KR20020057618A - The FED equipped jutted black matrix and the manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전계 방출형 표시 소자의 블랙 매트릭스 분야에 관한 것으로서, 특히 스크린 상의 블랙 매트릭스 층 위에 도금 공정을 이용하여 돌출 블랙 매트릭스를 형광체의 서브-픽셀 및 픽셀 마다 분리케 하여 형성시킴으로서 아킹 문제를 해결하고 후막공정에 의한 열응력에 대한 막들뜸 문제를 감소시키며 여러가지 형상의 스페이서 부착을 위한 그립퍼로 사용될 수 있는 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to the field of black matrices of field emission display devices, and in particular, to solve the arcing problem by forming a protruding black matrix separated by a sub-pixel and a pixel of a phosphor using a plating process on a black matrix layer on a screen. The present invention relates to a field emission display device having a protruding black matrix which can be used as a gripper for attaching spacers of various shapes and to reduce the problem of film lift-up against thermal stress caused by a thick film process.
전계 방출형 표시 소자는 이미터 끝에 인가되는 전계에 의한 터널링 효과로 전자가 방출되고, 이 전자가 스크린 상의 형광체와 충돌하여 발생하는 빛을 이용하는 디스플레이 소자이다.A field emission display device is a display device in which electrons are emitted by a tunneling effect by an electric field applied to an emitter end, and light is generated when the electrons collide with a phosphor on a screen.
전계 방출형 표시 소자의 상판의 구조는 명암을 향상시키기 위한 블랙 매트릭스(BM)와 적, 녹, 청색의 형광체, 그리고 후방으로 산란된 빛을 반사시켜 휘도를높이는 메탈 백 등으로 형성되어 있다. 또한 애노드 기판과 캐소드 기판의 거리를 일정하게 유지하면서 대기압에 의한 패널의 손상을 방지하기 위한 스페이서가 상기 두 기판을 받치고 있다. 이때 스페이서의 형성방법은 프릿 유리를 고온에서 융착시켜 스페이서를 접합하는 방법, 정전접합을 이용하는 스페이서를 접합하는 방법, 그리고 상하판 사이에 스페이서를 끼워 넣는 방법 등이 있다.The top plate of the field emission display device includes a black matrix (BM) for improving contrast, a phosphor of red, green, and blue, and a metal back for reflecting light scattered backwards to increase brightness. In addition, spacers for preventing damage to the panel due to atmospheric pressure while maintaining a constant distance between the anode substrate and the cathode substrate support the two substrates. In this case, the spacer may be formed by fusing the frit glass at a high temperature to bond the spacer, bonding the spacer using electrostatic bonding, and sandwiching the spacer between the upper and lower plates.
애노드 기판을 구성하는 요소 중 블랙 매트릭스는 음극선관에서 전자총으로부터 방출된 전자빔이 대응하는 형광체에 정확한 도착이 이루어지지 않아 타색을 발광시킴으로 인해 발생하는 색번짐에 대응하기 위해서 형광체 사이에 채용한 비발광성 흡수물질인 흑연으로 이루어진 직사각형의 단면을 가진 층이다.Among the elements constituting the anode substrate, the black matrix is a non-luminescent absorbing material employed between the phosphors in order to cope with color bleeding caused by the emission of electrons emitted from the electron gun in the cathode ray tube due to the failure of accurate arrival to the corresponding phosphor. It is a layer with a rectangular cross section made of phosphorus graphite.
대한민국 특허공고 95-3647에서 이러한 형태의 블랙 매트릭스의 도착 여유도를 경사면에 충돌하여 다시 형광막을 여기시켜 발광휘도를 향상시키도록 하고 있다. 하지만 이와 같은 평면형의 블랙 매트릭스로는 역산란되는 전자나 이차전자에 의한 타색 발광을 완전히 차단하기 어려운 단점이 있다.In Korean Patent Publication 95-3647, the arrival margin of this type of black matrix collides with the inclined surface to excite the fluorescent film to improve the luminance of light emitted. However, such a planar black matrix has a disadvantage in that it is difficult to completely block other color emission caused by backscattered electrons or secondary electrons.
