JP2008171790A - フィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法とスペーサー用の基材 - Google Patents

Abstract

【課題】フィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法とスペーサー用の基材の提供。
【解決手段】本発明は一種のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法に関わるものである。その手順は、まず、基板を提供する。該基板の表面に膠質体を形成する。引き続き、該膠質体の表面にパターン化のフォトレジスト層を形成する。該パターン化のフォトレジスト層より、パターン化の該膠質体を形成する。該パターン化のフォトレジスト層を除去し、該膠質体を硬化させる。最後に、該基板を除去する。本発明はさらに、一種のスペーサー基材を含まれる。本発明はコスト軽減できるほか、量産の経済効果を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は一種のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法及びスペーサーの基材、特に一種の電界放出表示装置スペーサーの製造方法及びスペーサーの基材に適用する。

表示装置は今日の生活における重要性はますます高まっている。コンピュータ又はインターネットのほか、テレビ、携帯電話、携帯端末(PDA)、道路情報交通システムなどは、すべて表示装置により情報伝送が行われている。重量、体積、及び健康上の理由から、フラットパネルの使用率はますます高まっている。多くの開発された表示装置技術のうち、電界放出表示装置(ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ, ＦＥＤ)はブラウン管の高画質の長所を有するため、従来の液晶表示パネルの視野が狭く、稼働温度範囲が小さく、反応速度が遅いのに対して、高い良品率、高速反応、良好な協調表示性能、及び１００ｆｔＬの高輝度、軽薄構造、色温度範囲が大きい、高度な携帯効率、良い斜め方向の認識性などの長所を有する。ＦＥＤは自ら発光するフラットパネルのため、高効率の蛍光膜技術を採用することにより、室外の太陽光においても優れた輝度を有し、液晶表示に匹敵できるのみならず、これを取り替わる新技術として、脚光を浴びている。

ＦＥＤの発光原理は、１０^-6 トールの高度な真空環境において、電場により陰極先端の電子を引き出して、陽極板の正電圧により加速させ、陽極の蛍光粉に衝突して、発光(ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)する。このため、電場の大小は陰極より放出する電子の数に影響する。すなわち、電場が大きいほど、陰極より放出する電子の数が多くなる。電界放出表示装置のゲート極は輪状のため、陰極が受ける電場強度が異なることから、陰極より放出する電子は輪状に放出され、分布不均衡問題を引き起こす。このような現象は、電界放出表示装置の画面輝度の不均衡を発生し、画像品質に影響を与える。

このほか、ＦＥＤは陽極と陰極のほか、スペーサーを設け、陰極と陽極の間の空間を維持する。従来のＦＥＤスペーサーは、非常に大きな高さ広さ比でもって、表示画面の占める面積を減少する。しかしながら、高さ広さ比が大きいため、製造が困難のほか、スペーサーの傾けが起きる。このほか、公知技術のスペーサーは金型加工又はレーザー加工より製造するが、前記の方法で仕上げたスペーサー製品が高価なため、経済効果が悪い。さらに、一種のスペーサーは、炭化ケイ素のブラストにより生成する。しかしながら、当該設備と製品が高価のほか、製品の量産率も引き上げにくい現状である。

これを鑑みて、本発明のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法について、その手順は、まず、基板を提供する。該基板の表面に膠質体を形成する。引き続き、該膠質体の表面にパターン化のフォトレジスト層を形成し、該パターン化のフォトレジスト層より、パターン化の該膠質体を形成する。該パターン化のフォトレジスト層を除去し、該膠質体を硬化させる。最後に、該基板を除去する。これらの手順により、電界放出表示装置に使用するスペーサーを仕上げる。

本発明のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法において、基板の部材は制限しない。その部材はガラス、金属及びセラミックグループから、素地が固く、表面の平坦度を有するものすべて使用できる。このほか、基板表面に離型剤（金型剥離剤）を塗布して、膠質体を該離型剤の表面に設ける。基板を除去する手順は、離型剤を用いることができる。また、使用する離型剤の材料は、石墨、セラミック粉、乳化剤、水性溶剤及びその混合物より構成するものを使用する。

本発明において、基板表面に膠質体を形成する方法は、スクリーン印刷、及びスプレーを使用する。基板に設ける膠質体は任意のパルプ部材を使用できる。ただし、ガラスセメントを使用することが好ましい。該ガラスセメントは酸化鉛、酸化硼素、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム及びその混合物より選択使用できる。

本発明において、膠質体表面に設けるパターン化フォトレジストの部材は制限しない。いずれの感光材料を使用できる。ただし、ドライフィルムを使用することが好ましい。

本発明は、基板表面に膠質体を形成した後、該膠質体の熱処理を施して、該膠質体の表面にパターン化のフォトレジスト層を形成する。該熱処理の温度は膠質体の部材による。ただし、熱処理の温度は、約８０〜１５０℃が好ましい。該膠質体の熱処理の目的は、後工程でその表面に形成するフォトレジスト層を支える硬度で良い。完全硬化の必要はない。

