KR20050058617A

KR20050058617A - 전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050058617A
Application number: KR1020030090556A
Authority: KR
Inventors: 최준희; 줄카니브안드레이
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-17
Also published as: CN1627469A; US20050139817A1; US7268480B2; JP2005174930A

Abstract

본 발명은 전계방출소자, 전계방출 표시소자 및 이들의 제조방법에 대하여 개시한다. 개시된 전계방출소자는, 유리기판과 상기 유리기판 상에 형성된 에미터 전극과 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터와 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물을 포함한다. 상기 게이트 적층물은, 상기 CNT 에미터 둘레의 상기 에미터 전극을 덮는 마스크층과 상기 마스크층 상에 순차적으로 형성된 게이트 절연막 및 게이트 전극과 상기 게이트 전극 상에서 상기 CNT 에미터를 대향하는 면이 2중 경사면으로 형성된 포커스 게이트 절연막과 상기 포커스 게이트 절연막 상에 도포된 포커스 게이트 전극을 구비한다.

Description

전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 및 그 제조방법{Field emission device, display adopting the same and and method of manufacturing the same}

본 발명은 전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자빔의 집속 효과를 높일 수 있는 전계방출소자와, 이를 적용한 표시소자 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), 전계방출 표시소자(FED; Field Emission Display) 등이 있다.

전계방출 표시소자는, 음극 전극(cathode) 위에 일정한 간격으로 배열된 전계방출원(field emitter)과 게이트 전극 사이에 강한 전기장을 형성함으로써 상기 전계방출원으로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 양극 전극(anode)의 형광물질에 충돌시켜 발광되도록 하는 표시장치이다. 이러한 전계방출 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.

전계방출 표시소자는 음극선관과 유사한 물리적 원리를 이용하고 있다. 즉, 음극 전극으로부터 방출된 전자가 가속되어 양극 전극(anode)에 충돌하게 되면, 양극 전극 상에 코팅된 형광체가 여기됨으로써 특정 색상의 빛이 발광하게 된다. 하지만, 전계방출 표시소자는 음극선관의 경우와는 달리 전자방출원이 냉음극(cold cathode) 물질로 이루어져 있다는 차이가 있다.

전계방출 표시소자의 일반적인 구조가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 전계방출 표시소자는 하부에는 기판(10) 상에 형성되는 음극 전극(12)이 존재하고, 상부에는 전자 추출을 위한 전극으로서 절연층(14) 위에 형성되는 게이트 전극(16)이 존재하는 구조를 가진다. 그리고, 상기 음극 전극(12)의 일부를 노출시키는 홀 내부에는 전계방출원(19)이 존재한다.

그러나, 상기와 같은 구조의 전계방출 표시소자에서, 전자빔의 궤적이 제어되지 않으면 원하는 화소에서 원하는 색상을 정확하게 발현시킬 수 없게 된다. 따라서, 전계방출원(19)으로부터 방출된 전자가 형광체가 코팅된 양극 전극 상의 원하는 화소에 정확하게 전달되도록 하는 전자빔 궤적 제어기술이 필요하게 된다.

도 2는 전자빔 궤적 제어를 위한 포커스 게이트 전극을 구비하는 전자방출 에미터의 일예르 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 게이트 전극(26) 위에 제2 절연층(27)을 추가로 증착한 후, 그 위에 다시 전자빔 궤적 제어를 위한 포커스 게이트 전극(focus electrode,28)을 형성하는 방법이다. 도 2에서 참조부호 20,22,24,29는 각각 기판, 음극 전극, 제1 절연층, 전계방출원을 나타낸다.

도 3은 포커스 게이트를 구비하는 전계방출소자로부터의 전자빔의 궤적을 시뮬레이션한 결과이다.

도 3을 참조하면, 오버 포커스된 전자가 대상 형광층 영역으로부터 벗어나서 다른 영역의 형광층을 여기시키며, 이에 따라서 색의 순도가 나빠지는 결과가 초래된다. 이러한 문제는 탄소나노튜브(carbon nanotube: CNT)를 전자방출원으로 사용하는 경우, 도 4에 도시된 것처럼 CNT의 돌출방향이 일정하지 않은 때문이다.

한편, 이러한 문제를 회피하기 위해, 미국특허 제5,920,151호에는 임베디드 포커싱 구조(imbeded focusing structure)를 갖는 FED를 개시하고 있으나, 포커스 게이트 전극이 유기물인 폴리이미드(polyimide) 상에 형성되기 때문에, 상기 폴리이미드로부터 휘발되는 가스를 배출하기 위한 아웃개싱(outgassing) 공정이 필요하며, 대형 디스플레이이에는 적용하기 어려운 문제가 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 전자빔의 포커싱이 우수한 전계방출소자와, 이를 구비한 전계효과방출 표시소자와, 이들의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전계방출소자는:

유리기판; 상기 유리기판 상에 형성된 에미터 전극; 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물;을 포함하는 전계방출소자에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 CNT 에미터 둘레의 상기 에미터 전극을 덮는 마스크층;

상기 마스크층 상에 순차적으로 형성된 게이트 절연막 및 게이트 전극;

상기 게이트 전극 상에서 상기 CNT 에미터를 대향하는 면이 2중 경사면으로 형성된 포커스 게이트 절연막; 및

상기 포커스 게이트 절연막 상에 도포된 포커스 게이트 전극;을 구비한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전계방출 표시소자는:

