專利名稱：電子發(fā)射源、其制備方法以及采用該電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子發(fā)射源、其制備方法以及采用該電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件。具體而言，本發(fā)明涉及減輕了碳基材料在燒結(jié)過程的退化(degradation)的電子發(fā)射源、其制備方法以及采用該電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件。
背景技術(shù)：
電子發(fā)射器件是這種顯示器在當(dāng)陽極和陰極上施加了電壓時(shí)產(chǎn)生的電場下，陰極電子發(fā)射源發(fā)射的電子碰撞陽極板的熒光粉層里的熒光粉，發(fā)光產(chǎn)生圖像。
碳基材料，包括具有良好電子導(dǎo)電性的碳納米管(CNT)，具有的優(yōu)點(diǎn)比如良好的導(dǎo)電性和場改進(jìn)效應(yīng)(field enhancement effect)、低功函、良好的場發(fā)射性質(zhì)、低驅(qū)動(dòng)電壓和在大面積上制備器件。所以，預(yù)計(jì)碳基材料是電子發(fā)射器件的理想電子發(fā)射源。
可以通過采用例如化學(xué)氣相沉積(CVD)或者采用利用含CNT的、形成電子發(fā)射源的組合物的涂漿(paste)方法在襯底上生長CNT來制備CNT基的電子發(fā)射源。就涂漿法而言，優(yōu)點(diǎn)在于電子發(fā)射源可以以低成本在大面積上制備。例如，在美國專利No.6436221中討論了含有CNT的、形成電子發(fā)射源的組合物。
采用碳基材料的常規(guī)電子發(fā)射源制備方法涉及燒結(jié)組合物以形成電子發(fā)射源。燒結(jié)工藝在惰性氣體氣氛中進(jìn)行，以防由于碳基材料比如CNT的熱分解導(dǎo)致電子發(fā)射退化。
但是，在惰性氣體氣氛中燒結(jié)并不能確保充分去除了用于制備該電子發(fā)射源的有機(jī)材料等，從而導(dǎo)致電子發(fā)射能力退化。具體而言，當(dāng)在電子發(fā)射源的制備中采用含鉛玻璃料組分時(shí)，就發(fā)生CNT的熱分解。因此，隨著電子發(fā)射器件制備工藝的進(jìn)行，電子發(fā)射退化可能更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了制備電子發(fā)射源的組合物、使用該組合物的電子發(fā)射源、制備該電子發(fā)射源的方法、以及通過采用該電子發(fā)射源提高了可靠性的電子發(fā)射器件，其中所述組合物在空氣氣氛中燒結(jié)并在燒結(jié)過程中減輕了碳基材料，比如碳納米管(CNT)的退化。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了電子發(fā)射源，其包括碳基材料；和至少一種平均顆粒直徑為100-1000nm的、選自Al2O3、TiO2和SiO2的金屬氧化物。基于1重量份的碳基材料，該金屬氧化物的含量為5-100重量份。
電子發(fā)射源優(yōu)選還包括，基于1重量份碳基材料，0.25-10重量份的無鉛(Pb)玻璃料。元鉛玻璃料優(yōu)選是氧化錫-五氧化二磷(SnO-P2O5)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了電子發(fā)射源，其包括碳基材料；和無鉛玻璃料。無鉛玻璃料是SnO-P2O5?；?重量份的碳基材料，無鉛玻璃料含量優(yōu)選是0.25-10重量份。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了電子發(fā)射源，其包括被設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在第一襯底上形成的陰極；與在第一襯底上形成的陰極電連接的電子發(fā)射源，其包括碳基材料和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物；在第二襯底上形成的陽極；和由電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光的熒光層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了電子發(fā)射源，其包括被設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在第一襯底上形成的陰極；與在第一襯底上形成的陰極電連接的電子發(fā)射源，其包括碳基材料和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物，而且其中基于1重量份的碳基材料，金屬氧