具有碳纳米管发射器的场致发射显示器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种含有碳纳米管发射器的场致发射显示器（ＦＥＤ）及其制造方法。环绕ＣＮＴ发射器的栅重叠包括覆盖与ＣＮＴ发射器邻接的发射器电极的掩膜层、和栅绝缘膜、栅电极、第一氧化硅膜（ＳｉＯ↓［Ｘ］，Ｘ＜２）和在掩膜层上形成的聚焦栅电极。掩膜层的高度大于ＣＮＴ发射器的高度。第一氧化硅膜具有２μｍ或更大的厚度，并且优选为３～１５μｍ。在第一氧化硅膜和／或栅绝缘膜的形成工艺中，硅烷的流率维持在５０～７００ｓｃｃｍ，并且硝酸（Ｎ↓［２］Ｏ）的流率维持在７００～４５００ｓｃｃｍ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平板显示器面板及其制造方法，更具体地，本专利技术涉及一种。
技术介绍
不难预见，将由平板显示器面板例如液晶显示器、发光二极管、等离子体显示器面板和场致发射显示器(FED)代替阴极射线管。在这些平板显示器面板中，FED具有高分辨率、高效率和低功耗的优点，作为下一代显示器件受到了极大关注。FED的核心技术是用于发射电子的发射器微尖的处理技术和处理技术的稳定性。在传统FED中，采用硅尖和钼尖作为发射器微尖。然而，硅尖和钼尖两者都具有寿命短、稳定性差和电子发射效率低。传统FED在聚焦栅电极和栅电极之间形成的氧化硅膜(SiO2)的台阶部分处还具有较差的台阶覆盖。这会在台阶部分处导致电子缺陷例如图1中所示的裂缝10，裂缝10产生绝缘性击穿。这种缺陷就会在两个电极之间产生漏电流，由此在台阶部分处产生焦耳热。在图1中，参考数字4、6和8分别表示栅电极、氧化硅膜和聚焦栅电极。通过增加氧化硅膜的厚度，就能够在一定程度上解决与氧化硅膜(SiO2)相关的上述问题。然而，因为当氧化硅膜的厚度增加到大于2μm时会产生剥离现象，所以就不容易获得所需的厚度。为了解决此问题，已经开发出了具有各种结构的几种FED。在传统FED中，广泛采用具有嵌入的聚焦结构的FED和具有金属丝网结构的FED。在前一种情况下，在聚焦栅电极和用于提取电子的栅电极之间形成裂缝的可能性小，但是因为聚焦栅电极形成在聚酰亚胺上，所以就需要用于排泄由聚酰亚胺产生的气体的除气处理。另一方面，在后一种情况下，通过设置环绕所述微头的金属丝网，就能够改善聚焦电子束。然而，难于处理并焊接金属丝网，特别地，由于不能对准金属丝网，就会使电子束偏移。
技术实现思路
本专利技术提供一种碳纳米管场致发射显示器，通过减少在聚焦栅电极和栅电极之间的漏电流，该碳纳米管场致发射显示器具有聚焦电子束的优越性能。本专利技术还提供一种简单且成本降低的碳纳米管场致发射显示器(CNTFED)的制造方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种碳纳米管场致发射显示器(CNTFED)，包括衬底；在该衬底上形成的透明电极；在该透明电极上形成的发射器电极；在该发射器电极上形成的碳纳米管(CNT)发射器；形成在该CNT发射器的外围区域之上的栅重叠(gate stack)，其从该CNT发射器中提取电子束、将已提取的电子束聚焦到预定靶；在该栅重叠之上形成的前面板，并且在该前面板上显示信息；以及在该前面板的背面上形成的荧光膜，其中该栅重叠包括掩膜层，该掩膜层覆盖在该CNT发射器周围的该发射器电极且具有大于该CNT发射器的高度。该掩膜层可以是掺杂有导电杂质的非晶硅层。该掩膜层的高度可以比该CNT发射器的高度高出0.1～4μm。当该掩膜层由不同材料形成时，在该掩膜层和该CNT发射器之间的高度差可以不同于上述范围。该掩膜层可以具有102～109Ωcm的电阻率。该栅重叠还可以包括依次在该掩膜层上叠置的栅绝缘膜、栅电极、氧化硅(SiOX)膜和聚焦栅电极，其中X＜2。根据本专利技术的具体实施例，该栅绝缘膜可以由氧化硅膜(SiO2)和第二氧化硅膜(SiOX)之一形成，其中X＜2。