专利名称：双栅极结构的平板场致发射显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于平面显示技术、真空科学与技术以及纳米科学与技术的相互交叉技术领域，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显示器的器件制作方面的内容，特别涉及一种带有双栅极结构、碳纳米管阴极的双栅极结构的平板场致发射显示器。
背景技术：
碳纳米管具有独特的几何特性和物理性质，具有小的尖端曲率半径，高的机械强度，在电压作用下能够发射大量的电子。而对于利用碳纳米管作为冷阴极材料的场致发射平板显示器来说，需要最大程度的降低生产成本，降低器件的工作电压，以便于和常规的集成电路相结合。
在平板碳纳米管薄膜显示屏当中，栅极结构是器件制作过程中不可缺少的部分，其控制特性也是衡量平板器件的重要性能指标之一。在利用专用绝缘材料制作的栅极方面，不仅包含着相当复杂的制作工艺，而且涵盖有新技术的开发利用，造成总体器件的制作成本很高；对于碳纳米管显示屏而言，实现工艺简单、稳定可靠、成本低廉的器件制作，也是实际产品应用的前提条件。栅极材料的主要选择原则为必须要能够应用到真空环境当中，并且在真空环境下出气量要小；必须要具有一定的电学绝缘等级，以使控制栅极部分和碳纳米管阴极部分在较高电压下能够完全相互电学绝缘；要求控制栅极的基底材料和阴极衬底材料的热膨胀系数相接近，避免在高温烧结封装的过程中发生炸裂现象，等等。尽管各个制作企业或研究机构使用的控制栅极制作材料各不相同，但是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，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。此外，在确保栅极结构对碳钠米管阴极具有良好控制作用的前提下，需要尽可能的降低总体器件成本，进行稳定可靠、成本低廉的器件制作。
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双栅极结构、结构简单、制作过程稳定可靠、成本低廉、制作成功率高的双栅极结构的平板场致发射显示器。
本实用新型的目的是这样实现的本实用新型的双栅极结构的平板场致发射显示器，包括由阴极面板、阳极面板和四周玻璃围框构成的密封真空腔、在阳极面板上有光刻的锡铟氧化物薄膜层以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层、在阴极面板上设置的碳纳米管阴极、位于真空腔内部起支撑作用的绝缘隔离支撑墙，在碳纳米管阴极上方设置有控制碳纳米管阴极的电子发射的双栅极结构。
所述的双栅极结构包括以玻璃为衬底材料的阴极面板、设置在阴极面板上的阴极导电条和绝缘层，在绝缘层设置有下栅极导电条，在栅极导电条上设置有绝缘层，在绝缘层上设置有上栅极导电条，在上栅极导电条上设置有栅极覆盖层。所述双栅极结构固定方式为单独固定安装和安装固定在阴极面板上之一，其位于阳极面板和阴极面板之间的位置，双栅极结构的衬底材料为玻璃，钠钙玻璃和硼硅玻璃之一。所述的双栅极结构中的导电条分为两部分，即上栅极部分和下栅极部分，其中上栅极部分与碳纳米管阴极之间的距离相对比较大，而下栅极部分与碳纳米管阴极之间的距离相对比较小，双栅极结构中上栅极和下栅极之间的绝缘材料为聚酰亚胺层、薄玻璃、云母板、陶瓷片以及云母片材料之一，双栅极结构中的上栅极部分导电条的走向和下栅极部分导电条的走向相互垂直，双栅极结构中的下栅极和碳纳米管阴极之间相互隔离开。所述的双栅极结构中的电极是采用导电条来制作，导电条为锡铟氧化物导电膜、银浆制作、采用蒸镀铜、铝、镍、金、银导电金属制作之一，双栅极结构中存在有用于电子穿越的电子通道孔，双栅极结构中的处于上部栅极和下部栅极相交叉位置的电子通道孔相互连通，上栅极的表面存在一个绝缘覆盖层。
本实用新型具有如下积极效果本实用新型中的双栅极结构中的控制栅极位于碳纳米管阴极的上方，用于控制碳纳米管阴极的电子发射。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。在本实用新型的双栅极结构中，可以采用上栅极和下栅极的相互垂直交叉方式进行显示器件像素的矩阵寻址的方式，这样就极大地降低了对碳纳米管阴极制备工艺的要求，在碳纳米管阴极的制备方式上有了更大的选择，既可以采用丝网印刷法移植的碳纳米管作为阴极材料，也可以采用直接在大面积衬底上生长的碳纳米管作为阴极材料；当然，也可以采用下栅极和碳纳米管阴极相互垂直交叉方式进行显示器件像素的矩阵寻址的方式，上栅极作为器件的辅助部分，来进一步的降低整体器件的工作电压。从器件显示方面有了更大的选择余地。在双栅极结构的制作过程中，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，简化了整体显示器件的制作过程，能够进行大面积的器件制作，有利于进行商业化的大生产。
图1给出了双栅极结构的纵向结构示意图。
图2给出了双栅极结构中的下栅极的俯视示意图。
图3给出了双栅极结构中的上栅极的俯视示意图。
图4给出了双栅极结构中的总体俯视示意图。
