侧阴极高栅控结构的平板显示器及其制作工艺的制作方法

文档序号:2936001阅读:129来源:国知局
专利名称:侧阴极高栅控结构的平板显示器及其制作工艺的制作方法
技术领域
本发明属于平板显示技术领域、微电子科学与技术领域、真空科学与技术领域以及纳米科学与技术领域的相互交叉领域,涉及到平板场致发射显示器的器件制作,具体涉及到碳纳米管阴极的平板场致发射显示器的器件制作方面的内容,特别涉及一种侧阴极高栅控结构的平板显示器及其制作工艺。
背景技术
碳纳米管具有高的纵横比率,在外加电场强度的作用下能够发射出大量的电子,呈现出优良的场致发射特性,这早已引起了众多科研人员的高度重视。利用碳纳米管作为阴极材料而制作的场致发射显示器是一种新型的平面显示设备,也是一种十分重要的人机交流主要渠道,它可以使场致发射显示器变得更薄、更亮、更清晰。场致发射显示器能够把阴极射线管显示器的明亮清晰与液晶显示器的轻、薄相结合起来,具有了液晶显示器的薄型化厚度,类似阴极射线管显示器的快响应速度以及比液晶显示器大得多的高亮度,视角更宽广,无论从显示器大小、响应时间、亮度等方面,场致发射显示器都具有明显的优势。
为了降低总体器件成本,以便于和常规的集成驱动电路相联系,制作三极结构的场致发射显示器已经成为了一种必然的选择。目前,在大多数的显示器件当中都采用了栅极结构位于碳纳米管阴极结构上方的结构形式,其制作工艺相对比较简单,栅极的控制作用比较显著。除此之外,还有其它各种各样的栅极结构控制模式,各不相同。但其本质上是相一致的,那就是尽可能的增大碳纳米管阴极表面顶端的电场强度,迫使碳纳米管发射出更多的电子。因此,究竟选取哪一种栅极控制模式,这是需要解决的首要问题。其次,如何进一步缩小栅极结构和碳纳米管阴极结构二者之间的距离,如何尽可能的降低栅极结构的工作电压,以及如何如何增强栅极结构的控制性能,等等,这些也都是急需解决的问题。
此外,在三极结构的平板场致发射显示器件当中,在确保栅极结构对碳纳米管阴极具有良好控制作用的前提下,还需要尽可能的降低总体器件成本,进行稳定可靠、成本低廉、性能优良、高质量的器件制作。

发明内容
本发明的目的在于克服上述平板显示器件中存在的缺点和不足而提供一种成本低廉、制作过程稳定可靠、制作成功率高、结构简单的侧阴极高栅控结构的平板显示器及其制作工艺。
本发明的目的是这样实现的,包括由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔;在阳极玻璃面板上有阳极导电层、制备在阳极导电层上面的荧光粉层以及在阳极导电层的非显示区域印刷的绝缘浆料层;位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件,在阴极玻璃面板上有阴极导电层、碳纳米管以及侧阴极高栅控结构。
所述的侧阴极高栅控结构的衬底材料为玻璃,也就是阴极玻璃面板;阴极玻璃面板上面的印刷的绝缘浆料层形成阻滞层;阻滞层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层;栅极引线层上面的印刷的绝缘浆料形成隔离层;隔离层上面存在小圆孔,暴露出底部的栅极引线层;隔离层上面的印刷的绝缘浆料形成本底层;本底层为类圆柱体型形状,即本底层的下部分为圆柱体型形状,其下表面与隔离层相接触,上表面上略向上呈现一个圆锥状的小凸起,使得从本底层上表面的中心点处到边缘处略形成斜坡面;本底层的上表面下面存在着一个向本底层内部凹陷的小半圆型缺陷,环绕在本底层的周围,将本底层的上表面部分和下部分的圆柱体型形分隔开来;本底层的中心位置是空的,用于布设栅极延长线;本底层的上表面上的刻蚀后的金属层形成调控栅极层;调控栅极层布满本底层的整个上表面;调控栅极层是通过位于本底层中空位置的栅极延长线而和底部的栅极引线层相互连通的;调控栅极层上面的印刷的绝缘浆料层形成栅极覆盖层;本底层下部分侧面上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层;阴极导电层布满本底层自小半圆型缺陷以下的整个本底层侧面;隔离层上面的刻蚀后的金属层形成阴极引线层;阴极引线层和阴极导电层是相互连通的;阴极引线层上面的印刷的绝缘浆料形成阴极覆盖层;碳纳米管制备在阴极导电层的上面。
所述的侧阴极高栅控结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上;栅极引线层为金属金、银、铜、铝、钼、铬、锡;栅极延长线为金属金、银、铝、钼、铬;调控栅极层为金属金、银、铝、钼、铬、铟;阴极引线层为金属金、银、铝、铜、钼、铬、锡、铟;阴极引线层的走向和栅极引线层的走向是相互垂直的;阴极导电层为金属铁、钴、镍。