本発明は、パターン化のフォトレジスト層を形成した後、ブラスト又はエッチング方法により、パターン化膠質体を形成する。そのうち、パターン化膠質体はブラスト方式によるものが好ましい。

本発明において、膠質体の硬化工程は、熱処理により該膠質体を硬化する。熱処理の温度は、約３５〜６００ ℃条件にて該膠質体の硬化を行う。

前記したフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法のほか、本発明はさらに、スペーサー用の基材を提供する。主に、基板、及び膠質体を有する。基板の表面に離型剤を塗布する。膠質体は基板の表面に塗布された離型剤の表面に設ける。

本発明のスペーサー用基材において、基板の部材は制限しない。その部材はガラス、金属及びセラミックグループから、素地が固く、表面の平坦度を有するものすべて使用できる。膠質体は、いずれのパルプ材を使用できる。ただし、ガラスセメントを使用することが好ましい。該ガラスセメントは酸化鉛、酸化硼素、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム及びその混合物より選択使用できる。また、基板の表面に使用する離型剤の材料は、石墨、セラミック粉、乳化剤、水性用材及びその混合物より構成するものを使用する。

請求項１の発明は、以下の手順を含まれたフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法において、
基板を提供し、
該基板の表面に膠質体を形成し、
該膠質体の表面にパターン化のフォトレジスト層を形成し、
該パターン化のフォトレジスト層より、パターン化の該膠質体を形成し、
該パターン化のフォトレジスト層を除去し、該膠質体を硬化させる、
該基板を除去することを特徴とするフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項２の発明は、該基板の部材はガラス、金属及びセラミックなどの物質を使用することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項３の発明は、該基板の表面に離型剤を設け、該膠質体を該離型剤の表面に形成することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項４の発明は、該基板を除去する手順は、該離型剤を利用することを特徴とする請求項３記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項５の発明は、該離型剤は石墨、セラミック粉、乳化剤、水性溶剤及びその混合物より選択によるものであることを特徴とする請求項３記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項６の発明は、該基板の表面に該膠質体を形成する方法は、スクリーン印刷、へら印刷、及びスプレー方法を使用することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項７の発明は、該膠質体はガラスセメントであることを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項８の発明は、該ガラスセメントは酸化鉛、酸化硼素、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム及びその混合物より構成することを特徴とする請求項7記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項９の発明は、該パターン化のフォトレジスト層はドライフィルムであることを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１０の発明は、該膠質体を形成した後、該膠質体の熱処理を行い、該膠質体の表面に該パターン化のフォトレジスト層を形成することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１１の発明は、該膠質体の熱処理工程の温度は８０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１０記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１２の発明は、該パターン化のフォトレジスト層を形成した後、ブラスト又はエッチング方法により、パターン化の該膠質体を形成することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１３の発明は、ブラスト方式により、パターン化の該膠質体を形成することを特徴とする請求項１２記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１４の発明は、該膠質体の硬化工程は、熱処理により、該膠質体を硬化することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１５の発明は、３５０〜６００℃の温度条件の熱処理により、該膠質体を硬化することを特徴とする請求項１４記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法としている。
請求項１６の発明は、基板及び膠質体を含み、
該基板の表面に離型剤を設け、
膠質体、該基板に備える該離型剤の表面に設けることを特徴とするスペーサー用の基材としている。
請求項１７の発明は、該基板の部材はガラス、金属及びセラミックなどの物質を使用することを特徴とする請求項１６記載のスペーサー用の基材としている。
請求項１８の発明は、該離型剤は石墨、セラミック粉、乳化剤、水性溶剤及びその混合物より構成することを特徴とする請求項１６記載のスペーサー用の基材としている。
請求項１９の発明は、該膠質体はガラスセメントより構成することを特徴とする請求項１６記載のスペーサー用の基材としている。
請求項２０の発明は、該ガラスセメントは酸化鉛、酸化硼素、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム及びその混合物より構成することを特徴とする請求項１9記載のスペーサー用の基材としている。

これらの手順により、本発明のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法及びスペーサー用の基材は、スペーサー製造コストを軽減し、製品の良品率を向上できるため、電界放出表示装置又は背光モジュールなど、様々な分野に応用できる。

本発明の実施例に示す図式は、すべて略図である。当該図式は本発明の関係素子のみを表示するが、表示された素子は実施するときの態様とは限らない。また、実施するときの素子の数、形状などの比例は、選択によるものであり、実施するときの素子のレイアウト形態はさらに複雑する可能性はある。

