CN100580860C - 带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺，带有定位窝阴极阵列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；支撑墙结构以及消气剂附属元件，在阴极面板上制作有定位窝阴极阵列结构，具有成本低廉、制作过程稳定可靠、结构简单、制作成功率高的优点。

Description

带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺

技术领域：

本发明属于真空科学技术领域、平板显示技术领域、微电子技术领域以及纳米科学技术领域的相互交叉技术领域，涉及到一种碳纳米管阴极的平板场致发射显示器的器件制作，特别涉及到一种带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器及其制作工艺。

背景技术：

碳纳米管是一种同轴的管状物质，具有小的尖端曲率半径，高的纵横比率，优良的导电性能，独特的几何外形以及极高的物理化学稳定性，能够在外加电压的作用下发射出大量的电子，是一种相当优秀的冷阴极场致发射阴极材料。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。

利用碳纳米管作为阴极材料的平板显示器是一种新兴的场致发射类型显示器件，具有高亮度、平面化以及高清晰度等优点，其应用越来越广泛，未来具有相当大的发展空间。在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。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现有技术中存在的缺点而提供一种成本低廉、制作过程稳定可靠、结构简单、制作成功率高的带有定位窝阴极阵列结构的碳纳米管平板显示器及其制作方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

带有定位窝阴极阵列结构的碳纳米管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；支撑墙结构以及消气剂附属元件，在阴极面板上制作有定位窝阴极阵列结构。

所述的定位窝阴极阵列结构包括阴极面板、阴极面板上存在栅极导电层、栅极导电层上面存在的过渡电阻层、过渡电阻层上面存在的绝缘隔离层、绝缘隔离层上面存在的阴极导电层、阴极导电层上面存在催化剂金属层，绝缘隔离层将栅极导电层和阴极导电层相互隔离开来，刻蚀后的绝缘隔离层的形状为在绝缘隔离层的上表面形成排成阵列结构的深井状的窝形结构的定位窝，定位窝内的绝缘隔离层比位于定位窝外的绝缘隔离层薄，阴极导电层经过定位窝并将定位窝连接起来，阴极导电层和栅极导电层的走向是相互垂直的；阴极导电层的上面存在阴极覆盖层，刻蚀后的阴极覆盖层将位于定位窝中的阴极导电层暴露出来，而将其它位置的阴极导电层全部覆盖住，在催化剂金属层上制备有碳纳米管阴极。

一种带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器的制作工艺，制作工艺如下：

A、阳极板的制作：

1)、阳极面板的制作：对整体玻璃进行划片，除掉灰尘和杂质，形成阳极面板；

2)、阳极导电层的制作：在阳极面板的上面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，形成阳极导电层；

3)、绝缘浆料层的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极导电层的非显示区域印刷绝缘浆料层，在150℃±10℃的温度条件下烘烤5～15分钟之后，放置在烧结炉中进行580℃±10℃的高温烧结，保持时间为5～15分钟；

4)、荧光粉层的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极导电层上面的显示区域印刷荧光粉层，放置在烘箱中，在120℃±10℃的温度条件下烘烤5～15分钟；

B、器件装配：将阴极面板、阳极面板、定位窝阴极阵列结构以及玻璃围框、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；

C、成品制作：对已经装配好的器件进行如下的封装工艺：

1)、将样品器件放入烘箱当中进行烘烤；

2)、放入烧结炉当中进行高温烧结；

3)、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，最后加装管脚形成所需要的平板显示器。

所述的定位窝阴极阵列结构由阴极面板、栅极导电层、过渡电阻层、绝缘隔离层、定位窝、阴极导电层、阴极覆盖层、催化剂金属层、碳纳米管阴极构成，并采用如下的工艺进行制作：

1)、阴极面板的制作：对整体玻璃进行划片，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板；

2)、栅极导电层的制作：在阴极面板上蒸镀上一层锡铟氧化物膜层，然后结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成栅极导电层；