이의 해결을 위하여 미국특허5,477,105에서는 평면 음극선관같은 광학소자에 사용되는 블랙 매트릭스를 가진 발광소자의 구조를 제안했는데 명암과 색순도를 높이기 위해 전자의 충돌에 의해서도 빛을 방출하지 않는 영역을 플라즈마 표시 소자에 사용되는 격벽을 응용하여 발광부의 주변에 형성하였고 이와 같은 광흡수 물질로 금속, 세라믹, 반도체, 탄소화합물 등을 제안하였다.In order to solve this problem, U.S. Patent No. 5,477,105 proposed a structure of a light emitting device having a black matrix, which is used for an optical device such as a planar cathode ray tube. In order to increase contrast and color purity, an area that does not emit light even by collision of electrons to the plasma display device is proposed. The barrier rib used was formed around the light emitting unit, and metal, ceramic, semiconductor, carbon compound, etc. were proposed as the light absorbing material.
미국특허5,725,787에서는 상판을 형성하기 위한 4가지 방법을 제안하고 있다.U.S. Patent 5,725,787 proposes four methods for forming the top plate.
첫째, 프릿 유리와 감광성 물질인 포토 레지스트를 도포하고 발광 부분만을 노광, 식각하여 형광체를 입힌다. 둘째, 금속을 증착 후 필요 부분에만 도금법으로 격벽을 형성한 후 형광체를 입힌다. 셋째, 샌드 블라스트 마스크로 마스킹을 한 후에 샌드 블라스트법으로 발광부위를 깎아 내어 격벽을 형성한 후에 형광체를 입힌다.First, frit glass and a photoresist, which is a photosensitive material, are applied, and only the light emitting part is exposed and etched to form a phosphor. Second, after the metal is deposited, the barrier rib is formed only on the necessary portion by plating, and then phosphor is coated. Third, after masking with a sand blast mask, the light emitting region is scraped off by sand blasting to form a partition wall, and then phosphor is coated.
넷째, 금속과 포토 레지스트를 샌드 블라스트 마스크를 이용하여 샌드 블라스트법으로 격벽을 형성한 후에 형광체를 입힌다.Fourth, phosphors are coated after the metal and photoresist are formed by sandblasting using a sandblast mask.
미국특허5,818,162에서는 다층전도성 블랙 매트릭스를 제안하고 있다.U.S. Patent 5,818,162 proposes a multilayer conductive black matrix.
종래의 전도성 흑연 계열의 블랙 매트릭스는 낮은 높이로 서브-픽셀 영역의 아킹 방지가 어려웠고, 높은 높이를 갖춘 폴리미드 계열 블랙 매트릭스는 전기 절연성이고 전자의 역산란을 방지하지 못했는데 충분한 높이를 갖춘 다층전도성 블랙 매트릭스를 형성하여 이웃한 서브-픽셀을 효과적으로 분리하여 이미터와 서브-픽셀간의 아킹을 감소시켰다.Conventional conductive graphite-based black matrices are low in height, making it difficult to prevent arcing in sub-pixel areas, and high-height polyamide-based black matrices are electrically insulating and do not prevent backscattering of electrons. A matrix was formed to effectively separate neighboring sub-pixels, reducing arcing between emitters and sub-pixels.
상기 다층전도성 블랙 매트릭스 구조는 상판에 포토 레지스트를 도포하고 노광과 현상공정을 통하여 돌출 구조를 만든 후 이 위에 데그(dag)를 분사하면 전도성 물질이 도포되고 이 후 포토 레지스트를 제거하여 돌출 블랙 매트릭스 구조를 형성하게 된다. 이 구조는 행간격이 열간격보다 더 작으므로 분사된 전도성 물질이 모세관 현상으로 더 높은 높이를 가지게 된다.In the multilayer conductive black matrix structure, a photoresist is applied to the upper plate, a protrusion structure is formed through exposure and development processes, and then a dag is sprayed on the conductive material to apply a conductive material, and then the photoresist is removed to remove the protrusion black matrix structure. Will form. In this structure, the row spacing is smaller than the spacing so that the injected conductive material has a higher height due to capillary action.
