專利名稱：帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于平面顯示技術(shù)領(lǐng)域、真空科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域以及納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的相互交叉領(lǐng)域，涉及到平板場致發(fā)射顯示器的器件制作，具體涉及到碳納米管陰極的平板場致發(fā)射顯示器的器件制作方面的內(nèi)容，特別涉及到帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的、碳納米管陰極的場致發(fā)射平面顯示器。
背景技術(shù)：
碳納米管具有小的尖端曲率半徑，極高的機(jī)械強(qiáng)度以及良好的電學(xué)特性，在外加電場的作用下，能夠發(fā)射出大量的電子，是一種較為理想的冷陰極制作材料。對(duì)于實(shí)際顯示器件來說，圖像顯示質(zhì)量是整體碳納米管陰極場致發(fā)射平面顯示器制作成功與否的重要技術(shù)指標(biāo)之一。而實(shí)現(xiàn)碳納米管陰極能夠均勻、穩(wěn)定的發(fā)射大量的電子，這是顯示良好圖像的前提條件。在目前的大面積顯示器件制作當(dāng)中，其陰極制作方法都是采用移植法，即結(jié)合絲網(wǎng)印刷工藝，將碳納米管材料移植到陰極導(dǎo)電層上。在移植的過程中，受到具體制作工藝、烘烤工序、制作漿料、壓磨工序等各種因素的影響，其場致發(fā)射電子的能力已經(jīng)下降了許多，但這又是其所必需經(jīng)歷的工藝過程。那么，如何采取有效的措施，能夠讓大面積的碳納米管陰極實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的發(fā)射電子，是研究人員們所面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。
當(dāng)碳納米管材料被移植到陰極導(dǎo)電層上以后，其場致發(fā)射電子的能力也要受到多種因素的影響，例如碳納米管陰極導(dǎo)電層電阻阻值的影響，碳納米管陰極材料狀態(tài)的影響，同一碳納米管陰極在不同外界條件下發(fā)射能力的變化，碳納米管陰極的附著力的影響，等等。其中碳納米管陰極導(dǎo)電層電阻阻值變化的影響因素尤為突出，隨著器件顯示面積的增大，陰極導(dǎo)電層的長度和寬度也隨之增加，相應(yīng)的位于同一導(dǎo)電層上的碳納米管陰極的數(shù)量也在不斷的增加，這樣就容易造成一種不良情況的出現(xiàn)即盡管外加電壓在同一陰極導(dǎo)電層上施加了相同的電勢(shì)，但是受到陰極導(dǎo)電層電阻阻值的影響，實(shí)際施加給不同的碳納米管陰極的電勢(shì)是不相同的。那么如何保證所有的碳納米管能夠獲得幾乎相同的外加電勢(shì)呢，這是一個(gè)需要解決的現(xiàn)實(shí)問題。另一方面，在碳納米管陰極的導(dǎo)電層中，受到電阻阻值的影響，在不同方向上的陰極電流大小是不相同的，這就會(huì)造成某一方向陰極電流過大，而另一方向陰極電流過小的現(xiàn)象的出現(xiàn)，給陰極電阻層形成了額外的負(fù)擔(dān)，那么如何保證陰極電流能夠在電阻層當(dāng)中均勻的流動(dòng)，這也是急需解決的問題。
對(duì)于距離相近的碳納米管陰極來說，由于受到外界因素的影響，其場致發(fā)射能力有所差別，從而導(dǎo)致其相對(duì)應(yīng)的熒光粉的發(fā)光程度也可能有所區(qū)別。在這種情況下，需要進(jìn)行額外的電路進(jìn)行電學(xué)調(diào)節(jié)，期望讓發(fā)光亮度比較弱的碳納米管陰極施加稍微高一些的電壓，發(fā)射更多的電子，提高該像素點(diǎn)的發(fā)光亮度，而讓發(fā)光亮度比較強(qiáng)的碳納米管陰極上的電壓稍微降低一些，降低該像素點(diǎn)的亮度。而對(duì)于諸如此類問題還沒有得到比較完美的解決方案。
此外，在盡可能不影響碳納米管陰極的場致發(fā)射能力的前提下，還需要進(jìn)一步降低平板器件的制作成本；在能夠進(jìn)行大面積的器件制作的同時(shí)，還需要使得器件制作過程免于復(fù)雜化，有利于進(jìn)行商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述平板顯示器件中存在的缺點(diǎn)而提供一種成本低廉的、制作過程穩(wěn)定可靠的、制作成功率高的、結(jié)構(gòu)簡單的、帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器件。
本實(shí)用新型包括由陰極面板、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膜層之間的絕緣漿料層以及制備在錫銦氧化物膜層上面的熒光粉層；用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極；在陰極面板上有印刷的碳納米管陰極以及陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)；支撐墻結(jié)構(gòu)及其消氣劑附屬元件，制作了陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)流經(jīng)碳納米管陰極的導(dǎo)電層中電流值，以便于確保碳納米管能夠均勻穩(wěn)定的發(fā)射電子，進(jìn)一步提高平面顯示器件的圖像質(zhì)量，簡化器件的制作工藝，提高器件制作的成功率。
