專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于平面顯示技術(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，涉及一種碳納米管陰極的平板場(chǎng)致發(fā)射顯示器的器件制作方面的內(nèi)容，特別涉及一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平面顯示器件及其制作工藝。
背景技術(shù)：
顯示器件是一種十分重要的人機(jī)交流設(shè)備，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到各種行業(yè)當(dāng)中。而利用碳納米管作為陰極材料制作的場(chǎng)致發(fā)射平板顯示器件是一種新型的平面器件，具有清晰度高、顯示亮度高、完全平板化以及適用溫區(qū)廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)引起了眾多研究人員的高度關(guān)注。
碳納米管是一種同軸的管狀物質(zhì)，在外加電壓的作用下能夠發(fā)射出大量的電子，它具有小的尖端曲率半徑，高的縱橫比率，良好的場(chǎng)致發(fā)射特性以及優(yōu)良的物理化學(xué)穩(wěn)定性，是一種相當(dāng)優(yōu)秀的冷陰極發(fā)射材料。在碳納米管陰極平板場(chǎng)致發(fā)射顯示器件當(dāng)中，柵極結(jié)構(gòu)是一個(gè)比較關(guān)鍵的元件，它對(duì)碳納米管陰極起著必要的控制作用。那么，如何在充分利用直接生長(zhǎng)法制備碳納米管陰極所具有的良好場(chǎng)致發(fā)射特性的基礎(chǔ)上，將控制柵極結(jié)構(gòu)和碳納米管陰極結(jié)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合到一起，從而促進(jìn)整體器件的高度集成化發(fā)展，以及如何選擇適合的柵極結(jié)構(gòu)形式，如何選擇適合的柵極制作工藝，等等，這些都是需要重點(diǎn)考慮的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
目前，用于碳納米管陰極的制備方法大致可分為兩類(lèi)，即直接生長(zhǎng)法和移植法。采用移植法能夠進(jìn)行大面積的碳納米管陰極制作，但是所制備的碳納米管陰極的發(fā)射效果要差一些。采用直接生長(zhǎng)法制備的碳納米管陰極的場(chǎng)致發(fā)射特性要優(yōu)于其它移植方法制備的碳納米管陰極的場(chǎng)致發(fā)射特性，所生長(zhǎng)的碳納米管的密度比較高，膜層也比較厚，并且基本上無(wú)其它雜質(zhì)的影響，具有發(fā)射電流比較均勻、發(fā)射電流密度大、發(fā)射電流比較穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，這是用移植法制備的碳納米管陰極所無(wú)法相比擬的。
此外，在平板場(chǎng)致發(fā)射顯示器件當(dāng)中，在確保柵極結(jié)構(gòu)對(duì)碳納米管陰極具有良好控制作用的前提下，還需要盡可能的降低總體器件成本，進(jìn)行穩(wěn)定可靠、成本低廉、性能優(yōu)良、高質(zhì)量的器件制作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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(guò)程穩(wěn)定可靠、制作成功率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器件及其制作工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括由陰極面板、陽(yáng)極面板和四周玻璃圍框所構(gòu)成的密封真空腔、在陽(yáng)極面板上有光刻的陽(yáng)極導(dǎo)電層以及制備在陽(yáng)極導(dǎo)電層上面的熒光粉層、陰極面板和陽(yáng)極面板之間的支撐墻結(jié)構(gòu)以及消氣劑附屬元件，在陰極面板上安裝固定有將柵極和陰極集成到一起的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，圓環(huán)狀陰極分別位于圓環(huán)狀柵極的內(nèi)部和外部，其電子發(fā)射受到柵極結(jié)構(gòu)的控制。
