CN100341105C - 用玻璃条阵列为隔离柱的三极场发射显示器及制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种采用玻璃条阵列作为控制栅极和阳极板之间的隔离柱，采用优质云母片作为玻璃条之间相互隔离物并通过烧结工艺制作的用玻璃条阵列为隔离柱的三极场发射显示器及制作工艺，三极场发射显示器包括用于控制碳纳米管发射电子的控制栅极，其上光刻有铟锡氧化物薄膜的阳极板、印刷有碳纳米管阴极的阴极板以及制备在铟锡氧化物薄膜上的荧光粉层，在阳极板和控制栅极之间设置有隔离柱元件，该隔离柱元件为玻璃条阵列支撑柱，该隔离柱元件采用具有一定间隔距离的玻璃条阵列烧结而成的，具有结构简单、制作成本低廉、制作过程稳定可靠的优点。

Description

用玻璃条阵列为隔离柱的三极场发射显示器及制作工艺

技术领域

本发明属于真空科学技术、微电子科学技术与纳米科学技术的交叉领域，具体涉及到一种采用玻璃条阵列作为控制栅极和阳极板之间的隔离柱，采用优质云母片作为玻璃条之间相互隔离物并通过烧结工艺制作的用玻璃条阵列为隔离柱的三极场发射显示器及制作工艺。

背景技术

目前，对利用碳纳米管作为阴极的三极结构场致发射平板显示器来说，阳极板和控制栅极之间需要相互隔离开一定的距离，以使从碳纳米管阴极发射的电子能够有足够的时间和足够的距离在阳极高电压的作用下进行加速运动。但是，由于器件内部是“真空”，器件外部是常温常压下的大气，二者之间就会形成巨大的压力差，为了防止阳极面板在内外大气压力差的作用下而发生形变，我们必须利用支撑墙结构来从器件内部支撑住阳极面板，用于抵抗大气压力差，从而避免阳极板的破裂，造成整体器件的损坏和报废。在引入这种结构的同时又要尽可能的不要影响阳极面板显示的图像质量，一方面这种结构要对器件起到一种支撑的作用，另一方面这种结构要象“墙壁”一样具有比较大的高宽比率，以便于不对阳极像素点发光情况产生任何影响。随着整体器件显示面积的进一步增大，隔离柱元件对阳极板起到了必要的支撑作用。由于阳极面板上施加的电压很高，通常情况下达到几千伏，而且阳极和控制栅极之间的距离又很短，因此，控制栅极电压和阳极电压之间极其容易产生相互影响，造成二者之间的放电现象，在严重的情况下会引起整体器件的报废。这就对器件的制作工艺提出了更为严格的要求。受到隔离柱元件安装固定的影响，需要隔离柱元件材料的热膨胀系数基本上和器件面板的热膨胀系数相同，或者相接近，从而对隔离柱元件的制作材料提出了一定的要求，否则极其容易在整体器件的排气封装过程中发生炸裂。另外，由于制作隔离柱的材料的电学要求和制作要求很高，使隔离柱结构的制作工艺趋向于复杂化，从而会增加整体器件的制作成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种结构简单、制作成本低廉、制作过程稳定可靠并采用玻璃条阵列作为控制栅极和阳极板之间的隔离柱元件的三极场发射显示器及制作工艺。

本发明的目的是这样实现的：用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器包括用于控制碳纳米管发射电子的控制栅极，其上光刻有铟锡氧化物薄膜的阳极板、印刷有碳纳米管阴极的阴极板以及制备在铟锡氧化物薄膜上的荧光粉层，在阳极板和控制栅极之间设置有隔离柱元件，该隔离柱元件为玻璃条阵列支撑柱，并且该隔离柱元件采用具有一定间隔距离的玻璃条阵列烧结而成的。所述的隔离柱元件结构包括基底材料玻璃条、绝缘间隔物质云母片、绝缘浆料层、绝缘浆料固定点、微导电物质，其中，云母片用于将玻璃条相互隔离开来，云母片和玻璃条之间利用绝缘浆料进行粘贴并烧结固化，在玻璃条上喷涂有微导电物质，并印刷有绝缘浆料层。

