专利名称：带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于平面显示技术领域、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，特别涉及到带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的、碳纳米管阴极的场致发射平面显示器件的制作工艺。
背景技术：
碳纳米管是一种同轴的管状物质，在外加电压的作用下能够发射出大量的电子，它具有小的尖端曲率半径，高的纵横比率，良好的场致发射特性以及优良的物理化学稳定性，是一种相当优秀的冷阴极发射材料，已经引起了众多研究人员的高度关注。利用碳纳米管作为阴极材料的平板显示器是一种新兴的场致发射类型显示器件，具有高亮度、平面化以及高清晰度等优点，其应用越来越广泛，未来具有相当大的发展空间。为了有效的降低总体器件成本，降低器件的工作电压，以便于能够和常规的集成驱动电路结合到一起，制作三极结构的场致发射显示器件已经成为了一种必然的选择。
目前，用于碳纳米管阴极的制备方法大致可分为两类，即直接生长法和移植法。采用移植法能够进行大面积的碳纳米管阴极制作，但是所制备的碳纳米管阴极的发射效果要差一些。采用直接生长法制备的碳纳米管阴极的场致发射特性要优于其它移植方法制备的碳纳米管阴极的场致发射特性，所生长的碳纳米管的密度比较高，膜层也比较厚，并且基本上无其它杂质的影响，具有发射电流比较均匀、发射电流密度大、发射电流比较稳定等诸多优点，这是用移植法制备的碳纳米管阴极所无法相比拟的。但是受到其它器件结构的限制，如阴极衬底材料所能够承受的温度限制，阴极衬底材料的热膨胀问题以及阴极衬底材料的材质选择等等，都制约着直接生长法制备的碳纳米管的应用。
在三极结构的碳纳米管阴极平板场致发射显示器件当中，栅极结构是一个比较关键的元件，它对碳纳米管阴极起着必要的控制作用，而栅极结构的好与坏也直接影响着整体器件的制作是否成功。那么，如何在充分利用直接生长法制备碳纳米管阴极所具有的良好场致发射特性的基础上，将控制栅极结构和碳纳米管阴极结构有机的结合到一起，从而促进整体器件的高度集成化发展，以及如何选择适合的栅极结构形式，如何选择适合的栅极制作工艺，等等，这些都是需要重点考虑的现实问题。
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、结构简单的带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器件及其制作工艺。
本发明的目的是这样实现的包括由阴极面板、阳极面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔、在阳极面板上有光刻的阳极导电层以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层、位于阴极面板和阳极面板之间的支撑墙结构以及消气剂附属元件，在阴极面板上安装固定有缩短控制栅极和阴极之间距离的将控制栅极和碳纳米管阴极集成化到一起的集成化叉形场发射阴极阵列结构，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。
集成化义形场发射阴极阵列结构包括衬底材料、衬底材料下表面的阴极导电层、将阴极导电层覆盖住的阴极覆盖层、衬底材料上表面的绝缘隔离层、绝缘隔离层上面的栅极导电层、绝缘隔离层上面的栅极覆盖层，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料进行刻蚀，形成Y字型叉形结构，其基本形状为一个Y字型叉形结构，在Y字型叉形结构的表面蒸镀一层催化剂金属层，在催化剂金属层上制有碳纳米管阴极。
Y字型叉形结构的上平面低于栅极导电层所在的平面。
阴极导电层为金属金、银、铜、铝、锡、钼之一，栅极导电层为金、银、铜、铝、锡、铟、钼、铬之一，栅极覆盖层覆盖全部栅极导电层，刻蚀后的栅极覆盖层和栅极导电层暴露出底部的衬底材料，Y字型叉形结构上的催化剂金属层为金属铁、钴、镍之一。衬底材料为n型或p型掺杂硅片。
一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器的制作工艺，其制作工艺如下1)、衬底材料的制作对整体衬底材料进行裁剪，制作出衬底材料，2)、阴极导电层的制作在衬底材料的下表面蒸镀上一层金属，结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，制作出阴极导电层；3)、阴极覆盖层的制作在衬底材料的下表面制备出一层阴极覆盖层，并完全覆盖住阴极导电层以及衬底材料的下表面；4)、绝缘隔离层的制作在衬底材料的上表面制备出二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成绝缘隔离层，刻蚀后的绝缘隔离层暴露出底部的衬底材料；5)、栅极导电层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一层金属，然后结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，形成栅极导电层，刻蚀后的栅极导电层暴露出底部的衬底材料；6)、栅极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面制备出一层二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成栅极覆盖层；此栅极覆盖层将全部栅极导电层都覆盖起来，刻蚀后的栅极覆盖