專(zhuān)利名稱(chēng)：碳納米管漿料及采用該碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管漿料及采用該碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體。
背景技術(shù)：
碳納米管是一種新型碳材料。碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，且其具有幾乎接近理論極限的尖端表面積(尖端表面積愈小，其局部電場(chǎng)愈集中)，所以碳納米管具有極低的場(chǎng)發(fā)射電壓，可傳輸極大的電流密度，并且電流極穩(wěn)定，因此非常適合做場(chǎng)發(fā)射材料。目前，將碳納米管用作場(chǎng)發(fā)射的方法主要有直接生長(zhǎng)法和印刷法。其中，直接生長(zhǎng)法通常采用化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)碳納米管陣列作為發(fā)射體。然而，采用化學(xué)氣相沉積法難以做成大面積均勻的發(fā)射體，且該方法制備的發(fā)射體與陰極電極之間的結(jié)合力較差，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下容易被強(qiáng)電場(chǎng)拔出，從而限制了該發(fā)射體的電子發(fā)射能力和壽命。印刷法是將碳納米管漿料印刷成圖形，在通過(guò)后續(xù)處理方法使碳納米管從漿料中露出頭來(lái)?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于制備場(chǎng)發(fā)射體的碳納米管漿料通常包括碳納米管、氧化銦錫納米顆粒、玻璃粉以及有機(jī)載體。其中，選擇氧化銦錫納米顆粒作為碳納米管漿料的組分，其目的是提高碳納米管漿料的導(dǎo)電性能，增強(qiáng)碳納米管漿料和陰極電極之間的電接觸。然而，氧化銦錫顆粒的粒度遠(yuǎn)小于玻璃粉的粒度，且氧化銦錫的體積百分含量遠(yuǎn)大于玻璃粉的含量。因此，當(dāng)將該采用碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體應(yīng)用到場(chǎng)發(fā)射顯示器時(shí)，碳納米管漿料中雖有玻璃粉起到固定作用，但在陰柵間lOV/μπι高電場(chǎng)強(qiáng)度的長(zhǎng)時(shí)間作用下，部分粘結(jié)不牢的氧化銦錫顆粒會(huì)脫離印刷區(qū)域落至柵極上，從而導(dǎo)致了柵極與陽(yáng)極之間的異常發(fā)光。另外，由于氧化銦錫顆粒的存在會(huì)影響碳納米管與玻璃粉之間的結(jié)合力，所以碳納米管在強(qiáng)電場(chǎng)作用下長(zhǎng)時(shí)間工作容易被強(qiáng)電場(chǎng)拔出，從而限制了該發(fā)射體的電子發(fā)射能力和壽命。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，確有必要提供一種碳納米管被牢固固定，且應(yīng)用到場(chǎng)發(fā)射顯示器時(shí)可以避免柵極與陽(yáng)極之間的異常發(fā)光的場(chǎng)發(fā)射體以及制備該場(chǎng)發(fā)射體的碳納米管漿料?！N碳納米管漿料，其中，該碳納米管漿料由碳納米管，玻璃粉以及有機(jī)載體組成。一種采用該碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體，其包括一絕緣基底；一設(shè)置于該絕緣基底表面的陰極導(dǎo)電層；以及一設(shè)置于該陰極導(dǎo)電層表面的電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層采用上述碳納米管漿料制成，且該電子發(fā)射層由多個(gè)碳納米管和玻璃層組成，且該多個(gè)碳納米管與該陰極導(dǎo)電層電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明提供的碳納米管漿料僅由碳納米管，玻璃粉以及有機(jī)載體組成，所以采用該碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體中不含氧化銦錫顆粒。當(dāng)將該場(chǎng)發(fā)射體應(yīng)用到場(chǎng)發(fā)射顯示器時(shí)，不會(huì)有氧化銦錫顆粒脫離印刷區(qū)域落至柵極上，從而可以避免柵極與陽(yáng)極之間的異常發(fā)光。另外，場(chǎng)發(fā)射體的電子發(fā)射層中的碳納米管直接和玻璃層
