专利名称：场致放射显示器和制作其阴极孔的方法
技术领域：
本发明涉及一种场致放射显示器，特别是涉及一种制作场致放射显示器的阴极孔的方法。
背景技术：
通常，丝网印刷用来印刷设计在丝网或其他细筛网上的图案，在其上特定的区域里涂覆有不渗透的物质。胶被挤压通过网孔渗到印刷表面上，而所涂覆区域则没有渗透。这样的丝网印刷用于制作一种低压驱动的平板显示器例如液晶显示器(LCD)，场致放射显示器(FED)，等离子体显示板(PDP)，以及真空荧光显示器(VFD)。
丝网印刷的应用之一是制作FED，下文对此将作出介绍。
FED是靠从发射体发射电子来实现图像的，即在阴极和栅极之间产生电压差，并使电子撞击对应的阳极上形成的红色R、绿色G和兰色B的荧光粉。
发射体在通过绝缘层的阴极孔露出的阴极上形成，绝缘层被置于高过阴极的预定高度。丝网印刷就是用来制作阴极孔的。
当在其上带有阴极的衬底上制作绝缘层时，绝缘层应该设置有为使部分阴极露出的阴极孔，因为发射体应该形成在阴极的特定部分上。
因此，如图1所示，带有对应于阴极孔NH的光致抗蚀剂层的掩膜(未示出)，与其上形成有阴极120的衬底122对准。强力挤压绝缘胶穿过筛网掩膜到衬底122的上面，将绝缘层124印在衬底122上。这样，与光致抗蚀剂层相对应的衬底122的部分上面，绝缘胶就不能被印制形成阴极孔NH。
虽然这样的丝网印刷并不昂贵，并且过程简单，但仍存在几个问题。
当胶经挤压程序穿过掩膜，被印制在衬底的上面时，胶可能会由于自身的表面张力弄污衬底的表面。
因此，印在衬底122上的绝缘层124的边缘部分124a，朝向阴极孔的内侧被弄污，使得直径小于100μm的阴极孔NH难以形成。此外，这还破坏了印刷在通过阴极孔NH露出的阴极120表面上的发射体图案的统一性，因此破坏了FED的品质。
这个现象也发生在当发射体(未示出)首先印刷之后，印刷绝缘层124的时候。当发射体的图案大小不一致时，每个发射体发出的电子数量就会不同。这会导致不一致的发光，因此破坏了场致发射显示器的品质。
发明内容
因此，本发明致力于解决上述问题。
本发明的第一目的在于提供一种精确制作阴极孔的方法。
本发明的第二目的在于提供一种具有这种制作精确的阴极孔的FED。
为实现第一目的，本发明提供一种制作阴极孔的方法，包括如下步骤在衬底上用胶印刷多根线图案；干燥线图案；重复印刷和干燥的步骤直到线图案提升到预定的高度；在与衬底上的线图案之间垂直于线图案用胶印刷多点图案；将点图案干燥；重复印刷和干燥的步骤，直到点图案提升到预定的高度来限定被线图案和点图案包围的阴极孔；烘烤线图案和点图案。
最好是，每个阴极孔的宽度都小于100μm，并且阴极孔被制成圆形、椭圆形和多边形的一种。
最好是，线图案的印刷是在线图案的纵向方向上执行的。
为实现第二目的，本发明提供一种具有按照上述的阴极孔制作程序制成的阴极孔的场致放射显示器。
场致放射显示器包括彼此面对的顶部衬底和底部衬底；在底部衬底上形成的阴极；具有由线图案和点图案限定的阴极孔的绝缘层；在通过阴极孔露出的阴极上形成的发射体；在绝缘层上形成的栅极；在面对栅极的顶部衬底上形成的阳极；在阳极上形成的荧光层。
按照另一个实施例，本发明提供一种制作场致放射显示器的阴极孔的方法，包括如下步骤在衬底上用胶印刷多线图案；在位于衬底上的线图案之间用胶印刷多点图案；使线图案和点图案干燥；重复印刷多线图案，印刷多点图案，干燥线图案和点图案的步骤，直到线图案和点图案提升到预定的高度，由此获得由线图案和点图案限定的阴极孔的预定深度；然后烘干这些线图案和点图案。
通常，用来印刷的胶由溶剂和溶质组成，这样在经过干燥程序时胶有一种吸收特性。因此，印刷在衬底上限定线图案和点图案的胶在脱水步骤之后具有吸收特性。
因此，当在先前已用胶印刷/干燥的点图案和线图案的上面印刷新的相同的图案时，新的相同的图案的溶剂被已印刷和干燥的点图案和线图案吸收，因此新的相同的图案的溶质保留在先前已印刷和干燥的点图案和线图案的上面。
这样防止了线图案和点图案的边缘部分将阴极孔的区域弄污，使精确制作宽度小于100μm，特别是大约为30--50μm的阴极孔成为可能。
由于阴极孔制作精确，因此通过阴极孔紧贴阴极的发射体也能被精确地制作，因此提高了场致放射显示器发光的均匀性。
附图构成说明书的一部分，举例说明了本发明的一个实施例，并且与说明文字一起用来解释本发明的原理。
