电子发射源、形成其的组合物和方法以及电子发射装置的制作方法

专利名称：电子发射源、形成其的组合物和方法以及电子发射装置的制作方法
技术领域：
本发明各方面涉及一种电子发射源、用于形成该电子发射源的组合物、形成该电子发射源的方法以及包括该电子发射源的电子发射装置。特别是，本发明各方面涉及一种包含碳基材料以及经过固化和热处理的硅基材料的电子发射源、用于形成该电子发射源的组合物、形成该电子发射源的方法以及包括该电子发射源的电子发射装置。所述电子发射源包含碳基材料以及经过固化和热处理的硅基材料。因此，可获得与基板的改善的粘附性。

背景技术：
通常，电子发射装置使用热阴极或冷阴极作为电子发射源。使用冷阴极的电子发射装置的例子包括场发射阵列(FEA)型、表面传导发射(SCE)型、金属绝缘体金属(MIM)型、金属绝缘体半导体(MIS)型和弹道电子表面发射(BSE)型。
FEA型的电子发射装置运用的原理是，当使用低功函数或高β函数(βfunction)的材料作为电子发射源，由于电场差，电子在真空中很容易发射。已经开发了包括主要由Mo、Si等组成并且具有尖锐末端的尖端结构和作为电子发射源的诸如石墨、类金刚石碳(DLC)等碳基材料的FEA装置。最近，诸如纳米管和纳米线的纳米材料被用作电子发射源。
SCE型的电子发射装置通过在第一电极和第二电极之间插入导电薄膜和使导电薄膜产生微裂纹来形成，该第一电极和第二电极布置在第一基板上以相互面对。当在第一电极和第二电极上施加电压时，电流沿着导电薄膜的表面流动，电子从构成电子发射源的微裂纹中发射出来。
MIM型和MIS型电子发射装置分别包括作为电子发射源的金属-绝缘体-金属结构和金属-绝缘体-半导体结构。当在MIM型的两金属或MIS型的金属和半导体上施加电压时，在电子从具有高电子势的金属或半导体迁移和加速至具有低电子势的金属的同时，发射出电子。
BSE型的电子发射装置运用的原理是，当半导体的尺寸减小到小于半导体中电子的平均自由程时，电子行进而没有散射。在欧姆电极上形成由金属或半导体组成的电子供应层，然后在电子供应层上形成绝缘层和金属薄膜。当在欧姆电极和金属薄膜上施加电压时，发射出电子。
FEA型电子发射装置根据阴极和栅电极的布置可以分为顶栅(top gate)型和底栅(under gate)型，根据使用的电极的数目可分为二极管、三极管和四极管等。
上述电子发射装置中的电子发射源可由碳基材料(诸如碳纳米管)组成。碳纳米管具有优良的导电性和电场聚焦效应、低功函数和优良的场致发射特性，因此可以在低驱动电压下工作并且可被用于大的显示器。由于这些原因，认为碳纳米管是用于电子发射源的理想电子发射材料。
形成含有碳纳米管的电子发射源的方法包括，例如，利用化学气相沉积(CVD)等方法生长碳纳米管的方法，以及使用包含碳纳米管和载体的组合物的糊剂法。当使用糊剂法时，制造成本下降，可以得到大面积电子发射源。用于形成电子发射源的包含碳纳米管的组合物的例子在例如美国专利6436221中公开。
然而，当使用常规的糊剂法在基板上形成电子发射源时，在使用于形成电子发射源的组合物显影的过程中或在活化电子发射源的碳基材料的垂直定向过程中，电子发射源会从基板剥离。因此，期望有能够克服这些问题的方法。


发明内容
本发明各方面提供了包含碳基材料以及经过固化和热处理的硅基材料的电子发射源、用于形成该电子发射源的组合物、形成该电子发射源的方法和包括该电子发射源的电子发射装置。
本发明的一个方面提供了一种包含碳基材料以及经过固化和热处理硅基材料形成的产物材料的电子发射源，其中所述硅基材料为下式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种 式(1)
式(2)
式(3)
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和R22各自独立为取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烯基、卤素原子、羟基或巯基，m和n各自独立为0-1000的整数。
本发明的另一个方面提供了一种用于形成电子发射源的组合物，所述组合物包含碳基材料、硅基材料和载体，其中所述硅基材料为式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种 式(1)
