一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，采用全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陰極基板和陽(yáng)極基板，并將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。陰極基板包括襯底基片、設(shè)置于襯底基片上的陰極電極陣列、柵極電極陣列以及電子發(fā)射層；陽(yáng)極基板包括透明導(dǎo)電基片、設(shè)置于透明基片上的圖形化障壁層、設(shè)置于相鄰障壁層內(nèi)的熒光粉層和設(shè)置于透明導(dǎo)電基片四周的封框體，且相鄰圖形化障壁層的中心與所述陰極電極中心一一對(duì)應(yīng)。本發(fā)明中的全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，不僅能實(shí)現(xiàn)大面積、柔性化、透明化和低成本，還能避免制備過(guò)程中雜質(zhì)引入導(dǎo)致發(fā)射不穩(wěn)定問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及場(chǎng)致發(fā)射電子源領(lǐng)域，特別是涉及一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。
【背景技術(shù)】
[0002]場(chǎng)致發(fā)射不需要外加能量就可使電子逸出發(fā)射體表面。在真空電子器件中，可利用場(chǎng)致電子發(fā)射體作為電子發(fā)射源，其主要工作原理是靠很強(qiáng)的外部電場(chǎng)來(lái)壓抑物體表面的勢(shì)皇，使勢(shì)皇高度降低，寬度變窄，當(dāng)勢(shì)皇的寬度窄到可以同電子的波長(zhǎng)相比擬時(shí)，電子通過(guò)隧道效應(yīng)穿透勢(shì)皇逸入真空而轟擊陽(yáng)極熒光粉發(fā)光。發(fā)射源發(fā)射出的電子帶有固體內(nèi)部和表面的許多信息，因此可以利用這些現(xiàn)象來(lái)制成各種電子能譜儀、材料分析儀器、傳感器測(cè)試儀、CMOS器件和發(fā)光器件等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，尤其是在信息顯示和平面背光領(lǐng)域。目前，業(yè)界也有利用場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)來(lái)制造電子發(fā)射源器件。
[0003]現(xiàn)有場(chǎng)致發(fā)射電子源按常用結(jié)構(gòu)可分為二極式和三極式結(jié)構(gòu)。二極式場(chǎng)致發(fā)射電子源的制作工藝雖然簡(jiǎn)單，但陽(yáng)極需要高壓才能給電子足夠能量轟擊熒光粉實(shí)現(xiàn)高亮度。三極式場(chǎng)致發(fā)射電子源按位置不同，可分為前柵型、后柵型構(gòu)和平面型結(jié)構(gòu)。前柵極結(jié)構(gòu)的制作較為困難，制備需要3-5次掩膜工藝，而且在制作過(guò)程中場(chǎng)致發(fā)射源容易受到破壞。后柵型結(jié)構(gòu)是將柵極埋在陰極之下，解決了前柵結(jié)構(gòu)的制作困難問(wèn)題，但是該結(jié)構(gòu)失去了柵極對(duì)陽(yáng)極的屏蔽作用而使陰極容易受到離子轟擊，且陽(yáng)極電壓不能太高，否則柵極調(diào)控作用減弱甚至蛻變?yōu)槎OFED。前柵和后柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源都需要制作陰柵絕緣層，而大面積的絕緣層制作對(duì)工藝要求很高，且絕緣性能很難保證，故器件成本高，不易實(shí)現(xiàn)大面積顯不O
[0004]現(xiàn)有的場(chǎng)致發(fā)射電子源(二極式、前柵極和后柵極結(jié)構(gòu))通常采用微細(xì)加工和真空沉積等方法來(lái)制備，這些方法均存在著諸多冋題:設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜、污染大，且在加工過(guò)程中會(huì)引入雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)破壞材料發(fā)射性能，造成發(fā)射電流不穩(wěn)定性。為了尋求更低成本、更簡(jiǎn)單的制造工藝，人們將目光投向了直接圖案化的技術(shù)，比如噴墨印刷、微接觸印刷及噴涂等全溶液工藝來(lái)制備。平柵極結(jié)構(gòu)中的陰極和柵極位于同一個(gè)平面，陰極和柵極之間由真空間隙隔開(kāi)，采用全溶液法技術(shù)能在基板上完成陰極、柵極和發(fā)射層的制作。此外，全溶液法能直接在柔性和大面積襯底上實(shí)現(xiàn)高效圖案化加工，可突破傳統(tǒng)電子源制造工藝中雜質(zhì)引入的發(fā)射不穩(wěn)定問(wèn)題。
[0005]根據(jù)這一特性，本發(fā)明將全溶液法技術(shù)與場(chǎng)致發(fā)射電子源制備工藝相結(jié)合，提供一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，不僅能實(shí)現(xiàn)大面積、柔性化、透明化和低成本，還能避免制備過(guò)程中雜質(zhì)引入導(dǎo)致發(fā)射不穩(wěn)定問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，提供了簡(jiǎn)單便捷、可控性好的全溶液制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的方法。該方法不僅能實(shí)現(xiàn)大面積、柔性化、透明化和低成本，還能避免制備過(guò)程中雜質(zhì)引入導(dǎo)致發(fā)射不穩(wěn)定問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，包括以下步驟:
