CN2796081Y - 底栅结构的三极场发射显示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有底栅结构、碳纳米管阴极、三极结构的底栅结构的三极场发射显示器，包括由阴极面板、阳极面板以及玻璃围框所构成的密封真空腔，在阴极面板上设置有碳纳米管阴极以及控制碳纳米管电子发射的底栅结构，底栅结构位于碳纳米管阴极的底部和两侧，在阳极面板上设置有光刻的锡铟氧化物薄膜层以及设置在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层，具有结构简单、制作工艺简单、制作成本低廉、制作过程稳定可靠的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带有底栅结构、碳纳米管阴极、三极结构的底栅结构的三极场发射显示器。
背景技术
碳纳米管是一种特殊的冷阴极材料，能够仅仅在外界电压的作用下发射大量的电子，这是由于其特殊的结构而决定的。对于利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射平面显示器件来说，为了能够最大程度的降低生产成本，降低整体器件的工作电压，以便于和常规的IC电路相结合，制作三极结构的场致发射平面显示器件是一个必然的选择。
在三极结构的碳纳米管阴极场致发射显示器件中，栅极结构对于碳纳米管阴极的电子发射起着必要的控制作用。栅极结构的制作工艺以及栅极衬底材料的选择都有着十分严格的要求。其中，控制栅极结构形式的选择也是研究人员重点考虑的内容之一，目前，大多数平板显示器件中都选择了控制栅极位于碳纳米管阴极上方的结构形式，栅极结构的强有力控制作用很明显。但是所形成的栅极电流比较大，对于器件的材料要求比较高，在器件的制作过程中容易使得碳纳米管阴极受到一定的损伤和污染，这是其不利之处。
目前，各制作企业或者研究机构使用的用来制作控制栅极的材料各不相同，但大多都使用了专用的特殊制作材料，同时也使用了特殊的制作工艺，这就带来了一系列的问题，如：器件制作成本高；制作过程复杂；制作工艺条件要求过于苛刻，无法进行大面积制作等等。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种带有底栅结构的、制作过程稳定可靠、结构简单、成品率高、成本低廉的三极场发射平面显示器。
本实用新型是这样实现的：包括由阴极面板、阳极面板以及玻璃围框所构成的密封真空腔，在阴极面板上设置有碳纳米管阴极以及控制碳纳米管电子发射的底栅结构，底栅结构位于碳纳米管阴极的底部和两侧，在阳极面板上设置有光刻的锡铟氧化物薄膜层以及设置在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层。在底栅结构中，底部控制栅极导电条设置在阴极面板上，绝缘隔离层设置在底部控制栅极导电条上，在绝缘隔离层上设置有碳纳米管阴极导电条，侧壁控制栅极导电条位于碳纳米管阴极导电条的两侧，侧壁控制栅极导电条与碳纳米管阴极导电条之间为绝缘隔离层，侧壁控制栅极导电条与底部控制栅极导电条相连通，在绝缘隔离层上还设置有绝缘保护层。碳纳米管阴极导电条的走向是和底部控制栅极导电条的走向相互垂直的，在碳纳米管阴极导电条的上方为碳纳米管阴极。在绝缘隔离层上设置绝缘保护层，在碳纳米管阴极导电条的上方预留出碳纳米管阴极的空余之处，其余之处全部用绝缘浆料保护层覆盖起来。碳纳米管阴极导电条和侧壁控制栅极导电条之间相互隔离开，其相互隔离开的距离等于碳纳米管阴极导电条和底部控制栅极导电条之间的垂直距离。
