本發明屬于真空科學與技術領域、集成電路科學與技術領域、微電子科學與技術領域、顯示技術領域、納米科學與技術領域以及光電子科學與技術領域的相互交叉領域，涉及到平面場發射發光顯示器的制作，具體涉及到碳納米管陰極的平面場發射發光顯示器的制作，特別涉及到一種分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器及其制作工藝。
背景技術：
碳納米管是一種性能優異的電子源材料，在外部強電場強度的作用下，無需額外能量就能夠發射大量的電子。隨著碳納米管被成功應用到場發射發光顯示器中以后，對于場發射發光顯示器的研究，業已引起了眾多科研人員的高度關注。碳納米管陰極的場發射發光顯示器具有許多優異特性，例如，更高的顯示圖像質量、更寬的顯示視角、更低的功率損耗等。在具體顯示器制作方面，絲網印刷工藝的成功引入，使得大面積碳納米管陰極的制作已經完全能夠實現，同時還會極大降低整體發光顯示器的制作成本，這使得場發射發光顯示器朝向實用化方向邁出了更堅實的步伐。
但是，在三極結構的場發射發光顯示器中，還存在許多技術難題有待于解決。門極是三極結構場發射發光顯示器中的關鍵元件，它的工作電壓將會直接控制碳納米管是否進行電子發射，故此門極的制作是必須要慎重考慮的事情。目前，門極與陰極之間的有效距離均偏大，這就造成了門極工作電壓居高不下、門極對碳納米管的控制作用大幅度減弱等現象的出現；同時，門極的制作結構過于復雜，這無形中就增大了整體發光顯示器的制作成本。碳納米管陰極的制作面積過小，這將直接導致陽極工作電流的大幅減少，不利于進一步提高場發射發光顯示器的發光強度；在碳納米管陰極中，能夠進行電子發射的有效碳納米管還偏少，這對于提高碳納米管的電子發射效率也是不利的。
技術實現要素：
發明目的：本發明的目的在于克服上述發光顯示器中存在的缺陷和不足，提供一種制作工藝簡單的、制作結構穩定可靠的、顯示器發光亮度高的分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器及其制作工藝。
技術方案：本發明的分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器，包括真空室及位于真空室內的消氣劑和支撐墻附屬元件，所述真空室由陰極封裝玻璃、陽極封裝玻璃和透明玻璃框所構成；在陽極封裝玻璃上有陽極膜傳導層、陽極外延長線層和熒光粉層，所述陽極外延長線層與陽極膜傳導層相連，所述熒光粉層制備在陽極膜傳導層上面；在陰極封裝玻璃上有分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構。
所述分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的襯底為陰極封裝玻璃；陰極封裝玻璃上的印刷的絕緣漿料層形成黑覆蓋層；黑覆蓋層上的印刷的銀漿層形成陰極外延長線層；陰極外延長線層上的印刷的絕緣漿料層形成陰極基底一層；陰極基底一層呈六棱錐臺型，其上、下表面均為平面，外側壁為六棱錐體的六個側面；陰極基底一層中存在三角孔，三角孔內的印刷的銀漿層形成陰極連接線層；陰極連接線層和陰極外延長線層相互連通；陰極基底一層上的印刷的絕緣漿料層形成陰極基底二層；陰極基底二層呈現四棱錐型，其下表面為平面，外側壁為四棱錐型的四個側面，頂部為錐尖，所述下表面位于陰極基底一層上表面上；陰極基底二層的縱向中心軸線和陰極基底一層的縱向中心軸線相重合，均垂直于陰極封裝玻璃；陰極基底一層外側壁上的刻蝕的金屬層形成陰極電極下層；陰極電極下層覆蓋于陰極基底一層外側壁的上半部分；陰極基底一層上表面的刻蝕的金屬層形成陰極電極中層；陰極電極中層覆蓋于陰極基底一層的上表面，環繞在陰極基底二層的周圍；陰極電極中層、陰極電極下層和陰極連接線層相互連通；陰極基底二層表面的刻蝕的金屬層形成陰極電極上層；陰極電極上層覆蓋于陰極基底二層的外側壁，且和陰極電極中層相互連通；黑覆蓋層上的印刷的絕緣漿料層形成門極增高層；門極增高層的上、下表面均為平面；門極增高層中存在圓形孔，圓形孔中暴露出陰極電極上層、陰極電極中層、陰極電極下層、陰極基底一層和陰極基底二層；門極增高層中圓形孔的內側壁為圓筒面；門極增高層的上表面的印刷的銀漿層形成門極平面電極層；門極平面電極層位于門極增高層上表面靠近圓形孔邊緣部位，并環繞在圓形孔周圍，其前端截止于門極增高層上表面圓形孔邊緣，不向圓形孔內突出；門極平面電極層上的印刷的絕緣漿料層形成門極間隔層；門極間隔層的下表面為平面，位于門極平面電極層上；門極間隔層的上表面為向內凹陷的、靠近圓形孔邊緣部分高度高而遠離圓形孔邊緣部分高度低的弧形面；門極間隔層上表面的印刷的銀漿層形成門極弧面電極層；門極弧面電極層覆蓋于門極間隔層的上表面，且和門極平面電極層相互連通；門極增高層上的印刷的銀漿層形成門極外延長線層；門極外延長線層和門極平面電極層相互連通；門極弧面電極層、門極外延長線層上的印刷的絕緣漿料層形成門極遮蓋層；碳納米管層制備在陰極電極下層、陰極電極中層和陰極電極上層上。
