TW476974B - Getter, flat-panel display and method of production thereof - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 476947 A7 B7_ 五、發明說明(1 ) 發明背景及有關技藝陳述 本發明與:一種吸氣器,一種平板顯示器(flat-panel display),以及一種製造平板顯示器的方法有關;並且它特 別是與:一種在氣體捕獲效率方面有所改善的吸氣器,一 種具有這樣一種吸氣器又具有壽命長且高品質圖像的平板 顯示器’以及一種很容易製造這樣一種平板顯示器的方法 有關。 在使用於電視機及資訊終端機中的顯示器領域中,因順 從減少厚度,減輕重量,增加顯示區域以及較高精細度 (fineness)之需求而已經著手研究關於:以平板顯示器代替 傳統主流的陰極射線管(cathode ray tubes,簡稱CRT )。作 爲一種類型平板顯示器,就會知道一種具有隔著眞空層 (vacuum layer)彼此相對之兩個平板的平板顯示器,諸如: 冷陰極(cold cathode)場致發射顯示器(FED :場致發射顯示 器(field emission display))。在冷陰極場致發射顯示器(在 下文中,有時候將它指稱爲”顯示器”)中,當將高電場施加 到譬如説是一種針形傳導性或半傳導性材料之頂端部份 時,導因於量子隧道效應(quantum tunnel effect ),在室溫 下,電子就會通過在傳導性或半傳導性材料中的電位障壁 (potential barrier),進而從頂端部份發射出去。這樣現象 也被稱爲”場致發射”或”冷陰極發射”。 圖66顯示:上述顯示器之一概念爆炸圖(exploded view)。該顯示器具有一種構造,其中:將第一平板Pi(顯 示板)和第二平板P 2加以安排,以便隔著眞空層彼此相對; -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 -·線. 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明( 而第一平板卩丨和第-单4 罘一十板P2則是透過框架24加彼 在它們的周界部份中。在^ a ^ ^ ^ , 在圖6 6中,截面線(section lines)顯 不接合邵份。第_平姑p -r AA- _ 十板Pl和罘二平板P2中的每個平板大半 係按^力能分類成:_個有效場EF1或EF2(由截面線所指 )匕/、有安排像素(plxels),並執行如一實際顯示部份 般的工作;以及一個非有效場(non-effectivefield)NEl或 NE2,它包含有效場EFi或EF2,並具有在其上形成的諸多 用來選擇像素之料電路等等。爲了維持眞空層的眞空 度,這,一種顯示器具有一吸氣器642,它是由一種能夠 捕獲在眞更層中殘留氣體的材料所組成。通常,將吸氣器 在所顯示的實例中,在第一平板卜的非有效場NEi中,形 成個或彳夕只通孔(through holes ) 640 ;佈署一吸氣考 盒64i,以便從第一平板Ρι之外側來閉塞貫通孔64〇,而吸 氣器642則是被固定在吸氣器盒641中。將供眞空操作 (vacuuming)用的另一貫通孔616配備在非有效場ΝΕι的某 個j它地方中,而連接到貫通孔616a的是一種供眞空操作 後密封(sealing-off)之用的晶片管(chip tube ) 6 i 7。 圖67顯示一種顯示器之一組態(c〇nfigurati〇n)實例之— 概略部份側視圖(end view),其中:將由許多冷陰極場致 發射元件(在下文中,將它指稱爲,,場致發射元件”)所構成 的諸多電子發射區域(electron-emitting regions )佈署在第一 平板Pi(也稱爲”陰極板”)的有效場EFi*。 在圖6 7中所顯示的諸多場致發射元件都是:各自具有— ----Λ------ΦΜ------- —訂------ C請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 476947 A7 —_______B7 ___ ^ ^ irntm ( 3) " ^—~ 個圓錐形電子發射部份的所謂斯賓特式(响 發射元件。這樣一種場致發射元件包括:一支撑 (substme)610,形成在支撑基底wo上之一陰極電極6&, 形成在基底610和陰極電極611上之一絕緣層612,形成在 絕緣層612上之一閘極電極,穿過閘極電極613和絕緣層 612而形成之一開口部份614,以及形成在定位於開口部: 614<底端部份中的陰極電極611上之一圓錐形電子發射部 份615。通常,朝向四方形成··構成陰極電極6ιι且具有條 帶(stripe)形式之一導電材料層(將它指稱爲,,適於陰極電極 之導電材料層”),以及構成閘極電極613且具有條帶形式之 導笔材料層(將它指稱爲’’適於閘極電極之導電材料層 ”),其中這些導電材料層的投射圖像彼此以直角交又。通 常,將許多場致發射元件安排在:對應於以條帶形式呈現 的諸多上述導電材料層之投射圖像皆重疊之一部份的一個 區域(對應於一個像素區域的一個區域,並將它指稱爲一個 電子發射區域)中。並且,通常將這些電子發射區域以一種 一維矩陣的形式安排在第一平板P 1的有效場E F i中。 第二平板P2 (也稱爲”陽極板”)包括:一基底2(),依照一 種預定圖案(pattern)形成在基底20上的三個螢光層 (fluorescent layers)2 1(螢光層·· 2 1R,2 1G,2 1B),以及 形成在二個螢光層21上的整個表面上之一陽極電極23。在 一螢光層與另一螢光層之間的基底2〇上,形成一黑色基體 (black matrix)22 〇 從控制電路3 0施加一相對負的電壓到陰極電極6 π,從 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----1------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 五、發明說明( 掃描電路3 1施加一相對正的電壓到閘極電極613,以及從 加速電源(accelerating P〇wer source)3 2施加比施加到閘極 電極613的電壓還高之一正電壓到陽極電極23。當這樣一 種顯π器用於顯示時,就會從控制電路3 〇輸入一控制信號 (視頻信號)到陰極電極611,以及從掃描電路31輸入一掃 描信號到閘極電極613。當將一電壓施加在陰極電極611與 閘極電極613之間時,導因於所產生的電場,電子就會從 電子發射部份615發射出去,並且被吸引到陽極電極, 因而與螢光層21碰撞。結果是,螢光層21受激勵而發光, 藉此能夠獲得一種有意的圖像。那就是,上魂顯示器的規 作’原則上是受施加到閘極電極613的電壓以及經由陰極 f麵611而施加到電子發射部份615的電壓所控制。 在上述具有場致發射元件的顯示器中,當以電子輕照 (irradiated)螢光層21時,在螢光層2 1之表面上或内側所捕 捉的水及/或二氧化碳就會獲得能量,進而以它已經具有的 形式,或者以諸如··一氧化碳,氧,氫等等之分解產物的 形式被離解(dissociated)或釋放進入眞空層中。爲方便 計,在類屬上,將被離解或釋放進入眞空層中的上述氣體 指稱爲”釋放氣體"(released gas)。當釋放氣體在電子發射 部份615之表面上被吸收時,或者當從電子發射部份615之 表面重新離解被故收之釋放氣體時,電子發射部份615的 功函數(work function)就會因吸收或重新離解(re_ dissociation)而產生改變;結果是,已發射電子的電流會改 變’因而造成雜訊(noises)。譬如説,知道的是:當氧氣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------#-& (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂--- t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 在由鎢組成的電子發射部份615之表面上被吸收時,電子 發射部份615之表面的功函數就會增加大約丨或2電:伏 (&eV);使得:已發射電子的電流密度會基於在一種二常狀 態中的相對物(counterpart)而減少大約1〇%到1%。並且, 可能將釋放氣體加以電離(i〇nized),以便在眞空層中形成 正離子。在這種情形下,導因於經由加速電源32而施力y口到 陽極電極23的正電壓,正離子會被加速而朝向電子發射部 份615 ;並且,正離子會濺射(sputter)電子發射部份615而 使它們變壞。 上述正離子或電子能夠進一步進入閘極電極613或位於電 子發射部份615附近之絕緣層612中。結果是,吸附在閘極 電極613或絕緣層612上,或者吸留在其中的水,二氧化碳 等等都會被離解或釋放。爲此緣故,會暫時地降低 (degraded)接近電子發射部份615的眞空度(即:壓力方面 的增加),因而在閘極電極613與電子發射部份615之間可 能發生局邵放電。若一旦發生局部放電,則會:濺射到接 近電子發射邵份6 15之構成場致發射元件的諸多構件;構 件溫度方面的增加,·以及進一步產生釋放氣體會像一種鏈 鎖反應(chain reaction)般的進行;進而放大放電作用 (discharge);並且在最壞情況下,電子發射部份615會受 損,進而可能不再發射電子。結果是,降低了顯示器的壽 命。 提供上述吸氣器642,以避免由釋放氣體所造成的諸多上 述缺點。吸氣器642是由一種諸如:銀(barium),鎂 -8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) I ^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 五、發明說明(6) (magnesium),錐(zi_ium)或钦(thani叫的化 材料所組成,因而會捕獲氣體,直到達到一種取決二’ 中的釋放氣體之部份壓力的平衡狀態爲止。並且,龄= 獲的氣體分子都會擴散(diffused)進入吸氣器642中:: 和其中材料形成一種固體溶液,使得:在任何情形下 常不會重新釋放該捕獲氣體。 雖然吸氣器642具有上述優越的氣體捕獲效能 將它説成S :吸氣器642在有效場中的所有場致發射:件 上都免慮效地展現它的氧體捕獲蛛熊,此乃由於它 在顯示器的非有效場中。那就是,在與位於吸氣器642附 近(那些場致發射元件不同的大多數場致發射元件中,當 釋放氣體增加接近場致發射元件615的壓力時,就無法5 期Ϊ氣會立即ϋ該釋芝氣體,使得有效地預防局 、忽υ是挺困難的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖68概略地顯示:當從電子發射部份615釋放氣體分子 時,在眞空層中之一壓力分佈實例。譬如説,假定:在接 近眞空層中的電子發射部份615之一任意位置D中,從閘極 黾極613或絕緣層612釋放氣體分子。在這種情形下,在釋 放氣體分子之位置D中的壓力能夠局部地增加,譬如説 疋·達到大約1帕(P a )’·因而可能發生放電作用。若位置〇 接近吸氣器盒641,則吸氣器642能夠利用它的氣體捕獲功 能來預防:壓力方面的增加,以及在眞空層中的放電作 用。然而,如圖68中所示,在離開吸氣器盒64ι之位置〇中 釋放氣體分子,吸氣器642的氣體捕獲功能因此挺差的, -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 五 、發明說明(7) 以致容易造成惡性循環(vicious circle),其中··放電作用 以及釋放電子會像一種鏈鎖反應般的發生。 曼明目的及概要 因此’本發明之一目的是:提供一種能夠藉由有效吸氣 操作(gettedng)來獲得壽命長且高品質圖像的平板 器。 一本發月之另目的是:提供一種很容易製造上述平板顯 示器的方法。 、本發明疋又一目的是:提供一種在氣體捕獲效率方面有 所改善的吸氣器。 用來達成上述目的之本發明的吸氣器包括:一支撑構 件,它是形成在一基質上,並具有凸凹(或者粗糙,不平坦 規則)表面,或者是由—多孔材料構件所構成;以及一 :體捕獲層,它是順應支撑構件表面而形成在支撑構件 在本發明的吸氣器中,氣體捕獲層是順應支撑構件表面 而形成的,使得:在和一種氣體捕獲層具有平坦表面的情 "I時4氣體捕獲層的表面積就會增加;因而使得: 接觸^卜部環境中之氣體的可能性是挺高的。當將本發明 的吸乳裔應用到打算稍後加以描述之本發明的 ^外部環境對應於眞空層,而該氣體則對應於來 具二層 < 諸多内部組成構件的釋放氣體。本發明的吸氣器 -傳統吸乱S之優越的氣體捕獲效率;因而能夠執 仃、興it度維持在高位準處有很長一段時期的工作。術語 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 ---- B7 _ 五、發明說明(8 ) 捕獲包括·吸收,吸附(adsorption),吸留(occlusion)以 及吸著(sorption )。並且,在本發明的吸氣器中,基質絕不 疋挺關鍵的,只要它能夠以機械方式穩固地支撑該支撑構 件。 用來達成上述目的之本發明的平板顯示器是一種包括第 一平板和第二平板的平板顯示器,該兩個平板隔著眞空層 彼此相對,並且具有安排像素的有效場,其中:將第一平 板和第二平板其中至少一個平板的有效場配備有一種用來 維持眞空層之眞空度的吸氣器。 、在本發明的平板顯示器之一特定構造中,第一平板在有 效%中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平板則在有 效昜中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個冷陰極場致 發射元件都包括: (A)形成在一支撑基底以上之一絕緣層, (B )形成在絕緣層上之一閘極電極, (C) 貫穿閘極電極並形成在絕緣層巾之一開口部份,以及 (D) 形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 最好疋,舲上述吸氣器配備在閘極電極上,及/或配備在 彼,鄰近之一閘極電極與另一問極電極之間的絕緣層上。 將具有上述構造的平板顯示器指稱爲”根據本發明的第一 構造之平板顯示器”。根據本發明的第一構造之平板顯示器 是一種所謂的冷陰極場致發射顯示器。 在本發明的平板顯示器之另一特定構造中,第一平板在 有效場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平板則在 -11 - 本紙張尺度·㈣國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -----------裝 *-------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 _B7__ 五、發明說明(9 ) 有效場中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個冷陰極場 致發射元件都包括: (A)形成在一支撑基底上之一絕緣層; (B )形成在絕緣層上之一閘極電極; (C )形成在閘極電極和絕緣層上之第二絕緣層; (D) 形成在第二絕緣層上之一聚焦電極(focus electrode ), (E) 貫穿:聚焦電極,第二絕緣層以及閘極電極,並形成 在絕緣層中之一開口部份,以及 (F )形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 最好是,將上述吸氣器配備在聚焦電極上,及/或配備在 彼此鄰近之一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第二絕緣層 上。 將具有上述構造的平板顯示器指稱爲”根據本發明的第二 構造之平板顯示器’’。根據本發明的第二構造之平板顯示器 是一種具有聚焦電極的冷陰極場致發射顯示器。 聚焦電極指出一種使它可能藉由會聚(converging)穿過開 口部份而朝向陽極電極發射之電子的路徑來改善亮度並預 防鄰近像素之間的光學串擾(optical crosstalk)的電極。在 一種所謂的高電壓式平板顯示器的情形中,其中:陽極電 極和陰極電極具有一種以幾千伏特之數級計的電位差,並 且這兩個電極之間的距離比較大,因此聚焦電極特別有 效。從聚焦電極施加一相對負的電壓到聚焦電極。每個冷 陰極場致發射元件不一定需要配備一個聚焦電極。譬如 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ϋ ϋ ϋ ·ϋ ϋ ·ϋ I ϋ n ·1 I n I J , I mme§ I ϋ «I I ·ϋ 身 言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) /〇^47 A7 B7 五、 發明說明( 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 死’容許聚焦電極朝向冷陰極場致發射元件之一預定安排 方向延伸。在這種情形下,能夠將一種共同聚應 (f〇eusing effect)運用在許多冷陰極場致發射元件上。 在根據本發明的第一或第二構造之平板顯示器中,吸氣 詻包括:二矣避構件,它具有凸凹表面,或者是由一多孔 材料構件所構成;以及一氣體趨瘦層,它是順應支撑構件 表面而形成在支撑構件上。最好是,將支撑構件形成在閘 極電極上,及/或形成在彼此鄰近之一閘極電極與另一閘極 電極之間的絕緣層上;或者是將它形成在聚焦電極上,及/ 或形成在彼此鄰近之一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第 一絕緣層上。 在本發明的平板顯示器之另一特定構造中,第一平板在 有效場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平板則在 有效場中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個冷陰極場 致發射元件都包括: (A)形成在一支撑基底上之一絕緣層, (B )形成在絕緣層上之一閘極電極,且至少其中一部份是 由一種氣體捕獲材料所組成, (C )貫穿閘極電極並形成在絕緣層中之一開口部份,以及 (D)形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 最好是’閘極電極執行如上述吸氣器般的工作。 將具有上述構造的平板顯示器指稱爲”根據本發明的第三 構造<平板顯示器”。根據本發明的第三構造之平板顯示器 疋一種冷陰極場致發射顯示器。 -13 本紙張尺度㈣目家鮮(CNS)A4規格(210x 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂--- 聲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剩衣 A7 ^^ -----— B7_____五、發明說明(11) 处在根據本發明的第三構造之平板顯示器中,閘極電極可 能具有一種由氣體捕t材料所組成的單層結構;或者,閘 極電極可能具有一種堆疊結構(stacked structure),該結構 至少是由:一種導電材料或電絕緣材料所组成的第一層, 以及種氣體捕獲材料所組成的第二層加以構成的。 在本發明的平板顯示器之另一特定構造中,第一平板在 有政場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平板則在 有效%中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個冷陰極場 致發射元件都包括: (A )形成在一支撑基底上之一絕緣層; (B )形成在絕緣層上之一閘極電極; (C) 形成在閘極電極和絕緣層上之第二絕緣層; (D) 开^成在第二絕緣層上之一聚焦電極,且至少其中一 邵份是由一種氣體捕獲材料所組成, (E) 貫穿:聚焦電極,第二絕緣層以及閘極電極,並形成 在絕緣層中之一開口部份,以及 (F) 形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 最好是,聚焦電極執行如上述吸氣器般的工作。 將具有上述構造的平板顯示器指稱爲”根據本發明的第四 構造之平板顯示器”。根據本發明的第四’構造之平板顯示器 是一種具有聚焦%極的冷陰極場致發射顯示器。 在根據本發明的第四構造之平板顯示器中,聚焦電極可 月匕具有一種由氣體捕獲材料所組成的单層結構;或者,聚 焦電極可能具有一種堆疊結構,該結構至少是由:一種導 -14 - 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發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 %材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及一種氣體捕獲 材料所組成的第二層加以構成的。 在本發明的平板顯示器之另一特定構造中,第一平板在 有效f中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平板則在 有政場中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個冷陰極場 致發射元件都包括: 、(A)佈署在一支撑基底上,並且由一種電絕緣材料所組成 之一間隔層(spacer), (B) 由一種氣體捕獲材料層所構成之—閘極電極,它具有 在其中所形成的許多開口部&,且至少其中一部份是由一 種氣體捕獲材料所組成.,以及 (C) 形成在支撑基底上之一電子發射部份,以及 最好是’將氣體捕獲材料層加以固定,使它與間隔層的 頂端表面接觸,並使開口部份定位在電子發射部份之上。 將具有上述構造的平板顯示器指稱爲”根據本發明的第五 構紅平板顯示H"。根據本發明的第五構造之平板顯示器 是一種冷陰極場致發射顯示器。 、" 在根據本發明的第五構造之平板顯示器中, 時稱爲陰極板,而第:平板則有時稱爲陽極板。在 發明的第一構造之平板顯示器中, ^搜包極,及/或名姑卜 鄰近之一閘極電極與另一閘極電極之一 J W g巴緣層皆每士 基質;並且在根據本發明的第二構造 自對應於 卞扳顯示器中,枣 焦电極,及/或在彼此鄰近之一聚焦電拯與一取、 " 間的第二絕緣層皆對應於基質。 ^ —米焦電極之 -15- ------------裝 i I C請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁} Ί^τ· im· -n n —8». 洛痛田士圃國定標準(Cns)A4規格(210 X 297公爱) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明( 、^本發月供用來製造平板顯示器以達成上述目的之方 ,疋、·種用來製造本發明之平板顯示器的方法。那就 疋二它是用來製造一種包括第一平板和第二平板的平板顯 不斋〈方法’该兩個平板:隔著眞空層彼此相對,具有安 》像素的有政場,並且彼此接合在其中的周界部份 (j:ircumferentialp0rtlons)中;該方法包括:用來將一吸氣 器J成在第平板和第二平板其中至少一個平板之有效場 中的步驟。 、在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法之一特 疋構造中,第一平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發射 元件,而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一螢光 層,並且第一平板能夠藉由下列步驟加以製造: (a) 將一絕緣層形成在一支撑基底上, (b) 將適於閘極電極之一導電材料層形成在絕緣層上, (c) 將一吸氣器形成層形成在導電材料層上, (d) 將吸氣器形成層和導電材料層施以圖案設計 (patterning),以便形成一種閘極電極,它使一吸氣器形成 在閘極電極的頂端表面上, (e) 至少在絕緣層中形成一開口部份,以及 (f) 在開口邵份中形成或曝光一電子發射部份。 將用來製造具肴上述構造之平板顯示器的方法指稱爲: 根據本發明的第一構造之製造方法。能夠藉由根據本發明 的第一構造之製造方法來製造根據本發明的第—構造之平 板顯示器·,並且藉由同時圖案設計來形成閘極電極和吸氣 -16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ! I I I I I I · I I 1 I I I I i — — — — — — !— . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14^/6947 五 、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 器’以便具有相同圖案。 在根據本發明的第一構造之製造方法 —吸氣器形成層的步驟(〇包 疋/成 適於閉極電極之導電材料Hj1)將—支撑構件形成在 面,或去σ士一夕, 層上的步驟,該構件具有凸凹表 構件表面 Γ 構件所構成;以及⑺將順應支撑 構=心1體捕獲層形成在支撑構件上的步驟。 在由本發明所提供之用來製 特定構造中,第一平板在有效場的万法之另- 二:板:在有效場中具有-陽極電極和-勞 、弟平板此蓋氣由下列步驟加以製造: (a)將一絕緣層形成在一支撑基底上, (b )將一閘極電極形成在絕緣層上, (c)將第二絕緣層形成在絕緣層和閘極電極上, ⑷將適於聚焦電極之一導電材料層形成在第 上, (e)將一吸氣器形成層形成在導電材料層上, ⑴將吸氣器形成層和導電材料層施以圖案設計Μ” 成一種聚焦電極,它僅一叨务笼,A A货 ^ , 便及風為形成在聚焦電極的頂端表 面上, (g) 至少在第二絕緣層和絕緣層中形成—開口部份,以及 (h) 在開口部份:中形成或曝光一電子發射部份。 將用來製造具有上述構造之平板顯示器的方法指稱爲· 根據本發明的第二構造之製造方法。能夠藉由根據本發明 的罘二構造之製造方法來製造根據本發明的第二構造之平 絕緣層 以便形 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 —訂---------^__w>. -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱 476947 五、發明說明( 15 濟 部 智 慧 局 員 工 消 費 ,顯示器;並且藉由同時圖案設計來形成聚焦電極和吸氣 5、,以便具有相同圖案。 在根據本發明的第二構造之製造方法中,最好是,形成 一吸氣器形成層的步驟(e)包括:(1)將一支撑構件形成在 適於聚焦電極之導電材料層上的步驟,該構件具有凸凹表 面,或者是由一多孔材料構件所構成;以及(2)將順應支撑 構件表面之一氣體捕獲層形成在支撑構件上的步驟。。 在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法之另一 特足構造中,第-平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射7G件,而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一螢 光層,並且第一平板能夠藉由下列步驟加以製造: (a) 將一絕緣層形成在一支撑基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上, (Ο將一吸氣器形成在閘極電極上,及/或形成在彼此鄰 近之一閘極電極與另一閘極電極之間的絕緣層上, (d) 至少在絕緣層中形成一開口部份,以及 (e) 在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 將用來製造具夸上述構造之平板顯示器的方法指稱爲: 根據本發明的L造之製造方法。能夠藉由根據本發明 的第三構造之製造方法來製造根據本發明的第一構造之平 板顯示器;並且在各別步驟中形成閘極電極和吸氣器。 在根據本發明的第三構造之製造方法中,最好是,形 -吸氣器的步驟⑷包括:⑴將—支撑構件形成=間極 極上,及/或形成在彼此鄰近之一閘極電極與另一閉極電 訂 成 社 印 製 18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱— 16 五、發明說明() I間的絕緣滑上的步驟,而該 者是由一多孔材料構件所構成f “疋〃、有凸凹表面,或 面之-氣f!捕獲㈣成在切 ^撑構件表 备形成在正個表面上的情形外,可能將支撑構件 獲層施以圖案設計,以便在步驟⑺之後完成吸氣二" 在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方;之另一 特定構造中,第一平板在有效場中且 夕 — τ 野中/、有邊夕冷陰極場致發 4“件:而:二平板則在有效場中具有—陽極電極和一螢 光層,並且第一平板能夠藉由下列步驟加以製造: (a) 將一絕緣層形成在一支撑基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上, (c) 將第二絕緣層形成在絕緣層和閘極電極上, (d) 將一聚焦電極形成在第二絕緣層上, (e) 將一吸氣器形成在聚焦電極上,及/或形成在彼此鄰 近心一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第二絕緣層上, (f) 至少在第二絕緣層和絕緣層中形成一開口部份,以及 (g) 在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 將用來製造具支上述構造之平板顯示器的方法指稱爲: 根據本發明的策四丨構造之製造方法。能夠藉由根據本發明 的第四構造之製^方法來製造根據本發明的第二構造之平 板顯示器·,並且在各別步驟中形成閘極電極和吸氣器。 在根據本發明的第四構造之製造方法中,最好是,形成 一吸氣器的步驟(e)包括··(1)將一支撑構件形成在聚焦電極 上’及/或形成在彼此鄰近之一聚焦電極與另一聚焦電極之 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 476947
發明說明( 間的弟一%緣層上的步驟,而該構件則是具有凸凹 :者是由一多孔材料構件所構成;以及⑺將順應支撑構件 表面之一氣體捕獲層形成在支撑構件上的步骤。除了將吸 氣器形成在整個表面上的情形外,可能將支撑構件和氣體 捕獲層施以圖案設計,以便在步驟⑺之後完成吸氣岑。 在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法之 ,定構造中,第-平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射凡件、,而第二平板則在有效場中具有_陽極電極和一榮 光層,並且第一平板能夠藉由下列步驟加以製造: (a) 將一絕緣層形成在一支撑基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上,該閘極至少_部份是 由一種氣體捕獲材料所組成,並且執行如吸氣器般:: 作, (c )至少在絕緣層中形成一開口部份,以及 (d )在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 將用來製造具有上述構造之平板顯示器的方法指稱爲: 根據本發明的第五構造之製造方法。能夠藉由根據明 的第五構造之製造方法來製造根據本發明的第三構造之平 板顯示器。 在根據本發明的第五構造之製造方法中,閘極電極可处 具有一種由氣體抽獲材料所組成的單層結構;或者,間極 電極可能具有一種堆疊結構,該結構至少是由:_種導+ 材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及一種氣體捕_ $ 料所組成的第二層加以構成的。 20- 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ^_w« ^----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 五、發明說明( 在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法之另一 争疋構造中,第-平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射元件,而第二平板則在有效場中具有—陽極電極和一榮 光層’並且第-平板能夠藉由下列步驟加以製造: (a) 將一絕緣層形成在一支撑基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上, (〇將第二絕緣層形成在絕緣層和閘極電極上, ⑷將-聚焦電極形成在第二絕緣層上,該電極至少—部 份是由-種氣體捕獲材料所组成,並且執行如吸氣器 工作, (e) 至少在第二絕緣層和絕緣層中形成—開口部份,以及 (f) 在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 將用來製造具有上述構造之平板顯示器的方法指稱爲: 根據本發明的第,構造之製造方法。能夠藉由根據本發明 的第六構造之製造方法來製造根據本發明的第四構造之 板顯示器。 在根據本發明的第六構造之製造方法中,聚焦電極可能 具有一種由氣體捕獲材料所組成的單層結構;或者,聚焦 電極可能具有一種堆疊結構,該結構至少是由:一種導二 材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及一種氣體捕獲^ 料所組成的第二層加以構成的。 & 在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法之另— 特定構造中,第-平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射元件,而第二平板則在有效場中具有—陽極電極和一螢 ---------丨 裝 ------丨!訂··----11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 476947
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光層,並且第一平板能夠藉由下列步驟加以製造: (a) 將由一種電絕緣材料所組成之一間隔層佈署在一支撑 基底上,並且將一電子發射部份形成在支撑基底上,以及 (b) 將由一種氣體捕獲材料層所構成之一閘極電極加以固 疋,該閘極具有其中所形成的許多開口部份,且至少一部 份是由-種氣體捕獲材料所组成,使閘極電極與間隔層的 頂端表面接觸,並使開口部份定位在電子發射部份之上。 將用來製造具有上述構造之平板顯示器的方法指稱爲: 根據本發明的第七_造之製造方法。能夠藉由根據本發明 的第七構造之㈣方法來製造根據本發明的第三構造之平 板顯示器。 在根據本發明的第-構造之平板顯示器以及根據本發明 的第三構造之製造方法中,當將吸氣器形成在閘極電極上 時,吸氣器可能具有的圖案與閘極電極的圖案相同;或者 是,吸氣器可能具有—種覆蓋閘極電極的圖案。當將吸氣 器形成在閘極電極上時,支撑構件和氣體捕獲層可能是由 一種導電材料或電絕緣材料其中任何一種材料所組成。當 將吸氣器形成在兩個鄰近閘極電極之間的絕緣層上時,吸 氣器可能與問極電極的側面接觸;或者是,吸氣器可能與 閘極電極的側面有所間隔1而,當吸氣器與閘極電極的 側面接觸時,就:需要選擇料支撑構件和氣體捕獲層的材 料,以預防兩個鄰近閘極電極與吸氣器之間的短路。在所 :鄭近閘極電極之間的絕緣層上,不一定需要配備吸氣 备。當將吸氣器形成在閘極電極上,以及形成在彼此鄰近 •22- 本紙張尺度適用f國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)''—--
