带有VMOS阴极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碳纳米管阴极的平面场致发射显示器的器件制作，特别涉及到带有ＶＭＯＳ阴极结构的平面场致发射显示器及其制作工艺，该带有ＶＭＯＳ阴极结构的平板发光显示器包括有如下组成部分：由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极电极层以及印刷在阳极电极层上的荧光粉层；用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极；在阴极玻璃面板上有印刷的碳纳米管阴极以及ＶＭＯＳ阴极结构；支撑墙结构及其消气剂附属元件，制作了ＶＭＯＳ阴极结构，用于调节阴极电极层中的电流值，进而调节碳纳米管阴极上的电压，以便于确保碳纳米管能够均匀稳定的发射大量的电子，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
、微电子科学与
、真空科学与
以及纳米科学
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VMOS阴极结构的、碳纳米管阴极的场致发射平面显示器件的制作工艺。
技术介绍
碳纳米管具有独特的几何外形，小的尖端曲率半径，极高的机械强度，在外加电场的作用下，能够发射出大量的电子，是一种较为理想的冷阴极制作材料。对于利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射平板显示器件来说，图像质量是衡量器件制作成功与否的关键技术指标之一。而实现碳纳米管能够均匀、稳定的发射大量的电子，这是显示良好图像的先决条件。在碳纳米管阴极的制备过程中，要受到许多因素的影响。从制备方法的角度来看，大多数采用的都是移植法，这样在移植的过程中，受到制作工艺、烘烤工艺、制作浆料等多种因素的影响，其场致发射电子的能力已经下降了许多；从阴极电阻的角度来看，由于需要额外在碳纳米管阴极的下面制作阴极电极层，以便于确保外界电压能够顺利地施加到碳纳米管阴极上，然而，阴极电极层中电阻阻值的变化，也就极大地影响着施加到碳纳米管上的电压大小；从碳纳米管阴极附着力的角度来看，这也是一个值得重视的问题，如果碳纳米管阴极和底部衬底之间的附着力不太良好的话，那么在外加强电场的时候，碳纳米管极其容易从衬底上脱落下来，造成显示器件的永久性损坏；等等，那么如何采取切实可行的有效措施，能够让大面积的碳纳米管阴极实现均匀、稳定的发射大量的电子，这是研究人员所认真思考的一个现实问题。碳纳米管阴极电极层的电阻阻值变化的影响因素比较突出。一方面在阴极电极层当中的电流大小是不相同的，那么如果在某一时刻某一方向上的电流突然增加，就会导致在方向上电阻层的击穿，形成器件的损坏，那么如何保证阴极电流能够在电阻层当中均匀的流动，这也是急需解决的问题；另一方面，不同碳纳米管阴极的场致发射能力是不尽相同的，有的碳纳米管阴极受到外界因素干扰的比较小，其场致发射能力有所增强，那么其所对应的像素点的亮度就会增加，而如果碳纳米管因素受到外界因素干扰的比较大，其场致发射能力有所减弱，那么其所对应的像素点的亮度就会减弱，那么如何能够通过阴极电阻层的调节来确保碳纳米管阴极上的电压呢，也就是说，通过阴极电阻层来调节不同碳纳米管阴极上的电压大小，来确保碳纳米管阴极具有足够的场致发射能力，这是一个需要解决的现实问题。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，还需要进一步降低平板器件的制作成本；在能够进行大面积的器件制作的同时，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VMOS阴极结构的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本专利技术中的带有VMOS阴极结构的平板发光显示器主要包括有如下组成部分由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极电极层以及印刷在阳极电极层上的荧光粉层；用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极；在阴极玻璃面板上有印刷的碳纳米管阴极以及VMOS阴极结构；支撑墙结构及其消气剂附属元件。其特征在于制作了VMOS阴极结构，用于调节阴极电极层中的电流值，进而调节碳纳米管阴极上的电压，以便于确保碳纳米管能够均匀稳定的发射大量的电子。本专利技术中的VMOS阴极结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上；VMOS阴极结构的基底材料为大型、具有相当良好的耐热性和可操作性，能够独立制作的、成本低廉的高性能绝缘材料；本专利技术中的VMOS阴极结构的基底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃；本专利技术中的VMOS阴极结构的阴极玻璃面板上存在一个金属层，金属层呈现倒“V”字型结构，尖端向上；VMOS阴极结构的金属层可以为镍、铬、钼、铝、金、银金属；本专利技术中的VMOS阴极结构的金属层的上面覆盖着一个绝缘层；VMOS阴极结构结构的绝缘层可以为二氧化硅层，绝缘浆料层，聚酰亚胺层；VMOS阴极结构的绝缘层的上面存在着一个n型重掺杂硅层；VMOS阴极结构的绝缘层上面的n型重掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧，其高度不得高于倒“V”字型；VMOS阴极结构的n型重掺杂硅层的上面存在着一个p型掺杂硅层；VMOS阴极结构中的p型掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧，其高度不得高于倒“V”字型；本专利技术中的VMOS阴极结构中的n型重掺杂硅层和p型掺杂硅层的高度之和也不得高于倒“V”字型高度；本专利技术中的VMOS阴极结构中的p型掺杂硅层的上面存在着一个n型掺杂硅层，其位于倒“V”字型结构的两侧和顶端，高度要高于倒“V”字型结构；VMOS阴极结构的n型掺杂硅层的上面存在金属阴极电极层；VMOS阴极结构中的金属阴极电极层可以为镍、钼、铬、铝金属；VMOS阴极结构中的碳纳米管就制备在金属阴极电极层的上面。