專利名稱：一種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板顯示器，尤其是關(guān)于一種場(chǎng)發(fā)射的顯示器。
背景技術(shù)：
場(chǎng)發(fā)射顯示裝置是通過電場(chǎng)作用使尖端放電轟擊熒光屏上的熒光材料發(fā)光而產(chǎn)生圖像，其具有體積小，耗電低，視場(chǎng)寬且無需背光源，是平板顯示器一個(gè)重要的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射顯示裝置采用金屬尖端作為場(chǎng)發(fā)射元件，但金屬尖端制作工藝的尺寸要求較高，且金屬尖端本身也易損耗，影響了場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的使用壽命，因而限制了其進(jìn)一步發(fā)展。
碳納米管由Iijima首次在電弧放電的產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)，參見Nature354，56(1991)，Helical Microtubules of Graphitic Carbon，碳納米管以其優(yōu)良的導(dǎo)電能力，機(jī)械性能及納米尺度的尖端等特性而成為優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射陰極材料之一。
現(xiàn)有的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置主要包括傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射顯示裝置和碳納米管場(chǎng)發(fā)射顯示裝置兩類，但無論是傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射顯示裝置還是碳納米管場(chǎng)發(fā)射顯示裝置要達(dá)到良好的顯示效果，都要采用三級(jí)型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中柵極和陰極間需要一阻隔壁，阻隔壁的制備已成為場(chǎng)發(fā)射顯示裝置一個(gè)關(guān)鍵性的工藝，場(chǎng)發(fā)射顯示裝置中要求阻隔壁尺寸精度高，平整性好，絕緣效果佳以實(shí)現(xiàn)良好的顯示效果。
現(xiàn)有阻隔壁的制備工藝主要有絲網(wǎng)印刷法和噴沙法。絲網(wǎng)印刷法由于需要多次印刷與烘干，耗時(shí)較長(zhǎng)，且印刷厚度有限，一般不超過200微米且精度不高，除此之外，燒結(jié)后阻隔層頂面平整性差，需要借助研磨等技術(shù)來保證厚度的均勻和頂部平整，成本較高，因此不適用于場(chǎng)發(fā)射平面顯示器的大規(guī)模生產(chǎn)。噴沙法主要適用于制備形狀整齊，側(cè)壁幾乎垂直的阻隔壁，但噴沙法制作過程花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，必須控制每次噴砂的均勻程度，且噴完之后底部容易形成弧形，工藝的穩(wěn)定性較差，沙塵污染嚴(yán)重。這與精度要求高，需要嚴(yán)格超凈環(huán)境的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的制備工藝有明顯沖突。
其他的一些制備方法主要有光刻法、模壓法、澆鑄法等都需要配置合適的漿料，需要烘干、燒結(jié)，工藝復(fù)雜耗時(shí)，要達(dá)到場(chǎng)發(fā)射顯示裝置阻隔壁的精度要求比較困難。
綜上所述，大面積，高精度場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的制備必因其阻隔壁的制備困難而受限。

發(fā)明內(nèi)容為克服先前技術(shù)之不足，本發(fā)明要提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其阻隔壁易于大面積制備。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其包括一陰極電極；一場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣，該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣與陰極電極相連結(jié)；一柵極電極；一阻隔壁，該阻隔壁的微孔與該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣相對(duì)應(yīng)，該阻隔壁置于該陰極電極與該柵極電極之間；一熒光屏，熒光屏與柵極電極形成一空間，該熒光屏包括一玻璃基底，一透明陽(yáng)極及涂覆透明陽(yáng)極上的熒光材料，其特征在于該阻隔壁包括一陰罩及一包覆該陰罩的絕緣材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置利用陰極射線管中成熟之陰罩制備工藝，通過沉積絕緣材料于陰罩表面以形成高精度阻隔壁，因陰罩材料可根據(jù)顯示器之需要選擇，絕緣層材料及厚度亦可根據(jù)顯示器所需之絕緣強(qiáng)度決定，故，可實(shí)現(xiàn)耗時(shí)少，無污染，精度高且其阻隔壁易于大面積制備之場(chǎng)發(fā)射顯示裝置。