一种侧阴极高栅控结构的平板显示器的制作工艺,其制作工艺如下1)阴极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行划割,制作出阴极玻璃面板;2)阻滞层的制作在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成阻滞层;3)栅极引线层的制作在阻滞层的上面制备出一个金属层,刻蚀后形成栅极引线层;4)隔离层的制作在栅极引线层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成隔离层;5)本底层的制作在隔离层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成本底层;6)栅极延长线的制作在本底层的中空位置制备出一个金属层,刻蚀后形成栅极延长线;7)调控栅极层的制作在本底层的顶部上表面制备出一个金属层,刻蚀后形成调控栅极层;8)栅极覆盖层的制作在调控栅极层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成栅极覆盖层;9)阴极导电层的制作在本底层下部分的侧面上制备出一个金属层,刻蚀后形成阴极导电层;10)阴极引线层的制作在隔离层的上面制备出一个金属层,刻蚀后形成阴极引线层;11)阴极覆盖层的制作在阴极引线层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成阴极覆盖层;12)侧阴极高栅控结构的表面清洁处理对侧阴极高栅控结构的表面进行清洁处理,除掉杂质和灰尘;13)碳纳米管的制备将碳纳米管制备在阴极导电层上面;14)阳极玻璃面板的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割,制作出阳极玻璃面板;15)阳极导电层的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层;刻蚀后形成阳极导电层;16)绝缘浆料层的制作在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层;17)荧光粉层的制作在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层;18)器件装配将阴极玻璃面板、阳极玻璃面板、支撑墙结构[17]和四周玻璃围框[18]装配到一起,并将消气剂[19]放入到空腔当中,用低熔点玻璃粉固定。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉,用夹子固定;19)成品制作对已经装配好的器件进行封装工艺形成成品件。
所述步骤16具体为在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层,用于防止寄生电子发射;经过烘烤,烘烤温度150℃,保持时间5分钟,之后,放置在烧结炉中进行高温烧结,烧结温度580℃,保持时间10分钟。
所述步骤17具体为在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层;在烘箱当中进行烘烤,烘烤温度120℃,保持时间10分钟。
所述步骤19具体为对已经装配好的器件进行如下的封装工艺将样品器件放入烘箱当中进行烘烤;放入烧结炉当中进行高温烧结;在排气台上进行器件排气、封离,在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消,最后加装管脚形成成品件。
本发明具有如下的积极效果首先,在所述的侧阴极高栅控结构中,将栅极制作在了碳纳米管阴极的上方,并将碳纳米管阴极和控制栅极同时制作在了同一个本底层的上面。这样,当在栅极上施加适当电压以后,就会在碳纳米管阴极表面顶端形成强大的电场强度,迫使碳纳米管发射出大量的电子,体现了栅极结构的强有力控制作用。能够进一步缩减栅极结构和碳纳米管阴极结构之间的距离,降低器件的工作电压。与此同时,将栅极结构和阴极结构高度集成到一起,有助于促进整体器件的高度集成化发展。
其次,在所述的侧阴极高栅控结构中,将碳纳米管阴极制备在了本底层下部分侧面阴极导电层的上面。这样,能够极大地增加碳纳米管阴极的场致电子发射面积,使得更多的碳纳米管都参与电子发射,有利于的提高了碳纳米管阴极的电子发射效率,有利于进一步提高整体显示器件的分辨率和显示图像质量。
此外,在所述的侧阴极高栅控结构中,并没有采用特殊的结构制作材料,也没有采用特殊的器件制作工艺,这在很大程度上就进一步降低了整体平板显示器件的制作成本,简化了器件的制作过程,能够进行大面积的器件制作,有利于进行商业化的大规模生产。


图1给出了侧阴极高栅控结构的纵向结构示意图;图2给出了侧阴极高栅控结构的横向结构示意图;图3给出了带有侧阴极高栅控结构的、碳纳米管场致发射平面显示器的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
