纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器及其制作工艺，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控制栅极、碳纳米管以及纺锤型侧向发射阵列结构；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，能够进一步增大碳纳米管阴极的有效发射面积和电子发射能力，提高整体器件的显示亮度，有利的避免了栅极和阴极结构之间短路现象的发生，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，具体涉及到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，特别涉及一种纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器及其制作工艺。
技术介绍
碳纳米管具有特有的几何外形，以及良好的场致发射特性，可以用来制作平板显示器件的阴极材料。而利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射显示器是目前平板显示领域中比较热门的一个研究话题，由于其发光原理与传统的阴极射线管的发光原理相同，因此这类显示器是唯一能够保持阴极射线管高图像质量的新兴平板显示技术。这种显示器具有体积小、亮度高、视角大、功耗低等特点，将来有望在显示市场上占据比较大的份额。国内外相关研究机构都加大了对其的投入力度，使得对这种碳纳米管阴极的场致发射平板显示器的研究有着日新月异的发展和变化。为了降低总体器件成本，以便于和常规的集成驱动电路相联系在一起，制作三极结构的场致发射显示器已经成为了一种必然的选择。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。一方面，栅极电压是影响碳纳米管阴极顶端电场强度的关键因素，而另一方面，碳纳米管阴极的结构和形状则也是不可或缺的重要条件之一。碳纳米管阴极的形状制作得比较合理，在相同栅极工作电压的情况下就会在碳纳米管阴极顶端形成更大的电场强度，发射出更多的电子，从而也可有效地降低栅极的工作电压。因此，如何促进栅极结构和阴极结构的高度集成到一起，促进整体器件的集成化发展，如何改进碳纳米管阴极的结构和形状，如何有效地提高栅极的控制性能，这些都是值得认真思考的现实问题。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、结构简单的纺锤型侧向发射阵列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控制栅极、碳纳米管以及纺锤型侧向发射阵列结构。所述的纺锤型侧向发射阵列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金属层形成阴极引线层；阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴极升高层；阴极升高层为纺锤型形状，位于阴极引线层的上方；位于同一个阴极引线层上面的阴极升高层是通过底部的阴极引线层而相互连通的；阴极升高层位于电子通道孔中；阴极升高层的底部为一个平面和阴极引线层紧密接触；阴极升高层的表面上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层呈现圆环型形状，位于阴极升高层的表面，其圆环中心轴线和纺锤型阴极升高层的中心轴线是重合的，且垂直于阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极绝缘层；栅极绝缘层中存在电子通道孔，暴露出底部的阴极升高层和阴极导电层；栅极绝缘层的上下表面均为平面，下表面要覆盖住阴极引线层和空余的阴极玻璃面板，上表面和栅极引线层相互接触；栅极绝缘层的电子通道孔为圆型形状，且电子通道孔的侧壁也是垂直于阴极玻璃面板的圆柱面形状；栅极绝缘层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层；栅极引线层的大部分都位于栅极绝缘层的上面，但是其前端部分要伸向电子通道孔当中，呈现一种悬空状态；栅极引线层前端悬空状态部分不是一个平面，而是一个向上弯曲的弧形形状，其弧形角度与相对应的纺锤型阴极升高层部分的弧形角度相同；栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层；栅极覆盖层要完全覆盖住栅极引线层的上表面，包括前端处于悬空状态部分的栅极引线层在内；碳纳米管制备在阴极导电层上。所述的纺锤型侧向发射阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极引线层为金属金、银、铝、钼、铬、锡；阴极升高层的掺杂类型为p型、n型；阴极导电层为金属铁、钴、镍；栅极引线层为金属金、银、铬、钼、铝；栅极引线层的走向和阴极引线层的走向是相互垂直的。一种纺锤型侧向发射阵列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制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极引线层；3)阴极升高层的制作在阴极阴线层的上面制备出一个掺杂多晶硅层，刻蚀后形成阴极升高层；4)阴极导电层的制作在阴极升高层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；5)栅极绝缘层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极绝缘层；栅极绝缘层中存在电子通道孔；6)栅极引线层的制作在栅极绝缘层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极引线层；7)栅极覆盖层的制作在栅极引线层的上面制备出一个栅极覆盖层，刻蚀后形成栅极覆盖层；8)纺锤型侧向发射阵列结构的表面清洁处理对纺锤型侧向发射阵列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工艺形成成品件。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，在所述的纺锤型侧向发射阵列结构中，将阴极升高层制作成了纺锤型形状，且将阴极导电层制作成了多圆环形，位于阴极升高层的表面上。这样，一方面极大地增加了碳纳米管阴极的发射面积，有利于进一步提高整体器件的显示亮度，另一方面进一步增大了碳纳米管阴极的形状的曲率，使得大量处于边缘位置的碳纳米管都能够发射出大量的电子，这也从另一个角度来增大了阳极的工作电流，有利于提高整体器件的显示图像质量；其次，在所述的纺锤型侧向发射阵列结构中，将栅极引线层制作成了弧形形状。一方面能够加大对碳纳米管阴极的控制功能和控制效率，使得栅极结构的调控作用显著得到改善，另一方面还避免了栅极结构和碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板［１］、阳极玻璃面板［９］和四周玻璃围框［１５］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［１４］以及消气剂附属元件［１３］，其特征在于：在阴极玻璃面板上有控制栅极［６］、碳纳米管［８］以及纺锤型侧向发射阵列结构。

【技术特征摘要】
1.一种纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板[1]、阳极玻璃面板[9]和四周玻璃围框[15]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[14]以及消气剂附属元件[13]，其特征在于在阴极玻璃面板上有控制栅极[6]、碳纳米管[8]以及纺锤型侧向发射阵列结构。2.根据权利要求1所述的纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的纺锤型侧向发射阵列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金属层形成阴极引线层；阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴极升高层；阴极升高层为纺锤型形状，位于阴极引线层的上方；位于同一个阴极引线层上面的阴极升高层是通过底部的阴极引线层而相互连通的；阴极升高层位于电子通道孔中；阴极升高层的底部为一个平面和阴极引线层紧密接触；阴极升高层的表面上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层呈现圆环型形状，位于阴极升高层的表面，其圆环中心轴线和纺锤型阴极升高层的中心轴线是重合的，且垂直于阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极绝缘层；栅极绝缘层中存在电子通道孔，暴露出底部的阴极升高层和阴极导电层；栅极绝缘层的上下表面均为平面，下表面要覆盖住阴极引线层和空余的阴极玻璃面板，上表面和栅极引线层相互接触；栅极绝缘层的电子通道孔为圆型形状，且电子通道孔的侧壁也是垂直于阴极玻璃面板的圆柱面形状；栅极绝缘层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层；栅极引线层的大部分都位于栅极绝缘层的上面，但是其前端部分要伸向电子通道孔当中，呈现一种悬空状态；栅极引线层前端悬空状态部分不是一个平面，而是一个向上弯曲的弧形形状，其弧形角度与相对应的纺锤型阴极升高层部分的弧形角度相同；栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层；栅极覆盖层要完全覆盖住栅极引线层的上表面，包括前端处于悬空状态部分的栅极引线层在内；碳纳米管制备在阴极导电层上。3.根据权利要求2所述的一种带有纺锤型侧向发射阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的纺锤型侧向发射阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极引线层为金属金、银、铝、钼、铬、锡；阴极升高层的掺杂类型为p型、n型；阴极导电层为金属铁、钴、镍；栅极引线层为金属金、银、铬、钼、铝；栅极引线层的走向和阴极引线层的走向是相互垂直的。4.一种纺...

【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]