[发明专利]场发射显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种场发射显示装置及该场发射显示装置的制造方法。

背景技术

当前世界上使用较广泛的传统显示装置是阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示装置，然而随着对显示装置体积、尺寸及耗电量的要求越来越高，阴极射线管显示装置已越来越无法满足人们的需求。近年来，平板显示装置发展迅速，并广泛应用在手机、个人数字助理、笔记本电脑、个人电脑及电视等领域。目前应用最为普遍的平板显示装置是液晶显示装置，其具有低辐射性、体积轻薄短小及耗电低等特点，然而液晶显示装置在制造方面存在诸多不足，例如，在玻璃面板上沉积无定型硅的速度较慢、良率较低。另外，液晶显示装置需要较高能量的背光源，然而背光源产生的大部分能量都不能被利用而造成浪费。再者，液晶显示装置的显示图像受环境及视角的限制，且其响应时间取决于液晶材料对所加电场的响应时间，因此，液晶显示装置的响应速度较慢，一般介于5ms至75ms之间。上述不足限制液晶显示装置在如高清晰度电视，大尺寸平板显示装置等许多方面的应用。

近年来除液晶显示装置之外其它平板显示装置也得到了很好的发展，场发射显示装置即是该平板显示装置的一种。场发射显示装置通过对阴极上的尖端施加电压导致电子从尖端发出，然后撞击沉积在阳极板上的荧光层而发光以显示图像。场发射显示装置与液晶显示装置相比，其具有更高的对比度、更广的视角，更高的亮度，更短的响应时间以及更宽的工作温度范围，且场发射显示装置利用彩色荧光粉发光，不需要采用复杂而耗电的背光源及彩色滤光片，也不需要薄膜晶体管数组，解决了液晶显示装置昂贵的背光源及低良率的问题。

请参考图1，其是一种场发射显示装置一子像素单元的结构示意图。该场发射显示装置10包括一第一基板11、一第二基板12、一金属层110、一绝缘层112、一栅极114、一尖端116、一透明电极121及一荧光粉层123。

该第一基板11与该第二基板12相对设置，该金属层110设置在该第一基板11的内表面。该绝缘层112设置在该金属层110上，该栅极114设置在该绝缘层112上，该绝缘层112将该栅极114与该金属层110隔开，且该绝缘层112与该栅极114一起形成多个开口118。多个尖端116垂直设置在该开口118内的金属层110表面。该透明电极121设置在该第二基板12的内表面，该荧光粉层123涂布在该透明电极121上。其中，该金属层110作为阴极使用，该透明电极121作为阳极使用，该尖端116作为电子发射源使用。

然而，上述场发射显示装置10在制程上具有一定缺陷，尤其是尖端116的制作复杂。请参考图2至图7，其是该场发射液晶显示装置10的制程剖面结构示意图。该场发射液晶显示装置10的制造方法包括以下步骤：

步骤一：请参考图2，提供一第一基板11，并在该第一基板11上形成一金属层110；该第一基板11是绝缘材料。

步骤二：请参考图3，形成绝缘层112；在该金属层110上形成一绝缘层112，该绝缘层112是氧化硅。

步骤三：请参考图4，形成栅极114及开口118；在该绝缘层112上形成一栅极114，作为栅极导线之用，该栅极114是一铌层。并蚀刻该绝缘层112及该栅极114，以在该金属层110上形成开口118。

步骤四：请参考图5，形成一铝层113；在该栅极114上利用侧向沈积形成一铝层113，且该铝层113只沉积在该栅极114上，并不填入该开口118内。形成该铝层113的目的是当作牺牲层，在后续制程的剥除步骤时使用。

步骤五：请参考图6，形成尖端116；在该铝层113及开口118处的金属层110上依序沉积一铬层115、一铌层117及一钼层119，如此在该开口118内形成一圆锥状尖端116。

步骤六：请参考图7，剥除铝层113，以及在该铝层113上的铬层115、铌层117及钼层119。

上述步骤即完成阴极板的制作，再加上第二基板12上透明电极121及荧光粉层123的制作，最后对该第一、第二基板11、12进行配合组装，即可完成整个场发射显示装置10的制作。

由上述制造方法可知，金属层的使用非常频繁，比如铌层就使用了两次，且在制造过程中，需使用5-6道光罩制程，制程多且非常复杂。另外，在制作尖端116时，仅有少部分金属被使用，而大部分在尖端116形成后去除，容易造成浪费。由于这些金属材料的成本昂贵，也造成该场发射显示装置10的成本过高。

发明内容