对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器的制作方法

本发明属于真空科学与技术领域、纳米科学与技术领域、集成电路科学与技术领域、光电子科学与技术领域、微电子科学与技术领域以及显示技术领域的相互交叉领域，涉及到平面场发射发光显示器的制作，具体涉及到碳纳米管阴极的平面场发射发光显示器的制作，特别涉及到一种对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器的显示器及其制作工艺。

背景技术：

场发射发光显示器是一种新型的显示设备，主要用于进行各种动态和静态图像显示。场发射显示器具有显示图像质量高、响应时间短、适用温区广等优势，业已被公认为是下一代的优秀显示终端。碳纳米管是一种具有优异特性的半导体材料，能够在外加电场强度的作用下发射出大量电子，而并不需要额外能量供应，因此能够作为一种理想的冷阴极电子源。随着碳纳米管材料的使用和开发，并被有效加入到场发射发光显示器中，极大促进了场发射发光显示器的研究进展。利用碳纳米管作为阴极材料而制作的场发射发光显示器，其工作原理与传统的阴极射线管显示器的工作原理相类似，但却可以将发光显示器的厚度变得更薄、图像质量变得更高、响应速度变得更短，引起了众多研究人员的极大关注。

但不可否认，在目前的碳纳米管阴极场发射发光显示器中，普遍都存在着大量缺陷。其一，发光显示器的阳极工作电流太小，这无法进一步提升发光显示器的显示图像亮度，这主要是由于碳纳米管发射电子数量过低而造成的。若碳纳米管阴极的制作面积很小，无法形成大的有效阴极电流也就不足为奇了；但若碳纳米管阴极的制作面积很大，又会占有过多的阴极板面积，这就降低了整体发光显示器的显示分辨率，因此需要设计新的阴极结构来解决这一矛盾。其二，门极对碳纳米管层的控制能力很弱，这和门极与碳纳米管之间的有效距离有关；若有效距离过大，门极工作电压必然升高，这不符合低压平板显示器件的要求；若有效距离过小，还容易导致门极-碳纳米管层电学击穿现象的出现，造成发光显示器永久损坏。其三，若在发光显示器的制作过程中门极出现损坏，这就直接导致发光显示器的制作成品率下降，这也不利于整体发光显示器的大规模生产，等等。这些缺陷都需要进一步的加以解决。碳纳米管的电子发射效率低下，将会直接降低发光显示器的发光强度和发光亮度，并会增大发光显示器的功率损耗，这十分不利于节能环保。这些问题和缺陷的出现，还需要进行大量的研究并加以解决。

此外，在碳纳米管阴极场发射显示器中，如何确保发光显示器的制作成功率、如何降低发光显示器的制作工艺难度、如何降低发光显示器的制作成本，这些也是不容忽视的问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供一种制作结构简单的、制作成本低廉的、发光亮度高的、制作工艺稳定可靠的带有对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器的显示器制作及其制作工艺。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器，包括由上封装抗压板、下封装抗压板和透明玻璃框所构成的真空室；在上封装抗压板上有阳极底导电层、与阳极底导电层相连的阳极银延长线层以及制备在阳极底导电层上面的荧光粉层；在下封装抗压板上有对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构；位于真空室内的直立支撑墙和消气剂附属元件。

