[发明专利]半梯形斜栅控型发射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，特别涉及一种半梯形斜栅控型发射结构的平板显示器及其制作工艺。

背景技术

碳纳米管阴极场致发射显示器是一种固体真空平面显示装置，它是利用点 阵排列式碳纳米管冷阴极发射电子，轰击荧光粉层而发出可见光，以保证显示 性能的稳定可靠、色彩鲜艳以及高显示图像质量。碳纳米管是一种卷曲的石墨 层结构，具有小的尖端曲率半径，在外加电场强度的作用下，不需要额外的能 量就能够发射出大量的电子，形成冷场致发射现象。利用这一原理，已经进行 了平板场致发射显示器的器件研制工作。这种显示器具有高亮度、高显示图像 质量、高分辨率等特点，已经成为了国际平板显示领域的热门话题，也被公认 为是下一代平板显示设备的发展方向。

在目前的大多数碳纳米管阴极场致发射平板显示器中，都采用了栅极结构 位于碳纳米管阴极结构上方的结构模式。其栅极结构的控制作用非常显著，但 是都存在着栅极电压居高不下、栅极电流过于偏大等不利因素的影响，很难和 常规的集成驱动电路相联系在一起。尽管尽可能的缩减栅极结构和碳纳米管阴 极结构之间的距离是进一步降低栅极工作电压的最直接最简捷的方法，但是同 时还要受到绝缘材料的制作工艺、绝缘等级、材质属性等各种因素的制约，不 可能将二者距离制作的过于小，否则容易造成电学击穿现象的出现，导致整体 器件的毁坏。由于栅极结构位于碳纳米管阴极结构的上方，是碳纳米管阴极发 射的电子束的必经通道，受到栅极正电压的影响，必然会导致部分电子被栅极 结构所截留，形成栅极电流，这就减小了阳极结构的工作电流，降低了器件的 亮度，这也是一个需要克服的现象。而对于目前这些问题还都没有一个比较完 美的解决办法。

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、结构简单的半梯形斜栅控型发 射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；在阳极玻璃面板上有阳极导电层以及制备在阳 极导电层上面的荧光粉层；在阴极玻璃面板上有阴极引线层、碳纳米管以及半 梯形斜栅控型发射结构；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。

所述的半梯形斜栅控型发射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； 绝缘层上面的刻蚀后的金属层形成栅极引线层；栅极引线层上面的印刷的绝缘 浆料层形成栅极增高层；栅极增高层呈现倒置半梯形形状，即栅极增高层坐落 于栅极引线层的上方，其纵向截面呈现半个梯形形状，长边位于上方，短边位 于下方，短边和栅极引线层相互接触，从长边的边缘到短边处形成斜边，整个 半梯形形状环绕形成环形形状；栅极增高层上表面上的刻蚀后的金属层形成调 控栅极层；调控栅极层布满栅极增高层的上表面，且和底部的栅极引线层是相 互连通的；调控栅极层上面的印刷的绝缘浆料层形成间隔层；间隔层的上表面 为平面，其下表面要完全覆盖住调控栅极层、栅极增高层、栅极引线层以及空 余的绝缘层部分；间隔层上表面调控栅极层上方的刻蚀后的金属层形成阴极过 渡层；阴极过渡层呈现圆盘面型形状，在横向截面上是位于间隔层的上表面上， 在纵向截面上是位于呈现环形形状的栅极增高层的中央位置，阴极过渡层的圆 心位置与栅极增高层的圆心位置位于同一垂直面上，而阴极过渡层的直径不能 大于环形栅极增高层的内直径，在垂直方向上阴极过渡层的高度不能低于栅极 增高层上表面的高度；阴极过渡层上面的刻蚀后的金属层形成阴极导电层；阴 极导电层呈现井字型形状，即阴极导电层的中间部分为井字型形状，周围是一 个圆环型形状，将井字型包围在中间；间隔层上面的刻蚀后的金属层形成阴极 引线层；阴极引线层、阴极过渡层和阴极导电层都是相互连通的；阴极引线层 上面的刻蚀后的金属层形成阴极覆盖层；阴极覆盖层要覆盖住阴极引线层，但 是不能覆盖住阴极过渡层和阴极导电层部分；碳纳米管制备在阴极导电层的上 面。