圖1是制備本發(fā)明場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的流程圖。
圖2是本發(fā)明沉積有陰極電極及碳納米管的基底示意圖。
圖3是本發(fā)明場(chǎng)發(fā)射顯示裝置阻隔壁的示意圖。
圖4是在圖3所示的阻隔壁上沉積柵極電極后固定在一基底上的示意圖。
圖5是本發(fā)明場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明以碳納米管場(chǎng)發(fā)射顯示裝置為例的制備流程包括以下步驟
步驟1，提供一基底，沉積陰極電極在基底上。
步驟2，生長(zhǎng)碳納米管在該陰極電極上，形成場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣。
步驟3，選擇金屬板材制備與場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣相對(duì)應(yīng)的陰罩。
步驟4，沉積絕緣材料于陰罩表面，形成阻隔壁。
步驟5，沉積柵極電極在阻隔壁表面。
步驟6，固定阻隔壁在基底上。
步驟7，封接熒光屏與基底。
下面結(jié)合具體圖示描述該碳納米管場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的制備過程。
請(qǐng)參閱圖2，首先提供一基底11，該基底材料可選用玻璃、陶瓷、氧化硅或氧化鋁等絕緣材料之一，但基底表面平整度要求小于1微米，而且能耐受碳納米管生長(zhǎng)溫度，一般為大于700℃。然后在基底11上通過電鍍、磁控濺射等方法沉積陰極電極12，再在陰極電極12上形成碳納米管13。
該碳納米管13形成在陰極電極12上可采用移植方式或直接在陰極12上生長(zhǎng)。移植方式利用習(xí)知的化學(xué)氣相沉積法在硅基底上預(yù)先制備碳納米管，然后用導(dǎo)電膠將起下的碳納米管粘在陰極12上。直接在陰極12上生長(zhǎng)碳納米管13包括以下步驟首先利用熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)法在陰極12表面蒸鍍一層硅過渡層21，其厚度為幾十納米；然后利用電子束蒸發(fā)沉積、熱沉積或?yàn)R射法等方法在硅過渡層上沉積一層金屬催化劑層，其厚度為幾納米到幾十納米不等，其中，金屬催化劑可為鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其合金之一；隨后在溫度300～400℃之間退火處理約10小時(shí)形成催化劑的氧化物膜；通入惰性保護(hù)氣體，同時(shí)加熱至650～700℃；然后通入碳源氣如乙炔氣體反應(yīng)，在陰極電極12上長(zhǎng)出碳納米管13。
請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明所制備的阻隔壁示意圖。該阻隔壁31的制備包括以下步驟首先按照顯示器場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣的尺寸要求制作光刻模版；然后根據(jù)碳納米管13的生長(zhǎng)高度選擇厚度適合的金屬板材，其中，金屬板材的材料可選用殷瓦鋼、低碳鋼或其他金屬合金，但要求其熱膨脹系數(shù)與基底11相一致；然后將選定的金屬板材光刻后，經(jīng)過酸腐蝕出與顯示點(diǎn)陣對(duì)應(yīng)的具均勻微孔的陰罩21；在陰罩21表面通過電泳工藝、噴涂法等合適的工藝沉積絕緣層32形成阻隔壁31，其中，絕緣層32材料可選用氧化鋁、氧化鎂等，主要取決于顯示器所需阻隔壁的絕緣性能，絕緣層32厚度由陰極與柵極間所需的絕緣強(qiáng)度決定。
本實(shí)施例中以氧化鋁為絕緣層材料，用電泳工藝在陰罩21表面沉積氧化鋁絕緣層32形成阻隔壁31。電泳工藝的陽(yáng)極為金屬鋁，陰極為預(yù)先制備的陰罩21，電泳液為一含鋁離子的溶液。本實(shí)施例中電泳液由甲醇600ml，硫酸鎂(MgSO4)6g，硝酸鋁(Al(NO3)3)30ml，氧化鋁(Al2O3)900g與600ml去離子水配制而成。電泳的時(shí)間主要取決于所需的絕緣層32的厚度。
陰罩21通過電泳沉積氧化鋁之后形成阻隔壁31，如圖3所示，其包括陰罩21及沉積在其表面的氧化鋁，其中氧化鋁的厚度可為10～500微米，優(yōu)選為75～200微米。本實(shí)施方式氧化鋁的厚度80微米，電泳時(shí)間為3分鐘。
優(yōu)選地，陰罩21電泳沉積氧化鋁之后，可將其在清洗液中短時(shí)浸泡，清洗電泳層表面的浮塵(如沒有附牢的絕緣材料)，然后固化、烘干。本實(shí)施例中清洗液由基纖維85g，丁醇60ml及二甲苯(3度級(jí))3400ml配制而成，浸泡時(shí)間為1～5分鐘。
請(qǐng)參閱圖4，在阻隔壁31的上表面31沉積柵極電極41，沉積方式可采用電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)或?yàn)R射法。將沉積有柵極電極41的阻隔壁31通過帶有定位面的框架51固定在陰極上，固定方式可采用低熔點(diǎn)玻璃粉熔接，施加應(yīng)力使之平整。
