專利名稱：帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管場發(fā)射平板顯示器及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于真空科學(xué)技術(shù)、微電子科學(xué)技術(shù)以及納米科學(xué)技術(shù)的相互交叉領(lǐng)域，涉及到平板顯示器的器件制作，具體涉及一種碳納米管陰極的場致發(fā)射顯示器的器件制作方面的內(nèi)容，特別涉及一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射平板顯示器及其制作工藝。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于利用碳納米管作為陰極的場致發(fā)射平板顯示器來說，通常情況下是沒有聚焦電極的。但是，由于從碳納米管陰極發(fā)射的電子存在著一定的發(fā)射角度，并不都是垂直于陽極面板的方向發(fā)射的，而是遍布于控制柵極孔所限定的各個(gè)角度范圍，這樣就容易在陽極面板上形成一個(gè)很大的像素點(diǎn)光斑范圍。同時(shí)，由于顯示器件中陽極面板和控制柵極之間存在著一定的距離，從而促使電子束在陽極面板上所形成的像素點(diǎn)光斑范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。陽極面板和控制柵極之間的距離越大，所形成的像素點(diǎn)光斑范圍也就越大。這對(duì)于進(jìn)一步提高顯示器件的顯示分辨率是非常不利的。另一方面，由于在陽極面板上的像素點(diǎn)面積很小，發(fā)散的電子束在陽極面板上所覆蓋的面積很大，這樣就造成了多個(gè)像素點(diǎn)同時(shí)發(fā)光，出現(xiàn)了顯示器件中的顏色交叉失真現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p壞了顯示圖像的質(zhì)量。因此，如何控制顯示器件中的電子束發(fā)散現(xiàn)象是急需解決的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。
另外，為了進(jìn)一步提高顯示器件的使用壽命，在使用高壓熒光粉作為發(fā)光層的同時(shí)需要進(jìn)一步加大陽極面板和控制柵極之間的距離，以便于克服低壓熒光粉使用壽命短的致命缺點(diǎn)。但是，采取這種措施的同時(shí)就和控制電子束發(fā)散現(xiàn)象發(fā)生了矛盾，一方面，需要減少陽極面板和控制柵極之間的距離來降低電子束發(fā)散的影響，另一方面，還需要加大陽極面板和控制柵極之間的距離來進(jìn)一步提高電子的運(yùn)動(dòng)能量，轟擊高壓熒光粉而發(fā)光，因此，如何解決這個(gè)矛盾現(xiàn)象也是需要重點(diǎn)思考的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種采用帶有聚焦柵極結(jié)構(gòu)的、結(jié)構(gòu)簡單、制作工藝簡單、制作成本低廉、制作過程穩(wěn)定可靠的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器。
本發(fā)明采用的解決方案是包括陰極板、陽極板和玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔、在陰極板上有印刷的碳納米管陰極、在陽極面板上制備有熒光粉發(fā)光層、位于碳納米管陰極的上部并控制其電子發(fā)射的控制柵極以及位于控制柵極和陽極板之間并進(jìn)行電子束聚焦的聚焦電極結(jié)構(gòu)。在陽極板和控制柵極之間添加設(shè)置有聚焦柵極結(jié)構(gòu)，用于將從控制柵極經(jīng)過的電子進(jìn)行聚焦，使其在陽極板上形成穩(wěn)定、明亮的像素。
所述聚焦電極結(jié)構(gòu)包括基底材料、電子通道孔、聚焦電極、背側(cè)聚焦電極、支撐柱以及聚焦電極引線。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)位于陽極面板和控制柵極結(jié)構(gòu)之間的位置。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)的固定位置既可以單獨(dú)安裝固定，也可以安裝固定在陽極面板上，同時(shí)還可以安裝固定在控制柵極結(jié)構(gòu)上。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)中的電極既可以采用絲網(wǎng)印刷工藝制備的銀漿線條來制作，也可以采用蒸鍍銅、鋁、金導(dǎo)電物質(zhì)線條來制作，所述聚焦電極結(jié)構(gòu)中既可以在基底材料的單側(cè)制作電極，也可以在基底材料的雙側(cè)制作電極。
