[發明專利]一種碳納米管電子發射體及其制備方法

無效

• 申請號: 200910022662.8
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101593649A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 李軍
• 申請（專利權）人: 彩虹集團公司
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02;C03C17/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術領域：

本發明涉及一種場發射電子發射體的制造方法，特別涉及一種碳納米管 (CNT)電子發射體的制造方法

背景技術：

碳納米管是90年代初發現的一種一維納米材料，其具有高抗張強度和高 熱穩定性，可呈現出金屬或半導體特性，在力、熱、光電等領域有廣泛的應 用。特別因為碳納米管作為場發射電子源具有發射電流密度大，穩定性高， 使用壽命長等特性，倍受平板顯示器件領域研究者的青睞。

目前用CNT作為場發射顯示器件的陰極發射材料基本分為兩大類：一是 直接用CVD法在基板電極上直接生長CNT做為發射體，一種是將CNT與有機 溶劑、樹脂等混合配制成CNT漿料，然后印刷在基板上。第一種方法可以控 制CNT發射體與基板表面基本垂直，提高了發射體的發射效率，但是不利于 大面積生長，且效率較低；目前普遍采用的是第二種方法，不過配制CNT漿 料的方法以及后期處理的方法多種多樣。

CNT配成漿料后直接印刷在陰極上會出現一個問題，即由于CNT在漿料 中沒有一致的方向性，燒結以后與基板垂直的CNT數量極其有限，因此大大 限制了CNT的電子發射效率。于是必須在印刷CNT漿料后對其進行后續處理： 比如在漿料燒結完后用膠帶粘基板表面，將疏松的部分CNT粘掉，將歪倒的 CNT拉起成為有效的發射點。還有熱處理、激光照射、離子輻射等方法進行 后期處理。但是以上這些方法其作用比較有限，不能從根本上解決CNT定向 的問題。且不能大面積使用。

發明內容：

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種碳納米管電子發射 體制備方法，該方法按照以下步驟：

(1)制備碳納米管漿料：用一端附有催化劑金屬顆粒的碳納米管粉、有 機溶劑、金屬填料和低玻粉制備碳納米管漿料；碳納米管漿料中碳納米管的 質量分數為8％-20％、金屬填料質量分數為5％-12％、低玻粉的的質量分數為 5％-12％，余量為有機溶劑；所述碳納米管粉的直徑為20-40納米、長度為20-40 微米；

(2)印刷碳納米管漿料：用精密絲網印刷機，采用250目的不銹鋼絲網將 配制好的碳納米管漿料印刷于制作好ITO電極的玻璃基板上；

(3)制備定向碳納米管電子發射體：CNT管一端的金屬顆粒在磁場的磁力 作用下帶動CNT的一端向上移動，最后大部分CNT將轉動到與基板面垂直的 方向，然后將基板在120℃干燥20分鐘后進行燒結；將燒結后的帶有垂直碳 納米管的基板放入氫等離子體中，用等離子體轟擊基板表面，同時將尾氣抽 走，獲得碳納米管電子發射體。

所述催化劑金屬顆粒為鐵顆粒、鈷顆粒、鎳顆粒、鐵鈷合金、鐵鎳合金 顆粒或鈷鎳合金顆粒。

所述金屬填料為銀顆粒或銅顆粒。

所述有機溶劑由松油醇和乙基纖維素構成；其中松油醇質量分數為 85％-95％，其余為乙基纖維素。

所述在磁場中對碳納米管磁化是分段進行，磁場強度在50m?T保持10 分鐘后增大為180m?T再保持10分鐘。

所述步驟(3)中燒結為以5℃/min升溫至340℃后保溫20分鐘，然后以 5℃/min升溫至450℃再保溫20分鐘。

本發明提供了一種更適合CNT定向的漿料配制方法，以及這種配方下的 CNT定向技術，從根本上解決CNT定向的問題，而且能夠大面積使用；使用本 發明的碳納米管電子發射體制備方法制備的碳納米管電子發射體相對于現有 技術制備的碳納米管電子發射體具有發射體排列有序、排列密度合適、垂直 于基板的發射體比率高、產品性能好的優點。

附圖說明：

圖1為本發明的碳納米管電子發射體示意圖；

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

實施例1：

參見圖1，一種碳納米管電子發射體制備方法，該方法按照以下步驟：