改善阻隔壁的厚度均匀性的方法 【技术领域】
本发明是关于一种场发射显示器(FED，Field Emission Display)的阻隔壁(rib)制作技术，尤指一种可改善场发射显示器内的阻隔壁的厚度均匀化的制作技术。
背景技术
场发射显示器是一种利用电场使阴极电子发射体(Cathode electronemitter)产生电子，通过由电子激发涂布于阳极板的荧光粉体，使荧光粉体产生光。场发射显示器的特色是轻、薄、以及有效显示区域尺寸的大小可依制程与产品的需求来制作；此外，也没有如平面液晶显示器的视角问题。
场发射显示器的结构是至少包含阴极板(Cathode plate)、与对应于阴极板、且与阴极板组合封装的阳极板(Anode plate)、以及设置于阴极板与阳极板之间的阻隔壁(rib)；该阻隔壁是用以提供阴极板与阳极板间真空区的间隔，以于真空区内形成复数个单元、以及作为阴极板与阳极板间的支撑。
如图1所示，为现有地场发射显示器1a的单元结构5a，该场发射显示器1a包括有复数个单元结构5a；该单元结构5a至少包含阳极板3a、对应于阳极板3a组合封装的阴极板4a、以及设置于阳极板3a与阴极板4a间的复数个阻隔壁53a，用以提供阳极板3a与阴极板4a间的真空区6a的间隔；阳极板3a包含阳极玻璃基板31a、阳极导电层32a、以及荧光粉体层33a，共同形成阳极51a；而阴极板4a至少包含阴极玻璃基板41a、阴极导电层42a、以及电子发射源层43a，共同形成阴极52a。
阻隔壁53a是为保持阴极板4a与阳极板3a间的真空区6a的维系，并提供外加电场(E)，使阴极板4a上的电子发射体层43a，产生电子射向阳极板3a上的荧光粉体层33a，激发荧光粉体层33a而发光；此外，需避免于电场(E)的产生过程中，阴极板4a与阳极板3a产生导通。因此，阻隔壁53a的材料需为一种绝缘材质，目前该阻隔壁53a的主成分是以玻璃材质或二氧化硅为主。
另外，由于电子的产生模式是通过电场(E)发生而形成，而电场(E)的强度与各单元结构5a的阳极51a与阴极52a间的电压为正比关系，与各单元结构5a的阳极51a与阴极52a间的距离为反比关系；又，各单元结构5a的阳极51a与阴极52a间的距离与各阻隔壁53a的厚度相关联。因此，各阻隔壁53a的厚度还直接影响邻近区域的电场(E)的强度。所以，阻隔壁53a的厚度的均匀性对于场发射显示器1a所呈现的发光均匀性有决定性的作用。
请参考图2A至图4所示，现有的场发射显示器1a的各阻隔壁53a的制作方式包括通过网印法印制而成，如图3A所示，是利用网版8a上配置有乳胶82a形成的乳胶图案，其设有特定的开口区域821a。其印制方式如图2A至图2C的下墨机制流程所示，玻璃浆料7a下墨于网版8a的上的预定位置；阳极玻璃基板31a贴近于网版8a的下方，由覆墨刀9a先依覆墨刀预定行径方向A刮覆玻璃浆料7a，并完全覆盖阳极玻璃基板31a的乳胶图案；经由刮刀10a下压、且沿与预定行径方向A相反的刮刀行径方向B，将玻璃浆料7a依乳胶图案分布、印制于阳极玻璃基板31a上。不过按照目前的技术，玻璃浆料7a的材料特性，玻璃浆料7a所印制的单层厚度仍有其限制，玻璃浆料7a的单层厚度多在20μm以下，以目前商品的要求，阻隔壁53a的厚度至少需50μm以上，因此，网印法无法一次印制使玻璃浆料7a的单层厚度达阻隔壁53a的厚度需求；从而必须赖以复数次重复印制堆栈玻璃浆料7a至预定堆栈厚度，使预定堆栈厚度可以达到阻隔壁53a的厚度需求。
