CN101777479B

CN101777479B - 一种印刷型场发射显示器及其制作方法

Info

Publication number: CN101777479B
Application number: CN2010101220354A
Authority: CN
Inventors: 李军
Original assignee: Irico Group Corp
Current assignee: Irico Group Corp
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: CN101777479A

Abstract

本发明公开了一种印刷型场发射显示器及其制作方法，按照以下三个步骤进行：(一)制作下基板，其中又分为：a)制作栅极；b)制作绝缘介质层；c)制作SiO ₂绝缘层，SiO ₂绝缘层厚度为200nm；d)制作阴极；e)制作阴极发射体；f)制作支撑体。(二)制作上基板，其中又分为：A)制作黑矩阵；B)制作RGB三色荧光粉。(三)封排及老练。本发明的改进印刷型FED的制作工艺，提高了下栅极结构FED栅极与阴极之间的绝缘性能，保证整个FED的可靠性和稳定性。

Description

一种印刷型场发射显示器及其制作方法

技术领域

本发明涉及有机发光显示面板制备技术领域，一种印刷型场发射显示器及其制作方法。

背景技术

场发射显示器(Field Emission Display)是一种新型的平板显示器件。该显示器采用场致发射体作为电子源。如果对场致发射体施加一很强的电场，由于隧道效应，电子可由发射体逸出至真空，产生场致发射。从电子源发射出的电子经过聚焦后轰击到荧光粉，激发荧光粉发光，实现图象显示。由于场致发射显示器件的图象显示机理与传统的阴极射线管(CathodeRay Tube)非常接近，因此场致发射显示器件可以达到与CRT相同的图像显示质量。

众所周知，下栅极场发射显示器(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，并且在阴栅电极的正交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性介质浆料，还是感光性介质浆料，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

本发明的目的是改进印刷型FED的制作工艺，并制作该印刷型场发射显示器，以提高下栅极结构FED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。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种印刷型场发射显示器，包括下基板及与下基板相封装的上基板及其上、下基板之间的支撑体，其特征在于：所述下基版包括玻璃基板、印制在玻璃基板上的栅极、栅极上的绝缘介质层和绝缘介质层上设置的阴极，阴极上设有阴极发射体；在所述下基板绝缘介质层和阴极之间设置有SiO₂绝缘层。

所述上基板包括ITO玻璃基板、印刷在ITO玻璃基板下端面的黑矩阵及RGB荧光粉；所述的RGB荧光粉分别嵌套在黑矩阵之间，并且该RGB荧光粉与下基板上的阴极发射体正对应。

一种印刷型场发射显示器的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)制作下基板：

a)、制作栅极：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栅极，玻璃基板上的印刷栅极在100℃干燥20min后升温至370℃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；

b)、制作绝缘介质层：在栅极上印刷绝缘介质层，印刷好的绝缘介质层在100℃干燥20min后烧结，烧结温度为370℃保温20min，580℃保温20min，升温速率5℃/min，得到绝缘介质层；

c)、制作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，获得带SiO₂绝缘层，SiO₂绝缘层厚度为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气，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；

d)、制作阴极：在SiO₂绝缘层上印刷阴极银浆料，印刷好的阴极银浆料在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，得到阴极；

e)、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，其中碳纳米管的质量百分比为8％-20％，金属填料的质量百分比为4％-10％，余量为有机载体70％-88％；

将上述制备好的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；

f)、制作支撑体：用隔离子散布装置在阴极发射体间隙处均匀布置直径为70微米的支撑体；

2)制作上基板：

a)、制作黑矩阵：在ITO基板玻璃上印刷黑介质浆料，并在100℃干燥20min后升温至590℃烧结，烧结温度为590℃保温20min，升温速率5℃/min，得到黑矩阵；

b)、制作RGB三色荧光粉图形：在烧结好的黑矩阵间隙依次印刷RGB三色荧光粉，并干燥，干燥温度为180℃；

3)封排及老练：

a)、封装：在上下基板周围分别均匀涂布低玻浆料，然后在上下基板之间放置封接框，将上下基板对合好之后，进行低玻烧结，烧结温度为430℃；

b)、排气：在排气台上对封装好的FED进行排气，使其真空度≥10⁴Pa；

c)、进行老练，得到印刷型场发射显示器。

所述制作下基板步骤e)碳纳米管浆料中的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。

本发明的改进印刷型FED的制作工艺，提高了下栅极2结构FED栅极2与阴极5之间的绝缘性能，保证了整个FED的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本发明FED下基板制作示意图；

图2为本发明FED上基板制作示意图；

图3为本发明FED的截面图。

图中：1为玻璃基板；2为栅极；3为绝缘介质层；；4为SiO2绝缘层；5为阴极；6为阴极发射体；7为支撑体；8为封接框；9为ITO玻璃基板；10为黑矩阵；11为RGB荧光粉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

一种印刷型场发射显示器的制作方法，按照以下步骤：

参见图1所示，

(一)制作下基板：

a)、制作栅极2：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上印刷栅极2，玻璃基板1上的印刷栅极2在100℃干燥20min后升温至370℃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2；

b)、制作绝缘介质层3：在栅极2上印刷绝缘介质层3，印刷好的绝缘介质层3在100℃干燥20min后升温至370℃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3；

c)、制作SiO₂绝缘层4：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在绝缘介质层3上溅射SiO₂膜，获得SiO₂绝缘层4，SiO₂绝缘层4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气，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；

d)、制作阴极5：在SiO₂绝缘层4上印刷阴极5银浆料，印刷好的阴极5银浆料在100℃干燥20min后升温至370℃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5；

e)、制作阴极发射体6：

首先将碳纳米管、有机载体和金属填料混合均匀配制成浆料，其中碳纳米管的质量百分比为8％，银纳米颗粒的质量百分比为4％，有机载体的质量百分比88％(其中，有机载体由松油醇和乙基纤维素构成，松油醇∶乙基纤维素＝9∶1)；