20 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4/0^4/ 五、發明說明( ^-閉極電極與另—閘極電極之間的絕緣層上時;就能夠 =區域(促成捕獲釋放氣體的區域)達到最 f f ,就疋’就與閘極電極接觸之支撑構件的那個 :二::由:閘桎疋由—種電絕緣材料所组成;縱使氣體 :獲層疋由-種導電材料所組成,也能夠將吸氣器形成 在:不包括開口部份的幾乎整個表面上。 在根據本發明的第二構造之平板顯示器以及根據本發明 :第四構狀製造方法中,當將吸氣器形成在聚焦電極上 時’吸乳斋可能具有的圖案與聚焦電極的圖案相同;或者 :’吸軋斋可能具有一種覆蓋聚焦電極的圖案。當將吸氣 器形成在聚焦電極上時,支撑構件和氣體捕獲層可能是由 -種導電材料或電絕緣材料其中任何一種材料所組成。當 將吸氣器形成在兩個鄰近聚焦電極之間的第二絕緣層上 時’吸氣器可能與聚焦電極的側面接觸;或者是,吸氣器 可能與聚焦電極的側面有所間隔。然而,當吸氣器與聚焦 電極的側面接觸時’就需要選擇適於支撑構件和氣體捕獲 層的材料,以預防兩個鄰近聚焦電極與吸氣器之間的^ 路。在所有鄰近聚焦電極之間的第二絕緣層上,不一定需 要配備吸氣器。當將吸氣器形成在聚焦電極上,Μ及形2 在彼此鄰近之一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第二絕緣 層上時;就能夠难保吸氣器的有效區域達到最大的程度。 那就是,就與聚焦電極接觸的那個部份而論,該電極是由 :種電絕緣材料所組成;縱使氣體捕獲層是由一種導電材 料所組成,也能夠將吸氣器形成在:不包括開口部份的幾 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 χ 297公釐) t---------------. (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 21, 五、發明說明( 乎整個表面上。 在根據本發明的第一和第二構造之平板顯示器以及根據 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的第一到第四構造之製造方法中,.可能將吸氣器配 .. · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 備到像素而使得一個吸氣器對應於一個像素;或者是,可 能配備吸氣器而使得一個吸氣器對應於一預定數目的像 素。當配備吸氣器而使得一個吸氣器對應於一個像素時, 可说配備吸氣恭’以便覆蓋有效場的整個區域。當配備吸 氣器而使得一個吸氣器對應於一預定數目的像素時,在有 效場中的吸氣器佈局(layout)可能是有規則或隨意的。並 且’在根據本發明的第一和第二構造之平板顯示器以及根 據本發明的第一到第四構造之製造方法中,可能配備吸氣 器而使得一個吸氣器對應於一個冷陰極場致發射元件(在下 文中,將它指稱爲,,場致發射元件”);或者是,可能配備吸 氣器而使得一個吸氣器對應於一預定數目的場致發射元 件。當配備吸氣器而使得一個吸氣器對應於一個場致發射 元件時,可能配備吸氣器,以便覆蓋有效場的整個區域。 當配備吸氣器而使得一個吸氣器對應於一預定數目的場致 發射元件時,在有效場中的吸氣器佈局可能是有規則或隨 意的。無論如何,最好是,吸氣器的有效區域儘可能大, 因而其中的佈局具有較高的規則性,以便預防釋放氣體造 成眞S層中的局★增加壓力。在本發明的平板顯示器以及 根據本發明的第一和第二構造之平板顯示器中,在和吸氣 器被配備在非有效場中的一個地方的任何傳統平板顯示器 相比較時,吸氣操作效率有顯著地改善,使得:平板顯示 24- 分/6947 五、 發明說明( 22 器在可命和圖像品質方面都有顯著地改善。 根據本發明的力—到第五構造其巾任何—種構造之平板 =益能夠具有任何型式的已知冷陰極場致發射元件 : 見在開口部份中的電子發射部份之佈局模式而定。譬如 =.緣’其中:將一陰極電極形成在支撑基底 :=緣層形成在陰極電極和支撑基底上;並且將電子 形成在足位於開口部份之底端部份中的陰極電極 射元二mi具有上述電子發射部份的冷陰極場致發 ::致發射疋件;具有皇冠形電子發射部份之-所謂的皇 =式(⑽wn-type)場致發射元件,以及具有爲平形電子發 射邵份《-所謂的騎式(flat_type)場致發射元件。在 万面,可能使用一種構造,並中·不 八匕 支撑=將絕緣層形成二 份 < 底端部份中的電子發射層對應於電 # 犬口 〃尸斤明的平面式(ρι_-_)場致發射元件或火 山口式(crater-type)場致發射元件)。 當藉由根據本發明的第一到第六構造其中任何 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 ί = 二2造平板顯示器時,該平板顯示器具有作ί ;丢二ic,,件的諸多上述··斯賓特式場致發射元 ,王成式錢發射元件或扁平式場致發射元件,·就备將 -陰極電極形成在支撑基底上,然後根據每種構造之^造 万法的步驟(a)中,將絕緣層形成在 上;並且在根據第一構造之製造方法的步二和中支= -25- ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公^_ 五、發明說明(23) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 弟f構造之製造方法的步驟(h)中,在根據第三構造之製造 5法:根Si")中’、在根據第四構造之製造方法的步驟(g) f二嫌:罘五構造之製造方法的步驟(d)中,或者是在根 =二t〈製造方法的步驟⑴中,能夠將電子發射部份 二 口部份之底端部份中的陰極電極上。根據 的=Γ製造方法的步驟⑴,根據第二構造之製造方法 四構、止、邀皮根據弟二構造之製造方法的步驟(e),根據 丰 、氣迈万法的步驟(g),根據第五構造之製造方法wv 二驟(d二以及根據第六構造之製造方法的步驟⑴有時被指 明=Ί電子發射部份的步驟。並且,當藉由根據本發 六構造其中任何-種構造之製造方法來製 心不裔時,該平板顯示器具有作爲冷陰極場致發射 =的平面式場致發射元件;就會將—電子發射層形成在 乎基底上;然後在根據每種構造之製造方法的步驟(&)中 =絕緣層形成在電子發射層上;並且在根據每種構造之装 造万法的形成電子發射部份的步财,能夠曝光定位於開 口邵份之底端部份中的電子發射層,以便曝光在開 中的電子發射部份。 一在其它方面,在根據本發明的第一到第五構造其中任何 一種構造之平板顯示器中,可能使用一種構造,並中· 緣層覆蓋-電子發射層;開口部份貫穿電子發射層;並立 將電子發射層《一邊緣部份曝光在對應於電子發射部份的 開口邵份之一侧壁表面上。具有電子發射部份的冷陰極場 致發射元件包括-種所謂的邊緣式(edge_type)場致發射元 第 的 造 元 製 絕 且 AW· ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 26- 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格伽x 297公髮) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 ---------B7___ 五、發明說明(24 ) 件’孩電子發射部份是藉將電子發射層之邊緣部份曝光在 開口部份之側壁表面上而形成的。 當藉由根據本發明的第一到第六構造其中任何一種構造 <製造方法來製造平板顯示器時,該平板顯示器具有作爲 冷陰極場致發射元件的邊緣式場致發射元件;就會在根據 每種構^之製造方法的步驟(a)中,加以形成覆蓋一電子發 $層的絕緣層;並且在根據每種構造之製造方法中的形成 電子發射部份的步驟中,將電子發射層之一邊緣部份曝光 在開口部份之一侧壁表面上。 上述”覆蓋電子發射層的絕緣層,,包括:一種構造,其中 私子發射層的上表面和側面皆以絕緣層覆蓋;以及一種構 、"、中篆子發射層的整體(即:上表面,側面以及底部表 面)皆以絕緣層覆蓋。在一種實際構造中,其中:將電子發 射層的整個周界加以覆蓋,就能夠使用一種由上絕緣層和 、下、心緣層所構成的雙層結構。譬如説,在形成下絕緣層 之後’,將電子發射層形成在下絕緣層上,然後再將上絕緣 層形成在電子發射層和下絕緣層上。當絕緣層只覆蓋電子 發射層的上表面和側面時,就會在:根據第一構造之製造 方法的步驟(e),根據第二構造之製造方法的步驟,根 據第三構造之製造方法的步驟((1),根據第四構造之製造方 法的步驟(f),根據第五構造之製造方法的步驟(d),或者 =根據第六構造之製造方法的步驟(〇中,藉由在絕緣層和 ^子發射層中形成開口部份,將電子發射層之邊緣部份曝 考在開口邵份之側壁表面下邊上。根據第一構造之製造方 -27- 本紙&度適用中關家標準(CN— (21() χ 297公€---- ----------AW-1 --------訂---------AWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明( 法的步驟(Ο,根據第二構造之製造方法的步驟(g),根據 第三構造之製造方法的步驟(d),根據第四構造之製造方法 的步驟⑴,根據第五構造之製造方法的步驟⑷以及根據 第六構造之製造方法的步驟⑴有時被指稱爲”形成開口部 份的㈣"。當絕緣層覆蓋電子發射層的整體時,就會在形 成開口部份的步驟中,藉由在絕緣層中形成開口部份,能 夠將電子發射層之邊緣部份曝光在開口部份之侧壁表面下 邊上,端視開口部份的深度而定。當形成一種較深的開口 邵份時,就能夠將電子發射層之邊緣部份曝光在開口部份 的那個側壁表面上,孩表面是在朝向開口部份之深度方向 的某處。當形成絕緣層以便具有一種由上下兩個絕緣層所 構成的雙層結構時,也可能會使用—種構造,其中:將下 問極電極預先形成在下絕緣層之下;並且能夠將一開口部 伤形成在絕緣層中,該開口部份使得下閘極電極曝光在其 中底端部份中。 在根據第一構造之製造方法的步驟(〇,根據第二構造之 製k方法的步驟(d )以及根據第五構造之製造方法的步驟(c ) 中月確的疋·至少在絕緣層中形成開口部份。使用上 述措辭的理由如下。在某些情形了,在上述諸多步驟之前 的一個步驟中,就將一些貫通孔形成在諸多吸氣器及/或閘 極私極中(並且進一步地,當形成邊緣式場致發射元件時, 便形成在%子發射層中);並且,在這種情形下,只是在這 樣一個貫通孔内側的絕緣層中形成開口部份是足夠的。在 根據第一構造之製造方法的步驟(g ),根據第四構造之製造 •28- 本纸張尺度細中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I —------訂---------· 476947 A7 B7 26 五、發明說明( 方法的步驟(f)以及根據第六構造之製造方法的步驟(e、 中明確的疋_· ”至少’’在第二絕緣層和絕緣層中形成開口 Ρ "ί刀使用上述措辭的理由如下。在某些情形下,在上述 诸^步驟之前的一個步驟中,就將一些貫通孔形成在諸多 吸氣器,聚焦電極及/或閘極電極中(並且進一步地,當形 成邊緣式場致發射元件時,便形成在電子發射層中);並 且,在這種情形下,只是在這樣一種貫通孔内側的第二絕 緣層和絕緣層中形成開口部份是足夠的。作爲一種在絕綠 層和第二絕緣層中形成開口部份的典型方法,可能會使用 種使用罩幕圖案(mask pattern)的触刻方法。 f本發明的吸氣器,本發明的平板顯示器,根據本發明 的第:和第二構造之平板顯示器,由本發明所提供之用來 製造平板顯示器的方法,以及根據本發明的第一到第四構 造之製造方法中,譬如説,具有凸凹(或者粗糙,不平坦或 不規則)表面的支撑構件,可能是由諸多近乎半球形矽粒子 (Sihcon particles)所構成。就形成近乎半球形矽粒子而 言,譬如説,可能會應用一種··在製造DRAM(動態隨機存 取=憶體)中,用來生長近乎半球形矽粒子,以增加電容器 下私極(儲存節點電極)之表面積的方法。形成近乎半球形 矽粒子通常是根據一種包括引發籽晶(seeding)階段和籽晶 生長(Seed_gr〇wing)階段的兩階段處理過程(two_stag€ process)來實行。在引發杆晶階段中,通常藉由_種使用 含石夕氣體的減壓化學蒸汽沉積方法(redueed ⑽ method)來形成矽籽晶(晶核(nuclei))。將矽籽晶形成在: -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) --------- I 裝-------訂 -------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ' ---------B7__ τ- 27 — 五、發明說明() 根據本發明的第一構造之製造方法中,適於閘極電極之導 電材料層上;根據本發明的第二構造之製造方法中,適於 聚焦電極之導電材料層上;根據本發明的第三構造之製造 万法中,閘極電極及/或彼此鄰近之一閘極電極與另_閘極 電極之間的絕緣層上;以及根據本發明的第四構造之製造 方法中,聚焦電極及/或彼此鄰近之一聚焦電極與另一聚焦 電極之間的第二絕緣層上;即:在基質上。在接下來的= 曰印生長階段中’實行退火操作(annealing ),以使矽原子附 著石夕籽晶,進而使籽晶生長成近乎半球形矽粒子。 在本發明的吸氣器,本發明的平板顯示器,根據本發明 的第一和第二構造之平板顯示器,由本發明所提供之用來 製造平板顯示器的方法,以及根據本發明的第一到第四構 造之製造方法中,由諸多近乎半球形矽粒子所構成的支撑 構件可能進一步包括:在近乎半球形矽粒子之下(即:在與 打算形成氣體捕獲層那邊相對的一邊上)所形成之一非、纟士晶 矽層(amorphous silicon layer)。在用來製造根據本發明之 平板顯示器的方法中,在形成近乎半球形矽粒子之前,藉 由預先將一非結晶矽層形成在打算形成上述矽籽晶的部分 中,就能夠獲得上述支撑構件。譬如説,藉由一減壓cVD 方法,就能夠形成非結晶矽層。在非結晶矽層的表面中, 藉由終結帶有氫(H)原子之矽(Si)原子的懸空鍵(dangHng bonds)[不飽和鍵(unsaturated bonds)]所形成的矽·氫鍵(^ Hbonds)是存在的,並且以矽原子代替在矽-氫鍵中的氫原 子,終於導致容易形成矽籽晶。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 零-装 ϋ Βϋ IBi I J 、· n 1 Mmem I I ·_ϋ I - 言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 28 28 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 在本發明的吸氣器,本 如 的第-和第二構造之…;的千板顯…根據本發日) 製造平板顯示器的古* 、 田ϋ㈣&供〈用身 ^ " 4 ,以及根據本發明的第一到第四; 造又製造方法中,支撞播杜σ l 勾罘四稽 成。由-多孔材料槿杜 一多孔材料構件所賴 材料^ Γ 所構成的支撑構件㈣由至少一種 由氧化♦,氮化梦以、:: 財料則是選擇自: ―。氧…括及=珍(_)所组成的族群 (如ogel),以及包本 種'有=電常數的所謂乾凝膠 選擇自一,素的氧化矽,該元素則是 説,二 G ^ U BSG,AsSG 以及PbSG)。 姐2本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法,以及 =本發明的第-到第四構造之製造方法中,藉由一種處 ",广尤能夠形成由-多孔材料構件所構成的支撑構件, 孩處理過程包括:用爽形Λ一括丹丁 /成種具有一可熱解(Pyrolyzable) 狹群(在加熱下會造成熱解作用(_灿)的族群)或包本 :落劑㈤vent)的支撑構件形成薄膜的步碟·以及用來教 處理該支料件形成薄膜,以便熱解可熱解族群或者使^ 劑揮發(v〇latmze)的步驟。譬如_说,將—種肖由將適於支 撑構件的材料分散於溶劑中而準備的液體合成物(liquid composition)敷塗.在基質(閘極電極及/或彼此鄰近之一間極 電極另-閘極電極之間的絕緣層;或者是,聚焦電極及/或 彼此郝近之-聚焦電極與另一聚焦電極之間的第二絕緣層) 上’以便形成支撑構件形成薄膜;進而熱處理該支撑構件 31 - 297公釐)
4P-^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 29,^76947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印.製 五、發明說明( 形成薄膜,以使包含於支撑構件形选蒗 一 再1干义成溥膜中的溶劑揮發, 猎此能夠形成孔隙(pores)。在其它方 _ m ^ 、, 乃囬攸一種具有諸如 甲基族群(methyl group )之一可蓺解旄M # 产 J…卿秩群的矽氧烷化合物 (siloxane compound)中加以形成支撑摄杜 、 砜又详稱件。在這種情形 下’可熱解族群是藉由熱處理加以分解的,結果是, 形成孔隙。 在由本發明所提供之用來製造平板顯示器的方法,以及 根據本發明的第一到第四構造之製造方法中,藉由一種處 理過程就能夠形成由一多孔材料構件所構成的支撑構件, 該處理過程包括:用來形成一種支撑構件形成薄膜的步 驟,該薄膜包含許多具有不同钱刻速率(etchingrate)的成 伤,用來熱處理該支撑構件形成薄膜,以便容許許多成份 經歷相位分離(phase separation)的步驟;以及藉由蝕刻來 去除具有相對較高蝕刻速率之成份的步驟。就實用目的而 言,雖然使用兩種具有不同蝕刻速率的成份就足夠,但是 可把會使用二種或更多成份。當成份數目爲3或更多時, 由相位分離所造成的相位數目不一定需要成爲成份數目, 因而至少產生兩個相位就足夠。明確地説,譬如説,使用 種爛碎故鹽玻璃(borosilicate glass)合成物來形成支撑構 件薄膜,該合成物包含氧化矽(si〇2)和氧化硼(B2〇3)在數 里上比在氧化石/中關於它的固溶度極限(s〇lid S〇lubiHty limit)還多;藉由熱處理來使氧化硼聚集(相位分離);進而 利用熱水來蝕刻已聚集氧化硼,藉此能夠在氧化硼已經形 成來集之處形成孔隙。 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----------I —^ew- ^--------訂--------- f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} /0947 /0947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在其它方面,在由本發明所提供之用來製造平板顯示器 的方法,以及根據本發明的第一到织四構造之製造方法 中,藉由一種處理過程就能夠形成由一多孔材料構件所構 成的支撑構件,該處理過程包括··用來形成一種支撑構件 形成薄膜的步驟’該薄膜包含許多具有不同蝕刻速率的成 伤,以及藉由蝕刻來去除具有相對較高蝕刻速率之成份的 步驟。就實用目的而言,雖然使用兩種具有不同蝕刻速率 的成份就足夠,但是可能會使甩三種或更多成份。明確地 説’譬如説,使用〜兩€具有不同有機側鏈(organic side chains )的矽烷衍生物(silane derivatives )來形成支撑構件形 成薄膜,藉由熱處理來使支撑構件形成薄膜玻璃化 (glassed),進而利用一種稀釋氫氟酸(diluted hydrofluoric acid)水溶液來蝕刻已玻璃化支撑構件形成薄 膜。在這種情形下,那些基於有機侧鏈而具有相對較高溶 度的支撑構件形成薄膜部份會較早被溶解,藉此能夠形成 孔隙。 在根據本發明的第到第五構造的平板顯示器,或者關 於它的製造方法(根據本發明g第五到第七構造之製造方法) 中,閘極電極或聚焦電極可能具有一種由氣體捕獲材料所 組成的單層結構;或者可能具有一種堆疊結構,該結構至 少是由:一種導電材料或電絕緣材料所組成的第一層,以 及由一種氣體捕獲材料所組成的第二層(氣體捕獲層)加以 構成的。在後者情形中,更適宜的是,閘極電極或聚焦電 極可能具有:一種堆疊結構,該結構至少是由一種導電材 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂·--- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 476947 A7 B7__ 31 五、發明說明() 料所組成的第一層,以及由一種氣體捕獲材料所組成的第 二層(氣體捕獲層)加以構成的;或者是,一種堆疊結構, 該結構至少是由一種電絕緣材料所組成的第一層,以及由 一種導電氣體捕獲材料所組成的第二層(氣體捕獲層)加以 構成的。在某些情形下,閘極電極或聚焦電極可能具有: 、........- 一.一 一種堆疊結構,該結構是由一種導電材料所組成的第一 層,一種電絕緣材料所組成的第二層,以及一種氣體捕獲 材料所組成的第三層(氣體捕獲層)加以構成的;或者是, 一種堆疊結構,該結構是由一種導電氣體捕獲材料所組成 的第一層(氣體捕獲層),一種電絕緣材料所組成的第二 層,以及一種導電氣體捕獲材料所組成的第三層(氣體捕獲 層)加以構成的。並且,閘極電極或聚焦電極可能具有一種 四層或更多的堆疊結構。當如同具有一種堆疊結構那樣地 形成閘極電極或聚焦電極時,並不是閘極電極或聚焦電極 的所有部份都需要具有堆疊結構,而是閘極電極或聚焦電 極可能一部份具有堆疊結構。在這種情形下,閘極電極或 聚焦電極的非堆疊部份就需要具有電事率(electrically conductive)。當閘極電極或聚焦電極具有一種譬如説是兩 層的堆疊結構時,第一層和第二層可能具有相同圖案,第 二層可能具有一種覆蓋第一層的圖案,或者是第一層可能 具有一種覆蓋第二層的圖案。當第一層是由一種導電材料 所組成時,第二層就可能是由一種導電材料和電絕緣材料 其中任何一種材料所組成。當從支撑基底看來時,可能 會:依照第一層和第二層的順序,或者依照第二層和第一 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------—--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 476947 A7 B7__ 32 五、發明說明() 層的順序來堆疊第一層和第二層。當使用一種三層的堆疊 結構時,在從支撑基底看來時,可能會:依照第一層,第 二層及第三層的順序,或者依照第三層,第二層及第一層 的順序來堆疊第一層,第二層及第三層。最好是,由增加 氣體捕獲能力看來,最外表面是由氣體捕獲材料所組成之 一層加以形成的。 在本發明中,能夠從已經爲人所熟知的適於吸氣器之諸 多材料中選擇:適於氣體捕獲層之材料,或者適於氣體捕 獲材料層之氣體捕獲材料(在類屬上,這些材料有時被指稱 爲’’氣體捕獲材料")。將適於吸氣器之諸多材料加以分類 成;所謂可揮發性(volatilizable )材料,它們都會在眞空層 中揮發,並且在一内部元件構件表面上形成薄膜,以便展 現一種吸氣操作功能,諸如:鋇;以及所謂不可揮發性 (non-volatilizable )材料,它們都會在眞空中維持固態(solid state),並且展現一種吸氣操作功能,諸如:錘(Zr),鈥 (Ti),結-ί呂合金,結-訊-铭(zirconium-vanadium· aluminum)合金,餘-飢-鐵合金,鈥-錘-鈒-鐵合金,一種 锆粉末和石墨粉末(graphite powder )的遏合验,以及鎂。 本發明使用不可揮發性材料。由於氣體捕獲層需要順應支 撑構件表面且需要形成在支撑構件上,故而最好是藉由: 一種在步階涵蓋範圍(step coverage)方面挺優越的方法來 形成氣體捕獲層,並且也最好是形成具有這樣一種厚度的 氣體捕獲層,該厚度使得支撑構件表面的凸凹形式或隙孔 不會被完全封閉(occluded)。用來形成氣體捕獲層的方法 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------^裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 33 五、發明說明() 包括:沉積法,賤射法(sputtering meth〇d),以及cm方 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 法。在根據本發明的第三或第四構造之平板顯示器 關於它的製造方法中,它能夠藉由沉積法,濺射法或CVD 万法來形成:具有-種由氣體捕獲材料所組成的單層結構 之閘極電極或聚焦電極。在根據本發明的第五構造^板 顯示器:或者關於它的製造方法中,能夠從具有一種帶狀 (band)或薄片(sheet)形式的上述材料中形成:具有一種由 氣體捕獲材料所組成的單層結構之閘極電極。在根據本發 明的第孑或第丨四構造之平板顯示器,或者關於它們的製造 方法中,當閘極電極或聚焦電極具有一種堆疊結構時,該 結構至少是由:一種導電材料或電絕緣材料所組成的第一 層,以及由一種氣體捕獲材料户斤組成的第二層力口以構成 的;就能夠藉由沉積法,濺射法,CVD方法,或印刷法 (printing瓜^以…來形成第—層和第二層,端視每種材料而 足。當閘極電極或聚焦電極至少具有一種爹層結構時,就 可能形成閘極電極或聚焦電極的所有部份,以便具有一種 雙層結構;或者是,閘極電極或聚焦電極的所有部份都可 能是由第一層所構成;並且,關於它的某些部份則可能是 由第一層和第二層所構成,因而具有一種雙層結構。在其 它万面,閘極電極或聚焦電極的所有部份都可能是由第二 層所構成;並且,關於它的某些部份則可能是由第一層和 第二層所構成,因而具有一種雙層結構。在根據本發明的 第五構造之平板顯示器,或者關於它的製造方法中,當閘 極%極或米焦電極至少是由具有一種堆疊結構之一氣體捕 -36- 本紙張尺度綱47 ®國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 476947 A7 _B7_ v 34 五、發明說明() 獲層所構成時,該結構是:一種導電材料或電絕緣材料所 組成的第一層,以及由一種氣體捕獲材料所組成的第二 層;第一層就可能是由具有一種帶狀或薄片形式之一金屬 層所構成;並且,雖然用來形成這些層的方法不應該加以 限制,但是能夠藉由沉積法,濺射法,CVD方法,印刷 法,或者敷塗法(application method ),將第二層形成在第 一層上。當形成氣體捕獲層而具有一種雙層結構時,氣體 捕獲層的所有部份可能具有一種雙層結構;或者是,氣體 捕獲層的所有部份都可能是由第一層所構成;並且,關於 它的某些部份則可能是由第一層和第二層所構成,因而具 有一種雙層結構。在其它方面,氣體捕獲層的所有部份都 可能是由第二層所構成;並且,關於它的某些部份則可能 是由第一層和第二層所構成,以便形成一種雙層結構。 最好是,氣體捕獲材料具有隨著溫度的增加而增'加其氣 體捕獲能力(capability)的性質。當來自f光層等等的釋放 氣體與吸氣器以及閘極電極或聚焦電極碰撞時,就會增加 這樣一種氣體捕獲材料的溫度;結果是,不像會釋放氣體 等等的任何其它普通物質那樣,這樣一種氣體捕獲材料在 氣體捕獲能力方面有所改善。因此可能會克服:因溫度增 加而對平板顯示器造成的不穩定效能。在其它方面,氣體 捕獲材料最好是一種藉由熱處理而激活的材料,以便具有 氣體捕獲能力。熱處理包括:以電子束輻照氣體捕獲材 料,以及一種具有眞空環境(atmosphere)或者諸如氬(argon) 或氦(helium)之惰性氣體(inert gas)的環境之高溫爐中的熱 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) — I.--------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 、,里在其E方面,氣體捕獲材料最好是具有隨著由電子 所造成之溫度的增加而增加其氣體捕獲能力的性質。 田私子與吸氣器以及閘極電極或聚焦電極碰撞時,就會增 加這‘種氣體捕獲材料的i显度;結果是,不像會釋放氣 體等f的任何其它平常物質那樣,該氣體捕獲材料在氣體 捕獲把力方面有所改善。因此可能會克服;因溫度的增加 而對平板顯示器造成的逐餐農赛能。具有隨著溫度的增加 而增加其氣體捕獲能力的性能之諸多氣體捕獲材料實例包 括·锆·銘合金,以及致-锆-訊-鐵合金。 在斯賓特式場致發射元件中,電子發射部份能夠由至少 一種材料所組成;該材料則是選擇自:由諸如鎢(w),鉬 (Mo),鈦(Ti),鈮(Nb),纽(Ta),鉻(c〇,铭(ai)以及 銅(Cu)的金屬;這些金屬的合金和化免物(譬如説,諸如 TiN的氮化物和諸如:WSi2, M〇Si2, Tisi2以及Tasi2的矽化 物);以及包含雜質(impurity)的矽(多晶矽(p〇lysilic〇n)或 非結晶矽)所組成的族群。譬如説,藉由沉積法,濺射法, 或CVD方法,就能夠形成:在斯賓特式場致發射元件的諸 多電子發射部份。 在皇冠式場致發射元件中,適於電子發射部份之材料包 括:導電粒子,以及導電粒子和整金劑(binder)的_種組 合。導電粒子之杆料包括:諸如石墨的含碳材料;諸如: 鎢(W),說(Nb),輕(Ta),鼓(Ti),鉬(M〇)以及鉻(Cr) 的難熔金屬(refractory metals);以及諸如銦踢氧彳匕勢 (indium tin oxide,簡稱ITO)的透明導電材料。黏合劑包 -38- I本紙張£@用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7_ 36 五、發明說明() 括:諸如水玻璃(water glass)的玻璃,以及諸多通用樹 月旨。諸多通用樹脂的實例包括:諸如氯乙稀(vinyl chloride ) 樹脂,聚缔烴纖維(polyolefin)樹脂,聚酸胺(polyamide)樹 月旨,纖維素自旨(cellulose ester)樹脂以及氟樹脂的熱塑樹脂 (thermoplastic resins);以及諸浚口環氧樹月旨(epoxy resin ), 丙晞酸(acrylic)樹脂及聚酉旨(polyester)樹脂的熱固樹脂 (thermosetting resins)。就改善電子發射效率而言,最好 是,在和電子發射部份之容積尺寸(dimensions)比較時, 導電粒子的粒子大小是足夠小的。雖然並未特別限制,但 是導電粒子的形式是:球形,多面體形(polyhedral ),板狀 (plate-like), 針狀(acicular),柱狀或無定形的 (amorphous )。最好是,導電粒子具有這樣一種形式,該形 式使得由粒子所形成的曝光部份會形成尖銳突出物(acute projections)。可能將具有不同尺寸和不同形式的導電粒子 當作混合物使用。譬如説,藉由一種與隆起法(lift-off method)組合的敷塗法,一種j冗積法或錢射法,就能夠形 成:皇冠式場致發射元件的電子發射部份。 在扁平式場致發射元件中,最好是,電子發射部份是由 一種具有的功函數(work function )0比適於陰極電極之材 料還小的材料所組成。基於:適於陰極電極之一材料的功 函數,閘極電極與陰極電極之間的電位差,已發射電子之 一需求電流密度等等,就能夠選擇適於電子發射部份之材 料。適於場致發射元件的陰極電極之材料的諸多典型實例 包括:鎢(0 = 4.55 eV(電子伏),鈮(0 = 4.02 到 4.87 eV), -39- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------In,裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 37 五、發明說明( 鉬(0 =4.53 Sj 4.95 eV),鋁(0 =4.28 eV),銅(0 =4.6 eV) ’ la ( 0 =4.3 eV),絡(0 =4.5 eV)以及碎(0 =4.9 eV)。適於電子發射部份之材料最好是具有的功函數0比 這些材料還小,並且關於它的功函數之數値最好是大約3 eV或較小。這樣一種材料的諸多實例包括:碳(0 1 eV) ’ 铯(cesium)( 0 =2 14 ev),LaB6( 0 =2.66 到 2.76 eV),BaO( 0 = ι·6 到 2.7 eV) ,SrO( 0 = 1.25 到 1.6 eV), Y2〇3( 0 =2·0 ev),CaO( 0 =1.6 到 1.86 eV),BaS( 0 =2·05 eV),ΤιΝ( 0 = 2.92 eV)以及 ZrN( 0 = 2.92 eV)。更適宜的 是’電子發射部份是由一種具有竺函數0等於或小於2 ev 的材料所組成。適於電子發射部份之材料不一定需要具有 電導率。 作爲適於扁平式場致發射元件的電子發射部份之一材 料特別疋,碳比較適宜。説得更明確些,鑽石比較適 且,尤其疋,非結晶鑽石(am〇rph〇us diam〇nd)比較適宜。 當電子發射部份是由非結晶鑽石所組成時,就能夠以一種 资 V/ln (伏/米)或較低的電場強度來獲得:針對平板 ^ y II & # t f于電疼蜜、多。並且,由於非結晶鑽 石是一種電阻器,故而從電子發射部份 子電流可能產生均勻電产·木、二此π 一 / ϋ,s廷些%致發射元件被納入平 板顯示器中時,’就能夠抑 ^ , HP剩冗度的變動(fluctuation)。並 且,由於非結晶鑽石對由平 _ ^ v 丁由千板顯不咨中的殘留氣體之離子 所產生的濺射會展現顯著合 夠庐得且右鈐I 士人,、 性(durability),故而能 多勺獲H較長哥命的場致發射元件。 木紙張尺度適财目國家標準(CNS)A4規 -----------裝--------訂·--------^__w (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -40 A7
五、發明說明() 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在其它方面’適於扁平式場致發射元件的電子發射部份 之材料了此選擇自··具有二次電子增益(Sec〇ndary eiectr〇n gain) d比適於陰極電極之導電材料具有的二次電子增益j 還大的諸多材料。那就是,上述材料能夠適當地選擇自: 諸如銀(Ag),鋁(A1),金(Au),鈷(c〇),銅(Cu),鉬 (Mo) ’ 說(Nb),鎳(Ni),銘(Pt),备(Ta),鎢(w)以及 錐(Zr)的金屬;諸如:矽(si)和鍺(Ge)的半導體;諸如: 碳和鑽石的操機簡單物質(in〇rganic hmpk substances);以 及諸如:氧化鋁(ai2o3),氧化鋇(Ba0),氧化皱(Be0), 氧化鈣(CaO),氧化鎂(Mg0),氧化錫(Sn〇2),氟化鋇 (barium fluoride,BaF2)以及氟化鈣(CaF2)的化合物。適於 電子發射部份之材料不一定需要具有電導率。 在平面式場致發射元件,各山兄或受良曼暫元件或者邊 緣式場致發射元件中,對應於電子發射部份的適於陰極電 極或電子發射層之材料可能選擇自:諸如鎢(w),妞 (Ta),鈮(Nb),鈦(Ti),鉬(Mo),絡(Cr),鋁(A1),銅 (Cu) ’金(Au)以及銀(Ag)的金屬;這些金屬的合金和化 合物(譬如説,諸如TiN的氮化物和諸如:wSi2,MoSi2, TiSis以及TaSi2的石夕化物);諸如鑽石的半導體;以及一種 薄碳膜。雖然並未特別限制,但是上述陰極電極的厚度大 約是0.05到0·5微娘("m),最好是〇·ι到〇·3微米。用來形 成陰極電極的方法包括··諸如電子束(electr〇n beam)沉積 法以及熱絲(hot filament)沉積法的兩種沉積法,賤射法, CVD方法或者離子噴鍍法(i〇n plating method)和蝕刻法的 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝----- - - - 訂-----— I — IAW1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
476947 T . 39 五、發明說明() 一種組合,網版印刷法(screen-printing method)以及嘴度 法。當使用一種網版印刷法或噴鍍法時,就能夠直接地形 成:以條帶形式呈現的陰極電極。 在扁平式場致發射元件,平面式場致發射元件,火山口 式場致發射元件或者邊緣式場致發射元件中,從藉由分散 導電細微粒子(fine particles)所準備的一種導電膏中,就能 夠形成:陰極電極(或適於陰極電極之一導電材料層),或 者電子發射部份(或電子發射層)。導電細微粒子的諸多實 例包括:石墨粉末,與諸如氧化鋇粉末和氧化鳃(str〇ntium oxide)粉末的金屬粉末其中至少一種粉末混合之一石墨粉 末·’鑽石粉末,或者包含氮,磷,硼以及三唑(triaz〇1幻其 中至少一種之一鑽石狀的碳粉(carb〇n p〇wder);碳質毫微 管狀(carbon-nano-tube)粉末;(Sl·,Ba,Ca)c〇3 粉末;以 及碳化矽粉末。由臨限(threshold)電場方面的減少和電子 發射部份之耐久性方面的改善看來,特別適宜地選擇石墨 粉末作爲導電細微粒子。諸多導電細微粒子可能具有球狀 或鱗狀(scales)的形式;或者它們可能具有一種固定的或無 定形的形式。導電細微粒子的粒子直徑並不是挺關鍵的, 只要E等於或小於陰極電極或電子發射部份的厚度或圖案 寬度。隨著上述粒子直徑的減小,每單位面積的已發射電 子數目可能會增如。然而,當上述粒子直徑太小時,陰極 電極或電子發射邵份在電導率方面可能會因此而變壞。因 此,上述粒子直徑最好是在從〇 〇1到4 〇微米的範圍内。將 這些導電細微粒子與一種玻璃成份或其它適當黏合劑混 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) · tmmm ·ϋ n 1 i_i 1· ϋ 訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 -------— B7_ 40 —-----— 五、發明說明() f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 合,以便準備—種導電膏,·藉由網版印刷法來形成導電暮 (-所需圖案,進而將該圖案加以娘燒(caicined)或燒: u_ed);藉以能夠„ :執行如電子發射部份般之工 的=極電極:或者電子發射部份。在其它方面,藉由與自 旋塗層法(spin coating meth〇d)和蚀刻法的一種組合,就能 夠形成:執行如電子發射部份般之工作的陰極電極,或 電子發射部份。 在具有斯賓特式場致發射元件或皇冠式場致發射元件的 場致發射元件中,適於陰極電極之材料(或適於陰極電極之 導電材料層)能夠選擇自:諸如鎢(W),鈮(Nb),姮 (Ta),鉬(Mo),鉻(Cr),鋁(A1)以及銅(Cu)的金屬;這 些金屬的合金和化合物(譬如説,諸如TiN的氮化物和諸 如:WSi2,M〇Si2,TiSi2以及TaSid々矽化物);諸如矽(Si) 的半導體,以及IT0(銦錫氧化物)。用來形成陰極電極的 方法包括:諸如電子束沉積法以及勢絲沉積法的兩種沉積 法,賤射法,CVD方法或者離子喷鍍法和蝕刻法的一種組 合,網版印刷法以及嘖鍍法。當使用一種網版印刷法或噴 鍍法時’就能夠直接地形成:以條帶形式呈現的陰極電 極。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在根據本發明的第一和第二構造之平板顯示器中,適 於··陰極電極,閘極電極,上閘極電極,下閘極電極以及 聚焦電極的材料皆能夠選擇自:諸如鎢(W ),鈮(N b ),鈕 (Ta),鉬(M〇),鉻(Cr),鋁(A1)以及銅(Cu)的金屬;這 些金屬的合金和化合物(譬如説,諸如TiN的氮化物和諸 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7____ 41 五、發明說明() 如:WSi2,MoSi2,TiSi2以及TaSi2的矽化物);諸如矽(Si) 的半導體;碳;以及ITO (銦錫氧化物)。在諸多電極之 中,適於上述電極之材料可能相同或不同。藉由一種諸 如··沉積法,濺射法,CVD方法,離子噴鍍法,印刷法或 噴鍍法的一般薄膜形成法(thin-film-forming method),就能 夠形成上述電極。 在本發明之平板顯示器,以及由本發明所提供之用來製 造平板顯示器的方法中,第一平板的支撑基底可能是任何 基底,只要它的表面是由一種览絕緣材料所組成。支撑基 底的諸多實例包括:玻璃基底,具有其上形成絕緣薄膜之 表面的玻璃基底’石英基底(quart:2 substrate ),具有在其 上形成絕緣薄膜之一表面的石英基底,以及具有在其上形 成絕緣薄膜之一表面的半導體基底。第二平板的基底能夠 具有與支撑基底之構造相同的構造。 適於絕緣層,第二絕緣層,上絕緣層或下絕緣層的材料 包括:Si02,SiN,SiON,加熱抽絲玻璃(spin 〇n glass, 簡稱SOG),以及一種玻璃膏硬化產品(glass邱办 product)。可能以單獨或組合方式來使用這些材料。藉由 一種諸如:CVD方法,敷塗法,濺射法或印刷法的已知方 法,就能夠形成:絕緣層,第二絕緣層,上絕緣層或下絕 緣層。 , 在根據本發明的第五構造的平板顯示器,或者關於它的 製造方法(根據本發明的第七觀點之製造方法)中,可能將 間隔層形成在:彼此鄰近的以條帶形式呈現之一陰極電極 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) — — — — — — — —— — — — —II ^ - - - - ----- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) η/0947 五、發明說明( 與以條帶形式呈現之另一陰極電極之間的一個區域中;或 者是’當將許多陰極電極當作一個群組(group)加以採用 時’就可旎將間隔層形成在:彼此鄰近之一群組與另一群 組 < 間的一個區域中。在某些情形中,可能將間隔層形成 在·有效場與非有效場之一邊界附近。適於間隔層的材料 則可能選擇自諸多已知電絕緣材料。譬如説,可能使用: 藉著將具有低熔點(melting point)之一玻璃與諸如鋁蓉土 (alumina)之一金屬氧化物加以竭合而準備的一種材料。嬖 如説,藉由:網版印刷法,噴砂法(sandblasting meth叫 乾式薄膜法(dry method)或者光敏法(ph〇t〇sensidve method),就能夠形成間隔層。乾式薄膜法指出一種方法, 其中:將一光敏薄膜疊合(laminated)在支撑基底上;藉由 曝光和顯影(deVelopment),將在打算形成間隔層的諸多曰部 份^的光敏薄膜加以去除;將電絕緣材料填滿藉由去除光 敏薄膜所形成的諸多開口;以及實行電絕緣材料的炮燒 燒結操作。藉由懷燒或燒結操作來燃曉和去除光敏薄膜: 而填滿諸多開口的電絕緣材料則仍能形成:以肋骨 形式呈現的間隔層。鱼敏法指出一種方法,其中: 間隔層之一光敏電絕緣材料形成在支撑基底上;藉由曝光 和顯影,將光敏電絕緣材料施以圖案設計;炊後 敏钱緣材料的娘燒或燒結操作。兩者中擇其一地,、丁处 =由-種已知方法來形成間隔層,諸如··⑽方法,: ^。,㈣法或㈣法,端視料上述絕緣層的材料而 -45 本紙張尺度關家鮮(CNS)A4規格297公£ 訂 I 舞 43 4347694 / A7 五、發明說明( 卢件的開口部份(利用與支撑基底表面平行之— =且有rrginary plane)來切割開口部份所獲得的形式)可 式’諸如:圓形,橢圓形,長方形或方形形 式,夕邊形,稍圓的卜地叫長方形 者 Γ=。譬如説,藉由-種各向同性(--= 或者各向異性(anisGtn)pie)和各向同性蚀刻法的—種 ,.且σ,此能夠形成開口部份。在場致發射元件中,一個 ㈣射部份可能存在於形成在閘極電極和絕緣層中的 =: 分中;或者是許多電子發射部份可能存在於形成在 閘極廷極和絕緣層中的一個開口部份中。在其它方面,也 可m構造,其中:將許多開口部份形成在閘極電 將與這些開口部份相通的_個開口部份形成在絕緣 :中’以及-個或更多電尤發射,份存在 中的開口部份。 ’ 在場致發射元件中,可能將—電阻層(resistanceiayer)形 成在陰極電極與電子發射部份之間。在其它方面,當陰極 電極表面或陰極電極的邊緣部份對應於電子發射部份時, 那就是’當場致發射元件是—種平面式場致發射元件或邊 緣式場致發射元件時,陰極電極就可能具有一種三層結 構’該結構是由:一導電材料層,_電阻層以及對應於電 子發射部份之-電子發射層所構成。電阻層能夠穩定場致 發射元件的效能,因而能夠獲得均勻電子發射性質。適於 電阻層的材料包括··諸如碳切(Sic)的含碳材料;siN; 諸如非結晶矽的息導體材料,以及諸如:氧化釣(ruthenium -46- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮 4/6947
