电子发射源及应用其的场发射显示器制造技术

本发明专利技术一种电子发射源以及一种场发射显示器的结构，其中电子发射源，包括：一基板；以及一电子发射层，形成于基板表面；其中，电子发射层是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组成物。由于本发明专利技术类钻碳组成物中的片状结构的高度约为微米级，片状结构的厚度约为纳米级，所以本发明专利技术类钻碳膜层结构具有高的高宽比，以便能易于发射电子而成为良好的电子发射源。本发明专利技术基板表面可选择性更包含一导电层，介于基板与类钻碳膜层之间，以增加本发明专利技术结构的电子发射效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种电子发射源，且本专利技术是关于一种含有上述电子 发射源的场发射显示器。
技术介绍
显示器在人们现今生活中的重要性日益增加，除了使用计算机或因特网外，电视机、手机、个人数字助理(PDA)、数字相机等，均须透过显 示器控制来传递讯息。相较于传统映像管显示器，新世代的平面显示器 具有重量轻、体积小、及符合人体健康的优点。在众多新兴的平面显示器技术中，场发射显示器(field emission display, FED)不仅拥有传统映像管高画质的优点，且相较于液晶显示器的视角较小、使用温度范围过小、及反应速度慢的缺点而言，场发射显 示器具有高发光效率、反应时间迅速、良好的协调显示性能、超过100ftL的高亮度、轻薄构造、宽广视角、工作温度范围大、高行动效率等优点。 此外，FED使用时不需背光模块。所以即使在户外阳光下使用，依然能够提供优异的亮度表现。因此，目前FED己被视为相当有机会与液晶显示技术竞争，甚至将其取代的新显示技术。场发射显示器的工作原理与传统阴极映像管相似，须在低于IO 6torr的真空环境下利用电场将阴极尖端的电子拉出，并且在阳极板正电压的加速下，撞击阳极板的荧光粉而产生发光(Luminescence)现象。 一般场发 射显示器是控制施加于阴极与闸极间的电压差的变化，而在指定的时间 使每个电子发射体射出电子。为了符合场发射阴极的需求，场发射阴极的功函数与尖端几何结构 越小越好。对于目前场发射显示器的电子发射体的研究方向，多以碳材 为主，主要是因为现有金属锥电子发射组件的寿命短暂且制作不易，故 现今多采用具有化学稳定性、电传导性、或低电子亲和性的碳材作为发展对象。相关的碳材有非晶是碳薄膜(amorphous carbon film)、钻石薄膜 (diamond film)、类钻碳薄膜(diamond-like carbon film)、以及纳米碳管 (carbon nanotube)。由于纳米碳管具有高的高宽比结构特征，使其拥有低启始电压与高 电流发射密度等性质，即具有良好的场发射增强因子，因此成为目前热 门的场发射电子材料。然而，当纳米碳管面临后续组件制程的应用时，却因其纳米级结构 而难以均匀分散于欲配制的电子发射浆料中，导致电流分布不均而减少 其使用寿命等问题。此外，因纳米结构伴随表面积大的物性，将造成其 不稳定的因素。因此，纳米碳管尚须进行表面改质，方可增加场发射的 稳定性。类钻碳主要是由SP3立体结构与SP2平面结构的非晶碳所组成。由于 SP3易有负电子亲和能与较强的机械性质，且SP2具有较佳的导电性质， 所以两者所形成的类钻碳材料可兼具有低电子亲和能以及导电性等特 色。目前亟需一种可具有良好的场发射增强因子的类钻碳的电子发射材 料，其不仅可具有高的高宽比结构特征，且具有低的电子亲和力的性质。 此外，因类钻碳具有稳定的材料特性，可利于后续组件的制作，以成为 良好的电子发射材料。
技术实现思路
本专利技术是揭示一种电子发射源以及一种场发射显示器，其中作为电 子发射源的电子发射层，是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组 成物。本专利技术类钻碳组成物中片状结构的高度约为微米级尺寸，片状结构 的厚度约为纳米级尺寸，所以本专利技术中多数个微米级片状结构的类钻碳 组成物可具有高的高宽比。通过此，本专利技术的类钻碳膜可具有很良好的 场发射增强因子，以便能易于发射电子而成为良好的电子发射源。此外，本专利技术制作上使用射频溅镀法沉积类钻碳薄膜，可实现大面 积化制程，以降低制备时间与制作成本。本专利技术提供一种电子发射源，是包括 一基板；以及一电子发射层， 形成于基板表面；其中，电子发射层是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组成物。本专利技术的另一态样，是一种电子发射源，包括 一基板； 一导电层， 是形成于该基板表面；以及一电子发射层，是形成于该导电层表面；其 中，该电子发射层是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组成物。本专利技术更提供一种场发射显示器，包括有 一含有一荧光粉层与--阳极层的上基板；以及一含有一电子发射层与一阴极层的下基板，且电 子发射层紧邻于阴极层，彼此并电性连接；其中，该电子发射层是包括 一含多数个微米级片状结构的类钻碳组成物。其中，本专利技术结构中，类钻碳膜层的片状结构是以一浆料形式形成 于基板表面。此外，片状结构的侧面高度可介于0.5 pm至4.0 pm之间，且 较佳可介于0.9 pm至2.0 )im之间。