TWI497561B

TWI497561B - 提高顯示面板真空度裝置及方法

Info

Publication number: TWI497561B
Application number: TW100121029A
Authority: TW
Inventors: Wei Chi Wang; Tsan Hsu Chiu; Jen Kuei Lu
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2015-08-21
Also published as: CN102315061A; CN102315061B; TW201301339A

Description

提高顯示面板真空度裝置及方法

本發明係有關於一種顯示面板製造方法，特別是有關於一種提高顯示面板真空度的裝置及方法。

第1圖為一習知場發射顯示面板100之示意圖，場發射顯示面板100包括第一基板110，一般由銦錫氧化物(ITO)透明導電薄膜製成，作為場發射顯示面板100的陽極，用以吸引電子，於第一基板110上為一第一絕緣層112，通常為玻璃等絕緣材料製成，第一基板110下方具有畫素結構，一個畫素結構內通常設有螢光粉條組114，包括紅(R)、綠(G)、藍(B)三色螢光粉條1141、1142、1143；以及各色組螢光粉條1141、1142、1143之間之間隔116，而間隔16通常以印製方法印製於第一基板110上。

場發射顯示面板100另具有第二基板120，作為場發射顯示面板100之陰極，設置於第二基板120下之第二電絕緣層122，以及設置於第二基板120之上的第三電絕緣層124，且於第二基板120上設置有複數個電子發射源140，其中，每一電子發射源140包括設置於第二基板120上之射極電極142以及設置於第三電絕緣層124上之閘極電極144，電子發射源140係用於發射電子，所發射電子係用以撞擊紅(R)、綠(G)、藍(B)三色組螢光粉條。第一基板110與第二基板120間，另設置有檔牆150，檔牆150與第一基板110、第二基板120形成一腔室160。

在場發射顯示面板100中，腔室160必須維持真空狀態，以使電子發射時不會損失能量，因此，場發射顯示面板100具有吸氣劑容置空間170，用以容置吸氣劑171，常見蒸散型吸氣劑為鋇、鋁及鎳之混合物，例如BaAl₄ ，吸氣劑171在活化後，可用於吸收腔室160內之氣體及污染物。除此之外，提高腔室160真空度的方法可使用抽氣泵浦抽出腔室160內之氣體，但由於氣體分子或污染物可能附著於腔室160之表面，其需要較高的抽氣力才得以清除，因此，單純使用抽氣泵浦及吸氣劑171並無法有效清除附著於腔室160之表面的氣體分子或污染物。

依照本發明的實施例，揭露一種提高顯示面板真空度方法，可以用於提高真空顯示面板的真空度，其中，該顯示面板具有第一基板，第二基板，以及夾於所述第一基板與所述第二基板間的擋牆，該第一基板、第二基板以及該檔牆形成腔室，且該第二基板上具有至少一電子發射源用以發射電子。此提高顯示面板真空度方法包括加熱該顯示面板，藉此氣化該腔室中之污染物；使用抽氣裝置，以抽出該腔室內之氣體及/或污染物；以及致能該至少一電子發射源，藉以射出電子。

依照本發明提供的另一實施例，揭露一種適用於提高顯示面板真空度方法的裝置，該提高顯示面板真空度裝置包括加熱爐，具有加熱空間以容置該顯示面板；抽氣裝置，透過抽氣管徑與該顯示面板連接；顯示面板驅動模組，電連接於該顯示面板，用以驅動該顯示面板；氣壓計，用以偵測該腔室之氣壓；溫度計，用以偵測該加熱空間之溫度；抽氣控制單元，電接於該抽氣裝置及該氣壓計，用以控制該抽氣裝置之抽氣力；溫度控制單元，電接於該溫度計及該加熱爐，用以控制該加熱空間之溫度；以及驅動控制單元，用以控制該顯示面板驅動模組。

下文依本發明提高顯示面板真空度方法特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。

如第1圖所示，場發射顯示面板100中，每一像素結構包括數百至數千個尖狀電子發射源140，而藉由電子發射源140發射電子以撞擊螢光粉條組114產生發光效果。第一基板110與第二基板120間之腔室160的間隙通常為200微米至數毫米，並且場發射顯示面板100必須維持在高度真空狀態，以使電子發射時不會損失能量，本說明書所述之真空，並非指大氣壓力為零，真空度是以絕對壓力表示大氣壓力以下的壓力。

請參考第2圖及第3圖，第2圖為本發明提高顯示面板真空度方法之第一實施例流程圖，第3圖為本發明抽氣裝置310連接場發射顯示面板100之示意圖。

第2圖為本發明提高顯示面板真空度方法S200之第一實施例，包括以下步驟：S210：加熱；S220：抽氣；S230：冷卻；S240：活化吸氣劑S250：致能電子發射源。