步驟SI:全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陰極基板；
步驟S2:全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陽(yáng)極基板；
步驟S3:將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟SI具體包括以下步驟:
步驟SI I:提供一襯底基片，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理。首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì);對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈桑?br> 步驟S12:制備陰極電極陣列:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印方法打印導(dǎo)電材料，經(jīng)干燥烘烤后形成陰極電極陣列；
步驟S13:制備柵極電極陣列:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印方法打印導(dǎo)電材料，經(jīng)干燥烘烤后形成柵極電極陣列；
步驟S14:制備圖形化電子發(fā)射層:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印電子發(fā)射層，經(jīng)干燥烘烤后形成圖形化電子發(fā)射層；
所述步驟Sll至步驟S14形成的陰極基板包括襯底基片、設(shè)置于襯底基片上的陰極電極陣列、柵極電極陣列以及電子發(fā)射層;所述陰極電極陣列由若干個(gè)相互平行的條狀陰極電極組成，所述柵極電極陣列由若干個(gè)相互平行的條狀柵極電極構(gòu)成，所述陰極電極與所述柵極電極在同一平面上平行交替排列，且所述陰極電極與所述柵極電極之間存在一個(gè)微米級(jí)間隙，所述電子發(fā)射層覆蓋于所述陰極電極表面，或所述微米級(jí)間隙內(nèi)，或所述陰極電極表面和所述微米級(jí)間隙內(nèi)。
[0009 ] 進(jìn)一步地，所述步驟S2具體包括以下步驟:
步驟S21:提供一透明導(dǎo)電基片，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理。首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì)；對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈桑?br> 步驟S22:制備圖形化障壁層:在所述透明導(dǎo)電基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法制備障壁層，經(jīng)烘烤后形成圖形化障壁層；
步驟S23:制備熒光粉層:采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法在相鄰圖形化障壁層內(nèi)填充熒光粉層；
步驟S24:涂覆封框體:采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印技術(shù)在陽(yáng)極基板四周涂覆封框體;所述封框體的厚度為障壁層厚度1-3倍的低熔點(diǎn)玻璃漿料；
所述步驟S21至步驟24形成的陽(yáng)極基板包括透明導(dǎo)電基片、設(shè)置于透明基片上的圖形化障壁層、設(shè)置于相鄰障壁層內(nèi)的熒光粉層和設(shè)置于透明導(dǎo)電基片四周的封框體，且相鄰圖形化障壁層的中心與所述陰極電極中心一一對(duì)應(yīng)。
[0010]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電材料包括納米銀墨水、納米金墨水、納米銅墨水、納米招墨水、納米鐵墨水、納米銀墨水、納米絡(luò)墨水、納米銷(xiāo)墨水、納米欽墨水以及包括具有導(dǎo)電性的納米Sn、Zn、In的氧化物的納米氧化物墨水。
[0011]進(jìn)一步地，所述微米級(jí)間隙為0.0I微米至300微米。
[0012]進(jìn)一步地，所述電子發(fā)射層包括碳納米管、石墨烯、氧化鋅、氧化錫、氧化鎂、氧化鐵、氧化銅、氧化銦以及氧化鉍中的一種或者兩種及其以上的組合。
[0013]進(jìn)一步地，所述圖形化障壁層橫截面呈正梯形結(jié)構(gòu)，正梯形上表面長(zhǎng)度a為10微米至1000微米，下表面寬度b為30微米至1000微米，厚度h為2微米至10微米。
[0014]進(jìn)一步地，所述圖形化障壁層內(nèi)周側(cè)面為平面，且內(nèi)周側(cè)面與所述透明導(dǎo)電基片的夾角為30度至90度。
[0015]進(jìn)一步地，所述圖形化障壁層內(nèi)周側(cè)面為弧面，且內(nèi)周側(cè)面的曲率半徑r為厚度h-上表面長(zhǎng)度a之間。
[0016]進(jìn)一步地，所述熒光粉層按紅、綠、藍(lán)三基色排列順序依次填充在圖形化障壁層之間的溝槽表面，所述熒光粉層的上表面低于所述圖形化障壁層或與所述圖形化障壁層同處一水平面。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果:本發(fā)明采用全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，它具有大面積、柔性化、透明化和明顯的低成本等傳統(tǒng)工藝所無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，還可以避免制備過(guò)程中雜質(zhì)引入導(dǎo)致發(fā)射不穩(wěn)定問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的流程示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的一種全溶液法平柵極制備場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的截面示意圖。
