CN1447367A - 薄膜型阴栅极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜型阴栅极及其制备方法，它依次包括玻璃基板，金属下电极，绝缘层及金属上电极，其特征是金属下电极采用双层金属薄膜复合电极，与玻璃基片附着性强的金属在下，导电性强的金属在上，绝缘层采用非晶态氧化物介质膜，金属上下电极采用铬(钛)－铜双层复合电极，上电极铜膜的宽度和厚度均为铬(钛)膜的1/3－1/4。采用丝网印刷和化学处理的方法形成绝缘层电极及金属上电极与金属下电极层状交叉，中间隔离的薄膜型阴栅极。本发明具有制备工艺简单、材料成本低、成品率高等优点，适用于用作场致发射平板显示器的电子发射阴栅极。
Description
技术领域
本发明属于显示器件制造技术领域，特别涉及一种可用于场致发射平板显示器件的薄膜型阴栅极及其制备方法。
技术背景
目前用于场致发射平板显示器的阴极主要包括金属微尖型，即Spindt型；硅尖锥型；类金刚石薄膜型；金属—绝缘体—金属型，即MIM型；碳纳米管型；表面传导型等结构。MIM结构与尖锥结构相比较具有驱动电压低，不需要电阻层来稳定发射电流；发射出来的电子基本上是垂直于发射表面，具有自聚焦特性，阴极和阳极间距离较大，可以采用CRT用的高压荧光粉等优点，被认为是很有希望的场发射阵列。这种结构的电子发射原理是：当在金属上下电极之间加上电压后，在绝缘膜层中就能产生很强的电场，在这个电场的作用下，金属下电极中的电子通过隧道效应逸入绝缘膜层中，这些电子在穿越绝缘膜层时，又受到电场加速形成高能电子进入上电极，部分具有足够能量的高能电子克服上电极的表面势垒而进入真空，形成发射电子。
在已经发表的MIM型电子发射结构中，电极材料多是采用价格昂贵的贵金属材料，如专利申请公开号为CN1264248A的薄膜场发射平板显示器中的阴栅极下电极用稀土金属薄膜，上电极用铂-金双层复合薄膜电极，中间绝缘层用碱土金属硫化物。而且其条状电极的形成过程通常是使用光刻等复杂的半导体工艺，包括制版—甩胶—曝光—坚膜—显影—腐蚀—去膜等多道工序，需要用到甩胶机，曝光机，清洗，烘干，暗室等多种设备和条件，从而造成工艺过程环节多，控制难，投资大，成本高，效率低且污染环境。
发明内容
为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种改进的薄膜型阴栅极及其制备方法，它具有制备工艺简单、材料成本低、成品率高等优点。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
1、一种薄膜型阴栅极，它依次包括玻璃基板，金属下电极，绝缘层及金属上电极，其特征是金属下电极采用双层金属薄膜复合电极，与玻璃基板附着性强的金属薄膜在下，导电性强的金属薄膜在上，绝缘层采用非晶态氧化物介质膜，金属上电极采用铬(钛)-铜双层薄膜复合电极。
所述的金属下电极采用铬(钛)-铜双层薄膜复合电极。
所述的铬(钛)-铜双层薄膜复合下电极的厚度在50～200纳米之间。
所述的非晶态氧化物介质膜是二氧化硅及三氧化二铝的双层介质膜。
所述的非晶态氧化物介质膜的厚度在50～100纳米之间。
所述的金属上电极采用铬(钛)-铜双层薄膜复合电极，其中铜膜的宽度和厚度均为铬(钛)膜宽度和厚度的1/4-1/3。
所述的金属上电极的厚度在20～100纳米之间。
一种薄膜型阴栅极的制备方法，它包括如下步骤：
1、制备金属下电极
1)在清洁的玻璃基板上直流溅射铬(钛)膜，在铬(钛)膜上直流溅射铜膜，形成铬(钛)-铜双层复合膜；
2)在铬(钛)-铜双层复合膜上用丝网印刷印上抗蚀刻保护油墨，再经化学腐蚀处理将没有油墨保护的铬(钛)-铜金属膜腐蚀去掉，用有机溶剂将油墨清洗去掉，形成铬(钛)-铜金属膜下电极。
2、制备绝缘层电极及金属上电极
1)在已经形成铬(钛)-铜金属膜下电极的玻璃基板上，用丝网印刷在与金属下电极正交方向印上抗蚀刻保护油墨，然后用溅射法形成SiO2-Al2O3双层介质膜，其中射频溅射制备SiO2膜，中频反应溅射制备Al2O3膜；