本实用新型中的底栅结构中的控制栅极部分是位于碳纳米管阴极的底部和两侧，用于控制碳纳米管阴极电子的场致发射。当在控制栅极上施加适当电压的时候，碳纳米管阴极就会发射出大量的电子，所发射的电子在阳极高电压的作用下，直接向阳极高速运动，轰击荧光粉层而发光，由于控制栅极位于碳纳米管阴极的底部和两侧，并且用绝缘隔离层和碳纳米管阴极相互隔离开，所以所发射的电子不会受到控制栅极结构的截流，这样所形成的控制栅极电流也就比较小，极大地提高了碳纳米管阴极的场致发射效率，也提高了显示器件的发光效率。在底栅结构中，由于在碳纳米管阴极导电条的两侧也同时制作了侧壁控制栅极导电条部分，起到了进一步增强碳纳米管顶端的电场强度的效应，进一步提高了碳纳米管阴极发射电子的能力，改善了显示器件的场致发射性能。在本发明中的底栅结构中，从制作工艺的角度来看，是先制作了底栅结构，后制作碳纳米管阴极。当所有的控制栅极结构部分都制作完毕之后，才进行碳纳米管阴极部分的制作，这样，所制作的碳纳米管阴极不会受到控制栅极结构制作工艺的干扰，也就不会对碳纳米管阴极部分产生污染和损伤，极大地提高了器件制作的成功率，改进了碳纳米管阴极的场致发射电子的能力。另外，在底栅结构的制作过程中，并没有采用特殊的结构制作材料，也没有采用特殊的器件制作工艺，这在很大程度上就进一步降低了整体平板显示器件的制作成本，简化了器件的制作过程，能够进行大面积的器件制作，有利于进行商业化的大规模生产。
附图说明
图1为本实用新型的纵向结构示意图。
图2为本实用新型的横向结构示意图。
图3为本实用新型的总体结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本实用新型包括由阴极面板1、阳极面板8以及玻璃围框12所构成的密封真空腔，在阴极面板1上设置有碳纳米管阴极7以及控制碳纳米管7电子发射的底栅结构，底栅结构位于碳纳米管阴极7的底部和两侧，在阳极面板8上设置有光刻的锡铟氧化物薄膜层9以及设置在锡铟氧化物薄膜层9上面的荧光粉层11。
在底栅结构中，底部控制栅极导电条2设置在阴极面板1上，绝缘隔离层3设置在底部控制栅极导电条2上，在绝缘隔离层3上设置有碳纳米管阴极导电条5，侧壁控制栅极导电条4位于碳纳米管阴极导电条5的两侧，侧壁控制栅极导电条4与碳纳米管阴极导电条5之间为绝缘隔离层3，侧壁控制栅极导电条4与底部控制栅极导电条2相连通，在绝缘隔离层3上还设置有绝缘保护层6。
碳纳米管阴极导电条5的走向是和底部控制栅极导电条2的走向相互垂直的，在碳纳米管阴极导电条5的上方为碳纳米管阴极7。
在绝缘隔离层上设置绝缘保护层6，在碳纳米管阴极导电条5的上方预留出碳纳米管阴极的空余之处，其余之处全部用绝缘浆料保护层覆盖起来。
碳纳米管阴极导电条5和侧壁控制栅极导电条4之间相互隔离开，其相互隔离开的距离等于碳纳米管阴极导电条5和底部控制栅极导电条2之间的垂直距离。
本实用新型中的底栅结构的固定位置为安装固定在阴极面板上，底栅结构的控制栅极位于碳纳米管阴极的底部和两侧，用于控制碳纳米管阴极的电子发射，底栅结构的衬底材料为大型、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，底栅结构中的衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃；底栅结构中的底部控制栅极导电条为银浆条，也可以为锡铟氧化物薄膜导电层，也可以为铬、镍、金、银金属；底栅结构