀(103)의 절연막(104A)에 대응하는 제 1 구간의 구멍 직경 d1과, 절연막(104B)에 대응하는 제 2 구간의 구멍 직경 d2가 d1<d2의 관계를 만족하도록 설정되어 있다. 예컨대, d1이 20㎛로 설정되고, d2가 50㎛로 설정된다. 게이트 홀(103)의 게이트 전극(102)에 대응하는 제 3 구간의 구멍 직경은 제 2 구간의 상단부의 구멍 직경 d2와 거의 동등하게 설정되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 게이트 홀(103)의 구멍 직경 사이즈는 제 1 구간에서는 거의 일정한 구멍 직경 d1의 값으로 설정되고, 제 2 및 제 3 구간에서는 거의 일정한 구멍 직경 d2의 값으로 설정되어 있다.
인접하는 게이트 홀(103)의 간격은 그 중심끼리의 사이 거리가 소정값, 예컨대 100㎛로 되도록 설정되어 있다.
이러한 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a) 내에는 미세 섬유 구조 물질인 CNT를 포함하고, 미세 섬유 구조를 갖는 미세 섬유 구조층(105)이 형성되어 있다. 이 미세 섬유 구조층(105)은 게이트 홀(103)의 절연층(104A)에 대응하는 제 1 구간 내에 형성되어 있다. 즉, 미세 섬유 구조층(105)은 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a)를 거쳐서 노출되는 캐소드 전극(101) 상에 형성되어 있다. 미세 섬유 구조층(105)의 두께는 절연층(104A)의 막 두께로부터 캐소드 전극(101)의 막 두께를 뺀 값과 거의 동등하게 되어 있다.
도 3은 도 2(a) 내지 도 2(c)의 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 흐름도이다. 도 4(a) 내지 도 4(g)는 도 2(a)의 A1-A1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면이고, 도 5(a) 내지 도 5(e)는 도 2(a)의 A1-A1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면이며, 도 6(a) 내지 도 6(g)은 도 2(a)의 B1-B1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면이며, 도 7(a) 내지 도 7(e)은 도 2(a)의 B1-B1 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면이다.
먼저, 유리 기판(100)의 표면에, 금속, 예컨대 크롬의 금속 박막(115)이 스퍼터법 등의 방법에 의해 형성된다(도 3의 St1, 도 4(a) 및 도 6(a)). 계속해서, 금속 박막(115)을 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거함으로써, 캐소드 전극(101)이 형성된다(도 3의 St2, 도 4(b) 및 도 6(b)). 여기서, 포토리소그래피 공정이란, 레지스트 도포, 건조, 노광, 현상, 에칭, 레지스트 박리를 구비하는 일련의 처리이다(이하, 마찬가지).
계속해서, 유리 기판(100)의 표면 전체에, 캐소드 전극(101) 위에서부터 절연층용 유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조된 후에, 소정되어, 이것에 의해서 절연층(104A)이 형성된다(도 3의 St3, 도 4(c) 및 도 6(c)). 계속해서, 절연층(104A)이 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거되어, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a)를 구성하기 위한 구멍 직경 d1의 홀부(116)가 소정 간격, 예컨대 100㎛를 두고 형성된다(도 3의 St4, 도 4(d) 및 도 6(d)).
계속해서, 홀부(116) 내를 포함하는 절연층(104A)의 표면 전체에, 절연층용 유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조된 후에, 소성되어, 그것에 의해서 절연층(104B)이 형성된다(도 3의 St5, 도 4(e) 및 도 6(e)). 이때, 절연층(104B)쪽이 절연층(104A)보다도 유리 연화점이 낮은 유리 분말이 이용되고 있기 때문에, 절연층(104B)의 소성 시에 하층측의 절연층(104A)이 연화되는 것을 억제할 수 있어, 홀부(116) 등의 구조가 변형, 열화하는 것을 방지할 수 있다.
계속해서, 절연층(104B)의 표면에 금속, 예컨대 크롬의 금속 박막(117)이 스퍼터법 등의 방법에 의해 형성되고(도 3의 St6, 도 4(f) 및 도 6(f)), 그 금속 박막(117)이 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거된다(도 3의 St7). 즉, 금속 박막(117) 상에 형성된 레지스트 패턴(118)을 이용하여, 금속 박막(117)이 패터닝된다(도 4(g) 및 도 6(g)). 마스크(118)는 그 후에 제거된다.
계속해서, 게이트 홀(103)의 형성이 행하여진다(도 3의 St8). 즉, 절연층(104B)의 표면에, 게이트 전극(102) 위로부터 게이트 홀 형성용의 레지스트 패턴(119)이 형성된다(도 5(a) 및 도 7(a)). 이 레지스트 패턴(119)은 게이트 전극(102) 및 절연층(104B)의 에칭 마스크로서 이용되는 것이며, 게이트 홀 형성용의 구멍 직경 d2r, 예컨대 50㎛의 홀부(119a)가 소정 위치에 마련되어 있다.
계속해서, 레지스트 패턴(119)을 거쳐서 게이트 전극(102)이 혼산에 의해 화학 에칭되고, 계속해서 절연층(104B)이 초산에 의해 화학 에칭되어 캐소드 전극(101) 표면까지 관통하는 게이트 홀(103)이 형성된다(도 5 (b) 및 도 7(b)). 레지스트 패턴(119)은 그 후에 제거된다(도 5(c) 및 도 7(C)).
계속해서, 게이트 홀(103) 내를 포함하는 유리 기판(100)의 전면에 CNT를 용제에 분산시킨 액이 고압으로 분사되어 도포되고, 그 후 건조된다(도 3의 St9, 도 5(d) 및 도 7(d)). CNT가 분산된 액이 건조되면, 그 CNT를 포함하는 건조막(120) 중의, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a) 내 이외의 영역에 존재하는 불필요 부분의 제거 처리가 샌드블라스트에 의해 행하여진다(도 3의 St10, 도 5(e) 및 도 7(e)). 즉, 건조막(120) 중의 바닥부 개구부(103a) 내에 잔류하는 부분에 의해서 미세 섬유 구조를 갖는 물질층(105)이 형성된다. 구체적으로는, 건조막(120)의 표면에, 연마 입자인 탄산 칼슘 입자가 고압으로 분사되어 내뿜어져 행하여진다. 사용하는 탄산 칼슘 입자는 그 입경 ds가 게이트 홀(103)의 구멍 직경 d1, d2에 대하여 d1<ds<d2의 관계를 만족하는 것이 이용된다. 이 때문에, 탄산 칼슘 입자는 게이트 홀(103) 내에도 들어가지만, 그 바닥부 개구부(103a) 내에는 들어가지 않는다. 그 결과, 바닥부 개구부(103a) 내에 있는 건조막(120)만이 남고, 그 이외는 전부 제거된다. 탄산 칼슘 입자는, 예컨대 입경 ds가 25∼30㎛의 것이 사용된다.
