CN2904275Y - 带有侧向镇流结构的平面发光显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，包括由前玻璃面板、后玻璃面板以及四周玻璃围框所构成的密封真空腔，设置在前玻璃面板上的阳极电极层和印刷在阳极电极层上的荧光粉层，用于控制电子发射的控制栅极，绝缘支撑墙结构以及附属消气剂元件，在后玻璃面板上设置有用于调节碳纳米管阴极的电流走向和调整碳纳米管场致发射电子的能力的侧向镇流结构，具有结构简单、制作过程成本低廉、稳定可靠、制作成品率高的优点。

Description

带有侧向镇流结构的平面发光显示器

技术领域

本实用新型属于纳米科学技术、微电子科学技术、平板显示技术以及真空科学技术的相互交叉领域，涉及到平板场致发射发光显示器件的制作，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，特别涉及到一种带有侧向镇流结构的、碳纳米管阴极的场致发射平面显示器。

背景技术

碳纳米管是一种有着独特几何外形结构的高性能材料，具有大的纵横比率，小的尖端曲率半径，极高的机械强度以及良好的电学特性等诸多特点。当外界电压施加到碳纳米管阴极表面的时候，在碳纳米管阴极表面就会形成强大的电场强度，迫使碳纳米管发射出大量的电子，这就是冷场致发射现象。这是充分的利用到了这一原理，才使得利用碳纳米管作为阴极材料来制作场致发射平板发光显示器件成为现实，并在最近的几年中得到了极大的进展。在将碳纳米管制作成阴极材料的过程中，受到具体制作工艺、制作工序、制作浆料、制作器械等各种因素的影响，其场致发射电子的能力已经下降了许多，但这又是其所必需经历的过程。那么，如何采取有效的措施，能够让大面积的碳纳米管阴极实现均匀、稳定的发射电子，是研究人员所需要解决的一个问题。

对于印刷到阴极导电层上碳纳米管来说，是通过外界在阴极导电层上施加电压，然后再将外加电压传递到碳纳米管阴极上的。碳纳米管的场致发射能力的大小要受到多种因素的影响，例如：碳纳米管阴极导电层电阻阻值的影响，碳纳米管与阴极导电层之间的附着力大小的影响，碳纳米管与阴极导电层之间的欧姆接触情况，同一碳纳米管阴极在不同外界条件下发射能力的变化，等等。一方面要对碳纳米管阴极导电层中的电阻阻值进行一定程度的调节，使得外加电压能够均匀的施加到碳纳米管阴极上，避免出现部分碳纳米管材料上电压比较高而另一部分碳纳米管材料上电压比较低的现象；另一方面还要对阴极导电层中的电流流向进行一定程度的控制，避免出现在某一方面上的阴极电流过大，造成阴极电极失调现象的出现。碳纳米管阴极具有独特的阴极边缘电场集中现象，在碳纳米管阴极发射电子的过程中，并不都是所有的阴极材料都能够均匀的发射大量电子的，而是在碳纳米管阴极的边缘位置发射的电子最多，这也是冷场致发射中比较独特的一个现象。如何能够充分利用这一有利现象，并且将其和阴极结构的选择综合起来进行考虑，这是研究制作人员所需要思考的一个问题。而对于诸如此类问题还没有得到完美的解决方案。

此外，在尽可能不影响碳纳米管阴极的场致电子发射能力的前提下，在引入改善处理工艺的同时，还需要进一步降低器件的制作成本，能够进行大面积的器件制作，器件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结构简单、制作过程成本低廉、稳定可靠、制作成品率高、带有侧向镇流结构的碳纳米管阴极场致发射平面显示器。

本实用新型的目的是这样实现的：包括由前玻璃面板、后玻璃面板以及四周玻璃围框所构成的密封真空腔，设置在前玻璃面板上的阳极电极层和印刷在阳极电极层上的荧光粉层，用于控制电子发射的控制栅极，绝缘支撑墙结构以及附属消气剂元件，在后玻璃面板上设置有用于调节碳纳米管阴极的电流走向和调整碳纳米管场致发射电子的能力的侧向镇流结构。

