专利名称：圆形嵌入式背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，特别涉及到一种圆形嵌入式背栅结构的、碳纳米管阴极的场致发射平面显示器及其制作工艺。
背景技术：
平板显示器是一种重要的人机界面，在信息技术的高速发展过程中占据了十分重要的地位。平板显示器今年来以其高清晰度、高图像质量、大画面、平板化、视角宽、厚度小，重量轻等优点，已经成为了显示技术发展的方向。而利用碳纳米管阴极制作的平板场致发射显示器则是一种新兴的平面器件，具有高亮度、高清晰度、完全平面化、宽视角、薄型化等诸多优点，其应用越来越广泛，具有十分广阔的发展空间。
碳纳米管具有独特的几何外形，小的尖端曲率半径以及极高的机械强度，能够在外加电压的作用下发射出大量的电子，已经成为了新型的优异阴极发射材料。当在控制栅极上施加适当电压的情况下，在碳纳米管阴极的表面就会形成强大的电场强度，迫使碳纳米管发射出大量的电子，也就是冷场致发射现象。但是在碳纳米管阴极发射电子的过程中，并不是所有的阴极材料都能够均匀发射电子的，而是在碳纳米管阴极的边缘位置发射的电子最多，其表面形成的电场强度也最大，而在碳纳米管阴极的中央位置发射的电子则相对要少一些，或者根本就不发射电子，这也就是独特的边缘位置发射大量电子的现象。那么如何充分利用这种独特现象，来更好的为制作新型显示器件服务呢？这是研究人员值得思考的一个现实问题。
为了降低整体器件的生产成本，以便于能够和常规的集成驱动电路相结合起来，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。在三极结构的碳纳米管阴极平板显示器件中，栅极是一个比较关键的元件，它对碳纳米管阴极的电子发射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。目前，大多数的平板显示器件都选择了栅极结构位于碳纳米管阴极上方的结构形式，栅极结构的强有力控制作用明显，制作工艺比较简单，但是所形成的栅极电流比较大，工作电压有些偏高，对于制作材料的要求比较严格，这是其不利之处。因此，如何选择适合的栅极结构形式以及选择适合的制作工艺，就是研究人员所面临的一个现实问题。
此外，在尽可能不影响显示图像质量的前提下，还需要进一步降低平板器件的制作成本；在能够进行大面积的器件制作的同时，还需要使得器件制作过程免于复杂化，有利于进行商业化的大规模生产。
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、结构简单的圆形嵌入式背栅结构的平板显示器及其制作工艺。
本发明的目的是这样实现的一种带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器，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、设在阴极面板和阳极面板之间的支撑墙结构以及设在密封真空腔中的消气剂附属元件，在阴极面板上制作有用于控制碳纳米管电子发射的圆形嵌入式背栅结构，圆形嵌入式背栅结构位于碳纳米管阴极的正下方和同一平面，圆形嵌入式背栅结构的圆形嵌入部分被碳纳米管阴极所环绕。
所述的带有圆形嵌入式背栅结构包括阴极面板、设在阴极面板上的栅极导电层、设在栅极导电层上的绝缘隔离层、绝缘隔离层上存在的接触孔、设在绝缘隔离层上的圆形栅极层、圆形栅极层上面的绝缘覆盖层、设在绝缘隔离层上的阴极导电层和阴极导电层上的阴极引线层以及设在阴极引线层上的碳纳米管阴极层，其中阴极导电层和阴极引线层相互连通，与圆形栅极层相互隔离开来，接触孔将绝缘隔离层下面的栅极导电层和绝缘隔离层上面的圆形栅极层相互连接起来，所述的栅极导电层为锡铟氧化物膜层或者金、银、钼、钨、铝、铜、铁、钴、镍、铬金属层，绝缘隔离层为聚酰亚胺层、二氧化硅层或者绝缘浆料层，绝缘隔离层上存在接触孔为圆形，栅极导电层、圆形栅极层以及位于接触孔中用于连接的金属都为同一种金属，在接触孔中制备出一定厚度的金属，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上。
所述的在绝缘隔离层上面制备出的一层金属层经刻蚀后分为三部分，并且此三部分都位于绝缘隔离层的上方，刻蚀后的三部分金属层分别为圆形栅极层、阴极导电层和阴极引线层，圆形栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，与阴极导电层互不连通，与位于绝缘隔离层上的接触孔相互连通，圆形栅极层的面积比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层的圆心重合，阴极导电层位于圆形栅极层的周围，呈现条状结构，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向相互垂直。