2)在双层介质膜上用直流溅射形成上电极的铬(钛)-铜双层复合膜后，置入有机溶剂内充分浸泡，将油墨溶解，连同溅射覆盖在油墨上的介质膜及上电极金属膜一同去掉；
3)将玻璃基板移位2/3-3/4重新印刷保护油墨，使得上电极铜膜1/4-1/3受保护，2/3-3/4暴露在外，用化学方法将其蚀刻，最终形成介质层电极及金属膜上电极与金属膜下电极层状交叉，中间隔离的薄膜型阴栅极。
本发明具有如下优点：
(1)制备工艺简单。
(2)材料成本低。
(3)成品率高。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1中5的截面图。
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明阴栅极的金属下电极形成过程包括：玻璃基板1采用普通钠钙硅酸盐系列平板玻璃，薄膜沉积前先将玻璃基板1进行退火、清洗等处理，得到清洁的镀膜表面；用直流溅射在玻璃基板1上先溅射铬(钛)膜作为底膜，用直流溅射在铬(钛)膜上溅射铜膜，形成铬(钛)-铜双层复合膜，充分利用了铬(钛)膜与玻璃基板附着性强以及铜膜导电性强的特点；在铬(钛)-铜双层复合膜上用丝网印刷印上抗蚀刻保护油墨；再经化学腐蚀处理将没有油墨保护的铬(钛)-铜金属膜腐蚀去掉，形成铬(钛)-铜金属膜下电极2，其中铜膜腐蚀液为HCl∶H2O2∶H2O＝2∶1∶9，铬膜腐蚀液为KMnO4∶NaOH∶HO2＝10∶3∶100，钛膜腐蚀液为HNO3∶HF∶H2O＝3∶20∶100。
本发明阴栅极的绝缘层电极及金属上电极形成过程包括：在已经形成铬(钛)-铜金属膜下电极2的玻璃基板1上，用丝网印刷在与金属下电极2正交方向印上抗蚀刻保护油墨；先后用射频溅射和中频反应溅射沉积二氧化硅膜和三氧化二铝膜，形成二氧化硅及三氧化二铝的双层介质膜3，先溅射沉积二氧化硅膜同时能起到电极保护作用，可防止金属下电极2在中频反应溅射沉积三氧化二铝膜时被氧化；用直流溅射在双层介质膜3上沉积铬(钛)膜，用直流溅射在铬(钛)膜上沉积铜膜，形成上电极的铬(钛)-铜双层复合膜4；而后置入有机溶剂(如工业丙酮，工业酒精等)内充分浸泡，将油墨溶解，连同溅射覆盖其上的介质膜及上电极金属膜一同去掉。接着将玻璃基板移位2/3-3/4重新印刷保护油墨，使得上电极铜膜1/4-1/3受保护，2/3-3/4暴露在外，用化学方法将其蚀刻，最终形成介质层电极及金属膜上电极与金属膜下电极层状交叉，中间隔离的薄膜型阴栅极。
本发明提出的阴栅极金属薄膜上下电极分别是行(X)电极和列(Y)电极，构成行列电极矩阵结构，行列电极的交叉点就是一个发光像素。工作时，上电极加正电压，下电极加负电压，在绝缘层中形成强电场，电子从下电极通过隧道效应进入到绝缘层中，并在绝缘层中加速，部分加速后的高能电子克服上电极表面势垒发射到真空中。本发明提出的阴栅极配合我们特有的阴极激活技术，可获得有效的电子发射，可降低电子发射驱动电压及驱动电路成本，适用于用作场致发射平板显示器件的电子发射阴栅极。
Claims (9)
1、一种薄膜型阴栅极，它依次包括玻璃基板，金属下电极，绝缘层及金属上电极，其特征是金属下电极采用双层金属薄膜复合电极，与玻璃基板附着性强的金属在下，导电性强的金属在上，绝缘层采用非晶态氧化物介质膜，金属上电极采用铬(钛)-铜双层薄膜复合电极。
2、根据权利要求1所述的薄膜型阴栅极，其特征是所述的金属下电极采用铬(钛)-铜双层薄膜复合电极。
3、根据权利要求2所述的薄膜型阴栅极，其特征是铬(钛)-铜双层薄膜复合电极的厚度在50～200纳米之间。
4、根据权利要求1所述的薄膜型阴栅极，其特征是非晶态氧化物介质膜是二氧化硅及三氧化二铝的双层介质膜。
5、根据权利要求1所述的薄膜型阴栅极，其特征是非晶态氧化物介质膜的厚度在50～100纳米之间。
6、根据权利要求1所述的薄膜型阴栅极，其特征是金属上电极的厚度在20～100纳米之间。
7、根据权利要求1所述的薄膜型阴栅极，其特征是金属上电极的铜膜宽度和厚度均为铬(钛)膜宽度和厚度的1/4-1/3。
