用於電子發射器件的碳基複合顆粒及製備方法

2023-07-15 16:52:46

專利名稱：用於電子發射器件的碳基複合顆粒及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電子發射顯示器件的碳基複合顆粒及其製備方法，更具體地，本發明涉及一種具有高濃度電子發射的碳基複合顆粒及其製備方法。
背景技術：
早期的場發射顯示器件(下文中稱之為「FED」)是由含Mo或Si並具有亞微米級的鋒利尖端的Spindt-型電子發射源構成的。由於Spindt-型電子發射源裝有亞微米級的鋒利的尖端，所以製造它的方法需要格外細心，且這種操作被認為是高精度的工作。因此，根據這一方法來生產大型場發射顯示器件是很困難並且很昂貴的。
目前碳材料由於具有的低功函從而作為一種潛在的有效電子發射源而出現。一種碳材料，碳納米管(CNT)，由於其具有高空間比率以及100的小曲率半徑的特徵，由此通過施加低至1～3V/μm的外部電壓很容易釋放電子，因此該材料被預期成為理想的電子發射源。
通常，電子發射源以這樣的方式製備，即用溶劑、樹脂等形成碳納米管的糊狀物，利用絲網印刷法將該糊狀物塗布在基材上，然後將其燒結。由於碳納米管具有低功函，所以所得電子發射源可通過施加低電壓來驅動，且其製造方法也不複雜。因而其有利於提供大尺寸的平板顯示器。
然而，當通過絲網印刷法用碳納米管來生產電子發射源的時候，每個碳納米管粗略地與存在於漿料中的固體粉末混合併且沒有規則地分散在固體粉末之中，使得大部分納米管的尖端被固體粉末覆蓋。此外，絕大多數碳納米管是沿著平行於襯底的方向排列而不是沿著垂直於襯底的方向，所述襯底周圍被施加了電場。因此，能夠放射電子的碳納米管相對於所有碳納米管的比率增加以至於沒有充分利用電子發射能力。通常，用這樣的方法製造的電子發射極為平面狀，從而使得表面積最小化。
因此，值得關注的一種需要是探尋一種方法以暴露出碳納米管的尖端。作為滿足這種需要的方案之一，韓國公開待審專利申請2000-74609中公開了將碳納米管與金屬粉末混合。然而，該方法需要額外的暴露和排列碳納米管的工藝，使得該工藝過於複雜。此外，很難垂直地排列眾多的碳納米管，且觀察到僅少部分金屬顆粒表面具有碳納米管。
此外，日本公開待審專利申請2000-223004公開了一種暴露碳納米管的方法，其中將碳和金屬顆粒混合併壓縮，然後切割壓縮的混合物並選擇性地蝕刻。然而，該方法同樣相當複雜，難於應用於電子發射陣列的場發射器件。
另外，日本公開待審專利申請2000-36243公開了一種方法，其中用雷射照射印刷圖案的表面，在所述印刷圖案的表面中，利用粘結劑將銀顆粒覆蓋在碳納米管上，並選擇性地除去存在於表面上的銀顆粒和粘結劑，從而暴露出碳納米管。然而，這種雷射照射會對碳納米管造成熱損傷。

發明內容
根據本發明的實施方案，提供一種用於電子發射的複合顆粒，其中沿垂直於基材的方向，提供很多電子發射源。
在本發明的另一實施方案中，提出一種製備用於電子發射的複合顆粒的方法。
本發明的再一實施方案中，提出一種利用所述用於電子發射的複合顆粒形成電子發射顯示器件的電子發射體的組合物。
根據本發明的又一實施方案，提供一種電子發射顯示器件，其中電子發射在低工作功率下開始，且電子發射特性得到改善。


