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帶有vmos陰極結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作方法

文檔序號(hào):2969366閱讀:443來源:國知局
專利名稱:帶有vmos陰極結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于平面顯示技術(shù)領(lǐng)域、微電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域、真空科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域以及納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的相互交叉領(lǐng)域,涉及到平板場致發(fā)射顯示器的器件制作,具體涉及到碳納米管陰極的平板場致發(fā)射顯示器的器件制作方面的內(nèi)容,特別涉及到帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的、碳納米管陰極的場致發(fā)射平面顯示器件。
背景技術(shù)
碳納米管具有獨(dú)特的幾何外形,小的尖端曲率半徑,極高的機(jī)械強(qiáng)度,在外加電場的作用下,能夠發(fā)射出大量的電子,是一種較為理想的冷陰極制作材料。對(duì)于利用碳納米管作為陰極材料的場致發(fā)射平板顯示器件來說,圖像質(zhì)量是衡量器件制作成功與否的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一。而實(shí)現(xiàn)碳納米管能夠均勻、穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子,這是顯示良好圖像的先決條件。在碳納米管陰極的制備過程中,要受到許多因素的影響。從制備方法的角度來看,大多數(shù)采用的都是移植法,這樣在移植的過程中,受到制作工藝、烘烤工藝、制作漿料等多種因素的影響,其場致發(fā)射電子的能力已經(jīng)下降了許多;從陰極電阻的角度來看,由于需要額外在碳納米管陰極的下面制作陰極電極層,以便于確保外界電壓能夠順利地施加到碳納米管陰極上,然而,陰極電極層中電阻阻值的變化,也就極大地影響著施加到碳納米管上的電壓大?。粡奶技{米管陰極附著力的角度來看,這也是一個(gè)值得重視的問題,如果碳納米管陰極和底部襯底之間的附著力不太良好的話,那么在外加強(qiáng)電場的時(shí)候,碳納米管極其容易從襯底上脫落下來,造成顯示器件的永久性損壞;等等,那么如何采取切實(shí)可行的有效措施,能夠讓大面積的碳納米管陰極實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子,這是研究人員所認(rèn)真思考的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。
碳納米管陰極電極層的電阻阻值變化的影響因素比較突出。一方面在陰極電極層當(dāng)中的電流大小是不相同的,那么如果在某一時(shí)刻某一方向上的電流突然增加,就會(huì)導(dǎo)致在方向上電阻層的擊穿,形成器件的損壞,那么如何保證陰極電流能夠在電阻層當(dāng)中均勻的流動(dòng),這也是急需解決的問題;另一方面,不同碳納米管陰極的場致發(fā)射能力是不盡相同的,有的碳納米管陰極受到外界因素干擾的比較小,其場致發(fā)射能力有所增強(qiáng),那么其所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的亮度就會(huì)增加,而如果碳納米管因素受到外界因素干擾的比較大,其場致發(fā)射能力有所減弱,那么其所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的亮度就會(huì)減弱,那么如何能夠通過陰極電阻層的調(diào)節(jié)來確保碳納米管陰極上的電壓呢,也就是說,通過陰極電阻層來調(diào)節(jié)不同碳納米管陰極上的電壓大小,來確保碳納米管陰極具有足夠的場致發(fā)射能力,這是一個(gè)需要解決的現(xiàn)實(shí)問題。
此外,在盡可能不影響碳納米管陰極的場致發(fā)射能力的前提下,還需要進(jìn)一步降低平板器件的制作成本;在能夠進(jìn)行大面積的器件制作的同時(shí),還需要使得器件制作過程免于復(fù)雜化,有利于進(jìn)行商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述平板顯示器件中存在的缺點(diǎn)而提供一種成本低廉、制作過程穩(wěn)定可靠、制作成功率高、結(jié)構(gòu)簡單的帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平板顯示器件。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括由陰極玻璃面板、陽極玻璃面板和四周玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔、設(shè)置在陽極玻璃面板上的陽極電極層以及印刷在陽極電極層上的熒光粉層、用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極、在陰極玻璃面板上有印刷的碳納米管陰極、支撐墻結(jié)構(gòu)及其消氣劑附屬元件,在陰極玻璃面板上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)陰極電極層中的電流值,進(jìn)而調(diào)節(jié)碳納米管陰極上的電壓,以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子的VMOS陰極結(jié)構(gòu)。
