专利名称：带有集成化阶梯状槽栅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阶梯状槽栅结构的、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。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。
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阶梯状槽栅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构成的密封真空腔、阳极面板上光刻的阳极导电层以及制备在阳极导电层上的荧光粉层、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将栅极和阴极集成化到一起的集成化阶梯状槽栅结构，阴极位于阶梯状槽栅结构的台阶上，其电子发射受着栅极结构控制。
集成化阶梯状槽栅结构包括衬底材料、衬底材料下表面的栅极导电层、栅极导电层上的栅极覆盖层，在衬底材料上表面刻蚀有二级阶梯状沟槽，该阶梯状沟槽向衬底材料内部凹陷，衬底材料上表面制有绝缘隔离层，绝缘隔离层覆盖住衬底材料上表面及阶梯状沟槽的全部表面，在绝缘隔离层的上面制有阴极导电层，阴极导电层位于阶梯状沟槽结构中的台阶上，位于阶梯状沟槽结构中的侧壁和外部的阴极导电层为一条引线，在绝缘隔离层上面制有阴极覆盖层，阴极覆盖层覆盖住位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线，不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中台阶上的阴极导电层，在该处阴极导电层上面制有催化剂金属层，在二级阶梯状沟槽结构台阶上的催化剂金属层上制有碳纳米管阴极。
栅极导电层为金属层，栅极覆盖层将栅极导电层全部覆盖住，催化剂金属层为金属铁、钴、镍，衬底材料为n型或p型掺杂硅片，栅极导电层为金属层，为金属金、银、铝、锡、铟、钼、铬。
一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其制作工艺包括如下步骤1)、制作出阴极面板和阳极面板，2)、在阴极面板上制作集成化阶梯状槽栅结构，3)、在阳极玻璃面板上形成阳极电极层，在阳极电极层的非显示区域印刷绝缘浆料层，在阳极电极层上面的显示区域印刷荧光粉层；4)、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；5)、成品制作对装配好的器件进行封装。
所述的步骤2的具体步骤如下1)、制作出衬底材料；2)、栅极导电层的制作在衬底材料下表面制作出栅极导电层；3)、栅极覆盖层的制作在栅极导电层上制作出栅极覆盖层；4)、二级阶梯状沟槽的制作对衬底材料上表面进行刻蚀；刻蚀后的衬底材料的形状为二级阶梯状沟槽，该阶梯状沟槽向掺杂硅片的内部凹陷；5)、绝缘隔离层的制作在衬底材料硅片的上表面制备出绝缘隔离层；此绝缘隔离层将整体掺杂硅片的上表面以及阶梯状沟槽的表面全部覆盖住；
6)、阴极导电层的制作在绝缘隔离层的上面制出阴极导电层，阴极导电层形状为位于阶梯状沟槽结构中台阶上的阴极导电层全部保留，位于阶梯状沟槽结构中侧壁和外部的阴极导电层保留一条引线，其余的全部刻蚀去掉；7)、阴极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面形成阴极覆盖层，阴极覆盖层的形状为将位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线全部覆盖，但是不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中的台阶上阴极导电层；8)、催化剂金属层的制作在阴极导电层的上面形成催化剂金属层；9)、碳纳米管阴极的生长利用催化剂金属层作为生长碳纳米管用的催化剂，在二级阶梯状沟槽结构的台阶上生长出碳纳米管阴极；其中，所述的栅极导电层的制作具体如下在衬底材料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，制作出栅极导电层，所述的栅极覆盖层的制作具体如下在衬底材料的下表面制备出一层二氧化硅层，作为栅极覆盖层，将栅极导电层以及硅片的下表面全部覆盖住；所述的二级阶梯状沟槽的制作具体如下结合常规的光刻工艺，对衬底材料的上表面进行刻蚀，刻蚀后的衬底材料上具有如下的形状出现一个二级阶梯状沟槽，该阶梯状沟槽向内部凹陷，所述的绝缘隔离层的制作具体如下在衬底材料硅片的上表面制备出一个二氧化硅层，即制作出绝缘隔离层，此绝缘隔离层将衬底材料上表面以及阶梯状沟槽的表面全部覆盖住，所述的阴极导电层的制作具体如下在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属层，然后结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，形成阴极导电层，刻蚀后的阴极导电层具有如下的形状，即位于阶梯状沟槽结构中的