所述的隔离柱元件结构的基底材料为玻璃条或陶瓷品。所述的隔离柱元件结构既可以安装固定在阳极板上，也可以安装固定在控制栅极上，同时也可以单独安装固定。

所述的隔离柱元件结构中采用了优质云母片或玻璃来进行玻璃条之间的相互隔离。

所述的隔离柱元件结构中玻璃条和优质云母片之间是利用绝缘浆料进行粘贴，并烧结固化的。

所述隔离柱元件结构中玻璃条上涂敷了一种防静电物质，用于避免玻璃上积累过多的电荷。

本发明中采用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器的制作工艺如下：

1、隔离柱元件的制作工艺如下：

1)基底材料玻璃(1)的划片：

对整体玻璃基底材料进行划片，形成符合要求的、所需要的形状；

2)微导电物质(5)的制作：

在基底材料玻璃条(1)上制作微导电物质层(5)；

3)绝缘浆料层(3)的制作：

利用丝网印刷工艺，在微导电物质之间位置印刷出所需形状的绝缘浆料层，在烘箱内进行烘烤，然后放置在烧结炉内进行烧结，形成绝缘浆料层(3)。

4)绝缘间隔物质云母片(2)的制作

对大型、平整的优质云母片进行裁剪，形成所需形状的云母片作绝缘间隔；

5)玻璃条(1)阵列的制作

将单独一块玻璃条平整放置，利用绝缘浆料固定点(4)将绝缘间隔物质云母片(2)粘贴在玻璃条的两侧；同样，将另一块玻璃条平整的压置在绝缘间隔物质云母片(2)上，二者之间也用绝缘浆料固定点(4)进行粘贴；以此类推，形成玻璃条(1)和云母片(2)相间排列的玻璃条(1)阵列，玻璃条(1)-云母片(2)之间用绝缘浆料固定点(4)进行粘贴；

6)玻璃条(1)阵列的烧结

将整体玻璃条(1)阵列共同放置在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度：150℃，保持时间：5分钟)，然后放置在烧结炉内进行烧结，对绝缘浆料点(4)进行固化处理(烧结温度：580℃，保持时间：10分钟)。

7)玻璃条(1)阵列的清洁

对烧结固化后的玻璃条(1)阵列进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。

2、阳极板的制作工艺如下：

阳极板包括平板玻璃、铟锡氧化物薄膜、荧光粉层、绝缘浆料层、阳极引线，并按照下述工艺进行制作：

1)清洁平板玻璃，除掉表面灰尘和杂质；

2)在平板玻璃上蒸镀一层铟锡氧化物薄膜；

3)对铟锡氧化物薄膜进行光刻，形成一定形状的导电条；

4)结合丝网印刷工艺，在导电条的非显示区域印刷绝缘浆料层，用以防止寄生电子发射；经过烘烤(烘烤温度：150℃，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)；

5)结合丝网印刷工艺，在导电条上的显示区域印刷荧光粉层；在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度：120℃，保持时间：10分钟)；

6)制作阳极引线。

3、阴极板和控制栅极的制作工艺如下：

对平板玻璃上的铟锡氧化物薄膜进行光刻，形成一定形状的导电条；结合丝网印刷工艺，将绝缘浆料印刷在平板玻璃上，烧结固化后形成栅极条的支撑结构；将碳纳米管印刷在导电条上，形成碳纳米管发射电子源；将银浆印刷在绝缘浆料支撑结构上，从而制作了阴极板和控制栅极。

4、器件装配工艺：

利用低熔点玻璃粉将玻璃条阵列烧结在阳极板上；在玻璃面板的四周涂抹低熔点玻璃粉，并放入消气剂，盖上玻璃盖板，用夹子固定。

5、器件封装

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高温烧结；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。

