[发明专利]一种柔性透明场发射冷阴极的制备方法

说明书

本发明属于场发射冷阴极领域，提供了一种柔性透明场发射冷阴极的制备方法，其主要特征是在耐高温透明柔性基底上，基于超薄多孔氧化铝(AAO)模板以及真空物理沉积技术，实现在柔性及透光性良好的基底上的场发射冷阴极材料的制备。该制备方法主要包括4部分，(1)在柔性透明基底上沉积导电透明金膜；(2)在沉积金膜的基底上附着AAO模板；(3)利用真空物理沉积技术制备得spindt型金属阵列；(4)去除AAO模板。本发明的柔性透明场发射冷阴极制备方法简单、成本低、可进行大面积制备，在柔性平板显示器等领域中有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电子材料制备技术领域，具体涉及了一种柔性透明场发射冷阴极的制备方法，尤其涉及一种柔性透明场发射spindt阴极的制备方法。

背景技术

场发射的原理是通过外加电场使材料的表面势垒高度降低、宽度变窄，电子由于隧道效应穿过表面势垒，形成电子发射。场发射冷阴极可分为：以spindt型阴极为代表的金属尖锥阵列型，以碳纳米管为代表的新材料型，以及过渡金属氧化物等，其结构主要包括：发射体尖锥、绝缘层、导电层、栅极。如今，场发射冷阴极已经广泛应用于各个方面，例如场发射显示屏，它综合了阴极射线管和液晶显示器的优点，具备画质清晰、低功耗、寿命长、相应快等特性，此外还应用于晶体管、真空微波管、X射线管、电子显微等领域。

随着柔性电子器件的发展，柔性冷阴极材料也备受关注。与传统场发射冷阴极相比，柔性冷阴极材料在具有良好发射性能的同时有利于实现电子器件的小型化设计、方便携带、制造成本低的要求。因此，实现柔性场发射冷阴极材料的制备对于将来应用于可卷曲显示器等领域具有重要意义。

冷阴极作为柔性场发射器件的核心部件，是当前场发射研究的热点之一。但是对于spindt型冷阴极的制备方法仍有很大局限性，传统的制备工艺多采用光刻法制备阵列阴极，导致spindt型阴极阵列集成度较低，电子发射能力、发射电流密度难以大幅度提升，若要提高集成度，对于光刻设备精密度的要求就更高，以至于成本大大提高，此外，一些新型的制备方法例如利用热氧化法、化学气相沉积技术、紫外线光刻技术等，也具有发射性能不稳定等缺点。

因此，本发明使用的是通过真空物理沉积技术制备spindt型冷阴极的方法。在镀有导电金膜的云母片上，选择适合高度、孔径的AAO模板，通过控制金属沉积速率，利用屏蔽效应，形成良好的spindt尖锥，应用于冷阴极上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单，成本低，可大面积制备的柔性透明场发射spindt冷阴极的制备方法，以解决当前场发射冷阴极难以大面积制作等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方法：

一种柔性透明场发射冷阴极，包括：耐高温透明柔性基底，以及沉积在所述基底上的spindt型金属阵列。其中耐高温透明柔性基底为云母片。

一种柔性透明场发射冷阴极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在柔性透明基底上沉积导电透明金膜；

(2)在沉积金膜的基底上附着AAO模板；

(3)利用真空物理沉积技术制备得spindt型金属阵列；

(4)去除AAO模板，得到场发射阴极材料。

作为本发明进一步改进的技术方案，使用脉冲激光沉积技术在基底上沉积导电膜。

作为本发明进一步改进的技术方案，用滴管吸取适量乙醇，滴在基底上，在乙醇完全挥发前，将AAO模版贴附到基底上。

作为本发明进一步改进的技术方案，使用磁控溅射技术、脉冲激光沉积技术、电子束蒸发技术等，在基底上制备spindt型金属阵列。沉积的spindt型金属，可以选择功函数较小的金属，例如Ti,Wu等，金属的形状为spindt型，利于电子的发射；