低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器及其制作工艺 【技术领域】
本发明属于平板显示技术领域、真空科学与技术领域以及纳米科学与技术领域的相互交叉领域，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场致发射显示器的器件制作，特别涉及一种低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器及其制作工艺。
背景技术
显示器件的主要功能就是进行图像显示。随着平面技术的发展和应用，各种不同类型的显示器件层出不穷，并走进了消费者的日常生活。平板显示器件，凭借其自身的优越特性，已经赢得了人们的青睐。场致发射显示器，是最近几年中的新兴显示装置，它不仅具有CRT显示器的高图像质量，兼顾具有液晶显示器的超薄型以及等离子体显示器的大面积型，同时还具有低制作成本、低功耗、快响应速度等特性，已经被公认为是理想的下一代显示市场产品。碳纳米管是一种薄薄的石墨层管状物质，能够在外加较低电场强度下发射出大量的电子，是一种优良的冷阴极制作材料。对于利用碳纳米管作为阴极而制作的场致发射显示器件而言，一般具有二极管和三极管两种类型。但是在目前所研发的三极结构场致发射显示器件中，一方面，普遍都存在着栅极工作电压过高、栅极工作电流偏大等不利之处，另一方面，对于栅极结构的制作材料以及制作工艺都有着苛刻的要求，致使整体器件制作成本居高不下。而对于碳纳米管材料的制作工艺以及制作结构也没有一个令人满意的方案，还需要进行大量的研究。此外，对于整体平板显示器件的制作，制作工艺简单、制作过程稳定可靠也是不可忽视的一个重要方面。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述平板显示器件中存在的缺点和不足而提供一种成本低廉、制作过程稳定可靠、制作工艺简单的低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器及其制作工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板1、阳极玻璃面板24和玻璃边框21所构成的密封真空室；设置在阳极玻璃面板上的阳极电极层23、阳极连线层25、阳极分割层22以及制备在阳极电极层上面的荧光粉层20；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的分隔支撑器19和消气剂18；其特征在于：
所述的低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的基底材料为阴极玻璃面板；在阴极玻璃面板上印刷并烧结的绝缘浆料形成绝缘隔离层2；绝缘隔离层上面存在阴极底层3，阴极底层呈现条形形状；阴极底层的周围存在阴极连线层4，阴极连线层和阴极底层是相互连通的；阴极底层上面存在阴极提升一层5和阴极提升二层6；阴极提升一层呈现圆环型形状，其上下表面均为平面，下表面和阴极底层相接触；阴极提升二层呈现三角尖锥型形状，位于圆环型阴极提升一层的中间位置，阴极提升二层的三角锥型的锥尖高度高于圆环型阴极提升一层上表面的高度；阴极提升一层的上表面上存在阴极度越一层7，阴极度越一层布满阴极度越一层的上表面，并且阴极度越一层和阴极提升一层是相互连通的；阴极度越一层的上面存在阴极牺牲一层9，阴极牺牲一层布满阴极度越一层的表面，并且阴极牺牲一层和阴极度越一层是相互连通的；阴极提升二层上面存在阴极度越二层8，阴极度越二层位于阴极提升二层三角尖锥的锥尖位置，三角尖锥型阴极提升二层侧面的中部分和下部分是不存在阴极度越二层的，阴极度越二层和阴极提升二层是相互连通的；阴极度越二层的上面存在阴极牺牲二层10，阴极牺牲二层布满阴极度越二层的表面，并且阴极牺牲二层和阴极度越二层是相互连通的；阴极底层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成分隔一层11；分隔一层的上下表面均为平面，下表面和阴极底层相接触；分隔一层中存在圆型电子孔，暴露出底部的部分阴极底层、阴极提升一层、阴极度越一层、阴极牺牲一层、阴极提升二层、阴极度越二层、阴极牺牲二层；圆型电子孔侧壁面是垂直于阴极底层表面的；分隔一层上面存在栅极电极一层12，栅极电极一层布满电子孔地周围，其前端延伸到电子孔中，呈现悬空状态；分隔一层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成分隔二层13，分隔二层的下表面为平面，下表面和分隔一层的上表面相接触，分隔二层的上表面为向上凸起的弧形类球面；分隔二层的上表面上存在栅极电极二层14，栅极电极二层布满分隔二层的上表面；栅极电极二层和栅极电极一层是相互连通的；栅极电极二层的周围存在栅极连线层15，栅极连线层和栅极电极二层是相互连通的；分隔二层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成分隔三层16，分隔三层覆盖栅极电极二层和栅极连线层；碳纳米管17制备在阴极牺牲一层和阴极牺牲二层的上面。