所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)包括陰極玻璃面板、設(shè)置在陰極玻璃面板上的金屬層,金屬層呈現(xiàn)倒“V”字型結(jié)構(gòu),尖端向上;在金屬層上面覆蓋著一個(gè)絕緣層,在絕緣層的上面存在著一個(gè)n型重?fù)诫s硅層;n型重?fù)诫s硅層位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè),其高度不得高于倒“V”字型;n型重?fù)诫s硅層的上面存在著一個(gè)p型摻雜硅層;p型摻雜硅層位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè),其高度不得高于倒“V”字型;n型重?fù)诫s硅層和p型摻雜硅層的高度之和也不得高于倒“V”字型高度;p型摻雜硅層的上面存在著一個(gè)n型摻雜硅層,其位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)和頂端,高度要高于倒“V”字型結(jié)構(gòu);n型摻雜硅層的上面存在陰極電極層[7],碳納米管制備在陰極電極層的上面。
陰極電極層可以為鎳、鉬、鉻、鋁金屬。所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極玻璃面板上,基底材料為玻璃,如鈉鈣玻璃,硼硅玻璃。所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的金屬層[2]可以為鎳、鉻、鉬、鋁、金、銀金屬。所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的絕緣層可以為二氧化硅層,絕緣漿料層,聚酰亞胺層。
本實(shí)用新型具有如下的積極效果本實(shí)用新型中的最主要特點(diǎn)在于制作了VMOS陰極結(jié)構(gòu),并制作了帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的、碳納米管陰極的場致發(fā)射平板發(fā)光顯示器件。其特征在于制作了VMOS陰極結(jié)構(gòu),用于調(diào)節(jié)陰極電極層中的電流值,進(jìn)而調(diào)節(jié)碳納米管陰極上的電壓,以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子。
其一,在本實(shí)用新型中的VMOS陰極結(jié)構(gòu)中,其中的金屬層[2]充當(dāng)VMOS結(jié)構(gòu)中的門極,n型重?fù)诫s硅層[4]充當(dāng)VMOS結(jié)構(gòu)中的源極,p型摻雜硅層[5]充當(dāng)VMOS結(jié)構(gòu)中的溝道區(qū)所在層,n型摻雜硅層[6]充當(dāng)VMOS結(jié)構(gòu)中的漏極,而碳納米管就制備在位于漏極上面的陰極電極層的上面。當(dāng)在源極和門極上施加電壓的情況下,在p型摻雜硅層中就會(huì)形成溝道,這樣施加到源極上的電壓就通過溝道傳遞到漏極上,也就是說施加到碳納米管陰極上。利用這種VMOS陰極結(jié)構(gòu),就可以對(duì)流經(jīng)碳納米管陰極的電流進(jìn)行調(diào)節(jié),從而改變碳納米管陰極的電壓大小,以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子;在本發(fā)明的VMOS陰極結(jié)構(gòu)中,由于金屬層[2]制作成了倒“V”字型結(jié)構(gòu),這樣在p型摻雜硅層中所形成的溝道幾乎是垂直的導(dǎo)電溝道,這樣不僅能夠有效地解決VMOS結(jié)構(gòu)的散熱問題,避免陰極結(jié)構(gòu)的損壞,而且還可以允許有更大的電流流過,從而確保顯示器件的大功率實(shí)現(xiàn),也確保了碳納米管陰極的抗流能力;其二,在本實(shí)用新型中的VMOS陰極結(jié)構(gòu)中,利用在p型摻雜硅層所形成的溝道,可以將外界電壓傳遞到碳納米管陰極上,也就可以對(duì)碳納米管陰極上的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)某一像素點(diǎn)上的電流過大、像素點(diǎn)亮度過高的時(shí)候,就可以削弱施加到碳納米管陰極上的電壓,達(dá)到了減小碳納米管發(fā)射電流的作用;當(dāng)某一像素點(diǎn)的電流過小、像素點(diǎn)亮度過低的時(shí)候,與前一種情況相類似,也可以讓施加到碳納米管陰極上的電壓所有增加,從而能夠提高碳納米管發(fā)射電子的數(shù)量,相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的亮度也就會(huì)增強(qiáng)。這樣,通過調(diào)節(jié)不同像素點(diǎn)下碳納米管陰極的場致發(fā)射能力,達(dá)到實(shí)現(xiàn)整體碳納米管陰極能夠均勻、穩(wěn)定發(fā)射電子的目標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的顯示圖像質(zhì)量。
