场发射显示器中发射极的制造方法技术

本发明专利技术是有关于一种场发射显示器中发射极的制造方法，是以锡、锌、铝或具有低共熔点的硬焊合金如铝／硅合金等与含有玻璃料的银胶混合后网印或是分别网印在基材上作为电极。接着再在电极上形成碳奈米管层，此层可以利用网印方式将电弧方式产生的碳奈米管碳材覆盖在电极上，也可在电极上形成触媒层以利于碳奈米管的形成。在碳奈米管碳材形成后将温度提高至电极中玻璃料的软化温度，由玻璃料的软化增加电极与基材以及碳奈米管碳材之间的附着性，最后形成一层金属层在碳奈米管上以防止碳奈米管碳材吸附气体。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种场发射显示器(Field Emission Display，简称FED)中发射极(Emitter)的制造方法，且特别是有关于一种场发射显示器中碳奈米管(CNT)的制造方法。场发射显示器主要是由两片基板组成，中间包含了空间支撑器(Spacers)。上面的玻璃板具有萤光粉(Phosphors)涂布，称为阳极板。栅极板可以释放出电子束的场发射矩阵(Field Emission Array，简称FEA)。离开栅极(Gate)的场发射电子受到阳极板与栅极板上的上正电压差的加速，而撞击萤光粉而产生所谓的阴极萤光(Catholuminescence)。公知的场发射显示器的场发射矩阵大多属于点尖端型的发射极(TipEmitter)。由具有矩阵寻址(Matrix Addressing)功能的像素组成，每一个像素中包含了数以百计的微小尖端。而上述尖端结构的大小约在1μm左右(指尖端底部)，曲率半径则小于约0.1μm。尖端的材料可以为金属例如为钼、钨或铂，或是半导体例如为硅或钻石，其中又以Charles Spindt于1976年提出以钼为尖端的工艺方法为主。但由Charles Spindt所提出的尖端结构缺点在于蒸镀器设备与掀离技术上的困难，例如蒸镀器所提供的电子束可能会造成各种不同斜角的尖端结构，且仪器太大，不但不易控制，重复率不高且花费成本高，因此批量生产的困难度较高。另一种场发射显示器的场发射矩阵为碳奈米管(Carbon Nano-Tube，简称CNT)型态的发射极，可以利用厚膜工艺简化工艺、降低成本。请参照附图说明图1，为公知场发射矩阵为碳奈米管型态的发射极示意图。公知中碳奈米管型态发射极的制作通常在一基材100上，以网版印刷的方式形成一银电极102，接着再在银电极102表面覆盖一层碳奈米管104碳材，即完成碳奈米管型态发射极的制作。其中，碳奈米管104的形成方式包括将碳奈米管碳材与具有导电性的环氧树脂(Epoxy)混合或是以化学气相沉积(CVD)方式，使用乙炔、乙烯或甲烷/氢当反应气体，在铁/钴/镍触媒上、高温环境下裂解成长碳奈米管104。而另一种形成碳奈米管104的方式是将碳奈米管碳材与银浆(Silver Paste)混合制成浆料，再以网版印刷的技术涂布在基材100上。由于元件需要约2至6V/μm的高电场才会射出电子，因此在阴极、阳极(未绘示)之间会施加极大的电场。若银电极上的碳奈米管碳材与银电极附着性不好，将会导致碳奈米管碳材脱落。脱落后碳奈米管粒子及大电场所诱发的高速电子同时撞击阳极上的萤光粉，导致萤光粉脱落，使得元件的寿命缩短。此外，以碳奈米管碳材的来源而论，以电弧放电方式得到的碳奈米管碳材不但生产率偏低，而且其附着性不好。若以热分解化学气相沉积或等离子体加强化学气相沉积(PECVD)方式虽可获得高纯度的碳奈米管，但是同样有附着性不好的缺点。由于碳奈米管本身为一碳材，具有极大的表面积，因此会吸附大量的气体，这些被吸附的气体会造成元件在后段高真空封装时的困难，也会造成不必要的电弧放电现象，影响显示器的性能。本专利技术的另一目的在提出一种，在碳奈米管的表面上形成一金属层包覆于碳奈米管的表面，以有效改善碳奈米管表面大量吸附和释放出气体的缺点。本专利技术的再一目的在提出一种，在碳奈米管碳材形成之后将温度提高至电极中玻璃料的软化温度，由玻璃料的软化以改善电极与基材及碳奈米管碳材之间的附着性。为实现本专利技术的上述目的，提出一种，是以锡、锌、铝或具有低共熔点的硬焊合金如铝/硅合金等与含有玻璃料的银胶混合后网印或是分别网印在基材上作为电极。