CN103779156A - 阳极板用导电玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阳极板用导电玻璃及其制备方法。该阳极板用导电玻璃，包括导电玻璃基板及形成于导电玻璃基板表面的增透膜；其中，增透膜的表面形成有多个凹槽；增透膜的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。上述阳极板用导电玻璃，选用比导电玻璃基板折射率小的材料为增透膜，能够增加导电玻璃基板的透过率；另外，增透膜的表面形成有多个凹槽，能够增加导电玻璃基板的粗糙度，减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，进一步增加光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及场发射器件领域，特别是涉及一种阳极板用导电玻璃及其制备方法。
背景技术
场发射器件是一种新兴光源，通过在真空环境下，阴极板上的电子发射体发射的电子受阳极板上的正电压吸引后被加速，轰击到阳极板的荧光粉上而发光的。场发射光源能实现均匀的、薄型的、面光源式的发光，已经广泛应用于显示器、照明设备和微波元件中，具有巨大的应用潜力。
阳极板是场发射器件的重要组成部分，至上而下依次包括了导电玻璃基板、荧光粉层、介质层、反光层等。电子轰击荧光粉层发光，光线从导电玻璃基板透射出光。一般情况下，当光入射在给定的材料的光学元件的表面时，所产生的反射光与透射光能量确定，在不考虑吸收、散射等其他因素时，反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。但传统的，在导电玻璃基板的表面全反射率高，光线的透过率较低，同时阳极板整体的出光效率也不高。
发明内容
基于此，有必要提供一种全反射率较低、透过率较高的阳极板用导电玻璃及其制备方法。
一种阳极板用导电玻璃，包括导电玻璃基板及形成于所述导电玻璃基板表面的增透膜；
其中，所述增透膜的表面形成有多个凹槽；
所述增透膜的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述增透膜的厚度为0.5μm~1μm；所述凹槽的深度为20nm~60nm。
在其中一个实施例中，所述凹槽为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。
一种阳极板用导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
在导电玻璃基板的表面形成增透膜；及
在所述增透膜的表面形成多个凹槽；
其中，所述增透膜的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述增透膜采用真空蒸镀的方法，将增透膜的材料蒸镀到所述导电玻璃基板上形成，其中，真空蒸镀时，真空度为5×10-4Pa~5×10-3Pa，电压为240V~250V，蒸镀时间为15min~30min，形成的增透膜的厚度为0.5μm~1μm。
在其中一个实施例中，采用压印法及湿法腐蚀法中的至少一种，在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽。
在其中一个实施例中，所述凹槽为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。
在其中一个实施例中，采用压印法在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽的步骤包括：将含有所述增透膜的所述导电玻璃基板置于真空炉中，以2℃/min~5℃/min的速率将所述真空炉升温至250℃~350℃，用表面形成有与所述多个凹槽的形状相对应的凸起的滚轮以0.8rpm~1.5rpm的转速、4牛顿~5牛顿的压力滚压所述增透膜，从而在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽。
在其中一个实施例中，采用湿法腐蚀法在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽的步骤包括：将含有所述增透膜的导电玻璃基板置于真空炉中，在增透膜的表面喷涂加热后的腐蚀剂，腐蚀增透膜的表面，在所述增透膜表面形成所述多个凹槽，腐蚀时间为3min~6min。
上述阳极板用导电玻璃，选用比导电玻璃基板折射率小的材料为增透膜，增加导电玻璃基板的透过率；另外，增透膜的表面形成有多个凹槽，能够增加导电玻璃基板的粗糙度，减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，进一步增加光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
附图说明
图1为一实施方式的阳极板用导电玻璃的结构图
图2为一实施方式的阳极板用导电玻璃的制备方法的流程图；
图3至图4为一实施方式的阳极板用导电玻璃的制备过程示意图；
图5为实施例2的阳极板用导电玻璃的结构图；
图6为实施例3的阳极板用导电玻璃的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一种阳极板用导电玻璃100，包括导电玻璃基板110及形成于导电玻璃基板110表面的增透膜120；