台阶上的阴极导电层全部保留，而位于阶梯状沟槽结构中的侧壁和外部的阴极导电层仅保留一条引线，其余的全部刻蚀去掉，所述的阴极覆盖层的制作具体如下在绝缘隔离层的上面制备出一个二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成阴极覆盖层，刻蚀后的阴极覆盖层具有如下的形状，即将位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线全部覆盖，但是不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中的台阶上阴极导电层，所述的催化剂金属层的制作具体如下在衬底材料的上表面的暴露的阴极导电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，形成催化剂金属层。
所述的步骤3具体步骤如下1)、对整体玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板；2)、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；3)、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，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；4)、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；所述的步骤4具体步骤如下将阴极面板、阳极面板、支撑墙结构装配到一起，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。
所述的步骤5具体步骤如下对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。
所述的步骤1具体步骤如下对整体平板玻璃进行划割，制作出阳极玻璃面板和阴极玻璃面板。
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阶梯状槽栅结构，并制作了带有集成化阶梯状槽栅结构的、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阶梯状槽栅结构中，在衬底材料掺杂硅片上制作了二级阶梯状沟槽结构，作为碳纳米管阴极的基底。当在栅极上施加适当电压以后，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，形成场致发射现象。利用低温直接生长的碳纳米管全部位于二级阶梯状沟槽中的台阶上，而控制栅极则围绕在碳纳米管阴极的侧面和底部，极大地加强了对碳纳米管阴极的控制作用，所发射的碳纳米管阴极电子不会受到栅极结构的大量截流，这样也就极大地减少了栅极电流，提高了整体显示器件的显示亮度；其次，在本发明中的集成化阶梯状槽栅结构中，碳纳米管阴极位于二级阶梯状沟槽的台阶上，一方面，栅极结构和阴极结构之间利用绝缘隔离层相互隔离开来，这样，通过有效的控制绝缘隔离层的厚度，就可以有效地控制阴极和栅极之间的距离，也可以进一步的缩减二者之间的有效距离，从而降低整体显示器件的工作电压；由于阴极和栅极之间用绝缘隔离层完全隔离开来，因此不必担心二者之间短路打火现象的发生，极大地提高了整体器件的制作成功率；另一方面，碳纳米管阴极位于二级阶梯状沟槽的台阶上，形成一个圆环状结构，这样就充分利用碳纳米管阴极边缘大量发射电子的特性，即边缘电场增强现象，极大的提高了整体阴极的电子发射效率；第三，在本发明中的集成化阶梯状槽栅结构中，衬底材料硅片既充当了集成化阶梯状槽栅结构的衬底材料，同时也充当了集成化阶梯状槽栅结构的栅极导电电极；在二级阶梯状沟槽的台阶上生长了碳纳米管阴极。这样，这种结构有效的将栅极和碳纳米管阴极高度集成到一起，有利于进一步降低整体器件的生产成本，提高整体器件的显示分辨率；第四，在本发明中的集成化阶梯状槽栅结构中，在二级阶梯状沟槽的台阶上的阴极导电层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，这样就可以在阴极导电层的表面直接生长碳纳米管阴极了；结合低温直接生长法，进行碳纳米管阴极的制备；这样就充分利用了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；此外，在本发明中的集成化阶梯状槽栅结构中，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，简化了器件的制作流程，有利于进行商业化的大规模生产。
图1给出了集成化阶梯状槽栅结构的纵向结构示意图；图2给出了集成化阶梯状槽栅结构的横向结构示意图；图3给出了带有集成化阶梯状槽栅结构的、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。