式(2)
式(3)
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和R22各自独立为取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烯基、卤素原子、羟基或巯基，m和n各自独立为0-1000的整数。
本发明的另一个方面提供了一种形成电子发射源的方法，所述方法包括制备上述用于形成电子发射源的组合物；将所述用于形成电子发射源的组合物施用于基板；对施用在基板上的用于形成电子发射源的组合物进行热处理。
本发明的另一个方面提供了一种电子发射装置，所述电子发射装置包括基板；布置在第一基板上的阴极和电子发射源；与阴极电绝缘布置的栅电极；以及布置在阴极和栅电极之间使阴极与栅电极绝缘的绝缘层，其中所述电子发射源是上述电子发射源。
本发明的另一个方面提供了一种电子发射显示装置，所述电子发射显示装置包括第一基板；布置在第一基板上的阴极和电子发射源；与阴极电绝缘布置的栅电极；布置在阴极和栅电极之间使阴极与栅电极绝缘的绝缘层；以及基本上平行于第一基板布置的第二基板，第二基板包括阳极和荧光体层，其中所述电子发射源是上述电子发射源。
本发明各方面的电子发射源与基板的粘附是优良的。另外，在用本发明的用于形成电子发射源的组合物形成电子发射源的情况下，当用于形成电子发射源的组合物被显影和/或被活化以使碳基材料在热处理之后垂直定向时，可以抑制电子发射源自基板的剥离。因此，获得具有改善的可靠性的电子发射装置。
本发明的其他方面和/或优点部分将在随后的说明中阐述，部分在描述中显而易见，或可以通过实施本发明而获悉。



结合附图，本发明的这些和/或其他方面和优点通过对实施方案的以下描述变得明显和更易理解，其中 图1是本发明的实施方案的顶栅型电子发射显示装置结构的透视示意图； 图2是顶栅型电子发射显示装置沿着图1中的线II-II的剖面图； 图3和4是根据本发明的各种实施方案通过光学显微镜观察到的电子发射源的照相图像； 图5是通过光学显微镜观察到的对比实施例的电子发射源的照相图像。

具体实施例方式 现将参考本发明的具体实施方案，其中的实例通过附图来说明，其中相同的参考数字始终表示相同的元件。为了解释本发明，下面参考附图来描述实施方案。
本发明的一个实施方案的电子发射源包含碳基材料以及经过固化和热处理下式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种而形成的产物材料。式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料在本文中统称为“硅基材料”。
当电子发射装置工作时，具有良好导电性和电子发射性能的碳基材料发射电子到荧光体层以激发荧光体。碳基材料的例子包括但不限于碳纳米管、石墨、金刚石、富勒烯、碳化硅(SiC)等。作为具体的非限制性例子，碳基材料可为碳纳米管。
碳纳米管是通过使石墨片卷绕以形成纳米尺寸直径的管而制备的碳同素异形体。单壁纳米管和多壁纳米管均可以使用。碳纳米管可通过化学气相沉积(下文中也称为“CVD”)来制备，诸如DC等离子CVD、RF等离子CVD或微波等离子CVD。
本发明的一个实施方案的电子发射源包含经过固化和热处理下式(1)、下式(2)和下式(3)表示的硅基材料中的至少一种而形成的产物材料 式(1)
式(2)
式(3)
上述经过固化和热处理的产物材料增加了电子发射源和基板(诸如ITO阴极)之间的粘附性。因此，经过固化和热处理的产物材料有助于避免本发明的实施方案的电子发射源从基板剥离。因此，包括电子发射源的电子发射装置的耐久性可得到提高。
在整个说明书中，术语“产物材料”和“经过固化和热处理的产物材料”表示经过固化和热处理式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种所得到的材料，这点将在下文描述。特别是，可在使用紫外(UV)线或热固化硅基材料之后，在400-500℃下对硅基材料进行热处理。当硅基材料与其他材料诸如碳基材料和载体包含在组合物中时，也可以进行固化和热处理，这点如下所述。而且，固化和热处理可为单一的操作。
