專利名稱：用于面板層生產(chǎn)的液晶制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造發(fā)光面板的方法，尤其涉及一種用于制造發(fā)光面板的絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝(web fabrication process)。
背景技術(shù)：
大量不同的方法已被用于或提議用于構(gòu)造等離子面板顯示器裝置，在這些裝置中，等離子形成氣體被封閉在電極組之間，這些電極被用來激勵(lì)等離子體。在一類等離子體顯示面板中，線電極被布置在平行玻璃板的表面上，從而它們被均勻地間隔開。然后，這些板在外邊緣處與在平行板之間形成的腔室中填充的等離子形成氣體一起被密封。盡管其被廣泛使用，但是這類開放的顯示器結(jié)構(gòu)具有許多缺陷。平行板外邊緣的密封和等離子形成氣體的引入是既昂貴又耗時(shí)的工藝，導(dǎo)致成品昂貴。此外，在經(jīng)過平行板端部輸送電極的地方，要實(shí)現(xiàn)良好的密封特別難，這可能導(dǎo)致氣體滲漏以及縮短產(chǎn)品的壽命。另一個(gè)缺陷是單獨(dú)的像素在平行板之內(nèi)未被隔離。結(jié)果，在寫操作期間，所選像素中的氣體電離活動(dòng)可能溢出到相鄰的像素，由此出現(xiàn)可能引燃相鄰像素的不希望的情況。即使相鄰像素未被引燃，電離活動(dòng)仍可能改變附近像素的開啟和關(guān)閉特性。
在另一類公知的等離子體顯示器中，單獨(dú)的像素或者通過在平行板之一中形成溝道或者通過添加被夾入到平行板之間的穿孔的絕緣層來機(jī)械隔離。然而，因?yàn)樵谙袼刂g需要有等離子形成氣體的自由通道，以確保遍及面板的均勻氣壓，所以這些機(jī)械隔離的像素并不能相互完全地封閉或隔離。當(dāng)這類顯示器結(jié)構(gòu)降低溢出的同時(shí)，因?yàn)橄袼叵嗷ブg無法完全電隔離，所以仍有可能溢出。此外，在這類顯示面板中，難以恰當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)電極和氣體腔室，這可能造成像素不發(fā)光。與開放的顯示器結(jié)構(gòu)一樣，其也難以在板邊緣處獲得良好的密封。而且，引入等離子形成氣體和密封平行板外邊緣是昂貴和耗時(shí)的。
在又一類公知的等離子體顯示器中，單獨(dú)的像素也在平行板之間被機(jī)械隔離。在這類顯示器中，等離子形成氣體容納在由閉合透明的殼體形成的透明球體中。使用各種方法在平行板之間容納充氣的球體。在一種方法中，尺寸各異的球體被緊密地集攏，隨機(jī)地分布在整個(gè)單層上，并且被夾入到平行板之間。在第二種方法中，球體被嵌入到透明介電材料的薄片中，然后該材料被夾入到平行板之間。在第三種方法中，將穿孔的絕緣材料薄片夾入到平行板之間，并且充氣的球體分布在這些穿孔中。
在上述各類顯示器基于不同的設(shè)計(jì)構(gòu)思的同時(shí)，它們生產(chǎn)中所用的制造方法一般是相同的成批生產(chǎn)工藝。其將理想地使制造工藝簡(jiǎn)單化和流水化，以消除至少部分對(duì)工藝產(chǎn)量和/或成本有負(fù)面影響的步驟。本發(fā)明旨在這樣的方法。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，新穎的柔性等離子體顯示面板和用于制造這種面板的方法包括絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝。在這種顯示面板中，等離子形成氣體被密封在由封閉透明的殼體形成的透明的微元件中。然后，將磷涂敷到可以是球形的、毛狀的、或可能的任何其它三維形狀的微元件上，以發(fā)出原色之一紅、綠或藍(lán)。在絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝中，絕緣的柔性第一基板具有電極，這些電極是使用公知的印刷技術(shù)，例如光刻或絲網(wǎng)印刷(screen printing)，而印制于其上的。在一種變型中，在第一基板中壓印出凹痕，以限定多個(gè)位置，微元件相對(duì)于電極被布置在這些位置處。在另一個(gè)變型中，微元件被靜電吸引到相對(duì)于電極的正確位置。在微元件粘附于適當(dāng)?shù)奈恢?，并且可以進(jìn)行測(cè)試以確保微元件被全部和恰當(dāng)?shù)夭贾弥螅瑢⒁彩墙z網(wǎng)形式的第二基板設(shè)置在該第一基板之上，從而微元件被夾入到該第一和第二基板之間。附加的電極可在該第二基板上被圖案化，并且該第二基板可被涂敷為多層，以在微元件附近產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)/電極夾層，提供附加的保持電極或?qū)ぶ冯姌O。替代地，該第二基板可與嵌入的電極一起被完成，然后在涂敷該第二基板的時(shí)候，使這些電極與微元件對(duì)準(zhǔn)。在該第二基板的頂部上可布置一保護(hù)層，然后切割分層的組件，以形成期望尺寸的單獨(dú)的發(fā)光面板。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，在包含柔性絲網(wǎng)材料的第一基板上形成發(fā)光面板。在該第一基板上圖案化導(dǎo)電薄膜，以限定多個(gè)電極，并且形成凹痕，以限定多個(gè)位置，其中在激發(fā)時(shí)發(fā)光的充氣的微元件將被定位在這些位置中。粘接材料可被沉積到這些凹痕中。然后，涂敷微元件以填充這些凹痕，其中它們通過粘附被保持在適當(dāng)?shù)奈恢弥?。將微元件涂敷到該第一基板上可以通過大量不同的方法來實(shí)現(xiàn)，包括使用自由落體機(jī)或噴墨式分配器，或者通過使該第一基板穿過填充有過量微元件的震動(dòng)槽。靜電電荷可被涂敷到該第一基板上，以將微元件吸引到期望的位置。在微元件被粘附到該第一基板之后，使用公知方法，例如真空或大氣涂層(可包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體濺射、電子束沉積、注入受壓涂層液體、絲網(wǎng)印刷或類似工藝)，將液體介電材料涂敷于第一基板的表面。在涂敷液體電介質(zhì)的條件下，例如選擇液體的表面能量和表面張力來確保微元件的良好潤(rùn)濕，以便使介電材料與微元件的表面接觸，而無氣泡或間隙。此外，液體電介質(zhì)應(yīng)當(dāng)以均勻厚度越過該第一基板進(jìn)行涂敷，從而激勵(lì)電極之間的間距在顯示器上都是均勻的。根據(jù)所用的沉積工藝，接著固化液體電介質(zhì)，以去除液體中所含的各種溶劑和其它揮發(fā)劑，以有助于液態(tài)傳送，而留下嵌入到柔性的、已固化的介電層中的微元件。在優(yōu)選實(shí)施例中，涂敷液體電介質(zhì)，以形成具有與微元件的約一半高度相對(duì)應(yīng)的厚度的介電層，同時(shí)允許中平面的導(dǎo)體形成在微元件附近。
通過將導(dǎo)電液體涂敷于介電層的上表面來形成電極。使用公知的光刻方法，例如導(dǎo)電薄膜沉積、光阻材料沉積、光阻材料的掩模曝光和顯影，隨后通過蝕刻去除未保護(hù)的薄膜，或者通過印刷，例如用導(dǎo)電油墨的噴墨印刷，可將電極圖案化。在替代實(shí)施例中，使用與介電層的表面特性相結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)液體特性(包括表面張力、粘性、厚度和導(dǎo)電性)，將導(dǎo)電液體選擇性地引至期望位置。例如，介電層中的溝道或凹陷可用于導(dǎo)向，以將液體導(dǎo)體分布到微元件附近的期望位置，使得在形成電極的步驟中不再需要對(duì)準(zhǔn)。
液體介電材料的第二次涂敷是涂敷前述介電層的上表面、中平面的導(dǎo)體、以及微元件在中平面點(diǎn)之上的表面。在用液體電介質(zhì)的最終涂敷來“完成”這些層之前，可添加沉積液體電介質(zhì)和已圖案化的導(dǎo)電薄膜的附加順序，以形成靠近但是不覆蓋微元件頂部的層。然后，將保護(hù)覆蓋層布置于整個(gè)組件的頂部之上，接著將面板切割成期望尺寸。該覆蓋層優(yōu)選為可按照公知的絲網(wǎng)制造方法來涂敷絲網(wǎng)材料。
在使用光刻方法來圖案化電極的替代方法中，在形成導(dǎo)電層之后，在導(dǎo)電層的頂部上設(shè)置感光材料(例如光阻材料)的涂層。使用具有一表面區(qū)域的柔性光波導(dǎo)來形成接觸掩模，該表面區(qū)域覆蓋發(fā)光面板的全部或相當(dāng)大的一部分。在波導(dǎo)形成期間，圖案化覆蓋材料，以在與將限定有電極的位置相對(duì)應(yīng)的選擇位置處，允許光從波導(dǎo)中漏出。通過從波導(dǎo)中“滲漏”的光，在期望位置處將光阻材料曝光，然后去除波導(dǎo)掩模。在光阻材料被固化以及未曝光的抗蝕材料(resist)被去除之后，選擇性地蝕刻導(dǎo)電材料，以在期望位置處形成電極。
本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例在隨后的描述中被部分闡釋，并且部分內(nèi)容將從本說明書中顯而易見地得出，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中獲悉。


