CN100527329C - 二极反射式发光平板显示器及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二极反射式发光平板显示器及其制作工艺，包括由阳极面板、阴极面板以及四周玻璃围框所构成的密封真空腔，在阳极面板上有印刷的绝缘浆料层和银浆层、蒸镀的金属铝层以及荧光粉层，在阴极板上有阴极导电层以及印刷的碳纳米管阴极，支撑墙结构以及附属消气剂元件，制作有利于提高器件的发光效率、显示质量和显示寿命的反射式发光平板显示器件，显示器件的可见光经过阳极面板导电铝膜层的反射，从阴极面板透射到器件外部，具有制作过程成本低廉的、稳定可靠的、器件制作成品率高的、结构简单的优点。
Description
技术领域
本发明属于真空科学技术、纳米科学技术以及平面显示技术的相互交叉领域，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，特别涉及到一种二极结构的、反射式的、碳纳米管阴极的场致发射平面显示器件的制作工艺。
背景技术
显示器件已经渗透到当今民用和军用的各个领域，也是人们和各种仪器设备进行交流的基本器件。随着信息技术的发展，对显示技术和显示器件提出了越来越高的要求。平板显示器件具有重量轻、功耗小、体积小、大屏幕等优点，受到了众多研究者们越来越多的重视。在利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射平板显示器件当中，其工作原理几乎和传统的阴极射线管器件相同，具有阴极射线管器件的诸多优点，同时，由于采用场致发射冷阴极材料，可以大幅度降低器件的功耗，实现器件的真正平板化。利用碳纳米管作为场发射阴极材料，可以使场发射平板显示器变得更薄、更亮、更清晰，将可能使平板显示技术发生革命性变革。随着真空微电子学的迅速发展，场致发射显示器已经从理论研究进入到了实际应用阶段。未来的场致发射显示器件将向高亮度、高分辨率、全彩色、大尺寸方向发展。
在诸多的平板显示器件中，二极结构的场致发射平板显示器具有施加电压低、器件容易制作、成本低廉等优越之处，得到了迅猛的发展。但是，目前研究者们所关注的二极结构场致发射显示器件几乎都是透射式的，即可见光从阳极面板直接透射出去。虽然这种器件发光方式比较简单，但是受到阳极荧光粉因素的制约，这种器件的发光寿命都很短，目前在器件制作技术上也无法得到突破；而且，这种器件的发光亮度也不是很高，特别在强大电流作用下，器件的高亮度发光持续保持时间很短，其电流衰减程度非常的大，几乎是呈指数级别下降。这也是目前研究者们所急需解决的问题之一。
此外，在确保碳纳米管阴极场发射显示器件的高质量显示图像的前提下，还需要进一步的降低器件的总体制作成本；在能够进行大面积的器件制作的同时，还需要使得器件的制作过程免于复杂化，有利于进行商业化的大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点而提供一种二极结构的、反射式的、制作过程成本低廉的、稳定可靠的、器件制作成品率高的、结构简单的二极反射式发光平板显示器及其制作工艺。
本发明的目的是这样实现的：包括由阳极面板、阴极面板以及四周玻璃围框所构成的密封真空腔；在阳极面板上有印刷的绝缘浆料层和银浆层、蒸镀的金属铝层以及荧光粉层；在阴极板上有阴极导电层以及印刷的碳纳米管阴极；支撑墙结构以及附属消气剂元件。制作有利于提高器件的发光效率、显示质量和显示寿命的反射式发光平板显示器件，显示器件的可见光经过阳极面板导电铝膜层的反射，从阴极面板透射到器件外部。
本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极面板和阴极面板为大型、具有相当良好的耐热性和可操作性、成本低廉的高性能绝缘材料；即本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极面板和阴极面板为玻璃，如纳钙玻璃、硼硅玻璃；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上有印刷的绝缘浆料层；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上的绝缘浆料层的上面有印刷的银浆层；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上的绝缘浆料层和银浆层的制作可以通过丝网印刷工艺来完成；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上的绝缘浆料层和银浆层的固化可以通过常规的高温烧结工艺来完成；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