[發明專利]一種SED顯示器電子發射源納米縫陣列的制備方法

無效

• 申請號: 201110191515.0
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN102262991A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 邵金友;丁玉成;劉紅忠;李祥明;繆林林;李欣
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02;B81C1/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于微納器件及顯示器件技術領域，具體涉及一種SED顯示器電子發射源納米縫陣列的制備方法。

背景技術

平板顯示器技術擁有廣泛的應用領域和巨大的市場前景，是我國信息產業重要的支柱之一。其中顯示面板的制造是其核心。目前，液晶顯示器LCD(Liquid?Crystal?Display)、等離子顯示器PDP(Plasma?Display?Panel)是工業上主流的平板顯示器件，已經大規模商業化，并在進行持續的技術換代；但另一方面，國際上對“后LCD時代”或“后PDP時代”的下一代平板顯示技術給予極大的重視，并展開了大量的基礎研究和技術開發。其中，有機發光顯示器OLED(Organic?Light-Emitting?Display)、場發射顯示器FED(Field?Emission?Display)和激光顯示器LD(Laser?Display)被認為是各有優勢、最有大規模產業化前景的下一代平板顯示器候選技術。目前，這些技術均處于研發階段，離大規模產業化的要求還有相當的差距。

作為下一代顯示器候選技術之一的FED，其發光機制與傳統的CRT顯示器基本相同，都是利用電場吸引陰極電子源發射電子束，撞擊熒光物質發光進而在屏幕上顯示圖像。然而在發射陰極的結構實現上，與傳統CRT顯示器只擁有一個龐大的電子槍單元不同，FED擁有與其顯示像素同樣數目的電子發射源，每個電子發射源對應一個工作像素。當顯示器開始工作時，每個電子發射源都會在電路的控制下獨立激發對應像素的陽極板熒光粉，顯示出需要的色彩。FED的工作原理和結構特點使其同時擁有LCD液晶顯示器輕薄和大面積平板化的特點以及CRT顯示器在響應速度、亮度、色彩飽和度以及寬視角的優勢，可以認為是CRT技術的平板化。從FED的結構實現上講，電子發射源陰極陣列是FED的關鍵部件之一。

表面傳導電子發射顯示器SED(Surface?conduction?Electron?emitter?Display)是一類常見的FED器件。佳能和東芝公司利用納米尺度縫隙制造技術在2004年開發了36英寸SED顯示樣機，引起了全球顯示技術產業界和學術界的極大關注。該樣機表現出尤為卓越的顯示性能：明暗對比度高達10000∶1，灰階為10位，圖像質量接近水平CRT畫質。眾多學者認為，SED在“后LCD時代”將具有強大的競爭力。SED主要由表面傳導電子發射源陣列的陰極板和熒光粉發光陣列的陽極板構成。SED基于表面傳導電子發射理論，該理論是前蘇聯學者在20世紀60年代初發現的，屬平面型的薄膜場發射。由于當時采用的SnO₂不連續膜的發射電流穩定性較差，直至20世紀80年代，日本佳能公司重新啟動表面傳導研究，制造出納米級的電子隧道縫隙陣列，才使被棄的表面傳導電子發射技術在顯示領域重新得到了應用。由此可見，SED的電子發射性能不但取決于陰極材料特性還與薄膜表面的納米結構特征密切相關，如何實現電子發射陰極的納米尺度縫隙結構是SED制造的難點。

基于機械應力開裂原理的微力拉伸方法是一種簡單的納米裂縫生成方法，可以在柔性薄膜表面隨機地生成納米尺度的裂縫結構。該技術在制造SED納米縫的過程中存在兩個問題：一是裂縫產生的位置具有不確定性，二是SED通常以玻璃為基材，應力作用下的應變程度并不足以在電子發射薄膜表面產生裂縫。因此，要采用薄膜應力開裂原理進行納米縫隙的制造就必須解決電子發射薄膜斷裂所需的應變來源問題，并能夠實現裂縫位置精確可控。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種SED顯示器電子發射源納米縫陣列的制備方法，解決了電子發射薄膜斷裂所需的應變來源問題，能夠實現裂縫位置精確可控。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種SED顯示器電子發射源納米縫陣列的制備方法，包括以下步驟：

第一步，進行包含激光光致膨脹聚合物材料層的SED電子發射源圖形結構制造：在透明基材和具有應力集中豁口的電子發射材料薄膜之間引入一層激光光致膨脹聚合物材料，形成“透明基材-激光光致膨脹聚合物材料-電子發射材料”的三明治結構，激光光致膨脹聚合物材料采用PMMA、PS或PI，在激光光束照射下能夠具有體積膨脹特性，

電子發射源圖形結構中激光光致膨脹聚合物材料的引入方式分為局部引入方式和整體引入方式，