계속해서, 건조막(120)의 불필요부의 제거 후, 게이트 홀(103) 내에 형성된 미세 섬유 구조층(105)을 캐소드 전극(101)에 고착시키기 때문에, 예컨대 온도 450℃∼550℃에서 소성되고(도 3의 St11), 이것에 의해서 도 2(a) 내지 도 2(c)에 나타내는 캐소드 기판(110)이 얻어진다.
그리고, 이와 같이 구성되는 냉음극 발광 소자는 그 냉음극 발광 소자를 화면에 구비한 평면형의 화상 표시 장치에 이용된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자에 있어서는, 게이트 홀(103)에서의 절연층(104B)이 게이트 전극(102)과 접촉하는 부분의 구멍 직경 d2가 절연층(104A)이 캐소드 전극(101)과 접촉하는 부분(바닥부 개구부(103a))의 구멍 직경 d1보다도 크게 설정되어 있고, 그 바닥부 개구부(103a) 내에 미세 섬유 구조를 갖는 미세 섬유 구조층(105)이 마련되어 있다. 이 때문에, 절연층(104A, 104B) 전체의 두께를 억제하면서, 게이트 전극(102)과 캐소드 전극(101) 및 미세 섬유 구조층(105)간의 거리를 확대시킬 수 있어, 바닥부 개구부(103a) 내에 마련된 미세 섬유 구조층(105)과 게이트 전극(102)이 구조물 형성 공정 동안의 열 공정 등에서 접촉하는 것을 용이하게 회피할 수 있다. 또한, 절연층(104A)이 CNT를 함유하는 미세 섬유 구조층(105)의 막 두께 및 위치를 규정하는 가이드로서 기능하기 때문에, 미세 섬유 구조층(105)의 막 두께 및 형성 위치의 관리를 용이하게 실행할 수 있고, 또한, 균일한 막 두께의 미세 섬유 구조층(105)을 형성할 수 있다.
또, 미세 섬유 구조층(105)이 게이트 홀(103) 내의 게이트 전극(102)측의 개구 직경보다도 작은 개구 직경의 바닥부 개구부(103a) 내에 형성되기 때문에, 게이트 홀(103)의 게이트 전극(102)측의 부분(제 2 및 제 3 구간)을 형성할 때에, 그 부분의 바닥부 개구부(103a)에 대한 위치 결정 정밀도의 요구 수준이 완화된다. 이 때문에, 열 이력에 의한 각부의 치수 변동의 영향이 억제되고, 제조하기 쉬운 냉음극 발광 소자를 제공할 수 있다.
또한, 절연층(104A)에 추가하여 절연층(104B)을 마련한 것에 의해, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있어, 양 전극간의 단락 회로의 발생을 회피하면서, 안정한 발광 동작을 행할 수 있다.
또, 적재된 복수의 절연층(104A, 104B)에 게이트 홀(103)을 형성하기 때문에, 구멍 직경이 절연층(104A, 10B)이 적층되는 순서대로 단계적으로 변화하는 게이트 홀(103)을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 게이트 홀(103)의 캐소드 전극(101)측의 개구 직경 d1 및 게이트 전극(102)측의 개구 직경 d2의 각 크기 및 상호의 비, 및, 절연층(104A)의 두께 t1 및 절연층(104B)의 두께 t2의 각 크기 및 상호의 비 등을 조절하는 것에 의해, 소망하는 전압으로 게이트 동작을 실행할 수 있다.
또, 게이트 홀(103)의 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간이 실질적으로 구멍 직경 변화가 없는, 원통 형상으로 설정되어 있다. 이 때문에, 건조막(120)의 불필요 부분의 제거 공정에서, 절연층(104B)에 의해서 구성되는 게이트 홀(103) 내의 내측벽에 연마 입자가 직접 충돌하여, 내측벽이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가령, 절연층(104B)의 소성이 게이트 홀(103)의 형성 후에 행하여지도록 한 경우이더라도, 그 열 공정에 의한 형상 변성에 의해 게이트 전극(102)이 게이트 홀(103) 내에 함몰되기 어렵다.
또한, 절연층(104A, 104B)이, 유리 분말이 수지 중에 분산되어 이루어지는 페이스트 재료가 소결되어 구성되어 있기 때문에, CVD 등의 성막 공정을 이용하는 일없이, 절연층(104A, 104B)을 용이하게 형성할 수 있다.
또, 게이트 전극(102)측의 절연층(104B)쪽이 캐소드 전극(101)측의 절연층(104A)보다도 두께가 크게 설정되어 있기 때문에, 절연층(104A, 104B) 전체의 두께를 억제하면서, 게이트 전극(102)과, 캐소드 전극(101) 및 미세 섬유 구조층(105)간의 절연을 확실하게 확보할 수 있다.
또한, 게이트 전극(102)측의 절연층(104B)에 이용되는 유리 분말 쪽이 캐소드 전극(104A)의 절연층(104A)에 이용되는 유리 분말 재료보다도 유리 연화점이 낮은 것이 이용되고 있기 때문에, 절연층(104B)의 소성 시에 하층측의 절연층(104A)이 연화되어 형상 등이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 게이트 홀(103)을 형성한 캐소드 기판(110)의 전면에, CNT를 포함하는 액의 도포 등에 의해 건조막(120)을 형성하고, 그 건조막(120)에 대해서, 연마 입자를 분사시켜 그 불필요 부분을 제거한다. 이 때문에, 샌드블라스트에 이용하는 연마 입자의 입경 ds를 적절한 값, 즉 d1<ds<d2로 설정하는 것에 의해, 게이트 홀(103) 내에 충전된 건조막(120)의 불필요 부분의 제거를 용이하게 할 수 있다.
또한, 건조막(120)의 불필요부 제거 공정에서, 바닥부 개구부(103a) 내의 건조막(120)의 표면이 연마 입자에 의해 도포되기 때문에, 불규칙한 방향을 향하고 있었던 CNT에 일정한 방향성을 부여하는 효과가 얻어져, CNT로부터의 전자 방출 특성을 개선할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 미세 섬유 구조 물질로서 CNT를 이용하였지만, 다른 물질, 예컨대 GNF를 쓰더라도 된다. 이 점에 대해서는 이하의 실시예 2∼8에 있어서도 마찬가지이다.
