[发明专利]一种反射式场发射电子光源器件及制备方法

权利要求书

1.一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：所述方法包括图案化透明的ITO阴极制备、电子发射体制备、非透明反射式半球凹槽阳极制备和电子光源器件组装，具体包括以下步骤：

（1）图案化透明的ITO阴极制备：先将ITO玻璃进行超声处理和干燥处理，然后在ITO玻璃上丝网印刷感光胶，经干燥冷却后进行曝光处理，曝光之后采用Na₂CO₃溶液对涂覆有感光胶的玻璃喷淋显影，接着用盐酸、硝酸和水的混合液对ITO喷淋刻蚀，将湿法刻蚀的基片浸泡在丙酮溶液中，形成透明的阴极玻璃基底和线宽为6~30μm的条状ITO电极；

（2）电子发射体制备：将图案匹配的金属掩膜版与步骤（1）制备好的ITO玻璃基板固定，置于磁控溅射镀膜机腔体内，在ITO玻璃基板表面溅射沉积AZO种子层，随后将覆盖有AZO种子层的ITO玻璃基片放入硝酸锌和六次甲基四胺溶液中，在80-100℃下保温6-24h制备ZnO纳米棒阵列，形成电子发射体；

（3）非透明反射式半球凹槽阳极制备：选取玻璃基底进行表面拋光，并在拋光面磁控溅射厚度为60~150 nm 的Cr膜，然后在Cr膜上旋涂光刻胶，经前烘、光刻、显影和坚膜处理后分别对Cr膜和玻璃基片进行刻蚀，刻蚀完成后清洗玻璃基底并去除光刻胶及Cr膜，形成凹槽深度为60~200 μm的半球状凹槽阳极，然后对半球状凹槽阳极进行超声清洗和烘烤，将图案匹配的金属掩膜版与刻蚀好的阳极玻璃固定，采用喷涂技术，在半球凹槽阳极表面依次沉积厚3~8 μm的纳米Ag层和厚1~3μm的电子荧光粉；

（4）电子光源器件组装：将制备好的生长有图案化的氧化锌纳米棒阵列阴极、隔离子与制作好的非透明反射式阳极组装成反射式场发射电子光源器件。

2.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（1）中超声处理是分别丙酮、乙醇和纯水中超声15min，干燥处理是在110℃下烘干2h。

3.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的感光胶为LPR-800负性感光胶，印刷厚度为12μm。

4.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的曝光处理是在强度为4.4mW/cm²的紫外深度光刻机上曝光15s。

5.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的Na₂CO₃溶液质量浓度为1%，盐酸、硝酸和水的混合液中盐酸、硝酸和水体积比为50:6:50，喷淋刻蚀的温度为60℃。

6.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（2）中溅射沉积AZO种子层的条件为：腔体抽真空至6×10^-4Pa，同时加热ITO玻璃基片到200℃，随后腔体通入30 SCCM氩气，调整AZO靶功率为90 W，偏压60 V，腔压0.43 Pa，ZnO和AL原子比为99:1，沉积时间为12min；AZO种子层厚度为50nm。

7.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（2）中硝酸锌和六次甲基四胺的摩尔比为1:1，六次甲基四胺浓度为0.01-0.03M。

8.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（3）中光刻胶为AZ4620光刻胶，其胶厚为5~15μm。

9.根据权利要求1所述一种反射式场发射电子光源器件的制备方法，其特征在于：步骤（3）中Cr膜刻蚀液为KMnO₄、NaOH和H₂O混合液，其质量比为10:3:100；玻璃基底刻蚀液为HF和NH₄F 混合液，其浓度均为0.5mol/L，刻蚀Cr膜时间为3~10 min，刻蚀玻璃基片时间为27~100 min。

10.一种如权利要求1-9所述的制备方法制得的反射式场发射电子光源器件。