專利名稱：：離子轟擊式石墨電子發(fā)射體的制作方法發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明一般來說提供帶有圖案的離子轟擊式石墨場致發(fā)射電子發(fā)射體、生產(chǎn)它們的方法、以及它們在平板型顯示器的場致發(fā)射體陰極組件中的應(yīng)用。發(fā)明的背景場致發(fā)射電子源通常稱之為場致發(fā)射材料或場致發(fā)射體，它們可以用在各種各樣的電子應(yīng)用場合，例如真空電子設(shè)備、平板型計算機(jī)和電視顯示器、發(fā)射選通放大器、速調(diào)管和照明設(shè)備。顯示屏用于各種各樣應(yīng)用中，例如家用電視和工業(yè)電視、膝上型計算機(jī)和臺式計算機(jī)、戶內(nèi)和戶外廣告及信息顯示。和在大多數(shù)電視以及臺式計算機(jī)中使用的縱深的陰極射線管監(jiān)視器相比，平板型顯示器只有幾個英寸厚。平板型顯示器對于膝上型計算機(jī)來說是必不可少的，但平板型顯示器對于許多其它應(yīng)用還提供在重量和尺寸方面的優(yōu)點。當(dāng)前流行的膝上型計算機(jī)的平板型顯示器使用的是液晶，可以通過施加一個小的電信號使液晶從透明狀態(tài)轉(zhuǎn)接到不透明狀態(tài)。但可靠地生產(chǎn)尺寸大于適合于膝上型計算機(jī)的尺寸并且能在寬溫度范圍操作的這樣一些顯示器是很困難的。等離子體顯示器已經(jīng)用作液晶顯示器的替代物。等離子體顯示器利用充電氣體的微小像素單元產(chǎn)生圖像，并且要求相當(dāng)高的電功率才能操作。已經(jīng)建議采用具有陰極組件和磷光體的平板型顯示器，這個陰極組件使用了場致發(fā)射電子源(即，場致發(fā)射材料或場致發(fā)射體)，這個磷光體在由場致發(fā)射體發(fā)射的電子轟擊時能夠發(fā)光。這樣一些顯示器在提供常規(guī)陰極射線管的可見顯示優(yōu)點、其它平板型顯示器的深度和重量優(yōu)點、以及和其它平板型顯示器相比的低功耗附加優(yōu)點等方面都是有潛力的。美國專利第4857799和5015912號公開了矩陣尋址的平板型顯示器，它使用了由鎢、鉬、或硅構(gòu)成的微尖陰極。WO94-15352、WO94-15350、和WO94-28571公開的平板型顯示器中的陰極具有相當(dāng)平的發(fā)射表面。在兩種類型的納米管碳結(jié)構(gòu)中已經(jīng)觀察到場致發(fā)射。L．A．Chernozatonskii等人[Chem．Phys．Letters(化學(xué)物理通訊)233，63(1995)和Mat．Res．Symp．Proc．Vol．359，99(1995)]已經(jīng)通過在10-5-10-6乇下石墨的電子蒸發(fā)在各種基片上生產(chǎn)了納米管碳結(jié)構(gòu)薄膜。這種薄膜由定向的管狀碳分子構(gòu)成，這些分子一個接一個地直立排列。形成兩種類型的管狀分子；A型管狀分子的結(jié)構(gòu)包括形成直徑為10-30納米的絲束的單層石墨狀管，B型管狀分子包括絕大多數(shù)直徑為10-30納米的多層石墨狀管，并且?guī)в绣F形或圓頂形的上蓋。他們報導(dǎo)了來自于這些結(jié)構(gòu)的表面的有效的場致電子發(fā)射，并且將其歸因于在納米級尖端的場的高度集中。B．H．Fishbine等人[Mat．Res．Soc．Symp．Proc．Vol．359，93(1955)]討論了有關(guān)巴克管(碳納米管)的冷場致發(fā)射體陣列陰極的發(fā)展的實驗和理論。R．S．Robinson等人[J．Vac．Sci．Technolo．(真空科學(xué)技術(shù)雜志)21，1398(1983)]公開了在離子轟擊下在基片的表面上形成錐體。針對各種基片材料報導(dǎo)了這一效果，這個效果是通過在用低能淀積的雜質(zhì)原子播種一個表面的同時高能濺射這個表面產(chǎn)生的。他們還公開，當(dāng)用來自于不銹鋼靶的雜質(zhì)對石墨基片進(jìn)行離子轟擊時，所形成的碳須長度最大為50微米。J．A．Floro等人[J．Vac．，Sci．Technolo．Al，1398(1983)]公開了在對加熱的石墨基片進(jìn)行相當(dāng)高的電流密度的離子轟擊期間形成碳須。所公開的碳須的長度為2-50微米，其直徑為0．05-0．5微米，并且碳須的生長的方向平行于離子束的方向。同時進(jìn)行的雜質(zhì)播種據(jù)報導(dǎo)是為了抑制碳須的生長。J．A．VanVechten等人[J．CrystalGrowth(晶體生長雜志)82，289(1987)]討論了在離子濺射條件下石墨表面的碳須的生長。他們注意到，最小直徑的碳須(特征直徑約為15納米)肯定與碳纖維中發(fā)現(xiàn)的金剛石結(jié)構(gòu)或卷軸石墨結(jié)論不同，所說的碳纖維是通過碳?xì)浠衔锏拇呋療峤馍L的。在濺射系統(tǒng)中，還觀察到有直徑范圍從30納米到100納米的較大的碳須在生長。較小直徑的碳須的直徑沿長度方向是恒定不變的，較大直徑的碳須略微有一點變細(xì)。M．S．Dresselhaus等人[GraphiteFibersandFilaments(石墨纖維和細(xì)絲)(Springer-Verlag，Berlin，1988)，pp32-34]公開了細(xì)絲是在幾種類型的六邊形碳表面生長的，而不是在金剛石或玻璃狀的碳上生長的。T．Asano等人[J．Vac．Sci．Technol．B13，431(1995)]公開了從金剛石薄膜發(fā)出的增大的電子發(fā)射，金剛石薄膜是通過化學(xué)蒸氣淀積方法在硅上淀積的，進(jìn)行氬離子研磨以形成金剛石錐體，然后在600℃進(jìn)行退火處理。如果金剛石是孤立的顆粒形式，則形成這些錐體。C．Nützenadel等人[Appl．Phys．Lett．(應(yīng)用物理通訊)69，2662(1996)]公開從通過離子濺射蝕刻進(jìn)入合成的摻硼金剛石和硅這兩者內(nèi)的錐體的場致發(fā)射。S．Bajic等人[J．Phys．(物理雜志)D；Appl．Phys．(應(yīng)用物理)21，200(1988)]公開了具有懸浮在樹脂層中的石墨顆粒的場致發(fā)射體復(fù)合物。R．A．Tuck等人(WO97／06549)公開了一種場致發(fā)射材料，它包括一個導(dǎo)電基片和設(shè)置在所說導(dǎo)電基片上的導(dǎo)電顆粒，導(dǎo)電顆粒嵌入、加入、或涂敷一層無機(jī)的電絕緣材料，從而在導(dǎo)電顆粒的基片之間界定絕緣材料的第一厚度，并在導(dǎo)電顆粒和環(huán)境之間界定絕緣材料的第二厚度。可以將場致發(fā)射材料印刷在基片上。M．Rabinowitz(U．S．5697827)公開了一種方法和設(shè)備，用于生產(chǎn)、維持、和產(chǎn)生電子的熱場輔助發(fā)射的陰極源，并且公開了這個源的電場強(qiáng)化碳須成分的再生。所公開的唯一的碳須是碳納米管。為了形成陰極，通過用一個電場推動納米管將這些納米管束縛到一個載體上，借此將這個納米管嵌入包圍這個載體的軟材料內(nèi)。不管現(xiàn)有技術(shù)如何，總是需要一種可以用在各種平板型應(yīng)用中的、能夠容易和經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)小尺寸和大尺寸的強(qiáng)發(fā)射的場致發(fā)射電子發(fā)射體的方法。在參照附圖和隨后的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。發(fā)明的概述本發(fā)明提供用于生產(chǎn)場致發(fā)射電子發(fā)射體的方法，該方法包括如下步驟(a)形成一層復(fù)合物，這個復(fù)合物包括在一個基片上的石墨顆粒和玻璃，其中玻璃附著到基片上并且附著到部分石墨顆粒上，借此使石墨顆粒相互結(jié)合并且結(jié)合到基片上，并且其中這層復(fù)合物的至少50％的表面面積是由石墨顆粒部分組成的，和(b)用包括氬、氖、氪、或氙的離子束轟擊在步驟(a)中形成的復(fù)合物層的表面，轟擊的時間足以在所說的石墨顆粒上產(chǎn)生碳須。優(yōu)選地，至少70％的復(fù)合物層的表面積是由石墨顆粒部分組成的。石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)是石墨顆粒和玻璃的總體積的約35％到約80％，優(yōu)選的是總體積的約50％到約80％。本發(fā)明還提供用于生產(chǎn)場致發(fā)射電子發(fā)射體的方法，其中的復(fù)合物還包括導(dǎo)電材料。優(yōu)選地，離子束是氬離子束，氬離子束的離子流密度從約0．1毫安／厘米2到約1．5毫安／厘米2，離子束能量從約0．5千電子伏到約2．5千電子伏。離子轟擊時間是約15分鐘到約90分鐘。更加優(yōu)選的是含氬和氮的離子束氣體組合物。優(yōu)選地，玻璃是低軟化點玻璃。優(yōu)選地，導(dǎo)電材料是銀或金。