또한, 본 실시예에서는 캐소드 전극(101) 및 게이트 전극(102)을 크롬을 이용하여 형성했지만, 전극 형성 공정에서의 열 처리에 의해 전도성을 잃지 않는 도전 재료이면, 임의의 금속 재료를 쓰더라도 무방하다. 이 점에 대해서는 이하의실시예 2∼8에 있어서도 마찬가지이다.
(실시예 2)
도 8(a)은 본 발명의 실시예 2에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 8(b)은 도 8(a)의 A2-A2 단면도이며, 도 8(c)은 도 8(a)의 B2-B2 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 1에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은 전술한 절연층(104B) 대신에 마련되는 절연층(204B)의 구성이다. 따라서, 여기서는 절연층(204B)의 구성에 대해서만 설명하며, 실시예 1에 따른 캐소드 기판(110)과 공통되는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.
본 실시에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 8(a) 내지 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 2개의 절연층(104A, 204B) 중의 게이트 전극(102)측의 절연층(204B)이 상기 형광체 표시판(112)측에서 보아 게이트 전극(102)과 동일 패턴 형상을 갖고 있다.
또, 본 실시예에서의 각 파라미터 d1, d2, t1, t2 등의 수치는 실시예 1과 동일하게 설정되어 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자에 있어서는, 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어지고, 또한, 인접하는 게이트 전극(102)간의 거리가 실효적으로 확대되어, 그 결과, 인접 게이트 전극(102)간의 단락 회로의 발생이 억제된다.
또한, 게이트 전극(102)용의 포토마스크를 사용한 단일의 포토리소그래피 공정에 의해서, 게이트 전극(102) 및 절연층(204B)의 패터닝과, 게이트 홀(103)의 형성을 행할 수 있어, 그 결과, 공정수가 줄어, 이것에 의해서 생산성이 향상된다.
(실시예 3)
도 9(a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 9(b)는 도 9(a)의 A3-A3 단면도이며, 도 9(c)는 도 9(a)의 B3-B3 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 1에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은 게이트 홀(103)의 구조 및 캐소드 기판(110)의 제조 공정이다. 따라서, 그 다른 점에 대해서만 설명하며, 공통되는 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 9(a) 내지 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 게이트 홀(103)에서의 절연층(104A)에 대응하는 제 1 구간의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 d1로 설정되고, 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간의 상단부에서의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 d2(단, d2>d1)로 설정되며, 제 2 구간의 하단부에서의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 dm(단, dm>d2)으로 설정되어 있다. 그리고, 게이트 홀(103)의 제 2 구간에서의 구멍 직경 사이즈가, 절연층(104B)의 하단면로부터 상단면로 향해서 구멍 직경 dm으로부터 구멍 직경 d2로 가늘어지는 원뿔 형상으로 감소하고 있다. 본 실시예에서는 예컨대, d1은 20㎛, d2는 40㎛,dm은 60㎛로 설정되어 있다.
또한, 본 실시예에서는, 절연층(104B이가 감광성을 갖는 절연층용 유리 페이스트를 이용하여 형성된다. 절연층(104A)의 두께 t1은, 예컨대 6㎛로 설정되고, 절연층(104B)의 두께 t2는, 예컨대 10㎛로 설정되어 있다.
도 10은 도 9(a) 내지 도 9(c)의 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 흐름도이다. 도 11(a) 내지 도 11(g)은 도 9(a)의 A3-A3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면이며, 도 12(a) 및 도 12(b)는 도 9(a)의 A3-A3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면이다. 도 13(a) 내지 도 13(g)는 도 9(a)의 B3-B3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면이며, 도 14(a) 및 도 14(b)는 도 9(a)의 B3-B3 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면이다.
먼저, 유리 기판(100)의 표면에, 금속, 예컨대 크롬의 금속 박막(115)이 스퍼터법 등의 방법에 의해 형성된다(도 10의 St21, 도 11(a) 및 도 13(a)). 계속해서, 금속 박막(115)을 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거하는 것에 의해, 캐소드 전극(101)이 형성된다(도 10의 St22, 도 11(b) 및 도 13(b)).
계속해서, 유리 기판(100)의 표면 전체에, 캐소드 전극(101) 위로부터 절연층용 유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조된 후에, 소성되어, 이것에 의해서 절연층(104A)이 형성된다(도 10의 St23, 도 11(c) 및 도 13(c)). 계속해서, 절연층(104A)이 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거되어, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a)를 구성하기 위한 구멍 직경 d1의 홀부(116)가 소정 간격, 예컨대 100㎛를 두고 형성된다(도 10의 St24, 도 11(d) 및 도 13(d)).
계속해서, 홀부(116) 내를 포함하는 유리 기판(100)의 전면에 CNT를 용제에 분산시킨 액이 고압으로 분사되어 도포되고, 그 후 건조된다(도 10의 St25, 도 11(e) 및 도 13(e)). CNT가 분산된 액이 건조되면, 그 CNT를 포함하는 건조막(321) 중의, 홀부(116) 내 이외의 영역에 존재하는 불필요 부분의 제거가 평탄화 처리에 의해서 행하여진다(도 10의 St26, 도 11(f) 및 도 13(f)). 본 실시예에서는, 건조막(321)의 불필요 부분의 제거는 연마 테이프에 의해 건조막(321)의 표면 연마를 하는 것에 의해 행하여진다. 이 표면 연마는 절연층(104A) 상에 형성된 건조막(321)이 전부 제거되어, 홀부(116)의 상단의 개구 테두리가 노출될 때까지 행하여진다. 여기서, 연마 테이프란, 필름 형상의 시트의 표면에 연마 입자가 빈틈없이 칠해진 것이다.
계속해서, 미세 섬유 구조층(105) 및 절연층(104A)의 표면 전체에, 감광성을 갖는 절연층용 유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조되어 페이스트 건조층(332)이 형성된다. 이 때, 건조층(322)의 두께는, 예컨대 20㎛로 설정되어 있다. 그 후, 페이스트 건조층(322)에 대해서, 게이트 홀 패턴(구멍 직경 40㎛, 간격 100㎛)이 노광된다(도 10의 St27, 도 11(g) 및 도 13(g)).
