專利名稱：碳納米管發射體的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發射體，尤其涉及一種碳納米管發射體。
背景技術：
自九十年代初以來，以碳納米管為代表的納米材料以其獨特的結構和性質引起了人們極大的關注。近幾年來，隨著碳納米管及納米材料研究的不斷深入，其廣闊的應用前景不斷顯現出來。例如，由于碳納米管所具有的獨特的電磁學、光學、力學、化學等性能，大量有關其在場發射電子源、傳感器、新型光學材料、軟鐵磁材料等領域的應用研究不斷被報道。
就以場發射技術為例，碳納米管早已以其優良的導電性能，完美的晶格結構，納米尺度的尖端等特性成為優良的場發射陰極材料，請參見Walt A.de Heer等人Science 270,1179-1180 (1995), A Carbon Nanotube Field-Emission Electron Source 一文。碳納米管的場發射特性在場發射平面顯示器件、電真空器件、大功率微波器件等領域有著廣闊的應用前景。美國專利第6，232，706號揭示了一利用碳納米管的場發射元件，該專利所揭示的場發射元件包括一基底，沉積于基板上的催化劑，以及從催化劑上長出的一束或多束相互平行且垂直于基底的碳納米管陣列。由于碳納米管陣列的表面夾雜少量雜亂分布的催化劑顆粒和無定形碳等雜質，將導致碳納米管場發射性能的不穩定和不均勻，影響了碳納米管陣列的場發射性能，而且制備方法難以實現自動化。
所以對于碳納米管材料的應用來講，不同形態的碳納米管具有不同應用潛能，如何控制碳納米管形態顯得非常重要，需要不斷的研究和突破。發明內容
有鑒于此，確有必要提供一種發射性能穩定且制備方法可以實現自動化的碳納米管發射體。
—種碳納米管發射體，包括:一基底，該基底具有一第一表面；一碳納米管結構，該碳納米管結構具有一個接觸部和一個發射部，該接觸部設置于所述第一表面，該發射部遠離所述第一表面，并向遠離所述第一表面的方向彎曲，該碳納米管結構包括多個碳納米管，該多個碳納米管沿著所述接觸部到發射部的方向延伸，并且在該延伸方向上首尾相連形成一個連續的碳納米管結構。
—種發射體，包括:一基底，該基底具有一第一表面；至少一線型碳納米管結構，該線型碳納米管結構由至少一根碳納米管組成，該碳納米管的延伸方向與所述線型碳納米管結構的延伸方向一致，所述線型碳納米管結構具有沿所述基底的第一表面延伸并接觸的第一端部以及與該第一端部相對并遠離所述基底的第一表面彎曲翹起的第二端部，所述線型碳納米管結構的第二端部作為發射體的發射端。
與現有技術相比較，本發明提供的碳納米管發射體能夠有效地朝向陽極電極，具有較高的發射效率，同時還呈一弧形彎曲，具有較高的發射效率的同時，提高了碳納米管發射體的結構穩定性，而且豐富了碳納米管器件設計的多樣性，為碳納米管器件的設計提供更多的選擇空間。
圖1為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體的制備流程圖。
圖2為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體所采用的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。
圖3為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體所采用的非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。
圖4為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體所采用的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。
圖5為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體的制備機理圖。
圖6為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體的另一制備流程圖。
