TWI385701B - 場發射元件用之間隔層之製造方法 - Google Patents

Description

場發射元件用之間隔層之製造方法

本發明係關於一種平面顯示器用間隔層之製造方法，尤指一種適用於場發射顯示器之場發射元件間隔層之製造方法。

顯示器在人們現今生活中的重要性日益增加，除了使用電腦或網際網路外，電視機、手機、個人數位助理(PDA)、車用資訊系統等，均須透過顯示器控制來傳遞訊息。基於重量、體積、及健康方面的理由，人們採用平板顯示器的比率越來越高。在眾多新興的顯示器技術中，場發射顯示(field emission display，FED)由於具有映像管高畫質的優點，較傳統液晶面板的視角不清、使用溫度範圍過小及反應慢而言，具有高製成率、高速反應、良好的協調顯示性能，及超過100ftL的高亮度、輕薄構造、色溫範圍大、高行動效率、良好的偏斜方向辨認性等優點。也因為FED為自體發光的平面顯示器，結構中使用高效率螢光膜技術，所以即使在戶外陽光下使用，依然能夠提供優異的亮度表現，被視為相當有機會與液晶顯示技術競爭，甚至將其取代的新技術。

FED發光原理須在低於10^-6 torr之高度真空環境下，利用電場將陰極尖端的電子拉出，在陽極板正電壓的加速下，撞擊陽極板的螢光粉而產生發光(Luminescence)現象。 因此，電場大小會直接影響陰極放射出的電子數量，亦即電場越大陰極放射出的電子數量越多。由於場發射顯示器的閘極成環狀，因此，陰極受到的電場大小不同，造成陰極發射出去之電子分佈呈環狀而發射分佈不均。這種現象，會造成場發射顯示器的畫面亮度不均，而影響成像品質。

另外，FED除了陽極和陰極之外還必須包括有間隔層用以維持陰極和陽極之間的空間。先前的間隔層為長條狀，大多以微機電系統的方式製作，成本高且組裝不易，容易在封裝的時候因為受力不均而倒下或是造成基板破裂，因此好的間隔層在封裝製程上非常重要。

本發明之主要目的係在提供一種新的間隔層之製造方法，俾能簡化場發射元件封裝製程，降低基板或間隔層於製造過程中破裂的機率，並使其易於組裝。

為達成上述目的，本發明之間隔層之製造方法，包括：首先，提供一基板。然後，於該基板表面塗佈離型層。接著，於離型層上塗佈犧牲層。隨後，圖案化該犧牲層。再者，將玻璃膠形成於離型層上並加熱燒結玻璃膠以形成間隔層。最後，分離間隔層與基板。因此，可得到一用於場發射顯示器之間隔層。

在本發明場發射元件間隔層之製造方法，基板不限使用任何材料，只要表面平整度良好即可；其材料較佳可選 自由玻璃、金屬、不鏽鋼及陶瓷所組成之群組。此外，基板表面係可具有一離型劑(或脫膜劑)，並使膠體形成於此離型劑表面。因此，在移除基板的步驟時，可藉由離型劑而方便移除。本發明之製造方法所使用的離型劑的材料無特殊之限制，較佳為石墨、陶瓷粉、乳化劑、水性溶劑或其混合物。

在本發明中，犧牲層形成於離型層上，其可經由圖案化形成具孔洞之犧牲層或複數個犧牲層柱體。其中，犧牲層柱體圖案化形成之形狀無限制，其較佳為圓形、矩形、三角形、多邊形、不規則形或上述各形狀之混合。圖案化之犧牲層材質無特殊之限制，其較佳係為光阻，更佳係為乾膜。

本發明之間隔層製造方法中，於形成圖案化之犧牲層之步驟後，於離型層表面形成玻璃膠的方式無限制，較佳係以澆灌或網版印刷之方式形成。本發明之間隔層製造方法中，加熱燒結玻璃膠前較佳可選擇性地先烘烤犧牲層。本發明之間隔層製造方法中，移除犧牲層之方式無特殊限制，較佳為以濕式酸鹼移除犧牲層。本發明之間隔層製造方法中，燒結玻璃膠之溫度為350至800℃之間，較佳為450至550℃。

本發明之間隔層製造方法中，若於燒結前未移除犧牲層，則燒結後較佳先清除殘留之碳渣。本發明之間隔層製造方法中，若使用之犧牲層為耐高溫光阻，則可於燒結後移除犧牲層。本發明之間隔層製造方法中，犧牲層之高度 可為350μm以上，較佳為500μm以上。移除犧牲層後，利用離型層分離基板與間隔層。

本發明之間隔層製造方法中，離型層表面形成之玻璃膠無特殊之限制，該玻璃膠較佳係為氧化鉛、氧化硼、氧化鋅、氧化矽、氧化鈉、氧化鋁、氧化鈣或其混合物。

實施例1

請參考圖1A至1F，係為製作本發明場發射元件間隔層流程剖視圖。

如圖1A所示，本方法係先提供一基板10，此基板10係為質地堅硬、表面平整度良好的材質，於本實施例中係使用不鏽鋼作為基板10。

接著，如圖1B所示，於該基板10表面塗佈一離型層11，於本實施例中，該離型層11之成分為石墨。

而後，如圖1C所示，於該離型層11上塗佈一犧牲層12並圖案化該犧牲層12，該犧牲層12係為利用光阻作為犧牲層12，而此犧牲層12之材料於本實施例中係為一乾膜。該犧牲層12之厚度為500μm以上，可經由圖案化形成複數個犧牲層12柱體，其中，該犧牲層12柱體圖案化之形狀可為圓形、矩形、三角形、多邊形、不規則形或上述各形狀之混合，於本實施例中係形成圓形柱體。