계속해서, 페이스트 건조층(322)의 표면에 감광성을 갖는 도전성 은 페이스트가 인쇄되어 건조되고, 이것에 의해서 전극 재료층(323)이 형성된다. 그 후, 게이트 홀 패턴(구멍 직경 50㎛, 간격 100㎛)과 스트라이프 패턴(폭 Wg 1.01㎜, 간격 Sg 0.1㎜)을 구비한 포토마스크를 거쳐서 전극 재료층(323)이 노광된다(도 10의 St28, 도 12(a) 및 도 14(a)).
계속해서, 노광 처리 완료된 페이스트 건조층(322)과, 노광 처리 완료된 전극 재료층(323)이 동시에 현상된다(도 10의 St29, 도 12(b) 및 도 14(b)). 그 후, 예컨대 450℃∼550℃의 온도로 소성되고(도 10의 St30), 이것에 의해서 도 9(a) 내지 도 9(c)에 나타내는 캐소드 기판(110)이 얻어진다.
여기서, 게이트 홀(103)의 제 2 구간의 각부의 구멍 직경 사이즈 dm, d2의 대소 관계 및 테이퍼 형상은 노광 현상 조건의 적정화에 의해 실현할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자는 게이트 홀(103)의 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간의 형상이 전술한 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 상이하지만, 그 이외의 구성은 거의 마찬가지의 구성이기 때문에, 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어진다.
단, 본 실시예에서는, 게이트 홀(103)의 제 2 구간이 절연층(104B)의 캐소드 전극(101)측으로부터 게이트 전극(102)측으로 향해서, 구멍 직경 dm(단, dm은 dm>d2>d1)으로부터 구멍 직경 d2로 가늘어지는 원뿔 형태로 서서히 감소로 직경 축소되고 있기 때문에, 캐소드 전극(101) 및 미세 섬유 구조층(105)과 게이트 전극(102)의 거리를 확대시킬 수 있어, 그 결과, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)간의 단락 회로의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다.
또한, 게이트 전극(102)의 스트라이프 패턴 및 게이트 홀 패턴의 형성을 단일의 마스크를 이용하여 행할 수 있기 때문에, 공정수를 억제할 수 있고, 그 결과 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
(실시예 4)
도 15(a)는 본 발명의 실시예 4에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 15(b)는 도 15(a)의 A4-A4 단면도이며, 도 15(c)는 도 15(a)의 B4-B4 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 1에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은 게이트 홀(103)의 구조 및 캐소드 기판(110)의 제조 공정이다. 따라서, 그 다른 점에 대해서만 설명하며, 공통되는 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 15(a) 내지 도 15(c)에 나타내는 바와 같이, 게이트 홀(103)에서의 절연층(104A)에 대응하는 제 1 구간의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 d1로 설정되고, 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간의 상단부에서의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 d2(단, d2>d1)로 설정되며, 제 2 구간의 하단부에서의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 dm(단, d1<dm<d2)으로 설정되어 있다. 그리고, 게이트 홀(103)의 제 2 구간에서의 구멍 직경 사이즈가, 절연층(104B)의 하단면로부터 상단면으로 향해서 구멍 직경 dm으로부터 구멍 직경 d2로 넓어지는 원뿔 형상으로 확대하고 있다. 본 실시예에서는, 예컨대, d1은 20㎛, d2는 40㎛로 설정되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 예컨대, 절연층(104A)의 두께 t1은 6㎛, 절연층(104B)의 두께 t2는 12㎛로 설정되어 있다.
도 16(a) 내지 도 16(g)은 도 15(a)의 A4-A4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면이며, 도 17(a) 내지 도 17(e)는 도 15(a)의 A4-A4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면이다. 도 18(a) 내지 도 18(g)는 도 15(a)의 B4-B4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 전반부를 나타내는 도면이며, 도 19(a) 내지 도 19(e)는 도 15(a)의 B4-B4 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 후반부를 나타내는 도면이다.
먼저, 유리 기판(100)의 표면에, 금속, 예컨대 크롬의 금속 박막(115)이 스퍼터법 등의 방법에 의해 형성된다(도 16(a) 및 도 18(a)). 계속해서, 금속 박막(115)을 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거하는 것에 의해, 캐소드 전극(101)이 형성된다(도 16(b) 및 도 18(b)).
계속해서, 유리 기판(100)의 표면 전체에, 캐소드 전극(101) 위로부터 절연층용 유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조된 후에, 소성되고, 그것에 의해서 절연층(104A)이 형성된다(도 16(c) 및 도 18(c)). 계속해서, 절연층(104A)이 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거되어, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a)를 구성하기 위한 구멍 직경 d1의 홀부(116)가 소정 간격, 예컨대 100㎛를 두고 형성된다(도 16(d) 및 도 18(d)).
계속해서, 홀부(116) 내를 포함하는 절연층(104A)의 표면 전체에, 절연층용유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조된 후에, 소성되어, 그것에 의해서 절연층(104B)이 형성된다(도 16(e) 및 도 18(e)).
계속해서, 절연층(104B)의 표면에 금속, 예컨대 크롬의 금속 박막(117)이 스퍼터법 등의 방법에 의해 형성되고(도 16(f) 및 도 18(f)), 그 금속 박막(117)이 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 제거된다. 즉, 금속 박막(117) 상에 형성된 레지스트 패턴(118)을 이용하여, 금속 박막(117)이 패터닝된다(도 16(g) 및 도 18(g)). 마스크(118)는 그 후 제거된다.
계속해서, 게이트 홀(103)의 형성이 행하여진다. 즉, 절연층(104B)의 표면에, 게이트 전극(102) 위로부터 게이트 홀 형성용의 레지스트 패턴(119)이 드라이 필름 레지스트(DFR)에 의해 형성된다(도 17(a) 및 도 19(a)). 이 레지스트 패턴(119)은 게이트 전극(102) 및 절연층(104B)의 에칭 마스크로서 이용되는 것이며, 게이트 홀 형성용의 구멍 직경 D의 홀부(119a)가 소정 위치에 마련되어 있다. 홀부(119a)의 구멍 직경 D는 형성해야 할 게이트 홀(103)의 상단부의 개구 직경(예컨대, d2)보다도 조금 큰 값, 예컨대 50㎛로 설정되어 있다.
계속해서, 레지스트 패턴(119)을 거쳐서 게이트 전극(102)이 혼한(混酸)으로 화학 에칭되고, 계속해서 절연층(104B)이 초산에 의해 화학 에칭되어 캐소드 전극(101) 표면까지 관통하는 게이트 홀(103)이 형성된다(도 17(b) 및 도 19(b)).