上的银浆层的上面存在一个铝膜层；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上的铝膜层可以通过蒸镀工艺来完成；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上的铝膜层的上面存在一个荧光粉层；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的荧光粉层可以借助丝网印刷工艺来完成；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阴极玻璃面板上存在有阴极导电条；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阴极玻璃面板上的阴极导电条可以为锡铟氧化物膜；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的阴极为碳纳米管材料；本发明中的二极反射式发光平板显示器件的碳纳米管阴极制作在阴极导电条上。
本发明中的二极反射式发光平板显示器件包括有阳极结构、阴极结构、四周玻璃围框、支撑墙结构以及消气剂附属元件部分组成。本发明中的二极反射式发光平板显示器件采用如下的工艺进行制作：
1、阳极结构的制作
1)阳极玻璃面板[1]的制作
对整体平板钠钙玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板[1]；
2)阳极绝缘浆料层[2]的制作
结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上印刷上一层绝缘浆料，形成阳极绝缘浆料层[2]。经过烘烤(烘烤温度：120℃，保持时间：15分钟)之后，放置在烧结炉中进行高温烧结(烧结温度：590℃，保持时间：8分钟)；
3)阳极银浆层[3]的制作
结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上的绝缘浆料层上面印刷一层银浆，形成阳极银浆层[2]。经过烘烤(烘烤温度：150℃，保持时间：10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：12分钟)；
4)铝膜层[4]的制作
利用镀膜机，在阳极玻璃面板[1]上的银浆层[3]的上面蒸镀一层铝膜，形成铝膜层[4]；
5)阳极荧光粉层[5]的制作
结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上的银浆层上印刷一层荧光粉[5]。进行烘烤工艺(烘烤温度：120℃，保持时间：15分钟)。
2、阴极结构的制作
1)阴极玻璃面板[6]的制作
对整体平板钠钙玻璃进行裁剪，制作出阴极玻璃面板[6]；
2)阴极导电条[7]的制作
在阴极玻璃面板[6]上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阴极导电条[7]；
3)碳纳米管[8]阴极的制作
结合丝网印刷工艺，将碳纳米管[8]印刷在阴极玻璃面板上的阴极导电条[7]上面，形成用于发射电子的碳纳米管[8]阴极；
4)碳纳米管[8]阴极的后处理：对印刷后的碳纳米管[8]阴极进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性。
3、器件装配：将阳极结构、阴极结构、四周玻璃围框[9]和支撑墙结构[11]装配到一起，并将消气剂[10]放入到空腔当中，用低熔点玻璃粉固定。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，用夹子固定。
4、成品制作：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。
本发明具有如下的积极效果：
本发明中的特征就在于制作了反射式发光显示器件，显示器件的可见光经过阳极面板导电铝膜层的发射，从阴极面板透射到器件外部。将丝网印刷工艺的大面积可行性以及良好的器件结构的有利之处相结合起来，制作出性能更加优良的场致发射发光平板显示器件。
