一种交叉电极结构的sed阴极基板的丝网印刷方法
【专利摘要】本发明公开了一种交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，先在基板上溅射形成电极阵列，然后在其上印刷扫描电极，再在扫描电极上印刷介质层，接着在介质层上印刷寻址电极，最后溅射表面传导电子发射薄膜，即得到交叉电极结构的SED阴极基板。其中在印刷介质层时，使介质层由扫描电极处分别向上下两侧纵向延伸，并使延伸部分的介质层的厚度沿延伸方向逐渐减小，这样既能保证介质层的绝缘性，又减小了介质层的厚度，并且能减小横纵电极的高度差，从而抑制寻址电极的扩散，降低丝网印刷制作交叉电极的难度，提高SED阴极基板制作的成功率，是一种新型的用于SED阴极基板制作的丝网印刷方法。
【专利说明】—种交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法
【技术领域】
[0001]本发明属于显示器件领域，涉及一种介质层的印刷方法，具体涉及一种交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法。
【背景技术】
[0002]日本佳能公司提出的表面传导电子发射显示器(Surface-conductionElectron-emitter Display, SED),作为FED的一种,其显示效果在目前平板显示器件中非常的突出。
[0003]SED的显像原理与传统的阴极射线显像管(Cathode Ray Tube, CRT)类似，不同于CRT的是，SED将涂有荧光材料的玻璃板与铺有大量表面传导电子发射源的玻璃底板平行摆放，这样的结构使得SED的厚度可以做得相当薄，易于平板化、大型化。同时，SED的能耗也比较低。
[0004]通过佳能公布的电子源阵列结构及SED驱动方法可知其阴极基板的大致布局，其中电极呈交叉状分布，且横向电极连接驱动电路的扫描电路，纵向电极连接信号调制电路，横向和纵向电极分别连接电子源的两端。在制作交叉结构的电极时需要进行分次多层的印刷，印刷完成底层结构以后，底层结构与基板之间会产生不可忽略的高度差，尤其在电极交叉位置会有更大的高度差，这个高度差使丝网受到的压力不均匀，对下一层结构的印刷造成困难，会使交叉部分特别容易扩散而未交叉部分不容易承印，使电极制作的成功率变低，制作工艺变得难以重复，这就给丝网印刷制作交叉电极结构的阴极板带来了困难。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，该方法既能保证介质层的绝缘性，又能减小横纵电极的高度差，从而抑制寻址电极的扩散，降低丝网印刷制作交叉电极的难度，提高SED阴极基板制作的成功率。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤:
[0007]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极和横向的第二电极，且每组电极中第一电极和第二电极之间有8?20μπι的间隙；
[0008]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行横向的扫描电极，使电极阵列中每行的第一电极共用一个扫描电极，印刷时将扫描电极印刷在第一电极远离第二电极的一端，使第一电极靠近第二电极的一端露出；
[0009]3)先用丝网印刷法在扫描电极上印刷若干个介质层，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层上印刷若干列纵向的寻址电极，使扫描电极和寻址电极的交叉部分通过介质层间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极共用一个寻址电极，印刷时将寻址电极印刷在第二电极远离第一电极的一端，使第二电极靠近第一电极的一端露出；
[0010]其中在印刷每个介质层时，使介质层由扫描电极处分别向上下两侧纵向延伸，并使延伸部分的介质层的厚度沿延伸方向逐渐减小；
[0011]4)用磁控溅射法在第一电极和第二电极相互靠近的一端及其间隙上溅射表面传导电子发射薄膜。
[0012]所述的介质层由扫描电极处分别向上下两侧纵向延伸至其一端靠近或相切于本单元的第二电极的上边缘，另一端靠近或相切于上一单元的第二电极的下边缘；或者一端靠近或相切于本单元的第二电极的下边缘，另一端靠近或相切于下一单元的第二电极的上边缘。
[0013]所述的介质层包括至少两层绝缘介质，各层绝缘介质均采用丝网印刷法通过移位承印面板或丝网的位置依次印刷制得，使得到的介质层中位于扫描电极上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中丝网印刷各层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为76?78°，刮刀速度为1.5?2cm/s，基板与刮刀的距离为12.5?15臟。
[0014]所述的介质层包括三层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质、第二层绝缘介质和第三层绝缘介质；印刷时先将第一层绝缘介质印刷在下移的设计位置、上移的设计位置和设计位置中的任意一处，然后将第二层绝缘介质印刷在剩余两处位置中的任意一处，最后将第三层绝缘介质印刷在最终剩余的位置上；其中印刷在设计位置上的绝缘介质的横轴与扫描电极的横轴重合；印刷在下移的设计位置上的绝缘介质的上边缘与扫描电极的上边缘重合；印刷在上移的设计位置上的绝缘介质的下边缘与扫描电极的下边缘重合。
[0015]所述的介质层中每层绝缘介质的厚度为8?12 μ m，介质层中位于扫描电极上的部分的厚度为24?32 μ m。
[0016]构成介质层的材料为日本NORITAKE公司生产的NP-7858R型绝缘材料，其主要成分为一氧化铅。
[0017]构成第一电极和第二电极的材料包括钼、铜、镍、铬及其复合材料，其厚度为10?20nm ；