在上述式(1)、(2)和(3)中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、和R22各自独立为取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烯基、卤素原子、羟基或巯基，或作为更具体而非限制性的例子，可独立为取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-10烷氧基、取代或未取代的C1-C10烯基或卤素原子。
当所述烷基、烷氧基或烯基是被取代的基团时，取代基可为选自例如氨基、羟基、卤素原子、羧基、环氧基、C1-C20烷氧基和C6-C10环烷基中的至少一种，但是不限于此。
在上式(1)和(2)中，m和n各自独立为0-1000的整数。而且，m和n在硅基材料中可为不同的，以使得硅基材料具有下述范围的重均分子量。作为具体而非限制性的例子，m和n的范围可为0-50。
硅基材料的重均分子量可为100-100000，或者作为更具体而非限制性的例子，可为1000-10000。当硅基材料的重均分子量低于100时，不能充分提高电子发射源和基板之间的粘附性。当硅基材料的重均分子量高于100000时，不能有效地将硅基材料分散到用于形成电子发射源的组合物中。
特别是，式(1)表示的硅基材料可为但不限于下式(1a)表示的化合物 式(1a)
式(2)表示的硅基材料可为但不限于下式(2a)表示的化合物 式(2a)
式(3)表示的硅基材料可为但不限于下式(3a)示的化合物 式(3a)
另外，应当理解，可得到式(1)、(2)或(3)表示的硅基材料的各种变体而不偏离上述本发明的范围。例如，经过固化和热处理的硅基材料可为具有各种所选R1-R22、m和n的式(1)、(2)或(3)表示的硅基材料的混合物。
制造本发明的实施方案的电子发射源的方法可包括制备用于形成电子发射源的组合物，该组合物例如包括上述碳基材料、硅基材料和载体；将所述组合物施用于基板；对施用在基板上的组合物进行热处理。
首先，制备用于形成电子发射源的组合物，所述组合物包含碳基材料；式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种；以及载体。碳基材料和式(1)至式(3)表示的硅基材料的详细说明在上文已经给出。
基于100重量份的碳基材料，硅基材料的量可为20-400重量份，或者作为更具体而非限制性的例子，可为33-330重量份。基于100重量份的碳基材料，当硅基材料的量低于20重量份时，不能充分提高电子发射源和基板之间的粘附性。基于100重量份的碳基材料，当硅基材料的量高于400重量份时，碳基材料的量相对降低。电子发射源的场致发射性能也会恶化，硅基材料的光敏性会降低。这会导致电子发射源图案分辨率差。
包含在用于形成电子发射源的组合物中的载体调节组合物的印刷适性和粘度并且携带碳基材料和光电元件。所述载体可包含树脂组分和溶剂组分。
所述树脂组分可包括但不限于至少一种下述树脂多种纤维素类树脂，如乙基纤维素、硝基纤维素等；多种丙烯酸类树脂，如聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等；多种乙烯基类树脂，如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醚等。一些上述树脂组分也可作为光敏树脂。
所述溶剂组分可包括至少一种下述溶剂，如萜品醇、丁基卡必醇(BC)、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、甲苯和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯(texanol)。作为具体而非限制性的例子，所述溶剂组分可为萜品醇。
基于100重量份的碳基材料，所述树脂组分的量可为100-500重量份，或者作为更具体但非限制性的例子，可为200-300重量份。基于100重量份的碳基材料，所述溶剂组分的量可为500-1500重量份，优选800-1200重量份。当树脂组分和溶剂组分的量不在上述范围时，所述组合物的印刷适性和流动性会变差。特别是，当树脂组分和溶剂组分的量超过上述范围时，干燥时间会很长。
本发明当前实施方案的用于形成电子发射源的组合物可以进一步包括光敏树脂、光引发剂、粘合剂组分和填料等。
