专利名称：四极结构场发射显示器的网罩制造方法
技术领域：
本发明涉及一种四极结构的场发射显示器的网罩制造方法，尤其涉及一种将收敛电极层、绝缘层及收敛电极层合成一独立网罩的网罩制造方法。
背景技术：
场发射显示器(Field Emission Display，FED)是近年来新兴的平面显示器之一，其具有自体发光的效果，无需另外使用背光光源，与LCD相比，除具有较佳的亮度外，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，而体积却远比阴极射线管轻、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之星实为指日可待之事。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为一种公知的三极结构场发射显示器的剖视图。如图1所示，主要包括阳极板10与阴极板20。在阳极板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之间设置真空区域间隔及作为阳极板10与阴极板20之间的支撑。阳极板10包括一阳极基板11、一阳极导电层12及一荧光粉体层(phosphors layer)13，阴极板20包括一阴极基板21、一阴极导电层22、一电子发射源层23、一介电层24及一闸极层25。其中，闸极层25具有一电位差用来吸引电子发射源层23射出电子。由阳极导电层12提供高电压来使电子束加速，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)。主要是在阴极板40与阳极板30间对应固定设置一网罩5，网罩5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之间设置有多个条状支撑器34。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。网罩5上开设有对着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。
在实际运行中，因为电子束成扇形发散，因此网罩5的通孔54需要加以变化，使收敛效果更佳，如图3所示，位于收敛电极层51’的第一通孔511’的孔径大于绝缘层52’的第二通孔521’与闸极层53’的第三通孔531’的孔径。这种网罩的制造方法是用一金属导电板为基板，并用该金属导电板作为收敛电极层51，在其下侧面布设一绝缘层52，再在绝缘层52的下侧面再布设一导电层，即形成闸极层53。在网罩5的金属导电板(即收敛电极层51)上开设有多个成矩阵排列的第一通孔511，第一通孔51的位置对着每一阴阳极单元(即电子发射源及荧光粉体)排列，作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时穿过网罩5的通道。
这种四极结构可使收敛电极层51对电子束产生收敛作用，缩小其扇形发散幅度，使电子束可以准确地撞击对应的荧光粉体层33，而不会撞击到邻近单元，有效地提高了场发射显示器的显像效果。但在现有技术中，网罩5的绝缘层52与闸极层53都是用网版印刷方式布设，有以下的缺陷1.如图3所示的孔形，用网板印刷制作构图(patterning or patternize)的绝缘层52’与闸极层53’，因收敛电极层51’的第一通孔511’的孔径较大，使印刷下墨的区域无支撑处，印刷的第二通孔521’及第三通孔531’的四周容易造成坍塌崩毁。
2.在印刷过程中，由于收敛电极层51’的第一通孔511’的存在，使部分通孔在印制过程下墨料摊流在该第一通孔511’内，其中绝缘层52’的玻璃胶涂料会造成第一通孔511’的污染或阻塞，闸极层53’的银胶涂料会造成部分闸极层53’与收敛电极层51’的导通。
由此方法制造的网罩的质量参差不齐，因此，现有的网罩的制造方法存在不完善的并且可以加以改进的地方。
本发明的内容本发明的主要目的在于提供一种四极结构场发射显示器的网罩制造方法，其是用一种压合装置压合涂料，并结合微影蚀刻制造工艺取代现有的网版印刷，可避免收敛电极层的第一通孔所造成的第二通孔及第三通孔的崩塌问题，及收敛电极层与闸极层的导通短路问题，提高了网罩制造的成品率。
