本发明专利技术涉及一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器及其制作工艺，包括有如下的组成部分：由阴极面板、阳极面板以及四周玻璃围框所构成的密封真空腔，阳极面板上有光刻的锡铟氧化物薄膜层以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层，在阴极面板上制备有碳纳米管阴极以及双栅极发射体阴极控制结构，具有制作过程成本低廉、成品率高、结构简单、稳定可靠的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于真空科学技术、微电子技术、平面显示技术以及纳米科学技术的相互交叉领域，涉及到平板场致发射平板显示器的器件制作，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，特别涉及到带有双栅极发射体阴极控制电路结构的、碳纳米管阴极的平板场致发射平面显示器件的制作工艺。
技术介绍
大多数情况下，人们依靠某种形式的显示器与各种仪器设备打交道。从汽车仪表板上的指示盘，到高端笔记本电脑的高清晰度显示屏，平板显示器是这些设备中最基本的显示器件。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，显示图像质量的高低是整体显示器件制作成功与否的关键指标之一。而实现碳纳米管阴极能够均匀、稳定的发射大量的电子，在外加电压的控制下，对阳极的荧光粉层进行高能量轰击发出可见光，这是显示良好图像的前提条件。目前，制作碳纳米管阴极材料的最普通的方法就是采用移植法，即通过丝网印刷工艺来将碳纳米管阴极制作在大面积衬底上，用来作为平板显示器件的阴极。由于碳纳米管呈现一种粉末状，那么在将碳纳米管制作成阴极材料的过程中，受到具体制作工艺、制作浆料、制作工具等各种因素的影响，其场致发射电子的能力已经下降了许多，但这又是其所必需经历的过程。那么如何采取有效的措施，能够大面积的碳纳米管阴极实现均匀、稳定、可靠、高质量的发射电子，是研究人员所必需加以认真思考的一个现实问题。对于印刷在阴极面板上的碳纳米管来说，其场致发射电子的能力要受到多种因素的影响，例如碳纳米管阴极导电层电阻阻值的影响，碳纳米管阴极材料状态的影响，同一碳纳米管阴极在不同外界条件下发射能力的变化，碳纳米管阴极与阴极面板的附着力大小的影响，等等。随着器件显示面积的增大，不仅位于不同导电条上碳纳米管的数量在大量增加，而且相应的位于同一导电层上碳纳米管阴极的数量也在不断的增加。对于距离相近的碳纳米管阴极来说，由于受到外界因素的影响，其场致发射能力有所差别，从而导致其相对应的荧光粉的发光程度也可能有所区别。在这种情况下，需要进行额外的电路进行电学调节，期望让发光亮度比较弱的碳纳米管阴极施加稍微高一些的电压，发射更多的电子，提高该像素点的发光亮度，而让发光亮度比较强的碳纳米管阴极上的电压稍微降低一些，降低该像素点的亮度。而对于诸如此类问题还没有得到比较完美的解决方案。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现有技术中存在的不足而提供一种带有双栅极发射体阴极控制电路结构的、制作过程成本低廉、成品率高、结构简单、稳定可靠的碳纳米管阴极的场致发射平面显示器件。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术包括有如下的组成部分由阴极面板、阳极面板以及四周玻璃围框所构成的密封真空腔；阳极面板上有光刻的锡铟氧化物薄膜层以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层；在阴极面板上制备有碳纳米管阴极以及双栅极发射体阴极控制结构。每一个像素点下对应的碳纳米管阴极都制备有一个用于调整碳纳米管场致发射电子的能力，达到使得整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的双栅极发射体阴极控制结构。