所述的阴极底层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极连线层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极提升一层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极提升二层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极度越一层为金属铁、钴、镍之一；阴极度越二层为金属铁、钴、镍之一；阴极牺牲一层为金属铁、钴、镍之一；阴极牺牲二层为金属铁、钴、镍之一；栅极电极一层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；栅极电极二层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；栅极电极二层的走向和阴极底层的走向是相互垂直的。
一种低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于，其制作步骤如下：
1)阴极玻璃面板1的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阴极玻璃面板；
2)绝缘隔离层2的制作：在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成绝缘隔离层；
3)阴极底层3的制作：在绝缘隔离层上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成阴极底层；
4)阴极连线层4的制作：在绝缘隔离层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阴极连线层；
5)阴极提升一层5和阴极提升二层6的制作：在阴极底层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后分别形成阴极提升一层和阴极提升二层；
6)阴极度越一层7和阴极度越二层8的制作：在阴极提升一层和阴极提升二层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后分别形成阴极度越一层和阴极度越二层；
7)阴极牺牲一层9和阴极牺牲二层10的制作：在阴极度越一层和阴极度越二层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后分别形成阴极牺牲一层和阴极牺牲二层；
8)分隔一层11的制作：在阴极底层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成分隔一层；
9)栅极电极一层12的制作：在分隔一层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成栅极电极一层；
10)分隔二层13的制作：在分隔一层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成分隔二层；
11)栅极电极二层14的制作：在分隔二层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成栅极电极二层；
12)栅极连线层15的制作：在分隔二层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅极连线层；
13)分隔三层16的制作：在分隔二层的上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成分隔三层；
14)低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的表面清洁处理：对低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；
15)碳纳米管17的制备：将碳纳米管制备在阴极牺牲一层和阴极牺牲二层的上面；
16)阳极玻璃面板24的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阳极玻璃面板；
17)阳极电极层23的制作：在阳极玻璃面板上制备出锡铟氧化物膜层，经常规刻蚀工艺后形成阳极电极层；
18)阳极连线层25的制作：在阳极玻璃面板上印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极连线层；
19)阳极分割层22的制作：在阳极玻璃面板上印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极分割层；
20)荧光粉层20的制备：在阳极电极层上面印刷荧光粉，经常规烘烤工艺后形成荧光粉层；
21)器件装配：将阳极玻璃面板、阴极玻璃面板、分隔支撑器19、玻璃边框21装配到一起，并将消气剂18安装到空室当中，用低熔点玻璃粉固定；
22)成品制作：对已经装配好的器件进行封装工艺，形成成品件。
所述步骤19具体为在阳极玻璃面板的非显示区域以及阳极电极层中间的空余位置印刷绝缘浆料；经过烘烤，烘烤温度：220℃，保持时间：5分钟，之后，放置在烧结炉中进行高温烧结，烧结温度：580℃，保持时间：10分钟。
所述步骤20具体为在阳极玻璃面板显示区域中阳极电极层上面印刷荧光粉，在烘箱当中进行烘烤，烘烤温度：120℃，保持时间：10分钟。
所述步骤22具体为对已经装配好的器件进行如下的封装工艺：将样品器件放入烘箱当中进行烘烤；放入烧结炉当中进行烧结；在排气台上进行器件排气、封离，在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。