本专利技术中的VMOS阴极结构包括阴极玻璃面板、金属层、绝缘层、n型重掺杂硅层、p型掺杂硅层、n型掺杂硅层、阴极电极层部分，并采用如下的工艺进行制作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、金属层的制作在阴极玻璃面板上制备一层铬层；结合常规的光刻工艺，对铬层进行刻蚀，形成金属层；要求刻蚀后的铬层中间部分要形成一个倒“V”字型结构，尖端背向阴极玻璃面板；该铬层通过铬金属引线进行连接；3、绝缘层的制作在金属层的上面覆盖一层二氧化硅；结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，去掉多余部分，形成绝缘层；要求绝缘层要完全覆盖住金属层；4、n型重掺杂硅层的制作在绝缘层的上面制备一层n型重掺杂硅层；要求n型重掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧，其高度不得高于倒“V”字型；5、p型掺杂硅层的制作在n型重掺杂硅层的上面制备一层p型掺杂硅层；要求p型掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧，其高度不得高于倒“V”字型；n型重掺杂硅层和p型掺杂硅层的高度之和也不得高于倒“V”字型高度；6、n型掺杂硅层的制作在p型掺杂硅层的上面制备一层n型掺杂硅层；要求n型掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧和顶端，高度要高于倒“V”字型结构；要覆盖住倒“V”字型结构的剩余部分；7、阴极电极层的制作在n型掺杂硅层的上面制作出一层铬金属；结合常规的光刻工艺，对铬金属层进行刻蚀，形成阴极电极层；8、VMOS阴极结构表面的清洁处理需要对VMOS阴极结构的表面进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。本专利技术中带有VMOS阴极结构的平板发光显示器的制作工艺如下1、绝缘隔离层的制作在阴极玻璃面板上制备一层二氧化硅层；结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，去掉多余的部分，形成绝缘隔离层；2、控制栅极条的制作结合镀膜机，在绝缘隔离层上面蒸镀一层铬金属；结合常规的光刻工艺，对蒸镀的铬金属层进行刻蚀，去掉多余的部分，形成控制栅极条；3、碳纳米管阴极的印刷结合丝网印刷工艺，将碳纳米管印刷在阴极玻璃面板上面的阴极电极层上，形成用于发射电子的碳纳米管阴极；4、碳纳米管阴极的后处理对印刷后的碳纳米管阴极进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性。5、阳极玻璃面板的制作对整体钠钙平板玻璃进行裁剪，制作出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有ＶＭＯＳ阴极结构的平板发光显示器，包括由阴极玻璃面板［１］、阳极玻璃面板［１１］和四周玻璃围框［１７］构成的密封真空腔、设置在阳极玻璃面板［１１］上的阳极电极层［１２］以及印刷在阳极电极层上的荧光粉层［１４］、用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极［９］、在阴极玻璃面板［１］上有印刷的碳纳米管阴极［１０］、支撑墙结构［１６］及其消气剂［１５］附属元件，其特征在于：在阴极玻璃面板［１］上设置有用于调节阴极电极层中的电流值，进而调节碳纳米管阴极上的电压，以便于确保碳纳米管能够均匀稳定的发射大量的电子的ＶＭＯＳ阴极结构。

【技术特征摘要】
1.一种带有VMOS阴极结构的平板发光显示器，包括由阴极玻璃面板[1]、阳极玻璃面板[11]和四周玻璃围框[17]构成的密封真空腔、设置在阳极玻璃面板[11]上的阳极电极层[12]以及印刷在阳极电极层上的荧光粉层[14]、用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极[9]、在阴极玻璃面板[1]上有印刷的碳纳米管阴极[10]、支撑墙结构[16]及其消气剂[15]附属元件，其特征在于在阴极玻璃面板[1]上设置有用于调节阴极电极层中的电流值，进而调节碳纳米管阴极上的电压，以便于确保碳纳米管能够均匀稳定的发射大量的电子的VMOS阴极结构。2.如权利要求1所述的一种带有VMOS阴极结构的平面场致发射显示器，其特征在于所述的VMOS阴极结构包括阴极玻璃面板[1]、设置在阴极玻璃面板[1]上的金属层[2]，金属层呈现倒“V”字型结构，尖端向上；在金属层上面覆盖着一个绝缘层[3]，在绝缘层的上面存在着一个n型重掺杂硅层[4]；n型重掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧，其高度不得高于倒“V”字型；n型重掺杂硅层的上面存在着一个p型掺杂硅层[5]层；p型掺杂硅层位于倒“V”字型结构的两侧，其高度不得高于倒“V”字型；n型重掺杂硅层和p型掺杂硅层的高度之和也不得高于倒“V”字型高度；p型掺杂硅层的上面存在着一个n型掺杂硅层[6]，其位于倒“V”字型结构的两侧和顶端，高度要高于倒“V”字型结构；n型掺杂硅层的上面存在阴极电极层[7]，碳纳米管制备在阴极电极层的上面。3.如权利要求2所述的一种带有VMOS阴极结构的平面场致发射显示器，其特征在于阴极电极层可以为镍、钼、铬、铝金属。4.如权利要求1所述的一种带有VMOS阴极结构的平面场致发射显示器，其特征在于所述的VMOS阴极结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，基底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃。5.如权利要求2所述的一种带有VMOS阴极结构的平面场致发射显示器，其特征在于所述的VMOS阴极结构的金属层[2]可以为镍、铬、钼、铝、金、银金属。6.如权利要求2所述的一种带有VMOS阴极结构...

【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]