五、發明說明( 44 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :de,Ru〇2),氧化叙及氮化鋰的難熔金屬氧化物。藉 :射法,CVD方法或者鋼版印刷法,就能夠形成電阻‘。 '阻層的電阻値大約是1X105到ιχι〇7ω (歐姆),最好 幾ΜΩ(百萬歐姆)。 螂)取好及 在根據本發明的第一到第五構造之平板顯示器中,可f 將本發明的吸氣器配備在第二平板的有效場中。 阶 當將根據本發明的第一到第五構造之平板顯示器應用到 冷陰極場致發射顯示器時,第二平板的一般構造包括:一 種類型構造,其中將陽極電極形成在有效場内之基底的教 2表面上,並且將具有一種預定形式的螢光層形成在陽^ 電極上;以及另一種類型構造,其中將具有一種預定圖案 的螢光層形成在有效場内的基底上,並且將也會執行如金 屬背襯(methal backing)般的工作之陽極電極整個地形成在 螢光層和基底上。在前者類型中,可能將指引到陽極電極 的一種所謂金屬背襯層形成在螢光層上。在後者類型中, 也可旎將金屬背襯層形成在陽極電極上。陽極電極可能具 有一種構造,其中:以一種具有薄片形式之形式的導電材 料來覆盍有效場;或者是,其中:將諸多陽極電極單元當 作一組(set)加以配備,其中每個單元皆對應於一個或許多 電子發射區域。螢光層是以條帶或點狀之形式來形成。在 彩色顯示器中,以條帶或點狀之形式施以圖案設計且對應 於紅(R) ’綠(G)及藍(B)三原色(primary colors)的諸多螢 光層皆被交錯地安排。以條帶或點狀之形式呈現的諸多榮 光層皆與電子發射區域相對。可能將一黑色基體形成在彼 47 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明( 此鄰,<一螢光層與另一螢光層之間。在根據本發明的第 到第五構造的諸多平板顯示器其中任何一種顯示器中, 可把如本發明的吸氣器形成在一個部份中,該部份是:在 沒有形成螢光層的有效區域中,並且面對眞空層(譬如説, 在陽極電極上)。在第二平板的一種實用構造中,當將用來 改吾對比的黑色基體填滿兩個鄰近螢光層之間的空間時, 就可能將本發明的琢氨器與備在:黑色基體,或者定位在 黑色基體的陽極電極上。陽極電極可能是由··譬如説是一 種金屬薄膜,或者諸如IT〇(銦錫氧化物)的一種透明導電 材料所構成。 在根據本發明之平板顯示器或關於它的製造方法中,在 接近產生釋放氣體的一個部份處配備吸氧器,或者是閘極 電極或聚焦電極執行如吸氣器般的工作,使得這些吸氣器 的氣體捕獲功能得以有效地預防、壓力方面的增加,以及 在眞空層中的放電作用。 附圖概述 在下文中’將會參考諸多附圖加以説明本發明。 圖1^ ’ Γ%及顯示:本發明之吸氣器的概略構造。 圖I卢,及义匕都是:本發明之平板顯示器的概念圖。 圖ϋ及‘都是:用來顯示冷陰極場致發射元 件的諸多構造之概略側視圖,該元件作爲根據本發明的第 一構造之平板顯示斋的構成要素(constituent)。 圖,我0及4C都是:用來顯示冷陰極場致發射元件的 諸多構造之概略側視圖,該元件作爲根據本發明的第一構 裝--------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ 48 476947 第89123437號專利申請案 中文說明書修正頁(91年元月)
々年/月Γ曰 r.正補充 造之平板顯示器的構成要素。 部份側視圖 〇 部份側視圖 用來 用來 圖5A和5 B.都是:支撐基底等等之概略 說明製造在實例2中之平板顯示器的方法 圖6A和6B都是:支撐基底等等之挺略 說明製造在實例2中之平板顯示器的方法 圖7A和7B都是:支撐基底等等之概略部 說明製造在實例2中之平板顯示器的方法。 份側視圖 ,用來 圖8A,8B,8C及8D都是:基底等等之概略部份側視 圖,用來說明製造第二平板(陽極板)之方法的一個實例。 圖9是:在實例2中之-平板顯示器(冷陰極場致發射顯示 器)之一概略部份截面圖(Cr〇SS-Secti〇nal view)。 圖1 0是:一種概略的概念透視圖(perspective view),用 來顯示實例2之平板顯示器的第一平板和第二平板之一拆解 狀態。 圖11是:實例2之平板顯示器的第一平板和第二平板之一 概略的爆炸透視圖。 圖1 2 A和1 2 B都是:支撐基底等等之概略部份側視圖,用 來說明製造冷陰極場致發射元件的方法,該元件作為針斜 實例6之平板顯示器的構成要素。 圖13A和13B都是:支撐基底等等之概略部份側視圖,用 來說明製造冷陰極場致發射元件的方法,該方法作為針對 實例6之平板顯示器的構成要素。 -49-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公爱:) 476947 A7 發明說明( 圖U A和1、4 B都是:支撑基底筈 用來説明製…口 : 概略部份側視圖, 用來况月冷陰極場致發射元件的方法, (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 對實例7之平板顯示器,的構成要素。 乍局針 圖1 i夕',1\Β及H都是:用來顧;+杂 w 娜 木顯不在實例7中之吸翁器 的形成圖案之;^略部份側視圖。 、α : /: 圖l,r6 Α和i $ Β都是:支禮某盾签笔、 ,V w 叉得基辰寺寺<概略部份側視圖, 用來説明製造在實例8声之平板顯示器的方法。 圖,1々B及都是:用來顯示在實例1〇中之吸氣 器的形成圖案之概略部份側視圖。 圖_/和18β都是:支撑基底等等之概^ 用來説明製造在實例9中之平板顯示器的方法。 圖19Α和19Β都是:構成實例9之平板顯示器的電子發射 部份之替換形式(variams)的概略部份侧視圖。 圖2 0 A,2义B及2、&亡都是:構成實例9之平板顯示器的電 子發射部份之替換形式的概略部份側視圖。 圖2 1 A,2 ί 'β及2 概略地顯示:在實例9之平板顯示器 中的眞空層之壓,力分佈實例。 圖Α和2义_都是:支撑基底等等之概略部份側視圖, 用來説明製造在實例1 〇中之平板顯示器的方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖琴3是:支撑基底等等之概略部份截面圖,用來說明製 造在ί例1 1中之平板顯示器的方法。 圖穿暫是:一種特性曲線圖(characteristic diagram ),用來 説明一種結-铭合金的溫度與在平板顯示器中之一内部空間 中的眞空操作速率(vacuuming rate )之間的一種關係。 -50 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947 第89123437號專利申請案 中文說明書修正頁(91年元月) 發明説明( 圖25A是··支撐基底等等之概略部份截面圖,用來說明製 造在實例12.中之平板顯示器的方法,25b則是:諸多 閘極電極等等之概略饰局。 圖2 6 A 2 6 B,2 6 C及2 6 D都是:閉極電極的許多開口部 份之概略平面圖(plan view)。 圖2 7A和2 7B都疋·支禮基底等等之概田各部份側視圖,用 來說明製造在實例13的平板顯示器中之皇冠式場致發射元 件的方法。 圖8 A 2 8 B及2 8 C都疋·支撐基底等等之概略部份側視 圖’:用來說明製造在實例丨3的平板顯示器中之皇冠式場致 發射元件的方法。 曰圖29A是:、支撐基底等等之概略部份側視圖,而圖29b則 疋·支撐基底等等之部份被切除的概略透視圖,用來說明 製造在實例13的平板顯示器中之皇冠式場致發射元件的方 法。 圖30A,3GB及3GC都是:支轉基底等等之概略部份截面 圖,用來說明製造在實例14的平板顯示器中之扁平式場致 發射元件的方法。 圖3 1A ’ 3服31。都是:支撐基底等等之概略部份截面 圖,用來說明製造在實例15的平板顯示器中之扁平式場致 發射元件的方法。 · 圖32 A和32B都是:在實例16的平板顯示器中之平面式 場致發射元件的概略部份截面圖。 圖33是:在實例16的平板顯示器中之平面式場致發射元
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件之替換形式的概略部份截面圖。 圖34 Α和34Β分別是··支撐基底等等之概畋沾如八 & π守又槪略的邵份側視圖 和部份透視圖,用來說明製造在實例17的平板顯示器中之 火山口式場致發射元件的方法。 ' ° 圖35Α和川分毅:支撐基底等等之概略部份侧視圖和 部份透視圖’用來說明製造在實例17的平板顯示器中之火 山口式場致發射元件的方法。 圖36Α和遍分別是:支撐基底等等之概路的部份側視圖 和部份透視圖,用來說明製造在實例17的平板顯示器中之 火山口式場致發射元件的方法》 圖37Α和37Β都是:支撐基底等等之概略部份截面圖,用 來說明製造在實例17的平板顯示器中之火山口式場致發射 元件的方法。 圖38Α ’ 38Β及38C都是··支撐基底等等之概略部份截面 圖’用來說明製造在實例18的平板顯示器中 丁 I X·山口式場 致發射元件的方法。 圖39Α’39Β及39C都是:支撐基底等等之概略部份截面 圖,用來說明製造在實例19的平板顯示器中之火山口式場 致發射元件的方法。 工两 圖40Α和侧都是1轉基底等等之&略部份側視圖用 來說明製造在實例20的平板顯示器中之火山口式場致發射 元件的方法。 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
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圖41A和41B都是:支撐基底等等之,. 、 來說明製造在實例20的平板顯示器中之 i刀側視圖’用 元件的方法。 …人山口式場致發射 圖42A,㈣及42C都是:針對在實仙的平板顯示 之邊緣式場致發射元件而言’支撑基底等等之概略部 面圖。 圖43W43C都是··支撐基底等等之概略部 圖,用來說明製造邊緣式場致發射元件的方法。 圖44A和44B都是:支撐基底等等之概略部份側視圖,用 來說明製造在實例22的平板顯示g中之顯示於圖〇 賓特式場致發射元件的方法。 4 圖45W都是:支撐基底等等之概略部份側視圖,用 來說明製造顯*於圖47中的斯賓特式場致發射元件的方 法。 圖46A和46B都是:支撐基底等等之概峰部份側視圖,用 來說明製造顯示於圖47中的斯賓特式場致發射元件的方 法。 圖47是:斯賓特式場致發射元件之概略部份側視圖。 圖48A和48B顯* :用來形成圓錐形電子發射部份的機制 (mechanism) 〇 圖49A,49B及49C概略地顯* :對_種抗姓刻的選擇比 (selective ratio to a resist)與電子發射部份之高度和形式的 關係。 圖50A和50B都是:支撐基底等等之被略部份側視圖, -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱)
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線 476947 第89123437號專利申請案 中文說明書修正頁(91年元月) f B7 五 、發明説明(51 ) ^ 用來說明製造在實例2 3的平板顯示器φ、 射元件的方法。 賓特式場致發 圖5 1A和5 1B都是··支撐基底等等之概 來說明製造在實例23的平板顯示器中之部伤側視圖’用 元件的方法。 &心特切致發射 圖52A和52B都是··支撐基底等等之相 來說明製造在實例2 3的平板顯示器中之: <刀側視圖’用 ^ ° ’特式場致發射 圖5 3 A和5 3 B顯示:蝕刻中材料的 面輪廊(s Vi r f a c e profile)如何以怪定時間間隔(time period )來改; 圖54A和54B都是:支撐基底等等之椒 夂。 +、 & <慨略邵份側視圖,用 來說明製造在實例2 4的平板顯示器中之 ’ , 元件的方&。 $特式%致發射 圖55是:支撐基底等等之概略部份側 切側視圖,用來說明製 造在實例24的平板顯示器中之斯賓特★ p t 衣 f式%致發射元件的方 法。 圖56是:在實例25的平板顯示器中之斯賓特式場致 元件的概略部份側視圖。 用 圖57A和57B都是1撐基底等等之概略部份侧視圖 來說明製造實例2 5之斯賓特式場致發射元件的方、 用 圖58A和則都是:支撐基底等等之概略部二,視圖 來說明製造實例25之斯賓特式場致發射元件的方去。 用 圖59 A和59B都是:支撐基底等等之相 / 慨略邵份側視圖 -54· 476947 第89123437號專利申請案 中文說明書修正頁(91年元月)五、發明説明(52 來說明製造實例25之斯賓特式場致發射元件的、、 圖60A和60B都是:支撑基底等等之挺略部::視圖,用 來說明製造實例2 6之斯賓特式場致發射元件的方去 :6二61B都是:支撐.基底等等之觀略部::視圖,用 來說明製造實例26之斯賓特式場致發射元件的方法。 圖62是:支撐基底等等之概略部份側视圖,用來說明製 造在實例27的平板顯示器中之斯賓特式場致發射元件的方 法。 二Γ::當所有問極電極都是由—個薄片狀電極構成 層所構成時,平板顯示器之—驅動電路的—個實例。二所有陰極電極都是由一個薄片狀電極構成 層所構成時,平板顯示器之-驅動電路的—個實例。 圖65是:平板顯示器之概略部份側視圖,其中隔著直办 層而將聚焦電極配備在閘極電極之上。 …二 圖66是:一種傳統平板顯示器的概念爆炸圖。 :67顯示:在顯示於圖66中之-傳統第-平板中的諸多 裝 訂 構成要素(elements )之概略怖局 圖㈣略地顯示:當從—種傳統平板顯示器中之一電子 =邵份釋放氣體分子時,在真空層中之壓力分佈的—個 實施例之描械_ · 線 -55 - Η張 家標準 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 /0^47 A7 ^^ ------------- 五、發明說明(53) 實例1與本發明的吸氣器和平板顯示器有關。將會參考圖 ΙΑ,1B及1C來説明本發明之吸氣器的構造。顯示於圖1A 中的吸氣器43A(將它指稱爲”第一類型吸氣器43a”)包 括:一支撑構件41,它是形成在一基質4〇上,並具有凸凹 表面;以及一氣體捕獲層42,它是順應支撑構件表面而形 成在支撑構件上。在實例〖中的支撑構件是由諸多半球形 矽粒子4 1 (對應於諸多近乎半球形矽粒子)所構成。圖丨b顯 不一種吸氣器43B(將它指稱爲,,第(二類型吸氣器438”), 它的支撑構件是由:形成在基質4〇上之一非結晶矽層44, 以及形成在非結晶矽層4 4上的諸多半球形矽粒子4丨所構 成。當直接在基質40之表面上生長由諸多半球形矽粒子所 構成的支撑構件是挺困難的時候,非結晶矽層44適合使矽 籽晶(晶核)容易形成,以促進半球里梦粒子41的生長。在 顯示於圖1C中的吸氣器43C(將它指稱爲,,第三類型吸氣器 43 C”)中,支撑構件是由一種多孔材料構件45所構成。在 第一類型,第^類型及第g類型吸氣器43A,436及43(: 其中任何一種吸氣器中,在和一種氣體捕獲層具有平坦表 面的情形比較時,氣體捕獲層42的表面積就會增加,使 得:氣體捕獲層42能夠有效地捕獲存在於外部環境中的釋 放氣體。本發明的第一類型,第二類型或第三類型吸氣器 4 3 A,4 3 B或4 3 C可能應用到:本發明的平板顯示器,以 及根據本發明的第一和第二構造之平板顯示器;進而也可 能應用到陰極射線管。 圖2A,2B及2C顯示:本發明之平板顯示器的諸多概略 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) AW ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^/6947 A7 〜------B7 _ τ 54 五、發明說明() 構造實例。在顯示於圖2A的平板顯示器中,第一平板Pi* 第二平板Pa隔著眞空層VAC彼此相對,配備安排有像素的 兩個有效區域EF1*EFS,以及將用來維持眞空層VAC之 眞2度的吸氣器配備在第一平板Ρι的有效區域。第 一平板P:和第二平板Pa則是透過密封構件(seal member )S 加以彼此接合在它們的周界部份中。在顯示於圖2 B中的平 板顯示器中,將用來維持眞空層VAC之眞空度的吸氣器配 備在第二平板1>2的有效區域EF2中。在顯示於圖2C的平板 顯示器中,將用來維持眞空層VAC之眞空度的吸氣器配備 在·第一平板Pi的有效區域EFi,以及第二平板p2的有效 區域EF2中。若第一平板Pl和第二平板p2分別是:冷陰極 場致發射顯示器的陰極板和陽極板;則可能將吸氣器配備 在:陰極電極,陽極電極或兩者中。 密封構件s可能是一種黏附層(adhesive layer),或者可能 是由諸如玻璃或陶堯之絕緣剛性材料(rigid material)所組 成的框架與黏附層的一種組合。當使用框架與黏附層的一 種組合時,在和一種單獨使用黏魄層的情形比較時,藉由 選擇適當的框架高度,就能夠確保兩個面對平板之間的長 距離。雖然熔解玻璃(frit glass)通常被使用於黏附層,但 是可能使用一種具有120到4〇〇之熔點的低熔點(l〇w_ melting)金屬材料。低熔點金屬材料包括:銦(in,熔點: 157°C);含銦-金合金的低熔點合金;諸如“μα。〆熔 點:220到370。〇和Sn95Cu5(溶點:227到37(rc)的含錫 (Sn)高溫焊料(Solders);諸如 pb97 5Ag25(熔點:3〇4τ),
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X --------I I I ·1111111 -------- (請先閱讀背面之注咅2事項再填寫本頁) -57- ^/6947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1、發明說明(
Pb94 5Ag5.5 (熔點:304 到 365 °C)以及 Pb97.5Agi.5Sni。(熔 點· 309 C)的含鉛(Pb)咼溫焊料;諸如Ζη95Αι5(熔點:380 C)的含鋅(Zn)鬲溫焊料;諸如Sn2pb98(溶點:316到322。(:) 的含錫·鉛標準焊料;以及諸如Au88Gai2(熔點:38rc)的 if接材料。所有的下標數儘(subseript vaiues )都顯示原子 百分率(atomic %)。 當將第一平板Pi,第二平板Pa以及框架加以接合時,可 能是同時將三個構件加以接合;或者是,可能在第一步驟 中預先將兩個平板其中之一和框赛力口以接合,並且可能在 第二步驟中將另一平板接合到框架。在一眞空容器中,當 同時將這三個構件加以接合,或者在第二步驟中將另一平 板接合到框架時;由第一平板Ρι,第二平板Pa以及框架所 包圍的芝間會同時隨著接合而成爲眞空層Vac。在其它方 面,由第一平板P!,第二平板I以及密封構件§所包圍的 空間,可能會在這三個構件被接合之後,再施以眞空操作 而形成眞空層。當在接合之後就實行眞空操作時,適於接 合操作之環境(atmosphere)可能是在大氣壓(atm〇sphede pressure)或減壓下;並且它可能是在:大氣(空氣環境), 或者包含氮氣或出現在周期表之第0族(group 0 )下之一氣 體(譬如説,氬(Ar)氣)的一種惰性氣體環境下。 當在接合之後就實行眞空操作時,能夠透過預先連接到 第一平板PiK/或第二平板Pa之一接頭管(未示出)來實行眞 空操作。一般説來,接頭管(tip tube)係由玻璃管所製成, 並且利用熔解玻璃或上述低熔點金屬材料,將它接合到· 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 58- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 -----B7 56 - 五、發明說明() 在第一平板Pi之一非有效場NEi(即:與執行顯示部份般之 工作的有效場EF !不同之一區域)中所形成之一貫通孔的周 界;及/或在第二平板P2之一非有效場NEW即:與執行顯 示4彳刀般之工作的有效% EF2不同之一區域)中所形成之一 貫通孔的周界。在眞空達到預定眞空度之後,譬如説,藉 由熱處理來激活氣體捕獲層或氣體捕獲材料,進而藉由熱 熔解(thermal fusion)來密封接頭管。 將會參考圖3A,3B,3C及3D來説明:根據本發明的第 一構造的諸多平板顯示器。爲簡化計,這些圖只顯示:諸 多冷陰極場致發射元件(在下文中,將它指稱爲,,場致發射 疋件”),以及在第一平板Pl之有效場EFi中所形成的吸氣 器。場致發射元件包括:形成在支撑基底1〇上之一陰極電 極1 1 ;形成在陰極電極1 1和支撑基底1〇上之絕緣層12 ; 形成在絕緣層1 2上之一閘極電極} 3 ;貫穿閘極電極丨3並 形成在絕緣層12中之一開口部份14 ;以及配備在定位於開 口邵份1 4之底端部份中的陰極電極丨丨上之一電子發射部份 1 5,1 5 A,1 5B或1 5 C。第一平板%具有配備在閘極電極 1 3上之一吸氣器。雖然在諸多附圖中顯示第二類型吸氣器 43B,但是可能會使用第一類型吸氣器43A或第三類型吸 氣器4 3 C。顯示於圖3 A中的場致發射元件是一種所謂的斯 賓特式場致發射元件,並且具有圓錐形電子發射部份15。 顯不於圖3 B中的場致發射元件是一種皇冠式場致發射元 件’並且它具有皇冠形電子發射部份15八。顯示於圖3C中 的場致發射元件是一種扁平式場致發射元件,並且它具有 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 ______B7_____ 57 五、發明說明() 扁平形電子發射部份15B。電子發射部份15B是由一種具 有的電子發射效率比一般難熔金屬還高的材料所組成;儘 管它是扁平形,仍然可獲得足夠的已發射電子流。並且, 顯示於圖3 D中的場致發射元件是一種平面式場致發射元 件,而在開口部份1 4之底端部份中的陰極電極1 1之曝光部 份則是對應於電子發射部份1 5 C。 在下文中,將會參考圖4A,4B及4C來説明:根據本發 明的第一構造的其它平板顯示器。爲簡化計,圖4 A到4 C 只顯示:諸多場致發射元件(邊緣式場致發射元件),以及 在第一平板Pi之有效場EFi中所形成的吸氣器。在這些圖 中,場致發射元件包括:形成在支撑基底10上並覆蓋電子 發射層111之一絕緣層;形成在絕緣層上之一閘極電極 1 3 ;貫穿閘極電極1 3和電子發射層111,並且形成在絕緣 層中之一開口部份1 4 ;以及由電子發射層111的那個邊緣 部份111 A所構成之一電子發射部份,該部份係曝光在開口 部份1 4之一側壁表面上。第一平板p 1進一步具有:配備在 閘極電極1 3上之一吸氣器。雖然圖4 A到4 C顯示第二類型 吸氣器43B,但是可能會使用第一類型吸氣器43A或第三 類型吸氣器4 3 C。在顯示於圖4 A的場致發射元件中,絕緣 層是一種單層絕緣層12,並且型成電土發射層1 i丨而與支 撑基底1 0接觸。在顯不於圖4 B中的場致發射元件中,絕緣 層包括:形成在電子發射層111之下的下絕緣層1 2 A,以及 形成在電子發射層111上的上絕緣層1 2 B ;而開口部份1 4 則不但穿過上絕緣層1 2 B而形成,並且爲了去除部份的下 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝---11--丨訂·-----I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) /〇^47
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 絕緣層12A而形成。在顯示於圖4(:中的場致發射元件中, 絕緣層包括:形成在電子發射層1U之下的下絕緣層i2A, 以及形成在電子發射層U1上的上纟邑緣層12B ;而第一閘極 電極13A則進一步形成在下絕緣層12A之下,並且曝光在 開口部份1 4之一底端部份中。並且,將第二閘極電極丨3 b 形成在上絕緣層12B上。第一閘極電極13A適於形成接近 私子發射層111之邊緣邵份111A的一種較高強度電場。邊 緣冲伤111A對應一電子發射部份,並且突出穿過開口部份 14之侧壁表面。稍後將會討論其它型式的場致發射元件。 實例2 實例2與根據本發明的第一構造之製造方法以及藉由上述 製造方法所獲得之根據本發明的第一構造之平板顯示器有 關。圖 5A,5B,6A,όΒ,7A,7B及 8A 到 8D顯示:具 有顯示於圖3 Α中之斯賓特式場致發射元件的一種平板顯示 器(冷陰極場致發射顯示器)之製造方法的諸多步驟,該顯 示器作爲根據第一構造的平板顯示器之一典型實例;而圖 9則顯示:平板顯示器的一般繪圖。圖1 〇顯示:平板顯示 器的一種概略的爆炸概念透視圖。圖i i顯示:平板顯示器 的一種概略的爆炸透視圖。 在實例2中的製造方法中,將顯示於圖1 b中的第二類型 吸氣器4 3 B當作二特例使用。可能以第一類型吸氣器4 3 A 或第三類型吸氣器43C來代替第二類型吸氣器43B。爲簡 化計’圖5 A,5 B,6 A,6 B,7 A及7 B只顯示:場致發射 元件,以及配備在第一平板p i之有效區域中的吸氣器。並 -61 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ----— — — — — — in —---訂---— — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947
且,在圖6A,6β,7A及7B中,每個閘極電極都顯示有一 個開口邵份和一個電子發射部份。 用來製造斯賓特式場致發射元件的方法基本上是:一種 藉由垂直沉積金屬材料來形成圓錐形電子發射部份丨$的方 法。那就是’諸多汽化(vap〇rized)粒子會垂直地進入開口 邵份I4。藉著利用在開口部份M之邊緣部份附近所形成的 一種碜垂沉積物(overhanging dep〇sh )之屏蔽效應(shielding effect),到達開口部份14之底端部份的汽化粒子,在數量 上會逐漸減少;藉以用一種自對準(self-aligned)方式來形 成如圓錐形沉積物的電子發射部份15。在下文中,參考: 顯示支撑基底等等之概略部份側視圖的圖5 a,5 B,6 A, 6B,7A及7B,以及顯示第二平板h之基底等等之概略部 份截面圖的圖8A到8D ;將會略述用來製造具有斯賓特式 場致發射元件之,平板顯示展的方法,該方法是基於一種預 先將剝離層(peel layer) 1 8形成在閘極電極1 3上,以使它容 易地去除不需要之懸垂沉積物的方法。 [步驟200] 首先’將適於陰極電極的一種由絡(chromium )所組成的 大約0.2微米(Am)厚導電材料層形成在··由譬如説是玻璃 基底所製成的支撑基底1 〇上。根據石版印刷術(lithography ) 及蝕刻法,將導電材料層以條帶之形式施以圖案設計,以 便形成陰極電極11。然後,將絕緣層12形成在陰極電極η 和支撑基底10上。在本實例中,譬如説,藉由一種使用四 乙氧基矽烷(tetraethoxysilane,簡稱TE0S )作爲來源氣體的 -62- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------- ·裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7
476947 A7 B7 61 發明說明( 表2 [針對形成籽晶的條件1
Si%流率
He流率 壓力 籽晶形成溫度
20 SCCM
30 SCCM 1.33 xl(T3帕(Pa)
560〇C (锋先閱讀背面之注意
[步驟210J 然後’藉由照相石版印刷術(photolithography ),將姓刻 罩幕(etching mask)EM形成在吸氣器形成層43上;並且隨 著使用蝕刻罩幕EM,藉由反應式離子蝕刻法(reactive i〇n etching),將吸氣器形成層43和適於閘極電極之導電材料 層1 3 ’施以圖案設計,藉以能夠形成閘極電極1 3,它使第 二類型吸氣器43B形成在它的表面上(參看圖5B)。 [步驟220] 經齊邛 然後,去除蝕刻罩幕E Μ,並且將新蝕刻罩幕e Μ形成在 第二類型吸氣器4 3 Β和絕緣層1 2上。隨著使用触刻罩幕 ΕΜ,連續地蝕刻:第二類型吸氣器43Β,閘極電極13以 及%緣層1 2 ;以便形成具有曝光在其底端部份中之陰極電 極1 1的開口部份1 4。藉由采應式離子蝕刻法,就能夠將開 口部份形成在第三類型吸氣器43Β和閘極電極13中;並且 利用一種緩衝(buffered)氫氟酸水溶液,藉由濕式蝕刻操作 (wet etching),就能夠將開口部份形成在絕緣層12中。絕 緣層12的蝕刻會各向同性地進行,使得:容許開口部份14 64- 476947 A7 B7 62 \ 五、發明說明() (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 的側壁表面退縮在閘極電極1 3之一末端部份之後,如圖6 A 中所示。基於蝕刻時間間隔的長度,就能夠控制在這種情 形下的退縮量(recess amount)。這樣一種型式的開口部份 1 4對於增加在開口部份1 4中的電場強度而言是有利的。 [步驟230] 然後,去除蝕刻罩幕E Μ,並且將銘傾斜地沉積在整個表 面上,以形成一剝離層1 8,如圖6 Β中所示。在這種情形 下,將相對於支撑基底1 0的法線(normal)之一足夠大的汽 化粒子入射角加以設定,藉以能夠將剥離層1 8形成在第二 類型吸氣器43B和絕緣層12上而幾乎不會將铭沉積在開口 邵份1 4的底端部份中。剥離層丨8從開口部份丨4的開放邊 緣郅份延伸好像屋簷一般;藉此,開口部份i 4在直徑方 面,實質上有所減小。 [步驟240] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 然後,譬如説,將鉬(Mo)垂直地沉積在整個表面上。在 這種情形下’隨著將具有懸垂形式之一電子發射部份形成 層1 9生長在剥離層1 8上,開口部份1 4的實質直徑會逐漸 減小,使得:適於沉積在開口部份丨4之底端部份中的汽化 粒子會逐漸地被限制成爲經過開口部份丨4之中心的粒子。 結果疋,如圖7 A中所示,將圓錐形沉積物形成在定位於開 口部份14之底端部份中的陰極電極"上,而該圓錐形沉積 物則構成電子發射部份i 5。 [步驟250] 然後,利用一種磷酸水溶液,將剝離層i 8和電子發射部 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 63 " ' · 五、發明說明() 份形成層1 9 一起去除,藉以能夠完成如圖7 B中所示的斯賓 特式場致發射元件。 [步驟260] 將具有大量形成的這些場致發射元件之第一平板(陰極 板)P 1以及第二平板(陽極板)P 2加以組合,藉以能夠獲得 平板顯示器。明確地説’提供一種由譬如説是陶資或破璃 所製成的大約1毫米(mm )'K框架24 ;譬如説,利用熔解 玻璃來將框架24,第一平板?丨以及第二平板ρ2加以接合, 進而使熔解玻璃乾燥,然後接著是:在大約450。〇下,將 熔解玻璃加以煅燒或燒結長達1 0到3 0分之久。然後,將平 板顯示器的内部空間施以眞空攝作,直到它具有大約丨〇 -4 帕(P a)的眞空度爲止;然後,譬如説,藉由熱處理來激活 氣體捕獲層(氣體捕獲材料)。然後,藉由一種適當的方法 來密封接頭管17。在其它方面,框架24,第一平板Pi以及 第二平板Pa可能會在高眞空環境中加以接合。在其它方 面,對平板顯示器的某種結構而言,可能將第一平板?1和 第二平板P2加以接合而沒有框架。 參考圖8A到8D,將會説明來製造第二平板匕之方法的 一個實例於下。首先,準備發光晶體粒子(light_emitting crystal particles)之一合成物。譬如説,將一種分散劑 (dispersing agent)分散於純水中,並且用均勻混合器 (homomixer),以3000 rpm (每分鐘轉數)來攪拌分散劑達1 分鐘之久。然後,將發光晶體粒子倒在具有分散劑的純水 中,並且用均勻混合器,以5〇〇〇 rpm來攪拌混合物達$分鐘 -66- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· ·_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 斗76947 A7 ---- B7 ' — - " - —- — 五、發明說明() 之久。然後,譬如説,增加聚乙晞醇(polyvinyl alcohol)和 重鉻酸铵鹽(ammonium bichromate ),進而將混合物完全地 攪拌和過濾。 在製造第二平板P2中,將一光敏薄膜25形成(敷塗)在由 譬如説是玻璃所製成之基底20的整個表面上。將光敏薄膜 25曝露於來自一光源(未示出)並通過形成在罩幕28中之一 開口 2 9的光線中,以便形成一曝光區域2 6 (參看圖8 A )。 然後,藉由顯影來選擇性地去除光敏薄膜25,以便將光敏 薄膜之剩餘部份2 7 (已曝光和顯影的光敏薄膜)保留在基底 20上(參看圖8B)。然後,將一種碳塗_(carb〇I1 agent)[碳 稀泥(carbon slurry)]敷塗在整個表面上,並且使敷塗碳塗 劑乾燥,進而加以煅燒或燒結。然後,藉由一種隆起法來 去除光敏薄膜之剩餘部份2 7以及在其上的碳塗劑,以便將 一種由碳塗劑所組成的黑色基體2 2形成在已曝光基底2 〇上 (參看圖8 C )。然後,將紅,綠及藍色螢光層2 1形成在已曝 光基底20上(參看圖8D)。明確地説,從諸多發光晶體粒子 (勞光粒子)中準備發光晶體粒子的諸多合成物。譬如説, 將紅色發光晶體粒子之一光敏合成物(螢光材料稀泥)敷塗 在整個表面上,接著是曝光和顯影。將綠色發光晶體粒子 之一光敏合成物(螢光材料稀泥)敷塗在整個表面上,接著 是曝光和顯影。並且,將藍色發光晶體粒子之一光敏合成 物(螢光材料稀泥)敷塗在整個表面上,接著是曝光和顯 影。然後,藉由、赛射歲,將一陽極電極2 3形成在諸多螢光 層21和黑色基體22上。陽極電極23是由一種具有大約0.07 -67- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------ml 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947
發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 微米厚度的鋁薄膜所構成。兩者中擇其一地,冑由一種網 版印刷^或其同類者’就能夠形成每個螢光層2丄。 :了、見例2之平板顯示器的構造實例。雖然圖9顯 示、每行閘極%極1 3都有一個開口部份丨4和兩個電子發 射邛伤1 5,但疋斯賓特式場致發射元件的基本構造是如圖 F)fm^ ^ p ± ^ ^ ^ ^ # it # ^ 第平板P1(也稱爲陰極板)的有效場EF1中。第二平板 P2(也稱爲陽極板)包括:基底2G,根據就圖案而形成在 基底20上的二個螢光層21(螢光層21&,,21B),以 及> 成在一個螢光層21之整個表面上的陽極電極Μ。在彼 此鄰近心一螢光層2丨與另一螢光層2丨之間填滿黑色基體 2 2,以便改善對比。 圖顯示平板顯示器之一概念爆炸圖;^實例2的平板 •’’V、示器中第平板Pi(顯示板)和第二平板p2隔著眞空層 VAC彼此相對,並且透過框架以加以彼此接合在它們的周 界邺伤中。圖1 〇以截面線表示接合部份。第一平板p 1和第 ,平板P2中的每個平板大半係按照功能分類成··一個有效 f E F !或E F 2 (由斜線所指示),它會在其中安排像素,並執 行如一實際顯示部份般的工作;以及一個非有效場或 N E 2 L包圍有效場EF 1或EF 2 ’並且具有諸多用來選擇像 素的周邊電路等等。將供眞空操作用的其它貫通孔16配備 在非有效場NElf,並且將在眞空操作之後打算加以密封 的接頭管17連接到貫通孔16。眞空層VAC具有1〇.4到ι〇·6 帕(Pa)之數級的眞空度。 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) -68- /〇舛7 五、發明說明(66) 中所示,朝向四方形成:以條帶形式呈現的適於 陰極电極之導電材料層(適於陰極電極之導電材料層),以 及以條帶形式呈現的適於問極電極之導電材料層;其中這 些層的投射圖像彼此以直角交叉。在實例2中,將許多場 致發射元件安排在:以條帶形式呈現的諸多上述材料層之 投射圖像皆重疊的—個區域中。這樣—個區域對應於一個 像素’並且是-個電子發射區域。並且,通常將這些電子 發射區域安排在第一平板匕的有效場EFi中,以便形成一 種-,·隹矩陣。-個像素包括:適於陰極電極之導電材料層 以及適於閘極電極之導電材料層皆重疊的電子發射區域(且 有許多場致發射元件),以及面對電子發射區域的勞光層 21。譬如説,在有效場EFi和π:中,將以數十萬到數百 萬之數級計的這些像素,以一種二維矩陣的形式加以 排。 k控制電路30施加一相對負的電壓到陰極電極η,從掃 描電路31施加一相對正的電壓到閘極電極13,以及從加速 電源3 2施加比施加到閘極電極丨3的電壓還高之一正電壓到 陽極電極23。當這樣一種平板顯示器顯示圖像時,就會從 控制電路30輸入一控制信號到陰極電極n,以及從掃描電 路3 1輸入一掃描信號到閘極電極13。當閘極電極13和陰 極電極3 1輸入一:掃描信號到閘極電極i 3。當閘極電極η 和陰極電極11變成具有一種等於或高於某一臨限電壓 的電位差Δν時,電位差就會造成電場;並且基於該電 場,電子會由於量子隧道效應而從電子發射部份15的頂端 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) ._裝-----
