球面圆环型栅极调控结构的平板显示器及其制作工艺制造技术

本发明专利技术特别涉及到一种球面圆环型栅极调控结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔；在阴极玻璃面板上有阴极导电层、碳纳米管以及球面圆环型栅极调控结构；在阳极玻璃面板上有阳极导电层以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件，能够进一步增强栅极结构的控制功能，增大栅极结构和碳纳米管阴极结构之间的绝缘等级，降低栅极结构的工作电压，增大碳纳米管阴极的有效发射面积，具有制作过程稳定可靠、制作工艺简单、制作成本低廉、结构简单的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于平板显示
、微电子科学与
、真空科学与
以及纳米科学与
的相互交叉领域，涉及到平板场致发射显示器的器件制作，具体涉及一种碳纳米管阴极的平板场致发射显示器的器件制作方面的内容，特别涉及一种球面圆环型栅极调控结构的平板显示器及其制作工艺。
技术介绍
碳纳米管具有独特的几何外形，小的尖端曲率半径，高的纵横比率，以及良好的物理化学特性，是一种新型的冷阴极发射材料，这早已引起了众多学者们的高度重视。碳纳米管能够呈现出非常优秀的场致发射特性，从而使得碳纳米管在真空显示技术方面具有极大的应用潜力，可以用来制造新型的场致发射显示器。在目前平板显示器市场规模和潜力不断扩大的情况下，相对于其它平板显示器来说，碳纳米管阴极场致发射平板显示器制作技术将会吸引更大的投资，在价格、性能和可制作性等方面都具有极大的优越性。在三极结构的场致发射显示器件中，当在栅极上施加适当电压以后，就会在碳纳米管顶端形成强大的电场强度，迫使碳纳米管发射出大量的电子，因此，栅极结构是显示器件中比较关键的控制元件之一。目前，在大多数的显示器件当中都采用了栅极位于碳纳米管阴极上方的结构形式，并且栅极结构是平整光滑的，这种控制形式的制作工艺简单，栅极的控制作用比较明显，但是所形成的栅极电流比较大，对于制作材料要求比较高，这是其不利之处。那么如何对栅极结构进行改进，如何有效地增加栅极的控制性能，如何促进栅极结构和阴极结构有机的高度集成到一起，这些都是值得思考的问题。此外，在通常的栅极金属层制备工艺中，所制备的栅极金属层侧面是不规则的，在碳纳米管阴极表面顶端所形成的电场强度也是不相同的，那么究竟采用何种栅极结构材料，采用何种栅极结构形状等，应该如何有效地提高栅极结构的控制性能，值得关注。在器件制作的过程中，应该有效的利用各种有利条件，进一步提高整体器件的显示质量。此外，在三极结构的平板场致发射显示器件当中，在确保栅极结构对碳纳米管阴极具有良好控制作用的前提下，还需要尽可能的降低总体器件成本，进行稳定可靠、成本低廉、性能优良、高质量的器件制作。
技术实现思路
本专利技术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、制作成功率高、结构简单的带有球面圆环型栅极调控结构的平板显示器及其制作工艺。本专利技术的目的是这样实现的包括由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层、制备在阳极导电层上面的荧光粉层以及在阳极导电层的非显示区域印刷的绝缘浆料层；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件，在阴极玻璃面板上有阴极导电层、碳纳米管以及球面圆环型栅极调控结构。所述的球面圆环型栅极调控结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上面的刻蚀后的电极层形成阴极引线层；阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴极增高层；阴极增高层为圆柱台面型结构，位于阴极引线层的上面，但同时阴极增高层也位于电子通道孔中的底部中央位置；位于同一个阴极引线层上面的阴极增高层是通过底部的阴极引线层而相互连通的；阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层并不是布满阴极增高层的表面，而仅仅位于圆柱台面型结构的阴极增高层的上表面的边缘位置，呈现一种圆环型形状；圆环型形状的阴极导电层的直径要小于前端处于悬空状态的栅极导电层的直径；阴极玻璃面板上刻蚀后的二氧化硅层形成绝缘隔离层；绝缘隔离层中存在电子通道孔，为圆形形状；绝缘隔离层的上下表面均为平面，下表面要完全覆盖住阴极引线层，在电子通道孔中央位置暴露出阴极增高层和阴极导电层，上表面和栅极导电层相接处；绝缘隔离层的侧面，即电子通道孔的内壁，为一个类圆锥台面状结构，即从绝缘隔离层的上表面开始，到绝缘隔离层的下表面结束，形成一个向内凹陷的斜坡面；绝缘隔离层上面的刻蚀后的金属电极层形成栅极导电层；栅极导电层的大部分都位于绝缘隔离层的上面，但是其前端部分要伸向电子通道孔的内部，呈现悬空状态；处于悬空状态的栅极导电层的前端部分为一个平面，且其平面部分的高度要低于位于绝缘隔离层上面的栅极导电层的高度；处于悬空状态的栅极导电层前端平面部分和位于绝缘隔离层上面的栅极导电层是一个整体，二者中间的栅极导电层形成一个斜面；处于悬空状态的栅极导电层前端部分从纵向结构上看是一个圆环平面，和阴极导电层呈相互平行状态，从横向结构上其侧面呈现半球面型；栅极导电层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层；栅极覆盖层要覆盖住位于绝缘隔离层上面部分的栅极导电层，不能覆盖前端处于悬空状态的栅极导电层；碳纳米管制备在阴极导电层上面。所述的球面圆环型栅极调控结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极引线层为锡铟氧化物膜层或金属层，如金、银、铬、钼、铝；阴极导电层为金属层，如铁、钴、镍；栅极导电层为金属层，如金、银、铬、钼；栅极导电层的走向和阴极引线层的走向是相互垂直的；阴极增高层的掺杂类型为p型或为n型。