所述的绝缘覆盖层为聚酰亚胺层、二氧化硅层或者绝缘浆料层，阴极导电层的上面存在着碳纳米管阴极层，碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，环绕在圆形栅极层的周围。
一种带有圆形嵌入式背栅结构的碳纳米管场致发射平板显示器的制作工艺，制作工艺如下1)、阴极面板的制作对整体玻璃进行裁剪，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板；2)、栅极导电层的制作在阴极面板上蒸镀一层金属，此金属层覆盖住阴极面板；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；3)、绝缘隔离层的制作在阴极面板上制备出绝缘隔离层；此绝缘隔离层的制备结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的绝缘隔离层进行固化；4)、接触孔的制作结合常规的反应离子刻蚀工艺，对聚酰亚胺层进行刻蚀，形成圆形的接触孔；5)、接触孔的填充结合常规的蒸镀工艺，在聚酰亚胺层上再次蒸镀金属，对接触孔进行填充，直至填充满为止，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上，没有任何的凹陷现象；然后结合常规的光刻工艺，将多余的金属层刻蚀掉；6)、圆形栅极层、阴极导电层、阴极引线层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属层；结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，将金属层分为三个部分，并且此三部分都位于同一平面上，位于绝缘隔离层的上方；三部分金属层分别为圆形栅极层、阴极导电层和阴极引线层；其中阴极导电层和阴极引线层相互连通，但是都与圆形栅极层相互隔离开来；圆型栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，但是与阴极导电层互不连通，但是与位于绝缘隔离层上的接触孔是相互连通的；圆形栅极层的面积要比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层的圆心重合；阴极导电层位于圆形栅极层的周围，总体上是呈现条状结构的，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向是相互垂直的；7)、绝缘覆盖层的制作在圆形栅极层和阴极引线层的上面制备出绝缘覆盖层；其制备可以结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的绝缘覆盖层进行固化；绝缘覆盖层完全覆盖住圆形栅极层和阴极引线层，并且不要覆盖住阴极导电层；8)、碳纳米管阴极层的制作结合常规的丝网印刷工艺，将碳纳米管阴极印刷在阴极导电层上，形成碳纳米管阴极层；碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，但是并不是全部布满阴极导电层的，而是环绕在圆形栅极层的周围，也就是阴极导电层和栅极导电层相互交叉的区域，其余的区域则没有碳纳米管阴极；10)、阳极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行裁剪，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，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；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；在烘箱当中进行烘烤，烘烤温度120℃，保持时间10分钟；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圆形嵌入式背栅结构，并制作了带有圆形嵌入式背栅结构的、碳纳米管阴极的场致发射平板发光显示器件。
首先，本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的栅极结构主要位于碳纳米管阴极的下方，对于碳纳米管阴极的电子发射起着强有力的控制作用。当在栅极上施加适当电压以后，碳纳米管阴极就会发射出大量的电子，发射的电子在阳极高电压的作用下，向荧光粉层高速运动，轰击荧光粉层而发出可见光；一方面，碳纳米管阴极发射的电子不经过控制栅极结构而直接轰击荧光粉层，这也就减少了控制栅极截获电子的几率，从而减小了栅极电流的大小，有效地降低了整体器件的工作电压，有利于进一步提高整体器件的显示亮度；另一方面，是在整体圆形嵌入式背栅结构的最后一步工艺才进行碳纳米管阴极的制作，也就是说碳纳米管阴极的制作不受其它器件工艺的影响，也就极大地减少了碳纳米管阴极的损伤，提高了整体器件的制作成功率。