[0020]圖中:襯底基片10、陰極電極陣列11、柵極電極陣列12、微米級(jí)間隙13、電子發(fā)射層14、透明導(dǎo)電基板15、障壁層16、紅色熒光粉17、綠色熒光粉18、藍(lán)色熒光粉19、封框體20、條狀陰極電極111、條狀柵極電極121。
[0021]圖3是本發(fā)明的第一優(yōu)先實(shí)施例的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的陰極基板示意圖。
[0022]圖中:襯底基片10、陰極電極陣列11、柵極電極陣列12、微米級(jí)間隙13、電子發(fā)射層
14、條狀陰極電極111、條狀柵極電極121。
[0023]圖4是本發(fā)明的第一優(yōu)先實(shí)施例的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的陽(yáng)極基板示意圖。
[0024]圖中:透明導(dǎo)電基板15、障壁層16、紅色熒光粉17、綠色熒光粉18、藍(lán)色熒光粉19。
[0025]圖5是本發(fā)明的第二優(yōu)先實(shí)施例的一種全溶液法平柵極制備場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的截面示意圖。
[0026]圖中:襯底基片20、陰極電極陣列21、柵極電極陣列22、微米級(jí)間隙23、電子發(fā)射層24、透明導(dǎo)電基板25、障壁層26、紅色熒光粉27、綠色熒光粉28、藍(lán)色熒光粉29、封框體30、條狀陰極電極211、條狀柵極電極221。
[0027]圖6是本發(fā)明的第二優(yōu)先實(shí)施例的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的陰極基板示意圖。
[0028]圖中:襯底基片20、陰極電極陣列21、柵極電極陣列22、微米級(jí)間隙23、電子發(fā)射層24、條狀陰極電極211、條狀柵極電極221。
[0029]圖7是本發(fā)明的的第三優(yōu)先實(shí)施例的一種全溶液法平柵極制備場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的截面示意圖。
[0030]圖中:襯底基片30、陰極電極陣列31、柵極電極陣列32、微米級(jí)間隙33、電子發(fā)射層34、透明導(dǎo)電基板35、障壁層36、紅色熒光粉37、綠色熒光粉38、藍(lán)色熒光粉39、封框體40、條狀陰極電極311、條狀柵極電極321。
[0031]圖8是本發(fā)明的第三優(yōu)先實(shí)施例的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的陰極基板示意圖。
[0032]圖中:襯底基片30、陰極電極陣列31、柵極電極陣列32、微米級(jí)間隙33、電子發(fā)射層34、條狀陰極電極311、條狀柵極電極321。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例，但不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于在此闡述的實(shí)施例。在圖中，為了清楚，放大了層和區(qū)域的厚度，但作為示意圖不應(yīng)該被認(rèn)為嚴(yán)格反映了幾何尺寸的比例關(guān)系。
[0034]在此參考圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例的示意圖，本發(fā)明所示的實(shí)施例不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于圖中所示的區(qū)域的特定形狀，而是包括所得到的形狀，比如制造引起的偏差。在本實(shí)施例中均以矩形表示，圖中的表示是示意性的，但這不應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。
[0035]圖1為本發(fā)明提供一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的工藝流程圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的截面示意圖。參照?qǐng)D1和圖2，一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，包括以下步驟:
步驟SI:全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陰極基板；
步驟S2:全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陽(yáng)極基板；
步驟S3:將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。
[0036]在本實(shí)施例中，所述步驟SI具體包括以下步驟:
步驟SI I:提供一襯底基片，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理。首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì);對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈桑?br> 步驟S12:制備陰極電極陣列:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法打印導(dǎo)電材料，經(jīng)干燥烘烤后形成陰極電極陣列；
