專利名稱：高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微電子科學(xué)技術(shù)、真空科學(xué)技術(shù)、平面顯示技術(shù)以及納米科學(xué)技術(shù)的相互交叉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)、碳納米管陰極、三極結(jié)構(gòu)的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器。
背景技術(shù)：
對(duì)于利用碳納米管作為陰極材料的場致發(fā)射平面顯示器件來說，為了能夠最大程度的降低生產(chǎn)成本，降低整體器件的工作電壓，以便于和常規(guī)的IC電路相結(jié)合，制作三極結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射平面顯示器件是一個(gè)必然的選擇。
在三極結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射顯示器件中，柵極結(jié)構(gòu)對(duì)于碳納米管陰極的電子發(fā)射起著必要的控制作用，柵極結(jié)構(gòu)是平板顯示器件中必不可少的一個(gè)組成部分，其控制特性也是衡量平板器件的重要性能指標(biāo)之一。柵極結(jié)構(gòu)的制作工藝、結(jié)構(gòu)形式的選擇以及柵極襯底材料的選擇都有著十分嚴(yán)格的要求，但其中都含有了相當(dāng)復(fù)雜的制作工藝，造成總體器件的制作成本很高。因此，簡化制作工藝和降低制作成本是研究人員所面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。柵極材料的主要選擇原則為必須要具有一定的電學(xué)絕緣等級(jí)，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(xué)絕緣；必須要能夠應(yīng)用到真空環(huán)境當(dāng)中，并且在真空環(huán)境下出氣量要??；要求控制柵極的基底材料和陰極襯底材料的熱膨脹系數(shù)相接近，避免在高溫?zé)Y(jié)封裝的過程中發(fā)生炸裂現(xiàn)象，等等。
此外，在確保柵極結(jié)構(gòu)對(duì)碳鈉米管陰極具有良好控制作用的前提下，需要盡可能的降低總體器件成本，從而實(shí)現(xiàn)工藝簡單、穩(wěn)定可靠、成本低廉的器件制作，這也是進(jìn)行實(shí)際產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)、制作過程穩(wěn)定可靠、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、制作成功率高的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器包括陰極面板、陽極面板和四周玻璃圍框構(gòu)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制備在錫銦氧化物薄膜層上面的熒光粉層、設(shè)置在陰極面板上的碳納米管陰極、位于真空腔內(nèi)部起支撐作用的絕緣隔離支撐墻，在陰極面板上設(shè)置有控制碳納米管陰極電子發(fā)射的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)。所述的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)包括以玻璃為襯底材料的陰極面板、在陰極面板上設(shè)置的碳納米管陰極導(dǎo)電條、在碳納米管陰極導(dǎo)電條上設(shè)置的碳納米管陰極、在碳納米管陰極導(dǎo)電條的兩邊設(shè)置的光敏玻璃層、在光敏玻璃層的上方設(shè)置的控制柵極導(dǎo)電條、在控制柵極導(dǎo)電條的上方設(shè)置的控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層，在控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層的內(nèi)部設(shè)置有電子通道孔。
本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極面板上；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)位于碳納米管陰極的正上方，用于控制碳納米管陰極的電子發(fā)射；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的襯底材料為大型、具有相當(dāng)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(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的襯底材料為玻璃，如鈉鈣玻璃，硼硅玻璃；本實(shí)用新型中高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的控制柵極導(dǎo)電條為銀漿條，也可以為鉻、鎳、金、銀金屬條；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中的銀漿條是結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝完成的；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中的銀漿條上面覆蓋了一層絕緣漿料層；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中是用光敏玻璃來制作控制柵極條和碳納米管陰極之間的絕緣層的；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電銀漿條的走向和碳納米管陰極導(dǎo)電條的走向是相互垂直的；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中的電子通道孔圖案是采用曝光工藝實(shí)現(xiàn)的；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中的光敏玻璃是采用高溫加熱工藝來完成固化的；本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中的光敏玻璃中的電子通道孔是采用腐蝕工藝實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型中的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)由襯底材料玻璃、碳納米管陰極導(dǎo)電條、碳納米管陰極、光敏玻璃層、控制柵極導(dǎo)電條、控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層，電子通道孔構(gòu)成。