所述聚焦電極結(jié)構(gòu)按照如下的工藝進(jìn)行制作
1)基底材料天然云母片[1]的劃片；對(duì)整體天然云母片[1]進(jìn)行裁剪，形成符合要求的形狀；2)電子通道孔[2]的制作在裁剪后的天然云母片[1]上制作出電子通道孔[2]；3)聚焦電極[3]的制作利用鍍膜機(jī)，對(duì)天然云母片[1]上進(jìn)行蒸鍍上一層金屬導(dǎo)電介質(zhì)層-鋁膜，然后通過光刻工藝，制作出所需要的形狀，即制作了聚焦電極[3]；4)背側(cè)聚焦電極[4]的制作再次利用鍍膜機(jī)，對(duì)天然云母片[1]背側(cè)進(jìn)行蒸鍍上一層金屬導(dǎo)電鋁膜，然后通過光刻工藝，制作出所需要的形狀。即制作出了背側(cè)聚焦電極[4]；5)支撐柱[5]的制作在天然云母片[1]的空余區(qū)域安裝制作支撐柱[5]，用于支撐聚焦電極結(jié)構(gòu)，使其和陽極面板、控制柵極部分都保持有一定的距離。
6)聚焦電極引線[6]的制作在聚焦電極[3]、背側(cè)聚焦電極[4]的兩側(cè)都制作出聚焦電極引線[6]，用于和外電路進(jìn)行連接。
7)聚焦電極[3]和背側(cè)聚焦電極[4]表面的清潔處理需要對(duì)聚焦電極[3]和背側(cè)聚焦電極[4]的表面進(jìn)行清潔處理，除掉灰塵和雜質(zhì)。
本發(fā)明具有如下積極效果本發(fā)明在控制柵極和陽極面板之間施加了一個(gè)聚焦電極結(jié)構(gòu)，其主要目的就是對(duì)于經(jīng)過控制柵極孔出來的電子進(jìn)行聚焦，縮小電子束發(fā)散的角度，減少電子束所覆蓋的光斑范圍，盡最大限度的使得電子束朝向規(guī)定的像素點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，轟擊熒光粉發(fā)光層而發(fā)出可見光。由于電子束所覆蓋的光斑范圍減小，到達(dá)陽極面板上所占用的像素點(diǎn)面積也就相應(yīng)的減少，這樣，在同樣的顯示面積情況下，就可以制作更多的像素發(fā)光點(diǎn)，也可以制作面積更小的像素發(fā)光點(diǎn)，這對(duì)于進(jìn)一步提高顯示器件的顯示分辨率是非常有利的。受到聚焦電極作用的影響，電子束所覆蓋的光斑范圍進(jìn)一步減少，并且電子束能夠完全朝向所規(guī)定的熒光粉像素點(diǎn)進(jìn)行高能量轟擊，而不會(huì)影響相鄰像素點(diǎn)的發(fā)光情況，這樣就不會(huì)造成多個(gè)像素點(diǎn)同時(shí)發(fā)光以及寄生電子發(fā)光現(xiàn)象，也就消除了顯示器件中的顏色交叉失真現(xiàn)象，這有利于進(jìn)一步提高顯示器件的顯示圖像質(zhì)量。由于有了聚焦電極結(jié)構(gòu)的影響，電子束的發(fā)散角度受到進(jìn)一步的控制，這樣就可以在不影響圖像質(zhì)量的前提下進(jìn)一步增大陽極面板和控制柵極之間的距離，同時(shí)也可以使用高壓熒光粉作為發(fā)光層，也就相應(yīng)的解決了如前所述二者之間的矛盾現(xiàn)象。
本發(fā)明由于增加了陽極板和控制柵極之間的距離而電子束沒有發(fā)生進(jìn)一步的擴(kuò)散，從而使得發(fā)射的電子有足夠的時(shí)間和足夠的距離增加其運(yùn)動(dòng)能量，轟擊熒光粉層而發(fā)出可見光，這十分有利于進(jìn)一步提高整體器件的顯示亮度。同時(shí)，由于發(fā)射電子的運(yùn)動(dòng)能量增大，就可以使用高壓熒光粉作為發(fā)光層，這也就克服了低壓熒光粉使用壽命短的缺點(diǎn)，顯著的提高了整體器件的使用壽命和發(fā)光效率。
該場致發(fā)射平板顯示器的特點(diǎn)是它主要包括如下的組成部分—陰極板、陽極板和玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔；在陰極板上有印刷的碳納米管陰極；在陽極面板上制備有熒光粉發(fā)光層；位于碳納米管陰極的上部并控制其電子發(fā)射的控制柵極以及位于控制柵極和陽極板之間并進(jìn)行電子束聚焦的聚焦電極。