미국특허5,858,619에서는 충분한 높이를 갖춘 전도성 블랙 매트릭스를 형성하여 이웃한 서브-픽셀을 효과적으로 분리하여 아킹을 감소시켰다.US Pat. No. 5,858,619 forms a conductive black matrix with sufficient height to effectively separate adjacent sub-pixels to reduce arcing.
전면에 포토-이미져블(photo-imageable)물질을 도포한 후에 열 방향으로 현상하여 낸 후에 빈 공잔에 전도성 물질을 채워 넣어 열방향의 기둥을 만든다. 기판에 남아 있는 포토-이미져블 물질을 식각하고 다시 전면에 포토-이미져블 물질을 도포하고 행방향으로 식각하여 빈 공간을 형성하고 이 곳에 전도성 물질을 채워 다시 행방향의 기둥을 만들어 제작한 블랙 매트릭스 구조를 제안하고 있다.After applying a photo-imageable material to the front surface and developing in the heat direction, the empty ball is filled with a conductive material to form a column in the heat direction. The black matrix fabricated by etching the remaining photo-imageable material on the substrate and then applying the photo-imageable material on the front surface and etching in the row direction to form an empty space, and filling the conductive material there to form a column in the row direction again. Proposed structure.
미국특허5,542,683에서는 월-그립퍼(wall-gripper) 구조를 갖춘 전계 방출형 표시 소자의 전면 기판을 제안하고 있다.U.S. Patent 5,542,683 proposes a front substrate of a field emission display device having a wall-gripper structure.
즉, 스페이서를 채용하는 전계 방출형 표시 소자에서 스페이서를 보이지 않도록 블랙 매트릭스 층에 위치시키도록 하며 고온의 접합이나 봉인 공정에도 오배열(misalign)이 생기지 않도록 하는 구조를 제안하고 있다.That is, in the field emission display device employing the spacer, a structure is proposed in which the spacer is positioned in the black matrix layer so that the spacer is not visible and the misalignment does not occur even in a high temperature bonding or sealing process.
블랙 매트릭스용 격자는 전면기판 위에 가로방향과 세로방향으로 각각 형성되며, 가로방향과 세로방향 블랙 매트릭스 층 위에는 최소한 1개 이상의 월-그립퍼가 형성되어 스페이서를 지지하는 홈(trench)을 만든다. 또한 전면기판에는 광학적으로 배열하기 위한 배열용 표식을 형성하여 부가 장치 없이 광학적으로 배열하도록 하였다.The black matrix lattice is formed in the transverse and longitudinal directions on the front substrate, respectively, and at least one wall-gripper is formed on the transverse and longitudinal black matrix layers to form a trench supporting the spacer. In addition, an alignment mark for optically arranging was formed on the front substrate so that the array could be optically arranged without an additional device.
미국특허5,912,056에서는 전도성 코팅을 갖춘 블랙 매트릭스를 제안하였는데 20~40㎛의 높이를 갖춘 폴리미드 계열의 절연성 블랙 매트릭스를 형성한 후에 전면에 감광성 물질인 포토 레지스트(photo resist)를 코팅하고 후면에서 자외선을 조사하여 블랙 매트릭스쪽의 포토 레지스트를 현상하여 낸 후에 전면에 알루미늄(Al)과 같은 전도성 물질을 도포한다. 이 후에 서브-픽셀 쪽의 포토 레지스트를 식각하면 블랙 매트릭스에만 전도성 물질이 도포된 구조를 형성할 수 있다.U.S. Patent 5,912,056 proposed a black matrix with a conductive coating. After forming a polyamide-based insulating black matrix having a height of 20 to 40 µm, a photoresist, a photosensitive material, was coated on the front surface and UV light was emitted from the rear surface. After irradiating and developing the photoresist on the black matrix side, a conductive material such as aluminum (Al) is applied to the entire surface. Subsequently, the photoresist on the sub-pixel side may be etched to form a structure in which the conductive material is applied only to the black matrix.
