專利名稱：場發(fā)射源組件的金屬性納米絲或納米管的植入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種利用靜電場輔助金屬性納米絲或納米管的植入取向技術(shù)，可運(yùn)用于場發(fā)射顯示器的場發(fā)射源組件的制造。
背景技術(shù)：
目前在場發(fā)射顯示器的場發(fā)射源制程中，一般認(rèn)為若增加金屬性納米絲或納米管取向的一致性，可降低場發(fā)射源的起始電壓與臨界電壓，達(dá)到省電的要求而滿足現(xiàn)代平面顯示器的需求。
申請人于臺灣公告第480537號專利案中揭示了一種增強(qiáng)納米碳管場發(fā)射電流密度的方法，該方法包含網(wǎng)印納米碳管漿料于具有復(fù)數(shù)個陰極導(dǎo)電區(qū)的陰極基板上，以形成復(fù)數(shù)個納米碳管層像素區(qū)塊；對陰極基板施以軟烤處理；對陰極基板施以燒結(jié)處理；及貼附一第一表面處理膠膜于該陰極基板上并剝離之，用以去除附著性不佳的表層物質(zhì)，及拉起粘結(jié)性強(qiáng)但平躺在表面上的納米碳管。該方法較佳的，在該陰極基板被施以軟烤處理步驟后，進(jìn)一步包含貼附一第二表面處理膠膜于該陰極基板上并除去之，以進(jìn)一步提高相同電場下的電流密度。
然而上述網(wǎng)印納米碳管漿料經(jīng)軟烤燒結(jié)后，其曝露于表面的納米碳管材料僅占其總材料用料相當(dāng)小的比例，換言之，其材料有效使用率(用于發(fā)射電流)不高；而本方法所植入的取向納米碳管均位于表面上，也就是材料有效使用率近乎100％，這可大幅降低材料成本。
目前所已知運(yùn)用于傳統(tǒng)絨毛地毯、絨毛玩具、絨毛裝飾品制造所用的絨毛植入技術(shù)大致運(yùn)用靜電場法或機(jī)械振動法兩種方法進(jìn)行，而且其材質(zhì)通常局限于直徑為次毫米或微米級的絕緣絲或介電絲或混有金屬絲的絕緣絲或介電絲。本發(fā)明透過現(xiàn)有已知靜電植絨法的改良，針對金屬性納米絲或納米管進(jìn)行飛行植入取向并用于場發(fā)射源的應(yīng)用，故此發(fā)明對場發(fā)射平面顯示器產(chǎn)品制程的改良與創(chuàng)新有所助益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明改良現(xiàn)今靜電場植絨方法只允許絕緣絲或介電絲植絨的限制，透過本發(fā)明而得以適用于金屬性納米絲或納米管的植入取向，運(yùn)用此法所植入取向形成的金屬性納米絲或納米管場發(fā)射源陰極區(qū)塊，擁有極佳的場發(fā)射特性，可運(yùn)用于場發(fā)射顯示器的場發(fā)射源組件，且此電場輔助金屬性納米絲或納米管植入取向技術(shù)亦具有大面積化及高制程兼容性的優(yōu)點(diǎn)，具有發(fā)展大面積化場發(fā)射平面顯示器的潛力。
本發(fā)明所述電場輔助金屬性納米絲或納米管取向技術(shù)包括利用以下的組件靜電場、隔絕層、涂覆層、基板、金屬性納米絲或納米管。金屬性納米絲或納米管為欲飛行植入取向的材料；涂覆層為金屬性納米絲或納米管取向植入的膜層；基板則提供涂覆層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或兼有導(dǎo)電的功用；隔絕層可提供金屬性納米絲或納米管與外界的絕緣條件以使金屬性納米絲或納米管得以進(jìn)行飛行植入與取向的動作；外加靜電場驅(qū)使金屬性納米絲或納米管于電場中進(jìn)行飛行，并輔助金屬性納米絲或納米管植入涂覆層中而實(shí)現(xiàn)一致的取向。
參照附圖與附圖的詳細(xì)說明后，更能夠?qū)Ρ景l(fā)明的目的及其優(yōu)點(diǎn)有較佳的了解。