用光敏树脂使电子发射源图案化。光敏树脂的非限制性例子包括丙烯酸酯类单体、二苯甲酮类单体、苯乙酮类单体、噻吨酮类单体等。特别是，可使用环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丁氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-羟丙酯、2，4-二乙基呫吨酮或2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等。
基于100重量份的碳基材料，光敏树脂的量可为300-1000重量份，或者作为更具体但非限制性的例子，可为500-800重量份。基于100重量份的碳基材料，当光敏树脂的量低于300重量份时，曝光敏感度降低。基于100重量份的碳基材料，当光敏树脂的量高于1000重量份时，不能有效进行显影。
本发明的当前实施方案的用于形成电子发射源的组合物可进一步包含光引发剂。当曝光时，光引发剂引发光敏树脂的交联，光引发剂可以是熟知的材料。光引发剂的例子可以包括二苯甲酮、邻-苯甲酰苯甲酸甲酯(o-benzoyl benzoic acid methyl)、4，4-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4，4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4，4-二氯二苯甲酮、4-苯甲酰基-4-甲基二苯甲酮、二苄基甲酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯基·乙基甲酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、苄基二甲基缩酮(benzyldimethyl ketanol)、苄基甲氧基乙基乙缩醛等。
基于100重量份的碳基材料，光引发剂的量可为300-1000重量份，或者作为更具体但非限制性的例子，可为500-800重量份。基于100重量份的碳基材料，当光引发剂的量低于300重量份时，交联不能有效形成图案。基于100重量份的碳基材料，当光引发剂的量高于1000重量份时，制造成本增加。
粘合剂组分将所述组合物粘合在其上待形成电子发射源的基板上。粘合剂组分可为例如无机粘合剂等。无机粘合剂的非限制性例子包括玻璃料、硅烷、水玻璃等。可以使用至少两种这些无机粘合剂的组合。作为具体但非限制性例子，无机粘合剂可为玻璃料，诸如由PbO、ZnO或B2O3组成的玻璃料。
基于100重量份的碳基材料，用于形成电子发射源的组合物中的无机粘合剂的量可为10-50重量份，或者作为更具体但非限制性的例子，可为15-35重量份。基于100重量份的碳基材料，当无机粘合剂的量低于10重量份时，粘附性不够强。当无机粘合剂的量大于50重量份时，印刷适性会变差。
填料改善没有紧固地与基板粘合的任何地方的碳基材料的导电性。填料的非限制性例子包括Ag、Al、Pd等。
本发明的当前实施方案的用于形成电子发射源的包含上述材料的组合物的粘度可为3000-50000cps，或者作为更具体但非限制性的例子，可为5000-30000cps。当所述组合物的粘度不在上述范围时，所述组合物的可加工性能会变差。
然后，将用于形成电子发射源的组合物施用于基板。其上可形成电子发射源的基板可以根据待形成的电子发射装置的类型而不同，这点对本领域技术人员是显而易见的。例如当制造在阴极与阳极之间具有栅电极的电子发射装置时，基板可以是阴极。
在基板上施用用于形成电子发射源的组合物可以根据组合物中是否包含光敏树脂而变化。当用于形成电子发射源的组合物包含光敏树脂时，另外的光刻胶图案是不必要的。即，在将包含光敏树脂的用于形成电子发射源的组合物涂覆于基板后，对用于形成电子发射源的组合物进行曝光(例如紫外线曝光)、固化和显影以确定目标电子发射源区域。
当用于形成电子发射源的组合物不包含光敏树脂时，应进行使用另外的光刻胶图案的光刻法。即，使用光刻胶膜在基板上形成光刻胶图案后，将用于形成电子发射源的组合物施用在已形成光刻胶图案的基板上。然后，对用于形成电子发射源的组合物用热或光进行固化来确定期望的电子发射源区域。