WO 97/19460에서는 전자 산란 효과를 감소시킨 평판 표시 소자를 제안하였는데 가속된 전자가 주변 형광체를 여기시켜 색순도를 떨어뜨릴 수 있으며, 후방 산란된 전자들도 주변의 형광체에 충돌하거나 스페이서에 축적되는 문제가 있으므로 상판의 블랙 매트릭스 영역에 돌출된 산란 방지막을 만들어 산란되는 전자들이 형광체 서브-픽셀 밖으로 나가는 것을 막는다. 이를 위해 산란 방지막을 형광체 두께보다 20~200㎛높이로 이에 사용되는 재료로는 폴리미드, 유리, 세라믹, 금속 등을 포함한다.WO 97/19460 proposes a flat panel display device having reduced electron scattering effect, in which accelerated electrons excite the surrounding phosphors to reduce color purity, and backscattered electrons also collide with surrounding phosphors or accumulate in spacers. Since the anti-scatter film protrudes in the black matrix area of the top plate, the scattered electrons are prevented from going out of the phosphor sub-pixel. To this end, the anti-scattering film 20 ~ 200㎛ higher than the thickness of the phosphor used for this material includes polyamide, glass, ceramic, metal and the like.
WO98/49708에서는 희생층 및 이면 노광을 이용한 상판 제작법을 제안하고 있다. 이미지 명암을 높이기 위한 블랙 매트릭스를 제작하기 위해서 이면노광법을 이용하여 높이가 높은 블랙 매트릭스층을 제작하여 형광체로부터 산란된 전자가 블랙 매트릭스와 충돌할 확률을 높여 이웃 형광체에 충돌하는 것을 방지하여 색순도를 높이고 행렬방향의 블랙 매트릭스층을 제작하여 스페이서가 블랙 매트릭스부에 장착될 때 옆으로 움직임을 막아서 스페이서의 장착 안정성을 높였다.WO98 / 49708 proposes a top plate manufacturing method using a sacrificial layer and backside exposure. In order to produce a black matrix to increase the image contrast, a black matrix layer having a high height is fabricated using the back exposure method to increase the probability of scattered electrons from the phosphor colliding with the black matrix, thereby preventing collision with neighboring phosphors. The black matrix layer in the matrix direction was increased and the mounting stability of the spacer was improved by preventing the side movement when the spacer was mounted on the black matrix part.
폴리미드를 전면노광에 의해 블랙 매트릭스를 형성할 경우 폴리미드 코팅 두께의 불균일성에 의해 노광 깊이가 달라져 폴리미드와 기판간의 결합력이 저하되어 돌출 블랙 매트릭스의 제작이 어렵고 스페이서 벽의 그립핑(gripping)특성이 나빠지므로 음의 감광특성의 폴리미드, 이면노광, 희생층 마스크 사용, 이중 폴리미드 층, 폴리미드의 열착색법에 의한 블랙 매트릭스 형성 등의 복합기술을 사용하여 돌출 블랙 매트릭스 및 스페이서의 장착 안정도를 높였다.When the black matrix is formed by front exposure, the exposure depth is changed due to the nonuniformity of the polyimide coating thickness, thereby decreasing the bonding strength between the polyamide and the substrate, making it difficult to manufacture the protruding black matrix and the gripping characteristics of the spacer wall. As this becomes worse, the mounting stability of the protruding black matrix and the spacer is achieved by using a combination of technologies such as polyamide with negative photosensitive properties, back exposure, using a sacrificial layer mask, double polyimide layer, and forming a black matrix by thermal coloring of polyamide. Raised.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 스크린 상의 블랙 매트릭스 층 위에 도금 공정을 이용하여 돌출 블랙 매트릭스를 형광체의 서브-픽셀 및 픽셀 마다 분리케 하여 형성시킴으로서 아킹 문제를 해결하고 후막공정에 의한 열응력에 대한 막들뜸 문제를 감소시키며 여러가지 형상의 스페이서 부착을 위한 그립퍼로 사용될 수 있는 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, by using a plating process on the black matrix layer on the screen to form a protruding black matrix separated by sub-pixels and pixels of the phosphor to solve the arcing problem and thick film process It is an object of the present invention to provide a field emission display device having a protruding black matrix which can be used as a gripper for attaching spacers of various shapes and to reduce the problem of film liftup due to thermal stress.