化物含量為5-100重量份；在第二襯底上形成的陽極；和由電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光的熒光層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了電子發(fā)射源，其包括被設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在第一襯底上形成的陰極；與在第一襯底上形成的陰極電連接的電子發(fā)射源，包括碳基材料和Pb玻璃料；在第二襯底上形成的陽極；和由電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光的熒光層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了電子發(fā)射源，包括被設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在第一襯底上形成的陰極；和在第一襯底上形成的陰極電連接的電子發(fā)射源，包括碳基材料和Pb玻璃料，其中基于1重量份的碳基材料，無鉛玻璃料的含量是0.25-10重量份；在第二襯底上形成的陽極；和由電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光的熒光層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了形成電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物。基于1重量份的碳基材料，所述金屬氧化物的含量優(yōu)選為5-100重量份。金屬氧化物的顆粒直徑優(yōu)選經(jīng)過調(diào)整使得10重量％顆粒尺寸分布的顆粒直徑(D10)和90重量％顆粒尺寸分布的顆粒直徑(D90)的差值為300nm或更低。
基于1重量份的碳基材料，該組合物優(yōu)選還包括0.25-10重量份的Pb玻璃料。所述無鉛玻璃料優(yōu)選是SnO-P2O5。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了形成電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和無Pb玻璃料。所述無鉛玻璃料優(yōu)選是SnO-P2O5?；?重量份的碳基材料，無鉛玻璃料含量優(yōu)選是0.25-10重量份。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了形成電子發(fā)射源的方法，該方法包括制備形成電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物；在襯底上印刷該形成電子發(fā)射源的組合物；和在氧氣氣體氣氛中或者含有氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氣氛中，燒結(jié)所印刷的組合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了形成電子發(fā)射源的方法，該方法包括制備形成電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和無Pb玻璃料；在襯底上印刷該形成電子發(fā)射源的組合物；和在氧氣氣體氣氛中或者含有氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氣氛中，燒結(jié)所印刷的組合物。
該形成電子發(fā)射源的組合物優(yōu)選還包括至少一種選自光刻膠樹脂、光引發(fā)劑和填料的組分；印刷該形成電子發(fā)射源的組合物優(yōu)選包括用該形成電子發(fā)射源的組合物涂覆襯底；和根據(jù)襯底的電子發(fā)射源面積進(jìn)行曝光和顯影。
該印刷組合物的燒結(jié)優(yōu)選在350℃-500℃的溫度進(jìn)行。


當(dāng)參考下面的詳述并結(jié)合附圖考慮而更深入地了解本發(fā)明時(shí)，對(duì)本發(fā)明的更完全理解以及本發(fā)明的許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部分，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的電子發(fā)射器件的示意剖面圖；和圖2-4是用于制備形成本發(fā)明制備實(shí)施例1和3以及對(duì)比制備實(shí)施例1的電子發(fā)射源的組合物的Al2O3、無鉛玻璃料和含鉛玻璃料的差熱分析(DTA)圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考其中給出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的附圖，對(duì)發(fā)明進(jìn)行了更充分地描述。