具體地，所述陰極封裝玻璃的材料為硼硅玻璃或鈉鈣玻璃。
具體地，述分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的固定位置為陰極封裝玻璃；陰極電極下層為金屬銀、鉬、鎳、鉻、錫或鈷；陰極電極中層為金屬銀、鉬、鎳、鉻、錫或鈷；陰極電極上層為金屬銀、鉬、鎳、鉻、錫或鈷。
本發明同時提供上述分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器的制作工藝，包括以下步驟：
1)陰極封裝玻璃的制作：對平面鈉鈣玻璃進行劃割，形成陰極封裝玻璃；
2)黑覆蓋層的制作：在陰極封裝玻璃上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成黑覆蓋層；
3)陰極外延長線層的制作：在黑覆蓋層上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成陰極外延長線層；
4)陰極基底一層的制作：在黑覆蓋層上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成陰極基底一層；
5)陰極連接線層的制作：在陰極基底一層的三角孔中印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成陰極連接線層；
6)陰極基底二層的制作：在陰極基底一層上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成陰極基底二層；
7)陰極電極下層的制作：在陰極基底一層的外側壁上制備出一個金屬鎳層，刻蝕后形成陰極電極下層；
8)陰極電極中層的制作：在陰極基底一層的上表面制備出一個金屬鎳層，刻蝕后形成陰極電極中層；
9)陰極電極上層的制作：在陰極基底二層的表面制備出一個金屬鎳層，刻蝕后形成陰極電極上層；
10)門極增高層的制作：在黑覆蓋層上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成門極增高層；
11)門極平面電極層的制作：在門極增高層的上表面印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成門極平面電極層；
12)門極間隔層的制作：在門極平面電極層上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成門極間隔層；
13)門極弧面電極層的制作：在門極間隔層的表面上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成門極弧面電極層；
14)門極外延長線層的制作：在門極增高層上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成門極外延長線層；
15)門極遮蓋層的制作：在門極弧面電極層、門極外延長線層上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成門極遮蓋層；
16)分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的清潔：對分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的表面進行清潔處理，除掉雜質和灰塵；
17)碳納米管層的制作：將碳納米管印刷在陰極電極下層、陰極電極中層和陰極電極上層上，形成碳納米管層；
18)碳納米管層的處理：對碳納米管層進行后處理，改善其場發射特性；
19)陽極封裝玻璃的制作：對平面鈉鈣玻璃進行劃割，形成陽極封裝玻璃；
20)陽極膜傳導層的制作：對覆蓋于陽極封裝玻璃表面的錫銦氧化物膜層進行刻蝕，形成陽極膜傳導層；
21)陽極外延長線層的制作：在陽極封裝玻璃上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成陽極外延長線層；
