帶有平柵結構的場致發射顯示器的製作方法

2023-07-08 00:21:01

專利名稱：帶有平柵結構的場致發射顯示器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於納米科學技術、真空微電子科學技術以及平面顯示技術的相互交叉技術領域，涉及到平板場致發射顯示器的器件製作，具體涉及到碳納米管陰極的三極結構平板場致發射顯示器的器件製作方面的內容，特別涉及一種帶有平柵結構的、碳納米管陰極的、三極結構的場致發射平面顯示器。
背景技術：
碳納米管是一種特殊的冷陰極材料，具有高的縱橫比，小的尖端曲率半徑，能夠在外加電壓的作用下發射大量的電子，目前已經引起了人們的高度重視。對於利用碳納米管作為陰極材料的平板顯示器件來說，為了能夠最大程度降低生產成本，降低器件的工作電壓，以便於和常規的集成電路相結合，製作三極結構的平板顯示器件是一個必然的選擇。
柵極結構是平板顯示器件中必不可少的一個組成部分，其控制特性也是衡量平板器件的重要性能指標之一。目前，儘管控制柵極的結構繁多，製作材料也各不相同，但其中都含有了相當複雜的製作工藝，造成總體器件的製作成本很高。目前，大多數平板顯示器件中都選擇了控制柵極位於碳納米管陰極上方的結構形式，柵極結構的強有力控制作用很明顯。但是所形成的柵極電流比較大，對於器件的材料要求比較高，在器件的製作過程中容易使得碳納米管陰極受到一定的損傷和汙染，這是其不利之處。儘管各個製作企業或研究機構使用的控制柵極製作材料各不相同，但是大多都使用了專用的特殊製作材料，同時也使用了特殊的製作工藝，這就帶來了一系列的問題，如器件製作成本高；製作過程複雜；製作工藝條件要求過於苛刻，無法進行大面積製作等等。
此外，在確保柵極結構對碳鈉米管陰極具有良好控制作用的前提下，需要儘可能的降低總體器件成本，在柵極結構的製作過程中儘可能減少對碳鈉米管陰極的影響，從而實現工藝簡單、穩定可靠、成本低廉的器件製作，這也是進行實際產品規模化生產的基礎。

發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的不足而提供一種帶有平柵結構、製作過程穩定可靠、製作成功率高、成本低廉、結構簡單的帶有平柵結構的場致發射顯示器。
本實用新型的目的是這樣實現的帶有平柵結構的三極平面場致發射顯示器包括由陽極面板、陰極面板和四周玻璃圍框構成的密封真空腔，光刻在陽極板上的錫銦氧化物薄膜層以及製備在錫銦氧化物薄膜層上面的螢光粉層、設置在陰極面板上的碳納米管陰極導電條、設置在碳納米管陰極導電條上的碳納米管陰極、位於真空腔內部起支撐作用的絕緣隔離支撐牆，在碳納米管陰極兩側並位於絕緣隔離支撐牆的下方設置有用於控制碳納米管陰極電子發射的平柵結構。所述的平柵結構包括以玻璃為襯底材料陰極面板、設置在陰極面板上的碳納米管陰極導電條、絕緣隔離層和控制柵極導電條，在控制柵極導電條上設置有控制柵極導電條覆蓋層，控制柵極導電條位於碳納米管陰極導電條的兩側並靠絕緣隔離層相互隔離開。所述的平柵結構的襯底材料為玻璃。在平柵結構中，控制柵極導電條為結合絲網印刷工藝完成的銀漿條、錫銦氧化物薄膜導電條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，平柵結構的底面和碳納米管陰極導電條位於同一個平面上，平柵結構中的碳納米管陰極導電條的走向和控制柵極導電條的走向相互平行。控制柵極導電條位於絕緣隔離支撐牆下方，控制柵極導電條呈「V」字型。
本實用新型具有如下積極效果本實用新型中的平柵結構中的控制柵極部分是位於碳納米管陰極的兩側的，用於控制碳納米管陰極電子的場致發射。當在控制柵極上施加適當電壓的時候，碳納米管陰極就會發射出大量的電子，所發射的電子在陽極高電壓的作用下，直接向陽極高速運動，對螢光粉層進行轟擊，從而發出可見光。由於控制柵極位於碳納米管陰極的兩側，並且用絕緣隔離層和碳納米管陰極相互隔離開，所以所發射的電子不會受到控制柵極結構的截流，這樣所形成的控制柵極電流也就比較小，極大地提高了碳納米管陰極的場致發射效率，也提高了整體顯示器件的發光效率。本實用新型中的平柵結構中的控制柵極部分是位於碳納米管陰極的兩側的，並且控制柵極導電條的底面和碳納米管陰極導電條是位於同一平面的。這樣就有效的解決了高柵結構中柵極電流大，碳納米管發射電子效率低，對絕緣隔離層材料要求高等不利因素，改善了碳納米管陰極的場致發射電子能力。眾所周知，碳納米管陰極條的邊緣部分的電子場發射能力最強，電子發射的效率也最高。而在本實用新型中的平柵結構中的控制柵極部分是位於碳納米管陰極兩側的，這起到了進一步增強碳納米管頂端的電場強度的效應，進一步提高了碳納米管陰極發射電子的能力，改善了顯示器件的場致發射性能。同時，由於控制柵極部分和碳納米管陰極的導電條位於同一個平面上，這就極大地降低了對二者之間絕緣隔離層材料的要求，降低了整體器件的生產成本，另外，也簡化了器件的製作工藝。在本實用新型中的平柵結構中，從製作工藝的角度來看，是先製作了平柵結構，後製作碳納米管陰極部分。當所有的控制柵極結構部分都製作完畢之後，才進行碳納米管陰極部分的製作，這樣，所製作的碳納米管陰極不會受到控制柵極結構製作工藝的幹擾，也就不會對碳納米管陰極部分產生汙染和損傷，極大地提高了器件製作的成功率，改進了碳納米管陰極的場致發射電子的能力。


