四極結構場發射顯示器的網罩及其制造方法

專利名稱：四極結構場發射顯示器的網罩及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種四極結構的場發射顯示器，尤其涉及一種合成了支撐玻璃板、收斂電極層、絕緣層及收斂電極層的獨立網罩及其制造方法。
現有技術描述場發射顯示器(Field Emission Display，FED)是近年來新興的平面顯示器的一，其具有自體發光的效果，無需另外使用背光光源，較諸LCD，除有較佳的亮度外，還有可視角度范圍更寬、耗電量低、反應速度快(不留殘影)及操作溫度較廣等優點，并且其影像畫質非常近似于傳統的陰極射線管(CRT)顯示器，而體積卻遠較陰極射線管輕、薄，所以場發射顯示器成為取代液晶顯示器及電漿顯示器的明日的星實為指日可待的事。另外，由于近年來納米技術的迅速發展，將納米材料應用于場發射顯示器中，勢將進一步促進其發展為成熟商品。


圖1是一種公知的三極結構的場發射顯示器的剖面圖。其結構主要包括陽極板10與陰極板20。陽極板10與陰極板20之間設置有支撐器(spacer)14，用于在陽極板10與陰極板20之間設置真空間隔并作為陽極板10與陰極板20之間的支撐。陽極板10包括陽極基板11、陽極導電層12及熒光粉體層(phosphors layer)13。陰極板20包括陰極基板21、陰極導電層22、電子發射源層23、介電層24及一閘極層25。其中，閘極層25被施加一電位差以使電子發射源層23射出電子，依靠陽極導電層12提供的高電壓來加速電子束，使電子有足夠的動能撞擊(impinge)陽極板10上的熒光粉體層13使其被激發而發光。
因為射出的電子束會發散而形成扇形，因而這種三極結構的場發射顯示器，難以控制電子束的發散幅度，使得電子束過度發散，甚至有可能撞擊到鄰近單元的熒光粉體層33，因而降低了顯像效果。于是出現了如圖2所示的四極結構的場發射顯示器，這種四極結構的場發射顯示器也是本申請人提出的，在原有三極結構以外再增設第四電極(即收斂電極)。主要是在該陰極板40與陽極板30間固定設置一網罩5，其具有收斂電極層51、絕緣層52與閘極層53的三層結構，且收斂電極層51面對陽極板30。在陽極板30和收斂電極層51之間設有多個條狀支撐器34。該陽極板30是由陽極基板31、陽極導電層32及熒光粉體層33所組成的陽極單元。閘極層53面對陰極板40，在閘極層53和陰極板40之間設有阻隔壁44。陰極板40是由陰極基板41、陰極導電層42及電子發射源層43所組成的陰極單元。閘極層53及收斂電極層51均具有適當的電位。另外，該網罩5上設有對應于每一陰陽極單元的多個通孔54，以使從電子發射源層43射向熒光粉體層33的電子束穿過。如圖3所示，該網罩5以一金屬導電板為基板，即以其做為收斂電極層51，在其下側面以網版印刷的方法設置一絕緣層52，再在該絕緣層52的下側面設置一導電層(如銀膠)，即形成閘極層53。其中網罩5的金屬導電板(即收斂電極層51)上設有多個成矩陣排列的通孔54，通孔54的位置對應于每一陰陽極單元(即電子發射源層及熒光粉體層)排列，以做為陰極電子發射源層43產生的電子束射向陽極熒光粉體層33時通過網罩5的通道。該金屬導電板的外圍部份為無效區域55，在該無效區域55內的適當位置可設置多個對位記號551，用于真空封裝時對位，以使陰陽極單元與網罩5內的各通孔54相對應。
這種四極結構可使收斂電極層51對電子束產生收斂作用，即限制并縮小其扇形發散的幅度，使電子束可準確地撞擊對應的熒光粉體層33，而不致撞擊到鄰近的單元，有效提高了場發射顯示器的顯像效果。但是網罩5的絕緣層52與閘極層53都要由網版印刷或黃光制程來制作，制造程序復雜、成本較高，并且在陽極板30與收斂電極層51之間還需要另行設置多個條狀支撐器34，該多個條狀支撐器34需分別與收斂電極層51及陽極板30進行黏著，該支撐器34一般介于50μm到200μm之間，尺寸相當小，因此該結構在制造過程中會出出現以下的困難一、制造程序復雜，由于公知的支撐器34的尺寸非常小，要依靠吸附設備或移載設備以設置支撐器，這要求精確度相對提高，對位及工作的復雜及困難度相當高。