接着再在电极上形成碳奈米管层，此层可以利用网印方式将电弧方式产生的碳奈米管碳材覆盖于电极上，也可在电极上形成触媒层以利于碳奈米管的形成。在碳奈米管碳材形成后将温度提高至电极中玻璃料的软化温度，由玻璃料的软化增进电极与基材以及碳奈米管碳材之间的附着性，最后形成一层金属层在碳奈米管上以防止碳奈米管碳材吸附气体的功能。附图标记说明100基材102银电极104碳奈米管200基材202电极204碳奈米管碳材层S300提供基板S302形成电极S304形成触媒S306形成碳奈米管碳材S308加热至电极内玻璃料的软化温度接着请参照图3，在形成电极202后，在电极202上形成碳奈米管碳材层204，而碳奈米管碳材层204形成的方式例如以化学气相沉积方式形成一层碳奈米管碳材层204，在碳奈米管碳材层204形成之前可先形成一层形成碳奈米管碳材层204所需的触媒层。此外，碳奈米管碳材层204也可以将由电弧放电方式或化学气相沉积方式所得到的粉末配制成浆料，再利用网版印刷的方式将碳奈米管碳材层204形成在电极202上。由于电极202是由低熔点的锡、锌、铝金属或是硬焊合金材料铝/硅合金材料，所以电极202在基材200及碳奈米管碳材层204之间都具有较好的附着性，对于显示器的性能(Performance)有很大的增进。接着请参照图4，接着覆盖一层金属层206在碳奈米管碳材层204的表面上，金属层206的材料例如为镍、铜等与碳奈米管碳材层204有较好附着性的金属，而金属层206的形成方式例如为电镀或是化学镀膜的方式。由于所形成的碳奈米管碳材层204具有相当大的表面积，很容易吸附大量的气体，这些被吸附的气体会造成元件在后段高真空封装时的困难，也会造成不必要的电弧放电现象，影响显示器的性能。因此形成金属层206可以将碳奈米管碳材层204包覆于内，使碳奈米管碳材层204不会吸附大量的气体，有助于后段高真空封装时的合格率。最后再将具有电极202与碳奈米管碳材层204的基材200送进一高温加热环境中，例如在高温气氛炉中进行烧结。最后请参照图5，为依照本专利技术一实施例中场发射矩阵，其发射极为碳奈米管型态的制作流程图。首先，提供一基材(S300)，此基材例如为一玻璃基板。接着在基材上形成电极(S302)，此电极的材料例如为银电极，而银电极形成的方式例如是将一玻璃料与银胶混合之后，由网版印刷的方式涂布于基材上，以使得电极与基材之间具有较好的附着性。在形成电极(S302)之后，在电极上形成碳奈米管碳材，而碳奈米管碳材形成的方式例如以化学气相沉积方式形成一层碳奈米管碳材(S306)。其中，碳奈米管碳材的形成(S306)例如是在高温环境下裂解成碳奈米管碳材。此外，碳奈米管碳材的形成(S306)也可以将由电弧放电方式或化学气相沉积方式所得到的粉末配制成浆料，再利用网版印刷的方式将碳奈米管碳材形成于电极上。而在碳奈米管碳材形成(S306)之前可先形成一层形成碳奈米管碳材所需的触媒(S304)，以使得电极与碳奈米管碳材之间具有较好的附着性。其中，形成触媒(S304)例如是以乙炔、乙烯或甲烷/氢当反应气体，在铁/钴/镍触媒上、高温环境下裂解以进行碳奈米管碳材的成长。上述电极的制作过程中，从提供基材(S300)、形成电极(S302)、形成触媒(S304)到形成碳奈米管碳材(S306)，熟悉此项技术的人皆可视需求而有所变动，本专利技术上述的制作过程仅为例子说明，并非限定本专利技术的制作过程。然而，上述电极的制作过程，从提供基材(S300)、形成电极(S302)、形成触媒(S304)到形成碳奈米管碳材(S306)，虽对电极与基材以及碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射显示器中发射极的制造方法，其特征为：至少包括：提供一基材；以一金属与一导电胶混合并形成在该基材上，以形成一电极，其中该金属的材料选自锡、锌、铝或其它低熔点的金属所组成的族群其中之一；以及在该电极上形成一碳奈米管层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文灿，陈来成，樊雨心，
申请(专利权)人：翰立光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]