專利名稱：：可網(wǎng)印糊料,減少發(fā)射熱斑的方法和制造陰極組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改進(jìn)場致電子發(fā)射體，特別是由針狀碳構(gòu)成的場致電子發(fā)射體的發(fā)射的方法。
背景技術(shù)：
：場致發(fā)射電子源，通常被稱之為場致發(fā)射材料或場致電子發(fā)射體，可應(yīng)用在各種各樣領(lǐng)域，例如，真空電子器件、平板式電腦和電視顯示器、發(fā)射門放大器，以及速調(diào)管和發(fā)光。顯示屏應(yīng)用于多種多樣領(lǐng)域，例如，家庭和商業(yè)電視、便攜式電腦和臺式電腦以及室內(nèi)和室外廣告和信息發(fā)布。平板顯示器的厚度可做到1英寸或更薄，與大多數(shù)電視和臺式電腦上采用的深陰極射線管形成鮮明對照。平板顯示器不僅是便攜式電腦所必須的，而且還給其他領(lǐng)域提供重量和尺寸方面的優(yōu)點。當(dāng)前，便攜式電腦平板顯示器采用液晶，它可通過施加弱的電信號從透明狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该鳡顟B(tài)。要可靠地生產(chǎn)尺寸大于適合便攜式電腦的此類顯示器則很困難。等離子體顯示器已被建議用來替代液晶顯示器。等離子體顯示器利用微小放電氣體的象素單元產(chǎn)生圖象，要求較大電功率來操作。已有人提出具有采用場致發(fā)射電子源即，場致發(fā)射材料或場致電子發(fā)射體的陰極，以及一旦受到場致電子發(fā)射體發(fā)出電子的轟擊便能發(fā)光的磷光體的平板顯示器。此種顯示器具有提供傳統(tǒng)陰極射線管視覺顯示效果的優(yōu)點，以及其他平板顯示器在深度(或厚度)、重量和功耗方面優(yōu)點的潛力。美國專利4,857,799和5,015,912公開一種矩陣尋址平板顯示器，采用由鎢、鉬或硅構(gòu)成的微尖頭陰極。WO94-15352、WO94-15350和WO94-28571公開一種平板顯示器，其中陰極具有相對平坦的發(fā)射表面。曾在兩種納米管碳結(jié)構(gòu)中觀察到場致發(fā)射現(xiàn)象。L.A.Chernozatonskii等人，《化學(xué)物理通訊》233，63(1995)和《Mat.Res.Soc.Symp.Proc.》卷359，99(1995)，已通過石墨在10-5～10-6乇(1.3×10-3～1.3×10-4Pa)中的電子蒸發(fā)在各種各樣襯底上生成納米管碳結(jié)構(gòu)的膜。這些膜由管狀碳分子一個挨一個地排齊組成。形成了兩種類型管狀分子；A-管(A-tubelite)，其結(jié)構(gòu)包括單層-石墨狀-管，形成直徑10～30nm的絲束；以及B-管(B-tubelite)，包括大多數(shù)多層石墨狀-管、帶有圓錐形或穹頂-帽子。有大量關(guān)于這些結(jié)構(gòu)的表面存在場致電子發(fā)射的報道，并將其歸因于場在納米尺寸尖頭處的高度集中。B.H.Fishbine等人，《Mat.Res.Soc.Symp.Proc.》卷359，93(1995)，討論了涉及巴基管(即，碳納米管)冷場致電子發(fā)射體矩陣陰極發(fā)展的實驗和理論。A.G.Rinzler等人，《科學(xué)》269，1550(1995)報道，當(dāng)用激光蒸發(fā)或氧化腐蝕將納米管尖頭打開時，碳納米管的場致發(fā)射將提高。W.B.Choi等人，《應(yīng)用物理通訊》75，3129(1999)和D.S.Chung等人，《J.Vac.Sci.Technol.》B18(2)報道采用單壁碳納米管-有機(jī)粘合劑的平板場顯示器。該單壁碳納米管通過經(jīng)金屬網(wǎng)擠入糊料，通過表面摩擦混合，通過電場的調(diào)節(jié)而變得垂直排齊。他們還制備了多壁碳納米管顯示器。他們提到，采用淤漿擠入和表面摩擦技術(shù)開發(fā)出具有良好均一性的碳納米管場致發(fā)射體。他們發(fā)現(xiàn)，從場致電子發(fā)射體最上層表面除去金屬粉末，并通過表面處理排齊碳納米管，提高了發(fā)射能力。單壁碳納米管據(jù)發(fā)現(xiàn)發(fā)射性能優(yōu)于多壁碳納米管，但是單壁碳納米管表現(xiàn)出的發(fā)射穩(wěn)定性低于多壁碳納米管膜。Zettl等人，美國專利6,057,637公開一種場致發(fā)射體材料，它包含一定量粘合劑和一定量懸浮在該粘合劑中的BxCyNz碳納米管，其中x、y和z代表硼、碳和氮的相對比例。N.M.Rodriguez等人，《J.Catal.》144，93(1993)和N.M.Rodriguez，《J.Mater.Res.》8，3233(1993)討論了通過某些烴類在小金屬顆粒上的催化分解生成的碳纖維的生長和性能。美國專利5,149,584、5,413,866、5,458,784、5,618,875和5,653,951討論了此種纖維的應(yīng)用。迄今，仍需要一種實現(xiàn)針狀碳在場致電子發(fā)射體中的商業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種改進(jìn)由諸如針狀碳、針狀半導(dǎo)體、針狀金屬或其混合物之類針狀發(fā)射物質(zhì)組成的場致電子發(fā)射體的場致發(fā)射的方法，包括對場致電子發(fā)射體的表面施加力，以便除掉或重排該場致電子發(fā)射體的一部分，從而形成新的場致電子發(fā)射體表面。在優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供一種改進(jìn)由針狀碳組成的場致電子發(fā)射體的場致發(fā)射的方法，包括(a)令一種材料與場致電子發(fā)射體接觸，其中該材料形成與場致電子發(fā)射體的粘附接觸，當(dāng)材料與場致電子發(fā)射體分開時該粘附接觸提供足夠的粘附力，致使部分場致電子發(fā)射體附著在該材料上，從而形成所述場致電子發(fā)射體的新表面；以及(b)將該材料從場致電子發(fā)射體中分離。碳納米管是優(yōu)選的針狀碳。單壁碳納米管更優(yōu)選，激光燒蝕單壁碳納米管則尤其優(yōu)選。該方法優(yōu)選使用的是這樣的場致電子發(fā)射體其中碳納米管占場致電子發(fā)射體總重量的少于約9wt％。更優(yōu)選的是碳納米管占場致電子發(fā)射體總重量的少于約5wt％。進(jìn)一步優(yōu)選的是碳納米管占場致電子發(fā)射體總重量少于約1wt％。最優(yōu)選的是碳納米管占場致電子發(fā)射體總重量少于約0.01wt％～約2wt％的場致電子發(fā)射體。還提供一種用作可絲網(wǎng)印刷糊料的組合物，它包含含有碳納米管的固體，其中碳納米管占糊料中固體總重量的少于9wt％。更優(yōu)選的是碳納米管占糊料中固體總重量的少于5wt％的組合物。進(jìn)一步優(yōu)選的是碳納米管占糊料中固體總重量的少于1wt％的組合物。最優(yōu)選的是碳納米管占糊料中固體總重量的約0.01wt％～約2wt％的組合物。該糊料對制造隨后將接受本發(fā)明改進(jìn)方法處理的場致電子發(fā)射體尤其有用。此種發(fā)射體具有極佳的發(fā)射性能、與襯底的良好粘附力以及容易制造和材料及加工成本比較低的優(yōu)點。該改進(jìn)的場致電子發(fā)射體可用于平板電腦、電視以及其他類型顯示器、真空電子器件、發(fā)射門放大器、速調(diào)管和發(fā)光器件。該方法對于生產(chǎn)大面積平板顯示器，即，尺寸大于30英寸(76cm)的顯示器用大面積場致電子發(fā)射體尤其有利。該平板顯示器可以是平面的或者是曲面的。圖1顯示實例1的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中標(biāo)繪出經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理前后發(fā)射電流密度隨場致電子發(fā)射體外加電場的變化。圖2顯示實例2的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中標(biāo)繪出經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理前后發(fā)射電流密度隨場致電子發(fā)射體外加電場的變化。圖3顯示實例3的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中標(biāo)繪出經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理前后發(fā)射電流隨場致電子發(fā)射體外加電壓的變化。圖4顯示實例4的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中標(biāo)繪出經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理前后發(fā)射電流密度隨場致電子發(fā)射體外加電場的變化。圖5顯示實例9～11的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中標(biāo)繪出經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理前后發(fā)射電流密度隨場致電子發(fā)射體外加電場的變化。圖6顯示經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理前后實例9～11的場致電子發(fā)射體發(fā)射電子撞擊磷光體層所發(fā)出的光的照片。圖7顯示實例7中制造的兩種場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中表示這兩種場致電子發(fā)射體發(fā)射電流密度隨外加電場的變化。圖8顯示熱軟化聚合物在本發(fā)明方法中的應(yīng)用。圖9給出在經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理之后，實例13和14的場致電子發(fā)射體發(fā)射電子撞擊磷光體層所發(fā)出的光的照片。圖10是在經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理之后，實例15的場致電子發(fā)射體發(fā)射電子撞擊磷光體層所發(fā)出的光的照片。圖11顯示形成實例16的全部絲網(wǎng)印刷場致發(fā)射三極管，經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后的各層。