CN100487845C - 带有阴极调节电阻结构的平板显示器及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有阴极调节电阻结构的平板显示器件及其制作工艺，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，在阳极面板上有光刻的锡铟氧化物膜层以及制备在锡铟氧化物膜层上面的荧光粉层，用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极，在阴极面板上有印刷的碳纳米管阴极，支撑墙结构及其消气剂附属元件，在阴极面板上设置有用于调节流经碳纳米管阴极的导电层中电流值的阴极调节电阻结构，通过调节不同像素点下碳纳米管阴极的场致发射能力，达到实现整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的目标，从而实现高质量的显示图像质量。

Description

带有阴极调节电阻结构的平板显示器及其制作工艺

技术领域

本发明属于平面显示技术领域、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，特别涉及到带有阴极调节电阻结构的、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

碳纳米管具有小的尖端曲率半径，极高的机械强度以及良好的电学特性，在外加电场的作用下，能够发射出大量的电子，是一种较为理想的冷阴极制作材料。对于实际显示器件来说，图像显示质量是整体碳纳米管阴极场致发射平面显示器制作成功与否的重要技术指标之一。而实现碳纳米管阴极能够均匀、稳定的发射大量的电子，这是显示良好图像的前提条件。在目前的大面积显示器件制作当中，其阴极制作方法都是采用移植法，即结合丝网印刷工艺，将碳纳米管材料移植到阴极导电层上。在移植的过程中，受到具体制作工艺、烘烤工序、制作浆料、压磨工序等各种因素的影响，其场致发射电子的能力已经下降了许多，但这又是其所必需经历的工艺过程。那么，如何采取有效的措施，能够让大面积的碳纳米管阴极实现均匀、稳定的发射电子，是研究人员们所面临的一个现实问题。

当碳纳米管材料被移植到阴极导电层上以后，其场致发射电子的能力也要受到多种因素的影响，例如：碳纳米管阴极导电层电阻阻值的影响，碳纳米管阴极材料状态的影响，同一碳纳米管阴极在不同外界条件下发射能力的变化，碳纳米管阴极的附着力的影响，等等。其中碳纳米管阴极导电层电阻阻值变化的影响因素尤为突出，随着器件显示面积的增大，阴极导电层的长度和宽度也随之增加，相应的位于同一导电层上的碳纳米管阴极的数量也在不断的增加，这样就容易造成一种不良情况的出现：即尽管外加电压在同一阴极导电层上施加了相同的电势，但是受到阴极导电层电阻阻值的影响，实际施加给不同的碳纳米管阴极的电势是不相同的。那么如何保证所有的碳纳米管能够获得几乎相同的外加电势呢，这是一个需要解决的现实问题。另一方面，在碳纳米管阴极的导电层中，受到电阻阻值的影响，在不同方向上的阴极电流大小是不相同的，这就会造成某一方向阴极电流过大，而另一方向阴极电流过小的现象的出现，给阴极电阻层形成了额外的负担，那么如何保证阴极电流能够在电阻层当中均匀的流动，这也是急需解决的问题。

对于距离相近的碳纳米管阴极来说，由于受到外界因素的影响，其场致发射能力有所差别，从而导致其相对应的荧光粉的发光程度也可能有所区别。在这种情况下，需要进行额外的电路进行电学调节，期望让发光亮度比较弱的碳纳米管阴极施加稍微高一些的电压，发射更多的电子，提高该像素点的发光亮度，而让发光亮度比较强的碳纳米管阴极上的电压稍微降低一些，降低该像素点的亮度。而对于诸如此类问题还没有得到比较完美的解决方案。

此外，在尽可能不影响碳纳米管阴极的场致发射能力的前提下，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的、制作过程稳定可靠的、制作成功率高的、结构简单的、带有阴极调节电阻结构的平板显示器件及其制作工艺。

本发明包括由阴极面板、阳极面板和四周玻璃围框构成的密封真空腔；在阳极面板上有光刻的锡铟氧化物膜层以及制备在锡铟氧化物膜层上面的荧光粉层；用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极；在阴极面板上有印刷的碳纳米管阴极以及阴极调节电阻结构；支撑墙结构及其消气剂附属元件，其特征在于：制作了阴极调节电阻结构，用于调节流经碳纳米管阴极的导电层中电流值，以便于确保碳纳米管能够均匀稳定的发射电子，进一步提高平面显示器件的图像质量，简化器件的制作工艺，提高器件制作的成功率。