本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極面板上；本發(fā)實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料為大型、具有相當(dāng)良好的耐熱性和可操作性，能夠獨(dú)立制作的、成本低廉的高性能絕緣材料；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料為玻璃，如鈉鈣玻璃，硼硅玻璃；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料玻璃上存在一個(gè)導(dǎo)電層；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層可以為錫銦氧化物膜層，也可以為金、銀、鎳、鉻金屬層；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的錫銦氧化物膜層和金屬層的制作可以結(jié)合常規(guī)的光刻工藝來完成刻蝕；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電層分為兩部分，其中一部分位于陰極的正下方部位，稱之為縱向調(diào)節(jié)電阻電極，用于調(diào)節(jié)陰極導(dǎo)電層中的縱向電阻阻值，另一部分位于縱向調(diào)節(jié)電阻電極的兩側(cè)，并且對(duì)稱分布，用于調(diào)節(jié)陰極導(dǎo)電層中的橫向電阻阻值；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電層的上面存在摻雜低溫多晶硅層；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的摻雜低溫多晶硅層可以為一層，也可以為多層；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的摻雜低溫多晶硅層可以為p型，也可以為n型；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的摻雜低溫多晶硅層的上面存在一層二氧化硅絕緣層；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的二氧化硅絕緣層的制作和刻蝕可以結(jié)合常規(guī)的光刻工藝來完成；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的二氧化硅絕緣層上留有陰極孔；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的陰極孔中制備有陰極電極，該陰極電極和摻雜低溫多晶硅層形成良好的電學(xué)接觸；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的陰極電極可以為金、銀、鎳、鉻金屬層；本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中將碳納米管制備在陰極電極上。
本實(shí)用新型具有如下的積極效果本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)具有許多的優(yōu)越之處。其一，在本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電極結(jié)構(gòu)中，在陰極電極和調(diào)節(jié)電極之間制備了p型摻雜低溫多晶硅層，用于調(diào)節(jié)流經(jīng)碳納米管陰極的電流。利用摻雜低溫多晶硅的導(dǎo)電性能，能夠順利地將外加電壓傳遞到碳納米管陰極上面，同時(shí)又利用摻雜多晶硅的半導(dǎo)體特性，對(duì)于施加到不同碳納米管陰極上的電勢(shì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)某一像素點(diǎn)上的電流過大、像素點(diǎn)亮度過高的時(shí)候，那么經(jīng)過摻雜低溫多晶硅的電流也會(huì)相應(yīng)的增大，這樣摻雜低溫多晶硅上就會(huì)承擔(dān)更多的電壓，削弱了施加到碳納米管陰極上的電壓，達(dá)到了減小碳納米管發(fā)射電流的作用；當(dāng)某一像素點(diǎn)的電流過小、像素點(diǎn)亮度過低的時(shí)候，與前一種情況相類似，摻雜低溫多晶硅上所承擔(dān)的電壓也會(huì)相應(yīng)的減小，那么施加到碳納米管陰極上的電壓會(huì)所有增加，從而能夠提高碳納米管發(fā)射電子的數(shù)量，相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的亮度也就會(huì)增強(qiáng)。這樣，通過調(diào)節(jié)不同像素點(diǎn)下碳納米管陰極的場致發(fā)射能力，達(dá)到實(shí)現(xiàn)整體碳納米管陰極能夠均勻、穩(wěn)定發(fā)射電子的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的顯示圖像質(zhì)量。其二，在陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中，分別制作了縱向調(diào)節(jié)電阻電極和橫向調(diào)節(jié)電阻電極，用于分別對(duì)p型摻雜低溫多晶硅中的陰極電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)在縱向調(diào)節(jié)電極和橫向調(diào)節(jié)電極上分別施加適當(dāng)電壓的情況下，那么在p型摻雜低溫多晶硅層中就會(huì)形成不同方向的電場強(qiáng)度，用于引導(dǎo)不同方向的電流流向以及電流大小，防止流經(jīng)碳納米管陰極的電流在某一方向過于集中，造成器件的損壞。其三，在本實(shí)用新型中的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中，在陰極孔中還制作了陰極電極，即制備了鎳金屬電極，其目的就是利用鎳金屬電極作為過渡層，使得碳納米管陰極和p型摻雜低溫多晶硅層能夠形成良好的電學(xué)基礎(chǔ)，使得外加電壓能夠順利地施加到碳納米管陰極上。
此外，在陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的制作過程中，并沒有采用特殊的結(jié)構(gòu)制作材料，也沒有采用特殊的器件制作工藝，這在很大程度上就進(jìn)一步降低了整體平板顯示器件的制作成本，有利于進(jìn)行商業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1給出了陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2給出了陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3中給出了一個(gè)帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的碳納米管陰極場致發(fā)射平面顯示器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
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。