유리기판; 상기 유리기판 상에 형성된 에미터 전극; 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물, 상기 게이트 적층물 위쪽에 형성되어 있고, 정보가 표시되는 전면패널, 상기 전면패널에서 상기 CNT 에미터를 향하는 면에 도포된 형광층을 구비하는 전계방출 표시소자에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 CNT 에미터 둘레의 상기 에미터 전극을 덮는 마스크층;

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전계방출소자의 제조방법은:

유리기판; 상기 유리 기판 상에 형성된 투명전극; 상기 투명전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물;을 구비하는 전계방출소자의 제조 방법에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 유리기판 및 상기 투명전극 상에 상기 투명전극의 일부가 노출되는 관통홀이 형성된 마스크층을 형성하는 제1 단계;

상기 마스크층 상에 상기 관통홀을 채우는 게이트 절연막을 형성하는 제2 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 제3 단계;

상기 게이트 전극 및 상기 게이트 절연막 상에 포커스 게이트 절연막을 형성하는 제4 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 포커스 게이트 절연막에 우물을 형성하는 제5 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 우물 상에 포커스 게이트 전극을 형성하는 제6 단계; 및

상기 게이트 전극 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막 및 상기 게이트 절연막을 제거하는 제7 단계;를 거쳐서 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전계방출 표시소자의 제조방법은:

유리기판; 상기 유리 기판 상에 형성된 투명전극; 상기 투명전극 상에 형성된 에미터 전극; 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물, 상기 게이트 적층물 위쪽에 형성되어 있고, 정보가 표시되는 전면 패널, 상기 전면패널에서 상기 CNT 에미터를 향하는 면에 도포된 형광층을 구비하는 전계방출 표시소자의 제조 방법에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

이하, 본 발명의 실시예에 의한 전계효과 방출소자, 이를 구비한 디스플레이 및 그 제조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계방출 표시소자의 일부 단면도이다.

도 5를 참조하면, 유리기판(30) 상에 에미터 전극(32)이 형성되어 있다. 에미터 전극(32)은 ITO(Indium Tin Oxide) 투명전극인 것이 바람직하다. 유리기판(30) 상에 에미터 전극(32)의 일부를 덮는 게이트 적층물(S1)이 형성되어 있다. 게이트 적층물(S1) 사이에 에미터 전극(32)이 노출되는 콘택홀(44)이 형성되어 있다. 콘택홀(44)을 통해서 노출된 에미터 전극(32) 상에 CNT 에미터(46)가 형성되어 있다. CNT 에미터(46)로부터 전자들이 방출된다. CNT 에미터(46)는 게이트 적층물(S1)과 비접촉상태로 형성되어 있다. 게이트 적층물(S1)은 투명전극(32)의 일부를 덮고, 후술하는 제조 공정에서 백 노광용 마스크로 사용되는 제1 마스크층(34)을 구비한다. 제1 마스크층(34)은 CNT 에미터(46)와 이격되어 있다. 제1 마스크층(34) 상으로 게이트 절연막(36), 게이트 전극(38), 포커스 게이트 절연막(40) 및 포커스 게이트 전극(42)이 순차적으로 적층되어 있다. 상기 적층물들(36, 38, 40, 42)은 도 5에 도시된 바와 같이 위로 갈수록 폭이 좁게 되어 있다. 따라서 게이트 적층물(S1)의 측면은 계단형 사면이 된다.

한편, 후술하지만, 도 5에 도시한 CNT FED의 제조 공정에서 게이트 적층물(S1)을 구성하는 많은 요소들이 자외선(Ultra Violet)을 이용한 백 노광 방식으로 패터닝된다. 따라서, 제1 마스크층(34)은 일반 가시광선에 투명하되, 상기 자외선에 불투명한 광학적 특성을 갖는 물질층이 바람직하다. 예컨대, 제1 마스크층(34)은 비정질 실리콘층이 될 수 있다.

상기 게이트 절연막(36)은 게이트 전극(38)과 투명 전극(32) 사이의 전기적 절연을 유지하기 위한 층이다. 상기 게이트 절연막(36)은 실리콘 산화물(SiO2) 등과 같은 절연물질로 이루어지며, 보통 5 ~ 10㎛ 정도의 두께로 형성된다. 그러나, 상기 게이트 절연막(36)은 그 형성방법이나 재질에 따라 다양한 두께로 형성할 수도 있다.

게이트 전극(38)은 0.25㎛ 정도 두께의 크롬으로 제조되는 것이 바람직하다. 게이트 전극(38)은 도전성을 갖는 다른 전극일 수 있으며, 이때의 두께는 0.25㎛와 다를 수 있다.

포커스 게이트 절연막(40)은 게이트 전극(38)과 포커스 게이트 전극(42)을 절연시킨다. 포커스 게이트 절연막(40)에서 CNT 에미터(46)를 대향하는 면에는 2중 경사면(40a,40c)이 형성되어 있다. 즉, 게이트 전극(38)과 연결되는 제1 경사면(40a)과, 상기 제1 경사면(40a)과 연결되는 수평부(40b)와, 상기 수평부(40b)로부터 상방으로 경사진 제2 경사면(40b)이 형성되어 있다. 상기 제1 경사면(40a)의 경사각이 제2 경사면(40b)의 경사각 보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 경사면(40a,40c)은 오목하게 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 수평부(40b)는 제2 경사면(40b)과 연결되어서 하나의 경사면을 형성할 수도 있다.

포커스 게이트 절연막(42)의 두께(T)는 적어도 2㎛보다 두꺼운, 바람직하게는 3㎛∼15㎛의 두께를 갖는 실리콘 산화막(SiO_x)인 것이 바람직하다. 이때, 실리콘 산화막의 분자식에서 하첨자 "X"는 2보다 작은 것이 바람직하다(X<2).