3)、过渡电阻层的制作：在栅极导电层的上面制备出掺杂硅层，然后结合常规的光刻工艺，对掺杂硅层进行刻蚀，形成过渡电阻层；

4)、绝缘隔离层的制作：在阴极面板上制备绝缘隔离层；该绝缘隔离层完全覆盖住过渡电阻层；绝缘隔离层将栅极和阴极相互隔离开来；

5)、定位窝的制作：结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成定位窝；刻蚀后的绝缘隔离层的形状为在绝缘隔离层的上表面形成排成阵列结构的定位窝，是一种深井状的窝形结构；定位窝内的绝缘隔离层比较薄，而位于定位窝以外的位置的绝缘隔离层都很厚；

6)、阴极导电层的制作：在绝缘隔离层的上面蒸镀一层金属钼，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；阴极导电层经过定位窝，将定位窝连接起来；阴极导电层和栅极导电层的走向是相互垂直的；

7)、阴极覆盖层的制作：在阴极导电层的上面制备出一个二氧化硅层，然后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将位于定位窝中的阴极导电层暴露出来，而将其它位置的阴极导电层全部覆盖住；

8)、催化剂金属层的制作：在位于定位窝中的阴极导电层的上面蒸镀上一个金属镍层，然后结合常规的光刻工艺，对金属镍层进行刻蚀，形成催化剂金属层；

9)、碳纳米管[9]阴极的生长：利用催化剂金属层[8]作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在阴极导电层[6]的表面生长出碳纳米管[9]阴极。

本发明具有如下积极有益效果：

首先，在本发明中的定位窝阴极阵列结构中，通过对绝缘隔离层的刻蚀，在绝缘隔离层的上表面形成了排阵阵列结构的定位窝结构，然后在定位窝中的阴极导电层上进行了碳纳米管阴极的生长。这样，一方面，通过定位窝位置的固定，也就是将碳纳米管阴极的发射点固定下来了；由于栅极导电层和阴极导电层的走向是相互垂直的，所以通过二者的相互交叉就可以进行矩阵式寻址了，当在栅极上施加适当电压以后，就能够在碳纳米管的顶端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；另一方面，由于位于定位窝内的绝缘隔离层比较薄，这就确保了栅极和阴极之间具有比较小的距离，能够进一步降低器件的工作电压；由于其它位置的绝缘隔离层比较厚，这也确保了栅极导电层和阴极导电层之间具有比较好的绝缘性能。

其次，在本发明中的定位窝阴极阵列结构中，制作了过渡电阻层，通过过渡电阻层，能够有效地自动调节栅极上的控制电压，也就是说能够自动的调节每一个碳纳米管阴极顶端的电场强度，这样，实际上达到使得所有的碳纳米管阴极能够均匀稳定的发射电子，提高整体显示器件的亮度均匀性。此外，从碳纳米管阴极发射的电子在阳极高电压的作用下，直接向阳极高速运动，轰击荧光粉层而发出可见光；由于栅极位于碳纳米管阴极的下方，因此发射的电子不会受到栅极结构的截流，从而能够进一步提高整体器件的显示亮度。

第三，在本发明中的定位窝阴极阵列结构中，通过在阴极导电层的上面制作了催化剂金属层，利用低温直接生长法可以制备碳纳米管阴极，这样就充分利用了直接生长法制备碳纳米管阴极的良好场致发射特性，有助于进一步增大整体器件的电子发射电流，增大碳纳米管阴极的发射电流均匀性，提高碳纳米管阴极的发射电流密度。同时也使得栅极结构和碳纳米管阴极结构高度集成到一起，既简化了整体器件的制作工艺，同时也有利于进一步提高整体器件的显示分辨率。

最后，在本发明中的定位窝阴极阵列结构中，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。

附图说明：

图1是定位窝阴极阵列结构的纵向结构示意图；

图2是定位窝阴极阵列结构的横向结构示意图；

图3中是一个带有定位窝阴极阵列结构的碳纳米管场致发射平板显示器的结构示意图。

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。

本发明带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器包括由阴极面板1、阳极面板11和四周玻璃围框10所构成的密封真空腔；在阳极面板11上有光刻的阳极导电层12以及制备在阳极导电层12上面的荧光粉层14；支撑墙结构15以及消气剂附属元件16，在阴极面板1上制作有定位窝阴极阵列结构。

