具有角形栅极阵列控制结构的平板显示器及其制作工艺制造技术

本发明专利技术特别涉及到一种角形栅极阵列控制结构的、碳纳米管阴极的场致发射平板显示器的制作，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；在阴极玻璃面板上有阴极导电层、碳纳米管以及角形栅极阵列控制结构；支撑墙结构以及消气剂附属元件，能够进一步增进碳纳米管顶端的表面电场强度，增强栅极的控制作用，改善栅极结构的控制效率，提高器件的显示亮度。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
、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，特别涉及一种角形栅极阵列控制结构的平板显示器的器件制作及其制作工艺。
技术介绍
平板显示器件是一种十分重要的人机交流工具，从仪器仪表的显示面板，到高端科技产品笔记本电脑的显示屏，时时刻刻在发挥着不可替代的作用。其中，利用碳纳米管作为阴极材料而制作的场致发射显示器件则是最近几年中新兴的一种平面器件，具有高清晰度、高图像质量、高分辨率以及高亮度等诸多优点，已经成为了显示技术发展的方向。碳纳米管具有小的尖端曲率半径，高的纵横比率以及良好的物理化学特性，早已引起了众多科研人员的高度关注。在外加电压的作用下碳纳米管能够发射出大量的电子，形成场致发射现象。在利用碳纳米管作为阴极材料的三极结构场致发射平面发光显示器件当中，栅极结构对于碳纳米管阴极的电子发射起着必要的控制作用。栅极结构的材料选择、制作工艺、流程设计等诸多方面都有着十分严格的技术要求。目前，在平面显示器中主要都选择了控制栅极位于碳纳米管阴极上方的结构形式，具有控制作用强、制作工艺简单等特点，但是所形成的栅极电流比较大，对于器件的绝缘材料要求比较高，而且由于制作控制栅极的材料各不相同，采用了某些特殊的制作工艺，造成器件的总体成本增高，这些都是其不利之处。另外，在目前的栅极结构中，采用何种栅极结构形式以及何种栅极形状，都没有统一的规定，如何确保在现有技术条件下尽可能大的增加碳纳米管顶端的电场强度，同时却进一步降低器件的工作电压，这是值得认真思考的一个问题。此外，在尽可能不影响碳纳米管阴极的场致发射能力的前提下，还需要进一步降低整体平板显示器件的制作成本；在能够进行大面积显示器件制作的同时，还需要使得器件制作过程免于复杂化，有利于进行商业化的大规模生产。
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、结构简单的带有角形栅极阵列控制结构的碳纳米管阴极场致发射平板显示器件及其制作工艺。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阴极导电层、碳纳米管以及角形栅极阵列控制结构。所述的角形栅极阵列控制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导电层，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成隔离层，隔离层中间存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极导电层，隔离层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成栅极增高层，栅极增高层的下表面为一个平面，和隔离层相接触，上表面为平面且大于下表面，和栅极层引线层相接触，栅极增高层的大部分都位于隔离层的上面，但前端要伸向圆形孔的中心部位，呈现一种悬空状态，且其悬空部分呈现一个四分之一圆形状，栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极导电层，栅极导电层的大部分位于栅极增高层的上面，但其前端部分要伸向圆形孔的中心部位，呈现一种悬空状态，栅极导电层的纵向剖面结构为一个平面型，但其横向剖面结构为角形结构，即在一个圆形结构的基础上分别从八个方向向中心部分制作出三角尖状，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和栅极增高层，碳纳米管阴极制备在阴极导电层的上面。所述的角形栅极阵列控制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，栅极控制着碳纳米管的电子发射。阴极导电层可以为金属金、银、铬、钼、锡、铝。栅极增高层的掺杂类型可以为p型，也可以为n型。栅极导电层可以为金属金、银、铬、钼、锡、铝。一种带有角形栅极阵列控制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)阴极导电层的制作在阴极玻璃面板上蒸镀一层金属层，刻蚀后形成阴极导电层；3)隔离层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离层；隔离层中间存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极导电层；4)栅极增高层的制作在隔离层的上面制备出一个n型掺杂多晶硅层，刻蚀后形成栅极增高层；5)栅极导电层的制作在栅极增高层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极导电层；6)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和栅极增高层；7)角形栅极阵列控制结构的表面清洁处理对角形栅极阵列控制结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；8)碳纳米管的制备在阴极导电层上制备出碳纳米管阴极；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；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4具体为在隔离层的上面制备出一个n型掺杂多晶硅层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀，刻蚀后的n型掺杂多晶硅层形成栅极增高层；栅极增高层的下表面为一个平面，和隔离层相接触，上表面为平面且大于下表面，和栅极层引线层相接触；栅极增高层的大部分都位于隔离层的上面，但前端要伸向圆形孔的中心部位，呈现一种悬空状态，且其悬空部分呈现一个四分之一圆形状；所述步骤5具体为在栅极增高层的上面制备出一个金属钼层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀，刻蚀后的金属钼层形成栅极导电层；栅极导电层的大部分位于栅极增高层的上面，但其前端部分要伸向圆形孔的中心部位，呈现一种悬空状态；栅极导电层的纵向剖面结构为一个平面型，但其横向剖面结构为角形结构，即在一个圆形结构的基础上分别从八个方向向中心部分制作出三角尖状；所述步骤11具体为结合丝网印刷工艺，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12具体为结合丝网印刷工艺，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14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，在所述的角形栅极阵列控制结构中，在栅极导电层的上面制作了栅极覆盖层，将栅极导电层和栅极增高层全部包围起来，其中也包括前端悬空部分的栅极层，这样，能够有利的防止栅极和碳纳米管阴极之间短路现象的发生，同时还能够进一步的减小栅极和碳纳米管阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角形栅极阵列控制结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板［１］、阳极玻璃面板［８］和四周玻璃围框［１３］所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层［９］以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层［１１］；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙［１２］结构以及消气剂［１４］附属元件，其特征在于：在阴极玻璃面板上有阴极导电层［２］、碳纳米管［７］以及角形栅极阵列控制结构。