從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。
圖1是發(fā)光面板的一部分的透視圖，其示出了由圖案化基板所形成的承窩的基本承窩結(jié)構(gòu)，如本發(fā)明實(shí)施例中所揭示的那樣；圖2a是發(fā)光面板的一部分的透視圖，其被局部切開，以顯露出微元件和電極；圖2b是圖2a的實(shí)施例的詳細(xì)視圖，其上方介電層被切開，以顯露出共面(co-planar)的保持電極；圖3a是發(fā)光面板實(shí)施例的一部分的示意性橫截面圖，其電極具有中平面(mid-plane)結(jié)構(gòu)；圖3b是圖3a的實(shí)施例的透視圖，其上方介電層被切開，以顯露出最上方的保持電極；圖4是發(fā)光面板實(shí)施例的一部分的示意性橫截面圖，其電極具有兩個(gè)保持電極和兩個(gè)尋址電極的結(jié)構(gòu)，其中尋址電極在兩個(gè)保持電極之間；圖5是發(fā)光面板實(shí)施例的一部分的示意性橫截面圖，其電極具有共面結(jié)構(gòu)；圖6是發(fā)光面板實(shí)施例的一部分的示意性橫截面圖，其電極具有中平面結(jié)構(gòu)；圖7是發(fā)光面板實(shí)施例的一部分的示意性橫截面圖，其電極具有兩個(gè)保持電極和兩個(gè)尋址電極的結(jié)構(gòu)，其中尋址電極在兩個(gè)保持電極之間；圖8是按照本發(fā)明的用于制造發(fā)光顯示器的絲網(wǎng)生產(chǎn)方法的第一實(shí)施例的流程圖；圖9是按照絲網(wǎng)生產(chǎn)方法第一實(shí)施例的用于制造發(fā)光面板的絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝的圖形表示；圖10是按照本發(fā)明的絲網(wǎng)生產(chǎn)方法的第二實(shí)施例的流程圖；圖11是發(fā)光面板的一部分的分解透視圖，其示出了通過在帶有具有共面結(jié)構(gòu)的電極的基板上設(shè)置帶有對(duì)準(zhǔn)孔的多個(gè)材料層而形成的承窩的基本承窩結(jié)構(gòu)；圖12是發(fā)光面板的一部分的分解透視圖，其示出了通過在帶有具有中平面結(jié)構(gòu)的電極的基板上設(shè)置帶有對(duì)準(zhǔn)孔的多個(gè)材料層而形成的承窩的基本承窩結(jié)構(gòu)；以及圖13是發(fā)光面板的一部分的分解圖，其示出了通過在帶有電極的基板上設(shè)置帶有對(duì)準(zhǔn)孔的多個(gè)材料層而形成的承窩的基本承窩結(jié)構(gòu)，這些電極具有包括兩個(gè)保持電極和兩個(gè)尋址電極的結(jié)構(gòu)，其中尋址電極在兩個(gè)保持電極之間。
具體實(shí)施例方式
如這里具體化和廣義描述的，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例旨在提供一種用于制造發(fā)光面板的新穎方法。特別地，優(yōu)選實(shí)施例旨在提供一種用于制造發(fā)光面板的絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝。
圖1示出了一種代表性的顯示面板，其中多個(gè)球形微元件40被嵌入到由第一基板10和第二基板20構(gòu)成的介電層夾層之內(nèi)。第一基板10是由適合絲網(wǎng)生產(chǎn)的柔性薄片材料形成的，例如聚酯(例如Mylar)、聚酰亞胺、聚乙烯、丙烯、尼龍或任何聚合基材料，與所需要的等離子體顯示面板的操作一樣，其具有適合用作電極之間絕緣體的介電性能。這種電性要求對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。第二基板20可由相同或相似的介電材料制成。
第一基板10包括多個(gè)承窩30，這些承窩30適合保持至少一個(gè)微元件40。承窩30可設(shè)置為任何圖案，在相鄰承窩之間具有均勻或非均勻的間距。圖案可包括但并不限于均勻陣列、文字?jǐn)?shù)字式字符、符號(hào)、圖標(biāo)或圖片。優(yōu)選地，承窩30設(shè)置在第一基板10中，以便相鄰承窩30之間的距離大體相等。承窩30也可設(shè)置成組，以便一組承窩與另一組承窩之間的距離大體相等。后一種方式在彩色發(fā)光面板中是特別相關(guān)的，其中每組承窩代表一組原色的組合紅色、綠色和藍(lán)色。
多個(gè)微元件可設(shè)置在承窩中，以提供提高的發(fā)光度和增強(qiáng)的輻射傳輸效率。在按照本發(fā)明實(shí)施例的彩色發(fā)光面板中，單個(gè)承窩支撐分別構(gòu)造為發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光的三個(gè)微元件。微元件40可以是任何形狀，包括但并不限于球形、圓柱形和非球面形。此外，可以考慮微元件40包括一放置于或形成于另一結(jié)構(gòu)內(nèi)的微元件，例如將球形微元件布置于圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)。在按照本發(fā)明實(shí)施例的彩色發(fā)光面板中，每個(gè)圓柱形結(jié)構(gòu)都保持有多個(gè)微元件，這些微元件被構(gòu)造為發(fā)射單色可見光，或者由紅、綠、藍(lán)所排列的多色或者某些其它適當(dāng)?shù)念伾帕小?br> 在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用提供微元件40的對(duì)準(zhǔn)布置的噴墨式輸送器，將微元件40定位于第一基板10的承窩30中。大量的在承窩中布置微元件的方法在待審批的、申請(qǐng)?zhí)枮?0/＿＿(代理機(jī)構(gòu)案號(hào)為36609/268977)的文獻(xiàn)中有所公開，在此整體地并入?yún)⒖肌?br> 下面討論的粘接劑或粘合劑可被涂敷于每個(gè)微元件，以在承窩30中輔助布置/保持一個(gè)或多個(gè)微元件40。在替代實(shí)施例中，在每個(gè)微元件上施加靜電電荷，將靜電場(chǎng)作用于每個(gè)微元件，以在承窩30中輔助布置一個(gè)或多個(gè)微元件40。該技術(shù)被稱為“靜電薄片傳送(electrostatic sheet transfer)”(“EST”)，其在前述的、待審批的申請(qǐng)?zhí)枮?0/＿＿(代理機(jī)構(gòu)案號(hào)為36609/268977)的文獻(xiàn)中有所描述。將靜電電荷作用于微元件還有助于避免多個(gè)微元件之間的聚積。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電子槍可被用來將靜電電荷施加于每個(gè)微元件上，然后給設(shè)置在每個(gè)承窩30附近的一個(gè)電極通電，以提供用于吸引充有靜電的微元件所需要的反向靜電場(chǎng)。
為了在承窩30中輔助布置/保持一個(gè)或多個(gè)微元件40，承窩30可容納有粘合劑或粘接劑。該粘合劑或粘接劑，典型地，填充有例如銀、銅、鋁或其它導(dǎo)體的導(dǎo)電環(huán)氧材料，可通過局部剝離(differential stripping)、光刻(lithographic)工藝、濺射、激光沉積、化學(xué)沉積、氣相沉積、或者優(yōu)選通過使用噴墨技術(shù)的沉積而被涂敷在承窩30內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，也可使用在承窩30內(nèi)進(jìn)行涂敷的其它方法。
在最基本的形式中，每個(gè)微元件40包含填充有等離子形成氣體或氣體混合物45的殼體50。能夠電離的任何適當(dāng)?shù)臍怏w或氣體混合物45都可用作等離子形成氣體，包括但并不限于氪、氙、氬、氖、氧、氦、汞及其混合物。實(shí)際上，任何惰性氣體都可用作等離子形成氣體，包括但并不限于與銫或汞混合的惰性氣體。此外，稀有氣體鹵化物的混合物，例如氯化氙、氟化氙等，也適合用作等離子形成氣體。稀有氣體鹵化物是有效的輻射體，其輻射波長(zhǎng)在190nm至350nm的近似范圍內(nèi)，即比純氙的輻射波長(zhǎng)(147至170nm)長(zhǎng)。使用在310nm附近輻射的化合物，例如氯化氙，導(dǎo)致由混合物比例限定的總體量子效率增益，即2或更大的因子。而且，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，稀有氣體鹵化物的混合物還可與上面列舉的其它等離子形成氣體混合。該描述并非用于限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，還可使用其它氣體或氣體混合物。在彩色顯示器中，等離子形成氣體或氣體混合物45被選擇為，在電離期間，該氣體將產(chǎn)生與期望的顏色相對(duì)應(yīng)的特定波長(zhǎng)的光。例如，氖-氬發(fā)射紅光，氙-氧發(fā)射綠光，以及氪-氖發(fā)射藍(lán)光。盡管優(yōu)選實(shí)施例中使用了等離子形成氣體或氣體混合物45，但是可以考慮能夠發(fā)光的任何其它材料，例如場(chǎng)致發(fā)光材料、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或電泳材料。