優(yōu)選地，當(dāng)復(fù)合物層包括石墨和玻璃時，在基片上形成復(fù)合物層的方法包括按照期望的圖案向基片網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑。對于較大范圍的應(yīng)用，例如需要較精細(xì)分辨率的那些應(yīng)用，優(yōu)選的方法包括網(wǎng)板印刷還包括光引發(fā)劑和可光硬化單體的糊劑，用光學(xué)方法制作干燥的糊劑的圖案，和焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑。優(yōu)選地，當(dāng)復(fù)合物層還包括導(dǎo)電材料時，在基片上形成復(fù)合物層的方法包括按照期望的圖案向基片網(wǎng)板印刷由石墨、玻璃原料、和導(dǎo)電材料組成的糊劑，并且焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑。對于較大范圍的應(yīng)用，例如需要較精細(xì)分辨率的那些應(yīng)用，優(yōu)選的方法包括網(wǎng)板印刷還包括光引發(fā)劑和可光硬化單體的糊劑，用光學(xué)方法制作干燥的糊劑的圖案，和焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑。優(yōu)選地，當(dāng)基片是玻璃時，干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑在約450℃到約575℃的溫度下、最好在約525℃的溫度下焙燒約10分鐘。優(yōu)選地，復(fù)合物的焙燒層厚度從約5微米到約30微米。本發(fā)明還提供一種可網(wǎng)板印刷的或可涂敷的糊劑，它可用于在基片上形成含石墨和玻璃的復(fù)合物層的優(yōu)選方法中?；诤齽┑目傊亓?，糊劑包含約40％(重量)到約60％(重量)的固體。固體由石墨顆粒和玻璃原料組成，或由石墨顆粒、玻璃原料、和導(dǎo)電材料組成。石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為固體總體積的約35％到約80％，最好約為固體總體積的50％到約80％。石墨顆粒的大小最好約為0．5微米到約10微米。此外，本發(fā)明提供一種用于在基片上形成含石墨和玻璃的復(fù)合物層的方法，該方法包括如下步驟(a)按照期望的圖案在基片上網(wǎng)板印刷含石墨顆粒和玻璃原料的一種糊劑，其中石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為石墨顆粒和玻璃原料的總體積的約35％到約80％，和(b)培燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑以軟化玻璃原料，使之附著到基片上并且附著到部分石墨顆粒上，借此使石墨顆粒相互結(jié)合并且結(jié)合到基片上，從而產(chǎn)生復(fù)合物層，其中至少50％的復(fù)合物層表面積由石墨顆粒部分組成。優(yōu)選地，至少70％的復(fù)合物層表面積由石墨顆粒部分組成。本發(fā)明還提供一種用于在基片上形成含石墨和玻璃的復(fù)合物層的方法，該方法包括如下步驟(a)在基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒、玻璃原料、光引發(fā)劑、和可光硬化單體組成的糊劑，其中石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為石墨顆粒和玻璃原料的總體積的約35％到約80％，(b)用光學(xué)方法制作干燥的糊劑的圖案，和(c)焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑以軟化玻璃原料，使之附著到基片上并且附著到部分石墨顆粒上，借此使石墨顆粒相互結(jié)合并且結(jié)合到基片上，從而產(chǎn)生復(fù)合物層，其中至少50％的復(fù)合物層表面積由石墨顆粒部分組成。優(yōu)選地，至少70％的復(fù)合物層表面積由石墨顆粒部分組成。此外，本發(fā)明提供一種復(fù)合物層，它包括通過以上方法在基片上形成的石墨和玻璃，可對該復(fù)合物層進(jìn)行隨后的處理以生產(chǎn)場致發(fā)射電子發(fā)射體。在包括石墨和玻璃的復(fù)合物層中，石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)是石墨顆粒和玻璃的總體積的約35％到約80％，最好約為總體積的約50％到約80％。本發(fā)明還提供由本發(fā)明的方法生產(chǎn)的電子發(fā)射體。這些電子發(fā)射體和由其制造的場致發(fā)射體陰極組件可以用在真空電子設(shè)備、平板型計算機(jī)和電視顯示器、發(fā)射選通放大器、速調(diào)管、和照明設(shè)備。平板型顯示器可以是平面的或曲面的。由本發(fā)明生產(chǎn)的平板型顯示器包括由通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的電子發(fā)射體組成的陰極組件、與陰極組件隔開的陽極、和一層磷光體，所說的陽極包括在陽極載體板的面對陰極的表面上用光學(xué)方法制成圖案的透明導(dǎo)電膜，所說的磷光體層在由陰極組件的電子發(fā)射體發(fā)出的電子的轟擊下能夠發(fā)光，磷光體層的位置靠近位于陽極和陰極之間的用光學(xué)方法制成圖案的透明導(dǎo)電膜，在陽極和陰極之間定位選通電極，選通電極包括一個由導(dǎo)電路徑構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，這些導(dǎo)電路徑基本上垂直于用光學(xué)方法制成圖案的透明導(dǎo)電膜設(shè)置，每個導(dǎo)電路徑按可操作方式有選擇地連接到一個電子源，并且在陽極和電子發(fā)射體之間連接電壓源。除了上述三極管結(jié)構(gòu)中的單個選通電極外，還可以使用附加的控制電極，使用控制電極可以允許在選通電極上的發(fā)射電壓較低，并可提供較高的加速電壓。這些附加電極可用于調(diào)節(jié)場的分布和場的發(fā)射，并且可以用于聚焦發(fā)射的電子。附圖簡述圖1表示例1-5的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖2是來自例4的電子發(fā)射體的電子發(fā)射撞擊的磷光體層發(fā)出的光的一張照片。圖3表示例6-8的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖4表示例9的樣品在離子轟擊前的對于兩種不同的放大倍數(shù)的掃描電子顯微照片。圖5表示例9-13的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖6表示例6的樣品在離子束轟擊之前和之后的掃描電子顯微照片。圖7表示例13和14的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖8表示例15-17的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖9表示18-20的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖10表示例15、18、21的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖11表示例22-25的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖12表示例26-29的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖13表示例30-34的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖14表示例35-37的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖15表示例38-41的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖16表示一個三極管電子發(fā)射設(shè)備的示意圖。圖17表示例42的三極管結(jié)構(gòu)的發(fā)射結(jié)果，圖中繪出的是發(fā)射電流隨所加電壓的變化。圖18表示用于例43-45的三極管結(jié)構(gòu)的發(fā)射觸發(fā)的選通偏置導(dǎo)通電壓。優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述本發(fā)明的用于生產(chǎn)場致發(fā)射電子發(fā)射體的方法包括在基片上形成含石墨和玻璃的復(fù)合物層。玻璃附著到基片上，并且附著到部分石墨顆粒上，借此使石墨顆粒彼此結(jié)合并且結(jié)合到基片上。期望有盡可能多的包括石墨部分在內(nèi)的復(fù)合物層表面面積，并且期望在復(fù)合物層表面的石墨部分沒有玻璃。本發(fā)明的方法提供一種復(fù)合物層，其中至少50％復(fù)合物層表面面積由石墨顆粒組成。