悬空条型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悬空条型阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺，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、碳纳米管以及悬空条型阴极阵列结构；能够充分利用边缘位置发射大量电子的现象，提高了碳纳米管的电子发射效率；在将栅极和阴极高度集成到一起的同时加强了栅极的控制效率和控制功能，有利于进一步提高器件的图像显示质量，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，特别涉及到带有一种悬空条型阴极阵列结构的平板显示器的制作及其制作工艺。
技术介绍
碳纳米管是由薄薄的共轴石墨层卷曲所形成的中空管状碳结构，具有独特的几何外形，极高的机械强度，良好的导电性能，以及能够根据它们的螺旋度和直径变化而变化的电学特性等许多特殊的物理性质，所以，碳纳米管的一经发现，立即就引起了人们的极大关注。由于碳纳米管具有纳米尺度的尖端曲率半径，在相对比较低的电压下就能够发射大量的电子，因此，碳纳米管能够呈现出良好的场致发射特性，非常适合于各种器件的场致发射阴极材料，在场致发射平板显示器以及包括微波功率放大器，纳米-Schottky二极管在内的真空微电子器件方面，具有巨大的应用潜力。场致发射平板显示器，因其结构薄型化，并具有高清晰度、低能耗、高稳定性的大平面显示特点，一直是纳米电子学领域研究的热点，并在最近的一段时间内取得了极大的进展。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，栅极结构是平板显示器件当中比较关键的元件之一，它对碳纳米管的电子发射起着十分必要的控制作用。目前，大多数的显示器都选择栅极结构位于碳纳米管阴极上方的结构形式，具有制作工艺简单，栅极的控制作用明显等特点，但同时也存在栅极电流过大，对于制作材料要求比较严格等不利因素。那么如何在充分发挥栅极强有力控制功能的同时将栅极结构和碳纳米管阴极结构有机的结合到一起，促进器件的高度集成化发展，这是值得思考的问题。另外，在碳纳米管阴极发射大量电子的过程中，并不是所有的碳纳米管阴极都能够均匀稳定的发射出大量电子的。一般情况下，位于边缘位置处的碳纳米管所发射的电子相对比较多一些，而位于阴极中央位置的碳纳米管阴极所发射的电子相对要少一些，也就是边缘位置发射大量电子的现象。那么在器件制作的过程中，如何充分有效的利用这一现象，这是需要考虑的问题。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、结构简单的悬空条型阴极阵列结构的碳纳米管阴极场致发射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；位于阴极玻璃面板和阳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、碳纳米管以及悬空条型阴极阵列结构。所述的悬空条型阴极阵列结构包括有衬底材料，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，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极增高层，栅极增高层中存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层，栅极增高层的下表面为一个平面，和阴极玻璃面板相接触，侧面为一个垂直于阴极玻璃面板的平面，栅极增高层的上表面为一个平面，但在圆形孔的边缘位置形成一个向下凹陷、指向圆形孔中心位置的斜坡面，栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层，栅极引线层位于栅极增高层的上表面以及斜坡面上，并且部分栅极引线层沿着斜坡面的角度伸向圆形孔中心，呈现悬空状态，栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层，栅极覆盖层要覆盖住栅极增高层上表面以及斜坡面上的栅极引线层，但不能覆盖处于悬空状态部分的栅极引线层，圆形孔中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，刻蚀后的阴极增高层为一个圆环柱型结构，中间部分也要暴露出底部的阴极引线层，阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成过渡层，过渡层为一个悬空条形结构，即周围为一个圆环形状，悬空于阴极增高层的外围，圆环形状的中间为直条型形状，相互平行排列着，两端和圆环形状相连接，整体过渡层依靠直条型形状位于阴极增高层的上方，碳纳米管制备在过渡层的上面。所述的悬空条型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；衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃，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，可以为金属金、银、铝、铬、钼、锡、镍、钴；栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层，可以为金属金、银、镍、钴、铁、铜、铝、锡、铬、钼；阴极增高层的掺杂类型可以为p型，也可以为n型；阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成过渡层，可以为金属铁、钴、镍、铬、钼、铝； 一种带有悬空条型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钠钙玻璃进行划割，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铬层，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)栅极引线层的制作在栅极增高层的上面制备出一个金属镍层，刻蚀后形成栅极引线层；5)栅极覆盖层的制作在栅极引线层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极覆盖层；6)阴极增高层和过渡层的制作在阴极引线层上面对制备的n型掺杂多晶硅层进行刻蚀，形成阴极增高层，然后对阴极增高层顶部的钴层进行刻蚀，形成过渡层；7)悬空条型阴极阵列结构的表面清洁处理对悬空条型阴极阵列结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；8)碳纳米管的制作将碳纳米管制备在过渡层的上面；9)阳极玻璃面板的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割，制作出阳极玻璃面板；10)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；11)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； 12)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；13)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。