3相互粘結(jié)，其粘結(jié)力大大增強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)碳納米管從電子發(fā)射層表面脫離的現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的碳納米管漿料的粘度測(cè)試結(jié)果。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的不含氧化銦錫顆粒的碳納米管漿料與現(xiàn)有技術(shù)中含有氧化銦錫的碳納米管漿料的場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖。圖3至圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射體的制備方法的工藝流程圖。
圖7為現(xiàn)有技術(shù)中含有氧化銦錫顆粒的電子發(fā)射層的掃描電鏡照片。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例制備的不含氧化銦錫顆粒的電子發(fā)射層的掃描電鏡照片。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
場(chǎng)發(fā)射體100
絕緣基底102
陰極導(dǎo)電層104
碳納米管漿料層106
碳納米管108
有機(jī)載體110
玻璃粉112
玻璃層114
電子發(fā)射層11具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的碳納米管漿料以及采用該碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體。本發(fā)明實(shí)施例提供一種碳納米管漿料，其僅由碳納米管，玻璃粉以及有機(jī)載體組成。即，所述碳納米管漿料僅為碳納米管，玻璃粉和有機(jī)載體的混合物，而不含氧化銦錫等導(dǎo)電顆粒。所述碳納米管的質(zhì)量百分比為2% 5%，玻璃粉的質(zhì)量百分比為2% 5%，有機(jī)載體的質(zhì)量百分比為90% 96%。優(yōu)選地，所述碳納米管的質(zhì)量百分比為2.5% 3%，玻璃粉的質(zhì)量百分比為2.5% 3%，有機(jī)載體的質(zhì)量百分比為94% 95%?？梢岳斫猓技{米管與玻璃粉的含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致碳納米管漿料的粘度過(guò)大，流動(dòng)性差，不但印刷時(shí)容易堵塞絲網(wǎng)而且使印刷的圖案邊緣不整齊。而碳納米管與玻璃粉的含量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致碳納米管漿料的可塑性較差且，不但印刷時(shí)碳納米管漿料不易成型且導(dǎo)致印刷的圖案中存在大量孔洞，印刷效果差。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)選擇碳納米管漿料中各組分的的比例，可以確保碳納米管漿料具有適合的粘度和可塑性，以滿(mǎn)足印刷的要求。所述碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或多種。 所述單壁碳納米管的直徑為0. 5內(nèi)米 50納米，所述雙壁碳納米管的直徑為1. 0納米 50 納米，所述多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。所述碳納米管的長(zhǎng)度大于1微米， 優(yōu)選地，所述碳納米管的長(zhǎng)度為5微米 15微米。所述玻璃粉為低熔點(diǎn)玻璃粉，其熔點(diǎn)為350°C 600°C。所述玻璃粉的粒徑小于等于10微米，優(yōu)選地，所述玻璃粉的粒徑小于等于1微米。所述有機(jī)載體為易揮發(fā)的有機(jī)物，可以通過(guò)加熱去除。所述有機(jī)載體包括稀釋劑， 穩(wěn)定劑和增塑劑。其中，所述稀釋劑為碳納米管漿料提供必要的流淌性，同時(shí)要求對(duì)穩(wěn)定劑具有較好的溶解性。所述稀釋劑為松油醇。所述穩(wěn)定劑通常具有極性較強(qiáng)的基團(tuán)，可以和增塑劑形成為網(wǎng)狀或鏈狀結(jié)構(gòu)，用以提高有機(jī)載體的粘度和塑性。所述穩(wěn)定劑為高分子聚合物，例如乙基纖維素。所述增塑劑一般為分子鏈上具有強(qiáng)極性基團(tuán)的溶劑，其作用是和穩(wěn)定劑形成多維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或癸二酸二丁酯等。優(yōu)選地， 所述增塑劑為癸二酸二丁酯。