[发明专利]场发射阴极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种场发射阴极的制造方法，尤其涉及包含碳纳米管阵列的场发射阴极的制造方法。

背景技术

碳纳米管是九十年代初才发现的一种新型一维纳米材料，其具有优良的综合力学性能，如高弹性模量、高杨氏模量和低密度，以及优异的电学性能、热学性能和吸附性能。随着碳纳米管螺旋方式的变化，碳纳米管可呈现出金属性或半导体性质。由于碳纳米管具有理想的一维结构以及在力学、电学、热学等领域优良的性质，其在材料科学、化学、物理学等交叉学科领域已展现出广阔的应用前景，而形成在导电基底上的碳纳米管阵列因其中的碳纳米管排列整齐有序，更广泛应用在场发射显示技术中以作为场发射显示装置的场发射阴极。

目前形成包含碳纳米管的场发射阴极的制造方法主要包括：提供一个硅或二氧化硅基底；在基底上形成导电电极；在导电电极上形成催化剂层；将基底放置在空气中，300℃～500℃下热处理10分钟～12小时，催化剂层经退火后形成氧化颗粒；将基底放置在反应装置中，通入保护气体，在保护气体的保护下加热至400℃～750℃；以及，通入碳源气与保护气体的混合气体，加热至400℃～750℃反应0.5分钟～2小时生长出碳纳米管阵列从而形成场发射阴极。

上述方法制造的场发射阴极在实际应用中，各碳纳米管之间需设置绝缘层从而阻绝各碳纳米管之间的电磁屏蔽，但是，该绝缘层的制造方法较为复杂，不利于大量应用在场发射阴极的产品中。另外，上述方法制造的场发射阴极的韧性和柔软度较差，因此不适于具有折叠显示器的产品。

综上所述，确有必要提供一种克服以上缺点的场发射阴极的制造方法。

发明内容

下面将以实施例说明一种场发射阴极的制造方法，采用该方法制造的场发射阴极中碳纳米管之间的电磁屏蔽被有效阻绝且具有双面导电性能，适于大量应用于场发射阴极的产品中；另外，该场发射阴极具有较好的韧性和柔软度，可以自由弯曲，因此适于折叠显示器等产品中。

一种场发射阴极的制造方法，包括：

提供在基底上生长的碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列的高度为10微米～1000微米；

配置聚甲基丙烯酸甲酯半聚合溶液；

将制成的半聚合溶液倒入装有碳纳米管阵列的容器内，放置30分钟以上使该半聚合溶液充分填充碳纳米管阵列的间隙；

将覆盖有聚甲基丙烯酸甲酯的碳纳米管阵列固定在旋转台上，以每分钟200～600转的速度使旋转台旋转，在离心力的作用下去除覆盖在碳纳米管阵列上端部的聚甲基丙烯酸甲酯聚合材料，从而使碳纳米管阵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；

将初步聚合的薄膜加热至50℃～60℃继续聚合1小时～4小时，然后加热至90℃～100℃形成完全聚合的碳纳米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；以及

将完全聚合的薄膜于水中浸泡约5分钟以上，碳纳米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜从基底上脱落，将薄膜放置在导电电极上从而形成场发射阴极。

与现有技术相比，本发明的场发射阴极的制造方法所得到的场发射阴极由碳纳米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和导电电极形成，该碳纳米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有较好的韧性和柔软度，可以自由弯曲，因此适于折叠显示器等产品中；另外，该碳纳米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中碳纳米管的上端部与下端边缘均露出聚甲基丙烯酸甲酯聚合材料的上、下表面从而使其具有双面导电性能，并且聚甲基丙烯酸甲酯聚合材料紧密填充在碳纳米管之间，该碳纳米管之间的电磁屏蔽能被有效阻绝，因此，适于大量应用于场发射阴极的产品中。

附图说明

图1是本发明实施例场发射阴极的制造方法的流程示意图。

图2是图1中场发射阴极的制造方法所得的场发射阴极的碳纳米管-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明实施例场发射阴极的制造方法。

请参阅图1，本发明实施例场发射阴极的制造方法主要包括以下几个步骤：

(一)提供在基底上生长的碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列的高度为10微米～1000微米；

该碳纳米管阵列可以采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法制得，该方法主要包括以下步骤：

提供一基底；