其次，在本发明中的圆形嵌入式背栅结构中，在聚酰亚胺绝缘隔离层中存在一个接触孔，将绝缘隔离层下面的栅极导电层和绝缘隔离层上面的圆形栅极层相互连接起来，使得在进一步降低栅极电压的同时，还能够有效地增大碳纳米管阴极的发射面积；此接触孔和栅极导电层、圆形栅极层都应用于同一种金属，这样能够有效的保证良好的欧姆接触；此外，在接触孔中还制备出了一定厚度的金属，确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上，没有任何的凹陷现象，这样既避免了接触不良，同时也避免了引起二极结构的电子发射，即栅极失控现象。
第三，在本发明中的圆形嵌入式背栅结构中，圆形栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，但是与阴极导电层互不连通；而碳纳米管阴极位于阴极导电层上，环绕在圆形栅极层的周围。这样，一方面能够有效地增大栅极结构和碳纳米管阴极的接触面积，另一方面能够充分利用碳纳米管阴极的边缘发射大量电子的独特冷阴极发射现象。
此外，在本发明中的圆形嵌入式背栅结构中，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给出了圆形嵌入式背栅结构的纵向结构示意图；图2给出了圆形嵌入式背栅结构的横向结构示意图；图3给出了带有圆形嵌入式背栅结构的、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
本发明包括由阴极面板1、阳极面板10和四周玻璃围框14所构成的密封真空腔、在阳极面板10上有光刻的阳极导电层11以及制备在阳极导电层11上面的荧光粉层13、设在阴极面板1和阳极面板10之间的支撑墙结构15以及设在密封真空腔中的消气剂附属元件16，在阴极面板1上制作有用于控制碳纳米管电子发射的圆形嵌入式背栅结构，圆形嵌入式背栅结构位于碳纳米管阴极9的正下方和同一平面，圆形嵌入式背栅结构的圆形嵌入部分被碳纳米管阴极9所环绕。
所述的带有圆形嵌入式背栅结构包括阴极面板1、设在阴极面板1上的栅极导电层2、设在栅极导电层2上的绝缘隔离层3、绝缘隔离层3上存在的接触孔4、设在绝缘隔离层3上的圆形栅极层5、圆形栅极层5上面的绝缘覆盖层8、设在绝缘隔离层3上的阴极导电层6和阴极导电层6上的阴极引线层7以及设在阴极引线层7上的碳纳米管阴极层9，其中阴极导电层6和阴极引线层7相互连通，与圆形栅极层5相互隔离开来，接触孔孔4将绝缘隔离层3下面的栅极导电层2和绝缘隔离层3上面的圆形栅极层5相互连接起来，所述的栅极导电层2为锡铟氧化物膜层或者金、银、钼、钨、铝、铜、铁、钴、镍、铬金属层，绝缘隔离层3为聚酰亚胺层、二氧化硅层或者绝缘浆料层，绝缘隔离层3上存在接触孔4为圆形，栅极导电层2、圆形栅极层5以及位于接触孔4中用于连接的金属都为同一种金属，在接触孔中制备出一定厚度的金属，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上。
所述的在绝缘隔离层3上面制备出的一层金属层经刻蚀后分为三部分，并且此三部分都位于绝缘隔离层3的上方，刻蚀后的三部分金属层分别为圆形栅极层5、阴极导电层6和阴极引线层7，圆形栅极层5呈现一种圆盘状，位于阴极导电层6的中间位置，与阴极导电层6互不连通，与位于绝缘隔离层上的接触孔相互连通，圆形栅极层5的面积比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层5的圆心重合，阴极导电层6位于圆形栅极层的周围，呈现条状结构，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向相互垂直。
所述的绝缘覆盖层8为聚酰亚胺层、二氧化硅层或者绝缘浆料层，阴极导电层的上面存在着碳纳米管阴极层，碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，环绕在圆形栅极层的周围。
所述的带有圆形嵌入式背栅结构的固定位置为安装固定在阴极面板上；栅极导电层同时位于碳纳米管阴极的正下方和同一平面上，控制着碳纳米管阴极的电子发射；衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃，也就是显示器件的阴极面板。
