專利名稱：一種場發(fā)射陰極的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種場發(fā)射陰極的制備方法。
背景技術：
液晶顯示器是一種被動式顯示裝置，其不具有發(fā)光特性，需要為其提供背光模塊以實現顯示功能。導光板是背光模塊中重要組件，用以引導自光源發(fā)出光束的傳輸方向，將線光源或點光源轉換成面光源出射。
碳納米管是一種新型碳材料，其具有極其優(yōu)異的導電性能，且其具有幾乎接近理論極限的尖端表面積(尖端表面積越小，其局部電場越集中)，所以，碳納米管是已知最好的場發(fā)射材料，其具有極低場發(fā)射電壓，可傳輸極大電流密度，且電流極穩(wěn)定，因而非常適合做場發(fā)射顯示器的發(fā)射組件。
用于發(fā)射組件的碳納米管，多采用電弧放電法或化學氣相沉積法(CVD法)生長的碳納米管。將碳納米管應用于場發(fā)射顯示器的方式有將含有碳納米管的導電漿料或者有機粘接劑印刷成圖形通過后續(xù)處理使得碳納米管能夠從漿料的埋藏中露出頭來成發(fā)射體。在此方法中，將含有碳納米管的導電漿料以厚膜鋼板印刷的方式涂布在導電基板上，碳納米管在漿料中發(fā)生彎曲，相互交織，不易形成垂直于導電基板的碳納米管，為形成性能良好的發(fā)射尖端，需對碳納米管數組進行后續(xù)處理，即將一層漿料剝離，從而使碳納米管從漿料的埋藏中露出頭來而成為發(fā)射體，但是，剝離此漿料層對碳納米管損傷很大。
上述方法制備的碳納米管膜中，碳納米管基本上趴在導電基板上，相對導電基板垂直的碳納米管較少。然而，碳納米管作為場發(fā)射體，是從碳納米管的一端沿軸向發(fā)射出電子，所以，碳納米管趴在導電基板上不利于碳納米管場發(fā)射性能的發(fā)揮。

發(fā)明內容
有鑒于此，提供一種不損傷碳納米管，使碳納米管場發(fā)射體的端頭相對導電基板基本垂直，從而確保碳納米管場發(fā)射性能發(fā)揮良好的碳納米管場發(fā)射陰極的制備方法實為必要。
該場發(fā)射陰極的制備方法包括下列步驟提供一基板，在該基板上沉積一金屬層；在金屬層表面形成多個凹槽；對金屬層表面進行氧化處理，形成一金屬氧化物層；去除多個凹槽底部的金屬氧化物層；在凹槽底部設置一層金屬鹽溶液；在凹槽底部生長碳納米管。
和現有技術相比，所述場發(fā)射陰極的制備方法制得的碳納米管場發(fā)射體的端頭相對基板基本垂直，從而提高了場發(fā)射電子的均勻性，即提高了碳納米管場發(fā)射性能。

圖1是本發(fā)明場發(fā)射陰極制備方法的流程圖。
圖2是本發(fā)明場發(fā)射陰極制備方法的流程示意圖。
具體實施方式
請參照圖1與圖2，本發(fā)明場發(fā)射陰極的制備方法包括以下步驟步驟1，提供一基板110，在該基板110上沉積一金屬層130。
基板110可以選用普通玻璃基板或導電基板，例如氧化銦錫(ITO，Indium Tin Oxide)導電玻璃、鍍銀的玻璃基板，如果選用普通玻璃基板，一般會在基板上沉積一金屬層的前先鍍一導電層120。在此，可以采用熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)、濺鍍法(Sputtering)、熱化學氣相沉積法(Thermal Chemical VaporDeposition)等方法將金屬沉積到基板110上。上述金屬層130可為鎳、銀、鋁等金屬或其合金，本實施例中用熱化學氣相沉積法將鋁沉積到基板110上，如圖2(a)所示。
步驟2，在金屬層130表面形成多個凹槽131。
在金屬層130表面形成多個凹槽131可采用壓印的方式。利用一模板280在金屬層130表面壓印出多個凹槽131。該模板280選用聚甲基硅氧烷(PDMS)為材料制作的模板，利用其材料特性可以制作出穩(wěn)定、可靠、符合設計要求的模板。按設計制作的模板280通過模板底部2811對金屬層130表面施加一適當的壓力，在金屬層130表面形成一具有一定深度的凹槽131，凹槽131的深度是通過施加在模板280上的壓力來控制的，如圖2(b)所示。
步驟3，對金屬層130表面進行氧化處理，形成一金屬氧化物層132。
用陽極氧化法對表面具有多個凹槽131的金屬層130進行氧化處理，則凹槽131的深度會加深，在此，通過陽極氧化處理所施加的電流密度與時間可以控制凹槽131的深度，凹槽131的存在可以使金屬氧化物優(yōu)先在凹槽131所在位置產生，如圖2(c)所示。
步驟4，去除多個凹槽底部1311的金屬氧化物層132。
經陽極氧化處理后，產生的金屬氧化物層132位于金屬層130的上方，再用酸溶液將多個凹槽底部1311的金屬氧化物層132腐蝕掉，以使其下方的金屬露出來，如圖2(d)所示。
步驟5，在凹槽底部1311設置一層金屬鹽溶液570。