殼體50可由多類材料制成，包括但并不限于硅酸鹽、聚丙烯、玻璃、任何聚合基材料、氧化鎂和石英，并且可以為任何適當(dāng)?shù)某叽?。殼體50沿其短軸測(cè)量的直徑范圍可以從幾微米到幾厘米，而當(dāng)沿其長(zhǎng)軸測(cè)量時(shí)，其尺寸實(shí)際上并沒有限制。例如，圓柱形的微元件在其短軸上的直徑可以僅為100微米，而在其長(zhǎng)軸上則可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)沿其短軸測(cè)量時(shí)，殼體外徑從100微米到300微米。此外，殼體厚度可以在幾微米到幾毫米的范圍內(nèi)，優(yōu)選厚度為1微米到10微米。
當(dāng)在微元件上施加足夠大的電壓時(shí)，氣體或氣體混合物電離形成等離子體并發(fā)光。在殼體50中的氣體或氣體混合物開始電離所需要的電壓遵循帕邢定律(Paschen law)，并且與殼體內(nèi)的氣壓密切相關(guān)。在本發(fā)明中，殼體50內(nèi)的氣壓在幾十托到幾個(gè)大氣壓的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，氣壓在100托到700托的范圍內(nèi)。微元件40的尺寸和形狀以及包含于其中的等離子形成氣體的類型和壓強(qiáng)會(huì)影響發(fā)光面板的性能和特性，并且被選擇以優(yōu)化面板的工作效率。
多種可加入到微元件40中的涂層300和摻雜劑，也會(huì)影響發(fā)光面板的性能和特性。涂層300可被涂敷于殼體50的外部或內(nèi)部，并且可局部或完全地涂敷殼體50。外部涂層的類型包括但并不限于用于將UV光轉(zhuǎn)換為可見光的涂層(例如，磷)；用作反射式濾波器的涂層；以及用作帶隙濾波器的涂層。內(nèi)部涂層的類型包括但并不限于用于將UV光轉(zhuǎn)換為可見光的涂層(例如，磷)；用于增強(qiáng)二次發(fā)射的涂層；以及用于防止侵蝕的涂層。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，也可使用其它涂層。涂層300可通過局部剝離、光刻工藝、濺射、激光沉積、化學(xué)沉積、氣相沉積或使用噴墨技術(shù)的沉積而被涂敷于殼體50。在優(yōu)選實(shí)施例中，與熒光燈的制造中所用的過程相似，通過將微元件浸入到磷微粒的漿液中來涂敷該涂層，以便這些微粒粘附于微元件的外表面。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，也可使用其它方法涂敷殼體50的內(nèi)部和/或外部。摻雜劑的類型包括但并不限于用于將UV光轉(zhuǎn)換成可見光的摻雜劑(例如，磷)；用于增強(qiáng)二次發(fā)射的摻雜劑；以及用于提供經(jīng)過殼體50的導(dǎo)電通路的摻雜劑?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，包括離子注入，將摻雜劑添加到殼體50?？梢钥紤]將涂層和摻雜劑的任何組合添加到微元件40。替代地，或者與添加到微元件40的涂層和摻雜劑相結(jié)合，將各種涂層涂敷于承窩30內(nèi)。這些涂層包括但并不限于用于將UV光轉(zhuǎn)換成可見光的涂層；用作反射式濾波器的涂層；以及用作帶隙濾波器的涂層。
在發(fā)光面板的實(shí)施例中，當(dāng)微元件被構(gòu)造為發(fā)射UV光時(shí)，通過用磷至少部分地涂敷殼體50的內(nèi)部、用磷至少部分地涂敷殼體50的外部、用磷摻雜殼體50、和/或用磷涂敷承窩30的內(nèi)部，將UV光轉(zhuǎn)換成可見光。在彩色面板中，按照本發(fā)明的實(shí)施例，選擇有色的磷，以便從交替的微元件中發(fā)射的可見光分別染成為紅色、綠色和藍(lán)色。通過以不同的強(qiáng)度組合這些原色，可形成所有的顏色。還可以考慮使用其它顏色的組合和排列。在用于彩色發(fā)光面板的另一實(shí)施例中，通過將單色磷設(shè)置在微元件40和/或承窩30的內(nèi)部上，將UV光轉(zhuǎn)換為可見光。然后，濾色器可被交替地應(yīng)用于每個(gè)承窩30上，以將可見光轉(zhuǎn)換為任何適當(dāng)布置的彩色光，例如紅、綠和藍(lán)。通過用單色磷來涂敷所有微元件，然后通過使用在各承窩頂部上應(yīng)用的至少一個(gè)濾光器將可見光轉(zhuǎn)換成彩色光，使得微元件的布置變得不那么復(fù)雜，而且發(fā)光面板也可更容易地構(gòu)造。
例如，通過增加發(fā)光度和輻射傳輸效率，可將附加涂層涂敷于(或者經(jīng)過改型)微元件上，以增強(qiáng)性能，并允許構(gòu)造為DC發(fā)光面板。發(fā)光度可通過用二次發(fā)射增強(qiáng)材料，例如氧化鎂和氧化銩，至少部分地涂敷微元件來改善。替代地，或者與該涂層相結(jié)合，可以使該殼體摻雜有二次發(fā)射增強(qiáng)材料。使用反射或?qū)щ姴牧?，微元件還可被涂敷有或具有摻雜殼體，以增強(qiáng)發(fā)射和/或輻射傳輸。用導(dǎo)電材料，例如銀、金、鉑或鋁，摻雜殼體50，可以為殼體中所容納的氣體或氣體混合物提供直接的導(dǎo)電通路。指數(shù)匹配材料(indexmatching material)也可被用于選擇預(yù)定的發(fā)射波長(zhǎng)，即提供帶隙濾波器。
承窩30的尺寸和形狀會(huì)影響發(fā)光面板的性能和特性，并且被選來優(yōu)化面板的工作效率。此外，承窩的幾何形狀可以根據(jù)微元件的形狀和尺寸來進(jìn)行選擇，以優(yōu)化微元件和承窩之間的表面接觸，和/或確保微元件和承窩內(nèi)設(shè)置的任何電極之間的連通性。此外，可以選擇承窩30的尺寸和形狀，以優(yōu)化光子的產(chǎn)生并提供提高了的發(fā)光度及輻射傳輸效率。例如，可選擇該尺寸和形狀，以提供具有某一角度的視野，該角度可根據(jù)特定應(yīng)用的需要而變寬或變窄。也就是說，例如該腔室可變大，從而它的深度就包含了承窩中沉積的微元件，或者可變窄，從而微元件僅局部地設(shè)置于承窩之內(nèi)。替代地，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，通過在第二基板上設(shè)置至少一個(gè)光學(xué)透鏡，可將視野設(shè)定為特定角度。該透鏡可覆蓋整個(gè)第二基板，或者在多個(gè)光學(xué)透鏡的情況下，可排列成與每個(gè)承窩相對(duì)應(yīng)。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)光學(xué)透鏡可構(gòu)造為用于調(diào)整發(fā)光面板的視野。
在制造包括多個(gè)承窩的發(fā)光面板的方法實(shí)施例中，在基板10中形成或圖案化一腔室，以產(chǎn)生基本的承窩30，如圖1所示。該腔室可通過使基板物理、機(jī)械、熱、電、光或化學(xué)地變形而形成為任何適當(dāng)?shù)男螤詈统叽?。可以在鄰近于?或位于承窩30中設(shè)置各種增強(qiáng)材料325，如圖3a所示。增強(qiáng)材料325包括但并不限于防眩涂層、觸敏表面、對(duì)比度增強(qiáng)(黑色掩模)涂層、保護(hù)涂層、晶體管、集成電路、半導(dǎo)體器件、感應(yīng)器、電容器、電阻器、控制電子器件、驅(qū)動(dòng)電子器件、二極管、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)、脈沖壓縮器、脈沖變壓器和調(diào)諧電路。
仍然參見圖3a，通過下述過程形成承窩30堆疊多個(gè)材料層60a-60d以形成第一基板，將至少一個(gè)電極直接設(shè)置在第一基板的頂部上、材料層或其組合之內(nèi)，并且選擇性去除材料層60a-60d的一部分，以形成腔室。材料層60a-60d整體或部分地包括介電材料、金屬和增強(qiáng)材料325(如上所述)的任何組合。材料層60的布置可通過任何傳遞工藝(transfer process)、光刻、濺射、激光沉積、化學(xué)沉積、氣相沉積、靜電型工藝(xerographic-type process)、等離子體沉積或使用噴墨技術(shù)的沉積來實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知在基板上設(shè)置多個(gè)材料層的其它適當(dāng)方法。在這些層上單獨(dú)地或組合地使用各種方法，將承窩30形成于這些層60a-d的組合中，這些方法包括但并不限于干蝕刻或濕蝕刻、光刻、激光熱處理、熱成型、機(jī)械沖壓、模壓、模鍛、鉆孔、電刻或造窩。
