上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的平板显示器及其制作工艺

摘要

本发明涉及一种上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的平板显示器及其制作工艺，包括由阳极玻璃面板、阴极玻璃面板和四周玻璃边框所构成的密封真空腔；在阳极面板上有阳极导电层、阳极引线层、阳极隔离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；在阴极玻璃面板上有上悬侧栅控斜月型基底阴极结构；具有成本低廉、制作过程稳定可靠、制作成功率高、结构简单的优点。

说明书

技术领域

本发明属于真空科学与技术领域、纳米科学与技术领域以及平板显示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，特别涉及到上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的平板显示器及其制作工艺。

背景技术

显示器件的主要功能就是进行图像的完美逼真显示，从而达到还原物体本身的目的。平面显示器件在最近几年中得到了快速的发展，这得益于平板显示器得天独厚的优势，诸如：画面无闪烁、重量轻、外形美观、大面积性、功耗低、工作温区广、环保耐用等。场致发射显示器则是平板显示器件中的新型器件，由于它的阴极材料在不需要额外能量的情况下，仅仅依靠外加电压的强制作用就可以以“场致发射”的模式发射出大量电子，因此而命名。自碳纳米管材料被发现并被应用于场致发射显示器的阴极以来，对于碳纳米管阴极场致发射显示器的研究更得到了飞速的发展。

但是，对于目前的三极管结构的场致发射平板显示器而言，由于栅极结构的加入，从而产生了喜忧相半的结局。虽然随着栅极的加入，能够使得整体器件的工作电压有所减低，符合低压低成本器件的要求，但是，栅极结构加入所带来的制作工艺复杂性，制作材料要求的高标准性等副作用也不可忽视。就目前所研发的平板器件，普遍都存在着栅极工作电压过高、器件制作成本过高等不利因素，这在一定程度上阻碍了平板显示器件的发展，还需要投入大量的时间和财力加以解决，以促进平板显示器件的健康发展。当然，对于整体平板显示器件的制作，制作工艺简单、制作过程稳定可靠也是不可忽视的一个重要方面。

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制作过程稳定可靠、制作工艺简单、成本低廉的上悬侧栅控斜月型基底阴极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：

一种上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的平板显示器，包括由阳极玻璃面板、阴极玻璃面板和四周玻璃边框所构成的密封真空腔；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；设置在阳极玻璃面板上的阳极导电层、阳极引线层、阳极隔离层以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层；

在阴极玻璃面板上设置有上悬侧栅控斜月型基底阴极结构；所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的基底材料为阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上印刷并烧结的绝缘浆料形成间隔层；间隔层上面存在阴极电极层；阴极电极层周围存在阴极引线层，阴极引线层和阴极电极层是相互连通的；阴极电极层上面存在阴极增高层，阴极增高层呈现半圆型形状，其下表面为平面，和阴极电极层相互接触，其上表面为半圆型，在上表面的顶部存在一个向内的凹陷窝，凹陷窝呈现斜月型；阴极电极层上表面凹陷窝上面存在阴极度越层，阴极度越层布满阴极电极层上表面凹陷窝的表面；阴极度越层上面存在阴极牺牲层，阴极牺牲层呈现圆环型形状位于阴极度越层的表面，其圆环型形状的上边缘和阴极度越层的上边缘平齐，在阴极度越层的底部是没有阴极牺牲层的；阴极增高层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成栅阴分隔一层，栅阴分隔一层的下表面覆盖在阴极增高层的上表面，其上表面呈现与阴极增高层相同的半圆型形状，栅阴分隔一层不能覆盖阴极度越层和阴极牺牲层；栅阴分隔一层上面存在栅极电极层，栅极电极层覆盖在栅阴分隔一层的上表面，其前端延伸到阴极增高层上表面凹陷窝的上端，呈现悬空态；栅极电极层周围存在栅极引线层，栅极引线层和栅极电极层是相互连通的；栅极电极层和栅极引线层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成栅阴分隔二层，栅阴分隔二层要覆盖栅极电极层以及栅极引线层；碳纳米管制备在阴极牺牲层的上面。

所述的阴极电极层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；阴极增高层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；阴极引线层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；阴极度越层为金属铁、钴、镍之一；阴极牺牲层为金属铁、钴、镍之一；栅极电极层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；栅极引线层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；栅极电极层的走向和阴极增高层的走向是相互垂直的。

