專利名稱：底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶有底柵結(jié)構(gòu)、碳納米管陰極、三極結(jié)構(gòu)的底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器。
背景技術(shù)：
碳納米管是一種特殊的冷陰極材料，能夠僅僅在外界電壓的作用下發(fā)射大量的電子，這是由于其特殊的結(jié)構(gòu)而決定的。對于利用碳納米管作為陰極材料的場致發(fā)射平面顯示器件來說，為了能夠最大程度的降低生產(chǎn)成本，降低整體器件的工作電壓，以便于和常規(guī)的IC電路相結(jié)合，制作三極結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射平面顯示器件是一個(gè)必然的選擇。
在三極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射顯示器件中，柵極結(jié)構(gòu)對于碳納米管陰極的電子發(fā)射起著必要的控制作用。柵極結(jié)構(gòu)的制作工藝以及柵極襯底材料的選擇都有著十分嚴(yán)格的要求。其中，控制柵極結(jié)構(gòu)形式的選擇也是研究人員重點(diǎn)考慮的內(nèi)容之一，目前，大多數(shù)平板顯示器件中都選擇了控制柵極位于碳納米管陰極上方的結(jié)構(gòu)形式，柵極結(jié)構(gòu)的強(qiáng)有力控制作用很明顯。但是所形成的柵極電流比較大，對于器件的材料要求比較高，在器件的制作過程中容易使得碳納米管陰極受到一定的損傷和污染，這是其不利之處。
目前，各制作企業(yè)或者研究機(jī)構(gòu)使用的用來制作控制柵極的材料各不相同，但大多都使用了專用的特殊制作材料，同時(shí)也使用了特殊的制作工藝，這就帶來了一系列的問題，如器件制作成本高；制作過程復(fù)雜；制作工藝條件要求過于苛刻，無法進(jìn)行大面積制作等等。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種帶有底柵結(jié)構(gòu)的、制作過程穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成品率高、成本低廉的三極場發(fā)射平面顯示器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括由陰極面板、陽極面板以及玻璃圍框所構(gòu)成的密封真空腔，在陰極面板上設(shè)置有碳納米管陰極以及控制碳納米管電子發(fā)射的底柵結(jié)構(gòu)，底柵結(jié)構(gòu)位于碳納米管陰極的底部和兩側(cè)，在陽極面板上設(shè)置有光刻的錫銦氧化物薄膜層以及設(shè)置在錫銦氧化物薄膜層上面的熒光粉層。在底柵結(jié)構(gòu)中，底部控制柵極導(dǎo)電條設(shè)置在陰極面板上，絕緣隔離層設(shè)置在底部控制柵極導(dǎo)電條上，在絕緣隔離層上設(shè)置有碳納米管陰極導(dǎo)電條，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條位于碳納米管陰極導(dǎo)電條的兩側(cè)，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條與碳納米管陰極導(dǎo)電條之間為絕緣隔離層，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條與底部控制柵極導(dǎo)電條相連通，在絕緣隔離層上還設(shè)置有絕緣保護(hù)層。碳納米管陰極導(dǎo)電條的走向是和底部控制柵極導(dǎo)電條的走向相互垂直的，在碳納米管陰極導(dǎo)電條的上方為碳納米管陰極。在絕緣隔離層上設(shè)置絕緣保護(hù)層，在碳納米管陰極導(dǎo)電條的上方預(yù)留出碳納米管陰極的空余之處，其余之處全部用絕緣漿料保護(hù)層覆蓋起來。碳納米管陰極導(dǎo)電條和側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條之間相互隔離開，其相互隔離開的距離等于碳納米管陰極導(dǎo)電條和底部控制柵極導(dǎo)電條之間的垂直距離。
本實(shí)用新型中的底柵結(jié)構(gòu)中的控制柵極部分是位于碳納米管陰極的底部和兩側(cè)，用于控制碳納米管陰極電子的場致發(fā)射。當(dāng)在控制柵極上施加適當(dāng)電壓的時(shí)候，碳納米管陰極就會發(fā)射出大量的電子，所發(fā)射的電子在陽極高電壓的作用下，直接向陽極高速運(yùn)動，轟擊熒光粉層而發(fā)光，由于控制柵極位于碳納米管陰極的底部和兩側(cè)，并且用絕緣隔離層和碳納米管陰極相互隔離開，所以所發(fā)射的電子不會受到控制柵極結(jié)構(gòu)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(fā)射效率，也提高了顯示器件的發(fā)光效率。在底柵結(jié)構(gòu)中，由于在碳納米管陰極導(dǎo)電條的兩側(cè)也同時(shí)制作了側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條部分，起到了進(jìn)一步增強(qiáng)碳納米管頂端的電場強(qiáng)度的效應(yīng)，進(jìn)一步提高了碳納米管陰極發(fā)射電子的能力，改善了顯示器件的場致發(fā)射性能。