同时，本专利技术类钻碳膜层的片状结构的 厚度较佳可介于0.005 ,i至O.l fim之间，且更佳可介于0.005 pm至0.05 pm 之间。由于本专利技术结构中类钻碳膜层的片状结构，可具有微米级的高度 以及纳米级的厚度，故其结构具有高的高宽比，而易于发射电子。在本专利技术所提供的结构中，使用的基板材料无限制，较佳可为半导 体材料、或玻璃材料。为了增加本专利技术电子发射效果，本专利技术基板表面 可选择性更包含一导电层，介于基板与类钻碳膜层之间。本专利技术导电层 所适用的材料可为任何可导电材料，较佳可为氧化铟锡、氧化锌、氧化 锌锡、或金属材料，如银胶。本专利技术一较佳具体实施例中，所使用的基板为玻璃材时，该玻璃基 板表面涂覆有一导电层，以使片状结构的类钻碳膜层易形成于导电层表 面。如此，可通过由导电层而提供一电流于片状结构的类钻碳膜层，使 类钻碳膜层可作为一电子发射源。本专利技术另一较佳具体例中，基板为一半导体材料，由于基板材料具 有电导通性，所以片状结构的类钻碳膜层可直接形成于基板表面，即成 为一电子发射源。本专利技术电子发射源中的类鑽碳膜的片状结构无限制，较佳可为长条 状、弯曲片状。其中，该片状结构的主要特点为具有高的高宽比结构。 因此，本专利技术的类钻碳薄膜可具有很大的场发射增强因子，使的成为良 好的电子发射源。本专利技术电子发射源可应用任何需要电子发射的
，较佳可应 用于场发射组件、场发射显示器、或平面光源等的冷阴极发射源。此外，本专利技术场发射显示器中，电子发射层组成物较佳可更包括一 粘着材料，以利于结合类钻碳材料与导电材料，成为一混合均匀的组成物。其中，本专利技术适用的粘着材料无限制，较佳可为乙烯纤维素(ethyl cellulose)。本专利技术场发射显示器可更包括一介于上基板与下基板间的闸极层， 且本专利技术闸极层可为现有的任 一 种场发射显示器适用的闸极，较佳可为 多数个具有中空孔洞的环状闸极。通过此，本专利技术闸极层可于指定的时 间使每个电子发射体准确地射出电子。另外，本专利技术场发射显示器的上基板可更包括一遮光层，且该遮光 层可密接于荧光粉层旁，以用来遮除漏光并增加画面对比。现有利用纳米碳管的场发射显示器中，因纳米碳管的结构尺寸过小， 所以在配制电子发射源浆料的过程中，纳米碳管难以均匀分散，而导致 所制作的电子发射源无法均匀发射电子。然而，本专利技术所使用的微米级 片状结构的类钻碳较易于分散于所配制的组成物中，即能制成一均匀发 射电子的场发射源。通过此，本专利技术场发射显示器可轻易完成电子发射 层的制作，以符合大尺寸玻璃基板的场发射平面显示器的制作需求。相较于现有纳米碳管材料，本专利技术所使用的微米级结构的类钻碳材 料的成长制程温度较低，且可直接生长于基板表面，故有利于制程的应 用。此外，本专利技术类钻碳的片状结构具有高的高宽比特征，所以可具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子发射源，其特征在于包括：一基板；以及一电子发射层，是形成于该基板表面；其中，该电子发射层是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组成物。

【技术特征摘要】
1.一种电子发射源，其特征在于包括一基板；以及一电子发射层，是形成于该基板表面；其中，该电子发射层是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组成物。2. 如权利要求l所述的电子发射源，其特征在于，所述该基板为半 导体材料、金属材料、绝缘材料或玻璃材料。3. 如权利要求l所述的电子发射源，其特征在于，所述该组成物更 包括一导电材料、 一粘着材料、或其组合。4. 如权利要求l所述的电子发射源，其特征在于，所述该片状结构 为弯曲片状结构、长条片状结构、或其组合。5. 如权利要求l所述的电子发射源，其特征在于，所述该片状结构 的厚度是介于0.005 pm至O.l pm之间。6. 如权利要求5所述的电子发射源，其特征在于，所述该片状结构 的厚度是介于0.005 pm至0.05 iam之间。7. 如权利要求l所述的场发射显示器，其特征在于，所述该片状结 构的侧面高度是介于0.5 pm至4.0 pm之间。8. 如权利要求l所述的电子发射源，其特征在于，所述该片状结构 的侧面高度是介于0.9 1im至2.0 pm之间。9. 一种电子发射源，其特征在于包括 一基板；一导电层，是形成于该基板表面；以及 --电子发射层，是形成于该导电层表面；其中，该电子发射层是包括一含多数个微米级片状结构的类钻碳组 成物。10. 如权利要求9所述的电子发射源，其特征在于，所述该基板为半 导体材料、金属材料或玻璃材料。11. 如权利要求9所述的电子发射源，其特征在于，所述该组成物更包括一导电材料、 一粘着材料、或其组合。12. 如权利要求9所述的电子发射源，其特征在于，所述该片状结构 是为弯曲片状结构、长条片状结构、或其组合。13. 如权利要求9所述的电子发射源，其特征在于，所述该片状结构 的厚度是介于0.005 pm至O.l pm之...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗吉宗，郑健民，
申请(专利权)人：大同股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]