所述的侧向镇流结构包括基底材料、设置在基底材料上的阴极电极层、设置在阴极电极层上面和阴极电极层中间位置的阴极电阻层、设置在阴极电阻层上面的绝缘隔离层，其中位于阴极电极层中间位置的阴极电阻层的上面设置有阴极接触层，在阴极接触层上设置有阴极过渡层，在阴极过渡层的上面设置有碳纳米管阴极，在绝缘隔离层的上面设置有控制栅极电极层。

阴极电阻层为掺杂多晶硅层、单晶硅层之一，阴极电极层上面的阴极电阻层和阴极电极层中间位置的阴极电阻层是相互连通的，并且呈现一种沟槽结构，位于阴极电极层上面的阴极电阻层要比位于阴极电极层中间位置的阴极电阻层要高。所述的阴极接触层呈现一种两侧高、中间低的“V”字型结构。在充分利用碳纳米管阴极边缘发射大量电子原理的基础上，制作了侧向镇流结构，用于调节碳纳米管阴极的电流走向，调整碳纳米管场致发射电子的能力，从而达到使得整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的作用，以期进一步改善整体显示器件的图像显示质量。

本实用新型具有如下的积极效果：

本实用新型中的主要特点在于制作了带有侧向镇流结构的、碳纳米管阴极的平板发光场致发射显示器件。在充分利用碳纳米管阴极边缘发射大量电子原理的基础上，制作了侧向镇流结构，用于调节碳纳米管阴极的电流走向，调整碳纳米管场致发射电子的能力，从而达到使得整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的作用，以期进一步改善整体显示器件的图像显示质量。

其一，制作了高度不同的阴极电阻层结构，能够充分的调节阴极电流的走向，调整碳纳米管场致发射电子的能力，从而达到使得整体碳纳米管阴极均匀稳定的发射大量的电子。在本实用新型中的侧向镇流结构中，利用n型掺杂多晶硅制作了阴极电阻层。当外加电压施加到阴极电极层以后，通过n型掺杂多晶硅层的传递，就可以将电压传递到碳纳米管阴极上面。利用n型掺杂多晶硅的半导体特性，可以对流经碳纳米管阴极的电流进行调整。当某一部分碳纳米管阴极电流过大的时候，那么该处的n型掺杂多晶硅层也就必须承担着大的电势差，从而减少了该处碳纳米管阴极的电压；反之亦然。这样n型掺杂多晶硅层就能够自动的来调节碳纳米管阴极上的电压大小。另外，由于阴极电极层的抬高作用，阴极电阻层的高度是不同的，位于相邻阴极电极层中间位置的阴极电阻层比较低，位于阴极电极层上面的阴极电阻层高度比较高，这样就对碳纳米管阴极的侧向有一个镇流的作用，使得碳纳米管阴极的侧面方向不至于向绝缘隔离层结构发射过多的电子，也就减少了绝缘隔离层上的电学压力。

其二、制作了“V”字型的阴极接触层结构，能够充分的利用碳纳米管阴极的边缘电场集中现象，也就能够使得碳纳米管阴极发射大量的电子。在本实用新型中的侧向镇流结构当中，同样利用n型掺杂多晶硅制作了阴极接触层，但是将阴极接触层制作成了“V”字型结构，即中间低，两侧高。这样当碳纳米管阴极制备在该位置以后，所形成的碳纳米管阴极层也就是一个“V”字型结构，这样就更加容易的利用碳纳米管阴极边缘发射大量电子的工作原理。

其三、制作了阴极过渡层结构，这样能够更好的解决碳纳米管阴极和阴极导电层之间的良好欧姆接触问题。在阴极过渡层的顶端制作了一个钼金属层，然后将碳纳米管制备在钼金属层的上面。由于碳纳米管能够和钼金属层形成良好的欧姆接触，这样利用钼金属层作为中间介质，从而和底部的n型掺杂多晶硅层进行连接起来，有效地解决了欧姆接触问题。

此外，在本实用新型中的侧向镇流结构平板发光显示器件当中，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给出了带有侧向镇流结构平板发光显示器件的后玻璃面板结构的纵向结构示意图。