여기서, 게이트 홀(103)의 제 2 구간의 각부의 구멍 직경 사이즈 dm, d2의 대소 관계 및 역(逆)테이퍼 형상은 에칭 조건의 적정화에 의해 실현할 수 있다.
계속해서, 레지스트 패턴(119)을 희생층으로서 남긴 상태에서, 게이트홀(103) 내를 포함하는 유리 기판(100)의 전면에 CNT를 용제에 분산시킨 액이 고압으로 분사되어 도포되고, 그 후 건조된다(도 17(c) 및 도 19(c)). CNT가 분산된 액이 건조되면, 그 CNT를 포함하는 건조막(321) 중의, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a) 내 이외의 영역에 존재하는 불필요 부분의 제거 처리가 샌드블라스트에 의해 행하여진다(도 17(d) 및 도 19(d)). 즉, 건조막(321) 중의 바닥부 개구부(103a) 내에 잔류하는 부분에 의해서 미세 섬유 구조를 갖는 미세 섬유 구조층(105)이 형성된다. 구체적으로는, 건조막(321)의 표면에, 연마 입자인 탄산 칼슘 입자가 고압으로 분사되어 내뿜어져 행하여진다. 사용하는 탄산 칼슘 입자는, 그 입경 ds가 게이트 홀(103)의 구멍 직경 d1, d2에 대하여 d1<ds<d2의 관계를 만족하는 것이 이용된다. 입경 ds는 예컨대 25㎛∼30㎛로 설정된다.
계속해서, 건조막(321)의 불필요부의 제거 후, 희생층으로서 사용한 레지스트 패턴(119)이 제거되고(도 17(e) 및 도 19(e)), 그 후 게이트 홀(103) 내에 형성된 미세 섬유 구조층(105)을 캐소드 전극(101)에 고착시키기 위해서, 예컨대 온도 450℃∼550℃에서 소성되고, 이것에 의해서 도 15(a) 내지 도 15(c)에 나타내는 캐소드 기판(110)이 얻어진다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자는, 게이트 홀(103)의 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간의 형상이 전술한 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 상이하지만, 그 이외의 구성은 거의 마찬가지의 구성이기 때문에, 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어진다.
단, 본 실시예에서는, 게이트 홀(103)의 제 2 구간이, 절연층(104B)의 캐소드 전극(101)측으로부터 게이트 전극(102)측으로 향해서, 구멍 직경 dm(단, dm은 d2>dm>d1)으로부터 구멍 직경 d2로 넓어지는 원뿔 형태로 서서히 직경 확대되어 있기 때문에, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)간의 절연성이 보다 향상되고, 그 결과, 절연층(104B)의 두께 t2를 실시예 1의 경우보다도 더욱 작게 할 수 있다. 이것에 의해서, 보다 낮은 구동 전압으로 발광시킬 수 있다.
또한, 게이트 홀 형성용의 레지스트 패턴(119)을 희생층으로서 남긴 상태에서, 그 레지스트 패턴(119) 위로부터 CNT를 포함한 건조막(321)을 형성하고, 그 건조막(321)의 불필요 부분을 샌드블라스트에 의해 제거하도록 되어 있다. 이 때문에, 건조막(321)이 게이트 홀(103) 내 이외의 다른 부분, 예컨대 게이트 전극(102)의 표면 등에 부착되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 건조막(321)의 불필요 부분의 제거 처리 시에, 연마 입자에 의해서 게이트 전극(102)이 손상 등을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 게이트 홀 형성용의 레지스트 패턴(119)을 희생층으로서 이용하기 때문에, 일부러 전용으로 희생층을 형성할 필요가 없어 효율적이다.
(실시예 5)
도 20(a)는 본 발명의 실시예 5에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 20(b)는 도 20(a)의 A5-A5 단면도이며, 도 20(c)는 도 20(a)의 B5-B5 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 1에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은, 전술한 절연층(104A)이 재질 및 제법이 다른 절연층(504A)으로 변경되어 있는 점이다. 따라서, 그 다른 점에 대해서만 설명하며, 공통되는 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 20(a) 내지 도 20(c)에 나타내는 바와 같이, 캐소드 전극(101)측의 절연층(504A)이, 절연성의 막 재료가 퇴적되어 형성된 퇴적 절연층에 의해서 형성되어 있다. 퇴적 절연층(504A)은, 예컨대, SiO2막, Al2O3막 등의 산화물 절연막으로 이루어지고, 스퍼터나 CVD 등의 얇은 막 제조 설비에 의해서 형성된다. 퇴적 절연층(504A)의 두께 t1은 예컨대 2㎛∼3㎛로 설정된다. 또한, 게이트 전극(102)측의 절연층(104B)의 두께 t2는 예컨대 5㎛로 설정된다.
또한, 본 실시예에서는, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a)의 구멍 직경 d1은 예컨대 20㎛로 설정되고, 절연층(104B)의 상단면에서의 구멍 직경 d2는 예컨대 60㎛로 설정된다.
도 21(a) 내지 도 21(d)은 도 20(a)의 A5-A5 단면도에 대응하고, 그 냉음극 발광 소자의 제조 공정의 일부를 나타내는 도면이다. 또, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 공정은 전술한 실시예 3에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 공정과의 유사성이 높기 때문에, 전술한 도 10, 도 11(a)∼도 11(g), 및, 도 12(a) 및 도 12(b) 등에 나타내는 제조 공정을 참조하면서 설명한다.
먼저, 도 11(a) 및 도 11(b)에 나타내는 공정과 마찬가지로 해서, 유리 기판(100)의 표면에 크롬 등의 금속 박막(115)이 형성되고, 그 금속 박막(115)이패터닝되어, 캐소드 전극(101)이 형성된다. 계속해서, 유리 기판(100) 상의 전면에 캐소드 전극(101) 위로부터 스퍼터법 등의 방법에 의해 SiO2막 등의 퇴적 절연층(504A)이 두께 t1로 형성된다(도 21(a)).
계속해서, 퇴적 절연층(504A) 상의 전면에, 게이트 홀(103)의 바닥부 개구부(103a)에 대응하는 홀부(116)를 형성하기 위한 레지스트 패턴(521)이 형성되고, 이 레지스트 패턴(521)을 이용한 포토리소그래피 공정에 의해, 퇴적 절연층(504A)에 홀부(116)가 형성된다. 여기서, 이 레지스트 패턴(521)에는, 홀부(116)에 대응하여 구멍 직경 d1이 예컨대 20㎛인 홀부(521a)가 간격 100㎛로 마련되어 있다. 또, 이 레지스트 패턴(521)은 박리하지 않고서 다음 공정(CNT층의 형성)에 희생층으로서 사용된다.
