專利名稱：減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳納米管顯示器件，特別是采用絲網(wǎng)印刷的大尺寸、高亮度碳納米管顯示器件(CNT-FEDs)在封接過程中減少碳納米管丟失并降低其對碳納米管場發(fā)射顯示器件發(fā)射均勻性的影響的生產(chǎn)工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
場致發(fā)射顯示器件(Field Emission Display，F(xiàn)EDs)的顯示原理與傳統(tǒng)CRT非常接近。FED兼有CRT的高畫質(zhì)和LCD的薄型低功耗的優(yōu)點被認為是CRT的最好繼承者，得到了廣泛關(guān)注。又由于碳納米管具有很高的機械強度，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和很高的長徑比(＞100)，所以在場致發(fā)射中可以獲得足夠的場發(fā)射電流、低開啟場強和大電流密度，同時它與Spindt微尖結(jié)構(gòu)相比，在制作成本上具有明顯的優(yōu)勢，因此碳納米管場發(fā)射顯示(CNT-FED)成為目前場發(fā)射領(lǐng)域里的研究熱點。目前，碳納米管作為場發(fā)射陰極材料得到廣泛的應(yīng)用。
但是碳納米管作為場發(fā)射陰極材料在顯示器件中廣泛應(yīng)用還存在著一些關(guān)鍵的技術(shù)難題尚未得到較好的解決，特別是采用絲網(wǎng)印刷工藝的碳納米管場發(fā)射顯示器件。例如，碳納米管在封接過程中丟失、碳納米管陰極發(fā)射均勻性差、碳納米管顯示器件的使用壽命短等等。由于碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接的升溫過程中陰極表面的碳納米管的容易丟失，以致電極上的碳納米管分布不均勻，有的地方碳納米管分布較多，有的地方碳納米管分布較少，有的地方甚至沒有碳納米管。這樣在陰、陽極之間相同電場的作用下，直接導(dǎo)致陰極發(fā)射不均勻，碳納米管分布較多的地方發(fā)射較強，碳納米管分布較少的地方發(fā)射較弱，沒有碳納米管分布的地方也就沒有發(fā)射，無法解決器件顯示的均勻性；同樣，由于碳納米管的丟失，也將影響到器件的使用壽命。因此，碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)在封接的升溫過程中碳納米管的丟失是該器件發(fā)射不均勻、使用壽命短的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法，在碳納米管場致發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)的封接結(jié)構(gòu)下，可以減少碳納米管顯示器件在封接升溫過程中碳納米管的丟失，提高該器件的發(fā)射均勻性，并且延長該器件的使用壽命。
技術(shù)方案本發(fā)明的減少碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)在封接過程中碳納米管丟失的方法，是在碳納米管場發(fā)射顯示器件封接過程中，用絕緣介質(zhì)條將封接結(jié)構(gòu)的真空腔體分割成幾個較小的真空小腔體，對其進行封接，從而降低封接腔體中氣體在封接升溫過程的對流程度，減少對流氣體對碳納米管的吹拂作用，在陰極上保留大部分的碳納米管；各真空小腔體之間通過絕緣介質(zhì)條兩頭和中間各留出0.5-3.0厘米的間隙相通，作為各個真空小腔體的排氣通道。用于將封接結(jié)構(gòu)的真空腔體分割成幾個較小的真空小腔體的絕緣介質(zhì)條是通過絲網(wǎng)印刷的方法將兩條絕緣介質(zhì)條印制于相鄰兩陰極之間，將真空封接腔體均勻的分割成3-20個真空小腔體。所述的絕緣介質(zhì)條是用SiOxRy材料印刷制成，其中1≤x＜2，0＜y≤2，2x+y＝4；R為甲基、或乙基、或苯基。