[0018]所述的扫描电极和寻址电极的厚度为10?15 μ m，构成扫描电极和寻址电极为银；
[0019]所述的表面传导电子发射薄膜的厚度为30nm?60nm，构成表面传导电子发射薄膜的材料包括氧化锌或氧化钯。
[0020]所述的步骤I)中磁控溅射的具体参数为:工作气压为0.13Pa，基板温度为150?220°C, Ar气流量为20?25sccm，溅射功率为150W，溅射时间为60?240s。
[0021]丝网印刷法印刷扫描电极和寻址电极的具体参数为:刮刀角度为76?78°，刮刀速度为2?2.5cm/s,基板与刮刀的距离为12.5?15_。
[0022]所述的步骤4)中磁控溅射的具体参数为:工作气压为0.2Pa，基板温度为135?150°C, Ar气流量为20?25sccm，O2气流量为5?30sccm，溅射功率为100?150W，溅射时间为40?600s。
[0023]相对于现有技术，本发明的有益效果为:
[0024]在制作立体结构交叉电极时，制作寻址电极前横向电极与纵向电极交叉部分由于印刷介质层会高出基片一定距离，给寻址电极的均匀印刷造成了困难，容易使丝网受压不均造成交叉部分扩散严重而图案边缘部分无法承印。为解决这一问题，本发明提供了一种交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，先在基板上溅射第一电极和第二电极，然后在第一电极上印刷扫描电极，再在扫描电极上印刷介质层，接着在介质层和第二电极上印刷寻址电极，最后在第一电极和第二电极的间隙处溅射表面传导电子发射薄膜，即完成了交叉电极结构的SED阴极基板的制作。特别是在印刷介质层时，使介质层由扫描电极处分别向上下两侧纵向延伸，并使延伸部分的介质层的厚度沿延伸方向逐渐减小，这样既能保证介质层的绝缘性，又减小了介质层的厚度，并且能减小横纵电极的高度差，从而抑制寻址电极的扩散，降低丝网印刷制作交叉电极的难度，提高SED阴极基板制作的成功率，是一种新型的用于SED阴极基板制作的丝网印刷方法。
[0025]进一步的，本发明在具体印刷介质层时，是通过移位承印面板或者丝网位置印刷至少两层绝缘介质，既保证了扫描电极上的那部分介质层是由多层绝缘介质叠加印刷得到的，使该部分的厚度足以满足对扫描电极和寻址电极间的绝缘要求，同时又扩大了整个介质层的覆盖面积，不仅减小了电极短路的几率，而且使整个介质层的厚度能够平滑的过渡，能够减小横纵电极的高度差，在保证介质层绝缘性的前提下降低了其整体厚度，使得印刷寻址电极时的刮板压力更容易控制，有效地抑制了寻址电极的扩散，引线部分也更加容易印刷，降低了丝网印刷制作交叉电极的难度，提高了 SED阴极基板制作的成功率。本发明提供的印刷方法可广泛用于丝网印刷制作多层立体结构中的中间层，能够在保证重要部位印刷厚度的同时减小因立体结构带来的印刷制作困难，具有良好的使用效果和应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是表面传导电子发射显示器(SED)像素的结构示意图；
[0027]图2是一种交叉电极(阵列)结构的SED阴极基板结构示意图；
[0028]图3是另一种交叉电极(阵列)结构的SED阴极基板结构示意图；
[0029]图4是本发明提供的印刷方法针对图2结构的SED阴极基板的流程图；
[0030]图5是本发明提供的印刷方法针对图3结构的SED阴极基板的流程图；
[0031]其中:100为下玻璃基板、110为上玻璃基板、130为电子发射源、150为器件电极、160为阴极器件电压、170为高电压阳极、180为荧光粉、200为扫描电极、210为寻址电极、220为介质层、221为第一层介质、222为第二层介质、223为第三层介质、230为第一电极、231为第二电极、250为表面传导电子发射薄膜。
[0032]图6是传统丝印工艺和本发明提供的印刷方法制得的交叉电极结构的SED阴极基板的对比图，其中a为传统丝印工艺制得的交叉电极结构的SED阴极基板、b为本发明提供的印刷方法制得的交叉电极结构的SED阴极基板。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0034]图1示出SED显示器一个像素的结构，SED包含了下玻璃基板100和上玻璃基板110，每个像素单元包含红绿蓝三个子像素，电子发射源130制作在下玻璃基板100上。表面传导电子发射电子源包括两个器件电极150 (即横向的扫描电极200和纵向的寻址电极210)和表面传导电子发射薄膜250。SED显示器件还包含一个高电压阳极170和阴极器件电压160。当在器件电极150上施加直流电压时，表面传导电子发射薄膜250会发射电子，在高电压阳极170的电压加速下，电子轰击荧光粉180发光。
[0035]图2和图3示出本发明的交叉电极阵列SED阴极基板的结构布局设计，图2和图3中SED阴极基板主要由扫描电极200、寻址电极210、介质层220和表面传导电子发射薄膜250四个部分组成，整个阴极基板布局的设计尺度均较小。在SED阴极基板的结构布局中，扫描电极200和寻址电极210的宽度为150μπι，两电极的缝隙部分最小间距为IOym (由第一电极230和第二电极231构成)，缝隙长200 μ m，表面传导电子发射薄膜250覆盖在裂缝上,大小为180 μ mX 180 μ m，为了达到10 μ m的精度要求采用磁控溅射的方法制作了第一电极230和第二电极231构造两电极的裂缝部分；介质层220将扫描电极和寻址电极在重叠部分绝缘开，大小为250 μ mX 250 μ m。交叉电极的结构设计可以使64X64交叉电极阵列SED阴极基板驱动每一个像素。此SED阴极基板的像素大小为600 μ mX600 μ m,则SED器件的发光区域面积为38.4mmX 38.4mm。
