[发明专利]场发射阴极的制备方法及场发射器件

说明书

技术领域

本发明涉及放电管，特别是涉及一种场发射阴极的制备方法，还涉及一种场发射器件。

背景技术

场发射器件是一种新兴光源，其发光原理是：在电场作用下，低电势处的电子发射体发射电子，轰击高电势处的荧光体发出可见光。场发射器件具有低能耗、响应速度快以及低放电等优点，已经广泛应用于显示器、照明设备和微波元件中，具有巨大的应用潜力。

电子发射体是场发射光源中冷阴极的重要组成部分，其电子发射效率直接影响场发射光源的发光效率。而电子发射体的电子发射效率由两个因素决定，一是电子发射体自身的场增强因子，二是电子发射体与基板间的欧姆接触。电子发射体的场增强因子与其长径比、生长方向、生长密度有直接联系。目前，制备生长方向、长径比和密度可控的电子发射体，如ZnO纳米棒、碳纳米管等的技术已被公开。

低接触电阻的欧姆接触是实现高质量场发射器件的基础。因此，研发高性能场发射器件，必须尽量降低电子发射体与基板间的欧姆接触的接触电阻，提高电子发射体与基板间的热导率。

常用的改善欧姆接触的方法有快速热退火、铝掺杂等，这些方法能在一定程度上降低接触电阻，但热退火会造成电子发射体性能的不稳定，而只对接触区域进行铝掺杂的工艺相对复杂。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够实现降低电子发射体与基板间的接触电阻之目的的场发射阴极的制备方法。

一种场发射阴极的制备方法，包括：步骤一，获取基板；步骤二，在所述基板上形成电子发射体；步骤三，在所述基板设有电子发射体的一面涂覆金属浆料，形成所述金属层；所述金属浆料包括金属颗粒、有机溶剂及粘合剂，所述金属颗粒的尺寸为8~15纳米；步骤四，将形成有所述金属层的基板加热至目标温度，并进行保温处理；加热过程中温度上升速率为3~10摄氏度/分钟，所述目标温度为200~400摄氏度，所述保温时间为40~70分钟；步骤五，对所述基板进行冷却处理。

在其中一个实施例中，所述基板包括衬底和导电层，所述电子发射体设于所述导电层上；所述衬底的材质为玻璃、硅或陶瓷，所述导电层的材质为氧化铟锡。

在其中一个实施例中，所述电子发射体是氧化锌纳米棒、碳纳米管或微尖阵列。

在其中一个实施例中，所述金属是银、铂、钛中的至少一种，所述有机溶剂是丁基溶酐乙酸酯、二甘醇乙醚醋酸酯、异佛尔酮中的一种，所述粘合剂是环氧树脂或酚醛树脂。

在其中一个实施例中，所述金属层的厚度为0.4~0.8微米。

在其中一个实施例中，所述步骤三采用旋涂法或喷涂法涂覆所述金属浆料。

在其中一个实施例中，所述步骤三包括：将所述基板设有电子发射体的一面朝上，置于涂胶机中；以第一转速旋转所述基板，并向所述基板表面的中心持续滴入所述金属浆料；停止滴入所述金属浆料，并以第二转速旋转所述基板，所述第二转速大于第一转速。

在其中一个实施例中，所述第一转速是50转/分钟，所述第二转速是100转/分钟，所述向基板表面的中心持续滴入金属浆料的步骤中是以1滴/秒滴入且持续时间是4~6分钟，所述金属颗粒占所述金属浆料总重量的60~70%，所述金属颗粒的尺寸为8~12纳米，所述以第二转速旋转所述基板的持续时间为15~20秒。

在其中一个实施例中，所述步骤二是采用化学气相沉积或蒸镀工艺生长所述电子发射体。

还有必要提供一种场发射器件。

一种场发射器件，包括场发射阴极，所述场发射阴极包括基板和设于所述基板上的电子发射体，所述基板包括衬底和导电层，所述电子发射体设于所述导电层上，还包括覆盖于所述基板设有电子发射体的一面的金属层，所述场发射阴极采用上述场发射阴极的制备方法进行制备。

上述场发射阴极的制备方法，于基板表面、各电子发射体间的间隙内形成一层粘结金属层，使电子发射体与基板之间形成了良好的欧姆接触，接触电阻较低，提高了电子发射体与基板之间的热导率，从而提高电子发射体的电子发射效率，提高了场发射光源的发光效率。

附图说明

图1是一实施例中场发射阴极的制备方法的流程图；

图2是实施例1制备得到的场发射阴极的结构示意图；

图3是实施例3制备得到的场发射阴极的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1是一实施例中场发射阴极的制备方法的流程图，包括下列步骤：

S110，获取基板。