[发明专利]尖角下栅控型阴极结构的平板显示器及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于平板显示技术领域、微电子科学与技术领域、真空科学与技术领域以及纳米科学与技术领域的相互交叉领域，涉及到平板场致发射显示器的器件制作，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，特别涉及一种尖角下栅控型阴极结构的平板显示器及其制作工艺。

背景技术

碳纳米管场致发射平板显示器是利用碳纳米管冷阴极发射的电子数轰击荧光粉层而发出可见光的显示器，它与阴极射线管显示器很相似，其基本工作原理也相同，因此有时将场致发射显示器成为扁平CRT。场致发射显示技术能够把阴极射线管显示器的明亮清晰与液晶显示器的重量轻、超薄型相结合起来，结果是具有液晶显示器的轻便、阴极射线管显示器的快响应速度以及比液晶显示器大得多的亮度和视角。碳纳米管场致发射平板显示器则是一种新型的平面型显示设备，业已代表了新一代国际平板显示技术的发展方向。

为了降低总体器件成本，以便于和常规的集成驱动电路相联系，制作三极结构的场致发射显示器件已经成为了一种必然的选择。目前，在所制作的大多数显示器件中，栅极结构的工作电压仍然是居高不下，栅极电流过于偏大，还很难用常规的集成电路来进行驱动。尽管进一步缩减栅极结构和碳纳米管阴极结构之间的距离，是减小栅极电压的最直接最有效的方法，但是也要受到绝缘材料的绝缘程度、材料属性以及制作工艺等各种因素的制约，不可能无限制的接近，同时还要防止二者之间在高电场强度下发生电学击穿现象的出现。另外，碳纳米管阴极的电子发射能力也会对整体器件的显示亮度和图像质量造成一定的影响，而目前对此还缺乏相应的调整措施。因此，在实际器件的制作过程中，究竟采用何种栅极结构控制模式，如何进一步降低栅极的工作电压，如何进一步增大碳纳米管阴极的电子发射效率，等等问题，都需要进一步的思考和加以解决。

此外，在三极结构的平板场致发射显示器件当中，在确保栅极结构对碳纳米管阴极具有良好控制作用的前提下，还需要尽可能的降低总体器件成本，进行稳定可靠、成本低廉、性能优良、高质量的器件制作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述平板显示器件中存在的缺点和不足而提供一种成本低廉、制作过程稳定可靠、制作成功率高、结构简单的带有一种尖角下栅控型阴极结构的平板显示器及其制作工艺。

本发明的目的是这样实现的，包括由阳极玻璃面板、阴极玻璃面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔；设置在阳极玻璃面板上的阳极导电层以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件；在阴极玻璃面板上设置有栅极引线层、碳纳米管以及尖角下栅控型阴极结构。

所述的尖角下栅控型阴极结构的衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃、硼硅玻璃，也就是阴极玻璃面板；阴极玻璃面板上的印刷的绝缘浆料层形成绝缘层；绝缘层上面刻蚀后的金属层形成栅极引线层；栅极引线层上面印刷的绝缘浆料层形成栅极升高层；栅极升高层呈现尖角圆锥型形状，底部坐落于栅极引线层的上面；栅极升高层表面上刻蚀后的金属层形成调控栅极层；调控栅极层布满栅极升高层的上表面，并和栅极引线层相互连通；调控栅极层上面的印刷绝缘浆料层形成间隔层；间隔层的下表面完全覆盖栅极引线层以及调控栅极层；间隔层的高度高于栅极升高层的高度；间隔层上表面为平面；间隔层上表面上存在类似字母W型异型孔，即此异型孔在间隔层的上表面的截面为中空的圆型面，此处的圆型面直径最大，从间隔层的上表面开始，逐渐向间隔层的内部凹陷，其侧面形成一个倾斜面；间隔层异型孔的下表面中心为一个圆盘面型形状，此圆盘面的中心位置和底部栅极升高层的尖角位于同一个垂直面上，即在垂直角度上看，栅极升高层尖角的位置也就使间隔层异型孔下表面中心圆盘面的圆心位置，在间隔层异型孔下表面圆盘面的周围存在着一个尖角向下的倒置三角形形状，此倒置三角形的尖角向下，一条斜边的上面相接于圆盘面的周围，其斜面的倾斜角度与栅极升高层侧面的倾斜角度相同，另一条斜边相接于异型孔外侧面的倾斜面，也就是构成了异型孔的外部侧面；异型孔下表面的中心圆盘面的高度要高于栅极升高层尖角的高度；间隔层异型孔内表面上的刻蚀后的金属层形成阴极过渡层；阴极过渡层布满间隔层异型孔的内表面；阴极过渡层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；间隔层上表面的刻蚀后的金属层形成阴极引线层；阴极引线层和阴极过渡层、阴极导电层都是相互连通的；阴极引线层上面的印刷的绝缘浆料层形成阴极覆盖层；碳纳米管制备在阴极导电层的上面。