一種基于量子點(diǎn)材料的類sed結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)包括上下基片、熒光粉、陰極電極、柵極電極、陽極電極和量子點(diǎn)材料層。其中量子點(diǎn)材料層均勻分布在陰極電極和柵極電極之間，施加電壓時上層量子點(diǎn)的電子可以從一個量子點(diǎn)發(fā)射到鄰近的量子點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)表面電子傳導(dǎo)。該結(jié)構(gòu)更為精密且不怕被氧化，有效降低驅(qū)動電壓，保證電子穩(wěn)定發(fā)射，同時簡化制備工藝。
【專利說明】—種基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種類SED結(jié)構(gòu)，具體涉及以量子點(diǎn)材料層作為電子發(fā)射源的類SED結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]表面電子傳導(dǎo)顯不器(SED,Surface-conduction Electron-emitter Display)屬于場致電子發(fā)射顯示器(FED, Field Emission Display)的一種，SED繼承了陰極射線管(CRT, Cathode Ray Tube)顯示器高畫質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，同時其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)FED穩(wěn)定性和一致性差的難題。因此，SED具有功耗低、畫質(zhì)好及成本低等優(yōu)點(diǎn)，被視為具有很好發(fā)展前景的平板顯示器件。
[0003]SED的發(fā)光原理是:在陰極和柵極間存在不連續(xù)的電子發(fā)射薄膜(即存在孤島)，當(dāng)在兩電極間施加電壓時，電子從一個孤島發(fā)射到另一個孤島，實(shí)現(xiàn)電子表面?zhèn)鲗?dǎo)。此時在陽極施加高壓，孤島間傳導(dǎo)的一部分電子會到達(dá)陽極，轟擊熒光粉，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示?？梢?，SED發(fā)光的核心是穩(wěn)定高效的電子發(fā)射薄膜。傳統(tǒng)的電子發(fā)射薄膜為一層非常薄的PdO薄膜或SnO2薄膜，在膜的中央有一條寬度為10 nm左右的窄縫。
[0004]目前，制作SED電子發(fā)射薄膜的方法是:首先，在陰極和柵極間制作均勻?qū)щ姳∧?；然后，通過還原或者對薄膜施加電壓產(chǎn)生納米級窄縫。制作均勻薄膜的主要方法為:磁控濺射法是通過磁控濺射沉積金屬和金屬氧化物的電子發(fā)射薄膜；噴墨打印法是噴涂并加熱有機(jī)金屬化物和有機(jī)溶劑的混合溶液，形成金屬氧化物薄膜；離子交換構(gòu)圖法是先制作出感光樹脂圖案，然后浸在金屬溶液中，燒結(jié)去除有機(jī)成分，形成導(dǎo)電薄膜；聚合物薄膜法是形成熱解聚合物薄膜，然后通過電子束照射、激光照射或者氙燈照射等方法加熱使薄膜具有導(dǎo)電性。制作好導(dǎo)電薄膜后，通過在真空環(huán)境中對其進(jìn)行還原反應(yīng)，使膜發(fā)生還原收縮，產(chǎn)生裂縫；或者對薄膜施加電壓，使導(dǎo)電通道燒掉產(chǎn)生裂縫。
[0005]可見，傳統(tǒng)的SED電子發(fā)射薄膜的制作工藝復(fù)雜繁瑣，且一維裂縫的產(chǎn)生較難控制，另外，多用Pd等貴金屬作為電子發(fā)射薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用量子點(diǎn)材料層取代傳統(tǒng)的電子發(fā)射薄膜作為電子發(fā)射源的核心部位，在施加電壓時上層量子點(diǎn)的電子可以從一個量子點(diǎn)發(fā)射到鄰近的量子點(diǎn)，出現(xiàn)表面電子傳導(dǎo)。類SED結(jié)構(gòu)更為精密且具有不怕被氧化的優(yōu)點(diǎn)，可以降低驅(qū)動電壓，保證電子穩(wěn)定發(fā)射。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，包括上下基片、熒光粉和電子發(fā)射源，電子發(fā)射源包括電子發(fā)射電極陣列和量子點(diǎn)材料層，所述電子發(fā)射電極陣列為上基片的陽極電極、下基片的陰極電極和柵極電極。
[0008]所述量子點(diǎn)材料層為ZnO量子點(diǎn)、CuO量子點(diǎn)、SnO2量子點(diǎn)、FeO量子點(diǎn)、NiO量子點(diǎn)、TiO2量子點(diǎn)、MgO量子點(diǎn)、Al2O3量子點(diǎn)等金屬氧化物量子點(diǎn)。
[0009]所述量子點(diǎn)材料層的特征在于，量子點(diǎn)材料層的層數(shù)為2-50層，以保證在施加電壓時有表面電子傳導(dǎo)，其中量子點(diǎn)直徑為2 nm-20 nm。
[0010]所述量子點(diǎn)材料層的制備方法為絲網(wǎng)印刷、噴墨打印、電泳沉積或3D打印。
[0011]所述陰極電極和柵極電極為直線形電極平行交叉排列或鋸齒狀電極平行交叉排列。
[0012]所述量子點(diǎn)材料層均勻分布在相鄰的陰極電極和柵極電極之間。
[0013]所述電子發(fā)射電極陣列的材料為金屬Al、Cu、Cr、Sn、In、Zn、Ag、Au、Pt、Pd、Cd、B1、
Sb或這些金屬元素的合金及其氧化物。
[0014]所述電極厚度為5 nm-500 nm,電極寬度為20 μ m-500 μ m,電極間距為5 μ m-100μ m0