[0036]而发明人在64X64交叉电极阵列SED阴极基板的制作中发现存在如下问题:制作时要先后经过扫描电极、介质层和寻址电极的印刷，介质层必须印刷三次以上才能有效绝缘横纵电极，使得介质厚度较大(25?30 μ m)，且扫描电极厚度也约为10?15 μ m,故在前两步印刷以后，样片的厚度差大于30 μ m，因此在印刷寻址电极前，基片表面不再平整。寻址电极的图形设计要求其必须能够很好的印刷在玻璃基底上(引线部分)，又能将图形印刷在介质层之上(横纵电极重叠部分)，所以在印刷寻址电极时，刮板压力无法均与分布在样片上，寻址电极的印刷就变的很困难:引线部分不容易印到基片上，横纵重叠部分易扩散到扫描电极上造成短路。因此发明人对交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法进行了改进。
[0037]图4是本发明提供的改进后的印刷方法的流程图。其具体工艺步骤为:丝网印刷第一层介质221时,对准之后通过位移承印面板将样片向上移动75 μ m,使第一层介质221印刷在偏离设计位置且向下75 μ m处，介质正方形的下边缘正好和本单元的寻址电极210的第二电极231的上边缘相切，其上边缘与扫描电极200的上边缘重合。与之对应，在印刷第二层介质222时,样片对准之后向反方向向下移动75μηι,使第二层介质222印刷在偏离设计位置且向上75 μ m的地方，介质正方形的上边缘与上一个单元寻址电极210的第二电极231下边缘相切，下边缘与本单元扫描电极200的下边缘重合。第三层介质223即可印刷在设计位置，保证扫描电极200上方及附近范围还是具有三层印刷介质的厚度，能够起到良好的绝缘作用。这里需要说明的是，上述移动的75 μ m为设计布局图中的尺寸，在实际印刷时需考虑介质层的扩散，故上下移动40-50 μ m即可，具体情况根据刮板压力、介质稀稠度和实验室温度来确定。
[0038]图5是本发明提供的改进后的印刷方法的流程图。其具体工艺步骤为:丝网印刷第一层介质221时，对准之后通过位移丝网位置将丝网向上移动75 μ m,使第一层介质221印刷在偏离设计位置且向上75 μ m处，介质正方形的上边缘正好和本单元的寻址电极210的第二电极231的下边缘相切，其下边缘与扫描电极200的下边缘重合。与之对应，在印刷第二层介质222时，对准之后将丝网向反方向向下移动75 μ m,使第二层介质222印刷在偏离设计位置且向上75 μ m的地方，介质正方形的下边缘与下一个单元寻址电极210的第二电极231上边缘相切，上边缘与本单元扫描电极200的上边缘重合。第三层介质223即可印刷在设计位置，保证扫描电极200上方及附近范围还是具有三层印刷介质的厚度，能够起到良好的绝缘作用。这里需要说明的是，上述移动的75 μ m为设计布局图中的尺寸，在实际印刷时需考虑介质层的扩散，故上下移动40-50 μ m即可，具体情况根据刮板压力、介质稀稠度和实验室温度来确定。
[0039]下面通过具体的实施例对本发明提供的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法作进一步详细说明。
[0040]实施例1
[0041]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组厚度为10nm、材质为钼的电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极230和横向的第二电极231，且每组电极中第一电极230和第二电极231之间有10 μ m的间隙；磁控溅射的工艺条件为:工作气压为0.13Pa，基板温度为220°C，Ar气流量为25SCCm，溅射功率为150W，溅射时间为240s ；
[0042]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行厚度为10 μ m、材质为银的横向的扫描电极200,使电极阵列中每行的第一电极230共用一个扫描电极200,印刷时将扫描电极200印刷在第一电极230远离第二电极231的一端,使第一电极230靠近第二电极231的一端露出；丝网印刷扫描电极的印刷参数为:刮刀角度为76。，刮刀速度为2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的扫描电极的厚度为IOym ;
[0043]3)先用丝网印刷法在扫描电极200上印刷若干个介质层220，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层220上印刷若干列厚度为10 μ m、材质为银的纵向的寻址电极210，使扫描电极200和寻址电极210的交叉部分通过介质层220间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极231共用一个寻址电极210，印刷时将寻址电极210印刷在第二电极231远离第一电极230的一端，使第二电极231靠近第一电极230的一端露出；丝网印刷寻址电极的印刷参数为:刮刀角度为为76。，刮刀速度为2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的寻址电极的厚度为ΙΟμL? ;
[0044]其中在印刷每个介质层220时，使介质层220由扫描电极200处分别向上下两侧纵向延伸其一端与本单元的第二电极231的上边缘相切，另一端与上一单元的第二电极231的下边缘相切，使得到的介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层220的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度为27 μ m,且介质层220的厚度沿扫描电极200的横轴对称分布；介质层220包括三层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质221、第二层绝缘介质222和第三层绝缘介质223 ;参见图4，印刷时通过位移承印面板，先将第一层绝缘介质221印刷在下移的设计位置处，然后将第二层绝缘介质222印刷在上移的设计位置处，最后将第三层绝缘介质223印刷在设计位置处；其中印刷在下移的设计位置上的第一层绝缘介质221的上边缘与扫描电极200的上边缘重合，下边缘与本单元的第二电极231的上边缘相切；印刷在上移的设计位置上的第二层绝缘介质222的下边缘与扫描电极200的下边缘重合，上边缘与上一单元的第二电极231的下边缘相切；印刷在设计位置上的第三层绝缘介质223的横轴与扫描电极200的横轴重合；每层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为76°，刮刀速度为1.5cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每层绝缘介质的厚度为9 μ m。介质层的材料为NP-7858R，主要成分为一氧化铅，由日本NORITAKE公司生产，可以有效的将下板发光反射到上板,增强器件发光亮度，也同样具有很好的绝缘性能；