二、支撐器34沾附固著劑容易產生污染。由于公知支撐器34需經過沾漿程序，才能黏著在陽極板30與收斂電極層51上，其后必需再經加熱以進行固著，使陽極板30與收斂電極層51和支撐器34完成固定封著，將已沾有沾漿的支撐器34設置在陽極板30與收斂電極層51之間，因而會使沾漿對陽極板30與收斂電極層51形成污染。另外，在高溫燒結過程中，沾漿內的溶劑會揮發出來，勢必對陽極板30與收斂電極層51造成二次污染。
此外，這種支撐器34在電場操作過程中，因為支撐器34的表層容易聚集電荷，因此各該支撐器34的周圍也形成電場，這將影響電子束的路徑及其撞擊熒光粉體層33的效果。因而這種四極結構的網罩仍不夠理想。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種四極結構場發射顯示器的網罩及其制造方法，將收斂電極層、絕緣層、閘極層與支撐玻璃板合成一四層結構的獨立網罩，可以有效地簡化制造過程、降低成本，并改正公知條狀支撐器的缺點。
為實現上述目的，本發明提供了一種四極結構場發射顯示器的網罩，包括第一導電板，為金屬板體，用作收斂電極層，在與所述發射顯示器的每組陰陽極單元對應的位置設有多個第一通孔，所述第一導電板的一側設有絕緣層；第二導電板，為金屬板體，用作閘極層，設于所述第一導電板的設有絕緣層的一側，其上設有與所述第一通孔相對應的第三通孔；以及支撐玻璃板，所述支撐玻璃板為玻璃板體，位于所述第一導電板的不帶絕緣層的一側，其上設有多個與所述第一通孔相對應的第二通孔；其中，所述第一通孔、第二通孔和第三通孔形成電子束可以通過所述網罩的通道，兩排所述第三通孔之間設有長形隔離孔。
本發明的網罩不需使用公知的條狀支撐器，可大幅度簡化制造程序，產生良好的經濟效益。
附圖的簡要說明圖1是公知三極結構的場發射顯示器的局部剖面圖；
圖2是公知四板結構的場發射顯示器的局部剖面圖；圖3是公知四極結構的場發射顯示器的三層結構網罩的示意圖；圖4是本發明的四層結構的網罩的第一實施例的立體分解圖；圖5是圖4所示的網罩組合后的剖面圖；圖6是本發明的四層結構的網罩的閘極層的第二實施例的立體圖；圖7是本發明的四層網罩的閘極層的第三實施例的立體圖；圖8是圖7所示的閘極層組成網罩后的局部剖面圖。
具體實施例方式
圖4是本發明的一個實施例的網罩6的立體分解圖。如圖4所示，本發明的網罩6包括由支撐玻璃板61、第一導電板62、絕緣層63及第二導電板64所組成的四層結構。其中支撐玻璃板61用作支撐器(spacer)，即用平板狀且具有預定厚度的玻璃板取代公知的多個條狀支撐器。該第一與第二導電板62，64由相同的金屬材料制成，分別用作收斂電極層與閘極層。在第一導電板62上與每組陰陽極單元相對應的位置設有成矩陣排列的多個第一通孔621，在其周圍的無效區622(虛線外的區域)的適當位置設有多個對位記號623，用于封裝組合，且在封裝組合完成后，該無效區622將會被切除。該支撐玻璃板61位于第一導電板62的上方，在對應于第一導電板62的第一通孔621的位置也開設第二通孔611。該第二通孔611可選擇與第一通孔621一對一對應開設，也可對應多個第一通孔621進行設置，使每個第二通孔611可覆蓋多個第一通孔621所占的區域，圖中所示的就是對應一整排第一通孔621的長條狀第二通孔611。支撐玻璃板61的周圍設有與第一導電板62對應的無效區612及對位記號613。在第一導電板62的下方用網版印刷的方式設置一層玻璃膠，以用作絕緣層63，以避免兩導電板62，64導通，并可黏著第二導電板。第二導電板64用作閘極層，在其與第一通孔621相對應的位置設有第三通孔641。該第三通孔641可選擇與第一通孔621一對一對應開設，也可如圖6所示的另一種形態(第二導電板64’)，即對應一整排第一通孔621進行設置。另外在每兩排第三通孔641(或圖6所示的641’)之間再開設一長形隔離孔642，該隔離孔(642)的兩端伸入無效區643內，當無效區643被切除后，會在每排第三通孔641的兩側分別形成一細長的導電條，該兩兩成對的導電條形成多組獨立的導電路徑，可對其是否帶有電位進行控制或切換。