專(zhuān)利名稱(chēng)：場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作方法及電化學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種場(chǎng)發(fā)射顯示元件，且尤其涉及一種以電化學(xué)工藝移除部份金屬層的場(chǎng)發(fā)射顯示元件的方法。
背景技術(shù)：
場(chǎng)發(fā)射顯示器是利用許多微尖端結(jié)構(gòu)在柵極的電場(chǎng)誘導(dǎo)下發(fā)射出電子，經(jīng)陽(yáng)極導(dǎo)電層的吸引與加速，撞擊陽(yáng)極導(dǎo)電層表面的熒光粉而發(fā)出熒光。所產(chǎn)生的光線(xiàn)可穿透過(guò)陽(yáng)極導(dǎo)電層，并從陽(yáng)極導(dǎo)電層的背面射出，并于陽(yáng)極導(dǎo)電層背面(顯示器面板正面)顯示出影像。這種顯示器的發(fā)光原理和陰極射線(xiàn)管(CathodeRay Tube，簡(jiǎn)稱(chēng)CRT)相同，由于場(chǎng)發(fā)射顯示器是利用多個(gè)并排的電場(chǎng)放射電子源(Field Emitter)組成面狀的電子發(fā)射源，因此， 場(chǎng)發(fā)射顯示器可制成扁薄的平面顯示器。換言之，場(chǎng)發(fā)射顯示器具有陰極射線(xiàn)管在畫(huà)質(zhì)上的優(yōu)點(diǎn)，但卻沒(méi)有體積龐大與重量龐大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作方法。通過(guò)包含二醇類(lèi)溶劑作為電解液，當(dāng)二醇類(lèi)溶劑與場(chǎng)發(fā)射顯示元件的金屬層接觸時(shí)，不會(huì)破壞所接觸的金屬層。再者，電解析出的金屬離子可溶解于電解液中，不會(huì)與電解液反應(yīng)而產(chǎn)生金屬沉淀物。本發(fā)明的另一目的在于提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示元件的電化學(xué)系統(tǒng)，其可應(yīng)用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件，優(yōu)點(diǎn)在于，可以通過(guò)操作電壓的控制將要移除的金屬層完全移除而不會(huì)移除到要保留的金屬層。本發(fā)明的一較佳實(shí)施例提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作方法，包含提供基板； 于基板之上形成絕緣層；于絕緣層上形成第一金屬層；圖案化第一金屬層及絕緣層以在第一金屬層及絕緣層內(nèi)形成至少一開(kāi)口 ；于第一金屬層上及開(kāi)口內(nèi)形成第二金屬層，其中第二金屬層包括位于開(kāi)口的第一部份以及位于第一金屬層上的第二部份，且第一部份與第二部份彼此電性分離；以及利用包含二醇類(lèi)溶劑的電解液以電化學(xué)工藝移除在第一金屬層上的第二金屬層的第二部份，而保留在開(kāi)口內(nèi)的第二金屬層的第一部份。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一金屬層的材料包含鉻，而第二金屬層的材料包含鉬。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一金屬層的材料包含鋁，第二金屬層的材料包含銀。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述以電化學(xué)工藝移除在第一金屬層上的第二金屬層的第二部份的步驟包含施加一操作電壓于第一金屬層上，且以一陽(yáng)極氧化移除在第一金屬層上的第二金屬層的第二部份。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的經(jīng)陽(yáng)極氧化的第二金屬層的第二部份是以金屬離子形式溶解于電解液中。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的施加于第一金屬層上的操作電壓小于移除第一金屬層的臨界電壓。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述以電化學(xué)工藝移除在第一金屬層上的第二金屬層的第二部份的操作電壓小于移除第一金屬層的臨界電壓。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的二醇類(lèi)溶劑包含1，2_丙二醇(1， 2—propanediol)、1，3_ 丙三酉享(1, 3-Propanediol)或乙三酉享(ethylene glycol)。