図１（Ａ）から１（Ｆ）は、本発明のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造フローの断面図である。

まず、図１（Ａ）に示す通り、基板１１を提供する。該基板１１は素地が固く、表面の平坦度が良い部材を使用する。本実施例において、ガラスを基板１１に使用する。該基板１１の表面に離型剤１２を被膜する。該離型剤１２の成分は、石墨、セラミック粉、乳化剤及び水性溶剤より構成する。引き続き、図１（Ｂ）に示す通り、該離型剤１２を設けた基板１１の表面は、スクリーン印刷により、ガラスセメント１３を設ける。該ガラスセメント１３の主な成分は、酸化ケイ素である。ガラスセメント１３の厚みは約０.７ｍｍ前後とする。ガラスセメント１３はパルプ状の態様である。このガラスセメント１３を設けた基板の熱処理を行い、熱処理の温度は約８０〜１５０℃とする。その目的は、ガラスセメント１３を硬化する程度にとどまり、完全硬化の必要はない。ガラスセメント１３を設けた基板１１は、基材２０用とする。該基材２０は後工程の処理により、該ガラスセメント１３をスペーサー用に使用できる。ただし、本実施例において、電界放出表示装置のスペーサーに応用する。

図１（Ｃ）に示す通り、やや硬化したガラスセメント１３の表面にフォトレジスト層１４を形成し、フォトレジスト層１４の材料はドライフィルムを使用する。このフォトレジスト層１４は露光工程（露光と現像方式）によりパターン化し、必要なパターンを形成する。

図１（Ｄ）に示す通り、このフォトレジスト層１４のパターン化完了後、ブラスト工程により、フォトレジスト層１４を被せていないガラスセメント１３を除去し、フォトレジスト層１４を被せたガラスセメント１３を残しておき、パターン化ガラスセメント１３を仕上げる。

さらに、図１（Ｅ）に示す通り、このパターン化のフォトレジスト層１４を除去し、熱処理方法により、ガラスセメント１３の硬化を行う。この熱処理工程の温度は、約３５０〜６００℃とする。この手順により、ガラスセメント１３を完全に硬化させる。

最後は、図１（Ｆ）に示す通り、この離型剤１２によりガラスセメント１３を基板１１から除去する。このスペーサーのガラスセメント１３の厚みは、約０.５ｍｍとする。前記の手順を完了後、図２に示す、本発明のフィールド・エミッション素子スペーサーの上視図を参照する。完全に硬化されたガラスセメント１３はフィールド・エミッション素子スペーサー３０に使用した平板式のスペーサー３０とする。図１（Ｆ）はこの平板式のスペーサー３０のうち、一区域の断面図である。

図３は、本発明の一実施例の電界放出表示装置の分解図である。本発明の電界放出表示装置は、主に陰極板４０、陽極板５０及び両者の間にはさまれたスペーサー３０より構成する。本発明は前記した手順により、スペーサー３０を完成した後、陰極板４０及び陽極板５０をパッケージにより、組み合わせる。

陰極板４０と陽極板５０の構成をさらに説明する。陰極板４０は主に、基板４１、陰極４２、陰極電子放射部４３、第１絶縁層４４及びゲート極４５を有する。該陰極４２は基板４１上に被せる。陰極４２上の適切位置に、複数の陰極電子放射部４３を設ける。該陰極電子放射部４３は、カーボンナノチューブなどの陰極電子放射部材を使用し、電界放出表示装置の発光機能の電子を提供する。陰極４２とゲート極４５管に印加する電圧を変化させ、それぞれの陰極電子放射部４３を指定時間に電子を出射させることができる。陽極板５０は、発光層５１、遮光層５４、陽極５２及び透光パネル５３を有する。陽極５２は酸化インジウム錫(ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ,ＩＴＯ)などの透明導電部材より構成する電極である。該陽極５２の下表面発光層５１と遮光層５４を設ける。該発光層５１は蛍光又はその他発光部材より構成する。陽極５２の上部に、ガラス又はその他透明部材より構成する透光パネル５３を設ける。

本発明の平板式スペーサー３０は陰極板４０と陽極板５０との間の距離を維持し、陰極板４０の出射電子の照準ミスを防止する。

本実施例は実施例１の方法とほぼ同じである。ただし、本実施例において、基板１１の部材は実施例１のガラス製の代わりに、金属製を使用する（図１（Ａ））。

本実施例は実施例１の方法とほぼ同じである。ただし、本実施例において、基板１１の部材は実施例１のガラス製の代わりに、セラミック粉を使用する（図１（Ａ））。

本実施例は実施例１の方法とほぼ同じである。ただし、本実施例において、離型剤１２を設けた基板１１の表面は、実施例１のスクリーン印刷の代わりに、へら印刷により該ガラスセメント１３（図１（Ｂ））を形成する。

