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캐소드를 가진 하부기판과 형광체를 가진 상부기판이 서로 평행하게 좁은 간격으로 진공패키징되어 하부기판의 캐소드로부터 방출된 전자를 상부기판의 형광체에 충돌시켜 형광체의 음극 발광으로 화상을 표시하는 전계방출소자용 캐소드에 있어서, 전기적 부도체 재료로 이루어진 하부기판; 상기 하부기판상에 전기적 도전성을 갖는 물질로 형성되는 캐소드전극; 및 상기 캐소드전극의 위에 사진식각공정으로 패터닝 되어 부착되는 낮은 전계에서 전자방출이 용이한 입자형 에미터를 포함하여 구성되어, 전자방출소자의 하부기판 선택의 제한을 완화시키고, 전자방출소자를 대면적화 및 고정세화 할 수 있는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드
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전계방출소자용 캐소드를 제조하는 방법에 있어서, 전기적 부도체 재료로 이루어진 하부기판에 전기적 도전성을 갖는 물질로 캐소드전극을 형성시키는 공정; 형성된 캐소드전극위에 입자형 에미터 재료를 사진식각 공정으로 패터닝하여 에미터를 부착시키는 공정으로 이루어지며, 상기 에미터 부착 공정은, 낮은 전계에서 전자방출이 용이한 입자형 에미터 재료와 자외선에 감광되는 물질인 감광제를 함유하는 혼합체 용액을 제조하는 단계; 제조된 혼합체 용액을 균일한 두께로 캐소드전극을 함유한 하부기판에 균일하게 도포하여 혼합체막을 형성하는 단계; 상기 혼합체막에 마스크를 사용하여 선별적으로 자외선을 조사하는 단계; 및 자외선에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분에 있던 혼합체막을 선택적으로 제거하는 현상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항의 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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캐소드를 가진 하부기판과 형광체를 가진 상부기판이 서로 평행하게 좁은 간격으로 진공패키징되어 하부기판의 캐소드로부터 방출된 전자를 상부기판의 형광체에 충돌시켜 형광체의 음극 발광으로 화상을 표시하는 전계방출소자용 캐소드에 있어서, 전기적 부도체 재료로 이루어진 하부기판; 상기 하부기판상에 전기적 도전성을 갖는 물질로 형성되는 캐소드전극; 상기 캐소드전극을 함유한 상기 하부기판에 형성되고 바닥면에 상기 캐소드전극이 존재하는 픽셀홈을 가지며, 에미터와 캐소드전극 사이의 부착력을 강화시키고 에미터 파손을 줄여주는 절연체; 및 상기 픽셀홈 내의 노출된 상기 캐소드전극 상에 사진식각공정으로 패터닝 되어 부착되는 낮은 전계에서 전자방출이 용이한 입자형 에미터를 포함하여 구성되어, 전자방출소자의 하부기판 선택의 제한을 완화시키고, 전자방출소자를 대면적화 및 고정세화 할 수 있는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드
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전계방출소자용 캐소드를 제조하는 방법에 있어서, 전기적 부도체 재료로 이루어진 하부기판에 전기적 도전성을 갖는 물질로 캐소드전극을 형성시키는 공정; 에미터와 캐소드전극 사이의 부착력을 강화시키고, 후속공정에서의 에미터 파손을 줄이기 위하여 상기 캐소드전극을 갖는 상기 하부기판에 전기적으로 부도체인 절연체를 형성시키는 공정; 상기 절연체를 선택적으로 식각하여 상기 캐소드전극을 바닥면으로 하는 픽셀홈을 형성시키는 공정; 및 상기 픽셀홈에 입자형 에미터 재료를 사진식각공정으로 패터닝하여 에미터를 부착시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 제3항의 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 절연체의 두께는 상기 캐소드전극의 두께보다 두텁게 하여 픽셀홈을 형성한 후에 그 표면이 상기 캐소드전극에 비해 돌출되도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 픽셀홈 내에 패터닝되어 부착되는 에미터가, 그 표면이 절연체의 표면 보다 아래에 위치하도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 에미터 부착 공정은, 낮은 전계에서 전자방출이 용이한 입자형 에미터 재료와 자외선에 감광되는 물질인 감광제를 함유하는 혼합체 용액을 제조하는 단계; 제조된 혼합체 용액을 균일한 두께로 캐소드전극을 함유한 하부기판에 균일하게 도포하여 혼합체막을 형성하는 단계; 상기 혼합체막에 마스크를 사용하여 선별적으로 자외선을 조사하는 단계; 및 자외선에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분에 있던 혼합체막을 선택적으로 제거하는 현상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자형 에미터가, 카본을 주성분으로 하는 물질인 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자형 에미터가, 카본나노튜브, 카본나노입자, 결함을 가진 다이아몬드, 세라믹입자 혹은 반도체 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자형 에미터가 구형, 괴상형, 막대형 혹은 판상형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 감광제는 중크롬산인 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 혼합체 용액이 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제12항에 있어서, 상기 바인더가 폴리비닐알콜 또는 터피네올인 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 혼합체 용액은 금속화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제14항에 있어서, 상기 금속화합물은 Mg(NO3)2 또는 AgNO3 인 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 혼합체막은 스핀코팅 또는 닥터블레이드 방법으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 현상 단계는 현상액으로 물을 사용하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 현상 단계 수행 후, 남아 있는 혼합체막에 잔존하는 수분, 바인더 및 감광제 등을 제거하기 위하여 패터닝된 혼합체막을 열처리하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자용 캐소드 제조방법
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