本发明中的圆形嵌入式背栅结构包括阴极面板1、栅极导电层2、绝缘隔离层3、接触孔4、圆形栅极层5、阴极导电层6、阴极引线层7、绝缘覆盖层8、碳纳米管阴极层9部分，并采用如下的工艺进行制作1、阴极面板的制作对整体钠钙玻璃进行裁剪，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板；2、栅极导电层的制作在阴极面板上蒸镀一层金属铬，此金属铬层要覆盖住阴极面板；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；3、绝缘隔离层的制作在阴极面板上制备出聚酰亚胺层，形成绝缘隔离层；此聚酰亚胺层的制备可以结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的聚酰亚胺层进行固化；4、接触孔的制作结合常规的反应离子刻蚀工艺，对聚酰亚胺层进行刻蚀，形成圆形的接触孔；5、接触孔的填充结合常规的蒸镀工艺，在聚酰亚胺层上再次蒸镀金属铬，对接触孔进行填充，直至填充满为止，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上，没有任何的凹陷现象；然后结合常规的光刻工艺，将多余的铬金属层刻蚀掉；6、圆形栅极层、阴极导电层、阴极引线层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属铬层；结合常规的光刻工艺，对金属铬层进行刻蚀，将金属铬层分为三个部分，并且此三部分都位于同一平面上，即都位于绝缘隔离层的上方；三部分金属层分别为圆形栅极层、阴极导电层和阴极引线层；其中阴极导电层和阴极引线层相互连通，但是都与圆形栅极层相互隔离开来；圆型栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，但是与阴极导电层互不连通，但是与位于绝缘隔离层上的接触孔是相互连通的；圆形栅极层的面积要比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层的圆心重合；阴极导电层位于圆形栅极层的周围，总体上是呈现条状结构的，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向是相互垂直的；7、绝缘覆盖层的制作在圆形栅极层和阴极引线层的上面制备出聚酰亚胺层，形成绝缘覆盖层；此聚酰亚胺层的制备可以结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的聚酰亚胺层进行固化；要求绝缘覆盖层要完全覆盖住圆形栅极层和阴极引线层，并且不要覆盖住阴极导电层；8、阴极面板的表面清洁处理对阴极面板表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；9、碳纳米管阴极层的制作结合常规的丝网印刷工艺，将碳纳米管阴极印刷在阴极导电层上，形成碳纳米管阴极层；碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，但是并不是全部布满阴极导电层的，而是环绕在圆形栅极层的周围，也就是阴极导电层和栅极导电层相互交叉的区域，其余的区域则没有碳纳米管阴极；10、碳纳米管阴极层的后处理对印刷后的碳纳米管阴极层进行后处理，以改善碳纳米管阴极的场致发射特性。
本发明中带有圆形嵌入式背栅结构的碳纳米管场致发射平板显示器的制作工艺如下1、阴极面板的制作对整体钠钙玻璃进行裁剪，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板；2、栅极导电层的制作在阴极面板上蒸镀一层金属铬，此金属铬层要覆盖住阴极面板；然后结合常规光刻工艺，对金属铬层进行刻蚀，形成栅极导电层；3、绝缘隔离层的制作在阴极面板上制备出聚酰亚胺层，形成绝缘隔离层；此聚酰亚胺层的制备可以结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的聚酰亚胺层进行固化；4、接触孔的制作结合常规的反应离子刻蚀工艺，对聚酰亚胺层进行刻蚀，形成圆形的接触孔；5、接触孔的填充结合常规的蒸镀工艺，在聚酰亚胺层上再次蒸镀金属铬，对接触孔进行填充，直至填充满为止，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上，没有任何的凹陷现象；然后结合常规的光刻工艺，将多余的铬金属层刻蚀掉；6、圆形栅极层、阴极导电层、阴极引线层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属铬层；结合常规的光刻工艺，对金属铬层进行刻蚀，将金属铬层分为三个部分，并且此三部分都位于同一平面上，即都位于绝缘隔离层的上方；三部分金属层分别为圆形栅极层、阴极导电层和阴极引线层；其中阴极导电层和阴极引线层相互连通，但是都与圆形栅极层相互隔离开来；圆型栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，但是与阴极导电层互不连通，但是与位于绝缘隔离层上的接触孔是相互连通的；圆形栅极层的面积要比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层的圆心重合；阴极导电层位于圆形栅极层的周围，总体上是呈现条状结构的，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向是相互垂直的；7、绝缘覆盖层的制作在圆形栅极层和阴极引线层的上面制备出聚酰亚胺层，形成绝缘覆盖层；此聚酰亚胺层的制备可以结