其中，增透膜120的表面形成有多个凹槽122；
增透膜120的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。
增透膜120的厚度为0.5μm~1μm。选用比导电玻璃基板110折射率小的材料为增透膜120，能够增加导电玻璃基板的透过率。
凹槽122的深度为20nm~60nm。凹槽122可以为U型凹槽、V型凹槽或坑洞。本实施方式中的凹槽122为V型凹槽。增透膜的表面形成有多个凹槽，能够减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，进一步增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
导电玻璃基板110的厚度为1mm~3mm。
上述阳极板用导电玻璃，选用比导电玻璃基板折射率小的材料为增透膜，增加导电玻璃基板的透过率；另外，增透膜的表面形成有多个凹槽，能够增加导电玻璃基板的粗糙度，减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，进一步增加光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
请同时参阅图2~图4，一实施方式的阳极板用导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、在导电玻璃基板110的表面形成增透膜120。
导电玻璃基板110表面在形成增透膜120之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板110依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗5min~30min。
增透膜120的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。选用比导电玻璃基板110折射率小的材料形成增透膜120，能够增加导电玻璃基板110的透过率。
具体的，增透膜120采用真空蒸镀的方法，将增透膜120的材料蒸镀到导电玻璃基板110上形成，其中，真空蒸镀时，真空度为5×10-4Pa~5×10-3Pa，电压为240V~250V，蒸镀时间为15min~30min，形成的增透膜的厚度为0.5μm~1μm。
优选的，真空蒸镀的方法可为电阻真空蒸镀法或电子枪真空蒸镀法。
步骤S20、在增透膜120的表面形成多个凹槽122。
优选的，可以采用压印法及湿法腐蚀法中的至少一种，在增透膜120的表面形成多个凹槽122。凹槽122的深度为20nm~60nm。凹槽122可以为U型凹槽、V型凹槽或坑洞，本实施方式中的凹槽122为V型凹槽。
采用压印法在增透膜的表面形成多个凹槽的步骤包括：将含有增透膜的导电玻璃基板置于真空炉中，以2℃/min~5℃/min的速率将真空炉升温至250℃~350℃，用表面形成有与多个凹槽的形状相对应的凸起的滚轮以0.8rpm~1.5rpm的转速、4牛顿~5牛顿的压力滚压增透膜，从而在增透膜的表面形成多个凹槽。其中，凸起的形状可以为凸型圆锥体或凸型圆柱体。
采用湿法腐蚀法在增透膜的表面形成多个凹槽的步骤包括：将含有增透膜的导电玻璃基板置于真空炉中，在增透膜的表面喷涂加热后的腐蚀剂，腐蚀增透膜的表面，在增透膜表面形成多个凹槽，腐蚀时间为3min~6min。优选的，腐蚀剂可以为质量分数为80%的浓磷酸。凹槽可以为浓密坑洞，坑洞深度为20nm~40nm。
上述阳极板用导电玻璃的制备方法，在导电玻璃基板的表面形成增透膜，且在增透膜的表面形成多个凹槽，制得的阳极板用导电玻璃，表面粗糙度增加，能够减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的阐述。
实施例1
一阳极板用导电玻璃的制备方法，包括如下步骤：
1、在导电玻璃基板的表面形成增透膜。
导电玻璃基板的折射率为1.50，厚度为1mm。
导电玻璃基板表面在形成增透膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗15min。
增透膜氟化镁层采用真空电阻蒸镀的方法，通过钼电阻蒸发器将氟化镁升温至1200℃气化后，蒸镀到导电玻璃基板上形成，其中，真空蒸镀时，真空度为1×10-3Pa，电压为240V，蒸镀时间为30min，氟化镁的折射率为1.38，导电玻璃基板的温度为300℃，形成的增透膜氟化镁层的厚度为980nm。
2、在增透膜的表面形成多个凹槽。
将含有氟化镁层的导电玻璃基板置于真空炉中，以2℃/min的速率将真空炉升温至300℃，用表面形成有直径50nm、高60nm、周期50nm的凸型圆锥体的滚轮以1rpm的转速、5牛顿的压力滚压氟化镁层，从而在氟化镁层的表面形成多个V型凹槽。
如图1所示，由上述方法制得的阳极板用导电玻璃100，其结构为：导电玻璃基板110及形成于导电玻璃基板110表面的氟化镁层120，在氟化镁层120表面形成有宽度为50nm、深度为60nm、周期为50nm的V型凹槽122。上述阳极板用导电玻璃100适用于绿光场发射器件。
实施例2
一阳极板用导电玻璃的制备方法，包括如下步骤：
1、在导电玻璃基板的表面形成增透膜。
导电玻璃基板的折射率为1.50，厚度为2mm。
导电玻璃基板表面在形成增透膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗20min。
