[發明專利]基于接觸印刷轉移的表面傳導場發射電子源的制作方法

有效

• 申請號: 201210117860.4
• 申請日: 2012-04-21
• 公開（公告）號: CN102623278A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 周雄圖;郭太良;張永愛;葉蕓;李福山;胡利勤;胡海龍;曾祥耀
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02;H01J1/304;B82Y10/00;B82Y30/00
• 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

本發明涉及表面傳導場發射平板顯示技術領域，尤其涉及一種基于接觸印刷轉移的表面傳導場發射電子源的制作方法。

背景技術

場致發射顯示（Field?Emission?Display,?FED）是一種全固體化的主動發光型的平板顯示技術。FED具有體積小、重量輕、功耗低等優點，此外，FED的響應時間在微秒級，工作溫度范圍為-45~+85℃，具有非常明顯的優勢。其中表面傳導電子發射顯示器（Surface-conduction?Electron-emitter?Display,?SED）憑借其高對比度，低耗電量，快屏幕響應速度而引起產業界的廣泛重視。

SED的關鍵技術是電子發射源的制作，SED電子發射源通常為一層非常薄且容易獲得電子發射能力的導電薄膜，在薄膜之間設置有寬度約為幾十納米的狹縫，當在薄膜狹縫兩側電極施加10V左右電壓是，由于隧道效應，電子將從狹縫的一側運動到另一側。在陽極電壓作用下，相當部分的隧道電子向陽極運動，轟擊熒光粉而產生發光。SED的陰極基板是由多個這樣的電子發射源陣列構成。

目前，?SED電子發射源的制作技術主要采用日本佳能公司提出的含鈀的導電薄膜，通過向導電薄膜施加電壓，產生焦耳熱使導電薄膜部分地改變性質和變性而形成納米間隙。傳統的SED電子發射源的制作工藝存在以下兩個主要問題：（1）無論利用焦耳熱還是特殊激光束技術，制作電子發射源工藝復雜，納米間隙的間距和均勻性很難控制；（2）兩電極之間施加電壓燒制納米間隙，由于電極不均勻，產生局部高阻物質，導致局部電子發射源失效。

針對傳統SED電子發射源制作工藝復雜，容易造成局部電子發射源失效等問題，本發明提出一種新的表面傳導電子發射源的制作方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于接觸印刷轉移的表面傳導場發射電子源的制作方法，該方法既能夠與常用顯示器件工藝兼容，制作工藝簡單，快速，成本低，而且有效避免了電子源受污染。

為實現上述目的，本發明采用的一種方案是：一種基于接觸印刷轉移的表面傳導場發射電子源的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，在一平面絕緣基板上制作場發射電子發射電極陣列；

第二步，制備用于接觸印刷表面傳導場發射電子源的硅橡膠模板；

第三步，在所述硅橡膠模板一面采用物理、化學方法制作場發射電子源薄膜；再把制備有場發射電子源薄膜的硅橡膠模板置于有機氣體中，硅橡膠模板吸附有機氣體膨脹，導致場發射電子發射源薄膜龜裂，產生幾納米到幾百納米寬的裂痕；

第四步，在制作有場發射電子源電極陣列的平面絕緣基板上自組裝一層(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷偶聯劑；

第五步，把第三步制成的具有裂痕的場發射電子發射源薄膜接觸印刷在第四步形成的場發射電子源電極上，最終制成表面傳導場發射電子源。

在本發明一實施例中，上述平面絕緣基板材料為普通玻璃或石英玻璃；所述場發射電子源電極材料為具有導電性的Sn、Zn、In、Sb、Bi、Cd、Pd、Pt、Ag、Cu、Cr金屬以及由這些元素組成的合金或氧化物；電極陣列的制作方法采用物理氣相沉積法、化學氣相沉積法或絲網印刷法；所述場發射電子源電極的寬度為幾十微米至幾百微米，厚度為幾十納米到幾百納米。

在本發明一實施例中，上述硅橡膠模板為聚二甲基硅氧烷（PDMS），其單體和交聯劑的比例按聚二甲基硅氧烷模板的硬度要求確定，范圍為100:1至1:1，所述有機氣體是丙酮、異丙醇、甲醇、乙醇、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷中的一種或一種以上的混合氣體。

在本發明一實施例中，上述場發射電子源材料是有機高分子化合物或無機材料，具體包括Pd、Pt、Au、Al、C、Ni、Mo、ZnO、SnO2、PdO、In2O3和聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩、聚酞菁類化合物；所述場發射電子源的厚度為10納米至500納米；制作該場發射電子源薄膜的方法采用物理氣相沉積法或化學氣相沉積法。

在本發明一實施例中，上述接觸印刷的印刷壓力為均勻分布作用在硅橡膠模板的壓力，大小在1牛到幾百牛；接觸印刷的時間在幾秒到幾十分鐘之間。

為實現上述目的，本發明采用的另一種方案是：一種基于接觸印刷轉移的表面傳導場發射電子源的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，制備用于接觸印刷表面傳導場發射電子發射源的硅橡膠模板；?