步驟S13:制備柵極電極陣列:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法打印導(dǎo)電材料，經(jīng)干燥烘烤后形成柵極電極陣列；
步驟S14:制備圖形化電子發(fā)射層:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印電子發(fā)射層，經(jīng)干燥烘烤后形成圖形化電子發(fā)射層；
所述步驟Sll至步驟S14形成的陰極基板包括襯底基片10、設(shè)置于襯底基片上的陰極電極陣列11、柵極電極陣列12以及電子發(fā)射層14;所述陰極電極陣列11由若干個(gè)相互平行的條狀陰極電極111組成，所述柵極電極陣列12由若干個(gè)相互平行的條狀柵極電極121構(gòu)成，所述陰極電極111與所述柵極電極121在同一平面上平行交替排列，且所述陰極電極111與所述柵極電極121之間存在一個(gè)微米級(jí)間隙13，所述電子發(fā)射層14覆蓋于所述陰極電極111表面。
[0037]在本實(shí)施例中，所述電子發(fā)射層還可覆蓋于所述微納級(jí)間隙內(nèi)或同時(shí)覆蓋于所述陰極電極表面和所述微米級(jí)間隙內(nèi)。
[0038]在本實(shí)施例中，所述步驟S2具體包括以下步驟:
步驟S21:提供一透明導(dǎo)電基片，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理。首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì)；對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈桑?br> 步驟S22:制備圖形化障壁層。在所述透明導(dǎo)電基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法制備障壁層，經(jīng)烘烤后形成圖形化障壁層；
步驟S23:制備熒光粉層。采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法在相鄰圖形化障壁層內(nèi)填充熒光粉層；
步驟S24:涂覆封框體:采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印技術(shù)在陽(yáng)極基板四周涂覆封框體;所述封框體的厚度為障壁層厚度1-3倍的低熔點(diǎn)玻璃漿料；
所述步驟S21至步驟24形成的陽(yáng)極基板包括透明導(dǎo)電基片15、設(shè)置于透明基片上的圖形化障壁層16、設(shè)置于相鄰障壁層內(nèi)的紅色熒光粉17、綠色熒光粉18、藍(lán)色熒光粉19和設(shè)置于透明導(dǎo)電基片四周的封框體20，且相鄰圖形化障壁層的中心與所述陰極電極中心一一對(duì)應(yīng)。
[0039]在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電材料包括納米銀墨水、納米金墨水、納米銅墨水、納米招墨水、納米鐵墨水、納米銀墨水、納米絡(luò)墨水、納米銷(xiāo)墨水、納米欽墨水中的一種金屬兀素，或者是納米銀墨水、納米金墨水、納米銅墨水、納米招墨水、納米鐵墨水、納米銀墨水、納米鉻墨水、納米鉑墨水、納米鈦墨水中的多種金屬元素組合的導(dǎo)電墨水，或者是具有導(dǎo)電性的納米Sn、Zn、In的氧化物中一種或多種組合的納米氧化物墨水。
[0040]在本實(shí)施例中，所述微米級(jí)間隙為0.01微米至300微米。
[0041]在本實(shí)施例中，所述電子發(fā)射層包括碳納米管、石墨烯、氧化鋅、氧化錫、氧化鎂、氧化鐵、氧化銅、氧化銦以及氧化祕(mì)。
[0042]在本實(shí)施例中，所述圖形化障壁層截面呈正梯形結(jié)構(gòu)，正梯形上表面長(zhǎng)度a為10微米至1000微米，下表面寬度b為30微米至1000微米，厚度h為2微米至10微米。
[0043]在本實(shí)施例中，所述圖形化障壁層內(nèi)周側(cè)面為平面，且內(nèi)周側(cè)面與所述透明導(dǎo)電基片的夾角為30度至90度。
[0044]在本實(shí)施例中，所述圖形化障壁層內(nèi)周側(cè)面為弧面，且內(nèi)周側(cè)面的曲率半徑r為厚度h-上表面長(zhǎng)度a之間。
[0045]在本實(shí)施例中，所述熒光粉層按紅、綠、藍(lán)三基色排列順序依次填充在圖形化障壁層之間的溝槽表面，所述熒光粉層的上表面低于所述圖形化障壁層或與所述圖形化障壁層同處一水平面。
[0046]以下結(jié)合圖3至圖4對(duì)提供的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，該平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件中的電子發(fā)射層14覆蓋于所述陰極電極111表面。
[0047]—種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件包括下列步驟:
步驟一，陰極基板的制備:
(I)基片10前處理。
[0048]對(duì)用于打印的基片進(jìn)行清洗，首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)基片超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵等物質(zhì)。為提高墨水對(duì)襯底的浸潤(rùn)，可對(duì)基片進(jìn)行等離子處理，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈伞?br>[0049](2)陰極電極陣列11的制備。