通過參考下面聯繫附圖作出的具體的描述，對本發明更加全面的評價及其值得關注的有益效果將會變得更加鮮明並能夠被更好的理解，其中圖1是根據本發明的用於電子發射的複合顆粒的示意圖；圖2是根據本發明實施方案之一的製備複合顆粒方法的工藝流程圖；圖3是根據本發明實施方案之一的用於製備複合顆粒的裝置的示意圖；圖4是根據本發明另一實施方案的製備複合顆粒方法的工藝流程圖；圖5A是採用常規碳納米管的陰極的截面圖；圖5B是採用本發明複合顆粒的陰極的截面圖；
圖6是根據本發明實施方案之一的製備陰極的工藝的示意圖；圖7是實施例4和對比例1之陰極在不同外部電場強度下的電子發射曲線圖；圖8是常規場發射顯示器件的局部截面圖；及圖9是另一常規場發射顯示器件的局部截面圖。
具體實施例方式
本發明涉及一種用於電子發射的碳基複合顆粒，其包括選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的顆粒；及部分埋藏於顆粒內且部分從顆粒表面伸出的碳基材料。
在本發明的一個實施方案中，提供一種製備用於電子發射的碳基複合顆粒的方法，包括a)將金屬顆粒前體溶解於溶劑中，製得溶液；b)將碳基材料添加到該溶液中並混合之；c)還原金屬顆粒前體，以產生和生長金屬顆粒，其中碳基材料部分埋藏在金屬顆粒內且部分從金屬顆粒表面伸出。
在本發明的另一實施方案中，提供一種包含碳基複合顆粒的電子發射源。
在本發明的再一實施方案中，提供一種用於形成電子發射體的包含碳基複合顆粒的組合物。
在本發明的又一實施方案中，提供一種場發射顯示器件，其包含通過印刷塗裝用於形成電子發射體的組合物而形成的電子發射源。
此外，本發明涉及一種用於電子發射源的複合顆粒，其包括含有選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的材料的顆粒；以及部分嵌入到顆粒中且部分從顆粒表面伸出的圓筒形材料。
下文中，將參照附圖以更加詳細的方式說明本發明。
如圖1所示，電子發射碳基複合顆粒1具有這樣的結構，其中碳基材料3部分地從顆粒2的表面伸出。顆粒2由選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的材料構成。顆粒充當碳基材料的有效載體，從而增加電子發射體的數目。本發明的優選實施方案中，優選碳基材料佔複合顆粒表面積的至少30％，更優選佔該表面積的50～90％。當碳基材料佔複合顆粒的表面積少於30％的時候，電子發射太少以至於不能確保強度。
金屬、氧化物、陶瓷材料可包括Ag、Al、Ni、Cu、Zn、SiO2、MgO、TiO2及類似的材料，且優選為Ag。優選碳基材料具有圓筒形狀。其實例包括碳納米管、金剛石、類金剛石碳、石墨、碳黑等。
根據本發明，碳基複合顆粒是這樣一種顆粒，其中碳材料部分從顆粒表面伸出，部分嵌入在顆粒內部。因而，當將本發明的複合顆粒施加到發射體圖形中時，會增加暴露在表面且以垂直於基材的方向存在的碳基材料的量，因此該碳基材料可以提供更大的電子發射作用。
此外，由於選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的材料所構成的顆粒可以具有納米至微米級的表面粗糙度，所以整個可供容納碳基材料的表面積足夠大。這有利於提高電子發射作用及發射電流密度。在本發明的優選實施方案中，包括多個複合顆粒的電子發射源具有至少10的表面粗糙度，且優選為10至10μm。此外，當複合顆粒包含金屬顆粒和碳基材料時，可以提高電導率，進而降低開啟電壓和工作電壓。
