CN101702395B - 一种顶栅结构场致发射显示器后板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顶栅结构场致发射显示器后板及其制作方法，按照以下步骤：(1)制作阴极；(2)制作下层SiO2绝缘层；(3)制作绝缘介质层；(4)制作上层SiO2绝缘层；(5)制作顶删极；(6)制作阴极发射体，完成后板的制作。本发明的改进印刷型场致发射显示器后板的制作工艺，提高了顶栅结构FED后板栅极与阴极之间的绝缘性能，保证整个场致发射显示器的可靠性和稳定性。

Description

一种顶栅结构场致发射显示器后板及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于印刷型场致发射显示器的后板制作方法，特别涉及一种顶栅结构场致发射显示器后板及其制作方法。
背景技术
众所周知，顶栅结构场致发射显示器(FED)结构中，栅极与阴极图形呈正交排布，栅极与阴极中间由绝缘介质隔离，并且在阴栅电极的交叉区域上方制作发射源材料。当在阴极与栅极之间施加电压时，每个阴极与栅极交汇处便产生电场，当电场强度足够大时，发射源中的电子便被引出发射体。随后在阳极电场作用下，电子向阳极加速，轰击阳极荧光粉实现发光。
FED的整体性能要得到保障，发射体必须能够在电场下均匀地发射电子，于是就要保证下基板阴极与栅极之间的介质具有足够高的抗压强度。如果介质材料性能不好或者制备的介质存在缺陷，那么在电场作用下介质就很容易被击穿，使得阴极与栅极之间短路。现在普遍采用的是印刷法制备介质，不论采用普通的印刷型介质浆料，还是感光型介质浆料，还是刻蚀型介质浆料，其中都包含着不同比例的有机助剂或载体，而这些有机物在烧结过程中就会被烧掉或者挥发掉，留下许多的孔洞或缺陷在介质中间，而这些孔洞与缺陷在下一制程中就会存在隐患：即上层的电极浆料印刷后其中的高导电成份银颗粒就会渗入这些孔洞与缺陷中，增加了上下电极短路的可能性，也使得介质耐击穿强度大大降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，增加了阴极和绝缘介质层之间的下层SiO2绝缘层，以及绝缘介质层和栅极之间的上层SiO2绝缘层；使得上下电极短路的可能性降低，介质耐击穿强度大大提高。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种顶栅结构场致发射显示器后板，包括玻璃基板、印制在玻璃基板上的阴极、阴极上的绝缘介质层和玻璃基板最上部的栅极，在阴极上正交分布的栅极之间设有阴极发射体，其特征在于：所述玻璃基板上位于阴极和绝缘介质层之间设置有下层SiO2绝缘层，以及绝缘介质层和栅极之间设置有上层SiO2绝缘层。
该顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，按照以下步骤：
1)、制作阴极：用去污粉和去离子水分别超声清洗玻璃基板并用气枪吹干，然后用精密丝网印刷机在玻璃基板上印刷阴极，玻璃基板上的印刷阴极在100℃干燥20min后烧结，烧结温度为370℃，保温20min，570℃保温20min，升温速率5℃/min，得到阴极；
2)、制作下层SiO2绝缘层：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在阴极上溅射SiO2膜，获得下层SiO2绝缘层，下层SiO2绝缘层厚度为200nm；
3)、制作绝缘介质层：在下层SiO2绝缘层上印刷绝缘介质层，印刷好的绝缘介质层在100℃干燥20min后烧结，烧结制度为370℃，保温20min，580℃保温20min，升温速率5℃/min，得到绝缘介质层；
4)、制作上层SiO2绝缘层：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在绝缘介质层上溅射SiO2膜，获得上层SiO2绝缘层，上层SiO2绝缘层厚度为200nm；
5)、制作栅极：在上层SiO2绝缘层上印刷栅极浆料，印刷好的栅极银浆料在100℃干燥20min后烧结，烧结制度为370℃保温20min，570℃保温20min，升温速率5℃/min，得到栅极；