포커스 게이트 전극(42)은 포커스 게이트 절연막(40)에서 수평부(40b)로부터 상방으로 형성되며, 소정의 두께, 예컨대 0.25㎛ 정도 두께의 크롬으로 형성되는 것이 바람직하다. 포커스 게이트 전극(42)은 도전성을 갖는 다른 전극일 수 있고, 그때의 두께는 상기 제2 크롬 전극의 두께와 다를 수 있다.

게이트 전극(38)은 CNT 에미터(46)로부터 전자빔을 추출(extraction)하는데 사용된다. 이에 따라 게이트 전극(38)에 소정의 교류 게이트 전압(Vg), 예를 들면 +80V의 교류 게이트 전압이 인가될 수 있다.

또한, 포커스 게이트 전극(42)은 CNT 에미터(46)로부터 방출되는 전자빔이 CNT 에미터(46) 상방의 형광층(54)의 주어진 위치에 도달될 수 있도록 상기 전자빔을 모아주는 역할을 한다. 이를 위해, 포커스 게이트 전극(42)에 전자빔과 동일한 극성을 갖되, 절대값이 게이트 전압(Vg)보다 낮은 포커스 게이트 전압(Vfg)이 인가된다. 예를 들면, 포커스 게이트 전극(42)에 -10V 정도의 포커스 게이트 전압(Vfg)이 인가될 수 있다.

계속해서 도 5를 참조하면, 게이트 적층물(S1)의 포커스 게이트 전극(42)으로부터 상방으로 주어진 거리(D), 예컨대 1.1 mm 만큼 이격된 곳에 전면패널(50)이 구비되어 있다. 전면패널(50)에 다양한 형태의 정보가 표시된다. 게이트 적층물(S1)과 마주하는 전면패널(50)의 저면에는 애노드 전극(52)이 형성되어 있고, 애노드 전극(52)에서 게이트 적층물(S1)을 대면하는 부분에 형광층(54)이 형성되어 있고 그 나머지 부분에는 외광 흡수 차단 및 광학적 크로스토크(crosstalk) 등을 방지하기 위한 블랙매트릭스(56)가 형성되어 있다. 형광층(54)은 상기 전자빔에 여기 되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광(55)을 발하는 형광층들이 균일하게 분포되어 있다. 애노드 전극에 직류 전압(Va)이 인가되어 있다.

한편, 도 5에서 전면패널(50)과 선택된 게이트 적층물(S1)사이에 셀 분리를 위한 스페이서가 도시되어야 하나, 편의상 생략하였다.

다음에는 상술한 본 발명의 실시예에 의한 CNT FED의 제조 방법에 대해 설명한다. 그 중에서도 게이트 적층물(S1)의 형성 과정에 대해 설명한다.

이에 앞서, 게이트 적층물(S1)에 포함된 게이트 절연막(36) 및/또는 포커스 게이트 절연막(40)의 적층 및 식각 공정에 적용될 수 있는 물질막 적층 및 식각 공정에 대해 도 6 내지 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 6을 참조하면, 기판(80) 상에 제1 전극(82)을 형성한다. 기판(80)은 도 2에 도시한 CNT FED(이하, 본 발명의 FED라 함)의 유리기판(30)에 대응될 수 있다. 그리고 제1 전극(82)은 상기 본 발명의 FED의 ITO 투명전극(32)에 대응될 수 있다.

제1 전극(82) 상에 제2 마스크층(84)을 형성한다. 이어서 제2 마스크층(84)에 제1 전극(82)이 노출되는 관통홀(86)을 형성한다. 제2 마스크층(84)은 가시광선에 대해서는 투명하되, 자외선(UV)에 대해서는 불투명한 물질층, 예를 들면 비정질 실리콘층으로 형성할 수 있다. 따라서 제2 마스크층(84)은 상기 본 발명의 FED의 제1 마스크층(34)에 대응될 수 있다.

도 7을 참조하면, 제2 마스크층(84) 상으로 관통홀(86)을 채우는 실리콘 산화막(SiO2)인 절연막(88)을 소정의 두께(t)로 형성한다. 이때, 절연막(88)은 2㎛이상, 바람직하게는 3㎛∼15㎛로 형성하되, 더욱 바람직하게는 6㎛∼15㎛로 형성할 수 있다. 절연막(88)은 RF를 이용한 플라즈마 기상 화학 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법으로 형성할 수 있다. 그러나, 두께에 따라 그 형성 방법이 다를 수 있다. 예를 들면, 상기한 두께 범위에서 절연막(88)을 상대적으로 얇게 형성하는 경우, 절연막(88)은 스퍼터링 방법으로 형성할 수 있다. 그리고 절연막(88)을 상기 두께 범위에서 상대적으로 두껍게 형성하는 경우, 절연막(88)은 전기도금법 또는 열증발법(thermal evaporation)으로 형성할 수 있다.

상기 PECVD방법을 이용하여 절연막(88)을 실리콘 산화막(SiO_X)으로 형성하는 경우에 대한 구체적인 공정조건은 다음과 같다.