圖7A為本發明具體實施一提供的碳納米管發射體所采用的碳納米管拉膜刮壓之前的數碼照片。
圖7B為本發明具體實施一提供的碳納米管發射體所采用的碳納米管拉膜刮壓之后的數碼照片。
圖8為本發明具體實施例一提供的碳納米管發射體的結構示意圖。
圖9為本發明具體實施例二提供的碳納米管發射體的制備流程圖。
主要元件符號說明
基底10
第一表面102
碳納米管結構 12
接觸部120
發射部122
固定裝置14
刮壓裝置16
金屬軋輥18
刮壓方向I
應力方向II
如下具體實施方式
將結合上述附圖進一步說明本發明。
具體實施方式
本發明主要提供一種將平行于基底的碳納米管結構進行刮壓，使該平行于基底的碳納米管結構上翹，即碳納米管結構“抬起頭”的方法。該方法首先將碳納米管結構設置于一基底上，該碳納米管 結構包括多個線型碳納米管結構，該多個線型碳納米管結構包括至少一根碳納米管，即所述碳納米管結構包括至少一根碳納米管，該至少一根碳納米管沿所述基底的表面延伸。所述碳納米管結構包括多個碳納米管時，所述多個碳納米管沿同一方向延伸，所述碳納米管結構在碳納米管延伸方向上具有相對的第一端部和第二端部，將所述碳納米管結構的第一端部固定；用一刮壓裝置對所述碳納米管結構施加壓力的同時，從所述第二端部開始沿著碳納米管的延伸方向刮動所述碳納米管結構，使所述碳納米管結構的至少第二端部遠離基底，也就是碳納米管結構上翹，即碳納米管結構“抬起頭”。在上述主要發明構思的基礎上，所述基底主要起支撐作用，當然所述基底也可以隨著上翹的碳納米管結構應用于不同領域有不同的作用，所述基底可以根據需要選擇柔性/非柔性、透明/非透明、導電/絕緣等不同的材料；在上述的方法中也可以根據需要進一步包括例如沉積電極等步驟。后面的各個具體實施例中主要以上翹的碳納米管結構作為發射體為例進行說明，當然，并不局限于此。
下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的碳納米管發射體的制備方法作進一步的詳細說明。
具體實施例一
請參見圖1，本發明提供一種碳納米管發射體的制備方法，其包括以下步驟:
步驟一、提供一基底10，該基底10具有一第一表面102。
所述基底10的材料為絕緣材料，可選擇硅、石英、玻璃、陶瓷、金剛石等硬性材料或塑料、樹脂等高分子柔性材料，優選地，所述基底10選用不會與碳納米管粘結的材料。所述第一表面102為一光滑平面。本實施例中，所述基底10的材料為娃,所述基底10為一長方體結構，所述第一表面102為一長方形。
步驟二、提供一碳納米管結構12，將該碳納米管結構12設置于所述第一表面102，所述碳納米管結構12包括多個沿同一方向延伸的碳納米管，該碳納米管沿所述基底10的第一表面102延伸，所述碳納米管結構12在所述碳納米管延伸的方向上具有相對的第一端部和第二端部，將所述第一端部固定于所述第一表面102。
對于碳納米管發射體而言，所述碳納米管結構12的第一端部可以定義為接觸部120，所述碳納米管結構12的第二端部為發射部122，將所述第一端部固定于所述第一表面102，也就是將所述接觸部120固定于所述第一表面102。
所述碳納米管結構12的接觸部120固定于基底10的第一表面102的方法:可以用一固定裝置14將碳納米管結構12的接觸部120按壓在所述基底10的第一表面102，所述固定裝置14的材料可以選擇任意非金屬、金屬或合金，該固定裝置14可以為片狀、塊狀金屬或非金屬體，也可以為夾子等夾具，只要能將所述碳納米管結構12的接觸部120固定于所述基底10的第一表面102即可；也可以用膠粘劑或漿料將碳納米管結構12的接觸部120粘在所述基底10的第一表面102。當碳納米管結構12的接觸部120固定在所述基底10的第一表面102時，碳納米管結構12的其余部分隨之放置或鋪設于所述基底10的第一表面102。
