专利名称：四极结构场发射显示器的网罩及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种四极结构的场发射显示器，尤其涉及一种合成了支撑玻璃板、收敛电极层、绝缘层及收敛电极层的独立网罩及其制造方法。
现有技术描述场发射显示器(Field Emission Display，FED)是近年来新兴的平面显示器的一，其具有自体发光的效果，无需另外使用背光光源，较诸LCD，除有较佳的亮度外，还有可视角度范围更宽、耗电量低、反应速度快(不留残影)及操作温度较广等优点，并且其影像画质非常近似于传统的阴极射线管(CRT)显示器，而体积却远较阴极射线管轻、薄，所以场发射显示器成为取代液晶显示器及电浆显示器的明日的星实为指日可待的事。另外，由于近年来纳米技术的迅速发展，将纳米材料应用于场发射显示器中，势将进一步促进其发展为成熟商品。
图1是一种公知的三极结构的场发射显示器的剖面图。其结构主要包括阳极板10与阴极板20。阳极板10与阴极板20之间设置有支撑器(spacer)14，用于在阳极板10与阴极板20之间设置真空间隔并作为阳极板10与阴极板20之间的支撑。阳极板10包括阳极基板11、阳极导电层12及荧光粉体层(phosphors layer)13。阴极板20包括阴极基板21、阴极导电层22、电子发射源层23、介电层24及一闸极层25。其中，闸极层25被施加一电位差以使电子发射源层23射出电子，依靠阳极导电层12提供的高电压来加速电子束，使电子有足够的动能撞击(impinge)阳极板10上的荧光粉体层13使其被激发而发光。
因为射出的电子束会发散而形成扇形，因而这种三极结构的场发射显示器，难以控制电子束的发散幅度，使得电子束过度发散，甚至有可能撞击到邻近单元的荧光粉体层33，因而降低了显像效果。于是出现了如图2所示的四极结构的场发射显示器，这种四极结构的场发射显示器也是本申请人提出的，在原有三极结构以外再增设第四电极(即收敛电极)。主要是在该阴极板40与阳极板30间固定设置一网罩5，其具有收敛电极层51、绝缘层52与闸极层53的三层结构，且收敛电极层51面对阳极板30。在阳极板30和收敛电极层51之间设有多个条状支撑器34。该阳极板30是由阳极基板31、阳极导电层32及荧光粉体层33所组成的阳极单元。闸极层53面对阴极板40，在闸极层53和阴极板40之间设有阻隔壁44。阴极板40是由阴极基板41、阴极导电层42及电子发射源层43所组成的阴极单元。闸极层53及收敛电极层51均具有适当的电位。另外，该网罩5上设有对应于每一阴阳极单元的多个通孔54，以使从电子发射源层43射向荧光粉体层33的电子束穿过。如图3所示，该网罩5以一金属导电板为基板，即以其做为收敛电极层51，在其下侧面以网版印刷的方法设置一绝缘层52，再在该绝缘层52的下侧面设置一导电层(如银胶)，即形成闸极层53。其中网罩5的金属导电板(即收敛电极层51)上设有多个成矩阵排列的通孔54，通孔54的位置对应于每一阴阳极单元(即电子发射源层及荧光粉体层)排列，以做为阴极电子发射源层43产生的电子束射向阳极荧光粉体层33时通过网罩5的通道。该金属导电板的外围部份为无效区域55，在该无效区域55内的适当位置可设置多个对位记号551，用于真空封装时对位，以使阴阳极单元与网罩5内的各通孔54相对应。
这种四极结构可使收敛电极层51对电子束产生收敛作用，即限制并缩小其扇形发散的幅度，使电子束可准确地撞击对应的荧光粉体层33，而不致撞击到邻近的单元，有效提高了场发射显示器的显像效果。但是网罩5的绝缘层52与闸极层53都要由网版印刷或黄光制程来制作，制造程序复杂、成本较高，并且在阳极板30与收敛电极层51之间还需要另行设置多个条状支撑器34，该多个条状支撑器34需分别与收敛电极层51及阳极板30进行黏着，该支撑器34一般介于50μm到200μm之间，尺寸相当小，因此该结构在制造过程中会出出现以下的困难一、制造程序复杂，由于公知的支撑器34的尺寸非常小，要依靠吸附设备或移载设备以设置支撑器，这要求精确度相对提高，对位及工作的复杂及困难度相当高。
