[發明專利]下柵控懸環形陰極發射結構的平板顯示器及其制作工藝

無效

• 申請號: 200710054636.4
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101071749A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 李玉魁
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: H01J31/12
• 分類號: H01J31/12;H01J31/15;H01J29/02;H01J29/04;H01J1/304;H01J1/46;H01J9/02;H01J9/00
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司
• 代理人: 張欣棠;張國文

技術領域

本發明屬于平板顯示技術領域、微電子科學與技術領域、真空科學與技術領域以及納米科學與技術領域的相互交叉領域，涉及到平板場致發射顯示器的器件制作，具體涉及到碳納米管陰極的平板場致發射顯示器的器件制作方面的內容，特別涉及一種下柵控懸環形陰極發射結構的平板顯示器及其制作工藝。

背景技術

場致發射顯示器是一種固體真空平面型顯示裝置，它利用點陣排列式冷陰極來發射電子，以保證顯示性能的穩定可靠、色彩鮮艷以及高分辨率。碳納米管能夠在外加電場強度的作用下發射出大量電子，是一種性能優異的冷陰極材料。因此，碳納米管場致發射顯示器也就隨之應運而生了。隨著高新技術的不斷發展與進步，這種顯示器的顯示質量已經完全可與目前常用的陰極射線管顯示器相媲美，并在超薄型、完全平板化以及大面積型等方面更具有競爭力。

為了降低總體器件成本，以便于和常規的集成驅動電路相結合，制作三極結構的場致發射顯示器件已經成為了一種必然的選擇。而在目前大多數的碳納米管場致發射顯示器件當中，都采用了柵極結構位于碳納米管陰極結構上方的控制模式，其柵極結構的控制作為較為顯著，但柵極電壓居高不下卻是其致命缺陷。此外，在這種控制模式下，受到柵極結構的限制，碳納米管陰極的有效電子發射面積無法進行擴大，也就無法進一步提高器件的顯示亮度。碳納米管陰極的宏觀形狀也會對其電場強度產生一定的影響作用，如果能夠讓碳納米管陰極在較低的電壓下就能夠發射電子，那么也是從間接角度降低柵極工作電壓的一條途徑。而這些缺點和不足目前還沒有太好的解決辦法，需要眾多科研人員認真地考慮并加以解決。

此外，在三極結構的平板場致發射顯示器件當中，在確保柵極結構對碳納米管陰極具有良好控制作用的前提下，還需要盡可能的降低總體器件成本，進行穩定可靠、成本低廉、性能優良、高質量的器件制作。

發明內容

本發明的目的在于克服上述平板顯示器件中存在的缺點和不足而提供一種成本低廉、制作過程穩定可靠、制作成功率高、結構簡單的下柵控懸環形陰極發射結構的平板顯示器及其制作工藝。

本發明的目的是這樣實現的：包括由陽極玻璃面板、陰極玻璃面板和四周玻璃圍框所構成的密封真空腔；設置在陽極玻璃面板上的陽極導電層以及制備在陽極導電層上面的熒光粉層；位于陽極玻璃面板和陰極玻璃面板之間的支撐墻結構以及消氣劑附屬元件；在陰極玻璃面板上設置有柵極引線層、碳納米管以及下柵控懸環形陰極發射結構；

所述的下柵控懸環形陰極發射結構的襯底材料為玻璃，如鈉鈣玻璃、硼硅玻璃，也就是陰極玻璃面板；陰極玻璃面板上面的印刷的絕緣漿料層形成絕緣層；絕緣層上面的刻蝕后的金屬層形成柵極引線層；柵極引線層上面的印刷的絕緣漿料層形成柵極升高層；柵極升高層呈現圓柱體型形狀，上下表面均為平面，下表面坐落于柵極引線層的上面；柵極升高層側面上的刻蝕后的金屬層形成柵極管制層；柵極管制層布滿柵極升高層的整個側面，形成一個圓筒面形狀，并且和底部的柵極引線層是相互連通的；柵極升高層的上頂面是不存在柵極管制層的；柵極管制層上面的印刷的絕緣漿料層形成提升層；提升層的上表面為平面，下表面要完全覆蓋住柵極升高層、柵極管制層、柵極引線層以及空余的絕緣層部分；提升層上面的印刷的絕緣漿料層形成間隔層；間隔層的上下表面均為平面，下表面和提升層的上表面相互接觸；間隔層中存在凹面孔，即此凹面孔在間隔層上表面所形成的截面為一個中空的圓型面，此處圓型面的直徑最大，凹面孔的底面要暴露出提升層的上表面；間隔層中凹面孔的側面形成一個略向內凹陷的弧形面，從間隔層的上表面開始，直至到達提升層的上表面位置為止；間隔層中凹面孔的底面也為一個圓型面，且其直徑不能小于柵極管制層的直徑；間隔層中凹面孔的內側壁上和底面上的刻蝕后的金屬層形成陰極過渡層；陰極過渡層布滿間隔層凹面孔的內側壁上，但在凹面孔的底面上形成一個圓環型形狀，位于凹面孔底面的周圍；底面圓環型陰極過渡層位于柵極管制層的正上方，圓環型陰極過渡層底面的外直徑要大于柵極管制層的直徑，而圓環型陰極過渡層底面的內直徑要小于柵極管制層的直徑；陰極過渡層上面的刻蝕后的金屬層形成陰極導電層；陰極導電層位于側壁上陰極過渡層的下半部分上面、底面圓環型陰極過渡層的上面；位于底面圓環型陰極過渡層上面的陰極導電層的內邊緣部分要斜向上抬升，形成一個斜面懸空態；間隔層上表面上的刻蝕后的金屬層形成陰極引線層；陰極引線層和陰極過渡層、陰極導電層都是相互連通的；陰極引線層上面的印刷的絕緣漿料層形成陰極覆蓋層；碳納米管制備在陰極導電層的上面。