具体地，所述的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的衬底材料为玻璃，可以为钠钙玻璃、硼硅玻璃，也就是下封装抗压板；下封装抗压板上的印刷的绝缘浆料层形成黑色遮蔽层；黑色遮蔽层上的印刷的银浆层形成阴极银延长层；阴极银延长层上的印刷的绝缘浆料层形成阴极底升一层；阴极底升一层呈现六棱台锥形状，即：阴极底升一层的下表面为平面，位于阴极银延长层上，阴极底升一层的上表面为平面，阴极底升一层上表面中心和下表面中心都位于阴极底升一层中心垂直轴线上，阴极底升一层的上表面面积小于阴极底升一层的下表面面积，阴极底升一层的外侧面为六棱台锥面，阴极底升一层中六棱台锥面的平面为倾斜平面；阴极底升一层外侧面上的印刷的绝缘浆料层形成阴极底升二层；阴极底升二层的下表面为平面，位于阴极底升一层外侧面的倾斜平面上，阴极底升二层下表面不覆盖阴极底升一层外侧面的棱；阴极底升二层的上表面为向外凸起的倒置瓦槽面形状；倒置瓦槽面型阴极底升二层上表面的弯弧度与门极底升一层圆形孔的弯弧度相同；阴极底升二层的数量为六个，分别位于阴极底升一层外侧面的六个倾斜平面上，相邻阴极底升二层是相互隔离分立的；阴极底升二层上的刻蚀的金属层形成阴极电极旁层；阴极电极旁层覆盖阴极底升二层的上表面；阴极电极旁层和阴极银延长层是相互连通的；阴极底升一层上表面的刻蚀的金属层形成阴极电极上层；阴极电极上层为闭合六棱环型，阴极电极上层的外边缘与阴极底升一层上表面的外边缘对应平齐；阴极电极上层仅与一个阴极电极旁层直接相互连接，与其余五个阴极电极旁层不相互连接；黑色遮蔽层上的印刷的绝缘浆料层形成门极底升一层；门极底升一层的下表面为平面，位于黑色遮蔽层上；门极底升一层中存在圆形孔，圆形孔中完全暴露出阴极电极旁层、阴极电极上层、阴极底升一层和阴极底升二层；门极底升一层中圆形孔在门极底升一层上、下表面形成的截面为中空圆面，圆形孔的内侧壁是垂直于下封装抗压板的圆筒面；门极底升一层的上表面为波浪线型表面；门极底升一层上表面的印刷的银浆层形成下门极波浪线电极层；下门极波浪线电极层为波浪线型形状，前末端延伸到门极底升一层圆形孔的内侧壁，但不向前突出，不呈现悬空态；下门极波浪线电极层上的印刷的绝缘浆料层形成门极底升二层；门极底升二层上的印刷的银浆层形成上门极波浪线电极层；上门极波浪线电极层为与下门极波浪线电极层对称的波浪线型形状，前末端延伸到圆形孔内侧壁，但不向前突出，不呈现悬空态；门极底升一层上的印刷的银浆层形成门极银延长层；门极银延长层、下门极波浪线电极层和上门极波浪线电极层是相互连通的；上门极波浪线电极层上的印刷的绝缘浆料层形成门极底升三层；碳纳米管制备在阴极电极旁层和阴极电极上层上。

所述的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的固定位置为下封装抗压板；阴极电极旁层可以为金属金、银、铝、钼、镍、铬；阴极电极上层可以为金属金、银、铝、钼、镍、铬。

本发明同时提供带有对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器的制作工艺，包括以下步骤：

1)下封装抗压板的制作：对平面钠钙玻璃进行划割，形成下封装抗压板；

2)黑色遮蔽层的制作：在下封装抗压板上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成黑色遮蔽层；

3)阴极银延长层的制作：在黑色遮蔽层上印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成阴极银延长层；

4)阴极底升一层的制作：在阴极银延长层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成阴极底升一层；

5)阴极底升二层的制作：在阴极底升一层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成阴极底升二层；

6)阴极电极旁层的制作：在阴极底升二层上制备出一个金属镍层，刻蚀后形成阴极电极旁层；

7)阴极电极上层的制作：在阴极底升一层上表面制备出一个金属镍层，刻蚀后形成阴极电极上层；

8)门极底升一层的制作：在黑色遮蔽层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成门极底升一层；

9)下门极波浪线电极层的制作：在门极底升一层上表面印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成下门极波浪线电极层；

10)门极底升二层的制作：在下门极波浪线电极层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成门极底升二层；

11)上门极波浪线电极层的制作：在门极底升二层上表面印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成上门极波浪线电极层；

12)门极银延长层的制作：在门极底升一层上印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成门极银延长层；