碳基複合顆粒可以通過共沉澱法、溶膠凝膠法或熱分解法等多種方法中的任何一種方法來製備。
為了製備碳基材料部分從金屬顆粒表面伸出的碳基複合顆粒，通常採用共沉澱法。也就是，將金屬顆粒前體(如金屬鹽)溶解在溶劑中，並將碳基材料分散於其中。金屬顆粒前體在催化劑(如還原劑)的存在發生反應，生成然後生長金屬顆粒。在金屬顆粒生長期間，碳基材料部分埋植於其中，餘下的部分突起於表面，得到本發明的複合顆粒。
共沉澱法中金屬鹽的類型可以根據金屬進行選擇，沒有特別的限制。然而，優選硝酸鹽或者硫酸鹽。
根據本發明的製備複合顆粒的方法，可以將複合顆粒的尺寸均一地控制在幾個納米至幾十個微米。圖2示出了製備複合顆粒的工藝流程圖。該工藝包括a)將表面活性劑分散到非極性溶劑中以提供第一溶液；b)將金屬鹽溶解到非極性溶劑中並將碳基材料分散到其中以提供第二溶液；c)混合第一溶液和第二溶液以形成膠束或者反極性膠束，並添加還原劑以產生金屬顆粒並使其生長；以及d)加熱膠束或者反極性膠束以去除非極性溶劑和表面活性劑以提供複合顆粒，其中碳基材料與金屬顆粒鍵合。該方法中，通過形成膠束和反極性膠束來均一地控制顆粒尺寸，從而提供均衡的光電子發射。此外，由於顯著減少了複合顆粒的顆粒尺寸，有可能提供具有高解析度的顯示器件。
通過調節第一溶液和第二溶液濃度比能夠控制複合顆粒的大小。優選第一溶液與第二溶液的濃度比為1∶0.5～30。
優選表面活性劑具有極性頭部和非極性尾部。優選的表面活性劑是陽離子、陰離子、兩行及非離子表面活性劑。優選極性頭部具有能夠形成氫鍵的非離子基團或者能夠進行靜電結合的離子基團。具有離子基團的表面活性劑包括但不限於磺酸鹽(RSO3-)、硫酸鹽(RSO4-)、羧酸鹽(RCOO-)、磷酸鹽(RPO4-)、銨鹽(RxHyN+其中x是1～3以及y是3～1)、季銨鹽(R4N+)、甜菜鹼(RN+(CH3)2CH2COO-)及磺基甜菜鹼(RN+(CH3)2CH2SO3-)中的一種或多種。在上面的化合物中，R是飽和或不飽和烴基，且優選為具有2～1000個碳的飽和或者不飽和烴基。具有非離子基團的表面活性劑可以包括但不限於聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、(EO)l(PO)m(EO)l形式的嵌段共聚物(其中EO乙烯氧化物，PO為丙烯氧化物，且l和m為1～500)、胺化合物、明膠、聚丙烯酸酯基樹脂、聚氯乙稀(PVC)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)聚合物、丙烯腈/苯乙烯/丙烯基酯(ASA)聚合物、丙烯腈/苯乙烯/丙烯基酯(ASA)聚合物與碳酸亞丙酯的混合物、苯乙烯/丙烯腈(SAN)共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(MABS)聚合物。
優選在膠束形成之前除去與金屬離子結合的陰離子。將金屬離子還原成金屬顆粒的還原劑可以包括NaBH4。除去非極性溶劑和表面活性劑的加熱溫度優選為200～300℃。
為了製備碳基材料從其表面伸出的無機複合顆粒，通常採用溶膠凝膠工藝。通過催化劑(如鹽酸或硝酸)，用水水解烴氧基矽如Si(OCH3)4或Si(OC2H5)4，且使之進行聚合和縮合反應，之後獲得具有所需顆粒尺寸的金屬顆粒。當將碳基物質添加到反應中時，能夠得到複合顆粒，其中碳基物質部分埋藏於顆粒之內、部分從其表面伸出。