[0050]本發(fā)明提供第一優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印納米銀墨水在所述基片10表面制備陰極電極陣列11，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用30微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將納米銀墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片10表面，經(jīng)300°C保溫lOmin，形成陰極電極陣列11。所述陰極電極陣列11是由若干個(gè)相互平行的陰極電極111組成。
[0051 ] (3)柵極電極陣列12的制備。
[0052]本發(fā)明提供第一優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印納米銀墨水在所述基片10表面制備柵極電極陣列12，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用30微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將納米銀墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片10表面，經(jīng)3000°C保溫lOmin，形成柵極電極陣列12。所述柵極電極陣列12是由若干個(gè)相互平行的柵極電極121組成，所述柵極電極121與相鄰所述陰極電極111之間的微米級(jí)間隙13為I OOum。
[0053](3)電子發(fā)射層14的制作。
[0054]本發(fā)明提供第一優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印的方法將氧化鋅納米線(xiàn)打印在陰極電極111表面，形成鋅納米線(xiàn)電子發(fā)射層14，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用50微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將氧化鋅納米線(xiàn)墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至若干個(gè)相互平行的陰極電極111表面，并在160°C保溫lOmin，形成圖形化電子發(fā)射層14。
[0055]至此，完成陰極基板的制作。
[0056]步驟二，陽(yáng)極基板的制備:
(I)基片15前處理。
[0057]提供一透明導(dǎo)電基片15，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理:首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì)；對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈伞?br>[0058](2)圖形化障壁層16的制作。
[0059]本發(fā)明提供第一優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印的方法在所述基片表面制備正梯形結(jié)構(gòu)的障壁層16，具體步驟如下:
打印中，采用80微米的噴頭，設(shè)置噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將低熔點(diǎn)玻璃墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片15表面，并在450 °C保溫30min，形成上表面30um，下表面50um，厚度為1um的圖形化障壁層16 ο
[0060](3)打印熒光粉層。
[0061]本發(fā)明提供第一優(yōu)選實(shí)施例采用印刷方法在所述圖形化障壁層之間的溝槽內(nèi)印刷RGB熒光粉，具體步驟如下:
印刷中，選用300目的不銹鋼復(fù)合網(wǎng)版，設(shè)置印刷工藝參數(shù)和網(wǎng)版參數(shù)，利用CCD定位系統(tǒng)和型號(hào)MATA1014的絲印機(jī)按紅色、綠色和藍(lán)色排列順序依次印刷在相鄰的所述圖形化障壁層16之間的溝槽內(nèi)，經(jīng)380°C保溫30min，形成紅色熒光粉17、綠色熒光粉18和藍(lán)色熒光粉19。
[0062](4)封框體20涂覆。
[0063]本發(fā)明提供第一優(yōu)選實(shí)施例采用噴涂方法在所述透明導(dǎo)電基片15的四周涂覆一層厚度為障壁層厚度2倍的低熔點(diǎn)玻璃漿料，經(jīng)200°C保溫30min，形成封框體20。
[0064]步驟三，將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。
[0065]至此，全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件完成。
[0066]其次，在本實(shí)施例中，由于所述電子發(fā)射層還可覆蓋于所述微納級(jí)間隙內(nèi)結(jié)合圖5和圖6對(duì)制備過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明:
步驟一，陰極基板的制備:
(I)基片20前處理。
[0067]對(duì)用于打印的基片進(jìn)行清洗，首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)基片超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵等物質(zhì)。為提高墨水對(duì)襯底的浸潤(rùn)，可對(duì)基片進(jìn)行等離子處理，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈伞?br>[0068](2)陰極電極陣列21的制備。