當任一組導電條帶有電位時，即形成可吸引該組導電條之間的陰極單元的電子的閘極。另外，該第二導電板64的周圍的無效區643內也設有對位記號644。上述四者對位封裝完成后即形成一獨立的網罩6。圖5示出了該網罩與陰陽極板7，8組合后的剖視圖。如圖5所示，第一、第二與第三通孔621、611、641對應排列，形成電子束通過的通道，支撐玻璃板61面對陽極板7，第二導電板64面對陰極板8，相對應的兩者間分別設有阻隔壁74、84，位于陽極基板71上的陽極導電層72及熒光粉體層73與位于陰極基板81上的陰極導電層82及電子發射源層83相對應，并與三個通孔621、611、641成一直線排列，使由電子發射源層83所射出的電子束可通過由該三個通孔621、611、641所形成的通道而撞擊熒光粉體層73。
圖7示出了第二導電板(64”)的另一種實施例。在中空框體646內設置多條平行導線645，該導線645設置在對應于兩排第一通孔621之間的間隔的位置。在虛線外的無效區被切除之后，該框體646即與導線645分離，使每組二條導線645夾合一排第一通孔621(也可稱作一排陰極單元)，如圖8所示，即由每二條一組的導線645做為閘極。
下面介紹本發明的網罩的制造方法。在本發明的制造中，要選用與陰陽極板7，8的膨脹系數相近的導電板62、64及玻璃板61，以避免在高溫燒結封裝的過程中，因膨脹幅度不一而破裂。首先在支撐玻璃板61與第一導電板62之間涂覆UV膠與玻璃膠，并利用對位記號613，623進行對位，再用紫外線照射，使UV膠形成暫時黏合的假固定作用；然后在第一導電板(62)的另一側面以網版印刷方式設置一層玻璃膠(即絕緣層63)，并以該玻璃膠黏著第二導電板64(或64’、64”)。在該過程用對位記號613、623、644進行對位；最后再以高溫夾夾住假固定后的網罩6，送入高溫爐進行燒結，使UV膠因高溫而氣化逸出，并使玻璃膠產生真正的固定作用，這樣就基本完成了本發明的四層結構網罩6的制作。本發明的網罩的制造過程完全不需使用公知的條狀支撐器，可大幅度簡化制造程序，產生良好的經濟效益。
以上的說明僅僅是對本發明的優選實施例的舉例說明，不是對本發明的專利范圍的限制，其它利用本發明的精神所作的改進、添加和替換都在本發明的專利范圍的內。
權利要求
1.一種四極結構場發射顯示器的網罩，包括第一導電板，為金屬板體，用作收斂電極層，在與所述發射顯示器的每組陰陽極單元對應的位置設有多個第一通孔，所述第一導電板的一側設有絕緣層；第二導電板，為金屬板體，用作閘極層，設于所述第一導電板的設有絕緣層的一側，其上設有與所述第一通孔相對應的第三通孔；其特征在于，進一步包括支撐玻璃板，所述支撐玻璃板為玻璃板體，位于所述第一導電板的不帶絕緣層的一側，其上設有多個與所述第一通孔相對應的第二通孔；所述第一通孔、第二通孔和第三通孔形成電子束可以通過所述網罩的通道，兩排所述第三通孔之間設有長形隔離孔。
2.根據權利要求1所述的網罩，其特征在于，所述第二通孔與所述第一通孔一對一對應設置。
3.根據權利要求1所述的網罩，其特征在于，所述第二通孔與多個相鄰的所述第一通孔對應設置。
4.根據權利要求1所述的網罩，其特征在于，所述第三通孔與所述第一通孔一對一對應設置。
5.根據權利要求1所述的網罩，其特征在于，所述第三通孔與排成一排的多個相鄰的第一通孔對應設置。
6.根據權利要求1所述的網罩，其特征在于，所述絕緣層為玻璃膠。
7.一種四極結構場發射顯示器的網罩，包括第一導電板，為金屬板體，用作收斂電極層，其上與所述場發射顯示器的每組陰陽極單元相對應的位置設有多個第一通孔，所述第一導電板的一側設有絕緣層；第二導電板，用作閘極層；其特征在于，進一步包括支撐玻璃板，所述支撐玻璃板為玻璃板體，位于所述第一導電板的不帶所述絕緣層的一側，其上設有多個與所述第一通孔相對應的第二通孔；所述第二導電板包括其內設有多條導線的中空框體，所述導線設置在與所述第一通孔間的間隔相對應的位置；所述第一通孔、第二通孔與所述導線的間隙形成可使電子束通過所述網罩的通道。
8.根據權利要求7所述的網罩，其特征在于，所述第二通孔與所述第一通孔一對一對應設置。
