陰極發(fā)射體可以在一較小的電壓下發(fā)射電子,與沒有設置電子引出極的場發(fā)射陰極相 比較,該場發(fā)射陰極900可以降低發(fā)射電子時所需的電壓值。具體地,本實施例中,所述電 子引出極的材料為銅。
[0056] 實施例十 請參閱圖11,本發(fā)明第十實施例提供一種場發(fā)射陰極1000,所述場發(fā)射陰極1000包 括:一微通道板110,多個陰極發(fā)射體120以及多個陰極電極130。
[0057] 本發(fā)明第十實施例提供的場發(fā)射陰極1000與第五實施例提供的500基本相同,其 區(qū)別在于:該第十實施例中,所述陰極電極130為圖案化陰極電極,其具體圖案可根據(jù)需要 設計。所述場發(fā)射陰極1000在發(fā)射電子時,可根據(jù)需要對場發(fā)射陰極的不同區(qū)域分別進行 控制,可控性更加靈活。
[0058] 為了便于理解本發(fā)明的場發(fā)射陰極的結構,以下介紹場發(fā)射陰極的制備方法。請 參閱圖12,本發(fā)明提供一種場發(fā)射陰極的制備方法,該制備方法具體包括以下步驟: S10,提供一微通道板110,該微通道板110具有多個開孔1102,該微通道板110具有一 第一表面1104以及一與該第一表面1104相對的第二表面1106,每個所述開孔1102貫穿所 述第一表面1104和第二表面1106 ; SI 1,提供一碳納米管漿料122,將所述碳納米管漿料122填充于所述微通道板110的多 個開孔1102內,部分碳納米管漿料122粘附于所述微通道板110的開孔1102內壁; S12,加熱填充碳納米管漿料122的微通道板110,使得所述碳納米管漿料中的有機載 體揮發(fā),得到一場發(fā)射陰極。
[0059] 在步驟SlO中,所述微通道板110的材料可以選擇為導體、半導體及絕緣體。所述 微通道板110的形狀、尺寸以及厚度不限,可根據(jù)實際需要制備。所述多個開孔1102的延 伸方向相同。所述開孔1102的直徑可以為5微米至200微米,相鄰兩個開孔1102之間的 距離可以為2微米至200微米。優(yōu)選地,所述開孔1102的直徑為10微米至40微米,相鄰 兩個開孔1102之間的距離為2微米至10微米。本實施例中,所述微通道板110為5毫米、 寬為1. 2毫米,厚度為1毫米的玻璃板,所述微通道板的每個開孔1102的直徑為20微米, 相鄰兩孔之間的距離為5微米。
[0060] 所述微通道板110的開孔內壁也可以設置有一二次電子發(fā)射層1108,所述二次電 子發(fā)射層1108的材料可以為氧化鎂、氧化鈹、氧化鋇、氧化鈣或者氧化銫。所述二次電子發(fā) 射層的制備方法可為氣相沉積法、磁控濺射法。本實施例中,所述二次電子發(fā)射層1108的 材料為氧化鎂,制備方法為磁控濺射法。
[0061] 所述微通道板110的開孔內壁還可以設置有一導電層1109。所述導電層1109的 材料可以為金屬、合金或ITO等。所述導電層的制備方法可為氣相沉積法、磁控濺射法。本 實施例中,所述導電層1109的材料為金屬銅,制備方法為磁控濺射法。
[0062] 在步驟Sll中,所述碳納米管漿料122至少包括碳納米管和有機載體。
[0063] 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〇. 5納米至50納米,所述雙壁碳納米管的直徑為I. 0納米至50 納米,所述多壁碳納米管的直徑為1. 5納米至50納米。所述碳納米管的長度大于1微米, 優(yōu)選地,所述碳納米管的長度為5微米至15微米。
[0064] 所述有機載體為易揮發(fā)的有機物,可以通過加熱去除。所述有機載體包括乙基 纖維素、松油醇和乙醇,其中乙基纖維素的質量百分比為10%_40%,松油醇的質量百分比為 30%-50%,乙醇的質量百分比為30%-50%。其中,所述乙基纖維素在所述有機載體中作為穩(wěn)定 劑,用以提高該有機載體的粘度和塑性。所述松油醇在該有機載體中作為稀釋劑,為碳納米 管漿料提供必要的流淌性。所述乙醇在該有機載體中作為溶劑,用以分散上述碳納米管。 [0065] 所述碳納米管漿料122中,碳納米管的質量百分比為2%_5%,有機載體的質量百分 比為95%-98%。優(yōu)選地,所述碳納米管漿料中,碳納米管的質量百分比為2. 5%-3%,有機載體 的質量百分比為97%-98%,這是由于優(yōu)選范圍內的碳納米管漿料的流動性好,易于填充于微 通道板的開孔內。同時,所述碳納米管漿料的可塑性較好,可均勻分布于所述微通道板110 的開孔內。本發(fā)明采用的漿料在剪切速率為10/秒時的粘度為IOPa ·?Γ?2Ρ&·8。優(yōu)選地, 所述粘度為IOPa · s~llPa · s,這是由于這時的漿料易于填充于微通道板的開孔內,而且與 微通道板110的開孔內壁粘附力較強,使得碳納米管漿料緊密粘附于所述微通道板110的 開孔內壁上。