圖12給出按二極管和三極管兩種模式，實例16的場致電子發(fā)射體發(fā)射電子撞擊磷光體層所發(fā)出的光的照片。具體實施例方式本發(fā)明提供一種改進(jìn)場致電子發(fā)射體的場致發(fā)射的方法，該方法在場致電子發(fā)射體由針狀發(fā)射物質(zhì)，例如，碳、半導(dǎo)體、金屬或其組合組成時尤其有效。本文所使用的術(shù)語“針狀”是指直徑比等于或大于10的顆粒。本文所使用的術(shù)語“場致電子發(fā)射體”是指針狀發(fā)射物質(zhì)和用于將針狀發(fā)射物質(zhì)固定到襯底上的玻璃料、金屬粉末或金屬漆或其混合物。因此，當(dāng)用于本發(fā)明時，“場致電子發(fā)射體的總重量”是指針狀發(fā)射物質(zhì)與用于將針狀發(fā)射物質(zhì)固定到襯底上的玻璃料、金屬粉末或金屬漆或其混合物的總重量。該總重量不包括支持場致電子發(fā)射體的襯底的重量。針狀碳可以是各種類型的。碳納米管是優(yōu)選的針狀碳；單壁碳納米管是尤其優(yōu)選的。單個單壁碳納米管極小，典型大小為約1.5nm直徑。碳納米管有時被描述為石墨狀的，據(jù)認(rèn)為是由于該sp2雜化碳的緣故。碳納米管的壁可想象成由石墨片卷起來形成的圓柱體。由含碳?xì)怏w在小金屬顆粒上的催化分解生長的碳纖維也可用作針狀碳。本文使用的術(shù)語“催化生長的碳纖維”是指由含碳?xì)怏w在小金屬顆粒上催化分解生長的碳纖維，每根碳纖維具有沿著與纖維軸線成一定角度排列的石墨環(huán)片晶，以致碳纖維的周邊基本上由石墨環(huán)片晶的邊緣組成。該角度可以是銳角或90°。針狀碳的其他例子是聚丙烯腈為基礎(chǔ)的(PAN-基)碳纖維和瀝青基碳纖維。有各種各樣方法可用來將針狀碳固定到襯底上。該固定手段必須能承受該場致電子發(fā)射體陰極將要放入其中的設(shè)備的制造條件和其使用的環(huán)境條件并在相應(yīng)條件下保持其完整性，例如，典型條件是真空以及高達(dá)約450℃的溫度。因此，有機(jī)材料通常不適合用于將顆粒固定到襯底上，而許多無機(jī)材料又對碳的粘附力差，因而進(jìn)一步限制了可使用材料的選擇。優(yōu)選的方法是將由針狀碳和玻璃料、金屬粉末或金屬漆或其混合物組成的糊料網(wǎng)印到襯底上，形成所要求的圖案，然后再煅燒干燥后的圖案糊料。對于更寬的應(yīng)用領(lǐng)域，例如，要求較細(xì)分辨率的那些，優(yōu)選的方法包括網(wǎng)印一種另外還含有光引發(fā)劑和可光硬化單體的糊料，將干燥后糊料光刻成像并煅燒該圖案糊料。襯底可以是任何糊料組合物可與之粘合的材料。倘若采用的糊料不導(dǎo)電并且采用了不導(dǎo)電的襯底，將需要一種電導(dǎo)體膜作為陰極并向針狀碳提供施加電壓和供應(yīng)電子的手段。硅、玻璃、金屬或耐火材料如氧化鋁，可用作襯底。在用于顯示器的場合，優(yōu)選的襯底是玻璃，鈉鈣玻璃是尤其優(yōu)選的。為在玻璃表面造成最佳導(dǎo)電性，銀糊料可在500～550℃在空氣或氮氣中，但優(yōu)選在空氣中，預(yù)煅燒到玻璃上。如此形成的導(dǎo)電層隨后可罩印以發(fā)射體糊料。網(wǎng)印使用的發(fā)射體糊料通常包含針狀碳、有機(jī)介質(zhì)、溶劑、表面活性劑和低熔點玻璃料、金屬粉末，或者金屬漆或其混合物。介質(zhì)和溶劑的作用是使顆粒成分，即固體懸浮和分散在糊料中，并具有適合典型圖案成形加工，如網(wǎng)印的流變學(xué)特性。技術(shù)上已知有大量此類介質(zhì)?？捎脴渲睦邮抢w維素樹脂如乙基纖維素和各種分子量的醇酸樹脂。二甘醇丁醚、二甘醇丁醚乙酸酯、二甘醇二丁醚、鄰苯二甲酸二丁酯和萜品醇是有用溶劑的例子。用這些以及其他溶劑配制后應(yīng)達(dá)到要求的粘度和揮發(fā)性要求。表面活性劑可用來改善顆粒的分散。有機(jī)酸如油酸和硬脂酸以及有機(jī)磷酸酯如卵磷脂或Gafac磷酸酯，是典型的表面活性劑。要求玻璃料能夠在煅燒溫度充分軟化，以便粘附到襯底和針狀碳上。可采用鉛或鉍玻璃料，還有其他低軟化點玻璃，例如，鈣或鋅的硼硅酸鹽。在這類玻璃中，通常并不嚴(yán)格要求具體組成。倘若要求一種較高導(dǎo)電性的可網(wǎng)印組合物的話，糊料還可包含金屬，如，銀或金。糊料通常含有約40wt％～約80wt％固體，以糊料的總重量為基準(zhǔn)。這些固體包含針狀碳和玻璃料和/或金屬成分。可利用組成上的變化來調(diào)節(jié)印刷材料的粘度和最終厚度。發(fā)射體糊料一般是通過針狀碳、有機(jī)介質(zhì)、表面活性劑、溶劑和低軟化點玻璃料、金屬粉末或者金屬漆或其混合物的三輥筒混煉制備的。糊料混合物可采用熟知的網(wǎng)印技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)印，例如，采用165～400目不銹鋼絲網(wǎng)。糊料可沉積成連續(xù)膜或者成為要求的圖案形式。當(dāng)襯底是玻璃時，則糊料在氮氣中、約350℃～約550℃的溫度，優(yōu)選約450℃～約525℃的溫度煅燒約10分鐘。更高的溫度可以采用，只要襯底能夠耐受這樣的溫度并且只要該氣氛中不含氧。然而，糊料中的有機(jī)成分在350～450℃的溫度將有效地?fù)]發(fā)，從而留下由針狀碳和玻璃和/或金屬導(dǎo)電體組成的復(fù)合材料層。在氮氣中接受煅燒期間，針狀碳看上去不發(fā)生顯著氧化或者其他化學(xué)或物理變化。若網(wǎng)印糊料打算光刻成像，則該糊料應(yīng)包含光引發(fā)劑、可顯影粘合劑以及由例如至少一種具有至少一個可聚合烯基團(tuán)的可加成聚合烯鍵不飽和化合物組成的可光硬化單體。優(yōu)選用作可網(wǎng)印糊料的組合物是固體中包含碳納米管的組合物，其中碳納米管占糊料中固體總重量的少于9wt％。更優(yōu)選的是，碳納米管占糊料中固體總重量少于5wt％的組合物。進(jìn)一步優(yōu)選的是，碳納米管占糊料中固體總重量少于1wt％的組合物。最優(yōu)選的是，碳納米管占糊料中固體總重量約0.01wt％～約2wt％的組合物。該糊料對制造隨后將接受本發(fā)明改進(jìn)方法處理的、作為一種場致電子發(fā)射體優(yōu)選實施方案的場致電子發(fā)射體尤其有用。此種低濃度碳納米管的組合物在該場致電子發(fā)射體經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)方法處理后將提供一種優(yōu)異場致電子發(fā)射體。就典型而言，包含碳納米管、銀和玻璃料的糊料將含有約0.01～6.0wt％納米管、約40～75wt％細(xì)銀顆粒形式的銀和約3～15wt％玻璃料，以糊料總重量為基準(zhǔn)。場致電子發(fā)射體可在上面討論的煅燒步驟前或后接受該改進(jìn)方法的處理；然而，優(yōu)選讓它們先煅燒，后接受該方法的處理。該改進(jìn)由諸如針狀碳、針狀半導(dǎo)體、針狀金屬或其混合物之類針狀發(fā)射物質(zhì)組成的場致電子發(fā)射體的場致發(fā)射的方法，包括沿基本上垂直于場致電子發(fā)射體平面的方向施加力，以除掉或重排部分場致電子發(fā)射體，從而形成新場致電子發(fā)射體表面。據(jù)信，新形成的場致電子發(fā)射體表面具有凸出到表面以外的針狀顆粒。該方法的一種實施方案可想象成場致電子發(fā)射體的斷裂，結(jié)果提供新發(fā)射表面。該方法的這個方面已從下面的實驗得到展示將兩種由針狀碳組成的場致電子發(fā)射體網(wǎng)印到兩個單獨的襯底上。隨后，通過這兩個網(wǎng)印場致電子發(fā)射體彼此接觸而形成一種夾層結(jié)構(gòu)，其中襯底形成兩個外層。隨后，該結(jié)構(gòu)按如上所述煅燒，結(jié)果這兩個網(wǎng)印場致電子發(fā)射體形成一個煅燒的場致電子發(fā)射體，被夾在兩個襯底之間。隨后，拉脫該襯底，從而導(dǎo)致場致電子發(fā)射材料斷裂。這兩個場致電子發(fā)射體顯示出比通過簡單網(wǎng)印和煅燒制備的場致電子發(fā)射體改進(jìn)的發(fā)射性能。本發(fā)明方法的一種優(yōu)選實施方案曾利用由針狀碳構(gòu)成的場致電子發(fā)射體做了展示。一種材料與該場致電子發(fā)射體進(jìn)行接觸。該材料與場致電子發(fā)射體之間形成粘附接觸，當(dāng)材料與場致電子發(fā)射體分開時該粘附接觸提供足夠的粘附力，致使部分場致電子發(fā)射體被去掉，從而形成所述場致電子發(fā)射體的新表面。隨后，將該材料從場致電子發(fā)射體中分離出去。在某種條件下，當(dāng)形成粘附接觸的材料與場致電子發(fā)射體分開時，很少或沒有場致電子發(fā)射體被去掉，但場致電子發(fā)射體的表面卻發(fā)生重排而形成新表面，且場致電子發(fā)射體的該新生表面具有凸出其表面以外的針狀顆粒。在與場致電子發(fā)射體形成粘附接觸的材料處于與場致電子發(fā)射體接觸的狀態(tài)期間，不存在該材料相對于場致電子發(fā)射體的平移運動。該材料的唯一運動發(fā)生在接觸和分離步驟期間，且該運動的方向基本上垂直于場致電子發(fā)射體的平面。任何提供足夠粘附力的材料均可使用。此類材料可以固體或液體形式，作為薄膜或涂層施加上去。此種粘附力可以是化學(xué)、分散、靜電、磁性、粘彈或機(jī)械性質(zhì)的。粘附力可由諸如加熱、光照或?qū)雍现惖膯为毑襟E在加壓或不加壓情況下賦予。市售膠粘帶是一種易得而方便的材料，尤其對小場致電子發(fā)射體表面來說。任何市售透明或不可察覺的帶、遮蓋帶、導(dǎo)管帶、密封帶等均可用作提供粘附力的材料。數(shù)片帶可與同一場致電子發(fā)射體接觸并被揭下一次以上，每次該場致電子發(fā)射體都顯示出比從未經(jīng)本發(fā)明方法處理的場致電子發(fā)射體獲得的結(jié)果改進(jìn)的發(fā)射。也可采用一種熱軟化的聚合物膜作為提供與場致電子發(fā)射體粘附接觸的材料。此種薄膜對于大場致電子發(fā)射體表面尤其有用。