KR20060024565A - 전계 방출 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

전계 방출 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20060024565A
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Abstract

전계 방출 소자 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 전계 방출 소자는 기판;기판의 상면에 형성되는 것으로, 소정 높이의 캐소드홀이 형성된 캐소드 전극; 캐소드 전극의 상면에 형성되는 것으로, 캐소드홀보다 작은 직경을 가지는 제1 관통공이 형성된 물질층; 물질층의 상면에 형성되는 것으로, 제1 캐비티가 형성된 제1 절연층; 제1 절연층의 상면에 형성되는 것으로, 제2 관통공이 형성된 게이트 전극; 및 캐소드홀의 중심부에 형성되는 에미터;를 구비한다.

Description

전계 방출 소자 및 그 제조방법{Field emission device and method for manufacturing the same}
도 1은 종래 전계 방출 소자의 일부를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 SEM 사진들이다.
도 4a 내지 도 4d는 게이트 전극에 각각 70V, 80V, 90V, 100V의 전압을 인가했을 때 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자에 의하여 형성된 화상을 찍은 사진들이다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 실시예에 다른 전계 방출 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110... 기판 112... 캐소드 전극
112a... 제1 전극 112b... 제2 전극
113... 물질층 114... 제1 절연층
116... 게이트 전극 118... 제2 절연층
120... 집속 전극 212... 캐소드홀
213... 제1 관통홀 214... 제1 캐비티
216... 제2 관통홀 218... 제2 캐비티
220... 제3 관통홀
본 발명은 전계방출 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 전자빔의 집속 효과를 높여 휘도를 향상시킬 수 있는 전계 방출 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 정보전달매체의 중요 부분인 표시장치의 대표적인 활용 분야로는 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비젼 수상기 등을 들 수 있다. 이러한 표시장치는 고속 열전자 방출을 이용하는 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube)과, 최근에 급속도로 발전하고 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display)로 크게 분류될 수 있다. 상기 평판 표시장치로는 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel), 전계 방출 표시소자(FED; Field Emission Display) 등이 있다.
전계 방출 표시소자는, 캐소드 전극 위에 일정한 간격으로 배열된 에미터(emitter)와 게이트 전극 사이에 강한 전기장을 형성함으로써 에미터로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 애노드 전극 상에 형성된 형광체층에 충돌시켜 발광되도록 하는 표시장치이다. 이러한 전계 방출 표시소자는 박형의 표시소자로서 전체 두께가 수 ㎝에 불과하며, 넓은 시야각, 낮은 소비전력, 낮은 제조비용 등의 장점을 갖기 때문에 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널과 함께 차세대 표시소자로 주목받고 있다.
이러한 전계 방출 표시소자에서 캐소드 전극이 마련된 전계 방출 소자의 일반적인 구조가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 전계 방출 소자는 기판 (10)상에 캐소드 전극(12), 제1 절연층(14) 및 게이트 전극(16)이 순차적으로 형성된 구조를 가진다. 여기서, 상기 제1 절연층(14)에 캐소드 전극(12)의 상면을 노출시키는 에미터홀(25)이 형성되며, 이 에미터홀(25)의 내부에는 전자를 방출 시키는 에미터(30)가 마련된다. 한편, 상기 게이트 전극(16)의 상면에는 제2 절연층(18)이 형성되며, 상기 제2 절연층(18)의 상면에는 상기 에미터(30)로부터 방출된 전자빔을 집속시키기 위한 집속 전극(focus electrode,20)이 형성된다.
그러나, 상기와 같은 구조의 전계 방출 소자에서는 고휘도 구현을 위하여 애노드 전극(미도시)에 고전압을 인가하게 되면, 전자빔의 퍼짐으로 인해 색순도가 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전자빔의 집속 효과를 높여 휘도를 향상시킬 수 있는 전계 방출 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자는
기판;
상기 기판의 상면에 형성되는 것으로, 소정 높이의 캐소드홀이 형성된 캐소드 전극;
상기 캐소드 전극의 상면에 형성되는 것으로, 상기 캐소드홀의 중심부에 대응되는 부분에는 상기 캐소드홀보다 작은 직경을 가지는 제1 관통공이 형성된 물질층;
상기 물질층의 상면에 형성되는 것으로, 상기 제1 관통공과 연통하는 제1 캐비티가 형성된 제1 절연층;
상기 제1 절연층의 상면에 형성되는 것으로, 상기 제1 캐비티와 연통하는 제2 관통공이 형성된 게이트 전극; 및
상기 캐소드홀의 중심부에 형성되는 에미터;를 구비한다.