[0066] 進一步,所述碳納米管漿料122還可以包括導電顆粒和玻璃粉中的一種或兩者的 混合。所述導電顆粒的粒徑小于等于1微米,且其比表面積在1平方米每克(m2/gr3平方 米每克(m2/g)之間。所述玻璃粉為低熔點玻璃粉,其熔點為300°C-40(TC。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。當碳納米管漿料中 同時含有導電顆粒和玻璃粉時,碳納米管的質量百分比為2%-5%,導電顆粒的質量百分比為 2%-4%,粘結劑的質量百分比為1%-3%,有機載體的質量百分比為88%-95%。
[0067] 請一并參閱圖13及圖14,所述碳納米管漿料122填充所述微通道板110的開孔的 方法可以為浸潤法或壓力注入法。本實施例的方法為浸潤法。
[0068] 所述浸潤法具體包括以下步驟: S1110,將所述微通道板110置于一盛有所述碳納米管漿料122的容器150內并位于所 述碳納米管漿料122表面的上方; Sllll,對所述微通道板110施加一壓力,使得所述微通道板110逐漸浸入所述碳納米 管漿料122中,從而使得所述碳納米管漿料122填充于所述微通道板110的開孔內。
[0069] 所述壓力注入法具體包括以下步驟: Sl 120,將所述微通道板110的第一表面1104或者第二表面1106涂滿碳納米管漿料 122 ; Sl 121,將涂滿碳納米管漿料的微通道板110放置于一腔室內,且所述微通道板110將 該腔室分成未涂碳納米管漿料的一側的第一空間170和涂有碳納米管漿料的一側的第二 空間180 ; S1122,將所述第一空間170抽真空,同時向所述第二空間180通入大氣,使所述碳納米 管漿料122在大氣壓力下填充進入所述微通道板110的開孔1102內。
[0070] 進一步,在步驟S1121中,腔室內還可以包括一支撐體160,所述微通道板110固定 于所述支撐體160上。所述支撐體160與所述微通道板110共同將腔室分成兩個空間170 和 180。
[0071] 在步驟S12中,所述加熱溫度可為150°C ~500°C,優(yōu)選地,所述加熱溫度為 150°C ~300°C。所述有機載體中乙基纖維素、松油醇和乙醇均為易揮發(fā)物質,在所述加熱溫 度下均可以揮發(fā)。加熱前,碳納米管漿料122中碳納米管1202呈三維網(wǎng)狀結構且均勻地分 布于有機載體中,多個碳納米管1202的一端懸空存在于碳納米管漿料中。碳納米管漿料通 過表面張力粘附于所述微通道板110的開孔內壁上,而且多個碳納米管1202之間通過有機 載體結合在一起。加熱過程中,碳納米管漿料122中的有機載體不斷揮發(fā),碳納米管漿料與 微通道板110開孔內壁的表面張力逐漸被碳納米管與開孔內壁的范德華力取代。所以,加 熱后得到的陰極發(fā)射體通過多個碳納米管1202與所述開孔內壁之間的范德華力牢固固定 于開孔內壁上,而且陰極發(fā)射體中多個碳納米管1202之間通過范德華力互相連接。當碳納 米管漿料中含有低熔點導電顆粒時,加熱過程中,導電顆粒會發(fā)生部分或者全部熔融。冷卻 過程中,所述多個碳納米管1202通過多個導電顆粒電連接,并通過凝結的導電顆粒固定于 所述微通道板110的開孔及內壁上。當碳納米管漿料中含有低溫玻璃粉時,加熱過程中玻 璃粉發(fā)生熔融,在冷卻過程中形成無機粘結材料,將所述碳納米管1202牢固地固定于所述 微通道板110的開孔1102內。
[0072] 進一步,在給填有碳納米管漿料122的微通道板110加熱之前或加熱過程中,還可 以采用離心或者振蕩的方法,以使得該碳納米管漿料122可以更緊密地貼合于所述微通道 板110的開孔1102內壁上。
[0073] 請一并參閱圖15-16,圖14和圖15為填充有碳納米管漿料122的微通道板110經(jīng) 烘烤后的照片。
[0074] 進一步,如果所述微通道板110為絕緣材料時,則進一步包括步驟S13 : 513, 在所述微通道板110的第一表面1104上設置一導電電極作為陰極電極130。
[0075] 在步驟S13中,所述陰極電極需與陰極發(fā)射體電連接。所述陰極電極130可以為 導電材料層,也可以為一導電基板。
[0076] 當陰極電極130為導電材料層時,導電材料層會進入該微通道板的開孔內一段距 離,以保證陰極發(fā)射體與陰極電極電連接。所述導電材料層為鎳鍍層、鉻