本发明中的阴极调节电阻结构的固定位置为安装固定在阴极面板上；本发明中的阴极调节电阻结构的基底材料为大型、具有相当良好的耐热性和可操作性，能够独立制作的、成本低廉的高性能绝缘材料；本发明中的阴极调节电阻结构的基底材料为玻璃，如钠钙玻璃，硼硅玻璃；本发明中的阴极调节电阻结构的基底材料玻璃上存在一个导电层；本发明中的阴极调节电阻结构的导电层可以为锡铟氧化物膜层，也可以为金、银、镍、铬金属层；本发明中的阴极调节电阻结构中的锡铟氧化物膜层和金属层的制作可以结合常规的光刻工艺来完成刻蚀；本发明中的阴极调节电阻结构中的导电层分为两部分，其中一部分位于阴极的正下方部位，称之为纵向调节电阻电极，用于调节阴极导电层中的纵向电阻阻值，另一部分位于纵向调节电阻电极的两侧，并且对称分布，用于调节阴极导电层中的横向电阻阻值；本发明中的阴极调节电阻结构中的导电层的上面存在掺杂低温多晶硅层；本发明中的阴极调节电阻结构中的掺杂低温多晶硅层可以为一层，也可以为多层；本发明中的阴极调节电阻结构中的掺杂低温多晶硅层可以为p型，也可以为n型；本发明中的阴极调节电阻结构中的掺杂低温多晶硅层的上面存在一层二氧化硅绝缘层；本发明中的阴极调节电阻结构中的二氧化硅绝缘层的制作和刻蚀可以结合常规的光刻工艺来完成；本发明中的阴极调节电阻结构中的二氧化硅绝缘层上留有阴极孔；本发明中的阴极调节电阻结构中的阴极孔中制备有阴极电极，该阴极电极和掺杂低温多晶硅层形成良好的电学接触；本发明中的阴极调节电阻结构中的阴极电极可以为金、银、镍、铬金属层；本发明中的阴极调节电阻结构中将碳纳米管制备在阴极电极上。

本发明中的阴极调节电阻结构包括基底材料玻璃、镍纵向调节电阻电极、镍横向调节电阻电极、掺杂低温多晶硅层、二氧化硅绝缘层、阴极孔、阴极电极，并采用如下的工艺进行制作：

1)基底材料玻璃的制作

对整体基底材料玻璃进行划割，制作出基底材料玻璃；

2)镍纵向调节电阻电极和镍横向调节电阻电极的制作

在基底材料玻璃上制备出一层镍金属层；结合常规的光刻工艺，对镍金属层进行刻蚀；形成镍纵向调节电阻电极和镍横向调节电阻电极；要求镍纵向调节电阻电极位于碳纳米管阴极的正下方部位，用于施加电压调节阴极导电层中的纵向电阻阻值；要求镍横向调节电阻电极位于镍纵向调节电阻电极的两侧，并且对称分布，其电极宽度要比镍纵向调节电阻电极的宽度要小，用于调节阴极导电层中的横向电阻阻值；

3)p型掺杂低温多晶硅层的制作

在基底材料玻璃上制备出一层p型掺杂低温多晶硅层。要求p型掺杂低温多晶硅层要覆盖住镍纵向调节电阻电极、镍横向调节电阻电极和基底材料玻璃；

4)二氧化硅绝缘层的制作

在p型掺杂低温多晶硅层的上面制备出二氧化硅绝缘层；此二氧化硅绝缘充当控制栅极和p型掺杂低温多晶硅层之间的隔离层；另一方面，对p型掺杂低温多晶硅层起保护作用，防止外来杂质对p型掺杂低温多晶硅层的影响；