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電解液包含有機(jī)酸電解質(zhì)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的有機(jī)酸電解質(zhì)包含對(duì)-甲基苯磺酸 (p-Toluenesulfonic acid，簡(jiǎn)禾爾為 p-TSA)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電解液包含鹽類(lèi)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的鹽類(lèi)包含四乙基銨對(duì)甲苯磺酸酯 (Tetraethylammonium p-Toluenesulfonate，簡(jiǎn)禾爾為 TEA-pTS)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的在基板上更包含形成一下層金屬層，而絕緣層形成于下層金屬層上，且位于開(kāi)口內(nèi)的第二金屬層的第一部份電性連接至下層金屬層。本發(fā)明另提供一種電化學(xué)系統(tǒng)，適于應(yīng)用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件。電化學(xué)系統(tǒng)包含電解槽，用以容置含有二醇類(lèi)溶劑的一電解液；陽(yáng)極電極，浸置于含有電解液的電解槽內(nèi)，其中陽(yáng)極電極包含基板；絕緣層設(shè)置在基板上；第一金屬層，設(shè)置在絕緣層上；至少一開(kāi)口，設(shè)置于第一金屬層及絕緣層內(nèi)；以及第二金屬層，包含設(shè)置在開(kāi)口內(nèi)的第一部份及設(shè)置在第一金屬層上的第二部份，第一部份與第二部份電性分離；陰極電極，浸置于含有電解液的電解槽內(nèi)；以及電源供應(yīng)裝置，具有一正極及負(fù)極，正極與陽(yáng)極電極的第一金屬層電性連接，而負(fù)極與陰極電極電性連接。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的二醇類(lèi)溶劑包含1，2_丙二醇、1，3_丙二醇或乙二在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電解液包含有機(jī)酸電解質(zhì)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電解液更包含有機(jī)鹽類(lèi)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的當(dāng)?shù)谝唤饘賹拥牟牧习t或鋁，而第二金屬層的材料包含鉬或鎳。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的陰極電極的材料包含白金或白金鈦合金。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電化學(xué)系統(tǒng)更包含一恒溫控制裝置，用以容置電解槽且控制該電解槽內(nèi)的電解液的溫度。本發(fā)明通過(guò)包含二醇類(lèi)溶劑作為電解液，當(dāng)二醇類(lèi)溶劑與場(chǎng)發(fā)射顯示元件的金屬層接觸時(shí)，不會(huì)破壞所接觸的金屬層。而且，電解析出的金屬離子可溶解于電解液中，不會(huì)與電解液反應(yīng)而產(chǎn)生金屬沉淀物。


圖1 圖4是根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術(shù)，表示場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作流程示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術(shù)，表示應(yīng)用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件的電化學(xué)系統(tǒng)的示意圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術(shù)，表示在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，第一金屬層及第二金屬層的操作電壓及電流的關(guān)系圖。
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其中，附圖標(biāo)記10 基板12 下層金屬層14:絕緣層16 第一金屬層160:開(kāi)口18 第二金屬層181 第二金屬層的第一部份183 第二金屬層的第二部份40 電化學(xué)系統(tǒng)410:電解槽412:電解液420:陽(yáng)極電極430:陰極電極440 電源供應(yīng)裝置450 恒溫控制裝置452 恒溫槽454 恒溫控制器
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖1至圖4表示場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作流程示意圖；圖5表示用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件的電化學(xué)系統(tǒng)的示意圖；以及圖6表示在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，第一金屬層及第二金屬層的操作電壓及電流的關(guān)系圖。請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作方法是先提供一基板10，基板10 的材料為陶瓷基板、玻璃基板或塑料等硬質(zhì)或軟質(zhì)材料。