제1도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자를 나타낸 도면.1 is a view showing a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자의 애노드 기판의 평면도.2 is a plan view of an anode substrate of a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 애노드 기판의 돌출 블랙 매트릭스가 스페이서를 그립(grip)한 일 실시예를 나타낸 도면.3 is a view showing an embodiment in which the protruding black matrix of the anode substrate grips the spacer in the field emission display device having the protruding black matrix according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 애노드 기판의 돌출 블랙 매트릭스를 ㄷ자 형 또는 ㄱ자 형으로 형성하여 스페이서를 그립(grip)한 일 실시예를 나타낸 도면.4 is a view showing an embodiment in which a spacer is gripped by forming a protruding black matrix of an anode substrate in a U-shaped or U-shaped in a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
제5도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 다리가 형성된 돌출 블랙 매트릭스를 나타낸 도면.5 is a diagram showing a protruding black matrix with legs formed in a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
제6도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 돌출 블랙 매트릭스의 3차원의 형태를 나타낸 도면.6 shows a three-dimensional form of the projecting black matrix in the field emission display device having the projecting black matrix according to the present invention.
제7도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자의 제조 방법을 나타낸 도면.7 is a view showing a method of manufacturing a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100:애노드 기판 101:형광체100: anode substrate 101: phosphor
102:블랙 매트릭스 103:메탈 백102: Black matrix 103: Metal back
104:돌출 블랙 매트릭스 110:캐소드 기판104: protruding black matrix 110: cathode substrate
111:이미터 120:스페이서111: emitter 120: spacer
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자 및 그 제조 방법은 애노드 기판상에 서로 다른 색의 형광체 를 각각 격리시키는 블랙 매트릭스와; 상기 형광체를 둘러싸고 있으며, 상기 블랙 매트릭스 위에 돌출되도록 형성시킨 돌출 블랙 매트릭스를 포함하는 점을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a field emission display device having a protruding black matrix and a method of manufacturing the same according to the present invention include: a black matrix for isolating phosphors of different colors on an anode substrate; It surrounds the phosphor, characterized in that it comprises a protruding black matrix formed to protrude on the black matrix.
여기서, 상기 돌출 블랙 매트릭스 위에 메탈 백을 형성시킨 점을 그 특징으로 하며 상기 돌출 블랙 매트릭스는 상기 형광체보다 더 높게 형성 되어 있고 그 사이사이에 스페이서가 형성된 점을 그 특징으로 한다.In this case, a metal back is formed on the protruding black matrix, and the protruding black matrix is formed higher than the phosphor, and a spacer is formed therebetween.
그리고, 상기 돌출 블랙 매트릭스는 상기 형광체의 서브픽셀마다 또는 픽셀마다 분리되어 형성되었으며 서로 연결된 점을 그 특징으로 한다.In addition, the protruding black matrix is formed by being separated from each pixel or each pixel of the phosphor and connected to each other.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자 제조 방법은 애노드 기판상에 블랙 매트릭스가 패터닝되는 단계와;In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention includes the steps of: patterning a black matrix on an anode substrate;
상기 패터닝된 블랙 매트릭스 위에 금속 시드 층을 형성시키는 단계와;Forming a metal seed layer over the patterned black matrix;
상기 금속 시드 층이 형성된 블랙 매트릭스 사이사이에 도금 주형을 형성시키는 단계와;Forming a plating template between the black matrices on which the metal seed layer is formed;
상기 금속 시드 층이 형성된 블랙 매트릭스 위에 금속을 도금하여 돌출 블랙 매트릭스를 형성시키는 단계와;Plating a metal on the black matrix on which the metal seed layer is formed to form a protruding black matrix;
상기 금속 시드 층 및 도금 주형이 제거되는 단계와;Removing the metal seed layer and plating mold;
상기 블랙 매트릭스 사이에 형광체를 상기 돌출 블랙 매트릭스보다 낮게 형성시키는 단계와;Forming a phosphor between the black matrix lower than the protruding black matrix;
상기 형광체 및 돌출 블랙 매트릭스 위에 메탈 백을 형성시키는 단계로 이루어지는 점을 그 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a step of forming a metal back on the phosphor and the protruding black matrix.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자는 형광체(101)와, 블랙 매트릭스(102)와, 매탈 백(103) 및 돌출 블랙 매트릭스(104)가 형성된 애노드 기판(100)과; 이미터(111)가 형성된 캐소드 기판(110)과; 상기 두기판 외부의 대기압에 지탱하기 위하여 상기 두 기판 사이를 지지하는 스페이서(120)등으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the field emission display device having the protruding black matrix according to the present invention is an anode substrate on which a phosphor 101, a black matrix 102, a metal back 103, and a protruding black matrix 104 are formed. 100; A cathode substrate 110 on which an emitter 111 is formed; It consists of a spacer 120 for supporting between the two substrates in order to support the atmospheric pressure outside the two substrates.
