[发明专利]场发射光源阴极及其制备方法、场发射光源器件

说明书

技术领域

本发明涉及真空电子器件领域，特别是涉及一种场发射光源阴极及其制备方法、场发射光源器件。

背景技术

场发射光源作为一种在低温或者室温下工作的新型冷阴极光源，具有低能耗、响应速度快以及低放电等优点，能实现均匀的、薄型的、面光源式的发光，可广泛应用于各个照明及装饰领域。

场发射光源包括阳极和阴极两个主要部分。其中，阴极至下而上依次包括衬底、阴极导电层、电子发射体和绝缘层。传统的场发射光源常用透明导电玻璃作为衬底。然而，具有这种结构的场发射光源器件一般为平板型，在有限的区域内其发光面积有限，不利于场发射光源器件光通量的提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种光通量较高且易于加工成曲面形状的场发射光源阴极及其制备方法。

一种场发射光源阴极包括柔性衬底、设在所述柔性衬底上的导电层、设于所述导电层上的催化剂阵列层及设在所述催化剂阵列层上的电子发射体阵列，所述催化剂阵列层的材料为能够催化所述电子发射体阵列生长的材料。

在其中一个实施例中，所述柔性衬底的材料为聚二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

在其中一个实施例中，所述电子发射体阵列为氧化锌纳米棒阵列，所述催化剂阵列层的材料为ZnO籽晶。

在其中一个实施例中，所述电子发射体阵列为碳纳米管阵列，所述催化剂阵列层的材料为Ni或Co。

在其中一个实施例中，还包括对应设在所述催化剂阵列层与所述导电层之间的金属缓冲阵列层。

上述场发射光源阴极采用柔性材料作为衬底材料，易弯曲加工，从而得到各种曲面场发射光源阴极。而且得到的曲面场发射光源阴极相对于平板场发射光源阴极，在有限的区域内增大了发光面积，提高了有限区域内的场发射光源的光通量。

此外，由于柔性衬底和导电层构成的基板与电子发射体的热膨胀系数相差较大，欧姆接触较差。为了克服这个缺陷，通过在导电层与电子发射体之间生长了一层粘结的金属缓冲阵列层，以使基板与电子发射体之间的热膨胀系数匹配，从而解决欧姆接触较差的问题，提高电子发射体的电子发射效率和工作寿命。

一种场发射光源阴极的制备方法，包括如下步骤：

提供基底，所述基底包括柔性衬底及设于所述柔性衬底上的导电层；

在所述导电层上涂覆抗蚀剂形成抗蚀剂层，；

刻蚀所述抗蚀剂层形成贯穿至所述导电层的阵列掩膜图案；

在所述导电层对应所述阵列掩膜图案的部位制备催化剂阵列层，所述催化剂阵列层的材料为能够催化电子发射体阵列生长的材料；

在所述催化剂阵列层上生长所述电子发射体，形成电子发射体阵列；及

去除导电层表面剩余的抗蚀剂层，得到所述场发射光源阴极。

在其中一个实施例中，还包括在制备催化剂阵列层前在所述导电层对应所述阵列掩膜图案的部位制备金属缓冲阵列层的步骤。

在其中一个实施例中，所述电子发射体阵列为氧化锌纳米棒阵列，所述催化剂阵列层的材料为ZnO籽晶。

在其中一个实施例中，所述电子发射体阵列为碳纳米管阵列，所述催化剂阵列层的材料为Ni或Co。

该制备方法通过在柔性衬底上制备生长密度、半径、长径比可控的电子发射体，制得了易于加工成曲面形状的场发射光源阴极，其工艺简单、反应易于控制、适于工业化生产，制备得到的场发射光源阴极与传统的平板场发射光源阴极相比，具有高的光通量。而且上述场发射光源阴极中的催化剂阵列层与电子发射体相对应，从而使得催化剂阵列层与电子发射体的生长方向一致，同时又因为衬底材料是柔性耐高温的薄膜材料，进而使得上述场发射光源阴极在弯曲一定角度后仍能保持较好的物理特性（如导电性、导热性、场发射效应等），克服了刚性材料制备的场发射光源阴极由于材料性质所导致的缺陷。而且一般情况下，上述场发射光源阴极只有经过后期的弯曲加工才呈现出曲面结构，因此，上述场发射光源阴极制备过程中的电子发射体具有生长密度、半径、长径比可控的性质。

此外，还提供一种使用上述场发射光源阴极的场发射光源器件。

附图说明

图1为一实施方式的场发射光源阴极的结构示意图；

图2为图1场发射光源阴极的部分剖视图；

图3为一实施方式的场发射光源阴极的制备流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对场发射光源阴极及其制备方法、场发射光源器件进行进一步的说明。

如图1和图2所示，一实施方式的场发射光源阴极100包括基底110、催化剂阵列层120及电子发射体阵列130。