[發明專利]一種反射式場發射電子光源器件及制備方法

在審

• 申請號: 201910132063.5
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109887816A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 馬立安;賴文宗;林俊杰;魏朝暉;葉曉云;施志鑫;丁越;唐天寶
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: H01J1/304
• 分類號: H01J1/304;H01J1/40;H01J63/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：所述方法包括圖案化透明的ITO陰極制備、電子發射體制備、非透明反射式半球凹槽陽極制備和電子光源器件組裝，具體包括以下步驟：

（1）圖案化透明的ITO陰極制備：先將ITO玻璃進行超聲處理和干燥處理，然后在ITO玻璃上絲網印刷感光膠，經干燥冷卻后進行曝光處理，曝光之后采用Na₂CO₃溶液對涂覆有感光膠的玻璃噴淋顯影，接著用鹽酸、硝酸和水的混合液對ITO噴淋刻蝕，將濕法刻蝕的基片浸泡在丙酮溶液中，形成透明的陰極玻璃基底和線寬為6~30μm的條狀ITO電極；

（2）電子發射體制備：將圖案匹配的金屬掩膜版與步驟（1）制備好的ITO玻璃基板固定，置于磁控濺射鍍膜機腔體內，在ITO玻璃基板表面濺射沉積AZO種子層，隨后將覆蓋有AZO種子層的ITO玻璃基片放入硝酸鋅和六次甲基四胺溶液中，在80-100℃下保溫6-24h制備ZnO納米棒陣列，形成電子發射體；

（3）非透明反射式半球凹槽陽極制備：選取玻璃基底進行表面拋光，并在拋光面磁控濺射厚度為60~150 nm 的Cr膜，然后在Cr膜上旋涂光刻膠，經前烘、光刻、顯影和堅膜處理后分別對Cr膜和玻璃基片進行刻蝕，刻蝕完成后清洗玻璃基底并去除光刻膠及Cr膜，形成凹槽深度為60~200 μm的半球狀凹槽陽極，然后對半球狀凹槽陽極進行超聲清洗和烘烤，將圖案匹配的金屬掩膜版與刻蝕好的陽極玻璃固定，采用噴涂技術，在半球凹槽陽極表面依次沉積厚3~8 μm的納米Ag層和厚1~3μm的電子熒光粉；

（4）電子光源器件組裝：將制備好的生長有圖案化的氧化鋅納米棒陣列陰極、隔離子與制作好的非透明反射式陽極組裝成反射式場發射電子光源器件。

2.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（1）中超聲處理是分別丙酮、乙醇和純水中超聲15min，干燥處理是在110℃下烘干2h。

3.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（1）中的感光膠為LPR-800負性感光膠，印刷厚度為12μm。

4.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（1）中的曝光處理是在強度為4.4mW/cm²的紫外深度光刻機上曝光15s。

5.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（1）中的Na₂CO₃溶液質量濃度為1%，鹽酸、硝酸和水的混合液中鹽酸、硝酸和水體積比為50:6:50，噴淋刻蝕的溫度為60℃。

6.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（2）中濺射沉積AZO種子層的條件為：腔體抽真空至6×10^-4Pa，同時加熱ITO玻璃基片到200℃，隨后腔體通入30 SCCM氬氣，調整AZO靶功率為90 W，偏壓60 V，腔壓0.43 Pa，ZnO和AL原子比為99:1，沉積時間為12min；AZO種子層厚度為50nm。

7.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（2）中硝酸鋅和六次甲基四胺的摩爾比為1:1，六次甲基四胺濃度為0.01-0.03M。

8.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（3）中光刻膠為AZ4620光刻膠，其膠厚為5~15μm。

9.根據權利要求1所述一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，其特征在于：步驟（3）中Cr膜刻蝕液為KMnO₄、NaOH和H₂O混合液，其質量比為10:3:100；玻璃基底刻蝕液為HF和NH₄F 混合液，其濃度均為0.5mol/L，刻蝕Cr膜時間為3~10 min，刻蝕玻璃基片時間為27~100 min。

10.一種如權利要求1-9所述的制備方法制得的反射式場發射電子光源器件。