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，用夹子固定；14)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，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀，形成栅极增高层；栅极增高层中存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层；栅极增高层的下表面为一个平面，和阴极玻璃面板相接触，侧面为一个垂直于阴极玻璃面板的平面，栅极增高层的上表面为一个平面，但在圆形孔的边缘位置形成一个向下凹陷、指向圆形孔中心位置的圆形斜坡面；所述步骤4中具体为在栅极增高层的上面制备出一个金属镍层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀，形成栅极引线层；栅极引线层位于栅极增高层的上表面以及斜坡面上，并且部分栅极引线层沿着斜坡面的角度伸向圆形孔中心，呈现悬空状态；所述步骤5具体为在栅极引线层的上面制备出一个二氧化硅层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀，形成栅极覆盖层；栅极覆盖层要覆盖住栅极增高层上表面以及斜坡面上的栅极引线层，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬空条型阴极阵列结构的平板显示器，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、位于阴极玻璃面板和阳极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件，其特征在于：在阴极玻璃面板上有控制栅极、碳纳米管以及悬空条型阴极阵列结构。

【技术特征摘要】
1.一种悬空条型阴极阵列结构的平板显示器，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、位于阴极玻璃面板和阳极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件，其特征在于在阴极玻璃面板上有控制栅极、碳纳米管以及悬空条型阴极阵列结构。2.根据权利要求1所述的悬空条型阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的悬空条型阴极阵列结构包括有衬底材料，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，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极增高层，栅极增高层中存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层，栅极增高层的下表面为一个平面，和阴极玻璃面板相接触，侧面为一个垂直于阴极玻璃面板的平面，栅极增高层的上表面为一个平面，但在圆形孔的边缘位置形成一个向下凹陷、指向圆形孔中心位置的斜坡面，栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层，栅极引线层位于栅极增高层的上表面以及斜坡面上，并且部分栅极引线层沿着斜坡面的角度伸向圆形孔中心，呈现悬空状态，栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层，栅极覆盖层要覆盖住栅极增高层上表面以及斜坡面上的栅极引线层，但不能覆盖处于悬空状态部分的栅极引线层，圆形孔中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，刻蚀后的阴极增高层为一个圆环柱型结构，中间部分也要暴露出底部的阴极引线层，阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成过渡层，过渡层为一个悬空条形结构，即周围为一个圆环形状，悬空于阴极增高层的外围，圆环形状的中间为直条型形状，相互平行排列着，两端和圆环形状相连接，整体过渡层依靠直条型形状位于阴极增高层的上方，碳纳米管制备在过渡层的上面。3.根据权利要求2所述的悬空条型阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的悬空条型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；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，为金属金、银、铝、铬、钼、锡、镍、钴；栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层，为金属金、银、镍、钴、铁、铜、铝、锡、铬、钼；阴极增高层的掺杂类型为p型或为n型；阴极增高层上面的刻蚀后的金属层形成过渡层，为金属铁、钴、镍、铬、钼、铝。4.一种悬空条型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)栅极引线层的制作在栅极增高层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极引线层；5)栅极覆盖层的制作在栅极引线层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极覆盖层；6)阴极增高层和过渡层的制作在阴极引线层上面对制备的n型掺杂多晶硅层进行刻蚀，形成阴极增高层，然后对阴极增高层顶部的金属层进行刻蚀，形成过渡层；7)悬空条型阴极阵列结构的表面清洁处理对悬空条型阴极阵列结构...

【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]