所述的定位窝阴极阵列结构包括阴极面板1、阴极面板1上存在栅极导电层2、栅极导电层2上面存在的过渡电阻层3、过渡电阻层3上面存在的绝缘隔离层4、绝缘隔离层4上面存在的阴极导电层6、阴极导电层6上面存在催化剂金属层8，绝缘隔离层4将栅极导电层2和阴极导电层6相互隔离开来，刻蚀后的绝缘隔离层的形状为在绝缘隔离层4的上表面形成排成阵列结构的深井状的窝形结构的定位窝5，定位窝内的绝缘隔离层比位于定位窝外的绝缘隔离层薄，阴极导电层6经过定位窝并将定位窝连接起来，阴极导电层6和栅极导电层2的走向是相互垂直的；阴极导电层6的上面存在阴极覆盖层7，刻蚀后的阴极覆盖层7将位于定位窝中的阴极导电层6暴露出来，而将其它位置的阴极导电层6全部覆盖住，在催化剂金属层8上制备有碳纳米管阴极9。

本发明中的定位窝阴极阵列结构由阴极面板1、栅极导电层2、过渡电阻层3、绝缘隔离层4、定位窝5、阴极导电层6、阴极覆盖层7、催化剂金属层8、碳纳米管阴极9构成，并采用如下的工艺进行制作：

1、阴极面板1的制作：对整体钠钙玻璃进行划片，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板1；

2、栅极导电层2的制作：在阴极面板1上蒸镀上一层锡铟氧化物膜层，然后结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成栅极导电层2；

3、过渡电阻层3的制作：在栅极导电层2的上面制备出掺杂硅层，然后结合常规的光刻工艺，对掺杂硅层进行刻蚀，形成过渡电阻层3；过渡电阻层可以为n型，也可以为p型；

4、绝缘隔离层[4]的制作：在阴极面板1上制备出二氧化硅层，形成绝缘隔离层4；该绝缘隔离层要完全覆盖住过渡电阻层；绝缘隔离层将栅极和阴极相互隔离开来；

5、定位窝5的制作：结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成定位窝5；刻蚀后的绝缘隔离层应具有如下的形状，即：在绝缘隔离层的上表面形成排成阵列结构的定位窝，是一种深井状的窝形结构；定位窝内的绝缘隔离层比较薄，而位于定位窝以外的位置的绝缘隔离层都很厚；

6、阴极导电层6的制作：在绝缘隔离层4的上面蒸镀一层金属钼，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6；阴极导电层必须经过定位窝，从而能够将定位窝连接起来；阴极导电层和栅极导电层的走向是相互垂直的；

7、阴极覆盖层7的制作：在阴极导电层6的上面制备出一个二氧化硅层，然后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7；刻蚀后的阴极覆盖层应该将位于定位窝中的阴极导电层暴露出来，而将其它位置的阴极导电层全部覆盖住；

8、催化剂金属层8的制作：在位于定位窝中的阴极导电层的上面蒸镀上一个金属镍层，然后结合常规的光刻工艺，对金属镍层进行刻蚀，形成催化剂金属层8；

9、定位窝阴极阵列结构的表面清洁处理：对定位窝阴极阵列结构的表面进行清洁处理，除掉灰尘和杂质；

10、碳纳米管9阴极的生长：利用催化剂金属层8作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在阴极导电层6的表面生长出碳纳米管9阴极；

11、碳纳米管9阴极的后处理：对碳纳米管9阴极进行后处理，进一步改善碳纳米管阴极的场致发射特性。

带有定位窝阴极阵列结构的碳纳米管场致发射平板显示器采用如下的工艺进行制作：

A、阳极板的制作：

1)、阳极面板11的制作：对整体玻璃进行划片，除掉灰尘和杂质，形成阳极面板11；

2)、阳极导电层12的制作：在阳极面板11的上面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，形成阳极导电层12；

3)、绝缘浆料层13的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极导电层12的非显示区域印刷绝缘浆料层13，用于防止寄生电子发射，在150℃±10℃的温度条件下烘烤5～15分钟之后，放置在烧结炉中进行580℃±10℃的高温烧结，保持时间为5～15分钟；

4)、荧光粉层14的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极导电层12上面的显示区域印刷荧光粉层14，放置在烘箱中，在120℃±10℃的温度条件下烘烤5～15分钟；

B、器件装配：将阴极面板1、阳极面板11以及玻璃围框10、支撑墙15结构装配到一起，并将消气剂16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；

