專(zhuān)利名稱(chēng)：場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的制造方法，涉及場(chǎng)致發(fā)射顯示器件、納米材料的生長(zhǎng)和表面處理的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，場(chǎng)致發(fā)射顯示器件(FED)作為新型的平板顯示器件，距離市場(chǎng)化還有一定的差距，存在一些關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。其中三極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制備是影響場(chǎng)發(fā)射顯示器件實(shí)用化的一個(gè)重要因素。
采用二極結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成最簡(jiǎn)單的場(chǎng)致發(fā)射顯示器，并通過(guò)矩陣掃描的方式實(shí)現(xiàn)視頻圖像的顯示。在二極結(jié)構(gòu)場(chǎng)致發(fā)射顯示屏中，一方面陽(yáng)極需要高壓才能給電子足夠能量轟擊熒光粉實(shí)現(xiàn)高亮度，另一方面陽(yáng)極電極又充當(dāng)調(diào)制電極，連接外圍驅(qū)動(dòng)電路芯片不能承受過(guò)高的電壓，因此存在發(fā)光亮度和驅(qū)動(dòng)電壓之間存在矛盾，必須在二極結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入三極結(jié)構(gòu)，由柵極進(jìn)行電壓調(diào)制，由陽(yáng)極控制發(fā)光亮度。
在三極結(jié)構(gòu)中，柵極必須盡可能靠近陰極，同時(shí)要求柵極孔徑足夠小(一般在50微米以下，視器件的整體結(jié)構(gòu)而定)，才能有效地實(shí)現(xiàn)低電壓調(diào)制。因?yàn)闁艠O孔徑很小，而且柵極距離陰極很近，采用絲網(wǎng)印刷的方法很難把發(fā)射體漿料準(zhǔn)確填沖到柵極孔中。另外還容易造成發(fā)射體和柵極電極相連而短路。一般先制備陰極發(fā)射陣列并覆蓋保護(hù)層，然后再采用掩膜工藝和精密光刻工藝制備介質(zhì)膜孔結(jié)構(gòu)和柵極電極，最后打開(kāi)發(fā)射體的保護(hù)層。采用這方法須用多次掩膜和精密光刻，對(duì)位要求苛刻，成品率較低。雖然保護(hù)層對(duì)陰極有一定的保護(hù)作用，但是仍然會(huì)造成部分發(fā)射體的損傷，影響顯示器件性能。如果在三極結(jié)構(gòu)中采用CVD的方法在介質(zhì)膜孔中直接生長(zhǎng)發(fā)射材料，雖然可以避免材料填充的困難，但是由于CVD的工作溫度很高，容易對(duì)玻璃基板造成損傷。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)射性能優(yōu)良，制備工藝簡(jiǎn)單的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)及其制備方法，采用高導(dǎo)電的氧化鋅薄膜作為陰極電極，增加了發(fā)射體與陰極基板的附作力，提高工作穩(wěn)定性。
技術(shù)方案針對(duì)傳統(tǒng)三極結(jié)構(gòu)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明采用水熱法在介質(zhì)膜孔內(nèi)低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒，克服了傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷方法的困難；通過(guò)摻雜的方式使納米氧化鋅發(fā)射體具有一定的電阻特性，減小發(fā)射體與柵極電極的短路，并提高發(fā)射穩(wěn)定性；采用氧化鋅導(dǎo)電薄膜作為陰極電極，增強(qiáng)發(fā)射體與陰極基板的附作力，改善工作穩(wěn)定性。
本發(fā)明的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)是在陰極玻璃基板上設(shè)有陰極電極，在陰極電極上設(shè)有納米氧化鋅棒發(fā)射體，介質(zhì)層對(duì)稱(chēng)位于納米氧化鋅棒發(fā)射體的兩旁同時(shí)位于陰極玻璃基板和陰極電極上，在介質(zhì)層上設(shè)有柵極電極，在柵極電極上設(shè)有支撐體，在支撐體上設(shè)有陽(yáng)極基板，陽(yáng)極基板為帶透明導(dǎo)電膜的玻璃，透明導(dǎo)電膜一側(cè)制作熒光粉層，熒光粉層位于陽(yáng)極基板的下面，且位于兩支撐體之間。
制備的方法為在陰極玻璃基板上制備高導(dǎo)電陰極電極；在陰極電極上通過(guò)印刷或者鍍膜的方法制備帶膜孔圖案的介質(zhì)層；在介質(zhì)層上制備柵極電極；在陰極電極上低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體；通過(guò)摻雜的方法使納米氧化鋅棒發(fā)射體具有一定的電阻特性，減小納米氧化鋅棒發(fā)射體與柵極電極之間的短路，并提高發(fā)射穩(wěn)定性；制備支撐體；在帶透明導(dǎo)電膜的陽(yáng)極玻璃基板的透明導(dǎo)電膜一側(cè)制作熒光粉層，；為了提高熒光粉層的導(dǎo)電性，還可以在熒光粉層上再制作一層鋁膜；將陰極基板與陽(yáng)極基板封接排氣，形成器件內(nèi)的真空工作環(huán)境。