本发明具有如下的积极效果：本发明中的主要特点在于制作了具有低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的、碳纳米管阴极的平板场致发射平板显示器件。将高性能的制作材料和低成本的制作工艺有机结合起来，制作出性能更加优良的平板发光器件。
其一，采用了低环高尖锥双阴极结构，增加了碳纳米管阴极发射的表面积，能够极大地提升碳纳米管的发射效率；其二，采用了凸起弧形悬栅控结构，进一步缩减了栅阴之间的有效距离，从而达到降低器件工作电压的目的；其三，在本发明中，碳纳米管阴极的制作不受其它制作器件工艺的影响，极大减少了碳纳米管阴极的损伤，提高了显示器件制作的成功率。
此外，在本发明中的器件制作过程中，并没有采用特殊的器件制作材料以及特殊的器件制作工艺，降低了器件制作成本，具有成本低廉、制作工艺简单、制作过程稳定可靠的优越之处。
【附图说明】
图1给出了低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的纵向结构示意图。
图2给出了低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的横向结构示意图。
图3给出了低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的、碳纳米管阴极场致发射平板显示器的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于实施例。
如图1、2、3所示，一种低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板1、阳极玻璃面板24和玻璃边框21所构成的密封真空室；设置在阳极玻璃面板上的阳极电极层23、阳极连线层25、阳极分割层22以及制备在阳极电极层上面的荧光粉层20；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的分隔支撑器19和消气剂18；其特征在于：
所述的低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的基底材料为阴极玻璃面板；在阴极玻璃面板上印刷并烧结的绝缘浆料形成绝缘隔离层；绝缘隔离层上面存在阴极底层，阴极底层呈现条形形状；阴极底层的周围存在阴极连线层，阴极连线层和阴极底层是相互连通的；阴极底层上面存在阴极提升一层和阴极提升二层；阴极提升一层呈现圆环型形状，其上下表面均为平面，下表面和阴极底层相接触；阴极提升二层呈现三角尖锥型形状，位于圆环型阴极提升一层的中间位置，阴极提升二层的三角锥型的锥尖高度高于圆环型阴极提升一层上表面的高度；阴极提升一层的上表面上存在阴极度越一层，阴极度越一层布满阴极度越一层的上表面，并且阴极度越一层和阴极提升一层是相互连通的；阴极度越一层的上面存在阴极牺牲一层，阴极牺牲一层布满阴极度越一层的表面，并且阴极牺牲一层和阴极度越一层是相互连通的；阴极提升二层上面存在阴极度越二层，阴极度越二层位于阴极提升二层三角尖锥的锥尖位置，三角尖锥型阴极提升二层侧面的中部分和下部分是不存在阴极度越二层的，阴极度越二层和阴极提升二层是相互连通的；阴极度越二层的上面存在阴极牺牲二层，阴极牺牲二层布满阴极度越二层的表面，并且阴极牺牲二层和阴极度越二层是相互连通的；阴极底层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成分隔一层；分隔一层的上下表面均为平面，下表面和阴极底层相接触；分隔一层中存在圆型电子孔，暴露出底部的部分阴极底层、阴极提升一层、阴极度越一层、阴极牺牲一层、阴极提升二层、阴极度越二层、阴极牺牲二层；圆型电子孔侧壁面是垂直于阴极底层表面的；分隔一层上面存在栅极电极一层，栅极电极一层布满电子孔的周围，其前端延伸到电子孔中，呈现悬空状态；分隔一层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成分隔二层，分隔二层的下表面为平面，下表面和分隔一层的上表面相接触，分隔二层的上表面为向上凸起的弧形类球面；分隔二层的上表面上存在栅极电极二层，栅极电极二层布满分隔二层的上表面；栅极电极二层和栅极电极一层是相互连通的；栅极电极二层的周围存在栅极连线层，栅极连线层和栅极电极二层是相互连通的；分隔二层上面印刷并烧结的绝缘浆料形成分隔三层，分隔三层覆盖栅极电极二层和栅极连线层；碳纳米管制备在阴极牺牲一层和阴极牺牲二层的上面。
所述的阴极底层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极连线层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极提升一层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极提升二层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；阴极度越一层为金属铁、钴、镍之一；阴极度越二层为金属铁、钴、镍之一；阴极牺牲一层为金属铁、钴、镍之一；阴极牺牲二层为金属铁、钴、镍之一；栅极电极一层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；栅极电极二层为金属金、银、钼、铅、铝、铟、锡、铜、铬之一；栅极电极二层的走向和阴极底层的走向是相互垂直的。
一种低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于，其制作步骤如下：