使用圖5來說明，在形成承窩30的替代方法中，在第一基板10中形成腔室55，然后多個(gè)材料層65a、65b被設(shè)置在第一基板10上，從而材料層65a、65b與腔室55相匹配。在第一基板10上、材料層65或其組合中形成至少一個(gè)電極。在圖5的實(shí)例中，電極80形成于第一基板上，同時(shí)電極70和75被設(shè)置于這些層之內(nèi)。該腔室可通過使基板物理、機(jī)械、熱、電、光或化學(xué)變形的任何組合而被形成為任何適當(dāng)?shù)男螤詈统叽?。如上所述，材料?5a、65b整體或部分地包括介電材料、金屬和增強(qiáng)材料325的任何組合。材料層65a、65b的布置可通過傳遞工藝、光刻、濺射、激光沉積、化學(xué)沉積、氣相沉積、靜電型工藝、等離子體沉積、液體涂敷或使用噴墨技術(shù)的沉積來實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到在基板上設(shè)置多個(gè)材料層的其它適當(dāng)方法。
在形成承窩的又一替代方法中，在第一基板上、材料層或其其它組合內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)電極。每個(gè)材料層包含延伸經(jīng)過整個(gè)材料層的孔。這些孔可以具有相同尺寸或具有不同尺寸，例如它們可在尺寸上分等級(jí)，以用錐形或彎曲輪廓形成承窩。在第一基板的頂部上連續(xù)設(shè)置多個(gè)材料層，其孔被對(duì)準(zhǔn)，由此形成腔室。如上所述，材料層全部或部分地包括介電質(zhì)材料、金屬和增強(qiáng)材料的任意組合。材料層的布置可以通過傳遞工藝、光刻、濺射、激光沉積、化學(xué)沉積、氣相沉積、靜電型工藝、等離子體沉積或使用噴墨技術(shù)的沉積來實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知在基板上沉積多個(gè)材料層的其它適當(dāng)?shù)姆椒ā?br> 在制造發(fā)光面板中的承窩的上述方法中，至少一種增強(qiáng)材料可以被設(shè)置于或鄰近于每個(gè)承窩。如上所述，增強(qiáng)材料325可包括但并不限于防眩涂層、觸敏表面、對(duì)比度增強(qiáng)(黑色掩模)涂層、保護(hù)涂層、晶體管、集成電路、半導(dǎo)體器件、感應(yīng)器、電容器、電阻器、控制電子器件、驅(qū)動(dòng)電子器件、二極管、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)、脈沖壓縮器、脈沖變壓器和調(diào)諧電路。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，增強(qiáng)材料可通過傳遞工藝、光刻、濺射、激光沉積、化學(xué)沉積、氣相沉積、靜電型工藝、等離子體沉積、使用噴墨技術(shù)的沉積或機(jī)械方法而設(shè)置于或鄰近于每個(gè)承窩。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，用于制造發(fā)光面板的方法包括通過在液體中懸浮至少一種電增強(qiáng)體(electrical enhancement)并且使液體流經(jīng)第一基板，來將該至少一種電增強(qiáng)體(例如晶體管、集成電路、半導(dǎo)體器件、感應(yīng)器、電容器、電阻器、控制電子器件、驅(qū)動(dòng)電子器件、二極管、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)、脈沖壓縮器、脈沖變壓器和調(diào)諧電路)設(shè)置于或鄰近于每個(gè)承窩。當(dāng)液體流經(jīng)基板時(shí)，在每個(gè)承窩中設(shè)置至少一個(gè)電增強(qiáng)體。可以考慮使用其它物質(zhì)或方法使電增強(qiáng)體越過基板移動(dòng)。一種這樣的方法可包括但并不限于使用空氣移動(dòng)電增強(qiáng)體越過基板。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該承窩具有與至少一種電增強(qiáng)體相對(duì)應(yīng)的形狀，從而至少一種電增強(qiáng)體與該承窩自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。
電增強(qiáng)體可被用于發(fā)光面板中，其出于多種目的，包括但并不限于降低等離子形成氣體在微元件中的電離電壓；降低在微元件中保持/擦除電離電荷所需要的電壓；增大微元件的發(fā)光度和/或輻射傳輸效率；以及提高微元件被激活或照亮?xí)r的頻率。此外，電增強(qiáng)體可被用來與發(fā)光面板驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合，以改變驅(qū)動(dòng)發(fā)光面板所需要的功率要求。例如，調(diào)諧電路可被用來與驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合，以允許DC電源向AC型發(fā)光面板供電。在本發(fā)明的實(shí)施例中，設(shè)置有一控制器，其與電增強(qiáng)體連接并能夠控制它們的工作。具有單獨(dú)控制在各像素/子像素處的電增強(qiáng)體的能力提供了一種在發(fā)光面板制造之后可以改變/校正各微元件特性的方法。這些特征包括但并不限于發(fā)光度和微元件發(fā)光的頻率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到設(shè)置于或臨近于發(fā)光面板中各承窩的電增強(qiáng)體的其它用處。
用以激勵(lì)微元件40所必需的電壓經(jīng)由至少兩個(gè)電極提供。在一般的結(jié)構(gòu)中，該發(fā)光面板包括多個(gè)電極，其中至少兩個(gè)電極粘附于第一基板或第二基板，或者至少一個(gè)電極粘附于第一基板和第二基板，其中這些電極排列為，使得施加于電極的電壓致使一個(gè)或多個(gè)微元件發(fā)光。在另一個(gè)一般的結(jié)構(gòu)中，發(fā)光面板包括多個(gè)電極，其中至少兩個(gè)電極排列為，使得施加于電極的電壓致使一個(gè)或多個(gè)微元件在發(fā)光面板的整個(gè)視野上發(fā)光，而不越過任一電極。
在一實(shí)施例中，承窩30在第一基板10上形成圖案，從而承窩形成于第一基板中，至少兩個(gè)電極可以設(shè)置在第一基板10、第二基板20、或其組合之上。在如圖1所示的代表性的實(shí)施例中，保持電極(sustain electrode)70被設(shè)置于第二基板20之上或之內(nèi)，尋址電極80(address electrode)被設(shè)置于第一基板10之上或之內(nèi)。如前所述，尋址電極80被定位于第一基板10中，從而它至少部分地設(shè)置于承窩之內(nèi)。
用于將微元件分布到承窩中的方法包括使用布置工具、噴墨式印刷機(jī)或與基板中的承窩對(duì)準(zhǔn)的重力輸送自由落體機(jī)(gravity-fed drop tower)。替代地，該基板可穿過一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)器，例如超聲波振蕩槽(ultrasonic shakerbath)，該超聲波振蕩槽含有過量的多個(gè)微元件，即比需要在基板上的可用位置填充的微元件數(shù)量要多得多。這種振蕩在本領(lǐng)域是公知的，可包括軌道振蕩和其它振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。該振動(dòng)致使微元件分散于基板表面上，從而在每個(gè)承窩內(nèi)設(shè)置微元件。用于布置多個(gè)微元件的不同方法的進(jìn)一步討論在前述待審批的、申請(qǐng)?zhí)枮?0/＿＿(代理機(jī)構(gòu)案號(hào)為36608/2689)的文獻(xiàn)中有所提供。
在發(fā)光面板的實(shí)施例中，其中第一基板10包括多個(gè)材料層60并且承窩30形成于材料層之內(nèi)，至少兩個(gè)電極可設(shè)置于第一基板10上、設(shè)置于材料層60之內(nèi)、設(shè)置于第二基板20上、或其任何組合。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2a所示，第一尋址電極80設(shè)置于材料層60之內(nèi)，第一保持電極70設(shè)置于材料層60之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層60之內(nèi)，以便第一保持電極和第二保持電極在共面結(jié)構(gòu)中。圖2b是圖2a的切開圖，其示出了共面的保持電極70和75的排列。在另一實(shí)施例中，如圖3a所示，第一保持電極70設(shè)置于第一基板10上，第一尋址電極80設(shè)置于材料層60之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層60之內(nèi)，以便第一尋址電極位于中平面結(jié)構(gòu)下的第一保持電極和第二保持電極之間。圖3b是圖3a的切開圖，其示出了第一保持電極70。如圖4所示，在發(fā)光面板的優(yōu)選實(shí)施例中，第一保持電極70設(shè)置于材料層60之內(nèi)，第一尋址電極80設(shè)置于材料層60之內(nèi)，第二尋址電極85設(shè)置于材料層60之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層60之內(nèi)，以便第一尋址電極和第二尋址電極位于第一保持電極和第二保持電極之間。