請(qǐng)參閱圖5，將熒光屏60與基底11封接，制成碳納米管場(chǎng)發(fā)射顯示裝置。封接時(shí)通過在熒光屏60與基底11之間置入一支撐柱71，通過該支撐柱71一方面可壓牢阻隔壁31于基底11上，另一方面可防止熒光屏60局部不平整。其中熒光屏60由透明陽(yáng)極64及玻璃基底62，其透明陽(yáng)極64的表面與碳納米管13相對(duì)應(yīng)的位置涂有熒光材料63。
再請(qǐng)參閱第5圖，本發(fā)明場(chǎng)發(fā)射顯示裝置包括一絕緣基底11；一陰極電極12，其位于該基底11上；一碳納米管13與該陰極電極12相連，形成場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣；一阻隔壁31，其包括陰罩21及位于陰罩表面絕緣層32，該阻隔壁31的微孔與該碳納米管場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣相對(duì)應(yīng)；一柵極電極41，該柵極電極41位于該阻隔壁31的上表面；一定位框架51，其固定阻隔壁31于基底11；一熒光屏60；該熒光屏60包括一玻璃基底62，一透明陽(yáng)極64及涂覆透明陽(yáng)極64的熒光材料81；一支撐柱72，該支撐柱72支撐熒光屏60與柵極電極41形成一空間。
同樣的，傳統(tǒng)型金屬尖端場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的制備也可采用陰罩涂覆絕緣材料作為阻隔壁。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，而不會(huì)脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其包括一陰極電極；一場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣，該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣與陰極電極相連結(jié)；一柵極電極；一阻隔壁，該阻隔壁的微孔與該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣相對(duì)應(yīng)，該阻隔壁置于該陰極電極與該柵極電極之間；一熒光屏，熒光屏與柵極電極形成一空間，其特征在于該阻隔壁包括一陰罩及一包覆該陰罩的絕緣層。
2.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該場(chǎng)發(fā)射顯示裝置進(jìn)一步包括一基底，該陰極電極位于該基底上。
3.如權(quán)利要求2所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該基底材料包括玻璃、陶瓷、氧化硅或氧化鋁。
4.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣由碳納米管或金屬尖端構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該陰罩材料包括殷瓦鋼或低碳鋼。
6.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該絕緣層為氧化鋁或氧化鎂。
7.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該包覆陰罩的絕緣層的厚度為10～500微米。
8.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于該場(chǎng)發(fā)射顯示裝置進(jìn)一步包括一框架，該框架固接于基底上。
9.如權(quán)利要求8所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征在于上述的陰罩由該框架固定。
10如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，特征在于該場(chǎng)發(fā)射顯示裝置進(jìn)一步包括一支撐柱，該支撐柱支撐熒光屏與柵極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其包括一陰極電極；一場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣，該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣與陰極電極相連結(jié)；一柵極電極；一阻隔壁，該阻隔壁的微孔與該場(chǎng)發(fā)射點(diǎn)陣相對(duì)應(yīng)，該阻隔壁置于該陰極電極與該柵極電極之間；一熒光屏，熒光屏與柵極電極形成一空間，該熒光屏包括一玻璃基底，一透明陽(yáng)極及涂覆透明陽(yáng)極上的熒光材料，其特征在于該阻隔壁包括一陰罩及一包覆該陰罩的絕緣材料。該場(chǎng)發(fā)射顯示裝置利用陰極射線管中成熟的陰罩制備工藝，通過在陰罩表面沉積絕緣材料形成高精度的阻隔壁，可實(shí)現(xiàn)具有耗時(shí)少，無污染、精度高且適用于大面積制備的阻隔壁的場(chǎng)發(fā)射顯示裝置的制備。
文檔編號(hào)H01J31/12GK1536608SQ03114139
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者胡昭復(fù), 陳丕瑾, 劉亮, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司