상기 캐소드 기판의 이미터(111)에 전기장이 형성되어 전자가 방출되어 상기형광체(101)를 여기할 때 남은 전자와 형광체에서의 이차전자가 상기 돌출 블랙 매트릭스(104)에 의하여 후방산란이 방지된다.When the electric field is formed on the emitter 111 of the cathode substrate and electrons are emitted to excite the phosphor 101, the remaining electrons and secondary electrons in the phosphor are prevented from backscattering by the protruding black matrix 104. .
상기 돌출 블랙 매트릭스(104)는 상기 형광체(101)로부터 5~10㎛이상이 되어야 충분한 산란방지 효과를 나타낼 수 있으므로 그 이상의 후막으로 구성되어 있다.The protruding black matrix 104 may have a thickness of 5-10 μm or more from the phosphor 101 to exhibit sufficient anti-scattering effect.
제2도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자의 애노드 기판의 평면도이다.2 is a plan view of an anode substrate of a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
도2를 참조하면, 돌출 블랙 매트릭스(210)는 10㎛이상의 후막으로 구성되는데 하층 블랙 매트릭스(220)와 동일한 형태로 제작한 돌출 블랙 매트릭스의 경우는 열공정에 약하여 열응력 발생에 의한 들뜸 현상이 발생하기 쉽다.Referring to FIG. 2, the protruding black matrix 210 is composed of a thick film of 10 μm or more. In the case of the protruding black matrix fabricated in the same form as the lower black matrix 220, the protruding black matrix 210 is weak in the thermal process, so that the lifting phenomenon due to thermal stress is generated. Easy to occur
따라서 도2의 (a)와 같이 형광체(200)의 각각의 색(서브 픽셀)별로 또는 도2의 (b)와 같이 픽셀 별로 돌출 블랙 매트릭스(210)를 분리하여 형성하여 열응력에 의한 막들뜸 현상을 감소시킬 수 있다.Therefore, as shown in (a) of FIG. 2, the protruding black matrix 210 is separated and formed for each color (subpixel) of the phosphor 200 or for each pixel as shown in (b) of FIG. The phenomenon can be reduced.
제3도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 애노드 기판의 돌출 블랙 매트릭스가 스페이서를 그립(grip)한 일 실시예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing an embodiment in which the protruding black matrix of the anode substrate grips the spacer in the field emission display device having the protruding black matrix according to the present invention.
도3을 참조하면, 블랙 매트릭스(340)사이사이에 형광체(330)가 있고 그 형광체의 각각의 주위를 돌출 블랙 매트릭스(350)가 둘러싸고 있다.Referring to FIG. 3, there is a phosphor 330 between the black matrices 340 and a protruding black matrix 350 surrounds each of the phosphors.
상기 돌출 블랙 매트릭스는 립(rib) 형(300), 십자형(310), 십자형 지지대를 가진 립 형(320)을 그립하여 고정시킨다.The protruding black matrix grips and fixes the rib type 300, the cross type 310, and the lip type 320 having the cross support.
