仙人球型尖端阴极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仙人球型尖端阴极阵列结构的碳纳米管阴极场致发射显示器的制作，包括由阳极玻璃面板、阴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；在阴极玻璃面板上有控制栅极、碳纳米管阴极以及仙人球型尖端阴极阵列结构；改变了碳纳米管阴极的形状和结构，充分利用了边缘位置发射大量电子的现象，有效地增强了碳纳米管顶端的电场强度，增大了碳纳米管阴极的发射面积，在进一步改善栅极控制效率的同时增强了栅极的控制能力，有助于进一步改善器件的场致发射特性，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】

本专利技术属于平面显示
、电子科学与
、真空科学与
、集成电路科学与
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，特别涉及到一种仙人球型尖端阴极阵列结构的碳纳米管阴极场致发射显示器的器件制作及其制作工艺。
技术介绍
近来随着人们对碳纳米管材料认识的加深，对于碳纳米管的各种性质的研究也越来越深入。碳纳米管是一种同轴的管状物质，具有小的尖端曲率半径，高的纵横比率以及良好的导电性能，早已引起了众多科研人员的高度关注。碳纳米管也是一种新型的阴极材料，尤其是在制作大面积场致发射显示设备方面，其应用越来越广泛。利用碳纳米管作为阴极材料而制作的场致发射显示器是一种新型的平面器件，具有高清晰度、高亮度、高分辨率等优点，在平板显示领域独树一帜，引领着平板显示技术的发展方向。在场致发射显示器件当中，阴极是电子发射的起源部分，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，而阴极的形状也会影响到碳纳米管顶端电场强度的分布和大小。一般情况下，位于阴极边缘位置的碳纳米管发射的电子多一些，而位于阴极中央位置的碳纳米管发射的电子要少一些，或者根本就不发射电子。那么需要对碳纳米管阴极进行加以改进，充分利用这种独特的边缘位置发射大量电子的现象，以便于进一步改善显示器件的显示图像质量。此外，栅极的形状和位置也直接影响着对于碳纳米管阴极的控制能力，那么采用何种栅极结构形式，如何有效地提高栅极的控制性能和效率，如何能够将栅极和阴极有效地高度集成到一起，这是需要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，在确保整体器件良好图像质量的前提下，还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当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、结构简单的仙人球型尖端阴极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一种仙人球型尖端阴极阵列结构的平板显示器，包括由阳极玻璃面板9、阴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，在阴极玻璃面板上有控制栅极、碳纳米管阴极以及仙人球型尖端阴极阵列结构。所述的仙人球型尖端阴极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金属层形成阴极引线层，阴极玻璃面板上刻蚀后的二氧化硅层形成栅极增高层，栅极增高层中间的二氧化硅部分被刻蚀掉，暴露出底部的阴极引线层，栅极增高层从横向结构上看是一个圆形形状，从纵向结构上看其上表面为一个平面，侧向靠近存在碳纳米管阴极的部分为一个四分之一椭圆型形状，栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极导电层，栅极导电层仅仅位于栅极增高层的上表面平面上和侧向椭圆形形状的表面上，其余位置没有栅极导电层，栅极导电层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层，栅极覆盖层要完全覆盖住栅极导电层，包括其上表面和侧向部分，阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成提升层，提升层从纵向结构上看是一个类椭圆型形状，其下表面为一个平面，和阴极引线层相接触，其上表面为一个椭圆型，椭圆型的弧度部分和栅极增高层的弧度部分相似，提升层的高度和栅极增高层的高度是相同的，提升层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层，阴极导电层为小型方块形状，相邻小型方块之间相互隔离开来，阴极导电层分布在提升层的整个上表面，碳纳米管制备在阴极导电层的上面。所述的仙人球型尖端阴极阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，且栅极和阴极是集成到一起的，栅极位于碳纳米管阴极的上方，控制着碳纳米管阴极的电子发射，阴极引线层为金属金、银、钼、铬、锡、铝、铜、镍，栅极导电层为金属金、银、铝、镍、钼、铬、钴、锡，提升层的掺杂类型为n型或为p型，阴极导电层为金属金、银、铜、镍、铬、钼、钴、铝。一种仙人球型尖端阴极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)栅极增高层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极增高层；4)栅极导电层的制作在栅极增高层的上面存在一个金属层，刻蚀后形成栅极导电层；栅极导电层仅仅位于栅极增高层的上表面平面上和侧向椭圆形形状的表面上，其余位置没有栅极导电层；5)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；栅极覆盖层要完全覆盖住栅极导电层，包括其上表面和侧向部分；6)提升层的制作在阴极引线层的上面制备出一个n型掺杂多晶硅层，刻蚀后形成提升层；7)阴极导电层的制作在提升层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；8)仙人球型尖端阴极阵列结构的表面清洁处理对仙人球型尖端阴极阵列结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；9)碳纳米管的制备在阴极导电层的上面制备出碳纳米管阴极；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3具体为在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极增高层；栅极增高层中间的二氧化硅部分被刻蚀掉，暴露出底部的阴极引线层；栅极增高层从横向结构上看是一个圆形形状，从纵向结构上看其上表面为一个平面，侧向靠近存在碳纳米管阴极的部分为一个四分之一椭圆型形状。所述步骤6具体为在阴极引线层的上面制备出一个n型掺杂多晶硅层，刻蚀后形成提升层；提升层从纵向结构上看是一个类椭圆型形状，其下表面为一个平面，和阴极引线层相接触，其上表面为一个椭圆型，椭圆型的弧度部分和栅极增高层的弧度部分相似；提升层的高度和栅极增高层的高度是相同的。所述步骤7具体为在提升层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；阴极导电层为小型方块结构，相邻小型方块之间相互隔离开来；阴极导电层分布在提升层的整个上表面。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仙人球型尖端阴极阵列结构的平板显示器，包括由阳极玻璃面板［９］、阴极玻璃面板［１］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］以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层［１２］；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构［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控制栅极［４］、碳纳米管［８］阴极以及仙人球型尖端阴极阵列结构。