因此，重复印制堆栈的制作方式是先进行印制第一层玻璃浆料7a，印制后施与简单预烤，使玻璃浆料7a表面干燥及固化，之后再进行第二层堆栈印制；如此重复累积以达玻璃浆料7a的预定堆栈厚度，预定堆栈厚度再以高温烧结制程，使玻璃浆料7a内的调和介质挥散，而玻璃浆料7a内的主成分玻璃材料则融合固化，进而形成所谓的阻隔壁53a。
如图3B所示，有鉴于场发射显示器1a的阻隔壁53a的制作是通过现有的网印法印制玻璃浆料7a形成的，由于玻璃浆料7a与网版8a之间有附着力作用，使玻璃浆料7a的单层厚度的上表面73a易于相对两端呈齿状突起71a，因而影响玻璃浆料7a的预定堆栈厚度而不均匀现象，进而影响所制作的各阻隔壁53a的厚度不同，因而造成各单元结构5a的电场(E)的强度不均一，从而影响发光均匀性。
现有的场发射显示器1a的制作方法与现有的等离子显示器(PDP，PlasmaDisplay Panel)产业的阻隔壁印制模式是相同的，其差异在于两者不同的显示器的阻隔壁厚度要求的差异。以等离子显示器而言，阻隔壁厚度通常至少100μm以上，而对于现有的场发射显示器1a依产品要求，阻隔壁53a的厚度通常可介于200μm与50μm之间，因此就现有的场发射显示器1a而言，玻璃浆料7a的重复印制次数可以较少于等离子显示器，理论上，其制作复杂度相较于等离子显示器还可以更低。不过就现有的场发射显示器1a的阻隔壁53a而言，更需维系阴极板4a与阳极板3a的间隔，避免阳极51a与阴极52a的导通，以保持必要的真空区6a，也必须确保阻隔壁53a的厚度的均匀性，使各单元结构5a的阳极51a与阴极52a间的电场(E)的强度均一。
因此，对阻隔壁53a的厚度的均匀性要求，于网印的制程中，控制玻璃浆料7a的单层厚度的相关条件，玻璃浆料7a的单层厚度的相关条件，玻璃浆料7a的预定堆栈厚度均匀化、及其表面的平坦化即显得尤为重要。
由于玻璃浆料7a的单层厚度的制作，其相关条件中有关下墨机制的控制更显重要，因此对浆料的下墨机制特详述如下：首先将阳极玻璃浆料7a涂覆于网版8a上的预定位置，如图2A所示的网印机制图标一；而后再以覆墨刀9a先将玻璃浆料7a均匀涂覆于网版8a的乳胶图案，如图2B所示的网印机制图标二；接着再以刮刀10a并配合下印压力，玻璃浆料7a经过乳胶图案，将玻璃浆料7a印制于阳极玻璃基板31a，如图2C的网印机制图标三所示。
上述下墨机制的动作过程中，首先玻璃浆料7a先被均匀分布于网版8a的乳胶图案，接着配合下印压力、由刮刀10a回复将玻璃浆料7a涂覆，玻璃浆料7a通过网版8a的乳胶图案，向下挤压与阳极玻璃基板31a粘附，而将玻璃浆料7a印制于阳极玻璃基板31上而形成预定图案，因此，上述过程中玻璃浆料7a与乳胶图案的乳胶82a的接触面有第一附着力发生，又，通过乳胶图案下料时的玻璃浆料7a与阳极玻璃基板31a间有第二附着力发生；其中，第一附着力的发生对玻璃浆料7a的单层厚度易造成负面的影响，若因玻璃浆料7a的粘度过高而使第一附着力过大，则网版8a离板时，附着于阳极玻璃基板31a的玻璃浆料7a与乳胶82a的接触面仍具有粘滞关系，离板动作的向上拉升将使阳极玻璃基板31a上玻璃浆料7a的单层厚度变形。