스페이서는 가장 많이 사용되는 립(rib) 형(300), 십자형(310), 십자형 지지대를 가진 립 형(320) 등을 표시하였으며 이외에 돌출 블랙 매트릭스의 형상에 따라 다양한 스페이서를 부착할 수 있다.The spacer is a rib type 300, the cross shape 310, the lip shape 320 having a cross support, etc. are used the most, and various spacers can be attached according to the shape of the protruding black matrix.
제4도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 애노드 기판의 돌출 블랙 매트릭스를 ㄷ자 형 또는 ㄱ자 형으로 형성하여 스페이서를 그립(grip)한 일 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating an embodiment in which a spacer is gripped by forming a protruding black matrix of an anode substrate in a U-shaped or U-shape in a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
도4를 참조하면, 스페이서(410)의 부착위치에서 스페이서의 안정성을 위하여 스페이서의 폭을 넓히거나 또는 화면의 개구율을 높이기 위해 픽셀 형광체(420)를 넓힐 필요가 있어 돌출 블랙 매트릭스를 형성할 충분한 공간이 확보되지 못할 때 ㅁ자 형 대신 ㄷ자 형(421),ㄱ자 형(422)의 돌출 블랙 매트릭스가 사용되어 질 수 있다.Referring to Fig. 4, in order to secure the spacer at the attachment position of the spacer 410, it is necessary to widen the pixel phosphor 420 in order to increase the width of the spacer or increase the aperture ratio of the screen, so that there is enough space to form the protruding black matrix. When this is not secured, the protruding black matrix of the U-shaped 421 and the U-shaped 422 may be used instead of the K-shaped.
어떤 형태의 블랙 매트릭스를 사용하더라도 스페이서는 돌출 블랙 매트릭스 사이에 끼일 수 있게 설계되고 후방산란에 의한 형광체에서의 타색 침범은 스페이서나 돌출 블랙 매트릭스에 의해 방지된다.No matter what type of black matrix is used, the spacer is designed to be sandwiched between the protruding black matrices and tarring invasion in the phosphor by backscattering is prevented by the spacer or the protruding black matrix.
제5도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 다리가 형성된 돌출 블랙 매트릭스를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a protruding black matrix having legs formed in the field emission display device having the protruding black matrix according to the present invention.
도5를 참조하면, 블랙 매트릭스(530)사이사이에 형광체(520)가 있고 그 형광체의 사이사이에 십자형 스페이서(510)가 형성되어 있고 다리가 형성된 돌출 블랙 매트릭스(540)가 상기 형광체를 둘러싸고 있으며 동시에 상기 십자형 스페이서를 고정시키고 있다.Referring to FIG. 5, there is a phosphor 520 between the black matrices 530, cross-shaped spacers 510 are formed between the phosphors, and a protruding black matrix 540 formed with legs surrounds the phosphor. At the same time, the cross spacers are fixed.
애노드 기판의 전압이 애노드 기판의 전면에 동일하게 인가되기 위해서는 전기저항에 의한 전압강하가 최소화되어야 한다. 메탈 백을 통해서 전압을 인가하지만 후막인 돌출 블랙 매트릭스를 매탈 백과 함께 사용하면 전기적 신뢰성은 더욱 증가하게 된다.In order for the voltage of the anode substrate to be equally applied to the entire surface of the anode substrate, the voltage drop due to the electrical resistance should be minimized. When voltage is applied through the metal back, but the thick film of the protruding black matrix is used together with the metal back, the electrical reliability is further increased.
제6도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자에서 돌출 블랙 매트릭스의 3차원의 형태를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a three-dimensional shape of the projecting black matrix in the field emission display device having the projecting black matrix according to the present invention.
도6을 참조하면, 블랙 매트릭스(610)사이사이에 형광체(620)가 형성되어 있고 그 형광체 주위를 돌출 블랙 매트릭스(630)가 ㅁ자 형태로 둘러싸고 있는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the phosphor 620 is formed between the black matrices 610, and the protruding black matrix 630 is surrounded by the square shape around the phosphor.
제7도는 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자의 제조 방법을 나타낸 도면이다.7 is a view showing a method of manufacturing a field emission display device having a protruding black matrix according to the present invention.