接著，在基板10上方形成絕緣層14，此絕緣層14的材料為例如是二氧化硅、氮氧化硅(siliconoxynitride)或氮化硅 (silicon nitride)等介電材料。之后，在絕緣層14上形成第一金屬層16，在此實(shí)施例中， 第一金屬層16作為柵極層(gate layer)，其材料為鉻(chromium)或鋁(Al)。此外，在一實(shí)施例中，可在基板10上先形成下金屬層12，接著再將絕緣層14形成于下金屬層12上。接著請(qǐng)參考圖2，于第一金屬層16與絕緣層14內(nèi)形成至少一開(kāi)口 160。在第一金屬層16與絕緣層14內(nèi)形成開(kāi)口 160的方法例如是將具有開(kāi)口圖案的光刻膠層(未繪示) 形成在第一金屬層16上方以作為掩膜，再利用蝕刻工藝移除部份的第一金屬層16以及部份的絕緣層14，進(jìn)而在第一金屬層16與絕緣層14內(nèi)形成開(kāi)口 160，并曝露出下層金屬層12 的部份表面。接著請(qǐng)參考圖3，于第一金屬層16上與開(kāi)口 160內(nèi)形成第二金屬層18。第二金屬層18的形成方式例如是通過(guò)蒸鍍(evaporation)或其它合適的薄膜沈積技術(shù)，將第二金屬層18的第一部份181形成在開(kāi)口 160內(nèi)，第二金屬層18的第二部份183形成在第一金屬層16上，且第二金屬層18的第一部份181與第二金屬層18的第二部份183彼此電性分離。另外，第二金屬層18的材料為鉬或鎳。在本實(shí)施例中，形成在開(kāi)口 160內(nèi)的第二金屬層18的第一部份181為一微尖端結(jié)構(gòu)。接著請(qǐng)參考圖4，將在第一金屬層16上的第二金屬層18的第二部份183移除，而保留在開(kāi)口 160內(nèi)的第二金屬層18的第一部份181(微尖端結(jié)構(gòu))。在本實(shí)施例中，利用電化學(xué)工藝移除在第一金屬層16上的第二金屬層18的第二部份183。在本實(shí)施例中，第二金屬層18的第一部份181 (微尖端結(jié)構(gòu))與下層金屬層12構(gòu)成場(chǎng)發(fā)射顯示元件的陰極電極板。此陰極電極板與第一金屬層16實(shí)質(zhì)上是以交錯(cuò)的方式設(shè)置。因此，當(dāng)有外加電場(chǎng)施加于陰極電極板時(shí)，在陰極電極板以及對(duì)向的陽(yáng)極電極板(未繪示)之間會(huì)產(chǎn)生一電場(chǎng)，由于微尖端結(jié)構(gòu)的尖端表面會(huì)聚集較多的電子，電子會(huì)由微尖端結(jié)構(gòu)的尖端發(fā)射出去，當(dāng)電子打到在陽(yáng)極電極板上的熒光粉時(shí)則會(huì)發(fā)光。圖5表示適于應(yīng)用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件的電化學(xué)系統(tǒng)的示意圖。在圖5中，電化學(xué)系統(tǒng)40包含電解槽410、陽(yáng)極電極420、陰極電極430以及電源供應(yīng)裝置440。電解槽 410用以容置電解液412，電源供應(yīng)裝置440的正極與負(fù)極分別與陽(yáng)極電極420及陰極電極 430電性連接，以進(jìn)行電解作用。在本發(fā)明中，在電解槽410內(nèi)的電解液412包含醇類(lèi)溶劑以及電解質(zhì)，其中醇類(lèi)溶劑特別是指二醇類(lèi)溶劑其特性包括介電常數(shù)大于30(在溫度為20°C )、液體黏度 (viscosity)小于60毫泊(m Pa-s)以及沸點(diǎn)溫度大于150°C。因此，根據(jù)上述溶劑的特性，在本發(fā)明中所使用的二醇類(lèi)溶劑包含乙二醇(EG, ethylglyCol)、l，2-丙二醇(1， 2-propanediol)或是1，3_丙二醇(1，3-Propanediol)，另外，二醇類(lèi)溶劑的特性列于表表一
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，包含提供一基板；形成一絕緣層于該基板之上； 形成一第一金屬層在該絕緣層上；圖案化該第一金屬層及該絕緣層，以在該第一金屬層及該絕緣層內(nèi)形成至少一開(kāi)口 ； 形成一第二金屬層于該第一金屬層上與該開(kāi)口內(nèi)，其中該第二金屬層包括位于該開(kāi)口的一第一部份以及位于該第一金屬層上的一第二部份，且該第一部份與該第二部份彼此電性分離；以及利用包含二醇類(lèi)溶劑的一電解液以一電化學(xué)工藝移除在該第一金屬層上的該第二金屬層的該第二部份，而保留在該開(kāi)口內(nèi)的該第二金屬層的該第一部份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該第一金屬層的材料包含鉻，該第二金屬層的材料包含鉬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該第一金屬層的材料包含鋁，該第二金屬層的材料包含鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，以該電化學(xué)工藝移除在第一金屬層上的該第二金屬層的該第二部份的步驟包含施加一操作電壓于該第一金屬層上，且以一陽(yáng)極氧化移除在該第一金屬層上的該