[发明专利]荧光屏

说明书

技术领域

本发明涉及场发射层、优选用于荧光屏应用的场发射层的制备方 法。

背景技术

用于将其中包含单壁碳纳米管的糊料施加在阴极上的荧光屏、可 视显示屏或显示器的、包含碳纳米纤维的场发射层的形成方法是已知 的。借助于不同方法例如施加至载体基质上然后从其上取下的胶带而 从载体材料中抽出至少单个的单壁碳纳米管。然而，根据已知方法形 成的这些荧光屏伴有的缺点在于所用的载体材料与阴极仅仅不充分相 连。这导致载体材料的分离并因而导致荧光屏的局部失效。除了降低 使用寿命的该现象以外，根据已知方法制成的荧光屏中通过场发射期 间产生的高热存在单壁碳纳米管的强烈焚化，导致发射能力以及因而 荧光功率的连续降低。结果，这样的已知荧光屏会连续变差直至达到 完全失效为止。

因此本发明的目的在于提供场发射层、优选用于上述种类的荧光 屏应用的场发射层的制备方法，使用该方法可以避免上述缺点而且通 过该方法可以产生具有改善的使用寿命和长期稳定性的荧光屏。

发明内容

根据本发明通过如下方式实现了这个目的：将由聚合物和碳纳米 纤维组成的混合物施加至归为阴极的阴极电极，其中使所述碳纳米纤 维在低氧的、特别是无氧的气氛中在大于2,000℃、特别是大于2,500 ℃、优选约3,000℃的温度下硬化，以及将带有所述碳纳米纤维/聚合 物混合物的阴极电极在至少含氧的气氛例如空气中加热至300℃-500 ℃、优选380℃-480℃、特别是420℃-450℃的温度，由于氧而发生所 述聚合物集体的热解和/或硬化，以及至少一部分所述碳纳米纤维露出 该碳纳米纤维空间延伸的至少一部分，特别是露出碳纳米纤维长度的 至少一部分，尤其是长度的一半以上。

由于在高温下的硬化，所述碳纳米纤维基本上抗氧化，以至于在 含氧气氛下的热解期间仅仅聚合物热解或硬化而不导致碳纳米纤维的 任何明显燃烧。另外，产生的热可以由碳纳米纤维除去，因为它们具 备有利的导热性。由于碳纳米纤维的较大直径和/或硬化，在燃烧的情 况下它们在长时段内还保持其发射能力，在常规的单壁碳纳米管的情 况下所述燃烧会已经造成纤维的完全破坏。必须再次注意在根据本发 明使用的较粗的碳纳米纤维的情形下燃烧的程度显著低于单壁碳纳米 管的情形和/或细的多层纳米管的情形。

由于所述聚合物集体的热解，局部露出的所述碳纳米纤维的主要 部分，位于碳纳米纤维底部基体区域和阴极相关电极之间的聚合物基 体的一部分没有被热解的热量除去而是发生硬化，因而产生每一根碳 纳米纤维与电极的牢固和永久的结合。通过经由热解露出碳纳米纤维， 更多的碳纳米纤维可用于发射。

通过将碳纳米纤维保持在硬化的和/或热解的聚合物基体中，产生 碳纳米纤维与阴极有利的、持久的和长期稳定的结合。热解导致露出 碳纳米纤维的最上层，由此使它们具有良好的发射性能。可以施加热 解而没有任何显著的发射密度损害，例如由于碳纳米纤维的过度燃烧、 由于碳纳米纤维散热的能力而造成的损害。

本发明的一种变体可以是碳纳米纤维/聚合物混合物包含粗的多 层纳米管和至少一种缩聚物、热塑性和/或热固性塑料。通过使用碳纳 米纤维和/或粗的多层纳米管而不是单壁碳纳米管可以更进一步地减 少碳纳米纤维的燃烧，因为碳纳米纤维和/或粗的多层纳米管由于多层 构造而更加热稳定，由此可以更进一步地提高如此产生的场发射层的 发射性能和使用寿命。在碳纳米纤维和/或粗的多层纳米管中同样存在 的任何燃烧由于有利的热耗散因而显著低于例如在相同温度下的单壁 碳纳米管的情形。

在本发明的进一步发展中可以提供的是仅仅加热带有所述碳纳米 纤维/聚合物混合物的阴极电极。这样，以有目的的方式仅仅加热通过 热解暴露的区域。该有目的的加热效应可以支持碳纳米纤维的露出以 及通过碳纳米纤维形成发射峰。

根据本发明的另一实施方案，可以提供在静电场的影响下排列碳 纳米纤维。因而可以实现碳纳米纤维基本上垂直于电极竖立并因而具 有离阳极最小的可能距离，由此减小场发射所必需的电势差。较低的 电势差意味着较低的施加电压以及较低的碳纳米纤维加热，由此减少 碳纳米纤维的燃烧以及增加使用寿命。

根据本发明另一实施方案，可以提供的是借助于丝网印刷将所述 碳纳米纤维/聚合物混合物施加至阴极电极。可以用简单的自动化方式 将可预先确定的结构施加至电极。