專利名稱：Sed顯示器表面傳導電子發射源的制作方法
技術領域：
本發 明涉及表面傳導電子發射平板顯示器件技術，特別涉及一種SED顯示器 表面傳導電子發射源的制作方法。
背景技術：
隨著大尺寸平面高清晰度電視、便攜式計算機大屏幕高分辨率顯示器的相繼問 世，平板顯示器日漸成為顯示器的主流，并得到廣泛的研究與開發。其中日本佳能公司提出 的表面傳導電子發射顯示器(Surface-conductionElectron-emitterDisplay，SED)，雖隸 屬FED (FieldEmissionDisplay)，但憑借其對比度高，耗電量低，屏幕響應速度快而引起業 界和社會的大量關注。SED的顯像原理與傳統的陰極射線顯像管(CathodeRayTube，CRT)相類似，區別是 SED將涂有熒光粉的玻璃基板與鋪有大量表面傳導電子發射源的玻璃底板平行放置，基于 這種構造，SED的機身厚度可以變得特別薄，容易大型化和平板化。再者，SED的能耗也比較 低。SED技術是基于薄膜場致發射的原理發展而來的，其核心部件是位于玻璃基板上 的電子發射源，一層非常薄又比較容易獲得電子發射能力的導電薄膜，在薄膜中央有一條 寬度約為IOnm的狹縫。當在薄膜的兩側電極給狹縫施加10V左右的電壓時，由于隧道效 應，電子將從狹縫的一端飛向另一端。在陽極電壓的作用下，相當部分的隧道電子會被“拉 出”而向陽極運動，進而轟擊熒光粉而產生發光。SED的陰極基板便是由多個這樣的電子發 射源陣列構成的。SED的關鍵技術是在陰極基板的每個電子發射薄膜上形成IOnm左右的納 米狹縫，即為納米狹縫。也就是電子發射膜上納米狹縫的制作工藝是SED技術中的關鍵。日本專利特開平7-235255號和日本專利特開平8-321254號已經對外公開了 SED 的設計和制造方法，其電子發射源的制造工藝也成為了當前國際上的主流工藝。該電子發 射源設置在玻璃襯底上，包括一對電極和連接在電極之間的電子發射薄膜。電極材料通常 使用Pd，Pt，Ag，Cu, Cr等導電性材料，兩電極的間隔為10 μ m，寬度為ΙΟΟμπι，厚度為幾納 米至幾十納米，電極制作采用絲網印刷的方法實現。采用噴墨打印的方法在兩電極之間制 作具有發射能力的氧化鈀(PdO)電子發射薄膜。然后，在真空氣氛下，兩電極之間施加電壓， PdO還原成Pd，在此變化時由于膜的還原收縮，可以促進狹縫的產生，形成電子發射源。最 后，采用“激活”工藝在狹縫兩邊形成碳和/或碳化合物的淀積層，增強發射效果。然而傳統的SED顯示器件中電子發射源的制作工藝存在以下兩個重大問題。(1)兩電極之間加脈沖電壓燒制狹縫，導致電子發射薄膜上產生的狹縫位置和寬 度不一致，存在電子發射源間的發射特性的偏差大。(2)兩電極之間加脈沖電壓燒制狹縫，狹縫中間存在部分高阻值物質，存在局部， 容易造成電子發射源失效。鑒于上述SED顯示器件中制作電子發射源的工藝比較復雜，制作步驟繁多，設備 又比較昂貴，特提出一種新的表面傳導電子發射平板顯示器件的電子發射源制作方法。

發明內容
本發明的目的在于提供一種SED顯示器表面傳導電子發射源的制作方法，能夠較 為精確地制作出納米級寬度的狹縫，能夠減小電子發射源間發射特性的偏差，并降低電子 發射源的失效幾率。本發明是這樣實現的一種SED顯示器表面傳導電子發射源的制作方法，其特征 在于按以下步驟進行。a.制造透明玻璃基板。 b.選用傳導電子發射薄膜，所述薄膜可為有機高分子化合物和無機化合物，傳導 電子發射薄膜的厚度約為10-200nm，所述有機高分子化合物可采用聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞 菁類化合物、聚苯胺、聚噻吩、PPY-PVA，所述無機化合物可采用Au、Pt、Pb、C、Al、Ni、ZnO, Sn02、Pb0、In203/Sn02。c.將所述傳導電子發射薄膜可采用磁控濺射法、電子束蒸發法、旋涂法、化學氣相 沉積法加工到透明玻璃基板上。d.在所述傳導電子發射薄膜兩側設置有與薄膜接觸的器件電極，所述器件電極材 料通常使用Pd，Pt，Ag，Cu，Cr，PdO, ITO, AZO等導電性材料，兩電極的間隔為幾微米至幾十 微米，電極寬度為幾十微米至幾百微米，厚度為幾十納米至幾百納米，所述器件電極可采用 磁控濺射法、電子束蒸發法、化學氣相沉積法、絲網印刷法加工到基板上。e.在所述透明玻璃基板不具有薄膜的外側設置照射光束源，所述光束源可為紫外 光或激光，光束的波長范圍為150-1000nm，光束照射薄膜的時間范圍為5_30s。本發明的優點是(1)采用本發明提出的表面傳導電子發射電子源，導電薄膜經 過紫外輻射光或激光的照射后，非常容易形成nm級無規則排列的狹縫，進而滿足傳導電子 發射薄膜發射電子所需。(2)采用本發明提出的表面傳導電子發射電子源，由于擯棄了傳統SED燒制納米 狹縫的工藝方法，使狹縫中間局部的高阻值物質不復存在，降低了電子發射源失效的幾率。