本実施例は実施例１の方法とほぼ同じである。ただし、本実施例において、離型剤１２を設けた基板１１の表面は、実施例１のスクリーン印刷の代わりに、スプレーにより該ガラスセメント１３（図１（Ｂ））を形成する。

実施例６〜１１と実施例１の方法はほぼ同じである。ただし、実施例１の酸化ケイ素の代わりに、実施例６〜１１のガラスセメント１３の主な成分は下表１に示す（図１（Ｂ））。

本実施例は実施例１の方法とほぼ同じである。ただし、本実施例において、パターン化のフォトレジスト層を形成した後、実施例１のブラスト方式により、フォトレジスト層１４を被せていないガラスセメント１３の除去は、エッチング方法に代わって、パターン化ガラスセメント１３(図１（Ｄ）)を形成する。

前記した説明の通り、本発明のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法は、従来の金型加工又はレーザー加工、あるいは単純な炭化ケイ素のブラスト方式に対して、本発明はスクリーン印刷により、ガラス基板上にガラスセメントを設け、フォトレジスト層はブラスト又はエッチング方法により、ガラスセメントを必要なパターンを形成する。その上、離型剤の使用により、コストを大幅に軽減できるほか、量産の経済効果を有する

本発明の一実施例におけるフィールド・エミッション素子スペーサーの製造フローの断面図である。 本発明の一実施例におけるフィールド・エミッション素子スペーサーの平面図である。 本発明の一実施例におけるフィールド・エミッション素子スペーサーの断面図である。

符号の説明

１１ 基板
１２ 離型剤
１３ ガラスセメント
１４ フォトレジスト層
２０ 基材
３０ スペーサー
４０ 陰極板
４１ 基板
４２ 陰極
４３ 陰極電子放射部
４４ 絶縁層
４５ ゲート極
５０ 陽極板
５１ 発光層
５２ 陽極
５３ 透光パネル
５４ 遮光層

Claims (20)

1. 以下の手順を含まれたフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法において、 基板を提供し、
   該基板の表面に膠質体を形成し、
   該膠質体の表面にパターン化のフォトレジスト層を形成し、
   該パターン化のフォトレジスト層より、パターン化の該膠質体を形成し、
   該パターン化のフォトレジスト層を除去し、該膠質体を硬化させる、
   該基板を除去することを特徴とするフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
2. 該基板の部材はガラス、金属及びセラミックなどの物質を使用することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
3. 該基板の表面に離型剤を設け、該膠質体を該離型剤の表面に形成することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
4. 該基板を除去する手順は、該離型剤を利用することを特徴とする請求項３記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
5. 該離型剤は石墨、セラミック粉、乳化剤、水性溶剤及びその混合物より選択によるものであることを特徴とする請求項３記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
6. 該基板の表面に該膠質体を形成する方法は、スクリーン印刷、へら印刷、及びスプレー方法を使用することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
7. 該膠質体はガラスセメントであることを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
8. 該ガラスセメントは酸化鉛、酸化硼素、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム及びその混合物より構成することを特徴とする請求項7記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
9. 該パターン化のフォトレジスト層はドライフィルムであることを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
10. 該膠質体を形成した後、該膠質体の熱処理を行い、該膠質体の表面に該パターン化のフォトレジスト層を形成することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
11. 該膠質体の熱処理工程の温度は８０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１０記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
12. 該パターン化のフォトレジスト層を形成した後、ブラスト又はエッチング方法により、パターン化の該膠質体を形成することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
13. ブラスト方式により、パターン化の該膠質体を形成することを特徴とする請求項１２記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
14. 該膠質体の硬化工程は、熱処理により、該膠質体を硬化することを特徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
15. ３５０〜６００℃の温度条件の熱処理により、該膠質体を硬化することを特徴とする請求項１４記載のフィールド・エミッション素子スペーサーの製造方法。
16. 基板及び膠質体を含み、
    該基板の表面に離型剤を設け、
    膠質体、該基板に備える該離型剤の表面に設けることを特徴とするスペーサー用の基材。
17. 該基板の部材はガラス、金属及びセラミックなどの物質を使用することを特徴とする請求項１６記載のスペーサー用の基材。
18. 該離型剤は石墨、セラミック粉、乳化剤、水性溶剤及びその混合物より構成することを特徴とする請求項１６記載のスペーサー用の基材。
19. 該膠質体はガラスセメントより構成することを特徴とする請求項１６記載のスペーサー用の基材。
20. 該ガラスセメントは酸化鉛、酸化硼素、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム及びその混合物より構成することを特徴とする請求項１9記載のスペーサー用の基材。

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