9.根據權利要求1所述的網罩，其特征在于，所述第二通孔與多個相鄰的第一通孔對應設置。
10.一種四極結構場發射顯示器的網罩制造方法，所述網罩包括支撐板、收斂電極層、絕緣層及閘極層，所述方法包括選定兩塊金屬導電板，其中第一導電板形成收斂電極層，第二導電板形成閘極層；選定一玻璃板，形成支撐板；將所述支撐玻璃板黏合在用作收斂電極層的第一導電板的一側；在所述第一導電板的另一側設置一絕緣層；將用作閘極層的第二導電板黏合在所述絕緣層上。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一導電板、第二導電板及所述支撐玻璃板的周圍分別設有無效區，所述無效區分別設有多個對位記號。
12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述支撐玻璃板與所述第一導電板的黏合以及所述第二導電板與所述絕緣層的粘合包括以下步驟在所述支撐玻璃板與所述第一導電板的相接面涂覆UV膠及玻璃膠；然后根據對位記號進行對位結合，再用紫外線照射所述UV膠，使所述UV膠產生假固定作用；在所述第二導電板黏合到所述絕緣層上以后，所述方法進一步包括將所述網罩送入高溫爐進行燒結固定的步驟。
13.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所選用的金屬導電板與玻璃板與所述場發射顯示器的陰陽極板的膨脹系數相近的材料。
14.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述絕緣層為玻璃膠。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述玻璃膠絕緣層通過網版印刷形成。
16.一種四極結構場發射顯示器的網罩制造方法，所述網罩設有支撐板、收斂電極層、絕緣層及閘極層，所述方法包括選定一金屬材料制成的第一導電板，形成收斂電極層；選定一玻璃板，形成支撐板；將所述支撐玻璃板黏合在形成收斂電極層的第一導電板的一側；在所述第一導電板的另一側設置一絕緣層；制作閘極層，在中空框體內設置多條導線；將所述閘極層黏合在所述絕緣層上。
17.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述導電板、閘極層及所述支撐玻璃板的周圍無效區分別設有多個對位記號。
18.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述支撐玻璃板與所述第一導電板的黏合以及所述第二導電板與所述絕緣層的粘合包括以下步驟在所述支撐玻璃板與所述第一導電板的相接面涂覆UV膠及玻璃膠；然后根據對位記號進行對位結合，再用紫外線照射所述UV膠，使所述UV膠產生假固定作用；在所述第二導電板黏合到所述絕緣層上以后，所述方法進一步包括將所述網罩送入高溫爐進行燒結固定的步驟。
19.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所選用的金屬導電板與玻璃板與所述場發射顯示器的陰陽極板的膨脹系數相近。
20.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述絕緣層為玻璃膠。
21.根據權利要求20所述的方法，其特征在于，所述玻璃膠絕緣層通過網版印刷形成。
全文摘要
本發明涉及一種四極結構場發射顯示器的網罩及其制造方法，所述網罩以一玻璃板做為支撐器，并在所述支撐玻璃板的一側黏著一金屬導電板作為收斂電極層，該導電板的另一側以網印方式設置一絕緣層，而該絕緣層的外側則設有用作閘極層的第二導電板，所述支撐玻璃板及兩導電板分別設有供電子束穿過的對應通孔。本發明的四層結構容易制造，可實現更好的經濟效益。
文檔編號H01J29/46GK1670891SQ20041000866
公開日2005年9月21日 申請日期2004年3月16日 優先權日2004年3月16日
發明者陳國榮, 詹德鳳, 鄭奎文 申請人:東元奈米應材股份有限公司