[0069]本發(fā)明提供第二優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印納米金墨水在所述基片20表面制備陰極電極陣列21，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用30微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將納米金墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片20表面，經(jīng)300°C保溫lOmin，形成陰極電極陣列21。所述陰極電極陣列21是由若干個(gè)相互平行的陰極電極211組成。
[0070](3)柵極電極陣列22的制備。
[0071]本發(fā)明提供第二優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印納米金墨水在所述基片20表面制備柵極電極陣列22，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用30微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將納米金墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片20表面，經(jīng)300°C保溫lOmin，形成柵極電極陣列22。所述柵極電極陣列22是由若干個(gè)相互平行的柵極電極221組成，所述柵極電極221與相鄰所述陰極電極211之間的微米級(jí)間隙23為lOOunuU)電子發(fā)射層24的制作。
[0072]本發(fā)明提供第二優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印的方法將碳納米管墨水打印在陰極電極211表面，形成碳納米管電子發(fā)射層24，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用50微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將碳納米管墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至若所述微納級(jí)間隙23內(nèi)，并在160°C保溫lOmin，形成圖形化電子發(fā)射層24。
[0073]至此，完成陰極基板的制作。
[0074]步驟二，陽(yáng)極基板的制備:
(I)基片25前處理。
[0075]提供一透明導(dǎo)電基片25，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理:首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì)；對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈伞?br>[0076](2)圖形化障壁層26的制作。
[0077]本發(fā)明提供第二優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印的方法在所述基片表面制備正梯形結(jié)構(gòu)的障壁層26，具體步驟如下:
打印中，采用80微米的噴頭，設(shè)置噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將低熔點(diǎn)玻璃墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片25表面，并在450 °C保溫30min，形成上表面30um，下表面50um，厚度為1um的圖形化障壁層26。
[0078](3)打印熒光粉層。
[0079]本發(fā)明提供第二優(yōu)選實(shí)施例采用印刷方法在所述圖形化障壁層之間的溝槽內(nèi)印刷RGB熒光粉，具體步驟如下:
印刷中，選用300目的不銹鋼復(fù)合網(wǎng)版，設(shè)置印刷工藝參數(shù)和網(wǎng)版參數(shù)，利用CCD定位系統(tǒng)和型號(hào)MATA1014的絲印機(jī)按紅色、綠色和藍(lán)色排列順序依次印刷在相鄰的所述圖形化障壁層之間的溝槽內(nèi)，經(jīng)380°C保溫30min，形成紅色熒光粉27、綠色熒光粉28和藍(lán)色熒光粉29 ο
[0080](4)封框體30涂覆。
[0081]本發(fā)明提供第二優(yōu)選實(shí)施例采用噴涂方法在所述透明導(dǎo)電基片的四周涂覆一層厚度為障壁層厚度2倍的低熔點(diǎn)玻璃漿料，經(jīng)200°C保溫30min，形成封框體30。
[0082]步驟三，將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。
[0083]至此，全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件完成。
[0084]另外，在本實(shí)施例中，由于所述電子發(fā)射層還可同時(shí)覆蓋于所述陰極電極表面和所述微納級(jí)間隙內(nèi)，結(jié)合圖7和圖8對(duì)制備過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明:
步驟一，陰極基板的制備:
(I)基片30前處理。
[0085]對(duì)用于打印的基片進(jìn)行清洗，首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)基片超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵等物質(zhì)。為提高墨水對(duì)襯底的浸潤(rùn)，可對(duì)基片進(jìn)行等離子處理，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈伞?br>[0086](2)陰極電極陣列31的制備。