其三,在本實(shí)用新型中的VMOS陰極結(jié)構(gòu)中,在n型摻雜硅層上面還制作了陰極電極層,即制備了鉻金屬層,其目的就是利用鉻金屬電極作為過渡層,使得碳納米管陰極和摻雜硅層之間形成良好的電學(xué)接觸,使得外加電壓能夠順利地施加到碳納米管陰極上。
此外,在本實(shí)用新型中的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的制作過程中,并沒有采用特殊的結(jié)構(gòu)制作材料,也沒有采用特殊的器件制作工藝,這在很大程度上就進(jìn)一步降低了整體平板顯示器件的制作成本,有利于進(jìn)行商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1給出了VMOS陰極結(jié)構(gòu)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2給出了VMOS陰極結(jié)構(gòu)的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3中給出了一個(gè)帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平面顯示器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示,本實(shí)用新型包括由陰極玻璃面板1、陽極玻璃面板11和四周玻璃圍框17構(gòu)成的密封真空腔、設(shè)置在陽極玻璃面板11上的陽極電極層12以及印刷在陽極電極層上的熒光粉層14、用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極9、在陰極玻璃面板1上有印刷的碳納米管陰極10、在陽極電極層12的非顯示區(qū)域印刷的絕緣漿料層13、支撐墻結(jié)構(gòu)16及其消氣劑附屬元件15,在陰極玻璃面板1上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)陰極電極層中的電流值,進(jìn)而調(diào)節(jié)碳納米管陰極上的電壓,以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子的VMOS陰極結(jié)構(gòu)。
所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)包括陰極玻璃面板1、設(shè)置在陰極玻璃面板1上的金屬層2,金屬層呈現(xiàn)倒“V”字型結(jié)構(gòu),尖端向上;在金屬層上面覆蓋著一個(gè)絕緣層3,在絕緣層的上面存在著一個(gè)n型重?fù)诫s硅層4;n型重?fù)诫s硅層位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè),其高度不得高于倒“V”字型;n型重?fù)诫s硅層的上面存在著一個(gè)p型摻雜硅層5;p型摻雜硅層位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè),其高度不得高于倒“V”字型;n型重?fù)诫s硅層和p型摻雜硅層的高度之和也不得高于倒“V”字型高度;p型摻雜硅層的上面存在著一個(gè)n型摻雜硅層6,其位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)和頂端,高度要高于倒“V”字型結(jié)構(gòu);n型摻雜硅層的上面存在陰極電極層7,碳納米管制備在陰極電極層的上面。
在陰極玻璃面板上制備一層二氧化硅層;結(jié)合常規(guī)的光刻工藝,對(duì)二氧化硅層進(jìn)行刻蝕,去掉多余的部分,形成絕緣隔離層8;結(jié)合鍍膜機(jī),在絕緣隔離層8上面蒸鍍一層鉻金屬;結(jié)合常規(guī)的光刻工藝,對(duì)蒸鍍的鉻金屬層進(jìn)行刻蝕,去掉多余的部分,形成用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極9。
陰極電極層可以為鎳、鉬、鉻、鋁金屬。所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極玻璃面板上,基底材料為玻璃,如鈉鈣玻璃,硼硅玻璃。所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的金屬層2可以為鎳、鉻、鉬、鋁、金、銀金屬。所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的絕緣層可以為二氧化硅層,絕緣漿料層,聚酰亞胺層。
