專利名稱：一種平板顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，尤其涉及一種利用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極作為
電子發(fā)射源，向等離子體顯示器件(PDP)工作氣體中注入電子，激發(fā)工作氣體
發(fā)光的平板顯示裝置。
背景技術(shù)：
目前，等離子體顯示器件(PDP)通過(guò)對(duì)發(fā)光單元注入工作氣體，然后施加 電壓使氣體發(fā)生輝光發(fā)電，產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)出可見光。所以， PDP產(chǎn)生的可見光是依靠氣體不斷輝光放電，提供電子，再將電子加速與中性 粒子碰撞產(chǎn)生紫外線，然后用紫外線轟擊紅、綠、藍(lán)熒光粉，發(fā)出可見光。
美國(guó)專利US 20070241682AL中提出在PDP中同時(shí)應(yīng)用兩種發(fā)光機(jī)理產(chǎn)生 可見光，從而提高發(fā)光效率及發(fā)光亮度。這兩種機(jī)理分別為1、工作氣體發(fā)生 輝光放電，產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉產(chǎn)生可見光。2、外部注入并加速電 子，電子轟擊工作氣體產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉產(chǎn)生可見光。該專利中 的電子發(fā)射裝置包括基電極，加速電極和柵極組成，在維持期，將維持電壓(約 170V)加在柵極和基電極兩端，從而產(chǎn)生電子發(fā)射。
鐵電薄膜陰極的電子發(fā)射現(xiàn)象近年來(lái)得到了廣泛研究。不同于冷陰極場(chǎng)致 電子發(fā)射，鐵電薄膜陰極是通過(guò)薄膜內(nèi)部的電極化反轉(zhuǎn)把表面的補(bǔ)償電子排斥 出來(lái)，在沒有引出電壓的情況下即可發(fā)射出電子，是一種新型的低電壓電子發(fā) 射材料。為了降低成本及利于大規(guī)模生產(chǎn)，人們期望平板顯示器件能夠在集成 電路裝置的電壓水平，即從幾伏到100伏的范圍內(nèi)操作。1995年美國(guó)的O. Auciello等人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(Applied Physics Letters, 66巻，17期，1995， 2183-2185 頁(yè))80—110 m厚度的PLZT(鋯鈦酸鉛鑭)鐵電薄膜在100—400V脈沖電壓下，可得到電流密度為0.5 — 1.5mA/cm2的電子發(fā)射；0.8 m厚度的PZT(鋯鈦酸鉛) 鐵電薄膜在10—40V脈沖電壓下，可得到電流密度為0.07—0.15 A/cm2的電 子發(fā)射。2000年美國(guó)的R Liu和C. B. Fleddermann實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(Applied Physics Letters, 76巻，12期，2000,1618-1620): 0.8 m厚度的PNZT(鋯鈦酸鉛鈮)鐵電薄 膜在22V脈沖電壓下，可得到電流密度為10A/cm2的電子發(fā)射。這些發(fā)現(xiàn)使得 鐵電薄膜應(yīng)用于平板顯示器件成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種平板顯示裝置，該裝 置利用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極作為電子發(fā)射源，產(chǎn)生電子發(fā)射，然后將發(fā)射的 電子加速后注入到工作氣體中，被注入的電子通過(guò)撞擊工作氣體產(chǎn)生紫外線激 發(fā)熒光粉，從而產(chǎn)生可見光。
本發(fā)明提出的平板顯示裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種平板顯示裝置，采用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極作為電子源，向工作氣體 中注入電子，從而激發(fā)工作氣體發(fā)光，包括由玻璃構(gòu)成前后兩個(gè)基板，前后兩 個(gè)玻璃基板之間用隔離柱支撐，中間充有工作氣體，后玻璃基板上制作有鐵電 薄膜電子發(fā)射陰極，鐵電薄膜電子發(fā)射陰極由基電極、鐵電薄膜和柵電極組成， 基電極直接制作在后玻璃基板的內(nèi)表面上，基電極上面制作有鐵電薄膜，鐵電 薄膜上面制作有柵電極，柵電極與基電極垂直排列，鐵電薄膜位于柵電極與基 電極的交點(diǎn)處，前玻璃基板相對(duì)于后玻璃基板的一面制作有ITO透明陽(yáng)極，ITO 透明陽(yáng)極上涂敷有熒光粉。