所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构包括阴极面板、间隔层、阴极电极层、阴极引线层、阴极增高层、阴极度越层、阴极牺牲层、栅阴分隔一层、栅极电极层、栅极引线层、栅阴分隔二层和碳纳米管部分。

阴极玻璃面板采用钠钙玻璃或硼硅玻璃。

一种所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于，其制作步骤如下：

1)阴极玻璃面板的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阴极玻璃面板；

2)间隔层的制作：在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成间隔层；

3)阴极电极层的制作：在阴极玻璃面板制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成阴极电极层；

4)阴极引线层的制作：在阴极电极层的周围印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阴极引线层；

5)阴极增高层的制作：在阴极电极层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阴极增高层；

6)阴极度越层的制作：在阴极增高层上表面的凹陷窝内制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成阴极度越层；

7)阴极牺牲层的制作：在阴极度越层上面制备出金属层，经常规刻蚀后形成阴极牺牲层；

8)栅阴分隔一层的制作：在阴极增高层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅阴分隔一层；

9)栅极电极层的制作：在栅阴分隔一层上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成栅极电极层；

10)栅极引线层的制作：在栅极电极层的周围印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅极引线层；

11)栅阴分隔二层的制作：在栅极电极层和栅极引线层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅阴分隔二层；

12)上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的表面清洁处理：对上悬侧栅控斜月型基底阴极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牺牲层的上面；

14)阳极玻璃面板的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阳极面板；

15)阳极导电层的制作：在阳极玻璃面板上制备出锡阴氧化物膜层，经刻蚀后形成阳极导电层；

16)阳极引线层的制作：在阳极导电层的周围印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极引线层；

17)阳极隔离层的制作：在阳极玻璃面板的非显示区域以及阳极导电层中间的空余位置印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极隔离层；

18)荧光粉层的制作：在阳极玻璃面板显示区域中阳极导电层上面印刷荧光粉，经常规烘烤工艺后形成荧光粉层；

19)器件装配：将阳极玻璃面板、阴极玻璃面板、支撑墙结构、四周玻璃边框装配到一起，并将消气剂附属元件安装到空室当中，用低熔点玻璃粉固定；

20)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17具体为在阳极面板的非显示区域以及阳极导电层中间的空余位置印刷绝缘浆料，经过烘烤，烘烤温度：220℃，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18具体为在阳极面板显示区域中阳极导电层上面印刷荧光粉，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20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。

本发明具有如下积极效果：

本发明中的主要特点在于制作了具有上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的、碳纳米管阴极的平板场致发射平板显示器件。将高性能的制作材料和低成本的制作工艺有机结合起来，制作出性能更加优良的平板发光器件。

其一，采用了斜月型基底阴极结构，极大地提升碳纳米管的发射效率；

其二，采用了上悬侧栅控结构，不仅简化了栅极结构的制作工艺，而且还进一步缩减了栅极-阴极之间的有效距离，从而达到降低器件工作电压的目的；

其三，在本发明中，是在阳极结构和栅极控制结构全部制作完毕的情况下，最后才进行碳纳米管阴极的制作，提高了显示器件制作的成功率。

此外，在本发明中的器件制作过程中，在充分结合丝网印刷工艺和常规刻蚀工艺的基础上进行的器件制作，具有制作大面积显示器件的可行性；并没有采用特殊的器件制作材料以及特殊的器件制作工艺，降低了器件制作成本，具有成本低廉、制作工艺简单、制作过程稳定可靠的优越之处。

附图说明

图1给出了上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的纵向结构示意图；

图2给出了上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的横向结构示意图；

图3给出了上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的、碳纳米管阴极场致发射平板显示器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于实施例。

如图1、2、3所示，本发明包括由阳极玻璃面板13、阴极玻璃面板1和四周玻璃边框17所构成的密封真空腔；位于阳极玻璃面板13和阴极玻璃面板1之间的支撑墙结构18以及消气剂附属元件19；设置在阳极玻璃面板13上的阳极导电层14、阳极引线层20、阳极隔离层15以及制备在阳极导电层14上面的荧光粉层16。