[0087]本發(fā)明提供第三優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印納米銀墨水在所述基片30表面制備陰極電極陣列31，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用30微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將納米銀墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片30表面，經(jīng)300°C保溫lOmin，形成陰極電極陣列31。所述陰極電極陣列31是由若干個(gè)相互平行的陰極電極311組成。
[0088](3)柵極電極陣列22的制備。
[0089]本發(fā)明提供第三優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印納米銀墨水在所述基片30表面制備柵極電極陣32，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用30微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將納米銀墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片30表面，經(jīng)300°C保溫lOmin，形成柵極電極陣列32。所述柵極電極陣列32是由若干個(gè)相互平行的柵極電極321組成，所述柵極電極321與相鄰所述陰極電極311之間的微米級(jí)間隙33為lOOunuU)電子發(fā)射層34的制作。
[0090]本發(fā)明提供第三優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印的方法將石墨烯量子點(diǎn)墨水打印在陰極電極311表面，形成石墨烯電子發(fā)射層34，其具體過(guò)程如下:
打印中，采用50微米的噴頭，根據(jù)噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將石墨烯量子點(diǎn)墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至若所述微納級(jí)間隙33內(nèi)，并在160°C保溫lOmin，形成圖形化電子發(fā)射層34。
[0091]至此，完成陰極基板的制作。
[0092]步驟二，陽(yáng)極基板的制備:
(I)基片35前處理。
[0093]提供一透明導(dǎo)電基片35，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理:首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì)；對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈伞?br>[0094](2)圖形化障壁層36的制作。
[0095]本發(fā)明提供第三優(yōu)選實(shí)施例采用噴墨打印的方法在所述基片表面制備正梯形結(jié)構(gòu)的障壁層36，具體步驟如下:
打印中，采用80微米的噴頭，設(shè)置噴墨打印工藝參數(shù)，利用型號(hào)為Jetlab2打印機(jī)將低熔點(diǎn)玻璃墨水按設(shè)置工藝參數(shù)打印至基片35表面，并在450 °C保溫30min，形成上表面30um，下表面50um，厚度為1um的圖形化障壁層36。
[0096](3)打印熒光粉層。
[0097]本發(fā)明提供第三優(yōu)選實(shí)施例采用印刷方法在所述圖形化障壁層之間的溝槽內(nèi)印刷RGB熒光粉，具體步驟如下:
印刷中，選用300目的不銹鋼復(fù)合網(wǎng)版，設(shè)置印刷工藝參數(shù)和網(wǎng)版參數(shù)，利用CCD定位系統(tǒng)和型號(hào)MATA1014的絲印機(jī)按紅色、綠色和藍(lán)色排列順序依次印刷在相鄰的所述圖形化障壁層之間的溝槽內(nèi)，經(jīng)380°C保溫30min，形成紅色熒光粉37、綠色熒光粉38和藍(lán)色熒光粉39 ο
[0098](4)封框體40涂覆。
[0099]本發(fā)明提供第三優(yōu)選實(shí)施例采用噴涂方法在所述透明導(dǎo)電基片33的四周涂覆一層厚度為障壁層厚度2倍的低熔點(diǎn)玻璃漿料，經(jīng)200°C保溫30min，形成封框體40。
[0100]步驟三，將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。
[0101]至此，全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件完成。
[0102]以上例子主要說(shuō)明了本發(fā)明的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。盡管只對(duì)其中一些本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施例方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