5)阴极孔的制作

对制备的二氧化硅绝缘层进行光刻，形成阴极孔；要求去掉刻蚀的部分以后，要暴露出下面的p型掺杂低温多晶硅层；

6)阴极电极的制作

结合镀膜机，在阴极孔中蒸镀镍金属层；对蒸镀的镍金属层进行光刻，形成阴极电极；要求镍阴极电极要和p型掺杂低温多晶硅层形成良好的电学接触；

7)玻璃表面的清洁处理

对整体玻璃表面进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。

本发明中的带有阴极调节电阻结构的碳纳米管阴极平面显示器的制作工艺如下：

1、控制栅极条的制作

结合镀膜机，在二氧化硅绝缘层上面蒸镀一层铬金属；结合常规的光刻工艺，对蒸镀的铬金属层进行刻蚀，去掉多余的部分，形成控制栅极条；

2、碳纳米管阴极的印刷

结合丝网印刷工艺，将碳纳米管印刷在基底材料玻璃上面的阴极孔中的阴极电极上，形成用于发射电子的碳纳米管阴极；

3、碳纳米管阴极的后处理

对印刷后的碳纳米管阴极进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性。

4、阳极面板的制作

1)清洁阳极平板玻璃，除掉表面杂质；

2)在阳极平板玻璃上蒸镀一层锡铟氧化物薄膜；

3)对锡铟氧化物薄膜进行光刻，形成阳极导电条；

4)结合丝网印刷工艺，在导电条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)；

5)结合丝网印刷工艺，在导电条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)；

3、器件装配

将阴极面板、阳极面板、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。

4、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。

本发明具有如下的积极效果：

本发明中的阴极调节电阻结构具有许多的优越之处。其一，在本发明中的阴极调节电极结构中，在阴极电极和调节电极之间制备了p型掺杂低温多晶硅层，用于调节流经碳纳米管阴极的电流。利用掺杂低温多晶硅的导电性能，能够顺利地将外加电压传递到碳纳米管阴极上面，同时又利用掺杂多晶硅的半导体特性，对于施加到不同碳纳米管阴极上的电势进行调节。当某一像素点上的电流过大、像素点亮度过高的时候，那么经过掺杂低温多晶硅的电流也会相应的增大，这样掺杂低温多晶硅上就会承担更多的电压，削弱了施加到碳纳米管阴极上的电压，达到了减小碳纳米管发射电流的作用；当某一像素点的电流过小、像素点亮度过低的时候，与前一种情况相类似，掺杂低温多晶硅上所承担的电压也会相应的减小，那么施加到碳纳米管阴极上的电压会所有增加，从而能够提高碳纳米管发射电子的数量，相对应的像素点的亮度也就会增强。这样，通过调节不同像素点下碳纳米管阴极的场致发射能力，达到实现整体碳纳米管阴极能够均匀、稳定发射电子的目标，从而实现高质量的显示图像质量。其二，在阴极调节电阻结构中，分别制作了纵向调节电阻电极和横向调节电阻电极，用于分别对p型掺杂低温多晶硅中的阴极电流进行调节。当在纵向调节电极和横向调节电极上分别施加适当电压的情况下，那么在p型掺杂低温多晶硅层中就会形成不同方向的电场强度，用于引导不同方向的电流流向以及电流大小，防止流经碳纳米管阴极的电流在某一方向过于集中，造成器件的损坏。其三，在本发明中的阴极调节电阻结构中，在阴极孔中还制作了阴极电极，即制备了镍金属电极，其目的就是利用镍金属电极作为过渡层，使得碳纳米管阴极和p型掺杂低温多晶硅层能够形成良好的电学基础，使得外加电压能够顺利地施加到碳纳米管阴极上。

此外，在阴极调节电阻结构的制作过程中，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，有利于进行商业化的大规模生产。

附图说明

图1给出了阴极调节电阻结构的纵向结构示意图。

图2给出了阴极调节电阻结构的横向结构示意图。

图3中给出了一个带有阴极调节电阻结构的碳纳米管阴极场致发射平面显示器的实施例的结构示意图。

具体实施方式

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[1]、阳极面板[10]和四周玻璃围框[14]构成的密封真空腔，在阳极面板[10]上有光刻的锡铟氧化物膜层[11]以及制备在锡铟氧化物膜层[11]上面的荧光粉层[13]，用于控制碳纳米管电子发射的控制栅极[8]，在阴极面板[1]上有印刷的碳纳米管阴极[9]，支撑墙[16]结构及其消气剂[15]附属元件，其特征在于：在阴极面板[1]上设置有用于调节流经碳纳米管阴极[9]的导电层中电流值的阴极调节电阻结构。