本發(fā)明提供了形成電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料、載體、和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物。該形成電子發(fā)射源的組合物可以進(jìn)一步包括無鉛(Pb)玻璃料。該無鉛玻璃料可以是氧化錫-五氧化二磷(SnO-P2O5)，但不限于此。
如上所述，優(yōu)選在本文中使用的金屬氧化物的平均顆粒直徑是100-1000nm。如果該金屬氧化物的平均顆粒直徑小于100nm，那么金屬氧化物顆粒難以分散。另一方面，如果超過1000nm，則難以發(fā)射電子和注入空穴。
該金屬氧化物10重量％的顆粒的顆粒直徑(D10)和90重量％的顆粒的顆粒直徑(D90)之間的差值是300nm或更低，尤其是10-300nm。如果D10和D90的差值超過300nm，那么在場發(fā)射中會(huì)誘發(fā)電弧放電。
優(yōu)選，金屬氧化物的平均顆粒直徑為100-1000nm，并且同時(shí)該金屬氧化物的最小顆粒直徑(Dmin)和最大顆粒直徑(Dmax)分別是10nm-1300nm。如果金屬氧化物的最小顆粒直徑(Dmin)小于10nm，則難以制備漿料。另一方面，如果金屬氧化物的最大顆粒直徑(Dmax)超過1300nm，則難以發(fā)射電子和注入空穴，并可能誘發(fā)電弧放電。
基于1重量份的碳基材料，金屬氧化物的含量優(yōu)選是5-100重量份，更優(yōu)選是10-60重量份。
金屬氧化物在該形成電子發(fā)射源的組合物中的存在，使得可以在空氣氣氛中燒結(jié)，從而有效防止了該碳基材料，比如CNT的退化。
本發(fā)明還提供了基本由碳基材料、載體和無Pb玻璃料組成的形成電子發(fā)射源的組合物。
在本發(fā)明的這個(gè)方面，基于1重量份的碳基材料，無Pb玻璃料的含量優(yōu)選是0.25-10重量份。如果無Pb玻璃料的含量低于0.25重量份，那么電子發(fā)射源的粘合性下降。另一方面，如果超過10重量份，則電子發(fā)射性質(zhì)降低。
本發(fā)明采用的碳基材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和電子發(fā)射性質(zhì)，用于在電子發(fā)射器件操作中向陽極板的熒光層發(fā)射電子以激發(fā)熒光層的熒光粉。碳基材料的非限制性實(shí)施例包括碳納米管、石墨、金剛石、富勒烯和碳化硅。最優(yōu)選的是碳納米管。
在本發(fā)明的形成電子發(fā)射源的組合物中所含的載體用以調(diào)節(jié)該形成電子發(fā)射源的組合物的可印刷性和粘度。該載體由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成。樹脂組分優(yōu)選是至少一種選自纖維素樹脂(比如乙基纖維素和硝基纖維素)、丙烯酸樹脂(比如聚酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯)、和乙烯樹脂(比如聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛和聚乙烯醚)，但不限于此。這些樹脂組分中的一些也可以充當(dāng)光刻膠樹脂。
溶劑組合物優(yōu)選是選自松油醇、丁基卡必醇(BC)、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、甲苯和texanol的至少一種。優(yōu)選松油醇。
基于1重量份的碳基材料，樹脂組分的含量優(yōu)選是1-5重量份，更優(yōu)選是2-3重量份。
基于1重量份的碳基材料，溶劑組分含量優(yōu)選是5-15重量份，優(yōu)選8-12重量份。如果構(gòu)成載體的樹脂組分和溶劑組分的含量在上述范圍以外，則該形成電子發(fā)射源的組合物的可印刷性和流動(dòng)性下降。具體而言，如果構(gòu)成載體的樹脂組分和溶劑組分的含量超過15重量份，則會(huì)嚴(yán)重妨礙干燥。
本發(fā)明的形成電子發(fā)射源的組合物需要時(shí)可以還包括至少一種選自光刻膠樹脂、光引發(fā)劑和填料的組分。
可以在本發(fā)明中使用的光刻膠是用于圖案化電子發(fā)射源的材料。光刻膠樹脂的非限制例子包括丙烯酸酯基單體、二苯酮基單體、苯乙酮基單體和噻噸酮基單體。具體而言，光刻膠樹脂可以是環(huán)氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、2，4-二乙基蒽酚酮(2，4-diethyloxanthone)、或者2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮?；?重量份的碳基材料，光刻膠含量可以是3-10重量份，優(yōu)選5-8重量份。如果光刻膠含量低于3重量份，則曝光靈敏性下降。相反，如果超過10重量份，則顯影較差。