[0103]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:包括以下步驟: 步驟SI:全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陰極基板； 步驟S2:全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源的陽(yáng)極基板； 步驟S3:將所述陽(yáng)極基板和所述陰極基板對(duì)準(zhǔn)封接，形成平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述步驟SI具體包括以下步驟: 步驟SI 1:提供一襯底基片，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理:首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì);對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈桑?步驟S12:制備陰極電極陣列:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印導(dǎo)電材料，經(jīng)干燥烘烤后形成陰極電極陣列； 步驟S13:制備柵極電極陣列:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印導(dǎo)電材料，經(jīng)干燥烘烤后形成柵極電極陣列； 步驟S14:制備圖形化電子發(fā)射層:在所述基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印電子發(fā)射層，經(jīng)干燥烘烤后形成圖形化電子發(fā)射層； 所述步驟Sll至步驟S14形成的陰極基板包括襯底基片、設(shè)置于襯底基片上的陰極電極陣列、柵極電極陣列以及電子發(fā)射層;所述陰極電極陣列由若干個(gè)相互平行的條狀陰極電極組成，所述柵極電極陣列由若干個(gè)相互平行的條狀柵極電極構(gòu)成，所述陰極電極與所述柵極電極平行交替排列在同一平面上，且所述陰極電極與所述柵極電極之間存在一個(gè)微米級(jí)間隙，所述電子發(fā)射層覆蓋于所述陰極電極表面，或所述微納級(jí)間隙內(nèi)，或所述陰極電極表面和所述微米級(jí)間隙內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述步驟S2具體包括以下步驟: 步驟S21:提供一透明導(dǎo)電基片，并對(duì)該基片進(jìn)行預(yù)處理:首先用脫脂棉花蘸取洗潔精擦洗基片，再先后用去離子水、無(wú)水乙醇對(duì)所述基片進(jìn)行超聲處理，去除表面雜質(zhì)灰塵物質(zhì)；對(duì)基片進(jìn)行等離子處理用以提高墨水對(duì)襯底基片的浸潤(rùn)，處理后的基片用氮?dú)鈱⑵浔砻娲蹈桑?步驟S22:制備圖形化障壁層:在所述透明導(dǎo)電基片表面上采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法制備障壁層，經(jīng)烘烤后形成圖形化障壁層； 步驟S23:制備熒光粉層； 采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印的方法在相鄰圖形化障壁層內(nèi)填充熒光粉層； 步驟S24:涂覆封框體:采用印刷、刮涂、噴涂或噴墨打印技術(shù)在陽(yáng)極基板四周涂覆封框體;所述封框體的厚度為障壁層厚度1-3倍的低熔點(diǎn)玻璃漿料； 所述步驟S21至步驟24形成的陽(yáng)極基板包括透明導(dǎo)電基片、設(shè)置于透明基片上的圖形化障壁層、設(shè)置于相鄰障壁層內(nèi)的熒光粉層和設(shè)置于透明導(dǎo)電基片四周的封框體，且相鄰圖形化障壁層的中心與所述陰極電極中心一一對(duì)應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述導(dǎo)電材料包括納米銀墨水、納米金墨水、納米銅墨水、納米招墨水、納米鐵墨水、納米鎳墨水、納米絡(luò)墨水、納米銷(xiāo)墨水、納米欽墨水以及包括具有導(dǎo)電性的納米Sn、Zn、In的氧化物的納米氧化物墨水。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述微米級(jí)間隙為0.0I微米至300微米。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述電子發(fā)射層包括碳納米管、石墨烯、氧化鋅、氧化錫、氧化鎂、氧化鐵、氧化銅、氧化銦以及氧化祕(mì)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述圖形化障壁層橫截面呈正梯形結(jié)構(gòu)，正梯形上表面長(zhǎng)度a為10微米至1000微米，下表面寬度b為30微米至1000微米，厚度h為2微米至10微米。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述圖形化障壁層內(nèi)周側(cè)面為平面，且內(nèi)周側(cè)面與所述透明導(dǎo)電基片的夾角為30度至90度。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述圖形化障壁層內(nèi)周側(cè)面為弧面，且內(nèi)周側(cè)面的曲率半徑r為厚度h-上表面長(zhǎng)度a之間。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全溶液法制備平柵極場(chǎng)致發(fā)射電子源器件，其特征在于:所述熒光粉層按紅、綠、藍(lán)三基色排列順序依次填充在所述圖形化障壁層之間的溝槽表面，所述熒光粉層的上表面低于所述圖形化障壁層或與所述圖形化障壁層同處一水平面。
【文檔編號(hào)】H01J9/18GK106057608SQ201610386889
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】張永愛(ài), 孫磊, 郭太良, 周雄圖, 林志賢, 葉蕓, 何林昌, 靳濤
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)