圖1給出了聚焦電極結(jié)構(gòu)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2給出了聚焦電極結(jié)構(gòu)的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3給出了一個(gè)帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些如圖1、2、3所示，本發(fā)明包括陰極板12、陽極板和玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔、在陰極板上有印刷的碳納米管陰極14、在陽極面板上制備有熒光粉發(fā)光層9、位于碳納米管陰極14的上部并控制其電子發(fā)射的控制柵極13以及位于控制柵極和陽極板之間并進(jìn)行電子束聚焦的聚焦電極結(jié)構(gòu)，在陽極板和控制柵極之間添加設(shè)置有聚焦柵極結(jié)構(gòu)，用于將從控制柵極經(jīng)過的電子進(jìn)行聚焦，使其在陽極板上形成穩(wěn)定、明亮的像素。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)包括基底材料1、電子通道孔2、聚焦電極3、背側(cè)聚焦電極4、支撐柱5以及聚焦電極引線6。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)位于陽極面板和控制柵極結(jié)構(gòu)之間的位置。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)的固定位置既可以單獨(dú)安裝固定，也可以安裝固定在陽極面板上，同時(shí)還可以安裝固定在控制柵極結(jié)構(gòu)上。所述聚焦電極結(jié)構(gòu)中的電極既可以采用絲網(wǎng)印刷工藝制備的銀漿線條來制作，也可以采用蒸鍍銅、鋁、金導(dǎo)電物質(zhì)線條來制作，所述聚焦電極結(jié)構(gòu)中既可以在基底材料的單側(cè)制作電極，也可以在基底材料的雙側(cè)制作電極。
本發(fā)明中的帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器主要由陽極面板結(jié)構(gòu)、陰極板結(jié)構(gòu)、控制柵極、聚焦電極結(jié)構(gòu)及其附屬消氣劑元件構(gòu)成。本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)的固定位置既可以單獨(dú)固定安裝，也可以安裝固定在陽極面板上，同時(shí)還可以安裝固定在控制柵極結(jié)構(gòu)上；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)位于陽極面板和控制柵極結(jié)構(gòu)之間的位置；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)的基底材料為大型、具有相當(dāng)良好的耐熱性和可操作性，能夠獨(dú)立制作的、成本低廉的高性能絕緣材料；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)的基底材料可以為薄層玻璃，優(yōu)質(zhì)云母板，陶瓷片以及云母片絕緣材料；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)中的電極是采用導(dǎo)電條來制作的；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)中的電極既可以采用絲網(wǎng)印刷工藝制備的銀漿線條來制作，也可以采用蒸鍍銅、鋁、金導(dǎo)電物質(zhì)線條來制作；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)中的電極引線部分既可以采用金屬導(dǎo)線來制作，也可以采用印刷的銀漿導(dǎo)電條或者蒸鍍的銅、鋁、金導(dǎo)電物質(zhì)線條來制作；本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)中既可以在基底材料的單側(cè)制作電極，也可以在基底材料的雙側(cè)制作電極。