所述碳納米管結構12包括多個均勻分布且沿同一方向延伸的碳納米管，碳納米管之間通過范德華力緊密結合。所述碳納米管結構12中的碳納米管包括單壁碳納米管、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納米 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。碳納米管結構12還可以為由碳納米管組成的純結構。該碳納米管結構12中的碳納米管沿同一個方向擇優取向排列。所述碳納米管結構12的厚度為I微米 200微米，優選為10微米 100微米。本實施例中,優選地,所述碳納米管結構12為一自支撐結構。所述自支撐為碳納米管結構12不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身層狀狀態，即將該碳納米管結構12置于(或固定于)間隔一固定距離設置的兩個支撐體上時，位于兩個支撐體之間的碳納米管結構12能夠保持自身層狀狀態。
所述碳納米管結構12可包括一個碳納米管膜或多個平行且無間隙鋪設或/和層疊鋪設的碳納米管膜，還可以包括至少一碳納米管線。所述碳納米管膜為一碳納米管拉膜或一碳納米管碾壓膜。所述碳納米管線為一非扭轉的碳納米管線或一扭轉的碳納米管線。
(一 )碳納米管拉膜的制備方法包括以下步驟:
首先，提供一碳納米管陣列形成于一生長基底，該陣列為超順排的碳納米管陣列。
該碳納米管陣列的制備方法采用化學氣相沉積法，其具體步驟包括:(a)提供一平整生長基底，該生長基底可選用P型或N型硅生長基底，或選用形成有氧化層的硅生長基底，本發明實施例優選為采用4英寸的硅生長基底；(b)在生長基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合的合金之一；(C)將上述形成有催化劑層的生長基底10在700°C 900°C的空氣中退火約30分鐘 90分鐘；(d)將處理過的生長基底置于反應爐中，在保護氣體環境下加熱到500°C 740°C，然后通入碳源氣體反應約5分鐘 30分鐘，生長得到碳納米管陣列。該碳納米管陣列為多個彼此平行且垂直于生長基底生長的碳納米管形成的純碳納米管陣列。通過上述控制生長條件，該定向排列的碳納米管陣列中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。
其次，采用一拉伸工具從碳納米管陣列中拉取碳納米管獲得至少一碳納米管拉膜，其具體包括以下步驟:(a)從所述超順排碳納米管陣列中選定一個或具有一定寬度的多個碳納米管，優選為采用具有一定寬度的膠帶、鑷子或夾子接觸碳納米管陣列以選定一個或具有一定寬度的多個碳納米管；(b)以一定速度拉伸該選定的碳納米管，從而形成首尾相連的多個碳納米管片段，進而形成一連續的碳納米管拉膜。該拉取方向沿基本垂直于碳納米管陣列的生長方向。
在上述拉伸過程中，該多個碳納米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離生長基底的同時，由于范德華力作用，該選定的多個碳納米管片段分別與其它碳納米管片段首尾相連地連續地被拉出，從而形成一連續、均勻且具有一定寬度的碳納米管拉膜。
該碳納米管拉膜的寬度與碳納米管陣列的尺寸有關，該碳納米管拉膜的長度不限，可根據實際需求制得。當該碳納米管陣列的面積為4英寸時，該碳納米管拉膜的寬度為0.5納米 10厘米，該碳納米管拉膜的厚度為0.5納米 10微米。
該碳納米管拉膜可作為一碳納米管結構12使用，也可以將至少兩層碳納米管拉膜層疊設置或并排設置形成一碳納米管結構12。請參見圖2，所述碳納米管結構12為一層碳納米管拉膜，該碳納米管拉膜的厚度為I微米。
( 二)碳納米管碾壓膜的制備方法包括以下步驟:
首先，提供一碳納米管陣列形成于一生長基底，該陣列為定向排列的碳納米管陣列。
所述碳納米管陣列優選為一超順排的碳納米管陣列。所述碳納米管陣列與上述碳納米管陣列的制備方法相同。
其次，采用一施壓裝置，擠壓上述碳納米管陣列獲得一碳納米管碾壓膜，其具體過程為:
該施壓裝置施加一定的壓力于上述碳納米管陣列上。在施壓的過程中，碳納米管陣列在壓力的作用下會與生長基底分離，從而形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結構的碳納米管碾壓膜，且所述的多個碳納米管基本上與碳納米管碾壓膜的表面平行。
