一种场发射阴极的处理方法技术

本发明专利技术提供一种场发射阴极的处理方法，包括在MWCNT上用化学法包覆钛。电压-电场发射电流(V-I)特性实验结果见可以发现，烧结处理后的样品场发射性能好于未烧结组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于FED领域，特别涉及一种对丝网印刷的多壁碳纳米管(MWCNTs)薄膜表面进行改性的方法。
技术介绍
FED显示器件面临的主要困难除了真空封装等问题外，均来自于阴极制作工艺。控制场发射的均匀性和稳定性、降低驱动电路成本等难点都直接受FED阴极材料和结构的制约。Spindt型器件要求在一个像素点大小范围内制作成百上千的“尖锥加圆孔”阴极阵列。这使光刻工艺和薄膜制备十分复杂，制作成本也非常昂贵。阴极制作工艺的难题也造成了尖锥阵列形状的均匀性较差，器件整体稳定性不理想，导致Spindt型FED的进一步发展非常困难。CNTs薄膜阴极虽然拥有比金属、硅尖阵列、类金刚石薄膜更为优秀的场发射特性，但是目前发展的阴极加工方法和工艺，却都存在着一定缺陷，发射均匀性、场屏蔽效应等问题没有得到很好解决。难以真正开发和生产出大规模实用CNTs-FED器件。CNTs场发射阴极制备工艺主要有直接生长和移植两种方法。直接生长法制备定向碳纳米管薄膜场发射性能相当出色，但是工艺复杂，成本较高，不易产业化。在移植方法中，丝网印刷或涂敷法制备无序CNTs薄膜，工艺简单且成本较低，适合制作大面积FED显示器阴极和大规模工业应用。但是制作的CNTs相互缠结，表面被制浆材料包围，尖端不突出，烧结后残留的有机物仍严重影响CNTs薄膜的场发射性能。为解决这些问题，人们尝试过等离子体轰击、离子束照射、胶带粘贴]、机械摩擦和软胶辊碾压等方法对丝网印刷的FED阴极进行处理，但由于薄膜受到损害，或者不易精确控制处理过程和效果等问题，导致场发射性能的改善也受到一定限制。丝网印刷法(或涂敷法)制备碳管薄膜FED阴极的方法具有良好的实际应用前景，但场发射性能却差强人意(主要表现在开启电压、发射电流和发射稳定性等方面)。
技术实现思路
本专利技术提供一种对丝网印刷的多壁碳纳米管(MWCNTs)薄膜表面进行改性的方法，包括:取适量碳纳米管粉末加入无水乙醇，置入超声波清洗机进行振荡分散，自然通风静置晾干后再次研磨；取IOml TiCl3溶液与0.3gMWCNTs混合并搅拌均匀；取适量硼氢酸钠固体用去离子水配置成lmol/L的溶液；取IOml硼氢酸钠缓慢加入TiCl3溶液(含MWCNTs)，并搅拌；待反应完全结束后,将反应后的溶液静置24h,滤去上层溶剂；加入去离子水后放入离心机，取出碳纳米管让其自然晾干；将完全干燥的碳纳米管充分研磨后与适量无水乙醇混合，放入超声机进行超声分散，超声结束后将碳纳米管自然晾干；充分研磨后，以10%的质量比例加入有机载体，搅拌后制成浆料。用此浆料以200目丝网在两端预置银电极的基板中央印制出掺钛MWCNTs薄膜样品；将制备好的试样置入管式真空炉中，在Ar气保护环境下进行高温烧结处理。附图说明图1用化学还原法包覆Ti后MWCNTs样品表面的SEM照片。图2用化学还原法包覆Ti后MWCNTs样品的V-1特性。具体实施例方式本专利技术提供一种对丝网印刷的多壁碳纳米管(MWCNTs)薄膜表面进行改性的方法，包括:取适量碳纳米管粉末加入无水乙醇，置入超声波清洗机进行振荡分散，自然通风静置晾干后再次研磨；取101111 TiCl3溶液与0.3gMWCNTs混合并搅拌均匀；取适量硼氢酸钠固体用去离子水配置成lmol/L的溶液；取IOml硼氢酸钠缓慢加入TiCl3溶液(含MWCNTs)，并搅拌；待反应完全结束后，将反应后的溶液静置24h，滤去上层溶剂；加入去离子水后放入离心机，取出碳纳米管让其自然晾干；将完全干燥的碳纳米管充分研磨后与适量无水乙醇混合，放入超声机进行超声分散，超声结束后将碳纳米管自然晾干；充分研磨后，以10%的质量比例加入有机载体，搅拌后制成浆料。用此浆料以200目丝网在两端预置银电极的基板中央印制出掺钛MWCNTs薄膜样品；将制备好的试样置入管式真空炉中，在Ar气保护环境下进行高温烧结处理。图1是制备样品的SEM照片，其中(a)图是未进行烧结处理的样品，可以看到样品表面比较致密，碳管包覆着很多物质，尖端暴露不明显。(b)图进行了烧结处理，表面物质比较分散。在超高真空室内对上述样品分别进行场发射性能测试。实验真空度维持10礴Pa，阳阴极间距约1mm。电压-电场发射电流(V-1)特性实验结果见图1。可以发现，烧结处理后的样品场发射性能好于未烧结组。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射阴极的处理方法，包括：取适量碳纳米管粉末加入无水乙醇，置入超声波清洗机进行振荡分散，自然通风静置晾干后再次研磨；取10ml?TiCl3溶液与0.3gMWCNTs混合并搅拌均匀；取适量硼氢酸钠固体用去离子水配置成1mol/L的溶液；取10ml硼氢酸钠缓慢加入TiCl3溶液(含MWCNTs)，并搅拌；待反应完全结束后，将反应后的溶液静置24h，滤去上层溶剂；加入去离子水后放入离心机，取出碳纳米管让其自然晾干；将完全干燥的碳纳米管充分研磨后与适量无水乙醇混合，放入超声机进行超声分散，超声结束后将碳纳米管自然晾干；充分研磨后，以10％的质量比例加入有机载体，搅拌后制成浆料。用此浆料以200目丝网在两端预置银电极的基板中央印制出掺钛MWCNTs薄膜样品；将制备好的试样置入管式真空炉中，在Ar气保护环境下进行高温烧结处理。

【技术特征摘要】
1.一种场发射阴极的处理方法，包括: 取适量碳纳米管粉末加入无水乙醇，置入超声波清洗机进行振荡分散，自然通风静置晾干后再次研磨； 取IOml TiC13溶液与0.3gMWCNTs混合并搅拌均匀； 取适量硼氢酸钠固体用去离子水配置成lmol/L的溶液； 取IOml硼氢酸钠缓慢加入TiC13溶液(含MWCNTs)，并搅拌； 待反应完全结束后，将反应后的溶液静置24h,滤去上层...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪成友，刘志龙，
申请(专利权)人：青岛红星化工厂，
类型：发明
国别省市：