增透膜氟化钙层采用真空电子枪蒸镀的方法，通过电子束轰击将氟化钙升温至1300℃气化后，蒸镀到导电玻璃基板上形成，其中，真空蒸镀时，真空度为1×10-3Pa，电压为250V，氟化钙的折射率为1.30，导电玻璃基板的温度为300℃，蒸镀时间为25min，形成的增透膜氟化钙层的厚度为850nm。
2、在增透膜的表面形成多个凹槽。
将含有氟化钙层的导电玻璃基板置于真空炉中，在氟化钙层的表面喷涂温度为150℃~160℃、质量分数为80%的热浓磷酸，使浓磷酸腐蚀氟化钙，在氟化钙层表面形成浓密的坑洞，坑洞深度为20nm~40nm，腐蚀时间为5min。
3、清洗具有增透膜的导电玻璃基板，去除剩余的浓磷酸。
如图5所示，由上述方法制得的阳极板用导电玻璃200，其结构为：导电玻璃基板210及形成于导电玻璃基板110表面的氟化钙层220，在氟化钙层220表面形成有深度为20nm~40nm的浓密坑洞222。上述阳极板用导电玻璃200适用于红光场发射器件。
实施例3
一阳极板用导电玻璃的制备方法，包括如下步骤：
1、在导电玻璃基板的表面形成增透膜。
导电玻璃基板的折射率为1.50，厚度为3mm。
导电玻璃基板表面在形成增透膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗30min。
增透膜冰晶石层采用真空电子枪蒸镀的方法，通过电子蒸发器将冰晶石升温至1000℃气化后，蒸镀到导电玻璃基板上形成，其中，真空蒸镀时，真空度为1×10-3Pa，电压为250V，冰晶石的折射率为1.33，导电玻璃基板的温度为300℃，蒸镀时间为17min，形成的增透膜冰晶石层的厚度为570nm。
2、在增透膜的表面形成多个凹槽。
将含有冰晶石层的导电玻璃基板置于真空炉中，以2℃/min的速率将真空炉升温至300℃，用表面形成有直径100nm、高50nm、周期100nm的凸型圆柱体的滚轮以1.5rpm的转速、5牛顿的压力滚压冰晶石层，从而在冰晶石层的表面形成多个U型凹槽。
如图6所示，由上述方法制得的阳极板用导电玻璃300，其结构为：导电玻璃基板310及形成于导电玻璃基板310表面的冰晶石层320，冰晶石层320的表面形成有宽度为100nm、深度为50nm、周期为100nm的U型凹槽322。上述阳极板用导电玻璃300适用于蓝光场发射器件。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种阳极板用导电玻璃，其特征在于，包括导电玻璃基板及形成于所述导电玻璃基板表面的增透膜；
其中，所述增透膜的表面形成有多个凹槽；
所述增透膜的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的阳极板用导电玻璃，其特征在于，所述增透膜的厚度为0.5μm~1μm；所述凹槽的深度为20nm~60nm。
3.根据权利要求1所述的阳极板用导电玻璃，其特征在于，所述凹槽为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。
4.一种阳极板用导电玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在导电玻璃基板的表面形成增透膜；及
在所述增透膜的表面形成多个凹槽；
其中，所述增透膜的材料为氟化镁、氟化钙、氟化钡及冰晶石中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的阳极板用导电玻璃的制备方法，其特征在于，所述增透膜采用真空蒸镀的方法，将增透膜的材料蒸镀到所述导电玻璃基板上形成，其中，真空蒸镀时，真空度为5×10-4Pa~5×10-3Pa，电压为240V~250V，蒸镀时间为15min~30min，形成的增透膜的厚度为0.5μm~1μm。
6.根据权利要求4所述的阳极板用导电玻璃的制备方法，其特征在于，采用压印法及湿法腐蚀法中的至少一种，在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽。
7.根据权利要求6所述的阳极板用导电玻璃的制备方法，其特征在于，所述凹槽为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。
8.根据权利要求4所述的阳极板用导电玻璃的制备方法，其特征在于，采用压印法在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽的步骤包括：将含有所述增透膜的所述导电玻璃基板置于真空炉中，以2℃/min~5℃/min的速率将所述真空炉升温至250℃~350℃，用表面形成有与所述多个凹槽的形状相对应的凸起的滚轮以0.8rpm~1.5rpm的转速、4牛顿~5牛顿的压力滚压所述增透膜，从而在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽。
9.根据权利要求4所述的阳极板用导电玻璃的制备方法，其特征在于，采用湿法腐蚀法在所述增透膜的表面形成所述多个凹槽的步骤包括：将含有所述增透膜的导电玻璃基板置于真空炉中，在增透膜的表面喷涂加热后的腐蚀剂，腐蚀增透膜的表面，在所述增透膜表面形成所述多个凹槽，腐蚀时间为3min~6min。
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