为了实现上述目的，本发明用一金属导电板形成收敛电极层，并采用一压合制造过程制作绝缘层并填塞收敛电极层的第一通孔，再用微影或印刷制造工艺制作闸极层，并在闸极层上形成有第三通孔，接着用蚀刻工艺将原被填塞的通孔再次开通，并在绝缘层对着收敛电极层与闸极层的通孔的位置蚀刻形成第二通孔。
本发明的四极结构场发射显示器的网罩制造方法可以完全解决现有的网罩制造方法中存在的缺陷，提高了网罩制造过程中的成品率。
附图的简要说明图1为公知三极结构的场发射显示器的局部剖视图；图2为公知四极结构的场发射显示器的局部剖视图；图3为公知四极结构的场发射显示器的另一种网罩局部剖视图；图4为本发明实施例的网罩制造方法第一步骤示意图；图5为本发明实施例的网罩制造方法第二步骤示意图；图6为本发明实施例的网罩制造方法第四步骤示意图；图7为本发明实施例的网罩制造方法第七步骤示意图；图8为本发明实施例的网罩制造方法第八步骤示意图；
图9为本发明实施例的网罩制造方法第九步骤示意图；图10为本发明实施例的网罩制造方法第十步骤示意图。
具体实施例方式
本发明的四极结构场发射显示器的网罩制造方法包括以下步骤第一步，如图4所示，先用一种非接触式(free contact)涂料装置61将玻璃胶或二氧化硅胶涂覆在一平面胶膜71上，形成一均匀厚度的涂层72，涂层72可使用美国Dupond公司生产的DG001玻璃胶涂料。
第二步，如图5所示，将一具多个第一通孔731的金属导电板置于涂层72上，该金属导板即为收敛电极层73，其是用一种膨胀系数与阴阳极基板近似的铁镍合金材料制成，可避免在封装时因膨胀差而异造成裂片。再用一压合设备62压合(laminate)收敛电极层73，使涂层72的玻璃胶充分填塞在收敛电极层73的多个第一通孔731内。
第三步，将第二步所完成的板体以低温微烤后，移除胶膜71。
第四步，如图6所示，在被移除胶膜71的一侧，再用非接触式涂料装置61或用一满版无构图的印刷方式，再涂覆或印制一层涂层72，形成绝缘层74。
第五步，实施第一烧结程序，使浆料固化成膜体。
第六步，用网板印刷或微影制造工艺在上述膜体的外侧构图制作闸极层75，并使闸极层75的多个第三通孔751正对着收敛电极层73的第一通孔731，闸极层75用一种感光型银胶制成，如美国Dupond公司的DC206，用黄光微影制作，并用低浓度的碳酸钠水溶液作为显像液。
第七步，如图7所示，将第六步所完成的半成品再进行第二烧结，使闸极层75固着在绝缘层74上。
第八步，如图8所示，在闸极层75的外侧与收敛电极层73的外侧，分别用网板印刷或微影制造工艺构图分别制作一保护层76、77。两保护层76、77的多个通孔761，771分别对着收敛电极层73的第一通孔731与闸极层75的第三通孔751。保护层76、77的设置是为了配合蚀刻制造过程，移除第一通孔731内的填充物(玻璃胶)及形成绝缘层74的第二通孔。该保护层采用一般电镀行业通用的负型光阻干膜(dry film withnegative type photoresist)，用低浓度的碳酸钠水溶液进行显影。
第九步，如图9所示，用蚀刻制造过程移除收敛电极层73的第一通孔731内的填充物(玻璃胶)，并将绝缘层74对着第一通孔731处的玻璃胶蚀刻形成第二通孔741，使收敛电极层73的第一通孔731、绝缘层74的第二通孔741与闸极层75的第三通孔751对应形成一连续相通的通孔。本步骤中采用一种低浓度的硝酸来进行蚀刻。
第十步，如图10所示，剥离保护层76、77。本步骤中采用一种低浓度的氢氧化钠水溶液以剥除保护层76、77，剥离保护层76，77后即完成网罩的制作。
由上述本发明的步骤所制造的网罩，可以克服并满足收敛电极层的第一通孔大于绝缘层与闸极电极层的第二与第三通孔的要求，可完全解决闸极层的银胶摊流至收敛电极层所造成的短路，或玻璃胶阻塞通孔的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例的举例说明，并非用来限制本发明的专利范围，其它利用本发明的技术特征所作的任何等效变换，均包括在发明的专利范围内。
权利要求