施壓裝置為一壓頭，壓頭表面光滑，采用滾軸狀壓頭沿某一固定方向碾壓時，可獲得碳納米管沿該固定方向取向排列的碳納米管碾壓膜。
可以理解，當采用上述方式擠壓碳納米管陣列時，碳納米管會在壓力的作用下傾倒，并與相鄰的碳納米管通過范德華力相互吸引、連接形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結構的碳納米管碾壓膜。
可以理解，該碳納米管碾壓膜具有一定的厚度，且通過碳納米管陣列的高度以及壓力大小可以控制其厚度。所以該碳納米管碾壓膜可以直接作為一碳納米管結構12使用。另外，可以將至少兩層碳納米管碾壓膜層疊設置或并排設置形成一碳納米管結構12。
(三)非扭轉的碳納米管線為將碳納米管膜利用有機溶劑處理后獲得。具體過程為:采用一拉伸工具從碳納米管陣列中拉出一碳納米管膜，將拉出的碳納米管膜經一有機溶劑浸潤處理后，在揮發性有機溶劑表面張力的作用下，所述碳納米管膜收縮成為一非扭轉的碳納米管線。請參見圖3，該非扭轉的碳納米管線包括多個沿碳納米管線長度方向延伸并首尾相連的碳納米管。優選地，該非扭轉的碳納米管線包括多個碳納米管片段，該多個碳納米管片段之間通過范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個相互平行并通過范德華力緊密結合的碳納米管。該碳納米管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的碳納米管線長度不限，直徑為0.5納米至100微米。
(四)扭轉的碳納米管線為采用一機械力將所述非扭轉的碳納米管線沿相反方向扭轉獲得。請參見圖4，該扭轉的碳納米管線包括多個繞碳納米管線軸向螺旋排列的碳納米管。優選地，該扭轉的碳納米管線包括多個碳納米管片段，該多個碳納米管片段之間通過范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個相互平行并通過范德華力緊密結合的碳納米管。該扭轉的碳納米管線長度不限，直徑為0.5納米至100微米。
可選擇地，將所述碳納米管結構12設置于所述第一表面102上后，將有機溶劑滴到所述碳納米管結構12上，再晾干；或者先在所述第一表面102上滴加有機溶劑，然后馬上將所述碳納米管結構12設置于所述第一表面102，再晾干，這些均可以使碳納米管結構12與所述第一表面102緊密貼合。所述有機溶劑可以為乙醇、甲醇、氯仿或丙醇等。優選地，所述有機溶劑為揮發性的有機溶劑。本實施例中，在碳納米管結構12形成于基底10的第一表面102上之后，將乙醇滴加到碳納米管結構12上，晾干后，使碳納米管結構12緊密貼合至所述第一表面102。
步驟三、用一刮壓裝置16對所述碳納米管結構12施加壓力的同時，從所述接觸部120開始沿著所述碳納米管的延伸方向刮動所述碳納米管結構12，使碳納米管結構12的發射部122遠離所述第一表面102，得到一碳納米管發射體。
所述碳納米管結構12具有相對的上表面和下表面。刮壓之前，碳納米管結構12的下表面與所述基底10的第一表面102相接觸，用一刮壓裝置16對碳納米管結構12施加壓力的同時，并用該刮壓裝置16從碳納米管結構12的接觸部120，沿著碳納米管結構12中碳納米管的延伸方向刮所述碳納米管結構12的上表面，如此處理一次或重復處理多次后，碳納米管結構12未固定于基底10的第一表面102的發射部122離開所述基底10的第一表面102而上翹，致使整個碳納米管結構12除接觸部120固定于第一表面102以外的其余部分均隨著碳納米管結構12的發射部122上翹，也就是說碳納米管結構12 “抬起頭”。
請參見圖5，碳納米管結構12 “抬起頭”的具體機理為:刮壓裝置16沿著碳納米管的延伸方向刮壓碳納米管結構12時，刮壓裝置16對碳納米管結構12施加一壓力，此時，碳納米管結構12內部產生一應力以便抵消刮壓裝置16所施加的壓力，當刮壓裝置16離開所述碳納米管結構12，也就是卸載所述壓力時，所述碳納米管結構12內部釋放所產生的應力，由于碳納米管結構12的接觸部120被固定于基底10的第一表面102，因此碳納米管結構12為了釋放所產生的應力而從發射部122開始上翹，成為碳納米管結構12，即碳納米管結構12 “抬起頭”。所述碳納米管結構12上翹的程度用碳納米管結構12上翹時的切線與所述基底10的第一表面102之間的夾角衡量，碳納米管結構12上翹時的切線與所述基底10的第一表面102之間的夾角為大于O度且小于180度，優選地，碳納米管結構12彎曲時的切線與所述基底10的第一表面102之間的夾角為大于O度且小于等于90度。