如果採用噴射高溫分解法，其可以應用於具有金屬顆粒的複合顆粒，也可應用於具有無機顆粒的複合顆粒。其詳細說明如下，其中該噴射高溫分解法是利用如圖3所示的裝置進行的。
該方法包括a)將碳基材料分散到金屬顆粒前體的溶液10中，以提供分散液；b)利用分散液產生小液滴；及c)使用惰性載氣，立即使小液滴經過高溫管式反應器12，以熱解小液滴。結果，所得複合顆粒的顆粒尺寸可以控制在幾個微米的量級，並且包含部分嵌入金屬顆粒或者無機顆粒內及部分從顆粒的表面伸出的碳基材料。
優選前體溶液包括0.001～10M金屬顆粒前體或無機顆粒前體。優選金屬顆粒前體為Ag、Al、Ni、Cu或Zn等金屬的鹽。無機顆粒前體可包括烴氧基矽。
此外，碳基材料的濃度優選為0.00001～100克/公升。形成前體溶液的溶劑可包括水或有機溶劑。有機溶劑優選為醇如乙醇，且其中可以添加酸。
小液滴4的形成是通過超聲噴霧器、噴嘴裝置或氣體噴霧器實現的。如圖4所示，所得的小液滴4具有10～20微米的顆粒尺寸，並且在經過高溫管式反應器時，通過瞬間蒸發而收縮成固體顆粒前體5。隨後將該特定的前體熱分解，生成針狀碳基材料3部分埋藏於其中的複合顆粒。
管式反應器的溫度保持為200～1000℃，優選500～1000℃，以便實施小液滴的蒸發及特定前體的熱解。利用氣體完全去除除了顆粒材料之外的所有組分。優選導入氫氣作為還原劑和載氣，目的為了防止碳基材料因熱解而產生氣體。利用過濾器16，在管式反應器的末端，過濾和收集高溫管式反應器中迅速熱解而產生的複合顆粒。
為了用本發明的複合顆粒製備的電子發射體，可以將複合顆粒、粘合劑樹脂、玻璃粉及有機溶劑的混合物製成漿料組合物。然後，將該漿料組合物印刷在基材上，得到電子發射源。在該組合物中，複合顆粒佔組合物重量的0.01～50％，優選0.5～20％。優選複合顆粒與玻璃粉以5∶1～1∶1的比例混合。
優選的粘合劑樹脂包括丙烯酸樹脂、環氧基樹脂、纖維素基樹脂或類似的樹脂或者這些樹脂的混合物，合適的有機溶劑包括醋酸丁基卡必醇酯(BCA)、松油醇(TP)或類似的溶劑或者這些溶劑的混合物。
如果需要，該組合物還可以包含感光樹脂和UV引發劑。優選漿料組合物的粘度為5000～100000cps。
將漿料組合物印刷在基材上並加熱，以將其應用於具有所需形狀的顯示器的電子發射源。加熱過程可在真空或者氣體氣氛下進行。氣體氣氛可包括諸如N2氣體或惰性氣體等氣體。適於電子發射源的印刷工藝包括旋塗、絲網印刷、輥塗等工藝。
圖5A示出了由包含常規碳基材料、粘合劑樹脂、玻璃粉和溶劑的漿料組合物形成的用於電子發射的常規陰極的截面圖。如圖5A所示，將常規的陰極應用於由陰極20、絕緣體22、柵極24及用於固定碳基材料的玻璃粉26所構成的發射顯示器。然而，幾乎沒有碳基材料保留在玻璃粉26上，而是雜質28佔據了玻璃粉26絕大部分。該雜質似乎是通過漿料之樹脂的燃燒而產生的。
圖5B示出了本發明的電子發射陰極的截面圖。如圖5B所示，將陰極應用於由陰極20、絕緣體22以及柵極24所構成的發射顯示器。在本發明的複合顆粒1中，由於顆粒2充當碳基材料3的載體，大量的碳材料從顆粒表面伸出，從而可以有效地發射電子。