곧, 실리콘 산화막(SiO_X)을 형성하는 동안, 기판(80)은 250℃∼450℃, 바람직하게는 340℃ 정도로 유지하고, RF 파워는 100W∼300W, 바람직하게는 160W 정도로 유지한다. 그리고 챔버내 압력은 600 mTorr∼1,200 mTorr, 바람직하게는 900 mTorr정도로 유지한다. 또한, 소오스 가스 중 실란(SiH4)의 흐름률(flow rate)은 증착률이, 예를 들면 400nm/min이상이 되도록 유지하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 실란의 흐름률은 통상의 실리콘 산화막(SiO2)를 형성할 때의 흐름률(15sccm정도)보다 훨씬 많은 50sccm∼700sccm, 바람직하게는 300sccm 정도로 유지한다. 또한 상기 소오스 가스 중 질산(N20)의 흐름률은 700sccm∼4,500sccm, 바람직하게는 1,000sccm∼3,000sccm 정도를 유지한다.

상기 실란의 흐름률은 PECVD방법을 이용하여 상기 실리콘 산화막(SiOX)을 식각하는 공정에 그대로 적용할 수 있다. 이 경우, 도 15의 그래프에서 볼 수 있듯이, 상술한 범위의 실란 흐름률에서 실리콘 산화막(SiOX)의 식각률은 종래의 경우(C1)보다 훨씬 증가하게 된다. 식각 공정에서의 실란 흐름률은 상기 실리콘 산화막(SiOX)의 식각률이 100nm/min 이상이 되도록 유지하는 것이 바람직하다.

상술한 공정 조건하에서 실리콘 산화막(SiO_X)을 형성하는 경우, 실리콘 산화막(SiO_X)은 상기한 두께 범위에 속하는 두께로 형성된다. 때문에, 종래보다 양호한 스텝 커버리지를 얻을 수 있다. 그리고 도 16의 그래프를 통해서 볼 수 있듯이, 증착률(Å/min)이 종래의 경우(C)보다 훨씬 증가함을 알 수 있다.

도 8을 참조하면, 절연막(88) 상에 제2 전극(90)을 형성한다. 제2 전극(90)은 크롬 전극으로 형성할 수 있다. 제2 전극(90)은 본 발명의 FED의 게이트 적층물(S1)에 포함된 포커스 게이트 전극(42)에 대응될 수 있다. 절연막(88) 상에 제2 전극(90)을 덮는 제1 감광막(92)을 형성한다. 제1 감광막(92)은 포지티브 포토레지스트막으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 감광막(92)을 형성한 후, 기판(80)의 아래쪽에서 기판(80)을 향해 자외선(UV)을 조사하는 백 노광을 실시한다. 마스크층(84)의 자외선 차단 특성으로 인해, 상기 백 노광에서 제2 마스크층(84)의 관통홀(86)을 제외한 다른 영역은 자외선(UV)에 노광되지 않는다. 관통홀(86)을 통해 입사된 자외선(UV)은 절연막(88)도 통과하여 제1 감광막(92)의 관통홀(86)에 대응되는 영역(92a)(이하, 노광된 영역이라 함)을 노광시킨다. 이후, 현상 공정을 실시한다. 상기 현상 공정에서 제1 감광막(92)의 노광된 영역(92a)이 제거된다. 이후 소정의 베이크 공정을 실시한다.

도 9는 상기 현상공정 및 베이크 공정을 순차적으로 거친 결과물을 보여준다. 노광된 영역(92a)이 제거된 부분을 통해서 절연막(88)이 노출되는 것을 볼 수 있다.

계속해서, 도 10을 참조하면, 절연막(88)의 일부를 노출시키는 제1 감광막(92)을 식각 마스크로 사용하여 절연막(88)에 대한 1차 식각을 실시한다. 상기 1차 식각은 소정의 에천트(etchant)를 사용하는 습식 식각으로서, 소정의 시간 동안 진행한다. 상기 1차 식각에 의해, 절연막(88)의 노출된 부분에 소정의 깊이로 제1 홈(G1)이 형성된다. 제1 홈(G1)이 형성되면서 절연막(88)의 제1 홈(G1)이 형성된 부분의 두께(t1)는 상기 1차 식각에 영향을 받지 않은 부분의 두께(t)보다 얇아진다. 제1 홈(G1)은 습식 식각의 등방성 특성으로 인해 제1 감광막(92) 아래쪽으로 확장된다. 이에 따라, 제1 감광막(92)의 아래쪽에 제1 언더컷(93)이 형성된다. 상기 1차 식각 후, 제1 감광막(92)을 제거한다.

도 11을 참조하면, 제1 감광막(92)을 제거한 후, 제1 홈(G1)이 형성된 절연막(88) 상으로 제2 전극(90)을 덮는 제2 감광막(96)을 형성한다. 제2 감광막(96)은 제1 감광막(92)과 동일한 포지티브 포토레지스트막으로 형성한다. 제2 감광막(96)을 형성한 다음, 2차 백 노광을 실시한다. 상기 2차 백 노광에서 제2 감광막(96)의 콘택홀(86)에 대응되는 영역(96a)이 노광된다. 이후, 현상 공정을 실시하여 상기 노광된 영역(96a)이 제거하고, 그 결과물을 베이크한다.

도 12는 제2 감광막(96)에 대한 상기 베이크 후의 결과물을 보여준다. 제2 감광막(96)의 상기 노광된 영역(96a)이 제거된 부분을 통해서 제1 홈(G1)의 일부가 노출된다. 이 상태에서 제2 감광막(96)을 식각 마스크로 사용하여 제1 홈(G1)이 형성된 절연막(88)을 2차 식각한다. 상기 2차 식각은 소정의 에쳔트를 사용하여 습식으로 진행된다. 상기 2차 식각은 도 13에 도시한 바와 같이 제1 전극(82)이 노출될 때까지 실시한다. 상기 2차 식각에서 절연막(88)에 제1 전극(82)의 소정 영역이 노출되는 관통홀(98)이 형성된다. 관통홀(98)은 습식 식각의 특성상 제2 감광막(96) 아래로 확장된다. 이 결과, 제2 감광막(96) 아래쪽에 제2 언더컷(100)이 형성된다. 상기 2차 식각 후, 제2 감광막(96)을 애싱(ashing)하고 스트립하여 제거한다. 이어서 소정의 세정 및 건조 공정을 실시한다.