這種復(fù)合物還可包括導(dǎo)電材料，在這種情況下石墨和導(dǎo)電材料附著到基片上、它們相互附著、并且附著到石墨顆粒上。如這里所用的，“石墨顆?！币庵竿ǔ５牧呅蔚念w粒，既有合成的形式又有天然的形式。各種方法都可用于在基片上形成含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層，但優(yōu)選的方法是按照期望的圖案在基片上網(wǎng)板印刷包括石墨顆粒和玻璃原料的糊劑、然后焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑。對于較大范圍的應(yīng)用，例如需要較精細(xì)分辨率的那些應(yīng)用，優(yōu)選的方法包括網(wǎng)板印刷還包括光引發(fā)劑和可光硬化單體的糊劑，用光學(xué)方法制作干燥的糊劑的圖案，和焙燒干燥的并且?guī)в袌D案的糊劑。基片可以是復(fù)合物層中的玻璃能夠附著的任何材料。硅、玻璃、金屬、或諸如氧化鋁的耐火材料都可以用作基片。非導(dǎo)電材料需要一層導(dǎo)電材料用作陰極電極，并且提供向石墨顆粒施加電壓和向石墨顆粒供應(yīng)電子的手段。如這里所使用的，“基片”意指其上形成復(fù)合物層的結(jié)構(gòu)，或者是一種材料或者是材料的組合，例如具有一層電導(dǎo)體的非導(dǎo)電材料(如玻璃)。提供這種導(dǎo)電層的優(yōu)選技術(shù)是通過網(wǎng)板印刷和焙燒銀或金的導(dǎo)體組合物形成導(dǎo)電的復(fù)合物。當(dāng)使用網(wǎng)板印刷或用光學(xué)方法制圖來形成一層復(fù)合物層時，特別優(yōu)選的基片包括玻璃和鈉鈣玻璃。用來網(wǎng)板印刷的糊劑一般來說包含石墨顆粒、低軟化點玻璃原料、有機(jī)媒劑、溶劑、和表面活化劑。有機(jī)媒劑和溶劑的作用是在糊劑中以典型的制圖方法(如網(wǎng)板印刷)的正確的流變學(xué)關(guān)系懸浮并擴(kuò)散顆粒狀組分(如固體)。在現(xiàn)有技術(shù)中已知有大量的這種媒劑。可以使用的樹脂例是纖維素樹脂，如各種分子量的乙基纖維素和醇酸樹脂。有用的溶劑例有丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二丁基卡必醇、二丁基鄰苯二甲酸酯和萜品醇。對于這些溶劑和其它的溶劑進(jìn)行調(diào)配，以獲得期望的粘度和揮發(fā)性要求?？梢允褂帽砻婊罨瘎└纳屏Ｗ拥臄U(kuò)散性。典型的表面活化劑為有機(jī)酸(如油酸和硬脂酸)和有機(jī)磷酸鹽(如卵磷脂或Gafac_有機(jī)磷酸鹽)。在焙燒溫度下能充分軟化以附著到基片上并且附著到石墨顆粒上的玻璃原料是需要的。在某些例中使用的是鉛玻璃原料，但還可以使用具有低軟化點的其它玻璃，如鈣或鋅的硼硅酸鹽，并且在其它例中已證實可以使用鉍-鋅-鋁-硼硅酸鹽。使用無鉛玻璃原料是優(yōu)選的。優(yōu)選地，石墨顆粒的最小尺寸為1微米。如果期望得到具有較高導(dǎo)電性的復(fù)合物層，則糊劑還要包括一種金屬，如銀或金。相對于糊劑的總重量，糊劑一般包含約占40％(重量)到約占60％(重量)的固體。這些固體包含石墨顆粒和玻璃原料，或者包含石墨顆粒、玻璃原料、和金屬。石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為固體總體積的約35％到約80％?？梢岳媒M分的變化來調(diào)節(jié)印刷材料的粘度和最終厚度。糊劑一般是通過研磨由石墨顆粒、低軟化點玻璃原料、有機(jī)媒劑、表面活化劑和溶劑組成的混合物來制備。使用眾所周知的網(wǎng)板印刷技術(shù)，例如使用一種165-400網(wǎng)眼的不銹鋼網(wǎng)板，可對這種糊劑混合物進(jìn)行網(wǎng)板印刷。按照期望的圖案形式，例如分散元、相互連接的區(qū)域、或連續(xù)膜的形式來淀積所說的糊劑。在焙燒之前一般在125℃下加熱約10分鐘以干燥網(wǎng)板印刷糊劑。當(dāng)基片包括玻璃時，在約450℃到約575℃的溫度下，最好在約475℃到約525℃的溫度下，焙燒干燥的糊劑持續(xù)約10分鐘。對于能夠耐較高溫度的基片，可以使用較高的焙燒溫度。與在525℃溫度下焙燒的場致發(fā)射電子發(fā)射體相比，在約450℃到約500℃的溫度下焙燒的糊劑得到的場致發(fā)射電子發(fā)射體有較低的導(dǎo)通電壓和在一個指定的發(fā)射電流下的較低的電壓。然而，對于在這些例中所用的玻璃原料來說，與在較低溫度下焙燒的糊劑相比，在525℃溫度下的焙燒產(chǎn)生的復(fù)合物層表現(xiàn)出較好的基片附著性質(zhì)。在糊劑中可以使用可在較低溫度下軟化的玻璃原料，以便為在450℃到500℃溫度下焙燒的糊劑提供較好的附著性能，并且因此可以利用在這些較低的焙燒溫度下產(chǎn)生的復(fù)合物的較好的發(fā)射性質(zhì)。正是在這個焙燒步驟，有機(jī)材料揮發(fā)，離開由石墨顆粒和玻璃組成的復(fù)合物。令人驚奇的是，在焙燒期間石墨顆粒沒有經(jīng)受任何明顯的氧化或其它化學(xué)的或物理的變化。如果要用光學(xué)方法對于網(wǎng)板印刷的糊劑進(jìn)行制圖，該糊劑要包含光引發(fā)劑和可光硬化單體，這種可光硬化單體例如至少包含一種附加的可聚合的烯鍵式不飽和化合物，該化合物具有至少一個可聚合的烯基。焙燒的材料的掃描電子顯微照片(SEM)表明，石墨顆粒在復(fù)合物層中占據(jù)大部分表面面積。一般來說，80％以上的表面面積是由石墨顆粒部分組成的。淀積的糊劑層在焙燒時厚度減小了。優(yōu)選地，焙燒后的復(fù)合物層的厚度從約5微米到約30微米。隨后對包含在基片上的石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層進(jìn)行處理，以產(chǎn)生場致發(fā)射電子發(fā)射體。例如復(fù)合物層然后在下述條件下經(jīng)受離子束轟擊。可以使用氬、氖、氪、或氙離子束。優(yōu)選的是氬離子?？梢栽跉鍤庵屑尤敕磻?yīng)性氣體，如氮和氧，以便降低導(dǎo)通電壓、發(fā)射的觸發(fā)點、和產(chǎn)生1毫安發(fā)射電流所需的電壓。對于氮和氧這兩者，優(yōu)選的替換數(shù)量最好是從約8％到約15％，即在離子轟擊中使用的優(yōu)選的氣體組合物是從約92％Ar／8％N2到約85％Ar／15％N2，以及從約92％Ar／8％O2到約85％Ar／15％O2。組分90％Ar／10％N2和90％Ar／10％O2是特別優(yōu)選的。所有的氣體百分?jǐn)?shù)都是按體積計的。對于相同百分?jǐn)?shù)的可替換物來說，氮在降低發(fā)射所需的電壓方面的效果比氧更好些。氧離子[O+]在化學(xué)方面更加活潑一些，并且可以產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，如CO和CO2。這將導(dǎo)致較快的蝕刻，并且在這個過程中還要消耗較細(xì)的碳須。氮離子[O+]不是那么容易起反應(yīng)，并且反應(yīng)產(chǎn)物不是揮發(fā)性的。在轟擊中的壓力約為從0．5×10-4乇(0．7×10-2巴)到約5×10-4乇(6．7×10-2巴)，最好約為從1．0×10-4乇(1．3×10-2巴)到約2×10-4乇(2．7×10-2巴)。進(jìn)行離子束轟擊的離子流密度從約為0．1毫安／厘米2到約為1．5毫安／厘米2，最好約為0．5毫安／厘米2到約為1．2毫安／厘米2，離子束的能量約為0．5千電子伏到約為2．5千電子伏，最好約為1．0千電子伏到約為1．5千電子伏?？梢允褂眉s10分鐘到90分鐘或更長的轟擊時間。在這些條件下，可以在石墨顆粒表面上形成碳須和錐體，最終的產(chǎn)品是一種良好的場致發(fā)射電子發(fā)射體。照射時間的范圍和最佳照射時間取決于其它轟擊條件和復(fù)合物層的厚度。轟擊的時間必須足夠長，以能在石墨顆粒上形成碳須和錐體，但照射時間也不能太長，以致復(fù)合物層的一些部分由于發(fā)射特性變差導(dǎo)致的蝕刻到基片。為了避免發(fā)生這種情況，但仍舊還要有足夠長的轟擊時間在石墨顆粒上產(chǎn)生碳須和錐體，更加優(yōu)選的作法是，焙燒的復(fù)合物層的厚度定為從約7微米到約30微米，最優(yōu)選是焙燒的復(fù)合物層的厚度范圍是從約10微米到約30微米。長于約60分鐘的轟擊時間需要很厚的樣品。約15分鐘到約60分鐘的轟擊時間對于優(yōu)選厚度的復(fù)合物層是優(yōu)選的，約40分鐘到約50分鐘的轟擊時間是特別優(yōu)選的。當(dāng)復(fù)合物層沒有覆蓋整個基片時，暴露到離子轟擊的部分表面可能是基片材料。例如，當(dāng)復(fù)合物層不是一個連續(xù)的薄膜而是一個由分散元或相互連接的區(qū)域構(gòu)成的圖案時，那么基片的一些部分就要受到離子束的照射。當(dāng)基片是由非導(dǎo)電的材料例如玻璃構(gòu)成并帶有一層導(dǎo)體時，玻璃和／或?qū)щ妼拥囊恍┎糠志鸵艿诫x子束的照射。