[發明專利]場發射陰極的制造方法

有效

• 申請號: 200610061705.X
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN101110308A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 張丘岑;宋鵬程;劉長洪;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(深圳)有限公司
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種場發射陰極的制造方法，包括：

提供在基底上生長的碳納米管陣列；

配置聚甲基丙烯酸甲酯半聚合溶液；

將制成的半聚合溶液倒入裝有碳納米管陣列的容器內，放置30分鐘以上使該半聚合溶液充分填充碳納米管陣列的間隙；

將覆蓋有聚甲基丙烯酸甲酯的碳納米管陣列固定在旋轉臺上，以每分鐘200～600轉的速度使旋轉臺旋轉，在離心力的作用下去除覆蓋在碳納米管陣列上端部的聚甲基丙烯酸甲酯聚合材料，從而使碳納米管陣列的上端部伸出聚甲基丙烯酸甲酯的上表面以形成初步聚合的薄膜；

將初步聚合的薄膜加熱至50℃～60℃繼續聚合1小時～4小時，然后加熱至90℃～100℃形成完全聚合的碳納米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；以及

將完全聚合的薄膜于水中浸泡約5分鐘以上，碳納米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜從基底上脫落，將薄膜放置在導電電極上從而形成場發射陰極。

2.如權利要求1所述的場發射陰極的制造方法，其特征在于，所述的配置聚甲基丙烯酸甲酯半聚合溶液的方法包括：

將95％～100％作為主體的甲基丙烯酸甲酯、0.02％～1％作為引發劑的偶氮二異丁睛和0％～5％作為增塑劑的鄰苯二甲酸二丁脂混合；

在80℃～100℃水浴條件下攪拌5分鐘～30分鐘至甲基丙烯酸甲酯聚合使液體呈甘油狀；以及

冷卻溶液使反應停止。

3.如權利要求2所述的場發射陰極的制造方法，其特征在于，所述的碳納米管陣列的高度為10微米～1000微米。

4.如權利要求3所述的場發射陰極的制造方法，其特征在于，所述的碳納米管陣列的上端部伸出聚甲基丙烯酸甲酯聚合材料上表面的長度為10納米～200納米。

5.如權利要求4所述的場發射陰極的制造方法，其特征在于，所述的碳納米管陣列中的空氣被預先排出，該預先排出空氣的過程在碳納米管陣列生長后進行，包括：將碳納米管陣列放置在所述的容器內；以及利用真空裝置將容器內抽真空從而排出碳納米管陣列中的空氣。

6.如權利要求4所述的場發射陰極的制造方法，其特征在于，所述的碳納米管陣列中的空氣被預先排出，該預先排出空氣的過程在聚甲基丙烯酸甲酯半聚合溶液配置后進行，包括：將碳納米管陣列放置在所述的容器內；以及利用真空裝置將容器內抽真空從而排出碳納米管陣列中的空氣。

7.如權利要求5或6所述的場發射陰極的制造方法，其特征在于，所述的碳納米管陣列可以采用化學氣相沉積法制得，該方法主要包括以下步驟：

提供一基底；

在基底上沉積一個鐵催化劑層，鐵催化劑層的厚度為3納米～10納米；

將沉積有鐵催化劑層的基底放置在空氣中，在300℃～500℃下熱處理10分鐘～12小時，鐵催化劑層經退火后形成氧化鐵顆粒；

將基底放置在反應裝置中，在反應裝置內通入氬氣，在氬氣的保護下加熱至400℃～750℃；以及

通入乙炔與氬氣的混合氣體，加熱至400℃～750℃反應0.5分鐘～2小時生長出碳納米管陣列。