层要暴露出底部的衬底材料；7)、Y字型叉形结构的制作结合常规的光刻工艺，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料进行刻蚀，形成Y字型叉形结构；其基本形状为一个“Y”字型叉形结构，即通过对衬底材料进行刻蚀，除掉多余部分；要求“Y”字型叉形结构的上平面要低于栅极导电层所在的平面；8)、催化剂金属层的制作在“Y”字型叉形结构的表面蒸镀上一层金属，然后结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，制作出催化剂金属层；9)、碳纳米管阴极层的生长利用催化剂金属层作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在“Y”字型叉形结构的表面生长出碳纳米管阴极层；10)、阴极玻璃面板的制作对整体玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；11)、阳极玻璃面板的制作对整体玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板；12)、阳极电极层的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阳极电极层；13)、绝缘浆料层的制作结合丝网印刷工艺，在阳极电极层的非显示区域印刷绝缘浆料层，14)、荧光粉层的制作结合丝网印刷工艺，在阳极电极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)、成品制作对装配好的器件放入烘箱当中进行烘烤；放入烧结炉当中进行高温烧结；在排气台上进行器件排气、封离，在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。
本发明具有如下的积极效果本发明中的最主要特点在于制作了集成化叉形场发射阴极阵列结构，并制作了带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的、碳纳米管阴极的场致发射平板发光显示器件。
首先，在本发明中的集成化叉形场发射阴极阵列结构中，在衬底材料掺杂硅片上制作了“Y”字型叉形结构，作为碳纳米管阴极的基底。当在控制栅极上施加适当电源以后，在碳纳米管阴极表面顶端就会形成强大的电场强度，迫使碳纳米管阴极发射出大量的电子，形成冷场致发射现象。利用低温直接生长法制备了碳纳米管阴极，这样就充分利用了直接生长法制备碳纳米管阴极的良好的场致发射特性；碳纳米管阴极全部位于“Y”字型叉形结构的表面，极大的增加了碳纳米管阴极的发射面积；碳纳米管阴极位于“Y”字型叉形结构的尖端弯曲部分，同时也有助于进一步增加碳纳米管顶端表面的电场强度，增加碳纳米管阴极的电子发射效率；通过控制光刻工艺中的腐蚀速率和溶液浓度等参数，可以有效地控制栅极和阴极之间的有效距离，从而进一步缩短整体器件的工作电压。
其次，在本发明中的集成化叉形场发射阴极阵列结构中，衬底材料硅片既充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料，同时也充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的阴极导电电极；当在掺杂硅片上施加适当电压以后，也就是将该电压施加到了碳纳米管阴极上面。此外，这种结构将栅极和碳纳米管阴极高度集成到一起，有利于进一步降低器件的生产成本，提高整体器件的显示分辨率。在衬底材料硅片的下表面制作了阴极导电层，这是为了弥补硅片导电能力比较弱的缺点；而在阴极导电层的表面又制作了阴极覆盖层，将阴极导电层以及硅片的下表面全部覆盖起来，避免在器件连接的过程中出现漏电现象，有利于提高整体器件的制作成功率。
第三，在本发明中的集成化叉形场发射阴极阵列结构中，在“Y”字型叉形结构的表面制作了催化剂金属层，这就为后续工艺中的碳纳米管阴极的生长作了充分的准备，这样就可以在“Y”字型叉形结构的表面直接生长碳纳米管印记了，也就使得栅极结构和碳纳米管阴极高度集成到一起，既简化了整体器件的制作工艺，同时也有利于进一步提高整体器件的显示分辨率。
此外，在本发明中的集成化叉形场发射阴极阵列结构中，并没有采用特殊的结构制作材料，也没有采用特殊的器件制作工艺，这在很大程度上就进一步降低了整体平板显示器件的制作成本，简化了器件的制作过程，能够进行大面积的器件制作，有利于进行商业化的大规模生产。
图1给出了集成化叉形场发射阴极阵列结构的纵向结构示意图；图2给出了集成化叉形场发射阴极阵列结构的横向结构示意图；图3给出了带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的、碳纳米管场致发射平面显示器的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明包括由阴极面板10、阳极面板11和四周玻璃围框16所构成的密封真空腔、在阳极面板11上有光刻的阳极导电层12以及制备在阳极导电层12上面的荧光粉层14、用于控制电子发射的控制栅极5以及生长的碳纳米管阴极9、位于阴极面板10和阳极面板11之间的支撑墙结构17以及消气剂附属元件15，在阴极面板10上制作有缩短控制栅极和阴极之间距离的将控制栅极和碳纳米管阴极集成化到一起的集成化叉形场发射阴极阵列结构。所述的集成化叉形场发射阴极阵列结构的固定位置为安装固定在阴极面板上，栅极结构和阴极结构集成到一起，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。