1)阴极玻璃面板1的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阴极玻璃面板；
2)绝缘隔离层2的制作：在阴极玻璃面板上印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成绝缘隔离层；
3)阴极底层3的制作：在绝缘隔离层上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成阴极底层；
4)阴极连线层4的制作：在绝缘隔离层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阴极连线层；
5)阴极提升一层5和阴极提升二层6的制作：在阴极底层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后分别形成阴极提升一层和阴极提升二层；
6)阴极度越一层7和阴极度越二层8的制作：在阴极提升一层和阴极提升二层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后分别形成阴极度越一层和阴极度越二层；
7)阴极牺牲一层9和阴极牺牲二层10的制作：在阴极度越一层和阴极度越二层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后分别形成阴极牺牲一层和阴极牺牲二层；
8)分隔一层11的制作：在阴极底层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成分隔一层；
9)栅极电极一层12的制作：在分隔一层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成栅极电极一层；
10)分隔二层13的制作：在分隔一层上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成分隔二层；
11)栅极电极二层14的制作：在分隔二层的上面制备出金属层，经常规刻蚀工艺后形成栅极电极二层；
12)栅极连线层15的制作：在分隔二层上面印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成栅极连线层；
13)分隔三层16的制作：在分隔二层的上面印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成分隔三层；
14)低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的表面清洁处理：对低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；
15)碳纳米管17的制备：将碳纳米管制备在阴极牺牲一层和阴极牺牲二层的上面；
16)阳极玻璃面板24的制作：对整体平板玻璃进行切割，制作出阳极玻璃面板；
17)阳极电极层23的制作：在阳极玻璃面板上制备出锡铟氧化物膜层，经常规刻蚀工艺后形成阳极电极层；
18)阳极连线层25的制作：在阳极玻璃面板上印刷银浆，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极连线层；
19)阳极分割层22的制作：在阳极玻璃面板上印刷绝缘浆料，经常规烘烤、烧结工艺后形成阳极分割层；
20)荧光粉层20的制备：在阳极电极层上面印刷荧光粉，经常规烘烤工艺后形成荧光粉层；
21)器件装配：将阳极玻璃面板、阴极玻璃面板、分隔支撑器19、玻璃边框21装配到一起，并将消气剂18安装到空室当中，用低熔点玻璃粉固定；
22)成品制作：对已经装配好的器件进行封装工艺，形成成品件。
所述步骤19具体为在阳极玻璃面板的非显示区域以及阳极电极层中间的空余位置印刷绝缘浆料；经过烘烤，烘烤温度：220℃，保持时间：5分钟，之后，放置在烧结炉中进行高温烧结，烧结温度：580℃，保持时间：10分钟。
所述步骤20具体为在阳极玻璃面板显示区域中阳极电极层上面印刷荧光粉，在烘箱当中进行烘烤，烘烤温度：120℃，保持时间：10分钟。
所述步骤22具体为对已经装配好的器件进行如下的封装工艺：将样品器件放入烘箱当中进行烘烤；放入烧结炉当中进行烧结；在排气台上进行器件排气、封离，在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。
所述的低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板1、阳极玻璃面板24和玻璃边框21所构成的密封真空室；设置在阳极玻璃面板上的阳极电极层23、阳极连线层25、阳极分割层22以及制备在阳极电极层上面的荧光粉层20；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的分隔支撑器19和消气剂18。所述的低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构包括阴极玻璃面板1、绝缘隔离层2、阴极底层3、阴极连线层4、阴极提升一层5、阴极提升二层6、阴极度越一层7、阴极度越二层8、阴极牺牲一层9、阴极牺牲二层10、分隔一层11、栅极电极一层12、分隔二层13、栅极电极二层14、栅极连线层15、分隔三层16、碳纳米管17部分。所述的低环高尖锥双阴极凸起弧形悬栅控结构的基底材料为钠钙玻璃、硼硅玻璃之一。