新型的碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)的封接結(jié)構(gòu)1中，在制備好的陰極基板上通過多次絲網(wǎng)印刷的方法制備絕緣介質(zhì)，每印刷一次均要將被印制的陰極基板放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400℃-600℃。然后在制備好的陰、陽極玻璃基板封接區(qū)域內(nèi)涂上低熔點玻璃焊料漿料，典型的漿料成份為低熔點玻璃焊料50-60％，乙酸異戊酯30-35％，硝化棉10-15％，玻璃焊料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)與陰、陽極玻璃基板的膨脹系數(shù)相匹配；用模具固定好陰、陽極玻璃基板，根據(jù)低熔點玻璃焊料的性質(zhì)，將固定好的玻璃基板放在封接爐中按低熔點玻璃焊料封接溫度曲線加熱至封接溫度進行封接，然后將封接好的顯示器件緩慢冷卻至室溫。封接完后，器件接到真空系統(tǒng)上進行高溫烘烤排氣。由于封接爐的加熱管分布在爐的兩側(cè)，封接爐的內(nèi)腔也比較大，這樣導(dǎo)致器件中的氣體在升溫過程中存在對流現(xiàn)象，正是在這種氣流的吹拂下，部分碳納米管脫離了陰極，被吹跑了；在這過程中，碳納米管漿料中有機成份的釋放也加速了碳納米管的脫離，這樣導(dǎo)致封接后的碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)中碳納米管大部分丟失。而在本發(fā)明的封接結(jié)構(gòu)中，我們將真空腔體分割成幾個小腔體，雖然不能避免腔體中氣體的對流，但可以使氣體在每個小腔體內(nèi)形成對流，有效的減小氣體的對流程度。氣流對碳納米管仍有吹拂作用，由于氣流較小，不至于吹跑碳納米管，因而達到減少碳納米管場發(fā)射顯示器件中碳納米管丟失的目的。本發(fā)明的封接結(jié)構(gòu)也可以用于其他大面積碳納米管作為陰極的器件中，同樣能達到減少陰極碳納米管丟失的目的。
有益效果本發(fā)明的減少碳納米管發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)在封接過程中碳納米管丟失的方法，提供了一種在新型的碳納米管場致發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)的封接結(jié)構(gòu)下，進行封接，保留陰極上大部分的碳納米管，提高該器件的發(fā)射均勻性，并且延長顯示器件使用壽命的方法。在碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)封接過程中，用絲網(wǎng)印刷方法于相鄰兩陰極之間制作絕緣介質(zhì)，將真空封接腔體均勻的分割成幾個較小的腔體，腔體之間通過絕緣介質(zhì)條兩頭和中間各留出間隙相通，作為各個腔體的排氣通道，形成一種新型的碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)的封接結(jié)構(gòu)，并對其進行封接，從而降低封接腔體中氣體在封接升溫過程的對流程度，減少對流氣體對碳納米管的吹拂作用，因而達到減少碳納米管場發(fā)射顯示器件中碳納米管丟失的目的。同樣，本發(fā)明的封接結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于其他大面積碳納米管作為陰極的器件中，達到減少碳納米管丟失的目的。


圖1是本發(fā)明減少碳納米管丟失的碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)封接結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是本發(fā)明減少碳納米管丟失的封接結(jié)構(gòu)在其他大面積碳納米管陰極器件中應(yīng)用示意圖。
其中有玻璃基板1、熒光粉2、陰極3、絕緣介質(zhì)條4、真空小腔體5、排氣孔6。
具體實施例方式
將本發(fā)明的減少碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)在封接過程中碳納米管丟失的方法應(yīng)用在5英寸的場發(fā)射顯示器中，在碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)在封接過程中，用絲網(wǎng)印刷方法制作的長度為8-12厘米，寬度為0.2-0.5毫米，厚度為40-80微米的絕緣介質(zhì)條4印制于相鄰兩陰極3之間，用絕緣介質(zhì)條4將真空封接腔體均勻的分割成3-20個真空小腔體5，所述的絕緣介質(zhì)條4是用SiO1(CH2CH3)2材料印刷制成。真空小腔體5之間通過絕緣介質(zhì)條4兩頭和中間各留出0.6-1.2厘米的間隙相通，作為各個腔體的排氣通道，形成一種新型的碳納米管場發(fā)射顯示器件(CNT-FEDs)的封接結(jié)構(gòu)，并對其進行封接，從而降低封接腔體中氣體在封接升溫過程的對流程度，減少對流氣體對碳納米管的吹拂作用，因而在陰極上保留大部分的碳納米管。同時，由于碳納米管丟失問題的解決，提高了該器件的發(fā)射均勻性，并且延長該器件的使用壽命。