集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)包括襯底材料、存在于襯底材料下表面的陰極導(dǎo)電層、陰極導(dǎo)電層上的陰極覆蓋層、存在于襯底材料上表面的絕緣隔離層，對(duì)絕緣隔離層進(jìn)行刻蝕，刻蝕后的絕緣隔離層的形狀為圓環(huán)狀，圓環(huán)中間暴露出下面的襯底材料，圓環(huán)外部為兩個(gè)半圓環(huán)狀，兩個(gè)半圓環(huán)狀部分暴露出底部的襯底材料，在絕緣隔離層的上面蒸鍍有柵極導(dǎo)電層，在柵極導(dǎo)電層覆蓋有柵極覆蓋層，在暴露的襯底材料上表面蒸鍍有催化劑金屬層，在催化劑金屬層上制備有碳納米管陰極。
襯底材料為摻雜硅片，襯底材料摻雜硅片既可以為n型，也可以為p型，陰極導(dǎo)電層為金屬層，可以為金屬金、銀、鋁、錫、鉬、鉻之一，陰極導(dǎo)電層的上面存在用于將陰極導(dǎo)電層以及整體硅片的下表面全部覆蓋住的陰極覆蓋層，柵極導(dǎo)電層為金屬層，可以為金屬金、銀、鋁、錫、鉬、鉻之一，柵極導(dǎo)電層的上面存在一個(gè)用于將柵極導(dǎo)電層完全覆蓋住柵極覆蓋層，催化劑金屬層可以為金屬鐵、鈷、鎳之一。
一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器的工藝，其制作工藝包括如下步驟1)、制作出陰極面板和陽(yáng)極面板，2)、在陰極面板上制作集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，3)、在陽(yáng)極玻璃面板上形成陽(yáng)極電極層，在陽(yáng)極電極層的非顯示區(qū)域印刷絕緣漿料層，在陽(yáng)極電極層上面的顯示區(qū)域印刷熒光粉層；4)、器件裝配將陰極玻璃面板、陽(yáng)極玻璃面板、支撐墻結(jié)構(gòu)玻璃圍框裝配到一起，并將消氣劑放入到空腔當(dāng)中，用低熔點(diǎn)玻璃粉固定；5)、成品制作對(duì)裝配好的器件進(jìn)行封裝。
所述的步驟2的具體步驟如下1)、制作出襯底材料，2)、陰極導(dǎo)電層的制作在襯底材料下表面蒸鍍上一層金屬，結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，制作出陰極導(dǎo)電層；3)、陰極覆蓋層的制作在襯底材料的下表面制備出一層二氧化硅層，作為陰極覆蓋層，用于將陰極導(dǎo)電層以及硅片的下表面全部覆蓋??；4)、絕緣隔離層的制作在襯底材料摻雜硅片的上表面制備出一層二氧化硅層，即絕緣隔離層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，可以對(duì)絕緣隔離層進(jìn)行刻蝕；此絕緣隔離層用于將柵極和陰極相互隔離開(kāi)來(lái)；刻蝕后的絕緣隔離層應(yīng)具有如下的形狀，即對(duì)于一個(gè)陰極陣列結(jié)構(gòu)而言，其絕緣隔離層應(yīng)該為圓環(huán)狀，其圓環(huán)中間的二氧化硅部分被完全刻蝕掉，暴露出下面的襯底材料，其圓環(huán)外部的二氧化硅層被部分刻蝕掉，即對(duì)靠近圓環(huán)狀絕緣隔離層的外圍進(jìn)行部分刻蝕，形成兩個(gè)半圓環(huán)狀，要求將兩個(gè)半圓環(huán)狀部分的二氧化硅層完全去掉，暴露出底部的襯底材料；5)、柵極導(dǎo)電層的制作在絕緣隔離層的上面蒸鍍一個(gè)金屬層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，形成柵極導(dǎo)電層；6)、柵極覆蓋層的制作在絕緣隔離層的上面再次制備出一個(gè)二氧化硅層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)二氧化硅層進(jìn)行刻蝕，形成柵極覆蓋層；此柵極覆蓋層用于將柵極導(dǎo)電層全部覆蓋住，但是不能覆蓋暴露的襯底材料；7)、催化劑金屬層的制作在暴露的襯底材料的上表面蒸鍍一層金屬，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，形成催化劑金屬層；8)、碳納米管陰極的生長(zhǎng)利用催化劑金屬層作為生長(zhǎng)碳納米管用的催化劑，結(jié)合低溫直接生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)出碳納米管陰極所述的步驟3的具體步驟如下1)、陽(yáng)極玻璃面板的制作對(duì)整體平板玻璃進(jìn)行裁剪，制作出陽(yáng)極玻璃面板；2)、陽(yáng)極電極層的制作在陽(yáng)極玻璃面板上蒸鍍一層錫銦氧化物膜層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)錫銦氧化物膜層進(jìn)行刻蝕，形成陽(yáng)極電極層；
