CN2832836Y - 一种用于电泳沉积的阳极金属板结构 - Google Patents

Abstract

一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，该阳极金属板以一种在电泳过程不易产生电化学反应的材料，在该阳极金属板表面图腾化设置有遮蔽层；该遮蔽层对应阴极结构欲被电泳沉积纳米碳管电子发射源的区域被镂空形成镂空孔；其余对应阴极结构无效区域均利用该遮蔽层遮蔽的，在该阳极金属板与阴极结构连接置入电泳槽进行电泳沉积时，让该电泳槽的纳米碳管通过该遮蔽层的镂空孔对应于阴极结构的阴极电极层上形成电场以沉积电子发射源。

Description

一种用于电泳沉积的阳极金属板结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，尤其涉及一种在电泳沉积纳米碳管的电泳阳极金属板上形成有遮蔽层，该遮蔽层对应阴极结构欲被电泳沉积纳米碳管形成电子发射源的区域呈镂空孔，电泳槽的纳米碳管通过该遮蔽层的镂空孔对应于阴极结构上形成电场以沉积电子发射源的阳极金属板。

背景技术

公知的三极场发射显示器，其结构主要包括阳极结构与阴极结构，在阳极结构与阴极结构之间设置有支撑器(spacer)，提供阳极结构与阴极结构间真空区域的间隔及作为阳极结构与阴极结构间的支撑。该阳极结构包括阳极基板、阳极电极层及荧光粉体层(phosphors layer)；该阴极结构包括阴极基板、阴极电极层、电子发射源层、介电层及闸极层；其中，该闸极层被提供电位差以吸引电子发射源层的电子射出，利用该阳极电极层所提供的高电压，以提供电子束的加速，使电子有足够的动能撞击(impinge)阳极结构上的荧光粉体层激发而使其发光。据此，为了使电子在场发射显示器中移动，需以真空设备将显示器保持至少10-5托(torr)以下的真空度，使电子获得良好的平均自由行程(mean free path)，同时应避免电子发射源和荧光粉区的污染及毒化。另外，为使电子有足够能量去撞击荧光粉，在两板间需有适当间隙，使电子有足够的加速空间来撞击荧光粉体，达到使荧光粉体能充分产生发光效应。

其中，该电子发射源层以纳米碳管为主要成分。纳米碳管(Carbonnanotubes)自1991年被Iijima提出后(Nature 354，56(1991))，由于其具备极高的电子特性，因此已被多种电子组件所使用。纳米碳管可以有很高的长宽比(aspect ratio)，大于500以上；以及高的刚性，其杨氏系数多在1000GPn以上，而纳米碳管的尖端或缺陷处均为原子级规模的露出，以上这些特性因此被认为是一种理想的场电子发射源(electron fieldemitter)材料，例如一种场发射显示器的阴极结构上的电子发射源。由于纳米碳管具备以上所述的物理特性，因此也可被多种制造工艺如，网印或薄膜制造等以图腾化在电子组件使用。

该阴极结构制作工艺是将纳米碳管作为电子发源材料实施制作在阴极电极层上。其制作方法可以是化学真空沉积(CVD)在各该阴极像素内的阴极电极层上直接成长纳米碳管，或是一种可以感光型纳米碳管溶液图腾化制作于各该像素内的阴极电极层上，亦可为喷涂纳米碳管溶液搭配网罩制作。不过按照上述三极场发射显示器的电子发射源结构，欲将纳米碳管实施制作各像素内的阴极电极结构上，上述各该制作方法仍有制作成本及立体结构的阻碍限制，尤其是大尺寸的电子发射源的均匀性将更难以实现。

近来一种电泳沉积EPD(Electrophoresis Deposition)技术陆续被提出，如美国发明作专利申请公开第US2003/0102222A1号的“纳米结构材料沉积方法”，此方法为将纳米碳管配制为醇类悬浮溶液，并利用镁、镧、钇、铝等离子盐类作为辅助盐(Charger)，制作为电泳溶液，将欲沉积的阴极结构与电极衔接至该电泳溶液中，利用直流或交流电压在溶液中形成电场，利用辅助盐在溶液中解离为离子以附着在纳米碳管粉体，通过电场形成电泳动(Electrophoresis force)，以协助纳米碳管沉积在特定电极；由此可将纳米碳管沉积图样化在电极上，利用上述的电泳沉积技术可简易的将纳米碳管沉积在电极层上，并可避免因三极场发射显示器在阴极结构上的限制，因此本工艺已广泛被应用在阴极结构上的制作。

在公知的电泳沉积技术中，为使纳米碳管可以仅沉积在阴极结构上，而不沉积在闸极上而造成闸极与阴极电极间的导通，大多是在闸极与介电层形成牺牲层或保护层，仅使欲被图腾的阴极电极层区域露出，再进行电泳沉积，之后再将该保护层移除，以移除非必要区域内的纳米碳管残留或造成导通。另一种公知的工艺，如日本专利特许出愿公开番号，特开2001-20093(P2001-20093A)，在电泳的阳极电极对应于阴极的特定区域形成凸起，由于设置有该凸起，因此所对应的阴极电极阴形成特定的电场，有利于溶液中的纳米碳管沉积在该特定区域内，并且被沉积的纳米碳管较易于凝聚集中在特定的电极层区域。但是，该日本专利的制作过程繁复，且不利于大尺寸面板的制作与趋势。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决上述现有技术中存在的缺陷。本实用新型将阳极金属板结构重新设计，让该阳极金属板更加简易，可实现与图腾化在阴极结构沉积相同的效果，对于未来大尺寸及高解析像素制作阴极电子发射源的电泳沉积制作的需求。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，包括有：阳极金属板，形成在该阳极金属板表面上的遮蔽层。在该遮蔽层上形成有多个镂空孔，在该阴极结构与阳极金属板连接完成后，利用固定机构将该阴极结构与阳极金属板固定，让阴极结构一侧与阳极金属板的遮蔽层保持一平行固定距离后，再将该阴极结构与阳极金属板同时置入纳米碳管溶液的电泳槽，再施加电场后，让该电泳槽的纳米碳管通过该遮蔽层的镂空孔对应于阴极结构的阴极电极层上形成电场以沉积电子发射源。