一、采用反射式的发光显示结构，有利于提高器件的发光效率、显示质量和显示寿命。在外加电压的控制下，从碳纳米管阴极会发射出大量的电子；发射的电子在阳极高电压的作用下以更高的速度向阳极运动，轰击阳极面板的荧光粉层而发出可见光；发出的可见光经过荧光粉层背部的铝膜层反射，从阴极玻璃面板透射到器件外部。由于在阳极面板上遍布荧光粉层，因此无论从碳纳米管阴极发射的电子打到阳极玻璃面板上的任何一处荧光粉层，都可以顺利的发出可见光，极大地增加了显示器件的发光效率。由于在反射式的发光显示器件当中，可以在不增加任何辅助元件的情况下使用高电压荧光粉，这无疑是对进一步提高器件的显示寿命和显示质量是有利的；二、在阳极玻璃面板结构中，制作了绝缘浆料层部分，其主要目的就是为了避免阳极玻璃面板外部光线对器件内部可见光线的影响，保证显示器件良好的显示图像质量，同时也是为了确保显示器件内部的可见光线不能通过阳极玻璃面板透射到器件外部；三、在阳极玻璃面板结构中，制作了银浆层结构，一方面可以弥补蒸镀铝膜导电性比较弱的缺点，确保能够在阳极上施加正确的工作电压，另一方面也是为了弥补铝膜较薄的缺点，进一步增加可见光的反射效率；四、在阳极玻璃面板结构中，制作了阳极铝膜结构，其主要目的就是利用蒸镀的铝膜形成一个镜面，来对可见光能够进行更好的反射。
此外，在本发明中的二极反射式发光显示器件当中，在充分结合了丝网印刷工艺的基础上进行了器件制作，具有制作大面积显示器件的可行性；在本发明中的二极反射式发光显示器件的制作过程中，并没有采用特殊的器件制作材料以及特殊的器件制作工艺，能够极大地降低器件的生产成本，具有制作工艺简单、制作成本低廉、稳定可靠、高质量显示图像等优越之处。
附图说明
图1给出了二极反射式发光平板显示器件的阳极面板结构的纵向结构示意图。
图2给出了二极反射式发光平板显示器件的阳极面板结构的横向结构示意图。
图3给出了二极反射式发光平板显示器件的阴极面板结构的纵向结构示意图。
图4给出了二极反射式发光平板显示器件的阴极面板结构的横向结构示意图。
图5中给出了一个碳纳米管阴极的、二极反射式发光平板显示器件的实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明包括由阳极面板[1]、阴极面板[6]以及四周玻璃围框[9]所构成的密封真空腔，在阳极面板[1]上有印刷的绝缘浆料层[2]和银浆层[3]、蒸镀的金属铝层[4]以及荧光粉层[5]，在阴极面板[6]上有阴极导电层[7]以及印刷的碳纳米管阴极[8]，阳极面板[1]与阴极面板[6]之间的支撑墙结构[11]以及附属消气剂[10]元件，其特征在于：制作有利于提高器件的发光效率、显示质量和显示寿命的反射式发光平板显示器件，显示器件的可见光经过阳极面板导电铝膜层的反射，从阴极面板透射到器件外部。
所述的二极反射式发光平板显示器件的阳极面板和阴极面板为玻璃，如纳钙玻璃、硼硅玻璃之一。所述的二极反射式发光平板显示器件的阳极玻璃面板上有印刷的绝缘浆料层，绝缘浆料层的上面有印刷的银浆层，阳极玻璃面板上的银浆层的上面存在一个铝膜层，铝膜层的上面存在一个荧光粉层。所述的二极反射式发光平板显示器件的阴极玻璃面板上存在有阴极导电条，阴极导电条可以为锡铟氧化物膜，碳纳米管阴极制作在阴极导电条上。
本发明中的二极反射式发光平板显示器件包括有阳极结构、阴极结构、四周玻璃围框、支撑墙结构以及消气剂附属元件部分组成。本发明中的二极反射式发光平板显示器件采用如下的工艺进行制作：
1、阳极结构的制作
1)阳极玻璃面板[1]的制作
对整体平板钠钙玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板[1]；
2)阳极绝缘浆料层[2]的制作
结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上印刷上一层绝缘浆料，形成阳极绝缘浆料层[2]。经过烘烤(烘烤温度：120℃，保持时间：15分钟)之后，放置在烧结炉中进行高温烧结(烧结温度：590℃，保持时间：8分钟)；
3)阳极银浆层[3]的制作
结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上的绝缘浆料层上面印刷一层银浆，形成阳极银浆层[2]。经过烘烤(烘烤温度：150℃，保持时间：10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：12分钟)；
4)铝膜层[4]的制作
利用镀膜机，在阳极玻璃面板[1]上的银浆层[3]的上面蒸镀一层铝膜，形成铝膜层[4]；
5)阳极荧光粉层[5]的制作
结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上的银浆层上印刷一层荧光粉[5]。进行烘烤工艺(烘烤温度：120℃，保持时间：15分钟)。
2、阴极结构的制作
1)阴极玻璃面板[6]的制作
对整体平板钠钙玻璃进行裁剪，制作出阴极玻璃面板[6]；
2)阴极导电条[7]的制作
在阴极玻璃面板[6]上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阴极导电条[7]；
3)碳纳米管[8]阴极的制作
