多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器及其制作工艺，包括由阴极玻璃面板、阳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；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，在阴极玻璃面板上有控制栅极、碳纳米管以及多棱六边辐射型阴极发射结构；提高碳纳米管的电子发射效率；进一步缩短了栅极－阴极之间的距离，降低了整体器件的工作电压，提高了栅极的控制能力和效率，具有制作过程稳定可靠、制作工艺简单、制作成本低廉、结构简单的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于平面显示
、电子科学与
、真空科学与
、集成电路科学与
以及纳米科学与
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，特别涉及到一种多棱六边辐射型阴极发射结构的碳纳米管场发射显示器的器件制作及其制作工艺。
技术介绍
碳纳米管是由薄薄的共轴石墨层卷曲所形成的中空管状碳结构，典型的碳纳米管的直径仅仅为几个纳米至几十个纳米，而长度可以达到微米的数量级，是理想的准一维材料。由于生长工艺条件的不同，碳纳米管具有单端开口，单端封闭，弯曲卷绕以及直立管状等多种形态。由于碳纳米管具有纳米尺度的尖端曲率半径，在相对比较低的电压下就能够发射大量的电子，因此，碳纳米管能够呈现出良好的场致发射特性，非常适合于各种器件的场致发射阴极材料。场致发射平板显示器，因其结构薄型化，并具有高清晰度、低能耗、高稳定性的大平面显示特点，一直是纳米电子学领域研究的热点。在三极结构的场致发射显示器件当中，栅极控制着碳纳米管阴极的电子发射。随着栅极-阴极之间距离的减小，栅极的工作电压必然会极大地降低，这符合低压低成本平板器件的要求，但是对于栅极和阴极之间的绝缘问题却是一个很大的挑战，既要符合绝缘等级等电学要求，还要制作工艺简单。因此，如何既要进一步的降低器件的工作电压，还要兼顾绝缘程度电学性能要求，这是需要解决的问题之一。另外，碳纳米管阴极的形状也会影响到碳纳米管顶端电场强度的分布和大小。如何使得碳纳米管阴极的形状和栅极结构相互配合起来，能够有效地增大碳纳米管顶端的电场强度，从而达到进一步降低器件工作电压的目的，这也是需要解决的现实问题。此外，在碳纳米管阴极的电子发射过程中，并不是所有的碳纳米管阴极都能够均匀稳定的发射大量电子的，而是存在着边缘位置发射大量电子的现象。那么是否采用某种结构形式的阴极形状，来更多的增加碳纳米管阴极的边缘位置，从而更有效的利用边缘位置发射大量电子的独特现象呢，这也是值得思考得问题。此外，在三极结构的平板场致发射显示器件当中，在确保整体器件良好图像质量的前提下，还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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述平板显示器件当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、结构简单的多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器及其制作工艺。本专利技术的目的是这样实现的一种多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板、阳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；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，在阴极玻璃面板上有控制栅极、碳纳米管以及多棱六边辐射型阴极发射结构。所述的多棱六边辐射型阴极发射结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板，阴极玻璃面板上的刻蚀后的金属层形成阴极引线层，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅一层形成阴极提升层，阴极提升层位于阴极引线层的上面，但不能完全覆盖住阴极引线层，阴极提升层呈现半个六棱型结构，即上顶面为一个六棱型，侧面为六个梯形形状相互接触排列在四周，长边位于下方，阴极提升层的侧面是一个斜坡形状，从顶部六棱型的边缘一直延伸到底部阴极引线层上面，阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层，阴极导电层布满阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分，并和阴极玻璃面板上的阴极引线层相互连通，阴极导电层上面的刻蚀后的金属层形成转换层，转换层为线条型，一个线条型转换层位于阴极提升层顶部六棱形的边缘部分，其余的线条型转换层呈现辐射型位于阴极提升层的侧面斜坡面上，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅二层形成栅极增高层，栅极增高层和阴极提升层是相互隔离开来的，栅极增高层环绕在阴极提升层的周围，从俯视方向上也呈现一个内侧六棱型形状，和阴极提升层的顶部六棱型形状是相对应的，但栅极增高层的侧壁是垂直于阴极玻璃面板的，栅极增高层的上顶面与阴极提升层的上顶面的高度是相同的，栅极增高层顶面上的刻蚀后的金属层形成栅极引线层，栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层，碳纳米管制备在转换层上面。所述的多棱六边辐射型阴极发射结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，且栅极和阴极是集成到一起的，栅极位于碳纳米管阴极的上方，控制着碳纳米管阴极的电子发射，阴极引线层为金属金、银、铝、铜、铬、钼、锡，阴极导电层为金属金、银、铬、镍、钴、锡、钼、铝，转换层为金属镍、钼、钴、锡、铬，栅极引线层为金属金、银、镍、钴、锡、铬、钼、铝，栅极引线层和阴极引线层是相互垂直的。一种多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器的制作工艺，其制作工艺如下1)阴极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；2)阴极引线层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极引线层；3)阴极提升层的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成阴极提升层；4)阴极导电层的制作在阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；5)转换层的制作在阴极导电层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成转换层；6)栅极增高层的制作在阴极玻璃面板上再次制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极增高层；7)栅极引线层的制作在栅极增高层的上顶面制备出一个金属层，刻蚀后形成栅极引线层；栅极引线层和阴极引线层是相互垂直的；8)栅极覆盖层的制作在栅极引线层的上面制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极覆盖层；9)多棱六边辐射型阴极发射结构的表面清洁处理对多棱六边辐射型阴极发射结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；10)碳纳米管的制备在转换层的上面制备出碳纳米管；11)阳极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行划割，制作出阳极玻璃面板；12)阳极导电层的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；刻蚀后形成阳极导电层；13)绝缘浆料层的制作在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层； 