将该第一氧化硅膜形成为2μm或更大的厚度，优选为3～15μm，更优选为6～15μm。将该第二氧化硅膜形成为1～5μm的厚度。可以在一个聚焦栅电极中形成多个CNT发射器。根据本专利技术的另一个方面，提供一种具有上述结构的CNT FED的制造方法，该方法包括形成含有在环绕该CNT发射器的该发射器电极上形成的掩膜层的栅重叠；并且在形成该栅重叠之后，形成具有小于该掩膜层高度的该CNT发射器。该形成栅重叠可以包括形成具有通孔的掩膜层和该透明电极，该通孔暴露在该衬底上的该透明电极的一部分；在该掩膜层上形成栅绝缘膜，该栅绝缘膜填充该通孔；在环绕该通孔的该栅绝缘膜上形成栅电极；在该栅电极和该栅绝缘膜上形成第一氧化硅膜(SiOX，X＜2)；在环绕该通孔的该第一氧化硅膜上形成聚焦栅电极；以及去除在该栅电极内设置的该栅绝缘膜和该第一氧化硅膜。该栅绝缘膜可由氧化硅膜(SiO2)和第二氧化硅膜(SiOX)之一形成，其中X＜2。该第一氧化硅膜为2μm或更大的厚度，优选为3～15μm的厚度，更加优选为6～15μm的厚度。在该形成第一氧化硅膜中，硅烷(SiH4)的流率可以维持在50～700sccm(标准状况下每分钟立方厘米)，硝酸(N2O)的流率可以维持在700～4500sccm，处理压力可以维持在600～1200毫乇(mTorr)，该衬底的温度可以维持在250～450℃，并且RF功率可以维持在100～300W。可以按照上述条件来形成该第二氧化硅膜。该去除第一氧化硅膜可以包括在该聚焦栅电极上和在该聚焦栅电极内形成的该第一氧化硅膜上涂覆感光膜(photosensitive film)；对在该通孔之上形成的该感光膜进行曝光；去除该感光膜的已曝光部分；利用该感光膜作为蚀刻掩膜，从该感光膜中去除已曝光部分，湿法蚀刻该第一氧化硅膜；以及去除该感光膜。可以重复地进行在该去除第一氧化硅膜中包含的所有工序。在曝光该感光膜期间，从该衬底之下使该感光膜受紫外线曝光。该曝光感光膜可以包括在该感光膜之上设置掩膜，所述掩膜在对应于该通孔的区域具有透射窗口；以及从该掩膜之上朝向该掩膜辐照光。当去除该栅绝缘膜时，可以采用在去除该第一氧化硅膜中含有的所有工序。在此情况下，可以重复地进行所有工序。可以形成该聚焦栅电极，以便在该聚焦栅电极中形成多个通孔。形成的具有小于该掩膜层高度的CNT发射器包括形成具有大于该掩膜层的高度的CNT发射器；以及通过表面处理将该CNT发射器的高度减少为低于该掩膜层的高度。可以减少该CNT发射器的高度，直至该掩膜层和该CNT发射器之间的高度差达到0.1～4μm的范围。该掩膜层可以由具有102～109Ωcm的电阻率的材料层形成。根据本专利技术的CNT FED，包括聚焦栅绝缘膜，通过该聚焦栅绝缘膜，在该聚焦栅电极和该栅电极之间就确保了优良的台阶覆盖，并且该聚焦栅绝缘膜具有足够的厚度，以便使在该聚焦栅电极和该栅电极之间的应力减小。因此，在该聚焦栅绝缘膜中就不会产生例如裂缝的缺陷，由此就减少了在该聚焦栅电极和该栅电极之间漏电流。由于该聚焦栅电极具有足够厚的厚度，该聚焦栅电极和该栅电极就对应于该大的厚度的距离彼此分开。因此，就能防止粘附到聚焦栅绝缘膜的杂质在两个电极之间产生的绝缘击穿。此外，因为通过自对准代替了采用附加的掩膜来对感光膜进行构图，所以就使制造工艺简单，由此减少了制造成本。附图说明通过参照附图详细说明本专利技术的优选实施例，本专利技术的上述和其它特征和优点将变得更加明显，附图中图1是说明了传统FED中的缺陷的SEM图像；图2是FED的剖面图，该FED包括根据本专利技术的示例性实施例的CNT发射器；图3至11是示出了用于重叠并蚀刻氧化膜的工艺的剖面图，该氧化膜用于形成图2中所示的栅重叠中包含的聚焦栅绝缘膜；图12是在图3至11中所示的氧化膜叠置和蚀刻工艺期间、刚好在用于氧化膜的第一湿法蚀刻之后其上保留有感光膜的直接产品的SEM图像；图13是去除了图12中所示的感光膜的直接产品的SEM图像；图14是在图3至11中所示的氧化膜叠置和蚀刻工艺期间、刚好在用于氧化膜的第二湿法蚀刻之后