图1是具有传统丝网印刷方法形成的阴极孔的FED的局部透视图；图2是具有按本发明的方法形成的阴极孔的FED的剖视图；图3是描述按照本发明的最佳实施例制作阴极孔的方法的方框图；图4是在图3的步骤10完成时FED的局部透视图；图5是在图3的步骤30完成时FED的局部透视图；图6是在图3的步骤40完成时FED的局部透视图；图7是在图3的步骤60完成时FED的局部透视图；图8是描述按照本发明另一个最佳实施例制作阴极孔的方法的方框图。
具体实施例方式
以下将结合附图详细描述本发明的优选实施例。
图2所示为具有按照本发明的方法形成的阴极孔的FED。
场致放射显示器包括顶部衬底12和底部衬底14，两者之间形成内部空间。
具有多个线图案的阴极16置于底部衬底14上，绝缘层18形成在阴极16上，达到预定的高度。为使阴极16的部分线图案露出，绝缘层18带有多个阴极孔NH。具有与阴极16的线图案垂直相交的多个线图案的栅极20在绝缘层18上除形成阴极孔NH之外的区域形成。平面发射体22形成在阴极16上通过阴极孔NH露出的线图案上。具有多个线图案的阳极24在平行于阴极16的方向上，在顶部衬底12上形成。荧光层26在阳极24上形成，它靠发射体22发射的电子激发。
发射体22由碳基的材料组成，如碳纳米管、石墨、钻石型碳、碳纤维等等，并且具有平面形表面。当阴极16和栅极20之间的电压差高于临界电压时，这样的碳基材料发射出电子。临界电压指的是开始发射电子的电压。
栅极20控制发射体22发射电子的数量，也被用作控制电子撞击荧光层26的聚焦长度的控制电极。
如果驱动电压被施加在阴极16和栅极20之间以产生高于临界电压的电压差，发射体22发射电子。被发射的电子通过施加到阳极24上以激发荧光层26的电压的作用下被引向荧光层26。
以下将结合图3、4、5、6、7来描述按照本发明的优选实施例制作阴极孔的方法。
首先，其上形成有阴极16的底部衬底14固定在印刷装置上(未示出)，绝缘胶穿过掩膜(未示出)被挤压到阴极16上印刷多线图案LP(ST10)。
此时，最好在多线图案LP的纵向方向上进行挤压，以便印刷出精确的图案。
绝缘胶可以通过将溶质与载体混合来制备，该溶质是将玻璃料同粉末混合在一起制成的，载体又是通过将溶剂与粘合剂混合而制成的，溶剂例如萜品醇，丁基卡必醇BC，丁基卡必酯BCA，粘合剂例如乙基纤维素EC或硝基纤维素TC。
图4中的参考标记H1表明了线图案LP印刷一次时的高度。
在印刷了图4所示的线图案LP之后，将这些图案在大约120-150℃的温度上干燥10到30分钟，这样线图案LP就具备类似海绵的吸收特性了(ST20)。
然后交替重复ST10和ST20将线图案LP提升到图5所示的预定高度H2。
如上所述，当新的线图案LP在已印刷和脱水的线图案LP上重复印刷时，由于新的线图案的溶剂被已印刷和干燥的线图案LP吸收，新的线图案只有溶质保留在已印刷和干燥的线图案LP上，而且新的线图案的大小和形状与那些已印刷和干燥的线图案保持相同。
图5示出了具有预定高度H2的多根线图案LP，这在ST30实现。
接下来，进一步将绝缘胶挤压穿过掩膜(未示出)到线图案LP之间的衬底上，形成垂直于线图案的多点图案DP，如图6所示(ST40)，之后将点图案DP在大约120-150℃的温度上干燥10到30分钟，使其具有类似海绵的吸收特性(ST50)。
ST40和ST50重复进行，以便将点图案DP提升到与线图案LP的高度H2相同的高度。
换句话说，当在已印刷和干燥的点图案DP上重复印刷新的点图案DP时，由于新的点图案DP的溶剂被已印刷和脱水的点图案DP吸收，新的点图案DP只有溶质保留在已印刷和脱水的线图案LP的上面。
因此，如图7所示，具有相同图案宽度W1的多个阴极孔就制成了，该宽度是由线图案LP和点图案DP限定的，线图案和点图案同时烘干(ST70)。
这种方法使得可以通过改变点图案DP的设计来制作不同形状的孔，例如圆形、椭圆形和多边形。
孔形成之后，挤压发射体胶，使其穿过掩膜到通过阴极孔NH露出的阴极上，在阴极16上形成平面形发射体22。然后，在绝缘层18上印刷栅极20，并在底部衬底14上完成图案成形过程。
发射体胶由碳基电极发射材料、添加剂和粘合剂的混合物组成，碳基电极发射材料选自由石墨，碳纤维，钻石型碳，碳纳米管组成的物质组，添加剂如玻璃料。
如上所述，按照本发明的阴极孔制作方法，可精确地制作出设计尺寸的阴极孔，在通过阴极孔NH露出的阴极16的表面上制成精确的平面发射体22。这样，我们就能获得均匀的电场发射。
