[发明专利]一种碳纳米管场致发射显示器下基板结构的制作方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种场致发射显示器，具体涉及一种碳纳米管场致发射显示器下基板结构的制作方法。

二、背景技术：

碳纳米管是一种特殊的冷阴极材料，具有高的纵横比，小的尖端曲率半径，能够在外加电压的作用下发射大量的电子，目前已经引起了人们的重视。而碳纳米管场致发射显示器件作为新型的显示技术，一些技术瓶颈仍不能得到有效的解决。其中高效的器件结构设计与制作是一个典型的问题。简单的二极结构碳纳米管场致发射显示屏，其制作工艺简单，但一方面阳极需要高压才能给电子足够能量轰击荧光粉实现高亮度，另一方面阳极电极又充当调制电极，连接外围驱动电路又需要低电压，因此存在发光亮度和驱动电压之间的不可调和的矛盾，必须在二极结构的基础上引入栅极结构，由栅极进行电压调制，由阳极控制亮度。

由于控制栅极和碳纳米管阴极之间的距离很近，因此在控制栅极上施加相对比较低的电压，就容易在碳纳米管阴极的顶端形成强大的电场强度。在以往的栅极结构中，栅极条位于碳纳米管阴极的正上方，因为栅极孔径很小，而且距离阴极很近，把碳纳米管浆料填在栅极孔径中很难，很容易使碳纳米管和栅极电极相连而短路。其所形成的栅极电流比较大，对于器件的材料要求比较高，在器件的制作过程中容易使得碳纳米管阴极受到一定的损伤和污染，尽管各个企业和研究机构采用特殊的材料和制作工艺，还是带来了一系列问题，如：器件制作成本过高；制作过程复杂。制作工艺要求过于苛刻等等。

三、发明内容

本发明提供一种碳纳米管场致发射显示器下基板结构的制作方法，以克服现有技术中先制作显示屏整体结构后往栅极孔中填充发射材料所带来的高精度对准的困难。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种碳纳米管场致发射显示器下基板结构的制作方法，包括以下操作步骤：

①先在场致发射显示器的下基板1上制得包含有多个平行条状栅极电极组成的栅极电极层2；

②再在栅极电极层2上印刷整面水溶性绝缘介质层3，对水溶性绝缘介质层3进行烘干后高温烧结；

③然后在烧结水溶性绝缘介质层3上印刷整面阴极电极层4，将阴极电极层4烘干；所述的阴极电极层4材料为感光性银浆；

④再利用阴极电极层4的菲林图形模型做掩膜，通过光刻法对整面阴极电极层4进行曝光显影，使整面阴极电极层4形成由多个平行条状阴极电极组成的阴极电极层4；所述光刻后阴极电极层4与栅极电极层2垂直交叉；

⑤利用步骤④制得的光刻后阴极电极层4作为掩膜，对整面水溶性绝缘介质层3进行湿法刻蚀，使整面水溶性绝缘介质层3形成与阴极电极层4相同图形的水溶性绝缘介质层3；

⑥将阴极电极层4进行烧结；

⑦在烧结后的阴极电极层4上印刷致密薄层材料层5，再将致密薄层材料层5烘干；

⑧然后在致密薄层材料层5上覆盖碳纳米管阴极材料层6，再将碳纳米管阴极材料层6烘干；

⑨再对致密薄层材料层5和碳纳米管阴极材料层6同时进行烧结，使致密薄层材料层5和碳纳米管阴极材料层6成型；

⑩最后将整个下基板超声波处理，去除表面杂质，增强碳纳米管阴极材料层6的发射性能。

上述的一种碳纳米管场致发射显示器下基板结构的制作方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

①先在场致发射显示器的下基板1上制得包含有多个平行条状栅极电极组成的栅极电极层2；

②再在栅极电极层2上印刷整面水溶性绝缘介质层3，对水溶性绝缘介质层3进行110～130℃，常压下，烘干10～15分钟后，再在580℃，常压下，烧结20分钟；

③然后在烧结后水溶性绝缘介质层3上印刷整面阴极电极层4，将阴极电极层4在80～110℃，常压下，烘干20～30分钟；所述的阴极电极层4材料为感光性银浆；

④再利用阴极电极层4的菲林图形模型做掩膜，通过光刻法对整面阴极电极层4进行曝光显影，使整面阴极电极层4形成由多个平行条状阴极电极组成的阴极电极层4；所述光刻后阴极电极层4图形与栅极电极层2垂直交叉；其中曝光显影的曝光能量为600～800mJ，显影液是浓度为0.3％～0.5％的碳酸钠溶液；

⑤利用步骤④制得的光刻后阴极电极层4作为掩膜，对整面水溶性绝缘介质层3进行湿法刻蚀，使整面水溶性绝缘介质层3形成与阴极电极层4相同图形的水溶性绝缘介质层3；其中湿法刻蚀采用的药液为浓度为0.3％-0.5％的稀硝酸溶液，溶液温度为35℃-40℃，刻蚀时间为100秒～130秒；

⑥将阴极电极层4在570℃，常压下，烧结20分钟；