도 14는 상기 세정 및 건조 공정 후의 결과물을 보여준다. 도 14를 참조하면, 절연막(88)에 제1 전극(82)이 노출되는 관통홀(98)이 매끈하게 형성된 것을 볼 수 있다.

다른 한편으로, 상기한 절연막(88)에 대한 식각과정에서, 상기한 백 노광 대신, 감광막 위쪽에서 광을 조사하는 전방노광 방법을 이용할 수 있다.

도 17은 이에 대한 일예를 보여준다.

구체적으로, 도 17을 참조하면, 제1 감광막(92)과 주어진 간격으로 이격된 위쪽에, 콘택홀(86)에 대응되는 위치에만 투광창(TA)을 갖고 나머지 영역은 모두 차광영역인 마스크(M)를 위치시킨다. 이어서, 마스크(M) 위쪽에서 마스크(M)를 향해 광(102)을 조사한다. 마스크(M)에 조사된 광(102)의 일부는 마스크(M)에 형성된 투광창(TA)을 통해서 제1 감광막(92)에 조사된다. 이에 따라 제1 감광막(92)의 소정 영역(92a)이 노광된다. 이후, 마스크(M)을 제거한다. 제1 감광막(92)의 현상, 세정 및 베이크 등의 공정과 제1 감광막(92)을 마스크로 사용한 습식식각은 상술한 바와 같다.

다음에는 상술한 절연막(88) 증착 및 식각 공정이 적용된, 도 5에 도시한 CNT FED 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 18을 참조하면, 유리기판(30)에 투명전극(32)을 형성한다. 투명전극(32)은 ITO전극으로 형성하는 것이 바람직하나, 동등한 다른 전극으로 형성할 수 있다. 유리기판(30) 상에 투명전극(32)을 덮는 백 노광용 제1 마스크층(34)을 형성한다. 제1 마스크층(34)은 가시광선을 투과시키고, 자외선은 차단시키는 물질층, 예컨대 비정질 실리콘층으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 마스크층(34)에 투명전극(32)의 일부가 노출되는 제1 관통홀(h1)을 형성한다. 제1 관통홀(h1)을 통해서 노출되는 투명전극(32) 상에 CNT 에미터가 형성된다.

도 19를 참조하면, 제1 마스크층(34) 상으로 제1 관통홀(h1)을 채우는 게이트 절연막(36)을 형성한다. 게이트 절연막(36)은 실리콘 산화막으로 형성하되, 1㎛∼5㎛ 정도의 두께로 형성한다.

도 20을 참조하면, 게이트 절연막(36) 상에 게이트 전극(38)을 형성한다. 게이트 전극(38)은 제1 크롬전극으로 형성한다. 이때, 게이트 전극(38)은 0.25㎛ 정도의 두께로 형성한다. 게이트 전극(38)을 패터닝하여 게이트 전극(38)에 제2 관통홀(h2)을 형성한다. 제2 관통홀(h2)을 통해서 적어도 게이트 절연막(36)의 제1 관통홀(h1)을 채우는 부분이 노출된다. 제2 관통홀(h2)의 직경은 제1 관통홀(h1)의 직경보다 크다.

도 21을 참조하면, 게이트 전극(38) 상으로 제2 관통홀(h2)을 채우는 포커스 게이트 절연막(40)을 형성한다. 포커스 게이트 절연막(40)은 도 6 내지 도 14에 도시한 절연막(88) 형성방법으로 형성할 수 있다.

이에 따라, 포커스 게이트 절연막(40)을 적어도 2㎛의 두께로 형성할 수 있으나, 바람직하게는 3㎛∼15㎛, 가장 바람직하게는 6㎛∼15㎛의 두께로 형성할 수 있다.

다시 도 21을 참조하면, 포커스 게이트 절연막(40) 상에 제1 감광막(P1)을 도포한 다음, 상기 제1 감광막(P1)을 패터닝하여 상기 제1 관통홀(h1) 및 제2 관통홀(h2)에 대응하며 제2 관통홀(h2) 보다 큰 직경을 가지는 제3 관통홀(h3)을 형성한다.

도 22를 참조하면, 패터닝된 제1 감광막(P1)을 마스크로 하여 소정의 에천트를 사용하여 포커스 게이트 절연막(40)을 소정 깊이로 습식 식각하여 우물(well)(w)을 형성한다. 이어서 제1 감광막(P1)을 제거한다. 이때 우물(w)의 일측면에 제2 경사면(40c)이 형성되고, 바닥면의 도 5의 수평부(40b)에 대응되는 부분이 형성된다.

도 23을 참조하면, 포커스 게이트 절연막(40) 상에 포커스 게이트 전극(42)을 형성한다. 포커스 게이트 전극(42)은 제2 크롬전극으로 형성한다.