提高顯示面板真空度方法S200中步驟S210為加熱所欲提高真空度的場發射顯示面板100，其加熱過程係以約每秒攝氏5度到10度的速率升溫，直至場發射顯示面板100達攝氏300度到320度之間；步驟S220為在加熱過程中，使用抽氣裝置310，透過抽氣管徑320對於場發射顯示面板100持續抽氣，其中，抽氣裝置310可以例如是抽氣泵浦，抽氣裝置310係透過抽氣管徑320及場發射顯示面板100所具有的抽氣孔330抽出場發射顯示面板100內部的氣體及/或污染物，其抽氣目標為使場發射顯示面板100之腔室160內之氣壓力達到約10^-6 托爾(torr)，待腔室160內壓力達到要求之標準後，始封閉抽氣孔330，使場發射顯示面板100內形成實質封閉之空間，綜合以上加熱S210及抽氣S220過程其耗時約4到6小時。

接著，步驟S230為以鼓風冷卻，且每分鐘下降攝氏2度冷卻方式，冷卻場發射顯示面板100，待場發射顯示面板100溫度降至預定的較低溫度，例如攝氏60度後，可執行活化吸氣劑S240之步驟，吸氣劑171設置於吸氣劑容置空間170中，常見蒸散型吸氣劑為鋇、鋁及/或鎳之混合物，例如可以為BaAl₄ ，活化吸氣劑之步驟S240為利用高週波加熱吸氣劑，其活化過程約耗時1小時。

待活化吸氣劑S240，使吸氣劑171具有吸收場發射顯示面板100內部氣體及/或污染物之效果後，致能電子發射源S250，使其發射出電子，藉由大量電子的轟擊，擊落場發射顯示面板100內的汙染物，並且游離化殘存於面板100內部的氣體，待場發射顯示面板100內部的汙染物被擊落後，透過擴散方式，場發射顯示面板100內部之污染物及游離後氣體會由濃度較高位置擴散至因吸氣劑吸收污染物及/或氣體而造成污染物及/或氣體濃度較低的位置，進而再次被吸氣劑給吸收，因此其吸氣劑171雖僅設置於一側之容置空間170內，仍能吸收腔室160內之污染物及/或氣體。其中，致能至少一電子發射源140以轟擊場發射顯示面板100內部污染物之過程約耗時4到6小時。

以下說明致能至少一電子發射源S250，使其發射出電子。請參照第4圖，第4圖為致能電子發射源示意圖，首先，於第一基板110，亦即陽極基板施加預設之陽極第一電位(V_C )，此陽極第一電位係用以吸引與控制來自電子發射源140所發射的電子，使電子向螢光粉條組114撞擊，隨後於射極電極142施加射極第二電位(V_E )，以及於閘極電極144施加閘極第三電位(V_G )，其中，閘極第三電位大於射極第二電位，且陽極第一電位大於閘極第三電位，由於電場形成，於射極電極142上之電子遂因閘極第三電位與射極第二電位形成之閘極射極電位差(V_GE )而被導引出，並且隨著極射極電位之增減而成正相關，再透過陽極第一電位與閘極第三電位形成之電場(V_CG )被導引而向第一基板110，進而形成由第一基板110到第二基板120的發射電流(I_C )，因此，閘極射極電位差可決定發射電流強度，值得一提的是，為避免瞬間發射電流劇烈變化造成場發射顯示面板的損壞，在使用發射電流轟擊場發射顯示面板100中氣體及/或污染物時，可控制該發射電流使該發射電流於第一時段漸進增加；該第一時段後之第二時段維持一定值以持續有效轟擊氣體及/或污染物；及於該第二時段後之第三時段漸進減少，如第6圖所示。此外，發射電流可設定於0.1毫安培到4毫安培之間，閘極射極電位差(V_GE )可設定於27伏特到35伏特之間，陽極第一電位與閘極第三電位形成之電場(V_CG )可設定於800伏特到1000伏特之間，但不限定於以上數值。

