有涂覆层的线状离子轰击式石墨电子发射体制造技术

公开了有涂覆层的线状的石墨电子发射体。这些场致发射体在场致发射体阴极、显示板、和照明设备中特别适用。这些石墨场致发射体是通过在所说的线上涂覆由石墨和玻璃原料组成的糊剂、焙烧这个糊剂、并用离子束轰击其焙烧产物形成的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术提供有涂覆层的线状离子轰击式石墨场致发射电子发射体、生产它们的方法，以及它们在平板型显示屏的场致发射体阴极中的应用。专利技术的背景场致发射电子源通常称之为场致发射材料或场致发射体，它们可以用在各种各样的电子应用场合，例如真空电子设备、平板型计算机和电视显示器、发射选通放大器和速调管、和照明设备。显示屏可用在大量的应用场合，如家用电视和工业电视、膝上型计算机和台式计算机、户内和户外广告及信息显示。和在大多数电视以及台式计算机中使用的纵深的阴极射线管监视器相比，平板型显示器只有几个英寸厚。平板型显示器对于膝上型计算机来说是必不可少的，但平板型显示器对于许多其它应用还提供在重量和尺寸方面的优点。当前流行的膝上型计算机的平板型显示器使用的是液晶，可以通过施加一个小的电信号使液晶从透明状态转接到不透明状态。但可靠地生产尺寸大于适合于膝上型计算机的尺寸并且能在宽温度范围操作的这样一些显示器是很困难的。等离子体显示器已经用作液晶显示器的替代物。等离子体显示器利用充电气体的微小像素单元产生图像，并且要求相当高的电功率才能操作。已经建议采用具有阴极和磷光体的平板型显示器，这个阴极使用了场致发射电子源(即，场致发射材料或场致发射体)，这个磷光体在由场致发射体发射的电子轰击时能够发光。这样一些显示器在提供常规阴极射线管的可见显示优点、其它平板型显示器的深度和重量优点、以及和其它平板型显示器相比的低功耗附加优点等方面都是有潜力的。美国专利第4857799和5015912号公开了矩阵寻址的平板型显示器，它使用了由钨、钼、或硅构成的微尖阴极。WO 94-15352、WO 94-15350、和WO 94-28571公开的平板型显示器中的阴极具有相当平的发射表面。WO 97-07524公开了纤维阴极优于相对平直的阴极的一些优点。现在，需要一种能够容易和经济地生产用在纤维阴极中的线状或类纤维的电子发射体的方法。专利技术的概述本专利技术提供一种用于生产有涂层的线状离子轰击式石墨电子发射体的方法，该方法包括如下步骤(a)形成一层复合物，该复合物包括在线上的石墨颗粒和玻璃，其中玻璃附着到线上并且附着到部分石墨颗粒上，借此使石墨颗粒相互结合并且结合到线上，和(b)用离子束轰击在步骤(a)中形成的复合物层的表面。优选地，至少50％的复合物层的表面积、并且最好至少70％的复合物层的表面积是由石墨颗粒部分组成的。石墨颗粒的体积百分数优选的是石墨颗粒和玻璃的总体积的约35％到约80％，并且最为优选的是总体积的约50％到约80％。优选地，离子束是氩离子束，氩离子束的离子流密度从约0．1毫安／厘米2到约1．5毫安／厘米2，离子束能量从约0．5千电子伏到约2．5千电子伏。离子轰击周期是约15分钟到约90分钟。优选地，玻璃是低软化点玻璃。优选地，当复合物层包括石墨和玻璃时，在线上形成复合物层的方法包括在线上涂覆由石墨颗粒和玻璃原料组成的糊剂并焙烧这种糊剂。可以使用各种方法对线进行涂覆。例如，可以将线浸入糊剂中或将线穿过糊剂拉动。另外，还可以在线上涂刷或喷洒糊剂。此外，本专利技术提供一种用于在线上形成包含石墨和玻璃的复合物层的方法，该方法包括如下步骤(a)在所说的线上涂覆包含石墨颗粒和玻璃原料的一种糊剂，其中石墨颗粒的体积百分数约为石墨颗粒和玻璃原料的总体积的约35％到约80％，和(b)培烧糊剂以软化玻璃原料，使之附着到所说的线上并且附着到部分石墨颗粒上，借此使石墨颗粒相互结合并且结合到所说的线上，从而产生复合物层，其中至少50％的复合物层表面积由石墨颗粒部分组成。优选地，至少70％的复合物层表面积由石墨颗粒部分组成。此外，本专利技术提供一种复合物层，该层包含通过以上方法在所说的线上制成的石墨和玻璃，可对该复合物层进行随后的处理以生产场致发射电子发射体。在包含石墨和玻璃的复合物层中，石墨颗粒的体积百分数是石墨颗粒和玻璃的总体积的约35％到约80％，最好约为总体积的约50％到约80％。本专利技术还提供由本专利技术的方法生产的电子发射体。这些电子发射体和由它们制造的纤维状阴极可以用在真空电子设备、平板型计算机和电视显示器、发射选通放大器、速调管、和照明设备中。平板型显示器可以是平面的或曲面的。优选实施例的详细描述本专利技术的用于产生有涂层的线状离子轰击式石墨电子发射体的方法，它包括在线上形成包含石墨和玻璃的复合物层。玻璃附着到所说的线上，并且附着到部分石墨颗粒上，借此使石墨颗粒彼此结合并且结合到所说的线上。期望有尽可能多的由石墨颗粒部分组成的复合物层表面面积，并且期望在复合物层表面的石墨部分没有玻璃。本专利技术的方法提供一种复合物层，其中至少50％复合物层表面面积由石墨颗粒组成。如这里所用的，“石墨颗粒”意指通常的六边形的颗粒，既有合成的形式又有天然的形式。所说的线可以是玻璃能够附着其上的任何材料。非导电的线需要导电材料膜用作阴极电极，并且提供用于向石墨颗粒施加电压和向石墨颗粒供应电子的手段。可以使用金属的线，例如镍、钨、钼、或铜。还可以使用硅或碳化硅。在另一个实施例中，芯可以是金属化的绝缘体，例如在一个非导电的聚酯、尼龙、或Kevlar纤维(Kevlar是E．I．du Pont de Nemour andCompany，Wilmington，DE的注册商标)上涂覆钨。可以使用各种方法在基片上形成包含石墨颗粒和玻璃的复合物层，但优选的方法是在线上涂覆由石墨颗粒和玻璃原料组成的糊剂。可将线浸入糊剂中或将线穿过糊剂拉动。另外，可以将糊剂刷到所说的线上。所用的糊剂一般包含石墨颗粒、低软化点玻璃原料、有机媒剂、溶剂、和表面活化剂。有机媒剂和溶剂的作用是在糊剂中以适合的流变学关系悬浮并扩散颗粒状组分(即固体)。在现有技术中已知有大量的这样的有机媒剂。可以使用的树脂例是纤维素树脂，如各种分子量的乙基纤维素和醇酸树脂。有用的溶剂例有丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二丁基卡必醇、二丁基邻苯二甲酸酯和萜品醇。对于这些溶剂和其它的溶剂进行调配，以获得期望的粘度和挥发性要求。可以使用表面活化剂改善粒子的扩散性。典型的表面活化剂为有机酸(如油酸和硬脂酸)和有机磷酸盐(如卵磷脂或Gafac有机磷酸酯)。在焙烧温度能充分软化以附着到所说的线上并且附着到石墨颗粒上的玻璃原料是需要的。优选地，石墨颗粒的最小尺寸为1微米。如果期望得到具有较高导电性的复合物层，则糊剂还要包含金属，如银或金。相对于糊剂的总重量，糊剂一般包含约40％(重量)到约60％(重量)的固体。这些固体包括石墨颗粒和玻璃原料，或者包括石墨颗粒、玻璃原料、和一种金属。石墨颗粒的体积百分数为固体总体积的约35％到约80％，最优选是总体积的约50％到约80％。石墨颗粒的大小最好约为0．5微米到约为10微米。可以利用组分的变化来调节淀积材料的粘度和最终厚度。糊剂一般是通过研磨由石墨颗粒、低软化点玻璃原料、有机媒剂、表面活化剂、和溶剂组成的混合物制备的。可以使用各种方法在所说的线上形成复合物层，但优选的方法是在线上涂覆由石墨颗粒和玻璃原料组成的糊剂。例如，可以将线浸入糊剂中或将线穿过糊剂拉动。另外，还可以在线上涂刷或喷洒糊剂。在焙烧之前，一般在125℃下加热约10分钟以干燥糊剂。然后干燥的糊剂在玻璃原料的软化点温度或高于此温度下焙烧。当使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产场致发射电子发射体的方法，该方法包括如下步骤； （ａ）形成复合物层，该复合物层包含在线上的石墨颗粒和玻璃，其中所说的玻璃附着到所说的线上并且附着到所说的石墨颗粒部分上，借此使所说的石墨颗粒相互结合并且结合到所说的线上；和 （）用离子束轰击在（ａ）中形成的复合物层的表面，轰击时间足以在所说石墨颗粒上形成碳须，所说的离子束包括氩、氖、氪、或氙的离子。