13)门极底升三层的制作：在上门极波浪线电极层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成门极底升三层；

14)对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的清洁：对对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；

15)碳纳米管层的制作：将碳纳米管印刷在阴极电极旁层和阴极电极上层上，形成碳纳米管层；

16)碳纳米管层的处理：对碳纳米管层进行后处理，改善其场发射特性；

17)上封装抗压板的制作：对平面钠钙玻璃进行划割，形成上封装抗压板；

18)阳极底导电层的制作：对覆盖于上封装抗压板表面的锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阳极底导电层；

19)阳极银延长层的制作：在上封装抗压板上印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成阳极银延长层；

20)荧光粉层的制作：在阳极底导电层上印刷荧光粉，经烘烤工艺后形成荧光粉层；

21)显示器器件装配：将消气剂安装固定在上封装抗压板的非显示区域；然后，将上封装抗压板、下封装抗压板、透明玻璃框和直立支撑墙装配到一起，用夹子固定；

22)显示器器件封装：对已经装配的显示器器件进行封装工艺形成成品件。

所述步骤19具体为：在上封装抗压板的非显示区域印刷银浆，经过烘烤(最高烘烤温度：150ºC，最高烘烤温度保持时间：5分钟)之后，放置在烧结炉中进行烧结(最高烧结温度：532 ºC，最高烧结温度保持时间：10分钟)。

所述步骤20具体为：在上封装抗压板的阳极底导电层上印刷荧光粉，然后放置在烘箱中进行烘烤(最高烘烤温度：135ºC，最高烘烤温度保持时间：8分钟)。

所述步骤22具体为对已装配的显示器器件进行如下的封装工艺：将显示器器件放入烘箱中进行烘烤；放入烧结炉中进行烧结；在排气台上进行器件排气、封离；在烤消机上对消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。

有益效果：本发明具备以下显著的进步：

首先，在所述的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构中，制作了多凸面倒置瓦槽组合阴极。多凸面倒置瓦槽组合阴极由多个阴极电极旁层和一个阴极电极上层组成，并且阴极电极上层仅与一个阴极电极旁层相连接，这就使得多凸面倒置瓦槽组合阴极拥有更多的阴极电极边缘；众所周知，鉴于特有的“边缘电场强度增强”现象，在阴极电极边缘位置的碳纳米管会发射出更多的电子；而这一特有现象在多凸面倒置瓦槽组合阴极中得到了充分体现和利用。碳纳米管能够更多的发射电子，这有助于进一步改善整体发光显示器的图像质量。

其次，在所述的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构中，制作了对称波浪线尖门极。对称波浪线尖门极由上门极波浪线电极层和下门极波浪线电极层组成，并且上门极波浪线电极层和下门极波浪线电极层为对称波浪线型形状。当在对称波浪线尖门极上施加适当工作门极电压后，就会在碳纳米管层表面形成强大的电场强度，迫使碳纳米管发射出大量电子，这体现了对称波浪线尖门极对碳纳米管层的强有力控制性能。由于上门极波浪线电极层和下门极波浪线电极层均与门极银延长层相连，这样，即使在发光显示器制作过程中或发光显示器正常使用过程中某个波浪线电极层失效，也还有另一个波浪线电极层能够正常工作，从而增加了整体发光显示器的制作成功率和使用寿命。同时，鉴于对称波浪线尖门极的尖形前末端，非常有利于尽可能缩减门极和碳纳米管层之间的有效距离，能够进一步降低门极工作电压。

第三，在所述的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构中，碳纳米管被制作在了多个阴极电极旁层和一个阴极电极上层上，无疑增加了碳纳米管的制作面积；由于碳纳米管数量的增多，必然导致阳极工作电流的增大，这对于进一步提高发光显示器的发光亮度、调节发光显示器的灰度以及增大发光显示器的视觉效果都是非常有益的。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明实施例中单个对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的纵向结构示意图；