隨後，如圖1D所示，將一玻璃膠13以澆灌或網版印刷之方式形成於該離型層11上。加熱燒結該玻璃膠13以形成 一間隔層14，如圖1E所示。該玻璃膠13係可為氧化鉛、氧化硼、氧化鋅、氧化矽、氧化鈉、氧化鋁、氧化鈣或其混合物，於本實施例中係使用氧化鉛。其中，燒結溫度為450至550℃。燒結後需移除該犧牲層12殘留之碳渣。

最後，如圖1F所示，利用離型層11分離該間隔層14與該基板10。完成前述步驟之後，請參考圖2，係為本發明場發射元件間隔層之示意圖。經燒結玻璃膠13成為間隔層14係作為一場發射元件之間隔層30，而其係為平板式的間隔層30，圖1F係為此平板式間隔層30之其中一區域的剖視圖。

請參考圖3，係為本發明一實施例間隔層應用於場發射顯示器剖面示意圖。主要包括陰極板40、陽極板50以及夾置於兩者之間的間隔層30。完成前述本發明的間隔層30之後，係可與陰極板40以及陽極板50組合封裝而成。

在此，更進一步說明陰極板40與陽極板50的組成。陰極板40包括有：基板41、陰極42、陰極電子放射部43、第一絕緣層44與閘極45。此陰極42披覆於基板41之上。而在陰極42上之適當位置，設置有數個陰極電子放射部43。此陰極電子放射部43是由陰極電子放射材料所組成，例如奈米碳管，用以提供場發射顯示器之發光機制所需之電子。因此，藉由控制施加於陰極42與閘極45間之電壓差的變化，可控制每個陰極電子放射部43在指定的時間出射電子。而陽極板50則包括有：發光層51、遮光層54、陽極52及透光面板53。陽極52是由銦錫氧化物(indium tin oxide；ITO)等透明導電材料所製作而成的電極；而此陽極52的下表面 具有一層發光層51和遮光層54。此發光層51是由螢光或其他發光材料所製成。而在陽極52的上方，設置有以玻璃或是其他透明材料製作而成的透光面板53。

本發明平板式的間隔層30，係可將陰極板40與陽極板50之間絕緣，並幫助電子束集中以降低電子累積在間隔層所造成的放電現象。

實施例2

本實施例與實施例1的實施方式大致相同，但不同的是，本實施例於圖1D將玻璃膠13形成於離型層11後，於燒結前先烘烤該犧牲層12，然後以濕式酸鹼移除該犧牲層12，之後如圖1E進行燒結形成該間隔層14以及後續與實施例1相同之步驟。

實施例3

本實施例與實施例1的實施方式大致相同，但不同的是，本實施例於圖1D至圖1E燒結後形成該間隔層14後再移除該犧牲層12。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

10‧‧‧基板

11‧‧‧離型層

12‧‧‧犧牲層

13‧‧‧玻璃膠

14‧‧‧間隔層

30‧‧‧間隔層

40‧‧‧陰極板

41‧‧‧基板

42‧‧‧陰極

43‧‧‧陰極電子放射部

44‧‧‧絕緣層

45‧‧‧閘極

50‧‧‧陽極板

51‧‧‧發光層

52‧‧‧陽極

53‧‧‧透光面板

54‧‧‧遮光層

圖1A至1F係本發明一較佳實施例之製作場發射元件間隔層流程剖視圖。。

圖2係本發明一較佳實施例之場發射元件間隔層示意圖。

圖3係本發明一較佳實施例之用於場發射顯示器間隔層之剖面示意圖。

10‧‧‧基板

11‧‧‧離型層

12‧‧‧犧牲層

13‧‧‧玻璃膠

14‧‧‧間隔層

Claims (15)

1. 一種場發射元件用之間隔層之製造方法，其包括以下之步驟：提供一基板；於該基板表面塗佈一離型層；於該離型層上塗佈一犧牲層；圖案化該犧牲層；將一玻璃膠形成於該離型層上；加熱燒結該玻璃膠以形成一間隔層；以及分離該間隔層與該基板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該基板的材質係選自由玻璃、金屬、不鏽鋼及陶瓷所組成之群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該犧牲層形成於該離型層上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該離型層為石墨、陶瓷粉、乳化劑、水性溶劑或其混合物。
5. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該犧牲層可經由圖案化形成具孔洞之犧牲層或複數個犧牲層柱體。
6. 如申請專利範圍第5項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該圖案化犧牲層柱體之形狀為圓形、矩形、三角形、多邊形、不規則形或上述各形狀之組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該圖案化之犧牲層係為一乾膜。
8. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，於該離型層表面形成該玻璃膠係以澆灌或網版印刷之方式形成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，加熱燒結該玻璃膠前先移除該犧牲層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該犧牲層移除前先在該犧牲層熔點溫度以下烘烤，而後再移除該犧牲層。
11. 如申請專利範圍第9項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該犧牲層係以濕式酸鹼移除。
12. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該燒結溫度為450至550℃。
13. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，燒結後需移除該犧牲層殘留之碳渣。
14. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該犧牲層之高度為500μm以上。
15. 如申請專利範圍第1項所述之場發射元件用之間隔層之製造方法，其中，該玻璃膠係為氧化鉛、氧化硼、氧化鋅、氧化矽、氧化鈉、氧化鋁、氧化鈣或其混合物。