所述的一种侧阴极高栅控结构的平板显示器,包括由阴极玻璃面板[1]、阳极玻璃面板[13]和四周玻璃围框[18]所构成的密封真空腔;在阳极玻璃面板上有阳极导电层[14]、制备在阳极导电层上面的荧光粉层[16]以及在阳极导电层的非显示区域印刷的绝缘浆料层[15];位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构[17]以及消气剂附属元件[19],在阴极玻璃面板上有阴极导电层[9]、碳纳米管[12]以及侧阴极高栅控结构。
所述的侧阴极高栅控结构包括阴极玻璃面板[1]、阻滞层[2]、栅极引线层[3]、隔离层[4]、本底层[5]、栅极延长线[6]、调控栅极层[7]、栅极覆盖层[8]、阴极导电层[9]、阴极引线层[10]、阴极覆盖层[11]和碳纳米管[12]部分。
所述的侧阴极高栅控结构的衬底材料为玻璃,如钠钙玻璃、硼硅玻璃,也就是阴极玻璃面板;阴极玻璃面板上面的印刷的绝缘浆料层形成阻滞层;阻滞层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层;栅极引线层上面的印刷的绝缘浆料形成隔离层;隔离层上面存在小圆孔,暴露出底部的栅极引线层;隔离层上面的印刷的绝缘浆料形成本底层;本底层为类圆柱体型形状,即本底层的下部分为圆柱体型形状,其下表面与隔离层相接触,上表面上略向上呈现一个圆锥状的小凸起,使得从本底层上表面的中心点处到边缘处略形成斜坡面;本底层的上表面下面存在着一个向本底层内部凹陷的小半圆型缺陷,环绕在本底层的周围,将本底层的上表面部分和下部分的圆柱体型形分隔开来;本底层的中心位置是空的,用于布设栅极延长线;本底层的上表面上的刻蚀后的金属层形成调控栅极层;调控栅极层布满本底层的整个上表面;调控栅极层是通过位于本底层中空位置的栅极延长线而和底部的栅极引线层相互连通的;调控栅极层上面的印刷的绝缘浆料层形成栅极覆盖层;本底层下部分侧面上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层;阴极导电层布满本底层自小半圆型缺陷以下的整个本底层侧面;隔离层上面的刻蚀后的金属层形成阴极引线层;阴极引线层和阴极导电层是相互连通的;阴极引线层上面的印刷的绝缘浆料形成阴极覆盖层;碳纳米管制备在阴极导电层的上面。
所述的侧阴极高栅控结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上;栅极引线层可以为金属金、银、铜、铝、钼、铬、锡;栅极延长线可以为金属金、银、铝、钼、铬;调控栅极层可以为金属金、银、铝、钼、铬、铟;阴极引线层可以为金属金、银、铝、铜、钼、铬、锡、铟;阴极引线层的走向和栅极引线层的走向是相互垂直的;阴极导电层可以为金属铁、钴、镍。
一种带有侧阴极高栅控结构的平板显示器的制作工艺,其制作工艺如下1)阴极玻璃面板[1]的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割,制作出阴极玻璃面板;2)阻滞层[2]的制作在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成阻滞层;3)栅极引线层[3]的制作在阻滞层的上面制备出一个金属铬层,刻蚀后形成栅极引线层;4)隔离层[4]的制作在栅极引线层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成隔离层;5)本底层[5]的制作在隔离层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成本底层;6)栅极延长线[6]的制作在本底层的中空位置制备出一个金属铬层,刻蚀后形成栅极延长线;7)调控栅极层[7]的制作在本底层的顶部上表面制备出一个金属铬层,刻蚀后形成调控栅极层;8)栅极覆盖层[8]的制作在调控栅极层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成栅极覆盖层;9)阴极导电层[9]的制作在本底层下部分的侧面上制备出一个金属镍层,刻蚀后形成阴极导电层;10)阴极引线层[10]的制作在隔离层的上面制备出一个金属钼层,刻蚀后形成阴极引线层;11)阴极覆盖层[11]的制作在阴极引线层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成阴极覆盖层;12)侧阴极高栅控结构的表面清洁处理对侧阴极高栅控结构的表面进行清洁处理,除掉杂质和灰尘;
