[发明专利]丝网印刷制备纳米ZnO薄膜的方法和使用该薄膜的发光管

说明书

技术领域

本发明涉及场致发射显示领域(Field Emission Display，FED)，尤其是丝网印刷制备纳米ZnO薄膜的方法和使用该薄膜的发光管。

背景技术

ZnO是一种宽禁带半导体，虽然ZnO的功函数高达5.4eV，但是一维ZnO纳米结构具有巨大的场增强因子，这就使得一维ZnO纳米结构也可以具有优良的场发射特性。ZnO具有负的电子亲和势，高的机械强度和化学稳定性，ZnO纳米结构作为电子发射体的研究成为目前国际领域的热点。目前ZnO薄膜的制备方法有很多种，譬如磁控溅射，金属有机物化学气相沉积-MOCVD，分子束外-MBE，脉冲激光沉积(PLD)和激光分子束外延(L-MBE)，但是这些生长方法都不能大面积均匀的得到ZnO薄膜。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够在玻璃上制备大面积均匀的纳米ZnO薄膜的丝网印刷制备纳米ZnO薄膜的方法，同时具备较低的成本；

本发明的另一目的是提供一种使用上述纳米ZnO薄膜的发光管，该发光管具有较高的发光效率，并且具有很好的稳定性和较长的使用寿命；

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种丝网印刷制备纳米ZnO薄膜的方法，其特别之处在于，包括下列步骤：

a、制备ZnO浆料

按重量比1-5∶10将纳米ZnO加入溶剂中，超声分散6-9小时或至纳米ZnO在溶剂中充分分散，过120-150目筛后，按制浆剂与前述混合物的重量比1-5∶10加入制浆剂，然后在393-413K下加热搅拌，然后再次过400-450目筛后，自然冷却至室温待用；

b、丝网印刷制备ZnO薄膜

选择目数为300-400目的金属丝网或涤纶丝网，用上一步骤得到的ZnO浆料通过丝网印刷机进行丝网印刷在ITO导电玻璃上；

c、印刷后的热烧结处理

升温至450K-470K后保持10-15分钟，然后再升温至843K-853K后保持35-40分钟，自然冷却至室温待用；

d、热烧结后的退火和机械后处理

置于退火炉中，在氮气保护下，在温度为800-823K、时间为10-15min条件下进行退火；

然后采用机械方法对ZnO薄膜表面进行处理即可。

其中步骤a中溶剂是松油醇，制浆剂是甲基纤维素。

其中步骤c在智能烧结炉中进行。

其中步骤d中采用机械方法对ZnO薄膜表面进行处理是指用200μm厚的聚四氟乙烯薄膜片机械地划剥ZnO薄膜的表面，然后用微弱粘胶性的蓝膜轻轻地粘贴ZnO薄膜的表面，最后用风力吹掉留下的残渣。

一种上述方法制备的ZnO薄膜的发光管，其特别之处在于，包括两块平行的ITO导电玻璃，该两片ITO导电玻璃之间周围密封并抽真空，在两块ITO导电玻璃之间还安装有起支撑作用的绝缘柱；在其中一块ITO导电玻璃内表面的ITO层上印刷有荧光粉膜接电源正极，而在另一块ITO导电玻璃内表面的ITO层上印刷有ZnO薄膜接电源负极；两块ITO导电玻璃的ITO层分别通过电极引出发光管外。

其中绝缘柱是玻璃材质。

本发明中丝网印刷制备纳米ZnO薄膜的方法制作成本低，可以大面积均匀的印刷ZnO薄膜。利用本发明制备的ZnO薄膜优良的发射特性和发射效率高的特点，提高了使用上述纳米ZnO薄膜的发光管发光效率，用绝缘支撑固定，使阴阳极保持平行且等距，增加了发光管的稳定性和使用寿命。而发光管的制备方法比较简单，容易实现规模化生产。

附图说明

附图1为本发明中发光管的结构示意图；

附图2为本发明中印刷后的热烧结处理温度曲线。

具体实施方式

丝网印刷制备纳米ZnO薄膜的方法如下：

一、制备ZnO浆料

ZnO浆料配制工艺流程：纳米ZnO的称量→溶剂中长时间超声分散→过筛→加入制浆剂→加热(403K)搅拌→过筛→冷却至室温。

加热过程中超声分散的时间一般为6-9小时，待纳米ZnO在溶剂松油醇中充分分散即可。纳米ZnO容易团聚，其分散分两步进行，第一步是在未添加制浆剂甲基纤维素前加热状态下长时间超声波分散，使团聚在一起的纳米ZnO得到分拆。加入溶剂超声分散6-9小时，分散加热过程后，然后用高目数的筛网进行过滤，过滤过程中机械地压碾糊状物。