계속해서, 홀부(116) 내를 포함하는 유리 기판(100)의 전면에 레지스트 패턴(521) 위로부터 CNT를 용제에 분산시킨 액이 고압으로 분사되어 도포되고, 그 후 건조된다(도 21(c)). 유리 기판(100) 상에는 CNT을 포함한 건조막(522)이 형성된다.
계속해서, 건조막(522) 중의, 홀부(116) 내 이외의 영역에 존재하는 불필요 부분의 제거와, 레지스트 패턴(521)의 제거가 동시에 행하여진다(도 21(d)). 이 제거 처리에서는 가공면을 박리액으로 담구어 레지스트 패턴(521)을 박리하는 것에 의해, 레지스트 패턴(521)과 건조막(522)의 불필요 부분이 동시에 제거된다. 이것에 의해서, 퇴적 절연층(504A)의 홀부(116) 내에 채워넣은 건조막(522)의 부분만이잔류하고, 그 잔류 부분에 의해서 미세 섬유 구조를 갖는 물질층(105)이 구성된다.
계속해서, 물질층(105) 및 퇴적 절연층(504A)의 표면 전체에, 감광성을 갖는 절연층용 유리 페이스트가 인쇄되고, 그 인쇄된 유리 페이스트층이 건조되어 페이스트 건조층(막 두께 10㎛)이 형성된다. 그 후, 페이스트 건조층에 대하여, 게이트 홀 패턴(구멍 직경 50㎛, 간격 100㎛)이 노광된다.
계속해서, 페이스트 건조층의 표면에 감광성을 갖는 도전성 은 페이스트가 인쇄되고 건조되어, 이것에 의해서 전극 재료층이 형성된다. 그 후, 게이트 홀 패턴(구멍 직경 60㎛, 간격 100㎛)과 스트라이프 패턴(폭 Wg 1.01㎜, 간격 Sg 0.1㎜)를 구비한 포토마스크를 거쳐서 전극 재료층이 노광된다.
계속해서, 노광 처리 완료된 페이스트 건조층과 노광 처리 완료된 전극 재료층이 동시에 알칼리 현상액(탄산소다)에 의해 현상된다. 그 후, 예컨대 450℃∼550℃의 온도에서 소성되고, 이것에 의해서 도 20(a) 내지 도 20(c)에 나타내는 캐소드 기판(110)이 얻어진다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자는 전술한 절연층(104A)이 퇴적 절연층(504A)으로 변경되어 있는 점에서 전술한 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 상이하지만, 그 이외의 구성은 거의 마찬가지의 구성이기 때문에, 실시예 1에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어진다.
단, 캐소드 전극(101)측의 절연층(504A)을 SiO2등을 퇴적하여 형성된 퇴적 절연층으로 구성했기 때문에, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)간의 절연 내성을, 소결 유리를 이용한 절연층(104A)보다도 향상시킬 수 있다. 그 결과, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)간의 절연 내성을 확보하면서, 절연층(504A)의 두께 t1을 억제하여, 보다 낮은 구동 전압으로 발광시킬 수 있다.
또한, 얇은 막 제조 설비에 의해 막 재료를 퇴적하여 절연층(504A)을 형성하기 때문에, 용이하게 얇은 막의 절연층(504A)을 형성할 수 있다.
또, 홀부(116)를 형성하기 위한 레지스트 패턴(521)을 희생층으로서 남긴 상태에서, 그 레지스트 패턴(521) 위로부터 CNT를 포함한 건조막(522)을 형성하고, 그 레지스트 패턴(521)을 건조막(522)의 불필요 부분과 함께 박리하도록 되어 있다. 이 때문에, 건조막(522)이 절연층(504A)의 홀부(116) 내 이외의 다른 부분에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 레지스트 패턴(521)을 희생층으로서 이용하기 때문에, 일부러 전용으로 희생층을 형성할 필요가 없어 효율적이다.
(실시예 6)
도 22(a)는 본 발명의 실시예 6에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 22(b)는 도 22(a)의 A6-A6 단면도이며, 도 22(c)는 도 22(a)의 B6-B6 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 3에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은 전술한 절연층(104B) 대신에 마련되는 절연층(604B)의 구성이다. 따라서, 여기서는 절연층(604B)의 구성에 대해서만 설명하며, 실시예 3에 따른 캐소드 기판(110)과 공통되는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 22(a) 내지 도 22(c)에 나타내는 바와 같이, 2개의 절연층(104A, 604B) 중의 게이트 전극(102)측의 절연층(604B)이 상기 형광체 표시판(112)측에서 보아 게이트 전극(102)과 동일 패턴 형상을 갖고 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자에 있어서는, 실시예 3에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어지고, 또한, 인접하는 게이트 전극(102)간의 거리가 실효적으로 확대되어, 그 결과, 인접 게이트 전극(102)간의 단락 회로의 발생이 억제된다.
또한, 게이트 전극(102)용의 포토마스크를 사용한 단일의 포토리소그래피 공정에 의해서, 게이트 전극(102) 및 절연층(604B)의 패터닝과 게이트 홀(103)을 형성할 수 있어, 그 결과, 공정수가 줄어, 이것에 의해서 생산성이 향상된다.
(실시예 7)
도 23(a)은 본 발명의 실시예 7에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 23(b)은 도 23(a)의 A7-A7 단면도이며, 도 23(c)은 도 23(a)의 B7-B7 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 5에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은 게이트 홀(103)의 구조이다. 따라서, 그 다른 점에 대해서만 설명하며, 공통되는 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 23(a) 내지 도 23(c)에 나타내는 바와 같이, 게이트 홀(103)의 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간에서의 구멍 직경이 전술한 실시예 4의 경우와 거의 마찬가지로, 상방측을 향해서 넓어지는 원뿔 형태로 형성되어 있다. 즉, 게이트 홀(103)에 있어서의 절연층(504A)에 대응하는 제 1 구간의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 d1로 설정되고, 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간의 상단부에서의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 d2(단, d2>d1)로 설정되며, 제 2 구간의 하단부에서의 구멍 직경 사이즈가 구멍 직경 dm(단, d1<dm<d2)으로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자는 게이트 홀(103)의 절연층(104B)에 대응하는 제 2 구간의 형상이 전술한 실시예 5에 따른 냉음극 발광 소자와 상이하지만, 그 이외의 구성은 거의 마찬가지의 구성이기 때문에, 실시예 5에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어진다.