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的聚酰亚胺层进行固化；要求绝缘覆盖层要完全覆盖住圆形栅极层和阴极引线层，并且不要覆盖住阴极导电层；8、阴极面板的表面清洁处理对阴极面板表面进行清洁处理，除掉杂质和灰尘；9、碳纳米管阴极层的制作结合常规的丝网印刷工艺，将碳纳米管阴极印刷在阴极导电层上，形成碳纳米管阴极层；碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，但是并不是全部布满阴极导电层的，而是环绕在圆形栅极层的周围，也就是阴极导电层和栅极导电层相互交叉的区域，其余的区域则没有碳纳米管阴极；10、碳纳米管阴极层的后处理对印刷后的碳纳米管阴极层进行后处理，以改善碳纳米管阴极的场致发射特性。
11、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；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，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)；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；在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度120℃，保持时间10分钟)；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。在玻璃面板的四周涂抹好低熔点玻璃粉，用夹子固定。
16、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。
本发明中的一种圆形嵌入式背栅结构的平板发光显示器包括有如下组成部分由阴极面板、阳极面板和四周玻璃围框所构成的密封真空腔；在阴极面板上有碳纳米管阴极、阴极导电层以及用于控制碳纳米管电子发射的圆形嵌入式背栅结构；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；支撑墙结构以及消气剂附属原件。其特征在于制作了一种圆形嵌入式背栅结构，栅极结构同时位于碳纳米管阴极的正下方和同一平面，对于其电子发射起着强有力的控制作用；其背栅结构的圆形嵌入部分被碳纳米管阴极所环绕，在适当电压的作用下能够发射大量电子，充分利用了边缘发射大量电子的场致发射现象，能够有效地降低整体器件的工作电压，提高碳纳米管阴极的电子发射效率。
本发明中的圆形嵌入式背栅结构的固定位置为安装固定在阴极面板上；本发明中的圆形嵌入式背栅结构的栅极导电层同时位于碳纳米管阴极的正下方和同一平面上，控制着碳纳米管阴极的电子发射；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的衬底材料为大型、具有相当良好的耐热性和可操作性、成本低廉的高性能绝缘材料；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的衬底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃，也就是显示器件的阴极面板；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的阴极面板上存在栅极导电层，栅极导电层可以为锡铟氧化物膜层，也可以为金属层，为金、银、钼、钨、铝、铜、铁、钴、镍、铬；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的栅极导电层可以结合常规的光刻工艺形成图案；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的栅极导电层的上面存在绝缘隔离层，此绝缘隔离层可以为聚酰亚胺层，二氧化硅层，绝缘浆料层；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的绝缘隔离层上存在接触孔，此接触孔为圆形，将绝缘隔离层下面的栅极导电层和绝缘隔离层上面的圆形栅极层相互连接起来；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的栅极导电层、圆形栅极层以及位于接触孔中用于连接的金属都应用同一种金属，为了保证良好的欧姆接触；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中需要在接触孔中制备出一定厚度的金属，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上，没有任何的凹陷现象；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中在绝缘隔离层的上面制备出一层金属层，此金属层和栅极导电层使用的