[发明专利]碳纳米管浆料，其制备方法以及采用该碳纳米管浆料制备阴极发射体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管浆料，该碳纳米管浆料的制备方法以及采用该碳纳米管浆料制备阴极发射体的方法，尤其涉及一种感光型碳纳米管浆料，该感光型碳纳米管浆料的制备方法以及采用该感光型碳纳米管浆料制备阴极发射体的方法。

背景技术

碳纳米管是一种新型碳材料，具有优异的导电性能，且具有几乎接近理论极限的尖端表面积，所以碳纳米管具有很低的场发射电压，可传输很大的电流密度，并且电流稳定，因此非常适合做场发射材料。

碳纳米管作为一种优良的阴极发射体材料，近年来受到了很多的关注，特别是其在平板显示器件方面的应用逐渐成为了研究的热点。

目前，含有碳纳米管的阴极发射体在器件结构中的组装，最常用的是丝网印刷工艺，其工艺步骤如下：首先，制备可印刷的碳纳米管浆料，此浆料中的主要组成成分包括碳纳米管、有机载体、低温玻璃粉和有机溶剂等；其次，通过印刷的工艺在阴极电极表面形成含有碳纳米管的图形化阴极发射体。该丝网印刷工艺虽然具有成本低、可操作性好的优点，但是其受到印刷网版掩膜精度以及网孔精细化与浆料中粒子粒度的影响，容易造成印刷网版的网孔堵塞。如果采用网版必须小于325目，即网孔孔径大于36微米，则含有碳纳米管的阴极发射体很难稳定形成小于100微米的图形。

因此，对于阴极发射体尺寸只有几十微米的结构来说，采用单纯印刷的方法来组装含有碳纳米管的阴极发射体需要克服设备和材料等几方面的问题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管浆料，该碳纳米管浆料的制备方法以及采用该碳纳米管浆料制备阴极发射体的方法，使该阴极发射体能稳定形成尺寸小于100微米的图形。

一种感光型碳纳米管浆料，其由第一混合物和第二混合物组成，其中，第一混合物包括碳纳米管，导电颗粒以及第一有机载体，第二混合物包括光聚合单体，光引发剂和第二有机载体，其中，第一混合物的质量百分比为50%~80%，第二混合物的质量百分比为20%~50%。

进一步地，所述第一混合物中还包括粘结剂和稳定剂。

进一步地，上述第一混合物中，碳纳米管的质量百分比为0.1%~5%，导电颗粒的质量百分比为20%~75%，粘结剂的质量百分比为1%~25%，稳定剂的质量百分比为0.5%~5%，第一有机载体的质量百分比为20%~70%。上述第二混合物中，光聚合单体的质量百分比为20%~60%，光引发剂的质量百分比10%~40%，第二有机载体的质量百分比为30%~40%。

一种感光型碳纳米管浆料的制备方法，包括以下步骤：提供一定量的碳纳米管和导电颗粒，将其分散于第一有机载体中，形成第一混合液；提供一定量的光聚合单体和光引发剂，将其分散于第二有机载体中，形成第二混合液；将上述第一混合液和第二混合液混合在一起，形成一碳纳米管浆料。其中，后两个步骤均在黄光条件下完成。

进一步地，上述制备方法还包括通过机械挤压和剪切作用使上述碳纳米管浆料混合均匀的步骤。

一种采用感光型碳纳米管浆料制备阴极发射体的方法，包括以下步骤：将制得的感光型碳纳米管浆料涂布于玻璃基板上干燥；使用具有曝光图案的负像掩膜进行曝光；使用喷涂法或浸渍法进行显影；在真空或氮气气氛中烧结以及使用胶粘法、摩擦法或喷砂法对烧结的阴极发射体进行后续处理。

与现有技术相比，本发明提供的感光型碳纳米管浆料，不仅可以通过普通的印刷工艺形成100微米以上的图形化阴极发射体，并且由于其浆料中含有感光组分(光聚合单体)，因此还可通过印刷工艺结合光刻工艺形成100微米以下的图形化阴极发射体，其可形成的图形尺寸最小可达到10微米。另外，由于该碳纳米管浆料具有良好的导电性能和导热性能，因此可克服碳纳米管场发射过程中由于热阻效应导致的碳纳米管场发射性能的衰减。

附图说明

图1为利用本发明具体实施例一提供的感光型碳纳米管浆料制备的图形化阴极发射体。

图2为图1所示的阴极发射体中的碳纳米管的扫描电镜照片。

图3为图1所示的阴极发射体的场发射性能曲线。

图4为现有技术中含碳纳米管的阴极发射体的场发射性能曲线。

图5为图1所示的阴极发射体的场发射图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明提供的感光型碳纳米管浆料、该感光型碳纳米管浆料的制备方法以及采用该感光型碳纳米管浆料制备阴极发射体的方法作进一步详细说明。