对称型四极结构无隔离支柱场致发射显示器制造技术

本发明专利技术涉及一种以汇流电极为对称中心的对称型四极结构无隔离支柱场致发射显示器，包括上、下基板，其特征在于：上基板上设有纵向阳极电极以及由横向连接带和多个纵向工作带组成的梳状介质层，各阳极电极纵向中心设有汇流电极，其上沿纵向交替设有荧光体层和阳极阻隔介质层，各纵向工作带的纵向两旁侧上分别设有栅极电极，以形成以汇流电极为对称中心的插指对电极结构；下基板上设有横向阴极电极和纵向辅助电极，各阴极电极上沿横向交替设有限流电阻层和阴极保护介质层，各辅助电极与阴极电极的相交处以阴极保护介质层隔离；上、下基板之间设有隔离介质层。该场致发射显示器不仅结构新颖，工艺简单，而且图像均匀，调制电压低，电子发射稳定可靠。

Symmetrical type quadrupole structure without isolated post field emission display

The invention relates to a bus electrode as the center of symmetry symmetric quadrupole structure without isolating pillar of field emission display, including upper and lower substrate, which is characterized in that a vertical anode electrode substrate and a plurality of longitudinal and transverse connection with the work zone is composed of a comb dielectric layer, the anode electrode is provided with a longitudinal center the bus electrode, which is arranged alternately along the longitudinal direction of the phosphor layer and the anode barrier dielectric layer, the vertical work belt are respectively arranged on the two longitudinal side gate electrode, the electrode of interdigitated structure to form the bus electrode as the center of symmetry; the lower substrate is provided with a horizontal cathode electrode and longitudinal auxiliary electrodes, each cathode electrode along the transverse direction an alternating current limiting resistor layer and cathode protection layer, the auxiliary electrode and the cathode electrode of the intersection a cathodic protection dielectric layer and substrate isolation; An isolation dielectric layer is provided. The field emission display is not only novel in structure, simple in process, but also uniform in image, low in modulation voltage and stable in electron emission.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及场致发射显示 器制造
，特别是一种阳极和栅极在同一基板 上、以汇流电极为对称中心、无需制作隔离支柱的对称型四极结构无隔离支柱场致发射显不器。