二、支撑器34沾附固着剂容易产生污染。由于公知支撑器34需经过沾浆程序，才能黏着在阳极板30与收敛电极层51上，其后必需再经加热以进行固着，使阳极板30与收敛电极层51和支撑器34完成固定封着，将已沾有沾浆的支撑器34设置在阳极板30与收敛电极层51之间，因而会使沾浆对阳极板30与收敛电极层51形成污染。另外，在高温烧结过程中，沾浆内的溶剂会挥发出来，势必对阳极板30与收敛电极层51造成二次污染。
此外，这种支撑器34在电场操作过程中，因为支撑器34的表层容易聚集电荷，因此各该支撑器34的周围也形成电场，这将影响电子束的路径及其撞击荧光粉体层33的效果。因而这种四极结构的网罩仍不够理想。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种四极结构场发射显示器的网罩及其制造方法，将收敛电极层、绝缘层、闸极层与支撑玻璃板合成一四层结构的独立网罩，可以有效地简化制造过程、降低成本，并改正公知条状支撑器的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种四极结构场发射显示器的网罩，包括第一导电板，为金属板体，用作收敛电极层，在与所述发射显示器的每组阴阳极单元对应的位置设有多个第一通孔，所述第一导电板的一侧设有绝缘层；第二导电板，为金属板体，用作闸极层，设于所述第一导电板的设有绝缘层的一侧，其上设有与所述第一通孔相对应的第三通孔；以及支撑玻璃板，所述支撑玻璃板为玻璃板体，位于所述第一导电板的不带绝缘层的一侧，其上设有多个与所述第一通孔相对应的第二通孔；其中，所述第一通孔、第二通孔和第三通孔形成电子束可以通过所述网罩的通道，两排所述第三通孔之间设有长形隔离孔。
本发明的网罩不需使用公知的条状支撑器，可大幅度简化制造程序，产生良好的经济效益。
附图的简要说明图1是公知三极结构的场发射显示器的局部剖面图；
图2是公知四板结构的场发射显示器的局部剖面图；图3是公知四极结构的场发射显示器的三层结构网罩的示意图；图4是本发明的四层结构的网罩的第一实施例的立体分解图；图5是图4所示的网罩组合后的剖面图；图6是本发明的四层结构的网罩的闸极层的第二实施例的立体图；图7是本发明的四层网罩的闸极层的第三实施例的立体图；图8是图7所示的闸极层组成网罩后的局部剖面图。
具体实施例方式
图4是本发明的一个实施例的网罩6的立体分解图。如图4所示，本发明的网罩6包括由支撑玻璃板61、第一导电板62、绝缘层63及第二导电板64所组成的四层结构。其中支撑玻璃板61用作支撑器(spacer)，即用平板状且具有预定厚度的玻璃板取代公知的多个条状支撑器。该第一与第二导电板62，64由相同的金属材料制成，分别用作收敛电极层与闸极层。在第一导电板62上与每组阴阳极单元相对应的位置设有成矩阵排列的多个第一通孔621，在其周围的无效区622(虚线外的区域)的适当位置设有多个对位记号623，用于封装组合，且在封装组合完成后，该无效区622将会被切除。该支撑玻璃板61位于第一导电板62的上方，在对应于第一导电板62的第一通孔621的位置也开设第二通孔611。该第二通孔611可选择与第一通孔621一对一对应开设，也可对应多个第一通孔621进行设置，使每个第二通孔611可覆盖多个第一通孔621所占的区域，图中所示的就是对应一整排第一通孔621的长条状第二通孔611。支撑玻璃板61的周围设有与第一导电板62对应的无效区612及对位记号613。在第一导电板62的下方用网版印刷的方式设置一层玻璃胶，以用作绝缘层63，以避免两导电板62，64导通，并可黏着第二导电板。第二导电板64用作闸极层，在其与第一通孔621相对应的位置设有第三通孔641。该第三通孔641可选择与第一通孔621一对一对应开设，也可如图6所示的另一种形态(第二导电板64’)，即对应一整排第一通孔621进行设置。另外在每两排第三通孔641(或图6所示的641’)之间再开设一长形隔离孔642，该隔离孔(642)的两端伸入无效区643内，当无效区643被切除后，会在每排第三通孔641的两侧分别形成一细长的导电条，该两两成对的导电条形成多组独立的导电路径，可对其是否带有电位进行控制或切换。