[发明专利]场发射显示器装置及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种包括作用为场发射器的碳纳米管（CNT）的场发射显示器装置及其制造方法。

背景技术

在场发射显示器（FED）中，在栅电极与以规则间隔设置在阴极电极上的电子场发射器之间形成电场，以控制来自场发射器的电子发射，并且当发射的电子与阳极电极上的磷材料碰撞时，显示图像。

具有非常低的功函数和尖锐结构的碳纳米管（CNT）作为场发射显示器的场发射器的已经讨论过。CNT合成方法包括电弧放电、激光汽化、高温分解等；然而，这些方法包括复杂的精炼工艺，以在合成CNT之后获得高纯度，并在结构控制和垂直生长方面存在困难。近来，已发展了能够以垂直配向方式合成CNT的化学气相沉积（CVD）。CVD可分类成热CVD、DC（直流）等离子体CVD、射频（RF）等离子体CVD、以及微波等离子体CVD。借助于目前已知的CVD方法，难于合成CVD以具有低于600℃温度下的稳定结构，因此在显示器中大量使用的低价玻璃基体上不能生长具有稳定结构的CNT。

发明内容

发明目的

本发明一方面提供一种场发射显示器，其能够在低温下稳定地垂直生长具有单晶体结构的CNT，并降低容许电子从CNT发射出的阈值电压，以及提供一种制造上述场发射显示器的方法。

技术方案

一方面，场发射显示器（FED）包括：上板，所述上板包括形成在上基体上的阳极电极和荧光粉；下板，所述下板面对所述上板，且在所述上板和所述下板之间具有真空空间间隙，所述下板包括形成在下基体上的多个薄膜图案；以及间隔体，所述间隔体设置在所述上板和所述下板之间以保持所述真空空间间隙。

所述下板可包括：阴极电极，所述阴极电极包括钼（Mo）、铝（Al）、铜（Cu）、铬（Cr）及其合金中的一种或多种金属，并形成在所述基体上；扩散阻断层，所述扩散阻断层包括钛（Ti）、钨（W）、钽（Ta）以及三种金属的合金、硅以及硅化合物中的任一种或混合物，并形成在所述阴极电极上；金属籽晶，所述金属籽晶通过利用镍（Ni）和铁（Fe）中的任一种形成在所述扩散阻断层上，并包括已粒化的晶粒；碳纳米管（CNT），所述碳纳米管从所述金属籽晶的晶粒中生长为单晶体；栅绝缘层，所述栅绝缘层形成在形成有所述阴极电极、所述扩散阻断层以及所述金属籽晶的所述基体上，以覆盖所述CNT；以及栅电极，所述栅电极包括钼（Mo）、铝（Al）、铜（Cu）、铬（Cr）及其合金中的一种或多种金属，并形成在所述栅绝缘层上。所述CNT的上端部能通过所述栅电极内的栅孔暴露。

用于制造下板的方法包括：形成阴极电极，其中所述阴极电极在所述基体上包括钼（Mo）、铝（Al）、铜（Cu）、铬（Cr）及其合金中的一种或多种金属，并且图案化所述阴极电极；形成扩散阻断层，其中所述扩散阻断层包括钛（Ti）、钨（W）、钽（Ta）以及三种金属的合金、硅以及硅化合物中的任一种或混合物并形成在所述阴极电极上，并且在所述扩散阻断层上形成包括镍（Ni）和铁（Fe）中任一种的金属籽晶层；图案化所述扩散阻断层和所述金属籽晶层；将包括所述阴极电极、所述扩散阻断层以及所述金属籽晶层的所述基体置于DC PECVD设备的腔室内，将所述基体加热到具有从350℃到600℃范围的温度，并且将介于2W/cm³到40W/cm³范围内的等离子体能量施加到所述腔室的内部，以在所述金属籽晶层上形成粒化的晶粒；在所述基体保持在从350℃到600℃范围的温度下并且所述腔室内的等离子体能量保持在从2W/cm³到40W/cm³范围的水平的状态下，将CNT合成原材料气体和干蚀刻反应气体供应到所述腔室的内部，以在所述金属籽晶层的晶粒上使CNT生长为单晶体，其中所述CNT合成原材料气体包括碳氢化合物，所述干蚀刻反应气体包括氨（NH3）、四氯化碳（CCl4）、四氟化碳（CF4）、以及三氟化氮（NF3）中的至少一种；在形成有所述阴极电极、所述扩散阻断层以及所述金属籽晶层的所述基体上形成栅绝缘层，以将所述CNT埋入所述栅绝缘层，其中所述栅绝缘层包括有机绝缘材料和无机绝缘材料中的任一种；以及在所述栅绝缘层上形成栅电极，所述栅电极包括钼（Mo）、铝（Al）、铜（Cu）、铬（Cr）及其合金中的一种或多种金属，并且图案化所述栅电极以形成暴露所述CNT的最上端的栅孔。

有益效果