3)、絕緣漿料層的制作結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在陽(yáng)極電極層的非顯示區(qū)域印刷絕緣漿料層，用于防止寄生電子發(fā)射；經(jīng)過(guò)烘烤，烘烤溫度150℃，保持時(shí)間5分鐘，之后，放置在燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度580℃，保持時(shí)間10分鐘；4)、熒光粉層的制作結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在陽(yáng)極電極層上面的顯示區(qū)域印刷熒光粉層；在烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤(烘烤溫度120℃，保持時(shí)間10分鐘)；5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有集成化階梯狀槽柵結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作工藝，其特征在于所述的步驟4的具體步驟如下將陰極玻璃面板、陽(yáng)極玻璃面板、支撐墻結(jié)構(gòu)玻璃圍框裝配到一起，并將消氣劑放入到空腔當(dāng)中，用低熔點(diǎn)玻璃粉固定，在玻璃面板的四周涂抹好低熔點(diǎn)玻璃粉，用夾子固定。
所述的步驟5的具體步驟如下對(duì)已經(jīng)裝配好的器件進(jìn)行如下的封裝工藝將樣品器件放入烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤；放入燒結(jié)爐當(dāng)中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；在排氣臺(tái)上進(jìn)行器件排氣、封離，在烤消機(jī)上對(duì)器件內(nèi)部的消氣劑進(jìn)行烤消，最后加裝管腳形成成品件。
本發(fā)明具有如下的積極效果本發(fā)明中的最主要特點(diǎn)在于制作了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，并制作了帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的、碳納米管陰極的場(chǎng)致發(fā)射平板發(fā)光顯示器件。
首先，在本發(fā)明中制作了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，極大地增加了碳納米管陰極的發(fā)射面積，充分利用了邊緣場(chǎng)致發(fā)射增強(qiáng)效應(yīng)。一方面，將柵極結(jié)構(gòu)制作成了圓環(huán)狀，并且在圓環(huán)狀柵極的內(nèi)側(cè)和外側(cè)都進(jìn)行了碳納米管陰極的生長(zhǎng)，這樣就極大地增加了一個(gè)陰極電子發(fā)射點(diǎn)中的碳納米管陰極的發(fā)射面積，提高了碳納米管陰極的發(fā)射效率；另一方面，由于在柵極結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)都制備有碳納米管陰極，也就是說(shuō)，當(dāng)在柵極上施加適當(dāng)電壓以后，就會(huì)在碳納米管陰極頂端形成強(qiáng)大的電場(chǎng)強(qiáng)度，迫使碳納米管陰極發(fā)射出大量的電子，形成冷場(chǎng)致發(fā)射現(xiàn)象。由于在這種集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)中，柵極和碳納米管陰極的相鄰接觸面積增加，也就更加充分的利用了碳納米管陰極的邊緣場(chǎng)致發(fā)射增強(qiáng)效應(yīng)，提高了陰極的電子發(fā)射效率，使得碳納米管陰極面積中，不良發(fā)射現(xiàn)象受到了一定程度的抑制。
其次，在本發(fā)明中制作了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，襯底材料摻雜硅片既充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的襯底材料，同時(shí)也充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的陰極導(dǎo)電電極；在絕緣隔離層上制作了柵極導(dǎo)電層，而在暴露的襯底材料硅片的上表面制備了碳納米管陰極。這種結(jié)構(gòu)有效的將柵極和碳納米管陰極高度集成到一起，有利于進(jìn)一步降低整體器件的生產(chǎn)成本，提高整體器件的顯示分辨率，提高器件的電子發(fā)射效率。
第三，在本發(fā)明中制作了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，在暴露的襯底材料硅片的上表面制作了催化劑金屬層，這就為后續(xù)工藝中的碳納米管陰極的生長(zhǎng)作了充分的準(zhǔn)備，這樣就可以在硅片表面直接進(jìn)行碳納米管的生長(zhǎng)了；由于位于圓環(huán)狀絕緣隔離層的內(nèi)側(cè)碳納米管陰極和外側(cè)的兩個(gè)半圓環(huán)狀碳納米管陰極都位于襯底材料硅片上，因此，實(shí)際上二者是連接在一起的。結(jié)合低溫直接生長(zhǎng)法，進(jìn)行了碳納米管陰極的制備。這樣，就充分利用了直接生長(zhǎng)法制備的碳納米管陰極所具有的良好場(chǎng)致發(fā)射特性。