在一實(shí)施例中，其中腔室55在第一基板10上被圖案化，多個(gè)材料層65被設(shè)置于第一電極10上，以便材料層與腔室55相匹配，至少兩個(gè)電極可設(shè)置于第一基板10上，至少部分地設(shè)置于材料層65之內(nèi)，設(shè)置于第二基板20上，或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，第一尋址電極80設(shè)置于第一基板10上，第一保持電極70設(shè)置于材料層65之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層65之內(nèi)，以便第一保持電極和第二保持電極在共面結(jié)構(gòu)中。在另一實(shí)施例中，如圖6所示，第一保持電極70設(shè)置于第一基板10上，第一尋址電極80設(shè)置于材料層65之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層65之內(nèi)，從而第一尋址電極位于中平面結(jié)構(gòu)下的第一保持電極和第二保持電極之間。如圖7所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第一保持電極70設(shè)置于第一基板10上，第一尋址電極80設(shè)置于材料層65之內(nèi)，第二尋址電極85設(shè)置于材料層65之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層65之內(nèi)，從而第一尋址電極和第二尋址電極位于第一保持電極和第二保持電極之間。
在一實(shí)施例中，其中具有對(duì)準(zhǔn)孔56的多個(gè)材料層66被設(shè)置于第一基板10上，由此形成腔室55，至少兩個(gè)電極可設(shè)置于第一基板10上，至少部分設(shè)置于材料層65之內(nèi)，設(shè)置于第二基板20上，或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖11所示，第一尋址電極80設(shè)置于第一基板10上，第一保持電極70設(shè)置于材料層66之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層66之內(nèi)，以便第一保持電極和第二保持電極在共面結(jié)構(gòu)中。在另一實(shí)施例中，如圖12所示，第一保持電極70設(shè)置于第一基板10上，第一尋址電極80設(shè)置于材料層66之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層66之內(nèi)，從而第一尋址電極位于中平面結(jié)構(gòu)下的第一保持電極和第二保持電極之間。如圖13所示，在發(fā)光面板的優(yōu)選實(shí)施例中，第一保持電極70設(shè)置于第一基板10上，第一尋址電極80設(shè)置于材料層66之內(nèi)，第二尋址電極85設(shè)置于材料層66之內(nèi)，并且第二保持電極75設(shè)置于材料層66之內(nèi)，以便第一尋址電極和第二尋址電極位于第一保持電極和第二保持電極之間。
上面的說明書已經(jīng)在其它內(nèi)容中描述了發(fā)光面板的各種元件以及制造這些元件和制造發(fā)光面板的方法。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以考慮作為制造發(fā)光面板的絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝的部分來制造這些元件和實(shí)現(xiàn)這些制造方法。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，用于制造發(fā)光面板的絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝包括步驟提供第一基板；將微元件設(shè)置于第一基板上；將第二基板設(shè)置于第一基板上，從而這些微元件被夾入到第一和第二基板之間；以及切割第一和第二基板“夾層”，以形成單獨(dú)的發(fā)光面板。在另一實(shí)施例中，第一和第二基板作為材料卷被提供。作為絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝的一部分，多個(gè)承窩或者形成于第一基板上，或者形成于第一基板之中和/或之上。類似地，第一和第二基板可被預(yù)形成，從而使第一基板、第二基板或兩個(gè)基板包括多個(gè)電極。替代地，作為絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝的一部分，多個(gè)電極可設(shè)置于第一基板之上或之內(nèi)、第二基板之上或之內(nèi)、或者第一基板和第二基板之上及之內(nèi)。應(yīng)注意的是，只要適合，可以以任何順序來進(jìn)行生產(chǎn)步驟。還應(yīng)注意的是，微元件可作為絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝的一部分來完成或形成。在另一實(shí)施例中，該絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝是作為連續(xù)高速的流水工藝來進(jìn)行的，其與作為分批處理的一部分來制造的發(fā)光面板相比，具有更高速的制造發(fā)光面板的能力。
如圖8和圖9所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，該絲網(wǎng)生產(chǎn)工藝包括如下工藝步驟首先，進(jìn)行微元件形成工藝800，以形成微元件殼體50，并用等離子形成氣體45填充微元件。接著，進(jìn)行微元件涂敷工藝810，其中這些微元件被涂敷磷300或任何其它適當(dāng)?shù)耐繉?，并產(chǎn)生多個(gè)被涂敷和填充的微元件400。在優(yōu)選實(shí)施例中，微元件的涂敷是通過將微元件浸入到磷微粒的漿液中來實(shí)現(xiàn)的，并允許磷微粒粘附于外表面。此后，通過固化步驟處理這些微元件，以去除被用來產(chǎn)生漿液的溶劑。電路和電極印刷工藝820是在第一基板420上印刷至少一個(gè)電極和任何所需的驅(qū)動(dòng)和控制電路。進(jìn)行圖案化工藝840，以在第一基板上產(chǎn)生多個(gè)腔室并提供多個(gè)承窩430。一般地，該步驟包含施加壓力以及可能時(shí)施加熱量，以使基板材料變形，并在基板中產(chǎn)生多個(gè)凹痕。微元件布置工藝850是在每個(gè)承窩430中布置至少一個(gè)被涂敷和填充的微元件400，由此在第一基板10上的承窩430中得到了具有微元件400的第一基板組件440。如果需要，電極印刷工藝860在第二柔性基板20上印刷至少一個(gè)電極，以產(chǎn)生帶有電極的第二基板410。第二基板的施加和對(duì)準(zhǔn)工藝870是在第一基板組件440上對(duì)準(zhǔn)第二基板410，從而微元件作為組件450被夾入到第一基板和第二基板之間。面板切割工藝880是通過組件450進(jìn)行切割，以形成單獨(dú)的發(fā)光面板460。
絲網(wǎng)生產(chǎn)方法的替代實(shí)施例的工藝流程在圖10中示出。與前述實(shí)施例中的一樣，第一基板是柔性介電材料，該材料是在步驟200中從料輥(payoutreel)輸送的，如前面所討論的，通過借助承窩(凹痕)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)布置和/或在第一基板中/上形成粘接點(diǎn)，或者通過使帶有粘接點(diǎn)的第一基板穿過填充有微元件的振蕩槽，將多個(gè)微元件涂敷于第一基板。
按照代表性的工藝流程，典型地使用噴墨工藝，將電極和其它電路印刷到柔性基板上(步驟202)，然后形成承窩(204)。應(yīng)注意的是，這些步驟可以在相反的次序下進(jìn)行，即承窩可在圖案化電極之前形成。使用噴墨式印刷機(jī)，將導(dǎo)電粘接劑涂敷到承窩上(206)。替代地，經(jīng)過用于在基板材料中產(chǎn)生凹痕的工具來注入粘接劑，能夠?qū)⒉襟E204和206組合在一起。