即使當(dāng)復(fù)合物層是連續(xù)層的形式，也可能有部分基片(例如包圍復(fù)合物層的玻璃和／或?qū)щ妼?要受到離子束的照射。另一情況，為了提供復(fù)合物連續(xù)層的一些分散的區(qū)域，這些分散的區(qū)域用作良好的電子發(fā)射區(qū)，并且這些良好的電子發(fā)射區(qū)由發(fā)射性能差得多的一些區(qū)域分隔開來，這就必須防止復(fù)合物連續(xù)層的部分受到離子轟擊。在所有的這些情況下，優(yōu)選的作法是掩蔽可能會受到離子轟擊的任何基片部分，并且掩蔽不期望受到離子轟擊的復(fù)合物層的任何期望部分。為了一致性地產(chǎn)生期望的電子情況，使用這種掩模是優(yōu)選的作法。石墨薄膜掩模是特別優(yōu)選的?？梢允褂萌魏我环N離子源。當(dāng)前，在市場上最容易得到的是考夫曼離子源。在離子轟擊步驟期間，石墨顆粒的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化。由于蝕刻，這個表面結(jié)構(gòu)不再平滑，而是變得有紋理的，并且有錐體。錐體的直徑范圍從約0．1微米到約0．5微米。錐體沿朝向入射離子束方向發(fā)展，從而只在90度(即垂直于這個表面)的角度實現(xiàn)離子束蝕刻時，錐體才垂直于這個表面。石墨在被轟擊的表面上均勻地實現(xiàn)了蝕刻，即錐體的密度(每單位面積的錐體數(shù)目)和錐體的外觀都是一致的。所形成的錐體的傳輸電子顯微照片(TEM)表明，這些錐體是由結(jié)晶碳的小顆粒構(gòu)成的。據(jù)信錐體是在經(jīng)離子轟擊蝕刻后剩下來的原來的石墨表面的一部分。除了錐體外，在石墨顆粒表面的離子轟擊期間還形成碳須。碳須的典型位置在錐體的頂部。碳須的長度可從2微米延伸到20微米或更長。碳須的長度可比石墨顆粒的初始尺寸大得多。碳須的直徑范圍從0．5納米到50納米。碳須沿朝向入射的離子束的方向形成。碳須是柔性的，并且已經(jīng)觀察到碳須在掃描電子顯微鏡(SEM)測量期間的移動?？梢愿淖冸x子束的入射角。如這里所使用的，入射角定義為入射離子束和復(fù)合物層平面之間的角度。在入射角從90度(即垂直于這個平面)變化到45度時，發(fā)射特性沒有明顯改變。然而，入射角極大地影響該結(jié)構(gòu)，這是因為如以上所述，錐體和碳須通常是沿入射離子束的方向生長的。為了在典型的三極管設(shè)備中作為發(fā)射體使用，優(yōu)選的入射角是90度，因為這樣作的結(jié)果是所產(chǎn)生的錐體和碳須垂直于復(fù)合物層的平面。對于下面的這些例子，使用3厘米直徑的離子槍(考夫曼離子源，Ⅱ型)，在樣品表面上產(chǎn)生直徑約為2英寸(5厘米)的氬、氬和氮、或氬和氧的離子束。這是一種渦輪泵系統(tǒng)，基壓為1×10-8乇(1．3×10-6巴)。在達(dá)到基壓后，通過一個針閥將工作氣體氬、氬和氮、或氬和氧加入這個系統(tǒng)，直到達(dá)到穩(wěn)定的工作壓力1×10-4乇(1．3×10-2巴)時為止。離子槍和該表面之間的距離為4-5英寸(10-12．5厘米)。碳須的傳輸電子顯微照片表明，它們是實心的，并且由非結(jié)晶碳構(gòu)成。據(jù)信這種材料是通過從離子束蝕刻的初始石墨顆粒上去除的，又然后重新淀積的碳，該碳初始時一般在錐體的尖端上，隨后就在生長的碳須的尖端上。另一方面，通過用漫射到錐體或碳須的尖端的離子束激活碳，也可能形成碳須。碳須在結(jié)構(gòu)上不同于碳納米管。碳納米管是中空的并且包含碳的石墨狀的外殼。碳須則是實心的，并且在任何方向都沒有展示出長距離的結(jié)晶順序。使用平板型發(fā)射測量單元在最終的樣品上進(jìn)行場致發(fā)射試驗，所說的平板型發(fā)射測量單元由兩個電極組成，一個電極用作陽極或收集極，另一個電極用作陰極。這個平板型發(fā)射測量單元由兩個正方形的銅板組成，銅板的尺寸為1．5英寸×1．5英寸(3．8厘米×3．8厘米)，所有的角和邊緣都經(jīng)過倒角處理，以便把電弧減至最小。每個銅板都嵌入分別的聚四氟乙烯(PTFE)塊中，聚四氟乙烯塊的尺寸為2．5英寸×2．5英寸(4．3厘米×4．3厘米)，大小為1．5英寸×1．5英寸(3．8厘米×3．8厘米)的銅板表面露在PTFE塊的前側(cè)。通過穿過聚四氟乙烯塊的背部并且伸入銅板里邊的一個金屬螺栓和銅板電觸點，借此提供向銅板施加電壓的手段和牢固地保持銅板就位的方法。確定這兩個聚四氟乙烯塊的位置，使兩個外露的銅板表面相互面對，并且與兩個銅板之間的距離對齊，這兩個銅板是借助于放在聚四氟乙烯塊之間的但又距銅板有一定距離以防止表面泄漏電流或電弧放電的玻璃墊圈固定的。可以調(diào)節(jié)電極間的分開距離，但要一次選定，對于在一個樣品上的指定的一組測量來說，這個距離是固定的。一般來說，采用的分開距離是0．5毫米到約2毫米。樣品放在用作陰極的銅板上。對于導(dǎo)電的基片，將樣品夾持就位，并且在樣品的后背上涂一小滴碳并使其干燥，從而產(chǎn)生電觸點。對于具有導(dǎo)電膜的絕緣基片，用導(dǎo)電的銅帶在兩側(cè)固定基片，導(dǎo)電銅帶還用來提供電觸點。將試驗設(shè)備插入真空系統(tǒng)，將這個真空系統(tǒng)抽空到低于5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。在陰極上加上負(fù)電壓，并且測量發(fā)射電流隨所加電壓的變化。測量兩個銅板之間的分開距離。顆粒尺寸特征d50應(yīng)是這樣的顆粒尺寸所有較小尺寸顆粒的重量應(yīng)等于所有較大顆粒的重量。這里報告的d50是使用Microtrak_設(shè)備測量的。使用Hegman型測量儀測量晶粒細(xì)度(擴(kuò)散細(xì)度)。這種方法提供一種快速的可視的度量，以便評估在糊劑中固體顆粒的擴(kuò)散和結(jié)塊的程度。所用的這個測量儀由一個鋼塊組成，在這個鋼塊中切出一個平直的具有V形橫截面的通道，這個V形的橫截面從深端的25微米逐漸變細(xì)到另一端的0。在通道的深端放置足夠多的糊劑充滿這個通道，并且用醫(yī)生的手術(shù)刀向淺部移動糊劑。在沿通道的某一點，較大的顆?；蚪Y(jié)塊將變?yōu)榭梢姷?。糊劑的表面隨后出現(xiàn)刮痕，這反映結(jié)塊的存在。對于這里所要達(dá)到的目的，記錄刮第4次時的通道深度，以此作為晶粒細(xì)度的第一度量值。記錄已有50％的區(qū)域被刮痕覆蓋的通道深度，以此作為晶粒細(xì)度的第二度量值，所報告的晶粒細(xì)度是第一度量值／第二度量值。本發(fā)明的實例下面的非限制性實例旨在進(jìn)一步說明和描述本發(fā)明。除非另有規(guī)定，所有的份額和百分?jǐn)?shù)都是按重量計的。在形成糊劑中所用的材料是石墨顆粒Ⅰ天然的HPN-10石墨粉，d50=8微米，表面面積=8．6米2／克石墨顆粒Ⅱ天然的片(AsburyCarbon，Inc．)，d50=3-5微米，表面面積=13米2／克石墨顆粒Ⅲ合成的UF440(AsburyCarbon，Inc．)，d50=1微米，表面面積=85米2／克玻璃Ⅰ1．6％SiO2，1．7％Al2O3，85．8％PbO，10．9％B2O3玻璃Ⅱ2．00％SiO2，2．98％Al2O3，13．2％B2O3，8．99％ZnO，0．96％Na2O，71．87％B2O3有機(jī)媒劑Ⅰ10％的N-22乙基纖維素，30％的二甘醇，30％的二丁基醚，和30％的β-萜品醇有機(jī)媒劑Ⅱ13％的P-50乙基纖維素，和87％的β-萜品醇有機(jī)媒劑Ⅲ10％的N-22乙基纖維素，和90％的β-萜品醇表面活化劑大豆卵磷脂溶劑β-萜品醇所有的加熱操作都是在實驗室用的加熱箱中進(jìn)行的，溫度的不確定性為±10℃。例1-5使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這些實例表現(xiàn)出不同量的石墨對于電子發(fā)射的影響。通過混合表1中所示的用百分?jǐn)?shù)表示的材料制備在例1和5中所用的40克的糊劑樣品。使用一臺3級輥式破碎機(jī)以100／200psi(6．9／13．8×105Pa)的壓力軋制每個混合物。表1<tablesid="table1"num="001"><table>石墨顆粒Ⅰ玻璃Ⅰ有機(jī)媒劑Ⅰ有機(jī)媒劑Ⅱ有機(jī)媒劑Ⅲ表面活化劑溶劑例18．341．70103910例225253700310</table></tables>例2、3、4所用的糊劑是通過分別按3∶1、1∶1、1∶3的比例混合制備例1和5的糊劑部分制備出來的。在例1-5中所用的糊劑中的石墨顆粒的百分?jǐn)?shù)分別是8．3％、12．5％、16．7％、20．8％、25％。在糊劑中固體(即石墨顆粒和玻璃原料)的總百分?jǐn)?shù)在所有的這些例中都是50％。依據(jù)石墨顆粒和玻璃原料的總體積，石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)從例1糊劑的37％變到例5糊劑的74％。使用200網(wǎng)眼的網(wǎng)板按照1英寸(2．5厘米)的正方形圖案把每個例的糊劑加到玻璃板上。在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率增加溫度到525℃，并在溫度525℃下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。