显示器件设计制作实验报告(2)

环境：环境变量有空气中的污染物、环境温度、环境湿度等。

9、真空技术

真空科学与技术研究对象是称之为“真空”的特殊物理环境。真空技术是使现代工业和尖端科学技术蓬勃发展的一种基础技术。

真空绝不是没有物质的空间。指气体压力低于1个大气压（或气

-1cm体分子密度小于约2.5 10）的稀薄气体状态或指定空间。通19

常将真空度划分为几个区域：粗真空、低真空、高真空、超高真空、极高真空。不同真空状态不仅意味着“量”的变化，也意味着“质”的变化。

真空是用排出或捕获分子的方法、使容器中的气相分子数目减少来获得的。抽气可由真空泵、阱和消气剂来完成。真空抽气的原理和方法有：

1） 通过输运方法将气体分子由一方转移到另一方，最后被排出泵

外。所用原理：（a）气体的压缩和膨胀；（b）粘滞效应产生的曳引力；（c）扩散效应产生的曳引力；（d）分子曳引力；（e）

离子在电磁场中的运动。

2） 通过捕获方法吸掉气体分子，使之暂时或永久留在泵内。所用

原理有：（a）电离效应；（b）物理化学吸着。

获得真空后需要一个量具来量度系统内绝对压力的大小，称之为真空计或真空规。目前真空规的种类很多，每一种只能测量一定范围内的真空度，大体可分为三类：①力学型：直接测量物理量所得，量程在760-1torr，属于绝对真空计；②热导型：热传导随压强的升高而减小的特性；③电离型：离子流随压强的升高而增大。②③两类均与气体的种类有关，其读数是气体种类的函数。

本次试验中，共三处用到真空设备：磁控溅射镀膜，电子发射性能测试和器件封装。

四、实验材料仪器

1. 实验材料:玻璃基板、ITO玻璃、氢氧化钠、硫酸高铈、光刻胶、酒精（无水乙醇）、硝酸、PSG-P1荧光浆料等。

2. 实验仪器：有盖搪瓷方盘、烧杯、玻璃搅拌棒、托盘天平、KW-4A型旋转甩胶机、LC-233型控温烘箱、W-SP-4860A型紫外曝光机、

ACS-4000-C4型多功能磁控溅射仪、金相显微镜、丝网印刷设备、HGL-650型传送带干燥炉、N6705电源分析仪、高压电源、真空实验装置等。

五、实验内容

1、实验准备：学习完成平板玻璃的清洗与退火处理

2、器件电极制作：学习磁控溅射，光刻原理和应用，完成器件电极的制作

3、导电薄膜制作：学习导电薄膜材料的选择和导电薄膜的制备方法，完成导电薄膜的制作

4、阳极荧光板的制作：了解丝网印刷原理，学习阳极荧光板的制作

5、电子发射性能测试：正确使用真空测试系统，完成电子发射的电形成工艺、激活工艺及测试工艺。对测试的数据进行分析讨论

6、器件封接：学习阴极板和阳极板的封接，了解封接原理和过程（观察实验）

六、实验过程

1、玻璃清洗与退火

检查玻璃及刻字

将用于制作阴阳极板的玻璃基片在洗涤中浸泡20分钟

带上橡胶手套用海绵仔细清洗3-5分钟，直到洗去玻璃基片表面污渍

用清水将玻璃基片上的清洗液冲洗干净，然后用压缩空气吹干玻璃基片表面水渍

对着灯光观察玻璃基片表面是否有残留污渍，若没有就进入下一步，否则返回上一步

用去离子水冲洗玻璃基片一遍，然后用压缩空气吹干玻璃基片表面水渍

将洗净的玻璃基片放入烘箱，在100摄氏度下烘烤30分钟后取出放入洁净的有盖搪瓷方盘中备用

退火工艺是将洗好的玻璃板放入烧成炉中进行，退火温度600摄氏度，10分钟至此玻璃清洗与退火工序完成。玻璃基片未彻底清洗干净，在其上镀金属膜厚会出现各种状况，如薄膜出现针孔，脱落等。退火是为了消除制品的内应力或控制结晶过程，将制品加热到合适的温度并保持一定时间然后慢慢冷却的操作。保证了玻璃基片在之后的镀膜过程中不会变形或者裂纹。因此本次实验操作所有的工艺都在玻璃基片进行，玻璃基片的清洗与退火是实验成功的基础，重要性不容忽视。

2、器件电极制作（镀膜）

采用磁控溅射镀膜法在玻璃基片上镀金属膜作为器件电极材料 我们采用磁控溅射镀膜设备是ACS-4000-C4型多功能磁控溅射仪。它是一台先进的磁控溅射镀膜设备，主要由准备室和溅射室构成，准备室较小，溅射室保持高正空环境，节省了换片时抽真空的时间。系统采用微机控制，它拥有两个独立的射频电源，一组直流电源。

将准备好的玻璃基片放在镀膜托盘上，一次可以放两片，镀膜面朝下。用托盘叉将托盘放入准备室，然后戴上手套调整托盘位置，使

卡口对齐。关闭准备室舱门，开始给准备室抽真空。

当准备室内的真空度达到高真空时，开启准备室与溅射室传送通道，按线控制器上的open按钮将准备室内的镀膜托盘传送至溅射室，手动摇动手柄将镀膜盘向上抓起。将传送装置送回准备室，按下close 按钮关闭连接通道。摇动手柄将镀膜盘降下，准备磁控溅射镀膜。

载入磁控溅射镀膜参数程序，开始镀膜。第一组镀膜参数为快速加热基片到140摄氏度；然后慢速加热基片到150摄氏度；氩气气氛下预溅射靶材20秒，氩气气氛下磁控溅射铜600秒；氩气气氛下磁控溅射镀镍240秒。

开启准备室与溅射室通道，启动传送装置将溅射室内的镀膜托盘传回到准备室，关闭连接通道。

开启准备室，用托盘叉将托盘取出，将镀好膜的玻璃基片取下放入洁净的有盖搪瓷方盘中备用。

重复以上步骤将所有的玻璃基片镀上金属膜。

其中先镀镍30秒在基片表面形成一层很厚的镍层，改善了接下来要镀的铜层的附着能力，接下来要镀铜600秒在基片表面形成一层较厚的铜层，铜具有良好的导电性，保证了将来制成器件电极良好导电性；最后镀镍180秒在铜表面形成一层保护层保护好易氧化的铜。于是在玻璃基片表面上镀了三层导电性良好的稳定的金属薄膜，为之后的光刻工艺制作器件电极打下基础。

3、器件电极制作（光刻）

采用光刻加工工艺制作电极。光可加工的基本流程包括衬底准

备、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶。

衬底准备：即器件电极制作镀膜工序

甩胶：用KW-4A型旋转甩胶机进行甩胶。将镀金属薄膜的玻璃基片取出，用滴管在金属薄膜表面上滴上适量光刻胶，小心晃动玻璃基片，是使光刻胶覆盖整个膜面。将涂好光刻胶的玻璃基片放在旋转甩胶机中心按下吸气按钮将玻璃基片固定在甩胶台上。盖好盖子先慢速甩9分钟，再快速甩30秒将光刻胶均匀地甩涂到玻璃基片金属薄膜上按动吸气按钮停止吸气，将甩好胶的玻璃基片取下。

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