多種多樣聚合物，如丙烯酸類(例如，CarbosetXPD-2264，由固特異公司(夏洛特，NC)供應(yīng)；乙烯/丙烯酸類彈性體(例如，Vamac，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng))；聚酰胺，(例如，多種尼龍聚合物樹脂Elvamide，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng))；苯乙烯、丁二烯和異戊二烯嵌段共聚物(例如，Kraton，由殼牌化學(xué)公司，殼牌石油公司的子公司(休斯頓，德克薩斯)供應(yīng))；和乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物(例如，Elvax，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng))、熱塑性乙烯丙烯酸共聚物(例如，Nucrel，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng))；離聚物(例如，Surlyn，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng))；BynelCXA可共擠出粘合劑樹脂，由杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)；及其混合物，均可用于該目的。軟聚合物的熱和粘附性能可通過摻入單體、增粘劑和增塑劑進(jìn)一步微調(diào)。金屬箔膠粘帶與場致電子發(fā)射體進(jìn)行接觸并揭下。部分場致電子發(fā)射體粘附到金屬帶上，隨后當(dāng)試驗其發(fā)射能力時便表現(xiàn)出與接受本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理之前相比改進(jìn)的發(fā)射性能。據(jù)信，在這種情況下，粘附到膠粘帶上的場致電子發(fā)射體材料中的針狀碳顆粒凸出到場致電子發(fā)射體材料的表面以外。通過本發(fā)明改進(jìn)了發(fā)射性能的場致電子發(fā)射體可用于諸如三極管，特別是場致發(fā)射顯示器件之類的電子器件的陰極中。此類顯示器件包含(a)采用經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理過的場致電子發(fā)射體的陰極，(a)圖案狀、任選透明的導(dǎo)電膜，作為陽極并與陰極保持一定間距，(c)磷光體層，受到場致電子發(fā)射體發(fā)射的電子轟擊后能發(fā)光，與陽極相鄰并介于陽極與陰極之間，以及(d)一個或多個門電極，布置在磷光體層與陰極之間。用膠粘材料來改進(jìn)場致電子發(fā)射體的發(fā)射性能的做法很容易適應(yīng)可用于大尺寸顯示板陰極中的大尺寸場致電子發(fā)射體的需要。本發(fā)明改進(jìn)場致電子發(fā)射體的發(fā)射的方法有利于制造全網(wǎng)印的三極管。該場致電子發(fā)射體可在網(wǎng)印并煅燒后立即接受該改進(jìn)方法的處理或者，優(yōu)選地，在任何可能的電介質(zhì)材料和門電極網(wǎng)印到陰極上并煅燒之后。網(wǎng)印達(dá)到的精度和分辨率有限。因此，難以制造尺寸小于100μm的三極管。由于印刷精度不夠，因此難以防止門與發(fā)射體層之間的電氣短路。另外，由于每層上的特征必須一次一層地印刷上去，結(jié)果，不同網(wǎng)的反復(fù)重新定位進(jìn)一步降低了套準(zhǔn)質(zhì)量。為了防止短路，門層的開口常相對于介電通道加大，因此由于門-發(fā)射體距離的增加，將顯著降低門開關(guān)場的效力?？晒獬上窈衲さ淖龇山鉀Q所有上述問題并可用于成形正常門三極管矩陣和用于成形倒相門三極管矩陣。正常門三極管具有物理地介于場致發(fā)射體陰極與陽極之間的門電極。倒相門三極管具有物理地介于門與陽極之間的場致發(fā)射體陰極。可光成像厚膜配制物，例如，F(xiàn)odel銀與電介質(zhì)糊料組合物(分別為DC206和DG201)可由杜邦公司(Wilmington，DE)購得。它們包含細(xì)顆粒形式銀或電介質(zhì)以及少量低熔點玻璃料，分散在含可光成像成分如光引發(fā)劑和光單體之類可光成像成分的有機(jī)介質(zhì)中。就典型而言，在襯底上網(wǎng)印一層控制厚度的Fodel糊料的均一層。該層低溫烘烤至干燥。具有要求圖案的接觸光掩模與該薄膜保持緊密接觸，并暴露于紫外射線(UV)。隨后，薄膜放在稀碳酸鈉水溶液中顯影。小至10μm的特征尺寸可通過此種網(wǎng)印厚膜的光成像產(chǎn)生。因此，可以達(dá)到小至25μm的三極管尺寸。另外，成形可在多層中實施，從而消除套準(zhǔn)精度問題。這對于制造正常門三極管是有利的，因為銀門與電介質(zhì)層可合在一起成像，從而達(dá)到門與電介質(zhì)開孔之間完美的對齊；而在倒相門三極管的制造中，由于發(fā)射體、銀陰極和電介質(zhì)層可在一起成像，從而達(dá)到電介質(zhì)鼓棱的完美覆蓋，同時避免短路的形成。對于具有小通道尺寸的正常門三極管的情況，優(yōu)選的是，在本發(fā)明方法中提供粘附力的材料以液體形式施加上去。該液體粘合劑的選擇應(yīng)考慮粘附力、熱和粘彈等性能的平衡?？墒褂煤蔁峄蜃贤夤袒酆衔锏木酆衔锶芤夯蛉垠w或者液態(tài)預(yù)聚物。本發(fā)明改進(jìn)場致電子發(fā)射體的發(fā)射的方法也有利于制造發(fā)光器件。此種器件包含(a)采用經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理的場致電子發(fā)射體的陰極，(b)光學(xué)透明的導(dǎo)電膜作為陽極并與陰極保持一定間距，以及(c)磷光體層，受到場致電子發(fā)射體發(fā)射的電子轟擊后能發(fā)光，并與陽極相鄰和介于陽極與陰極之間。該陰極可由方形、矩形、圓形、橢圓或任何其他形狀的場致電子發(fā)射體組成，其中場致電子發(fā)射體可均一地分布在該形狀內(nèi)，或者該場致電子發(fā)射體可成形為圖案。網(wǎng)印是成形場致電子發(fā)射體的方便方法。發(fā)射熱斑的存在是任何涉及“無規(guī)發(fā)射體”，例如，采用由針狀碳如納米管構(gòu)成的發(fā)射體糊料形成場致電子發(fā)射體的做法的主要缺點。為盡可能減少熱斑，發(fā)射體糊料應(yīng)利用細(xì)顆粒成分和采用技術(shù)上熟知的混合與分散方法做得盡可能均一。然而，既然控制印刷厚膜表面內(nèi)每一個納米管的確切長徑比、取向和當(dāng)?shù)丨h(huán)境最終是不可能的，故只能期待一種單個納米管發(fā)射體的開啟電壓的自然統(tǒng)計分布。要達(dá)到均一發(fā)射，此種分布應(yīng)盡可能窄。位于該分布低場側(cè)的納米管在給定電壓下將發(fā)射顯著高于大多數(shù)的電流，從而造成發(fā)射熱斑。熱斑顯然限制了可達(dá)到的顯示均一性和對比度。另外，熱斑還嚴(yán)重限制失控發(fā)射開始之前允許施加的最大直流陽極電壓。此種陽極電壓的降低，又提高了要求的開關(guān)門電壓，并且由于磷光體效率的降低，降低了顯示亮度。因此，重要的是找出選擇性地“淬滅”熱斑，同時又不損害發(fā)射體的總發(fā)射特性的途徑。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，利用反應(yīng)性氣體和氣體等離子體可顯著減少熱斑發(fā)射和提高失控發(fā)射之前可達(dá)到的陽極電壓。另外，在消除熱斑的同時不損害總體發(fā)射特性。為選擇性地消除熱斑，一種方法必須利用這樣的事實熱斑由一些局部發(fā)射電流和電場異常高的區(qū)域組成。這又會造成熱發(fā)射體的局部加熱和直接包圍該發(fā)射體的反應(yīng)性氣體的電離。據(jù)信，淬滅過程的工作原理是，熱斑處的碳納米管選擇性地與熱發(fā)射體周圍高度反應(yīng)性氣體和等離子體起反應(yīng)，因此對該過程中沒有在發(fā)射電子的一般發(fā)射體群體沒有不利影響。該方法的自終止特性也與該機(jī)理相一致。當(dāng)發(fā)射消退時，同樣加熱和等離子的發(fā)生也減少，從而結(jié)束了該過程。氧可用作該氣體。其他反應(yīng)性氣體和蒸汽，例如但不限于，臭氧、氫氣、鹵素、烴類和氯氟烴也可能是有效的。采用一種由兩個電極、一個作為陽極，而另一個作為陰極所組成的場致發(fā)射測定裝置，對所獲得的樣品進(jìn)行了場致發(fā)射試驗。陰極由銅塊安裝在聚四氟乙烯(PTFE)夾具上組成。銅塊嵌入到PTFE的1英寸×1英寸(2.5cm×2.5cm)的面積內(nèi)，樣品襯底固定在銅塊上，銅塊與樣品襯底之間的電氣接觸借助銅帶形成。一段高電壓導(dǎo)線連接到銅塊上。陽極保持與樣品平行并有一定間距，該間距可以改變，但一經(jīng)選定，對給定的一組樣品測定它將保持固定。除非另行指出，該間距一律采用1.25mm。陽極是這樣構(gòu)成的玻璃板上通過化學(xué)蒸汽沉積鍍以銦錫氧化物涂層。隨后，在涂層上涂以標(biāo)準(zhǔn)ZnS為基礎(chǔ)的磷光體PhosphorP-31，139型，由電子空間產(chǎn)品國際公司獲得。在銦錫氧化物涂層上固定一個電極。該試驗設(shè)備被插入到真空系統(tǒng)中，該系統(tǒng)抽真空到余壓低于1×10-5乇(1.3×10-3Pa)。一個典型脈沖寬度3微秒的負(fù)電壓脈沖以60Hz的頻率施加在陰極上，并測定發(fā)射電流隨著外加電壓的變化。用照相機(jī)記錄下由于發(fā)射電流所致磷光體發(fā)出的圖象。實施例實例1該實例展示經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，單壁碳納米管構(gòu)成的場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以水中懸浮體形式獲得。20mL該懸浮體用40mL蒸餾水稀釋并在介質(zhì)磨上研磨2小時。所獲材料以5000rpm離心2小時，去掉上層清夜。剩下的殘渣按熱重量分析測定，據(jù)發(fā)現(xiàn)包含5％納米管固體。1g該材料加入到0.05g玻璃料BayerPK8701(CAS注冊號65997-18-4)和1.5g主要由乙基纖維素在萜品醇中構(gòu)成的典型有機(jī)介質(zhì)中。這些成分在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍(rotations)制成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底，通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。然后，在預(yù)煅燒、鍍銀襯底上采用325目絲網(wǎng)網(wǎng)印1cm2方形發(fā)射體糊料圖案，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后在氮氣中、450～525℃煅燒10分鐘。納米管/玻璃復(fù)合材料經(jīng)煅燒后，在襯底上形成粘附涂層。