焙燒的復(fù)合物層的厚度約為20微米。結(jié)果，形成在基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。焙燒的材料的掃描電子顯微照片(SEM)表明，石墨顆粒占據(jù)復(fù)合物層表面面積的大部分，幾乎沒有玻璃。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1×10-4乇(1．3×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在離子束轟擊后的掃描電子顯微照片表示，石墨顆粒的表面由垂直于該表面的碳錐體構(gòu)成，在碳錐體尖端的碳須也垂直于這個表面，即沿入射離子束的方向。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到低于5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。提高電壓，直到發(fā)射電流如對于例1和例2為500微安、對于例3-5為1000微安時為止。在圖1中繪出例1-5的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。這些結(jié)果表明，具有最高石墨含量的例5的電子發(fā)射體在給定的外加電壓下表現(xiàn)出最高的發(fā)射。通過使用由涂有銦錫氧化物的玻璃構(gòu)成的陽極，并在銦錫氧化物上疊加磷光體層，讓發(fā)射的電子撞擊這個磷光體層，并且觀察從磷光體發(fā)出的最終的光，從而就可以確認(rèn)在整個1厘米×1厘米區(qū)域上發(fā)射的一致性。在圖2的照片中表示出從例4的電子發(fā)射體的獲得的結(jié)果。例6-8使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這些實例表現(xiàn)出3種不同的石墨的使用對于電子發(fā)射的影響。通過混合表2中所示的用百分?jǐn)?shù)表示的材料制備在例6-8中所用的糊劑樣品。在每個例中，使用25％所示類型的石墨顆粒。使用一臺3級輥式破碎機(jī)以100／200psi(6．9／13．8×105Pa)的壓力軋制每個混合物。表2使用200網(wǎng)眼的網(wǎng)板按照1英寸(2．5厘米)的正方形圖案把每個例的糊劑施加到玻璃板上。在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率增加溫度到525℃，并在溫度525℃下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。焙燒的復(fù)合物層的厚度約為20微米。結(jié)果，形成在基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。焙燒的材料的掃描電子顯微照片(SEM)表明，石墨顆粒占據(jù)復(fù)合物層表面面積的大部分。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍一樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1×10-4乇(1．3×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在離子束轟擊后的掃描電子顯微照片表示，石墨顆粒的表面由垂直于該表面的碳錐體構(gòu)成，在碳錐體尖端的碳須也垂直于這個表面，即沿入射離子束的方向。圖6(a)是在離子轟擊之前例6樣品的SEM，圖6(b)是在離子轟擊之后例6樣品的SEM。這些照片清晰表明，在離子轟擊之前沒有錐體和碳須存在，在離子轟擊之后存在錐體和碳須。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到低于5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖3中繪出例6-8的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。用石墨顆粒Ⅲ(即具有最大表面面積的石墨顆粒)制造的例8的電子發(fā)射體在給定的外加電壓下表現(xiàn)出最大的電子發(fā)射。例9-12使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這些實例表現(xiàn)出糊劑中所用的固體的研磨細(xì)度對于電子發(fā)射的影響。通過混合表3中所示的用百分?jǐn)?shù)表示的材料制備40克的糊劑樣品。表3將混合物分成4個樣品。對于例9-12的樣品，使用一臺3級輥式破碎機(jī)分別以100、150、200、250psi(6．9、10．3、13．8、17．3×105Pa)的壓力軋制這4個樣品。使用每個樣品的一個部分來確定如以上所述的研磨細(xì)度。對于例9-12的每個樣品，其特征分別是17／15、9／7、5／4、4／3。使用一個200網(wǎng)眼的網(wǎng)板按照1英寸(2．5厘米)的正方形圖案把每個例的糊劑施加到玻璃板上。在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率增加溫度到525℃，并在溫度525℃下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。焙燒后的復(fù)合物層的厚度對于例9-12的復(fù)合物層分別為27、25、21、16微米。結(jié)果，形成在基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。焙燒的材料的掃描電子顯微照片(SEM)表明，石墨顆粒占據(jù)復(fù)合物層表面面積的大部分。圖4是例9樣品在兩個不同的放大倍數(shù)下的SEM，并且表示復(fù)合物的表面幾乎全部由石墨顆粒組成。對于每個樣品，利用一個掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1×10-4乇(1．3×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在離子束轟擊后的掃描電子顯微照片表示，石墨顆粒的表面由垂直于這個表面的碳錐體構(gòu)成，在碳錐體尖端的碳須也垂直于這個表面，即沿入射離子束的方向。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到低于5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流為1000微安時為止。在圖5中繪出例9-12的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。研磨細(xì)度似乎對于發(fā)射結(jié)果沒有影響。例13-14使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成一層包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這些實例表明可以使用無鉛玻璃和不同的石墨來獲得類似于含鉛玻璃獲得的結(jié)果。通過混合表4中所示的用百分?jǐn)?shù)表示的材料制備在例13和14中所用的6克糊劑樣品。使用一臺3級輥式破碎機(jī)以300psi(20．7×105Pa)的壓力軋制每個混合物。表4在糊劑中固體(即石墨顆粒和玻璃原料)的總百分?jǐn)?shù)在這兩個例中都是50％。使用200網(wǎng)眼的網(wǎng)板按照1英寸(2．5厘米)的正方形圖案把每個例的糊劑施加到玻璃板上。在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率增加溫度到525℃，并在溫度525℃下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。結(jié)果，形成在基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。焙燒的復(fù)合物層的厚度對于例13的樣品為27．6微米，對于例14的樣品為20．4微米。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到低于5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖7中繪出例13和14的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。在用兩種不同的石墨獲得的結(jié)果中沒有明顯的差別。例15-21使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這個基片由在玻璃板上的一層銀導(dǎo)體組合物層構(gòu)成。這些實例表示離子束的組成對于電子發(fā)射體的發(fā)射性質(zhì)的影響。