所述癸二酸二丁酯的沸點(diǎn)為344°C，熱揮發(fā)特性好，且癸二酸二丁酯分子鏈上具有強(qiáng)極性的酯基，可以與乙基纖維素形成多維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于癸二酸二丁酯的分子鏈上不含苯環(huán)，癸二酸二丁酯是一種綠色環(huán)保的增塑劑。所述癸二酸二丁酯價(jià)格低廉，符合絲網(wǎng)印刷之大規(guī)模低成本生產(chǎn)要求。進(jìn)一步，所述有機(jī)載體還可以包括少量的表面活性劑，如司班。本實(shí)施例中，所述碳納米管為直徑小于等于10納米且長(zhǎng)度為5微米 15微米的多壁碳納米管。所述玻璃粉為粒徑小于等于10微米的低熔點(diǎn)玻璃粉。所述有機(jī)載體包括乙基纖維素、松油醇、癸二酸二丁酯以及司班，且所述乙基纖維素、松油醇、癸二酸二丁酯和司班的質(zhì)量比為11 180 10 2。本實(shí)施例分別制備了四組不同比例的碳納米管漿料樣品，如表1所示表1不同比例的碳納米管漿料樣品
權(quán)利要求
1.一種碳納米管漿料，其特征在于，該碳納米管漿料由碳納米管，玻璃粉以及有機(jī)載體組成。
2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述碳納米管的質(zhì)量百分比為 2 0Z0 5 %，玻璃粉的質(zhì)量百分比為2 % 5%，有機(jī)載體的質(zhì)量百分比為90% 96%。
3.如權(quán)利要求2所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述碳納米管的質(zhì)量百分比為 2. 5% 3 %，玻璃粉的質(zhì)量百分比為2. 5% 3 %，有機(jī)載體的質(zhì)量百分比為94% 95%。
4.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述碳納米管漿料在剪切速率為 10/秒時(shí)的粘度為13Pa · s 16Pa · S。
5.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述碳納米管的直徑為0.5納米 50納米，且長(zhǎng)度大于1微米。
6.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述玻璃粉的熔點(diǎn)為350°C 600 "C。
7.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述玻璃粉的粒徑小于等于10微米。
8.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述機(jī)載體包括松油醇，乙基纖維素和鄰苯二甲酸二丁酯。
9.如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述機(jī)載體包括松油醇，乙基纖維素和癸二酸二丁酯。
10.如權(quán)利要求9所述的碳納米管漿料，其特征在于，所述有機(jī)載體進(jìn)一步包括司班， 且所述乙基纖維素、松油醇、癸二酸二丁酯和司班的質(zhì)量比為11 180 10 2。
11.一種場(chǎng)發(fā)射體，其包括 一絕緣基底；一設(shè)置于該絕緣基底表面的陰極導(dǎo)電層；以及一設(shè)置于該陰極導(dǎo)電層表面的電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層采用如權(quán)利要求1所述的碳納米管漿料制成，且該電子發(fā)射層由多個(gè)碳納米管和玻璃層組成，且該多個(gè)碳納米管與該陰極導(dǎo)電層電連接。
12.如權(quán)利要求11所述的場(chǎng)發(fā)射體，其特征在于，所述玻璃層將該多個(gè)碳納米管固定于所述陰極導(dǎo)電層表面，且該多個(gè)碳納米管的至少一端從玻璃層中露出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳納米管漿料，其中，該碳納米管漿料由碳納米管，玻璃粉以及有機(jī)載體組成。一種采用該碳納米管漿料制備的場(chǎng)發(fā)射體，其包括一絕緣基底；一設(shè)置于該絕緣基底表面的陰極導(dǎo)電層；以及一設(shè)置于該陰極導(dǎo)電層表面的電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層采用上述碳納米管漿料制成，且該電子發(fā)射層由多個(gè)碳納米管和玻璃層組成，且該多個(gè)碳納米管與該陰極導(dǎo)電層電連接。
文檔編號(hào)H01J29/02GK102208317SQ201010137180
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者張興, 范守善, 蔡琪, 郝海燕 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司