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 69 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明( 發射出去。 、在實例2的平板顯示器中,明確地説,安排在列方向(χ 方向)的諸多電子發射區域都是在行方向(γ方向)連續地操 作。那就是,將來自掃描電路3丨之一恆定電壓Vq連續地施 加到:形成閘極電極13而以條帶形式呈現之適於閘極電極 的導%材料層。另一方面,將來自控制電路的一種 G [ V C-MAX到VC.MIN] ( < V G )的電壓施加到:形成陰極電極 11而以條帶形式呈現之每個適於陰極電極的導電材料層。 ,施加黾壓V G而以條帶形式呈現之適於閘極電極的導電材 料層和施加Vc-MAX到VC_MIN的電壓而以條帶形式呈現之適 於陰極電極的導電材料層皆重疊的一個區域中,在(V。 時,電位差變成最大,從電子發射區域發射°出 去的電子數量就會變成最大;而電子則被吸引到陽極電極 2 3,因而與螢光層2 i碰撞。從加速電源3 2施加比施加到 閘極電極13的電壓還高之一正電壓到陽極電極23。結果 是,對應於這樣一個電子發射區域的螢光層變成顯示最高 冗度。另一方面,在(Vg_VC-MAX)時,電位差Δν變成最 :小,沒有電子會從電子發射區域發射出去,因而對應於這 樣一個電子發射區域的螢光層就不會發光。藉著將一種 V C-MAX到VC_MIN的電壓施加到每個適於陰極電極的導電材 料層,就能夠控制螢光層的亮度。 在具有上述構造的平板顯示器中,將第二類型吸氣器 43B配備:在第一平板Pl的有效場EFi中,説得更明確 些,在閘極電極13上;使得:對定位遍及有效場中的諸多 70- 太紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 -----------.AWI ^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · A7 ^— ---~ 五、發明說明() 3賓特式場致發射元件而言’能夠確保一種均勾的氣體捕 獲效果。在上述平板顯示器中,預防了電子發射部份的局 部放電和皇得,因而能夠獲得較長壽命且高品質圖像。 f例3 實例3是實例2之-替換形式。實例3與實例2不同,主要 是在於:形成諸多第三類型吸氣器43C,而每個吸氣器都 具有一種由多孔材料層45所構成的支撑構件。 除了使用ITO作爲適於陰極電極"之材料外,以和在實 例2之[步驟200]中相同的方式來實行··到形成適於問極電 極〈導電材料層13’爲止的諸多程序。然後,將吸氣器形成 層43形成在適於閘極電極之導電材料層13,上。吸氣器形 成層43包括:從下層那端起,由彡孔材料構件…斤構成的 支撑構件,以及形成在多孔材料構件45上的氣體捕獲層 42(參看圖1C)。在實例3中,譬如説,在3〇〇〇rpm下,藉 由一種自旋塗層法,將一種甲基矽氧烷溶液 (jnethyhiloxane soluti〇n)敷塗在整個表面上;並且將所獲 得的支撑構件形成薄膜施以在5〇〇。〇左右的煅燒或燒結, 以便形成由含氧化矽的乾凝膠所組成的多孔材料構件4 5。 然後,譬如説,藉由濺射法或CVD方法,將由鈦(丁丨)所組 成的氣體捕獲層42形成在多孔材料構件以上。表3顯示: 針對藉由CVD方法來形成由鈦(Ti)所組成的氣體捕獲層42 之一條件的一個實例。除了使用鎢來形成電子發射部份15 外,旎夠以和在實例2中相同的方式來實行其後出現的諸 ^程序。在實例3中,也能夠構成顯示於圖9到丨丨中的平板 -71 - 太紙張尺度適用中國國象標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -----------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 69 —五、發明說明() 顯示器。 表3
[針對形成由鈦(Ti)所組成之氣體捕獲層的條件] 化學蒸汽沉積(CVD)裝置 磁場處理微波等離子體CVD裝置 TiCl4 15 SCCM 氏流率 50 SCCM Ar流率 43 SCCM 壓力 0.3 帕(Pa) 微波功率 2.0 kW (2.45 GHz) 形成溫度 420〇C -----------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實例4 實例4是實例3之一替換形式。實例4與實例3不同,主要 是在於:利用相位分離法來形成多孔材料構件4 5。在形成 多孔材料構件45的步驟中,首先,譬如説,以一種四乙氧 基石夕燒/三曱氧基硼酸(TEOS / trimethoxyboric acid )重量比 爲10/3的方式,將四乙氡基矽烷/三甲氧基硼酸溶解於乙 醇(ethanol)中;並且在大約3000 rpm下,藉由一種自旋塗 層法,將乙醇溶液塗在整個表面上。然後,將所獲得的支 撑構件形成薄膜施以短暫的在200 °C左右的煅燒或燒結, 以便去除包含於溶液中的有機物質。並且,藉由相位分離 -…… ‘、一 法,將該薄膜進一步施以主要的在500 °C左右的煅燒或燒 結,以便得到一種狀態,其中:氧化棚(boron oxide)的細 -72- 六、a «士㈤師它提規格(210x 297公釐) 訂: 476947 A7 B7 五、發明說明( 微粒子都被沉澱在硼矽酸鹽破璃中。炊接 …、佤,貫行利用埶 來蝕刻;藉此,只有氧化硼的細微粒子才會被溶解和 除,因而獲得由硼矽酸鹽破璃所組成的多孔材料構件45 能夠以和在實例3中相同的方式來實行其後出現的程序5 : 在實例4中,也能夠構成顯示於圖9到i i中的平板顯示如 實例 5 ^ ^ ° 實例5是實例3之另一替換形式。實例5與實例3不同,主 要是在於:藉由蝕刻操作來去除一種具有相對高蝕刻速 的成份,因而形成多孔材料構件45。在形成多孔材料構件 45的步驟中,首先,譬如説,以一種TE〇s(四乙氧基矽 烷)/甲基二甲氧矽烷(methyltrimeth〇xy §11时幻重量比爲 10/4的方式,將TEOS和甲基三甲氧矽烷溶解於乙醇中· 並且在大約3000 rpm下,藉由一種自旋塗層法,將乙醇溶 液塗在整個表面上。然後,將所獲得的支撑構件形成薄膜 施以在20(TC左右的烺燒或燒結,以便去除包含於溶液中 的有機物質。在這種情形下所獲得的支撑構件形成薄膜 中,源自TEOS之氧化矽和源自甲基三甲氧矽烷之氧化矽都 會同時存在。然後,利用一種1%的氫氟酸水溶液來實行姓 刻操作;藉此,藉由蝕刻操作來去除具有相對高蝕刻速率 的源自甲基三甲氧矽烷之氧化矽,因而能夠獲得源自 <氧化矽的多孔材料構件45。能夠以和在實例3中相同的 万式來實行其後出現的程序。在實例5中,也能夠構成顯 不於圖9到11中的平板顯示器。 實例6 ------------裝·— (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁} ιδτ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -73 A7 五、發明說明( 實例6與根據本發明的 、 製造方法所獲得之根冓1万法以及藉由上述 關。在下文中發明的第二構造之平板顯示器有 明實例6。 會參相12A,12B,13A及13B來説 [步驟600] 以和在實例2之[步驟2〇〇]中相同 絕緣層12爲止的諸多游&处〜 只订幻形成 . 19 μ 堵夕程序。然後,將一閘極電極13形成在 上。閘極電極㈣夠藉由··形成適於間極電極之 材料層13 ’並且利用㈣法等等,將導電材料層π 她以圖案設計來形成,如在實例2中所描述的;或者是, 能夠利用網版印刷法而以條帶之形式來直接形成。然後, 説’利用C VD方法,將一種由Si〇2所組成的大約}微米 厚第二絕緣層46形成在閘極電極13和絕緣層12上。並 且,藉由濺射法,將一種大約〇 〇7微米厚TiN層形成在第二 絕緣層46上的整個表面上,以便形成適於聚焦電極之導電 材料層(適於聚焦電極之導電材料層。並且,以和在實 例2 <[步驟200]中相同的方式,將一吸氣器形成層43形成 在適於聚焦電極之導電材料層47,上(參看圖12A)。 [步驟610] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後,如圖12B中所示,將吸氣器形成層43以及適於聚 焦電極之導電材料層47,施以圖案設計,藉此能夠形成聚焦 電極47,它會使第二類型吸氣器43B形成在關於它的上表 面上。譬如説,透過一種蝕刻罩幕(未示出),藉由蝕刻吸 氣器形成層43以及適於聚焦電極之導電材料層47,來實行 74- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947 A7 B7 五、發明說明( 圖案設計。 [步驟620] 然後,如圖似中所示,將第二絕緣層46,閘極電極13 以及絕緣層12施以圖案設計,以便形成開口部份η,它奋 使陰極電極11曝光在關於它的底端部份中。譬如説,透^ 一種触刻罩幕(未示出),藉由㈣第二絕緣層46,間極電 極13以及絕緣層12,就能夠形成開口部份14。在這種情 形下’在氷焦電極4 7中所形成之開口部份的内側實行上述 圖案設計,藉此能夠容許聚焦電極47之末端部份從閉極電 極13之末端部份退縮。原本提供聚焦電極47只是校正與陰 極電極11垂直的方向偏離非常大的電子路徑;然而當聚= 電極47之開口直徑太小時,場致發射元件之電子發射效率 可能會減少。尤其最好是’由於只有必要的聚焦效應才會 產生而/又有妨礙到私子發射,故而如上所述,聚焦電極4 7 之末端部份會從閘極電極13之末端部份退縮。 [步驟630] 然後,貝行與實例2之[步驟230]到[步驟250]類似的諸多 步驟,以便將一圓錐形電子發射部份丨5形成在陰極電極工i 的個#伤中,该邵份被定位於開口部份1 4之底端部份 中,並且,在一種各电同性辞刻條件下,容許在絕緣層12 和第二絕緣層46中所形成的開口部份1 4之一側壁表面加以 退縮’藉此能夠完成顯示於圖丨3 B中的場致發射元件。並 且,實行與實例2之[步驟26〇]類似的步驟;藉此,在實例 6中,旎夠獲得一種與實例2中所説明之一顯示器類似的平 75 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 裝 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇V47 A7 " ------B7_;____ 五、發明說明(73) 板顯不詻。在這樣一種平板顯示器中,已發射電子之路徑 的會聚疋有改善,並且在諸多像素之間的光學♦擾會因此 減y 使彳于·藉由更精細地劃分每個像素,就能夠獲得 較咼精細度的顯示螢幕。可能以第一類型吸氣器43a或第 '二劈型吸氣器4 3 C來代替第二類型吸氣 器 43B。 實例7 實例7與根據本發明的第三構造之製造方法以及藉由上述 製造方法所獲得之根據本發明的第一構造之平板顯示器有 關。將會參考圖1 4 A和i 4 B來説明實例7於下。 [步驟700] 以和在實例2之[步驟2〇〇]中相同的方式來實行:到形成 絕緣層1 2爲止的諸多程序。如圖丨4 a中所示,然後,將一 閘極電極1 3形成在絕緣層i 2上。閘極電極丨3能夠藉由: 形成適於閘極電極之雙電材料層I3,,然後再根據蝕刻法等 等’將導電材料層1 3 ’施以圖案設計來形成,如在實例2中 所描述的;或者是,它也能夠利用網版印刷法而以條帶之 形式來直接形成。 [步驟710] 如圖14B中所示,然後,將第二類型吸氣器43B形成在 閘極電極1 3上。可能藉由;一種只有在閘極電極丨3上才能 夠形成第二類型吸氣器43B的方法;或者是藉由:一種在 整個表面上形成吸氣器形成層43,進而將吸氣器形成層43 施以圖案設計的方法來形成第二類型吸氣器4 3 B。由於能 夠以和在實例2之[步驟220 ]到[步驟260 ]中相同的方式來 -76- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(74) 實行其後的諸多程序,故而將關於它的詳細説明加以省 略。在實例7中,也能夠構成顯示於圖9到1 1中的平板顯示 器。 圖1 5 A到1 5 C顯示:已形成吸氣器的三種圖案。圖丨5 a 顯示:定位在閘極電極丨3上,並且延伸在絕緣層丨2上的第 二類型吸氣器43B。圖15B顯示··定位在彼此鄰近之一閘 極電極1 3與另一閘極電極i 3之間的絕緣層丨2上的第二類 型吸氣器43B。圖i5C顯示:形成在閘極電極13和絕緣層 12上的整個表面上的第二類型吸氣器43B。作爲一種吸氣 器’可能以第一類型吸氣器43A或第三類型吸氣器43C來 代替第二類型吸氣器4 3 B。雖然顯示於圖丨5 c中的吸氣器 圖案是一種能夠得到吸氣器之最大有效區域的圖案,但會 要求支撑構件具有電絕緣性質,以預防兩個鄰近閘極電極 13之間的短路。具有電絕緣性質的支撑構件包括:由一電 、’、巴、彖材料所構成的一結構;一多晶梦層(p〇ly^ystaiHne silicon layer)和近乎半球形矽粒子;由一電絕緣材料層所 組成之一多孔材料構件4 5 ;以及形成在一電絕緣材料層上 之一導電多孔材料構件4 5。在根據本發明的第三構造之製 造方法中,閘極電極是在一步驟中形成的,而吸氣器則是 在另一步驟中形成的,因此可以將它説成是:閘極電極13 心圖案與吸氣器之圖案彼此不同的一個實例,而它則更有 效地利用根據第三構造之製造方法的特性。 實例8 ) 實例8與根據本發明的第四構造之製造方法以及藉由上述 -77- 本紙張尺度適用中國國篆標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) ------------裝--- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) · /0947 /0947 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明( 製造方法所獲得之根據 —^ ^ ^ ^ 關。將會參考圖16A和二:顯示器有 異。 6 A和1 6B,只説明實例8與實例6的差 [步驟800] 冰一在實例6之[步驟600 ]中相同的方式來實行:到形成 絕緣層46爲止的諸多程序。然後,將-聚焦電極47形 $在弟二絕緣層46上(參看圖16A)。聚焦電極47能夠藉 、、二:成通於聚焦電極之導電材料層47,,然後再利用蝕刻 法等等,將導電材料層施以圖案設計來形成,如在實例 6中所描述的;或者是,它也能夠利用網版印刷法而以條 帶之形式來直接形成。 [步驟810] 如圖16B中所示,然後,將第二類型吸氣器43B形成在 水二、%極4 7上。此夠藉由:一種只有在聚焦電極* 7上才能 夠選擇性地形成第二類型吸氣器43B的方法;或者是藉 由:一種在整個表面上形成吸氣器形成層43,進而將吸氣 器形成層43施以圖案設計的方法來形成第二類型吸氣器 43B。由於能夠以和在實例6之[步驟62〇]到[步驟63〇]中相 同的方式來實行其後的諸多程序,故而將關於它的詳細説 明加以省略。在實例8中,也能夠構成與描述於實例6中之 顯示器類似的平板顯示器。 圖17A到17C顯示:已形成吸氣器的三種圖案。圖17八 顯示:定位在聚焦電極47上,並且延伸在第二絕緣層46上 的第二類型吸氣器43B。圖17B顯示:定位在彼此鄰近之 78- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------·裝--------訂---------&WI (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 76 五、發明說明( 一聚焦電極4 7與另一聚焦電極4 7之間的第二絕緣層4 6上 的第二類型吸氣器43B。圖17C顯示··形成在聚焦電極47 和弟一絕緣層46上之整個表面上的第二類型吸氣器43B。 作爲一種吸氣器,可能以第一類型吸氣器43A或第三類型 吸氣器4 3 C來代替第二類型吸氣器4 3 b。雖然顯示於圖 17C中的吸氣器圖案是一種能夠得到吸氣器之最大有效區 域的圖案’但會要求支撑構件具有電絕緣性質,以預防兩 個鄰近聚焦電極4 7之間的短路。具有電絕緣性質的支撑構 件包括:由一電絕緣材料層所構成之一結構;一多晶矽層 和近乎半球形矽粒子;由一電絕緣材料層所組成之一多孔 材料構件45 ;以及形成在一電絕緣材料層上之一導電多孔 材料構件45。在根據本發明的第四構造之製造方法中,聚 焦電極47是在一步驟中形成的,而吸惠器則是在另一步驟 中形成的,因此可以將它説成是:聚焦電極47之圖案與吸 氣,之圖案彼此不同的一個實例,而它則更有效地利用根 據第四構造之製造方法的特性。 實例9 實例9與根據本發明的第五構造之製造方法以及藉由上述 製造方法所獲得之根據本發明的第三構造之平板顯示器= 關。在實例9中,至少一部份的閘極電極是由一種氣體捕 獲材料所組成。明確地説,實例9使用一種锆_鋁合金二卜 A1合金)作爲構成閘極電極113的一種氣體捕獲材料,= 極電極113則具有一種單層結構。在下文中,將會表 1 8 A和1 8B來説明實例9。 曰/ 回 _裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -79 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 _ 77 五、發明說明() [步驟900] 首先’將以條帶形式呈現而由一種鈮(Nb)的導電材料層 所構成足一陰極電極丨丨形成在:由譬如説是玻璃所製成之 一支撑基底10上;必且將由Si02所組成之一絕緣層12形成 在整個表面上。並且,將以條帶形式呈現而由一種作爲氣 體捕獲材料之锆_鋁合金(Zr_A1合金)的導電材料層所構成 的閘極電極U3形成在絕緣層12上。譬如説,藉由:濺射 石版印刷術以及葬兔蚀刻法(dry etching method),就 月匕夠形成閘極電極i 13。然後,藉由一種RIE (反應式離子 蝕刻)方法,將一開口部份丨4形成在閘極電極i 13和絕緣層 1 2中’以便曝光在開口部份J 4之底端部份中的陰極電極 11(參考圖18A)。陰極電極11可能是一種單一材料層,或 者它可能是許多材料的一種堆疊。爲了抑制打算在稍後出 現之一步驟中形成的諸多電子發射部份之電子發射特性的 史動,陰極電極11的表面層部份能夠由:一種具有的電阻 率(electric resistivity)比形成剩锋部份之材料還高的材料所 組成。能夠將這樣一種陰極電極結構應用到其它實例中的 場致發射元件。 [步驟910] 其後,實行在實例2中之[步驟230]到[步驟250]中的諸多 程序’藉此能夠完成:具有顯示於圖i 8 B中之一結構的斯 賓特式場致發射元件。 圖19A,19B,20A,20B及20C顯示:閘極電極的諸多 替換形式。 -80- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) · _1 _1 ·1 n 1 1··· 着 ΙΗΒ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 五、發明說明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 顯示於圖1 9 A中的閘極電極並不是具有一種單層結構, 而是具有一種堆疊結構,該結構是由:一種諸如鎳(Ni)之 導電材料所組成的第一層113A,以及一種氣體捕獲材料所 組成的第二層113B加以構成的。第一層U3A可能是由一種 諸如玻璃的電絕緣材料所組成。然而,在這種情形下,第 二層113B就需要具有電導率。 顯示於圖19B中的閘極電極具有一種堆疊結構,該結構 是由:一種導電材料或氣體捕獲材料所組成的第一層 113A,一種電絕緣材料所組成的第二層U3B,以及一種氣 體捕獲材料所組成的第三層113C(氣體捕獲層)加以構成 的0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 顯不於圖2 Ο A中的閘極電極具有_種堆疊結構,該結構 疋由· 種導笔材料所組成的第一層113A,以及一種氣體 捕獲材料所組成的第二層i 13B加以構成的。與顯示於圖 1 9 A中的閘極電極不同,閘極電極具有一種結構,其中: 形成在第一層113 A中之開口部份1 4的上末端部份具有的開 口尺寸比關於它的下末端部份還小。當從電子發射部份1 5 發射的電子進入接近第一層113A之絕緣層12時,可能會從 絕緣層1 2的這樣一個部份來釋放氣體。在上述結構中,縱 使電子路徑朝向第一層113 A的内侧壁彎了過去,也會減少 電子與絕緣層12碰撞的風險,因此能夠預防從絕緣層12來 釋放氣體。 顯示於圖20B中的閘極電極也具有一種堆疊結構,該結 構是由··一種導電材料所組成的第一層113A,以及一種氣 -81 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947 A7 B7 五、發明說明( 79 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 體捕獲材料所組成的第二層U3B加以構成的。與顯示於圖 1 9 A中的閘極電極不同,閘極電極具有一種結構,其中: 形成在第一層113A中之開口部份! 4的上末端部份具有的開 口尺寸比關於它的下末端部份還大。 顯不於圖2 0 C中的閘極電極也具有一種堆疊結構,該堆 疊結構是由:一種導電材考所組成的第一層n3A,以及一 種氣體捕獲材料所组成的第二層丨13B加以構成的。與顯示 於圖1 9 A中的閘極電極不同,閘極電極具有一種結構,其 中.形成在第一層113A中之開口部份丨4的上末端部份具有 的開口尺寸比關於它的下末端部份還大;並且,第一層 113A的開口末端侧壁以第二層U3B覆蓋。在這樣一種結構 中’使得可作在閘極電極中之一電子路徑用的開口部份i 4 <開口末端側壁發生一種狀態,其中開口末端側壁全都以 一種氣體捕獲材料所組成的第二層113B覆蓋,使得:由於 和電子碰撞 < 一部份必然是由氣體捕獲材料所組成;故而 縱使電子與開口末端側壁碰撞,也沒有氣體從閘極電極釋 放。 在顯示於圖20 A到20C中的諸多閘極電極中,藉由最佳 化(^optimizing)針對蝕刻第一層113八之一條件,就能夠形 成第一層113A之傾斜式開口末端侧壁。 將會參考圖21A,21B及21C,更爲詳細地説明藉由包 含一種氣體捕獲材料所產生的閘極電極113之功能於下。 圖21A顯tf :當藉由電子與螢光層21碰撞而釋放氣體分 子等等,以增加接近螢光層2 1處的壓力達到大約i帕(p a) 丨寿裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -82- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚) -I ϋ ϋ ϋ - A7 五、發明說明(8〇) ^ 種壓力分佈之一實例。即使當接近螢光層2 1處釋放 =體分子等等以增加壓力時,釋放氣體分子等等也都會被 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I極%極113的氣體捕獲材料所捕獲。因此,眞空層的壓 踢朝向弘子發射部份i 5而減少;使得:預防了涉及釋放氣 奴刀子等等的局部放電等等問題,並且預防對電子發射部 份1 5的有害影響。 八圖顯示:當藉由電子與螢光層21碰撞而釋放的氣體 分子等等都到達電子發射部份15,因而造成打算從電子發 射邵份15釋放氣體分子等等時,一種接近電子發射部份15 處=力分佈之-實例。即使當在接近電子發射部份㈣ <一場所比中釋放氣體分子等等時,釋放氣體分子等等也 都會被閘極電極113的氣體捕獲材料所捕獲。在接近電子 發射4份1 5處之場所η !中的壓力因此會增加,譬如説是: 大、t 2 X 1 〇帕,然而不會將壓力增加得如此高而影響到 電子發射部份1 5。 、圖2^1=顯示:當藉由電子與螢光層21碰撞而釋放的氣體 刀子等等時,並且當藉由當從電子發射部份發射並朝向絕 緣層12分散的電子與絕緣層12之内壁表面&碰撞而釋放 氣體分子等等時,一種壓力分佈之一實例。即使當在絕緣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 層12之内壁表面I釋放氣體分子等等時,釋放氣體分子等 等也都會被閘極電極113所捕獲;因此壓力會增加,譬如 説是:大約2 X 1〇·3帕。並且,壓力朝向電子發射部份15 而減少,因而預防對電子發射部份15的有害影響。 實例10 曰 -83- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947
、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 實例1 〇與根據本發明的第二 述製:e方辛挤猶〜 的弟/、構仏心製造万法以及藉由上 /万,斤獲仵〈根據本發明的第四構造之平板顯示器 捕二ΐ實例10中,至少—部份的聚焦電極是由-種氣體 庐::成。明確地説,構成聚焦電極147的氣體捕 疋:種鲒·銘合金(ΖΜ合金)’並且聚焦電極147 二一種早層結構。在下文中,將會參考圖來 説明實例1 〇。 [步驟1000] ”以和在實例2之[步驟200]中相同的方式來實行··到形成 :緣層12 a止的諸多程序。然後,將—間極電極。形成在 、巴緣層12上。閘極電極13能夠藉由:形成適於閘極電極之 導%材料層1 3 ,然後再根據蝕刻法等等,將導電材料層 1 3她以圖案设計來獲得,如在實例2中所描述的;或者 是,它也能夠利用網版印刷法而以條帶之形式來直接形 成。然後,譬如説,利用CVD方法,將一種由Si〇2所組成 的大約1微米厚第二絕緣層46形成在閘極電極13和絕緣層 12上。並且,將以條帶形式呈現而由一種作爲氣體捕獲材 =〈結-鋁合金(Zr-Al合金)所詛成的聚焦電極147形成在 第二絕緣層46上。譬如説,藉由··濺射法,石版印刷術, 或者乾式蝕刻法,就能夠形成聚焦電極147(參看圖22A)。 [步驟1010] 然後,實行與實例6之[步驟620]到[步驟63〇]類似的諸多 步驟,藉此能夠完成:具有顯示於圖2 2 B中之一結棬的斯 賓特式場致發射元件。 -84- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 丨 —Aw ^ -1———訂—I----— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 忐夠形成聚焦電極147,以便具有:顯示於圖i 9 A, 19B ’ 20A ’ 20B及20C中的任何一種結構。 复例1 1 實例1 1與根據本發明的第七構造之製造方法以及藉由上 述製造方法所獲得之根據本發明的第五構造之平板顯示器 有關。實例11的平板顯示器I場致發射元件包括: (A) 佈署在一支撑基底1〇上,並且由一種電絕緣材料所 組成之一間隔層i 2, (B) 由種氣體捕獲材料層213A所構成之閘極電極213, i具有在其中所形成的許多開口部份214A,且至少其中一 部份是由一種氣體捕獲材料所組成;以及 (c)形成在支撑基底10上之一電子發射部份15c, 其中:將氣體捕獲材料層213 A加以固定,使它與間隔層 12的頂端表面接觸,並使開口部份214A定位在電子發射部 份15C之上。 α 利用種熱固黏著劑(譬如説,一種含環氧樹脂的黏著劑 (adhesive)),將氣體捕獲材料層213 a固定在間隔層的頂端 表面上。兩者中擇其一地,如在用來顯示支撑基底10之一 末端部份的概略部份截面圖之圖23中所顯示的,可能會使 用一種結構,其中:將以條帶形式呈現之氣體捕獲材料層 213 A的每個末端部份都固定在支撑基底1〇之周界部份上。 况知更明確些,譬如説,預先將突出部份216形成在支撑 基底10之周界部份中;預先將一薄膜217形成在突出部份 216的頂端表面上,該薄膜是由與來構成氣體捕獲材料層 -85- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —^--------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() 213 A之材料相同的材料所組成;進而在以條帶形式呈現之 氣體捕獲材料層213 A處在一種擴展狀態中的時候,利用雷 射(laser)將它焊接到薄膜217上。能夠和形成間隔層同時 地形成突出部份216。 作爲實例1 1中的氣體捕獲材料層213 A,使用一種堆疊結 構,該結構是由:作爲一種導電材料之鎳(Ni)所組成的第 一層,以及一種氣體捕獲材料所組成的第二層加以構成 的。氣體捕獲材料層213 A不應該受限於堆疊結構,因而它 可能具有-種單層結構。在這種情形下,適於氣體捕獲材 料層213A的諸多實例包括:鈦(Ti),諸如鈦_锆_釩-鐵 (Ti_Zr-V-Fe)合金的鈦合金,碳(c)以及鋇(Ba)。當將堆 疊結構使用作爲氣體捕獲材料層213八時,由於能夠將在陰 極電極211附近的眞空狀態維持在良好情況下,故而最好 是將由氣體捕獲材料所組成的第二層形成在陰極電極侧 上。那就是,最好是將在圖19八,2〇A,20B及2〇c中之 第一層113 A和第二層li3B的堆疊順序加以顚倒。 在實例11中,將平面式場致發射元件當作場致發射元件 使用。平面式場致發射元件包括··以條帶形式呈現之形成 在由譬如説是玻璃所製成之一支撑基底1〇上之一陰極電極 211 ;形成在支撑基底10和陰極電極211上之一絕緣層 12(對應於間隔層);以條帶形式呈現之形成在絕緣層 之一閘極電極213 ;以及穿過閘極電極213和絕緣層12所形 成之一開口部份214,它具有曝光在其中底端部份的陰極 電極211。陰極電極211朝向與圖23之紙面垂直的方向延 -86- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —^-------ml 裝—^—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --—--— R7____ 五、發明說明(84 ) 伸’而閘極電極213則是在圖23的紙面上向左和向右延 伸。陰極電極211是由路(c〇所組成,而絕緣層12則是由 sk)2所組成。在這種情形下,曝光在開口部份214之底端部 份中的陰極電極211的那個部份對應於電子發射部份, 並且對應於電子發激層。 將會説明用來製造在實例n中之場致發射元件的方法之 一實例於下。 [步驟1100] 首先,將執行如電子發射部份15C般的陰極電極211形成 在支撑基底10上。明確地説,藉由濺射法,將適於陰極電 極之=鉻(c〇所組成的導電材料層形成在支撑基底1〇上, 並且藉由石版印刷術和乾式蝕刻法,將適於陰極電極之導 電材料層施以圖案設計,藉此能夠將以條帶形式呈現之由 導電材料層所組成的陰極電極211形成在支撑基底10上。 [步驟1110] 然後,藉由CVD方法,將由Si〇2所組成之一絕緣層i 2(對 應於間隔層)形成在整個表面上,明確地説,形成在支撑基 底10和陰極電極211上。兩者中擇其一地,可能藉由網版 印刷法而由一種玻璃免來形成絕緣層12。 [步驟1120] 然後,藉由石版印刷術和蝕刻法,將開口部份2 14形成在 緣層1 2中。在其它方面,當藉由網版印刷法來形成絕緣 層1 2時,就可能會一起形成開口部份214。以此方式,能 夠將其表面對應於電子發射部份的陰極電極211之表面, -87- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4 ¥格(210 X 297公楚了 --------β------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 ---—------B7 _ 五、發明說明(85 ) 曝光在開口部份214的底端部份中。該絕緣層i2對應於 隔層。 、 [步驟1130] 然後,將具有許多開口部份214八的條帶形氣體捕獲材料 層213 A佈署在一種狀態中,其中將它支撑在絕緣層12上而 使得··諸多開口部份214A皆被定位在電子發射部份之上, 以及朝向與陰極電極211延伸之方向不同的方向來佈署條 帶形氣體捕獲材料層213A。以此方式,將閘極電極213定 位在電子發射部份之上,該電極是由以條帶之形式呈現的 氣體捕獲材料層213A所構成,並且具有許多開口部份 214A 〇 譬如説,藉由下列方法就能夠準備適於閘極電極213之條 帶形材料層。那就是,提供適於第一層113 A之鎳薄片 (nickel sheet),譬如説,將一種氣體捕獲材料(諸如:鈦, 或者諸如鈥-鉻-訊-鐵合金的一種含鈥合金)敷塗或沉積在 鎳薄片上來形成第二層113B。然後,將具有預定形式之諸 多開口部份214A形成在第一層113 A和第二層U3B中。可 能會使用:預先將諸多開口部份214A形成在第一層113 A 中’然後在其上形成第二層113B的諸多程序。最好是,爲 了要使第一層113B不會在第一平板?1和第二平板p2被接合 之前就捕獲一種不需要的物質,就得在一種眞空環境或者 諸如氬(Ar)或氦(He)之惰性氣體的環境中來形成第二層 113B 〇 氣體捕獲材料層213A可能是由一種氣體捕獲材料所組 -88- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝! — II 訂·!·. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 /〇947 A7 ---—____Β7 _ _ qr 86 九、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成,該材料的氣體捕獲能力會隨著溫度的增加而增加,諸 如:一種錘-鋁合金或飲·锆-鈒-鐵合金。圖24顯示:一種 銘-锆合金(A1 - Z r合金)的溫度與在平板顯示器之内部空間 中的眞空操作速率之間的一種關係。在圖2 4中,橫座標軸 指示溫度ΓΧ:),而縱座標軸則指示眞空操作速率,它是: 在内部空間中,鋁-錯合金(Al-Zr合金)捕獲氣體分子等等 的速率’而其單位則是毫升/秒•厘米2 ( ml/sec〇nd · cm2 )。 像明顯地顯示於圖24中的那樣,鋁-鍺合金(Al-Zr合金)具 有隨著溫度的增加而增加它的眞空操作速率之性質(那就 是,關於它的氣體捕獲能力會增加)。縱使從電子發射部份 1 5 C發射的電子都朝向閘極電極213彎了過去,並且與閘極 電極213碰撞,因而造成閘極電極213的溫度增加;納入閘 極電極213中的鋁-結合金也可能預期到的影響是:在閘極 電極213中的眞空操作速率增加,並且能夠預防因溫度的 增加而對平板顯示器造成的不穩定效能。當打算積極地利 用上述影響時,最好是,當閘極電極213具有第一層 113A,而是第二層113B具有使電子很容易地與它碰撞的 這樣一種形式。當使用如圖2〇C中所示的一種其中第一層 113A以第二層113B覆蓋的構造時,電子就會不可避免地 進入第二層113B中,因而可能預期到的影響是··眞空操作 速率因溫度的增加而有所改善。爲了激活鋁·锆合金來給予 它眞空操作功能,至少需要鋁_锆合金加熱到30(TC或更 高。在形成氣體捕獲材料層213A之後,但是在[步驟ιΐ3〇] 之前,最好是藉由在一種眞空環境或者諸如氬或氦之惰性 -89 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格匕1〇 x 297公釐) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(87) 氣體環境中的熱處理來實行激活操作卜以卜…⑽)。藉由以 電子束輻照第二層113 B,就能夠實行上述熱處理。在其它 方面’它能夠藉由將氣體捕乘材料層2 π a引入一般使用的 高溫爐中來實行。 说夠將用來形成閘極電極的上述方法應用到製造各種場 致發射元件。 f例12 實例1 2是實例1 1之一替換形式。在實例1 2中的場致發射 疋件與在實例1 1中的場致發射元件不同,在於··像顯示於 圖25A之概略部份截面圖中的那樣,在一陰極電極211與另 一陰極電極211之間配備一種肋狀物(rib ) 212(對應於間隔 層)。圖25B顯示··陰極電極211,具有閘極電極213的氣體 捕獲材料層213A,以及肋狀物212之概略佈局。當將堆叠 結構使用作爲一條帶形式呈現之氣體捕獲材料層213A時, 從在陰極電極211附近的眞空狀態被維持在良好情況下的 觀點’最好是將由氣體捕獲材料所組成的第二層定位在陰 極電極側上。 利用一種熱固黏著劑(譬如説,一種含環氧樹脂的黏著 劑),將氣體捕獲材料層213 A固定在肋狀物212的頂端表面 上。在其它方面,可能會使用一種結構,其中:將以條帶 形式呈現之氣體捕獲材料層213A的兩個末端都固定在支撑 基底1 0之周界部份上,如圖2 3之概略部份截面圖中所示。 説得更明確些,預先將突出部份216形成在支撑基底1〇之 周界部份中;並且預先將一薄膜217形成在突出部份216的 -90- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 頂端表面上,該薄膜是由與用來氣體捕獲材料層21;? A之材 料相同的材料所組成。在以條帶形式呈現之氣體捕獲材料 層213 A處在一種擴展狀態中的時候,譬如説,利用雷射將 氣體捕獲材料層213 A焊接到薄膜2 17上。 譬如説,藉由下列方法,就能夠準備在實例12中的場致 發射元件。