14)荧光粉层的制作在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层；15)器件装配将阴极玻璃面板、阳极玻璃面板、支撑墙结构和玻璃围框装配到一起，并将消气剂放入到空腔当中，用低熔点玻璃粉固定；16)成品制作对已经装配好的器件进行封装工艺形成成品件。所述步骤3具体为在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成阴极提升层；阴极提升层位于阴极引线层的上面，但不能完全覆盖住阴极引线层；阴极提升层呈现半个六棱型结构，即上顶面为一个六棱型，侧面为六个梯形形状相互接触排列在四周，长边位于下方；阴极提升层的侧面是一个斜坡形状，从顶部六棱型的边缘一直延伸到底部阴极引线层上面。所述步骤4具体为在阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；阴极导电层布满阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分，并和阴极玻璃面板上的阴极引线层相互连通。所述步骤6具体为在阴极玻璃面板上再次制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极增高层；栅极增高层和阴极提升层是相互隔离开来的；栅极增高层环绕在阴极提升层的周围，从俯视方向上也呈现一个内侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板［１］、阳极玻璃面板［１０］和四周玻璃围框［１５］所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层［１１］以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层［１３］；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构［１４］以及消气剂附属元件［１６］，其特征在于：在阴极玻璃面板上有控制栅极［７］、碳纳米管［９］以及多棱六边辐射型阴极发射结构。

【技术特征摘要】
1.一种多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器，包括由阴极玻璃面板[1]、阳极玻璃面板[10]和四周玻璃围框[15]所构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极导电层[11]以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层[13]；位于阳极玻璃面板和阴极玻璃面板之间的支撑墙结构[14]以及消气剂附属元件[16]，其特征在于在阴极玻璃面板上有控制栅极[7]、碳纳米管[9]以及多棱六边辐射型阴极发射结构。2.根据权利要求1所述的多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器，其特征在于所述的多棱六边辐射型阴极发射结构的衬底材料为玻璃，也就是阴极玻璃面板[1]，阴极玻璃面板上的刻蚀后的金属层形成阴极引线层[2]，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅一层形成阴极提升层[3]，阴极提升层位于阴极引线层的上面，但不能完全覆盖住阴极引线层，阴极提升层呈现半个六棱型结构，即上顶面为一个六棱型，侧面为六个梯形形状相互接触排列在四周，长边位于下方，阴极提升层的侧面是一个斜坡形状，从顶部六棱型的边缘一直延伸到底部阴极引线层上面，阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分上的刻蚀后的金属层形成阴极导电层[4]，阴极导电层布满阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分，并和阴极玻璃面板上的阴极引线层相互连通，阴极导电层上面的刻蚀后的金属层形成转换层[5]，转换层为线条型，一个线条型转换层位于阴极提升层顶部六棱形的边缘部分，其余的线条型转换层呈现辐射型位于阴极提升层的侧面斜坡面上，阴极玻璃面板上的刻蚀后的二氧化硅二层形成栅极增高层[6]，栅极增高层和阴极提升层是相互隔离开来的，栅极增高层环绕在阴极提升层的周围，从俯视方向上也呈现一个内侧六棱型形状，和阴极提升层的顶部六棱型形状是相对应的，但栅极增高层的侧壁是垂直于阴极玻璃面板的，栅极增高层的上顶面与阴极提升层的上顶面的高度是相同的，栅极增高层顶面上的刻蚀后的金属层形成栅极引线层[7]，栅极引线层上面的刻蚀后的二氧化硅层形成栅极覆盖层[8]，碳纳米管[9]制备在转换层上面。3.根据权利要求2所述的多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器，其特征在于所述的多棱六边辐射型阴极发射结构的固定位置为安装固定在阴极玻璃面板上，且栅极和阴极是集成到一起的，栅极位于碳纳米管阴极的上方，控制着碳纳米管阴极的电子发射，阴极引线层为金属金、银、铝、铜、铬、钼、锡，阴极导电层为金属金、银、铬、镍、钴、锡、钼、铝，转换层为金属镍、钼、钴、锡、铬，栅极引线层为金属金、银、镍、钴、锡、铬、钼、铝，栅极引线层和阴极引线层是相互垂直的。4.一种多棱六边辐射型阴极发射结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于其制作工艺如下1)阴极玻璃面板[1]的制作对整体平板玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；2)阴极引线层[2]的制作在阴极玻璃面板上制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极引线层；3)阴极提升层[3]的制作在阴极玻璃面板上制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成阴极提升层；4)阴极导电层[4]的制作在阴极提升层的斜坡面以及顶部六棱形形状的边缘部分制备出一个金属层，刻蚀后形成阴极导电层；5)转换层[5]的制作在阴极导电层的上面制备出一个金属层，刻蚀后形成转换层；6)栅极增高层[6]的制作在阴极玻璃面板上再次制备出一个二氧化硅层，刻蚀后形成栅极增高层；7)栅极引...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉魁，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]