请参考图4所示，以表面厚度计Alfa-step分析，乳胶82a与玻璃浆料7a的接触面因第一附着力而变形拉高，而成不规则的齿状突起71a，若再进行第二层印制，此第二层的玻璃浆料7a还会累积不均匀的齿状突起71a，多次印制将使玻璃浆料7a的预定堆栈厚度无法达到均匀性；为此，避免或减缓齿状突起71a的产生是业界积极寻求的解决对策。目前的解决方法有二：其一，选用适当的玻璃浆料7a，但以目前的技术玻璃浆料7a的粘度要求，于减缓网版8a的附着现象的修正仍然而有限；其二，于网版8a的乳胶82a的表面进行处理，以减小与玻璃浆料7a的附着力发生，其处理做法至少有两种，第一种做法是直接对于乳胶82a的材料选用进行筛选，不过业界仍未产出寿命稳定、可应付目前高粘度的玻璃浆料7a的乳胶82a的材料，第二种做法是于网版8a的乳胶82a表面上再涂覆一种新材料，新材料可减缓与玻璃浆料7a的附着力；然而，这种做法往往使网版8a上的乳胶82a的厚度提高、或网目开口区域减小，相对提高高粘度的玻璃浆料7a的下墨限制，此外，材料往往易使网版8a寿命降低，网版8a的使用成本提高。所以上述解决对策仍无法提供很有效或经济的做法，以解决目前玻璃浆料7a涂覆后所产生的齿状突起71a的问题。
因此，发明人设计了一种网版上乳胶图案布局的方法，可改善玻璃浆料7a印制的单层厚度的均匀性，利用每一层印制单层厚度的均匀控制，以维持多层印制玻璃浆料7a的预定堆栈厚度的均匀性，此外，对于网版8a的乳胶82a及网布83a的材料限制减小，可增加对于网版8a的选择性及降低网版8a的成本。
鉴于上述原因，本发明针对场发射显示器1a的以网印法制作阻隔壁53a的做法中的有关网版8a的乳胶图案配制提供了一种设计方法，该方法可以改善玻璃浆料7a的单层厚度的上表面73a的平整均匀性，进而改善因堆栈而成的阻隔壁53a的厚度均匀性，有利于各单元结构5a的电场(E)一致，进一步有利于场发射显示器1a的整体的发光均匀而满足市场要求。
【发明内容】
本发明的主要目的，是提供一种改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，是利用改善网版的乳胶图案的配置，使玻璃浆料下墨于玻璃基板的玻璃浆料层的厚度均匀化，避免玻璃浆料层与网版的乳胶的接触面因材料的附着力于玻璃浆料层的上表面的相对两端产生不特定的齿状突起。
本发明的另一目的，是提供一种改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，是利用改善网版的乳胶图案的配置，改善玻璃浆料的单层厚度的平整均匀性，进而改善堆栈厚度的平整均匀性，有利于场发射显示器的各单元结构的电场一致，使场发射显示器均匀发光。
本发明的又一目的，是提供一种改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，是利用改善网版的乳胶图案的配置，降低为减少高粘度的玻璃浆料与乳胶的接触面的附着力产生，而需对于网版的乳胶的材料限制，进而简化网版的制作成本。
为了达成上述目的，本发明是提供一种改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，是利用改善网版的乳胶图案的配置；根据玻璃浆料的高粘度的材料特性，对于乳胶图案的开口宽度加以限制，借着玻璃浆料的内聚力大于附着力改善玻璃浆料层的上表面的相对两端的齿状突起为平整状，而乳胶开口宽度限制可依网版的网纱线径、网纱开口比例、网纱厚度、以及与玻璃浆料的粘度间的物理关系，计算得出适当的开口宽度的限制，通过此设计制作网版的乳胶图案的开口配置，可避免玻璃浆料层的上表面因附着力产生的齿状突起，并有效改善场发射显示组件的阻隔壁厚度以网印法制作的均匀性。
请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。
【附图说明】
图1为现有的场发射显示组件结构示意图
图2A为网印下墨机制图标一
图2B为网印下墨机制图标二