[步驟1200J 譬如説,藉由噴砂法,將構成以條帶形式呈現之間隔層 (閘極電極支撑)的肋狀物212形成在支撑基底1〇上。 [步驟1210] 然後’將一電子發射邵份形成在支撑基底丨〇上。明確地 説,藉由自旋塗層法,將一種由抗蝕劑材料(resist material) 所組成的罩幕層(mask layer)形成在整個表面上;進而從打 算形成陰極電極且在一肋狀物212與另一肋狀物212之間的 一個區域中去除罩幕層。然後,以和在[步驟i丨〇〇 ]中相同 的方式,藉由濺射法,將適於陰極電極之由鉻所組成 之一導電材料層形成在整個表面上,然後將罩幕層去除; 藉此,也會去除形成在罩幕層上的導電材料層,進而將執 行如電子發射部份般的工作之陰極電極2丨丨加以保留在一 肋狀物212與另一肋狀物212之間。 [步驟1220] 將具有許多開口部份214 A的條帶形氣體捕獲材料層2 13 A 佈署在一種狀態中,其中它被支撑在都是間隔層的肋狀物 2 12上,使得許多開口部份214 A都被定位在電子發射部份 -91 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) f裝--------訂---------^91 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---—_____B7_____ 五、發明說明(89 ) 之上;藉此’將閘極電極213定位在電子發射部份之上, 咸電極是由以條帶形式呈現的氣體捕獲材料層2丨3 A所構 成,並且具有開口邵份2 14 A。如上所述,能夠安排以條帶 形式呈現的氣體捕獲材料層213 A。 把夠將用來形成閘極電極的上述方法應用到製造各種場 致發射元件。 在實例1 1或1 2中的場致發射元件中,開口部份214 a的 平面式並不雙限於圓形形式。圖26A,26B,26C及26D 顯示:形成在氣體捕獲材料層213A中的開口部份214A之 形式的諸多賛換形式。 實例1 3 實例13到27將會説明:具有各種構造及結構的諸多場致 發射元件及其製造方法。能夠將所有這些場致發射元件應 ,到·在實例1到i 2中所説明的諸多平板顯示器。那就 疋,在構成根據第一構造之平板顯示器的場致發射元件中 的所有閘極電極和吸氣器,以及在根據第三和第五構造之 平板顯示器的場致發射元件中的閘極電椏都能夠被應用到 實例i 3到2 7。將上述閘趣電極/吸象器或上述閘極電極加 以表示爲閘極電極313*313B,並且在諸圖中以這樣一種 參考數値來指示。能夠根據在實例1到12中所説明的任何 方法來形成和製造閘極電極313或3133。並且,實例^到 27可能使用:在實例6,8及1〇其中任何一個實例中 明的聚焦電極。 除了前述斯賓特式場致發射元件(將—圓錐形電子發射部 本紙張尺度_ + _輯準(CNS)A4規格⑵〇 χ -----1------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -92- 476947 五、發明說明( 90 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 份形成在:定位於開口部份的底端 那個部份上)外,場致發射元件還包括:皇冠式=極的 :(將二皇冠形電子發射部份形成在:定位於開: :邵份广陰極電極的那個部份上);爲平式:元: (將_近乎局平形電子發射部份形成在:定位件 =部份中:一陰極電極的那個部份上);平面:場致:: ’:用來將電子從—陰極電極之于坦表面發射出去; j口式場致發射元件,它用來將電子從具有凸凹表面之 電極表面的凸面部份發射出去;以及邊緣式場致發 首先,將會説明皇冠式場致發射元件及其製造方法於 下0 ' 圖29A顯示:皇冠式場致發射元件的概略部份側視圖, =圖29B則顯示:關於它的部份被切除的概略透視圖。皇 端式場致發射元件包括:形成在一支撑基底1〇上之一陰極 電極1 1 ;形成在支撑基底1〇和陰極電極i丨上之一絕緣層 12 ;形成在絕緣層12上之一閘極電極313 ;貫穿閘極電極 3 13,並且形成在絕緣層1 2中之一開口部份1 4 ;以及在陰 極電極11之一部份中之一皇冠式電子發射部份15人,該部 份被定位於開口部份i 4的底端部份中。 將會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份侧視圖的圖 27A,27B,28A,28B,28C,28D,29A 及 29B,加以 説明用來製造皇冠式場致發射元件的方法於下。 [步驟1300] - —I— ·1111111 ^ ·11111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 93 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947
發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先,知以條帶形式呈現之由適於陰極電極之導電材料 層所構成的陰極電極"形成在:由譬如説是玻璃所製成的 支撑基底ίο上。陰極電極"是在諸多附圖的紙面上向左和 向右延伸。譬如説,藉著將一種大约0.2微米厚ITO薄膜形 成在支撑基底10的整個表面上,然後再將IT〇薄膜施以圖 案設計;就能夠獲得適於以條帶形式呈現之陰極電極的導 電材料層。陰極電極η可能是單一材料層,或者是由許多 材料層所構成的一種堆疊結構。冑了抑制打算在稍後出現 之一步驟中形成的諸多電子發射部份之電子發射特性的變 動,陰極電極11的表面層部份可能由:一種具有的電阻率 比構成剩餘部份之材料還高的材料所組成。然後,將絕緣 層12形成在整個表面上,明確地説,形成在支撑基底1〇和 陰極電極11上。在本實施例中,譬如説,將一種具有大約 3微米厚度的玻璃膏加以網版印刷在整個表面上。然後, 爲了去除包含於絕緣層12中的水和溶劑,並且使絕緣層Η 變平坦;就得實行兩階段的烺燒或燒結程序,諸如:短暫 的在ioo°c下的烺燒或燒結長達10分之久,以及主要的在 500°C下的烺燒或燒結長達2〇分之久。可能以譬如説是藉 由CVD方法而形成si〇2薄膜來代替使用玻璃膏的上述網版 印刷操作。 然後’將閘極電極313形成在絕緣層丨2上(參看圖27八)。 閘極電極313正朝向與諸多附圖之紙面垂直的方向延伸。 適於閘極電極313之材料可能選擇自··在前述斯賓特式場 致發射元件中所説明的那些材料。閘極電極3 13的投射圖 / 二 --------^--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本真) -94- 476947 A7 B7 心 92 五、發明說明() 像之延伸方向與以條帶形式呈現之陰極電極1 i的投射圖像 之延伸方向形成90°角。 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) [步驟1310] 根據RIE (反應式離子蚀刻)方法,透過一種由譬如説是光 敏蝕刻劑(photoresist)材料所組成的蚀刻罩幕EM,將閘極 電極313和絕緣層12加以蝕刻,以便穿過閘極電極313和絕 緣層1 2而形成一開口部份1 4,進而將陰極電極丨丨曝光在 開口部份1 4的底端部份中(參看圖2 7 B )。開口部份1 4具有 大約2到5 0微米的直徑。 [步驟1320] 然後’將蝕刻罩幕E Μ去除,並且將一剝離層5 1形成 在:閘極電極3 13,絕緣層1 2,以及開口部份1 4的侧壁表 面上(參看圖28Α)。譬如説,藉由下列方法來形成上述剝 離層5 1 :利用自旋塗層法,將一種光敏蝕刻劑材料敷塗在 整個表面上;並且將光敏蝕刻劑材料層施以圖案設計,使 得只有在開口部份1 4之底端部份上的部份才會被去除。在 此階段,開口部份1 4的直徑實質上被減少到大約1到2 0微 米。 [步驟1330] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後,如圖28Β中所示,將一種由合成物材料 (composition material)所組成的導電合成物層52形成在整 個表面上。上述合成物材料包含:譬如説是,按重量計 6 0 °/。的石墨粒子,它具有大約〇 Λ微米的平均粒子直徑,並 且作爲導電粒子;以及按重量計4 0 %的第4號(No. 4 )水玻 -95- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 璃匕作爲一種黏合劑。譬如説,在1400 rpm下,將合成 ^材料加以自旋塗層在整個表面上長達1〇秒之久。導因於 合成^材料的表面張力(surface tensi〇n) ,在開口部份1 4中 勺導% 口成物層5 2之表面會··沿著開口部份1 4之侧壁表面 而上升’並且朝向開口部份1 4之中央部份而凹下。然後, 舌如説,在400 °C的環境中,實行短暫的煥燒或燒結長達 0刀之久’用來去除包含於導電合成物層52中的水。 在合成物材料中,(1 )黏合劑可能是一種本質上形成適於 導4粒子之为散材料的分散介質(diSpersing medium ),或 者(2 )黏合劑可能塗上每個導電粒子,或者(3 )當將黏合劑 分散或溶解於一種適當溶劑中時,黏合劑可能構成一種適 於導電粒子的分散介質。上述情形(3 )之一典型實例是水玻 璃,而水玻璃則可能選擇自··定義在日本工業標準(Japan
Industrial Standard,簡稱 jis ) K 1408 之下的第 1 到 4 號,或 者與它等效的產品。第1到4號指出:水玻璃成份中,基於 每一莫耳(mol)氧化鈉(Na20)之不同氧化矽(Si02)莫耳數量 (大約2到4莫耳)的四種等級(grades),它們在黏滯性 (viscosity)方面彼此都不同。因此,當將水玻璃使用在隆 起法中時,在考慮諸如··打算分散於水玻璃中的導電粒子 之種類和含量,與剝離層5 1的親合力(affinity ),開口部份 1 4的寬高比(aspect ratio)等等各種條件的時候,最好是選 擇一種最佳水玻璃;或者最好是在使用前就準備與這樣一 種等級等效的水玻璃。 黏合劑在電導率方面通常是挺差的。當在導電合成物中 -96- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) •|1!1-----ΦΜ-------- 訂--------- 線_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4/0^4/
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 黏合劑含量相對於導電 咖早旅Μ: 弘权子。量太大時;因此,所形成的 :/份15八就會顯示電阻値方面的增加,因而電子 中"::會平順地進行。譬如説,在-種合成物材料 = 含碳材料粒子之-分散材料,作爲水玻璃中 心、私粒子,在考慮諸如:電子發射部份1 5 Α的電阻値, t成物材料的黏滯性,以及導電粒子之相互附著力 adheS1Gn)的❹性質的時候,最好是將基於合成物材料之 ,:里的。碳材料粒子含量確定在按重量計大約3 〇到% %的 範圍内。當含碳材料粒子含量選擇自上述範圍時,能夠將 所形成的電子發射部份15A的電阻値大幅減少,並且能夠 將含碳材料粒子之相互附著力維持在良好的條件下。然 而,當使用含碳材粒子和鋁礬土粒子(aluminaparticies)的 =種混合物作電粒+時,$電粒+之相互附著力會有 減少I虞;使得:最好是增加含碳材料粒子含量,端視鋁 礬土粒子含量而定。含碳材料粒子含量特別適宜的是:按 重量計60%或更多。合成物材料可能包含··用來穩定導電 粒子之分散狀怨的一種分散劑;以及諸如pH調整劑 (adjuster) ’乾燥劑’硬化劑(curing agent),及防腐劑 (antisepatic)的添加劑(additives)。可能會使用一種合成物 材料’該材料是藉由:將黏合劑塗上導電粒子以準備粉 末,進而將該粉末分散於一種適當分散介質中加以準備 的。 譬如説,當皇冠形電子發射部份丨5 A具有大約1到2 〇微 米直徑時,並且當將含礙材料粒子當作導電粒子使用時, -97- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7
五、發明說明() 較佳的,該含碳材料粒子之粒子直徑大約在0 i "111至1 的範圍。當該含碳材料粒子之粒子直徑在上述範圍時,就 會給予皇冠式電子發射部份i 5 A之一邊緣部份足夠高的機 械強度,並且電子發射部份i 5 A對陰極電極丨丨的附著力會 變成挺優越的。 3 [步驟1340] 然後,如圖28C中所示,將剥離層51去除。藉由浸入一 種按重里计2 /〇氫氧化鈉(s〇(jium hydroxide )水溶液中長達 30秒來實行剝離操作。可能在超責波振動(s叩奶⑽^ vibration)下實行剝離操作。以此方式,將剝離層51以及在 剥離層5 1上的導電合成物層52的一部份一起去除,因而只 有在開口邵份1 4之底端部份中的曝光陰極電極i j上之導電 材料層52的那個部份才會維持原狀。上述剩餘部份則構成 電子發射部份15A。電子發射部份15A具有一種朝向開口 邵伤1 4之中央邵份凹下的表面,因而變成具有皇冠形式。 圖29A和29B概略地顯示:在完成[步驟134〇]之後的一種 狀悲。圖2 9 B是:場致發射元件之一部份的概略透視圖, 而圖29A則是:沿著圖29B中之直線A-A所採取的概略部 份側視圖。在圖29B中,絕緣層12的一部份以及閘極電極 313的一部份都被切除,以便顯示電子發射部份i5 A的全 邵。在一個電子發射區域(重疊區域)中,形成大約5到ι〇〇 個電子發射部份ISA是足夠的。爲了可靠地曝光在每個電 子發射邵份1 5 A之表面上的諸多導電粒子,可能藉由蝕刻 來去除曝光在每個電子發射部份15A之表面上的黏合劑。 -98- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4_規格(210 X 297公爱) f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •^|^農 i! — —I 訂·----111«-_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇^47 A7 ---— Β7 __ τ 96 " " 丨 " 晒· 五、發明說明() [步驟1350] 然後,將電子發射部份15A加以烺燒或燒結。在4〇(Γ(:τ 的乾燥環境巾實行㈣或燒結操作長達3G分之久。能夠選 f :U k或〜操作度,端視包含於合成物材料中的黏合 釗而疋。譬如説,當黏合劑是一種諸如水玻璃的有機材料 時,在一種能夠烺燒或燒結無機材料的溫度下實行熱處理 是足夠的。當黏合劑是熱固樹脂時,能夠在一種能夠硬化 熱固樹脂的溫度下實行熱處理。然而,爲了維持導電粒子 您相互附著力,最好是在一種既不過度分解又不碳化 (carbonized)熱固樹脂的溫度下實行熱處理。在任何一種情 形下,要求熱處理溫度成爲一種對閘極電極,陰極電極以 ^絕緣層都不會造成損害或缺陷的溫度。熱處理環境最好 是一種惰性氣體環境,用來預防因氧化而造成在閘極電極 和陰極電極I電阻率方面的增加,並且用來預防閘極電極 和陰極電極遭受損害或缺陷。當將熱塑樹脂當作黏合劑使 用時’在某種情形下,可能不需要熱處理。 實例1 4 圖3 〇 C顯示:扁平式場致發射元件之一概略部份截面 圖。扁平式場致發射元件包括:形成在由譬如説是破璃所 製成之支撑基底1〇上之一陰極電極11 ;形成在支撐基底 10和陰極電極11:上之一絕緣層12 ;形成在絕緣層12上= 一閘極電極313 ;貫穿閘極電極313,並且形成在二緣層二 中之一開口部份i 4 ;以及形成在陰極電極丨丨之一部份上之 一扁平形電子發射部份15B,該部份被定位於開口部份Η -99- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)一 ------------------ --------^---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 97 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的底端部份中。將電子發射部份i 5 B形成在··朝向與圖 3 0C之紙面垂直的方向延伸之以條帶形式呈現的陰極電極 11上。並且,閘極電極313是在圖3〇C的紙面上向左和向 右延伸。陰極電極11和閘極電極313都是由鉻(c〇所組 成。明確地説,電子發射部份i 5 B是由一種由石墨粉末所 組成的薄層所構成。將一種由Sic所組成的電阻層6〇形成 在陰極電極1 1與電子發射部份i 5 B之間;以便穩定場致發 射元件之效能’進而獲得均勻電子發射特性。在顯示於圖 30C中的扁平式場致發射元件中,將電阻層6〇和電子發射 部份15B加以形成遍及陰極電極11的表面。然而,本發明 應該不會受限於這樣一種結構,因而至少在開口部份丨4之 底端部份中形成電子發射部份15B是足夠的。 在下文中,將會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份 截面圖的圖30A ’ 30B及30C,加以説明用來製造扁平式 場致發射元件的方法。 [步驟1400] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由濺射法將一種適於陰極電極之由鉻(cΓ)所組成的導 電材料層形成在支撑基底1〇上,並且藉由石版印刷術和乾 式蚀刻法而施以圖案設計;藉此,能夠將以條帶形式呈現 之由導電材料層所組成的陰極電極11形成在支撑基底1〇上 (參看圖30Α)。陰極電極11朝向與圖30Α之紙面垂直的方 向延伸。 [步驟1410] 然後,將電子發射部份1 5 Β形成在陰極電極i i上。明確 -100- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 98 -- 五、發明說明() 地祝,藉由濺射法,將由Sic所組成的電阻層6〇形成在整 個表面上然後,藉由自旋塗層法,將由石墨粉末塗層所 組成的電子發射部份丨5 B形成在電阻層6 〇上,並且加以乾 燥。然後,電子發射部份15B和電阻層6〇都是藉由一種已 知方法來施以圖案設計(參考圖3〇B)。電子發射部份i5B 是用來發射電子的。 [步驟1420] 然後,將絕緣層1 2形成在整個表面上。明確地説,譬如 説,藉由濺射法,將由Si〇2所組成的絕緣層丨2形成在電子 發射部份15B和支撑基底1〇上。兩者中擇其一地,可能: 藉由一種將玻璃膏施以網版印刷的方法,或者是藉由一種 利用CVD方法來形成Si〇2層的方法來形成絕緣層1 2。然 後’將以條帶形式呈現之閘極電極3 13形成在絕緣層i 2 上。 [步驟1430] 穿過閘極電極3 13和絕緣層1 2而形成開口部份1 4,以便 將電子發射部份1 5 B曝光在開口部份1 4的底端部份中。然 後,在400 °C下實行熱處理長達30分之久,用來去除在電 子發射部份1 5 B中的有機溶劑;藉此,能夠獲得顯示於圖 3 〇 C中的場致發射元件。 實例1 5 實例1 5是實例1 4之一替換形式。圖3 1 C顯示:在實例i 5 中的扁平式場致發射元件之一概略部份截面圖。顯示於圖 31C中的扁平式場致發射元件與顯示於圖30C中的扁平式 -101 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------裝!| 訂---I----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^/6947 A7 :^~^ -------- 五、發明說明() 場致發射元件,在電子發射部份15B的結構方面有某種程 度的不同。將會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份截 面圖的圖31A,3iB及31C,加以説明用來製造這樣一種 場致發射元件的方法於下。 [步驟1500] 首先,將適於陰極電極之導電材料層形成在支撑基底ι〇 上。明確地説,將一種抗蝕劑材料層(未示出)形成在支撑 基底10的整個表面上,並且從打算形成陰極電極的一個部 份中去除抗蝕劑材料層。然後,藉由濺射法,將適於陰極 電極之由鉻(Cr)所組成的導電材料層形成在整個表面上。 並且,藉由濺射法,將由Sic所組成的電阻層6 〇形成在整 個表面上;進而藉由自旋塗層法,將石墨粉末塗層形成在 電阻層60上,並且加以乾燥。然後,利用一種剝離溶液來 去除抗蝕劑材料層。在這種情形下,也會去除:適於陰極 電極之導電材料層,電阻層6〇以及石墨粉末塗層,它們都 被形成在抗蝕劑材料層上。以此方式,根據一種所謂的隆 起法,就能夠獲得一種將陰極電極i i,電阻層6 〇以及電子 發射邵份1 5 B加以堆疊的結構(參看圖3 1 A )。 [步驟1510] 然後’將絕緣層1 2形成在整個表面上,並且將以條帶形 式呈現之閘極電極313形成在絕緣層12上(參看圖31B)。 然後’穿過閘極電極3 13和絕緣層1 2而形成開口部份丨4, 以便將電子發射部份15B曝光在開口部份14的底端部份中 (參看圖31C)。打算從形成陰極電極u之表面上的電子發 -102- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) I-------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(、 射部伤1 5 B發射電子,該表面則是曝光在開口部份1 4的底 端部份中。 一 實例1 6 實例16是説明於實例11中的平面式場致發射元件之一替 換形式。其概略部份截面圖被顯示於圖32A中的平面式場 致發射το件與顯示於圖2 3中的平面式場致發射元件不同, 在於:將一種細邀凸凹部份i〗A形成在陰極電極2丨丨的那個 表面(對應於電子發射部份丨5 c )上,該表面則是曝光在開 口邵份1 4的底端部份中。能夠藉由下列製造方法來製造這 樣種平面式場致發射元件。 [步驟1600] 首先’將執行如電子發射部份1 5 C般的工作之陰極電極 211(電子發射層)形成在支撑基底1〇上。明確地説,藉由 賤射法,將適於陰極電極之由鎢所組成的導電材料層 形成在支撑基底10上;並且藉由石版印刷術和乾式蝕刻 法’將適於陰極電極之導電材料層施以圖案設計;藉此, 能夠將以條帶形式呈現之由適於陰極電極之導電材料層所 構成的陰極電極211形成在支撑基底10上。 [步驟1610] 然後,譬如説,藉由、CVD方法,將由Si02所組成的絕緣 層12形成在整個表面上,明確地説,形成在支撑基底10和 陰極電極211上。可能藉由網版印刷法而由一種玻璃膏來 形成絕緣層1 2。在這種情形下,可能會同時地形成開口部 份14。 -103- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) — — — — — — — — — — — i — — — — — — ^« — — — — — 1 — —^Awi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 心 101 五、發明說明() [步驟 1620] ' 然後,將一閘極電極3 13形成在絕緣層1 2上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [步驟1630] 然後,藉由石版印刷術和蝕刻法,將開口部份i 4形成在 閘極電極313和絕緣層12中,以便將陰極電極211曝光在開 口部份1 4的底端部份中。以此方式,能夠將其表面對應於 電子發射部份之陰極電極211的表面曝光在開口部份丨4的 底端邵份中。然後,將細微凸凹部份丨丨A形成在陰極電極 的一個部份上,該部份則是曝光在開口部份丨4的底端部份 中。當形成細微凸凹部份11A時,就會在顆粒邊界(grain boundaries)之钱刻速率變成大於構成陰極電極211的鎢粒 子之姓刻速率的條件下,藉由RIE方法來實行:使用S F 6作 爲蚀刻氣體的乾式蝕刻操作。結果是,能夠形成細微凸凹 4 1刀1 1 A,它具有幾乎反映鎢晶體(tungSten crystais)之顆 粒直徑的尺寸。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 在上述平面式場致發射元件中,將來自閘極電極313之一 強電場施加到陰極電極2 11的細微凸凹部份1 1 a ;説得更明 確些’施加到細微凸凹部份丨丨A的凸面部份。在這種情形 下’在和陰極電極211之表面是既平坦又光滑的情形比較 時’施加在凸面部份上的電場是挺強的;使得:導因於量 子隨道效應,電子會從凸面部份有效地發射出去。因此, 能夠預期的是:在和具有曝光在開口部份丨4的底端部份中 I 一簡直平坦又光滑的陰極電極211的平面式場致發射元 件比較時,將上述平面式場致發射元件納入其中的平板顯 -104- 本紙張尺度適財國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) A7 B7 102 、發明說明( 示器在壳度方面會有所斿i ^ ° 因此’在顯示於圖32A中的 、p/野致發射7^件中’縱使閘極電極313與陰極電極211 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、=位差是相對地小,也能夠獲得足夠的已發射電子 、% Γ Γ度,因而㈣夠達成較高亮度的平板顯示器。換言 右儿度等級(levels)皆相㈤,則能夠減少所需的閘極電 壓’因而能夠卩夺低功率消耗。 在以上説明的實施例中,藉由蚀刻絕緣層12來形成開口 邵份",然後藉由各向異性制》,將細微凸凹部份nA 形成在陰極電極211中。然而,ϋ由針對形成開口部份14 而實行的蝕刻操作,也能夠同時地形成細微凸凹部份 1 1 Α。那就疋,當絕緣層i 2被蝕刻時,就會使用一種預期 具有木種程度之離子濺射(i〇n-sputtering )功能的各向異性 蝕刻條件,並且繼續蝕刻操作,直到形成具有垂直壁之開 口 4伤1 4之後爲止;藉此’能夠將細微凸凹部份丨〗a形成 在陰極電極211的那個部份中,該部份則是曝光在開口部 份14之底端部份中。然後,能夠將絕緣層12加以各向同性 地蚀刻。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在與[步驟1600]類似之一步驟中,藉由濺射法,將適於 陰極電極之由鎢所組成的導電材料層形成在支撑基底1〇 上;然後,藉由石版印刷術和乾式蝕刻法,將導電材料層 施以圖案設計。然後,將細微凸凹部份1 1 A形成在適於陰 極電極之導電材料層的表面上,並且實行與在[步驟1610] 之後的諸多步驟類似的步驟;藉此,能夠製造一種與顯示 於圖3 2 A中的一場致發射元件類似的場致發射元件。 -105- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 103 五、發明說明() 在其它方面,在與[步驟1600]類似之一步驟中,藉由濺 射法,將適於陰極電極之由鎢所組成的導電材料層形成在 支撑基底1 0上,然後,將細微凸凹部份i i A形成在適於陰 極電極4導電材料層的表面上。然後,藉由石版印刷術和 乾式蝕刻法,將導電材料層施以圖案設計,並且實行與在 [步驟1610]之後的諸多步驟類似的步驟;藉此,能夠製造 一種與顯不於圖3 2 A中之一場致發射元件類似的場致發射 元件。 圖32B顯不:在圖32A中所顯示的場致發射元件之一替 換形式。在顯π於圖3 2 B中的場致發射元件中,細微凸凹 部份1 1 A的諸多尖峰(p e a k s )的平均高度位置出現在一位準 處,孩位準:比在支撑基底側上之絕緣層12的下表面還低 (那就是’被降低)。爲了製造這樣—種場致發射元件,在 與[步驟1600]類似之一步驟中的乾式蚀刻操作能夠持續較 長一段時期。在這樣一種構造中,可能會進一步增加接近 開口邵份1 4之中央部份的電場強度。 圖33顯示一種平面式場致發射元件,其中:將一塗層 (coatmg layer) 1丨b形成在對應於電子發射部份i 5 c之陰極 電極11的表面上(説得更明確些,至少是在細微凸 1 1 A上卜 最好是,上述塗層11B是由一種具有的功函數必比構成 陰極電極211之材料還小的材料所組成。㉟夠確定適於塗 層11B<材料,端視:構成陰極電極211之材料的功函數, 在閘極電極3Π與陰極電極211之間的電位差,以及所需的 -106- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4祕㈣χ挪公爱丁 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . # 4/6947 A7 B7 五 、發明說明( 104 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 已發射電子之電流密度而定。適於塗層1 1 B之材料包括非 結晶鑽石。當塗層1 1 B是由非結晶鑽石所組成時,就能夠 在5 X 1〇7伏/米(V/m)或較小的電場下獲得針對平板顯示 器所需的已發射電子之電流密度。 將塗層1 1 B的厚度確定以達到使塗層1 1 B能夠反映細微 凸凹部份1 1 A的這樣一種程度。那是因爲:若細微凸凹部 份1 1 A的凹面部份都以塗層n b填滿而使電子發射部份的 表面變平坦,則形成細微凸凹部份丨i Α是無意義的。因 此’譬如説,當在反映電子發射部份之晶體顆粒直徑的時 候就形成細微凸凹部份1 i A時,雖然厚度有所不同,端視 細微凸凹部份1 1 A的尺寸而定,但是塗層丨丨B的厚度大約 爲3 0到1〇〇毫微米(nm)。當細微凸凹部份丨丨A的諸多尖峰 的平均高度位置被降低到在絕緣層12的下表面位置以下之 一位準時;嚴格地説,更適宜的是:將塗層1〇B的諸多尖 峰的平均高度位置降低到在絕緣層〗2岣下表面位置以下. 一位準。 — 明確地説,在[步驟1630]之後,譬如説,藉由CVD方 法,能夠將由非結晶鑽石所組成的塗層i i B形成在整個表 面上。也會將塗層UB沉積在一蝕刻罩幕(未示出)上,該 罩幕形成在閘極電極313和絕緣層12上。此沉積部份會隨 著蝕刻罩幕的去除而同時被去除。藉由一種使用譬如二是 CIVH2混合氣體或c〇/H2混合氣體作爲來源氣體(s⑽ gas)的CVD方法,就能夠形成塗層UB ;以及藉由含碳氣 體的熱分解來形成由非結晶鑽石所組成的塗層丨丨B。 ------------裝—----—訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -107 476947 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下。能夠形成顯示於圖33中的場致發射元件如 认Wi/、^驟1600]類似之一步驟中,藉由賤射法,將ϋ 於陰極電極之由糕批4 ^ ^ 上;炊彳乡,- 成的導電材料層形成在支撑基底1( …、 猎由石版印刷術和乾式蝕刻法,將導電材料ja 施以圖案設外·炊你^ 亨尾材料層 ,…、後,再將細微凸凹部份11A形成在導售 曰 < 一表面上。然後,形成塗層11 B ;然後,再實朽 在[步驟1610]之後的諸多程序。 、 在其冗方面,能夠形成顯示於圖33中的場致發射元件 二”[步驟議]類似之—步骤中,藉由軸法,^ 、;丢玉私極炙由鎢所组成的導電材料層形成在支撑基底^ 上’·然後,將細微凸凹部份11A形成在導電材料層之一表 面上;然後,再形成塗層11B。然後,藉由石版印刷術和 乾式蝕刻法,將塗層11B和導電材料層施以圖案設計,進 而實行在[步驟1610]之後的諸多程序。 在其它方面,適於塗層之材料可能選擇自:具有二次電 子增益d比用來構成陰極電極之導電材料層還大的諸多材 料。 可能將一塗層形成在顯示於圖23中之平面式場致發射元 件的電子發射部份15C上(在陰極電極211的表面上)。在這 種情形下,在[步驟1120]之後,能夠將塗層」1B形成在陰 極電極211的表面上,該表麁則是曝光在開口部份丨4的底 端部份中。在其它方面,在[步驟11〇〇]中,譬如説,將適 於陰極電極之導電材料層形成在支撑基底10上,將塗層 1 1 B形成在導電材料層上;進而藉由石版印刷術和乾式蝕 -108- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 4/0^4/ A7
五、發明說明() 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 刻法,將這些層施以圖案設計。 實例1 7 圖37B顯示:火山口式場致發射元件之一概略部份截面 圖在火山口式場致發射元件中,將陰極電極411配備在 支撑基底1()上,該陰極電極具有:用來發射電子的許多突 出邵份(projection porti〇ns)4UA ;以及諸多凹面部份 (C〇nCaVe P〇rtl〇nS)411B,每個凹面部份都被突出部份4 i i A 所包圍。圖3 6B顯示:從其中去除絕緣層i 2和問極電極 313的火山口式場致發射元件之一概略透視圖。 雖然每個凹面部份之形式並沒有特別限制,但是每個凹 面部份都具有一種近乎球形表面,它與下列事實有關。在 製造上述火山口式場致發射元件中,使用了球體 (spheres);因而當形成每個凹面部份4ub時,就會反映每 個球體的一部份。當每個凹面部份4πβ都具有一種近乎球 形表面時,包圍凹面部份411B的突出部份4UA就是環形或 圓形;因而在這種情形下,凹面部份4ub和突出部份4UA 當作一體就具有一種火山口狀(crateMike)或破火山口狀 (caldera-like)形式。突出部份411A是用來發射電子的,使 得:由改善電子發射效率看來,每個突出部份的頂端部份 411C特別適宜的是尖銳的。每個突出部份* i丨a之頂端部份 411C的輪廓可能具有一種不規則凸凹形式,或者可能是平 坦的。每個像素之突出部份4丨丨A的佈局可能是有規則或隨 意的。每個凹面部份411B可能被沿著凹面部份411B之周界 方向是連續的突出部份411A所包圍;而在某些情形下,每 109- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝—I—I—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7___ 107 五、發明說明() 個凹面部份4 11B則可能被沿著凹面部份411B之周界方向是 不連續的突出部份411A所包圍。 在用來製造上述火山口式場致發射元件的方法中,説得 更明確些,將以條帶形式呈現之陰極電極形成在支撑基底 上的步驟包括下列步驟:將適於以條帶形式呈現之陰極電 極的導電材料層形成在支撑基底上,使得導電材料層覆蓋 許多球體;以及去除球體,用來去除覆蓋著球體之適於陰 極電極之導電材料層的一個部份;藉以形成陰極電極,該 陰極電極具有:用來發射電子的許多突出部份;以及諸多 凹面部份,每個凹面部份都被突出部份所包圍,並且反映 球體的一部份。 最好是,藉由球體的狀態變化(state change)及/或化學變 化(chemical change)來去除球體。球體的狀態變化及/或化 學變化包括諸多變化,諸如:膨脹(expansion),昇華 (sublimation),起泡(foaming),氣體產生,分解,燃燒 (combustion )及碳化(carbonization),以及這些變化的組 合。譬如説,當球體是由一種有機材料所組成時,更適宜 的是,藉由燃燒來去除球體。去除球體和去除覆蓋著球體 之適於陰極電極之導電材料層的一個部份不一定需要同時 發生;或者是,去除球體和去除覆蓋著球體之適於陰極電 極之導電材料層,.絕緣層以及閘極電極構成層的部份不一 定需要同時發生。譬如説,當在去除覆蓋著球體之適於陰 極電極之導電材料層的部份之後,或者當上述部份以及絕 緣層和閘極電極構成層的部份都被去除而一部份的球體維 -110- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 108476947 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 S、發明說明( 持原狀時,則稍後能夠去除剩餘球體。 特別是,當球體是由一種有機材料所組成時,並且當球 體被燃燒時,就會產生譬如説是:一氧化碳,二氧化:以 及蒸汽,以便增加在接近球體之封閉空間中的壓力;因而 在超過耐壓極限(pressure durability limit)時,接近球體之 適於陰極電極之導電材料層就會爆裂。覆蓋著球體之^於 陰極電極之導電材料層的部份會因爆裂力而消散,以便形 成突出部份和凹面部份,進而也將球體去除。在其它方 面,譬如説,當球體被燃燒時,在超過耐壓極限時,適於 陰極電極之導電材料層,絕緣層以及閘極電極構成層都會 根據一種類似機制(mechanism)而爆裂。適於陰極電極之導 电材料層,、纟巴緣層以及閘極電極構成層的部份都會因爆裂 力而消散,以便形成突出部份和凹面部份,並且同時形成 開口部份,進而也將球體去除。那就是,在去除球體之 如,並/又有開口部份存在於絕緣層和閘極電極構成層中, 因而開口部份會隨著去除球體而一起形成。在這種情形 下,初始燃燒過程會在封閉空間中進行,使得一部份的球 體可能被碳化。最好是,將覆蓋著球體之適於陰極電極之 導私材料層的邵份之厚度減少,以達到使該部份能夠因爆 裂而消散的這樣一種程度。在其它方面,最好是,將覆蓋 著球體之適於陰極電極之導電材料層,絕緣層以及閘極電 極構成層諸多部份中的每個部份之厚度減少,以達到使該 諸多部份都能夠因爆裂而消散的這樣一種程度。在絕緣層 中,特別適宜的是,沒有覆蓋著球體的部具有一種幾乎等 ----------1AW ^ ·I---111 -----1 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 111 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 109 五、發明說明() 於每個球體直徑的厚度。 在打算稍後描述之實例1 9中的場致發射元件中,藉由球 體的狀態變化及/或化學變化,就能夠去除球體。然而,由 於並未牽涉適於陰極電極之導電材料層的爆裂操作;故而 在某些情形下,藉由運用外力就能夠很容易地去除球體。 在打算稍後描述之實例2 0中的場致發射元件中,在去除球 體之前就會形成開口部份。當開口部份具有的直徑比球體 還大時’利用外力就能夠去除球體。外力包括諸多物理力 (physical forces),諸如:由吹送空氣或惰性氣體所導致的 壓力,由吹送洗滌液(wash liquid)所導致的壓力,磁性吸 力’靜電力以及離心力(centrifugal force )。不像實例1 7之 場致發射元件,在實例19或20的場致發射元件中,不需要 使覆盍著球體之適於陰極電極之導電材料層的部份消散; 或者是’在某些情形下,不需要使上述部份以及絕緣層和 閘極電極構成層的部份消散,因此會有一項優點是:不會 從適於陰極電極之導電材料層,絕緣層或閘極電極構成層 中發生殘留物(residue)。 在打算稍後描述之實例1 9或2 0的場致發射元件中,最好 是,至少因此使用的球體表面是由一種材料所組成的,該 材料具有的界面張力(interfacial tension)[表面張力]••比構 成適於陰極電極之導電材料層的材料還大;或者在某些情 形下,比構成上述導電材料層,絕緣層以及閘極電極構成 層的諸多材料還大。在實例20之場致發射元件中,適於陰 極電極之導電材料層,絕緣層以及閘極電極構成層至少不 -112- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------裝----丨丨訂----I I I —^_wi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7_ 110 五、發明說明() 會藉以覆蓋諸多球體的頂端部份;因而可能會獲得一種從 開始就將開口部份形成在絕緣層和閘極電極構成層中的狀 態。開口部份的直徑有所不同,端視譬如説是:一種針對 適於陰極電極之導電材料層,絕緣層以及閘極電極構成層 其中每一層之材料厚度與每個球體直徑之間的關係;用來 形成適於陰極電極之導電材料層,絕緣層以及閘極電極構 成層的方法;以及針對適於陰極電極之導電材料層,絕緣 層以及閘極電極構成層其中每一層之材料的界面張力(表面 張力)而定。 