權(quán)利要求1.一種帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平板發(fā)光顯示器,包括由陰極玻璃面板[1]、陽極玻璃面板[11]和四周玻璃圍框[17]構(gòu)成的密封真空腔、設(shè)置在陽極玻璃面板[11]上的陽極電極層[12]以及印刷在陽極電極層上的熒光粉層[14]、用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極[9]、在陰極玻璃面板[1]上有印刷的碳納米管陰極[10]、支撐墻結(jié)構(gòu)[16]及其消氣劑附屬元件[15],其特征在于在陰極玻璃面板[1]上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)陰極電極層中的電流值,進(jìn)而調(diào)節(jié)碳納米管陰極上的電壓,以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子的VMOS陰極結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平面場致發(fā)射顯示器,其特征在于所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)包括陰極玻璃面板[1]、設(shè)置在陰極玻璃面板[1]上的金屬層[2],金屬層呈現(xiàn)倒“V”字型結(jié)構(gòu),尖端向上;在金屬層上面覆蓋著一個(gè)絕緣層[3],在絕緣層的上面存在著一個(gè)n型重?fù)诫s硅層[4];n型重?fù)诫s硅層位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè),其高度不得高于倒“V”字型;n型重?fù)诫s硅層的上面存在著一個(gè)p型摻雜硅層[5];p型摻雜硅層位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè),其高度不得高于倒“V”字型;n型重?fù)诫s硅層和p型摻雜硅層的高度之和也不得高于倒“V”字型高度;p型摻雜硅層的上面存在著一個(gè)n型摻雜硅層[6],其位于倒“V”字型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)和頂端,高度要高于倒“V”字型結(jié)構(gòu);n型摻雜硅層的上面存在陰極電極層[7],碳納米管制備在陰極電極層的上面。
3.如權(quán)利要求2所述的一種帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平面場致發(fā)射顯示器,其特征在于陰極電極層可以為鎳、鉬、鉻、鋁金屬。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平面場致發(fā)射顯示器,其特征在于所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極玻璃面板上,基底材料為玻璃,如鈉鈣玻璃,硼硅玻璃。
5.如權(quán)利要求2所述的一種帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平面場致發(fā)射顯示器,其特征在于所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的金屬層[2]可以為鎳、鉻、鉬、鋁、金、銀金屬。
6.如權(quán)利要求2所述的一種帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的平面場致發(fā)射顯示器,其特征在于所述的VMOS陰極結(jié)構(gòu)的絕緣層可以為二氧化硅層,絕緣漿料層,聚酰亞胺層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到碳納米管陰極的平板場致發(fā)射顯示器的器件制作方面的內(nèi)容,特別涉及到帶有VMOS陰極結(jié)構(gòu)的、碳納米管陰極的場致發(fā)射平面顯示器件,包括由陰極玻璃面板、陽極玻璃面板和四周玻璃圍框構(gòu)成的密封真空腔、設(shè)置在陽極玻璃面板上的陽極電極層以及印刷在陽極電極層上的熒光粉層、用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極、在陰極玻璃面板上有印刷的碳納米管陰極、支撐墻結(jié)構(gòu)及其消氣劑附屬元件,在陰極玻璃面板上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)陰極電極層中的電流值,進(jìn)而調(diào)節(jié)碳納米管陰極上的電壓,以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子的VMOS陰極結(jié)構(gòu),具有制作過程穩(wěn)定可靠、制作工藝簡單、制作成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J1/30GK2904284SQ20052014240
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者李玉魁 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院
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