使用200網(wǎng)眼的網(wǎng)板向1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)的玻璃板網(wǎng)板印刷一層銀導(dǎo)體組合物(DuPont#7095銀導(dǎo)體組合物，一種可網(wǎng)板印刷的厚膜組合物，在市場上可以從E．I．duPontdeNemoursandCompanyWilmington，DE．得到)，并在溫度525℃下焙燒干燥的層達(dá)10分鐘，以產(chǎn)生導(dǎo)電的銀復(fù)合物層，從而就可以制成每個樣品的基片。通過混合表5中所示的用百分?jǐn)?shù)表示的材料制備40克糊劑樣品。使用一臺3級輥式破碎機(jī)以300psi(20．7×105Pa)的壓力軋制混合物。表5該糊劑用來制作7個樣品，每個例一個樣品。使用200網(wǎng)眼的網(wǎng)板向銀組合物層施加糊劑，從而制成每個樣品。在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率增加溫度到525℃，并在溫度525℃下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。結(jié)果，形成在銀組合物層／玻璃板基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。對于每個樣品，利用掩模來照射向1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在照射區(qū)中的石墨／玻璃復(fù)合物層的表面區(qū)域受到具有不同的離子束組分的離子束轟擊。對于例15，所用的氣體是90％Ar／10％O2；對于例16，所用的氣體是95％Ar／5％O2；對于例17，所用的氣體是80％Ar／20％O2；對于例18，所用的氣體是90％Ar／10％N2；對于例19，所用的氣體是95％Ar／5％N2；對于例20，所用的氣體是80％Ar／20％N2；對于例21，所用的氣體是100％Ar。所有的氣體百分?jǐn)?shù)都是按體積計的。對于所有的這些樣品，都使用下述離子束條件離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間除例18外都為45分鐘，例18為50分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到低于5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖8中繪出例15-17的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，并在圖9中繪出例18-20的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。組分為90％Ar／10％O2的例15比例16和17表現(xiàn)出較好的發(fā)射性質(zhì)，組分為90％Ar／10％N2的例18比例19和20表現(xiàn)出較好的發(fā)射性質(zhì)。在圖10中繪出例15、18、21的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果，并且清晰表示出在用于離子轟擊的氣體中具有約10％N2或約10％O2的優(yōu)點。約10％N2在改善發(fā)射性質(zhì)方面尤其有效。例22-25使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成一層包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這些實例表現(xiàn)出焙燒復(fù)合物的溫度對于電子發(fā)射體的電子發(fā)射的影響。使用例8的糊劑制作4個樣品，每個例一個樣品。使用200網(wǎng)眼的網(wǎng)板把糊劑施加到1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)的玻璃板上，借此來制造每個樣品。分別將例22-25的樣品的干燥的糊劑加熱到450℃、475℃、500℃、525℃。在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率將溫度增加到焙燒溫度，并在該焙燒溫度下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。結(jié)果，形成在基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到對于例22為2．0×10-6乇(2．7×10-4巴)的基壓，對于例23為1．5×10-7乇(2．0×10-5巴)的基壓，對于例24為1．3×10-6乇(1．7×10-4巴)的基壓，和對于例25為2．8×10-6乇(3．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖11中繪出例22-25的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。在450℃、475℃、500℃溫度下焙燒的例22-24的樣品表現(xiàn)出類似的發(fā)射特性，在525℃溫度下焙燒的例25的樣品表現(xiàn)出需要較高的電壓才能接通發(fā)射并且得到1毫安的發(fā)射電流。例26-29使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在玻璃基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成一層包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。這些實例表現(xiàn)出復(fù)合物的焙燒層厚度對于電子發(fā)射體的電子發(fā)射的影響。使用例8的糊劑制作4個樣品，每個例一個樣品。使用325網(wǎng)眼的網(wǎng)板把糊劑施加到1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)的玻璃板上，并且對于4個例施加不同的厚度，借此來制造每個樣品。然后在空氣中焙燒干燥的糊劑，為此要以20℃／分鐘的速率增加溫度到525℃，并在這個焙燒溫度下維持10分鐘，然后再以20℃／分鐘的速率降低溫度并冷卻到環(huán)境溫度。焙燒后的復(fù)合物層的厚度對于例26-29的復(fù)合物層來說分別為14．4、11．0、7．7和6．4微米。結(jié)果，形成在基片上的含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到對于例26為4．8×10-6乇(6．4×10-4巴)的基壓，對于例27為2．6×10-6乇(3．5×10-5巴)的基壓，對于例28為1．2×10-7乇(1．6×10-5巴)的基壓，和對于例29為7．7×10-7乇(1．0×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖12中繪出例26-29的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。焙燒厚度為6．4微米的例29的樣品在離子束轟擊期間被蝕刻到基片。復(fù)合物層依然是連續(xù)的，但發(fā)射性質(zhì)不如例26-28那么好。這些結(jié)果表明，只要復(fù)合物層有足夠大的厚度，可以防止在離子束轟擊期間的蝕刻穿透復(fù)合物層，并且離子束轟擊的時間足以導(dǎo)致在石墨顆粒上形成碳須和錐體，那么電子發(fā)射就和焙燒的復(fù)合物層的厚度無關(guān)。例30-34使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和無鉛玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成一層包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。該基片是由在玻璃板上的銀導(dǎo)體組合物層構(gòu)成的。這些實例表現(xiàn)出離子束轟擊時間對于電子發(fā)射體的電子發(fā)射性質(zhì)的影響。基本上如例15-21所述制備具有一層復(fù)合物層的5個樣品，這個復(fù)合物層包含在銀復(fù)合物層／玻璃板基片上的石墨顆粒和玻璃，制備過程中使用和例15-21相同的糊劑以及相同的焙燒條件。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域受到不同時間長度的離子束轟擊。用于離子束轟擊的氣體組分是90％Ar／10％N2(按體積計)。對于所有的5個樣品都采用以下的離子束條件離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間對于例30-34分別是5、10、15、30、45分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖13中繪出例30-34的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。