当任一组导电条带有电位时，即形成可吸引该组导电条之间的阴极单元的电子的闸极。另外，该第二导电板64的周围的无效区643内也设有对位记号644。上述四者对位封装完成后即形成一独立的网罩6。图5示出了该网罩与阴阳极板7，8组合后的剖视图。如图5所示，第一、第二与第三通孔621、611、641对应排列，形成电子束通过的通道，支撑玻璃板61面对阳极板7，第二导电板64面对阴极板8，相对应的两者间分别设有阻隔壁74、84，位于阳极基板71上的阳极导电层72及荧光粉体层73与位于阴极基板81上的阴极导电层82及电子发射源层83相对应，并与三个通孔621、611、641成一直线排列，使由电子发射源层83所射出的电子束可通过由该三个通孔621、611、641所形成的通道而撞击荧光粉体层73。
图7示出了第二导电板(64”)的另一种实施例。在中空框体646内设置多条平行导线645，该导线645设置在对应于两排第一通孔621之间的间隔的位置。在虚线外的无效区被切除之后，该框体646即与导线645分离，使每组二条导线645夹合一排第一通孔621(也可称作一排阴极单元)，如图8所示，即由每二条一组的导线645做为闸极。
下面介绍本发明的网罩的制造方法。在本发明的制造中，要选用与阴阳极板7，8的膨胀系数相近的导电板62、64及玻璃板61，以避免在高温烧结封装的过程中，因膨胀幅度不一而破裂。首先在支撑玻璃板61与第一导电板62之间涂覆UV胶与玻璃胶，并利用对位记号613，623进行对位，再用紫外线照射，使UV胶形成暂时黏合的假固定作用；然后在第一导电板(62)的另一侧面以网版印刷方式设置一层玻璃胶(即绝缘层63)，并以该玻璃胶黏着第二导电板64(或64’、64”)。在该过程用对位记号613、623、644进行对位；最后再以高温夹夹住假固定后的网罩6，送入高温炉进行烧结，使UV胶因高温而气化逸出，并使玻璃胶产生真正的固定作用，这样就基本完成了本发明的四层结构网罩6的制作。本发明的网罩的制造过程完全不需使用公知的条状支撑器，可大幅度简化制造程序，产生良好的经济效益。
以上的说明仅仅是对本发明的优选实施例的举例说明，不是对本发明的专利范围的限制，其它利用本发明的精神所作的改进、添加和替换都在本发明的专利范围的内。
权利要求
1.一种四极结构场发射显示器的网罩，包括第一导电板，为金属板体，用作收敛电极层，在与所述发射显示器的每组阴阳极单元对应的位置设有多个第一通孔，所述第一导电板的一侧设有绝缘层；第二导电板，为金属板体，用作闸极层，设于所述第一导电板的设有绝缘层的一侧，其上设有与所述第一通孔相对应的第三通孔；其特征在于，进一步包括支撑玻璃板，所述支撑玻璃板为玻璃板体，位于所述第一导电板的不带绝缘层的一侧，其上设有多个与所述第一通孔相对应的第二通孔；所述第一通孔、第二通孔和第三通孔形成电子束可以通过所述网罩的通道，两排所述第三通孔之间设有长形隔离孔。
2.根据权利要求1所述的网罩，其特征在于，所述第二通孔与所述第一通孔一对一对应设置。
3.根据权利要求1所述的网罩，其特征在于，所述第二通孔与多个相邻的所述第一通孔对应设置。
4.根据权利要求1所述的网罩，其特征在于，所述第三通孔与所述第一通孔一对一对应设置。
5.根据权利要求1所述的网罩，其特征在于，所述第三通孔与排成一排的多个相邻的第一通孔对应设置。
6.根据权利要求1所述的网罩，其特征在于，所述绝缘层为玻璃胶。
7.一种四极结构场发射显示器的网罩，包括第一导电板，为金属板体，用作收敛电极层，其上与所述场发射显示器的每组阴阳极单元相对应的位置设有多个第一通孔，所述第一导电板的一侧设有绝缘层；第二导电板，用作闸极层；其特征在于，进一步包括支撑玻璃板，所述支撑玻璃板为玻璃板体，位于所述第一导电板的不带所述绝缘层的一侧，其上设有多个与所述第一通孔相对应的第二通孔；所述第二导电板包括其内设有多条导线的中空框体，所述导线设置在与所述第一通孔间的间隔相对应的位置；所述第一通孔、第二通孔与所述导线的间隙形成可使电子束通过所述网罩的通道。
8.根据权利要求7所述的网罩，其特征在于，所述第二通孔与所述第一通孔一对一对应设置。
