[发明专利]场发射阴极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种场发射阴极的制备方法，特别涉及一种基于碳纳米管的场发射阴极的制备方法。

背景技术

场电子发射因为具有响应速度快、电流密度大、功耗小、单色性好、便于集成等优点一直以来都是科学和工业界关注的一个重点。

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。

目前，利用丝网印刷、喷墨打印等方式制作的碳纳米管场发射阴极，通常将碳纳米管浆料或墨水直接印刷或打印在阴极电极表面。然而，当该场发射阴极处在一些恶劣真空条件下，或着工作空间出现高压打火的时候，场发射阴极表面的碳纳米管的发射尖端很容易被摧毁，场发射性能遭到极大破坏，这就造成碳纳米管阴极发射体不稳定，寿命也较短。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种耐环境冲击、发射稳定、长寿命的场发射阴极的制备方法。

一种场发射阴极的制备方法，该方法包括以下步骤：提供一微通道板，该微通道板具有多个开孔；提供一碳纳米管浆料，将所述碳纳米管浆料填充于所述微通道板的多个开孔内，部分碳纳米管浆料粘附于所述微通道板的开孔内壁；加热填充碳纳米管浆料的微通道板，使得所述碳纳米管浆料中的有机载体挥发，得到一场发射阴极。

与现有技术相比，本发明提供的场发射阴极的制备方法具有以下优点：一、微通道板为导电材料时，无需设置额外的阴极电极，制备方法简单；二、通过加热固化的方式使得碳纳米管牢固固定于微通道板的开孔内；三，场发射阴极能够处于微通道板第二表面的保护之下，从而避免离子轰击等事件导致的破坏。因此，该方法制备的场发射阴极具有发射稳定和寿命长的特点。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的场发射阴极的结构立体图。

图2为本发明第一实施例提供的场发射阴极的结构剖面示意图。

图3为本发明第二实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图4为本发明第三实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图5为本发明第四实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图6为本发明第五实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图7为本发明第六实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图8为本发明第七实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图9为本发明第八实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图10为本发明第九实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图11为本发明第十实施例提供的场发射阴极的结构示意图。

图12为本发明提供的场发射阴极的制备方法示意图。

图13为碳纳米管浆料填充微通道板采用的浸润法示意图。

图14为碳纳米管浆料填充微通道板采用的压力注入法示意图。

图15为本发明填充有碳纳米管浆料的微通道板经烘烤后的照片。

图16为本发明填充有碳纳米管浆料的微通道板经烘烤后的局部放大照片。

图17为本发明提供的场发射装置的结构示意图。

图18为本发明提供的场发射装置测试时的阳极光斑。

图19为本发明提供的场发射装置的场发射阴极的IV特性图。

图20为本发明提供的场发射装置的发射阴极的FN曲线图。

图21为本发明提供的场发射装置在不同真空度下的阳极光斑图。

主要元件符号说明

如下具体实施例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，对本发明提供的场发射阴极，场发射阴极的制备方法以及采用该场发射阴极的场发射装置作进一步详细说明。

请一并参阅图1-11，本发明提供一种场发射阴极，该场发射阴极包括：一微通道板110和多个阴极发射体120。其中，所述微通道板110具有多个开孔1102，该微通道板具有一第一表面1104以及一与该第一表面1104相对的第二表面1106，每个所述开孔1102贯穿所述第一表面1104和第二表面1106。所述多个阴极发射体120填充于该微通道板110的开孔1102中，且与所述开孔1102的内壁接触并固定，该多个阴极发射体120相互连接。