發(fā)射特性隨著照射時間的增加而得以改善。獲得1000微安發(fā)射電流所需的電壓隨著照射時間的增加而減小。對于照射時間為5分鐘的例30，獲得1000微安發(fā)射電流所需的電壓接近4000伏。對于照射時間為45分鐘的例34，獲得1000微安發(fā)射電流所需的電壓約為1400伏。例35-37使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和無鉛玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成一層包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。該基片是由在玻璃板上的銀導(dǎo)體組合物層構(gòu)成的。這些實例表現(xiàn)出離子束的入射角對于電子發(fā)射體的電子發(fā)射性質(zhì)的影響?；旧先缋?5-21所述制備具有一層復(fù)合物層的3個樣品，所說的復(fù)合物層包含在銀復(fù)合物層／玻璃板基片上的石墨顆粒和玻璃，制備中使用和例15-21相同的糊劑和相同的焙燒條件。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且使被照射區(qū)域中的復(fù)合物層的表面區(qū)域在下述條件下受到氬離子束轟擊對于例35-37，離子束相對于樣品平面分別是90度、60度、和45度角入射，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到為5×10-6乇(6．7×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖14中繪出例35-37的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。發(fā)射特性對于不同的離子束的入射角沒有發(fā)生大的變化。例38-41使用下面的方法在每個實例中制備電子發(fā)射體。在每個實例中，都是在基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和無鉛玻璃原料組成的糊劑，并且對其進(jìn)行焙燒以形成一層包含石墨顆粒和玻璃的復(fù)合物層。該基片由在玻璃板上的銀導(dǎo)體組合物層構(gòu)成。基本上如例15-21所述制備具有一層復(fù)合物層的4個樣品，所說的組合物層包含在銀復(fù)合物層／玻璃板基片上的石墨顆粒和玻璃，制備中使用和例15-21相同的糊劑和相同的焙燒條件。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且在下述條件下使被照射區(qū)域中的組合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于復(fù)合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在上述的測量單元的銅塊陰極上放置包含已經(jīng)經(jīng)過網(wǎng)板印刷的并且經(jīng)過離子轟擊的石墨顆粒的玻璃板，從而可以獲得已經(jīng)受到離子轟擊的1厘米×1厘米區(qū)域的發(fā)射結(jié)果。在基片的每一側(cè)都加上兩塊導(dǎo)電的銅帶，既保持基片就位，又給經(jīng)過網(wǎng)板印刷的樣品提供電觸點。經(jīng)網(wǎng)板印刷的樣品的表面和銅塊陽極之間的距離是0．6毫米。將這個系統(tǒng)抽真空到3×10-6乇(4×10-4巴)的基壓。測量發(fā)射電流隨電壓的變化。提高電壓，直到發(fā)射電流達(dá)到1000微安時為止。在圖15中繪出例38-41的電子發(fā)射體的發(fā)射結(jié)果。對于這4個樣品，產(chǎn)生1000微安發(fā)射電流所需的電壓從約1500伏變化到約2000伏。例42使用以下的方法制備三極管設(shè)備，以便說明本發(fā)明的電子發(fā)射體在平板型顯示器中的應(yīng)用。在圖16中示意地表示出這個三極管，作為方法描述的參照?；旧先玑槍?5-21所述的使用和例15-21所用的相同的糊劑和相同的焙燒條件制備復(fù)合物層1，所說的復(fù)合物層1包含在銀復(fù)合物層2／玻璃板3基片上的石墨顆粒和玻璃。利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且使被照射區(qū)域中的石墨／玻璃組合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊。對于這個樣品，使用下述離子束條件離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于組合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的分壓為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在銀復(fù)合物層／玻璃板基片上的經(jīng)過離子束處理的復(fù)合物層用作該三極管的電極。為方便起見，將一個厚度為100微米的玻璃蓋條4用作陰極和選通電極5之間的絕緣體。通過直流濺射向這個玻璃蓋條淀積金選通電極。將這個玻璃蓋條放在直流濺射系統(tǒng)的基底平臺上，在一個6英寸(15厘米)的99．999％純金靶的下方。抽空小室的壓力到1×10-6乇(1．3×10-4巴)。引入氬氣，并且使室的壓力升到10毫乇(1．3巴)的濺射壓力。向金靶加100瓦的直流功率，并且讓濺射進(jìn)行50分鐘。淀積速率是20納米／分鐘，最終的金膜厚度是1微米。在這個涂金的玻璃蓋條中加工出4個孔，每個孔的直徑是700微米。然后將這個玻璃蓋條放在經(jīng)過離子束處理的復(fù)合物層上，如圖16所示，以使該復(fù)合物層通過這4個孔露出來，從而可以提供可能發(fā)生電子發(fā)射的4個發(fā)射極區(qū)。陽極是一個玻璃板6，在玻璃板6上首先淀積一個透明的、導(dǎo)電的、每平方20歐姆的、銦錫氧化物膜，然后淀積幾微米厚的ZnO磷光體層8。選通電極5和陽極上磷光體膜8之間的間距為4毫米。為了測量發(fā)射電流，將可變電壓源9和10連接到選通電極5和陽極的銦錫氧化物膜7。兩者相對于陰極都是正偏置的。如圖所示使用安培計11、12、13測量各個電流，在陰極和選通電極連線中放置1兆歐的電阻器。圖17是相對于陰極在陽極施加5千伏的恒定電壓的情況下發(fā)射電流相對于外加的選通偏置電壓的曲線圖。在相對于陰極的約為350伏的選通偏置電壓下發(fā)生電子發(fā)射的導(dǎo)通狀態(tài)，并且觀察到從磷光體發(fā)出的單個光點。當(dāng)選通偏置電壓提高到500伏時，從所有的4個發(fā)射極區(qū)都發(fā)生電子發(fā)射，并且觀察到從磷光體發(fā)出的4個光點?？偘l(fā)射電流約為3微安，對應(yīng)于約為0．2毫安／厘米2的電流密度。在選通電極沒有觀察到漏電流。存在一點滯后，導(dǎo)通電壓是200伏。觀察到的發(fā)射電流依賴于陽極電壓的情況據(jù)信是用來隔開選通電極和陰極的相當(dāng)厚的玻璃蓋條的作用結(jié)果。使用較薄的絕緣體能夠消除發(fā)射電流依賴于陽極電壓的這種情況。這個例子表示的是三極管設(shè)備和電子發(fā)射體在平板型顯示器中的應(yīng)用。例43-45使用以下的方法制備3個三極管設(shè)備，以便說明本發(fā)明的電子發(fā)射體在平板型顯示器中的應(yīng)用。三極管的結(jié)構(gòu)基本上如例42所表示的。這些例43-45表示在陰極和選通電極之間的絕緣體的厚度的影響?；旧先玑槍?5-21所述的使用和例15-21所用的相同的糊劑和相同的焙燒條件制備復(fù)合物層，所說的復(fù)合物層包含在銀復(fù)合物層／玻璃板基片上的石墨顆粒和玻璃。對于每個樣品，利用掩模來照射1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)樣品的1厘米×1厘米的區(qū)域，并且使被照射區(qū)域中的石墨／玻璃復(fù)合物層的表面區(qū)域受到氬離子束轟擊。對于這個樣品，使用下述離子束條件離子束相對于樣品平面是90度角入射，即離子束垂直于組合物層表面，束流為10毫安，束電壓為1．4千伏，離子束槍-樣品之間的距離為4英寸(10厘米)，在樣品處的束直徑為2英寸(5厘米)，氬的部分壓力為1．5×10-4乇(2．0×10-2巴)，照射時間為45分鐘。在銀復(fù)合物層／玻璃板基片上的經(jīng)過離子束處理的這個組合物層用作這個三極管的電極。在陰極和選通電極之間的所用的絕緣體對于例43-45分別是12微米、18微米、25微米厚的1英寸×1英寸(2．5厘米×2．5厘米)的正方形的Mylar_膜。在每個膜中，使用聚焦的CO2激光進(jìn)行激光燒蝕，形成4個孔?？椎臉?biāo)稱直徑是70微米。然后通過直流濺射在Mylar_膜上淀積金電極。將這個Mylar_膜放在一個直流濺射系統(tǒng)的基底平臺上，在6英寸(15厘米)的99．999％純金靶的下方。這個膜相對于靶表面成60度角放置，以避免膜淀積在用激光鉆出的孔中。抽空小室的壓力到1×10-6乇(1．