使用在前述待審批的申請(qǐng)?zhí)枮?0,＿＿(代理機(jī)構(gòu)案號(hào)為SAIC0029-CIP2)的文獻(xiàn)中所述的適當(dāng)方法，將步驟208中單獨(dú)形成的微元件布置于承窩中。如前所述，微元件典型地涂敷有用于發(fā)射可見光的磷材料。在微元件形成工藝步驟208的代表性的實(shí)施例中，通過將微元件浸入到容納有磷微粒漿液的槽中，用磷涂敷微元件，從而使這些微粒粘附于微元件表面。然后，微元件從漿液中被取出，并且接受固化處理，例如熔爐、烤箱或其它熱源，以去除用于形成漿液的各種溶劑，在微元件表面上留下固態(tài)磷涂層。
在步驟212中，通過供熱預(yù)定時(shí)間(基于制造商的推薦)，或在室溫下放置一段很長(zhǎng)的時(shí)間(同樣基于制造商的說明)，引入加壓氣體或者通過其它公知的粘接固化方法，來固化保持微元件的粘接材料，然后，通過用液體介電材料涂敷該基板(步驟214)，在液體形式下涂敷介電薄膜(步驟214)。液體介電材料可以是聚酰亞胺(例如Kapton)或其它聚合材料。
液體電介質(zhì)的涂敷是使用公知的絲網(wǎng)涂敷技術(shù)，該技術(shù)使用了絲網(wǎng)涂敷系統(tǒng)，例如可從Rolltronics(Menlo Park，CA)、Sheldahl，Inc.(Northfield，MN)、Frontier Industrial Technology，Inc.(Towanda，PA)和Applied Films Corp.(Longmont，Co)等在市場(chǎng)上獲得的系統(tǒng)。代表性的涂敷系統(tǒng)包括在大型真空室內(nèi)安裝的絲網(wǎng)處理機(jī)器。該機(jī)器從開卷軸中展開網(wǎng)面，將它包裹在滾筒上，該滾筒可被溫度控制以輔助膜的成型，并且將它繞在卷取軸上。每個(gè)軸可經(jīng)由鏈傳動(dòng)和DC馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，在使用馬達(dá)和齒輪減速箱產(chǎn)生超過可能的更高張力的同時(shí)，允許更好地控制網(wǎng)面速度。來自光編碼器的信號(hào)被傳送到工藝控制器，用于一個(gè)馬達(dá)的速度控制和未卷繞長(zhǎng)度的測(cè)量。另一個(gè)馬達(dá)在再生模式下操作，以產(chǎn)生阻止張力。用于涂敷多層薄膜的代表性的沉積工藝包括將滾筒定位于第一沉積裝置上，例如，噴霧器或蒸發(fā)器。固定長(zhǎng)度的網(wǎng)面在第一通道中被展開，以沉積第一薄膜。然后，馬達(dá)方向被反向并且在第二通道中沉積第二薄膜。接著，滾筒被側(cè)向移動(dòng)，以將其定位于第二沉積裝置上，該第二沉積裝置例如可以是噴霧器、蒸發(fā)器或噴墨頭。網(wǎng)面方向第三次被反向并且在第三通道中沉積第三涂層。在各種情況下，網(wǎng)面速度都按照期望的涂層厚度和沉積率來確定。一替代的結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于開卷軸和卷取軸之間的一個(gè)或多個(gè)積累器(accumulators)，其允許一段又一段的網(wǎng)面沿著工藝線路停留于特定位置，例如在一個(gè)延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)將薄膜沉積或固化，而無需中止工藝中的所有其它步驟或干擾網(wǎng)面的張力。
可使用化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體CVD或其它氣相沉積方法、濺射，將電介質(zhì)膜作為薄膜進(jìn)行涂敷，或者作為液體“涂料”進(jìn)行涂敷，例如在磁性記錄介質(zhì)的涂敷中所使用的滾筒涂敷方法之一。例如參見美國(guó)專利號(hào)為6,322,010的文獻(xiàn)，在此并入其公開的內(nèi)容整體進(jìn)行參考。在優(yōu)選實(shí)施例中，液體處理被用來以相對(duì)精確的薄膜公差，例如±1％，在100微米的級(jí)別上產(chǎn)生薄膜。介電材料在液體形式下的粘性被選擇為確保微元件表面完全潤(rùn)濕，以達(dá)到覆蓋微元件的程度；以及確保膜厚度的均勻性。需在形成電介質(zhì)膜的過程中觀察的關(guān)鍵參數(shù)是介電性能的均勻性，從而表面閃絡(luò)(絕緣體表面上或上方出現(xiàn)的電壓擊穿)和整塊電介質(zhì)擊穿特性被嚴(yán)格地控制，以在將電壓施加到與給定微元件相對(duì)應(yīng)的電極上時(shí)，使越過任何電介質(zhì)間斷處時(shí)產(chǎn)生的閃絡(luò)或電壓擊穿的可能性最小。典型的良好介電材料在整塊中每千分之一英寸具有500至5000伏特范圍內(nèi)的擊穿電壓(約200至2000kV/cm)，優(yōu)選范圍是每千分之一英寸1000伏特(400kV/cm)或更高。表面閃絡(luò)磁場(chǎng)強(qiáng)度也是每千分之一英寸1000伏特(400kV/cm)。這將部分通過材料的選擇和主要用薄膜涂層(例如樹脂或環(huán)氧)涂敷電極和微元件表面來實(shí)現(xiàn)。該涂層禁止電子流動(dòng)于電極之間的表面上，由此提高它的閃絡(luò)電壓。此外，在100kHz至1MHz之間，良好的介電材料的損耗因數(shù)典型地在0.01至0.1的范圍之內(nèi)，是優(yōu)選的。在該頻率范圍下介電常數(shù)的代表性范圍是3.5至5。
通過在液體介電材料中包含表面活性劑能夠增強(qiáng)潤(rùn)濕，以控制液體的表面能量。替代地，或者此外，表面活性劑還可涂敷于微元件的外表面，以有助于完全潤(rùn)濕。通過使用被精確定位于滾筒上的刮具或刀刃，在絲網(wǎng)材料離開滾筒時(shí)去除所有過量的厚度，能夠進(jìn)一步有助于獲得介電薄膜的均勻厚度。
液體電介質(zhì)的粘性和表面張力也可被控制成在每個(gè)微元件周圍產(chǎn)生正彎月面、中間面或負(fù)彎月面(meniscus)。在一個(gè)實(shí)施例中，負(fù)彎月面造成與微元件鄰接的表面降低。
然后固化介電材料(步驟216)，以形成均勻薄膜，該均勻薄膜至少部分覆蓋微元件并被插入到第一基板和使用液體電介質(zhì)形成的介電層的組合之內(nèi)的適當(dāng)位置。固化典型地是通過使絲網(wǎng)材料穿過一加熱室來實(shí)現(xiàn)的，該加熱室被設(shè)定為適用于固化該介電薄膜的溫度。由于液體電介質(zhì)典型地是可從市場(chǎng)上獲得的產(chǎn)品，該固化步驟的溫度和持續(xù)時(shí)間將以制造商對(duì)所選液體材料的推薦為基礎(chǔ)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，所推薦的固化條件的某些變化也可被結(jié)合用于與正在使用的特定絲網(wǎng)制造設(shè)備或工藝兼容。將被固化的絲網(wǎng)材料部分可通過使用積累器中止或減速，或者加熱室可具有一長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度被設(shè)計(jì)為在絲網(wǎng)材料于預(yù)定速度移動(dòng)的同時(shí)提供在該室內(nèi)足夠的持續(xù)時(shí)間，或兩個(gè)的組合。
在優(yōu)選實(shí)施例中，微元件的一部分在介電薄膜的固化之后被暴露?？紤]圖5的實(shí)施例作為實(shí)例，液體電介質(zhì)的第一涂敷得到了介電層65a，該介電層65a恰好覆蓋在微元件50的一半高度之下。
通過將導(dǎo)電液體涂敷于第二基板的上表面來形成電極(步驟218)?？梢允褂霉墓饪碳夹g(shù)，例如在整個(gè)區(qū)域上進(jìn)行導(dǎo)電薄膜沉積、光阻材料沉積、掩模曝光和顯影，接著通過蝕刻，或者通過印刷(例如噴墨印刷)，或者通過使用液體(使用液體特性之一或組合將這些液體選擇性地引至期望的位置，這些特性包括表面張力、粘性、厚度和導(dǎo)電性)，將這些電極圖案化。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用噴墨印刷技術(shù)來涂敷導(dǎo)電油墨。該油墨含有銅、氧化銦、銀或環(huán)氧或類環(huán)氧材料中所攜帶的其它導(dǎo)電材料。合適的導(dǎo)電油墨可從市場(chǎng)上獲得，其要在1250mhos/cm或更高范圍中具有導(dǎo)電性。在印刷之后，根據(jù)制造商的推薦來固化導(dǎo)電油墨(步驟220)。
在替代實(shí)施例中，形成介電層的液體介電材料的特性可被選擇為產(chǎn)生可將微元件連接成一行的窄槽或凹陷，即在沉積時(shí)形成負(fù)彎月面，或者可在固化期間產(chǎn)生少量收縮來產(chǎn)生凹陷。用來形成電極的導(dǎo)電液體被選擇為具有一定的粘性和厚度，從而液體將被吸至凹陷中并將其充滿，由此產(chǎn)生在微元件之間延伸的導(dǎo)電線路。然而重要的是，導(dǎo)電薄膜并未粘住微元件本身。因此，液體導(dǎo)體應(yīng)當(dāng)包含防止微元件表面潤(rùn)濕的成分。在該替代實(shí)施例中的附加步驟可以是除了在介電層中填充凹陷之外從介電層表面刮掉所有過量的導(dǎo)體。例如，可使用橡膠滾軸或其它刮具使組件外表面平坦，從而導(dǎo)體與介電層外表面齊平。在導(dǎo)電薄膜沉積之后，一般按照材料制造商提供的說明進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓袒襟E。