所述刮壓裝置16與碳納米管結構12之間具有橫向摩擦力。所述刮壓裝置16可以為一玻璃棒、一刮板或一壓力裝置等。所述刮壓裝置16在刮壓碳納米管結構12的上表面時，刮壓裝置16與碳納米管結構12上表面的接觸部120位為一線狀接觸部120位或一面狀接觸部120位，優選為線狀接觸部120位。請參見圖6，所述壓力裝置可以為一個金屬軋輥18，由于所述基底10的第一表面102很光滑，利用所述金屬軋輥18刮壓所述碳納米管結構12可以使碳納米管結構12上翹。進一步地，刮壓所述碳納米管結構12時，也可以采用熱壓裝置進行熱刮壓，所述熱壓裝置包括一施壓裝置和一加熱裝置，所述熱壓裝置可以為一熱壓機或封塑機，另外，加熱裝置加熱所述施壓裝置的溫度可以根據實際需要進行選擇。本實施例中，所述刮壓裝置16為一片狀刮板，該片狀刮板與碳納米管結構12上表面接觸的部位為一線狀接觸部120位。
刮壓裝置16在刮壓碳納米管結構12時所施加的壓力不能太小也不能太大，所施加的壓力太小，碳納米管結構12不會上翹；所施加的壓力太大，碳納米管結構12會被壓壞，即碳納米管結構12的內部結構會遭到破壞，所以刮壓裝置16對碳納米管結構12所施加的壓強為I帕至IO9帕，優選為IO3至IO7帕。當碳納米管結構12的厚度為10微米時，刮壓裝置16對碳納米管結構12所述施加的壓強為0.5 X IO6帕；當碳納米管結構12的厚度為100微米時，刮壓裝置16對碳納米管結構12所施加的壓強為IO7帕。所述刮壓裝置16在進行刮壓的過程中，刮壓裝置16與所述基底10的第一表面102之間的夾角不限，刮壓裝置16與所述基底10的第一表面102之間的夾角在10度至170度的范圍內刮壓所述碳納米管結構12，均可使碳納米管結構12上翹，但為了使碳納米管結構12的上翹程度接近于使碳納米管結構12與基底10的第一表面102垂直，刮壓裝置16與所述基底10的第一表面102之間的夾角優選為30度至80度。所述刮壓裝置16在刮壓碳納米管結構12時的刮行速度lmm/s lm/s,優選為10cm/s 95cm/s。請參見圖7,圖7A為未刮壓之前碳納米管拉膜的數碼照片，圖7B為刮壓之后碳納米管拉膜的數碼照片，圖7中的固定裝置14為一膠帶，該碳納米管拉膜的厚度為20微米至30微米，所述刮壓裝置16對該碳納米管拉膜施加的壓強為IXlO6帕至2X IO6帕，刮壓裝置16與所述基底10的第一表面102之間的夾角為45度，刮壓裝置16在刮壓該碳納米管拉膜的刮行速度為75cm/s，刮壓裝置16對該碳納米管拉膜重復刮壓了 3次。
進一步，在碳納米管結構12的接觸部120沉積導電陰極，沉積的方法可采用電子束蒸發法、熱蒸發法或濺射法等，所沉積的導電陰極與基底的第一表面102相接觸。本實施方式將采用電子束蒸發法沉積金屬銅作為導電陰極，直至碳納米管結構12的接觸部120完全被銅覆蓋，導電陰極的材料可選用任何金屬或合金。
可以理解，可以先將碳納米管結構12的接觸部120固定于基底10的第一表面102，然后在所述接觸部120沉積導電陰極，最后利用刮壓裝置16使碳納米管結構12上翹；或者先將碳納米管結構12的接觸部120固定于基底10的第一表面102，然后利用刮壓裝置16使碳納米管結構12上翅，最后在所述接觸部120沉積導電陰極。
可以理解，當所述固定裝置14為金屬、合金，所述漿料為導電漿料，所述膠粘劑為導電膠粘劑時，該固定裝置14、導電漿料或導電膠粘劑可以作為導電陰極，那么，就無需再在碳納米管結構12的接觸部120沉積導電陰極。當所述固定裝置14的材料不能導電，或者所述漿料或膠粘劑不能導電時，就需要在碳納米管結構12的接觸部120沉積導電陰極。