在显影的过程中，包含上述硅基材料的用于形成电子发射源的组合物可按照电子发射源图案形成从基板剥离的可能性较小的固化组合物。在显影操作中，除去用于形成电子发射源的组合物的未固化部分。在这点上，如果使用的不是根据本发明的实施方案的用于形成电子发射源的组合物，则当除去未固化部分时，固化组合物的一部分也可能被除去。然而，本发明实施方案的用于形成电子发射源的组合物包含上述硅基材料，因此，在显影和除去未固化部分的过程中，用于形成电子发射源的固化组合物部分紧密地粘附于基板。
如上所述，对施用于基板的用于形成电子发射源的组合物进行热处理。由于热处理，用于形成电子发射源的组合物中的碳基材料和基板之间的粘附性提高。载体组分挥发，并且诸如粘合剂等无机物质熔化并固化，以提高电子发射源的耐久性。热处理温度应当根据用于形成电子发射源的组合物中的载体的挥发温度和挥发时间确定。一般热处理温度为400-500℃，或者作为更具体但非限制性的例子，可为450℃。当热处理温度低于400℃时，载体的挥发会不充分。当热处理温度高于500℃时，制造成本会增加并且会损坏基板。
可以在惰性气体气氛中进行热处理以抑制碳基材料的降解。惰性气体可以是例如氮气、氩气、氖气、氙气或上述气体中至少两种的混合气体。
如上所述，将本发明各方面的电子发射源固化和热处理。因此，用于形成电子发射源的组合物中的硅基材料由于固化和热处理发生了物理上和化学上的转变。因此，本发明一个方面的电子发射源中可包含经过固化和热处理的产物材料。
可对经过热处理的产物材料的表面进行另外的处理以提供碳基材料的垂直定向和表面曝光。根据本发明的一个实施方案，电子发射源表面处理材料包括可通过热处理固化成膜的溶液。表面处理材料可以是例如聚酰亚胺类聚合物。表面处理材料涂覆在经过热处理的产物材料上，并进行热处理。然后，将经热处理的膜剥离。根据本发明的另一个实施方案，在辊装置的表面形成粘合剂部分，该辊装置由预定的驱动源来驱动，由此用预定压力压制经过热处理的产物材料的表面。因此可以进行活化操作。在该活化操作中，可以控制碳基材料以使之暴露于电子发射源的表面或被垂直定向。
如果热处理产物材料不是由本文所述包含硅基材料的组合物形成，则当其在上述活化过程中时，热处理产物材料可从基板剥离。然而，本发明的一个实施方案的用于形成电子发射源的组合物包含上述硅基材料，因此，在活化过程中，用于形成电子发射源的组合物不从基板剥离。
因此，当使用本发明一个实施方案的用于形成电子发射源的组合物时，伴随形成电子发射源出现的不期望现象(诸如在活化操作过程中从基板剥离)可以被最小化。因此，可显著降低产品故障率。也可以避免材料损失。
本发明的一个实施方案的电子发射源可为采用形成电子发射源的方法形成的电子发射源。
本发明的一个实施方案的电子发射装置包括第一基板、形成在第一基板上的阴极和电子发射源、与阴极电绝缘布置的栅电极以及布置于阴极和栅电极之间使阴极和栅电极绝缘的绝缘层。电子发射源包括上述碳基材料和上述经过固化和热处理的硅基材料。此外，电子发射源可为采用上述形成本发明的实施方案的电子发射源的方法形成的电子发射源。
电子发射装置还可包括在栅电极的上表面形成的第二绝缘层。另外，可以进行各种变化。例如，当栅电极用第二绝缘层绝缘时，电子发射装置还可包括与栅电极平行布置的聚焦电极。
所述电子发射装置可以用作各种电气装置诸如液晶显示器(LCD)等的背光单元等或可用于电子发射显示装置中。
本发明的一个实施方案的电子发射显示装置可包括第一基板、布置在第一基板上的多个阴极、与阴极交叉布置的多个栅电极、布置在阴极和栅电极之间使阴极和栅电极绝缘的绝缘层、在阴极和栅电极彼此交叉位置处形成的电子发射源孔、布置在电子发射源孔中的电子发射源、平行于第一基板布置的第二基板、布置在第二基板上的阳极和阳极上的荧光体层。这里，所述电子发射源包含上述碳基材料和经过固化和热处理的硅基材料。另外，所述电子发射源可为采用上述形成本发明的一个实施方案的电子发射源的方法形成的电子发射源。
图1是本发明的实施方案的顶栅型电子发射显示装置100的透视示意图。图2是沿着图1中的线II-II的剖面图。
参考图1和图2，顶栅型电子发射显示装置100包括平行并彼此间隔预定距离布置的电子发射装置101和前面板102。在电子发射装置101和前面板102之间形成真空发光空间103，隔板60使电子发射装置101和前面板102之间保持预定距离。
电子发射装置101包括第一基板110、彼此交叉布置的多个栅电极140和多个阴极120和置于栅电极140和阴极120之间使栅电极140和阴极120电绝缘的绝缘层130。