如果已經(jīng)沉積未圖案化的導(dǎo)電薄膜，即產(chǎn)生導(dǎo)電薄膜的固體層，則可以使用傳統(tǒng)的光刻方法使該薄膜圖案化，在該方法中，在導(dǎo)電薄膜的頂部上形成光阻材料層，通過帶有期望電極圖案的掩模曝光該光阻材料，使該光阻材料顯影，從而保留期望的電極圖案，使用化學(xué)或等離子蝕刻將該導(dǎo)體選擇性地蝕刻掉，然后剝?nèi)ナＳ嗟墓庾璨牧希粝乱褕D案化的電極。圖案化的其它形式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，包括電子束寫入或激光燒蝕。
在使用光刻方法形成電極的替代方法中，在形成導(dǎo)電層之后，在導(dǎo)電層的頂部上沉積感光材料的涂層，例如光阻材料的涂層。設(shè)置接觸掩模，該接觸掩模由柔性光波導(dǎo)形成，該柔性光波導(dǎo)具有覆蓋該絲網(wǎng)材料截面的全部或相當(dāng)大區(qū)域的大表面區(qū)域。代表性的波導(dǎo)裝置在美國(guó)專利號(hào)為6,091,874的文獻(xiàn)中有所描述，在此將其全部并入?yún)⒖肌Ｊ共▽?dǎo)材料圖案化，從而其覆層的折射率被選擇性地增大，從而它在與將限定有電極的期望位置相對(duì)應(yīng)的位置處“滲漏”。使用傳統(tǒng)的耦合方法，將用于光阻材料曝光的適當(dāng)波長(zhǎng)的光，典型地由激光源或高輝度燈發(fā)出的光，耦合到波導(dǎo)中。在其上將形成圖案的、涂敷有光阻材料的導(dǎo)電層的整個(gè)區(qū)域上，柔性波導(dǎo)與在下面的圖案對(duì)準(zhǔn)。然后，通過在波導(dǎo)選擇性地漏洞中發(fā)射的光，將光阻材料曝光。在固化光阻材料和去除未曝光的抗蝕材料之后，選擇性地蝕刻導(dǎo)電材料，以在期望位置處形成電極。
在該裝置的實(shí)施例中需要多個(gè)導(dǎo)體層，例如參見圖5-7的實(shí)施例，在固化以及如果需要圖案化導(dǎo)電薄膜以形成電極之后，如上所述通過使絲網(wǎng)材料經(jīng)過液體電介質(zhì)沉積工藝來進(jìn)行液體電介質(zhì)的另一沉積。在形成第二介電層之后，進(jìn)行另一步驟，以產(chǎn)生附加的電極。參見圖7，其示出了介電層65a、65b和65c分別與第二尋址電極85、第一尋址電極80和第一保持電極70交替，從而絲網(wǎng)制造工藝包括用于沉積液體電介質(zhì)以形成介電層的三個(gè)單獨(dú)的步驟以及用于沉積導(dǎo)電液體以形成電極的三個(gè)單獨(dú)的步驟。
在形成最終(最上方)電極之后，或者使用液體電介質(zhì)均勻涂敷于組件之上，或者使用柔性薄片材料(sheet material)覆蓋在發(fā)光面板組件的頂部之上，來涂敷保護(hù)層，例如圖7中的層20。如果使用液體，則該組件必須再經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓袒襟E(224)進(jìn)行處理。然后，在切割步驟中將面板切割成期望的尺寸(226)。
在一實(shí)施例中，在步驟222中涂敷頂層之前，可包括一任選的對(duì)比度增強(qiáng)層，其中微元件被暗色(優(yōu)選黑色)的背景區(qū)域包圍。一種用于涂敷該暗色掩模層的方法包括用炭黑微粒的漿液(219)或近似黑色的可固化液體，涂敷包圍微元件的區(qū)域，即介電層和導(dǎo)電線路?？梢酝ㄟ^將漿液均勻涂敷到組件的上表面，然后使用橡膠滾軸從微元件上去除該材料，來涂敷該涂層。替代地，使用噴墨式印刷機(jī)可涂敷該漿液，其將該印刷機(jī)目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)，以可選擇地涂敷該漿液產(chǎn)生環(huán)形或包圍每個(gè)微元件的其它圖案。在沉積該涂層之后，進(jìn)行固化步驟，以通過去除用以制作漿液的溶劑來干燥黑色掩模層。在形成黑色掩模層的又一個(gè)替代方法中，在炭黑漿液固化之后，可使用光刻工藝從微元件表面選擇性地蝕刻黑膜。
在絲網(wǎng)制造工藝的另一個(gè)替代實(shí)施例中，使用混合的薄片/液體工藝。如圖9中所示的絲網(wǎng)制造工藝的第一實(shí)施例所述，涂敷第二基板作為薄片材料，其中在第二基板中形成開口，以與微元件的位置相對(duì)應(yīng)。然而在這個(gè)實(shí)施例中，這些開口未被嚴(yán)格地規(guī)定公差來配合微元件，而是更大一些，由此將開口與微元件對(duì)準(zhǔn)需要較低的精度。然后，通過噴墨工藝涂敷液體電介質(zhì)，該液體電介質(zhì)具有與第二基板材料相近或相匹配的介電特性，或者將該液體電介質(zhì)涂敷于整個(gè)表面之上。如果其被涂敷于整個(gè)表面之上，則使用刮具或橡膠滾軸輔助將液體強(qiáng)壓到微元件之間的空間以及第二基板開口的內(nèi)邊緣中。選擇液體介電材料的粘性和表面能量，以潤(rùn)濕微元件表面，并填充第二基板和微元件之間的任何間隙。在固化之后，連續(xù)的介電薄膜與前述實(shí)施例中一樣包圍著微元件。
在又一個(gè)實(shí)施例中，在形成保護(hù)層步驟(224)之后以及在切割之前，通過在組件的整個(gè)頂面之上沉積導(dǎo)電液體來形成RF屏，其中導(dǎo)電液體是清澈的或者在被固化時(shí)變得清澈。例如，可使用銦-錫-氧(ITO)，然而其它透明的導(dǎo)電涂層也是公知的，包括透明金(TPG)和透明銀或鋁基涂層。理想的是，將附加的保護(hù)介電層涂敷于RF屏之上，其可使用液體介電材料，隨后通過固化或者通過在組件之上涂敷一介電材料薄層來進(jìn)行。除了用作RF屏之外，透明導(dǎo)電材料還可用在發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)中，以有助于實(shí)現(xiàn)正面向上(heads-up)的顯示器，將該顯示器用在機(jī)動(dòng)車輛中，其目的是使駕駛員能夠閱讀顯示器而無需從路面轉(zhuǎn)移其目光。
在此所公開的本發(fā)明的應(yīng)用和實(shí)踐的構(gòu)思中，本發(fā)明的其它實(shí)施例和應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。目前的描述和實(shí)例僅被視為是代表性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由所附權(quán)利要求來表明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，每個(gè)所公開的實(shí)施例的變化和改型(包括其組合)均落入由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于制造絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)光面板的方法，包括(a)提供一絲網(wǎng)形式的第一基板，該第一基板具有多個(gè)形成于其上的第一導(dǎo)體；(b)在該第一基板上、與所述多個(gè)導(dǎo)體相對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一位置的每一個(gè)處，設(shè)置多個(gè)微元件中的至少一個(gè)微元件，每個(gè)微元件都適合于響應(yīng)電激勵(lì)而發(fā)光；(c)在該第一基板上沉積液體介電材料，以使所述多個(gè)微元件相互電隔離；(d)固化該液體介電材料以形成一介電層；(e)在適合于與所述第一導(dǎo)體相互作用以激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)所選微元件的多個(gè)第二位置處的該介電層的頂部上沉積導(dǎo)電液體；(f)固化該導(dǎo)電液體，以產(chǎn)生用于提供第二導(dǎo)體的一導(dǎo)電薄膜；(g)在該介電層和所述第二導(dǎo)體上涂敷一頂層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微元件涂敷有磷材料。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該磷材料是通過將所述微元件浸入到磷微粒漿液中、然后固化形成于所述微元件上的磷涂層而被涂敷到所述微元件上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(g)之前還包括步驟在該第一基板和導(dǎo)電層上沉積一液體黑色掩模層；以及固化液體掩模材料，以形成黑色掩模層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括光刻圖案化該導(dǎo)電薄膜，以形成第二導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該光刻圖案化的步驟包括通過使感光材料與滲漏的光波導(dǎo)接觸，選擇性地曝光該感光材料。