8、一种薄膜型阴栅极的制备方法，它包括如下步骤：
1)金属下电极的制备：
a、将玻璃基板1进行退火、清洗等处理，得到清洁的镀膜表面；
b、在玻璃基板1上直流溅射铬(钛)膜作底膜，在铬(钛)膜上直流溅射铜膜，形成铬(钛)-铜双层复合膜；
c、在铬(钛)-铜双层复合膜上用丝网印刷印上抗蚀刻保护油墨，再经化学腐蚀处理将没有油墨保护的铬(钛)-铜金属膜去掉，形成金属下电极2；
2)绝缘层电极及金属上电极的制备：
a、在已经形成铬(钛)-铜金属膜下电极2的玻璃基板上，用丝网印刷在与下电极2的正交方向印上抗蚀刻保护油墨；
b、用射频溅射沉积二氧化硅膜，用中频反应溅射在二氧化硅膜上沉积三氧化二铝膜，形成二氧化硅及三氧化二铝的双层介质膜3；
c、在双层介质膜3上直流溅射沉积铬(钛)膜，在铬(钛)膜上直流溅射沉积铜膜，形成上电极的铬(钛)-铜双层复合膜4；
d、置入有机溶剂(如工业丙酮、工业酒精等)内充分浸泡，将油墨溶解，连同溅射覆盖在油墨上的介质膜及上电极金属膜一同去掉。
e、将玻璃基板移位2/3-3/4重新印刷保护油墨，使得上电极铜膜1/4-1/3受保护，2/3-3/4暴露在外，用化学方法将其蚀刻，最终形成介质层及金属膜上电极与金属膜下电极层状交叉，中间隔离的薄膜型阴栅极。
9、根据权利要求7所述的薄膜型阴栅极的制备方法，其特征是铜膜腐蚀液为HCl∶H2O2∶H2O＝2∶1∶9，铬膜腐蚀液为KMnO4∶NaOH∶HO2＝10∶3∶100，钛膜腐蚀液为HNO3∶HF∶H2O＝3∶20∶100；
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| CN 03115394 CN1447367A (zh) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | 薄膜型阴栅极及其制备方法 |
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| CN1447367A true CN1447367A (zh) | 2003-10-08 |
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| CN 03115394 Pending CN1447367A (zh) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | 薄膜型阴栅极及其制备方法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101620969B (zh) * | 2009-05-22 | 2011-01-05 | 彩虹集团公司 | 一种用于印刷型场发射显示器的下基板及其制作方法 |
| CN101004992B (zh) * | 2006-01-17 | 2011-05-18 | 厦门火炬福大显示技术有限公司 | 一种显示屏阴栅电极的制备方法 |
| US8829524B2 (en) | 2006-09-29 | 2014-09-09 | Innolux Corporation | Thin film transistor array substrate having sandwich structure gate electrode and manufacturing method thereof |
| CN104538560A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-04-22 | 信利半导体有限公司 | 一种电极基板及其制程方法 |
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2003
- 2003-02-14 CN CN 03115394 patent/CN1447367A/zh active Pending
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