集成化叉形场发射阴极阵列结构包括衬底材料1、衬底材料下表面的阴极导电层2、将阴极导电层覆盖住的阴极覆盖层3、衬底材料上表面的绝缘隔离层4、绝缘隔离层上面的栅极导电层5、绝缘隔离层上面的栅极覆盖层6，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料进行刻蚀，形成Y字型叉形结构，其基本形状为一个Y字型叉形结构7，在Y字型叉形结构的表面蒸镀一层催化剂金属层8，在催化剂金属层8上制有碳纳米管阴极9。
所述的集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料硅片的下表面存在一个阴极导电层，此阴极导电层可以为金属金、银、铜、铝、锡、钼；阴极导电层的上面存在一个将阴极导电层全部覆盖住的阴极覆盖层。
所述的集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料掺杂硅片的上表面存在一个用于将栅极和阴极相互隔离开来的绝缘隔离层，刻蚀后的绝缘隔离层需要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片，绝缘隔离层上面存在一个栅极导电层，此栅极导电层为金、银、铜、铝、锡、铟、钼、铬之一的金属层，刻蚀后的栅极导电层暴露出底部的衬底材料掺杂硅片，栅极导电层上面存在一个将栅极导电层全部覆盖住的栅极覆盖层，刻蚀后的栅极覆盖层暴露出底部的衬底材料掺杂硅片。
所述的集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料硅片上存在集成化叉形场发射阴极阵列结构，其基本形状为一个通过对衬底材料掺杂硅片进行刻蚀，除掉多余部分的“Y”字型叉形结构，“Y”字型叉形结构的上平面低于栅极导电层所在的平面。
所述的集成化叉形场发射阴极阵列结构的“Y”字型叉形结构上存在一个催化剂金属层，此催化剂金属层为金属铁、钴、镍之一。
衬底材料为掺杂硅片，衬底材料掺杂硅片是n型或p型，衬底材料硅片既充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料，同时也充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的阴极导电电极。
本发明中的集成化叉形场发射阴极阵列结构包括衬底材料硅片1、阴极导电层2、阴极覆盖层3、绝缘隔离层4、栅极导电层5、栅极覆盖层6、Y字型叉形结构7、催化剂金属层8、碳纳米管阴极部分9，并采用如下的工艺进行制作1、衬底材料硅片的制作对整体硅片进行裁剪，制作出衬底材料硅片；此硅片为掺杂硅片，既可以为n型，也可以为p型；衬底材料掺杂硅片既充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料，也充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的阴极导电电极；2、阴极导电层的制作在衬底材料硅片的下表面蒸镀上一层金属钼，结合常规的光刻工艺，对金属钼层进行刻蚀，制作出阴极导电层；3、阴极覆盖层的制作在衬底材料硅片的下表面制备出一层二氧化硅层，作为阴极覆盖层；此二氧化硅层要完全覆盖住阴极导电层以及硅片的下表面；4、绝缘隔离层的制作在衬底材料硅片的上表面制备出二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成绝缘隔离层；此绝缘隔离层将阴极和栅极相互隔离开来；刻蚀后的绝缘隔离层需要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片；5、栅极导电层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一层金属铬，然后结合常规的光刻工艺，对金属铬层进行刻蚀，形成栅极导电层；刻蚀后的栅极导电层需要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片；6、栅极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面制备出一层二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成栅极覆盖层；此栅极覆盖层要将全部栅极导电层都覆盖起来；刻蚀后的栅极覆盖层要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片；7、Y字型叉形结构的制作结合常规的光刻工艺，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料掺杂硅片进行刻蚀，形成Y字型叉形结构；其基本形状为一个“Y”字型叉形结构，即通过对衬底材料掺杂硅片进行刻蚀，除掉多余部分；要求“Y”字型叉形结构的上平面要低于栅极导电层所在的平面；8、催化剂金属层的制作在“Y”字型叉形结构的表面蒸镀上一层金属镍，然后结合常规的光刻工艺，对金属镍层进行刻蚀，制作出催化剂金属层；9、集成化叉形场发射阴极阵列结构的表面清洁处理对集成化叉形场发射阴极阵列结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；10、碳纳米管阴极层的生长利用催化剂金属层作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在“Y”字型叉形结构的表面生长出碳纳米管阴极层；11、碳纳米管阴极的后处理对碳纳米管阴极进行后处理，进一步改善碳纳米管阴极的场致发射特性。