在本發(fā)明中的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)中，并沒(méi)有采用特殊的結(jié)構(gòu)制作材料，也沒(méi)有采用特殊的器件制作工藝，進(jìn)一步降低了整體平板顯示器件的制作成本，簡(jiǎn)化了器件的制作流程，有利于進(jìn)行商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1給出了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖；圖2給出了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的橫向結(jié)構(gòu)示意圖；圖3給出了帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的、碳納米管場(chǎng)致發(fā)射平面顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括由陰極面板9、陽(yáng)極面板11和四周玻璃圍框10所構(gòu)成的密封真空腔、在陽(yáng)極面板11上有光刻的陽(yáng)極導(dǎo)電層12以及制備在陽(yáng)極導(dǎo)電層12上面的熒光粉層14、陰極面板9和陽(yáng)極面板11之間的支撐墻結(jié)構(gòu)16以及消氣劑附屬元件15，在陰極面板9上安裝固定有將柵極和陰極集成到一起的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，圓環(huán)狀陰極分別位于圓環(huán)狀柵極的內(nèi)部和外部，其電子發(fā)射受到柵極結(jié)構(gòu)的控制。
集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)包括襯底材料1、存在于襯底材料下表面的陰極導(dǎo)電層2、陰極導(dǎo)電層2上的陰極覆蓋層3、存在于襯底材料上表面的絕緣隔離層4，對(duì)絕緣隔離層4進(jìn)行刻蝕，刻蝕后的絕緣隔離層的形狀為圓環(huán)狀，圓環(huán)中間暴露出下面的襯底材料，圓環(huán)外部為兩個(gè)半圓環(huán)狀，兩個(gè)半圓環(huán)狀部分暴露出底部的襯底材料，在絕緣隔離層4的上面蒸鍍有柵極導(dǎo)電層5，在柵極導(dǎo)電層5覆蓋有柵極覆蓋層6，在暴露的襯底材料上表面蒸鍍有催化劑金屬層7，在催化劑金屬層7上制備有碳納米管陰極8。
所述的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極面板上，柵極結(jié)構(gòu)和陰極結(jié)構(gòu)集成到一起，圓環(huán)狀陰極分別位于圓環(huán)狀柵極的內(nèi)部和外部，其電子發(fā)射受到柵極結(jié)構(gòu)的控制，襯底材料為摻雜硅片，襯底材料摻雜硅片既可以為n型，也可以為p型，襯底材料摻雜硅片既充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的襯底材料，同時(shí)也充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的陰極導(dǎo)電電極。
所述的集成化集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的襯底材料硅片的下表面存在一個(gè)陰極導(dǎo)電層，陰極導(dǎo)電層為金屬層，可以為金屬金、銀、鋁、錫、鉬、鉻之一，陰極導(dǎo)電層的上面存在用于將陰極導(dǎo)電層以及整體硅片的下表面全部覆蓋住的陰極覆蓋層。
所述的集成化集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的襯底材料摻雜硅片的上表面存在用于將柵極和陰極相互隔離開(kāi)來(lái)的絕緣隔離層，刻蝕后的絕緣隔離層應(yīng)具有如下的形狀對(duì)于一個(gè)陰極陣列結(jié)構(gòu)而言，其絕緣隔離層應(yīng)該為圓環(huán)狀，其圓環(huán)中間的二氧化硅部分被完全刻蝕掉，暴露出下面的襯底材料摻雜硅片，其圓環(huán)外部的二氧化硅層被部分刻蝕掉，對(duì)靠近圓環(huán)狀絕緣隔離層的外圍進(jìn)行部分刻蝕，形成兩個(gè)半圓環(huán)狀，兩個(gè)半圓環(huán)狀部分的二氧化硅層完全去掉，暴露出底部的襯底材料摻雜硅片。
