[发明专利]二极管结构场发射平板显示器及其制造方法

说明书

本发明涉及一种二极管结构场发射平板显示器及其制造方法，属于冷阴极平板显示技术领域。

随着计算机的广泛应用，以及电视机以飞快的速度进入千家万户，显示器件也相应得到迅速发展。但目前无论是计算机，电视机，还是其他显示监视器大多还是采用热丝式阴极射线管(CRT)。庞大而笨重的阴极射线管和小体积轻形化的需求极不相称。因此大大促进了平板显示技术的发展。在现有的多种平板显示器中，由于场发射显示器(FED)是主动型发光，具备阴极射线管的亮度高，色彩饱和度好，反应快，视角宽等优点。又由于场发射显示器是冷阴极发射电子，能耗小，能量转换效率高达20％以上(CRT效率(1％，液晶显示器TFT-LCD略高于1％)(Joseph A.Castellano,:Flat panelimpact on CRT monitor markets,Solid State Technology,P.67,January 1998；蒋宗礼：对显示工业结构调整的点滴看法，现代显示，3,p.4,1996)。因此，场发射显示器的发展越来越受到国内外重视。

目前场发射显示器有两类，一类是Spindt尖端阵列冷阴极场发射显示器；在1999年于德国召开的第12届国际真空微电子会议上，韩国报道并展示了一个4英寸全色该类型显示器(N.Y.Lee,et al:Development of4-inch Full-Color Field Emission Display,12th International Vacuum MicroelectronicsConference Technical Digest,P.30,1999)。但这类显示器的制备需要亚微米级精细加工技术，工艺复杂，成本高。另一类是无尖端阵列的平面碳基薄膜冷阴极场发射显示器；在1997年于韩国召开的第10届国际真空微电子会议上，美国FEPET Inc公司报道了直径2.5cm大小的金刚石膜冷阴极场发射显示器(Z.Li Tolt,et al,:Electron Emission from Patterned Diamond Flet Cathodes,10thInternational Vacuum Microelectronics Conference Technical Digest,P.171,1997)。这类显示器的特点是制备工艺简单，无需精细微加工技术，成本低。

我们所研制的二极管结构场发射平板显示器属于第二种类型，即冷阴极碳基薄膜冷阴极场发射平板显示器。

专利文献1(公开号：CN1134754A)描述了一种上述第二种类型的制作平板显示系统和元件的方法。该文献所描述的二极显示单元是由两个主要部件组成，即阴极板和阳极板。阴极板是玻璃基板，利用薄膜制备技术及一系列掩模光刻工艺，首先制备出阴极导电线，再在阴极导电线上制备非晶金刚石膜条状冷阴极。为了实现阴极板与阳极板隔离，再在阴极条带间制备出一系列隔离柱。阳极板是在玻璃板上镀ITO透明导电膜，其上涂荧光粉而制成。这种器件存在的主要问题是非晶金刚石膜条状冷阴极制备在玻璃基板上，由于玻璃熔点温度的限制，使得冷阴极的制备只能在低温下进行，这很难制备出高电流密度高发射点密度的冷阴极发射体。此外，要经多次光刻掩模，工艺复杂。

专利文献2(公开号：WO94/15350)描述了一种与上述专利类似的二极管结构平板显示器。其基本区别是每一个象素点包含有四个独立的冷阴极发射体；此外，每个发射体的发射材料层与导电层之间增加了一层绝缘层，以防止由于阴极与阳极间距的微小差别而带来的发射电流密度的变化。但是，和上述专利相同，由于冷阴极发射体也是直接制备在玻璃基板上，因此，存在着同样问题。

专利文献3(公开号：CN1136215A)描述了一种属于第一种类型的三极管结构的场发射显示器，采用了尖端(微锥)阵列冷阴极，其特点是为了便于排气而增加了一个附加空间。

专利文献4(公开号：CN1136364A)描述了属于第一种类型的场发射平板显示器，即采用尖端阵列冷阴极，其特点是增加了一个真空稳定器。所述真空稳定器基本上是由一多孔不挥发消气材料的多孔被支撑层组成，放置在一个基本上独立于阴极，荧光粉和引线的区域中。从而达到保持器件真空度的目的。

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种新的二极管结构场发射平板显示器，并使其制造方法大大简化。

本发明是这样实现的：