本发明中带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的碳纳米管场致发射平板显示器的制作工艺如下1、衬底材料硅片的制作对整体硅片进行裁剪，制作出衬底材料硅片；此硅片为掺杂硅片，既可以为n型，也可以为p型；衬底材料掺杂硅片既充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的衬底材料，同时也充当了集成化叉形场发射阴极阵列结构的阴极导电电极；2、阴极导电层的制作在衬底材料硅片的下表面蒸镀上一层金属钼，结合常规的光刻工艺，对金属钼层进行刻蚀，制作出阴极导电层；3、阴极覆盖层的制作在衬底材料硅片的下表面制备出一层二氧化硅层，作为阴极覆盖层；此二氧化硅层要完全覆盖住阴极导电层以及硅片的下表面；4、绝缘隔离层的制作在衬底材料硅片的上表面制备出二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成绝缘隔离层；此绝缘隔离层将阴极和栅极相互隔离开来；刻蚀后的绝缘隔离层需要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片；5、栅极导电层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一层金属铬，然后结合常规的光刻工艺，对金属铬层进行刻蚀，形成栅极导电层；刻蚀后的栅极导电层需要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片；6、栅极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面制备出一层二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成栅极覆盖层；此栅极覆盖层要将全部栅极导电层都覆盖起来；刻蚀后的栅极覆盖层要暴露出底部的衬底材料掺杂硅片；7、Y字型叉形结构的制作结合常规的光刻工艺，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料掺杂硅片进行刻蚀，形成Y字型叉形结构；其基本形状为一个“Y”字型叉形结构，即通过对衬底材料掺杂硅片进行刻蚀，除掉多余部分；要求“Y”字型叉形结构的上平面要低于栅极导电层所在的平面；8、催化剂金属层的制作在“Y”字型叉形结构的表面蒸镀上一层金属镍，然后结合常规的光刻工艺，对金属镍层进行刻蚀，制作出催化剂金属层；9、集成化叉形场发射阴极阵列结构的表面清洁处理对集成化叉形场发射阴极阵列结构的表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；10、碳纳米管阴极层的生长利用催化剂金属层作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在“Y”字型叉形结构的表面生长出碳纳米管阴极层；11、碳纳米管阴极的后处理对碳纳米管阴极进行后处理，进一步改善碳纳米管阴极的场致发射特性。
12、阴极玻璃面板的制作对整体平板钠钙玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；13、阳极玻璃面板的制作对整体钠钙平板玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板；14、阳极电极层的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阳极电极层；15、绝缘浆料层的制作结合丝网印刷工艺，在阳极电极层的非显示区域印刷绝缘浆料层，用于防止寄生电子发射；经过烘烤(烘烤温度150℃，保持时间5分钟)之后，放置在烧结炉中进行高温烧结(烧结温度580℃，保持时间10分钟)；16、荧光粉层的制作结合丝网印刷工艺，在阳极电极层上面的显示区域印刷荧光粉层；在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度120℃，保持时间10分钟)；17、器件装配将阴极玻璃面板、阳极玻璃面板、支撑墙结构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。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，用夹子固定。
18、成品制作对已经装配好的器件进行如下的封装工艺将样品器件放入烘箱当中进行烘烤；放入烧结炉当中进行高温烧结；在排气台上进行器件排气、封离，在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。
权利要求
1.一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器，包括由阴极面板[10]、阳极面板[11]和四周玻璃围框[16]所构成的密封真空腔、在阳极面板[11]上有光刻的阳极导电层[12]以及制备在阳极导电层[12]上面的荧光粉层[14]、位于阴极面板[10]和阳极面板[11]之间的支撑墙结构[17]以及消气剂附属元件[15]，其特征在于在阴极面板[10]上安装固定有缩短控制栅极和阴极之间距离的将控制栅极和碳纳米管阴极集成化到一起的集成化叉形场发射阴极阵列结构，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。