本實(shí)用新型包括由陰極面板1、陽極面板10和四周玻璃圍框14構(gòu)成的密封真空腔，在陽極面板10上有光刻的錫銦氧化物膜層11之間的絕緣漿料層12以及制備在錫銦氧化物膜層11上面的熒光粉層13，用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極8，在陰極面板1上有印刷的碳納米管陰極9，支撐墻16結(jié)構(gòu)及其消氣劑15附屬元件，在陰極面板1上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流經(jīng)碳納米管陰極的導(dǎo)電層中電流值的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)。
所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)依次包括基底材料玻璃1、縱向調(diào)節(jié)電阻電極2、橫向調(diào)節(jié)電阻電極3、摻雜低溫多晶硅層4、二氧化硅絕緣層5、陰極孔6、陰極電極7。所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極面板上，陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料為玻璃，為鈉鈣玻璃、硼硅玻璃之一。所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料上存在一個(gè)導(dǎo)電層，導(dǎo)電層可以為錫銦氧化物膜層、金、銀、鎳、鉻金屬層之一，陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電層分為兩部分，其中一部分位于陰極的正下方部位的縱向調(diào)節(jié)電阻電極，用于調(diào)節(jié)陰極導(dǎo)電層中的縱向電阻阻值，另一部分位于縱向調(diào)節(jié)電阻電極的兩側(cè)，并且對(duì)稱分布，用于調(diào)節(jié)陰極導(dǎo)電層中的橫向電阻阻值。所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的上面存在摻雜低溫多晶硅層，摻雜低溫多晶硅層可以為一層，也可以為多層，摻雜低溫多晶硅層可以為p型、n型之一，摻雜低溫多晶硅層的上面存在一層二氧化硅絕緣層，二氧化硅絕緣層上留有陰極孔，在陰極孔中制備有陰極電極，該陰極電極和摻雜低溫多晶硅層形成良好的電學(xué)接觸，陰極電極可以為金、銀、鎳、鉻金屬層之一，碳納米管制備在陰極電極上。
權(quán)利要求1.一種帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器，包括由陰極面板[1]、陽極面板[10]和四周玻璃圍框[14]構(gòu)成的密封真空腔，在陽極面板[10]上有光刻的錫銦氧化物膜層[11]之間的絕緣漿料層[12]以及制備在錫銦氧化物膜層[11]上面的熒光粉層[13]，用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極[8]，在陰極面板[1]上有印刷的碳納米管陰極[9]，支撐墻[16]結(jié)構(gòu)及其消氣劑[15]附屬元件，其特征在于在陰極面板[1]上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流經(jīng)碳納米管陰極的導(dǎo)電層中電流值的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)依次包括基底材料玻璃[1]、縱向調(diào)節(jié)電阻電極[2]、橫向調(diào)節(jié)電阻電極[3]、摻雜低溫多晶硅層[4]、二氧化硅絕緣層[5]、陰極孔[6]、陰極電極[7]。
3.如權(quán)利要求2所述的一種帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的固定位置為安裝固定在陰極面板上，陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料為玻璃，為鈉鈣玻璃、硼硅玻璃之一。
4.如權(quán)利要求2所述的一種帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的基底材料上存在一個(gè)導(dǎo)電層，導(dǎo)電層可以為錫銦氧化物膜層、金、銀、鎳、鉻金屬層之一，陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電層分為兩部分，其中一部分位于陰極的正下方部位的縱向調(diào)節(jié)電阻電極，用于調(diào)節(jié)陰極導(dǎo)電層中的縱向電阻阻值，另一部分位于縱向調(diào)節(jié)電阻電極的兩側(cè)，并且對(duì)稱分布，用于調(diào)節(jié)陰極導(dǎo)電層中的橫向電阻阻值。
5.如權(quán)利要求2所述的一種帶有陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的平板顯示器，其特征在于所述的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的上面存在摻雜低溫多晶硅層，摻雜低溫多晶硅層可以為一層，也可以為多層，摻雜低溫多晶硅層可以為p型、n型之一，摻雜低溫多晶硅層的上面存在一層二氧化硅絕緣層，二氧化硅絕緣層上留有陰極孔，在陰極孔中制備有陰極電極，該陰極電極和摻雜低溫多晶硅層形成良好的電學(xué)接觸，陰極電極可以為金、銀、鎳、鉻金屬層之一，碳納米管制備在陰極電極上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種平板顯示器，包括由陰極面板、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膜層以及制備在錫銦氧化物膜層上面的熒光粉層，用于控制碳納米管電子發(fā)射的控制柵極，在陰極面板上有印刷的碳納米管陰極，支撐墻結(jié)構(gòu)及其消氣劑附屬元件，在陰極面板上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流經(jīng)碳納米管陰極的導(dǎo)電層中電流值的陰極調(diào)節(jié)電阻結(jié)構(gòu)，具有成本低廉、制作過程穩(wěn)定可靠、制作成功率高、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J29/04GK2879415SQ20052003229
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者李玉魁 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院