金属相同；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中需要对绝缘隔离层上面的金属层进行刻蚀，可以结合常规的光刻工艺来完成；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中刻蚀后的金属层中分为三部分，并且此三部分都位于同一平面上，即都位于绝缘隔离层的上方；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的刻蚀后的三部分金属层分别为圆形栅极层、阴极导电层和阴极引线层；其中阴极导电层和阴极引线层相互连通，但是都与圆形栅极层相互隔离开来；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的圆型栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，但是与阴极导电层互不连通，但是与位于绝缘隔离层上的接触孔是相互连通的；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的圆形栅极层的面积要比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层的圆心重合；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的阴极导电层位于圆形栅极层的周围，总体上是呈现条状结构的，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向是相互垂直的；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的圆形栅极层的上面存在一个绝缘覆盖层，此绝缘覆盖层可以为聚酰亚胺层，二氧化硅层和绝缘浆料层；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的阴极导电层的上面存在着碳纳米管阴极层，可以使用直接生长的方法来制备，也可以采用移植的方法来制备；本发明中的圆形嵌入式背栅结构中的碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，但是并不是全部布满阴极导电层的，而是环绕在圆形栅极层的周围，也就是阴极导电层和栅极导电层相互交叉的区域，其余的区域则没有碳纳米管阴极。
权利要求
1.一种带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器，包括由阴极面板[1]、阳极面板[10]和四周玻璃围框[14]所构成的密封真空腔、在阳极面板[10]上有光刻的阳极导电层[11]以及制备在阳极导电层[11]上面的荧光粉层[13]、设在阴极面板[1]和阳极面板[10]之间的支撑墙结构[15]以及设在密封真空腔中的消气剂附属元件[16]，其特征在于在阴极面板[1]上制作有用于控制碳纳米管电子发射的圆形嵌入式背栅结构，圆形嵌入式背栅结构位于碳纳米管阴极[9]的正下方和同一平面，圆形嵌入式背栅结构的圆形嵌入部分被碳纳米管阴极[9]所环绕。
2.根据权利要求1所述的一种带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器，其特征在于所述的带有圆形嵌入式背栅结构包括阴极面板[1]、设在阴极面板[1]上的栅极导电层[2]、设在栅极导电层[2]上的绝缘隔离层[3]、绝缘隔离层[3]上存在的接触孔[4]、设在绝缘隔离层[3]上的圆形栅极层[5]、圆形栅极层[5]上面的绝缘覆盖层[8]、设在绝缘隔离层[3]上的阴极导电层[6]和阴极导电层[6]上的阴极引线层[7]以及设在阴极引线层[7]上的碳纳米管阴极层[9]，其中阴极导电层[6]和阴极引线层[7]相互连通，与圆形栅极层[5]相互隔离开来，接触孔孔[4]将绝缘隔离层[3]下面的栅极导电层[2]和绝缘隔离层[3]上面的圆形栅极层[5]相互连接起来，
3.根据权利要求2所述的一种带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器，其特征在于所述的栅极导电层[2]为锡铟氧化物膜层或者金、银、钼、钨、铝、铜、铁、钴、镍、铬金属层，绝缘隔离层[3]为聚酰亚胺层、二氧化硅层或者绝缘浆料层，绝缘隔离层[3]上存在接触孔[4]为圆形，栅极导电层[2]、圆形栅极层[5]以及位于接触孔[4]中用于连接的金属都为同一种金属，在接触孔中制备出一定厚度的金属，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上。