由于本实用新型的阳极金属板的遮蔽层可以黄光微影图腾化制作，因此，可随时配合阴极结构设计的改变，改变相应的置换设计。而且还可以制作高解析小像素图腾的遮蔽层。相对于公知技术中的凸起点状阳极板结构，本实用新型可弹性使用。另外，由于本实用新型阳极金属板对应的阴极结构无电子发射源的区域，以遮蔽层遮蔽，使未遮蔽的区域与对应的阴极结构特定区域形成电场，因此沉积像素所形成的电场较集中，产生的纳米碳管粉体沉积的密度较高，在阴极结构上像素外的碳管沉积或残留较少。

附图说明

图1为本实用新型的阳极金属板与遮蔽层结构的侧视示意图；

图2为图1的外观立体示意图；

图3为本实用新型的阴极结构与阳极金属板连接示意图；

图4为本实用新型的阴极结构与阳极金属板连接后进行电泳沉积技术示意图；

图5为本实用新型的纳米碳管电泳沉积形成电子发射源完成示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-阳极金属板  2-遮蔽层   21-镂空孔  3-阴极结构  31-导线

4-电泳电极    41-阴极    42-阳极    5-电泳槽    6-电子发射源

具体实施方式

有关本实用新型的技术内容及详细说明，现配合附图说明如下：

图1为本实用新型的阳极金属板与遮蔽层结构的侧视示意图；图2为图1的外观立体示意图。如图1、图2所示：本实用新型提供一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，可应用于电泳沉积纳米碳管的电泳阳极金属板结构，其制作简单，并可满足未来大尺寸及高解析像素制作的阴极电子发射源的电泳沉积的制作需求。

阳极金属板1为一种在电泳沉积过程中不易产生电化学反应的白金或金属钛材料。

遮蔽层2设置在阳极金属板1表面上，遮蔽层2为一种图腾化设置，其对应阴极结构(图中未示出)的阴极电极层欲被电泳沉积纳米碳管形成电子发射源的区域呈镂空孔21，其余对应阴极结构无效区域均利用遮蔽层2遮蔽。遮蔽层2可以为一种高分子感光材料构成，且需不与电泳溶液发生互溶，或进一步为一种环氧材料构成，不与电泳溶液所含的乙醇互溶，并参酌部分四氧乙基硅(TEOS)或绝缘材调制，遮蔽层2可以黄光微影制造工艺实施制作阳极金属板1表面上。

图3、图4为本实用新型的阳极金属板与阴极结构连接及连接后进行电泳沉积技术示意图。如图3、图4所示：当进行电泳沉积时，将阴极结构3的导线31与电泳电极(电源供应器)4的阴极41相连接，而电泳电极4的阳极42与阳极金属板1连接；阴极结构3可为三极以上的场发射显示器。

待阴极结构3与阳极金属板1连接完成后，利用固定机构(图中未示出)将阴极结构3与阳极金属板1固定，并让阴极结构3一侧与阳极金属板1的遮蔽层2保持一平行固定距离后，再将阴极结构3与阳极金属板1同时置入纳米碳管溶液的电泳槽5中，再施加电场后，让电泳槽5的纳米碳管通过遮蔽层2的镂空孔21对应于阴极结构3的阴极电极层上形成电场以沉积电子发射源6(如图5所示)。

由于本实用新型的阳极金属板1的遮蔽层2可通过黄光微影图腾化制作，因此可随时配合阴极结构3设计的改变，而容易的改变置换设计，且更可制作高解析小像素图腾的遮蔽层3。由于阳极金属板1对应的阴极结构3无电子发射源的区域，以遮蔽层2遮蔽，使未遮蔽的区域与对应的阴极结构3特定区域(为阴极电极层表面形成电子发射源的区域)形成电场，让纳米碳管易在该特定区域内电泳沉积，使其易于沉积在该特定区域内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利范围内。

Claims (8)

1.一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于，包括：

阳极金属板；

形成在所述阳极金属板表面上的遮蔽层，在所述遮蔽层上形成有多个镂空孔。

2.如权利要求1所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于所述阳极金属板为一种在电泳沉积过程中不易产生电化学反应的材料的金属板。

3.如权利要求2所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于所述材料为白金。

4.如权利要求2所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于所述材料为金属钛材料。

5.如权利要求1所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于所述遮蔽层为一种高分子感光材料构成的遮蔽层。

6.如权利要求5所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于在所述高分子感光材料的遮蔽层中具有四氧乙基硅或绝缘材料中的任一种材料。

7.如权利要求1所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于所述遮蔽层为一种环氧材料构成的遮蔽层。

8.如权利要求7所述的一种用于电泳沉积的阳极金属板结构，其特征在于在所述使用环氧材料的遮蔽层中具有四氧乙基硅或绝缘材料中的任一种材料。

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