9.根据权利要求1所述的网罩，其特征在于，所述第二通孔与多个相邻的第一通孔对应设置。
10.一种四极结构场发射显示器的网罩制造方法，所述网罩包括支撑板、收敛电极层、绝缘层及闸极层，所述方法包括选定两块金属导电板，其中第一导电板形成收敛电极层，第二导电板形成闸极层；选定一玻璃板，形成支撑板；将所述支撑玻璃板黏合在用作收敛电极层的第一导电板的一侧；在所述第一导电板的另一侧设置一绝缘层；将用作闸极层的第二导电板黏合在所述绝缘层上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一导电板、第二导电板及所述支撑玻璃板的周围分别设有无效区，所述无效区分别设有多个对位记号。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述支撑玻璃板与所述第一导电板的黏合以及所述第二导电板与所述绝缘层的粘合包括以下步骤在所述支撑玻璃板与所述第一导电板的相接面涂覆UV胶及玻璃胶；然后根据对位记号进行对位结合，再用紫外线照射所述UV胶，使所述UV胶产生假固定作用；在所述第二导电板黏合到所述绝缘层上以后，所述方法进一步包括将所述网罩送入高温炉进行烧结固定的步骤。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所选用的金属导电板与玻璃板与所述场发射显示器的阴阳极板的膨胀系数相近的材料。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述绝缘层为玻璃胶。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述玻璃胶绝缘层通过网版印刷形成。
16.一种四极结构场发射显示器的网罩制造方法，所述网罩设有支撑板、收敛电极层、绝缘层及闸极层，所述方法包括选定一金属材料制成的第一导电板，形成收敛电极层；选定一玻璃板，形成支撑板；将所述支撑玻璃板黏合在形成收敛电极层的第一导电板的一侧；在所述第一导电板的另一侧设置一绝缘层；制作闸极层，在中空框体内设置多条导线；将所述闸极层黏合在所述绝缘层上。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述导电板、闸极层及所述支撑玻璃板的周围无效区分别设有多个对位记号。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述支撑玻璃板与所述第一导电板的黏合以及所述第二导电板与所述绝缘层的粘合包括以下步骤在所述支撑玻璃板与所述第一导电板的相接面涂覆UV胶及玻璃胶；然后根据对位记号进行对位结合，再用紫外线照射所述UV胶，使所述UV胶产生假固定作用；在所述第二导电板黏合到所述绝缘层上以后，所述方法进一步包括将所述网罩送入高温炉进行烧结固定的步骤。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所选用的金属导电板与玻璃板与所述场发射显示器的阴阳极板的膨胀系数相近。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述绝缘层为玻璃胶。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述玻璃胶绝缘层通过网版印刷形成。
全文摘要
本发明涉及一种四极结构场发射显示器的网罩及其制造方法，所述网罩以一玻璃板做为支撑器，并在所述支撑玻璃板的一侧黏着一金属导电板作为收敛电极层，该导电板的另一侧以网印方式设置一绝缘层，而该绝缘层的外侧则设有用作闸极层的第二导电板，所述支撑玻璃板及两导电板分别设有供电子束穿过的对应通孔。本发明的四层结构容易制造，可实现更好的经济效益。
文档编号H01J29/46GK1670891SQ20041000866
公开日2005年9月21日 申请日期2004年3月16日 优先权日2004年3月16日
发明者陈国荣, 詹德凤, 郑奎文 申请人:东元奈米应材股份有限公司