一种球面圆环型栅极调控结构的平板显示器的制作工艺，其制作工艺如下1)阴极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；2)阴极引线层的制作在阴极玻璃面板上蒸镀上一层锡姻氧化物膜层，刻蚀后形成阴极引线层；3)阴极增高层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个掺杂多晶硅层，刻蚀后形成阴极增高层；4)阴极导电层的制作在阴极增高层的上表面制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；5)绝缘隔离层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成绝缘隔离层；绝缘隔离层中存在电子通道孔；6)栅极导电层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一层金属，刻蚀后形成栅极导电层；7)栅极覆盖层的制作在栅极导电层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极覆盖层；8)球面圆环型栅极调控结构的表面清洁处理对球面圆环型栅极调控结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；9)碳纳米管的制备将碳纳米管制备在阴极导电层上面；10)阳极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行划割，制作出阳极玻璃面板；11)阳极导电层的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；刻蚀后形成阳极导电层；12)绝缘浆料层的制作在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层； 13)荧光粉层的制作在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层；14)器件装配将阴极玻璃面板、阳极玻璃面板、支撑墙结构和四周玻璃围框装配到一起，并将消气剂放入到空腔当中，用低熔点玻璃粉固定；15)成品制作对已经装配好的器件进行封装形成成品件。所述步骤12具体为在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层，用于防止寄生电子发射；经过烘烤，烘烤温度150℃，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13具体为在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层；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15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高温烧结；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。本专利技术具有如下的积极效果首先，在所述的球面圆环型栅极调控结构中，处于悬空状态的前端栅极导电层部分的高度略低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球面圆环型栅极调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［９］和四周玻璃围框［１４］所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层［１０］、制备在阳极导电层上面的荧光粉层［１２］以及在阳极导电层的非显示区域印刷的绝缘浆料层（１１）；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构［１３］以及消气剂附属元件［１５］，其特征在于：在阴极玻璃面板上有阴极导电层［４］、碳纳米管［８］以及球面圆环型栅极调控结构。

【技术特征摘要】
1.一种球面圆环型栅极调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[9]和四周玻璃围框[14]所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层[10]、制备在阳极导电层上面的荧光粉层[12]以及在阳极导电层的非显示区域印刷的绝缘浆料层(11)；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构[13]以及消气剂附属元件[15]，其特征在于在阴极玻璃面板上有阴极导电层[4]、碳纳米管[8]以及球面圆环型栅极调控结构。2.根据权利要求1所述的球面圆环型栅极调控结构的平板显示器，其特征在于所述的球面圆环型栅极调控结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上面的刻蚀后的电极层形成阴极引线层；阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴极增高层；阴极增高层为圆柱台面型结构，位于阴极引线层的上面，但同时阴极增高层也位于电子通道孔中的底部中央位置；位于同一个阴极引线层上面的阴极增高层是通过底部的阴极引线层而相互连通的；阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层并不是布满阴极增高层的表面，而仅仅位于圆柱台面型结构的阴极增高层的上表面的边缘位置，呈现一种圆环型形状；圆环型形状的阴极导电层的直径要小于前端处于悬空状态的栅极导电层的直径；阴极玻璃面板上刻蚀后的二氧化硅层形成绝缘隔离层；绝缘隔离层中存在电子通道孔，为圆形形状；绝缘隔离层的上下表面均为平面，下表面要完全覆盖住阴极引线层，在电子通道孔中央位置暴露出阴极增高层和阴极导电层，上表面和栅极导电层相接处；绝缘隔离层的侧面，即电子通道孔的内壁，为一个类圆锥台面状结构，即从绝缘隔离层的上表面开始，到绝缘隔离层的下表面结束，形成一个向内凹陷的斜坡面；绝缘隔离层上面的刻蚀后的金属电极层形成栅极导电层；栅极导电层的大部分都位于绝缘隔离层的上面，但是其前端部分要伸向电子通道孔的内部，呈现悬空状态；处于悬空状态的栅极导电层的前端部分为一个平面，且其平面部分的高度要低于位于绝缘隔离层上面的栅极导电层的高度；处于悬空状态的栅极导电层前端平面部分和位于绝缘隔离层上面的栅极导电层是一个整体，二者中间的栅极导电层形成一个斜面；处于悬空状态的栅极导电层前端部分从纵向结构上看是一个圆环平面，和阴极导电层呈相互平行状态，从横向结构上其侧面呈现半球面型；栅极导电层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层；栅极覆盖层要覆盖住位于绝缘隔离层上面部分的栅极导电层，不能覆盖前端处于悬空状态的栅极导电层；碳纳米管制备在阴极导电层上面。3.根据权利要求1所述的球面圆环型栅极调控结构的平板显示器，其特征在于所述的球面圆环型栅极调控结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极引线层为锡铟氧化物膜层或金属层，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉魁，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]