4.根据权利要求2所述的一种带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器，其特征在于所述的在绝缘隔离层[3]上面制备出的一层金属层经刻蚀后分为三部分，并且此三部分都位于绝缘隔离层[3]的上方，刻蚀后的三部分金属层分别为圆形栅极层[5]、阴极导电层[6]和阴极引线层[7]，圆形栅极层[5]呈现一种圆盘状，位于阴极导电层[6]的中间位置，与阴极导电层[6]互不连通，与位于绝缘隔离层上的接触孔相互连通，圆形栅极层[5]的面积比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层[5]的圆心重合，阴极导电层[6]位于圆形栅极层的周围，呈现条状结构，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向相互垂直。
5.根据权利要求2所述的一种带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器，其特征在于所述的绝缘覆盖层[8]为聚酰亚胺层、二氧化硅层或者绝缘浆料层，阴极导电层的上面存在着碳纳米管阴极层，碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，环绕在圆形栅极层的周围。
6.一种带有圆形嵌入式背栅结构的碳纳米管场致发射平板显示器的制作工艺，其特征在于制作工艺如下1)、阴极面板的制作对整体玻璃进行裁剪，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板；2)、栅极导电层的制作在阴极面板上蒸镀一层金属，此金属层覆盖住阴极面板；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；3)、绝缘隔离层的制作在阴极面板上制备出绝缘隔离层；此绝缘隔离层的制备结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的绝缘隔离层进行固化；4)、接触孔的制作结合常规的反应离子刻蚀工艺，对聚酰亚胺层进行刻蚀，形成圆形的接触孔；5)、接触孔的填充结合常规的蒸镀工艺，在聚酰亚胺层上再次蒸镀金属，对接触孔进行填充，直至填充满为止，以确保接触孔的上平面和绝缘隔离层的上平面在同一个平面上，没有任何的凹陷现象；然后结合常规的光刻工艺，将多余的金属层刻蚀掉；6)、圆形栅极层、阴极导电层、阴极引线层的制作在绝缘隔离层的上面蒸镀一个金属层；结合常规的光刻工艺，对金属层进行刻蚀，将金属层分为三个部分，并且此三部分部位于同一平面上，位于绝缘隔离层的上方；三部分金属层分别为圆形栅极层、阴极导电层和阴极引线层；其中阴极导电层和阴极引线层相互连通，但是都与圆形栅极层相互隔离开来；圆型栅极层呈现一种圆盘状，位于阴极导电层的中间位置，但是与阴极导电层互不连通，但是与位于绝缘隔离层上的接触孔是相互连通的；圆形栅极层的面积要比接触孔的面积大，并且该接触孔的圆心与圆形栅极层的圆心重合；阴极导电层位于圆形栅极层的周围，总体上是呈现条状结构的，并且阴极导电层的走向和栅极导电层的走向是相互垂直的；7)、绝缘覆盖层的制作在圆形栅极层和阴极引线层的上面制备出绝缘覆盖层；其制备可以结合旋转涂敷工艺完成，然后经过375℃±5℃的高温烘焙工艺，对制备的绝缘覆盖层进行固化；绝缘覆盖层完全覆盖住圆形栅极层和阴极引线层，并且不要覆盖住阴极导电层；8)、碳纳米管阴极层的制作结合常规的丝网印刷工艺，将碳纳米管阴极印刷在阴极导电层上，形成碳纳米管阴极层；碳纳米管阴极层位于阴极导电层上，但是并不是全部布满阴极导电层的，而是环绕在圆形栅极层的周围，也就是阴极导电层和栅极导电层相互交叉的区域，其余的区域则没有碳纳米管阴极；10)、阳极玻璃面板的制作对整体平板玻璃进行裁剪，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，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；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；在烘箱当中进行烘烤，烘烤温度120℃，保持时间10分钟；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。
全文摘要
本发明涉及到带有圆形嵌入式背栅结构的平板显示器及其制作工艺，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、支撑墙结构以及设在密封真空腔中的消气剂附属元件，在阴极面板上制作有用于控制碳纳米管电子发射的圆形嵌入式背栅结构，圆形嵌入式背栅结构位于碳纳米管阴极的正下方和同一平面，圆形嵌入式背栅结构的圆形嵌入部分被碳纳米管阴极所环绕。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H01J31/12GK1873889SQ20061001767
公开日2006年12月6日 申请日期2006年4月21日 优先权日2006年4月21日
发明者李玉魁 申请人:中原工学院