技术介绍
场发射显示器(FED)是一种新型平板显示器，是以平面场发射阵列阴极为电子源， 荧光粉作为发光物质，用矩阵选址方式控制的真空显示器。相对其他种类的显示器，场致发 射显示器将阴极射线管显示屏(CRT)的高清晰的图象质量，液晶显示屏(IXD)的薄度以及 等离子体显示屏(PDP)的大面积性等优点集于一身。FED具有的优异性能有体积小、重量 轻、工作能耗低、使用寿命长、图像质量好、高亮度、高分辨率、全彩色、多灰度、高响应速度、 没有视角的限制、工作温度范围比较宽、结构简单、无需加热灯丝，偏转线圈等零部件，工艺 简单，可以实现低成本大规模的生产，图像灰度和动态范围丰富，不需要偏振光、无对人体 有害的X射线辐射、抗辐射和磁场干扰、主动发光。目前场致发射装置的结构主要分为二极结构，三极结构及其多极结构。二极结构FED由上基板和下基板组成。上基板上制备有ITO透明导电电极和三基 色荧光粉；下基板上制备阴极电极，再在电极上制备CNT场发射源。前下基板的电极正交排 列，由一定高度的支撑体隔离。二极结构制作工艺简单，成本低，易实现大屏幕化。但是开 启电压高，而由于驱动电路的限制，二极型FED的阳极电压不能太高，这限制了高压荧光粉 的应用，不利于亮度的提高，灰度再现性差，如需维持同等亮度，就必须提高发射电流密度， 这样会造成荧光粉的快速老化，影响器件的寿命；如果不限制驱动电压，则驱动电路的设计 难度随之增加，很难实现多灰度等级快速动态显示。所以二极型FED在实际应用中具有很 大的局限性。为了实现高灰度等级和提高亮度，发展三极结构和多极结构的FED是一个必然的 方向。目前三极结构的FED—般包括阴极、栅极和阳极，主要有前栅结构、后栅结构、平 行栅结构等。此类结构的器件可以通过栅极来控制阴极的电子发射，避免了二极结构的FED 的高压控制电子发射。前栅结构的FED，阴极和栅极位于同一基板上，阳极设置于另一基板上，通过隔离 支柱来保持固定两基板之间的距离。其中阴极位于栅极下面，阴极发射电子的利用率较高， 但阴极和栅极是相互交叉垂直，必须在阴极和栅极间制作绝缘介质层，以保证阴极和栅极 间不短路，制作工艺复杂，成本高。通常情况介质层和栅极是在场发射的电子材料之后制作 的，存在阴极发射材料在制备介质层和栅极过程中受到损坏和污染。该结构的场致发射显 示去的阴极与栅极间的绝缘层的漏电流较大，影响器件的使用寿命。后栅结构的FED，阴极和栅极位于同一基板上，阳极设置于另一基板上，通过隔离 支柱来保持固定两基板之间的距离。其中阴极位于栅极上面，且相互交叉垂直，必须在阴极和栅极间制作绝缘介质层，以保证阴极和栅极间不短路，阴极发射材料在制备介质层和栅 极过程后制备，不会受到损坏和污染，但容易使得在制备完阴极发射材料后导致阴极和栅 间短路。后栅相对于前栅结构的FED比较而言制备工艺较为简单，但栅极为于阴极之上，大 部分的电子会被栅极吸收，到达阳极的电子较少。这种三极结构的FED工艺相对简单，易于 实现。但存在电荷积累、电子色散严重，束斑较大，相邻像素单元串扰。采用缩小阴极和阳 极的间距的办法来降低像素单元串扰，不利于阳压的提高，发光效率降低。平行栅结构的FED克服了前栅结构和后栅结构的场发射显示器栅极和阴极之间 制作介质层困难等问题。平行栅结构的FED的栅极结构与阴极结构设置在同一个平面内且 相互平行，可以同时制作栅极电极和阴极电极。平行栅型的FED的栅极和阴极平行相对，阴 栅之间不需要制作介质层以防止阴极和栅极间的短路，制作工艺简单，但电子色散严重，束 斑较大问题，而且必须通过扫描高压阳极来控制图像。FED是一种真空器件，必须包含具有隔离作用的支撑结构。目前的技术仅限于单独 做支撑结构，存在隔离支柱分布和放置难的问题。综上所述，有必要提供一种新型结构的场致发射显示器件，无需单独设置两基板 间的隔离支撑结构，其阴极与栅极制作工艺简单，同时能实现低压调控，避免电荷累积、电 子色散引起的相邻像素单元串扰，进一步提高阴极场致发射电子的均勻性和利用率、延长 器件的寿命等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对称型四极结构无隔离支柱场 致发射显示器，该场致 发射显示器不仅结构新颖，工艺简单，而且图像均勻，调制电压低，电 子发射稳定可靠。