陰極電極的制備采用透明導(dǎo)電膜、金屬膜經(jīng)過(guò)曝光、顯影得到陰極電極圖形，或通過(guò)金屬漿料的絲網(wǎng)印刷方法制作圖形化的陰極電極。陰極電極也可以由具有良好導(dǎo)電性的摻雜的氧化鋅薄膜制作而成。在陰極電極上利用水熱法，在低于450℃下生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體，其電阻率為30KΩm至80KΩm。
納米氧化鋅棒發(fā)射體通過(guò)等離子體處理和粘合處理，提高納米氧化鋅棒發(fā)射體作為發(fā)射體與氧化鋅陰極電極的附著力。
本發(fā)明的的三極結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的三極結(jié)構(gòu)不同之處為●陰極電極為高導(dǎo)電的氧化鋅薄膜；
●在介質(zhì)膜孔內(nèi)利用水熱法低溫(＜450℃)生長(zhǎng)納米氧化鋅棒；●通過(guò)摻雜的方式，控制納米氧化鋅棒發(fā)射體的電阻率，使其電阻率為30KΩm至80KΩm。
在本發(fā)明的的三極結(jié)構(gòu)中，利用水熱法在介質(zhì)膜孔內(nèi)低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒，避免了對(duì)玻璃基板的破壞。納米氧化鋅棒具有一定的電阻特性，不僅可以起到限流電阻的作用，還可以減小發(fā)射體與柵極電極的短路。
有益效果本發(fā)明在介質(zhì)膜孔中采用水熱法低溫生長(zhǎng)(＜450℃)納米氧化鋅棒作為發(fā)射體，克服了普通結(jié)構(gòu)的技術(shù)難點(diǎn)，簡(jiǎn)化了制備工藝。在本發(fā)明所提出的新型三極結(jié)構(gòu)中，采用高導(dǎo)電的氧化鋅薄膜作為陰極電極，增加了發(fā)射體與陰極基板的附作力，提高工作穩(wěn)定性。在新型結(jié)構(gòu)中，通過(guò)摻雜的方式控制氧化鋅棒的電阻特性，一方面可以減小發(fā)射體與柵極電極的短路，另一方面可以起限流電阻作用，進(jìn)一步提高發(fā)射穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明所提出的三極結(jié)構(gòu)示意圖。其中有陰極玻璃基板1、陰極電極2、納米氧化鋅棒發(fā)射體3、介質(zhì)層4、柵極電極5、支撐體6、帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板7、熒光粉層8。
具體實(shí)施例方式
在三極結(jié)構(gòu)中，發(fā)射材料必須準(zhǔn)確填充到介質(zhì)膜孔中。如果發(fā)射材料位置有所偏移或者發(fā)射體層過(guò)厚，則會(huì)造成陰極與柵極之間的短路。如果發(fā)射材料的面積遠(yuǎn)小于介質(zhì)膜孔尺寸，雖然避免了陰極與柵極的短路，但是會(huì)使驅(qū)動(dòng)電壓迅速增加。
通?？刹捎媒z網(wǎng)印刷的方法印制圖案化的場(chǎng)發(fā)射體層。為了避免介質(zhì)層制備和柵極制備等后道工序?qū)Πl(fā)射體的影響，必須在發(fā)射體上覆蓋保護(hù)層。這增加了工藝復(fù)雜性，而且仍有部分發(fā)射體性能將受到破壞。如果先制備介質(zhì)膜孔和柵極電極，采用絲網(wǎng)印刷的方法很難將發(fā)射材料準(zhǔn)確地填充到膜孔內(nèi)。
如果在三極結(jié)構(gòu)中采用CVD的方法直接生長(zhǎng)發(fā)射材料，雖然可以將發(fā)射體準(zhǔn)確定位，但其較高的工作溫度(＞550℃)可對(duì)玻璃基板產(chǎn)生破壞。
本發(fā)明的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)是在陰極玻璃基板1上設(shè)有陰極電極2，在陰極電極2上設(shè)有納米氧化鋅棒發(fā)射體3，介質(zhì)層4位于納米氧化鋅棒發(fā)射體3的兩旁同時(shí)位于陰極玻璃基板1和陰極電極2上，在介質(zhì)層4上設(shè)有柵極電極5，在柵極電極5上設(shè)有支撐體6，在支撐體6上設(shè)有帶透明導(dǎo)電膜的陽(yáng)極玻璃基板7，熒光粉層8位于帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板7的下面帶透明導(dǎo)電膜的一側(cè)。
其制備方法為在陰極玻璃基板1上制備高導(dǎo)電陰極電極2；在陰極電極2上通過(guò)印刷或者鍍膜的方法制備帶膜孔圖案的介質(zhì)層4；在介質(zhì)層4上制備柵極電極5；在陰極電極2上低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體3；通過(guò)摻雜的方法使納米氧化鋅棒發(fā)射體3具有一定的電阻特性，減小納米氧化鋅棒發(fā)射體3與柵極電極5之間的短路，并提高發(fā)射穩(wěn)定性；制備支撐體6；在帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板7上制備熒光粉層8；將陰極基板與陽(yáng)極基板封接排氣，形成器件內(nèi)的真空工作環(huán)境。陰極電極2的制備采用透明導(dǎo)電膜、金屬膜經(jīng)過(guò)曝光、顯影得到陰極電極圖形，或通過(guò)金屬漿料的絲網(wǎng)印刷方法制作圖形化的陰極電極2。陰極電極2由具有良好導(dǎo)電性的摻雜的氧化鋅薄膜制作而成。在陰極電極2上利用水熱法，在低于450℃下生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體3，其電阻率為30KΩm至80KΩm。納米氧化鋅棒發(fā)射體3通過(guò)等離子體處理和粘合處理，提高納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)作為發(fā)射體與氧化鋅陰極電極2的附著力。
