[发明专利]有机高分子共聚物铁电阴极发射体和制作方法

权利要求书

1.一种有机高分子共聚物铁电阴极发射体，包括衬底(1)、底电极层(2)和顶电极层(4)；其特征在于，还包括一有机共聚物PVDF-TrFE薄膜层(3)，所述的有机共聚物PVDF-TrFE薄膜层(3)的厚度在500纳米—10微米之间；所述的底电极层(2)设置在所述的衬底上(1)，该底电极层(2)为金属铝薄膜，其厚度为150纳米-300纳米；所述的有机共聚物PVDF-TrFE薄膜层(3)设置底电极层(2)上，在该有机铁电共聚物PVDF-TrFE层(3)上设置所述的顶电极层(4)，所述的顶电极层(4)为金属铝薄膜层，其厚度为150纳米-300纳米。

2.按权利要求1所述的有机高分子共聚物铁电阴极发射体，其特征在于，还包括一层化学增附剂薄膜层(5)，所述的化学增附剂薄膜层(5)设置在所述的底电极层(2)上，在所述的化学增附剂薄膜层(5)上再设置所述的有机共聚物PVDF-TrFE薄膜层(3)；所述的化学增附剂薄膜层(5)为六甲基二硅胺烷材料层，其厚度在5纳米以下。

3.按权利要求1所述的有机高分子共聚物铁电阴极发射体，其特征在于，所述的衬底为石英片、硅、带SiO₂的硅片或金属片。

4.按权利要求1所述的有机高分子共聚物铁电阴极发射体，其特征在于，所述的顶电极层(4)根据需要做成不同的形状的顶电极，所述的顶电极形状为带有梳子形图案的，圆环或点阵型。

5.按权利要求1所述的有机高分子共聚物铁电阴极发射体，其特征在于，所述的有机共聚物PVDF-TrFE薄膜层(4)由聚偏氟乙稀和三氟乙烯共聚组成，其聚偏氟乙稀和三氟乙烯摩尔含量比为75/25。

6.一种有机高分子共聚物铁电阴极发射体的制作方法，包括如下步骤：

1)取一衬底(1)，经超声清洗后烘干；

2)利用热蒸发方法在清洗好的衬底(1)上沉积底电极层(2)；

3)配制有机共聚物PVDF-TrFE溶液：先准备有机共聚物PVDF-TrFE，该有机共聚物PVDF-TrFE由聚偏氟乙稀和三氟乙烯共聚组成，其摩尔含量比为75/25；然后将所述有机共聚物PVDF-TrFE材料溶解在有机溶剂二甲基甲酰胺(DMF)中，有机共聚物PVDF-TrFE材料与有机溶剂二甲基甲酰胺，按照重量百分比配制成浓度为3wt％-12wt％的溶液；并放入玻璃容器内，然后再用磁力搅拌器在室温下搅拌至少6小时，使有机共聚物PVDF-TrFE材料充分溶解到二甲基甲酰胺有机溶剂中，然后室温保存；

4)再利用旋涂法，将步骤3)配制好的共聚物PVDF-TrFE溶液，在底电极上均匀旋涂一共聚物PVDF-TrFE薄膜层(4)，其厚度为500纳米—10微米；

5)将步骤4)旋涂好共聚物PVDF-TrFE层的样品放入退火炉中，在氮气气氛中、在140℃温度下退火至少2个小时；

6)最后利用热蒸发方法和掩模技术，在步骤5)制得样品的有机共聚物PVDF-TrFE层上，热蒸发沉积一层具有预定图案的顶电极(4)，完成整个发射体的四层结构。

7.按权利要求6所述的有机高分子共聚物铁电阴极发射体制作方法，其特征在于，还包括在步骤3)后，先利用旋涂法，在底电极层(2)上均匀涂上一层化学增附剂薄膜层(5)，然后在90℃温度下烘烤30秒，该化学增附剂薄膜层的厚度在5纳米以内；再在其上旋涂一共聚物PVDF-TrFE层(4)；所述的化学增附剂层为六甲基二硅胺烷。

8.按权利要求6所述的有机高分子共聚物铁电阴极发射体制作方法，其特征在于，在步骤5)中，先将退火炉的温度设置在140℃，当退火炉的温度达到80-90℃时就将样品放入退火腔体中，然后等到温度升高到140℃开始计时，退火时间达到2小时以上时开始自然降温到室温。