本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构的固定位置为安装固定在阴极面板上；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构的衬底材料为大型、具有相当良好的耐热性和可操作性、成本低廉的高性能绝缘材料；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构的衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中的衬底材料玻璃上存在一个二氧化硅绝缘层；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中需要在二氧化硅绝缘层的上面制备一层掺杂硅层；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构的掺杂硅层可以为p型，也可以为n型；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中的掺杂硅层可以制作一层，也可以制作多层；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中需要在掺杂硅层的上面再次制备一层二氧化硅绝缘隔离层；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中的二氧化硅绝缘隔离层的制作和光刻可以采用常规的光刻工艺来完成；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中需要在二氧化硅绝缘隔离层的上面制作一个金属导电层，分别充当源极、漏极、控制栅极和阴极调节电极；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中的金属导电层可以采用溅射或者蒸镀工艺来完成；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中的源极、漏极、控制栅极以及阴极调节电极可以用金属金、银、镍、铬、铝来制作；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中需要在源极、控制栅极以及阴极调节电极的上面覆盖上一层二氧化硅保护层；本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构中将碳纳米管阴极制备在漏极上。本专利技术中的双栅极发射体阴极控制结构包括衬底材料、二氧化硅层、p型掺杂硅层、二氧化硅隔离层、漏极、控制栅极、阴极调节电极、源极、二氧化硅覆盖层部分，并采用如下的工艺进行制作 1)衬底材料玻璃的制作对整体衬底材料玻璃进行划割；2)二氧化硅层的制作在衬底材料上制备出一层二氧化硅层；此二氧化硅层充当双栅极发射体阴极控制结构和衬底材料之间的绝缘层；3)p型掺杂硅层的制作在二氧化硅层上制备出一层p型掺杂硅层；4)p型掺杂硅层的光刻对p型掺杂硅层进行光刻；导电沟道就形成在p型掺杂硅层中；5)二氧化硅隔离层的制作在p型掺杂硅层的上面制备出二氧化硅隔离层；此二氧化硅隔离层充当p型掺杂硅层和电极(包括控制栅极和阴极调节电极)之间的绝缘隔离层；6)二氧化硅隔离层的光刻对二氧化硅隔离层进行光刻；要求将漏极的部位下面的二氧化硅隔离层完全刻蚀掉，暴露出掺杂硅层；要求将源极的部位下面的二氧化硅隔离层完全刻蚀掉，暴露出掺杂硅层；要求控制栅极的部位的二氧化硅隔离层不被刻蚀；要求将阴极调节电极的部位的二氧化硅隔离层部分刻蚀，其厚度为控制栅极部位二氧化硅隔离层厚度的二分之一；7)镍金属层的蒸镀在p型掺杂硅层和二氧化硅层的上面蒸镀上一层镍金属层；8)镍金属层的光刻对蒸镀的镍金属层进行光刻；要求镍金属层覆盖住源极部位的p型掺杂硅层，形成源极电极；要求镍金属层覆盖住漏极部位的p型掺杂硅层，形成漏极电极；要求镍金属层覆盖住控制栅极部位的二氧化硅隔离层，形成控制栅极电极；要求镍金属层覆盖住阴极调节电极部位的二氧化硅隔离层，形成阴极调节电极；要求漏极、控制栅极、阴极调节电极和源极的各个电极互不相连； 9)二氧化硅覆盖层的制作在双栅极发射体阴极控制结构的上面制备出二氧化硅层；要求将所有的漏极、控制栅极、阴极调节电极、源极和二氧化硅隔离层全部覆盖起来；10)二氧化硅覆盖层的光刻对二氧化硅覆盖层进行光刻；要求仅仅暴露出镍金属漏极部分，其余部分充当双栅极发射体阴极控制结构中的二氧化硅覆盖层；11)玻璃表面的清洁处理对整体玻璃表面进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。本专利技术中的带有双栅极发射体阴极控制结构的碳纳米管阴极场致发射平板显示器主要由阳极面板结构、阴极面板结构、控制栅极结构及其附属消气剂元件构成。本专利技术中的带有双栅极发射体阴极控制结构的碳纳米管阴极场致发射平板显示器的制作工艺如下1、阴极板的制作1)碳纳米管阴极的印刷结合丝网印刷工艺，将碳纳米管印刷在衬底材料玻璃的双栅极发射体阴极控制结构中的镍本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器，包括由阴极面板［１］、阳极面板［１１］以及四周玻璃围框［１５］所构成的密封真空腔、阳极面板［１１］上有光刻的锡铟氧化物薄膜层［１２］以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层［１４］、在阴极面板上制备有碳纳米管阴极［１０］，其特征在于：在阴极面板上制备有双栅极发射体阴极控制结构，每一个像素点下对应的碳纳米管阴极都制备有一个用于调整碳纳米管场致发射电子的能力，达到使得整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的双栅极发射体阴极控制结构。