本發(fā)明的制作工藝如下1、聚焦電極結(jié)構(gòu)的制作本發(fā)明中的聚焦電極結(jié)構(gòu)包括基底材料天然云母片1、電子通道孔2、聚焦電極3、背側(cè)聚焦電極4、支撐柱5、聚焦電極引線6部分，并采用如下的工藝進(jìn)行制作1)基底材料天然云母片1的劃片；對(duì)整體天然云母片1進(jìn)行裁剪，形成符合要求的形狀；2)電子通道孔2的制作在裁剪后的天然云母片1上制作出電子通道孔2；3)聚焦電極3的制作利用鍍膜機(jī)，對(duì)天然云母片1上進(jìn)行蒸鍍上一層金屬導(dǎo)電介質(zhì)層-鋁膜，然后通過光刻工藝，制作出所需要的形狀，即制作了聚焦電極3；4)背側(cè)聚焦電極4的制作再次利用鍍膜機(jī)，對(duì)天然云母片1背側(cè)進(jìn)行蒸鍍上一層金屬導(dǎo)電鋁膜，然后通過光刻工藝，制作出所需要的形狀。即制作出了背側(cè)聚焦電極4；5)支撐柱5的制作在天然云母片1的空余區(qū)域安裝制作支撐柱5，用于支撐聚焦電極結(jié)構(gòu)，使其和陽極面板、控制柵極部分都保持有一定的距離。
6)聚焦電極引線6的制作在聚焦電極3、背側(cè)聚焦電極4的兩側(cè)都制作出聚焦電極引線6，用于和外電路進(jìn)行連接。
7)聚焦電極3和背側(cè)聚焦電極4表面的清潔處理需要對(duì)聚焦電極3和背側(cè)聚焦電極4的表面進(jìn)行清潔處理，除掉灰塵和雜質(zhì)。
2、陽極板主要由平板玻璃7、銦錫氧化物薄膜8、熒光粉層9、絕緣漿料層10、陽極引線11構(gòu)成。
陽極板的制作1)清潔平板玻璃7，除掉表面雜質(zhì)；2)在平板玻璃7上蒸鍍一層銦錫氧化物薄膜8；3)對(duì)銦錫氧化物薄膜8進(jìn)行光刻，形成一定形狀的導(dǎo)電條；4)結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在導(dǎo)電條的非顯示區(qū)域印刷絕緣漿料層10，用以防止寄生電子發(fā)射；經(jīng)過烘烤(烘烤溫度150℃，保持時(shí)間5分鐘)之后，放置在燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)(燒結(jié)溫度580℃，保持時(shí)間10分鐘)；5)結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在導(dǎo)電條上面的顯示區(qū)域印刷熒光粉層9；在烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤(烘烤溫度120℃，保持時(shí)間10分鐘)；6)制作出陽極引線11。
3、陰極板12和控制柵極13的制作對(duì)平板玻璃上的銦錫氧化物薄膜進(jìn)行光刻，形成一定形狀的導(dǎo)電條；結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，將絕緣漿料印刷在平板玻璃上，燒結(jié)固化后形成柵極條的支撐結(jié)構(gòu)；將碳納米管14印刷在導(dǎo)電條上，形成碳納米管14發(fā)射電子源；將銀漿印刷在絕緣漿料支撐結(jié)構(gòu)上，從而制作了陰極板和控制柵極13。
4、器件裝配將陽極面板、陰極面板、控制柵極和聚焦電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配，在器件內(nèi)部放置消氣劑，并在整體器件的四周涂抹低熔點(diǎn)玻璃粉，用夾子固定；5、成品制作對(duì)已經(jīng)裝配好的器件進(jìn)行如下的封裝工藝將樣品器件放入烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤；放入燒結(jié)爐當(dāng)中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；在排氣臺(tái)上進(jìn)行器件排氣、封離，在烤消機(jī)上對(duì)器件內(nèi)部的消氣劑進(jìn)行烤消，最后加裝管腳形成成品件。
權(quán)利要求