在打算稍後描述之實例1 9或2 0的場致發射元件中,球體 具有滿足上述關於界面張力之條件的表面是足夠的。那就 是,具有界面張力比適於陰極電極,絕緣層以及閘極電極 構成層其中任何一層還大的部份可能只是球體的表面而 已,或者可能是球體的整體。適於球體的表面及/或整體可 能是··無機材料,有機材料,或者無機材料和有機材料的 一種組合。在實例19或20之場致發射元件中,當適於陰極 電極之導電材料層是由一般金屬材料所組成時,並且當絕 緣層是由諸如玻璃之氧化石夕材料所組成時;通常,由於源 自吸附水(adsorbed water)的諸多經基族群(hydroxyl groups) 都會存在金屬材料上,並且由於源自吸附水的諸多石夕-氧键 (S i - 0 bonds )之懸空鍵和經基族群都會存在絕緣層的表面 上,故而會形成一種高親水狀態(highly hydrophilic state )。因此,它對於具有疏水性表面處理層(hydrophobic surface-treatment layers)之球體而言是特別有效的。適於疏 -113- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210><297公釐) --J---1--------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7_ 111 五、發明說明() 水性表面處理層之材料包括:諸如聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene)之氟樹脂(fluorine resin)。當球體 具有疏水性表面處理層時,若將在疏水性表面處理層内側 之一部份視爲核心,則適於核心之材料可能是:玻璃,陶 瓷,或者與氟樹脂不同的一種聚合物材料。 雖然並未特別限制,但是適於球體的材料最好是一種通 用聚合物材料。當聚合物材料具有一種極高的聚合度 (polymerization degree )或者具有一種極大的雙鍵和三鍵含 量時,需要的燃燒溫度就會太高;並且當藉由燃燒來去除 球體時,就可能會對適於陰極電極之導電材料層,絕緣層 以及閘極電極構成層造成有害影響。因此,最好是選擇一 種聚合物材料,該材料在一種不同對上述諸層造成有害影 響的溫度下是可燃燒或可碳化的。當絕緣層是由一種諸如 玻璃膏之需要在一後面步驟中加以燃燒的材料所組成時, 爲了要減少製造步驟數目,最好是選擇一種聚合物材料, 該材料在一種玻璃膏的烺燒或燒結溫度下是可燃燒或可碳 化的。由於玻璃膏具有一種大約530 °C的典型煅燒溫度, 故而聚合物材料的燃燒溫度最好是大約350到500°C。聚合 物材料的諸多典型實例包括:苯乙晞(styrene ),氨基甲酸 酉旨(urethane), 丙晞(acryl), 乙晞,二苯乙晞 (divinylbenzene) 9 三聚氰胺(melamine),甲酸 (formaldehyde)以及聚甲晞(polymethylene)同聚物 (homopolymers )或共聚物(copolymers )。爲了確保關於支 撑基底的可靠佈局,可能會使用能夠黏著的可固著(fixable) -114- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7_ 心 112 五、發明說明() 球體。作爲可固著球體,會使用一種丙烯樹脂所組成的球 體。 在其它方面,可能將可熱膨脹微球體(thermally expandable microsphere)當作球體使用,該微球體具有:作 爲外殼之氯亞乙晞基-丙晞腈(vinylidene chloride-acrylonitrile)共聚物,以及作爲起泡劑之封裝異丁烷 (encapsulating isobutane )。譬如説,在實例1 7之場致發射 元件中,使用上述可熱膨脹微球體並且加熱。在這種情形 下,構成外殼之聚合物會變軟;而封裝異丁烷則被氣化 (gasified),以便經歷膨脹。結果是,就會形成具有一種比 膨脹之前發覺的直徑大大約4倍之直徑的空心實體球體。 結果是,在實例1 7之場致發射元件中,能夠將用來發射電 子的諸多突出部份,以及諸多凹面部份形在適於陰極電極 之導電材料層中;該每個凹面部份都被突出部份所包圍, 並且反映球體形式的一部份。除了上述凹面部份和上述突 出部份外;並且,也能將開口部份形成在閘極電極構成層 和絕緣層中。在本詳細説明書中,也會將可熱膨脹微球體 的膨脹包括在去除球體的概念中。然後,利用一種適當溶 劑就能夠去除可熱膨脹微球體。 在實例1 7之場致發射元件中,在將許多球體安排在支撑 基底上之後,就能夠形成:覆蓋著球體之適於陰極電極之 導電材料層。在這種情形下,或者是在打算稍後描述之實 例1 9或2 0的場致發射元件中,用來安排許多球體的方法包 括乾式喷塗法(dry spray method ),其中:將許多球體噴塗 -115- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----\-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 113 五、發明說明( 在支撑基底上。爲了噴塗諸多球體,可能會應用一種方 法’其中··在製造液晶顯示裝置之領域中,嘴塗間隔声, 以便將平板距離(panel distance)維持在恆定距離中。明確 地説,可能使用一種所謂的噴槍(spray gun),它利用壓縮 氣體將諸多球體經由噴嘴(nozzle)噴出。當球體經由喷嘴 噴出時,該諸多球體可能處在一種將它們分散於揮發性溶 劑中的狀態中。在其它方面,藉由通常使用於靜電粉末敷 塗或塗層之領域中的一種裝置或方法,就能夠噴塗諸多球 體。譬如説’使用電暈放電(corona discharge),利用一種 靜電噴槍,就能夠將帶負電的球體噴塗到接到的支撑基 底。像稍後將要描述的那樣,由於所使用的球體都非常 小」故而譬如説,利用靜電力,噴塗在支撑基底上的諸多 球體就會黏著在支撑基底的表面上;而黏著的球體則不會 很容易地從支撑基赛跌落。在將許多球體安排在支撐基底 上之後,當將諸多球體壓平時,就能夠克服許多球體在支 撑基底上的重疊問題;進而能夠將諸多球體密集地安排在 支撑基底上,以便將一個球體和另一個球里奥肩地安排。 在其它方面,可能會使用一種構造,其中:像打算稍後 描述之實例18的場致發射元件那樣,將一種由合成物所組 成的合成物層形成在支撑基底上,該合成物是在分散劑中 的諸多球體和陰極導電材料的一種分散材料;藉以將許多 球體安排纟支撑基底上,並且將以陰極電極覆蓋每個球 體,該陰極電極是由陰極電極材料所組成;其後,再將分 散劑去除。合成物能夠具有一種稀泥或膏狀物的性 -I I — — — — — — — — — Aw 1111111 ^ « — — — — — — I— (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -116- 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 114 五、發明說明() 貝’並且依需要能夠選擇稀泥或膏狀物的成份和黏滞性, 端視所需的上述性質而定。一般説來,陰極電極材料最好 是由細微粒子所形成,該細微粒子具有的沉澱速率 (precipitation rate)比在分散劑中的球體還小。適於上述粒 子的材料包括:碳,鋇,鳃以及鐵。在將分散劑去除之 後,依需要將陰極電極加以烺燒或燒結。用來將合成物層 形成在支撑基底上的方法包括:噴塗法,滴落法(dr〇pping method),自旋塗層法以及網版印刷法。當諸多球體皆被安 排時,每個球體都會同時以適於陰極電極之導電材料層覆 盍(塗上),該材料是陰極電極材料。在用來形成上述合成 物層的某個方法中,就需要將適於陰極電極之導電材料層 施以圖案設計。 在打算稍後描述之實例1 9或2 0的場致發射元件中,可能 會使用一種構造,其中:將一種合成物層形成在支撑基底 上’该合成物層是由在分散劑中的諸多球體的一種分散材 料所組成;藉以將許多球體安排在支撑基底上,然後再將 分散劑去除。合成物能夠具有一種稀泥或膏狀物的性質, 並且依需要能夠選擇稀泥或膏狀物的成份和黏滞性,端視 所而的上述性質而定。一般説來,將一種諸如異丙醇 (isopropyl alc〇h〇l)的有機溶劑當作分散劑使用,而分散劑 則能夠藉由揮發來去除。用來將合成物層形成在支撑基底 上的方法包括:噴塗法,滴落法,自旋塗層法以及網版印 刷法。 閘極電極構成層和適於陰極電極之導電材料層會朝向彼 -117- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 五、發明說明( 此不同的万向延伸(譬如説,以條帶形式呈現之閘極電極構 成層的技射圖像和以條帶形式呈現之適於陰極電極之導電 材料層的投射圖像會形成90。角);並且,譬如説,它們 都以條帶之形式施以圖案設計。電子都是從定位於電子發 射區域中的諸多突出部份發射出去。因此,在功能上,只 有在電子發射區域中才有突出部份存在是足夠的。然而, 縱使在與電子發射區域不同之—區域中存在有諸多突出部 份㈣面部份,這些突出部4和凹面部份也仍然以絕緣層 後a因而不會執行發射電子的工作。因此,若將諸多球 體安排在整個表面中,則是沒問題的。 員 製 相對照下’當覆蓋著球體之適於陰極電極之導電材料 ^絕、㈣以及閘極電㈣成層的❹料都被去除時, ,個別球體的安排位置和諸多開口部份的形成位置就具 有一對一對應關係㈣七備咖啊-⑽卜使得:開 :::都形成在與電子發射區域不同之-區域中。將形成 /、:子發射區域不同义一區域中的開口部份指稱爲"無效 咖細ive)開口部份",它和執行電子發射工作的原始 開口部份有所區別。於其時,縱使無效開口部份 =成在與電子發射區域不同之_區域中,該無效開口部 :::是執行如場致發射元件般的工作,它們也不會對形 發射區域中的諸多場致發射元件之效能造成任何 。因此,其原因如下。縱使將突出部份和凹面部 在無效開口部份的底端部份中,也沒有間極電極形 無效開口邵份的上末端部份中。在其它方面,縱使將 -118- 本紙張尺度適用票準(CNsi規格(21〇 χ挪公^ 476947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 116 五、發明說明() 閘極電極形成在無效開口的上末端部份中,突出部份和凹 面部份都不會曝光在底端部份中;或者是,突出部份和凹 面部份都不會曝光在無效開口部份的底端部份中;因而沒 有閘極電極形成在上末端部份中,並且只曝光支撑基底的 表面。因此,縱使將諸多球體安排在整個表面中,也是沒 有問題的。將在電子發射區域與其它區域之間的一個邊界 中所形成的更穴(hole )包括在開口部份中。 能夠選擇球體的直徑,端視:所需開口部份的直徑,凹 面部份的直徑,使用場致發射元件所構成的一種平板顯示 器的顯示螢幕尺寸,像素數目,電子發射區域(重疊區域) 之尺寸,以及每個像素的場致發射元件數目而定。球體的 直徑最好是在從0· 1到1 〇微米的範圍中。譬如説,作爲適 於液晶顯示裝置之間隔層的諸多商場上現有的球體比較適 苴,因爲它們都具有一種1 %到3 %的粒子直徑分佈。雖然 球體之形式是理想的眞實球形,但是不一定需要成爲眞實 球形。在用來製造場致發射元件的某種方法中,能夠將開 口部份或無效開口部份形成在安排諸多球體的部份中,並 且最好是以一種大約1〇〇到5000球體/毫米2 ( spheres/mm2 ) 的笟度來安排球體。譬如説,當以一種大約1〇〇〇球體/毫米2 的密度來將諸多球體安排在支撑基底中時;並且,譬如 説’若電子發射區域具有〇·5毫米X 〇·2毫米的尺寸,則大 約有100個球體會存在電子發射區域中,因而形成大約1〇〇 個突出部份。當每個電子發射區域都是大約以這樣一種數 目來形成突出邵份時,由於在粒子直徑分佈以及球體之圓 -119- 本紙張尺度適用T國國家標準(CNS)A4 &格⑽X 297公爱) -----------裝 i — — — ί— 訂!·---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明() 球度(sphericity)方面的變動所導致的諸多凹面部份直徑的 變動就幾乎被平均起來,因而每個像素(或子像素(subpixel) 之已發射電子的電流密度以及亮度都會變成均勻的。 在κ例1 7或者實例1 8到2 0其中任何一個實例的場致發射 疋件中,以構成電子發射部份之凹面部份的形式來反映球 體形式的一邵份。每個突出部份之頂端部份的輪廓都可能 具有一種不規則凸凹形式,或者可能是平坦的。特別是, 在實例17或18的場致發射元件中,上述頂端部份是藉由適 於陰極電極之導電材料層的破碎或爆裂而形成,使得每個 突出部份的頂端部份易於具有一種不規則形式。當藉由破 碎或爆裂而使頂端部份變尖銳(sharpened),有利地,頂端 部份能夠執行如一種高度有效電子發射部份般的功能。在 實例17到20其中任何一個實例的場致發射元件中,包圍凹 面部份的突出部份變成環形或圓形;因而在這種情形下, 凹面部份和突出部份當作一體就具有火山口或破火口之形 式。 在支撑基底上的諸多突出部份之佈局可能是有規則或隨 意的,並且端視用來安排球體的方法而定。當使用上述乾 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 式法或濕式法時,在支撑基底上的諸多突出部份之佈局就 變成是随意的。 在實例1 7到2 0其中任何一個實例的場致發射元件中,當 在形成絕緣層之後就將開口部份形成在絕緣層中時,可能 會使用-種構造,其中:在形成諸多突出部份之後,就會 形成-種保護層,以避免諸多突出部份之頂端部份受損; -120- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 118 五、發明說明() 並且在形成開口部份之後,就將保護層去除。適於保護層 之材料包括絡。 將會參考圖 34A,34B,35A,35B,3όΑ,3όΒ,37A 及3 7 B,加以説明用來製造場致發射元件的方法。圖 3 4 A,圖3 5 A及圖3 6 A都是概略部份側視圖,圖3 7 A和 37B都是概略部份截面圖,而圖34B,35B及36B都是概 略邵份透視圖,用來顯示比在圖34A,35A,及36A中的 範圍這寬的範圍。 [步驟1700] 首先’將覆蓋著許多球體80之一陰極電極411形成在支 撑基底10上。明確地説,將諸多球體8〇安排在由譬如説是 玻璃所製成的支撑基底10的整個表面上。球體8〇都是由譬 如説是一種基於聚甲烯聚合物材料所組成,並且它們都具 有:一種大約5微米的平均粒子直徑,以及一種小於i %的 粒子直徑分佈。利用噴槍,以一種大約1〇〇〇球體/毫米2的 密度來將諸多球體80隨意地安排在支撑基底1〇上。利用噴 槍來噴塗球體的方法包括:,種用來噴塗球體和揮發性溶 劑I混合物的方法,以及一種從噴嘴噴出諸多處在粉末狀 態中之球體的方法。藉由靜電力來將諸多已安排球體8 〇固 足在支撑基底10上。圖34 A和34B顯示這樣一種狀態。 [步驟 1710] , 將適於陰極電極之導電材料層411,形成在諸多球體8〇和 支撑基底10上。圖35A和35B顯示:一種形成了適於陰極 電極之導電材料層的狀態。譬如説,藉著將以條帶形S呈 -121- 本紙張尺度適財關家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 -------JE_ 119 ------ 五、發明說明() 現的碳膏(carbon paste)加以網版印刷,就能夠形成適於陰 極電極之導電材料層411,。在這種情形下,將諸多球體 安排在支撑基底10的整個表面上,使得:很自然地,有些 球體80不會以導電材料層411,覆蓋,如圖35B中所示。^ 後,譬如説,在150 °C下,將導電材料層411,加以乾燥,以 便去除包含於導電材料層411,中的水和溶劑,並且使導電 材料層411’變平坦。在這種溫度下,諸多球體8〇會經歷任 何狀態變化及/或化學變化。可能以一種方法來代替上述使 用碳膏的網版印刷操作,在該方法中:將適於陰極電極之 導電材料層4U,形成在整個表面上;並且藉由一般石版印 刷術和一般乾式蝕刻法,將導電材料層41〗,施以圖案設 計,以便形成以條帶形式呈現之適於陰極電極之導電材料 層411,。當應用石版印刷術時,通常藉由自旋塗層法來形 成一種抗蝕劑層(resist layer)。在自旋操作(spinning)中, 若支撑基底的自旋數目是500 rpm(每分鐘轉數),且若自旋 操作時期大約長達幾秒鐘;則諸多球體8 0都會被固定在支 撑基底10上而不會掉落或移位。 [步驟1720] 藉由去除諸多球體80來去除:覆蓋著諸多球體8〇之適於 陰極電極之導電材料層411,的部份;藉此就會形成一種陰 極電極,它具有:諸多突出部份411A,以及諸多凹面部份 411B ;該每個凹面部份都被突出部份411A所包圍,並且反 映每個球體8 0之形式的一邵份。圖3 6 A和3 6 B顯示因此而 獲得的狀態。明確地説,諸多球體8 〇會藉由在53〇 t左右 -122- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 袭------!訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 A7 B7 f . 120 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 加熱來燃燒,而適於陰極電極之導電材料層4〗丨,則也會加 以懷燒或燒結。在接近每個球體8 〇之每個封閉空間中的壓 力會隨著球體80之燃燒而一起增加;並且,在超過某一耐 壓極限時,覆蓋·著球體80之導電材料層411’的部份就會爆 裂,因而去除這樣一個部份。結果是,將諸多突出部份 411A和凹面部份411B形成在陰極電極411的一部份中,該 陰極電極則是形成在支撑基底10上。在去除諸多球體之 後,當球體的某些部份維持原狀成爲殘留物時,就能夠利 用一種適當洗滌液來去除殘留物,端視構成所使用之球體 的材料而定。 [步驟1730] 然後,將絕緣層1 2形成在陰極電極411和支撑基底i 〇 上。明確地説,將玻璃膏加以網版印刷在整個表面上,以 形成具有大約5微米厚之一層。然後,譬如説,在15〇 t 下,將絕緣層1 2加以乾燥,以便去除包含於絕緣層工2中的 水和溶劑,並且使絕緣層12變平坦。譬如説,可能以藉由 一種等離子體化學蒸汽沉積法(plasma CVD method)而形成 Si〇2層來代替上述使用玻璃膏的網版印刷操作。
[步驟1740J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後,將以條帶形式呈現之閘極電極3 13形成在絕緣層 1 2上(參看圖3 7 A)。以條帶形式呈現之閘極電極構成層之 投射圖像的延伸方向會和以條帶形式呈現之適於陰極電極 之導電材料層之投射圖像的延伸方向形成9〇。角。 [步驟1750] 123- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚) 121 121476947 五、發明說明( 然後:在閘極電極313之投射圖像與陰極電極4ΐι之投射 圖像重®的電子發射區域中,穿過問極電極3和絕緣層 〉成開口碍知1 4,藉以將諸多突出部份4丨1A和凹面 部份4UB曝光在開口部份14的底端部份中。藉由:根據一 般石版印刷術來形成—種抗蚀劑罩幕(resist mask),進而 f過抗蚀劑罩幕加以㈣;就能_得開口部份Η。最好 疋在種確保針對陰極電極之足夠高的蝕刻選擇性 (etching selectivity)的條件下實行钱刻操作。在其它方 面’在形成諸多突出部份411A之後,最好是,預先形成一 種由鉻所組成的保護層;並且,在形成開口部份“之後, 將保護層加以去除。然後,再將抗蚀劑罩幕去除。以此方 式,能夠獲得顯示於圖3 7B中的場致發射元件。 作爲用來製造實例17之場致發射元件的方法之一替換形 式’可能會使用一種構造,其中:在[步㈣ι〇]之後,實 仃[步驟mo]到[步驟測】;然後再實行[步驟咖]。在 延種情形下,能夠同時地實行:❹球體的燃燒,以及適 於絕緣層12之材料的烺燒或燒結。 在其它方面,在[步驟1710]之後實行[步驟173〇];並 且,在與[步驟1740]類似之-步驟中,將以條帶形式呈現 I無開口部份的閘極電極構成層形成在絕緣層上。然後, ^亍[步驟mo]。以此方式,將覆蓋著諸多球體8(^適於 ^電極之導電材料層411,,絕緣層12以及閉極電極構成 均的邊多邵份加以去除’藉此能夠將開口 電極⑴和絕緣層12中,·並且能夠將電子發射部 -124 本紙張尺度適用中國國家標^^)A4規格⑽χ 297公髮
I 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 122 " " 五、發明說明() 定位於開口部份的底端部份中的陰極電極411中,該電子 發射邵份具有:突出部份411A,以及凹面部份411B ;該凹 面邵份被突出部份411A所包圍,並JL反映每個球體8〇之形 式的一邵份。那就是,在接近每個球體8 0之每個封閉空間 中的壓力會隨著球體80之燃燒而一起增加;並且,在超過 某一耐壓極限時,覆蓋著球體之適於陰極電極之導電材料 層41 Γ,絕緣層1 2以及閘極電極構成層的諸多部份就會爆 裂’因而開口部份會與突出部份411A和凹面部份411B—起 形成。並且,將球體8 0去除。開口部份形成在閘極電極 3 13和絕緣層1 2中,因而反映球體的一部份。在開口部份 的底端部份中,繼續存在有:用來發射電子的突出部份 411A,以及凹面部份411B ;該凹面部份被突出部份411A 所包圍,並且反映球體之形式的一部份。 實例1 8 實例18是實例17之一替換形式。將會參考圖38A,38B 及3 8 C,加以説明用來製造火山口式場致發射元件的方 法。實例1 8的方法與實例1 7的方法不同,在於用來將許多 球體80安排在支撑基底1〇上的步驟包括下列步驟:將一種 由合成物所組成的合物層81形成在支撑基底1〇上,該合成 物是在分散劑中的諸多球體8 〇和陰極電極材料的一種分散 材料’藉以將許多球體安排在支撑基底10上;將諸多球體 80以陰極電極411覆蓋,該陰極電極是由陰極電極材料所 組成;然後再去除分散劑;那就是,上述步驟是一種濕式 法。 -125- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) """ '1-- -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 外/6947
λ發明說明( 123, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
[步驟1800 J 首先,將許多球體80安排在支撑基底1〇上。明確地說, 將一種由合成物所組成的合成物層81形成在支撑基底1〇 上,該合成物是在分散劑層8 1A中的諸多球體8〇和陰極電 極材料81B的一種分散材料。那就是,譬如説,將異丙醇 當作分散劑使用;並且,藉著將由一種聚甲晞聚合物材料 所組成並且具有一種大約5微米之平均粒子直徑的諸多球 體80,以及作爲陰極電極材料81B之具有一種〇〇5微米之 平均粒子直徑的諸多碳粒子分散在分散劑81A中來準備一 種合成物。以條帶之形式,將合成物加以網版印刷在支撑 基底10上,以便形成合成物層81。圖38八顯示:在形成合 成物層8 1之後,立即發現的一種狀態。 [步驟1810] 在固足於支撑基底10上之合成物層81中,諸多球體8〇會 沉澱,不久將被安排在支撑基底10上;並且,陰極電極^ 料8 1 B也會沉澱,以便形成適於陰極電極之導電材料層 41 Γ(由陰極電極材料8 1B所組成);藉此,能夠將許多球 體80安排在支撑基底10上;並且,諸多球體8〇能夠以適 於陰極電極之導電材料層411’(由陰極電極材料81B所組成) 覆蓋。圖3 8 B顯示因此而獲得的狀態。 [步驟1820] 然後’藉由揮發來去除分散劑81A。圖38C顯示因此而 獲得的狀態。 [步驟1830] -126- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 、發明說明( 然後,實行:與在實例17中之[步驟172〇]到[步驟175〇] 類似諸多步驟,或者用來製造實例17之場致發射元件的方 法<諸多替換形式;藉此,能夠完成與顯示於圖37b中之 元件類似的場致發射元件。 tijH 1 9 、實例19也是實例17之一替換形式。在用來製造實例”中 <火山口式場致發射元件的方法中,説得更明確些,用來 將以锋帶形式呈現之陰極電極形成在支撑基底上的步驟包 括下列步驟:將許多球體安排在支撑基底上;將陰極電極 形在支撑基底上,該陰極電極具有;許多用來發射電子的 突出部份,以及諸多凹面部份,該凹面部份被突出部份所 包圍,並且反映球體的一部份;以及將諸多球體去除。藉 由噴塗操作,將諸多球體安排在支撑基底上。球體具有二 種疏水性表面處理層。在下文中,將會參考圖39A,39b 及3 9 C,加以説明用來製造這樣一種場致發射元件的方 法。 [步驟1900] 首先’將諸多球體180安排在支撑基底10上。明確地 説’將許多球體180安排在由譬如説是玻璃所製成的支撑 基底10上。藉由:提供一種由譬如説是二苯乙烯聚合物材 料所組成的核心材料18〇A,並且將核心样料180A塗上—插 由聚四氟乙烯樹脂所組成的表面處理層MOB來形成諸多球 體180 ;而該球體18〇都具有:一種大約5微米的平均粒子 直徑,以及一種小於1 %的粒子直徑分佈。利用噴槍,以— •127- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱 丨丨;—一------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() 種大約1000球體/毫米2的密度來將諸多球體180隨意地安排 在支撑基底10上。藉由靜電力來將諸多已安排球體180固 定在支撑基底10上。圖39A顯示因此而獲得的狀態。 [步驟1910] 然後,在支撑基底10上形成陰極電極411(由適於陰極電 極之導電材料層所構成),它具有:諸多突出部份411A, 以及諸多凹面部份411B ;該每個凹面部份都被突出部份 411A所包圍,並且反映球體180之形式的一部份;將突出 部份411A形成在球體180附近。明確地説,像關於實例17 中之場致發射元件而描述的那樣,譬如説,以條帶之形 式,將膏狀物施以舰版..印刷。在實例1 9之場致發射元件 中,導因於表面處理層180B,每個球體180的表面都具有 疏水性質,使得··網版印刷在球體180上的膏狀物立即被 排斥而掉落,並且沉積在球體18〇附近,以便形成突出部 份411A。每個突出部份411A的頂端並不如在實例1 7中之 場致發射元件中的頂端那樣的尖銳。進入球體180與支撑 基底10之間的適於陰極之導電材料層的部份則構成凹面部 份411B。雖然圖3 9B顯示在陰極電極411與球體180之間有 間隙存在的一種狀態;但是在某些情形下,陰極電極4 j i 和球體180彼此接觸。然後,譬如説,在150 °C下,將陰極 電極411加以乾燥,。圖39B顯示因此而獲得的狀態。 然後,將外力運用在球體18〇上,以便從支撑基底丨〇去 除諸多球體180。明確地説,去除方法包括:洗滌法,以 及吹送壓縮氣體的方法。圖3 9 C顯示因此而獲得的狀態。 -128- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) ---- -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 五、發明說明(6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由球體的狀態變化/化學變化,説得更明確些,譬如説是 藉由燃燒法,也能夠去除諸多球體,該方法也適用於打算 描述於下之實例2 0中的場致發射元件。 [步驟1930] 然後,實行針對實例17中之場致發射元件的[步驟173〇] 到[步驟1750];藉此,能夠獲得幾乎與顯示與圖37B中之 元件相同的場致發射元件。 、在用來製造實例19中之場致發射元件的方法之一替換形 式中,可旎會使用一種構造,其中:在[步驟191〇]之後, 實行針對實例17中之場致發射元件的[步驟173〇]到[步驟 1750],然後再實行[步驟192〇]。 實例2 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在用來製造實例2 0中之火山口式場致發射元件的方法 中,説得更明確些,用來將以條帶形式呈現之陰極電極形 成在支撑基底上的步驟包括下列步驟:將許多球體安排在 支撑基底上;以及將陰極電極形成在支撑基底上,該陰極 電極具有:許多用來發射電子的突出部份,以及諸多凹面 邵份,該每個凹面部份都被突出部份所包圍,並且尽映球 體的一部份,而每個突出部份形成在每個球體的周界中。 當將絕緣層形成在整個表面上時,具有開口部份在球體之 上的絕緣層就會形成在陰極電極和支撑基底上。在形成開 口部份之後,將諸多球體去除。在用來製造實例2〇中之場 致發射元件的方法中,藉由噴塗諸多球體,將許多球體安 排在支撑基底上。每個球體都具有一種疏水性表面處理 129- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7
五、發明說明(127) 層。將會參考圖4〇A,4〇B,41A及41B,加以説明用來 製k在實例2 〇中之場致發射元件的方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [步驟2000;) 首先’將許多球體180安排在支撑基底丨〇上。明確地 說’實行與實例19中之[步驟1900]類似之一步驟。 [步驟2010] 然後’在支撑基底1〇上形成陰極電極411,它具有:許 夕用來發射電子的突出部份411A,以及諸多凹面部份 411B ’該每個凹面部份都被突出部份4丨丨a所包圍,並且反 映球體180之形式的一部份,而每個突出部份411A則形成 在每個球體180的周界中。明確地説,實行與實例19中之 [步驟1910]類似之一步驟。 [步驟2020] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將具有開口部份1 4 A在球體之上的絕緣層1 2形成在陰極 電極411和支撑基底1〇上。明確地説,將玻璃膏施以網版 印刷在整個表面上,以便形成具有大約5微米厚度之一 層。以和在實例1 7之場致發射元件中相同的方式,能夠實 行玻璃膏的網版印刷操作。導因於表面處理層180B,每個 球體180的表面都具有疏水性質,使得施以網版印刷的玻 璃膏立即被排斥而掉落,並且使得在每個球體18〇上之絕 緣層1 2的一個部份會因其表面張力而收縮(shrinks )。結果 是,將每個球體180的頂端部份曝光在開口部份1 4 A中而沒 有以絕緣層1 2覆蓋。圖4 0 A顯示因此而獲得的狀態。在所 顯示的實施例中,開口部份1 4 A的頂端部份具有的直徑比 -130- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 476947 A7
五、發明說明() 球體180還大。當表面處理層180B具有的界面張力(表面張 力)比玻璃膏還小時,開口部份14A易於具有較小的直徑。 當表面處理層180B具有的界面張力比玻璃膏還大得多時, 開口部份1 4 A易於具有較大的直徑。然後,譬如説,在15〇 C下,將絕緣層1 2加以乾燥。 [步驟2030] 然後’將具有與開口部份1 4 A相通之開口部份1 4 b的問 極電極3 13形成在絕緣層1 2上。明確地説,以條帶之形 式,將膏狀物施以網版印刷。以和在實例i 7之場致發射元 件中相同的方式,能夠實行膏狀物的網版印刷操作。然 而’由於球體180的表面會因表面處理層i8〇B而具有較高 的疏水性質;故而網版印刷在球體180上的膏狀物立即被 排斥’並且會因它自己的表面張力而收縮,以便形成一種 它只會黏著在絕緣層1 2之表面上的狀態。在這種情形下, 可能形成閘極電極3 13,以便從絕緣層1 2的開口端部份垂 下(droop ),進入開口部份1 4 A中達到某種程度。然後,譬 如説,在15(TC下,將閘極電極313加以乾燥。圖40B顯示 因此而完成的狀態。當表面處理層180B具有的界面張力比 膏狀物還小時,開口部份1 4 A易於具有較小的直徑。當表 面處理層180B具有的界面張力比膏狀物還太得多時,開口 邵份1 4 A易於具有較大的直徑。 [步驟2040] 然後,將曝光在開口部份1 4 A和1 4B中的球體180去除。明 確地説,藉由在大約530 °C下加熱球體來燃燒球體1 8,該 -131 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 129 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 溫度是適於烺燒或燒結玻璃膏之一典型溫度,該加熱操作 也會執行煅燒或燒結陰極電極4 i i和絕緣層丨2的工作。在 這種情形下,不像在實例17中的場致發射元件,絕緣層12 和閘極電極313從開始就具有開口部份丨4A和14B,使得: 無論如何,陰極電極411的一部份,絕緣層1 2或閘極電極 3 13不會消散,因而球體18〇被輕易地去除。當開口部份 14A和14B的上末端部份具有的直徑比球體18〇還大時,就 能夠藉由一種諸如洗滌操作或吹送壓縮氣體的外力來去除 球體而沒有燃燒球體18〇。圖4 1 A顯示因此而完成的狀態。 [步驟2050] 將對應於開口部份14之侧壁表面的絕緣層12的部份施以 各向同性姓刻操作’藉此能夠完成顯示於圖4 1 b中的場致 發射元件。在本實施例中,閘極電極313的下端面朝下, 它對於增加在開口部份1 4中的電場強度而言是比較適宜 的。 f例2 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖42A顯示:一種邊緣式場致發射元件之概略部份截面 圖。邊緣式場致發射元件具有··以條帶形式呈現之形成在 支撑基底10上之一陰極電極(電子發射層)U1 ;形成在支 撑基底10和陰極電極111上之一絕緣層12 ;以條帶形式呈 現心形成在絕緣層1 2上之一閘極電極3 13。穿過閘極電極 313和絕緣層12而形成一開口部份14。將陰極電極ιη之一 邊緣部份111A曝光在開口部份14的底端部份中。將一電壓 施加到陰極電極111和閘極電極313 ;藉此,電子會從陰極 -132-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 一 — B7 五、發明說明(130) 電極111之邊緣部份U1A發射出去。 如圖42B中所示,可能將凹面部份1〇A形成在開口部份 14内側的陰極電極U1i下的支撑基底1〇中。在其它方 面,如圖42C顯示的一種概略部份截面圖,邊緣式場致發 射疋件可能具有:形成在支撑基底1〇上之第一閘極電極 13A ;形成在支撑基底1〇和第一閘極電極13A上之一下絕 緣層12A ;形成在下絕緣層12A上之一陰極電極丨丨丄;形成 在下絶緣層1 2 A和陰極電極111上之一上絕緣層1 2 b ;以及 形成在上絕緣層12B上之第二閘極電極313B。並且,穿 過:第二閘極電極3 13B,上絕緣層i 2 B,陰極電極丨丨i以 及下絕緣層1 2 A而形成一開口部份丨4。將陰極電極u i之 邊緣邵份111A曝光在開口部份1 4之一侧壁表面上。將一電 壓施加到陰極電極i i丨以及第一和第二閘極電極丨3 A和 3 13B ;藉此’電子會從陰極電極11丨之邊緣部份1丨發射 出去,該邊緣部份對應於一電子發射部份。 將會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份侧視圖的圖 43A,43B及43C,加以説明:用來製造譬如説是顯示於 圖42C中之邊緣式場致發射元件的方法。 [步驟2100] 首先,藉由濺射法,將一種大約0.2微米厚的鎢層形成在 由譬如説是玻璃所製成的支撑基底1 〇上;並且藉由照相石 版印刷術和乾式蝕刻法,將鎢層施以圖案設計,以便形成 以條帶形式呈現的第一閘極電極1 3 A。然後,將下絕緣層 12A形成在整個表面上,該層是由si〇2所組成,並且具有 -133- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂---------^Α__τ c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^/6947 A7 -------_B7___ 7; 131 " '' --— ▲、發明說明() 一種大約0.3微米的厚度;然後再將以條帶形式呈現之由一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 種由鎢組成的導電材料層所構成的陰極電極丨丨丨形成在下 絕緣層1 2 A上(參看圖4 3 A )。 [步驟2110] 然後,將上絕緣層12B形成在整個表面上,譬如説,該 層是由Si〇2所組成,並且具有〇·7微米的厚度,然後再將以 條帶形式呈現的第二閘極電極3 13B形成在上絕緣層丨2 B上 (參考圖43B)。第二閘極電極313B是由一種氣體捕獲材料 所組成。 [步驟2120] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後,將一抗蝕劑層9 0形成在整個表面上,並且將_抗 餘劑開口部份90A形成在抗蚀劑層90中,使得第二閘極電 極3 13B之表面的一部份曝光。當視平面圖時,抗餘劑開口 部份90A就具有一種長方形形式。該長方形形式具有:1〇〇 微米的長邊(major side )長度,以及幾微米到1 0微米的短邊 (minor side)長度。然後,譬如説,藉由RIE方法,將曝光 在抗蝕劑開口部份9 0 A的底端部份中的第二閘極電極3 13 B 施以各向異性蝕刻,以便形成一開口部份。然後,將曝光 在開口部份的底端部份中的上絕緣層1 2 B施以各向同性餘 刻,以便形成一開口部份(參看圖4 3 C )。由於上絕緣層 12B是由Si02所組成,故而使用一種緩衝氬氟酸水溶液來 實行濕式蝕刻操作。在上絕緣層1 2 B中之開口部份的側壁 表面會從形成在第二閘極電極3 13B中之開口部份的開口末 端邵份退縮。在這種情形下,藉由調整蚀刻時間間隔,就 -134- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 132 五、發明說明() 能夠控制退縮量。在本實施例中,實行濕式蚀刻操作,直 到形成在上絕緣層1 2 B中之開口部份的下端從形成在第二 閘極電極3 13B中之開口部份的開口末端部份退縮爲止。 在種知離子當作主要蚀刻物種(main etching species )使 用的條件下’將曝光在開口部份之底端部份中的陰極電極 111施以乾式餘刻。在使用離子作爲主要蝕刻物種的乾式 #刻操作中’藉由將偏壓(biase(j voltage )施加到打算蚀刻 之物體’或者利用等夢子體(plasma)和電場的相互作 用,就能夠將作爲帶電粒子的離子加速;並且,通常各向 異性餘刻操作會進行,使得:被蝕刻物體具有一種作爲已 處理(processed)表面的垂直壁。然而,在此步骤中,主要 蚀刻物種包含:具有與垂直度(perpen(JiCUlarity)不同之諸 多角度的入射成份;以及導因於開口部份之末端部份上的 散射(scattering)而也會產生的傾斜進入成份(obliquely entering components);使得:在某種機率(probability)下, 主要蚀刻物種會進入離子原本應該不會到達的區域,因爲 該區域都被開口部份所屏蔽。在這種情形下,具有相對於 支撑基底1 0之法線的較小入射角的主要蚀刻物種會顯示較 高的進入機率,而具有較大入射角的主要餘刻物主則會顯 示較低的進入機率。 因此’雖然形成在陰極電極111中的開口部份之上端部份 的位置幾乎與形成在上絕緣層i 2 B中的開口部份之下端部 份的位置排列成一線,但是形成在陰極電極111中的開口 部份之下端部份會從其中之上端部份突出。那就是,陰極 -135- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明() 黾極111之邊緣部份i i ! A的厚度會朝突出方向之前端部份 而減少,因而使邊緣部份丨i丨A變尖銳。譬如說,當使用 SF0作爲蝕刻氣體時,就能夠很優越地處理陰極電極。 將曝光在形成於陰極電極lu中之開口部份的底端部份中 的下纟巴緣層1 2 A知以各向同性餘刻,以形成在下絕緣層 1 2 A中之一開口部份,藉以完成開口部份丨4。在本實施例 中’使用一種緩衝氳氟酸水溶液來實行濕式蝕刻操作。形 成在下絕緣層1 2 A中之開口部份的側壁表面會從形成在陰 極電極111中之開口部份的下端部份退縮。在這種情形 下’藉由調整蝕刻時間週期,就能夠控制退縮量。在完成 開口邵份1 4之後,將抗姓劑層9 〇去除,藉此能夠獲得顯示 於圖42C中的構造。 實例22 實例2 2與用來製造與在實例2中不同的斯賓特式場致發 射元件的方法有關。在下文中,將會參考用來顯示支撑基 底等等之概略部份側視圖的圖44A,44B,45A,45B, 4ό A及4 6B,加以説明用來製造這樣一種斯賓特式場致發 射元件的方法。基本上,根據下列步驟來製造在此實例中 的斯賓特式場致發射元件: (a’)將一陰極電極511形成在一支撑基底51〇上; (b’)將一絕緣層512形成在陰極電極511和支撑基底51〇 上; (c’)將一閘極電極313形成在絕緣層512上; (d ’)至少在絕緣層5 12中形成一開口部份5 14,它使陰極 -136- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G χ 297公髮) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明( 政極511曝光在其中之底端部份中; (e )將通於電子發射部份之導電材料層521形成在:包括 開口邵份5 14之内側的整個表面上; 、(f’)將一罩幕材料層522形成在導電材料層521上,以便 遮罩導電材料層521的一個區域,該區域定位於開口部份 514之中央部份中; (g )在朝向與支撑基底51〇垂直之方向的導電材料層521 <蝕刻速率高於朝向與支撑基底5 10垂直之方向的罩幕材 料層522 <蚀刻速率的一種各向異性蚀刻條件下,將導電 材料層521和罩幕材料層522加以蝕刻,以便將一電子發射 邪份1 5 D形成在曝光於開口部份5 14中之陰極電極5丨丨上, 琢電子發射邵份是由導電材料層521所構成,並且具有一 種具有圓錐形式的頂端部份。