상기 에미터는 상기 캐소드홀과 동일하거나 상기 캐소드홀보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 에미터는 카본나노튜브(CNT), 흑연나노입자 또는 나노 다이아몬드로 이루어질 수 있다.
상기 캐소드홀의 높이는 수 ㎛, 바람직하게는 0.1 ~ 5㎛이다.
상기 캐소드 전극은 상기 기판의 상면에 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 전극의 상면에 형성되는 것으로 상기 캐소드홀이 형성된 제2 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극은 0.1㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있으며, 이러한 제1 전극 은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극은 수 ㎛, 바람직하게는 0.1 ~ 5㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 이러한 제2 전극은 Cr, Ag, Al 및 Au로 이루어진 그룹에서 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 물질층은 a-Si로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극의 상면에는 상기 제2 관통홀과 연통하는 제2 캐비티가 형성된 제2 절연층이 더 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 절연층의 상면에는 상기 제2 캐비티와 연통하는 제3 관통홀이 형성된 집속 전극이 더 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 제조방법은,
기판의 상면에 캐소드 전극을 형성하는 단계;
상기 캐소드 전극의 상면에 소정의 물질층을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 관통홀을 형성하는 단계;
상기 제1 관통홀을 통하여 노출된 상기 캐소드 전극을 식각하여 상기 제1 관통홀보다 큰 직경을 가지는 캐소드홀을 형성하는 단계;
상기 물질층의 상면에 제1 절연층을 형성하는 단계;
상기 제1 절연층의 상면에 게이트 전극을 형성하고, 이를 패터닝하여 제2 관통홀을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극의 상면에 제2 절연층을 형성하는 단계;
상기 제2 절연층의 상면에 집속 전극을 형성하고, 이를 패터닝하여 제3 관통홀을 형성하는 단계;
상기 제3 관통홀을 통하여 노출된 제2 절연층을 식각하여 제2 캐비티를 형성 하는 단계;
상기 제2 관통홀을 통하여 노출된 제1 절연층을 식각하여 제1 캐비티를 형성하는 단계; 및
상기 캐소드홀의 중심부에 에미터를 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 캐소드 전극을 형성하는 단계는 상기 기판의 상면에 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극의 상면에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 캐소드홀은 상기 제1 관통홀을 통하여 노출된 제2 전극을 등방성 식각함으로써 형성될 수 있다.
상기 에미터는 상기 캐소드홀과 동일하거나 상기 캐소드홀보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 에미터는 상기 캐소드홀 내부에 소정의 전자방출물질을 채우고, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 일부를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자는 기판(110)과, 캐소드홀(212)이 형성된 캐소드 전극(112)과, 상기 캐소드 전극(112)의 상부에 형성되는 게이트 전극(116)과, 상기 캐소드홀(212)의 중심부에 형성되는 에미터(130) 를 구비한다.
상기 기판(110)으로는 일반적으로 유리기판이 사용된다. 상기 캐소드 전극(112)은 상기 기판(110)의 상면에 형성되는 제1 전극(112a)과 상기 제1 전극(112a)의 상면에 형성되는 제2 전극(112b)을 포함한다. 여기서, 캐소드 전극(112)은 종래 의 캐소드 전극보다 훨씬 두꺼운 두께로 형성된다. 그리고, 상기 캐소드홀(212)은 상기 제2 전극(112b)에 형성된다.