該場致電子發(fā)射體按照說明書中的描述接受場致發(fā)射試驗。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape(膠粘帶)上。然后，該場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗。圖1顯示原封制備的以及經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中將發(fā)射電流密度作為外加電場的函數(shù)標(biāo)繪。發(fā)射電流在經(jīng)過本發(fā)明方法處理之后大大改進(jìn)。實例2該實例展示經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，單壁碳納米管構(gòu)成的場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。CarbolexAP-級單壁碳納米管以粉末形式從Carbolex公司(Lexington，KY)獲得。0.11g該材料加入到0.75g主要由乙基纖維素在萜品醇中構(gòu)成的典型有機(jī)介質(zhì)中。這些成分在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍制成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。然后，在預(yù)煅燒、鍍銀玻璃襯底上采用325目絲網(wǎng)網(wǎng)印1cm2方形圖案，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后在氮氣中、450℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管糊料在襯底上形成粘附涂層。該場致電子發(fā)射體按照說明書中的描述接受場致發(fā)射試驗。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTape上。然后，該場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗。圖2顯示原封制備的以及經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中將發(fā)射電流密度作為外加電場的函數(shù)標(biāo)繪。發(fā)射電流在經(jīng)過本發(fā)明方法處理之后大大改進(jìn)了。實例3該實例展示經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，催化生長的碳纖維構(gòu)成的場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。催化生長的碳纖維以粉末形式從CatalyticMaterials有限公司(12OldStableDrive，Mansfield，MA)獲得。0.1513g該催化生長的碳纖維加入到0.1502g玻璃BayerPK8701(CAS注冊號65997-18-4)和1.5012g主要由乙基纖維素在萜品醇中構(gòu)成的典型有機(jī)介質(zhì)中。這些成分在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍制成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。然后，在預(yù)煅燒、鍍銀襯底上采用325目絲網(wǎng)網(wǎng)印1cm2方形發(fā)射體糊料圖案，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后在氮氣中、450℃煅燒10分鐘。煅燒后，催化生長的碳纖維/玻璃復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。該場致電子發(fā)射體按照說明書中的描述接受場致發(fā)射試驗。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，該場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗。圖3顯示原封制備的以及經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中將發(fā)射電流密度作為外加電壓的函數(shù)標(biāo)繪。發(fā)射電流在經(jīng)過本發(fā)明方法處理之后，在每種測定的電壓下改進(jìn)了至少3個數(shù)量級，即，大了1000倍。實例4該實例展示經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，蒸汽生長的碳纖維構(gòu)成的場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。蒸汽生長碳纖維以粉末形式從ShowaDenkoAmerica公司(SanMateo，CA)獲得。0.11g該材料加入到0.75g主要由乙基纖維素在萜品醇中構(gòu)成的典型有機(jī)介質(zhì)中。這些成分在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍制成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。然后，在預(yù)煅燒、鍍銀襯底上采用325目絲網(wǎng)網(wǎng)印1cm2方形發(fā)射體糊料圖案，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后在氮氣中、450℃煅燒10分鐘。煅燒后，蒸汽生長的碳纖維糊料在襯底上形成粘附涂層。該場致電子發(fā)射體按照說明書中的描述接受場致發(fā)射試驗。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，該場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗。圖4顯示原封制備的以及經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中將發(fā)射電流密度作為外加電場的函數(shù)標(biāo)繪。發(fā)射電流在經(jīng)過本發(fā)明方法處理之后大大改進(jìn)了。實例5～8這些實例展示具有低濃度單壁碳納米管的碳納米管/銀發(fā)射體糊料用于網(wǎng)印場致電子發(fā)射體的應(yīng)用，以及經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，這些場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。實例5～8的發(fā)射體糊料是采用兩種成分的混合制備的一種是含單壁碳納米管的糊料；另一種是銀糊料。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以甲苯(7.7g納米管每升甲苯)中懸浮體形式獲得。一部分該懸浮體與主要由乙基纖維素在萜品醇中構(gòu)成的典型有機(jī)介質(zhì)進(jìn)行混合而形成納米管糊料。納米管在該納米管糊料中的含量是0.29wt％。銀糊料是杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)的銀糊料組合物7095，在有機(jī)介質(zhì)中含65.2wt％細(xì)銀顆粒形式的銀和少量玻璃料。實例5～8的發(fā)射體糊料是分別采用80/20、60/40、40/60和20/80重量比的納米管/銀糊料混合制成的。這些組合的每一種在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍制成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。在每個實例中，9/16英寸(1.43cm)方形發(fā)射體糊料圖案采用325目絲網(wǎng)網(wǎng)印到該預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后在氮氣中、450℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管/銀復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。實例5～8的這些場致電子發(fā)射體分別在銀基質(zhì)中含有3.49wt％、1.34wt％、0.60wt％和0.23wt％納米管，其中重量百分?jǐn)?shù)的計算將少量存在的玻璃忽略不計。因此，以場致電子發(fā)射體總重量為基準(zhǔn)，納米管的實際重量百分?jǐn)?shù)將略微低些。每種場致電子發(fā)射體隨后按如上所述進(jìn)行場致電子發(fā)射試驗。僅觀察到不連續(xù)的發(fā)射部位，即便在高電場時每個實例的總發(fā)射電流都較低。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，每個實例的場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗，且每個都表現(xiàn)出沿整個場致電子發(fā)射體表面均一和高密度的發(fā)射。實例5和6的場致電子發(fā)射體在外加電壓等于2kV時觀察到的電流分別是30和27μA；實例7和8在外加電壓2.5kV時觀察到的分別是17和15μA，全都比未經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理前從場致電子發(fā)射體觀察到的電流高幾個數(shù)量級。實例9～11這些實例展示具有低濃度單壁碳納米管的碳納米管/電介質(zhì)發(fā)射體糊料用于網(wǎng)印場致電子發(fā)射體的應(yīng)用，以及經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，這些場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。實例9～11的發(fā)射體糊料是采用兩種成分的混合制備的一種是含單壁碳納米管的糊料；另一種是電介質(zhì)糊料。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以甲苯(7.7g納米管每升甲苯)中懸浮體形式獲得。一種納米管糊料通過2重量份該懸浮體與1重量份乙基纖維素粘合劑在萜品醇中的溶液彼此混合制成。