22)熒光粉層的制作：在陽極膜傳導層上印刷熒光粉，經烘烤工藝后形成熒光粉層；
23)顯示器器件裝配：將消氣劑安裝于陽極封裝玻璃的非顯示區域；然后，將陽極封裝玻璃、陰極封裝玻璃、透明玻璃框和支撐墻裝配到一起，用夾子固定；
24)顯示器器件封裝：對已裝配的顯示器器件進行封裝工藝形成成品件。
所述步驟21具體為：在陽極封裝玻璃上的非顯示區域印刷銀漿，經過烘烤之后，最高烘烤溫度：180℃，最高烘烤溫度保持時間：8分鐘；放置在燒結爐中進行燒結，最高燒結溫度：525℃，最高燒結溫度保持時間：8分鐘。
所述步驟22具體為：在陽極封裝玻璃上的陽極膜傳導層上印刷熒光粉，然后放置在烘箱中進行烘烤，最高烘烤溫度為120℃，最高烘烤溫度保持時間：10分鐘。
所述步驟24具體為：將顯示器器件放入烘箱中進行烘烤；放入燒結爐中進行燒結；在排氣臺上進行器件排氣、封離；在烤消機上對消氣劑進行烤消，最后加裝管腳形成成品件。
有益效果：本發明具有如下顯著的進步：
首先，在所述的分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構中，制作了六棱錐臺型陰極基底一層和四棱錐型陰極基底二層的復合結構，并在陰極電極下層、陰極電極中層、陰極電極上層表面制備了碳納米管層。一方面，在這種立體復合結構中，碳納米管層的制作面積被有效擴大了。隨著碳納米管層制作面積的增大，就會有更多的碳納米管都參與場發射電子，這對進一步增大發光顯示器的陽極工作電流、增強發光顯示器的發光亮度無疑是有利的。另一方面，在這種立體復合結構中，存在著很多的“棱角”，即圓滑的碳納米管層被“有效彎曲”了。眾所周知，在碳納米管的電子發射過程中，存在“邊緣電場集中”現象，即在碳納米管層的“棱角”處，由于曲率變化的影響，電場強度會急劇增加，那么位于此處的碳納米管會發射出更多的電子。這種分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構充分利用了“邊緣電場集中”現象，這樣有助于進一步降低發光顯示器的門極工作電壓、減少整體發光顯示器的功率損耗。
其次，在這種分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構中，利用燒結固化的銀漿層制作了分支門極結構。其中門極平面電極層和門極弧面電極層是相互連通的，都屬于門極的一部分，門極的工作電壓也會同時傳遞給門極平面電極層和門極弧面電極層。這樣，同一個門極工作電壓，就能夠同時控制陰極電極下層、陰極電極中層、陰極電極上層上更多的碳納米管。當施加適當門極工作電壓以后，碳納米管會進行電子發射，且碳納米管發射電子數量的變化會隨著門極工作電壓的變化而變化，這就體現了門極對碳納米管的強有力控制功能，這當然也是高質量發光顯示器所需要的。
第三，在這種分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構中，門極被制作了碳納米管層的周圍。這樣，碳納米管所發射的電子，在陽極高電壓的作用下，會大部分高速向陽極運動而形成陽極工作電流；門極對碳納米管發射的電子進行截流的幾率很小，從而形成的門極工作電流也就很小，這對降低整體發光顯示器的功率損耗是有幫助的。
此外，在所述的分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構中，沒有采用特殊的制作材料，更沒有采用特殊的制作工藝，這有助于進一步降低整體發光顯示器的制作成本。同時，鑒于這種分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構制作結構很簡單，這有利于提高整體發光顯示器的制作成品率。
附圖說明
圖1給出了分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的縱向結構示意圖；
圖2給出了分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的橫向結構示意圖；
圖3給出了分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器的結構示意圖；
圖中：陰極封裝玻璃1、黑覆蓋層2、陰極外延長線層3、陰極基底一層4、陰極連接線層5、陰極基底二層6、陰極電極下層7、陰極電極中層8、陰極電極上層9、門極增高層10、門極平面電極層11、門極間隔層12、門極弧面電極層13、門極外延長線層14、門極遮蓋層15、碳納米管層16、陽極封裝玻璃17、陽極膜傳導層18、陽極外延長線層19、熒光粉層20、消氣劑21、透明玻璃框22、支撐墻23。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步說明，但本發明并不局限于本實施例。