上述提高顯示面板真空度方法之第一實施例S200，步驟活化吸氣劑S240，並且致能電子發射源S250後，能有效利用電子發射源所發射之電子轟擊場發射顯示面板100中氣體及/或污染物，場發射顯示面板100內部之污染物及游離後氣體會由濃度較高位置擴散致因吸氣劑吸收污染物及/或氣體而造成污染物及/或氣體濃度較低的位置，進而再次被吸氣劑給吸收，唯其污染物吸收為透過擴散作用被再吸收，需要較多時間使吸氣劑能有效吸收腔室160內之氣體及/或污染物，方可達成所期望之真空度，換言之，此實施例方法吸收效率有限，恐造成污染物再次附著於場發射顯示面板100內部，此外，在抽氣過程S220中，場發射顯示面板100中氣體及/或污染物可能因附著於內部結構之表面，而不易被抽氣設備所產生之氣壓差所吸出，因此，利用抽氣設備抽氣以使場發射顯示面板內部達到所要求之真空程度需要較長之抽氣時間。

本發明揭露另一提高顯示面板真空度方法S500，請參考第5圖，第5圖為提高顯示面板真空度方法之第二實施例示意圖，第5圖為本發明提高顯示面板真空度方法S500之第二實施例包括以下步驟：S510：加熱；S520：抽氣；S530：冷卻；S540：致能電子發射源；S550：在該至少一電子發射源為致能狀態下，同時對該顯示面板抽氣，以抽出該腔室內之氣體及/或污染物；S560：活化吸氣劑。

首先，步驟S510為加熱所欲提高真空度的場發射顯示面板100，其加熱過程係以約每秒攝氏5度到10度的速率升溫，直至場發射顯示面板100達攝氏300度到320度之間；步驟S520為在加熱過程中，使用抽氣裝置310，透過抽氣管徑320對於真空顯示面板持續抽氣S520，其中，抽氣裝置310可以例如是抽氣泵浦，其裝置示意圖如上述第3圖所示。在第5圖所述之提高場發射顯示面板真空度方法S500中，其抽氣目的為使場發射顯示面板腔室內之大氣壓力達到10^-5 托爾(torr)與10^-6 托爾(torr)之間。

接著，步驟S530為以鼓風冷卻，且每分鐘下降攝氏2度方式，冷卻場發射顯示面板100，待場發射顯示面板100溫度降至一預定的較低溫度，例如攝氏60度後，致能電子發射源S540，使其發射出電子，藉由大量電子的轟擊，擊落場發射顯示面板100內部的汙染物，並且游離化殘存於面板內部的氣體，而與本發明所揭露第一實施例S200不同的是步驟S550，待致能至少一電子發射源140後，在至少一電子發射源140為致能狀況下，使用抽氣裝置310產生氣壓差，抽出腔室160內之氣體及/或污染物S550；或在步驟S520抽氣後，在持續的狀態下，致能電子發射源，以達到電子發射源為致能狀況下，利用氣壓差抽出腔室內之氣體及/或污染物。

相較於本發明所揭露第一實施例S200中，場發射顯示面板100內部受到電子轟擊之污染物及游離後氣體會由濃度較高位置擴散致因吸氣劑吸收污染物及/或氣體而造成污染物及/或氣體濃度較低的位置，進而再次被吸氣劑給吸收，本第二實施例S500係利用抽氣裝置310所產生之氣壓差，配合電子轟擊，將附著顯示面板內之氣體及/或污染物有效擊落，並且迅速抽離，因此，其去除氣體及/或污染物之效率優於單純使用吸氣劑並配合擴散之方法，且本第二實施例S500在抽氣時輔以電子轟擊，能夠有效擊落附著於顯示面板內部氣體及/或污染物，相較於單純之抽氣製程，其排除氣體及/或污染物更高，並且本第二實施例S500在抽氣同時輔以電子轟擊，有效整合製程，因此能夠有效減少提高場發射顯示面板真空度所需之時間。其中，致能至少一電子發射源S540使其發射出電子，其詳細實施方式請參照前述第4圖所述內容，於此不再贅述。

除此之外，為有效在電子轟擊期間，利用抽氣裝置310產生的氣壓差，抽出場發射顯示面板100內的氣體及/或污染物S550之實施方式，請參考第6圖，第6圖為發射電流、抽氣力與腔室氣壓力示意圖，第6圖中顯示面板發射電流610如上述於第一時段漸進增加；該第一時段後之第二時段維持一定值以持續有效轟擊氣體及/或污染物；及於該第二時段後之第三時段漸進減少，並且第二時段之電流值可以例如為0.1毫安培到4毫安培之間，所述第一時段、第二時段與第三時段之先後，僅代表三時段發生之先受順序，並不限定該三個時段必須接續發生。

