[發(fā)明專利]一種場(chǎng)發(fā)射陰極的處理方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210576455.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103050348A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于正友;肖太升;劉雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島盛嘉信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H01J9/02
• 分類號(hào): H01J9/02
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于FED領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)絲網(wǎng)印刷的多壁碳納米管(MWCNTs)薄膜表面進(jìn)行改性的方法。

背景技術(shù)

FED顯示器件面臨的主要困難除了真空封裝等問(wèn)題外，均來(lái)自于陰極制作工藝。控制場(chǎng)發(fā)射的均勻性和穩(wěn)定性、降低驅(qū)動(dòng)電路成本等難點(diǎn)都直接受FED陰極材料和結(jié)構(gòu)的制約。Spindt型器件要求在一個(gè)像素點(diǎn)大小范圍內(nèi)制作成百上千的“尖錐加圓孔”陰極陣列。這使光刻工藝和薄膜制備十分復(fù)雜，制作成本也非常昂貴。陰極制作工藝的難題也造成了尖錐陣列形狀的均勻性較差，器件整體穩(wěn)定性不理想，導(dǎo)致Spindt型FED的進(jìn)一步發(fā)展非常困難。

CNTs薄膜陰極雖然擁有比金屬、硅尖陣列、類金剛石薄膜更為優(yōu)秀的場(chǎng)發(fā)射特性，但是目前發(fā)展的陰極加工方法和工藝，卻都存在著一定缺陷，發(fā)射均勻性、場(chǎng)屏蔽效應(yīng)等問(wèn)題沒(méi)有得到很好解決。難以真正開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出大規(guī)模實(shí)用CNTs-FED器件。CNTs場(chǎng)發(fā)射陰極制備工藝主要有直接生長(zhǎng)和移植兩種方法。直接生長(zhǎng)法制備定向碳納米管薄膜場(chǎng)發(fā)射性能相當(dāng)出色，但是工藝復(fù)雜，成本較高，不易產(chǎn)業(yè)化。在移植方法中，絲網(wǎng)印刷或涂敷法制備無(wú)序CNTs薄膜，工藝簡(jiǎn)單且成本較低，適合制作大面積FED顯示器陰極和大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。但是制作的CNTs相互纏結(jié)，表面被制漿材料包圍，尖端不突出，燒結(jié)后殘留的有機(jī)物仍嚴(yán)重影響CNTs薄膜的場(chǎng)發(fā)射性能。為解決這些問(wèn)題，人們嘗試過(guò)等離子體轟擊、離子束照射、膠帶粘貼]、機(jī)械摩擦和軟膠輥碾壓等方法對(duì)絲網(wǎng)印刷的FED陰極進(jìn)行處理，但由于薄膜受到損害，或者不易精確控制處理過(guò)程和效果等問(wèn)題，導(dǎo)致場(chǎng)發(fā)射性能的改善也受到一定限制。

絲網(wǎng)印刷法(或涂敷法)制備碳管薄膜FED陰極的方法具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景，但場(chǎng)發(fā)射性能卻差強(qiáng)人意(主要表現(xiàn)在開(kāi)啟電壓、發(fā)射電流和發(fā)射穩(wěn)定性等方面)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種對(duì)絲網(wǎng)印刷的多壁碳納米管(MWCNTs)薄膜表面進(jìn)行改性的方法，包括：

化學(xué)氣相沉積法制備MWCNT;

取純化后的MWCNT粉末在無(wú)水乙醇中用超聲波分散，室溫下自然晾干并充分研磨，再與有機(jī)載體混合攪拌1~2小時(shí)后作為陰極漿料；

在玻璃基板上印制一層60mm×25mm面積的銀漿薄膜電極；

燒結(jié)處理后，用制作好的碳管漿料以200目絲網(wǎng)在基片中央印制碳管薄膜；

將所有樣品共同放在管式爐中，在Ar環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)處理后；

采用準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)，在空氣中進(jìn)行5分鐘激光燒蝕處理。

本發(fā)明采用準(zhǔn)分子激光燒蝕方法對(duì)絲網(wǎng)印刷的多壁碳納米管(MWCNTs)薄膜表面進(jìn)行處理，并實(shí)驗(yàn)測(cè)量了其場(chǎng)發(fā)射特性，結(jié)合拉曼光譜、SEM圖像分析，發(fā)現(xiàn)一定能量密度的激光燒蝕使MWCNT薄膜表面粘附的有機(jī)物剝落并蒸發(fā)，粘結(jié)在一起的MWCNT相互分散，開(kāi)啟場(chǎng)強(qiáng)降低，發(fā)射電流增大。

附圖說(shuō)明

圖1是用掃描電子顯微鏡觀測(cè)樣品表面形貌的照片。

圖2不同能量激光燒蝕后MWCNT場(chǎng)發(fā)射I-V特性。

具體實(shí)施方式

(l)MWCNTs薄膜制備

本發(fā)明所用的MWCNTs由化學(xué)氣相沉積(CVD)法制備。直徑在20~40nm，長(zhǎng)度5μm左右。取純化后的MWCNT粉末在無(wú)水乙醇中用超聲波分散，室溫下自然晾干并充分研磨，再與有機(jī)載體混合攪拌1~2h后作為陰極漿料。在玻璃基板上印制一層60mm×25mm面積的銀漿薄膜電極。燒結(jié)處理后，用制作好的碳管漿料以200目絲網(wǎng)在基片中央印制碳管薄膜。將所有樣品共同放在管式爐中，在Ar環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)處理后待用。

(2)激光燒蝕處理

本實(shí)驗(yàn)采用Lambda?Physik?comPex102型KrF準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)。該激光器輸出波長(zhǎng)248nm，脈沖寬度30ns。該激光器輸出光斑較大，不必聚焦或擴(kuò)束，調(diào)節(jié)載物升降臺(tái)位置，即可使激光能夠照射到樣品上。將激光能量設(shè)置為設(shè)定的燒蝕能量(分別為60mJ、110mJ、150mJ、165mJ)，脈沖重復(fù)頻率設(shè)為5Hz。待激光輸出穩(wěn)定后，利用升降臺(tái)依次將4個(gè)樣品置于光斑位置，在空氣中進(jìn)行5min激光燒蝕處理。