該電介質(zhì)糊料是由低熔點硼酸鉍玻璃料、氧化鋁填料、乙基纖維素粘合劑、＜1％藍(lán)色顏料、＜1％磷酸酯表面活性劑和萜品醇的混合物制成的。實例9～11的發(fā)射體糊料是分別采用2/3、1.2/1.55和1/4重量比的納米管/電介質(zhì)糊料混合制成的。這些組合的每一種在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍制成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。在每個實例中，9/16英寸(1.43cm)方形發(fā)射體糊料圖案采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到該預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后在氮氣中、450℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管/玻璃復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。實例9～11的這些煅燒的場致電子發(fā)射體分別在電介質(zhì)基質(zhì)中含有0.47wt％、0.91wt％和約0.07wt％納米管，其中重量百分?jǐn)?shù)的計算以場致電子發(fā)射體總重量為基準(zhǔn)。每種場致電子發(fā)射體隨后按如上所述進(jìn)行場致電子發(fā)射試驗。僅觀察到不連續(xù)的發(fā)射部位。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，每個實例的場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗，且每個都表現(xiàn)出沿整個場致電子發(fā)射體表面均一和高密度的發(fā)射。圖5顯示一個原封制備的以及經(jīng)過本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后的場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中將發(fā)射電流密度作為外加電場的函數(shù)標(biāo)繪。圖6a和6b是實例9場致電子發(fā)射體在經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理前后發(fā)射電子轟擊磷光體層所發(fā)光的照片。圖6c和6d是實例10場致電子發(fā)射體在經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理前后發(fā)射電子轟擊磷光體層所發(fā)光的照片。圖6e和6f是實例11場致電子發(fā)射體在經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理前后發(fā)射電子轟擊磷光體層所發(fā)光的照片。經(jīng)過本發(fā)明方法的處理，所有這3個實例的場致電子發(fā)射體的發(fā)射電流都大大改進(jìn)。實例12該實例展示經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射的方法處理后，單壁碳納米管構(gòu)成的場致電子發(fā)射體表現(xiàn)出的良好發(fā)射。CarbolexAP-級單壁碳納米管以粉末形式從Carbolex公司(Lexington，KY)獲得。0.11g該材料加入到0.75g主要由乙基纖維素在萜品醇中構(gòu)成的典型有機(jī)介質(zhì)中。這些成分在玻璃板研磨機(jī)上混合75遍制成發(fā)射體糊料。制備了兩種基本相同的網(wǎng)印發(fā)射體糊料樣品。制備了兩種預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底在兩片玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒。然后，在每片預(yù)煅燒、鍍銀襯底上采用325目網(wǎng)網(wǎng)印1cm2方形發(fā)射體糊料圖案，樣品隨后在120℃干燥10分鐘。一種襯底-發(fā)射體糊料-襯底的夾層結(jié)構(gòu)通過這兩片發(fā)射體糊料樣品彼此接觸并將這兩片襯底輕輕加壓在一起而制成。該夾層結(jié)構(gòu)隨后在氮氣中、450℃煅燒10分鐘。隨后，這兩片襯底通過將它們拉脫而彼此分開，從而使煅燒的發(fā)射體糊料破裂，并變成兩個場致電子發(fā)射體，每個都具有新生表面。每個場致電子發(fā)射體按如上所述接受場致發(fā)射試驗。圖7顯示兩個場致電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，其中將發(fā)射電流密度作為外加電場的函數(shù)標(biāo)繪。這兩個場致電子發(fā)射體都顯示出比經(jīng)過煅燒但未經(jīng)其他處理的場致電子發(fā)射體高的發(fā)射能力，其結(jié)果表示在圖2中。在實例中，不需要膠粘帶。改進(jìn)是在煅燒并在煅燒的發(fā)射體糊料中造成破裂之后襯底分開期間實現(xiàn)的。實例13～14這兩個實例展示用熱軟化聚合物膜作為提供與場致電子發(fā)射體之間粘附力的材料。這兩個實例的發(fā)射體糊料是通過以下3種成分的混合制備的一種是含單壁碳納米管的懸浮體；一種是含10％乙基纖維素和90％β-萜品醇的典型有機(jī)介質(zhì)；還有一種是典型含銀糊料。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以激光燒蝕生產(chǎn)的未提純粉末形式獲得。采用超聲波處理，即，利用超聲波作用混合一種含1wt％納米管粉末和99wt％三甲基苯的混合物制備納米管懸浮體。所用超聲波混合器是Dukane，型號92196，具有1/4英寸超聲波發(fā)生頭，在40kHz和20W下操作。銀糊料是杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)的銀糊料組合物7095，在有機(jī)介質(zhì)中含65.2wt％細(xì)銀顆粒形式的銀和少量玻璃料。該發(fā)射體糊料是通過納米管懸浮體/有機(jī)介質(zhì)/銀糊料按27/40/33的重量比混合制成的?；旌衔镌谌伝鞜挋C(jī)上通過10遍，從而形成發(fā)射體糊料。每個實例的預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。在實例13中，9/16英寸(1.43cm)方形發(fā)射體糊料圖案采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到該預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上。在實例14中，成形了11×11的象素矩陣(象素直徑20密耳大小和間距，因此相鄰象素之間的距離是40密耳)。這兩個樣品隨后在120℃干燥10分鐘。然后，樣品在氮氣中、525℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管/銀復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。這些煅燒的場致電子發(fā)射體分別在基本為銀的基質(zhì)中含有1.3wt％納米管，其中重量百分?jǐn)?shù)的計算以場致電子發(fā)射體總重量為基準(zhǔn)。場致電子發(fā)射體樣品隨后按如上所述進(jìn)行場致電子發(fā)射試驗。在原封煅燒的樣品中，從實例13的方形發(fā)射體糊料圖案或者從實例14的每個象素的整個表面觀察到的不是均一發(fā)射，而僅僅是不連續(xù)的發(fā)射部位。一種杜邦公司供應(yīng)的低熔點Riston聚合物膜用作聚合物膜，將其熱軟化并提供與場致電子發(fā)射體之間的粘附接觸。如圖8a所示，為便于操作，3密耳厚低熔點丙烯酸類聚合物薄膜1熱擠出到1密耳厚聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)背襯2上。帶有無光化表面紋理的1密耳聚乙烯薄膜3作為罩面層，從而形成三層結(jié)構(gòu)。同樣的程序用于實例13和14。首先，去掉罩面層3，從而暴露出丙烯酸類聚合物1，如圖8b所示。在室溫，丙烯酸類聚合物不發(fā)粘，因此容易放在發(fā)射體樣品表面以準(zhǔn)備熱層合。該無光化、帶紋理的聚合物表面能夠在熱層合期間促進(jìn)空氣的逸出。需要的話，熱層合前可采用真空袋或臺趕出聚合物膜與樣品表面之間的所有空氣，從而保證與表面起伏之間良好的接觸。聚合物膜1與PET背襯2和實例14的樣品與鍍銀玻璃襯底4和場致電子發(fā)射體5的11×11象素矩陣被送過加熱到60～70℃的家庭/辦公室層合機(jī)，其間調(diào)節(jié)壓力以實現(xiàn)無氣泡的層合，結(jié)果生產(chǎn)出如圖8c所示在發(fā)射體上的熱層合聚合物。雖然在本實例中沒有實施，但PET背襯2應(yīng)當(dāng)是聚合物涂布的或者經(jīng)過等離子處理的，以便提供對低熔點聚合物的最大粘附力。在這些實例中使用的未處理PET背襯，其丙烯酸類聚合物對PET的粘附力很差，因此要求2個附加的步驟。首先，讓層合的樣品冷卻至室溫，并去掉PET背襯2，如圖8d所示。然后，1密耳厚能夠很好地粘附到丙烯酸類聚合物上的鋁箔6，熱層合到丙烯酸類聚合物1上，如圖8e所示。當(dāng)采用涂布的PET背襯時，這兩個步驟可以取消。冷卻至室溫后，從發(fā)射體表面揭去鋁背襯的聚合物膜，剩下如圖8f所示發(fā)射體。每種樣品都有部分場致電子發(fā)射體粘附到了丙烯酸聚合物上。實例13和14的場致電子發(fā)射體隨后按如上所述接受場致發(fā)射試驗，只是實例13采用的間距是1.85mm。均一和高密度的發(fā)射出現(xiàn)在實例13的場致電子發(fā)射體整個圖案表面以及實例14場致電子發(fā)射體方形上。在2kV外加電壓之下從實例13觀察到的電流是6μA。在3kV外加電壓之下從實例14觀察到的電流是80μA。圖9a是經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后實例13場致電子發(fā)射體發(fā)射的電子轟擊磷光體層所發(fā)光的照片。圖9b是經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后實例14場致電子發(fā)射體發(fā)射的電子轟擊磷光體層所發(fā)光的照片。