[發(fā)明專利]一種單壁納米碳管薄膜場發(fā)射顯示器及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910099365.3
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101577204A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王淼;楊輝;李振華;尚學(xué)府;曲紹興;顧智企
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01J31/12
• 分類號: H01J31/12;H01J9/00;C01B31/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及場發(fā)射顯示器，尤其涉及一種單壁納米碳管薄膜場發(fā)射顯示器及制備方法。

背景技術(shù)

場致發(fā)射顯示器(FED)是一種新型平板顯示器，與其它顯示器如PDP(等離子體顯示)、VFD(熒光顯示)、LCD(液晶顯示)、OLED(有機(jī)發(fā)光顯示)、EL(電致顯示)等相比，具有自發(fā)光、高亮度、寬視角、低功耗、制作工藝簡單、響應(yīng)時間短和工作環(huán)境溫度寬等優(yōu)點(diǎn)，在平板顯示器市場具有廣闊的前景和未來。

場發(fā)射顯示器中的關(guān)鍵部件是陰極材料。自1991年發(fā)現(xiàn)了納米碳管(CNT)，由于它具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、極大的長徑比(10²～10³)以及尖端納米級的曲率半徑(1～10nm)，被認(rèn)為是理想的場致電子發(fā)射材料之一，它以其獨(dú)特的準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的物理化學(xué)特性以及超強(qiáng)的力學(xué)性能，在場發(fā)射平面顯示器中得到應(yīng)用。用CNT作場致發(fā)射的冷陰極具有普通金屬陰極場致發(fā)射所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：是一種端部尖銳的一維材料，具有理想發(fā)射源的形狀；一平方毫米面積上可制備數(shù)以萬根計長度為微米量級的CNT，可以通過足夠的場發(fā)射電流；大多數(shù)的CNT具有良好的導(dǎo)電性，并具有很高的機(jī)械強(qiáng)度；此外，CNT的制備工藝也相對簡單，原材料價格低廉。普通金屬陰極FED的柵極電壓需要1KV，陽極電壓需要10KV左右，這樣高的電壓，對于器件的可靠性和節(jié)能等都是不利的。

CNT-FED平板顯示器的光電性能主要由顯示器陰極板上CNT的表面狀態(tài)決定。目前在FED平板顯示器陰極板上制備CNT的方法有兩種：一種是采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)直接在陰極基板上生長CNT層；另一種是通過各種方法制得CNT，然后通過采用絲網(wǎng)印刷方法涂復(fù)在作為陰極的玻板上。第一種方法的缺點(diǎn)是高溫生長CNT層，基板必須耐高溫(大于600℃)，大多使用硅片，價格昂貴而且面積難以大。第二種方法的缺點(diǎn)是印刷的CNT取向雜亂無序，且含有粘接劑成分，作為陰極發(fā)射效率低下，且不穩(wěn)定。因此，影響了CNT-FED平板顯示器的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有CNT-FED平板顯示器的不足，提供一種單壁納米碳管薄膜場發(fā)射顯示器及制備方法。

單壁納米碳管薄膜場發(fā)射顯示器包括前玻板、前玻板選址電極、熒光粉、封接邊、單壁納米碳管薄膜、后玻板選址電極、后玻板、消氣劑、排氣管，前玻板與后玻板之間的四周由封接框固定，構(gòu)成一個空腔，前玻板內(nèi)壁上依次設(shè)有前玻板選址電極、熒光粉，后玻板內(nèi)壁上依次設(shè)有單壁納米碳管薄膜、后玻板選址電極，空腔底部設(shè)有排氣管，排氣管內(nèi)設(shè)有消氣劑。

單壁納米碳管薄膜場發(fā)射顯示器的制備方法包括如下步驟：

1)在電弧放電真空室中安裝有兩塊平行放置的上石墨板、下石墨板，上石墨板與下石墨板之間距離為50～300mm，石墨板內(nèi)側(cè)表面的粗糙度Ra為3μm，在上石墨板內(nèi)側(cè)的中心垂直安裝有石墨棒陰極，在下石墨板內(nèi)側(cè)的中心垂直安裝有石墨棒陽極，石墨棒陽極和石墨棒陰極的直徑為6～10mm，石墨棒陽極和石墨棒陰極分別與直流電源正、負(fù)極相連接，電弧放電真空室與真空泵相連接；

2)將鍍有透明的X方向氧化銦錫薄膜條狀電極的后玻板用導(dǎo)電膠粘連在上石墨極板，抽去電弧放電真空室中空氣，壓強(qiáng)為10^-2～10^-3Pa，充入高純氦氣或氬氣和氫氣的混合氣體，壓強(qiáng)為100～300Torr，調(diào)整石墨棒陽極和石墨棒陰極之間的距離為2～3mm，在兩石墨電極間接通直流電源，電流強(qiáng)度為60～100A，使之實(shí)施電弧放電，放電時間20～100s，在鍍有氧化銦錫薄膜的后玻板的表面上形成單壁納米碳管薄膜。

3)用金剛石刻刀在后玻板的單壁納米碳管薄膜上平行刻劃成與電極寬度相同的條形，復(fù)蓋電極；

4)在鍍有透明的Y方向氧化銦錫薄膜條狀電極的前玻板上涂復(fù)熒光粉涂層；

5)將前玻板和后玻板正交對置控制間距0.15～0.45mm，用低熔點(diǎn)玻璃粉制成封接框熔封兩玻板四周邊；在排氣管中放入金屬環(huán)狀吸氣劑，用低熔點(diǎn)玻璃粉熔封于顯示器后部；

6)經(jīng)排氣管抽去前后兩玻板與由低熔點(diǎn)玻璃封接框熔封四周構(gòu)成空腔中的空氣，使內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為10^-2～10^-3Pa，然后封離排氣裝置；

7)將顯示器加熱至500～520℃，保溫時間10～20分鐘，以激活吸氣劑。

所述的消氣劑為鋯鋁合金非蒸散型消氣劑。發(fā)光材料是專用場發(fā)射熒光粉。石墨棒陽極內(nèi)含有Fe、Ni、Y或Mo中的一種或兩種。