菊花型栅控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到一种菊花型栅控阴极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、碳纳米管阴极以及菊花型栅控阴极阵列结构；能够进一步增大碳纳米管阴极的发射面积，在促进栅极－阴极结构高度集成化的同时进一步提高碳纳米管的电子发射效率和栅极结构的控制性能，提高整体器件的显示图像质量，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，特别涉及到带有一种菊花型栅控阴极阵列结构的、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
碳纳米管具有小的尖端曲率半径，高的纵横比率以及优良的场致发射特性，在外加电压的作用下能够发射出大量的电子，是一种相当优秀的阴极发射材料，早已引起了众多科研人员的高度关注。而利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射平板显示器则是一种新型的平面显示器件，具有高亮度、适用温区广、超薄型以及高分辨率等优点，一直是目前平板显示领域的热门研究话题。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，在碳纳米管顶端就会形成强大的电场强度，迫使碳纳米管发射出大量的电子；在阳极高电压的作用下，所发射的电子加速向阳极运动，轰击荧光粉层而发出可见光。由此可见，栅极是场致发射显示器件当中比较关键的一个元件，它控制着碳纳米管阴极的电子发射。目前，大多数的显示器都采用了栅极位于碳纳米管阴极上方的控制结构形式，这种控制结构的制作工艺比较简单，栅极的控制作用明显，但是所形成的栅极电流比较大，对于材料要求比较高，这是其不利之处。那么如何对现有的结构形式加以改进，使得栅极结构和碳纳米管阴极结构有机的结合到一起，促进整体器件的高度集成化发展，进一步改进栅极的控制效率和性能，这是值得考虑的问题。另外，在碳纳米管阴极发射电子的过程中，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，碳纳米管阴极的具体形状也会影响到碳纳米管阴极顶端的电场强度大小，从而也就间接影响到碳纳米管阴极的电子发射情况。一般情况下，位于阴极边缘位置的碳纳米管总会发射出更多的电子，这是由于在边缘部分阴极的弯曲程度更大，所形成的电场强度也更大；而位于阴极中心位置的碳纳米管相对就会少发射一些电子，或者根本就不发射电子。这也就是独特的边缘位置发射大量电子的现象。在器件制作的过程中，需要认真考虑这个因素，并加以改进和利用。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所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、结构简单的菊花型栅控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带有菊花型栅控阴极阵列结构的平板显示器，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、碳纳米管阴极以及菊花型栅控阴极阵列结构。所述的菊花型栅控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；阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成隔离一层；隔离一层上存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层；隔离一层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成隔离二层；隔离二层中存在一个圆形孔，其圆形孔的直径要大于隔离一层中圆形孔的直径，这样在隔离一层上面的隔离二层形成一个台阶状结构；隔离一层的上表面、隔离二层的内侧面以及隔离二层的上表面上的刻蚀后的金属层形成栅极引线层；位于隔离二层上表面的栅极引线层、位于隔离二层侧面的栅极引线层以及位于隔离一层上表面上的栅极引线层是相互连通的；位于隔离一层上面的栅极引线层大部分都位于隔离一层的上面，但是前端有部分栅极引线层要向圆形孔中心轴方向伸出，呈现一种悬空状态；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隔离二层上面和侧面、隔离一层上表面的栅极引线层，但不能覆盖处于悬空状态的部分栅极引线层；阴极引线层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成阴板增高层；刻蚀后的阴极增高层的下表面为一个平面，和阴极引线层相接触，上面部分形成六个尖锥型形状；阴极增高层上的六个尖锥型形状围绕隔离一层圆形孔的中心轴而呈现圆形环绕，且均匀分布，呈现一种类菊花型结构；阴极增高层的顶部尖锥部分的上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；碳纳米管制备在阴极导电层的上面。所述的菊花型栅控阴极阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，且栅极和阴极结构是集成到一起的，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、铝、铜、钴、镍、钼、铬，栅极引线层为金属金、银、镍、钴、铬、钼、铝，栅极引线层的走向和阴极阴线层的走向是相互垂直分布的，阴极增高层的掺杂类型为p型或为n型，阴极导电层为金属金、银、镍、钴、铝、铬、钼、铁。