6)、制作阴极发射体：碳纳米管、有机载体和金属填料混合均匀配制成浆料，浆料中碳纳米管的质量分数为8％-20％，金属填料的质量分数为4％-10％，余量为有机载体；将浆料印刷在阴极，上并在120℃干燥20min后烧结，烧结制度为340℃保温20min，450℃保温20min，升温速率5℃/min，得到阴极发射体，完成后板的制作。
所述磁控溅射法采用SiO2陶瓷靶作靶材，衬底温度为400℃，工作气体为Ar，背底真空度为4×10-3Pa，工作气压为0.8Pa，溅射功率为350W，溅射时间为10min。
所述有机载体由松油醇和乙基纤维素按照质量比9∶1的比例构成。
所述金属填料为银纳米颗粒。
本发明的顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，提高了顶栅结构FED后板栅极与阴极之间的的绝缘性能，保证整个FED的可靠性和稳定性。
本发明相对于现有技术采取了显示器后板增加了下层SiO2绝缘层3和上层SiO2绝缘层5后，使得发明的顶栅结构场致发射显示器后板具有足够高的抗压强度，减少了上下电极短路的可能性，从而使得介质耐击穿强度得到提高；并且增加了场发射显示器的稳定性，提高了其寿命。
附图说明
图1为本发明的方法示意图；
图2为制作阴极示意图。
图3为制作下层SiO2绝缘层示意图。
图4为制作介质层示意图。
图5为制作上层SiO2绝缘层示意图。
图6为制作栅极示意图。
图7为制作阴极发射体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
实施例如图7所示，为本发明用于顶栅结构场致发射显示器后板结构示意图，该顶栅结构场致发射显示器后板，包括玻璃基板1、印制在玻璃基板1上的阴极2、阴极2上的绝缘介质层4和后板最上部的栅极6，在阴极2上正交分布的栅极6之间设有阴极发射体7，其中：玻璃基板1增加了下层SiO2绝缘层3和上层SiO2绝缘层5，下层SiO2绝缘层3设置在阴极2和绝缘介质层4之间，上层SiO2绝缘层5设置在绝缘介质层4和栅极6之间。
图1-7所示为用于顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法步骤程序图示，该用于顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，按照以下步骤：
如图1所示，该流程包括：
制作阴极→制作下层SiO2绝缘层→制作绝缘介质层→制作上层SiO2绝缘层→制作栅极→制作阴极发射体→后板制作完成。
如图2所示，图2为制作阴极示意图。
(1)、制作阴极：用去污粉和去离子水分别超声清洗玻璃基板1(所用玻璃基板1为日本旭硝子公司生产的PD200玻璃)并用气枪吹干，然后用精密丝网印刷机在玻璃基板1上印刷阴极2(阴极2浆料为杜邦公司Vg903)，玻璃基板1上的印刷阴极2在100℃干燥20min后烧结，烧结温度为370℃保温20min，570℃保温20min，升温速率5℃/min，得到阴极2。
如图3所示，图3为制作下层SiO2绝缘层示意图。
(2)、制作下层SiO2绝缘层：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在阴极2上溅射SiO2膜，获得带SiO2的下层SiO2绝缘层3，下层SiO2绝缘层3厚度为200nm；所述磁控溅射法采用SiO2陶瓷靶作靶材，衬底温度为400℃，工作气体为Ar，背底真空度为4×10-3Pa，工作气压为0.8Pa，溅射功率为350W，溅射时间为10min。
如图4所示，图4为制作绝缘介质层示意图。
(3)、制作绝缘介质层：在下层SiO2绝缘层3上印刷绝缘介质层4(绝缘介质为杜邦公司Vg904)，印刷好的绝缘介质层4在100℃干燥20min后烧结，烧结制度为370℃，保温20min，580℃保温20min，升温速率5℃/min，得到绝缘介质层4。
如图5所示，图5为制作上层SiO2绝缘层示意图。
(4)、制作上层SiO2绝缘层：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在绝缘介质层4上溅射SiO2膜，获得带SiO2的上层SiO2绝缘层5，上层SiO2绝缘层5厚度为200nm；磁控溅射法具体条件与步骤(2)相同。
