[发明专利]一种基于纳米压印的表面传导电子发射源的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面传导电子发射平板显示器件技术，特别涉及一种基于纳米 压印的表面传导电子发射源的制作方法。

背景技术

表面传导电子发射是前苏联科学家在20世纪60年代初发现的，属平面型 的薄膜场发射，但发射不稳定，无法应用于显示，因此，20世纪70年代以后， 很少有人再进行该项研究。

美国专门从事纳米材料和场发射技术研究与开发的SI Diamond Technology 公司于1992年最早提出SED(Surface-conduction Electron-emitter Display) 器件的原理及完整结构，阴极材料为金属和介质的混合材料，并认为表面电子 传导过程是电子在金属和介质交界面之间的跳跃传导。

佳能公司于20世纪80年代启动了表面传导电子发射的研究，通过一系列 工艺得到比较稳定的发射，并在特开平8-321254号公报中公开了常规表面传导 电子发射电子源的结构、制作方法。

在以上常规的制作方法中，形成电子发射区的“形成工序”是通过向导电 薄膜施加电压而进行的。所加电压产生的Joule热(焦尔热)使导电薄膜部分 地改变性质和变形而形成纳米间隙。因此，该方法主要存在以下两个问题：

(1)电子发射区的位置与形状的控制问题

导电薄膜的加电形成第II间隙5的位置依赖于各种因素，如果导电薄膜是 均匀的，而且器件电极具有良好的对称性，则可认为恰会在两个电极的中央形 成第II间隙5。但实际上，导电薄膜的不均匀和电极形状的不对称具有普遍性， 导致了间隙形成的位置和形状的不一致。当电子发射区缝隙弯曲程度较大时， 它所发射的电子束的直径扩大，会在图像形成装置的荧光膜上产生大的亮光点。 这样，弯曲电子发射区的电子束会部分地辐照在相邻的像素上，使显示图像的 质量严重地劣化。

(2)由于大的形成电流所引起的导线电流容量的问题

“形成工序”需要的形成电流比电子发射源正常工作时的电流大得多。特 别是当制作大量电子源阵列时，“形成工序”要在多个电子发射区上同时进行， 因而要求导线具有耐受所加电流的电流容量。但是，一旦“形成工序”完成， 正常工作中实际所需要的电流容量很小。因而，如果能够消除电流容量的差别 或是避开“形成工序”，就可以使导线的设计宽度变窄并增加装置设计中的自由 度。

为了解决上述问题，专利95117375.8提出了一种具有不同膜厚的一对器件 电极和沿着较厚的器件电极的边沿形成电子发射区的技术。专利03106605.4通 过图形化导电薄膜来控制裂纹形成的位置。特开平2-297940公开了一种在制作 电子发射区的位置设置一台阶形成部件，并沿着台阶形成电子发射区的技术。 特开平7-325279提出了一种用激光束照射导部分电薄膜，改变该部分导电薄膜 的组分使其电阻增大，并通过“形成工序”将其变成电子发射区的技术。

如上所述，在制作电子发射区的工艺中控制电子发射区的位置和外形的方 法。所有这些方法都是为了改变电子发射源的部分导电薄膜，通过特殊的技术 如用激光束、或使用特珠的设计结构来控制裂纹的位置和形状，然而，都不可 能避开“形成工序”，而且裂纹的一致性并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于纳米压印的表面传导电子发射源的制作方 法，能够与现有显示器件制备工艺兼容，并且简单、快速、且低成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案与以实现。

一种基于纳米压印的表面传导电子发射源的制作方法，具体包括以下步骤：

第一步，制备用于制作压印表面传导电子发射源发射间隙的硅橡胶凸模；

第二步，在玻璃基板上制作左、右电极以及行、列引出电极；

第三步，利用硅橡胶凸模采用逆压印技术将UV胶转印到左、右电极中间位置 的玻璃基板上，并用紫外光固化定型，形成间隔条；然后，依次采用套印光刻 工艺、磁控溅射工艺、剥离工艺制作搭接在左、右电极和间隔条上的Pd电子发 射薄膜；最后，采用液氮激冷工艺，在液氮中浸泡激冷，Pd电子发射薄膜在间 隔条顶部冷缩形成拱起裂纹，构成电子发射源的发射间隙。

本发明的进一步特点在于