C、成品制作：对已经装配好的器件进行如下的封装工艺：

1)、将样品器件放入烘箱当中进行烘烤；

2)、放入烧结炉当中进行高温烧结；

3)、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，最后加装管脚形成所需要的平板显示器。

定位窝阴极阵列结构，在充分利用了直接生长法制备的碳纳米管阴极所具有的良好场致发射特性的基础上，进一步缩短栅极和阴极的距离，从而提高阴极的电子发射效率，降低整体器件的工作电压，并且将栅极和阴极高度集成到一起，降低了器件的生产成本。

本发明中的定位窝阴极阵列结构的固定位置为安装固定在阴极面板上；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的栅极和阴极是高度集成到一起的；本发明中的定位窝阴极阵列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；本发明中的定位窝阴极阵列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；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的阴极面板上存在栅极导电层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的栅极导电层可以为锡铟氧化物膜层，也可以为金属层，如金属金、银、钼、铬、铝、锡；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的栅极导电层的上面存在一个过渡电阻层，即掺杂硅层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的过渡电阻层可以为n型，也可以为p型；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的过渡电阻层的上面存在一个绝缘隔离层，为二氧化硅层，该绝缘隔离层要完全覆盖住过渡电阻层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的绝缘隔离层将栅极和阴极相互隔离开来；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的刻蚀后的绝缘隔离层应具有如下的形状，即：在绝缘隔离层的上表面形成排成阵列结构的定位窝，是一种深井状的窝形结构；定位窝内的绝缘隔离层比较薄，而位于定位窝以外的位置的绝缘隔离层都很厚；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的绝缘隔离层上面存在阴极导电层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的阴极导电层为金属层，可以为金属金、银、钼、铬、锡、铟；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的阴极导电层必须经过定位窝，从而能够将定位窝连接起来；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的阴极导电层和栅极导电层的走向是相互垂直的；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的阴极导电层的上面存在一个阴极覆盖层，为二氧化硅层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的刻蚀后的阴极覆盖层应该将位于定位窝中的阴极导电层暴露出来，而将其它位置的阴极导电层全部覆盖住；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的位于定位窝中的阴极导电层的上面存在催化剂金属层，可以结合常规的光刻工艺进行刻蚀；本发明中的定位窝阴极阵列结构中的催化剂金属层可以为金属铁、钴、镍；本发明中的定位窝阴极阵列结构中可以利用催化剂金属作为催化剂来制备碳纳米管阴极。

Claims (7)

1、一种带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器，包括由阴极面板[1]、阳极面板[11]和四周玻璃围框[10]所构成的密封真空腔；在阳极面板[11]上有光刻的阳极导电层[12]以及制备在阳极导电层[12]上面的荧光粉层[14]；支撑墙结构[15]以及消气剂附属元件[16]，其特征在于：在阴极面板[1]上制作有定位窝阴极阵列结构；所述的定位窝阴极阵列结构包括阴极面板[1]上存在栅极导电层[2]、栅极导电层[2]上面存在的过渡电阻层[3]、过渡电阻层[3]上面存在的绝缘隔离层[4]、绝缘隔离层[4]上面存在的阴极导电层[6]、阴极导电层[6]上面存在催化剂金属层[8]，绝缘隔离层[4]将栅极导电层[2]和阴极导电层[6]相互隔离开来，刻蚀后的绝缘隔离层的形状为在绝缘隔离层[4]的上表面形成排成阵列结构的深井状的窝形结构的定位窝[5]，定位窝内的绝缘隔离层比位于定位窝外的绝缘隔离层薄，阴极导电层[6]经过定位窝并将定位窝连接起来，阴极导电层[6]和栅极导电层[2]的走向是相互垂直的；阴极导电层[6]的上面存在阴极覆盖层[7]，刻蚀后的阴极覆盖层[7]将位于定位窝中的阴极导电层[6]暴露出来，而将其它位置的阴极导电层[6]全部覆盖住，在催化剂金属层[8]上制备有碳纳米管阴极[9]。

2、根据权利要求1所述的带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于：所述的催化剂金属层[8]为金属铁、钴、镍之一。