如图6所示，图6为制作栅极示意图。
(5)、制作栅极：在上层SiO2绝缘层5上印刷栅极6浆料(栅极6浆料为杜邦公司Vg903)，印刷好的栅极6银浆料在100℃干燥20min后烧结，烧结制度为370℃，保温20min，570℃保温20min，升温速率5℃/min，得到栅极6。
如图7所示，图7为制作阴极发射体示意图。
(6)、制作阴极发射体：碳纳米管、有机载体和金属填料混合均匀配制成混合浆料，其中碳纳米管的质量分数为8％-20％，金属填料的质量分数为4％-10％，余量为有机载体；将浆料印刷在阴极2上，并在120℃干燥20min后烧结，烧结制度为340℃保温20min，450℃保温20min，升温速率5℃/min，得到阴极发射体7，完成下基板的制作。
上述有机载体由松油醇和乙基纤维素按照质量比9∶1的比例构成。
上述金属填料为银纳米颗粒。
本发明在显示器后板增加了下层SiO2绝缘层3和上层SiO2绝缘层5后使得发明的顶栅结构场致发射显示器后板具有足够高的抗压强度，减少了上下电极短路的可能性，从而使得介质耐击穿强度得到提高。并且增加了场发射显示器的稳定性，提高了其使用寿命。

Claims (4)

1.一种顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，其特征在于，按照以下步骤：
1)、制作阴极：用去污粉和去离子水分别超声清洗玻璃基板(1)并用气枪吹干，然后用精密丝网印刷机在玻璃基板(1)上印刷阴极(2)，玻璃基板(1)上的印刷阴极(2)在100℃干燥20min后烧结，烧结温度为370℃，保温20min，570℃保温20min，升温速率5℃/min，得到阴极(2)；
2)、制作下层SiO2绝缘层：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在阴极(2)上溅射SiO2膜，获得下层SiO2绝缘层(3)，下层SiO2绝缘层(3)厚度为200nm；
3)、制作绝缘介质层：在下层SiO2绝缘层(3)上印刷绝缘介质层(4)，印刷好的绝缘介质层(4)在100℃干燥20min后烧结，烧结温度为370℃，保温20min，580℃保温20min，升温速率5℃/min，得到绝缘介质层
(4)；
4)、制作上层SiO2绝缘层：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在绝缘介质层(4)上溅射SiO2膜，获得上层SiO2绝缘层(5)，上层SiO2绝缘层(5)厚度为200nm；
5)、制作栅极：在上层SiO2绝缘层(5)上印刷栅极(6)银浆料，印刷好的栅极(6)银浆料在100℃干燥20min后烧结，烧结温度为370℃保温20min，570℃保温20min，升温速率5℃/min，得到栅极(6)；
6)、制作阴极发射体：碳纳米管、有机载体和金属填料混合均匀配制成浆料，浆料中碳纳米管的质量分数为8％-20％，金属填料的质量分数为4％-10％，余量为有机载体；将浆料印刷在阴极(2)上，并在120℃干燥20min后烧结，烧结温度为340℃保温20min，450℃保温20min，升温速率5℃/min，得到阴极发射体(7)，完成后板的制作。
2.根据权利要求1所述的一种顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，其特征在于：所述磁控溅射法采用SiO2陶瓷靶作靶材，衬底温度为400℃，工作气体为Ar，背底真空度为4×10-3Pa，工作气压为0.8Pa，溅射功率为350W，溅射时间为10min。
3.根据权利要求1所述的一种顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，其特征在于：所述有机载体由松油醇和乙基纤维素按照质量比9∶1的比例构成。
4.根据权利要求1所述的一种顶栅结构场致发射显示器后板的制作方法，其特征在于：所述金属填料为银纳米颗粒。
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