高度集成化柵極結構的平板顯示器的製作方法
2023-11-11 22:12:17 1
專利名稱：高度集成化柵極結構的平板顯示器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於微電子科學技術、真空科學技術、平面顯示技術以及納米科學技術的相互交叉技術領域，涉及一種高度集成化柵極結構、碳納米管陰極、三極結構的高度集成化柵極結構的平板顯示器。
背景技術：
對於利用碳納米管作為陰極材料的場致發射平面顯示器件來說，為了能夠最大程度的降低生產成本，降低整體器件的工作電壓，以便於和常規的IC電路相結合，製作三極結構的場致發射平面顯示器件是一個必然的選擇。
在三極結構的碳納米管陰極場致發射顯示器件中，柵極結構對於碳納米管陰極的電子發射起著必要的控制作用，柵極結構是平板顯示器件中必不可少的一個組成部分，其控制特性也是衡量平板器件的重要性能指標之一。柵極結構的製作工藝、結構形式的選擇以及柵極襯底材料的選擇都有著十分嚴格的要求，但其中都含有了相當複雜的製作工藝，造成總體器件的製作成本很高。因此，簡化製作工藝和降低製作成本是研究人員所面臨的一個現實問題。柵極材料的主要選擇原則為必須要具有一定的電學絕緣等級，以使控制柵極部分和碳納米管陰極部分在較高電壓下能夠完全相互電學絕緣；必須要能夠應用到真空環境當中，並且在真空環境下出氣量要小；要求控制柵極的基底材料和陰極襯底材料的熱膨脹係數相接近，避免在高溫燒結封裝的過程中發生炸裂現象，等等。
此外，在確保柵極結構對碳鈉米管陰極具有良好控制作用的前提下，需要儘可能的降低總體器件成本，從而實現工藝簡單、穩定可靠、成本低廉的器件製作，這也是進行實際產品規模化生產的基礎。
發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的不足而提供一種高度集成化柵極結構、製作過程穩定可靠、成本低廉、結構簡單、製作成功率高的高度集成化柵極結構的平板顯示器。
本實用新型的目的是這樣實現的高度集成化柵極結構的平板顯示器包括陰極面板、陽極面板和四周玻璃圍框構成的密封真空腔、在陽極面板上有光刻的錫銦氧化物薄膜層以及製備在錫銦氧化物薄膜層上面的螢光粉層、設置在陰極面板上的碳納米管陰極、位於真空腔內部起支撐作用的絕緣隔離支撐牆，在陰極面板上設置有控制碳納米管陰極電子發射的高度集成化柵極結構。所述的高度集成化柵極結構包括以玻璃為襯底材料的陰極面板、在陰極面板上設置的碳納米管陰極導電條、在碳納米管陰極導電條上設置的碳納米管陰極、在碳納米管陰極導電條的兩邊設置的光敏玻璃層、在光敏玻璃層的上方設置的控制柵極導電條、在控制柵極導電條的上方設置的控制柵極導電條覆蓋層，在控制柵極導電條覆蓋層的內部設置有電子通道孔。
本實用新型中的高度集成化控制柵極結構的固定位置為安裝固定在陰極面板上；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構位於碳納米管陰極的正上方，用於控制碳納米管陰極的電子發射；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構的襯底材料為大型、具有相當良好的耐熱性和可操作性、成本低廉的高性能絕緣材料；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構的襯底材料為玻璃，如鈉鈣玻璃，硼矽玻璃；本實用新型中高度集成化控制柵極結構的控制柵極導電條為銀漿條，也可以為鉻、鎳、金、銀金屬條；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中的銀漿條是結合絲網印刷工藝完成的；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中的銀漿條上面覆蓋了一層絕緣漿料層；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中是用光敏玻璃來製作控制柵極條和碳納米管陰極之間的絕緣層的；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中導電銀漿條的走向和碳納米管陰極導電條的走向是相互垂直的；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中的電子通道孔圖案是採用曝光工藝實現的；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中的光敏玻璃是採用高溫加熱工藝來完成固化的；本實用新型中的高度集成化控制柵極結構中的光敏玻璃中的電子通道孔是採用腐蝕工藝實現的。本實用新型中的高度集成化控制柵極結構由襯底材料玻璃、碳納米管陰極導電條、碳納米管陰極、光敏玻璃層、控制柵極導電條、控制柵極導電條覆蓋層，電子通道孔構成。