[步驟2200J
將由絡(Cr)所組成之陰極電極511形成在··譬如説,藉 著將大約0.6微米厚的si〇2層形成在玻璃基底上而準備的支 撑基底510上。明確地説,譬如説是藉由濺射法或cvd方 法’將適於陰極電極之由鉻所組成的導電材料層沉積在支 撑基底5 10上,並且將導電材料層施以圖案設計,藉此能 夠形成導電材料層,該材料層··包括許多陰極電極511, 並且以條帶形式呈現,朝向與列方向平行的方向而延伸。 適於陰極電極之導電材料層具有一種譬如説是50微米的寬 度’並且以一種譬如説是30微米的距離,將一導電材料層 和另一導電材料層加以隔開。然後,藉由一種使用TEOS -137- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 發明說明( (四乙氧基石夕垸)作爲來源氣體的等離子體Cvd方法,將由 Si〇2所組成的絕緣層5 12形成在整個表面上,明確地説,形 成在陰極電極511和支撑基底510上。絕緣層512具有一種 大約1微米的厚度。然後,將閘極電極313形成在絕緣層 5 12的整個表面上,該閘極電極313 :是由以條帶形式呈現 之閘極笔極構成層所形成,並且朝向與適於陰極電極之 導電材料層成直角的方向而延伸。 然後,在適於陰極電極之導電材料層與閘極電極構成層 重疊之一電子發射區域中,那就是,在一個像素區域中, 穿過閘極電極構成層和絕緣層5 12而形成諸多開口部份 514。當視爲平面圖時,開口部份514具有:譬如説是具有 〇·3微米之直徑的一種圓形形式。通常,每一個像素區域 (一個電子發射區域)會形成數百到數千個開口部份514。對 形成諸多開口部份514而言,雖然將藉由一般照相石版印 刷術所形成之一抗蝕劑層當作罩幕使用;但是,首先將諸 多開口部份514形成在閘極電極構成層中,然後再將諸多 開口部份514形成在絕緣層512中。在R][E之後,藉由洗滌 操作來去除棼蝕劑身(參看圖44 A)。 [步驟2210] 然後,藉由濺射法,將一黏附層52〇形成在整個表面上 (參看圖44B)。提供黏附層以改善··打算在隨後之一步驟 中形成的導電材料層521與曝光在閘極電極構成層之未形 成區域(non-formed regions)中的絕緣層512,以及與諸多 開口部份514之側壁表面的附著力(a—)。_於鎢被使 ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -138-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用來形成導電材料層521的條件,藉由一種DC濺射法,將 由鎢所組成之黏附層52〇當作〇 〇7微米厚之一層來形成。 [步驟 2220;] 藉由一種減氫(hydr〇gen reduction)減壓CVD方法,將適 於電子發射部份之導電材料層521形成在:包括開口部份 514<内侧的整個表面上;該導電材料層521 :具有一種大 約0.6微米的厚度,並且是由鎢所組成(參看圖45入)。在所 形成的導電材料層521的表面中,會形成一個凹槽(recess) 521A,它反映在開口部份514的頂端表面與底端部份表面 之間的步階變化(step)。 [步驟2230] 形成一罩幕材料層522,以便覆蓋導電材料層521之一區 域(明確地説,凹槽521A),該區域定位於開口部份514的 中央部份中。明確地説,藉由自旋塗層法,將作爲罩幕材 料層522之一 0.35微米厚的抗蝕劑層形成在導電材料層521 上(參看圖45B)。罩幕材料層522會吸收導電材料層521的 凹槽521A,以便形成一種近乎平坦的表面。然後,藉由一 種使用含氧氣體的RIE方法來蝕刻罩幕材料層522。當導電 材料層521之一平坦表面曝光時就終結蚀刻操作;藉此, 罩幕材料層522繼續存在,以便藉由將它本身填入導電材 料層521的凹槽521A中來形成平坦表面(參看圖46A)。 [步驟224〇] 然後,將導電材料層521,罩幕材料層522以及黏附層 520加以蝕刻,以便形成一種圓錐形電子發射部份丨5 D (表 -139- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) --------------------訂--------- $ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^/6947 A7 B7 五 、發明說明( 137、 看圖46B)。在一種導電材料層521之蚀刻速率高於罩幕 料層522之蝕刻速率的各向異性蝕刻條件下,狀、二^ %廷些層加 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以蚀刻。以下的表4顯示餘刻條件。 表4 •電材料厝521等等的蝕刻條件 8?6流率 150 SCCM 〇2流率 —--------——-_ 30 SCCM_____ _ Ar流率 90 SCCM 壓力 35 帕(Pa) 射頻(RF)功率 0.7kW(13.56 MHz) [步驟2250] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在形成於絕緣層5 12中的開口部份5 14之内側,在一種各 向同性蝕刻條件下,使開口部份5 14的侧壁表面退縮,藉 此完成顯示於圖4 7中的場致發射元件。藉由諸如化學乾式 钱刻操作的一種使用原子圖(radical)作爲主要蝕刻物種的 乾式蝕刻法,或者是藉由一種使用蚀刻溶液的濕式蝕刻 法’就能夠實行各向同性钱刻操作。作爲一種蚀刻溶液, 譬如説,可能會使用一種混合物,它包含:4 9 %氫氟酸水 溶液,以及依照17 1〇〇之49%氫氟酸水溶液/純水的容積比 (volume ratio )的系屯水。 將會參考圖48A和48B,加以説明:用來形成在[步驟 2240]中之場致發射元件15D的機制。圖48 A概略地顯示: -140- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ' 470^4/
裝 訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :Γ二::打算被蚀刻之材料的表面輪廓如何-來改變;而圖48Β則是:用來顯示 邵份Μ4之中心的㈣中材料厚度之間關係的一 、、’7㈤。罩幕材料層具有在開口部份514之中心内的厚 度b .,而電子發射部份1 5 D則具有在開口部份5丨4之中心 内的南度h p。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在顯示於表4中的钱刻條件下,導電材料層切之姓刻速 率很自然地高於由抗㈣材料所組成的罩幕材料層⑵之 蝕刻速率。在沒有罩幕材料層522存在之一區域中,導電 材料層521立即開始被蝕刻,因而蝕刻中材料之表面很快 地下降。相對照下,在有罩幕材料層522存在之一區域 中,只有在先將罩幕材料層522被去除之後,導電材料層 521才會開始被蝕刻。因此,雖然罩幕材料層π?被蝕刻, 但是蝕刻中材料厚度的減量速率(decremental )很低(h p 減量間隔);並且,只有當罩幕材料層522消失時,蝕刻中 材料厚度的減量速率才會變成和在沒有罩幕材料層522存 在之區域中的蝕刻速率一樣高(h。減量間隔)。在h。減量間 隔開始時的時間··在罩幕材料層522具有最大厚度之開口 部份的中心處會最後來臨,而在罩幕材料層522具有較小 厚度之比較接近開口部份5 14之周界的區域中則會來得稍 早些。以上述方式,加以形成具有圓錐形式的電子發射部 份 15D。 將導電材料層521的蝕刻速率與由一種抗蝕劑材料所組成 之罩幕材料層522的蝕刻速率之比指稱爲”對一種抗触劑的 •141 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^----— _Β7_____ 五、發明說明(139) 選擇比”(selective ratio to a resist)。對一種抗蚀劑的選擇 比是用來決定電子發射部份15D之高度和形式的一項重要 因素。將會參考圖49八,49B及49C來説明此點。圖49A 顯示··當對一種抗蝕劑的選擇比是相對小時的電子發射部 份15D之形式。圖49C顯示:當對一種抗蚀劑的選擇比是 相對大時的電子發射部份1 5 D之形式。圖4 9 B顯示:當對 種抗姓劑的選擇比是中間値的電子發射部份1 5 D之形 式。能夠看出的是:隨著在對一種抗蝕劑的選擇比方面的 立曰加,在和罩幕材料層522的等減少比較時,導電 每521的薄膜減少就挺尖銳的,使得電子發射部份1 $ d具有 一種較高的高度和較尖銳的形式。對一種抗蝕劑的選擇比 田P过著在相對於S F6流率(fi〇w rate )之〇 2流率方面的增加 而減少。當使用一種蝕刻裝置時,該裝置使它可能藉由共 同使用(co-using)基底偏壓來改變離子的入射能量;就能夠 藉由增加射頻偏壓功率(RF bias 或者減少針對偏壓 應用之交流(AC)電流頻率來減少對一種抗蝕劑的選擇比。 當選擇對一種抗蚀劑的選擇比時,它至少是15,適宜的 是:至少2,更適宜的是··至少3。 在上述蝕刻操作中,很自然地,需要確保針對閘極電極 3 13和陰極電極511的一種高選擇性蚀刻比。在顯示於表4 中的條件下,並不會造成問題。因此,其原因如下。利用 含氟蝕刻物種幾乎不能蝕刻構成閘極電極3丨3或陰極電極 511的材料,只要選擇一種適當材料。在上述條件下,能 夠獲得一種大約10或更多的遷豐後楚屬比。 匕 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2^7 ---------------------訂---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -142- ^/vyη/
實例2 3_ 實例23是實例22之一替換形式。在實例]3中的製造方法 中’在和實例22中0製造方法比較時,@夠使以罩幕材料 層,蓋著的導電材料區域㈣。在用來製造在實例23中之 斯賓特式場致發射元件的方法中,利用在開口部份的上端 表面與底端部份表面之間的步階變化,將一近乎漏斗狀 (funnel-like)凹槽形成在導電材料層之一表面中,該凹槽具 有·一柱狀邵份(columnar p〇rti〇n),以及與柱狀部份的上 场相通之一加寬邵份(widened p〇ni〇n);並且在步驟(^) 中,將罩幕材料層形成在導電材料層的整個表面上。然 後,在與支撑基底的表面平行之一平面中,將罩幕材料層 和導電材料層加以去除;藉此,將罩幕材料層保留在柱狀 部份中。 在下文中,將會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份 側視圖的圖5(^,503,51人,516,52八及526,加以 説明:用來製造在實例23中之斯賓特式場致發射元件的方 法。 [步驟2300] 首先’將陰極電極511形成在支撑基底5 1〇上。那就是, 藉由依照TlN層(厚度〇.1微米),Ti層(厚度5毫微米),A1-Cu層(厚度0.4微米),丁丨層(厚度5毫微米),TiN層(厚度 0·02微米)以及τ i層(厚度0·〇2微米)這種順序的堆疊操作來 形成:包括諸多陰極電極511之適於陰極電極的導電材料 層,譬如説,藉由一種DC濺射法來形成一堆疊層,並且將 -143- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
·1--------tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947
發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以條帶形式呈現之堆疊層施以圖案設計。諸多附圖都將陰 極私極5 11顯π成單一層。然後,藉由一種使用te〇s (四乙 氧基矽烷)作爲來源氣體的等離子體CVD方法,將一種0.7 微米厚的絕緣層512形成在整個表面上,明確地説,形成 在支撑基底510和陰極電極511上。然後,將包括諸多閘極 電極3 13之以條帶形式呈現的閘極電極構成層形成在絕緣 層512上。 並且,將一種由Si〇2所組成的〇·2微米厚蝕刻停止層 (etching-stop layer) 523形成在整個表面上。蝕刻停止層 523對場致發射元件的功能而言並非必要的,但是當在稍 後出現之一步驟中加以蝕刻導電材料層521時卻能夠保護 閘極氣極313。當閘極電極313針對導電材料層521之一蚀 刻條件而具有足夠高的蚀刻耐久性時,就可能省略蝕刻停 止層523。然後,藉由RIE方法,穿過:蝕刻停止層523, 閘極黾極3 13以及絕緣層5 12而形成一開口部份5 14。將陰 極電極511曝光在開口部份514的底端部份中。以此方式, 獲得一種顯示於圖5 0 A中的狀態。 [步驟2310] 然後,將一種由譬如説是鎢所組成的〇 〇3微米厚黏附層 520形成在包括開口部份5 14之内側的整個表面上(參看圖 5〇B)。然後,將適於電子發射部份之導電材料層521形成 在包括開口部份5 14之内側的整個表面上。在實例2 3中, 確定導電材料層521的厚度而使得:將一種具有的深度比 在實例22中之凹槽521A還深的凹槽·521Α形成在表面中。 -144- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7_ 心 142 五、發明說明() 那就是,將導電材料層521的厚度加以適當確定;藉此, 利用在開口部份5 14的上端表面與底端部份表面之間的步 階變化,能夠將一近乎漏斗狀凹槽521A形成在導電材料層 521的表面中,該凹槽具有:一柱狀部份52 1B,以及與柱 狀部份的上端相通之一加寬部份521C。 [步驟2320] 然後,藉由一種無電極電鍍法(electroless plating method),將一種由銅(Cu)所組成的大約0_5微米厚之罩幕 材料層522形成在導電材料層521的整個表面上(參看圖 5 1A)。表5顯示:無電極電嫂之一條件。 表5
電鍍液 硫酸銅(CuS04 · 5H20) 7克/公升 甲醛水(37%HCHO) 20毫升/公升 氫氧化鈉(NaOH) 10克/公升 酒石酸抑鈉 20克/公升 電鍍槽溫度 50°C
[步驟2330] 然後,在與支撑基底510的表面平行之一平面中,將罩幕 材料層522和導電材料層521加以去除,以便將罩幕材料層 522保留在柱狀部份521B中(參看圖5 1B)。譬如説,藉由 一種化學 /機械抛光處理(chemical/mechanical polishing,簡 稱CMP)方法,就能夠實行上述去除操作。 -145- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7 心 / 143、 發明說明() [步驟2340] 然後,在一種導電材料層521和黏附層520之蝕刻速率皆 高於罩幕材料層522之蝕刻速率的各向異性條件下,將導 電材料層521,罩幕材料層522以及黏附層520加以蚀刻。 結果是,將一種具有圓錐形式的電子發射部份1 5 D形成在 開口部份514中(參看圖52 A)。當電子發射部份15D的頂端 部份具有殘餘罩幕材料層522時,藉由一種使用稀釋氫氟 酸水溶液的濕式蝕刻法,就能夠去除殘餘罩幕材料層 522 〇 [步驟2350] 在形成於絕緣層5 12中的開口部份5 14之内側,在一種各 向同性蝕刻條件下,使開口部份5 14的侧壁表面退縮,藉 此完成顯示於圖5 2 B中的場致發射元件。對各向同性姓刻 操作而言,可能會使用在實例22中之製造方法中所説明的 餘刻操作。 於其時’在實例2 3中所形成的電子發射部份丨5 〇中,形 成一種比在實例2 2中所形成之電子發射部份丨5 D中的相對 物還尖銳的圓錐形式。這種差異是由:在罩幕材料層522 之形式’以及導電材料層521的蚀刻速率與罩幕材料層5 22 的蝕刻速率之比兩方面的差異所造成。將會參考圖53八和 53B來説明上述差異。圖53A和53B顯示:蝕刻中材料的 表面輪廓如何以恆定時間間隔來改變。圖5 3 A顯示:一種 使用由銅所組成之罩幕材料層522的情形,而圖5 3 B則顯 示:一種使用由抗蝕劑材料所組成之罩幕材料層522的情 -146- 本紙張尺度適用中國國祕4 (CNS)A4規格(210 x 297公髮) -------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、發明說明( 144 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 形。爲簡化計,假定:導電材料層521的蝕刻速率和黏附 層520的钱刻速率都相同;因而顯示黏附層520被省略。 當使用由銅所組成的罩幕材料層522時(參看圖53 A),由 於在和導電材料層521的蝕刻速率比較時,罩幕材料層522 的蚀刻速率是足夠低;故而罩幕材料層522絕不會在蝕刻 操作期間消失,因此能夠形成一種具有尖銳頂端部份的電 子發射邵份。相對照下,當使用由抗蝕劑材料所組成的罩 幕材料層522時(參看圖53B),由於罩幕材料層522不像導 電材料層521的蝕刻速率那麼高,故而罩幕材料層522在蝕 刻操作期間易於消失。因此,在罩幕材料層522消失之 後,電子發射部份15D的圓錐形式易於變鈍。 並且,繼續存在於柱狀部份5213中的罩幕材料層522具 有一項優點是:縱使柱狀部份521B的深度改變達到某種程 度’電子發射部份15D的形式也不大會改變。那就是,柱 狀邵份521B的深度能夠改變,端視:導電材料層521的厚 度’以及步階涵蓋範圍(step c〇verage)的變動而定。然 而,由於不論深度如何,柱狀部份521B的寬度幾乎不變, 故而罩幕材料層522變成是幾乎不變,使得··在最後所形 成之電子發射部份15D的形Ϊ方面並沒有太大的差異。相 對照下,在保留於凹槽521 A中的罩幕材料層522中,罩幕 材料層的寬度會改變,端視凹槽是否具有大深度或小深度 而定,使得:當凹槽521A比較里時,以及當罩幕材料^ 522具有一種較小的厚度時,電子發射部份15D的圓錐形式 就會開始變鈍。場致發射元件的電子發射效率會改變广= -----------I illllll^illln 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -147·
476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 145 五、發明說明() 視··閘極電極與陰極電極之間的電位差,閘極電極與陰極 電極之間的距離,以及構成電子發射部份之一材料函 數而定;並且它也會改變,端視電子發射部份之頂端部份 的形式而定。因此,最好是,依需要來做出罩幕材:層: 形式和餘刻速率的上述選擇。 實例2 4 實例24是用來製造實例23之斯賓特式場致發射元件的方 法之一替換形式。在實例24的製造方法中,在步驟(e,) 中,將一近乎漏斗狀凹槽形成在導電材料層之一表面中, 該凹槽具有:一柱狀部份,以及與柱狀部份的上端部份相 通之一加寬部份,該柱狀部份反映在開口部份的上端表面 與底端邵份表面之間的步階變化;並且在步驟(f,)中,將 罩幕材料層形成在導電材料層的整個表面上,進而將在導 電材料層上以及在加寬部份内側的罩幕材料層加以去除; 藉此’將罩幕材料層保留在柱狀部份中。在下文中,將會 參考用來顯示支撑基底等等之概略部份側視圖的圖5 4 A, 54B及55,加以説明:用來製造在實例24中之斯賓特式場 致發射元件的方法。 [步驟2400] 以和在實例23之[步驟2300]到[步驟2320]中相同的方式 來實行:到形成顯·示於圖5 1 A中之罩幕材料層522爲止的諸 多程序’然後只有將在導電材料層521上以及在加寬部份 521C内側的罩幕材料層522加以去除,以便將罩幕材料層 522保留在柱狀部份521B中(參看圖54a)。在這種情形 -148 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下,5如説,利用一種稀釋氫氟酸水溶液來實行濕 操作;藉此,只有由銅所組成的罩幕材料層522才能夠被 選擇性地去除而沒有去除由鎢所組成的導電材料層52^。 繼續存在於柱狀部份521B中的罩幕材料層522的高度有所 =同,端。視蝕刻時間間隔而定。然而,蝕刻時間間隔並不 是那麼嚴格,只要將填入加寬部份521(:中的罩幕材料層 522 ^:全地去除。因此,其原因如下。關於罩幕材料層 (高度的討論,實質上與參考圖53A而做出關於柱狀部份 521B,深度的上述討論相同;因而罩幕材料層μ〕之高度 對打算最後形成的電子發射部份丨5 D之形式並沒有重大的 影響。 [步驟2410] 然後,以和在實例23中相同的方式,將導電材料層 521,罩幕材料層522,以及黏附層52〇加以蝕刻·,以便形 成顯示於圖54B中的電子發射部份15D。雖然電子發射部 份15D可能很自然地具有當作一體的圓錐形式,如圖52八 2所π ’·但是圖54B則顯示一種替換形式,其中頂端部份 單獨具有圓錐形式。當填入柱狀部份5216中的罩幕材料層 522>之高度很小時,或者是當早幕材料層父2之蝕刻速率相 對高時,就會製造這樣一種形式。這樣一種形式絕不會影 響電子發射部份1 5 D的功能。
[步驟2420J 在形成於絕緣層512中的開口部份514中,在一種各向同 性蝕刻條件下,使開口部份514的側壁表面退縮,藉此完 -149 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) --------^---------線^^. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 947
發明說明( 147 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成顯示於圖55中的場致發射㈣。以和在實例22中所説明 的製造万法中相同的方式,能夠實行各向同性㈣操作。 f例2 5 實例25—的製造方法是實例22的製造方法之一替換形式。 Q 6顯示在只例2 5中之一概略部份侧視圖。實例2 5與 實例22不同,在於:電子發射部份具有一底座 53〇,以及形成底座530上的一種圓錐形電子發射部份 15D。底座530是由一種材料所組成,而電子發射部份i5D 則是由另一種材料所組成。明確地説,底座53〇是··一種 用來調整電子發射部份15D與閘極電極313之開口末端部份 之門距離的構件,它具有一種像電阻層般的功能,以及是 由一種包含雜質的多晶矽層所構成。電子發射部食^ 5 D是 由鎢所組成,並且具有一種吼錐形式,説得更明確些,具 有一種圓錐體(circular c〇ne)的形式。將一種由TiN所組成 的黏附層520形成在底座530與電子發射部份15D之間。黏 附層520是一種對電子發射部份之功能而言並非必要的組 件’但卻是針對一項與製造有關的理由而提供。從緊接在 閘極電極3 13之下起,將絕緣層512朝向底座530之上端部 份刮除(scraped),以便形成一開口部份514。 在下文中,將會參考圖57A,57B,58A,58B,59A 及59B來説明實例.2 5的製造方法。 [步驟2500] 首先,以和在實例2 2之製造方法中的[步驟2200 ]中相同 的方式來實行:到形成開口部份5 14爲止的諸多程序。然 -150- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 後,將一種用來形成底座的導電材料層530A形成在:包括 開口邵份5 14之内側的整個表面上。導電材料層53〇a :也 會執行如電阻層般的工作,它是由一多晶矽層所構成,並 且能夠藉由一種等離子體CVD方法來形成。然後,將一種 由抗蝕劑層所構成的平整層(flattening layer)531形成在整 個表面上,以便形成一種近乎平坦的表面(參看圖57a)。 然後,在這些層之蝕刻速率都幾乎相同之一條件下,將平 整層531和導電材料層530A加以蝕刻,以便利用具有平坦 上表面的底座邵份530來填充開口部份5 14的一部份(參看 圖57B)。把夠藉由rie方法來實行钱刻操作,該方法使用 包含一種含氣氣體和一種含氧氣體的蝕刻氣體。由於利用 平整層531而使導電材料層530A的表面變平坦,故而底座 530變成具有一種平坦上表面。
[步驟2510J 然後,將一黏附層520形成在:包括其餘的開口部份5 14 之内侧的整個表面上,並且將適於電子發射部份之導電材 料層521形成在:包括其餘的開口部份514之内侧的整個表 面上,以便利用導電材料層521來填滿其餘的開口部份 5 14(參看圖58 A)。黏附層520是藉由濺射法所形成的一種 〇·〇7微米厚TiN層,而導電材料層521則是藉由一種減壓 C VD方法所形成的一種〇·6微米厚鶴層。將一凹槽521A形 成在導電材料層521的表面中,該凹槽反映在開口部份514 的上端表面與底端部份表面之間的步階變化。 [步驟2520] -151 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(149) 一…:後’藉由自碇塗層今’將一種由抗蝕劑層所構成的罩 幕材料層522形成在導電材料層521的整個表面上,以便形 成一種近乎平坦的表面(參看圖58B)。罩幕材料層5M會吸 收在導電材料層521之表面中的凹槽521A,因而形成一種 近乎平坦的表面。然後,藉由一種使用氧氣氣體的RIE方 法來蚀刻罩幕材料層522 (參看圖5 9 A)。當導電材料層521 之平坦表面曝光時就終結敍刻操作。以此方式,將罩幕 材料層522保留在導電材料層521的凹槽521八中以形成平坦 表面,並且形成罩幕材料層522,以便覆蓋導電材料層521 的一個區域,該區域定位於開口部份5 14的中央。 [步驟2530] 然後,以和在實例22之製造方法中的[步驟224〇]中相同 的方式,將導電材料層521,罩幕材料層522以及黏附層 520 —起蝕刻,藉以形成電子發射部份15D和黏附層”❹; 该電子發射部份具有一種圓g形式,端視基於上述機制的 對一種抗蝕劑的選擇比而定(參看圖5 9 B )。然後,在形成 於絕緣層512中的開口部份514之内侧,使開口部份514的 側壁表面退縮’藉此能夠獲得顯示於圖5 6中的場致發射元 件0 •實例26 實例2 6的製造方法是實例2 3的製造方法之一替換形式。 圖6 1 B顯示:在實例2 6中之一概略部份側視圖。2 6與實例 2 3不同,在於:像在實例2 5中的電子發射部份那樣,電子 發射郅份具有一底座530,以及形成在底座530上的一種圓 -152- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I--- - - - ---^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 五、發明說明( 錐形電子發射部份15D。底座53〇是由一種材料所組成,而 包子發射4伤1 5 D則是由另一種材料所組成。明確地説, 底座530疋· 一種用來碉整電子發射部份丨5 D與閘極電極 313之開口末端部份之間距離的構件,它具有一種像電阻 層般的功能,以及是由一種包含雜質的多晶石夕層所構成。 電子發射邵份1 5 D是由鎢所組成,並且具有一種圓錐形 式,説得更明確些,具有一種圓錐體的形式。將一種由 ΤιΝ所組成的黏附層52〇形成在底座53〇與電子發射部份 1 5 D之間黏附層520是一種對電子發射部份之功能而言並 非必要的組件,但卻是針對一項與製造有關的理由而提 供。從緊接在閘極!極31足士丁起,將絕緣層512朝向底座 530之上端邵份刮除,以便形成一開口部份5 14。 在下文中’私會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份 側視圖的圖6〇A,6〇B,61A&61B,加以説明實例“的 製造方法。 [步驟2600] 首先’以和在實例2 2之製造方法中的[步驟22〇〇 ]中相同 的方式來實行:到形成開口部份5 14爲止的諸多程序。然 後,將一種用來形成底座的導電材料層521形成在:包括 開口部份514之内側的整個表面上;並且將導電材料層加 以餘刻’藉此能夠形成填充開口部份5 14之一部份的底座 530。雖然顯示於諸多附圖中的底座53〇具有平坦表面,但 是該表面可能是凹下的。以和在實例2 5之製造方法中的 [步驟2500]中相同的方式,能夠形成具有平坦表面的底座 ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -153- 476947 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 心 151 五、發明說明() 530。並且,將黏附層520和適於電子發射部份之導電材料 層5 2 1連績地形成在:包括其餘的開口部份5 14之内侧的整 個表面上。在這種情形下,確定導電材料層521的厚度, 使得一種近乎漏斗狀凹槽521A被形成在導電材料層521之 一表面中;該凹槽具有:一柱狀部份521B,以及與柱狀部 份52 1B的上端部份相通之一加寬部份521C ;該柱狀部份 52 1B反映在其餘的開口部份514之上端表面與關於它的底 端邵份表面之間的步階變化。然後,將罩幕材料層522形 成在導電材料層521上。罩幕材料層522是由譬如説是銅所 組成。圖6 0 A顯示因此而完成的狀態。 [步驟2610] 在與支撑基底5 10的表面平行之一平面中,將罩幕材料層 522和導電材料層521加以去除,以便將罩幕材料層522保 留在柱狀部份521B中(參看圖60B)。以和在實例23中之 [步驟2330]中相同的方式,藉由一種化學/機械拋光處理方 法(CMP方法),就能夠實行上述去除操作。 [步驟2620] 然後’將導電材料層520,罩幕材料層522以及黏附層 520加以蝕刻,以便形成電子發射部份15D,它具有一種圓 錐形式’端視基於上述機制的對一種抗蝕劑的選擇比而 定。以和在實例2 3之製造方法中的[步驟234〇 ]中相同的方 式,能夠製造這些層。電子發射部份包括:電子發射部份 15D,底座530,以及繼續存在於電子發射部份15D與底座 530之間的黏附層52〇。雖然電子發射部份可能是很自然地 -154- 本紙張尺度適財關家標準(CNS)A_4規格(210 X 297公爱) --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具有當作一體的圓錐形式,但是圖61A顯示:將底座53〇填 充在開口部份514之一部份中的狀態。當填入柱狀部份 521B中的罩幕材料層522具有很小的高度時,或者是當罩 幕材料層522之蚀刻速率相對南時’就會製造這樣一種來 式。上述形式絕不會影響電子發射部份的功能。 [步驟2630] 然後,在開口部份514之内侧,在一種各向同性蝕刻條件 下,使絕緣層5 I2的側章表面退續,藉以完成顯示於圖61B 中的場致發射元件.。各向同性蝕刻修坪可能與在實例22之 製造方法中所説明的蚀刻條件相同。 實例2 7 實例2 7的製造方法是用來製造在實例2 4中之斯賓特式場 致發射元件的方法之一替換形式。實例27與實例24不同, 在於:像實例25那樣,電子發射部份具有一底座53〇,以 及形成在底座530上的一種圓錐形電子發射部份15D。在下 文中’將會參考用來顯示支撑基底等等之概略部份側視圖 的圖62,加以説明:用來製造在實例27中之斯賓特式場致 發射元件的方法。
[步驟2700J 以和在實例2 6之製造方法中的[步驟2600 ]中相同的方式 來實行:到形成罩幕材料層522爲止的諸多程序。然後, 只有將在導電材料層521上以及在加寬部份521C中的罩幕 材料層522加以去除·,藉此,將罩幕材料層522保留在柱狀 部份521B中(參看圖62)。譬如説,利用一種稀釋氫氟酸水 -155- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 丨丨:---1------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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五、發明說明(153) 落液,藉由濕式蝕刻操作,能夠選擇性地去除由銅所組成 的罩幕材料層522而沒有去除由鎢所組成的導電材料層 521 °其後,以和在實例26之製造方法中相同的方式,能 夠實行:用來蝕刻導電材料層521和罩幕材料層522的所有 步驟,以各向同性方式來蚀刻絕緣層5 12等等。 在上文中,參考諸多實例而已經説明了本發明,然而本 發明不應該受限於此。諸多場致發射元件的構造特例以及 在諸多實例中所説明的平板顯示器都被舉例,並且依需要 可能有所改變。 、在製造場致發射元件中所使用的各種材料也都被舉例, 並且依需要可能有所改變。雖然將諸多場致發射元件當作 其中一個電子發射部份對應於一個開口部份的實施例加以 説明;但是可能會使用一個實施例,其中:許多電子發射 部份對應於一個開口部份,或者是一個電子發射部份對應 於許多開口部份,端視場致發射衣件的結構而定。並且^ 可能會使用一個實施例,其中:將許多開口部份形成在間 極電極構成層中,將與許多這種開口部份相通的一個開口 部份形成在絕緣層中,並且形成一個或許多電子發射部 用來驅動平板顯示器的方法不應該受限於諸多實例中所 說明的方法。並且,閘極電極或適於閘椏電極之導電材料 層的形式不應該受限於條帶形式。可能會使用—種構造, 其中:構成平板顯示器之第一平板Pri々所有閘極電極都是 由-種薄片狀電極構成層(譬如説,一種由氣體捕獲材料所 -156 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮"7 il.r!------•裝--------訂 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 華· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476947 A7 B7_ 154 五、發明說明() 組成的單層結構,或者一種堆疊結構,該結構是由:一種 導電材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及一種氣體捕 獲材料所組成的第二層(氣體捕獲層)加以形成的)所構成。 在這些構造中,陰極電極具有:譬如説是,一種對應於一 個像素的長方形平面形式。在某些情形下,每個冷陰極場 致發射元件並不需要配備一間隔層。 圖6 3顯示:一種用來驅動以上所構成的平板顯示器的電 路。該電路具有:電連接到諸多電子發射部份(説得更明確 些,諸多陰極電極1 1 )之一控制電路3 0,以及電連接到諸 多閘極電極3 13之一閘極電極控制電路(未示出)。並且,控 制電路30具有:一資料電路130A,以及一掃描電路 130B。透過一種由一 MOS (金屬氧化物半導體)電晶體所組 成的開關元件(switching element) 13 0C,將每個陰極電極 11加以電連接到資料電路130A。將MOS電晶體的閘極部份 加以電連接到掃描電路130B。該MOS電晶體是··譬如説, 一種η通道型式MOS電晶體;並且執行如開關元件般的工 作,該元件會控制接通(ON)和斷開(OFF),端視來自掃描 電路130B和資料電路130A所施加的控制信號而定。當開關 元件130C變成處在接通狀態中時,就會將端視來自掃描電 路130B和資料電路130A所施加的控制信號而定的一種電壓 施加到:電連接到開關元件130C的閘極電極1 1。M0S電晶 體可能是由一種p通道型式M0S電晶體所構成。並且,可 能以具有等效於M0S電晶體之開關功能的其它開關裝置 (means)來代替M0S電晶體。 -157- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 丨丨丨丨—丨 — ί — l ! I — — 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 155 五、發明說明() 安排在列方向(X方向)的諸多場致發射元件都是在行方 :(Y万向)被連續地驅動。明確地説,從閘極電極控制電 路,將一怪定電壓^施加到具有諸多問極電極313之= :狀閘極電極構成層。利用控制電路3〇,使-所需開關元 牛⑽變成接通狀態;藉此,將_種叫v_』vc贿] <:=電壓施加到每個陰極電極"。在將電壓%施加到 閉極%極313,以及將—到V_N]的電壓施加到每 :陰極電極η,-個電子發射區域中;在(H職)時, 電位差Δν是最大,因而從電子發射區域發射出去的電子 數量就是最大’電子則被吸引到陽極電極23而與螢光層η 碰撞。結果是,對應於這樣一個電子發射區域的勞光層具 有最大發光亮度(light emissi〇n brightness )。另—方面在 (VG-VC-MAX)時,電位差Δν是最小,沒有電子會從電子發 射區域發射出去,因而對應於這樣一個電子發射區域的勞 光層就不會發光°藉著將―種到Ve.應的電壓施加 到適於陰極電極的諸多導電材料層,就能夠控制勞光層的 發光亮度。 J其!方面,可能會使用—種構造,其中:構成平板顯 示器之第一平板?1的所有陰極電極都是由一種薄片狀導電 材料層所構成,而閘極電極313則是由一種以條帶形式呈 現的導電材料層所構成。那就是,閘椏電極3 13具有··孽 如説是,一種對應於一個像素的長方形土面形式。如圖6 4 中所示,一種用來驅動平板顯示器的電路能夠包括··電連 接到諸多電子發射部份(明確地説,諸多陰極電極)之一陰 158- 本紙張尺度適用甲國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------^---------^_wl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 156 156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明( 路(未示出)’以及電連接到諸多閘極電極313 控制㈣31。控制電路31具有:_資料電路㈣, 以及一知描電路131Β。透過一稽山 知閘極電極313加以電連接到資料電路 _ : 份加以電連接到掃描電路 曰-W电晶體是··譬如説,一種η通道型式刪電 並且執行如開^件般的工作,該元件會控制接通 (0Ν)和斷開(0FF),端視來自掃描電路ΐ3ΐΒ和資料電路 131Α所施加的控制信號而$。當開關元件131匸變成一 通狀態時,就會將端視來自掃描電路mB和資料電路i3iA 所施加的控制信號而定的一種電壓施加到:電連接到開關 疋件131C的閘極電極313。M〇s電晶體可能是由—種p通道 型式M0S電晶體所構成。並且,可能以具有等效於m〇s電 晶體之開關功能的#它開關裝置來代替以⑽電晶體。 在上述平板顯示器中,安排在m(x方向)的諸多場 致發射元件都是在行方向(I技 説,從陰極電極控制電路,將一恆定電壓Vc施加到具有諸 多陰極電極11之一薄片狀陰極電極構成層。利用控制電路 3 1,使一所需開關元件13 1C變成接通狀態;藉此,將一種 Vc<[VG-MAX到vG-MIN]的電壓vc施加到每個閘極電極313 〇 在將電壓Vc施加到陰極電極n,以及將Vgmax到Vgmw的 電壓施加到每個閘極電極3丨3的一個電子發射區域^ -;在 (v G-MAX - vc)時,電位差△ V是最大,因而從電子發射區域 發射出去的電子數量就是最大,電子則被吸引到陽極電極 -159- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 纖裝--------訂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ 4/6947