第二金屬層的該第二部份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，經(jīng)該陽(yáng)極氧化移除的該第二金屬層的第二部份以金屬離子形式溶解于該電解液中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，施加于該第一金屬層上的該操作電壓小于移除該第一金屬層的一臨界電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，以該電化學(xué)工藝移除在該第一金屬層上的該第二金屬層的該第二部份的一操作電壓小于移除該第一金屬層的一臨界電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該二醇類(lèi)溶劑包含 1，2_丙二醇、1，3-丙二醇或乙二醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該電解液包含一有機(jī)酸電解質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該有機(jī)酸電解質(zhì)包含對(duì)-甲基苯磺酸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該電解液包含一鹽類(lèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，該鹽類(lèi)包含四乙基銨對(duì)甲苯磺酸酯。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示元件制作方法，其特征在于，更包含形成一下層金屬層于該基板上，該絕緣層形成于該下層金屬層上，且位于該開(kāi)口內(nèi)的該第二金屬層的該第一部份電性連接至該下層金屬層。
14.一種電化學(xué)系統(tǒng)，適于應(yīng)用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件，其特征在于，包含一電解槽，用以容置含有二醇類(lèi)溶劑的一電解液；一陽(yáng)極電極，浸置于含有該電解液的該電解槽內(nèi)，該陽(yáng)極電極包含一基板；一絕緣層，設(shè)置在該基板上；一第一金屬層，設(shè)置在該絕緣層上；至少一開(kāi)口，設(shè)置于該第一金屬層及該絕緣層內(nèi)；以及一第二金屬層，包含設(shè)置在該開(kāi)口內(nèi)的一第一部份以及設(shè)置在該第一金屬層上的一第二部份，該第一部份與該第二部份電性分離；一陰極電極，浸置于含有該電解液的該電解槽內(nèi)；以及一電源供應(yīng)裝置，具有一正極及一負(fù)極，該正極與該陽(yáng)極電極的該第一金屬層電性連接，該負(fù)極與該陰極電極電性連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，該二醇類(lèi)溶劑包含1，2_丙二醇、 1，3-丙二醇或乙二醇。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，該電解液包括含一有機(jī)酸電解質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，該電解液更包含一有機(jī)鹽類(lèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該第一金屬層的材料包含鉻或鋁，該第二金屬層的材料包含鉬或鎳。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，該陰極電極的材料包含白金或白金鈦合金。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，更包括一恒溫控制裝置，用以容置該電解槽且控制該電解槽內(nèi)的該電解液的溫度。
全文摘要
一種場(chǎng)發(fā)射顯示元件的制作方法，包含提供基板；于基板之上形成絕緣層；絕緣層上形成第一金屬層；圖案化第一金屬層及絕緣層以形成一開(kāi)口；第一金屬層上及開(kāi)口內(nèi)形成第二金屬層，第一金屬層上的第二金屬層與在開(kāi)口內(nèi)的第二金屬層彼此電性分離；及利用包含二醇類(lèi)溶劑的電解液以電化學(xué)工藝移除在第一金屬層上的第二金屬層。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于制作場(chǎng)發(fā)射顯示元件的電化學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)包含二醇類(lèi)溶劑作為電解液，當(dāng)二醇類(lèi)溶劑與場(chǎng)發(fā)射顯示元件的金屬層接觸時(shí)，不會(huì)破壞所接觸的金屬層。而且，電解析出的金屬離子可溶解于電解液中，不會(huì)與電解液反應(yīng)而產(chǎn)生金屬沉淀物。
文檔編號(hào)H01J9/02GK102290307SQ20111021231
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者余書(shū)僑, 林原田, 王榆智, 謝昊倫, 郭佳煌, 陳信宏 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司