所述的阴极调节电阻结构依次包括基底材料玻璃[1]、纵向调节电阻电极[2]、横向调节电阻电极[3]、掺杂低温多晶硅层[4]、二氧化硅绝缘层[5]、阴极孔[6]、阴极电极[7]。所述的阴极调节电阻结构的固定位置为安装固定在阴极面板上，阴极调节电阻结构的基底材料为玻璃，为钠钙玻璃、硼硅玻璃之一。所述的阴极调节电阻结构的基底材料上存在一个导电层，导电层可以为锡铟氧化物膜层、金、银、镍、铬金属层之一，阴极调节电阻结构中的导电层分为两部分，其中一部分位于阴极的正下方部位的纵向调节电阻电极，用于调节阴极导电层中的纵向电阻阻值，另一部分位于纵向调节电阻电极的两侧，并且对称分布，用于调节阴极导电层中的横向电阻阻值。所述的阴极调节电阻结构的导电层的上面存在掺杂低温多晶硅层，掺杂低温多晶硅层可以为一层，也可以为多层，掺杂低温多晶硅层可以为p型、n型之一，掺杂低温多晶硅层的上面存在一层二氧化硅绝缘层，二氧化硅绝缘层上留有阴极孔，在阴极孔中制备有阴极电极，该阴极电极和掺杂低温多晶硅层形成良好的电学接触，阴极电极可以为金、银、镍、铬金属层之一，碳纳米管制备在阴极电极上。

本发明中的阴极调节电阻结构包括基底材料玻璃[1]、镍纵向调节电阻电极[2]、镍横向调节电阻电极[3]、掺杂低温多晶硅层[4]、二氧化硅绝缘层[5]、阴极孔[6]、阴极电极[7]部分，并采用如下的工艺进行制作：

1)基底材料玻璃[1]的制作

对整体基底材料玻璃进行划割，制作出基底材料玻璃[1]；

2)镍纵向调节电阻电极[2]和镍横向调节电阻电极[3]的制作

在基底材料玻璃[1]上制备出一层镍金属层；结合常规的光刻工艺，对镍金属层进行刻蚀；形成镍纵向调节电阻电极[2]和镍横向调节电阻电极[3]；要求镍纵向调节电阻电极[2]位于碳纳米管阴极[9]的正下方部位，用于施加电压调节阴极导电层中的纵向电阻阻值；要求镍横向调节电阻电极[3]位于镍纵向调节电阻电极[2]的两侧，并且对称分布，其电极宽度要比镍纵向调节电阻电极的宽度要小，用于调节阴极导电层中的横向电阻阻值；

3)p型掺杂低温多晶硅层[4]的制作

在基底材料玻璃[1]上制备出一层p型掺杂低温多晶硅层[4]。要求p型掺杂低温多晶硅层[4]要覆盖住镍纵向调节电阻电极[2]、镍横向调节电阻电极[3]和基底材料玻璃[1]；

4)二氧化硅绝缘层[5]的制作

在p型掺杂低温多晶硅层[4]的上面制备出二氧化硅绝缘层[5]；此二氧化硅绝缘充当控制栅极和p型掺杂低温多晶硅层[4]之间的隔离层；另一方面，对p型掺杂低温多晶硅层起保护作用，防止外来杂质对p型掺杂低温多晶硅层[4]的影响；

