[发明专利]用于场发射装置的可共加工的光成像银和碳纳米管组合物及方法

说明书

发明领域

本发明涉及新型的光成像银和碳纳米管(CNT)浆料组合物和加工方法，该组合物可共加工而成，从而改进场发射装置的阴极电极和发射体的制造工艺。该组合物和加工方法可用于场致发射显示器(FED)电视和背光应用。

发明技术背景

场发射电子源，其通常被称为场发射材料或场发射体，可用于多种电子应用中，例如真空电子器件、平板电脑和电视显示器、发射栅极放大器、以及背光。

一直存在对能够使针状碳(例如碳纳米管)用于电子场发射体中的改良技术的需求。在该工艺中，通过单独成像、显影和焙烧步骤形成导体电极和发射体。如果电极是由氧化铟锡(ITO)制成，则ITO是在真空中经由掩模图案喷溅而成。如果电极是由银制成，则首先将光成像银厚膜浆料(例如DuPont的)筛网印刷，并使其干燥、光成像、显影、和焙烧。然后将CNT发射体浆料印刷到导体电极的顶部，使其干燥、成像、显影和焙烧。

需要尽可能地减少加工步骤并改进工艺。本发明满足了该需求。

发明概述

本发明涉及形成FED阴极电极和发射体的新型共加工方法，以及用于该加工方法的可共加工的光成像银组合物和CNT组合物。

本发明包括：CNT组合物，该组合物用作包含固体的可丝网印刷的浆料，其中固体包含碳纳米管，而碳纳米管的量小于浆料中的固体总重量的9重量％。在一个实施方案中，碳纳米管小于浆料中的固体总重量的5重量％。在另一个实施方案中，碳纳米管小于浆料中的固体总重量的1重量％。在另一个实施方案中，碳纳米管为浆料中的固体总重量的约0.01重量％至约2重量％。在一个实施方案中，该组合物也可包含0.1％至6.5％的金属树脂酸盐；在另一个实施方案中包含1.5％至4％的金属树脂酸盐。在一个实施方案中，以该组合物为原料并采用本发明的新型加工工艺来制造电子场发射体。此类发射体具有优异的发射体均匀性和发射特性，同时具有易于制备的优点和改进的加工条件。

本发明还包括银组合物，该银组合物用作包含固体的光成像浆料，其中固体包含银金属粉末，而银金属粉末的量为浆料中的固体总重量的10重量％至80重量％。在一个实施方案中，银金属粉末的量介于浆料中的固体总重量的40重量％至70重量％之间。在一个实施方案中，银金属粉末为浆料中的固体总重量的约60重量％至约68重量％。银组合物可通过碱性水溶液光成像并显影，从而形成细纹。该组合物尤其适合作为采用本发明的新型加工工艺制造FED阴极电极的原料。金属粉末不限于银。可使用一种或多种其他金属例如金、镍、铝、铜和钯来代替银，这些金属可单独使用、结合起来使用、与银结合使用、或与一种或多种其他金属结合起来使用。

本发明还包括：共加工CNT组合物和银组合物以形成FED阴极电极和电子发射体的方法。

本文所公开的组合物和方法可用于例如平板电脑、电视和其他类型的显示器、真空电子器件、发射栅极放大器、速调管以及照明装置中。所述方法对于制备用于平板显示器(即尺寸大于30英寸(76厘米)的显示器)的大面积电子场发射体尤其有利。平板显示器可以是平面的或曲面的。

附图简述

图1示出了通过共成像、共显影和共焙烧形成银阴极电极和CNT发射体的本发明的共加工方法。

图2示出了通过分别成像、共显影和共焙烧形成银阴极电极和CNT发射体的本发明的共加工方法。

图3为实施例3中公开的银/CNT双层在N₂气氛中焙烧后的光学显微照片。

图4为通过实施例3中公开的共加工CNT/银双层发射的电子获得的磷光体照明图像。

图5为实施例5所公开的空气焙烧后银线上方的CNT虚线的光学显微照片。

图6为通过实施例5中公开的经单独成像、共显影和在空气中共焙烧方式制得的场发射阴极部件发射的电子获得的磷光体照明图像。

发明详述

需要改进的FED加工工艺。目前报道的制造细导线和CNT发射体的FED生产工艺包括许多步骤，如美国专利7,276,844所示，该专利以引用方式并入本文。在该工艺中，通过单独成像、显影和焙烧步骤形成导体电极和发射体。

本发明涉及形成FED阴极电极和发射体的共加工方法。本发明的另一方面涉及用于该加工方法的可共加工的光成像银组合物和CNT组合物。本发明包括共加工方法和用于该方法的组合物，可改进FED装置的制造工艺，其中包括减少加工步骤。

本发明涉及经改进的FED阴极电极和发射体形成工艺。本发明还涉及包括对光成像的银导体组合物和CNT组合物进行共加工在内的工艺。此外，本发明涉及用于上述工艺的组合物。