專利名稱：一種場發(fā)射陰極的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于FED領(lǐng)域，特別涉及一種對絲網(wǎng)印刷的多壁碳納米管(MWCNTs)薄膜表面進(jìn)行改性的方法。
背景技術(shù)：
FED顯示器件面臨的主要困難除了真空封裝等問題外，均來自于陰極制作工藝?？刂茍霭l(fā)射的均勻性和穩(wěn)定性、降低驅(qū)動電路成本等難點(diǎn)都直接受FED陰極材料和結(jié)構(gòu)的制約。Spindt型器件要求在一個(gè)像素點(diǎn)大小范圍內(nèi)制作成百上千的“尖錐加圓孔”陰極陣列。這使光刻工藝和薄膜制備十分復(fù)雜，制作成本也非常昂貴。陰極制作工藝的難題也造成了尖錐陣列形狀的均勻性較差，器件整體穩(wěn)定性不理想，導(dǎo)致Spindt型FED的進(jìn)一步發(fā)展非常困難。CNTs薄膜陰極雖然擁有比金屬、硅尖陣列、類金剛石薄膜更為優(yōu)秀的場發(fā)射特性，但是目前發(fā)展的陰極加工方法和工藝，卻都存在著一定缺陷，發(fā)射均勻性、場屏蔽效應(yīng)等問題沒有得到很好解決。難以真正開發(fā)和生產(chǎn)出大規(guī)模實(shí)用CNTs-FED器件。CNTs場發(fā)射陰極制備工藝主要有直接生長和移植兩種 方法。直接生長法制備定向碳納米管薄膜場發(fā)射性能相當(dāng)出色，但是工藝復(fù)雜，成本較高，不易產(chǎn)業(yè)化。在移植方法中，絲網(wǎng)印刷或涂敷法制備無序CNTs薄膜，工藝簡單且成本較低，適合制作大面積FED顯示器陰極和大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。但是制作的CNTs相互纏結(jié)，表面被制漿材料包圍，尖端不突出，燒結(jié)后殘留的有機(jī)物仍嚴(yán)重影響CNTs薄膜的場發(fā)射性能。為解決這些問題，人們嘗試過等離子體轟擊、離子束照射、膠帶粘貼]、機(jī)械摩擦和軟膠輥碾壓等方法對絲網(wǎng)印刷的FED陰極進(jìn)行處理，但由于薄膜受到損害，或者不易精確控制處理過程和效果等問題，導(dǎo)致場發(fā)射性能的改善也受到一定限制。絲網(wǎng)印刷法(或涂敷法)制備碳管薄膜FED陰極的方法具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景，但場發(fā)射性能卻差強(qiáng)人意(主要表現(xiàn)在開啟電壓、發(fā)射電流和發(fā)射穩(wěn)定性等方面)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種對絲網(wǎng)印刷的多壁碳納米管(MWCNTs)薄膜表面進(jìn)行改性的方法，包括將娃片裁成20mm X 20mm基片，清洗干凈；化學(xué)氣相沉積法制備MWCNT ；取純化后的MWCNT粉末在無水乙醇中用超聲波分散，室溫下自然晾干并充分研磨，再與有機(jī)載體混合攪拌廣2小時(shí)后作為陰極漿料；在玻璃基板上印制一層60rnmX25mm面積的銀衆(zhòng)薄膜電極；銀衆(zhòng)尚未干燥時(shí),及時(shí)用涂敷法在其表面制備IOnunxlOmm的MWCNTs薄膜,并用機(jī)械壓力反復(fù)壓制；晾干后刷掉表面粘接不牢靠的多余碳管，并對制好的試樣進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；
待爐溫自然冷卻后，在樣品上焊接四根導(dǎo)線，并通過磁控濺射儀上預(yù)留的電極接口引出濺射室；樣品作為磁控濺射的基片，用直流濺射方式在其表面上濺射不同厚度的超薄納米純鈦膜。為了在鍍Ti的過程中能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控樣品電阻的變化，安放基片時(shí)一定要注意保持電極與磁控濺射儀之間的絕緣性。


圖1.濺射Ti膜后MWCNTs樣品表面SEM照片圖2.濺射Ti膜后MWCNTs樣品場發(fā)射V-1曲線