光引發(fā)劑用于在曝光時(shí)引發(fā)光刻膠樹脂的交聯(lián)反應(yīng)。光引發(fā)劑可以是二苯酮，但不限于此?；?重量份的碳基材料，光引發(fā)劑含量可以是3-10重量份，優(yōu)選5-8重量份。如果光引發(fā)劑含量低于3重量份，則由于交聯(lián)反應(yīng)效率低而使圖案化困難。相反，如果超過10重量份，則生產(chǎn)成本增加。
填料是用于提高在襯底上附著不充分的納米無機(jī)材料的導(dǎo)電性。填料可以是Ag或Au，但不限于此。
下面將詳細(xì)描述采用上述形成電子發(fā)射源的組合物形成電子發(fā)射源的方法。
首先，根據(jù)上述組分和其含量制備形成電子發(fā)射源的組合物。該形成電子發(fā)射源的組合物如上所述，所以省略了對(duì)它的詳細(xì)描述。
接下來，將該形成電子發(fā)射源的組合物印刷在襯底上。本文所用的術(shù)語“襯底”是指用于形成電子發(fā)射源的襯底。襯底類型可以根據(jù)所需的電子發(fā)射源器件而變，這在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。例如，在制備包括位于陰極和陽極之間的柵電極的電子發(fā)射器件時(shí)，襯底可以是陰極。在制備包括位于陰極下側(cè)的柵電極的電子發(fā)射器件時(shí)，襯底可以是使該陰極和柵電極絕緣的絕緣層。
印刷該形成電子發(fā)射源的組合物的操作根據(jù)光刻膠樹脂是否存在而不同。當(dāng)形成電子發(fā)射源的組合物包括光刻膠樹脂時(shí)，不要求單獨(dú)的光刻膠圖案化。也就是說，將該形成電子發(fā)射源的組合物涂覆在襯底上，隨后根據(jù)所需的電子發(fā)射源面積進(jìn)行曝光和顯影。
另一方面，當(dāng)該形成電子發(fā)射源的組合物中不包含光刻膠樹脂時(shí)，要求其中采用了單獨(dú)光刻膠圖案化的光刻法。也就是說，光刻膠薄膜形成在襯底上并圖案化形成光刻膠圖案，然后在上面已經(jīng)形成了該光刻膠圖案的襯底上印刷該形成電子發(fā)射源的組合物。
印刷的形成電子發(fā)射源的組合物在氧氣氣氛或者含有1000ppm或更少氧氣，具體10-500ppm氧氣的氮?dú)鈿夥罩袩Y(jié)。通過在氧氣氣氛中燒結(jié)，包含在該形成電子發(fā)射源的組合物中的碳基材料有效粘附到襯底上，通過蒸發(fā)去除載體，其它的材料比如無機(jī)粘合劑被熔化并隨后固化，從而改善電子發(fā)射源的耐久性。
根據(jù)在該形成電子發(fā)射源的組合物中所含載體的蒸發(fā)溫度和時(shí)間，確定燒結(jié)溫度。通常，燒結(jié)溫度在350-500℃，優(yōu)選450℃。如果燒結(jié)溫度低于350℃，則載體蒸發(fā)不充分。另一方面，如果超過500℃，則制造成本增加，而且襯底可能遭到破壞。
需要時(shí)，所得的燒結(jié)產(chǎn)品可以被活化。活化可以通過如下進(jìn)行用能夠通過加熱固化成薄膜的溶液，例如含有聚酰亞胺的表面處理劑，涂覆所得的燒結(jié)產(chǎn)品，隨后加熱并剝離通過加熱形成的膜?？商鎿Q地，活化也可以通過在由驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)的滾筒表面上形成粘性部分，并在預(yù)定壓力下用該滾筒壓制所得的燒結(jié)產(chǎn)品而進(jìn)行。通過活化，納米尺寸的無機(jī)材料可以被暴露在電子發(fā)射源的表面上或者垂直排列成行。
根據(jù)上述方法形成的電子發(fā)射源包括碳基材料和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物。在有些情況下，電子發(fā)射源可以還包括無Pb玻璃料。
本發(fā)明的電子發(fā)射源還可以基本由碳基材料和無Pb玻璃料組成。
根據(jù)本發(fā)明，通過在氧氣存在下燒結(jié)，在形成電子發(fā)射源的組合物中的含碳有機(jī)化合物被更有效地?zé)岱纸?，使得燒結(jié)后在電子發(fā)射源里沉積的碳含量顯著降低。
本發(fā)明的這種電子發(fā)射源的電流密度在5V/μm時(shí)是400-1100μA/cm2，更優(yōu)選是600-1100μA/cm2。具有這種電流密度的電子發(fā)射源適用于顯示器件或者用作背光單元的電子發(fā)射器件。
圖1示出了包括如上所述電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件的例子。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案具有三極管結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射器件圖。參見圖1，電子發(fā)射器件200包括上板201和下板202。上板201包括上部襯底190、設(shè)置在上部襯底190的下表面190a上的陽極180、和設(shè)置在陽極180的下表面180a上的熒光層170。