在本發(fā)明中的底柵結(jié)構(gòu)中，從制作工藝的角度來看，是先制作了底柵結(jié)構(gòu)，后制作碳納米管陰極。當(dāng)所有的控制柵極結(jié)構(gòu)部分都制作完畢之后，才進(jìn)行碳納米管陰極部分的制作，這樣，所制作的碳納米管陰極不會受到控制柵極結(jié)構(gòu)制作工藝的干擾，也就不會對碳納米管陰極部分產(chǎn)生污染和損傷，極大地提高了器件制作的成功率，改進(jìn)了碳納米管陰極的場致發(fā)射電子的能力。另外，在底柵結(jié)構(gòu)的制作過程中，并沒有采用特殊的結(jié)構(gòu)制作材料，也沒有采用特殊的器件制作工藝，這在很大程度上就進(jìn)一步降低了整體平板顯示器件的制作成本，簡化了器件的制作過程，能夠進(jìn)行大面積的器件制作，有利于進(jìn)行商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型包括由陰極面板1、陽極面板8以及玻璃圍框12所構(gòu)成的密封真空腔，在陰極面板1上設(shè)置有碳納米管陰極7以及控制碳納米管7電子發(fā)射的底柵結(jié)構(gòu)，底柵結(jié)構(gòu)位于碳納米管陰極7的底部和兩側(cè)，在陽極面板8上設(shè)置有光刻的錫銦氧化物薄膜層9以及設(shè)置在錫銦氧化物薄膜層9上面的熒光粉層11。
在底柵結(jié)構(gòu)中，底部控制柵極導(dǎo)電條2設(shè)置在陰極面板1上，絕緣隔離層3設(shè)置在底部控制柵極導(dǎo)電條2上，在絕緣隔離層3上設(shè)置有碳納米管陰極導(dǎo)電條5，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條4位于碳納米管陰極導(dǎo)電條5的兩側(cè)，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條4與碳納米管陰極導(dǎo)電條5之間為絕緣隔離層3，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條4與底部控制柵極導(dǎo)電條2相連通，在絕緣隔離層3上還設(shè)置有絕緣保護(hù)層6。
碳納米管陰極導(dǎo)電條5的走向是和底部控制柵極導(dǎo)電條2的走向相互垂直的，在碳納米管陰極導(dǎo)電條5的上方為碳納米管陰極7。
在絕緣隔離層上設(shè)置絕緣保護(hù)層6，在碳納米管陰極導(dǎo)電條5的上方預(yù)留出碳納米管陰極的空余之處，其余之處全部用絕緣漿料保護(hù)層覆蓋起來。
碳納米管陰極導(dǎo)電條5和側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條4之間相互隔離開，其相互隔離開的距離等于碳納米管陰極導(dǎo)電條5和底部控制柵極導(dǎo)電條2之間的垂直距離。
本實(shí)用新型中的底柵結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極面板上，底柵結(jié)構(gòu)的控制柵極位于碳納米管陰極的底部和兩側(cè)，用于控制碳納米管陰極的電子發(fā)射，底柵結(jié)構(gòu)的襯底材料為大型、具有相當(dāng)良好的耐熱性和可操作性、成本低廉的高性能絕緣材料，底柵結(jié)構(gòu)中的襯底材料為玻璃，如鈉鈣玻璃，硼硅玻璃；底柵結(jié)構(gòu)中的底部控制柵極導(dǎo)電條為銀漿條，也可以為錫銦氧化物薄膜導(dǎo)電層，也可以為鉻、鎳、金、銀金屬；底柵結(jié)構(gòu)中的銀漿條是結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝完成的；底柵結(jié)構(gòu)中的絕緣隔離層為絕緣漿料層，是結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝完成的；底柵結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條為銀漿條，是結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝完成的；底柵結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁控制柵極導(dǎo)體條和底部柵極導(dǎo)電條是相互連通的；底柵結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條位于碳納米管陰極導(dǎo)電條的兩側(cè)，并且利用絕緣漿料進(jìn)行相互隔離開；底柵結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條可以高于碳納米管陰極導(dǎo)電條的制作平面，也可以和碳納米管陰極導(dǎo)電條位于同一水平面上，也可以略低于碳納米管陰極導(dǎo)電條的制作平面；底柵結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條也可以為金屬鋁、金、鎳、鉻，采用常規(guī)蒸鍍或者濺射工藝來完成；底柵結(jié)構(gòu)中需要在絕緣隔離層上制作碳納米管陰極導(dǎo)電條；底柵結(jié)構(gòu)中在絕緣隔離層上印刷銀漿來作為碳納米管陰極導(dǎo)電條，是結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝完成的；底柵結(jié)構(gòu)中的碳納米管陰極導(dǎo)電條可以為銀漿條，也可以為鋁、金、鎳、鉻，采用常規(guī)