[发明专利]环内栅控型阴极结构的平板显示器及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于平板显示技术领域、微电子科学与技术领域、真空科学与技术领域以及纳米科学与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方面的内容，特别涉及一种环内栅控型阴极结构的平板显示器及其制作工艺。

背景技术

碳纳米管阴极场致发射显示器是利用碳纳米管作为冷阴极材料的一种新型平面显示设备，当在碳纳米管施加外电场强度以后，就会从碳纳米管阴极发射大量电子，轰击荧光粉层而发出可见光。这种显示器的发光原理与传统的阴极射线管显示器相似，但省却了热电子源的预热时间，是一种响应速度更快的显示器件，它具有高亮度、高显示分辨率、高清晰图像、功耗低、适用温区广以及完全平板化等特点，早已引起了科研人员的高度关注，也是环保、节能和健康型的新一代显示器件。

栅极结构是三极碳纳米管阴极场致发射显示器件中的关键控制元件，它直接决定着碳纳米管的电子发射。而目前所报道的显示器件当中，普遍都存在着栅极电压居高不下、显示器件亮度不高、碳纳米管阴极的有效发射面积小等缺点。在栅极结构位于碳纳米管阴极结构上方的控制模式当中，栅极结构还会对碳纳米管阴极所发射的电子束进行部分截留，也造成了阳极电流过于偏小的不利影响。而阴极的有效发射面积变小，则是直接导致器件显示亮度不高的重要原因之一。很显然，碳纳米管阴极的电子发射面积变大了，碳纳米管阴极的电子发射效率提高了，同时栅极结构对电子束的截留变小了，自然而然整体器件的显示亮度会得到极大的提高。因此，需要科研人员认真的对器件结构进行设计，对需要解决的问题进行仔细考虑，务实的解决实际问题。

此外，在三极结构的平板场致发射显示器件当中，在确保栅极结构对碳纳米管阴极具有良好控制作用的前提下，还需要尽可能的降低总体器件成本，进行稳定可靠、成本低廉、性能优良、高质量的器件制作。

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成本低廉、制作过程稳定可靠、制作成功率高、结构简单的环内栅控型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，包括由阳极玻璃面板、阴极玻璃面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔；设置在阳极玻璃面板上的阳极导电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附属元件；在阴极玻璃面板上设置有阴极引线层、碳纳米管以及环内栅控型阴极结构。

所述的环内栅控型阴极结构的衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃、硼硅玻璃，也就是阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上的印刷的绝缘浆料层形成阻滞层；阻滞层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层；栅极引线层上面的印刷的绝缘浆料层形成栅极增高层；栅极增高层中存在小圆孔，作为栅极延长线层的通道；栅极增高层中小圆孔内印刷的银浆层形成栅极延长线层；栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成调控栅极层；调控栅极层呈现圆环型形状，坐落于栅极增高层的上表面上，并且和底部的栅极延长线层是相互连通的；栅极增高层上表面上的印刷的绝缘浆料层形成间隔一层；间隔一层的上下表面均为平面，下表面要覆盖住栅极增高层的上表面；间隔一层中存在圆型孔，即圆型孔在间隔一层的上表面形成中空的圆盘型面，圆型孔的内侧壁是垂直于阴极玻璃面板的圆筒面，圆型孔的底面要暴露出栅极增高层的上表面以及圆环型调控栅极层；间隔一层中圆型孔的直径要大于圆环型调控栅极层的外直径；间隔一层中圆型孔内印刷的绝缘浆料层形成间隔二层；间隔二层的总体形状呈现圆环型形状，覆盖在圆环型调控栅极层的上面，间隔二层的内直径要小于调控栅极层的内直径，间隔二层的外直径要大于调控栅极层的外直径；间隔二层的纵向截面呈现类圆台面型形状，即间隔二层的上顶面为平面，平面的宽度与调控栅极层圆环的宽度相同，间隔二层的两侧面均为弧形面，从间隔二层的上顶面开始，逐渐向间隔二层的底面倾斜，形成一个略向外凸起的弧形面，间隔二层的下底面要完全覆盖住调控栅极层；类圆台面型形状的间隔二层以调控栅极层的中心位置为中心，环绕形成一个圆环型形状，覆盖在调控栅极层的上方；间隔二层上表面上的以及间隔一层圆型孔内侧壁上的刻蚀后的金属层形成阴极过渡层；间隔二层上面的阴极过渡层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极过渡层和阴极导电层是相互连通的；间隔一层上面的刻蚀后的金属层形成阴极引线层；阴极引线层和阴极过渡层是相互连通的；阴极引线层上面的印刷的绝缘浆料层形成阴极覆盖层；碳纳米管制备在阴极导电层的上面。