所述集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的絕緣隔離層的上面存在柵極導(dǎo)電層，柵極導(dǎo)電層為金屬金、銀、鋁、錫、鉬、鉻之一，柵極導(dǎo)電層上面存在用于將柵極導(dǎo)電層覆蓋住柵極覆蓋層。集成化集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)暴露的襯底材料摻雜硅片上面存在催化劑金屬層，催化劑金屬層為金屬鐵、鈷、鎳之一。
本發(fā)明中的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)包括襯底材料硅片、陰極導(dǎo)電層、陰極覆蓋層、絕緣隔離層、柵極導(dǎo)電層、柵極覆蓋層、催化劑金屬層、碳納米管陰極部分，并采用如下的工藝進(jìn)行制作1、襯底材料硅片的制作對(duì)整體硅片進(jìn)行裁剪，制作出襯底材料摻雜硅片；此硅片為摻雜硅片，既可以為n型，也可以為p型；襯底材料摻雜硅片既充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的襯底材料，同時(shí)也充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的陰極導(dǎo)電電極；
2、陰極導(dǎo)電層的制作在襯底材料摻雜硅片的下表面蒸鍍上一層金屬鉬，結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬鉬層進(jìn)行刻蝕，制作出陰極導(dǎo)電層；3、陰極覆蓋層的制作在襯底材料摻雜硅片的下表面制備出一層二氧化硅層，作為陰極覆蓋層，用于將陰極導(dǎo)電層以及硅片的下表面全部覆蓋??；4、絕緣隔離層的制作在襯底材料摻雜硅片的上表面制備出一層二氧化硅層，即絕緣隔離層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，可以對(duì)絕緣隔離層進(jìn)行刻蝕；此絕緣隔離層用于將柵極和陰極相互隔離開(kāi)來(lái)；刻蝕后的絕緣隔離層應(yīng)具有如下的形狀，即對(duì)于一個(gè)陰極陣列結(jié)構(gòu)而言，其絕緣隔離層應(yīng)該為圓環(huán)狀，其圓環(huán)中間的二氧化硅部分被完全刻蝕掉，暴露出下面的襯底材料摻雜硅片，其圓環(huán)外部的二氧化硅層被部分刻蝕掉，即對(duì)靠近圓環(huán)狀絕緣隔離層的外圍進(jìn)行部分刻蝕，形成兩個(gè)半圓環(huán)狀，要求將兩個(gè)半圓環(huán)狀部分的二氧化硅層完全去掉，暴露出底部的襯底材料摻雜硅片；5、柵極導(dǎo)電層的制作在絕緣隔離層的上面蒸鍍一個(gè)金屬鉻層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬鉻層進(jìn)行刻蝕，形成柵極導(dǎo)電層；6、柵極覆蓋層的制作在絕緣隔離層的上面再次制備出一個(gè)二氧化硅層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)二氧化硅層進(jìn)行刻蝕，形成柵極覆蓋層；此柵極覆蓋層用于將柵極導(dǎo)電層全部覆蓋住，但是不能覆蓋暴露的襯底材料摻雜硅片；7、催化劑金屬層的制作在暴露的襯底材料摻雜硅片的上表面蒸鍍一層金屬鈷，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬鈷層進(jìn)行刻蝕，形成催化劑金屬層；8、集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的表面清潔處理對(duì)集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行清潔處理，除掉雜質(zhì)和灰塵；9、碳納米管陰極的生長(zhǎng)利用催化劑金屬層作為生長(zhǎng)碳納米管用的催化劑，結(jié)合低溫直接生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)出碳納米管陰極。
本發(fā)明中帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的碳納米管場(chǎng)致發(fā)射平板顯示器的制作工藝如下1、襯底材料硅片的制作對(duì)整體硅片進(jìn)行裁剪，制作出襯底材料摻雜硅片；此硅片為摻雜硅片，既可以為n型，也可以為p型；襯底材料摻雜硅片既充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的襯底材料，同時(shí)也充當(dāng)了集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的陰極導(dǎo)電電極；2、陰極導(dǎo)電層的制作在襯底材料摻雜硅片的下表面蒸鍍上一層金屬鉬，結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬鉬層進(jìn)行刻蝕，制作出陰極導(dǎo)電層；3、陰極覆蓋層的制作在襯底材料摻雜硅片的下表面制備出一層二氧化硅層，作為陰極覆蓋層，用于將陰極導(dǎo)電層以及硅片的下表面全部覆蓋??