【技术特征摘要】
1.一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器，包括由阴极面板[1]、阳极面板[11]以及四周玻璃围框[15]所构成的密封真空腔、阳极面板[11]上有光刻的锡铟氧化物薄膜层[12]以及制备在锡铟氧化物薄膜层上面的荧光粉层[14]、在阴极面板上制备有碳纳米管阴极[10]，其特征在于在阴极面板上制备有双栅极发射体阴极控制结构，每一个像素点下对应的碳纳米管阴极都制备有一个用于调整碳纳米管场致发射电子的能力，达到使得整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的双栅极发射体阴极控制结构。2.如权利要求1所述的一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器，其特征在于所述的双栅极发射体阴极控制结构包括衬底材料[1]、在衬底材料[1]上制备的二氧化硅层[2]、在二氧化硅层上制备的带有导电沟道的p型掺杂硅层[3]、在p型掺杂硅层上制备的二氧化硅隔离层[4]、穿过二氧化硅隔离层[4]设置在掺杂硅层[3]上的漏极[5]、设置在二氧化硅隔离层[4]上的控制栅极[6]、阴极调节电极[7]、源极[8]和二氧化硅覆盖层[9]，漏极[5]、控制栅极[6]、阴极调节电极[7]和源极[8]的各个电极互不相连。3.如权利要求2所述的一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器，其特征在于所述的双栅极发射体阴极控制结构的固定位置为安装固定在阴极面板上。4.如权利要求2所述的一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器，其特征在于所述的双栅极发射体阴极控制结构的衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃；衬底材料上存在一个二氧化硅绝缘层；在二氧化硅绝缘层的上面制备了一层掺杂硅层；掺杂硅层可以为p型，也可以为n型；掺杂硅层可以制作一层，也可以制作多层；5.如权利要求2所述的一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器，其特征在于所述双栅极发射体阴极控制结构在掺杂硅层的上面再次制备一层二氧化硅绝缘隔离层；在二氧化硅绝缘隔离层的上面制作一个金属导电层，分别充当源极、漏极、控制栅极和阴极调节电极；源极、漏极、控制栅极以及阴极调节电极可以用金属金、银、镍、铬、铝来制作；需要在源极、控制栅极以及阴极调节电极的上面覆盖上一层二氧化硅保护层；将碳纳米管阴极制备在漏极上。6.一种带有双栅极发射体阴极控制结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于制作工艺如下a、阴极板的制作1)碳纳米管阴极[10]的印刷结合丝网印刷工艺，将碳纳米管[10]印刷在衬底材料[1]的双栅极发射体阴极控制结构中的镍金属漏极[5]上，形成用于发射电子的碳纳米管[10]阴极；2)碳纳米管[10]阴极的后处理对印刷后的碳纳米管[10]阴极进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性，b、阳极面板的制作1)清洁平板玻璃[11]，除掉表面杂质；2)在平板玻璃[11]上蒸镀一层锡铟氧化物[12]薄膜；3)对锡铟氧化物[12]薄膜进行光刻，形成导电条；4)结合丝网印刷工艺，在导电条的非显示区域印刷绝缘浆料[13]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...
【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]
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