[0045]4)用磁控溅射法在第一电极230和第二电极231相互靠近的一端及其间隙上溅射厚度为30nm的氧化钯材质的表面传导电子发射薄膜250 ;磁控溅射参数为:工作气压为0.2Pa，基板温度为135°C，Ar气流量为20sccm，02气流量为30sccm，溅射功率为100W，溅射时间为40s。
[0046]实施例2
[0047]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组厚度为16nm、材质为镍的电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极230和横向的第二电极231，且每组电极中第一电极230和第二电极231之间有8 μ m的间隙；磁控溅射的工艺条件为:工作气压为0.13Pa，基板温度为150°C，Ar气流量为20SCCm，溅射功率为150W，溅射时间为120s ；
[0048]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行厚度为15 μ m、材质为银的横向的扫描电极200,使电极阵列中每行的第一电极230共用一个扫描电极200,印刷时将扫描电极200印刷在第一电极230远离第二电极231的一端,使第一电极230靠近第二电极231的一端露出；丝网印刷扫描电极的印刷参数为:刮刀角度为78°，刮刀速度为2.5cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮 刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的扫描电极的厚度为15μπι ;
[0049]3)先用丝网印刷法在扫描电极200上印刷若干个介质层220，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层220上印刷若干列厚度为15 μ m、材质为银的纵向的寻址电极210,使扫描电极200和寻址电极210的交叉部分通过介质层220间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极231共用一个寻址电极210，印刷时将寻址电极210印刷在第二电极231远离第一电极230的一端，使第二电极231靠近第一电极230的一端露出；丝网印刷寻址电极的印刷参数为:刮刀角度为为78°，刮刀速度为2.5cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的寻址电极的厚度为15μL? ;
[0050]其中在印刷每个介质层220时，使介质层220由扫描电极200处分别向上下两侧纵向延伸其一端与本单元的第二电极231的下边缘相切，另一端与下一单元的第二电极231的上边缘相切，使得到的介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层220的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度为30 μ m,且介质层220的厚度沿扫描电极200的横轴对称分布；介质层220包括三层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质221、第二层绝缘介质222和第三层绝缘介质223;参见图5，印刷时通过位移丝网，先将第一层绝缘介质221印刷在上移的设计位置处，然后将第二层绝缘介质222印刷在下移的设计位置处，最后将第三层绝缘介质223印刷在设计位置处；其中印刷在上移的设计位置上的第一层绝缘介质221的下边缘与扫描电极200的下边缘重合，上边缘与本单元的第二电极231的下边缘相切；印刷在下移的设计位置上的第二层绝缘介质222的上边缘与扫描电极200的上边缘重合，下边缘与下一单元的第二电极231的上边缘相切；印刷在设计位置上的第三层绝缘介质223的横轴与扫描电极200的横轴重合；每层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为78°，刮刀速度为2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每层绝缘介质的厚度为?ο μ m。介质层的材料为NP-7858R，主要成分为一氧化铅，由日本NORITAKE公司生产，可以有效的将下板发光反射到上板，增强器件发光亮度，也同样具有很好的绝缘性能；
[0051]4)用磁控溅射法在第一电极230和第二电极231相互靠近的一端及其间隙上溅射厚度为60nm的氧化锌材质的表面传导电子发射薄膜250 ;磁控溅射参数为:工作气压为
0.2Pa，基板温度为150°C，Ar气流量为20sccm，O2气流量为5sccm，溅射功率为150W，溅射时间为600s。
[0052]实施例3
[0053]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组厚度为15nm、材质为铜的电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极230和横向的第二电极231，且每组电极中第一电极230和第二电极231之间有10 μ m的间隙；磁控溅射的工艺条件为:工作气压为0.13Pa，基板温度为150°C ，Ar气流量为22SCCm，溅射功率为150W，溅射时间为60s ；