；4、絕緣隔離層的制作在襯底材料摻雜硅片的上表面制備出一層二氧化硅層，即絕緣隔離層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，可以對(duì)絕緣隔離層進(jìn)行刻蝕；此絕緣隔離層用于將柵極和陰極相互隔離開(kāi)來(lái)；刻蝕后的絕緣隔離層應(yīng)具有如下的形狀，即對(duì)于一個(gè)陰極陣列結(jié)構(gòu)而言，其絕緣隔離層應(yīng)該為圓環(huán)狀，其圓環(huán)中間的二氧化硅部分被完全刻蝕掉，暴露出下面的襯底材料摻雜硅片，其圓環(huán)外部的二氧化硅層被部分刻蝕掉，即對(duì)靠近圓環(huán)狀絕緣隔離層的外圍進(jìn)行部分刻蝕，形成兩個(gè)半圓環(huán)狀，要求將兩個(gè)半圓環(huán)狀部分的二氧化硅層完全去掉，暴露出底部的襯底材料摻雜硅片；5、柵極導(dǎo)電層的制作在絕緣隔離層的上面蒸鍍一個(gè)金屬鉻層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬鉻層進(jìn)行刻蝕，形成柵極導(dǎo)電層；6、柵極覆蓋層的制作在絕緣隔離層的上面再次制備出一個(gè)二氧化硅層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)二氧化硅層進(jìn)行刻蝕，形成柵極覆蓋層；此柵極覆蓋層用于將柵極導(dǎo)電層全部覆蓋住，但是不能覆蓋暴露的襯底材料摻雜硅片；
7、催化劑金屬層的制作在暴露的襯底材料摻雜硅片的上表面蒸鍍一層金屬鈷，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬鈷層進(jìn)行刻蝕，形成催化劑金屬層；8、集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的表面清潔處理對(duì)集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行清潔處理，除掉雜質(zhì)和灰塵；9、碳納米管陰極的生長(zhǎng)利用催化劑金屬層作為生長(zhǎng)碳納米管用的催化劑，結(jié)合低溫直接生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)出碳納米管陰極；10、陽(yáng)極玻璃面板的制作對(duì)整體鈉鈣平板玻璃進(jìn)行裁剪，制作出陽(yáng)極玻璃面板；12、陽(yáng)極電極層的制作在陽(yáng)極玻璃面板上蒸鍍一層錫銦氧化物膜層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)錫銦氧化物膜層進(jìn)行刻蝕，形成陽(yáng)極電極層；13、絕緣漿料層的制作結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在陽(yáng)極電極層的非顯示區(qū)域印刷絕緣漿料層，用于防止寄生電子發(fā)射；經(jīng)過(guò)烘烤(烘烤溫度150℃，保持時(shí)間5分鐘)之后，放置在燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)(燒結(jié)溫度580℃，保持時(shí)間10分鐘)；14、熒光粉層的制作結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在陽(yáng)極電極層上面的顯示區(qū)域印刷熒光粉層；在烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤(烘烤溫度120℃，保持時(shí)間10分鐘)；15、器件裝配將陰極玻璃面板、陽(yáng)極玻璃面板、支撐墻結(jié)構(gòu)玻璃圍框裝配到一起，并將消氣劑放入到空腔當(dāng)中，用低熔點(diǎn)玻璃粉固定。在玻璃面板的四周涂抹好低熔點(diǎn)玻璃粉，用夾子固定。
16、成品制作對(duì)已經(jīng)裝配好的器件進(jìn)行如下的封裝工藝將樣品器件放入烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤；放入燒結(jié)爐當(dāng)中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；在排氣臺(tái)上進(jìn)行器件排氣、封離，在烤消機(jī)上對(duì)器件內(nèi)部的消氣劑進(jìn)行烤消，最后加裝管腳形成成品件。
權(quán)利要求