13)碳纳米管[12]的制备将碳纳米管制备在阴极导电层上面;14)阳极玻璃面板[13]的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割,制作出阳极玻璃面板;15)阳极导电层[14]的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层;刻蚀后形成阳极导电层;16)绝缘浆料层[15]的制作在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层;17)荧光粉层[16]的制作在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层;18)器件装配将阴极玻璃面板、阳极玻璃面板、支撑墙结构[17]和四周玻璃围框[18]装配到一起,并将消气剂[19]放入到空腔当中,用低熔点玻璃粉固定。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉,用夹子固定;19)成品制作对已经装配好的器件进行封装工艺形成成品件。
所述步骤16具体为在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层,用于防止寄生电子发射;经过烘烤(烘烤温度150℃,保持时间5分钟)之后,放置在烧结炉中进行高温烧结(烧结温度580℃,保持时间10分钟);所述步骤17具体为在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层;在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度120℃,保持时间10分钟);所述步骤19具体为对已经装配好的器件进行如下的封装工艺将样品器件放入烘箱当中进行烘烤;放入烧结炉当中进行高温烧结;在排气台上进行器件排气、封离,在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消,最后加装管脚形成成品件。
权利要求
1.一种侧阴极高栅控结构的平板显示器,包括由阴极玻璃面板[1]、阳极玻璃面板[13]和四周玻璃围框[18]所构成的密封真空腔;在阳极玻璃面板上有阳极导电层[14]、制备在阳极导电层上面的荧光粉层[16]以及在阳极导电层的非显示区域印刷的绝缘浆料层[15];位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构[17]以及消气剂附属元件[19],其特征在于在阴极玻璃面板上有阴极导电层[9]、碳纳米管[12]以及侧阴极高栅控结构。
2.根据权利要求1所述的侧阴极高栅控结构的平板显示器,其特征在于所述的侧阴极高栅控结构的衬底材料为玻璃,也就是阴极玻璃面板;阴极玻璃面板上面的印刷的绝缘浆料层形成阻滞层;阻滞层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层;栅极引线层上面的印刷的绝缘浆料形成隔离层;隔离层上面存在小圆孔,暴露出底部的栅极引线层;隔离层上面的印刷的绝缘浆料形成本底层;本底层为类圆柱体型形状,即本底层的下部分为圆柱体型形状,其下表面与隔离层相接触,上表面上略向上呈现一个圆锥状的小凸起,使得从本底层上表面的中心点处到边缘处略形成斜坡面;本底层的上表面下面存在着一个向本底层内部凹陷的小半圆型缺陷,环绕在本底层的周围,将本底层的上表面部分和下部分的圆柱体型形分隔开来;本底层的中心位置是空的,用于布设栅极延长线;本底层的上表面上的刻蚀后的金属层形成调控栅极层;调控栅极层布满本底层的整个上表面;调控栅极层是通过位于本底层中空位置的栅极延长线而和底部的栅极引线层相互连通的;调控栅极层上面的印刷的绝缘浆料层形成栅极覆盖层;本底层下部分侧面上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层;阴极导电层布满本底层自小半圆型缺陷以下的整个本底层侧面;隔离层上面的刻蚀后的金属层形成阴极引线层;阴极引线层和阴极导电层是相互连通的;阴极引线层上面的印刷的绝缘浆料形成阴极覆盖层;碳纳米管制备在阴极导电层的上面。
3.根据权利要求2所述的侧阴极高栅控结构的平板显示器,其特征在于所述的侧阴极高栅控结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上;栅极引线层为金属金、银、铜、铝、钼、铬、锡;栅极延长线为金属金、银、铝、钼、铬;调控栅极层为金属金、银、铝、钼、铬、铟;阴极引线层为金属金、银、铝、铜、钼、铬、锡、铟;阴极引线层的走向和栅极引线层的走向是相互垂直的;阴极导电层为金属铁、钴、镍。