结合丝网印刷工艺，将碳纳米管[8]印刷在阴极玻璃面板上的阴极导电条[7]上面，形成用于发射电子的碳纳米管[8]阴极；
4)碳纳米管[8]阴极的后处理
对印刷后的碳纳米管[8]阴极进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性。
3、器件装配
将阳极结构、阴极结构、四周玻璃围框[9]装配到一起，并将消气剂[10]放入到空腔当中，用低熔点玻璃粉固定。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，用夹子固定。
4、成品制作
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 (5)
1、一种二极反射式发光平板显示器，包括由阳极面板[1]、阴极面板[6]以及四周玻璃围框[9]所构成的密封真空腔，在阳极面板[1]上有印刷的绝缘浆料层[2]和银浆层[3]、蒸镀的导电铝膜层[4]以及荧光粉层[5]，在阴极面板[6]上有阴极导电层[7]以及印刷的碳纳米管阴极[8]，阳极面板[1]与阴极面板[6]之间的支撑墙结构[11]以及附属消气剂元件[10]，其特征在于：制作有利于提高显示器的发光效率、显示质量和显示寿命的反射式发光平板显示器，显示器的可见光经过阳极面板导电铝膜层的反射，从阴极面板透射到器件外部。
2、如权利要求1所述的一种二极反射式发光平板显示器，其特征在于：所述的二极反射式发光平板显示器的阳极面板和阴极面板为钠钙玻璃、硼硅玻璃之一。
3、如权利要求1所述的一种二极反射式发光平板显示器，其特征在于：所述的二极反射式发光平板显示器的阳极面板上有印刷的绝缘浆料层，绝缘浆料层的上面有印刷的银浆层，阳极面板上的银浆层的上面存在一个铝膜层，铝膜层的上面存在一个荧光粉层。
4、如权利要求1所述的一种二极反射式发光平板显示器，其特征在于：所述的二极反射式发光平板显示器的阴极面板上的阴极导电层[7]为锡铟氧化物膜，碳纳米管阴极制作在阴极导电层[7]上。
5、一种二极反射式发光平板显示器的制作工艺，其特征在于：具体制作过程如下：
a、阳极结构的制作：
1)阳极玻璃面板[1]的制作：对整体平板玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板[1]；
2)阳极绝缘浆料层[2]的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上印刷上一层绝缘浆料，形成阳极绝缘浆料层[2]，经过烘烤，烘烤温度：120℃，保持时间：15分钟，之后，放置在烧结炉中进行高温烧结，烧结温度：590℃，保持时间：8分钟；
3)阳极银浆层[3]的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上的绝缘浆料层上面印刷一层银浆，形成阳极银浆层[3]，经过烘烤，烘烤温度：150℃，保持时间：10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：12分钟；
4)铝膜层[4]的制作：利用镀膜机，在阳极玻璃面板[1]上的银浆层[3]的上面蒸镀一层铝膜，形成铝膜层[4]；
5)阳极荧光粉层[5]的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极玻璃面板上的铝膜层[4]上印刷一层荧光粉[5]，进行烘烤工艺，烘烤温度：120℃，保持时间：15分钟，
b、阴极结构的制作：
1)阴极玻璃面板[6]的制作：对整体平板钠钙玻璃进行裁剪，制作出阴极玻璃面板[6]；
2)阴极导电条[7]的制作：在阴极玻璃面板[6]上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阴极导电条[7]；
3)碳纳米管[8]阴极的制作：结合丝网印刷工艺，将碳纳米管[8]印刷在阴极玻璃面板上的阴极导电条[7]上面，形成用于发射电子的碳纳米管[8]阴极；
4)碳纳米管[8]阴极的后处理：对印刷后的碳纳米管[8]阴极进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性，
c、器件装配：将阳极结构、阴极结构、四周玻璃围框[9]和支撑墙结构[11]装配到一起，并将消气剂[10]放入到空腔当中，用低熔点玻璃粉固定，在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，用夹子固定，
d、成品制作：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。
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