本實(shí)用新型具有如下積極效果本實(shí)用新型中的帶有高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)是位于碳納米管陰極的上部的，用于控制碳納米管陰極電子的場致發(fā)射。當(dāng)在控制柵極上施加適當(dāng)電壓的時(shí)候，碳納米管陰極就會(huì)發(fā)射出大量的電子，所發(fā)射的電子在陽極高電壓的作用下，直接向陽極高速運(yùn)動(dòng)，對(duì)熒光粉層進(jìn)行轟擊，從而發(fā)出可見光。本實(shí)用新型中的帶有高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中使用光敏玻璃作為控制柵極導(dǎo)電條和碳納米管之間的絕緣材料，當(dāng)對(duì)光敏玻璃進(jìn)行熱處理之后，光敏玻璃形成致密的玻璃層，從而和襯底材料玻璃融為一體，真正體現(xiàn)了高度集成化的意義。本實(shí)用新型中的帶有高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中結(jié)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(jìn)一步提高整體顯示器件的分辨率提供了一定的便利條件。由于致密的玻璃具有良好的電學(xué)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(jí)，避免控制柵極與碳納米管陰極在高電壓下出現(xiàn)電學(xué)擊穿現(xiàn)象；由于采用平板玻璃作為控制柵極的襯底材料，無需采用特殊的制作工藝，這就簡化了整體器件的制作工藝，降低了制作成本，提高了整體器件的制作成功率。


圖1給出了高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2給出了高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3中給出了一個(gè)帶有高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射平面顯示器的
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于這些實(shí)施例。
如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型包括陰極面板1、陽極面板8和四周玻璃圍框13構(gòu)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以及制備在錫銦氧化物薄膜層上面的熒光粉層11、設(shè)置在陰極面板1上的碳納米管陰極3、位于真空腔內(nèi)部起支撐作用的絕緣隔離支撐墻12，在陰極面板1上設(shè)置有控制碳納米管陰極3電子發(fā)射的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)。
所述的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)包括以玻璃為襯底材料的陰極面板1、在陰極面板1上設(shè)置的碳納米管陰極導(dǎo)電條2、在碳納米管陰極導(dǎo)電條2上設(shè)置的碳納米管陰極3、在碳納米管陰極導(dǎo)電條2的兩邊設(shè)置的光敏玻璃層4、在光敏玻璃層4的上方設(shè)置的控制柵極導(dǎo)電條5、在控制柵極導(dǎo)電條5的上方設(shè)置的控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層6，在控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層6的內(nèi)部設(shè)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(jié)構(gòu)中的控制柵極導(dǎo)電條5為銀漿條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，控制柵極導(dǎo)電條5上面覆蓋有一層絕高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中是用光敏玻璃來制作控制柵極條和碳納米管陰極之間的絕緣層的，電子通道孔圖案是采用曝光工藝實(shí)現(xiàn)的，光敏玻璃是采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采用腐蝕工藝實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求1.一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)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(gòu)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)以及制備在錫銦氧化物薄膜層上面的熒光粉層(11)、設(shè)置在陰極面板(1)上的碳納米管陰極(3)、位于真空腔內(nèi)部起支撐作用的絕緣隔離支撐墻(12)，其特征在于在陰極面板(1)上設(shè)置有控制碳納米管陰極(3)電子發(fā)射的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于所述的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)包括以玻璃為襯底材料的陰極面板(1)、在陰極面板(1)上設(shè)置的碳納米管陰極導(dǎo)電條(2)、在碳納米管陰極導(dǎo)電條(2)上設(shè)置的碳納米管陰極(3)、在碳納米管陰極導(dǎo)電條(2)的兩邊設(shè)置的光敏玻璃層(4)、在光敏玻璃層(4)的上方設(shè)置的控制柵極導(dǎo)電條(5)、在控制柵極導(dǎo)電條(5)的上方設(shè)置的控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層(6)，在控制柵極導(dǎo)電條覆蓋層(6)的內(nèi)部設(shè)置有電子通道孔(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于陰極面板(1)的材料為玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于所述的高度集成化控制柵極結(jié)構(gòu)中的控制柵極導(dǎo)電條(5)為銀漿條、鉻、鎳、金、銀金屬條之一，控制柵極導(dǎo)電條(5)上面覆蓋有一層絕緣漿料層，控制柵極導(dǎo)電條(5)的走向和碳納米管陰極導(dǎo)電條(2)的走向相互垂直。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高度集成化柵極結(jié)構(gòu)、碳納米管陰極、三極結(jié)構(gòu)的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)的平板顯示器，包括陰極面板、陽極面板和玻璃圍框構(gòu)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熒光粉層、陰極面板上的碳納米管陰極、真空腔內(nèi)部的絕緣隔離支撐墻，在陰極面板上有控制碳納米管陰極電子發(fā)射的高度集成化柵極結(jié)構(gòu)，具有制作過程穩(wěn)定可靠、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、制作成功率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J1/00GK2798306SQ20052003074
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者李玉魁 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院