本發(fā)明的新型場(chǎng)發(fā)射三極結(jié)是在陰極玻璃基板1上制備高導(dǎo)電氧化鋅薄膜，經(jīng)過(guò)圖案化形成陰極電極2，并對(duì)氧化鋅薄膜進(jìn)行摻雜，使其具有導(dǎo)電性，然后制備帶膜孔圖案的介質(zhì)層4和柵極電極5，最后利用水熱法在陰極電極上低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒3作為發(fā)射體，對(duì)納米氧化鋅棒進(jìn)行摻雜，使其具有一定的電阻特性，起到限流電阻的作用。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)，其特征是在陰極玻璃基板(1)上設(shè)有陰極電極(2)，在陰極電極(2)上設(shè)有納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)，介質(zhì)層(4)對(duì)稱(chēng)位于納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)的兩旁同時(shí)位于陰極玻璃基板(1)和陰極電極(2)上，在介質(zhì)層(4)上設(shè)有柵極電極(5)，在柵極電極(5)上設(shè)有支撐體(6)，在支撐體(6)上設(shè)有帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板(7)，熒光粉層(8)位于帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板(7)的透明導(dǎo)電膜一側(cè)的下面，且位于兩支撐體(6)之間。
2.一種如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是制備的方法為a.)在陰極玻璃基板(1)上制備高導(dǎo)電陰極電極(2)，b.)在陰極電極(2)上通過(guò)印刷或者鍍膜的方法制備帶膜孔圖案的介質(zhì)層(4)，在介質(zhì)層(4)上制備柵極電極(5)，c.)在陰極電極(2)上低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)，通過(guò)摻雜的方法使納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)具有一定的電阻特性，減小納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)與柵極電極(5)之間的短路，并提高發(fā)射穩(wěn)定性，d.)制備支撐體(6)；e.)在帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板(7)的透明導(dǎo)電膜一側(cè)上制備熒光粉層(8)；將陰極基板(1)與帶透明導(dǎo)電膜陽(yáng)極玻璃基板(7)封接排氣，形成器件內(nèi)的真空工作環(huán)境。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是陰極電極(2)的制備采用透明導(dǎo)電膜、金屬膜經(jīng)過(guò)曝光、顯影得到陰極電極圖形，或通過(guò)金屬漿料的絲網(wǎng)印刷方法制作圖形化的陰極電極(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是陰極電極(2)由摻雜的氧化鋅薄膜制作而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是在陰極電極(2)上利用水熱法，在低于450℃下生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)，其電阻率為30KΩm至80KΩm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)通過(guò)等離子體處理和粘合處理，提高納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)作為發(fā)射體與氧化鋅陰極電極(2)的附著力。
全文摘要
場(chǎng)致發(fā)射顯示器的三極結(jié)構(gòu)及其制備方法涉及場(chǎng)致發(fā)射顯示器件、納米材料的生長(zhǎng)和表面處理，制備方法為在陰極玻璃基板(1)上制備高導(dǎo)電陰極電極(2)；在陰極電極上通過(guò)印刷或者鍍膜的方法制備帶膜孔圖案的介質(zhì)層(4)；在介質(zhì)層(4)上制備柵極電極(5)；在陰極電極(2)上低溫生長(zhǎng)納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)；通過(guò)摻雜的方法使納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)具有一定的電阻特性，減小納米氧化鋅棒發(fā)射體(3)與柵極電極(5)之間的短路，并提高發(fā)射穩(wěn)定性；制備支撐體(6)；在帶透明導(dǎo)電膜的陽(yáng)極基板(7)上制備熒光粉層(8)；將陰極基板與陽(yáng)極基板封接排氣，形成器件內(nèi)的真空工作環(huán)境。本發(fā)明的場(chǎng)致發(fā)射顯示器其發(fā)射性能優(yōu)良，制備工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H01J9/02GK1832093SQ200610039300
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者雷威, 孫小衛(wèi), 張曉兵, 王保平, 英達(dá)正 申請(qǐng)人:東南大學(xué)