圖1為本發(fā)明的電場輔助納米絲或納米管植入取向方法的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為依本發(fā)明方法的實(shí)施例1所獲得的納米碳管植入涂覆層的掃瞄式電子顯微鏡觀察的橫截面(FE-SEM)照片。
圖3為依本發(fā)明方法的實(shí)施例1所獲得的場發(fā)射源的I-V特性曲線圖。
圖4為本發(fā)明方法的實(shí)施例2所獲得的鎳納米絲植入涂覆層的橫截面FE-SEM圖片。
圖5為依本發(fā)明方法的實(shí)施例2所獲得的場發(fā)射源的I-V特性曲線圖。
附圖標(biāo)記10預(yù)置的金屬性納米絲或納米管20基板30涂覆層40隔絕層50靜電場發(fā)明詳細(xì)說明本發(fā)明提供一種對金屬性納米絲或納米管植入取向的方法，此植入取向方法可用于制造場發(fā)射顯示器的場發(fā)射源組件。本發(fā)明方法包含下列步驟a)將金屬性納米絲或納米管平鋪于一水平的隔絕層上；b)將一具有涂覆層的基板，以該涂覆層面對該平鋪的金屬性納米絲或納米管的方式，實(shí)質(zhì)上平行的隔空置于該基板上；c)施加一垂直方向的靜電場于包含該隔絕層與該基板的一空間，使得該金屬性納米絲或納米管飛行植入該涂覆層；其中該隔絕層包含半導(dǎo)性或絕緣性材料的單層構(gòu)造或它們兩者組合的多層構(gòu)造，以提供該金屬性納米絲或管與外界的絕緣；及該涂覆層為剛性比該金屬性納米絲或納米管小的高分子材料、高分子材料與金屬性材料混合材料、金屬材料或半導(dǎo)性材料或絕緣性材料所構(gòu)成，以允許該金屬性納米絲或納米管在該靜電場的作用下飛行植入該涂覆層。
較佳的，該納米絲或管為金屬性，金屬性與半導(dǎo)性、或金屬性與絕緣性材料、或金屬性與半導(dǎo)性和絕緣性材料混合的納米絲或管。更佳的，該納米絲或納米管為納米碳管或鎳納米絲。
較佳的，該基板包含金屬性，半導(dǎo)性或絕緣性材料的單層構(gòu)造、或上述任意兩種或三種材料的多層構(gòu)造。更佳的，該基板可為銅箔或氧化鋁或硅基板。
較佳的，該靜電場的施加方式利用金屬板或形成數(shù)組的金屬尖端或上述兩種形式組合的兩電極或多電極結(jié)構(gòu)施加直流電壓而產(chǎn)生。
較佳的，該涂覆層可為導(dǎo)電膠膜或軟性絕緣膠。
如圖1所示，本發(fā)明方法的實(shí)施結(jié)構(gòu)包括外加靜電場50、隔絕層40、涂覆層30、基板20和預(yù)置的納米絲或納米管10。預(yù)置的金屬性納米絲或納米管10為欲植入取向的材料；基板20為與涂覆層30結(jié)合且提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或兼有導(dǎo)電的功用；涂覆層30為金屬性納米絲或納米管10飛行植入的膜層；隔絕層40提供金屬性納米絲或納米管10和靜電場50之間的隔絕，提供金屬性的納米絲或納米管10因電場作用而產(chǎn)生飛行；外加靜電場50使得預(yù)置的金屬性納米絲或納米管10得以飛行，若運(yùn)用電場的調(diào)變可對預(yù)置的金屬性納米絲或納米管的飛行、取向和植入方式進(jìn)行操控。
以下將以實(shí)施例詳述本發(fā)明的特點(diǎn)、本發(fā)明的功效。實(shí)施例的列舉，僅作為本發(fā)明應(yīng)用的特例，而非限制本發(fā)明適用的范圍。
實(shí)施例1以圖1所示的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。外加靜電場50的產(chǎn)生是利用兩平行電極板來實(shí)現(xiàn)的，其電場強(qiáng)度為800V/cm。隔絕層40為厚度約2mm的壓克力絕緣材料。涂覆層30為厚度約20微米的軟性環(huán)氧樹脂絕緣膠?；?0為導(dǎo)電銅箔。預(yù)置的金屬性納米絲或納米管10的材料為具金屬性的多壁納米碳管。該涂覆層30與隔絕層40之間的距離為10cm。圖2為納米碳管飛行植入軟性涂覆層的FE-SEM圖片，由圖可知納米碳管具有粗略地取向植入效果。圖3為以本實(shí)施例1樣品作為場發(fā)射源所測得的I-V特性曲線。由量測結(jié)果可知納米碳管在外加靜電場作用下飛行植入并穿透軟性涂覆層，并與導(dǎo)電基板相接觸，I-V特性顯示其特性可運(yùn)用于平面顯示器場發(fā)射源的應(yīng)用。