圖1是本發明SED原理結構示意圖。圖2是SED —個子像素原理結構示意圖。圖3是SED —個子像素的陰極結構示意圖。其中(a)為頂視圖，(b)為前視圖。圖4是本發明公開的表面傳導電子發射電子源結構示意圖。其中(a)為頂視圖，(b)為前視圖。圖5是無規則狹縫的電子發射源示意圖，為本發明實施例。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例作進一步的闡述。下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明，但不限于這些實施例。圖1表示SED顯示器一個像素的結構，SED包含了下玻璃基板100和上玻璃基板 101，每個像素單元包含紅綠藍三個子像素，電子發射源210制作在玻璃基板100上。表面傳導電子發射電子源包括兩個器件電極120和傳導電子發射薄膜130。SED顯示器件還包 含一個高電壓陽極110。當在器件電極120上施加直流電壓時，傳導電子發射130會發射電 子，在陽極110電壓加速下，電子轟擊熒光粉140發光。圖2表示SED顯示器一個子像素的結構，包含了下玻璃基板100和上玻璃基板 101，電子發射源210制作在玻璃基板100上。表面傳導電子發射電子源包括兩個器件電極 120和傳導電子發射薄膜130。SED顯示器件還包含一個高電壓陽極110。當在器件電極 120上施加直流電壓時，傳導電子發射130會發射電子，在陽極110電壓加速下，電子轟擊熒 光粉140發光。
圖3表示一個子像素的表面傳導電子發射電子源結構示意圖，其中(a)為頂視圖， (b)為前視圖，表面傳導電子發射電子源制作在下玻璃基板100上。電子發射源包括兩個器 件電極120、121和傳導電子發射薄膜130。圖4表示本發明所公開的表面傳導電子發射電子源結構示意圖，其中(a)為頂視 圖，(b)為前視圖，表面傳導電子發射電子源制作在下玻璃基板100上。電子發射源包括兩 個器件電極120、121和高分子有機或無機薄膜表面傳導電子發射薄膜130。圖5表示了本發明所公開的高分子有機或無機薄膜表面傳導電子發射薄膜的結 構示意圖，也是本發明的實施例。高分子有機或無機薄膜表面傳導電子發射薄膜130制作 在玻璃基板100上，可采用磁控濺射、電子束蒸發等薄膜工藝制作，厚度在10-200nm之間， 高分子有機薄膜材料可采用聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物、聚苯胺、聚噻吩、PPY-PVA， 無機薄膜材料可采用Au、Pt、Pb、C、Al、Ni、ZnO、SnO2, PbO、In203/Sn02。利用紫外輻射光照 射高分子有機薄膜或激光照射任意一種導電薄膜產生狹縫的特點，選用特定的波長、強度 和照射時間，非常容易形成傳導電子發射所需要的nm級寬度的無規則狹縫135。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
一種SED顯示器表面傳導電子發射源的制作方法，其特征在于按以下步驟進行a．制造透明玻璃基板；b．選用傳導電子發射薄膜，所述薄膜可為有機高分子化合物和無機化合物，傳導電子發射薄膜的厚度約為10-200 nm，所述有機高分子化合物可采用聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物、聚苯胺、聚噻吩、PPY-PVA，所述無機化合物可采用Au、Pt、Pb、C、Al、Ni、ZnO、SnO2、PbO、In2O3/SnO2；c．將所述傳導電子發射薄膜可采用磁控濺射法、電子束蒸發法、旋涂法、化學氣相沉積法加工到透明玻璃基板上；d．在所述傳導電子發射薄膜兩側設置有與薄膜接觸的器件電極，所述器件電極材料通常使用Pd，Pt，Ag，Cu，Cr，PdO，ITO，AZO等導電性材料，兩電極的間隔為幾微米至幾十微米，電極寬度為幾十微米至幾百微米，厚度為幾十納米至幾百納米，所述器件電極可采用磁控濺射法、電子束蒸發法、化學氣相沉積法、絲網印刷法加工到基板上；e．在所述透明玻璃基板不具有薄膜的外側設置照射光束源，所述光束源可為紫外光或激光，光束的波長范圍為150-1000 nm，光束照射薄膜的時間范圍為5-30s。
全文摘要
本發明涉及一種SED顯示器表面傳導電子發射源的制作方法，其特征在于按以下步驟進行，a.制造透明玻璃基板；b.選用傳導電子發射薄膜，；c.將所述傳導電子發射薄膜加工到透明玻璃基板上；d.在所述傳導電子發射薄膜兩側設置有與薄膜接觸的器件電極；e.在所述透明玻璃基板不具有薄膜的外側設置照射光束源。本發明提出的傳導電子發射源，經過特定波長和強度的紫外光或激光分別照射后，形成電子發射所需的納米級寬度的狹縫，且狹縫的形狀呈無規則排列；采用本發明提出的表面傳導電子發射電子源，使得狹縫中間局部的高阻值物質不復存在，從而降低了電子發射源失效的幾率。
文檔編號H01J9/02GK101872706SQ201010232479
公開日2010年10月27日 申請日期2010年7月21日 優先權日2010年7月21日
發明者葉蕓, 張永愛, 翁衛祥, 袁軍林, 賈貞, 郭太良 申請人:福州大學