本實施例的分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器如圖1、圖2和圖3所示，包括由陰極封裝玻璃1、陽極封裝玻璃17和透明玻璃框22所構成的真空室；在陽極封裝玻璃17上有陽極膜傳導層18、與陽極膜傳導層18相連的陽極外延長線層19以及制備在陽極膜傳導層18上面的熒光粉層20；在陰極封裝玻璃1上有分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構；位于真空室內的消氣劑21和支撐墻23附屬元件。
其中，分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構包括陰極封裝玻璃1、黑覆蓋層2、陰極外延長線層3、陰極基底一層4、陰極連接線層5、陰極基底二層6、陰極電極下層7、陰極電極中層8、陰極電極上層9、門極增高層10、門極平面電極層11、門極間隔層12、門極弧面電極層13、門極外延長線層14、門極遮蓋層15和碳納米管層16。
分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的襯底材料為玻璃，可以為鈉鈣玻璃、硼硅玻璃，也就是陰極封裝玻璃1；陰極封裝玻璃1上的印刷的絕緣漿料層形成黑覆蓋層2；黑覆蓋層2上的印刷的銀漿層形成陰極外延長線層3；陰極外延長線層3上的印刷的絕緣漿料層形成陰極基底一層4；陰極基底一層4呈現六棱錐臺型，即陰極基底一層4的上、下表面均為平面，陰極基底一層4的外側壁為六棱錐體的六個側面；陰極基底一層4中存在三角孔，作為陰極連接線層5的通道；陰極基底一層4中三角孔內的印刷的銀漿層形成陰極連接線層5；陰極連接線層5和陰極外延長線層3是相互連通的；陰極基底一層4上的印刷的絕緣漿料層形成陰極基底二層6；陰極基底二層6呈現四棱錐型，即陰極基底二層6的下表面為平面，位于陰極基底一層4上表面上，陰極基底二層6的外側壁為四棱錐型的四個側面，陰極基底二層6的頂部為四棱錐型的錐尖而不是平面；陰極基底二層6的縱向中心軸線和陰極基底一層4的縱向中心軸線均垂直于陰極封裝玻璃1，且是重合的；陰極基底一層4外側壁上的刻蝕的金屬層形成陰極電極下層7；陰極電極下層7覆蓋于陰極基底一層4外側壁的上半部分，即陰極基底一層4的六棱錐臺側面的下半部分不存在陰極電極下層7；陰極基底一層4上表面的刻蝕的金屬層形成陰極電極中層8；陰極電極中層8覆蓋于陰極基底一層4的上表面，環繞在陰極基底二層6的周圍；陰極電極中層8、陰極電極下層7和陰極連接線層5是相互連通的；陰極基底二層6表面的刻蝕的金屬層形成陰極電極上層9；陰極電極上層9覆蓋于陰極基底二層6的外側壁，且和陰極電極中層8相互連通；黑覆蓋層2上的印刷的絕緣漿料層形成門極增高層10；門極增高層10的上、下表面均為平面；門極增高層10中存在圓形孔，圓形孔中暴露出陰極電極上層9、陰極電極中層8、陰極電極下層7、陰極基底一層4和陰極基底二層6；門極增高層10中圓形孔的內側壁為圓筒面；門極增高層10的上表面的印刷的銀漿層形成門極平面電極層11；門極平面電極層11位于門極增高層10上表面靠近圓形孔邊緣部位，并環繞在圓形孔周圍，其前端截止于門極增高層10上表面圓形孔邊緣，不向圓形孔內突出；門極平面電極層11上的印刷的絕緣漿料層形成門極間隔層12；門極間隔層12的下表面為平面，位于門極平面電極層11上；門極間隔層12的上表面為向內凹陷的、靠近圓形孔邊緣部分高度高而遠離圓形孔邊緣部分高度低的弧形面；門極間隔層12上表面的印刷的銀漿層形成門極弧面電極層13；門極弧面電極層13覆蓋于門極間隔層12的上表面，且和門極平面電極層11相互連通；門極增高層10上的印刷的銀漿層形成門極外延長線層14；門極外延長線層14和門極平面電極層11是相互連通的；門極弧面電極層13、門極外延長線層14上的印刷的絕緣漿料層形成門極遮蓋層15；碳納米管制備在陰極電極下層7、陰極電極中層8、陰極電極上層9上。
分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的固定位置為陰極封裝玻璃1；陰極電極下層7可以為金屬銀、鉬、鎳、鉻、錫、鈷；陰極電極中層8可以為金屬銀、鉬、鎳、鉻、錫、鈷；陰極電極上層9可以為金屬銀、鉬、鎳、鉻、錫、鈷。