在栅电极140和阴极120彼此交叉位置处形成电子发射源孔131。在电子发射源孔131中包含电子发射源150。
前面板102包括第二基板90、布置在第二基板90的下表面的阳极80，以及布置在阳极80的下表面的荧体层70。
虽然本发明的各方面已经参考图1和2所示的顶栅型电子发射显示器进行了说明，但是本发明的实施方案也可以包括不同结构的电子发射显示器，诸如包括另外的绝缘层和/或聚焦电极的电子发射显示器。
在下文中，将参考下述实施例更详细地说明本发明的各方面。下述实施例仅作为说明目的，而不是限制本发明的范围。
实施例1 首先，将1g粉状碳纳米管(可从CNI购得)、0.2g玻璃料(8000L，Shinheung Ceramics)、0.5g二氯八甲基四硅氧烷(式(2a)的化合物，分子量351)、5g聚酯丙烯酸酯(ELVACITE2045，一种可购自Lucite International，Inc的聚酯丙烯酸酯)和5g二苯甲酮加入到10g萜品醇中，并且搅拌来制备粘度为30000cps的用于形成电子发射源的组合物。将该组合物涂覆在其上形成有Cr栅电极、绝缘层和ITO阴极的基板上。然后通过定向曝光器将基板在2000mJ/cm2的曝光能下曝光，将涂覆了用于形成电子发射源的组合物的基板上的电子发射源成形区域进行固化。此后，使用丙酮将基板显影，并在450℃下、氮气气氛中进行热处理。在所得基板的产物材料表面布置3M带膜，然后将膜从基板剥离。也可以进行活化操作。由此形成电子发射源。图3表示通过光学显微镜观察到的实施例1的电子发射源的照相图像。参考图3，可以看到所有的电子发射源存在于基板上，这表明没有电子发射源被实施例1中描述的过程(诸如活化操作)除去。
实施例2 使用与实施例1相同的方法形成电子发射源，不同之处在于用六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilizane)(式(3a)的化合物，分子量161)代替二氯八甲基四硅氧烷。图4表示通过光学显微镜观察到的本发明实施例2的电子发射源的照相图像。从图4可以看到所有的电子发射源存在于基板上，这表明没有电子发射源被活化操作除去。
对比实施例 使用与实施例1相同的方法形成电子发射源，不同之处在于不加二氯八甲基四硅氧烷。图5表示通过光学显微镜观察到的对比实施例的电子发射源的照相图像。
从图5可以看到在活化操作之后，一些电子发射源材料从基板上除去。
本发明的一个方面的电子发射源包括碳基材料以及经过固化和热处理的硅基材料，因此，可增加电子发射源与基板的粘附性。另外，由于本发明的一个方面的电子发射源包括碳基材料和硅基材料，当形成电子发射源时，电子发射源可紧密地粘附在基板上。因此，所述电子发射源在显影和活化电子发射源的过程中不从基板剥离。所述电子发射装置也具有改善的可靠性。
虽然已经给出和描述了本发明的数个实施方案，但是对本领域技术人员显而易见的是，可以对这些实施方案进行变化而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求及其等价物限定。
权利要求
1.一种电子发射源，所述电子发射源包含碳基材料以及经过固化和热处理硅基材料形成的产物材料，其中所述硅基材料为下式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种
式(1)
式(2)
式(3)
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和R22各自独立为取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烯基、卤素原子、羟基或巯基，并且m和n各自独立为0-1000的整数。
2.权利要求1的电子发射源，其中所述硅基材料的重均分子量为100-100000。
3.权利要求1的电子发射源，其中C1-20烷基、C1-C20烷氧基或C1-C20烯基被至少一种选自以下的基团取代氨基、羟基、卤素原子、羧基、环氧基、C1-C20烷氧基和C6-C10环烷基。
4.权利要求1的电子发射源，其中所述硅基材料由下式(1a)表示
式(1a)
5.权利要求1的电子发射源，其中所述硅基材料由下式(2a)表示
式(2a)