下板202包括下部襯底110，所述下部襯底110和上部襯底190平行并分離以限定內(nèi)部空間；以條形圖案形式設(shè)置在下部襯底110上的陰極120；以條形圖案形式設(shè)置以和陰極120相交的柵電極140；設(shè)置在柵電極140和陰極120之間的絕緣層130；由絕緣層130和柵電極140限定的電子發(fā)射孔；在電子發(fā)射孔169中設(shè)置成高度比柵電極140低、并與陰極120電連接的電子發(fā)射源160。電子發(fā)射源160如上所述，因此省略了對(duì)其的詳細(xì)描述。
上板201和下板202保持在比大氣壓低的真空壓力中。在上板201和下板202之間設(shè)置有隔板192，用于支持上板201和下板202并限定發(fā)射空間210。
在陽極180施加用于加速從電子發(fā)射源160發(fā)射的電子所需的高壓，使得電子可以和熒光層170高速碰撞。熒光層170的熒光粉當(dāng)受到電子激發(fā)時(shí)發(fā)出可見光，此時(shí)從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)。
柵電極140用于使電子容易從電子發(fā)射源160發(fā)射。絕緣層130限定電子發(fā)射孔169，用于將電子發(fā)射源160和柵電極140絕緣。
盡管此處已經(jīng)示出了具有圖1所示的三極管結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射器件，但是具有除了三極管結(jié)構(gòu)以外的二極管結(jié)構(gòu)等的電子發(fā)射器件，也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。而且，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其中柵電極設(shè)置在陰極下表面上的電子發(fā)射器件中，以及應(yīng)用到具有格柵/網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射器件中，所述格柵/網(wǎng)格結(jié)構(gòu)用以防止柵電極和/或陰極被電弧(假定由放電現(xiàn)象產(chǎn)生)損壞以及聚焦電子發(fā)射源發(fā)射的電子。當(dāng)然，上述電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用到顯示器件中。
下面，將通過實(shí)施例更具體描述本發(fā)明。但是，下面的實(shí)施例僅僅用于示例，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例或被這些實(shí)施例限制。
制備實(shí)施例1在10g松油醇中加入1g CNT粉末(MWNT，Iljin Nanotech，Korea)、10g Al2O3(顆粒直徑500nm)、5g聚酯丙烯酸酯和5g二苯甲酮，攪拌，制備形成電子發(fā)射源的組合物。
制備實(shí)施例2按照和制備實(shí)施例1相同的方式制備形成電子發(fā)射源的組合物，除了用TiO2代替Al2O3。
制備實(shí)施例3按照和制備實(shí)施例1相同的方式制備形成電子發(fā)射源的組合物，除了用SnO-P2O5代替10g Al2O3。
對(duì)比制備實(shí)施例1按照和制備實(shí)施例1相同的方式制備形成電子發(fā)射源的組合物，除了用PbO作為含Pb玻璃料代替Al2O3。
采用1g在制備實(shí)施例1-3和對(duì)比制備實(shí)施例1中制備的每種組合物制備樣品。每個(gè)樣品在氮?dú)鈿夥罩杏?50℃初次燒結(jié)5小時(shí)，然后在空氣氣氛中于450℃二次燒結(jié)。測量初次燒結(jié)和二次燒結(jié)之后的電子發(fā)射量。下表1列出了在初次燒結(jié)和二次燒結(jié)后電子發(fā)射量的差，用殘余量(％)表示。
表1

如同表1所示，考慮對(duì)比制備實(shí)施例1，在二次燒結(jié)后的電子發(fā)射量顯著減少。相反，考慮制備實(shí)施例1-3，即使在二次燒結(jié)后電子發(fā)射量的保持也讓人滿意。
為了確定加入用于制備形成電子發(fā)射源的組合物的Al2O3和無Pb玻璃料的影響，進(jìn)行了下列試驗(yàn)。
測試1對(duì)三種樣品，即，CNT、CNT和Al2O3的混合物、和Al2O3，進(jìn)行差熱分析(DTA)，分析結(jié)果如圖2所示。