在本发明中，玻璃条阵列作为隔离柱元件的主要部分，它利用优质云母片作为相邻玻璃条之间的隔离物质，并经过高温烧结制作而成的。由于玻璃具有良好的电绝缘性能，这可以提高阳极和控制栅极之间的绝缘程度等级，避免阳极高电压和控制栅极电压之间的相互影响；由于采用玻璃和云母片等作为制作隔离柱的原料，而没有采用特殊物质来制作隔离柱，这就极大地降低了整体器件的制作成本；由于是采用玻璃条制作了隔离柱，这就使得和制作阳极板的平板玻璃等相互兼容，避免了二者之间热膨胀系数的差别，进一步增加了器件在高温排气封装工艺中的制作成功率；另外，在隔离柱元件的制作过程中，采用了高温烧结工艺，而没有采用特殊的器件制作工艺，这在减低器件制作成本的同时也简化了整体器件的制作工艺。具有结构简单、制作成本低廉、制作过程稳定可靠的优点。

附图说明

图1给出了隔离柱元件结构的纵向结构示意图。

图2给出了隔离柱元件结构的侧视结构示意图。

图3给出了隔离柱元件结构的俯视结构示意图。

图4给出了一个具有隔离柱元件结构的三极场致发射显示器实施例的结构示意图。

具体实施方式

1、隔离柱元件结构的制作

在图1，图2和图3中，本发明的隔离柱元件结构由基底材料玻璃条1、绝缘间隔物质云母片2、绝缘浆料层3、绝缘浆料固定点4、微导电物质5构成。

本发明的隔离柱元件结构按照下述工艺制作：

1)基底材料玻璃1的划片：

对整体玻璃基底材料进行划片，形成符合要求的、所需要的形状；

2)微导电物质(5)的制作：

在基底材料玻璃条(1)上制作微导电物质层(5)；

3)绝缘浆料层3的制作：

利用丝网印刷工艺，在微导电物质之间位置印刷出所需形状的绝缘浆料层，在烘箱内进行烘烤(烘烤温度：150℃，保持时间：5分钟)，然后放置在烧结炉内进行烧结，形成绝缘浆料层3(烧结温度：580℃，保持时间：10分钟)。

4)绝缘间隔物质云母片2的制作：

对大型、平整的优质云母片进行裁剪，形成所需形状的云母片作绝缘间隔；

5)玻璃条1阵列的制作

将单独一块玻璃条平整放置，利用绝缘浆料固定点4将绝缘间隔物质云母片2粘贴在玻璃条的两侧；同样，将另一块玻璃条平整的压置在绝缘间隔物质云母片2上，二者之间也用绝缘浆料固定点4进行粘贴；以此类推，形成玻璃条1和云母片2相间排列的玻璃条1阵列，玻璃条1-云母片2之间用绝缘浆料固定点4进行粘贴；

6)玻璃条1阵列的烧结

将整体玻璃条1阵列共同放置在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度：150℃，保持时间：5分钟)，然后放置在烧结炉内进行烧结，对绝缘浆料点4进行固化处理(烧结温度：580℃，保持时间：10分钟)。

7)玻璃条1阵列的清洁

对烧结固化后的玻璃条1阵列进行清洁处理，除掉灰尘和杂质；

2、阳极板的制作

阳极板主要由平板玻璃7、铟锡氧化物薄膜8、荧光粉层9、绝缘浆料层10、阳极引线11构成。

阳极板按照下述工艺进行制作：

1)清洁平板玻璃7，除掉表面杂质；

2)在平板玻璃7上蒸镀一层铟锡氧化物薄膜8；

3)对铟锡氧化物薄膜8进行光刻，形成一定形状的导电条；

4)结合丝网印刷工艺，在导电条的非显示区域印刷绝缘浆料层10，用以防止寄生电子发射；经过烘烤(烘烤温度：150℃，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)；

5)结合丝网印刷工艺，在导电条上面的显示区域印刷荧光粉层9；在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度：120℃，保持时间：10分钟)；