다시 도 23을 참조하면, 포커스 게이트 전극(42) 상으로 우물(w)을 채우는 제2 감광막(P2)을 도포한다. 이어서, 유리기판(30)의 밑면에 자외선(UV)을 조사하는 백노광 공정을 실시한다. 자외선(UV)은 투명전극(32)과 제1 관통홀(h1)과 게이트 절연막(36), 포커스 게이트 절연막(40)을 거쳐 제2 감광막(P2)에 입사된다. 제1 관통홀(h1)을 제외한 나머지 부분으로 입사된 자외선(UV)은 백 노광용 제1 마스크층(34)에 의해 차단된다. 따라서, 제2 감광막(P2) 중에서 제1 관통홀(h1) 상방에 위치한 부분만 자외선(UV)에 노광된다. 이때 과노광(overetching)하여 도 23에서와 같이 제2 감광막(P2)의 노광된 영역(P2a)이 제2 관통홀(h2) 보다 넓게 한다. 이어서, 노광된 영역(P2a)은 현상공정을 통해서 제거된다. 상기 노광된 영역(P2a)이 제거된 곳을 통해서 포커스 게이트 전극(42)의 일부가 노출된다. 제2 감광막(P2)을 식각 마스크로 사용하여 포커스 게이트 전극(42)의 노출된 부분을 습식식각한다.

도 24는 제2 감광막(P2)으로 정의된 포커스 게이트 전극(42)의 노출된 영역을 습식식각으로 제거한 후, 제2 감광막(P2)를 제거한 후의 모습을 보여준다.

도 24를 참조하면, 포커스 게이트 전극(42)의 상기 노출된 영역이 제거된 자리에 제4 관통홀(h4)이 형성된 것을 볼 수 있으며, 포커스 게이트 절연막(40)의 제2 경사면(40c) 및 수평부(40b) 상에 포커스 게이트 전극(42)이 형성된 것을 볼 수 있다.

도 25 및 도 26은 제4 관통홀(h4)을 통해서 노출되는 포커스 게이트 절연막(40)의 일부를 제거하는 과정을 보여준다. 이 과정은 도 23 및 도 24에 도시한 포커스 게이트 전극(42)의 노출된 부분을 제거하는 과정과 유사하다. 즉, 포커스 게이트 절연막(40) 상에서 제4 관통홀(h4) 및 포커스 게이트 전극(42)을 제2 감광막(P2)과 동일한 제3 감광막(P3)으로 커버한 후, 백노광하여 노광 영역(P3a)을 형성한 후, 현상공정을 통해서 노광영역(P3a)을 제거한다.

이어서, 노광영역(P3a)을 마스크로 하여 습식식각을 하여 포커스 게이트 절연막(40)의 일부를 제거하면, 게이트 절연막(36)이 노출되는 홈(58)이 형성된 것을 볼 수 있다(도 26 참조). 이때 도 5의 제1 경사면(40a)이 형성된다.

도 27을 참조하면, 노출된 게이트 절연막(36) 상에 상기 홈(58)을 덮는 제4 감광막(P4)을 도포한다음, 백노광, 현상공정을 통해서 노광된 영역(P4a)을 제거하여 제4 감광막(P4)을 패터닝하였다.

이어서, 게이트 절연막(36)을 습식 식각으로 패터닝한 후 제4 감광막(P4)을 제거한 결과물을 도 28에 도시하였다. 제1 마스크층(34), 게이트 절연막(36), 게이트 전극(38), 포커스 게이트 절연막(40) 및 포커스 게이트 전극(42)으로 이루어진 게이트 적층물(S1)에 적어도 투명전극(32)이 노출되는 홀(60)이 형성된다. 홀(60)은 도 5에 도시한 콘택홀(44)에 대응된다.

도 29에 도시한 바와 같이, 홀(60)을 통해서 노출된 투명전극(32) 상에 네가티브 감광성 물질이 포함된 CNT 페이스트(45)를 도포한 후, 마스크층(34) 사이에 노출된 감광 CNT 페이스트(45)를 백노광시킨다. 이어서, 현상 및 베이킹 공정을 통해서 도 30에 도시된 바와 같이 에미터 전극(32) 위에 CNT 에미터(46)를 형성한다.

이후의 CNT FED 제조 공정은 통상의 공정을 따라 진행한다.

도 31 및 도 32는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전계방출소자의 SEM 사진이다. 도 31 및 도 32를 참조하면, 포커스 게이트 절연물의 단면이 제1경사부, 제2수평부 및 제2경사부로 이루어진 것을 알 수 있다.

도 33 및 도 34는 본 발명의 실시예에 따른 FED의 전계방출원으로부터의 전자빔의 궤적을 시뮬레이션한 결과이다. 도 33 및 도 34를 참조하면, CNT 에미터로부터 방출된 전자들이 일정한 방향성을 가지고 대면되는 형광층으로 향하고 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 CNT FED는 포커스 게이트 전극이 포커스 게이트 절연막의 경사면에 형성되어 광각으로 퍼져나가는 전자빔을 집속하는 효과가 커서 고순도 컬러를 실현할 수 있다.

한편, 제조 공정 면에서, 투명전극과 게이트 절연막사이에 CNT 에미터가 형성될 투명전극 영역을 한정하는 마스크층을 형성한 다음, 상기 투명전극 아래쪽에서 자외선을 조사하여 CNT 에미터가 형성될 영역 상에 도포된 감광막을 패터닝한다. 상기 마스크층에 의해 상기 감광막의 노광될 영역은 이미 정해져 있으므로, 상기 감광막의 상기 노광될 영역을 한정하기 위한 별도의 마스크는 필요하지 않게 된다. 곧, 상기 감광막의 상기 노광될 영역은 상기 마스크층에 의해 자기정렬적으로 정해진다. 때문에 제조 공정을 단순할 수 있고, 노광공정에 사용할 마스크를 별도로 만들 필요가 없으므로, CNT FED의 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 일반적인 반도체 공정을 사용하고 별도의 특수장비를 필요로 하지 않으므로 대면적 CNT FED를 제작할 수 있다.