6.权利要求1的电子发射源，其中所述硅基材料由下式(3a)表示
式(3a)
7.一种用于形成电子发射源的组合物，所述组合物包含
碳基材料；
硅基材料，以及
载体；
其中所述硅基材料为式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种；
式(1)
式(2)
式(3)
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和R22各自独立为取代或未取代的C1-C20烷基、取状或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烯基、卤素原子、羟基或巯基，并且m和n各自独立为0-1000的整数。
8.权利要求7的用于形成电子发射源的组合物，其中由式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料的重均分子量各自为100-100000。
9.权利要求7的用于形成电子发射源的组合物，其中C1-C20烷基、C1-C20烷氧基或C1-C20烯基被至少一种选自以下的基团取代氨基、羟基、卤素原子、羧基、环氧基、C1-C20烷氧基和C6-C10环烷基。
10.权利要求7的用于形成电子发射源的组合物，其中所述硅基材料由下式(1a)表示
式(1a)
11.权利要求7的用于形成电子发射源的组合物，其中所述硅基材料由下式(2a)表示
式(2a)
12.权利要求7的用于形成电子发射源的组合物，其中所述硅基材料由下式(3a)表示
式(3a)
13.权利要求7的用于形成电子发射源的组合物，其中基于100重量份的碳基材料，至少一种由式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料的量为20-400重量份。
14.权利要求7的组合物，其中所述组合物的粘度为3000-50000cps。
15.权利要求7的组合物，其中在显影和活化过程中，与不包含硅基材料的用于形成电子发射源的组合物相比，所述组合物具有改善的与基板的粘附性和改善的抗剥离性能。
16.一种形成电子发射源的方法，所述方法包括
制备权利要求7的用于形成电子发射源的组合物；
将所述用于形成电子发射源的组合物施用于基板；和
对施用在基板上的所述用于形成电子发射源的组合物进行热处理。
17.权利要求16的方法，其中通过将用于形成电子发射源的组合物涂覆在基板上后使电子发射源成形区域固化和显影，而将用于形成电子发射源的组合物施用于基板上。
18.一种电子发射装置，所述电子发射装置包括
基板；
布置在基板上的阴极和电子发射源；
与阴极电绝缘布置的栅电极；以及
布置在阴极和栅电极之间使阴极与栅电极绝缘的绝缘层，
其中所述电子发射源为权利要求1的电子发射源。
19.权利要求18的电子发射装置，所述电子发射装置还包括
覆盖栅电极的上表面的第二绝缘层；和
通过第二绝缘层与栅电极绝缘并且与栅电极平行布置的聚焦电极。
20.一种电子发射显示装置，所述电子发射显示装置包括
第一基板；
布置在第一基板上的阴极和电子发射源；
与阴极电绝缘布置的栅电极；
布置在阴极和栅电极之间使阴极与栅电极绝缘的绝缘层；和
基本上平行于第一基板布置的第二基板，第二基板包括阳极和荧光体层；
其中所述电子发射源为权利要求1的电子发射源。
全文摘要
本发明涉及一种电子发射源、用于形成该电子发射源的组合物、形成该电子发射源的方法以及包括该电子发射源的电子发射装置。所述用于形成电子发射源的组合物包含碳基材料、硅基材料和载体，其中所述硅基材料为以右式(1)、式(2)和式(3)表示的硅基材料中的至少一种，其中R1-R22各自独立为取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C1-C20烯基、卤素原子、羟基或巯基，m和n各自独立为0-1000的整数。在显影和活化过程中，与不包含硅基材料的用于形成电子发射源的组合物相比，所述组合物具有改善的与基板的粘附性和改善的抗剥离性能。
文档编号H01J9/02GK101127288SQ20071012927
公开日2008年2月20日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者金柱英 申请人:三星Sdi株式会社