實例15本實例展示低濃度單壁納米管的可光成像碳納米管/銀發(fā)射體糊料用于網(wǎng)印并光成像一種場致電子發(fā)射體圖案的應(yīng)用，以及經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法活化后這些場致電子發(fā)射體顯示的良好發(fā)射。實例15的發(fā)射體糊料是采用兩種成分的混合制備的一種是含單壁碳納米管的粉末；另一種是可光成像含銀糊料。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以激光燒蝕產(chǎn)生的未提純粉末形式獲得。銀糊料組合物是杜邦公司(Wilmington，DE)的DC206。它包含細(xì)銀顆粒形式的銀和少量玻璃料，在有機(jī)介質(zhì)中含可光成像成分如光引發(fā)劑和光單體?？晒獬上癜l(fā)射體糊料是通過碳納米管粉末與Fodel銀糊料按1/100的重量比在玻璃板研磨機(jī)上合并并混合75遍而制成的。預(yù)煅燒的鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印銀粉末與低熔點玻璃料在典型有機(jī)乙基纖維素為主的介質(zhì)中的混合物，隨后在525℃煅燒而制成。然后，7/8英寸(2.22cm)可光成像發(fā)射體糊料的方形發(fā)射體糊料圖案在黃光照射下采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上，該樣品隨后在120℃干燥10分鐘。干燥的樣品隨后采用“DUPONT”(杜邦)的包含紫外線透明圖案的光掩模進(jìn)行光成像。曝光使用的紫外光劑量是4000mJ。曝光后樣品放在0.5％碳酸鹽水溶液中顯影，以洗掉樣品的未曝光區(qū)域。顯影的樣品隨后在水中充分漂洗并晾干。然后，樣品在氮氣中、525℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管/Fodel銀復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。該場致電子發(fā)射體隨后按如上所述接受場致發(fā)射試驗。僅觀察到不連續(xù)的發(fā)射部位。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，該場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗，并顯示沿場致電子發(fā)射體整個圖案表面的均一和高密度發(fā)射。圖10是經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后該場致電子發(fā)射體發(fā)射的電子轟擊磷光體層所發(fā)光的照片。實例16本實例展示采用銀、電介質(zhì)和碳納米管/銀發(fā)射體糊料制造全網(wǎng)印場致電子發(fā)射三極管，其中碳納米管場致電子發(fā)射體沉積在三極管結(jié)構(gòu)的通道內(nèi)；以及經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后獲得的良好發(fā)射。銀糊料是杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)的銀糊料組合物7095，在有機(jī)介質(zhì)中含65.2wt％細(xì)銀顆粒形式銀和少量玻璃料。電介質(zhì)糊料是由低熔點硼酸鉍玻璃料、氧化鋁填料、乙基纖維素粘合劑、＜1％藍(lán)色顏料、＜1％磷酸酯表面活性劑和萜品醇的混合物制成的。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以激光燒蝕產(chǎn)生的未提純粉末形式獲得。發(fā)射體糊料通過0.03g納米管粉末與2.97g7095銀糊料在研磨機(jī)上混合而制成，產(chǎn)生的發(fā)射體糊料含1.0wt％納米管，分散在銀糊料中。形成三極管的各層示于圖11中，圖11a中表示出分開的各個層，圖11b表示出成品三極管結(jié)構(gòu)。玻璃襯底載6μm厚銀陰極連線圖案，通過7095銀糊料利用325目網(wǎng)網(wǎng)印成5-線圖案而制成，其中每線是30密耳寬，然后在525℃煅燒10分鐘。隨后，兩層電介質(zhì)層3利用包含5×5通道矩陣，每條通道直徑25密耳，并與銀陰極線對中布置的280目的網(wǎng)網(wǎng)印在陰極線頂面上。電介質(zhì)的總厚度是25μm。然后，電介質(zhì)在500℃空氣中煅燒。然后，6μm單層同樣的7095銀糊料采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到電介質(zhì)的頂面，呈5條垂直于陰極線的線，起門電極4的作用。該門具有28密耳直徑的通道，其中心與電介質(zhì)中的通道中心對中。然后，該門層在500℃空氣中煅燒，其間各通道直徑減少到25密耳。煅燒后，銀層是5μm厚；電介質(zhì)層是25μm厚。最后，各通道利用具有20密耳孔的通道充填網(wǎng)充填以發(fā)射體糊料5，然后在450℃氮氣中煅燒，以保護(hù)納米管不受氧化。煅燒的發(fā)射體糊料“塞”直徑在尖頭處是19密耳。獲得的器件具有的門-通道距離是3密耳。首先，該原封煅燒的三極管矩陣按如上所述接受二極管模式電子發(fā)射試驗。在二極管試驗期間，讓門電極電氣浮動。在陽-陰極電壓為4kV條件下從原封煅燒樣品上未觀察到發(fā)射。然后，該三極管矩陣接受本發(fā)明方法的處理讓三極管與一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)接觸。利用軟橡皮輥將該膠粘帶壓到其表面上并進(jìn)入通道敞口內(nèi)，以便使膠粘帶與場致電子發(fā)射體接觸。可施加真空以趕出窩藏在通道敞口內(nèi)的空氣，從而達(dá)到與發(fā)射體的最佳接觸。然后，將膠粘帶揭下。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上，并可看到在帶上有暗斑。該三極管再次放在如上所述的設(shè)備中進(jìn)行二極管發(fā)射試驗。網(wǎng)印三極管矩陣的二極管試驗期間磷光體陽極上產(chǎn)生的光示于圖12中。如圖12a所示，從所有25條通道都可觀察到發(fā)射。在3.25kV的陽-陰極電壓下測得130nA的發(fā)射電流。采用同樣試驗設(shè)備，通過將5條門線中的4條連接到脈沖門電源，所有陰極線連接到直流陰極電源，并將陽極連接到直流陽極電源上，對三極管矩陣實施三極管模式的試驗。未連接的一根門線任其電氣浮動，從而提供一種二極管與三極管發(fā)射對比的控制模式。在門電源設(shè)定在接地的情況下，陽極電源設(shè)定在3kV，陰極電源在-300V。在此種電壓設(shè)定下觀察到從連接浮動門線，即，圖12b中左邊第二條線，的通道發(fā)出的微弱二極管發(fā)射。然后，將門電源設(shè)定為可產(chǎn)生60Hz、100V脈沖電壓，脈沖寬度3μs。在所有連接由門電源驅(qū)動的門線，即，圖12b左邊第一、三、四和五線，的通道上都觀察到強(qiáng)三極管發(fā)射。在陽極測得的三極管發(fā)射電流是600nA。實例17本實例展示采用低濃度單壁納米管的碳納米管/銀發(fā)射體糊料網(wǎng)印場致電子發(fā)射體來制造發(fā)光器件。低濃度單壁納米管的碳納米管/銀發(fā)射體糊料被用于網(wǎng)印場致電子發(fā)射體。經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后，這些場致電子發(fā)射體顯示出強(qiáng)和均一的發(fā)射。另外，該發(fā)射體由高陽極電壓驅(qū)動并達(dá)到高工作周期，以實現(xiàn)適合發(fā)光用途的高亮度。實例17的發(fā)射體糊料通過將單壁碳納米管混入到含銀糊料中而制成。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以激光燒蝕產(chǎn)生的未提純粉末形式獲得。銀糊料是杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)的銀糊料組合物7095，含65.2wt％細(xì)銀顆粒形式銀和少量玻璃料在有機(jī)介質(zhì)中。發(fā)射體糊料通過0.03g納米管粉末與2.97g7095銀糊料在研磨機(jī)上混合而制成，產(chǎn)生的發(fā)射體糊料含1.0wt％納米管。預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底通過將7095銀糊料網(wǎng)印到玻璃襯底上，隨后在525℃的帶狀爐中煅燒而制成。9/16英寸(1.43cm)方形發(fā)射體糊料圖案采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到該預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上。樣品隨后在120℃干燥10分鐘。煅燒后，納米管/銀復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。場致電子發(fā)射體分別在基本為銀的基質(zhì)中含有1.4wt％納米管，其中重量百分?jǐn)?shù)的計算以碳納米管粉末與7095糊料的非揮發(fā)固體的總重量為基準(zhǔn)。場致電子發(fā)射體樣品隨后按如上所述進(jìn)行場致電子發(fā)射試驗。在原封煅燒的樣品中，僅觀察到不連續(xù)的發(fā)射部位。發(fā)射試驗后，一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，該場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗，并顯示沿場致電子發(fā)射體整個表面的均一和高密度發(fā)射。為展示此種場致電子發(fā)射體在與發(fā)光有關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，陽極-陰極間距增加到了3mm，這容許采用6kV的陽極電壓，同時維持發(fā)射體上的電場電壓為2V/μm。該實驗是在陽極施加3kV恒定偏壓的情況下實施的。在陰極上，施加了-3kV、60Hz脈沖電壓。脈沖寬度從3μs變化到3ms，因此工作周期跨越0.018％～18％。據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著工作周期，發(fā)射電流密度和磷光體發(fā)光輸出一起增加，分別達(dá)到190μA/cm2和12000Cd/m2。