一种菊花型栅控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)隔离一层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离一层；隔离一层上存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层；4)隔离二层的制作在隔离一层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离二层；5)栅极引线层的制作在隔离一层的上表面、隔离二层的内侧面以及隔离二层的上表面上制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极引线层；6)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；栅极覆盖层要覆盖住隔离二层上面和侧面、隔离一层上表面的栅极引线层，但不能覆盖处于悬空状态的部分栅极引线层；7)阴极增高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，刻蚀后形成阴极增高层；8)阴极导电层的制作在阴极增高层的顶部尖锥部分的上面存在一个金属镍层，刻蚀后形成阴极导电层；9)菊花型栅控阴极阵列结构的表面清洁处理对菊花型栅控阴极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的上面；11)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；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[14]和四周玻璃围框装配到一起，并将消气剂[16]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4具体为在隔离一层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离二层；隔离二层中存在一个圆形孔，其圆形孔的直径要大于隔离一层中圆形孔的直径，这样在隔离一层上面的隔离二层形成一个台阶状结构。所述步骤5具体为在隔离一层的上表面、隔离二层的内侧面以及隔离二层的上表面上制备出一个金属钴层，刻蚀后形成栅极引线层；位于隔离二层上表面的栅极引线层、位于隔离二层侧面的栅极引线层以及位于隔离一层上表面上的栅极引线层是相互连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有菊花型栅控阴极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］以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层［１３］；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控制栅极［５］、碳纳米管阴极［９］以及菊花型栅控阴极阵列结构。

【技术特征摘要】
1.一种带有菊花型栅控阴极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]以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层[13]；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控制栅极[5]、碳纳米管阴极[9]以及菊花型栅控阴极阵列结构。2.根据权利要求1所述的菊花型栅控阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的菊花型栅控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]；阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成隔离一层[3]；隔离一层上存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层；隔离一层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成隔离二层[4]；隔离二层中存在一个圆形孔，其圆形孔的直径要大于隔离一层中圆形孔的直径，这样在隔离一层上面的隔离二层形成一个台阶状结构；隔离一层的上表面、隔离二层的内侧面以及隔离二层的上表面上的刻蚀后的金属层形成栅极引线层[5]；位于隔离二层上表面的栅极引线层、位于隔离二层侧面的栅极引线层以及位于隔离一层上表面上的栅极引线层是相互连通的；位于隔离一层上面的栅极引线层大部分都位于隔离一层的上面，但是前端有部分栅极引线层要向圆形孔中心轴方向伸出，呈现一种悬空状态；栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层[6]；栅极覆盖层要覆盖住隔离二层上面和侧面、隔离一层上表面的栅极引线层，但不能覆盖处于悬空状态的部分栅极引线层；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[7]；刻蚀后的阴极增高层的下表面为一个平面，和阴极引线层相接触，上面部分形成六个尖锥型形状；阴极增高层上的六个尖锥型形状围绕隔离一层圆形孔的中心轴而呈现圆形环绕，且均匀分布，呈现一种类菊花型结构；阴极增高层的顶部尖锥部分的上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层[8]；碳纳米管[9]制备在阴极导电层的上面。3.根据权利要求2所述的菊花型栅控阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于所述的菊花型栅控阴极阵列结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，且栅极和阴极结构是集成到一起的，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、铝、铜、钴、镍、钼、铬，栅极引线层为金属金、银、镍、钴、铬、钼、铝，栅极引线层的走向和阴极阴线层的走向是相互垂直分布的，阴极增高层的掺杂类型为p型或为n型，阴极导电层为金属金、银、镍、钴、铝、铬、钼、铁。4.一种菊花型栅控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)隔离一层[3]的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离一层；隔离一层上存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极引线层；4)隔离二层[4]的制作在隔离一层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离二层；5)栅极引线层[5]的制作在隔离一层的上表面、隔离二层的内侧面以及隔离二层的上表面上制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极引线层；6)栅极覆盖层[6]的制作在栅极引线层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀...

【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]