的蒸鍍或者濺射工藝來完成；底柵結(jié)構(gòu)中的碳納米管陰極導(dǎo)電條的走向是和底部控制柵極導(dǎo)電條的走向相互垂直的；底柵結(jié)構(gòu)中的碳納米管陰極導(dǎo)電條和側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條之間是相互隔離開的，其相互隔離開的距離大于或等于碳納米管陰極導(dǎo)電條和底部控制柵極導(dǎo)電條之間的垂直距離；底柵結(jié)構(gòu)中需要在絕緣隔離層上再次印刷絕緣保護(hù)層；底柵結(jié)構(gòu)中的絕緣保護(hù)層是絕緣漿料層，是結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝完成的；底柵結(jié)構(gòu)中的絕緣保護(hù)層需要在碳納米管陰極導(dǎo)電條的上方預(yù)留出碳納米管陰極的空余之處，為后續(xù)的碳納米管陰極制備和后處理作準(zhǔn)備，其余之處全部用絕緣保護(hù)層覆蓋起來；底柵結(jié)構(gòu)中由襯底材料玻璃、底部控制柵極導(dǎo)電條、絕緣隔離層、側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條、碳納米管陰極導(dǎo)電條和絕緣保護(hù)層構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器，包括由陰極面板(1)、陽極面板(8)以及玻璃圍框(12)所構(gòu)成的密封真空腔，其特征在于a、在陰極面板(1)上設(shè)置有碳納米管陰極(7)以及控制碳納米管(7)電子發(fā)射的底柵結(jié)構(gòu)，底柵結(jié)構(gòu)位于碳納米管陰極(7)的底部和兩側(cè)，b、在陽極面板(8)上設(shè)置有光刻的錫銦氧化物薄膜層(9)以及設(shè)置在錫銦氧化物薄膜層(9)上面的熒光粉層(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器，其特征在于在底柵結(jié)構(gòu)中，底部控制柵極導(dǎo)電條(2)設(shè)置在陰極面板(1)上，絕緣隔離層(3)設(shè)置在底部控制柵極導(dǎo)電條(2)上，在絕緣隔離層(3)上設(shè)置有碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條(4)位于碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)的兩側(cè)，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條(4)與碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)之間為絕緣隔離層(3)，側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條(4)與底部控制柵極導(dǎo)電條(2)相連通，在絕緣隔離層(3)上還設(shè)置有絕緣保護(hù)層(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器，其特征在于碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)的走向是和底部控制柵極導(dǎo)電條(2)的走向相互垂直的，在碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)的上方為碳納米管陰極(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器，其特征在于在絕緣隔離層上設(shè)置絕緣保護(hù)層(6)，在碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)的上方預(yù)留出碳納米管陰極的空余之處，其余之處全部用絕緣漿料保護(hù)層覆蓋起來。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器，其特征在于碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)和側(cè)壁控制柵極導(dǎo)電條(4)之間相互隔離開，其相互隔離開的距離等于碳納米管陰極導(dǎo)電條(5)和底部控制柵極導(dǎo)電條(2)之間的垂直距離。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶有底柵結(jié)構(gòu)、碳納米管陰極、三極結(jié)構(gòu)的底柵結(jié)構(gòu)的三極場發(fā)射顯示器，包括由陰極面板、陽極面板以及玻璃圍框所構(gòu)成的密封真空腔，在陰極面板上設(shè)置有碳納米管陰極以及控制碳納米管電子發(fā)射的底柵結(jié)構(gòu)，底柵結(jié)構(gòu)位于碳納米管陰極的底部和兩側(cè)，在陽極面板上設(shè)置有光刻的錫銦氧化物薄膜層以及設(shè)置在錫銦氧化物薄膜層上面的熒光粉層，具有結(jié)構(gòu)簡單、制作工藝簡單、制作成本低廉、制作過程穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01J1/304GK2796081SQ20052003033
公開日2006年7月12日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者李玉魁 申請人:中原工學(xué)院