此外，第6圖中抽氣裝置310抽氣力620之大小隨發射電流610控制，而成一正相關之關係，其目的為當發射電流610越大，遭發射電流610所轟擊之氣體及/或污染物可能越多，因此調整抽氣裝置310之抽氣力，使被擊落之氣體及/或污染物能夠更迅速被排除，避免再次附著於場發射顯示面板100內部表面，在本實施例中，其正相關係指當發射電流610越大，其所對應之抽氣力620越大，而此抽氣力620在步驟S550開始時，並不限定為零，抽氣裝置310可於步驟S520開始即為持續致能狀態，而於步驟S550後，另依據發射電流610加以調整。

本第二實施例S500另包括S560活化吸氣劑，其活化方法與第一實施例S200活化方法相同，但由於本第二實施例S500其轟擊產生之氣體及/或污染物已經由抽氣裝置310抽離，因此吸氣劑171之活化可於場發射顯示面板100電子發射源140再次致能前活化即可。

本發明亦揭露一種提高顯示面板真空度裝置，適用於實施上述提高顯示面板真空度方法之第一實施例S200與第二實施例S500，請參考第7圖，第7圖為提高顯示面板真空度裝置700實施例示意圖，裝置700包括加熱爐710、抽氣裝置310、顯示面板驅動模組720、氣壓計730、溫度計740、抽氣控制單元750、溫度控制單元760、驅動控制單元770、電流計780、中央控制單元790及吸氣劑活化單元791。

其中加熱爐710包括加熱空間711以容置欲提高真空度之場發射顯示面板100，加熱爐710係可用於執行S210與S510加熱場發射顯示面板100，其加熱方式可例如使用紅外線陶瓷加熱板712加熱；抽氣裝置310，可例如是抽氣泵浦可用以抽出顯示面板100內之氣體及/或污染物；顯示面板驅動模組720用以驅動場發射顯示面板100，提供驅動場發射顯示面板100所須之陽極第一電位(V_C )、射極第二電位(V_E )、閘極第三電位(V_G )；氣壓計730用以量測場發射顯示面板100內部之氣壓，氣壓計730可以例如是黏性真空計；溫度計740用以量測加熱空間711之溫度，溫度計740可以例如是電子式溫度計；抽氣控制單元750，電連接於抽氣裝置310及氣壓計730，用以控制抽氣裝置310之抽氣力；溫度控制單元760，電連接於溫度計740及加熱爐710，用以控制加熱空間711之溫度；驅動控制單元770，用以控制顯示面板驅動模組720產生所須之電壓，此外電流計780，用以偵測電子發射源140之發射電流610；中央控制單元790用以根據腔室160之氣壓、加熱空間711之溫度及發射電流610，控制抽氣控制單元750、溫度控制單元760及驅動控制單元770，抽氣控制單元750、溫度控制單元760、驅動控制單元770與中央控制單元790可以使用例如是微控制器(MCU)或可程式化邏輯陣列(FPGA)實現；吸氣劑活化單元791可以例如是高週波加熱器。裝置700包括可重複使用之驅動控制單元770，以及抽氣控制單元750、溫度控制單元760、驅動控制單元770與中央控制單元790，因此能夠有效控制所述之提高顯示面板真空度方法實施例S200與S500。

雖然本發明已以實施例揭露如上，其中以提高場發射顯示面板之真空度為例，但此僅為本發明所揭露實施例之預想功能，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與使用，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．場發射顯示面板