本實用新型具有如下積極效果本實用新型中的帶有高度集成化控制柵極結構是位於碳納米管陰極的上部的，用於控制碳納米管陰極電子的場致發射。當在控制柵極上施加適當電壓的時候，碳納米管陰極就會發射出大量的電子，所發射的電子在陽極高電壓的作用下，直接向陽極高速運動，對螢光粉層進行轟擊，從而發出可見光。本實用新型中的帶有高度集成化控制柵極結構中使用光敏玻璃作為控制柵極導電條和碳納米管之間的絕緣材料，當對光敏玻璃進行熱處理之後，光敏玻璃形成緻密的玻璃層，從而和襯底材料玻璃融為一體，真正體現了高度集成化的意義。本實用新型中的帶有高度集成化控制柵極結構中結合曝光工藝和腐蝕工藝來形成了電子通道孔，電子通道孔的孔徑可以作得很小，從而為進一步提高整體顯示器件的解析度提供了一定的便利條件。由於緻密的玻璃具有良好的電學絕緣性能，這可提高控制柵極和碳納米管陰極之間的絕緣等級，避免控制柵極與碳納米管陰極在高電壓下出現電學擊穿現象；由於採用平板玻璃作為控制柵極的襯底材料，無需採用特殊的製作工藝，這就簡化了整體器件的製作工藝，降低了製作成本，提高了整體器件的製作成功率。
圖1給出了高度集成化控制柵極結構的縱向結構示意圖。
圖2給出了高度集成化控制柵極結構的橫向結構示意圖。
圖3中給出了一個帶有高度集成化控制柵極結構的場致發射平面顯示器的
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步說明，但本實用新型並不局限於這些實施例。
如圖1、2、3所示，本實用新型包括陰極面板1、陽極面板8和四周玻璃圍框13構成的密封真空腔、在陽極面板8上有光刻的錫銦氧化物薄膜層9以及製備在錫銦氧化物薄膜層上面的螢光粉層11、設置在陰極面板1上的碳納米管陰極3、位於真空腔內部起支撐作用的絕緣隔離支撐牆12，在陰極面板1上設置有控制碳納米管陰極3電子發射的高度集成化柵極結構。
所述的高度集成化柵極結構包括以玻璃為襯底材料的陰極面板1、在陰極面板1上設置的碳納米管陰極導電條2、在碳納米管陰極導電條2上設置的碳納米管陰極3、在碳納米管陰極導電條2的兩邊設置的光敏玻璃層4、在光敏玻璃層4的上方設置的控制柵極導電條5、在控制柵極導電條5的上方設置的控制柵極導電條覆蓋層6，在控制柵極導電條覆蓋層6的內部設置有電子通道孔7。陰極面板1的材料為玻璃。所述的高度集成化控制柵極結構中的控制柵極導電條5為銀漿條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，控制柵極導電條5上面覆蓋有一層絕高度集成化控制柵極結構中是用光敏玻璃來製作控制柵極條和碳納米管陰極之間的絕緣層的，電子通道孔圖案是採用曝光工藝實現的，光敏玻璃是採用高溫加熱工藝來完成固化的，光敏玻璃中的電子通道孔是採用腐蝕工藝實現的。
權利要求1.一種高度集成化柵極結構的平板顯示器，包括陰極面板(1)、陽極面板(8)和四周玻璃圍框(13)構成的密封真空腔、在陽極面板(8)上有光刻的錫銦氧化物薄膜層(9)以及製備在錫銦氧化物薄膜層上面的螢光粉層(11)、設置在陰極面板(1)上的碳納米管陰極(3)、位於真空腔內部起支撐作用的絕緣隔離支撐牆(12)，其特徵在於在陰極面板(1)上設置有控制碳納米管陰極(3)電子發射的高度集成化柵極結構。
2.根據權利要求1所述的一種高度集成化柵極結構的平板顯示器，其特徵在於所述的高度集成化柵極結構包括以玻璃為襯底材料的陰極面板(1)、在陰極面板(1)上設置的碳納米管陰極導電條(2)、在碳納米管陰極導電條(2)上設置的碳納米管陰極(3)、在碳納米管陰極導電條(2)的兩邊設置的光敏玻璃層(4)、在光敏玻璃層(4)的上方設置的控制柵極導電條(5)、在控制柵極導電條(5)的上方設置的控制柵極導電條覆蓋層(6)，在控制柵極導電條覆蓋層(6)的內部設置有電子通道孔(7)。
3.根據權利要求1所述的一種高度集成化柵極結構的平板顯示器，其特徵在於陰極面板(1)的材料為玻璃。
4.根據權利要求1所述的一種高度集成化柵極結構的平板顯示器，其特徵在於所述的高度集成化控制柵極結構中的控制柵極導電條(5)為銀漿條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，控制柵極導電條(5)上面覆蓋有一層絕緣漿料層，控制柵極導電條(5)的走向和碳納米管陰極導電條(2)的走向相互垂直。
專利摘要本實用新型涉及一種高度集成化柵極結構、碳納米管陰極、三極結構的高度集成化柵極結構的平板顯示器，包括陰極面板、陽極面板和玻璃圍框構成的真空腔、陽極面板上的錫銦氧化物薄膜層和錫銦氧化物薄膜層上的螢光粉層、陰極面板上的碳納米管陰極、真空腔內部的絕緣隔離支撐牆，在陰極面板上有控制碳納米管陰極電子發射的高度集成化柵極結構，具有製作過程穩定可靠、成本低廉、結構簡單、製作成功率高的優點。
文檔編號H01J1/00GK2798306SQ20052003074
公開日2006年7月19日 申請日期2005年5月24日 優先權日2005年5月24日
發明者李玉魁 申請人:中原工學院