請參見圖8，本發明具體實施例一進一步提供一種碳納米管發射體，包括:一基底10，該基底10具有一第一表面102 碳納米管結構12，該碳納米管結構12具有一個接觸部120和一個發射部122，該接觸部120設置于所述第一表面102，該發射部122遠離所述第一表面102，并向遠離所述第一表面102的方向彎曲，該碳納米管結構12包括多個碳納米管，該多個碳納米管沿著所述接觸部120到發射部122的方向延伸，并且在該延伸方向上首尾相連形成一個連續的碳納米管結構12。所述接觸部120與所述發射部122為一個整體結構。所述接觸部120中的碳納米管相互平行，該碳納米管長軸延伸的方向平行于所述第一表面102。所述發射部122中的碳納米管相互平行，該碳納米管長軸延伸的方向與所述第一表面102形成一個夾角。即所述碳納米管結構12從接觸部120沿著碳納米管的延伸方向至發射部122呈現一弧形，該弧形處的切線與所述第一表面102之間的夾角大于O度且小于180度。所述碳納米管結構12可以垂直于所述第一表面102，即所述接觸部120和發射部122在同一直線上，并且該直線垂直于所述基底10的第一表面102。
所述碳納米管結構12包括多個碳納米管片段，該多個碳納米管片段之間通過范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個相互平行并通過范德華力緊密結合的碳納米管。可以理解，所述碳納米管結構12包括多個相互平行且通過范德華力緊密結合的碳納米管。所述碳納米管包括單壁碳納米管、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納米 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。所述碳納米管結構12還可以為由碳納米管組成的純結構。所述碳納米管結構12的厚度為I微米 200微米，優選為10微米 100微米。優選地,所述碳納米管結構12為一自支撐結構。所述自支撐為碳納米管結構12不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身層狀狀態。
具體實施例二
請參見圖9，本發明具體實施例二進一步提供一碳納米管發射體的制備方法，具體包括以下步驟:
步驟一、提供一基底10，該基底10具有一第一表面102。
步驟二、提供多個碳納米管結構12，將該多個碳納米管結構12間隔設置于所述第一表面102，所述多個碳納米管結構12均包括多個沿同一方向延伸的碳納米管，該碳納米管沿所述基底10的第一表面102延伸，所述多個碳納米管結構12在所述碳納米管延伸的方向上均具有相對的接觸部120和發射部122，將所述接觸部120固定于所述第一表面102。
所述多個碳納米管結構12可以首尾間隔設置于第一表面102，即多個碳納米管結構12中每一碳納米管結構12的發射部122靠近相鄰碳納米管結構12的接觸部120 ;所述多個碳納米管結構12可以并排間隔設置于第一表面102，即多個碳納米管結構12中每一碳納米管結構12的接觸部120靠近相鄰碳納米管結構12的接觸部120 ;所述多個碳納米管結構12可以首尾間隔和并排間隔共同設置于第一表面102。本實施例中，所述多個碳納米管結構12首尾間隔設置于第一表面102。
步驟三、用一刮壓裝置16對所述多個碳納米管結構12施加壓力的同時，從所述接觸部120開始沿著所述碳納米管的延伸方向刮動所述多個碳納米管結構12，使多個碳納米管結構12的至少發射部122遠離所述第一表面102，得到多個碳納米管發射體。
具體實施例二與具體實施例一的區別是:具體實施例一中，所述基底10的第一表面102設置一個碳納米管結構12 ;具體實施例二中，所述基底10的第一表面102間隔設置多個碳納米管結構12。
其余的步驟、參數等，具體實施例二與具體實施例一相同，這里不再贅述。
本發明提供的碳納米管發射體具有以下優點:第一、本發明提供的碳納米管發射體能夠有效地朝向陽極電極，具有較高的發射效率，同時還呈一弧形彎曲，具有較高的發射效率的同時，提高了碳納米管發射體的結構穩定性；第二、碳納米管發射體的發射性能穩定，而且制備方法簡單，可實現自動化大規模生產；第三、所述碳納米管發射體呈一弧形彎曲，豐富了碳納米管器件設計的多樣性，為碳納米管器件的設計提供更多的選擇空間。