中的银浆条是结合丝网印刷工艺完成的；底栅结构中的绝缘隔离层为绝缘浆料层，是结合丝网印刷工艺完成的；底栅结构中的侧壁控制栅极导电条为银浆条，是结合丝网印刷工艺完成的；底栅结构中的侧壁控制栅极导体条和底部栅极导电条是相互连通的；底栅结构中的侧壁控制栅极导电条位于碳纳米管阴极导电条的两侧，并且利用绝缘浆料进行相互隔离开；底栅结构中的侧壁控制栅极导电条可以高于碳纳米管阴极导电条的制作平面，也可以和碳纳米管阴极导电条位于同一水平面上，也可以略低于碳纳米管阴极导电条的制作平面；底栅结构中的侧壁控制栅极导电条也可以为金属铝、金、镍、铬，采用常规蒸镀或者溅射工艺来完成；底栅结构中需要在绝缘隔离层上制作碳纳米管阴极导电条；底栅结构中在绝缘隔离层上印刷银浆来作为碳纳米管阴极导电条，是结合丝网印刷工艺完成的；底栅结构中的碳纳米管阴极导电条可以为银浆条，也可以为铝、金、镍、铬，采用常规的蒸镀或者溅射工艺来完成；底栅结构中的碳纳米管阴极导电条的走向是和底部控制栅极导电条的走向相互垂直的；底栅结构中的碳纳米管阴极导电条和侧壁控制栅极导电条之间是相互隔离开的，其相互隔离开的距离大于或等于碳纳米管阴极导电条和底部控制栅极导电条之间的垂直距离；底栅结构中需要在绝缘隔离层上再次印刷绝缘保护层；底栅结构中的绝缘保护层是绝缘浆料层，是结合丝网印刷工艺完成的；底栅结构中的绝缘保护层需要在碳纳米管阴极导电条的上方预留出碳纳米管阴极的空余之处，为后续的碳纳米管阴极制备和后处理作准备，其余之处全部用绝缘保护层覆盖起来；底栅结构中由衬底材料玻璃、底部控制栅极导电条、绝缘隔离层、侧壁控制栅极导电条、碳纳米管阴极导电条和绝缘保护层构成。
Claims (5)
1、一种底栅结构的三极场发射显示器，包括由阴极面板(1)、阳极面板(8)以及玻璃围框(12)所构成的密封真空腔，其特征在于：
a、在阴极面板(1)上设置有碳纳米管阴极(7)以及控制碳纳米管(7)电子发射的底栅结构，底栅结构位于碳纳米管阴极(7)的底部和两侧，
b、在阳极面板(8)上设置有光刻的锡铟氧化物薄膜层(9)以及设置在锡铟氧化物薄膜层(9)上面的荧光粉层(11)。
2、根据权利要求1所述的一种底栅结构的三极场发射显示器，其特征在于：在底栅结构中，底部控制栅极导电条(2)设置在阴极面板(1)上，绝缘隔离层(3)设置在底部控制栅极导电条(2)上，在绝缘隔离层(3)上设置有碳纳米管阴极导电条(5)，侧壁控制栅极导电条(4)位于碳纳米管阴极导电条(5)的两侧，侧壁控制栅极导电条(4)与碳纳米管阴极导电条(5)之间为绝缘隔离层(3)，侧壁控制栅极导电条(4)与底部控制栅极导电条(2)相连通，在绝缘隔离层(3)上还设置有绝缘保护层(6)。
3、根据权利要求2所述的一种底栅结构的三极场发射显示器，其特征在于：碳纳米管阴极导电条(5)的走向是和底部控制栅极导电条(2)的走向相互垂直的，在碳纳米管阴极导电条(5)的上方为碳纳米管阴极(7)。
4、根据权利要求3所述的一种底栅结构的三极场发射显示器，其特征在于：在绝缘隔离层上设置绝缘保护层(6)，在碳纳米管阴极导电条(5)的上方预留出碳纳米管阴极的空余之处，其余之处全部用绝缘浆料保护层覆盖起来。
5、根据权利要求4所述的一种底栅结构的三极场发射显示器，其特征在于：碳纳米管阴极导电条(5)和侧壁控制栅极导电条(4)之间相互隔离开，其相互隔离开的距离等于碳纳米管阴极导电条(5)和底部控制栅极导电条(2)之间的垂直距离。
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