2.根据权利要求1所述的一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于集成化叉形场发射阴极阵列结构包括衬底材料[1]、衬底材料下表面的阴极导电层[2]、将阴极导电层覆盖住的阴极覆盖层[3]、衬底材料上表面的绝缘隔离层[4]、绝缘隔离层上面的栅极导电层[5]、绝缘隔离层上面的栅极覆盖层[6]，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料进行刻蚀，形成Y字型叉形结构，其基本形状为一个Y字型叉形结构[7]，在Y字型叉形结构的表面蒸镀一层催化剂金属层[8]，在催化剂金属层[8]上制有碳纳米管阴极[9]。
3.根据权利要求2所述的一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于Y字型叉形结构的上平面低于栅极导电层[5]所在的平面。
4.根据权利要求2所述的一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于阴极导电层[2]为金属金、银、铜、铝、锡、钼之一，栅极导电层[5]为金、银、铜、铝、锡、铟、钼、铬之一，栅极覆盖层覆盖全部栅极导电层，刻蚀后的栅极覆盖层和栅极导电层暴露出底部的衬底材料，Y字型叉形结构上的催化剂金属层为金属铁、钴、镍之一。
5.根据权利要求2所述的一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于衬底材料为n型或p型掺杂硅片。
6.一种带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于制作工艺如下1)、衬底材料的制作对整体衬底材料进行裁剪，制作出衬底材料，2)、阴极导电层的制作在衬底材料的下表面蒸镀上一层金属，结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，制作出阴极导电层；3)、阴极覆盖层的制作在衬底材料的下表面制备出一层阴极覆盖层，并完全覆盖住阴极导电层以及衬底材料的下表面；4)、绝缘隔离层的制作在衬底材料的上表面制备出二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成绝缘隔离层，刻蚀后的绝缘隔离层暴露出底部的衬底材料；5)、栅极导电层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一层金属，然后结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，形成栅极导电层，刻蚀后的栅极导电层暴露出底部的衬底材料；6)、栅极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面制备出一层二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成栅极覆盖层；此栅极覆盖层将全部栅极导电层都覆盖起来，刻蚀后的栅极覆盖层要暴露出底部的衬底材料；7)、Y字型叉形结构的制作结合常规的光刻工艺，对位于相邻绝缘隔离层之间的、暴露的衬底材料进行刻蚀，形成Y字型叉形结构；其基本形状为一个“Y”字型叉形结构，即通过对衬底材料进行刻蚀，除掉多余部分；要求“Y”字型叉形结构的上平面要低于栅极导电层所在的平面；8)、催化剂金属层的制作在“Y”字型叉形结构的表面蒸镀上一层金属，然后结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，制作出催化剂金属层；9)、碳纳米管阴极层的生长利用催化剂金属层作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在“Y”字型叉形结构的表面生长出碳纳米管阴极层；10)、阴极玻璃面板的制作对整体玻璃进行划割，制作出阴极玻璃面板；11)、阳极玻璃面板的制作对整体玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板；12)、阳极电极层的制作在阳极玻璃面板上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成阳极电极层；13)、绝缘浆料层的制作结合丝网印刷工艺，在阳极电极层的非显示区域印刷绝缘浆料层，14)、荧光粉层的制作结合丝网印刷工艺，在阳极电极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)、成品制作对装配好的器件放入烘箱当中进行烘烤；放入烧结炉当中进行高温烧结；在排气台上进行器件排气、封离，在烤消机上对器件内部的消气剂进行烤消，最后加装管脚形成成品件。
全文摘要
本发明涉及到带有集成化叉形场发射阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺，包括有由阴极面板、阳极面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔、在阳极面板上有光刻的阳极导电层以及制备在阳极导电层上面的荧光粉层、用于控制电子发射的控制栅极以及生长的碳纳米管阴极、支撑墙结构以及消气剂附属元件，在阴极面板上有集成化又形场发射阴极阵列结构，充分利用了直接生长法制备的碳纳米管所具有的良好场致发射特性，缩短了控制栅极和阴极之间的距离，降低了整体器件的工作电压，同时还将控制栅极和碳纳米管阴极高度集成化到一起，栅极对碳纳米管阴极的电子发射起着强有力的控制作用，具有制作过程稳定可靠、制作工艺筛单、制作成本低廉、结构简单的优点。
文档编号H01J31/12GK1822296SQ20061001754
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者李玉魁 申请人:中原工学院