在阴极玻璃面板1上设置有上悬侧栅控斜月型基底阴极结构；所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的基底材料为阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上印刷并烧结的绝缘浆料形成间隔层；间隔层上面存在阴极电极层；阴极电极层周围存在阴极引线层，阴极引线层和阴极电极层是相互连通的；阴极电极层上面存在阴极增高层，阴极增高层呈现半圆型形状，其下表面为平面，和阴极电极层相互接触，其上表面为半圆型，在上表面的顶部存在一个向内的凹陷窝，凹陷窝呈现斜月型；阴极电极层上表面凹陷窝上面存在阴极度越层，阴极度越层布满阴极电极层上表面凹陷窝的表面；阴极度越层上面存在阴极牺牲层，阴极牺牲层呈现圆环型形状位于阴极度越层的表面，其圆环型形状的上边缘和阴极度越层的上边缘平齐，在阴极度越层的底部是没有阴极牺牲层的；阴极增高层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成栅阴分隔一层，栅阴分隔一层的下表面覆盖在阴极增高层的上表面，其上表面呈现与阴极增高层相同的半圆型形状，栅阴分隔一层不能覆盖阴极度越层和阴极牺牲层；栅阴分隔一层上面存在栅极电极层，栅极电极层覆盖在栅阴分隔一层的上表面，其前端延伸到阴极增高层上表面凹陷窝的上端，呈现悬空态；栅极电极层周围存在栅极引线层，栅极引线层和栅极电极层是相互连通的；栅极电极层和栅极引线层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成栅阴分隔二层，栅阴分隔二层要覆盖栅极电极层以及栅极引线层；碳纳米管制备在阴极牺牲层的上面。

所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极电极层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；阴极增高层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；阴极引线层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；阴极度越层为金属铁、钴、镍之一；阴极牺牲层为金属铁、钴、镍之一；栅极电极层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；栅极引线层为金属金、银、铝、钼、铬、铅、锡、铟之一；栅极电极层的走向和阴极增高层的走向是相互垂直的。

所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构包括阴极面板1、间隔层2、阴极电极层3、阴极引线层4、阴极增高层5、阴极度越层6、阴极牺牲层7、栅阴分隔一层8、栅极电极层9、栅极引线层10、栅阴分隔二层11和碳纳米管12部分。

阴极玻璃面板采用钠钙玻璃或硼硅玻璃。

一种所述的上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于，其制作步骤如下：

1)阴极玻璃面板1的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阴极玻璃面板；

2)间隔层2的制作：在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成间隔层；

3)阴极电极层3的制作：在阴极玻璃面板制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成阴极电极层；

4)阴极引线层4的制作：在阴极电极层的周围印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阴极引线层；

5)阴极增高层5的制作：在阴极电极层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阴极增高层；

6)阴极度越层6的制作：在阴极增高层上表面的凹陷窝内制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成阴极度越层；

7)阴极牺牲层7的制作：在阴极度越层上面制备出金属层，经常规刻蚀后形成阴极牺牲层；

8)栅阴分隔一层8的制作：在阴极增高层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅阴分隔一层；

9)栅极电极层9的制作：在栅阴分隔一层上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成栅极电极层；

10)栅极引线层10的制作：在栅极电极层的周围印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅极引线层；

11)栅阴分隔二层11的制作：在栅极电极层和栅极引线层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅阴分隔二层；

12)上悬侧栅控斜月型基底阴极结构的表面清洁处理：对上悬侧栅控斜月型基底阴极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牺牲层的上面；

14)阳极玻璃面板13的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阳极面板；

15)阳极导电层14的制作：在阳极玻璃面板上制备出锡阴氧化物膜层，经刻蚀后形成阳极导电层；

16)阳极引线层20的制作：在阳极导电层的周围印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极引线层；

17)阳极隔离层15的制作：在阳极玻璃面板的非显示区域以及阳极导电层中间的空余位置印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极隔离层；

18)荧光粉层16的制作：在阳极玻璃面板显示区域中阳极导电层上面印刷荧光粉，经常规烘烤工艺后形成荧光粉层；

19)器件装配：将阳极玻璃面板13、阴极玻璃面板1、支撑墙结构18、四周玻璃边框17装配到一起，并将消气剂附属元件19安装到空室当中，用低熔点玻璃粉固定；

20)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17具体为在阳极面板的非显示区域以及阳极导电层中间的空余位置印刷绝缘浆料，经过烘烤，烘烤温度：220℃，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18具体为在阳极面板显示区域中阳极导电层上面印刷荧光粉，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20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。