【技术特征摘要】
1.一种角形栅极阵列控制结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板[1]、阳极玻璃面板[8]和四周玻璃围框[13]所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层[9]以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层[11]；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙[12]结构以及消气剂[14]附属元件，其特征在于在阴极玻璃面板上有阴极导电层[2]、碳纳米管[7]以及角形栅极阵列控制结构。2.根据权利要求1所述的角形栅极阵列控制结构的平板显示器，其特征在于所述的角形栅极阵列控制结构的衬底材料为玻璃，也就是阴阴极玻璃面板[1]，阴极玻璃面板上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层[2]，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅层形成隔离层[3]，隔离层中间存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极导电层，隔离层上面的刻蚀后的掺杂多晶硅层形成栅极增高层[4]，栅极增高层的下表面为一个平面，和隔离层相接触，上表面为平面且大于下表面，和栅极层引线层相接触，栅极增高层的大部分都位于隔离层的上面，但前端要伸向圆形孔的中心部位，呈现一种悬空状态，且其悬空部分呈现一个四分之一圆形状，栅极增高层上面的刻蚀后的金属层形成栅极导电层[5]，栅极导电层的大部分位于栅极增高层的上面，但其前端部分要伸向圆形孔的中心部位，呈现一种悬空状态，栅极导电层的纵向剖面结构为一个平面型，但其横向剖面结构为角形结构，即在一个圆形结构的基础上分别从八个方向向中心部分制作出三角尖状，栅极导电层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层[6]，栅极覆盖层要完全覆盖住栅极导电层和栅极增高层，碳纳米管[7]制备在阴极导电层的上面。3.根据权利要求2所述的角形栅极阵列控制结构的平板显示器，其特征在于所述的角形栅极阵列控制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，栅极控制着碳纳米管的电子发射，阴极导电层为金属金、银、铬、钼、锡、铝，栅极增高层的掺杂类型为p型或为n型，栅极导电层为金属金、银、铬、钼、锡、铝。4.一种角形栅极阵列控制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]的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；2)阴极导电层[2]的制作在阴极玻璃面板上蒸镀一层金属层，刻蚀后形成阴极导电层；3)隔离层[3]的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成隔离层；隔离层中间存在一个圆形孔，暴露出底部的阴极导电层；4)栅极增高层[4]的制作在隔离层的上面制备出一个n型掺杂多晶硅层，刻蚀后形成栅极增高层；5)栅极导电层[5]的制作在栅极增高层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极导电层；6)栅极覆盖层[6]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和栅极增高层；7)角形...

【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]