[0054]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行厚度为10 μ m、材质为银的横向的扫描电极200,使电极阵列中每行的第一电极230共用一个扫描电极200,印刷时将扫描电极200印刷在第一电极230远离第二电极231的一端,使第一电极230靠近第二电极231的一端露出；丝网印刷扫描电极的印刷参数为:刮刀角度为76。，刮刀速度为2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的扫描电极的厚度为IOym ;
[0055]3)先用丝网印刷法在扫描电极200上印刷若干个介质层220，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层220上印刷若干列厚度为15 μ m、材质为银的纵向的寻址电极210,使扫描电极200和寻址电极210的交叉部分通过介质层220间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极231共用一个寻址电极210，印刷时将寻址电极210印刷在第二电极231远离第一电极230的一端，使第二电极231靠近第一电极230的一端露出；丝网印刷寻址电极的印刷参数为:刮刀角度为为78°，刮刀速度为2.5cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的寻址电极的厚度为15μL? ;
[0056]其中在印刷每个介质层220时，使介质层220由扫描电极200处分别向上下两侧纵向延伸其一端与本单元的第二电极231的下边缘相切，另一端与下一单元的第二电极231的上边缘相切，使得到的介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层220的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度为30 μ m,且介质层220的厚度沿扫描电极200的横轴对称分布；介质层220包括三层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质221、第二层绝缘介质222和第三层绝缘介质223 ;参见图5，印刷时通过位移承印面板，先将第一层绝缘介质221印刷在上移的设计位置处，然后将第二层绝缘介质222印刷在下移的设计位置处，最后将第三层绝缘介质223印刷在设计位置处；其中印刷在上移的设计位置上的第一层绝缘介质221的下边缘与扫描电极200的下边缘重合，上边缘与本单元的第二电极231的下边缘相切；印刷在下移的设计位置上的第二层绝缘介质222的上边缘与扫描电极200的上边缘重合，下边缘与下一单元的第二电极231的上边缘相切；印刷在设计位置上的第三层绝缘介质223的横轴与扫描电极200的横轴重合；每层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为78。，刮刀速度为2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每层绝缘介质的厚度为10 μ m。介质层的材料为NP-7858R，主要成分为一氧化铅，由日本NORITAKE公司生产，可以有效的将下板发光反射到上板，增强器件发光亮度，也同样具有很好的绝缘性能；
[0057]4)用磁控溅射法在第一电极230和第二电极231相互靠近的一端及其间隙上溅射厚度为40nm的氧化钯材质的表面传导电子发射薄膜250 ;磁控溅射参数为:工作气压为
0.2Pa，基板温度为140°C，Ar气流量为20sccm，02气流量为20sccm，溅射功率为110W，溅射时间为60s。
[0058]实施例4
[0059]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组厚度为16nm、材质为铬的电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极230和横向的第二电极231，且每组电极中第一电极230和第二电极231之间有8 μ m的间隙；磁控溅射的工艺条件为:工作气压为0.13Pa，基板温度为150°C，Ar气流量为23SCCm，溅射功率为150W，溅射时间为120s ；
[0060]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行厚度为15 μ m、材质为银的横向的扫描电极200,使电极阵列中每行的第一电极230共用一个扫描电极200,印刷时将扫描电极200印刷在第一电极230远离第二电极231的一端,使第一电极230靠近第二电极231的一端露出；丝网印刷扫描电极的印刷参数为:刮刀角度为78°，刮刀速度为2.5cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮 刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的扫描电极的厚度为15μπι ;
[0061]3)先用丝网印刷法在扫描电极200上印刷若干个介质层220，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层220上印刷若干列厚度为10 μ m、材质为银的纵向的寻址电极210，使扫描电极200和寻址电极210的交叉部分通过介质层220间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极231共用一个寻址电极210，印刷时将寻址电极210印刷在第二电极231远离第一电极230的一端，使第二电极231靠近第一电极230的一端露出；丝网印刷寻址电极的印刷参数为:刮刀角度为为76。，刮刀速度为2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的寻址电极的厚度为ΙΟμL? ;