采用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極作為電子發(fā)射源。
鐵電薄膜電子發(fā)射陰極發(fā)射的電子被加速后，注入到工作氣體中，轟擊工 作氣體產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉產(chǎn)生可見光。
鐵電薄膜材料采用PZT、 PLZT、 PNZT、 TGS，厚度在0.1~100nm之間。 柵電極為條形電極。柵電極采用均勻質(zhì)密薄膜，寬度在l(^m lmm之間。 柵電極采用多孔的薄膜，寬度在10pm lmm之間。 ITO透明陽(yáng)極形狀為覆蓋全部顯示單元的平面電極。 基電極為條形電極。
本發(fā)明提出的利用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極向充有混合氣體的放電空間注入 電子，激發(fā)工作氣體放電發(fā)光的平板顯示裝置是這樣工作的首先，給鐵電薄 膜電子發(fā)射陰極的基電極和柵電極之間施加器件(陰極)電壓，同時(shí)給陽(yáng)極上 施加陽(yáng)極電壓。然后，通過(guò)反向器件電壓使鐵電薄膜電子發(fā)射陰極實(shí)現(xiàn)薄膜內(nèi) 部的電極化反轉(zhuǎn)把表面的補(bǔ)償電子排斥出來(lái)，在沒有引出電壓的情況下即可發(fā) 射出電子。然后，鐵電薄膜電子發(fā)射陰極發(fā)射的電子有一個(gè)初始動(dòng)能，同時(shí)在 陽(yáng)極電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)加速下，獲得高能量并向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，從而被注入到工作氣 體中。注入到工作氣體中的高能電子轟擊工作氣體，使工作氣體激發(fā)產(chǎn)生紫外 線，紫外線再激發(fā)熒光粉產(chǎn)生可見光。


圖1是本發(fā)明所提出的顯示單元剖面圖2A、2B示出了柵電極為均勻質(zhì)密薄膜的鐵電薄膜電子發(fā)射陰極的俯視圖 及側(cè)視圖。
圖3A、3B示出了柵電極為多孔薄膜的鐵電薄膜電子發(fā)射陰極的俯視圖及側(cè) 視圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1所示，發(fā)光裝置包括兩個(gè)基板前玻璃基板100和后玻璃基板110。 前玻璃基板100與后玻璃基板110中間的空間為充有工作氣體的空間180。前玻 璃基板100和后玻璃基板110由支撐柱140支撐使得兩個(gè)基板間距保持一致， 支撐柱的高度在(U 5mm之間。后玻璃基板110上制作有鐵電薄膜電子發(fā)射陰極190，鐵電薄膜電子發(fā)射陰極190由基電極160、鐵電薄膜170和柵電極150 組成，其中基電極160直接制作在后玻璃基板110的內(nèi)表面上，基電極160上 面制作有鐵電薄膜170，鐵電薄膜上面制作有柵電極150，柵電極150與基電極 160垂直排列，鐵電薄膜170位于柵電極150與基電極160的交點(diǎn)處。前玻璃基 板100相對(duì)于后玻璃基板110的一面制作有ITO電極120， ITO電極上涂敷有熒 光粉130。鐵電薄膜170材料可采用PZT、 PLZT、 PNZT、 TGS等鐵電材料。
參照?qǐng)D2所示，其制作方法為先在后玻璃基板110的內(nèi)表面上制作條形 的基電極160，基電極的厚度在10nm lpm之間，寬度在1(Vm lmm之間，然 后條形的基電極160上制作正方形的鐵電薄膜170，鐵電薄膜厚度在0.1-100^mi， 邊長(zhǎng)在20ntn 2mm。然后制作條形與基電極160垂直排列的均勻質(zhì)密的柵電極 150，并使得柵電極150與基電極160的交匯點(diǎn)位于鐵電薄膜170的中心，從而 使得鐵電薄膜170作為介質(zhì)層將基電極16和柵電極170隔開。均勻質(zhì)密的柵電 極厚度在5nm 100nm之間，寬度在10pm lmm之間
