[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

本發明公開了一種反射式場發射電子光源器件，其主要由透明陰極、電子發射體和非透明反射式陽極構成；其是在ITO玻璃基底上依次制作圖案化的ITO電極、磁控濺射AZO種子層、水熱生長ZnO納米棒陣列電子發射體得到生長有圖案化的氧化鋅納米棒陣列陰極；在玻璃基底上通過光刻和濕化學法制作相互獨立的半球型凹槽陽極單元，隨后依次在半球形凹槽內噴涂沉積導電層Ag膜和電子熒光粉得到非透明反射式陽極，然后結合隔離子組裝成反射式場發射電子光源器件；本發明的反射式場發射電子光源器件的電子束成像在陰極板一側，電子反射像呈現為平面光源，其不僅具有電子束自聚焦特性，還具有電場自增強性能，且器件的閾值電壓低、發光亮度高。

技術領域

本發明涉及一種反射式場發射電子光源器件及其制備方法，屬于真空電子技術領域。

背景技術

場致發射即冷陰極電子發射是依靠外電場的作用使材料表面勢壘高度降低、寬度變窄，電子通過量子力學的隧道效應穿過或越過表面勢壘而射入真空的現象。因場發射具有無延遲、高亮度和高色飽和度等優點，由納米冷陰極構成的場發射電子源如X-射線源、微波器件、顯示光源等在醫療、軍事和商業領域的應用備受關注。

傳統平面二極結構電子源(如附圖1所示)主要由陰極板、透明的陽極板和電子發射體構成，當對陰陽電極施加足夠大的電壓后發射體發射電子轟擊陽極板上的熒光粉而發光，電子發射像在陽極板一側呈現。二極結構電子源器件具有結構簡單，制作成本低的優點，但因自身存在無束斑聚焦、亮度低、所需陽極電壓高等缺點其應用受到限制。

發明內容

本發明的目的在于針對上述領域研究的不足，提供一種反射式場發射電子光源器件及其制備方法，該反射式場發射電子光源主要由透明陰極、電子發射體和非透明反射式陽極構成，其在ITO玻璃基底上依次制作圖案化的ITO電極、磁控濺射AZO種子層、水熱生長ZnO納米棒陣列電子發射體得到生長有圖案化的氧化鋅納米棒陣列陰極；在玻璃基底上通過光刻和濕化學法制作相互獨立的半球型凹槽陽極單元，隨后依次在半球形凹槽內噴涂沉積導電層Ag膜和電子熒光粉得到非透明反射式陽極，然后結合隔離子組裝成反射式場發射電子光源器件。

為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種反射式場發射電子光源器件的制備方法，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

將厚度為1.1mm的ITO玻璃分別在丙酮、乙醇和純水中超聲處理15min，隨后在干燥箱中110℃烘干2h；接著在ITO玻璃上絲網印刷LPR-800負性感光膠，印刷厚度為12μm，隨后將印有感光膠的玻璃在干燥箱中120℃保溫20 min；待感光膠自然冷卻后, 在強度為4.4mW/cm²的紫外深度光刻機上曝光15s；曝光之后采用質量濃度為1%的Na₂CO₃溶液對涂覆有感光膠的玻璃噴淋顯影；光固化的膠因溶于Na₂CO₃溶液而脫落，接著用體積比為50:6:50的鹽酸、硝酸和水的混合液在60℃下對ITO噴淋刻蝕，將濕法刻蝕的基片浸泡在丙酮溶液中，ITO表面的光刻膠因溶于丙酮而脫落，形成透明的陰極玻璃基底和線寬為6~30μm的條狀ITO電極。

（2）電子發射體的制備