3×10-4巴)。引入氬氣，并且使室的壓力升到10毫乇(1．3巴)。向金靶加100瓦的直流功率，并且讓濺射進(jìn)行10分鐘。淀積速率是20納米／分鐘，最終的金膜厚度是0．2微米。然后將這個Mylar_膜放在經(jīng)過離子束處理的復(fù)合物層上，如圖16所示，以使該復(fù)合物層通過這4個孔露出來，從而可以提供可能發(fā)生電子發(fā)射的4個發(fā)射極區(qū)。所用的陽極基本上和例42中所用的陽極相同。在選通電極和在陽極上的磷光體膜之間的距離是4毫米。為了測量發(fā)射電流，將可變電壓源連接到選通電極和陽極的銦錫氧化物膜。兩者相對于陰極都是正偏置的。圖18是用于觸發(fā)電子發(fā)射的選通偏置導(dǎo)通電壓相對于絕緣體厚度的變化曲線圖。選通偏置導(dǎo)通電壓從絕緣體厚度為25微米的例45的150伏減小到絕緣體厚度為12微米的例43的50伏。在電子發(fā)射剛觸發(fā)時可觀察到從磷光體上的一個點發(fā)出的光，隨著選通偏置電壓的增高可從磷光體上的4個點觀察到光。這些例子表示的是三極管設(shè)備和電子發(fā)射體在平板型顯示器中的應(yīng)用。雖然在上述描述中已經(jīng)描述了本發(fā)明的特殊實施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都會理解，在不偏離本發(fā)明的構(gòu)思和基本性質(zhì)的條件下本發(fā)明還能有一系列修改、替換、和重新安排。應(yīng)參照表示本發(fā)明范圍的所附的權(quán)利要求書而不是以上的說明書。權(quán)利要求1.一種用于生產(chǎn)場致發(fā)射電子發(fā)射體的方法，該方法包括如下步驟；(a)形成一層復(fù)合物層，該復(fù)合物層包含在基片上的石墨顆粒和玻璃，其中所說的玻璃附著到所說基片上并且附著到所說的石墨顆粒部分上，借此使所說的石墨顆粒相互結(jié)合并且結(jié)合到所說基片上，并且其中所說復(fù)合物層的表面面積的至少50％由所說石墨顆粒部分組成；和(b)用離子束轟擊在(a)中形成的復(fù)合物層的表面，轟擊時間足以在所說石墨顆粒上形成碳須，所說的離子束包括氬、氖、氪、或氙的離子。2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所說離子束包括氬離子。3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于所說離子束含包括氮離子。4.權(quán)利要求1-3中任何一個所述的方法，其特征在于所說復(fù)合物層的至少70％表面面積由所說石墨顆粒部分組成。5.權(quán)利要求1-3中任何一個所述的方法，其特征在于所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)是所說石墨顆粒和所說玻璃的總體積的約35％到約80％。6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)是所說石墨顆粒和所說玻璃的總體積的約50％到約80％。7.權(quán)利要求3的方法，其特征在于；離子束氣體來自于約85到約90體積百分?jǐn)?shù)的氬，和約8到約15體積百分?jǐn)?shù)的氮。8.權(quán)利要求2的方法，其特征在于所說的離子束還包括氧離子。9.權(quán)利要求2、3、7、或8中任何一個所述的的方法，其特征在于所說離子束的離子流密度從約0．1毫安／厘米2到約1．5毫安／厘米2，束能量從約0．5千電子伏到約2．5千電子伏，離子轟擊時間從約15分鐘到約90分鐘。10.權(quán)利要求9的方法，其特征在于離子轟擊時間從約40分鐘到約50分鐘。11.權(quán)利要求2的方法，其特征在于；所說的復(fù)合物層是通過下述方法形成的，它包括(a)按照期望的圖案在所說的基片上網(wǎng)板印刷由石墨顆粒和玻璃原料組成的糊劑，其中所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為所說的石墨顆粒和所說的玻璃原料的總體積的約35％到約80％；和(b)焙燒干燥的呈圖案的糊劑以軟化所說的玻璃原料，并且使其附著到所說基片上并附著到所說石墨顆粒部分上，借此使所說石墨顆粒相互結(jié)合，并結(jié)合到所說基片上以產(chǎn)生所說的復(fù)合物層。12.權(quán)利要求2的方法，其特征在于；所說的復(fù)合物層是通過下述方法形成的，它包括(a)在所說的基片上網(wǎng)板印刷包括石墨顆粒、玻璃原料、光引發(fā)劑、和可光硬化單體的糊劑，其中所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為所說的石墨顆粒和所說的玻璃原料的總體積的約35％到約80％；和(b)用光學(xué)方法制作干燥的糊劑的圖案；和(c)焙燒干燥的呈圖案的糊劑以軟化所說的玻璃原料，并且使其附著到所說基片上并附著到所說石墨顆粒部分上，借此使所說石墨顆粒相互結(jié)合，并結(jié)合到所說基片上以產(chǎn)生所說的復(fù)合物層。13.權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于所說的糊劑由從約40％(按重量計)到約60％(按重量計)的由石墨顆粒和玻璃原料組成的固體構(gòu)成。14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于所說的基片包括玻璃，所說的焙燒是在約450℃到約575℃的溫度下進(jìn)行約10分鐘。15.權(quán)利要求14的方法，其特征在于所說的焙燒是在約450℃到約525℃的溫度下進(jìn)行約10分鐘。16.權(quán)利要求2、11、或12中任何一個所述的方法，其特征在于所說的玻璃是無鉛玻璃。17.權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于焙燒的復(fù)合物層的厚度從約10微米到約30微米，所說的離子束還包括氮離子。18.通過權(quán)利要求2、11、或12中任何一個所述的方法制作的電子發(fā)射體。19.一種用作網(wǎng)板可印刷的糊劑的組合物，所說的糊劑包括約40％(按重量計)到約60％(按重量計)的由石墨顆粒和玻璃原料組成的固體，其中的重量百分?jǐn)?shù)是依據(jù)所說組合物的總重量而言的，并且所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)是所說固體總體積的約35％到約80％。20.權(quán)利要求19的方法，其特征在于所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)是所說固體總體積的約50％到約80％。21.權(quán)利要求20的方法，其特征在于所說石墨顆粒的大小從約0．5微米到約10微米。22.一種形成復(fù)合物層的方法，所說的復(fù)合物層包括在基片上的石墨顆粒和玻璃，該方法包括如下步驟(a)按照期望的圖案在基片網(wǎng)板印刷包含石墨顆粒和玻璃原料的糊劑，其中所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為所說的石墨顆粒和所說的玻璃原料的總體積的約35％到約80％；和(b)焙燒干燥的呈圖案的糊劑以軟化所說的玻璃原料，并且使其附著到所說基片上并附著到所說石墨顆粒部分上，借此使所說石墨顆粒相互結(jié)合，并過結(jié)合到所說基片上以產(chǎn)生所說的復(fù)合物層，其中所說復(fù)合物層的至少50％表面面積由所說石墨顆粒部分組成。23.權(quán)利要求22的方法，其特征在于所說石墨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為所說的石墨顆粒和所說的玻璃原料的總體積的約50％到約80％；所說復(fù)合物層的至少70％表面面積由所說石墨顆粒部分組成。24.包含權(quán)利要求18的電子發(fā)射體的一種平板型顯示器。25.權(quán)利要求24的平板型顯示器，還包括至少一個選通電極。26.權(quán)利要求1、2、11、12中任何一個所述的的方法，其特征在于掩模覆蓋所說基片的任何部分，否則這些部分將要受到離子束的照射。27.權(quán)利要求26的方法，其特征在于所說的掩模還覆蓋所說復(fù)合物層的不打算受到離子束照射的部分。28.權(quán)利要求26的方法，其特征在于所說的掩模是石墨箔掩模。29.權(quán)利要求27的方法，其特征在于所說的掩模是石墨箔掩模。全文摘要公開了帶有圖案的離子轟擊式石墨電子發(fā)射體以及用于生產(chǎn)它們的方法。電子發(fā)射體是通過在基片上形成由石墨顆粒和玻璃組成的復(fù)合物層、然后用離子束轟擊該復(fù)合物而產(chǎn)生的。這種電子發(fā)射體用在制成平板型顯示器的場致發(fā)射體陰極組件中。文檔編號H01J9/02GK1281585SQ9881216公開日2001年1月24日申請日期1998年12月8日優(yōu)先權(quán)日1997年12月15日發(fā)明者小D·I·阿梅,R·J·布查德,S·I·U·沙申請人:納幕爾杜邦公司