图2C为网印下墨机制图标三
图3A为现有的网版的乳胶开口配置图
图3B为现有的网版印制的玻璃浆料层的纵面示意图
图4为现有的网版印制的玻璃浆料层的纵面解析图
图5A为本发明网版的乳胶开口配置图
图5B为本发明网版结构纵剖面图
图6A为本发明网版印制的玻璃浆料层的纵面图标一
图6B为本发明网版印制的玻璃浆料层的纵面图标二
图6C为本发明网版印制的玻璃浆料层的纵面图标三
图7A为现有的技艺网印印制的下班浆料层的厚度分析图
图7B为本发明网印印制的玻璃浆料层的厚度分析图
其中，附图标记说明如下：
现有的场发射显示组件 1a
阳极板 3a
阳极玻璃基板 31a
阳极导电层 32a
荧光粉体层 33a
阴极板 4a
阴极玻璃基板 41a
阴极导电层 42a
电子发射源层 43a
单元结构 5a
阳极 51a
阴极 52a
阻隔壁 53a
真空区 6a
外加电场 E
现有的网印下墨机制
玻璃浆料 7a
玻璃浆料层 70a
齿状突起 71a
网版 8a
乳胶 82a
乳胶开口区域 821a
网布 83a
覆墨刀 9a
刮刀 10a
覆墨刀行进方向 A
刮刀行进方向 B
本发明的网版
玻璃浆料 7
玻璃浆料层 70
齿状突起 71
摊流区 72
上表面 73
网版 8
网丝 81
乳胶 82
乳胶开口区域 821
乳胶封闭区域 822
网布 83
覆墨刀 9
刮刀 10
总宽度 D
开口宽度 d
网布厚度 W
网纱开口率 A’
【具体实施方式】
本发明提供了一种改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，其利用改善网版8的乳胶开口区域821的配置，使场发射显示器的阻隔壁的制程中，玻璃浆料层70的厚度均匀化，避免玻璃浆料层70的上表面73于印制过程中因玻璃浆料7与网版8的乳胶82的接触面产生的附着力而有不规则齿状突起71、以及减少对网版8的乳胶82的材料限制、而且还因为避免了乳胶82与玻璃浆料7的附着现象，可降低网版8的制作成本。
本发明提供了一种改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，是利用改善网版8的乳胶开口区域821的配置；其原理是于下墨过程中，涂覆于玻璃基板的玻璃浆料7与乳胶82间必然产生的附着现象，利用缩短玻璃浆料层70的上表面73的相对两端的齿状突起71的距离，使玻璃浆料7的内聚力大于附着力，使相对两端的齿状突起71结合成一平整面。
如图4所示，玻璃浆料7a与乳胶82a间必然产生的附着现象，若针对玻璃浆料7a与乳胶82a的相对两端的接触面、其相对距离加以限缩，迫使两接触面越来越近，当两接触面邻接至一定距离后，通过两接触面的相同材料的内聚力结合，并且此时的内聚力大于玻璃浆料7a与乳胶82a间的附着力，则齿状突起71a会结合为一平整面，并具有玻璃浆料7a的表面张力特性，使形成圆滑宽的平整面。
请参考图5A所示，为本发明提供网版8的乳胶开口区域821的配置，其包括有复数个栅状分布的两接触面的开口宽度d，其间间隔有乳胶封闭区域822，开口宽度d的设计参酌网版8的网布83的总厚度W，及网纱的开口率A，及玻璃浆料7的粘度值R而决定开口宽度d之间距；其中，网布总厚度W是至少包含网纱83及涂覆乳胶82后的厚度总和，请参阅图5B所示的网版结构纵剖面图示，网版8是为一种高精度、高准确对位的网版，所以业界常用的网版8的张力至少为25N/cm(牛顿/厘米)以上，一般网印后的湿膜厚度通过于1.2×W×A’至0.8×W×A’之间，其大约介于1/2网布总厚度W至1/3网布总厚度W之间，不过仍取决于玻璃浆料7的粘度值R而有所差异，目前使用的高粘度的玻璃浆料7，其粘度范围介于20万至30万c.p.(厘帕)；开口宽度d至少必须小于6×W×A’，但仍需顾虑避免开口区域过小造成的下料不良、或阻塞开口区域的发生，因此，开口宽度d至少仍需大于3×W×A’，因此较佳化的开口宽度d可以下列公式(1)表示；