1.一种四极结构场发射显示器的网罩制造方法，所述网罩放置在阴极基板与阳极基板之间，具有收敛电极层、绝缘层与闸极层三层结构，其特征在于，所述方法包括a.将软性绝缘材料涂覆在一平面胶膜上，形成一涂层；b.将一具有多个第一通孔的金属导电板放置在所述涂层上，压合所述金属导电板，使所述涂层的绝缘材料填塞在所述金属导电板的第一通孔内，用所述金属导电板作为收敛电极层；c.将步骤b中所完成的板体加以烘烤后，移除胶膜；d.在被移除胶膜的一侧布设一层与步骤a相同的涂层，形成绝缘层；e.进行烧结程序，使浆料固化成膜体；f.在所述膜体外侧设置闸极层，使所述闸极层的多个第三通孔正对着所述金属导电板的第一通孔，所述闸极层用一种感光型金属材料制成；g.将步骤f所完成的半成品进行第二次烧结，使所述闸极层固着在所述绝缘层上；h.在所述闸极层的外侧及所述收敛电极层的外侧分别制作一保护层，所述两保护层的多个通孔分别对着收敛电极层的第一通孔与闸极层的第三通孔；i.用蚀刻制造工艺移除所述收敛电极层的第一通孔内的填充物，并将绝缘层对着所述第一通孔处的玻璃胶蚀刻形成第二通孔，使所述收敛电极层的第一通孔、绝缘层的第二通孔及闸极层的第三通孔对应形成一连续相通的通孔；j.剥离所述保护层
2.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤a中的软性绝缘材料为玻璃胶或二氧化硅胶。
3.如权利要求2所述的网罩制造方法，其特征在于所述玻璃胶为美国Dupond公司的DG001玻璃胶涂料。
4.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤a中的绝缘材料用非接触式涂料装置涂覆在所述胶膜上。
5.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤a中的涂覆在胶膜上的绝缘材料具有均匀厚度。
6.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤a中的金属导电板为一种膨胀系数与阴阳极基板近似的金属材料。
7.如权利要求6所述的网罩制造方法，其特征在于所述金属导电板为铁镍合金。
8.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤b中的金属导电板用一压合设备予以压合。
9.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤c中的烘烤为低温烘烤。
10.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤d中的涂层用非接触式涂料装置或用一满版无构图的印刷方式进行涂覆或印制布设。
11.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤f中的闸极层用网板印刷或微影制造工艺构图制作。
12.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤f中的闸极层用感光型银胶制成。
13.如权利要求12所述的网罩制造方法，其特征在于所述所述感光型银胶，为美国Dupond公司的DC206。
14.如权利要求13所述的网罩制造方法，其特征在于所述的感光型银胶用黄光微影制作，并用低浓度的碳酸钠水溶液做为显像液。
15.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤h中的保护层用网板印刷或微影制造工艺构图制作。
16.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤h中的保护层用负型光阻干膜制成，用低浓度的碳酸钠水溶液进行显影。
17.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤h中的蚀刻采用低浓度的硝酸进行。
18.如权利要求1所述的网罩制造方法，其特征在于所述步骤j采用低浓度的氢氧化钠水溶液来剥除所述保护层。
全文摘要
本发明涉及一种四极结构场发射显示器的网罩制造方法，该网罩为具有收敛电极层、绝缘层与闸极层三层结构的独立板体，用一种具有多个通孔的金属导电板作为基板，并用该金属导电板作为收敛电极层，该导电板的一侧用一种网板印刷工艺并结合微影制造工艺先布设一绝缘层，在该绝缘层的外侧面制作一闸极层。
文档编号H01J9/02GK1674195SQ20041002979
公开日2005年9月28日 申请日期2004年3月26日 优先权日2004年3月26日
发明者李协恒, 郑奎文 申请人:东元奈米应材股份有限公司