[发明专利]场发射电子源的制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种场发射电子源的制造方法，特别涉及一种碳纳米管场发射电子源的制造方法。

【背景技术】

近年来，由碳纳米管材料作为发射端的场发射电子源因其具有可传输极大电流密度、电流极稳定、使用寿命长等特性，而被广泛应用于显微镜、X射线管、微波管、CRT电子枪、太阳能转化装置、平板印刷装置、平面显示装置等设备中。

现有的由碳纳米管作为发射端的场发射电子源一般至少包括一导电基体和形成在导电基体顶部上作为发射端的一维碳纳米管。碳纳米管形成于导电基体上的方法主要包括机械方法和原位生长法。其中，机械方法是通过原子力显微镜操纵合成的碳纳米管，将合成好的碳纳米管用导电胶固定到导电基体上，该种方法程序简单，但操作不容易且效率低。另外，通过该方法得到的场发射电子源中的碳纳米管是通过导电胶粘覆于导电基体上，在使用时，碳纳米管与导电基体的电接触状态没有预想的好，不易充分发挥碳纳米管的场发射性能。

原位生长法是先在导电基体上镀上金属催化剂，然后通过化学气相沉积、电弧放电或激光蒸发法等方法在导电基体上直接生长出一维碳纳米管，该种方法操作简单，碳纳米管与导电基体的电接触良好。但是，通过该方法得到的场发射电子源中的碳纳米管与导电基体的结合能力较弱，在使用时碳纳米管容易脱落，从而导致场发射电子源损坏。另外，采用原位生长法制造场发射电子源的生产成本较高。

因此，有必要提供一种低成本、高效率且易于操作的场发射电子源的制造方法，由该方法制备的场发射电子源中的碳纳米管与导电基体结合紧密且电性连接良好。

【发明内容】

下面将以实施例说明一种场发射电子源的制造方法，该制造方法成本较低、易于操作且具有较高的效率，同时，由该方法制造的场发射电子源中的碳纳米管与导电基体结合紧密且电性连接良好。

一种场发射电子源的制造方法，主要包括以下步骤：

提供至少一个阴极导电体、制备一定量的碳纳米管浆料和导电浆料；

在阴极导电体上涂敷一层导电浆料，将导电浆料加热形成导电浆料层；

在导电浆料层上涂敷一层碳纳米管浆料，将碳纳米管浆料加热从而在导电浆料层上形成碳纳米管浆料层；以及

将形成有导电浆料层和碳纳米管浆料层的导电体在300～600℃条件下进行烘干和焙烧从而在导电体的表面上形成导电层和碳纳米管电子发射层，进而得到场发射电子源。

本实施例场发射电子源的制造方法中采用双层浆料形成导电层和碳纳米管电子发射层，可实现低成本的大面积制造，具有较高的效率，易于操作；同时，由该方法制造的场发射电子源中导电层与碳纳米管电子发射层结合牢固且电性连接良好。

【附图说明】

图1是本发明实施例场发射电子源的制造方法的流程示意图。

图2是由本发明实施例场发射电子源的制造方法得到的场发射电子源的扫描电镜(Scanning Electron Microscope，SEM)照片。

图3是由本发明实施例场发射电子源的制造方法得到的场发射电子源在实际应用中测量得到的场发射性质曲线图。

【具体实施方式】

以下将结合附图详细说明本实施例场发射电子源的制造方法。

请参阅图1，本实施例场发射电子源的制造方法主要包括以下步骤：

步骤(一)，提供至少一个阴极导电体、制备一定量的碳纳米管浆料和导电浆料；

阴极导电体可以由金属导电材料、掺杂质的半导体材料、碳化物、导电氧化物或者氮化物制成。该导电体的形状可根据场发射电子源实际应用的产品而决定，例如：当场发射电子源应用于平面显示装置时，阴极导电体可为平板状结构；当场发射电子源应用于场发射照明灯管时，阴极导电体可为柱状结构或丝状结构；当场发射电子源应用于场发射照明灯泡时，阴极导电体可为球状结构。

碳纳米管浆料中主要包含有机载体和分散在有机载体内的碳纳米管，该碳纳米管浆料的制备方法包括以下步骤：

制备有机载体；该有机载体为由作为溶剂的松油醇、作为增塑剂的少量邻位苯二甲二丁酯和作为稳定剂的少量乙基纤维素形成的混合剂；有机载体的制备过程为：首先在油浴加热及搅拌的条件下将乙基纤维素溶解到松油醇中，然后加入邻苯二甲二丁酯在同样油浴加热的条件下持续搅拌一定时间即可得到有机载体。其中，优选地，松油醇、乙基纤维素和邻苯二甲酸二丁酯在混合剂中的质量百分比分别约为90％、5％和5％；加热温度为80～110℃，最优为100℃；持续搅拌时间为10～25小时，最优为24小时。