(1)6×W×A’＞d＞3×W×A’
另外，对于较宽区域的玻璃浆料层70的图案需求，则由复数个开口宽度为d所平行排列构制成总宽度为D的开口区域，相邻的开口宽度d仍以维持介于d至d/2之间隙，平行排列配置为佳，其概念请参阅图标图6A至图6C的图标，是利用其单位长度内的配置关系，参考图6A所示，当单位长度内仅两两相邻的间隙是为了配合下料后的玻璃浆料层70可通过玻璃浆料7的摊流关系(如摊流区72)、或刮刀10下墨的下压力量致使玻璃浆料层70变形而附着连接时，此相邻的开口区域间的封闭区域距离多大于开口宽度d。不过，当单位长度内设置三个开口区时(请参考图6B所示)，可部分改善摊流区72的厚度(厚度提升)，不过仍有部分不平整突起，此相邻的开口区域的封闭区域距离已趋近于开口宽度d，而当单位长度内设置更密集的四个开口区时，则可形成一平整的上表面73(请参考图6C所示)，印制后的玻璃浆料层70，其外观仍可维持厚度均匀的分布，此相邻的开口区域的封闭区域距离多介于开口宽度d至d/2之间。
依开口宽度d的配置制作的网版8，对于场发射显示组件的阻隔壁制作，其厚度均匀性得以控制，避免玻璃浆料层70的上表面73因附着力产生齿状突起71发生。
为阐述本发明改善阻隔壁的厚度均匀性的方法，本发明以下面的应用来表述具体实施例：
现有技术采用一种Noritake公司的商用玻璃胶，其粘度为274000c.p.(厘帕)，采用的网版8a的网布张力为26N/cm，含图案的总网布厚为60μm，乳胶图案的配置中，阻隔壁53a的区域是由垂直于刮刀10a的行进方向B宽度为800μm、及平行于刮刀10a的行进方向B宽度为10.25cm所构成，据此实施重复堆栈印制后，进行Alfa-Step厚度分析，如图7A所示，中央区域的平均厚度约22μm，两侧含齿状突起71的最高点达26μm。
相对地，本发明所设计的网版8，还采用Noritake公司的商用玻璃胶，其粘度为274000c.p.，采用的网版8的网布张力为26N/cm，含图案的总网布厚度W还为60μm，然而本发明的乳胶图案的配置是将垂直于刮刀的行进方向B宽度由800μm改为d＝80μm，并且间隔80μm的平行行进方向B配置，如此重复三次堆栈印制的玻璃浆料层70，再以厚度分析，如图7B所示，可发现齿状突起71已不存在，平均厚度约22μm，因此，本发明的栅状排列的乳胶开口d，于印制后的玻璃浆料层70仍可维持其平整特性。
通过以上的详细揭示验证，本发明的优点如下：
一、网版8的乳胶图案的配置设计方法，使得印制玻璃浆料层70时，可以避免玻璃浆料层70的上表面73于印制过程中，因玻璃浆料7与乳胶82间的附着力，而产生不规则的齿状突起71，从而便玻璃浆料层70平坦，而有助于复数次玻璃浆料层70的堆栈，进而提高所制作阻隔壁53的厚度均匀性。
二、可简化对乳胶82的材料限制、及乳胶82为避免与玻璃浆料7的附着现象，而使网版8的制作复杂度增加，进而降低网版8的制作成本。
上述实施方式仅为阐明本发明之用，并非用来限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效结构变化，均包含于本发明的范围内。