三尖折线型栅控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到一种三尖折线型栅控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阴极导电层、碳纳米管以及三尖折线型栅控阵列结构；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，能够进一步降低栅极结构的工作电压，有效减小栅极－阴极之间的距离，有利于进一步提高整体器件的显示亮度和显示图像质量，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，特别涉及一种三尖折线型栅控阵列结构的平板显示器及其制作工艺。
技术介绍
场致发射显示器是一种新型的显示设备，具有显示图像质量高，工作温区大、功耗低等优点，被公认为是下一代最理想的平板显示技术。碳纳米管具有优良的场致发射特性，极高的纵横比率，在外加电场强度的作用下能够发射出大量的电子，非常适合于用作冷阴极发射材料，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，尤其在场致发射显示设备方面更为明显。利用碳纳米管作为阴极材料而制作的场致发射平板显示器具有体积小，亮度高，视角大，分辨率高等特点，将来有望在显示市场上占据比较大的份额。在三极结构的场致发射显示器件中，栅极结构是比较关键的控制元件之一，它直接控制着碳纳米管阴极的电子发射，而栅极结构的制作质量也是评价显示器件的重要性能指标之一。目前，在大多数的显示器件中都采用了栅极位于碳纳米管阴极上方的结构形式，其栅极的控制作用比较显著，制作工艺相对比较简单，但所形成的栅极电流比较大，这不利于进一步提高整体显示器件的显示亮度。另外，在所制作的栅极结构中，其栅极导电层前置面都是不规则的，或者是无法控制的形状，这都十分不利于碳纳米管阴极表面的电场强度集中，无形中也进一步提高了栅极的工作电压，这些都不符合低压平板器件的性能指标要求。在实际器件的制作过程中，这些都是众多研究者们急需解决的关键技术性问题。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、结构简单的三尖折线型栅控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、碳纳米管以及三尖折线型栅控阵列结构。所述的三尖折线型栅控阵列结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成阻塞层；阻塞层上面的刻蚀后的电极层形成阴极导线层；阴极导线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴极增高层；阴极增高层位于阴极导线层的上面，并和阴极导线层紧密接触；阴极增高层呈现一个半球状结构，其下平面和阴极导电层相接触；阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层布满阴极增高层的上表面；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；栅极绝缘层的上下表面均为平面，其下表面要覆盖住阴极导电层以及空余的阻塞层，其上表面和栅极导电层相接触；栅极绝缘层中存在电子通道孔，暴露出底部的阴极增高层和阴极导电层；栅极绝缘层上面的刻蚀后的金属层形成栅极导电层；栅极导电层绝大部分都位于栅极绝缘层的上面，但是其前端部分向电子通道孔的中心部位延伸，呈现一种悬空状态；栅极导电层的前端悬空部分呈现一种三尖折线型形状，即一个尖端部分向电子通道孔的中心部位延伸，一个尖端部分向阳极方向延伸，另一个尖端部分斜向下向阴极方向延伸；栅极导电层的三个尖端部分中以斜向下向阴极部分的尖端部分相对比较长一些；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栅极导电层的整个上表面，包括其前端悬空部分；碳纳米管制备在阴极导电层上。所述的三尖折线型栅控阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极导电层为金属金、银、铝、钼、铬；阴极增高层的掺杂类型为n型、p型；阴极导电层为金属铁、钴、镍；栅极导电层为金属金、银、钼、铬、铝、锡。一种三尖折线型栅控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)阻塞层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成阻塞层；3)阴极导线层的制作在阻塞层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导线层；4)阴极增高层的制作在阴极导电层的上面制备出一个掺杂多晶硅层，刻蚀后形成阴极增高层；5)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镍层，刻蚀后形成阴极导电层； 6)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；7)栅极导电层的制作在栅极绝缘层上制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极导电层；8)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；9)三尖折线型栅控阵列结构的表面清洁处理对三尖折线型栅控阵列结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；10)碳纳米管的制备将碳纳米管制备在阴极导电层上面；11)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；12)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；13)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；14)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；15)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；16)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13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14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16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，在所述的三尖折线型栅控阵列结构中，将栅极导电层制作成了三尖折线型结构，这样就强有力的增强了栅极结构的控制功能。一方面，三个尖端部分中斜向下向阴极方向延伸的尖端可以有效地缩短栅极结构和碳纳米管阴极之间的距离，从而降低栅极结构的工作电压，而向电子通道孔中心部位延伸的尖端部分可以有效地对通过电子通道孔的电子束进行聚焦，提高器件的显示图像质量，同时缩减了栅极和电子束相接触的面积，有利于进一步减小栅极电流；朝向阳极方向延伸的尖端部分同时可以起到辅助聚焦以及防止出现二极结构发射现象出现的作用。其次，在所述的三尖折线型栅控阵列结构中，制作了阴极增高层，并将其制作成了半球型形状，这样，可以有效地增大碳纳米管的场致发射面积，有利于进一步提高器件的显示亮度，同时还可以有效的缩短栅极结构和碳纳米管阴极结构之间的距离，从而降低栅极的工作电压。此外，利用阴极增高层中掺杂多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三尖折线型栅控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［１０］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［１１］、制备在阳极导电层上面的荧光粉层［１３］以及在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层［１２］；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［１６］，其特征在于：在阴极玻璃面板上有阴极导电层［５］、碳纳米管［９］以及三尖折线型栅控阵列结构。

【技术特征摘要】
1.一种三尖折线型栅控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[10]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[11]、制备在阳极导电层上面的荧光粉层[13]以及在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层[12]；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[16]，其特征在于在阴极玻璃面板上有阴极导电层[5]、碳纳米管[9]以及三尖折线型栅控阵列结构。2.根据权利要求1所述的一种带有三尖折线型栅控阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的三尖折线型栅控阵列结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成阻塞层；阻塞层上面的刻蚀后的电极层形成阴极导线层；阴极导线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴极增高层；阴极增高层位于阴极导线层的上面，并和阴极导线层紧密接触；阴极增高层呈现一个半球状结构，其下平面和阴极导电层相接触；阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴极导电层布满阴极增高层的上表面；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；栅极绝缘层的上下表面均为平面，其下表面要覆盖住阴极导电层以及空余的阻塞层，其上表面和栅极导电层相接触；栅极绝缘层中存在电子通道孔，暴露出底部的阴极增高层和阴极导电层；栅极绝缘层上面的刻蚀后的金属层形成栅极导电层；栅极导电层绝大部分都位于栅极绝缘层的上面，但是其前端部分向电子通道孔的中心部位延伸，呈现一种悬空状态；栅极导电层的前端悬空部分呈现一种三尖折线型形状，即一个尖端部分向电子通道孔的中心部位延伸，一个尖端部分向阳极方向延伸，另一个尖端部分斜向下向阴极方向延伸；栅极导电层的三个尖端部分中以斜向下向阴极部分的尖端部分相对比较长一些；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栅极导电层的整个上表面，包括其前端悬空部分；碳纳米管制备在阴极导电层上。3.根据权利要求2所述的三尖折线型栅控阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的三尖折线型栅控阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；阴极导电层为金属金、银、铝、钼、铬；阴极增高层的掺杂类型为n型、p型；阴极导电层为金属铁、钴、镍；栅极导电层为金属金、银、钼、铬、铝、锡。4.一种三尖折线型栅控阵列结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于，其制作工艺如下1)阴极玻璃面板[1]的制作对整体平板玻璃进行划割，制作...

【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]