實(shí)施例2以圖1所示的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。外加靜電場50的產(chǎn)生是利用兩平行電極板來實(shí)現(xiàn)的，其電場強(qiáng)度約為1000V/cm。隔絕層40為厚度約2mm的壓克力絕緣材料。涂覆層30為厚度約數(shù)百微米的導(dǎo)電銀膠。基板20為氧化鋁。預(yù)置的金屬性納米絲或納米管10的材料為鎳納米絲。該涂覆層30與隔絕層40之間的距離為10cm。圖4為鎳納米絲飛行植入軟性涂覆層的FE-SEM圖片，由圖中的高低差可知鎳納米絲已取向植入涂覆層。圖5為本實(shí)施例樣品作為場發(fā)射源所測得的I-V特性曲線。
權(quán)利要求
1.一種場發(fā)射顯示器的場發(fā)射源組件的金屬性納米絲或納米管的植入方法，包含下列步驟a)將金屬性納米絲或納米管平鋪于一水平的隔絕層上；b)將一具有涂覆層的基板，以該涂覆層面對該平鋪的金屬性納米絲或納米管的方式，實(shí)質(zhì)上平行的隔空置于該基板上；c)施加一垂直方向的靜電場于包含該隔絕層與該基板的一空間，使得該金屬性納米絲或納米管飛行植入該涂覆層；其中該隔絕層包含半導(dǎo)性或絕緣性材料的單層構(gòu)造或它們兩者組合的多層構(gòu)造，以提供該金屬性納米絲或管與外界的絕緣；及該涂覆層為剛性比該金屬性納米絲或納米管小的高分子材料、高分子材料與金屬性材料混合材料、金屬材料或半導(dǎo)性材料或絕緣性材料所構(gòu)成，以允許該金屬性納米絲或納米管在該靜電場的作用下飛行植入該涂覆層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該納米絲或管為金屬性，金屬性與半導(dǎo)性、或金屬性與絕緣性材料、或金屬性與半導(dǎo)性和絕緣性材料混合的納米絲或管。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該基板包含金屬性，半導(dǎo)性或絕緣性材料的單層構(gòu)造、或上述任意兩種或三種材料的多層構(gòu)造。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該靜電場的施加方式利用金屬板或形成數(shù)組的金屬尖端或上述兩種形式組合的兩電極或多電極結(jié)構(gòu)施加直流電壓而產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該納米絲或納米管為納米碳管或鎳納米絲。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該基板可為銅箔或氧化鋁或硅基板。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該涂覆層可為導(dǎo)電膠膜或軟性絕緣膠。
全文摘要
本發(fā)明運(yùn)用外加靜電場作為驅(qū)動力，使得金屬性納米絲(nanowire)或納米管(nanotube)飛行植入于基板上的涂覆層而產(chǎn)生取向，此具取向性金屬納米絲或納米管的結(jié)構(gòu)，可利用作為場發(fā)射顯示器的場發(fā)射源。
文檔編號H01J9/02GK1503298SQ0215332
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者徐文泰, 盧榮宏, 周有偉, 葉國光, 戴椿河, 張志銘 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院