도7을 참조하면, 우선 도7의 (a)에서와 같이 애노드 기판 유리(700)에 사진 식각 공정을 이용하여 블랙 매트릭스(710)를 패터닝한다. 이때 블랙 매트릭스 물질은 비발광성 흡수 물질인 흑연막이나 명암을 높일 수 있도록 착색된 산화막 등을 사용한다.Referring to FIG. 7, first, the black matrix 710 is patterned using a photolithography process on the anode substrate glass 700 as shown in FIG. 7A. In this case, the black matrix material uses a graphite film, which is a non-luminescent absorbing material, or an oxide film colored to increase contrast.
그 다음 도7의 (b)에서와 패터닝된 블랙 매트릭스(710)위에 도금층을 형성하기 위한 금속 시드(seed)층(720)을 형성시킨다. 상기 금속 시드 층(720)으로는 구리와 같은 전기전도성이 높은 물질을 사용하거나 알루미늄, 니켈 등을 사용할 수 있다.Next, a metal seed layer 720 for forming a plating layer is formed on the patterned black matrix 710 as shown in FIG. As the metal seed layer 720, a material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, nickel, or the like may be used.
그 다음 도7의 (c)에서와 같이 블랙 매트릭스(710) 사이사이에 도금주형(mold)(730)을 형성시키는데 이때, 상기 도금 주형(730)으로는 후막용 포토 레지스트, 에스유(SU)등을 사용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 7C, a plating mold 730 is formed between the black matrices 710, wherein the plating mold 730 is a photoresist for thick film and SU. Etc. can be used.
그 다음 도7의 (d)와 같이 니켈 등의 금속을 도금하여 돌출 블랙 매트릭스(740)를 형성시킨다.Next, as shown in FIG. 7D, a protruding black matrix 740 is formed by plating a metal such as nickel.
그 다음 도7의 (e)와 (f)에서 처럼 상기 도금 주형(730) 및 금속 시드 층(720)을 제거시킨 후 도7의 (g)와 같이 형광체(750)를 블랙 매트릭스(710) 사이에 이면노광이나 일반 노광에 의하여 패터닝한 후 도7의 (h)와 같이 메탈 백(760)을 형성하게 되면 돌출 블랙 매트릭스를 가진 전계 방출형 표시 소자의 애노드 기판이 완성된다.Next, as shown in FIGS. 7E and 7F, the plating mold 730 and the metal seed layer 720 are removed, and then the phosphor 750 is interposed between the black matrix 710 as shown in FIG. 7G. After patterning by back exposure or general exposure, the metal back 760 is formed as shown in FIG. 7 (h) to complete the anode substrate of the field emission display device having the protruding black matrix.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 돌출 블랙 매트릭스를 갖춘 전계 방출형 표시 소자 및 그 제조 방법은 애노드 기판상의 블랙 매트릭스 층 위에 도금 공정을 이용하여 돌출 블랙 매트릭스를 형광체의 서브-픽셀 및 픽셀 마다 분리케 하여 그 형광체보다 더 높게 형성시킴으로서 아킹 문제를 해결하고 후막공정에 의한 열응력에 대한 막들뜸 문제를 감소시키며 여러가지 형상의 스페이서 부착을 위한 그립퍼로 사용될 수 있다.As described above, the field emission display device having the protruding black matrix according to the present invention, and a method of manufacturing the same, use the plating process on the black matrix layer on the anode substrate to separate the protruding black matrix per sub-pixel and pixel by pixel. By forming a higher than the phosphor to solve the arcing problem, to reduce the problem of the film lifting for the thermal stress by the thick film process can be used as a gripper for attaching the spacer of various shapes.
또한, 스페이서가 돌출 블랙 매트릭스의 하지층위에 형성되므로 스페이서가 스크린 상에 나타나지 않도록 형성시킬 수 있으며 애노드 기판 전체에 균일한 양극 고전압이 인가되도록 다리를 형성케 하여 전기저항을 감소시킬 수 있다.In addition, since the spacer is formed on the underlayer of the protruding black matrix, the spacer may be formed so as not to appear on the screen, and the electrical resistance may be reduced by forming a bridge so that a uniform anode high voltage is applied to the entire anode substrate.
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