[0062]其中在印刷每个介质层220时，使介质层220由扫描电极200处分别向上下两侧纵向延伸其一端与本单元的第二电极231的上边缘相切，另一端与上一单元的第二电极231的下边缘相切，使得到的介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层220的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度为27 μ m，且介质层220的厚度沿扫描电极200的横轴对称分布；介质层220包括三层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质221、第二层绝缘介质222和第三层绝缘介质223 ;参见图4，印刷时通过位移丝网，先将第一层绝缘介质221印刷在下移的设计位置处，然后将第二层绝缘介质222印刷在上移的设计位置处，最后将第三层绝缘介质223印刷在设计位置处；其中印刷在下移的设计位置上的第一层绝缘介质221的上边缘与扫描电极200的上边缘重合，下边缘与本单元的第二电极231的上边缘相切；印刷在上移的设计位置上的第二层绝缘介质222的下边缘与扫描电极200的下边缘重合，上边缘与上一单元的第二电极231的下边缘相切；印刷在设计位置上的第三层绝缘介质223的横轴与扫描电极200的横轴重合；每层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为76°，刮刀速度为
1.5cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每层绝缘介质的厚度为9 μ m。介质层的材料为NP-7858R，主要成分为一氧化铅，由日本NORITAKE公司生产，可以有效的将下板发光反射到上板，增强器件发光亮度，也同样具有很好的绝缘性能；
[0063]4)用磁控溅射法在第一电极230和第二电极231相互靠近的一端及其间隙上溅射厚度为50nm的氧化锌材质的表面传导电子发射薄膜250 ;磁控溅射参数为:工作气压为
0.2Pa，基板温度为145°C，Ar气流量为25sccm，O2气流量为lOsccm，溅射功率为140W，溅射时间为500s。
[0064]实施例5
[0065]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组厚度为18nm、材质为镍和钴的复合材料的电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极230和横向的第二电极231，且每组电极中第一电极230和第二电极231之间有20μπι的间隙；磁控溅射的工艺条件为:工作气压为0.13Pa，基板温度为160°C，Ar气流量为21sCCm，溅射功率为150W，溅射时间为120s ；
[0066]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行厚度为12 μ m、材质为银的横向的扫描电极200,使电极阵列中每行的第一电极230共用一个扫描电极200,印刷时将扫描电极200印刷在第一电极230远离第二电极231的一端,使第一电极230靠近第二电极231的一端露出；丝网印刷扫描电极的印刷参数为:刮刀角度为77°，刮刀速度为2.2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的扫描电极的厚度为12ym;
[0067]3)先用丝网印刷法在扫描电极200上印刷若干个介质层220，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层220上印刷若干列厚度为15 μ m、材质为银的纵向的寻址电极210,使扫描电极200和寻址电极210的交叉部分通过介质层220间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极231共用一个寻址电极210，印刷时将寻址电极210印刷在第二电极231远离第一电极230的一端，使第二电极231靠近第一电极230的一端露出；丝网印刷寻址电极的印刷参数为:刮刀角度为为77°，刮刀速度为2.2cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的寻址电极的厚度为15 μ m ;
[0068]其中在印刷每个介质层220时，使介质层220由扫描电极200处分别向上下两侧纵向延伸其一端靠近于本单元的第二电极231的上边缘，另一端靠近于上一单元的第二电极231的下边缘，使得到的介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层220的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度为24 μ m,且介质层220的厚度沿扫描电极200的横轴对称分布；介质层220包括两层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质221和第二层绝缘介质222 ;印刷时通过位移丝网，先将第一层绝缘介质221印刷在下移的设计位置处，然后将第二层绝缘介质222印刷在上移的设计位置处；其中印刷在下移的设计位置上的第一层绝缘介质221的上边缘与扫描电极200的上边缘重合，下边缘靠近于本单元的第二电极231的上边缘；印刷在上移的设计位置上的第二层绝缘介质222的下边缘与扫描电极200的下边缘重合,上边缘靠近于上一单元的第二电极231的下边缘；每层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为77°，刮刀速度为1.7cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为12.5mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每层绝缘介质的厚度为12 μ m。介质层的材料为NP-7858R，主要成分为一氧化铅，由日本NORITAKE公司生产，可以有效的将下板发光反射到上板，增强器件发光亮度，也同样具有很好的绝缘性能；