도 1은 전계방출 표시소자의 일반적인 구조의 개략 단면도이다.

도 2는 포커스 게이트 전극을 구비한 전계방출 표시소자의 일반적인 구조의 개략 단면도이다.

도 3은 포커스 게이트 전극을 구비하는 전계방출소자로부터의 전자빔의 궤적을 시뮬레이션한 결과이다.

도 4는 일반적인 CNT 에미터의 형상을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전계방출 표시소자의 일부 단면도이다.

도 6 내지 도 14는 도 5에 도시된 전계방출 표시소자의 게이트 적층물에 포함된 게이트 절연막 형성 과정에 적용된 산화막 적층 및 식각공정을 단계별로 보여주는 단면도들이다.

도 15는 도 5에 도시한 전계방출 표시소자의 게이트 적층물에 포함된 포커스 게이트 절연막의 실란(SiH4)의 흐름률(flow rate)에 따른 식각률을 보여주는 그래프이다.

도 16은 도 5에 도시한 전계방출 표시소자의 게이트 적층물에 포함된 포커스 게이트 절연막의 실란(SiH4)의 흐름률(flow rate)에 따른 증착률을 보여주는 그래프이다.

도 17은 도 6 내지 도 14에 도시한 산화막 적층 및 식각공정에서 보여준 노광방법과 다른 노광방법으로 감광막을 노광하는 방법을 보여주는 단면도이다.

도 18 내지 도 30은 도 5에 도시한 전계방출 표시소자에 대한 제조 방법 중 게이트 적층물과 탄소나토튜브 에미터를 형성하는 과정을 단계별로 보여주는 단면도들이다.

도 31 및 도 32는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전계방출소자의 SEM 사진이다.

도 33 및 도 34는 본 발명의 실시예에 따른 FED의 전계방출원으로부터의 전자빔의 궤적을 시뮬레이션한 결과이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

30:유리기판 32:투명전극(에미터 전극)

34,84:백 노광용 마스크층 36:게이트 절연막

38:게이트 전극 40:포커스 게이트 절연막

40a:제1 경사막 40b:수평부

40c:제2 경사막 42:포커스 게이트 전극

44:콘택홀 45:CNT 페이스트

46:CNT 에미터 50:전면패널

52:애노드 전극 54:형광층

55:형광막에서 발생된 광 56:블랙매트릭스

80:기판 82,90:제1 및 제2 전극

88:절연막 P1,P2,P3,P4:제1 내지 제4 감광막

86,98:관통홀 93,100:제1 및 제2 언더컷

M:노광용 마스크 TA:투광창

Claims

유리기판; 상기 유리기판 상에 형성된 에미터 전극; 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물;을 포함하는 전계방출소자에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 CNT 에미터 둘레의 상기 에미터 전극을 덮는 마스크층;

상기 마스크층 상에 순차적으로 형성된 게이트 절연막 및 게이트 전극;

상기 게이트 전극 상에서 상기 CNT 에미터를 대향하는 면이 2중 경사면으로 형성된 포커스 게이트 절연막; 및

상기 포커스 게이트 절연막 상에 도포된 포커스 게이트 전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 1 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 절연막은,

상기 게이트 전극과 연결되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면으로부터 상방으로 경사진 제2 경사면을 구비하며,

상기 제1 경사면의 경사각이 제2 경사면의 경사각 보다 큰 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 2 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 전극은,

상기 제1 경사면으로부터 상방으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 2 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 절연막은,

상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면 사이에 소정 길이의 수평부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 4 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 전극은,

상기 수평부로부터 상방으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 2 항에 있어서,

상기 경사면은 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
제 1 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 투명전극이며,

상기 마스크층은 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 전계방출소자.
유리기판; 상기 유리기판 상에 형성된 에미터 전극; 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물, 상기 게이트 적층물 위쪽에 형성되어 있고, 정보가 표시되는 전면패널, 상기 전면패널에서 상기 CNT 에미터를 향하는 면에 도포된 형광층을 구비하는 전계방출 표시소자에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 CNT 에미터 둘레의 상기 에미터 전극을 덮는 마스크층;

상기 마스크층 상에 순차적으로 형성된 게이트 절연막 및 게이트 전극;

상기 게이트 전극 상에서 상기 CNT 에미터를 대향하는 면이 2중 경사면으로 형성된 포커스 게이트 절연막; 및

상기 포커스 게이트 절연막 상에 도포된 포커스 게이트 전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
제 8 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 절연막은,

상기 게이트 전극과 연결되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면으로부터 상방으로 경사진 제2 경사면을 구비하며,

상기 제1 경사면의 경사각이 제2 경사면의 경사각 보다 큰 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
제 9 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 전극은,

상기 제1 경사면으로부터 상방으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
제 9 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 절연막은,

상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면 사이에 소정 길이의 수평부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
제 11 항에 있어서, 상기 포커스 게이트 전극은,

상기 수평부로부터 상방으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 경사면은 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
제 8 항에 있어서,

상기 에미터 전극은 투명전극이며,

상기 마스크층은 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자.
유리기판; 상기 유리 기판 상에 형성된 투명전극; 상기 투명전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물;을 구비하는 전계방출소자의 제조 방법에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 유리기판 및 상기 투명전극 상에 상기 투명전극의 일부가 노출되는 관통홀이 형성된 마스크층을 형성하는 제1 단계;