1.一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器，包括由陰極面板[9]、陽(yáng)極面板[11]和四周玻璃圍框[10]所構(gòu)成的密封真空腔、在陽(yáng)極面板[11]上有光刻的陽(yáng)極導(dǎo)電層[12]以及制備在陽(yáng)極導(dǎo)電層[12]上面的熒光粉層[14]、陰極面板[9]和陽(yáng)極面板[11]之間的支撐墻結(jié)構(gòu)[16]以及消氣劑附屬元件[15]，其特征在于在陰極面板[9]上安裝固定有將柵極和陰極集成到一起的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，圓環(huán)狀陰極分別位于圓環(huán)狀柵極的內(nèi)部和外部，其電子發(fā)射受到柵極結(jié)構(gòu)的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)包括襯底材料[1]、存在于襯底材料下表面的陰極導(dǎo)電層[2]、陰極導(dǎo)電層[2]上的陰極覆蓋層[3]、存在于襯底材料上表面的絕緣隔離層[4]，對(duì)絕緣隔離層[4]進(jìn)行刻蝕，刻蝕后的絕緣隔離層的形狀為圓環(huán)狀，圓環(huán)中間暴露出下面的襯底材料，圓環(huán)外部為兩個(gè)半圓環(huán)狀，兩個(gè)半圓環(huán)狀部分暴露出底部的襯底材料，在絕緣隔離層[4]的上面蒸鍍有柵極導(dǎo)電層[5]，在柵極導(dǎo)電層[5]覆蓋有柵極覆蓋層[6]，在暴露的襯底材料上表面蒸鍍有催化劑金屬層[7]，在催化劑金屬層[7]上制備有碳納米管陰極(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于襯底材料為摻雜硅片，襯底材料摻雜硅片既可以為n型，也可以為p型，陰極導(dǎo)電層為金屬層，可以為金屬金、銀、鋁、錫、鉬、鉻之一，陰極導(dǎo)電層的上面存在用于將陰極導(dǎo)電層以及整體硅片的下表面全部覆蓋住的陰極覆蓋層，柵極導(dǎo)電層為金屬層，可以為金屬金、銀、鋁、錫、鉬、鉻之一，柵極導(dǎo)電層的上面存在一個(gè)用于將柵極導(dǎo)電層完全覆蓋住柵極覆蓋層，催化劑金屬層可以為金屬鐵、鈷、鎳之一。
4.一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平板顯示器的工藝，其特征在于其制作工藝包括如下步驟1)、制作出陰極面板和陽(yáng)極面板，2)、在陰極面板上制作集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，3)、在陽(yáng)極玻璃面板上形成陽(yáng)極電極層，在陽(yáng)極電極層的非顯示區(qū)域印刷絕緣漿料層，在陽(yáng)極電極層上面的顯示區(qū)域印刷熒光粉層；4)、器件裝配將陰極玻璃面板、陽(yáng)極玻璃面板、支撐墻結(jié)構(gòu)玻璃圍框裝配到一起，并將消氣劑放入到空腔當(dāng)中，用低熔點(diǎn)玻璃粉固定；5)、成品制作對(duì)裝配好的器件進(jìn)行封裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有集成化階梯狀槽柵結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作工藝，其特征在于所述的步驟2的具體步驟如下1)、襯底材料硅片的制作2)、陰極導(dǎo)電層的制作在襯底材料下表面蒸鍍上一層金屬，結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，制作出陰極導(dǎo)電層；3)、陰極覆蓋層的制作在襯底材料的下表面制備出一層二氧化硅層，作為陰極覆蓋層，用于將陰極導(dǎo)電層以及硅片的下表面全部覆蓋??；4)、絕緣隔離層的制作在襯底材料摻雜硅片的上表面制備出一層二氧化硅層，即絕緣隔離層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，可以對(duì)絕緣隔離層進(jìn)行刻蝕；此絕緣隔離層用于將柵極和陰極相互隔離開(kāi)來(lái)；刻蝕后的絕緣隔離層應(yīng)具有如下的形狀，即對(duì)于一個(gè)陰極陣列結(jié)構(gòu)而言，其絕緣隔離層應(yīng)該為圓環(huán)狀，其圓環(huán)中間的二氧化硅部分被完全刻蝕掉，暴露出下面的襯底材料，其圓環(huán)外部的二氧化硅層被部分刻蝕掉，即對(duì)靠近圓環(huán)狀絕緣隔離層的外圍進(jìn)行部分刻蝕，形成兩個(gè)半圓環(huán)狀，要求將兩個(gè)半圓環(huán)狀部分的二氧化硅層完全去掉，暴露出底部的襯底材料；5)、柵極導(dǎo)電層的制作在絕緣隔離層的上面蒸鍍一個(gè)金屬層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，形成柵極導(dǎo)電層；6)、柵極覆蓋層的制作在絕緣隔離層的上面再次制備出一個(gè)二氧化硅層，