157 發明說明( 3而與螢光層2 1碰撞。結果是,對應於這樣一個電子發射 區域的螢光層具有最大發光亮度。另一方面,在(Vgmin_ Vc)時,電位差Δν是最小,沒有電子會從電子發射區域發 射出去,因而對應於這樣一個電子發射區域的螢光層就不 曰發光。藉著將一種vG_MAX到vG_MIN的電壓施加到閘極電 極3 13,就能夠控制螢光層的發光亮度。 並且’電子發射區域也能夠由一般稱爲表面傳導式 (surface conducti〇n type)場致發射元件的諸多元;^構 成。表面傳導式場致發射元件包括:由玻璃所製成之一基 底以及以矩陣形式呈現之形成在基底上的諸多對(pairs ) 電極;電極都是由一種諸如:氧化錫(Sn〇2),金幻,氧 化鋼(Ιιΐ2〇3)/氧化錫(sn〇2),碳或氧化她 oxide,PdO)的導電材料所組成,並且具有細微區域;以 恆足間隔(間隙)來安排一對電極。將一碳薄膜形成在每個 笔極上。知一種列方向佈線(row-direction wiring)連接到一 對電極其中一個電極,並且將一種行方向复農(column-direction wiring) 連接到 另一個 電極。 當將一 電壓施 加到一 對電極時,就會將電場施加到隔著間隙彼此相對之諸多碳 薄膜’而電子則會從!薄避發射出去。容許這些電子與在 第二平板(陽極板)上之一螢光層碰撞,以便激勵螢光層, 藉此能夠獲得一所需圖像。 在諸多實例中,雖然將聚焦電極4 7或147隔著第二絕緣 層4 6而配備在閘極電極之上,但是可能將一聚焦電極μ? 隔著具i層而配備在閘極電極之上。在這種情形下,聚售 I I — i I I I ! β I I I I II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -160-
Η/0^47 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明( 包極247實貝上可能具有:與在實例丨〇中的聚焦電極之 結構相同的結構。並且,閘極電極313可能像在本發明的 諸多實例中所説明的那樣加以構築;或者是,在某些情形 下匕可把具有一種傳統結構。聚焦電極247可能是由譬 如説疋種薄片狀材料所組成。透過安排在第二平板p 2之 周界4伤中的支撑構件248,將上述聚焦電極247固定到第 二平板P2。聚焦電極247可能具有一種电氣體捕獲材料所 組譬如説,由一種具有5〇微米之厚度的鈦合金所組成) 的單層結構,或者可能具有一種堆疊結構,該結構至少是 由·一種導電材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及由 :種氣體捕獲材料所組成的里二曼加以構成的。明確地 説後者可把具有·與參考圖19A,i9B,2〇A,20B及 2 0 C加以説明的閘極電極構造類似的一種構造。當聚焦電 極247具有一種堆璺結構時,從將在陰極電極1 1附近之眞 S狀態維持在一種較好情況下的觀點,最好是將由一種氣 體捕獲材料所組成的第二層安排在陰極電極侧上。那就 是,最好是將在圖19A,2 0A,2 0B及20C中的第一層 113A和第二層113B的堆疊順序加以顚倒。在聚焦電極247 中’每個場致發射元件可能形成一個開口部份;或者是, 每許多場致發射元件(譬如説,每個像素)可能形成一個開 口部份。 像伙上述説明中顯而易見的那樣,本發明的吸氣器具有 展現氣體捕獲效果的很大有效區域,因而能夠獲得勝過任 何傳統吸氣器的優越氣體捕獲效率。在本發明的平板顯示 -161 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476947 A7 B7 159 五、發明說明() 器中,將吸氣器配備在第一平板和第一平板其中至少一個 平板中,使得··在和具有一個吸氣器在無效場之一位置中 的任何傳統平板顯7JT器比較時,氣體捕獲效率會有所改 善。結果是,平板顯示器在壽命和圖像品質方面有顯著地 改善。釋放進入眞空層中的氣體等等都被捕獲在閘極電 極,聚焦電極或吸氣器中;因而在眞空層中能夠維持一種 高度眞空環境。縱使譬如説是從螢光層釋放氣體,分子, 離子等等,因此這些也都被捕獲在閘極電極,聚焦電極或 吸氣器中,使得:能夠預防與電子發射部份碰撞。結果 是,能夠預防局部放電的發生;或者是,能夠預防在電子 發射部份表面上之功函數方面的改變或電子發射部份的變 ^ ’使得:能夠給予電子發射部份較長壽命,並且能夠藉 由預防圖像顯示變質來穩定效能。並且,由於傳統吸氣器 盒不再需要,故而能夠簡化平板顯示器的結構。在根據本 發明又第三或第四構造的製造方法中,形成冷陰極場致發 射元件的閘極電極或聚焦電極’以便具有一種與吸氣器之 圖案不同的圖案,因而能夠進一步增加吸氣器的有效區 域。 I!---'·------·裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -162- 本、’氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8 第89123437號專利申請案 中文申凊專利範圍修正本(91年元月) 六、申請專利範圍 1. :::氣器包括:一支擇構件’它是形成在—基質上, 及二面,或者是由一多孔材料構件所構成;以 構件:眩捕獲層’它是順應支撐構件表面而形成在支撐 2. 根據申請專利範圍第1項之吸氣器,其中:具有凸凹表 面《支撐構件是由諸多近乎半球料粒子所構成。 3·根據申請專利範圍第1項之吸氣器,其中由—多孔材料 構件所構成的支撐構件是由至少_種材料所组成,該材 料則是選擇自:由氧财’氮切以及氮氧切所組成 的族群。 4·:種平板顯示器,包括:第一平板和第二平板,它們隔 著真二層彼此相對,並且具有安排像素的有效場,其中 將第平板和第一平板其中至少一個平板的有效場配備 有一種用來維持真空層之真空度的吸氣器。 5·根據申請專利範圍第4項之平板顯示器,其中··第一平 板在有效場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平 板則在有效場中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個 冷陰極場致發射元件都包括: (A) 形成在一支撐基底上之一絕緣層, (B) 形成在絕緣層上之一閘極電極, (C) 貫穿閘極電極並形成在絕緣層中之一開口部份,以 及 (D) 形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 將吸氧器配備在閘極電極上,及/或配備在彼此鄰近之 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇Χ297公釐) 一閘極電極與另一閘極電極之間的絕緣層上。 6·根據申請專利範圍第5項之平板顯示器,其中吸氣器包 括:一支撐構件,它具有凸凹表面,或者是由一多孔= 料構件所構成;以及一氣體捕獲層,它是順應支撐構件 =面而形成在支撐構件上,而支撐構件則是形成在閘極 電極上,及/或形成在彼此鄰近之一閘極電極與另一閘極 電極之間的絕緣層上。 7·根據申請專利範圍第6項之平板顯示器,其中··具有凸 凹表面之支撐構件是由諸多近乎半球形矽粒子 8·根據申請專利範圍第6項之平板顯示器,其中由一多孔 材料構件所構成的支撐構件是由至少一種材料所組成, 孩材料則是選擇自··由氧化矽,氮化矽以及氮氧化矽所 組成的族群。 9·根據申請專利範圍第5項之平板顯示器,其中:將一陰 極:極形成纟支揮基底± ;將絕緣層形成在陰極電極和 支撐基底上;並且將電子發射部份形成在定位於開口部 份之底端部份中的陰極電極上。 ⑴·根據申請專利範圍第5項之平板顯示器,其中:將一電 子發射層形成在支撐基底上;將絕緣層形成在電子發S 層和支撐基底上;而定位於開口部份之底端部份中^電 子發射層則對應於電子發射部份。 · 11·根據申請專利範圍第5項之平板顯示器,其中:絕緣屉 覆蓋電子發射層;開口部份貫穿電子發射層;而曝光^ 開口部份之-㈣表面上的電子發射層之一邊緣部份則 -2- Α8 Β8 C8對應於電子發射部份。 12·根據申請專利範圍第4項之平板顯示器,其中:第一平 板在有效%中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平 板·'、]在有Α場中具有_陽極電極和—勞光層,並且每個 冷陰極場致發射元件都包括: (A) 形成在一支撐基底上之一絕緣層, (B) 形成在絕緣層上之一閘極電極,(C) 形成在閘極電極和絕緣層上之第二絕緣層, (D) 形成在第二絕緣層上之聚焦電極, <(E)貝牙·聚焦電極,第二絕緣層以及閘極電極,並形 成在絕緣層中之一開口部份,以及 (F)形成在開口部份中之_電子發射部份,以及 將吸氣器配備在聚焦電極上,及/或配備在彼此鄰近之 一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第二絕緣層上。 13·根據中請專利範圍第12項之平板顯示器,其中吸氣器包 括一支撐構件’它具有凸凹表面,或者是由一多孔材料 構件所構成;而支撐構件則是形成在聚焦電極上,及/或 形成在彼此鄰近之一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第 二絕緣層上。 14·根據申請專利範圍第13項之平板顯示器,其中具有凸 表面之支撐構件是由諸多近乎半球形矽粒子所構成。 15.根據申請專利範圍第丨3項之平板顯示器,其中由一多 材料構件所構成的支撐構件是由至少—種材料所組二 該材料則是選擇自:由氧化梦,氮化今以及氮氧化梦 -3 - 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公嫠) 476947 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 組成的族群。 16·根據申請專利範圍第丨2項之平板顯示器,並 極電極形成在支撐基底上;將絕緣層形成在^ 士#:a:、 让电極和 叉镑基展上;並且將電子發射部份形成在定位於開口 份之底端部份中的陰極電極上β 部 17·根據申請專利範圍第i 2項之平板顯示器,其中:將—㊉ 子發射層形成在支撐基底上;將絕緣層形成在電子發$ 層和支撐基底上;而定位於開口部份之底端部份中的電 子發射層則對應於電子發射部份。 % 18·根據申請專利範圍第12項之平板顯示器,其中:絕緣層 覆蓋電子發射層;開口部份貫穿電子發射層;而曝光在 開口部份之一側壁表面上的電子發射層之一邊緣部份則 對應於電子發射部份。 19·根據申請專利範圍第4項之平板顯示器,其中··第一平 板在有效場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平 板則在有效場中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個 冷陰極場致發射元件都包括: (A)形成在一支撐基底上之一絕緣層, (B )形成在絕緣層上之一閘極電極,且至少其中一部份 是由一種氣體捕獲材料所組成, (C )貫穿閘極電極並形成在絕緣層中之一開口部份,以 及 (D)形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 閘極電極執行如吸氣器般的工作。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董)訂 476947 ^、申請專利範圍 20·根據申請專利範圍第19項之平板顯示器,其中··閘極電 極具有一種由氣體捕獲材料所組成的單層結構。 21·根據申請專利範圍第丨9項之平板顯示器,其中:閘極電 極具有一種堆疊結構,該結構至少是由:一種導電材: 或電絕緣材料所組成的第一層,以及一種氣體捕獲材科 所組成的第二層加以構成的。 22.根據申請專利範圍第丨9項之平板顯示器,其中··將一陰 極弘極形成在支撐基底上;將絕緣層形成在陰極電極和 支撐基底上;並且將電子發射部份形成在定位於開口 份之底端部份中的陰極電極上。 、 ° 23·根據申請專利範圍第19項之平板顯示器,其中:將一電 子發射層形成在支撐基底上;將絕緣層形成在電子發射 層和支撐基底上m於開口部份之底端部份中的電 子發射層則對應於電子發射部份。 24·根據申請專利範圍第19項之平板顯示器,其中·絕緣芦 覆蓋電子發射層,·開口部份貫穿電子發射層;而曝光: 之—側壁表面上的電子發射層之—邊緣部份則 對應於電子發射部份。 25.根據申請專利範圍第4項之平板顯示器,其中.第一平 板在有效場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平 板則在!效場中具有-陽極電極和—螢光層,並且每個 冷陰極%致發射元件都包括: (Α)形成在一支撐基底上之一絕緣層, (Β)形成在絕緣層上之一閘極電極, -5 - 本纸張尺度適用巾s s家標準(CNS)織格(21())<297公^^ 476947 申請專利範圍 (C) 形成在閘極電極和絕緣層上之第二絕緣層, (D) 形成在第:絕緣層上之—聚焦電極,且至少 一部份是由一氣體捕獲材料所組成, 、 (E) 貫穿··聚焦電極,第二絕緣層以及閘極電極,並形 成在絕緣層中之一開口部份,以及 7 (F) 形成在開口部份中之一電子發射部份,以及 聚焦電極執行如吸氣器般的工作。 26.根據申請專利範圍第2 5項之平板顯示器,其中··閘極電 極具有一種由氣體捕獲材料所組成的單層結構。 ^ 27·根據申請專利範圍第2 5項之平板顯示器,其中··閘極電 極具有一種堆疊結構,該結構至少是由··一種導電材料 或電絕緣材料所組成的第一層,以及一種氣體捕獲材料 所組成的第二層加以構成的。 28·根據申請專利範圍第25項之平板顯示器,其中··將一陰 極電極形成在支撐基底上;將絕緣層形成在陰極電極和 支撐基底上;並且將電子發射部份形成在定位於開口部 份之底端部份。 29·根據申請專利範圍第2 5項之平板顯示器,其中:將一電 子發射層形成在支撐基底上;將絕緣層形成在電子發射 層和支撐基底上;而定位於開口部份之底端部份中的電 子發射層則對應於電子發射部份。 ’ 30.根據申請專利範圍第2 5項之平板顯示器,其中:絕緣層 覆蓋電子發射層;開口部份貫穿電子發射層;而曝光在 開口部份之一側壁表面上的電子發射層之一邊緣部份則 -6 - 本紙張尺歧財@ g家料(CNS)八4規格(21GX 297公爱)一 " — 訂 蒙 A8 B8 C8 ______D8 六、申請專利範圍 對應於電子發射部份。 31·根據申請專利範圍第4項之平板顯示器,其中:第一平 板在有效場中具有諸多冷陰極場致發射元件,而第二平 板則在有效場中具有一陽極電極和一螢光層,並且每個 冷陰極場致發射元件都包括: (A) 佈署在一支撐基底上,並且由一種電絕緣材料所 組成之一間隔層, (B) 由一種氣體捕獲材料層所構成之一閘極電極,它具 有在其中所形成的許多開口部份,且至少其中一部份是 由一種氣體捕獲材料所組成,以及 (C) 形成在支撐基底上之一電子發射部份,以及 將氣體捕獲材料層加以固定,使它與間隔層的頂端表 面接觸,並使開口部份定位在電子發射部份之上。 32· —種用來製造平板顯示器的方法,該平板顯示器包括第 一平板和第二平板,該兩個平板:隔著真空層彼此相 對’具有安排像素的有效場,並且彼此接合在其中的周 界部份中;該方法包括:用來將一吸氣器形成在第一平 板和第二平板其中至少一個平板之有效場中的步驟。 33·根據申請專利範圍第3 2項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:第一平板在有效場中具有諸多冷陰極場致爹 射元件,而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一 螢光層,並且藉由下列步驟來製造第一平板·· U)將一絕緣層形成在一支撐基底上, (b)將適於閘極電極之一導電材料層形成在絕緣層上, 本中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公嫠) ' -------—— 、申請專利範圍 .(c)將一吸氣器形成層形成在導電材料層上, ,(d)將吸氣器形成層和導電材料層施以圖案設計,以便 形成一種閘極電極,★佶 trti , 端表面上, 使及麟形成在問極電極的頂 (e)至少在絕緣層中形成一開口部份,以及 ⑴在開口部份切成或曝光-f子發射部份。 4·:據::專利範圍第33項之用來製造平板顯示器的方 中形成_吸氣器形成層的步驟⑷包括··⑴將一 二構件形成在適於閘極電極之導電材料層上的步驟, 構件具有凸凹表面,或者是由-多孔材料構件所構 ⑺將順應支撐構件表面之一氣體捕獲層形成在 支揮構件上的步驟。 =據申請專利範圍第34項之用來製造平板顯示器的方 ^其中:在步驟⑴中,將諸多近乎半球料粒子當作 八有凸凹表面之支撐構件來形成。 ,據=專利範圍第34項之用來製造平板顯示器的方 件,在步驟⑴中,由一多孔材料所構成的支撐構 =二至!、一種材科中所形成,該材料則是選擇自:由 乳切,il切以及氮氧切所域的族群。 ,據中”利範圍第36項之用來製造平板顯示器的方 構成處Γ程來形成由一多孔材料構件所 構成的支撑構件,孩處理過程包括:用來形成—種 可匕解族群或包含一溶劑的支撐構件形成薄膜的步 驟,以及用來熱處理該支撐構件㈣薄膜,以便教解可 * 8 - 釐) 本紙張尺度適—固國冢標準(CNS)A4規格(210Χ297公: C8 D8 六、申請專利範圍 熱解族群或者使溶劑揮發的步驟。 38·根據中請專利範圍第㈣之用來製造平板顯示器的方 法,.其中藉由一種處理過程來形成由一多孔材料構件所 構成的支撐構件,該處理過程包括:用來形成一種支撐 構件形成薄膜的步驟,該薄膜包含許多具有不㈣刻速 率的成份;用來熱處理該支撐構件形成薄膜,以便容許 许多成份經歷相位分離的步驟;以及藉由蝕刻來去除具 有相對較高蝕刻速率之成份的步驟。 根據申明專利範圍第3 6項之用來製造平板顯示器的方 法,其中藉由一種處理過程來形成由一多孔材料構件所 構成的支撐構件,該處理過程包括:用來形成一種支撐 構件开/成薄膜的步驟,該薄膜包含許多具有不同触刻速 率的成份;以及藉由蝕刻來去除具有相對較高蝕刻速率 之成份的步驟。 40·根據申請專利範圍第3 3項之用來製造平板顯示器的方 法’其中:在步驟(a)中,將陰極電極形成在支撐基底 上’然後再將絕緣層形成在陰極電極和支撐基底上;而 在步驟(f)中,將電子發射部份形成在定位於開口部份之 底端部份中的陰極電極上。 41.根據申請專利範圍第3 3項之用來製造平板顯示器的有 法’其中:在步驟(a)中,將電子發射層形成在支撐基底 上’然後再將絕緣層形成在電子發射層和支撐基底上; 而在步驟(f)中,將定位於開口部份之底端部份中的電子 發射層曝光,以便曝光在開口部份中的電子發射部份。 -9 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 4/6947 、申請專利範圍 42·^據申請專利範園第33項之用來製造平板顯示器的方 展·’其中··在步驟(a)中,形成覆蓋著電子發射層的絕緣 :’而在步驟⑺中,將電子發射層之一邊緣部份曝光在 邵份之一側壁上,以便形成電子發射部份。 =據申μ專利範圍第32項之用來製造平板顯示器的方 其中· $ 一平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 ,疋件,而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一 螢光層,並且藉由下列步驟來製造第一平板: (a)將一絕緣層形成在一支撐基底上, :(b)將一閘極電極形成在絕緣層上, (c)將第二絕緣層形成在絕緣層和閘極電極上, 上⑷將適於聚焦電極之一導電材料層形成在第二絕緣層 (e)將一吸氣器形成層形成在導電材料層上, 7⑴將吸氣器形成層和導電材料層施以圖案設計,以便 :成-種聚焦電極,它使一吸氣器形成在聚焦電極的頂 端表面上, 及(g)至少在第二絕緣層和絕緣層中形成一開口部份,以 〇〇在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 从根據中請專利_第43項之用來製造平板顯示器的方 法,其中形成一吸氣器形成層的步驟(e)包括:(1)將一 支撐構件形成在適於閘極電極之導電材料層上的步驟, 該構件具有凸凹表面,每去客士 ^ ^者疋由一多孔材料構件所構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公 -10- 成,以及(2)將順應支撐構件表面之一氣體捕獲層形成在 支撐構件上的步驟。 根據申吻專利範圚第4 4項之用來製造平板顯示器的方 法,其中··在步驟(1 )中,將諸多近乎半球形矽粒子當作 具有凸凹表面之支撐構件來形成。 46·根據申請專利範圍第44項之用來製造平板顯示器的方 it 口 f中在步驟⑴中,由-多孔材料所構成的支撐構 ^疋從土少一種材料中所形成,該材料則是選擇自··由 氧化硬’氮切以及氮氧切所組成的族群。 47·=據^料利範圍第4 6項之用來製造平板顯示器的方 構由一種處理過程來形成由一多孔材料構件所 構成=支撐構件,該處理過程包括:用來形成一種且有 [或包含一溶劑的支撐構件形成薄膜的步 轉族熱處理該支撐構件形成薄膜,以便熱解可 族群或者使溶劑揮發的步驟。 48·根據申請專利範圍第 法,並中葵山术氟坆千板顯示器的方 中精由一種處理過程來形成由一 構成的支擇構件,該處理過程包括:用來 一 構件形成的薄膜步驟,該薄 ^成一種支牙 率的成份· 4 + 匕。卉夕具有不同蝕刻速 手1成伤,用來熱處理該支撐構件形成 許多成份經歷相位分離的步驟;以及 、,以便谷!午 有相對較高蝕刻速率之成份的步驟。胃茨]來去除具 49·根據申請專利範圍第“項之 法,其中蕤士 ^ ^ &十板顯示器的方 ☆具中猎由一種處理過程來形 $孔材料構件所 476947 A8 B8 C8楫成的支撐構件,該處理過程包括··用來形成一種支撐 構件形成薄膜的步驟,該薄膜包含許多具有不同#刻速 率的成份;以及藉由蝕刻來去除具有相對較高蝕刻速率 之成份的步驟。 5〇·根據申請專利範圍第43項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:在步驟(a)中,將陰極電極形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成在陰極電極和支撐基底上;而 在步驟(h)中,將電子發射部份形成在定位於開口部份之 底端部份中的陰極電極上。 裝 訂 51·根據申請專利範圍第43項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:在步驟(a)中,將電子發射層形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成在電子發射層和支撐基底上; 而在步驟(h)中,將定位於開口部份之底端部份中的電子 發射層曝光,以便曝光在開口部份中的電子發射部份。 52·根據申請專利範圍第43項之用來製造平板顯示器的方 法,其中··在步驟(a)中,形成覆蓋著電子發射層的絕緣 層·,而在步驟(h)中,將電子發射層之一邊緣部份曝光在 開口部份之一側壁上,以便形成電子發射部份。 53.根據申請專利範圍第32項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:第一平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射元件,而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一 勞光層’並且藉由下列步驟來製造第一平板: (a) 將一絕緣層形成在一支撐基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上, 本紙張尺度適標準(CNS) M規格(2ι〇ϋ爱) 12- D8 、申请專利範圍 /Ο將-吸氣器形成在閘極電極上,及/或形成在彼此 一、之閘極電極與另一閘極電極之間的絕緣層上, ⑷至y在乡巴緣層中形成一開口部份,以及 開口部份中形成曝光-電子發射部份。 法,並叫專利範圍第5 3項之用來製造平板顯示器的方 杜中形成一吸氣器的步驟(c)包括··⑴將一支撐構 、在閘極私極上,及/或形成在彼此鄰近之一閘極電 ”人另閘極電極之間的絕緣層上的步驟,該構件具有 表面’或者是由_多孔材料構件所構成;以及⑺將 ;步:支撐構件表面之一氣體捕獲層形成在支撐構件上的 I據::專利範圍第54項之用來製造平板顯示器的方 丑八·在步驟⑴中,將諸多近乎半球形碎粒子當作 〃有凸凹表面之支撐構件來形成。 n:專利範圍第54項之用來製造平板顯 在步驟⑴中,由-多孔材料所構成的支撑構 種材料中所形成,該材料則是選擇自:由 乳切,31切以及氮氧切所組成的族群。 Τη'範圍第56項之用來製造平板顯示器的方 構處理過程來形成由-多孔材料構件所 一^撐構件,該處理過程包括··用來形成—種且有 [含一溶劑的支撐構件形成薄膜的步 驟,以及用來熱處理該支撐構件形成薄膜, 艾 熱解族群或者使溶劑揮發的步驟。 更…、解可 -13 - :據:請專利範圍第56項之用來製造平板顯示器的方 错、中猎由一種處理過程來形成由一多孔材料構件所 ^的切構件,該處理過程包括:用來形成—種支撐 =形成的薄膜步驟,該薄膜包含許多具有不同触刻速 :成份;用來熱處理該支撐構件形成薄膜,以便容許 =多成份經歷相位分離的步帮;以及藉由㈣來去除具 有相對較高蝕刻速率之成份的步驟。 ,據申π專利範圍第56項之用來製造平板顯示器的方 法,其中藉由一種處理過程來形成由一多孔材料構件所 構成的支撐構件,該處理過程包括:用來形成__種支撐 構件形成薄膜的步驟,該薄膜包含許多具有不同蚀刻速 率的成份;以及藉由蝕刻來去除具有相對較高蝕刻速率 之成份的步驟。 60.根據申請專利範圍第53項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:在步驟(a)中,將陰極電極形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成在陰極電極和支撐基底上;而 在步驟(e)中,將電子發射部份形成在定位於開口部份之 底4部份中的陰極電極上。 61·根據申請專利範圍第5 3項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:在步驟(a)中,將電子發射層形成在支撐基麥 上’然後再將絕緣層形成在電子發射層和支撐基底上; 而在步驟(e)中,將定位於開口部份之底端部份中的電子 發射層曝光,以便曝光在開口部份中的電子發射部份。 62.根據申請專利範圍第5 3項之用來製造平板顯示器的方 • 14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 二:半在步驟⑷中’形成覆蓋著電子發射層的絕緣 二口心、(e)中,將電子發射層之—邊緣部份曝光在 开 1邵伤叉一側壁上,以便形成電子發射部份。 根據申明專利範圍第3 2項之用來製造平板顯示器的方 法j其中:第一平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射元件而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一 螢光層,並且藉由下列步驟來製造第一平板: (a) 將一絕緣層形成在一支撐基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上, (c) 將第二絕緣層形成在絕緣層和閘極電極上, (d) 將一聚焦電極形成在·第二絕緣層上’ (0將及氣器形成在聚焦電極上,及/或形成在彼此 ⑭近之一聚焦電極與另一聚焦電極之間的第二絕緣層 上, (f) 至少在第二絕緣層和絕緣層中形成一開口部份,以 及 (g) 在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 64·根據申請專利範圍第6 3項之用來製造平板顯示器的方 法’其中形成一吸氣器的步驟(e)包括:(1)將一支撐構 件形成在聚焦電極上,及/或形成在彼此鄰近之一聚焦電 極與另一聚焦電極之間的第二絕緣層上的步驟,該構件 具有凸凹表面,或者是由一多孔材料構件所構成;以及 (2)將順應支撐構件表面之一氣體捕獲層形成在支撐構件 上的步驟。 -15- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)、申請專利範 65. 根據申請專利範園第 法,其中:在步驟ίηφ 來製以千板顯示器的方 具有凸凹表面之支:來?成多近乎半球形以子當作 66. 根據申請專利範圍第 法,其中:在步驟rn ♦ 板顯示器的方 件是從至少-種材料中所由一多孔材料所構成的支撑構 乳切,氮切以及氮氧切 疋選擇自.由 67·根據申請專利範圍第 來 =其中藉Η處理過程來= -可熱解二L:處理,:包括:用來形成-種具有 驟;以“ Γ 洛劑的支撐構件形成薄膜的步 敖組、A L里孩支撐構件形成薄膜,以便埶解可 熱解族群或者使溶劑揮發的步驟。 便…解了 68:據:气專利範圍第“項之用來製造平板顯示器的方 槿“ Γ:由一種處理過程來形成由-多孔材料構件所 槿件,該處理過程包括:用來形成—種支撐 上膜的步驟,該薄膜包含許多具有不同蝕刻速 二交’份’用來熱處理該支撐構件形成薄膜,以便容許 成歷相位分離的步驟;以及藉由姓刻來去除具 有相對較高钱刻逯率之成份的步驟。 69·根據中μ專利範圍第6 6項之用來製造平板顯示器的方 法其中藉由一種處理過程來形成由一多孔材料構件所 構成的支撐構件,該處理過程包括:用來形成-種支轉 構件形成薄膜的步驟,該薄膜包含許多具有不同蚀刻速 -16- 六、申請專利範圍 高姓刻速率 率的成份;以及藉由㈣來去除具有相對 之成份的步騾。 x ,據::專利範圍第63項之用來製造平板顯示器的方 :,其中:在步驟⑷中’將陰極電極形成在支撐基底 ,然後再將絕緣層开)成在陰極電極 其 在步驟(g)中,將電子發射部份形成在定位:;:二: 底端部份中的陰極電極上。 刀足 71.根據申請專利範園第63項之用來製造平板顯示器的方 法,其中··在步驟⑷中,將電子發射層形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成纟t子發射層#支撐基底上; 而在步驟(g)中,將定位於開口部份之底端部份中的電子 發射層曝光,以便曝光在開口部份中的電子發射部份。 72·根據中請專利範圍第㈣之用來製造平板顯示器的方 法其中·在步驟(a)中,形成覆蓋著電子發射層的絕緣 層;而在步驟(g)中,將電子發射層之一邊緣部份曝光在 開口部份之一側壁上,以便形成電子發射部份。 73.根據申請專利範圍第32項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:第一平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射兀件,而第二平板則在有效場中具有一陽極電極和一 勞光層,並且藉由下列步驟來製造第一平板: U)將一絕緣層形成在一支撐基底上, - (b )將一閘極電極形成在絕緣層上,該閘極至少一部份 是由一氣體捕獲材料所組成,並且執行如吸氣器般的工 作, -17- 本紙張尺度適财@ g家標準(CNS)八视格(⑽χ 297公董)^在#巴緣層中形成一開口部份,以及 7 )在開口部份形成或曝光一電子發射部份。 /斗·根據由4太击 ^ %專利範圍第7 3項之用來製造平板顯示器的方 ww 其中·閑極電極具有一種由氣體捕獲材料所組成的 早層結構。 根據申清專利範圍第7 3項之用來製造平板顯示器的方 ' 其中:閘極電極具有一種堆疊結構,該結構至少是 •一種導電材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及 7 —種氣體捕獲材料所組成的第二層加以構成的。 6·根據申請專利範圍第73項之用纟製造平板_示器的方 去,其中:在步驟(a)中,將陰極電極形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成在陰極電極和支撐基底上;而 在步驟(d)中,將電子發射部份形成在定位於開口部份之 底端部份中的陰極電極上。 77.根據申請專利範圍第73項之用來製造平板顯示器的方 其中.在步驟(a)中,將電子發射層形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成在電子發射層和支撐基底上; 而在步驟(d)中,將定位於開口部份之底端部份中的電子 發射層曝光,以便曝光在開口部份中的電子發射部份。 78·根據申請專利範圍第7 3項之用來製造平板顯示器的方 法,其中:在步驟(a)中,形成覆蓋著電子發射層的絕緣 層;而在步驟(d)中,將電子發射層之一邊緣部份曝光在 開口部份之一側壁上,以便形成電子發射部份。 79·根據申請專利範圍第3 2項之用來製造平板顯示器的方 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -----裝 訂 其中:f —平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 总"件而第—平板則在有效場中具有一陽極電極和一 光層並且藉由下列步驟來製造第一平板·· (a) 將一絕緣層形成在一支撐基底上, (b) 將一閘極電極形成在絕緣層上, (Ο將第二絕緣層形成在絕緣層和閘極電極上, (d)將一聚焦電極形成在第二絕緣層上,該電極至少一 =份是由—種氣體捕獲材料所組成,並且執行如吸 般的工作, 及(e)至少在第二絕緣層和絕緣層中形成一開口部份,以 ()在開口部份中形成或曝光一電子發射部份。 、、據申明專利範圍第7 9項之用來製造平板顯示器的方 Ϊ其中·閘極電極具有一種由氣體捕獲材料所組成的 單層結構。 根據申明專利範圍第7 9項之用來製造平板顯示器的方 去,其中:閘極電極具有一種堆疊結構,該結構至少是 由:一種導電材料或電絕緣材料所組成的第一層,以及 一種氣體捕獲材料所組成的第二層加以構成的。 根據申叫專利範圍第7 9項之用來製造平板顯示器的方 法,其中··在步驟(a)中,將陰極電極形成在支撐基底 上,然後再將絕緣層形成在陰極電極和支撐基底上;而 在步驟(f)中,將電子發射部份形成在定位於開口部份之 底端部份中的陰極電極上。 飞//83. t據:!專利範圍第79項之用來製造平板顯示器的方 # .在步驟⑷中,將電子發射層形成在支撐基底 =後再將絕緣層形成在電子發射層和支撐基底上; 2步驟⑴中,將定位於開口部份之底端部份中的電子 發射層曝光,以便曝光在開口部份㈣電子發射部份。85.根據中請專,範圍第32項之用來製造平板顯示器的方 法’其中.第-平板在有效場中具有諸多冷陰極場致發 射元件,而第二平板則在有效場中具有—陽極電極和一 螢光層,並且藉由下列步驟來製造第一平板: 84. 根據申請專利範圍第79項之用來製造平板顯示器的方 法:其中:在步驟⑷中,形成覆蓋著電子發射層的絕緣 曰而在步驟⑺中,將電子發射層之一邊緣部份曝光在 開口部份側壁上’以便形成電子發射部份。 (a)將由一種電絕緣材料所組成之一間隔層佈署在一支 撐基底上,並且將一電子發射部份形成在支撐基底上, 以及 ~(b)將由一種氣體捕獲材料層所構成之一閘極電極加以 固定,該閘極具有在其中所形成的許多開口部份,且至 少一部份是由一種氣體捕獲材料所組成,使閘極電極與 間隔層的頂端表面接觸,並使開口部份定位在電子發射 部份之上。 -20- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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