參照?qǐng)D3所示，其制作方法為先在后玻璃基板110的內(nèi)表面上制作條形 的基電極160，基電極的厚度在10nm l^im之間，寬度在10pm lmm之間，然 后條形的基電極160上制作正方形的鐵電薄膜170，鐵電薄膜厚度在O.l-lOOnm， 邊長(zhǎng)在20^im 2mm。然后制作條形的多孔薄膜作為柵電極150，并使得柵電極 150與基電極160的交匯點(diǎn)位于鐵電薄膜170的中心，從而使得鐵電薄膜170作 為介質(zhì)層將基電極160和柵電極170隔開。多孔的柵電極的厚度在30nm 10^im
之間，寬度在10pim lmm之間。
本發(fā)明所提出的平板顯示裝置具有如下的優(yōu)點(diǎn)
(1) 采用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極產(chǎn)生電子發(fā)射，從而使得平板顯示裝置的 工作電壓低，在10V 100V之間。
(2) 平板顯示裝置的電子發(fā)射穩(wěn)定，電子發(fā)射效率高。
(3) 制作工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大屏幕平板顯示。
權(quán)利要求
1、一種平板顯示裝置，采用鐵電薄膜電子發(fā)射陰極作為電子源，向工作氣體中注入電子，從而激發(fā)工作氣體發(fā)光，包括由玻璃構(gòu)成前后兩個(gè)基板(100、110)，前后兩個(gè)玻璃基板(100、110)之間用隔離柱(140)支撐，中間充有工作氣體(180)，后玻璃基板(110)上制作有鐵電薄膜電子發(fā)射陰極(190)，其特征在于鐵電薄膜電子發(fā)射陰極(190)由基電極(160)、鐵電薄膜(170)和柵電極(150)組成，基電極(160)直接制作在后玻璃基板的內(nèi)表面上，基電極(160)上面制作有鐵電薄膜(170)，鐵電薄膜(170)上面制作有柵電極(150)，柵電極(150)與基電極(160)垂直排列，鐵電薄膜(170)位于柵電極(150)與基電極(160)的交點(diǎn)處，前玻璃基板(100)相對(duì)于后玻璃基板(110)的一面制作有ITO透明陽(yáng)極(120)，ITO透明陽(yáng)極(120)上涂敷有熒光粉(130)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于，采用鐵電薄膜電子 發(fā)射陰極作為電子發(fā)射源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于鐵電薄膜材料采用 PZT、 PLZT、 PNZT、 TGS，厚度在0.1-1 OO(im之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于柵電極為條形電極。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于柵電極采用均勻質(zhì)密薄膜，寬度在10^m lmm之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于柵電極采用多孔的薄膜，寬度在10nm lmm之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于ITO透明陽(yáng)極形狀 為覆蓋全部顯示單元的平面電極。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其特征在于基電極為條形電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板顯示裝置，使用鐵電薄膜作為陰極電子發(fā)射源，向工作氣體中注入電子，激發(fā)工作氣體發(fā)出可見光。該裝置包含前后相對(duì)的兩個(gè)玻璃基板，兩個(gè)玻璃基板以一定的距離隔開，中間充有工作氣體并用支撐柱支撐，后基板上制作有鐵電薄膜陰極電子發(fā)射源。鐵電薄膜陰極基電極、鐵電薄膜和柵電極組成，其中基電極直接制作在玻璃基地上柵電極與基電極垂直排列，在柵電極與基電極的交點(diǎn)處，兩個(gè)薄膜之間制作有鐵電薄膜作為介質(zhì)層將兩個(gè)電極隔開。前玻璃基板相對(duì)于后玻璃基板的一面制作有ITO透明陽(yáng)極，ITO透明陽(yáng)極上涂敷有熒光粉。
文檔編號(hào)H01J17/04GK101533749SQ20091002199
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者劉純亮, 封一凡, 張小寧, 張玉娟, 梁志虎, 輝 王 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)