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種對絲網(wǎng)印刷的多壁碳納米管(MWCNTs)薄膜表面進(jìn)行改性的方法，包括將硅片裁成20mmX 20mm基片，清洗干凈；化學(xué)氣相沉積法制備MWCNT ;取純化后的MWCNT粉末在無水乙醇中用超聲波分散，室溫下自然晾干并充分研磨，再與有機(jī)載體混合攪拌廣2小時(shí)后作為陰極衆(zhòng)料；在玻璃基板上印制一層60rnmX25mm面積的銀衆(zhòng)薄膜電極；銀衆(zhòng)尚未干燥時(shí)，及時(shí)用涂敷法在其表面制備IOnunxlOmm的MWCNTs薄膜,并用機(jī)械壓力反復(fù)壓制；晾干后刷掉表面粘接不牢靠的多余碳管，并對制好的試樣進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；待爐溫自然冷卻后，在樣品上焊接四根導(dǎo)線，并通過磁控濺射儀上預(yù)留的電極接口引出濺射室；樣品作為磁控濺射的基片，用直流濺射方式在其表面上濺射不同厚度的超薄納米純鈦膜。為了在鍍Ti的過程中能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控樣品電阻的變化，安放基片時(shí)一定要注意保持電極與磁控濺射儀之間的絕緣性。圖1是濺射Ti膜后MWCNTs樣品表面SEM照片(儀器型號JSM-6700F，日本電子株式會社)。濺射時(shí)間分別為205和605(反映不同的Ti厚度)。其中，(a)和(b)是濺射205的同一樣品不同位置和放大倍數(shù)的圖片，(c)和(d)是濺射605的同一樣品?？梢钥粗罥J，濺射205后，碳管表面覆有顆粒狀Ti團(tuán)簇，碳管形態(tài)比較清晰完整，濺射605后樣品表面已經(jīng)被Ti膜包裹但是碳管的尖端仍能分辨。

圖2是T1-MWCNTs樣品的場發(fā)射特性(V-1)曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，雖然純碳管樣品首先測到發(fā)射電流，但電流卻增加的比較慢，開啟電壓反而大于濺射了 Ti的樣品(濺射205和605后開啟電壓分別降低10. 9%和5. 2%)。這是由于涂敷法制備的純MWCNTs樣品會有個(gè)別特別突出的發(fā)射點(diǎn)優(yōu)先發(fā)射，而T1-MWCNTs樣品由于Ti結(jié)合或吸附改善了樣品的導(dǎo)電性，雖然起始發(fā)射較晚，但當(dāng)電壓超過開啟電壓后，發(fā)射電流急劇上升，而純碳管樣品發(fā)射電流卻增加較慢。1800V產(chǎn)生的發(fā)射電流出現(xiàn)了數(shù)量級差異(三組電流值分別為274μΑ、140μΑ和13μΑ)，T1-MWCNTs樣品的場發(fā)射性能明顯得到了改善。根據(jù)圖2的F-N線性擬合曲線可以看出，T1-MWCNTs樣品之間F-N擬合直線的斜率變化不大，但卻均比純碳管要小。發(fā)射電流的穩(wěn)定性得到了顯著提升。
權(quán)利要求
1.一種場發(fā)射陰極的處理方法將娃片裁成20mm X 20mm基片,清洗干凈；化學(xué)氣相沉積法制備MWCNT ；取純化后的MWCNT粉末在無水乙醇中用超聲波分散，室溫下自然晾干并充分研磨，再與有機(jī)載體混合攪拌廣2小時(shí)后作為陰極漿料；在玻璃基板上印制一層60rnmX25mm面積的銀衆(zhòng)薄膜電極；銀衆(zhòng)尚未干燥時(shí)，及時(shí)用涂敷法在其表面制備IOnunxlOmm的MWCNTs薄膜,并用機(jī)械壓力反復(fù)壓制；晾干后刷掉表面粘接不牢靠的多余碳管，并對制好的試樣進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；待爐溫自然冷卻后，在樣品上焊接四根導(dǎo)線，并通過磁控濺射儀上預(yù)留的電極接口引出濺射室；樣品作為磁控濺射的基片，用直流濺射方式在其表面上濺射不同厚度的超薄納米純鈦
全文摘要
本發(fā)明提供一種場發(fā)射陰極的處理方法，包括通過磁控濺射儀上預(yù)留的電極接口引出濺射室;樣品作為磁控濺射的基片，用直流濺射方式在其表面上濺射不同厚度的超薄納米純鈦膜。
文檔編號H01J9/02GK103050349SQ201210576479
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者于正友, 肖太升, 劉雷 申請人:青島盛嘉信息科技有限公司