4.一种侧阴极高栅控结构的平板显示器的制作工艺,其特征在于,其制作工艺如下1)阴极玻璃面板[1]的制作对整体平板玻璃进行划割,制作出阴极玻璃面板;2)阻滞层[2]的制作在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成阻滞层;3)栅极引线层[3]的制作在阻滞层的上面制备出一个金属层,刻蚀后形成栅极引线层;4)隔离层[4]的制作在栅极引线层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成隔离层;5)本底层[5]的制作在隔离层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成本底层;6)栅极延长线[6]的制作在本底层的中空位置制备出一个金属层,刻蚀后形成栅极延长线;7)调控栅极层[7]的制作在本底层的顶部上表面制备出一个金属层,刻蚀后形成调控栅极层;8)栅极覆盖层[8]的制作在调控栅极层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成栅极覆盖层;9)阴极导电层[9]的制作在本底层下部分的侧面上制备出一个金属层,刻蚀后形成阴极导电层;10)阴极引线层[10]的制作在隔离层的上面制备出一个金属层,刻蚀后形成阴极引线层;11)阴极覆盖层[11]的制作在阴极引线层的上面印刷绝缘浆料,经烘烤、烧结工艺后形成阴极覆盖层;12)侧阴极高栅控结构的表面清洁处理对侧阴极高栅控结构的表面进行清洁处理,除掉杂质和灰尘;13)碳纳米管[12]的制备将碳纳米管制备在阴极导电层上面;14)阳极玻璃面板[13]的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割,制作出阳极玻璃面板;15)阳极导电层[14]的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层;刻蚀后形成阳极导电层;16)绝缘浆料层[15]的制作在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层;17)荧光粉层[16]的制作在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层;18)器件装配将阴极玻璃面板、阳极玻璃面板、支撑墙结构[17]和四周玻璃围框[18]装配到一起,并将消气剂[19]放入到空腔当中,用低熔点玻璃粉固定;19)成品制作对已经装配好的器件进行封装工艺形成成品件。
5.根据权利要求4所述的侧阴极高栅控结构的平板显示器的制作工艺,其特征在于所述步骤16具体为在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层,用于防止寄生电子发射;经过烘烤,烘烤温度150℃,保持时间5分钟,之后,放置在烧结炉中进行高温烧结,烧结温度580℃,保持时间10分钟。
6.根据权利要求4所述的侧阴极高栅控结构的平板显示器的制作工艺,其特征在于所述步骤17具体为在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层;在烘箱当中进行烘烤,烘烤温度120℃,保持时间10分钟。
7.根据权利要求4所述的侧阴极高栅控结构的平板显示器的制作工艺,其特征在于所述步骤19具体为对已经装配好的器件进行如下的封装工艺将样品器件放入烘箱当中进行烘烤;放入烧结炉当中进行高温烧结;在排气台上进行器件排气、封离,在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消,最后加装管脚形成成品件。
全文摘要
本发明涉及一种侧阴极高栅控结构的平板显示器及其制作工艺,包括由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔;在阴极玻璃面板上有阴极导电层、碳纳米管以及侧阴极高栅控结构;在阳极玻璃面板上有阳极导电层以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层;位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件,能够进一步增强栅极结构的控制功能,将栅极结构和碳纳米管阴极结构高度集成到一起,增加碳纳米管阴极的电子发射面积,有助于进一步提高器件的显示亮度和集成度,具有制作过程稳定可靠、制作工艺简单、制作成本低廉、结构简单的优点。
文档编号H01J1/46GK1937161SQ20061010729
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月17日 优先权日2006年10月17日
发明者李玉魁 申请人:中原工学院
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1