将浆料印刷在阴极5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6；

f)、制作支撑体7：用隔离子散布装置在阴极发射体6间隙处均匀布置直径为70微米的支撑体7。

参见图2所示，

(二)制作上基板：

a)、制作黑矩阵10：在ITO基板玻璃9上印刷黑介质浆料，并在100℃干燥20min后升温至590℃烧结，烧结温度为590℃保温20min，升温速率5℃/min，得到黑矩阵10；

b)、制作RGB三色荧光粉图形：在烧结好的黑矩阵10间隙依次印刷RGB荧光粉11，并干燥，干燥温度为180℃。

(三)封排及老练：

a)、封装：在上下基板周围分别均匀涂布低玻浆料，然后在上、下基板之间放置封接框8，将上、下基板对合好之后，进行低玻烧结，烧结温度为430℃；

c)、进行老练，得到印刷型场发射显示器。

上述浆料的制备方法不仅限于实施例1的制备方法。

实施例2

该印刷型场发射显示器的制作方法同实施例1，所不同的是其制作下基板步骤e)中浆料的制备方法，该制备方法如下：

碳纳米管、有机载体和金属填料混合均匀配制成浆料，其中碳纳米管的质量百分比20％，银纳米颗粒的质量百分比为10％，有机载体的质量百分比为70％(其中，松油醇∶乙基纤维素＝9∶1)。

实施例3

碳纳米管、有机载体和金属填料混合均匀配制成浆料，其中碳纳米管的质量百分比18％，银纳米颗粒的质量百分比为5％，有机载体的质量百分比为77％，其中，松油醇∶乙基纤维素＝9∶1)。

参见图3所示，为制作印刷型场发射显示器结构示意图。该印刷型场发射显示器包括下基板及与下基板相封装的上基板及其上、下基板之间的支撑体7，在上、下基板之间外侧设置有封接框8。

其中，所述下基板包括玻璃基板1、印制在玻璃基板1上的栅极2、栅极2上的绝缘介质层3和绝缘介质层3上设置的阴极5，阴极5上设有阴极发射体6；在所述下基板绝缘介质层3和阴极5之间设置有SiO2绝缘层4；所述上基板包括ITO玻璃基板9、印刷在ITO玻璃基板9下端面的黑矩阵10及RGB荧光粉11；所述的RGB荧光粉11分别嵌套在黑矩阵10之间，并且该RGB荧光粉11与下基板上的阴极发射体6相对应。

Claims

1.一种印刷型场发射显示器的制作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)制作下基板：

a)制作栅极(2)：超声清洗玻璃基板(1)，吹干，然后在玻璃基板(1)上印刷栅极(2)，栅极(2)在100℃干燥20min后升温至370℃烧结20min，升温至570℃烧结20min；得到栅极(2)；

b)制作绝缘介质层(3)：在栅极(2)上印刷绝缘介质层(3)，绝缘介质层(3)在100℃干燥20min后烧结，370℃烧结20min，升温至580℃烧结20min；得到绝缘介质层(3)；

c)制作SiO₂绝缘层(4)：利用磁控溅射法，用镍合金片制作掩膜，在绝缘介质层(3)上溅射SiO₂膜，获得SiO₂绝缘层(4)，厚度为200nm；

d)制作阴极(5)：在SiO₂绝缘层(4)上印刷阴极(5)银浆料，印刷好的阴极(5)银浆料在100℃干燥20min后烧结，370℃烧结20min，升温至570℃烧结20min；得到阴极(5)；

e)制作阴极发射体(6)：制作碳纳米管浆料，并将其印刷在阴极(5)上并在120℃干燥20min后烧结，340℃烧结20min，升温至450℃烧结20min；得到阴极发射体(6)；

f)制作支撑体(7)：用隔离子散布装置在阴极发射体(6)间隙处均匀布置直径为70微米的支撑体(7)；

2)制作上基板：

a)制作黑矩阵(10)：在ITO基板玻璃(9)上印刷黑介质浆料，并在100℃干燥20min后烧结，升温至590℃烧结20min；得到黑矩阵(10)；

b)制作RGB三色荧光粉图形(11)：在烧结好的黑矩阵(10)间隙依次印刷RGB荧光粉(11)，于180℃干燥；

3)封排及老练：

a)封装：在上下基板周围分别均匀涂布低玻浆料，并用封接框(8)将上下基板进行对合，进行低玻烧结，烧结温度为430℃；

b)排气：在排气台上对封装好的FED进行排气，使其真空度≥104Pa；

c)进行老练。

2.根据权利要求1所述的印刷型场发射显示器的制作方法，其特征在于：所述超声清洗是在超声清洗机中分别加入去污粉和去离子水清洗，并用气枪吹干。

3.根据权利要求1所述的印刷型场发射显示器的制作方法，其特征在于：所述烧结升温速率为5℃/min。

4.根据权利要求1所述的印刷型场发射显示器的制作方法，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气，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。

5.根据权利要求1所述的印刷型场发射显示器的制作方法，其特征在于：所述碳纳米管浆料由下述质量百分比的原料混合配制而成：碳纳米管8％-20％，金属填料4％-10％，有机载体70％-88％。

6.根据权利要求5所述的印刷型场发射显示器的制作方法，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。

7.根据权利要求5所述的印刷型场发射显示器的制作方法，其特征在于：所述金属填料为银纳米颗粒。