1.一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器，包括陰極板[12]、陽極板和玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔、在陰極板上有印刷的碳納米管陰極[14]、在陽極面板上制備有熒光粉發(fā)光層[9]、位于碳納米管陰極[14]的上部并控制其電子發(fā)射的控制柵極[13]以及位于控制柵極和陽極板之間并進(jìn)行電子束聚焦的聚焦電極結(jié)構(gòu)，其特征在于在陽極板和控制柵極之間添加設(shè)置有聚焦柵極結(jié)構(gòu)，用于將從控制柵極經(jīng)過的電子進(jìn)行聚焦，使其在陽極板上形成穩(wěn)定、明亮的像素。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器，其特征在于所述聚焦電極結(jié)構(gòu)包括基底材料[1]、電子通道孔[2]、聚焦電極[3]、背側(cè)聚焦電極[4]、支撐柱[5]以及聚焦電極引線[6]。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器，其特征在于所述聚焦電極結(jié)構(gòu)位于陽極面板和控制柵極結(jié)構(gòu)之間的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器，其特征在于所述聚焦電極結(jié)構(gòu)的固定位置既可以單獨(dú)安裝固定，也可以安裝固定在陽極面板上，同時(shí)還可以安裝固定在控制柵極結(jié)構(gòu)上。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器，其特征在于所述聚焦電極結(jié)構(gòu)中的電極既可以采用絲網(wǎng)印刷工藝制備的銀漿線條來制作，也可以采用蒸鍍銅、鋁、金導(dǎo)電物質(zhì)線條來制作，所述聚焦電極結(jié)構(gòu)中既可以在基底材料的單側(cè)制作電極，也可以在基底材料的雙側(cè)制作電極。
6.一種帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平板顯示器的制作工藝，其特征在于所述聚焦電極結(jié)構(gòu)按照如下的工藝進(jìn)行制作1)基底材料天然云母片[1]的劃片；對(duì)整體天然云母片[1]進(jìn)行裁剪，形成符合要求的形狀；2)電子通道孔[2]的制作在裁剪后的天然云母片[1]上制作出電子通道孔[2]；3)聚焦電極[3]的制作利用鍍膜機(jī)，對(duì)天然云母片[1]上進(jìn)行蒸鍍上一層金屬導(dǎo)電介質(zhì)層-鋁膜，然后通過光刻工藝，制作出所需要的形狀，即制作了聚焦電極[3]；4)背側(cè)聚焦電極[4]的制作再次利用鍍膜機(jī)，對(duì)天然云母片[1]背側(cè)進(jìn)行蒸鍍上一層金屬導(dǎo)電鋁膜，然后通過光刻工藝，制作出所需要的形狀。即制作出了背側(cè)聚焦電極[4]；5)支撐柱[5]的制作在天然云母片[1]的空余區(qū)域安裝制作支撐柱[5]，用于支撐聚焦電極結(jié)構(gòu)，使其和陽極面板、控制柵極部分都保持有一定的距離。6)聚焦電極引線[6]的制作在聚焦電極[3]、背側(cè)聚焦電極[4]的兩側(cè)都制作出聚焦電極引線[6]，用于和外電路進(jìn)行連接。7)聚焦電極[3]和背側(cè)聚焦電極[4]表面的清潔處理需要對(duì)聚焦電極[3]和背側(cè)聚焦電極[4]的表面進(jìn)行清潔處理，除掉灰塵和雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到碳納米管陰極的場致發(fā)射顯示器的器件制作，特別涉及帶有聚焦電極結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射平板顯示器及其制作工藝，包括陰極板、陽極板和玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔、在陰極板上有印刷的碳納米管陰極、在陽極面板上制備有熒光粉發(fā)光層、位于碳納米管陰極的上部并控制其電子發(fā)射的控制柵極以及位于控制柵極和陽極板之間并進(jìn)行電子束聚焦的聚焦電極結(jié)構(gòu)。在陽極板和控制柵極之間添加設(shè)置有聚焦柵極結(jié)構(gòu)，用于將從控制柵極經(jīng)過的電子進(jìn)行聚焦，使其在陽極板上形成穩(wěn)定、明亮的像素，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(hào)H01J29/46GK1622265SQ20041006033
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者李玉魁, 高寶寧, 曾凡光, 劉興輝 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院