如图1、2、3所示，一种带有集成化阶梯状槽栅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构成的密封真空腔、阳极面板11上光刻的阳极导电层12以及制备在阳极导电层12上的荧光粉层14、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上安装固定有将栅极和阴极集成化到一起的集成化阶梯状槽栅结构，阴极位于阶梯状槽栅结构的台阶上，其电子发射受着栅极结构控制。
集成化阶梯状槽栅结构包括衬底材料1、衬底材料下表面的栅极导电层2、栅极导电层2上的栅极覆盖层3，在衬底材料上表面刻蚀有二级阶梯状沟槽4，该阶梯状沟槽向衬底材料内部凹陷，衬底材料上表面制有绝缘隔离层5，绝缘隔离层5覆盖住衬底材料上表面及阶梯状沟槽的全部表面，在绝缘隔离层5的上面制有阴极导电层6，阴极导电层6位于阶梯状沟槽结构中的台阶上，位于阶梯状沟槽结构中的侧壁和外部的阴极导电层为一条引线，在绝缘隔离层5上面制有阴极覆盖层7，阴极覆盖层覆盖住位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线，不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中台阶上的阴极导电层，在该处阴极导电层6上面制有催化剂金属层8，在二级阶梯状沟槽结构台阶上的催化剂金属层8上制有碳纳米管阴极9。
所述的集成化阶梯状槽栅结构的暴露的阴极导电层的上面存在一个催化剂金属层，催化剂金属层可以为金属铁、钴、镍；靠催化剂金属作为催化剂来制备碳纳米管阴极。
衬底材料为掺杂硅片，衬底材料掺杂硅片既可以是n型，也可以为p型；衬底材料掺杂硅片既充当了集成化阶梯状槽栅结构的衬底材料，同时也充当了集成化阶梯状槽栅结构中的栅极导电电极。栅极导电层为金属层，为金属金、银、铝、锡、铟、钼、铬。
一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，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阶梯状槽栅结构的衬底材料，同时也充当了集成化阶梯状槽栅结构中的栅极导电电极；2)、栅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铬，结合常规的光刻工艺，对金属铬层进行刻蚀，制作出栅极导电层；3)、栅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，作为栅极覆盖层；用于将栅极导电层以及硅片的下表面全部覆盖住；4)、二级阶梯状沟槽的制作结合常规的光刻工艺，对衬底材料硅片的上表面进行刻蚀；刻蚀后的衬底材料掺杂硅片上应具有如下的形状，即出现一个二级阶梯状沟槽，该阶梯状沟槽向掺杂硅片的内部凹陷；5)、绝缘隔离层的制作在衬底材料硅片的上表面制备出一个二氧化硅层，即制作出绝缘隔离层；此绝缘隔离层要整体掺杂硅片的上表面以及阶梯状沟槽的表面全部覆盖住；6)、阴极导电层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属钼层，然后结合常规的光刻工艺，对金属钼层进行刻蚀，形成阴极导电层；刻蚀后的阴极导电层应该具有如下的形状，即位于阶梯状沟槽结构中的台阶上的阴极导电层全部保留，而位于阶梯状沟槽结构中的侧壁和外部的阴极导电层仅仅保留一条引线即可，其余的全部刻蚀去掉；7)、阴极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面再次制备出一个二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成阴极覆盖层；刻蚀后的阴极覆盖层应具有如下的形状，即将位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线全部覆盖，但是不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中的台阶上阴极导电层；8)、催化剂金属层的制作在衬底材料硅片的上表面的暴露的阴极导电层的上面蒸镀一层金属钴，然后结合常规的光刻工艺，对金属钴层进行刻蚀，形成催化剂金属层；9)、集成化阶梯状槽栅结构的表面清洁处理对集成化阶梯状槽栅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，结合低温直接生长工艺，在二级阶梯状沟槽结构的台阶上生长出碳纳米管阴极；11)、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；12)、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；13)、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；14)、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。