其上保留有感光膜而直接产品的SEM图像；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管场致发射显示器，包括：衬底；在所述衬底上形成的透明电极；在所述透明电极上形成的发射器电极；在所述发射器电极上形成的碳纳米管发射器；形成在所述碳纳米管发射器的周围区域之上的栅重叠，其从所述碳纳米管发射器中提取电子束、将已提取的电子束聚焦到预定靶；在所述栅重叠之上形成的前面板，并且在所述前面板上显示信息；以及在所述前面板的背面上形成的荧光膜，其中所述栅重叠包括掩膜层，所述掩膜层覆盖着在所述碳纳米管发射器周围的所述发射器电极且具有大于所述碳纳米管发射器的高度。

【技术特征摘要】
KR 2004-7-26 0058348/041.一种碳纳米管场致发射显示器，包括衬底；在所述衬底上形成的透明电极；在所述透明电极上形成的发射器电极；在所述发射器电极上形成的碳纳米管发射器；形成在所述碳纳米管发射器的周围区域之上的栅重叠，其从所述碳纳米管发射器中提取电子束、将已提取的电子束聚焦到预定靶；在所述栅重叠之上形成的前面板，并且在所述前面板上显示信息；以及在所述前面板的背面上形成的荧光膜，其中所述栅重叠包括掩膜层，所述掩膜层覆盖着在所述碳纳米管发射器周围的所述发射器电极且具有大于所述碳纳米管发射器的高度。2.根据权利要求1的碳纳米管场致发射显示器，其中所述掩膜层是掺杂有导电杂质的非晶硅层。3.根据权利要求1的碳纳米管场致发射显示器，其中所述掩膜层的高度比所述碳纳米管发射器的高度高出0.1～4μm。4.根据权利要求1的碳纳米管场致发射显示器，其中所述掩膜层具有102～109Ωcm的电阻率。5.根据权利要求1的碳纳米管场致发射显示器，其中所述栅重叠还包括依次在所述掩膜层上叠置的栅绝缘膜、栅电极、氧化硅(SiOX)膜和聚焦栅电极，其中X＜2。6.根据权利要求5的碳纳米管场致发射显示器，其中所述栅绝缘膜是具有1～5μm厚度的氧化硅(SiOX)膜，其中X＜2。7.根据权利要求5的碳纳米管场致发射显示器，其中所述氧化硅膜具有3～15μm的厚度。8.根据权利要求5的碳纳米管场致发射显示器，其中在一个聚焦栅电极中形成多个碳纳米管发射器。9.一种碳纳米管场致发射显示器的制造方法，所述碳纳米管场致发射显示器包括衬底；在所述衬底上形成的透明电极；在所述透明电极上形成的发射器电极；在所述发射器电极上形成的碳纳米管发射器；形成在所述碳纳米管发射器的外围区域之上的栅重叠，其从所述碳纳米管发射器中提取电子束、将已提取的电子束聚焦到预定靶；在所述栅重叠之上形成的前面板，并且在所述前面板上显示信息；以及在所述前面板的背面上形成的荧光膜，所述方法包括形成栅重叠，其包括形成在所述碳纳米管发射器周围的发射器电极上的掩膜层；并且形成所述碳纳米管发射器，其高度小于所述掩膜层的高度。10.根据权利要求9的方法，其中所述栅重叠的形成包括形成带有通孔的掩膜层和所述透明电极，所述通孔暴露在所述衬底上的所述透明电极的一部分；在所述掩膜层上形成栅绝缘膜，所述栅绝缘膜填充所述通孔；在环绕所述通孔的所述栅绝缘膜上形成栅电极；在所述栅电极和所述栅绝缘膜上形成第一氧化硅膜(SiOX，X＜2)；在环绕所述通孔的所述第一氧化硅膜上形成聚焦栅电极；以及去除在所述栅电极内设置的所述栅绝缘膜和所述第一氧化硅膜。11.根据权利要求10的方法，其中所述栅绝缘膜由氧化硅膜(SiO2)和第二氧化硅膜(SiOX)形成，其中X＜2。12.根据权利要求10的方法，其中所述第一氧化硅膜形成为3～15μm的厚度。13.根据权利要求11的方法，其中所述第二氧化硅膜形成为1～5μm的厚度。14.根据权利要求10的方法，其中在所述形...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔濬熙，安德烈朱尔卡尼夫，姜昊锡，申文珍，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]