단, 본 실시예에서는, 게이트 홀(103)의 제 2 구간이 상방측을 향해서 넓어지는 원뿔 형상으로 서서히 직경 확대되고 있기 때문에, 캐소드 전극(101)과 게이트 전극(102)간의 절연성이 보다 향상되고, 그 결과, 절연층(104B)의 두께 t2를 실시예 1의 경우보다도 더욱 작게 할 수 있다. 이것에 의해서, 보다 낮은 구동 전압으로 발광시킬 수 있다.
특히, 본 실시예에서는, 게이트 홀(103)의 제 2 구간이 상방측을 향해서 넓어지는 원뿔 형상으로 직경 확대되어 있는 것과, 퇴적 절연층(504A)의 절연 내성이 소결 유리층보다도 높은 것과의 상승 효과에 의해서, 캐소드 전극(101)과 게이트전극(102)간의 절연성이 보다 향상되어, 절연층(104B)의 두께 t2를 보다 작게 할 수 있어, 그 결과, 보다 낮은 구동 전압으로 발광시킬 수 있다.
(실시예 8)
도 24(a)는 본 발명의 실시예 8에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)의 주요부를 확대한 평면도이고, 도 24(b)는 도 24(a)의 A8-A8 단면도이며, 도 24(c)는 도 24(a)의 B8-B8 단면도이다. 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자의 캐소드 기판(110)이 전술한 실시예 5에 따른 캐소드 기판(110)과 실질적으로 다른 점은 전술한 절연층(104B) 대신에 마련되는 절연층(804B)의 구성이다. 따라서, 여기서는 절연층(804B)의 구성에 대해서만 설명하며, 실시예 5에 따른 캐소드 기판(110)과 공통되는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.
본 실시에 따른 캐소드 기판(110)에서는, 도 24(a) 내지 도 24(c)에 나타내는 바와 같이, 2개의 절연층(504A, 804B) 중의 게이트 전극(102)측의 절연층(804B)이, 상기 형광체 표시판(112)측에서 보아 게이트 전극(102)과 동일 패턴 형상을 갖고 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉음극 발광 소자에 있어서는, 실시예 5에 따른 냉음극 발광 소자와 거의 마찬가지의 효과가 얻어지고, 또한, 인접하는 게이트 전극(102)간의 거리가 실효적으로 확대되어, 그 결과, 인접 게이트 전극(102)간의 단락 회로의 발생이 억제된다.
또한, 게이트 전극(102)용의 포토마스크를 사용한 단일의 포토리소그래피 공정에 의해서, 게이트 전극(102) 및 절연층(804B)의 패터닝과 게이트 홀(103)을 형성할 수 있어, 그 결과, 공정수가 줄어, 이것에 의해서 생산성이 향상된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 특징에 따른 냉음극 발광 소자에 의하면, 복수의 절연층 전체의 두께를 억제하면서, 캐소드 전극(제 1 전극) 및 물질층과 게이트 전극(제 2 전극)간의 거리를 확대시킬 수 있어, 물질층과 게이트 전극이 구조물 형성 공정 중의 열 공정 등에서 접촉하는 것을 용이하게 회피할 수 있다.
또한, 복수의 절연층 중의 최하층의 절연층이 미세 섬유 구조를 갖는 물질층의 막 두께 및 위치를 규정하는 가이드로서 기능하기 때문에, 물질층의 막 두께 및 형성 위치의 관리를 용이하게 할 수 있고, 또한, 균일한 막 두께의 물질층을 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 제 2 특징 및 제 3 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 건조막의 불필요 부분의 제거 처리에 이용하는 연마 입자의 입경을 적절한 값으로 설정하는 것에 의해, 홀부 내에 충전된 건조막의 불필요 부분의 제거를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 특징에 따른 발명에서는, 또, 건조막이 홀부 외의 부분에 부착되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 건조막의 불필요 부분의 제거 처리 시에 연마 입자에 의해서 게이트 전극 등이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명의 제 4 특징에 따른 냉음극 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 미세 섬유 구조 물질을 함유한 건조막의 형성 후에 행하여지는 평탄화 처리에 의해서, 최하층의 절연층에 형성된 개구부 이외의 부분에 마련된 건조막의 불필요 부분의 제거를 용이하게 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 복수의 제 1 전극과,
    상기 복수의 제 1 전극 상에 적층하여 마련된 복수의 절연층과,
    상기 복수의 절연층 상에 마련되고, 상기 복수의 절연층을 사이에 두고 상기 복수의 제 1 전극과 교차하도록 배치되며, 상기 제 1 전극측으로부터 전자를 인출하기 위한 복수의 제 2 전극과,
    상기 제 2 전극에 대향하여 배치되고, 상기 전자를 가속하기 위한 전압이 상기 제 1 전극과의 사이에서 인가되며, 상기 전자의 입사에 의해 발광하는 제 3 전극
    을 구비하되,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 교차부에서, 상기 제 2 전극 및 상기 복수의 절연층을 관통하여 상기 제 1 전극의 표면에 도달하도록 적어도 하나의 홀부가 마련되고,
    상기 홀부에서의 상기 복수의 절연층이 상기 제 1 전극과 접촉하는 부분의 제 1 구멍 직경 d1과, 상기 홀부에서의 상기 복수의 절연층이 상기 제 2 전극과 접촉하는 부분의 제 2 구멍 직경 d2가 d1<d2의 관계를 만족하도록 설정되며,
    상기 홀부에서의 상기 제 1 구멍 직경 d1을 갖는 상기 제 1 전극측의 개구부 내에서, 상기 제 1 전극 상에는 미세 섬유 구조를 갖는 물질층이 마련되는
    냉음극 발광 소자.