상기 제1 전극(112a)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 재료를 대략 0.1㎛ 이하의 두께로 증착함으로써 형성될 수 있다. 이러한 제1 전극(112a)의 상면은 상기 캐소드홀(212)의 바닥면을 이루게 된다. 상기 제2 전극(112b)은 Cr, Ag, Al 및 Au로 이루어진 그룹에서 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(112b)은 수 ㎛, 바람직하게는 0.1 ~ 5㎛의 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 캐소드홀(212)은 상기 제2 전극(112b)을 관통하여 형성되므로, 상기 제2 전극(112b)의 두께와 같은 높이로 형성된다.
상기 제2 전극(112b)의 상면에는 상기 캐소드홀(212)의 상부를 덮도록 소정의 물질층(113)이 형성된다. 상기 물질층(113) 중 상기 캐소드홀(212)의 중심부에 대응되는 부분에는 상기 캐소드홀(212)보다 작은 직경을 가지는 제1 관통홀(213)이 형성되어 있다. 이러한 물질층(113)은 a-Si(amorphous silicon)으로 이루질 수 있다.
상기 캐소드홀(212)의 중심부에는 전자방출원인 상기 에미터(130)가 형성된다. 상기 에미터(130)는 상기 캐소드홀(212)보다 훨씬 작은 직경을 가진다. 그리 고, 상기 에미터(130)는 상기 캐소드홀(212)과 동일하거나 캐소드홀(212)보다 낮은 높이로 형성된다. 이는 전자빔의 집속 효과를 향상시키기 위한 것이다. 이러한 에미터(130)는 카본나노튜브(CNT, carbon nanotube), 흑연나노입자 또는 나노다이아몬드 등으로 이루어질 수 있다.
상기 물질층(113)의 상면에는 제1 절연층(114)이 소정 두께로 형성된다. 상기 제1 절연층(114)에는 상기 제1 관통홀(213)과 연통하는 제1 캐비티(214)가 형성되어 있다. 이러한 제1 절연층(114)은 SiO2와 같은 절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 절연층(114)의 상면에는 에미터(130)로부터 전자를 추출시키기 위한 게이트 전극(116)이 형성된다. 상기 게이트 전극(116)은 상기 캐소드 전극(112)과 직교하는 방향으로 형성된다. 상기 게이트 전극(116)에는 상기 제1 캐비티(214)와 연통하는 제2 관통홀(216)이 형성되어 있다. 이러한 게이트 전극(116)은 도전성 금속물질 또는 투명한 도전성 물질인 ITO로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극(116)의 상면에는 제2 절연층(118)이 소정 두께로 형성된다. 그리고, 상기 제2 절연층(118)에는 상기 제2 관통홀(216)과 연통하는 제2 캐비티(218)가 형성되어 있다. 이러한 제2 절연층(118)은 SiO2와 같은 절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 제2 절연층(118)의 상면에는 집속 전극(120)이 마련된다. 그리고, 상기 집속 전극(120)에는 상기 제2 캐비티(218)와 연통하는 제3 관통홀(220)이 형성되어 있다. 상기 집속 전극(120)은 에미터(130)로부터 방출된 전자빔들의 궤적을 제어하 는 역할을 한다. 이러한 집속 전극(120)은 도전성 금속물질 또는 투명한 도전성 물질인 ITO로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구조를 전계 방출 소자에서는, 에미터(130)가 캐소드홀(212)보다 훨씬 작은 직경을 가지고 상기 캐소드홀(212)의 중심부에 캐소드홀(212)과 동일하거나 캐소드홀(212)보다 낮은 높이로 형성됨으로써 에미터(130)로부터 방출된 전자빔이 집속되는 효과가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자를 찍은 SEM 사진들이 도 3a 내지 도 3d에 도시되어 있다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 단면을 찍은 사진이다. 그리고, 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 평면을 찍은 사진이고, 도 3d는 도 3c에 도시된 에미터를 확대하여 찍은 사진이다. 도 3a 내지 도 3d를 참조하면 캐소드홀을 가지는 캐소드 전극이 기판 상에 두껍게 형성되어 있으며, 이 캐소드홀의 중심부에 캐소드홀보다 훨씬 작은 직경을 가지는 에미터가 형성된 것을 볼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자에 의하여 형성된 화상을 찍은 사진들이 도 4a 내지 도 4d에 도시되어 있다. 도 4a 내지 도 4d는 게이트 전극에 각각 70V, 80V, 90V, 100V의 전압을 인가했을 때 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자에 의하여 형성된 화상을 찍은 사진들이다. 이때, 애노드 전극에는 1.5kV의 전압을 인가했으며, 집속 전극에는 0V의 전압을 인가했다. 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 게이트 전극에 인가되는 전압이 증가할수록 화질이 향상되는 것을 알 수 있다.