此種發(fā)光度數(shù)值是典型熒光燈的2倍。其能量效率，尚未優(yōu)化，據(jù)發(fā)現(xiàn)是熒光燈的約30％和白熾燈的150％。實例18～22這些實例展示用從5種不同來源獲得的碳納米管制造的場致電子發(fā)射體，經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后的發(fā)射表現(xiàn)。每個實例的發(fā)射體糊料通過三種成分的混合制成一種是含碳納米管懸浮體；一種是含10％乙基纖維素和90％β-萜品醇的典型有機(jī)介質(zhì)；以及一種是典型含銀糊料。納米管懸浮體利用超聲波作用混合一種含1wt％納米管粉末和99wt％萜品醇的混合物制備。每個實例中使用的納米管是實例18-激光燒蝕生長的單壁納米管，由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)供應(yīng)實例19-Hipco法納米管，由碳納米技術(shù)公司(休斯頓，德克薩斯)供應(yīng)。實例20-單壁納米管，由MER公司(Tuscon，AZ)供應(yīng)實例21-CarbolexAP-級單壁納米管，由Carbolex公司(Lexington，KY)供應(yīng)實例22-多壁納米管，由Nanolab公司(Watertown，MA)供應(yīng)銀糊料是上面描述的杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)的銀糊料組合物7095。該發(fā)射體糊料是通過納米管懸浮體/有機(jī)介質(zhì)/銀糊料按大致30/40/30的重量比混合制成的?；旌衔镌谌伝鞜挋C(jī)上通過10遍，從而形成發(fā)射體糊料。每個實例的預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印上面描述的7095銀糊料，隨后在525℃煅燒而制成。隨后，9/16英寸(1.43cm)方形發(fā)射體糊料圖案采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到該預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上。樣品隨后在120℃干燥10分鐘。然后，所有樣品在氮氣中、525℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管/銀復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。這些煅燒的場致電子發(fā)射體分別在基本為銀的基質(zhì)中含有約1wt％納米管，其中重量百分?jǐn)?shù)的計算以場致電子發(fā)射體總重量為基準(zhǔn)。一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到每個實例的場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，每個實例的場致電子發(fā)射體按如上所述接受場致發(fā)射試驗。表1比較了場致電子發(fā)射體經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法處理后的發(fā)射結(jié)果，其中發(fā)射電流密度作為外加電場的函數(shù)進(jìn)行標(biāo)繪?？梢郧宄乜闯?，實例18使用的納米管顯示在所有使用的納米管當(dāng)中最高的電流密度，因此是最優(yōu)選的。表1nm＝無法測定，即，小于10×10-11A/cm3實例23本實例展示氧作為反應(yīng)性氣體和氣體等離子體以顯著降低熱斑發(fā)射和提高失控發(fā)射開始之前可達(dá)到的陽極電壓。它還展示，熱斑可以在不損害一般發(fā)射的情況下消除。本實例的發(fā)射體糊料通過三種成分的混合制成一種是含單壁碳納米管懸浮體；一種是含10％乙基纖維素和90％β-萜品醇的典型有機(jī)介質(zhì)；以及一種是典型含銀糊料。激光燒蝕生長的單壁納米管由TubesRice(Rice大學(xué)，休斯頓，德克薩斯)以激光燒蝕產(chǎn)生的未提純粉末形式獲得。采用超聲波處理，即，利用超聲波作用混合一種含1wt％納米管粉末和99wt％三甲基苯的混合物，制備一種納米管懸浮體。所用超聲波混合器是Dukane，型號92196，具有1/4英寸超聲波發(fā)生頭，在40kHz和20W下操作。銀糊料是，如上所述，杜邦公司(Wilmington，DE)供應(yīng)的銀糊料組合物7095。該發(fā)射體糊料是通過納米管懸浮體/有機(jī)介質(zhì)/銀糊料按30/40/30的重量比混合制成的?；旌衔镌谌伝鞜挋C(jī)上通過10遍，從而形成發(fā)射體糊料。預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底通過在玻璃上網(wǎng)印上面描述的7095銀糊料，隨后在525℃煅燒而制成。隨后，9/16英寸(1.43cm)方形發(fā)射體糊料圖案采用325目網(wǎng)網(wǎng)印到該預(yù)煅燒鍍銀玻璃襯底上。樣品隨后在120℃干燥10分鐘。然后，樣品在氮氣中、525℃煅燒10分鐘。煅燒后，納米管/銀復(fù)合材料在襯底上形成粘附涂層。一片ScotchTMMagicTMTape(#810-3M公司)施加到每個實例的場致電子發(fā)射體上并與之接觸，然后揭去。部分場致電子發(fā)射體附著到ScotchTMMagicTMTape上。然后，場致電子發(fā)射體接受場致發(fā)射試驗。然后，樣品放在上面所描述的平板發(fā)射測定裝置中，陽極與陰極之間的間距設(shè)定在1.25mm。一個負(fù)脈沖高電壓源連接到陰極上，并借此連接到場致電子發(fā)射體上。該平板發(fā)射測定裝置放在備有氬氣和氧氣進(jìn)口和流量控制的真空室內(nèi)。真空室抽真空到壓力等于或低于1.0×10-5乇(1.3×10-3Pa)。為確認(rèn)樣品上發(fā)射熱斑的存在，陽極電壓逐步提高到1kV。在陽極電壓低至700V條件下觀察發(fā)射電流和磷光體屏幕的發(fā)光。在陽極電源處測定熱斑發(fā)射電流，結(jié)果，在1kV下是15μA。在該2cm2樣品上觀察到1000個以上不連續(xù)強(qiáng)發(fā)射斑。在1kV陽極電壓條件下操作的顯示器件中，所有熱斑必須消除。在1.3kV的較高陽極電壓情況下，熱斑數(shù)目和總電流分別增加到幾千和50μA。在保持熱斑發(fā)射處于1.3kV的同時，氬氣通過流量控制閥引入到真空室內(nèi)將室內(nèi)壓力從1.0×10-5乇(1.3×10-3Pa)提高到5.5×10-4乇(7.3×10-2Pa)。這樣做的目的是要確定室壓力對熱斑發(fā)射的影響。引入化學(xué)惰性氬氣并未觀察到對熱斑數(shù)目或總發(fā)射電流有任何顯著影響。抽出氬氣之后，氧氣被引入到室內(nèi)，達(dá)到5.5×10-4乇(7.3×10-2Pa)的壓力。幾秒鐘內(nèi)便觀察到熱斑數(shù)目和總發(fā)射電流的顯著減少。氧氣引入幾分鐘內(nèi)，樣品上可見熱斑數(shù)目從幾千降低到很少的數(shù)目。相應(yīng)地，總發(fā)射電流從50降低到不足2μA。然而，熱斑發(fā)射減少的速率據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)射電流一起降低，因此該過程似乎是自終止的。在從真空室抽出氧氣以后又立即觀察到熱斑發(fā)射的微小回潮。殘余電流在20分鐘后穩(wěn)定在約7μA。由于該自終止特性以及微小發(fā)射回潮，故本實例中描述的減少熱斑發(fā)射的方法應(yīng)在高于最終器件的陽極電壓的陽極電壓下實施。當(dāng)陽極電壓降低到1kV時，不再觀察到熱斑或發(fā)射電流。因此，該實例顯示在用氧氣淬滅此種發(fā)射之前在1kV下觀察到總共1000個以上熱斑的消失。在陽極保持1kV的條件下，一個1.5kV負(fù)脈沖電壓，寬度3μs，重復(fù)速率60Hz，被施加到陰極上。觀察到高密度和均一的發(fā)射，同時測定的總發(fā)射電流為25μA。這展示，氧氣淬滅過程期間，一般發(fā)射沒有受到顯著損害。實例24可光成像銀、電介質(zhì)和納米管/銀發(fā)射體糊料在制造基于厚膜的場致發(fā)射三極管矩陣中的應(yīng)用產(chǎn)生優(yōu)于單靠網(wǎng)印可能達(dá)到的特征尺寸和排齊精度，本實例將描述本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法在此種三極管上的應(yīng)用。正常門場致發(fā)射三極管具有物理地介于場致電子發(fā)射體陰極與陽極之間的門電極。這里，門電極被看作陰極組件的一部分。陰極組件由作為第一層沉積在襯底表面上的陰極電流喂入線組成。包含環(huán)形或狹縫形狀通道的電介質(zhì)層構(gòu)成器件的第二層。場致電子發(fā)射體層在通道內(nèi)與陰極導(dǎo)體接觸，其厚度可從電介質(zhì)層的底面延伸到頂面。一個沉積在電介質(zhì)上但與場致電子發(fā)射體不接觸的門電極層構(gòu)成陰極組件的頂面。陰極中的關(guān)鍵尺寸包括通道直徑、電介質(zhì)厚度和門到場致電子發(fā)射體之間的距離。所有這些尺寸應(yīng)盡可能縮小，以達(dá)到三極管的最佳低電壓切換。下面的方法將容許采用可光成像厚膜制造正常門三極管矩陣的陰極組件。在各步驟中的各種修改方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。該采用可光成像厚膜糊料制造具有正常門三極管矩陣的陰極組件的方法包括(a)在襯底上印刷可光成像銀陰極層、將該銀陰極層光成像并顯影，然后煅燒，結(jié)果在襯底上產(chǎn)生銀陰極喂入線，(b)在銀陰極喂入線和外露襯底的頂面上印刷可光成像場致電子發(fā)射體層，并將場致電子發(fā)射體層光成像和顯影成為在銀陰極喂入線上的點、矩形或線，(c)在銀陰極喂入線和場致電子發(fā)射體頂面印刷一個或多個均一可光成像電介質(zhì)層，并干燥該電介質(zhì)層，(d)在電介質(zhì)頂面印刷可光成像銀門線層并干燥銀門線的該層，(e)采用含通道或狹縫圖案的光掩模在一次曝光中同時形成銀門和電介質(zhì)層，從而將通道直接置于場致電子發(fā)射體點、矩形或線的頂面，以及(f)將銀門和電介質(zhì)層顯影，從而顯露出在通道底面的場致電子發(fā)射體層，并將場致電子發(fā)射體、電介質(zhì)和銀門層在與場致電子發(fā)射體相容的條件下共煅燒。