測試2對(duì)三種樣品，即，CNT、CNT和無Pb玻璃料的混合物、和無Pb玻璃料，進(jìn)行DTA，分析結(jié)果如圖3所示。
測試3對(duì)三種樣品，即，CNT、CNT和作為含Pb玻璃料的PbO的混合物、和PbO，進(jìn)行DTA，分析結(jié)果如圖4所示。
參見圖4，和CNT的DTA相比，促進(jìn)CNT退化的含Pb玻璃料的DTA在較低溫出現(xiàn)了放熱峰。參見圖2和3，和CNT的DTA相比，Al2O3和無Pb玻璃料的DTA在較高溫出現(xiàn)了放熱峰。從這些DTA結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，Al2O3和無Pb玻璃料有效防止了CNT的退化。
實(shí)施例1將制備實(shí)施例1制備的形成電子發(fā)射源的組合物印刷在襯底的電子發(fā)射源區(qū)域上，該襯底上包括Cr柵電極、絕緣層和ITO電極。然后采用圖案掩模和類似的曝光裝備用2000mJ/cm2的曝光能量進(jìn)行曝光。曝光后所得的結(jié)構(gòu)用丙酮顯影，并在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w(氧氣濃度約1000ppm)中于450℃燒結(jié)，從而形成電子發(fā)射源。
然后，設(shè)置其上包括有熒光層和由ITO制成的陽極的襯底，使其和其上包括有電子發(fā)射源的襯底互相面對(duì)，然后在這兩個(gè)襯底之間形成隔板，在這兩個(gè)襯底之間維持單元間隙，從而完成電子發(fā)射器件。
實(shí)施例2和3采用制備實(shí)施例2和3制備的形成電子發(fā)射源的組合物替代在制備實(shí)施例1中制備的形成電子發(fā)射源的組合物，按照和實(shí)施例1相同的方式，制備電子發(fā)射器件。
對(duì)比實(shí)施例1采用對(duì)比制備實(shí)施例1制備的形成電子發(fā)射源的組合物替代在制備實(shí)施例1中制備的形成電子發(fā)射源的組合物，按照和實(shí)施例1相同的方式，制備電子發(fā)射器件。
采用脈沖電源和電流表測量在實(shí)施例1-3和對(duì)比實(shí)施例1中制備的電子發(fā)射器件的電流密度。
根據(jù)電流密度的測量結(jié)果，和對(duì)比實(shí)施例1的電子發(fā)射器件相比，實(shí)施例1-3的電子發(fā)射器件顯示出電流密度特性得到改進(jìn)，繼而電子發(fā)射特性得到改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明的形成電子發(fā)射源的組合物可以在電子發(fā)射源的形成過程中在空氣氣氛中燒結(jié)。所以，可以顯著降低燒結(jié)后的碳沉積以及燒結(jié)時(shí)的CNT退化，從而形成了具有高電流密度的電子發(fā)射源，這和常規(guī)電子發(fā)射源形成方法不同。使用由此形成的電子發(fā)射源使得可以制備可靠性得到改進(jìn)的電子發(fā)射器件。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射源，包括碳基材料；和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物。
2.權(quán)利要求1的電子發(fā)射源，其中，基于1重量份的碳基材料，所述金屬氧化物的含量為5-100重量份。
3.權(quán)利要求1的電子發(fā)射源，還包括0.25-10重量份的無鉛(Pb)玻璃料，基于1重量份的碳基材料。
4.權(quán)利要求3的電子發(fā)射源，其中所述無Pb玻璃料是氧化錫-五氧化二磷(SnO-P2O5)。
5.一種電子發(fā)射源，包括碳基材料；和無Pb玻璃料。
6.權(quán)利要求5的電子發(fā)射源，其中所述無Pb玻璃料是SnO-P2O5。
7.權(quán)利要求5的電子發(fā)射源，其中，基于1重量份的碳基材料，所述無Pb玻璃料的含量為0.25-10重量份。
8.一種電子發(fā)射器件，包括設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在所述第一襯底上形成的陰極；與在所述第一襯底上形成的所述陰極電連接的電子發(fā)射源，其包括碳基材料和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物；在所述第二襯底上形成的陽極；和熒光層，其由所述電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光。