由於本發明的複合顆粒是導電材料，所以通過在電極和構圖基材之間施加電場而產生的電泳，可以獲得電子發射源。如圖6所示，將複合顆粒、溶劑及表面活性劑(分散劑)混合，得到分散液。然後將該分散液引入超聲波容器30中並實施超聲波處理。在超聲波容器中，電極板32和構圖陰極34彼此間以一定的距離設置，且每隔1秒到幾分鐘的時間施加由外部端子控制的偏置電壓，從而將複合顆粒1沉積在陰極上。隨後，用溶劑清洗基材並乾燥，得到電子發射源。採用上述方法時，由於省略了加熱步驟，因此相對於厚膜印刷工藝而言更容易製備電子發射源。上述方法中所用的表面活性劑可以是複合顆粒製備中所採用的表面活性劑。
下面的實施例將更加詳細的說明本發明的實施方案。但是，應當理解，本發明並不限於這些實施例。
在圖8中示出了具有本發明的陰極的場發射顯示器件。參見圖8，首先在其上將要形成發射體101的基材103上形成柵極105。在柵極105上形成絕緣層107，在絕緣層107上形成陰極109。在陰極109上形成發射體101。此外，在其上將要形成陽極115作為金屬材料(如Al)的基材(如前面基材113)上形成磷光體層111。
圖9示出了具有本發明的陰極的另一場發射顯示器件。如圖9所示，陰極200形成於背面基材202上，該陰極具有許多線狀圖案。在陰極200上設置發射體204。絕緣層206位於背面基材202的表面上，以覆蓋除了發射體204之外的陰極200。柵極208形成於除了發射體204之外的絕緣層206上，並具有許多線狀圖案的結構。此外，磷光體層210和陽極212形成於與背面基材202間具有預定距離的前面基材204上，並且具有與圖8所示的磷光體層111和陽極115相同的結構。
實施例1製備複合顆粒混合20克AgNO3、1克NH4OH、2克NaBH4和0.5克碳納米管以產生Ag顆粒並使其生長。在Ag顆粒生長的時候，碳納米管部分地注入顆粒之中使得它們部分從顆粒的表面伸出從而產生複合顆粒。
實施例2製備複合顆粒將5wt％聚丙烯酸酯樹脂分散到無極溶劑中以得到第一溶液。將5wt％碳納米管分散到含有AgNO3的無極溶劑中以得到第二溶液。以1∶20的比例將第一溶液和第二溶液混合以提供反極性膠束，其中Ag離子與碳納米管以一定的濃度共存。向其中加入還原劑，減少了Ag離子的數目，從而產生銀顆粒並使其生長。分散到反極性膠束中的碳納米管與生成的Ag顆粒鍵合。將含有反極性膠束的溶液在200℃加熱以去除溶劑和聚丙烯酸酯樹脂。從而得到Ag-CNT複合顆粒。
實施例3製備複合顆粒將碳納米管(CNT)粉末以0.5g/100ml的濃度分散到0.1M的AgNO3水溶液中以製備溶液。應用圖3中所示的裝置製備實施例3的複合顆粒。攪動該合成溶液以均勻分散CNT粉末，緊接著使用紫外線裝置來產生小液滴。將所產生的小液滴在400℃使用N2作為載氣以1公升/分鐘的流速導入管式反應器12。小液滴在管式反應器12內瞬間蒸發並將冷凝為固體顆粒。之後，熱分解顆粒以從AgNO3中產生Ag顆粒，且去除留下的組分比如N2、NO或者NO2氣體或者蒸汽，及比如CO或者CO2氣體。為了保護CNT不受蒸汽或者NOx氣體產生的氧氣的影響，進一步導入5％稀釋過的H2作為還原劑。將在管式反應器中瞬間熱分解產生的Ag顆粒在管式反應器的末端用濾紙過濾並收集以提供Ag-CNT複合顆粒。
實施例4製備電子發射源將實施例1中獲得的複合顆粒以2.5∶1的比例與玻璃粉混合，並用球磨機處理。之後，將在松油醇溶劑中溶解了乙基纖維素的載色劑(vehicle)加入其中並進行攪拌以提供漿料組分。用3-輥磨機將複合顆粒在漿料組分中分散。然後，將組分絲網印刷在襯底上並烘乾，進行曝光，顯影以形成圖形。緊接著在600℃進行燒結以提供電子發射源。