【技术特征摘要】
US 1997-12-15 60/0694521.一种用于生产场致发射电子发射体的方法，该方法包括如下步骤；(a)形成复合物层，该复合物层包含在线上的石墨颗粒和玻璃，其中所说的玻璃附着到所说的线上并且附着到所说的石墨颗粒部分上，借此使所说的石墨颗粒相互结合并且结合到所说的线上；和(b)用离子束轰击在(a)中形成的复合物层的表面，轰击时间足以在所说石墨颗粒上形成碳须，所说的离子束包括氩、氖、氪、或氙的离子。2.权利要求1的方法，其特征在于所说离子束包括氩离子。3.权利要求2的方法，其特征在于所说离子束还包括氮离子。4.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其特征在于所说复合物层的至少50％表面面积由所说石墨颗粒部分组成。5.权利要求4中任何一个所述的方法，其特征在于所说复合物层的至少70％表面面积由所说石墨颗粒部分组成。6.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其特征在于所说石墨颗粒的体积百分数是所说石墨颗粒和所说玻璃的总体积的约35％到约80％。7.权利要求6的方法，其特征在于所说石墨颗粒的体积百分数是所说石墨颗粒和所说玻璃的总体积的约50％到约80％。8.权利要求3的方法，其特征在于；离子束气体来自于约85到约90体积百分数的氩，和约8到约15体积百分数的氮。9.权利要求2的方法，其特征在于所说的离子束还包括氧离子。10.权利要求2、3、8、或9中任何一个所述的的方法，其特征在于所说...

【专利技术属性】
技术研发人员：小DI阿梅，RJ布查德，SIU沙，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]