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)二氧化硅層進(jìn)行刻蝕，形成柵極覆蓋層；此柵極覆蓋層用于將柵極導(dǎo)電層全部覆蓋住，但是不能覆蓋暴露的襯底材料；7)、催化劑金屬層的制作在暴露的襯底材料的上表面蒸鍍一層金屬，然后結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，形成催化劑金屬層；8)、碳納米管陰極的生長(zhǎng)利用催化劑金屬層作為生長(zhǎng)碳納米管用的催化劑，結(jié)合低溫直接生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)出碳納米管陰極
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有集成化階梯狀槽柵結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作工藝，其特征在于所述的步驟3的具體步驟如下1)、陽(yáng)極玻璃面板的制作對(duì)整體平板玻璃進(jìn)行裁剪，制作出陽(yáng)極玻璃面板；2)、陽(yáng)極電極層的制作在陽(yáng)極玻璃面板上蒸鍍一層錫銦氧化物膜層；結(jié)合常規(guī)的光刻工藝，對(duì)錫銦氧化物膜層進(jìn)行刻蝕，形成陽(yáng)極電極層；3)、絕緣漿料層的制作結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在陽(yáng)極電極層的非顯示區(qū)域印刷絕緣漿料層，用于防止寄生電子發(fā)射；經(jīng)過(guò)烘烤，烘烤溫度150℃，保持時(shí)間5分鐘，之后，放置在燒結(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度580℃，保持時(shí)間10分鐘；4)、熒光粉層的制作結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，在陽(yáng)極電極層上面的顯示區(qū)域印刷熒光粉層；在烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤(烘烤溫度120℃，保持時(shí)間10分鐘)；
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有集成化階梯狀槽柵結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作工藝，其特征在于所述的步驟4的具體步驟如下將陰極玻璃面板、陽(yáng)極玻璃面板、支撐墻結(jié)構(gòu)玻璃圍框裝配到一起，并將消氣劑放入到空腔當(dāng)中，用低熔點(diǎn)玻璃粉固定，在玻璃面板的四周涂抹好低熔點(diǎn)玻璃粉，用夾子固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有集成化階梯狀槽柵結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作工藝，其特征在于所述的步驟5的具體步驟如下對(duì)已經(jīng)裝配好的器件進(jìn)行如下的封裝工藝將樣品器件放入烘箱當(dāng)中進(jìn)行烘烤；放入燒結(jié)爐當(dāng)中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；在排氣臺(tái)上進(jìn)行器件排氣、封離，在烤消機(jī)上對(duì)器件內(nèi)部的消氣劑進(jìn)行烤消，最后加裝管腳形成成品件。
全文摘要
本發(fā)明特別涉及一種帶有集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)的平面顯示器件及其制作工藝，包括由陰極面板、陽(yáng)極面板和四周玻璃圍框所構(gòu)成的密封真空腔、用于控制電子發(fā)射的柵極以及生長(zhǎng)的碳納米管陰極、在陽(yáng)極面板上有光刻的陽(yáng)極導(dǎo)電層以及制備在陽(yáng)極導(dǎo)電層上面的熒光粉層、支撐墻結(jié)構(gòu)以及消氣劑附屬元件，在陰極面板上制作有將柵極和陰極集成到一起的集成化圓環(huán)狀雙陰極陣列結(jié)構(gòu)，將柵極和陰極高度集成化到一起，提高了器件的電子發(fā)射效率，具有制作過(guò)程穩(wěn)定可靠、制作工藝簡(jiǎn)單、制作成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J31/12GK1822292SQ20061001754
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者李玉魁 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院