5)阴极孔[6]的制作

对制备的二氧化硅绝缘层[5]进行光刻，形成阴极孔[6]；要求去掉刻蚀的部分以后，要暴露出下面的p型掺杂低温多晶硅层；

6)阴极电极[7]的制作

结合镀膜机，在阴极孔[6]中蒸镀镍金属层；对蒸镀的镍金属层进行光刻，形成阴极电极[7]；要求镍阴极电极[7]要和p型掺杂低温多晶硅层[4]形成良好的电学接触；

7)玻璃表面的清洁处理

对整体玻璃表面进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。

本发明中的带有阴极调节电阻结构的碳纳米管阴极平面显示器的制作工艺如下：

1、控制栅极条[8]的制作

结合镀膜机，在二氧化硅绝缘层[5]上面蒸镀一层铬金属；结合常规的光刻工艺，对蒸镀的铬金属层进行刻蚀，去掉多余的部分，形成控制栅极条[8]；

2、碳纳米管阴极[9]的印刷

结合丝网印刷工艺，将碳纳米管阴极[9]印刷在基底材料玻璃[1]上面的阴极孔[6]中的阴极电极[7]上，形成用于发射电子的碳纳米管阴极[9]；

3、碳纳米管阴极[9]的后处理

对印刷后的碳纳米管阴极[9]进行后处理，以改善碳纳米管的场致发射特性。

4、阳极面板[10]的制作

1)清洁阳极平板玻璃，除掉表面杂质；

2)在阳极平板玻璃上蒸镀一层锡铟氧化物薄膜；

3)对锡铟氧化物薄膜进行光刻，形成阳极导电条[11]；

4)结合丝网印刷工艺，在导电条的非显示区域印刷绝缘浆料层[12]，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)；

5)结合丝网印刷工艺，在导电条上面的显示区域印刷荧光粉层[13]；在烘箱当中进行烘烤(烘烤温度：120℃，保持时间：10分钟)；

3、器件装配

将阴极面板、阳极面板以及玻璃围框[14]装配到一起，并将消气剂[15]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。

4、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。

Claims (6)

1、一种带有阴极调节电阻结构的平板显示器，包括由阴极面板[1]、阳极面板[10]和四周玻璃围框[14]构成的密封真空腔、设置在阳极面板[10]上的光刻的锡铟氧化物膜层[11]以及制备在锡铟氧化物膜层[11]上面的荧光粉层[13]、用于控制碳纳米管阴极[9]电子发射的控制栅极[8]、设置在阴极面板[1]上的印刷的碳纳米管阴极[9]、支撑墙结构[16]及其消气剂附属元件[15]，其特征在于：在阴极面板[1]上设置有用于调节流经碳纳米管阴极[9]的导电层中电流值的阴极调节电阻结构，所述的阴极调节电阻结构依次包括阴极面板[1]、纵向调节电阻电极[2]和横向调节电阻电极[3]、掺杂低温多晶硅层[4]、二氧化硅绝缘层[5]、阴极孔[6]、阴极电极[7]。

2、如权利要求1所述的带有阴极调节电阻结构的平板显示器，其特征在于：所述的阴极调节电阻结构的固定位置为安装固定在阴极面板[1]上，阴极调节电阻结构的基底材料为玻璃，为钠钙玻璃、硼硅玻璃之一。

3、如权利要求1所述的带有阴极调节电阻结构的平板显示器，其特征在于：所述的阴极调节电阻结构的基底材料上存在一个导电层，导电层为锡铟氧化物膜层、金、银、镍、铬金属层之一，阴极调节电阻结构中的导电层分为两部分，其中一部分位于阴极的正下方部位的纵向调节电阻电极[2]，用于调节碳纳米管阴极[9]的导电层中的纵向电阻阻值，另一部分位于纵向调节电阻电极[2]的两侧，并且对称分布，用于调节碳纳米管阴极[9]的导电层中的横向电阻阻值。

4、如权利要求1所述的带有阴极调节电阻结构的平板显示器，其特征在于：所述的阴极调节电阻结构的导电层的上面存在掺杂低温多晶硅层[4]，掺杂低温多晶硅层[4]为一层或为多层，掺杂低温多晶硅层[4]为p型或n型，掺杂低温多晶硅层[4]的上面存在一层二氧化硅绝缘层[5]，二氧化硅绝缘层[5]上留有阴极孔[6]，在阴极孔[6]中制备有阴极电极[7]，该阴极电极[7]和掺杂低温多晶硅层[4]形成良好的电学接触，阴极电极[7]为金、银、镍、铬金属层之一，碳纳米管阴极[9]制备在阴极电极[7]上。