[0069]4)用磁控溅射法在第一电极230和第二电极231相互靠近的一端及其间隙上溅射厚度为55nm的氧化锌材质的表面传导电子发射薄膜250 ;磁控溅射参数为:工作气压为0.2Pa，基板温度为150°C，Ar气流量为25sccm，O2气流量为8sccm，溅射功率为150W，溅射时间为550s。
[0070]实施例6
[0071]I)用磁控溅射法在基板上溅射若干组厚度为20nm、材质为铜和镍的复合材料的电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极230和横向的第二电极231，且每组电极中第一电极230和第二电极231之间有15 μ m的间隙；磁控派射的工艺条件为:工作气压为0.13Pa，基板温度为150°C，Ar气流量为24sCCm，溅射功率为150W，溅射时间为60s ；
[0072]2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行厚度为15 μ m、材质为银的横向的扫描电极200,使电极阵列中每行的第一电极230共用一个扫描电极200,印刷时将扫描电极200印刷在第一电极230远离第二电极231的一端,使第一电极230靠近第二电极231的一端露出；丝网印刷扫描电极的印刷参数为:刮刀角度为77°，刮刀速度为2.3cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的扫描电极的厚度为15μπι ;
[0073]3)先用丝网印刷法在扫描电极200上印刷若干个介质层220，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层220上印刷若干列厚度为12 μ m、材质为银的纵向的寻址电极210，使扫描电极200和寻址电极210的交叉部分通过介质层220间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极231共用一个寻址电极210，印刷时将寻址电极210印刷在第二电极231远离第一电极230的一端，使第二电极231靠近第一电极230的一端露出；丝网印刷寻址电极的印刷参数为:刮刀角度为为77°，刮刀速度为2.lcm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每次印刷得到的寻址电极的厚度为12μL? ;
[0074]其中在印刷每个介质层220时，使介质层220由扫描电极200处分别向上下两侧纵向延伸其一端靠近于本单元的第二电极231的下边缘，另一端靠近于下一单元的第二电极231的上边缘，使得到的介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层220的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中介质层220中位于扫描电极200上的部分的厚度为32 μ m，且介质层220的厚度沿扫描电极200的横轴对称分布；介质层220包括四层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质221、第二层绝缘介质222、第三层绝缘介质223和第四层绝缘介质；印刷时通过位移承印面板，先将第一层绝缘介质221印刷在下移的设计位置处，然后将第二层绝缘介质222印刷在上移的设计位置处，再将第三层绝缘介质223印刷在下移的设计位置处，最后将第四层绝缘介质印刷在上移的设计位置处；其中印刷在下移的设计位置上的第一层绝缘介质221和第三层绝缘介质的上边缘与扫描电极200的上边缘重合，下边缘靠近于本单元的第二电极231的上边缘；印刷在上移的设计位置上的第二层绝缘介质222和第四层绝缘介质的下边缘与扫描电极200的下边缘重合,上边缘靠近于上一单元的第二电极231的下边缘；每层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为77°，刮刀速度为1.8cm/s，根据基板厚度，调整基板到刮刀的距离为15mm，从而保证印刷过程中刮刀能够均匀压在基板上，每层绝缘介质的厚度为8 μ m。介质层的材料为NP-7858R，主要成分为一氧化铅，由日本NORITAKE公司生产，可以有效的将下板发光反射到上板，增强器件发光亮度，也同样具有很好的绝缘性能；
[0075]4)用磁控溅射法在第一电极230和第二电极231相互靠近的一端及其间隙上溅射厚度为35nm的氧化钯材质的表面传导电子发射薄膜250 ;磁控溅射参数为:工作气压为
0.2Pa，基板温度为135°C，Ar气流量为22sccm，02气流量为25sccm，溅射功率为120W，溅射时间为50s。
[0076]为了证明本发明的良好效果，以制备64X64交叉电极结构的SED阴极基板为例进行了对比实验，结果表明，与传统的丝印工艺相比，本发明提供的印刷方法将移位介质印刷方法和丝网倾斜印刷方法结合使用，使64X64交叉电极结构的SED阴极基板的质量有了明显的改善，废品率从传统丝印工艺的大于80%降低至小于30%，效果明显。图6a中所示为金相显微镜下使用传统丝印工艺制备的64X64交叉电极结构的SED阴极基板的实物图，图中上方较大的圆圈标明了介质层的分布范围，下方较小的圆圈表示纵向寻址电极(Ag电极)的分布范围。由图6a可见，传统丝印工艺所制备的64X64交叉电极结构的SED阴极基板纵向电极的扩散情况是很严重的，小圈中所标示的纵向电极宽度几乎为原设计宽度的3倍，甚至更大，这样纵向寻址电极非常容易扩散到横向的扫描电极的第一电极部分而使交叉电极短路。另一方面，为了控制Ag浆料在介质间的扩散，纵向寻址电极的引线部分难以连续印刷，往往会出现电极断路的情况，只能在印刷完成后人为的进行Ag浆料补偿使电极连续。图6b所示为金相显微镜下本发明提供的印刷方法制备出的64X64交叉电极结构的SED阴极基板的实物图，二者比较可看出，经过本发明的改进工艺后制备的介质层覆盖范围明显增大，介质方形结构之间只有纵向寻址电极的第二电极部分，大大降低了电极短路的概率，并且使得连续印刷的难度大大降低。