  2. 청구항 1에 기재된 냉음극 발광 소자의 제조 방법으로서,
    상기 홀부가 형성된 기판의 표면에, 미세 섬유 구조 물질을 용제에 분산시켜 이루어지는 액(液)을 도포하여 건조시키는 공정과,
    상기 미세 섬유 구조 물질을 포함하는 건조막의 표면에 연마 입자를 고속으로 분사시켜, 그 건조막의 불필요 부분을 제거하는 공정
    을 포함하는 냉음극 발광 소자의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 기재된 냉음극 발광 소자의 제조 방법으로서,
    상기 제 2 전극 및 상기 복수의 절연층에 상기 홀부를 형성하고, 또한, 상기 홀부에 대응하는 부분을 제외하고 상기 제 2 전극 위를 덮는 희생층을 형성하는 공정과,
    상기 홀부 내 및 상기 희생층의 표면에, 상기 미세 섬유 구조 물질을 용제에 분산시켜 이루어지는 액을 도포하여 건조시키는 공정과,
    상기 미세 섬유 구조 물질을 포함하는 건조막의 표면에 연마 입자를 고속으로 분사시켜, 그 건조막의 불필요 부분을 제거하는 공정과,
    상기 희생층을 제거하는 공정
    을 포함하는 냉음극 발광 소자의 제조 방법.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4763973B2 (ja) * 2004-05-12 2011-08-31 日本放送協会 冷陰極素子及びその製造方法
US20060292297A1 (en) * 2004-07-06 2006-12-28 Nano-Proprietary, Inc. Patterning CNT emitters
KR20070043391A (ko) * 2005-10-21 2007-04-25 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스, 이를 이용한 전자 방출 표시 디바이스및 이의 제조 방법
KR20070046650A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스
KR20070083112A (ko) 2006-02-20 2007-08-23 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시디바이스
JP2007311329A (ja) 2006-05-19 2007-11-29 Samsung Sdi Co Ltd 発光装置、発光装置の電子放出ユニット製造方法、及び表示装置
KR20080045016A (ko) * 2006-11-17 2008-05-22 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스, 전자 방출 디바이스의 제조 방법, 및전자 방출 디바이스를 구비한 발광 장치
TWI340985B (en) * 2007-07-06 2011-04-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd Field emission device array substrate and fabricating method thereof
JP4303308B2 (ja) * 2007-11-20 2009-07-29 シャープ株式会社 電子放出素子、電子放出装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、および電子放出素子の製造方法
JP4314307B1 (ja) * 2008-02-21 2009-08-12 シャープ株式会社 熱交換装置
US8299700B2 (en) 2009-02-05 2012-10-30 Sharp Kabushiki Kaisha Electron emitting element having an electron acceleration layer, electron emitting device, light emitting device, image display device, cooling device, and charging device
CN101814405B (zh) 2009-02-24 2012-04-25 夏普株式会社 电子发射元件及其制造方法、使用电子发射元件的各装置
JP2010225297A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Futaba Corp 冷陰極電子源の製造方法及び冷陰極電子源。
JP4732534B2 (ja) * 2009-05-19 2011-07-27 シャープ株式会社 電子放出素子、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置
JP5073721B2 (ja) * 2009-05-19 2012-11-14 シャープ株式会社 電子放出素子、電子放出装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、電子放出素子の製造方法
JP4732533B2 (ja) * 2009-05-19 2011-07-27 シャープ株式会社 電子放出素子及びその製造方法、並びに、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置
CN101930884B (zh) * 2009-06-25 2012-04-18 夏普株式会社 电子发射元件及其制造方法、电子发射装置、自发光设备、图像显示装置
JP4880740B2 (ja) 2009-12-01 2012-02-22 シャープ株式会社 電子放出素子及びその製造方法、並びに、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置
KR20130101839A (ko) * 2012-03-06 2013-09-16 삼성전자주식회사 엑스레이 소스
US9064669B2 (en) * 2013-07-15 2015-06-23 National Defense University Field emission cathode and field emission light using the same
CN103943441B (zh) * 2014-05-10 2016-05-04 福州大学 一种场致发射激发气体放电显示装置及其驱动方法
KR102568252B1 (ko) * 2016-07-21 2023-08-22 삼성디스플레이 주식회사 발광 장치 및 그의 제조방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229331A (en) * 1992-02-14 1993-07-20 Micron Technology, Inc. Method to form self-aligned gate structures around cold cathode emitter tips using chemical mechanical polishing technology
EP0700063A1 (en) 1994-08-31 1996-03-06 International Business Machines Corporation Structure and method for fabricating of a field emission device
JP3070469B2 (ja) * 1995-03-20 2000-07-31 日本電気株式会社 電界放射冷陰極およびその製造方法
US5683282A (en) * 1995-12-04 1997-11-04 Industrial Technology Research Institute Method for manufacturing flat cold cathode arrays
JP3171121B2 (ja) * 1996-08-29 2001-05-28 双葉電子工業株式会社 電界放出型表示装置
US5929560A (en) * 1996-10-31 1999-07-27 Motorola, Inc. Field emission display having an ion shield
EP0970499A1 (en) * 1997-03-25 2000-01-12 E.I. Du Pont De Nemours And Company Field emitter cathode backplate structures for display panels
FR2769751B1 (fr) * 1997-10-14 1999-11-12 Commissariat Energie Atomique Source d'electrons a micropointes, a grille de focalisation et a densite elevee de micropointes, et ecran plat utilisant une telle source
TW403931B (en) * 1998-01-16 2000-09-01 Sony Corp Electron emitting apparatus, manufacturing method therefor and method of operating electron emitting apparatus
US6211608B1 (en) * 1998-06-11 2001-04-03 Micron Technology, Inc. Field emission device with buffer layer and method of making
US6369596B1 (en) * 1999-08-04 2002-04-09 Agere Systems Guardian Corp. Vacuum-assisted integrated circuit test socket
US20020036452A1 (en) * 1999-12-21 2002-03-28 Masakazu Muroyama Electron emission device, cold cathode field emission device and method for the production thereof, and cold cathode field emission display and method for the production thereof
KR100316780B1 (ko) * 2000-02-15 2001-12-12 김순택 격벽 리브를 이용한 3극관 탄소나노튜브 전계 방출 소자및 그 제작 방법
DE60042679D1 (de) * 2000-03-16 2009-09-17 Hitachi Ltd Vorrichtung zum Erzeugen eines Stromes von Ladungsträgern
JP2001266735A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Lg Electronics Inc 電界放出型冷陰極構造及びこの陰極を備えた電子銃
JP3639808B2 (ja) * 2000-09-01 2005-04-20 キヤノン株式会社 電子放出素子及び電子源及び画像形成装置及び電子放出素子の製造方法
JP2002110073A (ja) 2000-09-28 2002-04-12 Hitachi Ltd 平面表示装置
JP3774682B2 (ja) 2001-06-29 2006-05-17 キヤノン株式会社 電子放出素子、電子源および画像形成装置
WO2003063120A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-31 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for regulating electron emission in field emitter devices
US6835947B2 (en) * 2002-01-31 2004-12-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Emitter and method of making
KR100519754B1 (ko) * 2003-01-13 2005-10-07 삼성에스디아이 주식회사 이중 게이트 구조를 가진 전계방출소자 및 그 제조방법

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Publication number Publication date
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