图2给出了带有侧向镇流结构平板发光显示器件的后玻璃面板结构的横向结构示意图。

图3中给出了一个碳纳米管阴极的、侧向镇流结构发光平板显示器件的实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括由前玻璃面板9、后玻璃面板1以及四周玻璃围框14所构成的密封真空腔，设置在前玻璃面板9上的阳极电极层10和印刷在阳极电极层10上的荧光粉层12以及在阳极电极层的非显示区域印刷的绝缘浆料层11，用于控制电子发射的控制栅极7，绝缘支撑墙结构13以及附属消气剂15元件，在后玻璃面板1上设置有用于调节碳纳米管阴极的电流走向和调整碳纳米管场致发射电子的能力的侧向镇流结构。

在导电层所述的侧向镇流结构包括基底材料1、设置在基底材料上的阴极电极层2、设置在阴极电极层上面和阴极电极层中间位置的阴极电阻层3、设置在阴极电阻层3上面的绝缘隔离层6，其中位于阴极电极层中间位置的阴极电阻层的上面设置有阴极接触层4，在阴极接触层4上设置有阴极过渡层5，在阴极过渡层5的上面设置有碳纳米管阴极8，在绝缘隔离层6的上面设置有控制栅极电极层7。

阴极电阻层3为掺杂多晶硅层、单晶硅层之一，阴极电极层上面的阴极电阻层和阴极电极层中间位置的阴极电阻层是相互连通的，并且呈现一种沟槽结构，位于阴极电极层上面的阴极电阻层要比位于阴极电极层中间位置的阴极电阻层要高。

所述的侧向镇流结构的基底材料为钠钙玻璃，硼硅玻璃之一。所述的阴极电极层为锡铟氧化物膜、金、银、钼、镍、铬金属之一。所述的阴极接触层4呈现一种两侧高、中间低的“V”字型结构。所述的阴极过渡层5为金属层，金属层为金、银、钼、镍、铬金属之一。绝缘隔离层6可以为二氧化硅层、聚酰亚胺层之一。

Claims (8)

1、一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，包括由前玻璃面板[9]、后玻璃面板[1]以及四周玻璃围框[14]所构成的密封真空腔，设置在前玻璃面板[9]上的阳极电极层[10]和印刷在阳极电极层[10]上的荧光粉层[12]，用于控制电子发射的控制栅极[7]，绝缘支撑墙结构[13]以及附属消气剂[15]元件，其特征在于：在后玻璃面板[1]上设置有用于调节碳纳米管阴极的电流走向和调整碳纳米管场致发射电子的能力的侧向镇流结构。

2、如权利要求1所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：所述的侧向镇流结构包括基底材料[1]、设置在基底材料上的阴极电极层[2]、设置在阴极电极层上面和阴极电极层中间位置的阴极电阻层[3]、设置在阴极电阻层[3]上面的绝缘隔离层[6]，其中位于阴极电极层中间位置的阴极电阻层的上面设置有阴极接触层[4]，在阴极接触层[4]上设置有阴极过渡层[5]，在阴极过渡层[5]的上面设置有碳纳米管阴极[8]，在绝缘隔离层[6]的上面设置有控制栅极电极层[7]。

3、如权利要求2所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：阴极电阻层[3]为掺杂多晶硅层、单晶硅层之一，阴极电极层上面的阴极电阻层和阴极电极层中间位置的阴极电阻层是相互连通的，并且呈现一种沟槽结构，位于阴极电极层上面的阴极电阻层要比位于阴极电极层中间位置的阴极电阻层要高。

4、如权利要求2所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：所述的侧向镇流结构的基底材料为钠钙玻璃，硼硅玻璃之一。

5、如权利要求2所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：所述的阴极电极层为锡铟氧化物膜、金、银、钼、镍、铬金属之一。

6、如权利要求2所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：所述的阴极接触层[4]呈现一种两侧高、中间低的“V”字型结构。

7、如权利要求2所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：所述的阴极过渡层[5]为金属层，金属层为金、银、钼、镍、铬金属之一。

8、如权利要求2所述的一种带有侧向镇流结构的平面发光显示器，其特征在于：绝缘隔离层[6]可以为二氧化硅层、聚酰亚胺层之一。

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