印制絕緣介質(zhì)條4可通過多次絲網(wǎng)印刷的方法制備絕緣介質(zhì)條4，每印刷一次均要將被印制的陰極基板放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400℃-600℃。
將調(diào)制好的低熔點玻璃焊料漿料(漿料成份為低熔點玻璃焊料50-60％，乙酸異戊酯30-35％，硝化棉10-15％)涂在制備好的陰、陽極基板的封接區(qū)域內(nèi)，用模具固定好陰、陽極玻璃基板，將固定好的玻璃基板放在封接爐中按低熔點玻璃焊料封接溫度曲線加熱至封接溫度進行封接，然后將封接好的顯示器件緩慢冷卻至室溫。封接完后，器件接到真空系統(tǒng)上進行高溫烘烤排氣。在這過程中，由于封接的真空腔體被分割成幾個較小腔體，雖然每個小腔體中仍存在氣體的對流，但這樣可以有效的減少整個封接真空腔體內(nèi)的對流程度，降低氣流對陰極基板上碳納米管的吹拂作用，因而達到減少碳納米管場發(fā)射顯示器件中碳納米管丟失的目的。
權(quán)利要求
1.一種減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法，其特征在于在碳納米管場發(fā)射顯示器件封接過程中，用絕緣介質(zhì)條(4)將封接結(jié)構(gòu)的真空腔體分割成幾個較小的真空小腔體(5)，對其進行封接，從而降低封接腔體中氣體在封接升溫過程的對流程度，減少對流氣體對碳納米管的吹拂作用，在陰極上保留大部分的碳納米管；各真空小腔體(5)之間通過絕緣介質(zhì)條(4)兩頭和中間各留出0.5-3.0厘米間隙相通，作為各個真空小腔體(5)的排氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法，其特征在于用于將封接結(jié)構(gòu)的真空腔體分割成幾個較小的真空小腔體(5)的絕緣介質(zhì)條(4)是通過絲網(wǎng)印刷的方法將絕緣介質(zhì)條(4)印制于相鄰兩陰極之間，將真空封接腔體均勻的分割成3-20個真空小腔體(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法，其特征在于所述的絕緣介質(zhì)條(4)是用SiOxRy材料印刷制成，其中1≤x＜2，0＜y≤2，2x+y＝4；R為甲基、或乙基、或苯基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法，其特征在于通過多次絲網(wǎng)印刷的方法制備絕緣介質(zhì)條(4)，每印刷一次均要將被印制的陰極基板放入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400℃-600℃。
全文摘要
減少碳納米管場發(fā)射顯示器件在封接中碳納米管丟失的方法涉及采用絲網(wǎng)印刷陰極的碳納米管場發(fā)射顯示器件封接過程中，減少碳納米管的丟失并降低其對碳納米管場發(fā)射顯示器件發(fā)射均勻性的影響的生產(chǎn)工藝技術(shù)。在碳納米管場發(fā)射顯示器件封接過程中，用絲網(wǎng)印刷方法于相鄰兩陰極之間制作絕緣介質(zhì)，將真空封接腔體均勻的分割成幾個較小的腔體，腔體之間通過絕緣介質(zhì)條兩頭和中間各留出間隙相通，作為各個腔體的排氣通道，形成一種新型的碳納米管場發(fā)射顯示器件的封接結(jié)構(gòu)，并對其進行封接，從而降低封接腔體中氣體在封接升溫過程的對流程度，減少對流氣體對碳納米管的吹拂作用，因而在陰極上保留大部分的碳納米管。
文檔編號H01J9/32GK1866450SQ20061003920
公開日2006年11月22日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者崔云康, 張曉兵, 雷威, 狄云松, 王金蟬, 儲開榮 申請人:東南大學(xué)