【技术特征摘要】
1.一种仙人球型尖端阴极阵列结构的平板显示器，包括由阳极玻璃面板[9]、阴极玻璃面板[1]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]以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层[12]；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构[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控制栅极[4]、碳纳米管[8]阴极以及仙人球型尖端阴极阵列结构。2.根据权利要求1所述的仙人球型尖端阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的仙人球型尖端阴极阵列结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板[1]，阴极玻璃面板上的刻蚀后的金属层形成阴极引线层[2]，阴极玻璃面板上刻蚀后的二氧化硅层形成栅极增高层[3]，栅极增高层中间的二氧化硅部分被刻蚀掉，暴露出底部的阴极引线层，栅极增高层从横向结构上看是一个圆形形状，从纵向结构上看其上表面为一个平面，侧向靠近存在碳纳米管阴极的部分为一个四分之一椭圆型形状，栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极导电层[4]，栅极导电层仅仅位于栅极增高层的上表面平面上和侧向椭圆形形状的表面上，其余位置没有栅极导电层，栅极导电层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层[5]，栅极覆盖层要完全覆盖住栅极导电层，包括其上表面和侧向部分，阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成提升层[6]，提升层从纵向结构上看是一个类椭圆型形状，其下表面为一个平面，和阴极引线层相接触，其上表面为一个椭圆型，椭圆型的弧度部分和栅极增高层的弧度部分相似，提升层的高度和栅极增高层的高度是相同的，提升层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层[7]，阴极导电层为小型方块形状，相邻小型方块之间相互隔离开来，阴极导电层分布在提升层的整个上表面，碳纳米管[8]制备在阴极导电层的上面。3.根据权利要求2所述的仙人球型尖端阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的仙人球型尖端阴极阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，且栅极和阴极是集成到一起的，栅极位于碳纳米管阴极的上方，控制着碳纳米管阴极的电子发射，阴极引线层为金属金、银、钼、铬、锡、铝、铜、镍，栅极导电层为金属金、银、铝、镍、钼、铬、钴、锡，提升层的掺杂类型为n型或为p型，阴极导电层为金属金、银、铜、镍、铬、钼、钴、铝。4.一种仙人球型尖端阴极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，制作出阴极玻璃面板；2)阴极引线层[2]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)栅极增高层[3]的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极增高层；4)栅极导电层[4]的制作在栅极增高层的上面存在一个金属层，刻蚀后形成栅极导电层；栅极导电层仅仅位于栅极增高层的上表面平面上和侧向椭圆形形状的表面上，其余位置没有栅极导电层；5)栅极覆盖层[5]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；栅极覆盖层要完全覆盖住栅极导电层，包括其上表面和侧向部...

【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]