在此，在模板底部2811附著一層金屬鹽溶液570，并將其壓入凹槽底部1311，以達到在凹槽底部1311設置一層金屬鹽溶液570的目的。該金屬鹽溶液570中金屬鹽可為鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、鉬鹽或鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、鉬鹽的混合鹽類。一般采用水或乙醇作為溶液。乙醇易揮發(fā)，便于后續(xù)干燥處理，所以優(yōu)選乙醇作為溶劑。金屬鹽溶液570中金屬鹽的總重量百分比可介于0.01％～10％之間。本實施例的金屬鹽溶液570采用乙醇為溶劑，其中含重量百分比為0.01％的鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]及重量百分比為0.01％的硫酸鐵[Fe2(SO4)3·5H2O]，如圖2(e)所示。
步驟6，在凹槽底部1311生長碳納米管690。
在凹槽底部1311生長碳納米管690之前，可以先經過干燥、燒結處理得到金屬鹽層570’，干燥可以在空氣中進行，燒結一般在真空中進行，也可在燒結爐中添加保護氣體進行燒結，保護氣體可為氬氣。燒結溫度為200-500攝氏度，燒結時間為1-10分鐘。
化學氣相沉積法生長碳納米管的技術已較為成熟，其可根據適當的操作條件生長單壁、雙壁或多壁碳納米管。本實施例中采用熱化學氣相沉積法在已制備有金屬鹽層570’的凹槽底部1311生長碳納米管690，此處還可采用微波電漿輔助CVD方式生長碳納米管690，如圖2(f)所示。
另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其它變化。所以，這些依據本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種場發(fā)射陰極的制備方法，包括下列步驟提供一基板，在該基板上沉積一金屬層；在該金屬層表面形成多個凹槽；對該金屬層表面進行氧化處理，形成一金屬氧化物層；去除該多個凹槽底部的金屬氧化物層；在該凹槽底部設置一層金屬鹽溶液；在該凹槽底部生長碳納米管。
2.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述多個凹槽是利用一模板在金屬層表面壓印形成。
3.根據權利要求2所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述金屬鹽溶液是通過將其附著在該模板底部，并將其壓入凹槽底部。
4.根據權利要求2所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述模板是用聚甲基硅氧烷制得的。
5.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述金屬層中所含金屬為鋁。
6.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述氧化處理是用陽極氧化方式。
7.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述去除多個凹槽底部的金屬氧化物層是用酸溶液將其去除。
8.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述金屬鹽溶液為鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、鉬鹽或鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽、鉬鹽的混合鹽的水溶液或其乙醇溶液。
9.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述在凹槽底部生長碳納米管為利用熱化學氣相沉積方式。
10.根據權利要求1所述的場發(fā)射陰極的制備方法，其特征在于所述在凹槽底部生長碳納米管為利用微波電漿輔助化學氣相沉積方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種場發(fā)射陰極的制備方法，該方法包括下列步驟提供一基板，在該基板上沉積一金屬層；在金屬層表面形成多個凹槽；對金屬層表面進行氧化處理，形成一金屬氧化物層；去除多個凹槽底部的金屬氧化物層；在凹槽底部設置一層金屬鹽溶液；在凹槽底部生長碳納米管。
文檔編號H01J9/02GK1988100SQ20051012102
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權日2005年12月20日
發(fā)明者董才士 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司