上述分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的發光顯示器的制作工藝如下：
1)陰極封裝玻璃1的制作：對平面鈉鈣玻璃進行劃割，形成陰極封裝玻璃1；
2)黑覆蓋層2的制作：在陰極封裝玻璃1上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成黑覆蓋層2；
3)陰極外延長線層3的制作：在黑覆蓋層2上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成陰極外延長線層3；
4)陰極基底一層4的制作：在黑覆蓋層2上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成陰極基底一層4；
5)陰極連接線層5的制作：在陰極基底一層4的三角孔中印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成陰極連接線層5；
6)陰極基底二層6的制作：在陰極基底一層4上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成陰極基底二層6；
7)陰極電極下層7的制作：在陰極基底一層4的外側壁上制備出一個金屬鎳層，刻蝕后形成陰極電極下層7；
8)陰極電極中層8的制作：在陰極基底一層4的上表面制備出一個金屬鎳層，刻蝕后形成陰極電極中層8；
9)陰極電極上層9的制作：在陰極基底二層6的表面制備出一個金屬鎳層，刻蝕后形成陰極電極上層9；
10)門極增高層10的制作：在黑覆蓋層2上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成門極增高層10；
11)門極平面電極層11的制作：在門極增高層10的上表面印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成門極平面電極層11；
12)門極間隔層12的制作：在門極平面電極層11上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成門極間隔層12；
13)門極弧面電極層13的制作：在門極間隔層12的表面上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成門極弧面電極層13；
14)門極外延長線層14的制作：在門極增高層10上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成門極外延長線層14；
15)門極遮蓋層15的制作：在門極弧面電極層13、門極外延長線層14上印刷絕緣漿料，經烘烤、燒結工藝后形成門極遮蓋層15；
16)分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的清潔：對分支銀門控交錯多棱面復合陰極結構的表面進行清潔處理，除掉雜質和灰塵；
17)碳納米管層16的制作：將碳納米管印刷在陰極電極下層7、陰極電極中層8和陰極電極上層9上，形成碳納米管層16；
18)碳納米管層16的處理：對碳納米管層16進行后處理，改善其場發射特性；
19)陽極封裝玻璃17的制作：對平面鈉鈣玻璃進行劃割，形成陽極封裝玻璃17；
20)陽極膜傳導層18的制作：對覆蓋于陽極封裝玻璃17表面的錫銦氧化物膜層進行刻蝕，形成陽極膜傳導層18；
21)陽極外延長線層19的制作：在陽極封裝玻璃17上印刷銀漿，經烘烤、燒結工藝后形成陽極外延長線層19；具體是在陽極封裝玻璃17上的非顯示區域印刷銀漿，經過烘烤(最高烘烤溫度：180℃，最高烘烤溫度保持時間：8分鐘)之后，放置在燒結爐中進行燒結(最高燒結溫度：525℃，最高燒結溫度保持時間：8分鐘)；
22)熒光粉層20的制作：在陽極膜傳導層18上印刷熒光粉，經烘烤工藝后形成熒光粉層20；具體是在陽極封裝玻璃17上的陽極膜傳導層18上印刷熒光粉，然后放置在烘箱中進行烘烤(最高烘烤溫度為120℃，最高烘烤溫度保持時間：10分鐘)；
23)顯示器器件裝配：將消氣劑21安裝于陽極封裝玻璃17的非顯示區域；然后，將陽極封裝玻璃17、陰極封裝玻璃1、透明玻璃框22和支撐墻23裝配到一起，用夾子固定；
24)顯示器器件封裝：對已裝配的顯示器器件進行封裝工藝形成成品件，具體是將顯示器器件放入烘箱中進行烘烤；放入燒結爐中進行燒結；在排氣臺上進行器件排氣、封離；在烤消機上對消氣劑21進行烤消，最后加裝管腳形成成品件。