[发明专利]凹面内栅控曲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，特别涉及一种凹面内栅控曲型阴极结构的平板显示器及其制作工艺。

背景技术

作为直接进行显示信息的终端设备，显示器件将不断的向高亮度、高分辨率、大屏幕尺寸、大信息量、完全平板化以及集成化等方向发展。碳纳米管阴极场致发射显示器的工作原理与传统的阴极射线管显示器相似，采用了碳纳米管作为冷阴极发射材料，可以降低功耗，实现器件的完全平板化。这种显示器还具有占有空间小，适用温区广，能够在高湿度、恶劣环境下可靠工作等特点，可广泛应用于壁挂大屏幕电视，军用头盔目视镜，火炮瞄准显示系统，士兵便携式瞄准仪等各种设备当中，是一种比较理想的平面显示器件。

目前，在所报道的三极结构碳纳米管场致发射显示器件当中，大多数都采用了栅极结构位于碳纳米管阴极结构上方的控制模式，其制作工艺简单，但栅极电压居高不下，碳纳米管阴极的有效发射面积小，器件显示亮度不高等，都是其不利因素所在。受到栅极结构的制约，这种结构显示器中的碳纳米管阴极面积无法扩大，阴极的宏观表面形状不可能有太多改变，因此碳纳米管的有效电子发射面积小则是一个瓶颈问题。还有，在相同栅极工作条件下，碳纳米管阴极发射电子的效率不高，部分发射的电子束电子被栅极结构截留过多，既导致栅极电流偏大，同时也导致阳极电流偏小，这些也是影响器件显示亮度的重要因素。因此，还需要众多科研人员进行认真的研究，对器件结构加以改进，进一步降低栅极工作电压，提高碳纳米管的发射效率，进行高质量的器件制作。

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、结构简单的凹面内栅控曲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栅极引线层、碳纳米管以及凹面内栅控曲型阴极结构。

所述的凹面内栅控曲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；阴极玻璃面板上面的印刷的绝缘浆料层形成绝缘层；绝缘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提升层；提升层呈现凹面尖锥型形状，即提升层的底面为一个圆盘面，坐落于栅极引线层的上面，提升层的最高点汇聚成一个顶点，提升层的侧面呈现一个略向下凹陷的弧形面，环绕形成了凹面尖锥型的侧面；提升层上面的刻蚀后的金属层形成栅极管制层；栅极管制层布满提升层的表面，并且和底部的栅极引线层是相互连通的；栅极引线层上面的印刷的绝缘浆料层形成间隔层；间隔层的上表面为平面，下表面要完全覆盖住栅极引线层、栅极管制层以及提升层；间隔层中存在尖劈型孔，即尖劈型孔的纵向截面分为两部分，上部分为长方形形状，下部分为直角三角形形状，其一条直角边和长方形的底部边长相重合，且长度相同，直角三角形的斜边倾斜方向沿着栅极管制层的倾斜方向；间隔层中尖劈型孔环绕在栅极管制层的周围，形成一个环形沟槽状结构；间隔层中尖劈型孔的内侧壁上的刻蚀后的金属层形成阴极过渡层；阴极过渡层仅仅位于尖劈型孔的底部斜边上面以及侧面的长边上面，尖劈型孔的侧面短边上面是没有阴极过渡层的；阴极过渡层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层仅仅位于尖劈型孔底部斜边上面的阴极过渡层的上面；间隔层上表面上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、阴极导电层都是相互连通的；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。

所述的凹面内栅控曲型阴极结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；栅极引线层为金属金、银、铝、钼、铬；栅极管制层为金属金、银、铜、铝、铬、钼、锡；阴极引线层的走向和栅极引线层的走向相互垂直；阴极引线层为金属金、银、铜、铝、钼、铬、锡、铅、铟；阴极过渡层为金属金、银、铝、铜、钼、铬、锡；阴极导电层为金属铁、钴、镍。