图8所示为一种按照本发明的另一个实施例制作阴极孔的方法。
首先在衬底上印刷多根线图案(ST100)。在线图案(ST200)之间的衬底上印刷多点图案DP，然后将线图案和点图案干燥(ST300)。重复操作ST100到ST300，以便使线图案和点图案提升到预定的高度，因而获得阴极孔NH预定的深度(ST400)。然后同时烘干线图案和点图案(ST500)。
本发明描述了现在被认为是最实用和最佳的实施例，但要理解的是，本发明并不限于公开的实施例，正好相反，本发明将覆盖不同的但包括在本发明权利要求的精神和范围之内的修改和等同设计。
权利要求
1.一种制作阴极孔的方法，包括如下步骤a)在衬底上印刷多根线图案；b)干燥线图案；c)重复步骤a)和b)，直到线图案被提升到预定的高度；d)在衬底上的线图案之间垂直于线图案印刷点图案；e)干燥点图案；f)重复步骤d)和e)，直到点图案被提升到预定的高度来限定被线图案和点图案包围的阴极孔；并且g)烘干线图案和点图案。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于阴极孔的宽度小于100μm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于阴极孔制成为圆形、椭圆形和多边形中的一种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于在线图案的纵向方向上印刷线图案。
5.一种具有按照权利要求1的方法制作的阴极孔的场致放射显示器。
6.一种场致放射显示器，包括彼此面对的顶部衬底和底部衬底；在底部衬底上形成的阴极；具有由线图案和点图案限定的阴极孔的绝缘层；在通过阴极孔露出的阴极上形成的发射体；在所述绝缘层上形成的栅极；在面对所述栅极的顶部衬底上形成的阳极；在所述阳极上形成的荧光层。
7.如权利要求6所述的场致放射显示器，其特征在于阴极孔可制成为圆形、椭圆形和多边形中的一种。
8.一种制作场致放射显示器的阴极孔的方法，包括如下步骤a)在衬底上用胶印刷多根线图案；b)在衬底上的线图案之间垂直于线图案印刷点图案；c)干燥线图案和点图案；d)重复步骤a)、b)和c)，直到线图案和点图案被提升到预定的高度，因此获得由线图案和点图案限定的阴极孔的预定深度；并且e)烘干线图案和点图案。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于阴极孔的宽度小于100μm。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于阴极孔可制成为圆形、椭圆形和多边形中的一种。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于在线图案的纵向方向上印刷线图案。
12.一种具有按照权利要求8的方法制作的阴极孔的场致放射显示器。
13.如权利要求12所述的场致放射显示器，包括彼此相对的顶部衬底和底部衬底；在底部衬底上形成的阴极；具有由线图案和点图案限定的阴极孔的绝缘层；在通过阴极孔露出的阴极上形成的发射体；在所述绝缘层上形成的栅极；在面对所述栅极的顶部衬底上形成的阳极；在所述阳极上形成的荧光层。
14.如权利要求13所述的场致放射显示器，其特征在于阴极孔可制成为圆形、椭圆形和多边形中的一种。
15.一种由围障(surrounding wall)制作的阴极孔，其特征在于围障包含多层。
16.如权利要求15所述的阴极孔，其特征在于多层是通过在先前铺放的层上重复形成一层而累积的。
17.如权利要求16所述的阴极孔，其特征在于多层是通过重复以下步骤形成的在先前铺放的层上铺放一层并干燥该层，直到多层达到特定的高度。
全文摘要
在制作场致放射显示器的阴极孔的方法里，首先在衬底上印刷多根线图案，然后进行干燥。对线图案重复印刷和干燥，直到线图案被提升到预定的高度，然后在衬底上的线图案之间印刷点图案并干燥。对点图案重复印刷和干燥，直到点图案被提升到预定的高度来限定被线图案和点图案包围的阴极孔，并同时烘干线图案和点图案。
文档编号H01J31/12GK1407582SQ0214298
公开日2003年4月2日 申请日期2002年8月29日 优先权日2001年8月29日
发明者车在喆, 丁奎元, 韩豪洙 申请人:三星Sdi株式会社