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一基板具有多個(gè)形成于其中的凹痕，其中在所述多個(gè)第一位置的每一個(gè)處形成一個(gè)凹痕。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中粘接材料被涂敷到所述多個(gè)凹痕的每一個(gè)之內(nèi)，用于在所述凹痕中固定所述微元件。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該沉積導(dǎo)電液體的步驟包括用導(dǎo)電油墨印刷電極圖案。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該印刷包括噴墨印刷。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該液體介電材料具有適合提供越過該第一基板的均勻厚度的表面張力。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該液體介電材料包括表面活性劑。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在該頂層之上設(shè)置一RF屏。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(g)之前還包括重復(fù)步驟(c)至(f)至少一次，以形成附加的導(dǎo)體。
15.一種用于形成柔性發(fā)光面板的方法，包括(a)從絲網(wǎng)涂層機(jī)器的料輥中輸送第一電介質(zhì)基板材料；(b)在該第一介電材料上印刷第一多個(gè)電極；(c)在印刷所述第一多個(gè)電極之前或之后，在該第一介電材料中的多個(gè)位置處形成多個(gè)承窩；(d)在所述多個(gè)承窩的每個(gè)承窩中設(shè)置至少一個(gè)微元件，其中所述至少一個(gè)微元件適合于響應(yīng)電激勵(lì)而發(fā)光；(e)在該第一介電材料、所述第一多個(gè)電極和所述多個(gè)微元件的每一個(gè)微元件的至少一部分之上涂敷液體介電材料；(f)固化該液體介電材料，以形成一介電層；(g)使用導(dǎo)電油墨在該介電層之上印刷第二多個(gè)電極；(h)固化該導(dǎo)電油墨；(i)在該介電層、所述第二多個(gè)電極和所述微元件之上涂敷一頂層。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中還包括步驟在所述多個(gè)承窩的每一個(gè)之內(nèi)涂敷粘接材料，以在所述承窩中固定所述微元件。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(d)包括使用靜電薄片傳送，以將每個(gè)微元件布置到適當(dāng)?shù)某懈C中。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(g)包括噴墨印刷。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該液體介電材料具有適合于提供越過該第一基板的均勻厚度的表面張力。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該液體介電材料包括表面活性劑。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中還包括在該頂層之上設(shè)置一RF屏。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在步驟(i)之前還包括重復(fù)步驟(e)至(h)至少一次，以形成至少一附加的多個(gè)電極。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述微元件涂敷有磷材料。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中該磷材料是通過將所述微元件浸入到磷微粒漿液中、然后固化形成于所述微元件上的磷涂層而被涂敷到所述微元件上。
25.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在步驟(i)之前還包括步驟在該第一基板和該導(dǎo)電層上沉積一液體黑色掩模層；以及固化液體掩模材料，以形成黑色掩模層。
26.一種用于形成柔性發(fā)光面板的方法，包括(a)從絲網(wǎng)涂層機(jī)器的料輥中輸送第一電介質(zhì)基板材料；(b)在該第一介電材料上印刷第一多個(gè)電極；(c)在印刷所述第一多個(gè)電極之前或之后，在該第一介電材料中的多個(gè)位置處形成多個(gè)承窩；(d)在所述多個(gè)承窩的每一個(gè)承窩中設(shè)置至少一個(gè)微元件，其中所述至少一個(gè)微元件適合于響應(yīng)電激勵(lì)而發(fā)光；(e)在該第一電介質(zhì)基板材料和所述第一多個(gè)電極之上對(duì)準(zhǔn)具有介電性能的第二薄片材料，其中該第二電介質(zhì)薄片材料具有對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)位置的多個(gè)穿透的開口，所述多個(gè)開口具有比所述微元件的外徑更大的直徑；從而在每個(gè)開口的內(nèi)徑和每個(gè)微元件的外徑之間產(chǎn)生間隙；(f)在該第二薄片材料的至少一部分之上涂敷液體介電材料，從而填充對(duì)應(yīng)于每個(gè)微元件的間隙，該液體介電材料具有適合控制所述微元件的電場(chǎng)和擊穿特性的介電性能；(g)固化該液體介電材料；(h)使用導(dǎo)電油墨在該第二薄片材料之上印刷第二多個(gè)電極；(i)固化該導(dǎo)電油墨；(j)在該第二薄片材料、所述第二多個(gè)電極和所述微元件之上涂敷一頂層。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中還包括步驟在所述多個(gè)承窩的每一個(gè)之內(nèi)涂敷粘接材料，以在所述承窩中固定所述微元件。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中步驟(d)包括使用靜電薄片傳送將每一個(gè)微元件布置到適當(dāng)?shù)某懈C中。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中步驟(h)包括噴墨印刷。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，其中該液體介電材料包括表面活性劑。
31.如權(quán)利要求26所述的方法，其中還包括在該頂層之上設(shè)置一RF屏。
32.如權(quán)利要求26所述的方法，其中在步驟(j)之前還包括重復(fù)步驟(e)至(i)至少一次，以形成至少一附加的多個(gè)電極。
33.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述微元件涂敷有磷材料。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中該磷材料是通過將所述微元件浸入到磷微粒漿液中、然后固化形成于所述微元件上的磷涂層而被涂敷到所述微元件上。
35.如權(quán)利要求26所述的方法，其中在步驟(j)之前還包括步驟在該第一基板和該導(dǎo)電層上沉積一液體黑色掩模層；以及固化液體掩模材料，以形成黑色掩模層。
全文摘要
一種用于制造發(fā)光面板的方法，其將多個(gè)微元件夾入到絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)柔性基板之間。每個(gè)微元件容納有氣體或氣體混合物，其能夠在經(jīng)由至少兩個(gè)電極提供越過微元件的足夠大的電壓時(shí)電離。微元件設(shè)置在形成于第一電介質(zhì)基板中的預(yù)定位置處的承窩中，從而它們與第一基板中印制的電極相鄰。使用液體工藝或組合的液體和薄片工藝來形成介電層和用作電極的導(dǎo)體，其中液體材料涂敷于底層表面，然后被固化以完成層的形成。這些組合的層涂敷有保護(hù)涂層，并可包括RF屏蔽層。在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用噴墨工藝來涂敷導(dǎo)電油墨實(shí)現(xiàn)這些導(dǎo)體的圖案化。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用滲漏的光波導(dǎo)作為接觸掩模，可光刻圖案化導(dǎo)體。
文檔編號(hào)A61L2/10GK1675731SQ03819365
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2003年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者艾伯特·M·格林, E·維克托·喬治, N·康弗斯·韋思 申請(qǐng)人:科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司