含三極管矩陣的陰極組件隨后便可接受本發(fā)明改進(jìn)發(fā)射方法的處理了。在制造具有正常門三極管矩陣的陰極組件的方法的步驟(b)中，倘若場致電子發(fā)射體層的點、矩形或線顯著大于最終通道尺寸，則隨后的電介質(zhì)和門層的對齊可大大簡化。替代地，該場致電子發(fā)射體層可采用簡單網(wǎng)印制造，如果這對于要求的矩陣節(jié)距密度來說可以達(dá)到要求并且不要求采用可光成像發(fā)射體糊料的話。在步驟(d)中，如果節(jié)距密度過高，以致無法印刷銀門線，則可印刷可光成像銀的均一層，隨后在成像步驟(e)中利用帶有銀門線和通道圖案的掩模來形成該線。上述方法展示當(dāng)采用可光成像厚膜時，可實現(xiàn)多么完美的門、通道和場致電子發(fā)射體的套準(zhǔn)，而不需要任何苛刻的套準(zhǔn)步驟。最重要的是，該方法防止門與場致電子發(fā)射體層之間短路的形成，同時又獲得極小的門-發(fā)射體間隙。該方法適用于所有可光測定的材料，以及厚膜。作為例子，一種50μm直徑的通道矩陣，節(jié)距100μm，可通過Fodel銀與電介質(zhì)層的共成像制造。該矩陣是由頂面為13μmFodel銀，底下是18μm干燥的FodelDG201-型電介質(zhì)制造的。矩陣的成像采用100mJ紫外光成像并在堿性水溶液中以1.5xTTC(標(biāo)準(zhǔn)顯影)進(jìn)行顯影。隨后，它在5-區(qū)爐子中煅燒，其中在575℃的峰值溫度保持10分鐘。為實施本發(fā)明改進(jìn)上述陰極組件矩陣中場致電子發(fā)射體材料的發(fā)射的方法，通過網(wǎng)印或技術(shù)上已知的某種其他涂布技術(shù)，在陰極組件上涂以所述液體粘合劑的層。讓粘合劑材料干燥或固化為固體涂層。一片壓敏或熱膠粘帶層合到該固體粘合劑材料上。當(dāng)場致電子發(fā)射體材料、粘附涂層與膠粘帶之間的相對粘附力恰當(dāng)平衡時，膠粘帶的揭去將導(dǎo)致粘附涂層被從陰極組件上剝離，從而改善了場致電子發(fā)射體的發(fā)射。實例25可光成像銀、電介質(zhì)和納米管/銀發(fā)射體糊料在制造基于厚膜的場致發(fā)射三極管矩陣中的應(yīng)用提供多方面的優(yōu)點。所描述的三極管矩陣的式樣克服了在其他倒相或底層-門式樣中帶靜電所造成的巨大困難。該制造程序還克服有關(guān)各層的特征之間對齊的困難。本發(fā)明方法用于改進(jìn)此種三極管的發(fā)射的應(yīng)用可按本實例的描述實施。倒相門三極管具有物理地介于門電極與陽極之間的場致電子發(fā)射體陰極。陰極組件由作為第一層沉積在襯底表面上的門電極線組成。由一種取向與門線正交的電介質(zhì)鼓棱構(gòu)成器件的第二層。該電介質(zhì)鼓棱上覆蓋著陰極導(dǎo)體電流喂入線。形成陰極組件頂面的是沉積在陰極導(dǎo)體上的場致電子發(fā)射體層。場致電子發(fā)射體層可做成連續(xù)線或者不連續(xù)線或者點，根據(jù)顯示器設(shè)計要求決定。在該器件中的關(guān)鍵尺寸包括鼓棱寬度、電介質(zhì)厚度和電介質(zhì)鼓棱以及覆蓋電介質(zhì)鼓棱邊緣與邊緣部分的場致電子發(fā)射體層。非常重要的是陰極導(dǎo)體與門層之間不應(yīng)存在任何電氣接觸。按下面的方法將可利用可光成像厚膜糊料制造出一種具有鼓棱幾何形狀的倒相門三極管矩陣的陰極組件，包括(a)在襯底上印刷可光成像銀門層、將該銀門層光成像并顯影，然后煅燒，結(jié)果在襯底上產(chǎn)生銀門線，其中每條銀門線的寬度遠(yuǎn)超過它所控制的場致電子發(fā)射體的寬度且該門線寬度覆蓋該場致電子發(fā)射體附近襯底的相當(dāng)大一部分，(b)在銀門線和外露襯底頂面印刷一個或多個均一可光成像的電介質(zhì)層并干燥該電介質(zhì)，(c)在電介質(zhì)層頂面印刷可光成像的銀陰極喂入層并干燥該銀陰極喂入層，(d)印刷可光成像場致電子發(fā)射體層并干燥該場致電子發(fā)射體層，(e)利用含鼓棱圖案的光掩模使場致電子發(fā)射體、陰極喂入和電介質(zhì)層在一次曝光中成像，從而實現(xiàn)場致電子發(fā)射體與陰極喂入線在電介質(zhì)鼓棱頂面上完美的對齊，以及(f)將場致電子發(fā)射體、陰極喂入和電介質(zhì)層顯影，從而產(chǎn)生鼓棱幾何特征，并在與場致電子發(fā)射體相容的條件下共煅燒場致電子發(fā)射體、陰極喂入和電介質(zhì)層。含倒相三極管矩陣的陰極組件于是便可接受本發(fā)明方法處理以改進(jìn)發(fā)射。在三極管矩陣由場致電子發(fā)射體點或線段構(gòu)成的情況下，在步驟(d)中，一個可光成像場致電子發(fā)射體層印刷成與下面的銀門線中心套準(zhǔn)并平行的線。替代地，可印刷一個均一可光成像場致電子發(fā)射體層，以便在最終三極管中獲得發(fā)射體的線。該場致電子發(fā)射體層也可在較晚的階段沉積，如果希望電介質(zhì)和陰極層的煅燒在不同于發(fā)射體所要求的氣氛和溫度下進(jìn)行的話；在此種實施方案中，將需要另一個印刷/干燥/成像/顯影/煅燒順序，以便在陰極喂入覆蓋的電介質(zhì)鼓棱的頂面制造場致電子發(fā)射體。此時，該第二個成像步驟就要求光掩模與預(yù)成形的電介質(zhì)鼓棱之間套準(zhǔn)的嚴(yán)格對齊了。以上方法說明采用可光成像厚膜如何達(dá)到場致電子發(fā)射體、陰極喂入與電介質(zhì)的各種特征的完美套準(zhǔn)，而不涉及任何嚴(yán)格對齊步驟。最重要的是，該方法防止了銀門與場致電子發(fā)射體層之間短路的形成，與此同時大大縮小發(fā)射體周圍外露電介質(zhì)表面。操作期間產(chǎn)生靜電的可能因而大大減少。另外，鑒于場致電子發(fā)射體層位于器件的頂面，故采用膠粘材料來實施本發(fā)明方法以改進(jìn)場致電子發(fā)射體材料的步驟在倒相門三極管矩陣的情況下被簡化。權(quán)利要求1.一種可網(wǎng)印糊料，其固體中包含碳納米管，其中碳納米管占固體總重量的少于9wt％。2.權(quán)利要求1的可網(wǎng)印糊料，其中碳納米管占固體總重量的0.01～2wt％。3.一種可網(wǎng)印糊料，在其固體中包含碳納米管、細(xì)銀顆粒和玻璃料，其中碳納米管占0.01～6.0wt％；細(xì)銀顆粒占40～75wt％；玻璃料占3～15wt％，以糊料總重量為基準(zhǔn)。4.權(quán)利要求1～3中任一項的可網(wǎng)印糊料，其中還包含可光成像單體或聚合物。5.一種減少場致電子發(fā)射體中發(fā)射熱斑的方法，其中包括令所述場致電子發(fā)射體暴露于反應(yīng)性氣體，同時將陽極電壓維持在高于正常操作陽極電壓的水平。6.權(quán)利要求5的方法，其中所述反應(yīng)性氣體是氧氣。7.一種制造包括場致電子發(fā)射體的陰極組件的方法，其中包括印刷包含針狀碳的可光成像場致電子發(fā)射體層。8.權(quán)利要求7的方法，其中針狀碳包含碳納米管。9.權(quán)利要求7的方法，其中還包括印刷可光成像電介質(zhì)層和可光成像銀門層的步驟，其中場致電子發(fā)射體層、電介質(zhì)層和銀門層在一次曝光中成像。10.權(quán)利要求7的方法，其中還包括下列步驟(a)將一種材料與場致電子發(fā)射體接觸以便在該材料與場致電子發(fā)射體之間形成粘附接觸；以及(b)將該材料與場致電子發(fā)射體分開，以除掉部分場致電子發(fā)射體或重排場致電子發(fā)射體，于是形成場致電子發(fā)射體的新表面。11.權(quán)利要求7的方法，其中還包括下列步驟沿基本上垂直于場致電子發(fā)射體的平面的方向?qū)鲋码娮影l(fā)射體的表面施加力，以去掉部分場致電子發(fā)射體或者使場致電子發(fā)射體斷裂，于是形成場致電子發(fā)射體的新表面。12.一種制造具有用可光成像厚膜糊料制造的正常門三極管矩陣的陰極組件的方法，其中包括(a)在襯底上印刷可光成像銀陰極層，使該銀陰極層光成像并顯影，然后煅燒，結(jié)果在襯底上產(chǎn)生銀陰極喂入線；(b)在銀陰極喂入線和外露襯底的頂面印刷可光成像場致電子發(fā)射體層，使該場致電子發(fā)射體層光成像并顯影成為在銀陰極喂入線上的點、矩形或線；(c)在銀陰極喂入線和場致電子發(fā)射體的頂面印刷一個或多個均一可光成像電介質(zhì)層，并干燥該電介質(zhì)層，(d)在電介質(zhì)層頂面印刷可光成像銀門線層并干燥該層銀門線，(e)采用含通道或狹縫圖案的光掩模在一次曝光中同時形成銀門和電介質(zhì)層，從而將通道置于場致電子發(fā)射體點、矩形或線的頂面，以及(f)將銀門和電介質(zhì)層顯影，從而顯露出在通道底面的場致電子發(fā)射體層，并將場致電子發(fā)射體、電介質(zhì)和銀門層在與場致電子發(fā)射體相容的條件下共煅燒。13.一種制造具有采用可光成像厚膜糊料制造的鼓棱幾何形狀倒相門三極管矩陣的陰極組件的方法，其中包括(a)在襯底上印刷可光成像銀門層、將該銀門層光成像并顯影，然后煅燒，結(jié)果在襯底上產(chǎn)生銀門線，其中每條銀門線的寬度超過它所控制的場致電子發(fā)射體的寬度且該門線寬度覆蓋該場致電子發(fā)射體附近襯底的相當(dāng)大一部分，(b)在銀門線和外露襯底頂面印刷一個或多個均一可光成像的電介質(zhì)層并干燥該電介質(zhì)，(c)在電介質(zhì)層頂面印刷可光成像的銀陰極喂入層并干燥該銀陰極喂入層，(d)印刷可光成像場致電子發(fā)射體層并干燥該場致電子發(fā)射體層，(e)利用含鼓棱圖案的光掩模使場致電子發(fā)射體層、陰極喂入層和電介質(zhì)層在一次曝光中成像，從而實現(xiàn)場致電子發(fā)射體與陰極喂入線在電介質(zhì)鼓棱頂面上的對齊，以及(f)將場致電子發(fā)射體層、陰極喂入層和電介質(zhì)層顯影，從而產(chǎn)生鼓棱幾何特征，并在與場致電子發(fā)射體相容的條件下共煅燒場致電子發(fā)射體層、陰極喂入層和電介質(zhì)層。全文摘要本發(fā)明提供一種改進(jìn)由諸如針狀碳、針狀半導(dǎo)體、針狀金屬或其混合物之類針狀發(fā)射物質(zhì)組成的場致電子發(fā)射體的場致發(fā)射的方法，包括對場致電子發(fā)射體的表面施加力，其中該力導(dǎo)致場致電子發(fā)射體的一部分被去掉，從而形成新的場致電子發(fā)射體表面。文檔編號H01J21/10GK101093766SQ20071013700公開日2007年12月26日申請日期2001年6月19日優(yōu)先權(quán)日2000年6月21日發(fā)明者R·J·布查德,L·-T·A·程,J·G·拉文,D·H·羅奇申請人:納幕爾杜邦公司