本发明中的带有集成化阶梯状槽栅结构的平板发光显示器主要包括有如下组成部分由阴极玻璃面板、阳极玻璃面板和四周玻璃围框构成的密封真空腔；在阳极玻璃面板上有阳极电极层以及印刷在阳极电极层上的荧光粉层；在阴极面板上有集成化阶梯状槽栅结构、用于控制电子发射的栅极导电层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。制作了集成化阶梯状槽栅结构，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，还充分利用了边缘场致发射增强效应，有效地降低了器件的工作电压，同时还将栅极和阴极高度集成化到一起，提高了整体器件的制作成功率。
本发明中的集成化阶梯状槽栅结构的固定位置为安装固定在阴极面板上；集成化阶梯状槽栅结构中的栅极结构和阴极结构高度集成到一起；集成化阶梯状槽栅结构中的阴极位于阶梯状槽栅结构的台阶上，其电子发射受着栅极结构的强有力控制；集成化阶梯状槽栅结构的衬底材料为掺杂硅片，既可以是n型，也可以为p型；衬底材料掺杂硅片既充当了集成化阶梯状槽栅结构的衬底材料，也充当了集成化阶梯状槽栅结构中的栅极导电电极；衬底材料硅片的下表面存在一个栅极导电层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；栅极导电层为金属层，可以为金属金、银、铝、锡、铟、钼、铬；栅极导电层的上面存在一个栅极覆盖层，即二氧化硅层，用于将栅极导电层全部覆盖住；本发明中的集成化阶梯状槽栅结构中的需要对衬底材料掺杂硅片的上表面进行刻蚀，是结合常规的光刻工艺进行刻蚀的；催化剂金属层可以为金属铁、钴、镍；利用催化剂金属作为催化剂来制备碳纳米管阴极。
权利要求
1.一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器，包括由阴极面板[10]、阳极面板[11]和四周玻璃围框[16]构成的密封真空腔、阳极面板[11]上光刻的阳极导电层[12]以及制备在阳极导电层[12]上的荧光粉层[14]、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]上安装固定有将栅极和阴极集成化到一起的集成化阶梯状槽栅结构，阴极位于阶梯状槽栅结构的台阶上，其电子发射受着栅极结构控制。
2.根据权利要求1所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器，其特征在于集成化阶梯状槽栅结构包括衬底材料[1]、衬底材料下表面的栅极导电层[2]、栅极导电层[2]上的栅极覆盖层[3]，在衬底材料上表面刻蚀有二级阶梯状沟槽[4]，该阶梯状沟槽向衬底材料内部凹陷，衬底材料上表面制有绝缘隔离层[5]，绝缘隔离层[5]覆盖住衬底材料上表面及阶梯状沟槽的全部表面，在绝缘隔离层[5]的上面制有阴极导电层[6]，阴极导电层[6]位于阶梯状沟槽结构中的台阶上，位于阶梯状沟槽结构中的侧壁和外部的阴极导电层为一条引线，在绝缘隔离层[5]上面制有阴极覆盖层[7]，阴极覆盖层覆盖住位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线，不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中台阶上的阴极导电层，在该处阴极导电层[6]上面制有催化剂金属层[8]，在二级阶梯状沟槽结构台阶上的催化剂金属层[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阶梯状槽栅结构的平板显示器，其特征在于栅极导电层[2]为金属层，栅极覆盖层[3]将栅极导电层[2]全部覆盖住，催化剂金属层为金属铁、钴、镍，衬底材料为n型或p型掺杂硅片，栅极导电层为金属层，为金属金、银、铝、锡、铟、钼、铬。
4.一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于其制作工艺包括如下步骤1)、制作出阴极面板和阳极面板，2)、在阴极面板上制作集成化阶梯状槽栅结构，3)、在阳极玻璃面板上形成阳极电极层，在阳极电极层的非显示区域印刷绝缘浆料层，在阳极电极层上面的显示区域印刷荧光粉层；4)、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；5)、成品制作对装配好的器件进行封装。
5.根据权利要求4所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于所述的步骤2的具体步骤如下1)、制作出衬底材料；2)、栅极导电层的制作在衬底材料下表面制作出栅极导电层；3)、栅极覆盖层的制作在栅极导电层上制作出栅极覆盖层；4)、二级阶梯状沟槽的制作对衬底材料上表面进行刻蚀；刻蚀后的衬底材料的形状为二级阶梯状沟槽，该阶梯状沟槽向掺杂硅片的内部凹陷；5)、绝缘隔离层的制作在衬底材料硅片的上表面制备出绝缘隔离层；此绝缘隔离层将整体掺杂硅片的上表面以及阶梯状沟槽的表面全部覆盖住；6)、阴极导电层的制作在绝缘隔离层的上面制出阴极导电层，阴极导电层形状为位于阶梯状沟槽结构中台阶上的阴极导电层全部保留，位于阶梯状沟槽结构中侧壁和外部的阴极导电层保留一条引线，其余的全部刻蚀去掉；7)、阴极覆盖层的制作在绝缘隔离层的上面形成阴极覆盖层，阴极覆盖层的形状为将位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线全部覆盖，但是不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中的台阶上阴极导电层；8)、催化剂金属层的制作在阴极导电层的上面形成催化剂金属层；9)、碳纳米管阴极的生长利用催化剂金属层作为生长碳纳米管用的催化剂，在二级阶梯状沟槽结构的台阶上生长出碳纳米管阴极；