3、根据权利要求1所述的带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于：所述的栅极导电层为锡铟氧化物膜层或金、银、钼、铬、铝、锡之一构成的金属层。

4、根据权利要求1所述的带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于：绝缘隔离层[4]为二氧化硅层。

5、根据权利要求1所述的带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器，其特征在于：所述的阴极导电层为金属金、银、钼、铬、锡、铟之一。

6、一种如权利要求1所述的带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于：制作工艺如下：

A、阳极板的制作：

1)、阳极面板[11]的制作：对整体玻璃进行划片，除掉灰尘和杂质，形成阳极面板[11]；

2)、阳极导电层[12]的制作：在阳极面板[11]的上面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，形成阳极导电层[12]；

3)、绝缘浆料层[13]的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极导电层[12]的非显示区域印刷绝缘浆料层[13]，在150℃±10℃的温度条件下烘烤5～15分钟之后，放置在烧结炉中进行580℃±10℃的高温烧结，保持时间为5～15分钟；

4)、荧光粉层[14]的制作：结合丝网印刷工艺，在阳极导电层[12]上面的显示区域印刷荧光粉层[14]，放置在烘箱中，在120℃±10℃的温度条件下烘烤5～15分钟；

B、器件装配：将阴极面板[1]、阳极面板[11]、定位窝阴极阵列结构以及玻璃围框[10]、支撑墙[15]结构装配到一起，并将消气剂[16]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；

C、成品制作：对已经装配好的器件进行如下的封装工艺：

1)、将样品器件放入烘箱当中进行烘烤；

2)、放入烧结炉当中进行高温烧结；

3)、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，最后加装管脚形成所需要的平板显示器。

7、根据权利要求6所述的带有定位窝阴极阵列结构的平板显示器的制作工艺，其特征在于：所述的定位窝阴极阵列结构由阴极面板[1]、栅极导电层[2]、过渡电阻层[3]、绝缘隔离层[4]、定位窝[5]、阴极导电层[6]、阴极覆盖层[7]、催化剂金属层[8]、碳纳米管[9]阴极构成，并采用如下的工艺进行制作：

1)、阴极面板[1]的制作：对整体玻璃进行划片，除掉表面灰尘和杂质，形成阴极面板[1]；

2)、栅极导电层[2]的制作：在阴极面板[1]上蒸镀上一层锡铟氧化物膜层，然后结合常规的光刻工艺，对锡铟氧化物膜层进行刻蚀，形成栅极导电层[2]；

3)、过渡电阻层[3]的制作：在栅极导电层[2]的上面制备出掺杂硅层，然后结合常规的光刻工艺，对掺杂硅层进行刻蚀，形成过渡电阻层[3]；

4)、绝缘隔离层[4]的制作：在阴极面板[1]上制备绝缘隔离层[4]；该绝缘隔离层完全覆盖住过渡电阻层；绝缘隔离层将栅极和阴极相互隔离开来；

5)、定位窝[5]的制作：结合常规的光刻工艺，对二氧化硅层进行刻蚀，形成定位窝[5]；刻蚀后的绝缘隔离层的形状为在绝缘隔离层的上表面形成排成阵列结构的定位窝，是一种深井状的窝形结构；定位窝内的绝缘隔离层比较薄，而位于定位窝以外的位置的绝缘隔离层都很厚；

6)、阴极导电层[6]的制作：在绝缘隔离层[4]的上面蒸镀一层金属钼，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[6]；阴极导电层经过定位窝，将定位窝连接起来；阴极导电层和栅极导电层的走向是相互垂直的；

7)、阴极覆盖层[7]的制作：在阴极导电层[6]的上面制备出一个二氧化硅层，然后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[7]；刻蚀后的阴极覆盖层将位于定位窝中的阴极导电层暴露出来，而将其它位置的阴极导电层全部覆盖住；

8)、催化剂金属层[8]的制作：在位于定位窝中的阴极导电层的上面蒸镀上一个金属镍层，然后结合常规的光刻工艺，对金属镍层进行刻蚀，形成催化剂金属层[8]；

9)、碳纳米管[9]阴极的生长：利用催化剂金属层[8]作为生长碳纳米管用的催化剂，结合低温直接生长法，在阴极导电层[6]的表面生长出碳纳米管[9]阴极。

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