圖1給出了平柵結構的縱向結構示意圖。
圖2給出了平柵結構的橫向結構示意圖。
圖3中給出了一個帶有平柵結構的場致發射平面顯示器的實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步說明，但本實用新型並不局限於這些實施例。
如圖1、2、3所示，本實用新型包括由陽極面板7、陰極面板1和四周玻璃圍框12構成的密封真空腔，光刻在陽極板7上的錫銦氧化物薄膜層8以及製備在錫銦氧化物薄膜層上面的螢光粉層10、設置在陰極面板1上的碳納米管陰極導電條2、設置在碳納米管陰極導電條2上的碳納米管陰極6、位於真空腔內部起支撐作用的絕緣隔離支撐牆11，在碳納米管陰極6兩側並位於絕緣隔離支撐牆的下方設置有用於控制碳納米管陰極6電子發射的平柵結構。所述的平柵結構包括以玻璃為襯底材料陰極面板1、設置在陰極面板1上的碳納米管陰極導電條2、絕緣隔離層3和控制柵極導電條4，在控制柵極導電條4上設置有控制柵極導電條覆蓋層5，控制柵極導電條4位於碳納米管陰極導電條2的兩側並靠絕緣隔離層3相互隔離開。所述的平柵結構的襯底材料為玻璃。在平柵結構中，控制柵極導電條為結合絲網印刷工藝完成的銀漿條、錫銦氧化物薄膜導電條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，平柵結構的底面和碳納米管陰極導電條位於同一個平面上，平柵結構中的碳納米管陰極導電條的走向和控制柵極導電條的走向相互平行。控制柵極導電條4位於絕緣隔離支撐牆11下方，控制柵極導電條4呈「V」字型。在本實用新型中的平柵結構中的控制柵極部分是位於碳納米管陰極兩側的，這起到了進一步增強碳納米管頂端的電場強度的效應，進一步提高了碳納米管陰極發射電子的能力，改善了顯示器件的場致發射性能。同時，由於控制柵極部分和碳納米管陰極的導電條位於同一個平面上，這就極大地降低了對二者之間絕緣隔離層材料的要求，降低了整體器件的生產成本，簡化整體器件製作工藝和製作過程。
權利要求1.一種帶有平柵結構的場致發射顯示器，包括由陽極面板(7)、陰極面板(1)和四周玻璃圍框(12)構成的密封真空腔，光刻在陽極板(7)上的錫銦氧化物薄膜層(8)以及製備在錫銦氧化物薄膜層上面的螢光粉層(10)、設置在陰極面板(1)上的碳納米管陰極導電條(2)、設置在碳納米管陰極導電條(2)上的碳納米管陰極(6)、位於真空腔內部起支撐作用的絕緣隔離支撐牆(11)，其特徵在於在碳納米管陰極(6)兩側並位於絕緣隔離支撐牆的下方設置有用於控制碳納米管陰極(6)電子發射的平柵結構。
2.根據權利要求1所述的一種帶有平柵結構的場致發射顯示器，其特徵在於所述的平柵結構包括以玻璃為襯底材料陰極面板(1)、設置在陰極面板(1)上的碳納米管陰極導電條(2)、絕緣隔離層(3)和控制柵極導電條(4)，在控制柵極導電條(4)上設置有控制柵極導電條覆蓋層(5)，控制柵極導電條(4)位於碳納米管陰極導電條(2)的兩側並靠絕緣隔離層(3)相互隔離開。
3.根據權利要求1所述的一種帶有平柵結構的場致發射顯示器，其特徵在於所述的平柵結構的襯底材料為玻璃。
4.根據權利要求1所述的一種帶有平柵結構的場致發射顯示器，其特徵在於在平柵結構中，控制柵極導電條為結合絲網印刷工藝完成的銀漿條、錫銦氧化物薄膜導電條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，平柵結構的底面和碳納米管陰極導電條位於同一個平面上，平柵結構中的碳納米管陰極導電條的走向和控制柵極導電條的走向相互平行。
5.根據權利要求1所述的一種帶有平柵結構的場致發射顯示器，其特徵在於控制柵極導電條(4)位於絕緣隔離支撐牆(11)下方，控制柵極導電條(4)呈「V」字型。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有平柵結構的場致發射顯示器，包括陽極面板、陰極面板和四周玻璃圍框構成的真空腔、錫銦氧化物薄膜層、錫銦氧化物薄膜層上的螢光粉層、陰極面板上的碳納米管陰極導電條、碳納米管陰極導電條上的碳納米管陰極、真空腔內部的絕緣隔離支撐牆，在碳納米管陰極兩側位於絕緣隔離支撐牆的下方設置有用於控制碳納米管陰極電子發射的平柵結構，具有結構簡單、製作工藝簡單、製作成本低廉、製作過程穩定可靠的優點。
文檔編號H01J1/46GK2842719SQ20052003074
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月24日 優先權日2005年5月24日
發明者李玉魁 申請人:中原工學院