[0015]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于 ?類SED結(jié)構(gòu)用量子點(diǎn)材料層取代傳統(tǒng)的電子發(fā)射薄膜作為電子發(fā)射源的核心部位，由于最上面一層的量子點(diǎn)間存在間隙，因此施加電壓時會出現(xiàn)表面電子傳導(dǎo)。類SED結(jié)構(gòu)更為精密且具有不怕被氧化的優(yōu)點(diǎn)，可以降低驅(qū)動電壓，保證電子穩(wěn)定發(fā)射。在制備電子發(fā)射源時，僅需制作電極和量子點(diǎn)材料層，極大地簡化了制備工藝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為類SED原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為類SED —個子像素原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為類SED電子發(fā)射源示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]請參閱圖1、圖2和圖3，圖1為類SED原理結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為類SED—個子像素原理結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為類SED電子發(fā)射源示意圖。
[0019]所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)包括11下玻璃基片、12上玻璃基片、21電子發(fā)射源和31熒光粉，所述的21電子發(fā)射源具體包括211陰極電極、212柵極電極、213陽極電極和214量子點(diǎn)材料層。
[0020]所述的211陰極電極、212柵極電極和213陽極電極為CrCuCr電極，采用光刻工藝和電子束蒸鍍依次蒸鍍Cr、Cu、Cr膜，控制電極厚度為50 nm。
[0021]上述的211陰極電極和212柵極電極為平行交叉排列，通過光刻工藝保證其寬度為100 μL?，相鄰的211陰極電極和212柵極電極的間距為10 μ m。
[0022]所述的214量子點(diǎn)材料層為ZnO量子點(diǎn)層，其特征在于:214量子點(diǎn)材料層均勻分布在相鄰的211陰極電極和212柵極電極之間。214量子點(diǎn)材料層的制備方法是將ZnO量子點(diǎn)與乙醇溶液混合均勻，通過噴墨裝置將混合溶液噴涂在211陰極電極和212柵極電極之間，然后在80 °C條件下加熱去除乙醇溶劑，從而形成ZnO量子點(diǎn)層。
[0023]上述214量子點(diǎn)材料層的量子點(diǎn)直徑為10 nm,層數(shù)為5層，其特征在于:最上面一層的量子點(diǎn)呈不致密排布，量子點(diǎn)間存在間隙。由于214量子點(diǎn)材料層的上層量子點(diǎn)間存在間隙，在211陰極電極和212柵極電極間施加電壓時，電子從一個量子點(diǎn)向另一個量子點(diǎn)發(fā)射，形成表面電子傳導(dǎo)。此時，給213陽極電極施加高電壓，會有部分電子發(fā)射到陽極，轟擊31熒光粉，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，包括上下基片、熒光粉和電子發(fā)射源，其特征在于:電子發(fā)射源包括電子發(fā)射電極陣列和量子點(diǎn)材料層，所述電子發(fā)射電極陣列為上基片的陽極電極、下基片的陰極電極和柵極電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:量子點(diǎn)材料層為ZnO量子點(diǎn)、CuO量子點(diǎn)、SnO2量子點(diǎn)、FeO量子點(diǎn)、NiO量子點(diǎn)、TiO2量子點(diǎn)、MgO量子點(diǎn)或Al2O3量子點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:量子點(diǎn)直徑為2nm-20 nm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:量子點(diǎn)材料層的層數(shù)為2-50層，以保證在施加電壓時有表面電子傳導(dǎo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:量子點(diǎn)材料層的制備方法為絲網(wǎng)印刷、噴墨打印、電泳沉積或3D打印。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:量子點(diǎn)材料層均勻分布在相鄰的陰極電極和柵極電極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:陰極電極和柵極電極為直線形電極平行交叉排列或鋸齒狀電極平行交叉排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:電子發(fā)射電極陣列的材料為金屬Al、Cu、Cr、Sn、In、Zn、Ag、Au、Pt、Pd、Cd、B1、Sb或這些金屬元素的合金及其氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)材料的類SED結(jié)構(gòu)，其特征在于:電極厚度為5nm-500 nm,電極寬度為20 μ m-500 μ m,電極間距為5 μ m-100 μ m。
【文檔編號】H01J31/12GK104008941SQ201410285692
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】葉蕓, 郭太良, 張永愛, 胡利勤, 劉玉會 申請人:福州大學(xué)