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种对称型四极结构无隔离支柱场 致发射显示器，包括相互平行设置且大小相适应的上、下基板，其特征在于所述上基板下 侧面上间隔并排设有数个纵向条状的阳极电极，所述各阳极电极上沿其纵向对称中心线设 有汇流电极，所述各阳极电极和汇流电极上沿纵向交替设有荧光体层和阳极阻隔介质层， 所述上基板下侧面上还设有梳状介质层，所述梳状介质层由设于所述上基板一旁侧的横向 连接带和间隔排列于所述横向连接带一侧边上的多个纵向工作带组成，所述各纵向工作带 与所述阳极电极相平行且设于所述上基板未被所述阳极电极覆盖的部分上，在所述各纵向 工作带的纵向两旁侧上分别设有纵向条状的栅极电极Al和栅极电极A2，以形成以汇流电 极为对称中心、各阳极电极两侧均设有栅极电极的插指对电极结构，所述栅极电极Al、A2 和所述纵向工作带未被所述栅极电极Al、A2覆盖的部分上设有栅极保护介质层；所述下基板上侧面上间隔并排设有数个横向条状的阴极电极，所述各阴极电极上沿横 向交替设有限流电阻层Bi、阴极保护介质层Cl、限流电阻层B2和阴极保护介质层C2，所述 限流电阻层Bi、B2上分别设有电子发射层Dl和电子发射层D2，所述下基板上侧还并排间 隔设有数个位于所述阴极电极上方并与之垂直的纵向条状的辅助电极，所述各辅助电极与 所述各阴极电极的相交处以所述阴极保护介质层C2隔离；所述上、下基板之间设有隔离介质层，所述隔离介质层的两端分别与所述栅极保护介 质层和所述阴极保护介质层Cl相连接。所述上基板与下基板上下配合设置时，上基板上的栅极电极Al、栅极电极A2、荧 光体层分别对应的是下基板上的电子发射层D1、电子发射层D2、阴极保护介质层C2。所述栅极保护介质层上设有开孔，开孔处与所述电子发射层Dl、D2所处位置相对 应，开孔面积与所述栅极保护介质层面积比的范围为(0 100%)。所述上基板上的梳状介质层厚度的取值范围为(1 1000) μ m，阳极阻隔介质层 厚度的取值范围为(1 1000) μ m，栅极保护介质层厚度的取值范围为(0. 1 100) μ m， 阴极保护介质层C1、C2厚度的取值范围为(0. 1 100) μ m，隔离介质层厚度的取值范围为 (1 1000) μ m，通过调整所述上基板上的梳状介质层、栅极保护介质层、阴极保护介质层 Cl和隔离介质层的厚度来控制阴极与阳极、阴极与栅极之间的间距。所述上基板上的阳极阻隔介质层和梳状介质层可连接成一个整体。所述栅极保护介质层由含金属氧化物的半导体材料制作而成。所述梳状介质层的纵向工作带和阳极阻隔介质层的侧壁处也设有荧光体层。所述汇流电极的电导率大于所述阳极电极；所述阳极电极、汇流电极、栅极电极 Al、本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种对称型四极结构无隔离支柱场致发射显示器，包括相互平行设置且大小相适应的上、下基板，其特征在于：所述上基板下侧面上间隔并排设有数个纵向条状的阳极电极，所述各阳极电极上沿其纵向对称中心线设有汇流电极，所述各阳极电极和汇流电极上沿纵向交替设有荧光体层和阳极阻隔介质层，所述上基板下侧面上还设有梳状介质层，所述梳状介质层由设于所述上基板一旁侧的横向连接带和间隔排列于所述横向连接带一侧边上的多个纵向工作带组成，所述各纵向工作带与所述阳极电极相平行且设于所述上基板未被所述阳极电极覆盖的部分上，在所述各纵向工作带的纵向两旁侧上分别设有纵向条状的栅极电极Ａ１和栅极电极Ａ２，以形成以汇流电极为对称中心、各阳极电极两侧均设有栅极电极的插指对电极结构，所述栅极电极Ａ１、Ａ２和所述纵向工作带未被所述栅极电极Ａ１、Ａ２覆盖的部分上设有栅极保护介质层；所述下基板上侧面上间隔并排设有数个横向条状的阴极电极，所述各阴极电极上沿横向交替设有限流电阻层Ｂ１、阴极保护介质层Ｃ１、限流电阻层Ｂ２和阴极保护介质层Ｃ２，所述限流电阻层Ｂ１、Ｂ２上分别设有电子发射层Ｄ１和电子发射层Ｄ２，所述下基板上侧还并排间隔设有数个位于所述阴极电极上方并与之垂直的纵向条状的辅助电极，所述各辅助电极与所述各阴极电极的相交处以所述阴极保护介质层Ｃ２隔离；所述上、下基板之间设有隔离介质层，所述隔离介质层的两端分别与所述栅极保护介质层和所述阴极保护介质层Ｃ１相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭太良，叶芸，林志贤，张永爱，胡利勤，游玉香，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35