[发明专利]碳纳米管阴极的制作方法、碳纳米管阴极及电子设备

说明书

本申请公开了一种碳纳米管阴极的制作方法、碳纳米管阴极以及电子设备。该方法包括：提供一导电基板；对所述导电基板进行表面处理，以在所述导电基板的表面形成凹陷结构；利用所述碳纳米管浆料在所述导电基板的所述表面形成碳纳米管层，以形成所述碳纳米管阴极。通过上述方式，本申请能够提高基板和碳纳米管的结合强度，进而提高碳纳米管的场发射电流密度和稳定性，制备工艺简单，易于实现。

技术领域

本申请涉及场发射技术领域，特别是涉及碳纳米管阴极的制作方法、碳纳米管阴极及电子设备。

背景技术

碳纳米管(CNTs)具有优异的电化学性能，极高的长径比和优异的机械强度，因此已被用于场发射(FE)器件中的电子源。作为一种场发射冷阴极材料，它具有低工作电压，较高的场发射电流密度和独特的工作稳定性，因而成为场发射领域研究的重点。

在许多真空微波设备的应用中，不仅要求能发射较高的电流密度，而且也要求在长期使用过程中性能的劣化率要求低。基于碳纳米管的冷阴极场发射装置一般包括基板以及涂覆或印刷又或生长在基板的碳纳米管，但是非原位生长在基板的碳纳米管会因被浆料包裹而与基板接触不稳定，因而发射体的电流稳定及均匀性都难以控制。

鉴于此，有必要提供一种碳纳米管场发射阴极及其制备方法，使制得的碳纳米管场发射阴极具有较大的电流面密度和均匀的稳定性。

发明内容

本申请主要提供一种碳纳米管阴极的制作方法、碳纳米管阴极及电子设备，能够解决现有技术中的碳纳米管与基底接触不稳定造成的发射电流密度不均匀问题。

为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种碳纳米管阴极的制作方法，所述方法包括：提供一导电基板；对所述导电基板进行表面处理，以在所述导电基板的表面形成凹陷结构；利用所述碳纳米管浆料在所述导电基板的所述表面形成碳纳米管层，以形成所述碳纳米管阴极。

其中，所述对所述导电基板进行表面处理，以在所述导电基板的表面形成凹陷结构，包括：对所述导电基板进行清洁操作；将清洁操作之后的所述导电基板置于碱溶液中，以在所述导电基板的表面形成凹陷结构。

其中，所述对所述导电基板进行清洁操作，包括：对所述导电基板进行超声操作；采用乙醇对超声操作之后的所述导电基板进行清洗操作；对清洗操作之后的所述导电基板进行干燥操作。

其中，所述方法还包括：将碳纳米管、球磨珠、粘结剂和金属粉加入到球磨溶剂中，以对所述碳纳米进行球磨操作，形成所述碳纳米管浆料。

其中，所述将碳纳米管、球磨珠、粘结剂和金属粉加入到球磨溶剂中，以对所述碳纳米进行球磨操作，形成所述碳纳米管浆料，包括：将所述碳纳米管、球磨珠加入到所述球磨溶剂中，进行球磨操作，以得到初级浆料；将所述粘结剂加入到所述初级浆料中，进行球磨操作，以得到中间浆料；将所述金属粉加入到所述中间浆料中，进行球磨操作，以得到所述碳纳米管浆料。

其中，所述金属粉为钛粉或铝粉中的一种。

其中，所述利用所述碳纳米管浆料在所述导电基板的所述表面形成碳纳米管层，以形成所述碳纳米管阴极，包括：利用丝网印刷技术在所述导电基板的所述表面印刷所述碳纳米管浆料，以形成所述碳纳米管阴极。

其中，所述利用所述碳纳米管浆料在所述导电基板的所述表面形成碳纳米管层，以形成所述碳纳米管阴极之后，所述方法还包括：将所述碳纳米管阴极置于第一预设温度的真空环境中进行加热，并维持第一预设时间；将所述真空环境的温度升高至第二预设温度，并维持第二预设时间，以得到加热后的所述碳纳米管阴极。

其中，所述方法还包括：去除所述加热后的所述碳纳米管阴极表面的碳化物。

为解决上述技术问题，本申请第二方面提供了一种碳纳米管阴极，该碳纳米管阴极通过上述第一方面提供的碳纳米管阴极的制作方法制备而成。