【权利要求】
1.一种交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)用磁控溅射法在基板上溅射若干组电极，形成电极阵列，其中每组电极包括纵向的第一电极(230)和横向的第二电极(231)，且每组电极中第一电极(230)和第二电极(231)之间有8~20 μ m的间隙； 2)用丝网印刷法在电极阵列上印刷若干行横向的扫描电极(200)，使电极阵列中每行的第一电极(230)共用一个扫描电极(200),印刷时将扫描电极(200)印刷在第一电极(230)远离第二电极(231)的一端,使第一电极(230)靠近第二电极(231)的一端露出； 3)先用丝网印刷法在扫描电极(200)上印刷若干个介质层(220)，然后用丝网印刷法在电极阵列和介质层(220)上印刷若干列纵向的寻址电极(210)，使扫描电极(200)和寻址电极(210)的交叉部分通过介质层(220)间隔开并绝缘，并使电极阵列中每列的第二电极(231)共用一个寻址电极(210)，印刷时将寻址电极(210)印刷在第二电极(231)远离第一电极(230)的一端,使第二电极(231)靠近第一电极(230)的一端露出； 其中在印刷每个介质层(220)时，使介质层(220)由扫描电极(200)处分别向上下两侧纵向延伸，并使延伸部分的介质层(220)的厚度沿延伸方向逐渐减小； 4)用磁控溅射法在第一电极(230)和第二电极(231)相互靠近的一端及其间隙上溅射表面传导电子发射薄膜(250 )。
2.根据权利要求1所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:所述的介质层(220)由扫描电极(200)处分别向上下两侧纵向延伸至其一端靠近或相切于本单元的第二电极(231)的上边缘，另一端靠近或相切于上一单元的第二电极(231)的下边缘；或者一端靠近或相切于本单元的第二电极(231)的下边缘，另一端靠近或相切于下一单元的第二电极(231)的上边缘。
3.根据权利要求1或2所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:所述的介质层(220)包括至少两层绝缘介质，各层绝缘介质均采用丝网印刷法通过移位承印面板或丝网的位置依次印刷制得，使得到的介质层(220)中位于扫描电极(200)上的部分的厚度大于两侧延伸部分的厚度，并使延伸部分的介质层(220)的厚度沿延伸方向逐渐减小；其中丝网印刷各层绝缘介质的印刷参数为:刮刀角度为76~78。，刮刀速度为1.5~2cm/s,基板与刮刀的距离为12.5~15mm。
4.根据权利要求3所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:所述的介质层(220)包括三层绝缘介质，分别为第一层绝缘介质(221)、第二层绝缘介质(222)和第三层绝缘介质(223);印刷时先将第一层绝缘介质(221)印刷在下移的设计位置、上移的设计位置和设计位置中的任意一处，然后将第二层绝缘介质(222)印刷在剩余两处位置中的任意一处，最后将第三层绝缘介质(223)印刷在最终剩余的位置上；其中印刷在设计位置上的绝缘介质的横轴与扫描电极(200)的横轴重合；印刷在下移的设计位置上的绝缘介质的上边缘与扫描电极(200)的上边缘重合；印刷在上移的设计位置上的绝缘介质的下边缘与扫描电极(200)的下边缘重合。
5.根据权利要求3所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:所述的 介质层(220)中每层绝缘介质的厚度为8~12 μ m，介质层(220)中位于扫描电极(200)上的部分的厚度为24~32 μ m。
6.根据权利要求3所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:构成介质层(220)的材料为日本NORITAKE公司生产的NP-7858R型绝缘材料，其主要成分为一氧化铅。
7.根据权利要求3所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:构成第一电极(230)和第二电极(231)的材料包括钼、铜、镍、铬及其复合材料，其厚度为 10 ~20nm ； 所述的扫描电极(200)和寻址电极(210)的厚度为10~15μπι，构成扫描电极(200)和寻址电极(210)为银； 所述的表面传导电子发射薄膜(250)的厚度为30nm~60nm，构成表面传导电子发射薄膜(250)的材料包括氧化锌或氧化钮。
8.根据权利要求7所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:所述的步骤I)中磁控溅射的具体参数为:工作气压为0.13Pa，基板温度为150~220°C，Ar气流量为20~25sccm，溅射功率为150W，溅射时间为60~240s。
9.根据权利要求7所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:丝网印刷法印刷扫描电极和寻址电极的具体参数为:刮刀角度为76~78°，刮刀速度为.2~2.5cm/s,基板与刮刀的距离为12.5~15mm。
10.根据权利要 求7所述的交叉电极结构的SED阴极基板的丝网印刷方法，其特征在于:所述的步骤4)中磁控溅射的具体参数为:工作气压为0.2Pa，基板温度为135~150°C，Ar气流量为20~25sccm，02气流量为5~30sccm，溅射功率为100~150W，溅射时间为.40 ~600so
【文档编号】H01J9/02GK103935145SQ201410131877
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】吴胜利, 王晓, 周子云, 张劲涛, 王文江, 刘震 申请人:西安交通大学