이하에서는, 도 5a 내지 도 5i를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전계 방 출 소자의 제조방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 상면에 제1 및 제2 전극(112a,112b)으로 이루어진 캐소드 전극(112)을 형성한다. 상기 기판(110)으로는 일반적으로 유리기판이 사용될 수 있다. 상기 제1 전극(112a)은 상기 기판(110)의 상면에 ITO와 같은 투명한 도전성 재료를 대략 0.1㎛ 이하의 두께로 증착함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(112b)은 상기 제1 전극(112a)의 상면에 Cr, Ag, Al 및 Au로 이루어진 그룹에서 적어도 하나의 물질을 증착함으로써 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 전극(112b)은 수 ㎛, 바람직하게는 0.1 ~ 5㎛의 두께로 형성된다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극(112b)의 상면에 소정의 물질층(113)을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 관통홀(213)을 형성한다. 이러한 물질층(113)은 a-Si(amorphous silicon)으로 이루질 수 있다.
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 관통홀(213)을 통하여 노출된 제2 전극(112b)을 식각함으로써 캐소드홀(212)을 형성한다. 여기서, 상기 캐소드홀(212)은 제1 관통홀(213)을 통하여 노출된 상기 제2 전극(112b)을 등방성 식각함으로써 형성된다. 이에 따라, 상기 제2 전극(112b)에 형성된 캐소드홀(212)은 제1 관통홀(213)보다 큰 직경을 가지게 된다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 물질층(113)의 상면에 제1 절연층(114)을 형성하고, 그 위에 게이트 전극(116)을 형성한다. 상기 제1 절연층(114) 은 상기 물질층(113)의 상면에 SiO2와 같은 절연물질을 소정 두께로 증착함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 게이트 전극(116)은 상기 제1 절연층(114)의 상면에 금속물질 또는 ITO와 같은 투명한 도전성 물질을 증착함으로써 형성될 수 있다.
이어서, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(116)을 패터닝하여 제2 관통홀(216)을 형성한다.
다음으로, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(116)의 상면에 제2 절연층(118)을 형성하고, 그 위에 집속 전극(120)을 형성한다. 상기 제2 절연층(118)은 상기 게이트 전극(116)의 상면에 SiO2와 같은 절연물질을 소정 두께로 증착함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 집속 전극(120)은 상기 제2 절연층(118)의 상면에 금속물질 또는 ITO와 같은 투명한 도전성 물질을 증착함으로써 형성될 수 있다.
이어서, 도 5g에 도시된 바와 같이, 상기 집속 전극(120)을 패터닝하여 제3 관통홀(220)을 형성한다.
다음으로, 도 5h에 도시된 바와 같이, 상기 제2 절연층(118)에는 상기 제3 관통홀(220)과 연통하는 제2 캐비티(218)를 형성하고, 상기 제1 절연층(114)에는 상기 제2 관통홀(216)과 연통하는 제1 캐비티(214)를 형성한다. 상기 제2 캐비티(218)는 상기 제3 관통홀(220)을 통하여 노출된 제2 절연층(118)을 식각함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 캐비티(214)는 상기 제2 관통홀(216)을 통하여 노출된 제1 절연층(114)을 식각함으로써 형성될 수 있다.
마지막으로, 도 5i에 도시된 바와 같이, 상기 캐소드홀(212)의 중심부에 에미터(130)를 형성하게 되면 전계 방출 소자가 완성된다. 여기서, 상기 에미터(130)는 캐소드홀(212)과 동일하거나 캐소드홀(212)보다 낮은 높이로 형성된다. 구체적으로, 상기 에미터(212)는 상기 캐소드홀(212) 내부에 소정의 전자방출물질을 채우고, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 이때, 상기 전자방출물질로는 카본나노튜브(CNT), 흑연나노입자 또는 나노다이아몬드 등이 사용될 수 있다.