图2是本发明实施例中对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的横向结构示意图；

图3是本发明实施例中对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器的结构示意图；

图中：下封装抗压板1、黑色遮蔽层2、阴极银延长层3、阴极底升一层4、阴极底升二层5、阴极电极旁层6、阴极电极上层7、门极底升一层8、下门极波浪线电极层9、门极底升二层10、上门极波浪线电极层11、门极银延长层12、门极底升三层13、碳纳米管层14、上封装抗压板15、阳极底导电层16、阳极银延长线层17、荧光粉层18、消气剂19、透明玻璃框20、直立支撑墙21。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不局限于本实施例。

本实施例的对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器如图1、图2和图3所示，包括由上封装抗压板15、下封装抗压板1和透明玻璃框20所构成的真空室；在上封装抗压板15上有阳极底导电层16、与阳极底导电层16相连的阳极银延长线层17以及制备在阳极底导电层16上面的荧光粉层18；在下封装抗压板1上有对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构；位于真空室内的直立支撑墙21和消气剂19附属元件。

对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构包括下封装抗压板1、黑色遮蔽层2、阴极银延长层3、阴极底升一层4、阴极底升二层5、阴极电极旁层6、阴极电极上层7、门极底升一层8、下门极波浪线电极层9、门极底升二层10、上门极波浪线电极层11、门极银延长层12、门极底升三层13和碳纳米管层14部分。

对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的衬底材料为玻璃，可以为钠钙玻璃、硼硅玻璃，也就是下封装抗压板1；下封装抗压板1上的印刷的绝缘浆料层形成黑色遮蔽层2；黑色遮蔽层2上的印刷的银浆层形成阴极银延长层3；阴极银延长层3上的印刷的绝缘浆料层形成阴极底升一层4；阴极底升一层4呈现六棱台锥形状，即：阴极底升一层4的下表面为平面，位于阴极银延长层3上，阴极底升一层4的上表面为平面，阴极底升一层4上表面中心和下表面中心都位于阴极底升一层4中心垂直轴线上，阴极底升一层4的上表面面积小于阴极底升一层4的下表面面积，阴极底升一层4的外侧面为六棱台锥面，阴极底升一层4中六棱台锥面的平面为倾斜平面；阴极底升一层4外侧面上的印刷的绝缘浆料层形成阴极底升二层5；阴极底升二层5的下表面为平面，位于阴极底升一层4外侧面的倾斜平面上，阴极底升二层5下表面不覆盖阴极底升一层4外侧面的棱；阴极底升二层5的上表面为向外凸起的倒置瓦槽面形状；倒置瓦槽面型阴极底升二层5上表面的弯弧度与门极底升一层8圆形孔的弯弧度相同；阴极底升二层5的数量为六个，分别位于阴极底升一层4外侧面的六个倾斜平面上，相邻阴极底升二层5是相互隔离分立的；阴极底升二层5上的刻蚀的金属层形成阴极电极旁层6；阴极电极旁层6覆盖阴极底升二层5的上表面；阴极电极旁层6和阴极银延长层3是相互连通的；阴极底升一层4上表面的刻蚀的金属层形成阴极电极上层7；阴极电极上层7为闭合六棱环型，阴极电极上层7的外边缘与阴极底升一层4上表面的外边缘对应平齐；阴极电极上层7仅与一个阴极电极旁层6直接相互连接，与其余五个阴极电极旁层6不相互连接；黑色遮蔽层2上的印刷的绝缘浆料层形成门极底升一层8；门极底升一层8的下表面为平面，位于黑色遮蔽层2上；门极底升一层8中存在圆形孔，圆形孔中完全暴露出阴极电极旁层6、阴极电极上层7、阴极底升一层4和阴极底升二层5；门极底升一层8中圆形孔在门极底升一层8上、下表面形成的截面为中空圆面，圆形孔的内侧壁是垂直于下封装抗压板1的圆筒面；门极底升一层8的上表面为波浪线型表面；门极底升一层8上表面的印刷的银浆层形成下门极波浪线电极层9；下门极波浪线电极层9为波浪线型形状，前末端延伸到门极底升一层8圆形孔的内侧壁，但不向前突出，不呈现悬空态；下门极波浪线电极层9上的印刷的绝缘浆料层形成门极底升二层10；门极底升二层10上的印刷的银浆层形成上门极波浪线电极层11；上门极波浪线电极层11为与下门极波浪线电极层9对称的波浪线型形状，前末端延伸到圆形孔内侧壁，但不向前突出，不呈现悬空态；门极底升一层8上的印刷的银浆层形成门极银延长层12；门极银延长层12、下门极波浪线电极层9和上门极波浪线电极层11是相互连通的；上门极波浪线电极层11上的印刷的绝缘浆料层形成门极底升三层13；碳纳米管制备在阴极电极旁层6和阴极电极上层7上。