9.一種電子發(fā)射器件，包括設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在所述第一襯底上形成的陰極；與在所述第一襯底上形成的所述陰極電連接的電子發(fā)射源，其包括碳基材料和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物，其中基于1重量份的碳基材料，所述金屬氧化物的含量是5-100重量份；在所述第二襯底上形成的陽極；和熒光層，其由所述電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光。
10.一種電子發(fā)射器件，包括設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在所述第一襯底上形成的陰極；與在所述第一襯底上形成的所述陰極電連接的電子發(fā)射源，其包括碳基材料和無Pb玻璃料；在所述第二襯底上形成的陽極；和熒光層，其由所述電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光。
11.一種電子發(fā)射器件，包括設(shè)置成互相面對(duì)的第一襯底和第二襯底；在所述第一襯底上形成的陰極；與在所述第一襯底上形成的所述陰極電連接的電子發(fā)射源，其包括碳基材料和無Pb玻璃料，其中基于1重量份的碳基材料，所述無Pb玻璃料的含量是0.25-10重量份；在所述第二襯底上形成的陽極；和熒光層，其由所述電子發(fā)射源發(fā)射的電子導(dǎo)致發(fā)光。
12.一種形成電子發(fā)射源的組合物，包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中，基于1重量份的碳基材料，所述金屬氧化物的含量是5-100重量份。
14.權(quán)利要求12的組合物，其中所述金屬氧化物的顆粒直徑經(jīng)過調(diào)整使得10重量％顆粒尺寸分布的顆粒直徑(D10)和90％顆粒尺寸分布的顆粒直徑(D90)的差值是300nm或更小。
15.權(quán)利要求12的組合物，還包括0.25-10重量份的無Pb玻璃料，基于1重量份的碳基材料。
16.權(quán)利要求15的組合物，其中所述無Pb玻璃料是SnO-P2O5。
17.一種形成電子發(fā)射源的組合物，包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和無Pb玻璃料。
18.權(quán)利要求17的組合物，其中所述無Pb玻璃料是SnO-P2O5。
19.權(quán)利要求17的電子發(fā)射源，其中，基于1重量份的碳基材料，所述無Pb玻璃料的含量為0.25-10重量份。
20.一種形成電子發(fā)射源的方法，所述方法包括制備形成所述電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和至少一種選自Al2O3、TiO2和SiO2的、平均顆粒直徑為100-1000nm的金屬氧化物；將所述形成電子發(fā)射源的組合物印刷在襯底上；和在氧氣氣氛中或者含有氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氣氛中燒結(jié)所述印刷的組合物。
21.一種形成電子發(fā)射源的方法，所述方法包括制備形成所述電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和無Pb玻璃料；將所述形成電子發(fā)射源的組合物印刷在襯底上；和在氧氣氣氛中或者含有氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氣氛中燒結(jié)所述印刷的組合物。
22.權(quán)利要求20的方法，其中所述形成電子發(fā)射源的組合物還包括至少一種選自光刻膠樹脂、光引發(fā)劑和填料的組分；和其中印刷所述形成電子發(fā)射源的組合物包括用所述形成電子發(fā)射源的組合物涂覆所述襯底；和根據(jù)所述襯底的電子發(fā)射源面積曝光和顯影。
23.權(quán)利要求21的方法，其中所述形成電子發(fā)射源的組合物還包括至少一種選自光刻膠樹脂、光引發(fā)劑和填料的組分；和其中印刷所述形成電子發(fā)射源的組合物包括用所述形成電子發(fā)射源的組合物涂覆所述襯底；和根據(jù)所述襯底的電子發(fā)射源面積曝光和顯影。
24.權(quán)利要求20的方法，其中燒結(jié)所述印刷的組合物在350-500℃的溫度進(jìn)行。
25.權(quán)利要求21的方法，其中燒結(jié)所述印刷的組合物在350-500℃的溫度進(jìn)行。
全文摘要
一種形成電子發(fā)射源的組合物，其包括碳基材料；由樹脂組分和溶劑組分構(gòu)成的載體；和至少一種選自Al
文檔編號(hào)H01J1/304GK1828802SQ200610058899
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者柳美愛, 樸鐘換, 河在相, 李晶姬 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社