CN103426703A - 一种场发射器件用发光元件 - Google Patents

Abstract

本发明属于光电子技术领域，提供了一种场发射器件用发光元件，包括依次层叠设置的阳极基板、发光层和金属层，所述金属层上设有若干彼此连接且均匀分布的微结构。由于本发明的金属层上的各微结构之间是彼此连接的，因此金属层具有良好的电导通性，从而使激发发光层的发光材料发光的电子被迅速转移，避免了在金属层上形成电荷积累而使发光层的表面带负电并形成负电位进而影响发光效率，保证了发光层的发光效率和持续稳定地发光。

Description

一种场发射器件用发光元件

技术领域

本发明属于光电子技术领域，尤其涉及一种场发射器件用发光元件。

背景技术

目前，真空微电子学领域出现的场发射器件在照明及显示领域显示出了广阔的应用前景而引起国内外研究机构的广泛关注。其工作原理是：在真空环境下，阳极相对场发射阴极阵列（field emissive arrays，FEAs）施加正向电压形成加速电场，阴极发射的电子加速轰向阳极板上的发光材料而发光。该种器件的工作温度范围宽（-40℃~80℃）、响应时间短（<1ms）、结构简单、省电，符合绿色环保要求。目前，一些荧光粉体、发光玻璃、发光薄膜等材料都可以在场发射器件中作为发光材料使用，但它们都存在发光效率低这一本质问题而极大限制了场发射器件的应用，特别是在照明领域的应用。

表面等离子体（Surface Plasmon，SP）是一种沿金属和介质界面传播的波，其振幅随离开界面的距离而指数衰减。金属纳米结构的表面等离子体激发能够产生非常特殊的光学性质。通过有效利用金属纳米结构激发的表面等离子体激元，就能够提高发光材料在阴极射线激发下的发光效率和光萃取效率。一层厚度很薄（<10nm）的金属薄膜退火后形成的金属纳米岛状结构能够使发光材料的阴极射线荧光强度得到显著提高。然而，这种附着在发光材料表面的离散的金属岛状结构导电性很差，在阴极射线的辐照下，逐渐形成电荷积累而使发光材料的表面带负电并形成负电位，发光材料表面一旦形成负电位，阴极射线会受负电场作用不能到达发光材料表面，此时就会降低场发射器件的发光效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种不仅能够实现表面等离子体激元效应、而且具有良好表面导电性的场发射器件用发光元件。

本发明是这样实现的，一种场发射器件用发光元件，包括依次层叠设置的阳极基板、发光层和金属层，所述金属层上设有若干彼此连接且均匀分布的微结构。

具体地，所述阳极基板为ITO透明导电玻璃基板。

具体地，所述发光层为荧光粉层、发光玻璃、发光陶瓷、发光透明陶瓷、发光玻璃陶瓷或发光薄膜。

具体地，所述金属层由金、银、铜、铂、钯中的任一种制成。

具体地，所述金属层通过溅射或蒸镀工艺形成于所述发光层的表面。

具体地，所述金属层的厚度为0.5nm~20nm。

优选地，所述金属层的厚度为1nm~10nm。

具体地，所述微结构通过蚀刻工艺形成于所述金属层上。

具体地，所述两相邻微结构之间的距离50nm~10000nm。

具体地，所述微结构的横截面是半径为5~100nm的圆形、或边长为5~100nm的三角形、或边长为5~100nm的方形。

由于本发明的金属层上的各微结构之间是彼此连接的，因此金属层具有良好的电导通性，从而使激发发光层的发光材料发光的电子被迅速转移，避免了在金属层上形成电荷积累而使发光层的表面带负电并形成负电位进而影响发光效率，保证了发光层的发光效率和持续稳定地发光。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种场发射器件用发光元件的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明实施例提供的一种场发射器件用发光元件，包括依次层叠设置的阳极基板11、发光层12和金属层13，金属层13上设有若干彼此连接且均匀分布的微结构131。

本发明提供的场发射器件用发光元件工作时，在阴极射线激发下，电子束首先穿透金属层13进而激发发光层12的发光材料而发光，在这个过程中，表面等离子体效应产生于金属层13与发光层12的界面上，通过该效应增强发光层12的自发辐射进而提高其发光效率。

由于金属层13上的各微结构131之间是彼此连接的，因此金属层13具有良好的电导通性，从而使激发发光层12的发光材料发光的电子被迅速转移，避免了在金属层13上形成电荷积累而使发光层12的表面带负电并形成负电位进而影响发光效率，保证了发光层12的发光效率和持续稳定地发光。

以下对本发明各组成部分作详细介绍。

本实施例中，阳极基板11为ITO透明导电玻璃基板。

本实施例中，发光层12为荧光粉层、发光玻璃、发光陶瓷、发光透明陶瓷、发光玻璃陶瓷或发光薄膜，发光层12置于阳极基板11上具有导电性能的一面。

本实施例中，金属层13由金、银、铜、铂、钯中的任一种制成，金属层13通过磁控溅射或蒸镀工艺形成于发光层12的表面，金属层13的厚度为0.5nm~20nm，优选地，金属层13的厚度限定在1nm~10nm之间。

本实施例中，微结构131通过蚀刻工艺（如光刻工艺）形成于金属层13上，蚀刻完成之后，两相邻微结构131之间的距离50nm~10000nm，且各微结构131之间彼此连接，从而使得微结构131之间可以导电，具体地，每个微结构131的横截面是半径为5~100nm的圆形、或边长为5~100nm的三角形、或边长为5~100nm的方形，当然，微结构131的横截面也可以为其他形状，均属于本发明的保护范围。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种场发射器件用发光元件，其特征在于，包括依次层叠设置的阳极基板、发光层和金属层，所述金属层上设有若干彼此连接且均匀分布的微结构。

2.根据权利要求1所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述阳极基板为ITO透明导电玻璃基板。

3.根据权利要求1所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述发光层为荧光粉层、发光玻璃、发光陶瓷、发光透明陶瓷、发光玻璃陶瓷或发光薄膜。

4.根据权利要求1所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述金属层由金、银、铜、铂、钯中的任一种制成。

5.根据权利要求1或4所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述金属层通过溅射或蒸镀工艺形成于所述发光层的表面。

6.根据权利要求5所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述金属层的厚度为0.5nm~20nm。

7.根据权利要求6所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述金属层的厚度为1nm~10nm。

8.根据权利要求1所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述微结构通过蚀刻工艺形成于所述金属层上。

9.根据权利要求1或8所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述两相邻微结构之间的距离50nm~10000nm。

10.根据权利要求9所述的一种场发射器件用发光元件，其特征在于，所述微结构的横截面是半径为5~100nm的圆形、或边长为5~100nm的三角形、或边长为5~100nm的方形。

Images