110．．．第一基板

112．．．第一絕緣層

114．．．螢光粉條組

1141．．．紅螢光粉條

1142．．．綠螢光粉條

1143．．．藍螢光粉條

116．．．間隔

120．．．第二基板

122．．．第二電絕緣層

124．．．第三電絕緣層

140．．．電子發射源

142．．．射極電極

144．．．閘極電極

150．．．檔牆

160．．．腔室

170．．．吸氣劑容置空間

171．．．吸氣劑

S200、S500‧‧‧提高顯示面板真空度方法

S210-S250、S510-S560‧‧‧步驟

310‧‧‧抽氣裝置

320‧‧‧抽氣管徑

330‧‧‧抽氣孔

610‧‧‧發射電流

620‧‧‧抽氣力

630‧‧‧氣壓力

700‧‧‧提高顯示面板真空度裝置

710‧‧‧加熱爐

711‧‧‧加熱空間

720‧‧‧顯示面板驅動模組

730‧‧‧氣壓計

740‧‧‧溫度計

750‧‧‧抽氣控制單元

760‧‧‧溫度控制單元

770‧‧‧驅動控制單元

780‧‧‧電流計

790‧‧‧中央控制單元

791‧‧‧吸氣劑活化單元

第1圖為習知場發射顯示面板結構示意圖。

第2圖為本發明提高顯示面板真空度方法第一實施例示意圖。

第3圖為本發明抽氣裝置連接場發射顯示面板之示意圖。

第4圖為本發明致能電子發射源示意圖。

第5圖為本發明提高顯示面板真空度方法第二實施例示意圖。

第6圖為本發明發射電流與抽氣力示意圖。

第7圖為本發明提高顯示面板真空度裝置實施例示意圖。

S500‧‧‧提高顯示面板真空度方法

S510~S560‧‧‧步驟

Claims

一種提高顯示面板真空度之方法，適用於提高一顯示面板的真空度，其中，該顯示面板包括一第一基板，一第二基板，夾於該第一基板與該第二基板間之一擋牆，以形成一腔室，且該第二基板包括至少一電子發射源，該方法包括：加熱該顯示面板，藉此氣化該腔室中之污染物；對該顯示面板抽氣，以抽出該腔室內之氣體及/或污染物；以及當該顯示面板被抽氣時致能該至少一電子發射源，藉以射出電子，以抽出該腔室內之氣體及/或污染物。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，對該顯示面板抽氣之步驟係在致能該至少一電子發射源之前執行。
如申請專利範圍第2項所述之方法，其中致能該至少一電子發射源之步驟包括：使該顯示面板產生一發射電流，其中：該發射電流於一第一時段漸進增加；該發射電流於該第一時段後之一第二時段維持一定值；及該發射電流於該第二時段後之一第三時段漸進減少。
如申請專利範圍第3項所述之方法，其中對該顯示面板抽氣之一抽氣力大小與該發射電流大小具有一正相關之關係。
如申請專利範圍第4項所述之方法，其中每一電子發射源包括一射極電極及一閘極電極，且該產生該發射電流之步驟包括：提供一固定的第一電位於該第二基板；提供一固定的第二電位於該射極電極；以及提供一可調整的第三電位於該閘極電極，使該閘極電極與該射極電極之間形成一可調整的閘極射極電位差，其中：於該第一時段逐漸增加該閘極射極電位差；於該第二時段維持該閘極射極電位差；以及於該第三時段逐漸減少該閘極射極電位差。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該對該顯示面板抽氣之步驟與該致能該至少一電子發射源之步驟包括一同時執行之時段。
如申請專利範圍第1項所述之方法，另包括：活化一吸氣劑，以吸收該腔室中之氣體及/或汙染物。
如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該吸氣劑包括鋇、鋁及/或鎳。
一種提高顯示面板真空度之設備，適用於提高一顯示面板的真空度，其中，該顯示面板包括一第一基板，一第二基板，夾於該第一基板與該第二基板間之一擋牆，以形成一腔室，且該第二基板包括至少一電子發射源，該提高顯示面板真空度設備包括：一加熱爐，包括一加熱空間以容置該顯示面板；一抽氣裝置，透過一抽氣管徑與該顯示面板連接；一顯示面板驅動模組，電連接於該顯示面板，用以驅動該顯示面板；一氣壓計，用以偵測該腔室之氣壓；一溫度計，用以偵測該加熱空間之溫度；一抽氣控制單元，電接於該抽氣裝置及該氣壓計，用以控制該抽氣裝置之抽氣力；一溫度控制單元，電接於該溫度計及該加熱爐，用以控制該加熱空間之溫度；以及一驅動控制單元，用以控制該顯示面板驅動模組；其中該電子發射源係用以於該抽氣裝置進行抽氣時被致能，藉以射出電子，以使該抽氣裝置抽出該腔室內之氣體及/或污染物。
如申請專利範圍第9項所述之設備，另包括一電流計，用以偵測該電子發射源之一發射電流。
如申請專利範圍第10項所述之設備，另包括一中央控制單元，用以根據該腔室之氣壓、該加熱空間之溫度及該發射電流值，控制該抽氣控制單元、該溫度控制單元及該驅動控制單元。
如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該抽氣裝置為一抽氣泵浦。
如申請專利範圍第9項所述之設備，另包括一吸氣劑活化單元，用以活化一吸氣劑。
一種提高顯示面板真空度之方法，適用於提高一顯示面板的真空度，其中，該顯示面板包括一第一基板，一第二基板，夾於該第一基板與該第二基板間之一擋牆，以形成一腔室，且該第二基板包括至少一電子發射源，該方法包括：加熱該顯示面板，藉此氣化該腔室中之污染物；活化一吸氣劑，以吸收該腔室中之氣體及/或汙染物；對該顯示面板抽氣，以抽出該腔室內之氣體及/或污染物；以及當該顯示面板被抽氣時致能該至少一電子發射源，藉以射出電子，以抽出該腔室內之氣體及/或污染物。