[發明專利]柔性可控有機pn結場發射電子源

無效

• 申請號: 201110348985.3
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102360999A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 郭太良;葉蕓;胡利勤;張永愛;郭凡;洪春燕
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01J1/308
• 分類號: H01J1/308
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于場發射顯示器件制造技術領域，特別涉及一種柔性可控有機pn結場發射電子源，利用有機pn結取代傳統陰柵極及場發射陰極材料，實現低壓調控電子源的新型場發射顯示結構。

背景技術

目前用于場發射平板顯示器件陰極發射結構主要有單一陰極、陰柵同極及其多極結構等場發射電子源。

????單一陰極結構的場發射源是由玻璃基板、金屬底電極以及金屬底電極上沉積的或者是直接生長的陰極發射材料組成。雖然其制作工藝簡單，但存在著高電壓驅動，電子發射不能調控等問題，與低驅動電壓，可控電子發射等場發射平板顯示理念相悖。不適合于制造優良的FED顯示器。

????陰柵同極結構的場發射源主要分為前柵結構、后柵結構以及平行柵結構等。陰柵同極結構雖然可以通過柵極來調控陰極的電子發射，降低了場發射平板顯示器的功耗。但是陰柵同極結構存在制作工藝復雜，成本高等問題，尤其是前柵結構和后柵結構，由于這兩種結構的陰極導電層和柵極導電層交疊放置，中間隔以介質層防止兩導電層短路，加大了工藝的制作難度和成本。而平行柵結構是柵極導電層和陰極導電層在同一平面內相互平行，雖然不需要制作介質層，工藝相對簡單，但是存在較大電子色散和束斑等問題。

?????綜上所述，有必要提出一種制備工藝簡單，可以實現低壓調控，同時能有效控制電子色散的新型結構的場發射顯示器件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柔性可控有機pn結場發射電子源，它具有制備工藝簡單，成本低，可實現柔性，低壓調控發射電子，采用超晶格材料，有效避免電子在遷移過程中的晶格散射等優點。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種柔性可控有機pn結場發射電子源，它依次包括基板、下電極層，n型有機材料層，p型有機材料層和上電極層，所述基板被下電極層所覆蓋，所述下電極層被n型有機材料層所覆蓋，所述p型有機材料層完全覆蓋在n型有機材料層上，所述p型有機材料層被上電極層所覆蓋。

所述的p型有機材料層是由非輻射復合和低功函數的有機材料制成的面狀、帶狀、方孔狀、魚骨狀、梳狀或圓孔狀的有機層；所述的有機材料是酞菁銅、氯化銦酞菁、低聚噻吩、聚噻吩、聚(3-己基噻吩)、三芳胺、聚對苯撐乙烯撐（PPV）、聚硅烷、PEDOT/PSS（聚3,4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸）；所述的p型有機材料層是采用印刷法，噴涂法，涂覆法，溶液甩膠法或蒸發鍍膜法制成的超薄的完整晶格層。所述的p型有機材料層的厚度為1-100?nm。

所述的n型有機材料層是由低能級，非輻射復合，高電子遷移率的有機材料制成的面狀、帶狀、方孔狀、魚骨狀、梳狀或圓孔狀的有機層；所述的有機材料是富勒烯、摻堿金屬（Li、Na、K）的富勒烯衍生物、ActivInk?N2200（高電子遷移率的有機半導體材料）、摻硫雜環的2-(1,3-二硫-2-葉立德)丙二氰稠合的萘酰亞胺衍生物、N,N’-二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酰亞胺、三硝基芴酮（TNF）、四氰基苯醌二甲烷(TCNQ)、萘酐、苝酐、十六氟代酞菁銅（F₁₆CuPc）、氟代低聚唆吩、全氟代a-六噻吩（PF-6T）；所述的n型有機材料層是采用印刷法、涂覆法、噴涂法、溶液甩膠法或蒸發鍍膜法制成的。所述的n型有機材料層的厚度為1-2000nm。

所述的基板是金屬薄片、柔性玻璃、柔性硅或有機聚合物；所述的有機聚合物是聚碳酸酯、聚酯、聚酰亞胺或聚乙烯。

所述的上、下電極層是面狀、帶狀、方孔狀、魚骨狀、梳狀或圓孔狀的電極層；所述的上、下電極層的厚度為10-1000?nm；所述的上、下電極層是采用印刷法或鍍膜法結合刻蝕法制成的；所述的上、下電極材料為聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撐、聚苯撐乙烯、聚雙炔、PEDOT/PSS中的一種或多種復合的聚合物導電材料，或者是經過摻雜處理的上述聚合物材料，或者是硅層，或者是銀、銅、鋁、鐵、鎳、金、鉻、鈦中的一種金屬元素的單層薄膜電極或多種金屬元素的多層復合薄膜或者合金薄膜，或者是具有導電性的Sn、Zn、In的氧化物中的一種或多種組合的氧化物有機薄膜，或者是銀、銅、鋁、鐵、鎳、金、鉻、鈦中的一種或多種組合的導電金屬顆粒，或者是Sn、Zn、In的氧化物中的一種或多種組合的印刷漿料所制備的導電層。

本發明的顯著優點在于：