6)制作出阳极引线11

3、阴极板12和控制栅极13的制作

对平板玻璃上的铟锡氧化物薄膜进行光刻，形成一定形状的导电条；结合丝网印刷工艺，将绝缘浆料印刷在平板玻璃上，烧结固化后形成栅极条的支撑结构；将碳纳米管14印刷在导电条上，形成碳纳米管14发射电子源；将银浆印刷在绝缘浆料支撑结构上，从而制作了阴极板和控制栅极。

4、器件装配

利用低熔点玻璃粉将玻璃条阵列1烧结在阳极板6上；在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，并放入消气剂，盖上玻璃盖板，用夹子固定。

5、器件封装

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高温烧结；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。

Claims (7)

1、一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器，包括用于控制碳纳米管发射电子的控制栅极(13)，其上有铟锡氧化物薄膜(8)的阳极板(7)、印刷有碳纳米管阴极(14)的阴极板(12)以及制备在铟锡氧化物薄膜上的荧光粉层(9)，其特征在于：在阳极板(7)和控制栅极(13)之间设置有隔离柱元件，该隔离柱元件为玻璃条阵列支撑柱(1)，并且该隔离柱元件(1)采用具有一定间隔距离的玻璃条阵列烧结而成的，所述的隔离柱元件结构包括基底材料玻璃条(1)、绝缘间隔物质云母片(2)、绝缘浆料层(3)、绝缘浆料固定点(4)、微导电物质(5)，其中，云母片用于将玻璃条相互隔离开来，云母片和玻璃条之间利用绝缘浆料进行粘贴并烧结固化，在玻璃条上喷涂有微导电物质，并印刷有绝缘浆料层。

2、根据权利要求1所述的一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器，其特征在于：所述的隔离柱元件结构的基底材料为玻璃条或陶瓷片。

3、根据权利要求1所述的一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器，其特征在于：所述的隔离柱元件结构既可以安装固定在阳极板上(7)，也可以安装固定在控制栅极(13)上，同时也可以单独安装固定。

4、根据权利要求1所述的一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器，其特征在于：所述的隔离柱元件结构中采用了云母片或玻璃来进行玻璃条之间的相互隔离。

5、根据权利要求1所述的一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器，其特征在于：所述的隔离柱元件结构中玻璃条(1)和云母片(2)之间是利用绝缘浆料进行粘贴，并烧结固化的。

6、根据权利要求1所述的一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器，其特征在于：所述隔离柱元件结构中玻璃条上涂敷了一种防静电物质，用于避免玻璃上积累过多的电荷。

7、一种用玻璃条阵列作为隔离柱的三极场发射显示器的制作工艺，其特征在于：隔离柱元件按照如下的工艺进行制作：

1)基底材料玻璃(1)的划片：对整体玻璃基底材料进行划片；

2)微导电物质(5)的制作：

在基底材料玻璃条(1)上制作微导电物质层(5)；

3)绝缘浆料层(3)的制作：

利用丝网印刷工艺，在微导电物质之间位置印刷出绝缘浆料层，在烘箱内进行烘烤，烘烤温度：150℃，保持时间：5分钟，然后放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度：580℃，保持时间：10分钟，形成绝缘浆料层(3)；

4)绝缘间隔物质云母片(2)的制作

对云母片进行裁剪，作绝缘间隔用；

5)玻璃条(1)阵列的制作

将单独一块玻璃条平整放置，利用绝缘浆料固定点(4)将绝缘间隔物质云母片(2)粘贴在玻璃条的两侧；同样，将另一块玻璃条平整的压置在绝缘间隔物质云母片(2)上，二者之间也用绝缘浆料固定点(4)进行粘贴；以此类推，形成玻璃条(1)和云母片(2)相间排列的玻璃条(1)阵列，玻璃条(1)-云母片(2)之间用绝缘浆料固定点(4)进行粘贴；

6)玻璃条(1)阵列的烧结

将整体玻璃条(1)阵列共同放置在烘箱当中进行烘烤，然后放置在烧结炉内进行烧结，对绝缘浆料点(4)进行固化处理；

7)玻璃条(1)阵列的清洁

对烧结固化后的玻璃条(1)阵列进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。

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