对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的固定位置为下封装抗压板1；阴极电极旁层6可以为金属金、银、铝、钼、镍、铬；阴极电极上层7可以为金属金、银、铝、钼、镍、铬。

带有对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的发光显示器的制作工艺，包括以下步骤：

1)下封装抗压板的制作：对平面钠钙玻璃进行划割，形成下封装抗压板；

2)黑色遮蔽层的制作：在下封装抗压板上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成黑色遮蔽层；

3)阴极银延长层的制作：在黑色遮蔽层上印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成阴极银延长层；

4)阴极底升一层的制作：在阴极银延长层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成阴极底升一层；

5)阴极底升二层的制作：在阴极底升一层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成阴极底升二层；

6)阴极电极旁层的制作：在阴极底升二层上制备出一个金属镍层，刻蚀后形成阴极电极旁层；

7)阴极电极上层的制作：在阴极底升一层上表面制备出一个金属镍层，刻蚀后形成阴极电极上层；

8)门极底升一层的制作：在黑色遮蔽层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成门极底升一层；

9)下门极波浪线电极层的制作：在门极底升一层上表面印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成下门极波浪线电极层；

10)门极底升二层的制作：在下门极波浪线电极层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成门极底升二层；

11)上门极波浪线电极层的制作：在门极底升二层上表面印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成上门极波浪线电极层；

12)门极银延长层的制作：在门极底升一层上印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成门极银延长层；

13)门极底升三层的制作：在上门极波浪线电极层上印刷绝缘浆料，经烘烤、烧结工艺后形成门极底升三层；

14)对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的清洁：对对称波浪线尖门控多凸面倒置瓦槽组合阴极结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；

15)碳纳米管层的制作：将碳纳米管印刷在阴极电极旁层和阴极电极上层上，形成碳纳米管层；

16)碳纳米管层的处理：对碳纳米管层进行后处理，改善其场发射特性；

17)上封装抗压板的制作：对平面钠钙玻璃进行划割，形成上封装抗压板；

18)阳极底导电层的制作：对覆盖于上封装抗压板表面的锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阳极底导电层；

19)阳极银延长层的制作：在上封装抗压板上印刷银浆，经烘烤、烧结工艺后形成阳极银延长层；具体是在上封装抗压板的非显示区域印刷银浆，经过烘烤(最高烘烤温度：150ºC，最高烘烤温度保持时间：5分钟)之后，放置在烧结炉中进行烧结(最高烧结温度：532 ºC，最高烧结温度保持时间：10分钟)。

20)荧光粉层的制作：在阳极底导电层上印刷荧光粉，经烘烤工艺后形成荧光粉层；具体是在上封装抗压板的阳极底导电层上印刷荧光粉，然后放置在烘箱中进行烘烤(最高烘烤温度：135ºC，最高烘烤温度保持时间：8分钟)。

21)显示器器件装配：将消气剂安装固定在上封装抗压板的非显示区域；然后，将上封装抗压板、下封装抗压板、透明玻璃框和直立支撑墙装配到一起，用夹子固定；

22)显示器器件封装：对已经装配的显示器器件进行如下的封装工艺：将显示器器件放入烘箱中进行烘烤；放入烧结炉中进行烧结；在排气台上进行器件排气、封离；在烤消机上对消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。