이와 같은 공정을 거쳐 제조된 전계 방출 소자는 애노드 전극 및 형광체층이 형성된 기판과 결합함으로써 전계 방출 표시소자(Field Emission Display)가 완성된다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 방출 소자에 의하면 캐소드 전극을 종래보다 두껍게 형성하고, 이 캐소드 전극에 에미터보다 큰 직경을 가지는 캐소드홀을 형성함으로써 전자빔 집속 효과를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 휘도를 향상시킬 수 있어 고화질의 화상을 구현할 수 있다.

Claims (26)

  1. 기판;
    상기 기판의 상면에 형성되는 것으로, 소정 높이의 캐소드홀이 형성된 캐소드 전극;
    상기 캐소드 전극의 상면에 형성되는 것으로, 상기 캐소드홀의 중심부에 대응되는 부분에는 상기 캐소드홀보다 작은 직경을 가지는 제1 관통공이 형성된 물질층;
    상기 물질층의 상면에 형성되는 것으로, 상기 제1 관통공과 연통하는 제1 캐비티가 형성된 제1 절연층;
    상기 제1 절연층의 상면에 형성되는 것으로, 상기 제1 캐비티와 연통하는 제2 관통공이 형성된 게이트 전극; 및
    상기 캐소드홀의 중심부에 형성되는 에미터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에미터는 상기 캐소드홀과 동일하거나 상기 캐소드홀보다 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에미터는 카본나노튜브(CNT), 흑연나노입자 또는 나노 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐소드홀의 높이는 수 ㎛인 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 캐소드홀의 높이는 0.1 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐소드 전극은 상기 기판의 상면에 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 전극의 상면에 형성되는 것으로 상기 캐소드홀이 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 0.1㎛ 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 수 ㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 0.1 ~ 5㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 Cr, Ag, Al 및 Au로 이루어진 그룹에서 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 물질층은 a-Si로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트 전극의 상면에는 상기 제2 관통홀과 연통하는 제2 캐비티가 형성된 제2 절연층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 절연층의 상면에는 상기 제2 캐비티와 연통하는 제3 관통홀이 형성된 집속 전극이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  15. 기판의 상면에 캐소드 전극을 형성하는 단계;
    상기 캐소드 전극의 상면에 소정의 물질층을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 관통홀을 형성하는 단계;
    상기 제1 관통홀을 통하여 노출된 상기 캐소드 전극을 식각하여 상기 제1 관통홀보다 큰 직경을 가지는 캐소드홀을 형성하는 단계;
    상기 물질층의 상면에 제1 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연층의 상면에 게이트 전극을 형성하고, 이를 패터닝하여 제2 관통홀을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극의 상면에 제2 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연층의 상면에 집속 전극을 형성하고, 이를 패터닝하여 제3 관통홀을 형성하는 단계;
    상기 제3 관통홀을 통하여 노출된 제2 절연층을 식각하여 제2 캐비티를 형성하는 단계;
    상기 제2 관통홀을 통하여 노출된 제1 절연층을 식각하여 제1 캐비티를 형성하는 단계; 및
    상기 캐소드홀의 중심부에 에미터를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 캐소드 전극을 형성하는 단계는 상기 기판의 상면에 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극의 상면에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 0.1㎛ 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 수 ㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 0.1 ~ 5㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방 출 소자의 제조방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 Cr, Ag, Al 및 Au로 이루어진 그룹에서 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 물질층은 a-Si로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 캐소드홀은 상기 제1 관통홀을 통하여 노출된 제2 전극을 등방성 식각함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 에미터는 상기 캐소드홀과 동일하거나 상기 캐소드홀보다 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 에미터는 상기 캐소드홀 내부에 소정의 전자방출물질을 채우고, 이를 패터닝함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 전자방출물질은 카본나노튜브(CNT), 흑연나노입자 또는 나노 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 방출 소자의 제조방법.
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