[发明专利]基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法

权利要求书

1.一种基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，在一平面绝缘基板上制作场发射电子发射电极阵列；

第二步，制备用于接触印刷表面传导场发射电子源的硅橡胶模板；

第三步，在所述硅橡胶模板一面采用物理、化学方法制作场发射电子源薄膜；再把制备有场发射电子源薄膜的硅橡胶模板置于有机气体中，硅橡胶模板吸附有机气体膨胀，导致场发射电子发射源薄膜龟裂，产生几纳米到几百纳米宽的裂痕；

第四步，在制作有场发射电子源电极阵列的平面绝缘基板上自组装一层(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷偶联剂；

第五步，把第三步制成的具有裂痕的场发射电子发射源薄膜接触印刷在第四步形成的场发射电子源电极上，最终制成表面传导场发射电子源。

2.根据权利要求1所述的基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于：所述平面绝缘基板材料为普通玻璃或石英玻璃；所述场发射电子源电极材料为具有导电性的Sn、Zn、In、Sb、Bi、Cd、Pd、Pt、Ag、Cu、Cr金属以及由这些元素组成的合金或氧化物；电极阵列的制作方法采用物理气相沉积法、化学气相沉积法或丝网印刷法；所述场发射电子源电极的宽度为几十微米至几百微米，厚度为几十纳米到几百纳米。

3.根据权利要求1所述的基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于：所述硅橡胶模板为聚二甲基硅氧烷（PDMS），其单体和交联剂的比例按聚二甲基硅氧烷模板的硬度要求确定，范围为100:1至1:1，所述有机气体是丙酮、异丙醇、甲醇、乙醇、三氯甲烷、四氯甲烷中的一种或一种以上的混合气体。

4.根据权利要求1所述的基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于：所述场发射电子源材料是有机高分子化合物或无机材料，具体包括Pd、Pt、Au、Al、C、Ni、Mo、ZnO、SnO₂、PdO、In₂O₃和聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩、聚酞菁类化合物；所述场发射电子源的厚度为10纳米至500纳米；制作该场发射电子源薄膜的方法采用物理气相沉积法或化学气相沉积法。

5.根据权利要求1所述的基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于：所述接触印刷的印刷压力为均匀分布作用在硅橡胶模板的压力，大小在1牛到几百牛；接触印刷的时间在几秒到几十分钟之间。

6.一种基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，制备用于接触印刷表面传导场发射电子发射源的硅橡胶模板； 

第二步，在硅橡胶模板一面采用物理、化学方法制作场发射电子源薄膜；把制备有场发射电子源薄膜的硅橡胶模板置于有机气体中，硅橡胶模板吸附有机气体膨胀，导致场发射电子发射源薄膜龟裂，产生几纳米到几百纳米宽的裂痕；

第三步，在平面绝缘基板上的一面自组装一层(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷偶联剂； 

第四步，把第二步制成的具有裂痕的场发射电子发射源薄膜接触印刷在第三步自组装一层(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷偶联剂的平面绝缘基板；

第五步，在第四步印刷有场发射电子发射源薄膜的平面绝缘基板上制作场发射电子发射电极阵列。

7.根据权利要求6所述的基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于：所述平面绝缘基板材料为普通玻璃或石英玻璃；所述场发射电子源电极材料为具有导电性的Sn、Zn、In、Sb、Bi、Cd、Pd、Pt、Ag、Cu、Cr金属以及由这些元素组成的合金或氧化物；电极阵列的制作方法采用物理气相沉积法、化学气相沉积法或丝网印刷法；所述场发射电子源电极的宽度为几十微米至几百微米，厚度为几十纳米到几百纳米。

8.根据权利要求6所述的基于接触印刷转移的表面传导场发射电子源的制作方法，其特征在于：所述硅橡胶模板为聚二甲基硅氧烷（PDMS），其单体和交联剂的比例按聚二甲基硅氧烷模板的硬度要求确定，范围为100:1至1:1，所述有机气体是丙酮、异丙醇、甲醇、乙醇、三氯甲烷、四氯甲烷中的一种或一种以上的混合气体。