一种场发射阴极的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种场发射阴极的制备方法，该方法包括下列步骤：提供一基板，在该基板上沉积一金属层；对金属层表面进行氧化处理，形成一具有多个凹槽的金属氧化物层；去除多个凹槽底部的金属氧化物；通过电泳沉积方式在凹槽底部沉积碳纳米管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
碳纳米管是一种新型碳材料，其具有极其优异的导电性能，且其具有几乎接近理论极限的尖端表面积(尖端表面积越小，其局部电场越集中)，所以，碳纳米管是已知最好的场发射材料，其具有极低场发射电压，可传输极大电流密度，且电流极稳定，因而非常适合做场发射显示器的发射组件。用于发射组件的碳纳米管，多采用电弧放电法或化学气相沉积法(CVD法)生长的碳纳米管。将碳纳米管应用于场发射显示器的方式有将含有碳纳米管的导电浆料或者有机粘接剂印刷成图形通过后续处理使得碳纳米管能够从浆料的埋藏中露出头来成为发射体。在此方法中，将含有碳纳米管的导电浆料以厚膜钢板印刷的方式涂覆在导电基板上，碳纳米管在浆料中发生弯曲，相互交织，不易形成垂直于导电基板的碳纳米管，为形成性能良好的发射尖端，需对碳纳米管阵列进行后续处理，即，将一层浆料剥离，从而使碳纳米管从浆料的埋藏中露出头来而成为发射体，但是，剥离此浆料层对碳纳米管损伤很大。上述方法制备的碳纳米管膜中，碳纳米管基本上趴在导电基板上，相对导电基板垂直的碳纳米管较少。然而，碳纳米管作为场发射体，是从碳纳米管的一端沿轴向发射出电子，所以，碳纳米管趴在导电基板上不利于碳纳米管场发射性能的发挥。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种不损伤碳纳米管，使碳纳米管场发射体的端头相对导电基板基本垂直，从而确保碳纳米管场发射性能发挥良好的碳纳米管场发射阴极的制备方法实为必要。该场发射阴极的制备方法包括下列步骤提供一基板，在该基板上沉积一金属层；对金属层表面进行氧化处理，形成一具有多个凹槽的金属氧化物层；去除多个凹槽底部的金属氧化物；通过电泳沉积方式在凹槽底部沉积碳纳米管。和现有技术相比，所述场发射阴极的制备方法制得的碳纳米管场发射体的端头相对基板基本垂直，从而提高了场发射电子的均匀性，即提高了碳纳米管场发射性能。附图说明图1是本专利技术场发射阴极制备方法的流程图。图2是本专利技术场发射阴极制备方法的流程示意图。图3(a)至(b)是通过电泳沉积方式在凹槽底部沉积碳纳米管的流程示意图。具体实施方式请参照图1与图2，本专利技术场发射阴极的制备方法包括以下步骤步骤1，提供一基板110，在该基板110上沉积一金属层130。基板110可以选用普通玻璃基板或导电基板，例如氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)导电玻璃、镀银的玻璃基板，如果选用普通玻璃基板，一般会在基板上沉积一金属层之前先镀一导电层120。在此，可以采用热蒸镀法(Thermal Evaporation)、溅镀法(Sputtering)、热化学气相沉积法(Thermal Chemical VaporDeposition)等方法将金属沉积到基板110上。上述金属层130可为镍、银、铝等金属或其合金，本实施例中用热化学气相沉积法将铝沉积到基板110上。步骤2，对金属层130表面进行氧化处理，形成一具有多个凹槽134的金属氧化物层132。由于本实施例中是将铝沉积到基板110上，所以对金属层130表面进行氧化处理实际上就是对铝的阳极氧化，在阳极氧化过程开始时，金属表面生成的Al3+与电解液中生成的含氧阴离子(R2-)发生下列反应2Al3++3R2-+2H2O→Al2O3+3H2R式中，R为负二价的含氧酸根离子或O2-，在Al表面与之生成Al2O3膜；随阳极过程的不断进行，Al3+在电场作用下在Al2O3膜中迁移与膜/电解液界面迁移的R2-物种相互作用，Al2O3膜不断生长。另，对金属层130表面进行氧化处理时，所选用酸的种类及浓度、腐蚀时间、电流密度等反应条件可以控制金属氧化物层132的凹槽134的形貌及深度。金属氧化物层132可以作为场发射阴极的分隔墙(Spacer)。步骤3，去除多个凹槽底部1341的金属氧化物。经阳极氧化处理后，产生的金属氧化物层132位于金属层130的上方，再用酸溶液将多个凹槽底部1341的金属氧化物腐蚀掉，以使其下方的金属露出来，在此，可选用草酸。当用酸溶液对凹槽底部1341的金属氧化物进行腐蚀时，凹槽134的侧壁也会被酸溶液腐蚀掉，但凹槽底部1341的金属氧化物层相对凹槽134的侧壁上的金属氧化物较薄，所以，将凹槽底部1341的金属氧化物腐蚀掉并露出金属时，凹槽134的侧壁上与凹槽底部1341的金属氧化物层相同厚度的金属氧化物也会被氧化掉，此时，该多个凹槽134会相应的变大。步骤4，通过电泳沉积方式在多个凹槽底部1341沉积碳纳米管490。请参阅图3(a)，先利用电泳沉积方式在凹槽底部1341沉积粘着剂层470，溶液480是掺有硝酸镁[Mg(NO3)2]粒子4701的水溶液，在电极410与导电层130之间加电场在凹槽底部1341沉积一层氢氧化镁[Mg(OH)2]，这是由于Mg(NO3)++2OH-→Mg(OH)2(s)+NO3-，则沉积的氢氧化镁即为所需的粘着剂。请参阅图3(b)，再通过电泳沉积方式在粘着剂层470上沉积碳纳米管490，溶液580为掺有碳纳米管490的酒精溶液，在电极510与导电层130之间加电场在粘着剂层470上沉积碳纳米管490，在此，可通过改变电泳沉积方式中的参数来控制所要沉积碳纳米管490的厚度，如电压，溶液浓度等。然后，对基板110进行热处理，在100摄氏度～200摄氏度的条件下进行烧结，使碳纳米管490与粘着剂层470更为紧密的粘合。另外，本领域技术人员还可在本专利技术精神内做其它变化。所以，这些依据本专利技术精神所做的变化，都应包含在本专利技术所要求保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射阴极的制备方法，包括下列步骤：提供一基板，在该基板上沉积一金属层；对金属层表面进行氧化处理，形成一具有多个凹槽的金属氧化物层；去除多个凹槽底部的金属氧化物；通过电泳沉积方式在凹槽底部沉积碳纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种场发射阴极的制备方法，包括下列步骤提供一基板，在该基板上沉积一金属层；对金属层表面进行氧化处理，形成一具有多个凹槽的金属氧化物层；去除多个凹槽底部的金属氧化物；通过电泳沉积方式在凹槽底部沉积碳纳米管。2.根据权利要求1所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于所述基板为导电基板。3.根据权利要求1所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于所述金属层中所含金属为铝。4.根据权利要求1所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于所述在基板上沉积金属层是用热蒸镀方式或热化学气相沉积方式。5.根据权利要求1所述的场发射阴极的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董才士，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]