另外，本領域技術人員還可以在本發明精神內做其他變化，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍內。
權利要求
1.一種碳納米管發射體，包括: 一基底，該基底具有一第一表面； 一碳納米管結構，該碳納米管結構具有一個接觸部和一個發射部，該接觸部設置于所述第一表面，該發射部遠離所述第一表面，并向遠離所述第一表面的方向彎曲，該碳納米管結構包括多個碳納米管，其特征在于，該多個碳納米管沿著所述接觸部到發射部的方向延伸，并且在該延伸方向上首尾相連形成一個連續的碳納米管結構。
2.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述接觸部與所述發射部為一個整體結構。
3.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述接觸部中的碳納米管相互平行，該碳納米管長軸延伸的方向平行于所述第一表面。
4.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述發射部中的碳納米管相互平行，該碳納米管長軸延伸的方向與所述第一表面形成一個夾角，該夾角大于O度且小于180 度。
5.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述多個碳納米管通過范德華力連接。
6.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述碳納米管結構為一自支撐結構。
7.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述碳納米管結構包括一碳納米管拉膜、一碳納米管碾壓膜或一碳納米管線，所述碳納米管碾壓膜為采用一滾軸狀壓頭沿一固定方向碾壓一碳納米管陣列所得。
8.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述接觸部采用一固定裝置固定于所述第一表面，或者所述接觸部利用一漿料或膠粘劑固定于所述第一表面。
9.如權利要求8所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述固定裝置為金屬、合金，所述漿料或膠粘劑為導電漿料或導電膠粘劑時，該固定裝置、導電漿料或導電膠粘劑為導電陰極。
10.如權利要求8所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述固定裝置、漿料或膠粘劑不導電時，所述碳納米管發射體進一步包括一導電陰極，該導電陰極設置于所述碳納米管結構的接觸部，且與所述第一表面相接觸。
11.如權利要求1所述的碳納米管發射體，其特征在于，所述碳納米管結構的厚度為I微米 200微米。
12.—種發射體,包括: 一基底，該基底具有一第一表面； 至少一線型碳納米管結構，該線型碳納米管結構由至少一根碳納米管組成，其特征在于，該碳納米管的延伸方向與所述線型碳納米管結構的延伸方向一致，所述線型碳納米管結構具有沿所述基底的第一表面延伸并接觸的第一端部以及與該第一端部相對并遠離所述基底的第一表面彎曲翹起的第二端部，所述線型碳納米管結構的第二端部作為發射體的發射端。
全文摘要
一種碳納米管發射體，包括一基底，該基底具有一第一表面；一碳納米管結構，該碳納米管結構具有一個接觸部和一個發射部，該接觸部設置于所述第一表面，該發射部遠離所述第一表面，并向遠離所述第一表面的方向彎曲，該碳納米管結構包括多個碳納米管，該多個碳納米管沿著所述接觸部到發射部的方向延伸，并且在該延伸方向上首尾相連形成一個連續的碳納米管結構。
文檔編號C01B31/00GK103187217SQ201110444860
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者柳鵬, 范守善 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(深圳)有限公司