6.根据权利要求5所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于所述的栅极导电层的制作具体如下在衬底材料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，制作出栅极导电层，所述的栅极覆盖层的制作具体如下在衬底材料的下表面制备出一层二氧化硅层，作为栅极覆盖层，将栅极导电层以及硅片的下表面全部覆盖住；所述的二级阶梯状沟槽的制作具体如下结合常规的光刻工艺，对衬底材料的上表面进行刻蚀，刻蚀后的衬底材料上具有如下的形状出现一个二级阶梯状沟槽，该阶梯状沟槽向内部凹陷，所述的绝缘隔离层的制作具体如下在衬底材料硅片的上表面制备出一个二氧化硅层，即制作出绝缘隔离层，此绝缘隔离层将衬底材料上表面以及阶梯状沟槽的表面全部覆盖住，所述的阴极导电层的制作具体如下在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属层，然后结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，形成阴极导电层，刻蚀后的阴极导电层具有如下的形状，即位于阶梯状沟槽结构中的台阶上的阴极导电层全部保留，而位于阶梯状沟槽结构中的侧壁和外部的阴极导电层仅保留一条引线，其余的全部刻蚀去掉，所述的阴极覆盖层的制作具体如下在绝缘隔离层的上面制备出一个二氧化硅层，结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成阴极覆盖层，刻蚀后的阴极覆盖层具有如下的形状，即将位于阶梯状槽栅结构中的侧壁和外部的阴极导电层引线全部覆盖，但是不能覆盖位于阶梯状沟槽结构中的台阶上阴极导电层，所述的催化剂金属层的制作具体如下在衬底材料的上表面的暴露的阴极导电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，形成催化剂金属层。
7.根据权利要求4所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于所述的步骤3具体步骤如下1)、对整体玻璃进行裁剪，制作出阳极玻璃面板；2)、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；3)、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，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；4)、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；
8.根据权利要求4所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于所述的步骤4具体步骤如下将阴极面板、阳极而板、支撑墙结构装配到一起，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。
9.根据权利要求4所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于所述的步骤5具体步骤如下对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。
10.根据权利要求4所述的一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于所述的步骤1具体步骤如下对整体平板玻璃进行划割，制作出阳极玻璃面板和阴极玻璃面板。
全文摘要
本发明涉及一种带有集成化阶梯状槽栅结构的平板显示器及其制作工艺，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构成的密封真空腔、在阳极玻璃面板上有阳极电极层以及印刷在阳极电极层上的荧光粉层、用于控制电子发射的栅极导电层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阶梯状槽栅结构，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和边缘场致发射增强效应降低了器件的工作电压，还将栅极和阴极高度集成化到一起，提高了整体器件的制作成功率，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。
文档编号H01J1/30GK1822297SQ20061001754
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