[发明专利]制造场发射装置中的空气焙烧阴极组合件的方法

说明书

本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求提交于2008年8月22日的美国临时申请61/091,114和提交于2008年8月22日的美国临时申请61/091,130的优先权，这些临时申请均以引用方式全文并入本文以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及制造场发射装置的阴极组合件的方法。

发明背景

场发射装置可用于多种电子应用，例如真空电子器件、平板计算机和电视显示器、发射栅放大器和速调管，并且可用于照明。显示屏用于多种应用，例如家用和商用电视、笔记本电脑和台式计算机，以及室内和室外的广告传播与信息展示。平板显示器的厚度可为一英寸或更小，这与很多电视和台式计算机中采用的厚型阴极射线管显示器形成了对比。平板显示器是笔记本电脑必备的，并且为许多其他应用提供重量和尺寸上的优点。

当前的笔记本电脑平板显示器使用液晶，可通过应用小的电信号将液晶从透明状态转换至不透明状态。已提议将等离子体显示器用来作为液晶显示器的替代品。等离子体显示器使用带电气体的微小像素单元来生成图像，并且需要相对大的电能才能工作。

已提议通过组合包括这样的阴极组合件的场发射装置来构建平板显示器：该阴极组合件包括电子场发射器，该电子场发射器具有在受到该场发射器发射的电子的轰击后能够发光的荧光物质。此类显示器既具有常规阴极射线管的视觉显示优点，也具有其他类型平板显示器在深度、重量和能量消耗上的优点。美国专利公开4,857,799和5,015,912公开了使用由钨、钼或硅构造的微尖端发射器的矩阵寻址平板显示器。

WO 94/15352、WO 94/15350和WO 94/28571公开了阴极组合件具有相对平坦的发射表面的平板显示器。

已在两类碳纳米管构造中观察到场发射。Chernozatonskii等人在Chem.Phys.Letters 233(1995)63和Mat.Res.Soc.Symp.Proc.359(1995)99中称，通过在10^-5～10^-6托(1.3×10^-3～1.3×10^-4Pa)的气氛中将石墨电子蒸发，在多种基板上制备了具有碳纳米管构造的膜。这些膜由彼此靠近并且对齐的管状碳分子构成。形成了两种类型的管状分子：A-tubelite，其构造包括形成直径10至30nm的长丝束的单层石墨状细管；以及B-tubelite，其包括大多数为具有锥形或穹形顶盖的、直径10至30nm的多层石墨状管。他们报告道，这些构造的表面有可观的场电子发射，并将其归因于纳米级尖端处的高场强。

Rinzler等人在Science 269(1995)1550中报告道，通过激光蒸发或氧化蚀刻开穿碳纳米管的尖端后，碳纳米管的场发射得到了增强。Zettl等人在美国专利公开6,057,637中公开了包含一定体积粘合剂和一定体积悬浮在该粘合剂中的B_xC_yN_z纳米管的电子发射材料，其中x、y和z表示硼、碳和氮的相对比率。

Choi等人(Appl.Phys.Lett.75(1999)3129)和Chung等人(J.Vac.Sci.Technol.B 18(2))报告了在无机粘合剂中使用单壁碳纳米管制造4.5英寸平板场显示器。通过挤榨糊料穿过金属丝网、通过表面摩擦和/或通过电场的调节使单壁碳纳米管垂直对齐。他们还制备了多壁碳纳米管显示器。他们表示，使用浆液挤榨和表面摩擦技术开发出了具有良好均匀性的碳纳米管电子发射材料。他们发现，通过表面处理移除发射器最上层表面的金属粉并且对齐碳纳米管，增强了发射。发现单壁碳纳米管具有比多壁碳纳米管更好的发射特性，但单壁碳纳米管膜表现出比多壁碳纳米管膜更低的发射稳定性。

Yunjun Li等人在US 07/117,401中公开了可通过印刷工艺分配为油墨以制备场发射装置的碳纳米管的组合物。分配油墨组合物后，可采取一个或多个步骤在一定温度范围内加热该装置，以将该装置干燥、烘烤和/或焙烧。

然而，持续需要能够使电子场发射器中的针状电子发射材料(例如碳纳米管)商用化的技术。

附图简述

图1示出了形成三极管显示装置的完全丝网印刷场发射阴极的层。

图2示出了将包含碳纳米管的厚膜发射器组合物在包含氧气的气氛中以420℃焙烧后产生的二极管发射电流示为氧化铝载量的函数。

发明内容