图5给出了一个带有双栅极结构的场致发射平面显示器的实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。
如图1、2、3、4、5所示，本实用新型的双栅极结构的平板场致发射显示器包括由阴极面板1、阳极面板9和四周玻璃围框14构成的密封真空腔、在阳极面板9上有光刻的锡铟氧化物薄膜层10以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层12、在阴极面板1上设置的碳纳米管阴极8、位于真空腔内部起支撑作用的绝缘隔离支撑墙13，在碳纳米管阴极8上方设置有控制碳纳米管阴极的电子发射的双栅极结构。制作双栅极结构，用于控制碳纳米管阴极的电子发射，极大地降低了对二者之间绝缘隔离层材料的要求，降低了整体器件的生产成本，简化整体器件制作工艺和制作过程。
所述的双栅极结构包括以玻璃为衬底材料的阴极面板1、设置在阴极面板1上的阴极导电条2和绝缘层3，在绝缘层3上设置有下栅极导电条4，在栅极导电条4上设置有绝缘层5，在绝缘层5上设置有上栅极导电条6，在上栅极导电条6上设置有栅极覆盖层7。
所述的双栅极结构固定方式为单独固定安装和安装固定在阴极面板上之一，其位于阳极面板和阴极面板之间的位置，双栅极结构的衬底材料为玻璃，钠钙玻璃和硼硅玻璃之一。所述的双栅极结构中的导电条分为两部分，即上栅极部分和下栅极部分，其中上栅极部分与碳纳米管阴极之间的距离相对比较大，而下栅极部分与碳纳米管阴极之间的距离相对比较小，双栅极结构中上栅极和下栅极之间的绝缘材料为聚酰亚胺层、薄玻璃、云母板、陶瓷片以及云母片材料之一，双栅极结构中的上栅极部分导电条的走向和下栅极部分导电条的走向相互垂直，双栅极结构中的下栅极和碳纳米管阴极之间相互隔离开。所述的双栅极结构中的电极是采用导电条来制作，导电条为锡铟氧化物导电膜、银浆制作、采用蒸镀铜、铝、镍、金、银导电金属制作之一，双栅极结构中存在有用于电子穿越的电子通道孔，双栅极结构中的处于上部栅极和下部栅极相交叉位置的电子通道孔相互连通，上栅极的表面存在一个绝缘覆盖层。
权利要求1.一种双栅极结构的平板场致发射显示器，包括由阴极面板(1)、阳极面板(9)和四周玻璃围框(14)构成的密封真空腔、在阳极面板(9)上有光刻的锡铟氧化物薄膜层(10)以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层(12)、在阴极面板(1)上设置的碳纳米管阴极(8)、位于真空腔内部起支撑作用的绝缘隔离支撑墙(13)，其特征在于在碳纳米管阴极(8)上方设置有控制碳纳米管阴极的电子发射的双栅极结构。
2.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的平板场致发射显示器，其特征在于所述的双栅极结构包括以玻璃为衬底材料的阴极面板(1)、设置在阴极面板(1)上的阴极导电条(2)和绝缘层(3)，在绝缘层(3)上设置有下栅极导电条(4)，在栅极导电条(4)上设置有绝缘层(5)，在绝缘层(5)上设置有上栅极导电条(6)，在上栅极导电条(6)上设置有栅极覆盖层(7)。
3.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的平板场致发射显示器，其特征在于所述的双栅极结构固定方式为单独固定安装和安装固定在阴极面板上之一，其位于阳极面板和阴极面板之间的位置，双栅极结构的衬底材料为玻璃，钠钙玻璃和硼硅玻璃之一。
4.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的平板场致发射显示器，其特征在于所述的双栅极结构中的导电条分为两部分，即上栅极部分和下栅极部分，其中上栅极部分与碳纳米管阴极之间的距离相对比较大，而下栅极部分与碳纳米管阴极之间的距离相对比较小，双栅极结构中上栅极和下栅极之间的绝缘材料为聚酰亚胺层、薄玻璃、云母板、陶瓷片以及云母片材料之一，双栅极结构中的上栅极部分导电条的走向和下栅极部分导电条的走向相互垂直，双栅极结构中的下栅极和碳纳米管阴极之间相互隔离开。
5.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的平板场致发射显示器，其特征在于所述的双栅极结构中的电极是采用导电条来制作，导电条为锡铟氧化物导电膜、银浆制作、采用蒸镀铜、铝、镍、金、银导电金属制作之一，双栅极结构中存在有用于电子穿越的电子通道孔，双栅极结构中的处于上部栅极和下部栅极相交叉位置的电子通道孔相互连通，上栅极的表面存在一个绝缘覆盖层。
专利摘要本实用新型涉及到带有双栅极结构的平面场致发射显示器，平面显示器包括阴极面板、阳极面板和四周玻璃围框构成的真空腔，阳极面板上有锡铟氧化物薄膜层和制备在锡铟氧化物薄膜层上的荧光粉层，阴极面板上有碳纳米管阴极，来控制碳纳米管阴极的电子发射，位于真空腔内部的绝缘隔离支撑墙，其特征在于制作了双栅极结构，用于控制碳纳米管阴极的电子发射，具有结构简单、制作成本低廉、制作工艺简单、制作过程稳定可靠的优点。
文档编号H05B33/12GK2796291SQ20052003074
公开日2006年7月12日 申请日期2005年5月24日 优先权日2005年5月24日
发明者李玉魁 申请人:中原工学院