5、一种如权利要求1所述的带有阴极调节电阻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)、控制栅极[8]的制作：结合镀膜机，在二氧化硅绝缘层[5]上面蒸镀一层铬金属，结合常规的光刻工艺，对蒸镀的铬金属层进行刻蚀，去掉多余的部分，形成控制栅极[8]；

(2)、碳纳米管阴极[9]的印刷：结合丝网印刷工艺，将碳纳米管阴极[9]印刷在阴极面板[1]上面的阴极孔[6]中的阴极电极[7]上，形成用于发射电子的碳纳米管阴极[9]；

(3)、碳纳米管阴极[9]的后处理：对印刷后的碳纳米管阴极[9]进行后处理，以改善碳纳米管阴极[9]的场致发射特性。

(4)、阳极面板[10]的制作：

1)清洁阳极平板玻璃，除掉表面杂质；

2)在阳极平板玻璃上蒸镀一层锡铟氧化物膜层；

3)对锡铟氧化物膜层进行光刻，形成阳极导电条[11]；

4)结合丝网印刷工艺，在导电条的非显示区域印刷绝缘浆料层[12]，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；

5)结合丝网印刷工艺，在导电条上面的显示区域印刷荧光粉层[13]；在烘箱当中进行烘烤，烘烤温度：120℃，保持时间：10分钟；

(5)、器件装配：将阴极面板[1]、阳极面板[10]、支撑墙结构[16]、四周玻璃围框[14]装配到一起，并将消气剂附属元件[15]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，

(6)、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。

6、根据权利要求5所述的带有阴极调节电阻结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于：阴极调节电阻结构包括阴极面板[1]、纵向调节电阻电极[2]、横向调节电阻电极[3]、掺杂低温多晶硅层[4]、二氧化硅绝缘层[5]、阴极孔[6]、阴极电极[7]，并采用如下的工艺进行制作：

1)阴极面板[1]的制作：对整体基底材料玻璃进行划割，制作出阴极面板[1]；

2)纵向调节电阻电极[2]为镍纵向调节电阻电极，横向调节电阻电极[3]为镍横向调节电阻电极，镍纵向调节电阻电极和镍横向调节电阻电极的制作：在阴极面板[1]上制备出一层镍金属层；结合常规的光刻工艺，对镍金属层进行刻蚀；形成镍纵向调节电阻电极和镍横向调节电阻电极；要求镍纵向调节电阻电极位于碳纳米管阴极[9]的正下方部位，用于施加电压调节碳纳米管阴极[9]的导电层中的纵向电阻阻值；要求镍横向调节电阻电极位于镍纵向调节电阻电极的两侧，并且对称分布，其宽度要比镍纵向调节电阻电极的宽度要小，用于调节碳纳米管阴极[9]的导电层中的横向电阻阻值；

3)p型的掺杂低温多晶硅层[4]的制作：在阴极面板[1]上制备出一层p型的掺杂低温多晶硅层[4]，要求p型的掺杂低温多晶硅层[4]要覆盖住镍纵向调节电阻电极、镍横向调节电阻电极和阴极面板[1]；

4)二氧化硅绝缘层[5]的制作：在p型的掺杂低温多晶硅层[4]的上面制备出二氧化硅绝缘层[5]；此二氧化硅绝缘层[5]充当控制栅极[8]和p型的掺杂低温多晶硅层[4]之间的隔离层；另一方面，对p型的掺杂低温多晶硅层[4]起保护作用，防止外来杂质对p型的掺杂低温多晶硅层[4]的影响；

5)阴极孔[6]的制作：对制备的二氧化硅绝缘层[5]进行光刻，形成阴极孔[6]；要求去掉刻蚀的部分以后，要暴露出下面的p型掺的杂低温多晶硅层[4]；

6)阴极电极[7]的制作：结合镀膜机，在阴极孔[6]中蒸镀镍金属层；对蒸镀的镍金属层进行光刻，形成阴极电极[7]；要求阴极电极[7]要和p型的掺杂低温多晶硅层[4]形成良好的电学接触；

7)玻璃表面的清洁处理：对整体玻璃表面进行清洁处理，除掉灰尘和杂质。

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