상기 마스크층 상에 상기 관통홀을 채우는 게이트 절연막을 형성하는 제2 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 제3 단계;

상기 게이트 전극 및 상기 게이트 절연막 상에 포커스 게이트 절연막을 형성하는 제4 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 포커스 게이트 절연막에 우물을 형성하는 제5 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 우물 상에 포커스 게이트 전극을 형성하는 제6 단계; 및

상기 게이트 전극 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막 및 상기 게이트 절연막을 제거하는 제7 단계;를 거쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

상기 포커스 게이트 절연막 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 포커스 게이트 절연막을 습식식각하여 소정 깊이의 우물을 형성하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 16 항에 있어서, 상기 제6 단계는,

상기 우물 상에 포커스 게이트 전극을 형성하는 단계;

상기 포커스 게이트 전극 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 포커스 게이트 전극을 습식식각하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제7 단계에서 상기 포커스 게이트 절연막을 제거하는 단계는,

상기 포커스 게이트 전극 및 그 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 포커스 게이트 전극 사이에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 포커스 게이트 절연막을 습식식각하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 15 항에 있어서, 상기 게이트 절연막을 제거하는 단계는,

상기 게이트 전극 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막이 제거된 결과물 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 게이트 절연막을 습식식각하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 게이트 적층물 형성 후에 상기 관통홀의 투명전극 상에 상기 CNT 에미터를 형성하는 제8 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 24 항에 있어서, 상기 제8 단계는:

상기 제7 단계의 결과물에서 상기 관통홀을 덮는 네커티브 감광물질이 포함된 CNT 페이스트를 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽의 상기 CNT 페이스트를 노광하는 단계; 및

상기 노광된 CNT 페이스트를 제외한 CNT 페이스트를 제거하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제 21 항에 있어서,

상기 CNT 페이스트를 노광하는 단계에서 상기 CNT 페이스트는 상기 유리기판 아래에서 자외선을 조사하여 노광하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감광막을 노광하는 단계에서 상기 감광막은 상기 유리기판 아래에서 자외선을 조사햐여 노광하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
유리기판; 상기 유리 기판 상에 형성된 투명전극; 상기 투명전극 상에 형성된 에미터 전극; 상기 에미터 전극 상에 형성된 CNT 에미터; 상기 CNT 에미터 둘레에 형성되어 상기 CNT 에미터로부터 전자빔을 추출하고, 추출된 전자빔을 주어진 위치로 포커싱하는 게이트 적층물, 상기 게이트 적층물 위쪽에 형성되어 있고, 정보가 표시되는 전면 패널, 상기 전면패널에서 상기 CNT 에미터를 향하는 면에 도포된 형광층을 구비하는 전계방출 표시소자의 제조 방법에 있어서,

상기 게이트 적층물은,

상기 유리기판 및 상기 투명전극 상에 상기 투명전극의 일부가 노출되는 관통홀이 형성된 마스크층을 형성하는 제1 단계;

상기 마스크층 상에 상기 관통홀을 채우는 게이트 절연막을 형성하는 제2 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 제3 단계;

상기 게이트 전극 및 상기 게이트 절연막 상에 포커스 게이트 절연막을 형성하는 제4 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 포커스 게이트 절연막에 우물을 형성하는 제5 단계;

상기 관통홀 둘레의 상기 우물 상에 포커스 게이트 전극을 형성하는 제6 단계; 및

상기 게이트 전극 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막 및 상기 게이트 절연막을 제거하는 제7 단계;를 거쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 24 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

상기 포커스 게이트 절연막 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 포커스 게이트 절연막을 습식식각하여 소정 깊이의 우물을 형성하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 25 항에 있어서, 상기 제6 단계는,

상기 우물 상에 포커스 게이트 전극을 형성하는 단계;

상기 포커스 게이트 전극 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 포커스 게이트 전극을 습식식각하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 24 항에 있어서, 상기 제7 단계에서 상기 포커스 게이트 절연막을 제거하는 단계는,

상기 포커스 게이트 전극 및 그 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 포커스 게이트 전극 사이에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 포커스 게이트 절연막을 습식식각하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 24 항에 있어서, 상기 게이트 절연막을 제거하는 단계는,

상기 게이트 전극 안쪽의 상기 포커스 게이트 절연막이 제거된 결과물 상에 감광막을 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽에 형성된 상기 감광막을 노광하는 단계;

상기 감광막의 노광된 부분을 제거하는 단계;

상기 노광된 부분이 제거된 상기 감광막을 식각 마스크로 사용하여 상기 게이트 절연막을 습식식각하는 단계; 및

상기 감광막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 24 항에 있어서,

상기 게이트 적층물 형성 후에 상기 관통홀의 투명전극 상에 상기 CNT 에미터를 형성하는 제8 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 29 항에 있어서, 상기 제8 단계는:

상기 제7 단계의 결과물에서 상기 관통홀을 덮는 네커티브 감광물질이 포함된 CNT 페이스트를 도포하는 단계;

상기 관통홀 위쪽의 상기 CNT 페이스트를 노광하는 단계; 및

상기 노광된 CNT 페이스트를 제외한 CNT 페이스트를 제거하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제 30 항에 있어서,

상기 CNT 페이스트를 노광하는 단계에서 상기 CNT 페이스트는 상기 유리기판 아래에서 자외선을 조사하여 노광하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.
제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감광막을 노광하는 단계에서 상기 감광막은 상기 유리기판 아래에서 자외선을 조사햐여 노광하는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시소자의 제조방법.