實施例5製備電子發射源將實施例1中獲得的複合顆粒、分散劑(聚丙烯酸酯樹脂)以及純淨水混合以提供分散液。將得到的分散液導入如圖6所示的超聲波容器30並用超聲處理。在超聲波容器30中，電極板32和構圖陰極34彼此間有一定的距離設置。且每隔1秒到幾分鐘的時間施加由外部端子控制的偏置電壓從而將複合顆粒沉積在陰極34上。之後，用純淨水清洗基材，並乾燥以提供電子發射源。
對比例1製備電子發射源除了用這些CNT替代實施例1中的複合顆粒，採用與實施例4相同的方法製造電子發射源。
測量實施例4和對比例1中的電子發射源基於外部電場強度的電子發射量，將結果表示在圖7中。可知實施例4的陰極相較於對比例1可以在較低的工作電壓下啟動電子發射。可以理解這是因為用實施例1中的複合顆粒降低了接觸電阻，所述的複合顆粒中碳基材料部分的被埋在顆粒之中。
再參見圖1，對於本發明的顯示器的電子發射源的複合顆粒1，複合顆粒2作為碳基材料3的支持部，從而很多碳基材料3從顆粒2的表面伸出以有效釋放電子。此外，由於在一定的區域內提供圓形複合顆粒，表面會變得不均勻。從而能夠增加容納電子發射源的表面積以增加了每單位電場的發射電流密度。此外，減小了每個電子發射源的電流量以延長顯示器件的壽命。
當參照優選實施例詳細描述本發明的時候，本領域的普通技術人員可以理解，在不脫離在所附的權利要求書闡述的本發明精神和範圍的情況之下可以做出多種改進和替換。
權利要求
1.一種用於電子發射源的碳基複合顆粒，包括含有選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的材料的顆粒；以及部分埋藏在顆粒內部且部分從顆粒表面伸出的碳基材料。
2.根據權利要求1的用於電子發射源的碳基複合顆粒，其中所述顆粒選自Ag、Al、Ni、Cu、Zn、SiO2、MgO、TiO2和Al2O3。
3.根據權利要求1的用於電子發射源的碳基複合顆粒，其中所述碳基材料選自碳納米管、金剛石、類金剛石碳、石墨和碳黑。
4.根據權利要求1的用於電子發射源的碳基複合顆粒，其中所述碳基材料佔複合顆粒整個表面積的至少30％。
5.一種包含多個根據權利要求1的碳基複合顆粒的電子發射源。
6.根據權利要求5的電子發射源，其中該電子發射源具有至少10的表面粗糙度。
7.根據權利要求6的電子發射源，其中該電子發射源具有10至10μm的表面粗糙度。
8.一種包含碳基複合顆粒聚集體的用於場發射顯示器件的電子發射源，其中每個碳基複合顆粒包括含有選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的材料的顆粒；以及部分埋藏在該顆粒內部且部分從該顆粒表面伸出的碳基材料。
9.根據權利要求8的電子發射源，其中該顆粒選自Ag、Al、Ni、Cu、Zn、SiO2、MgO、TiO2和Al2O3。
10.根據權利要求8的電子發射源，其中該碳基材料選自碳納米管、金剛石、類金剛石碳、石墨和碳黑。
11.根據權利要求8的電子發射源，其中該碳基材料佔複合顆粒整個表面積的至少30％。
12.根據權利要求8的電子發射源，其中該電子發射源具有至少10的表面粗糙度。
13.根據權利要求8的電子發射源，其中該電子發射源具有10至10μm的表面粗糙度。
14.一種用於電子發射源的複合顆粒，包括含有選自金屬、氧化物、陶瓷材料及其組合的材料的顆粒；以及部分埋藏在顆粒內部且部分從顆粒表面伸出的圓筒形材料。
15.根據權利要求14的用於電子發射源的複合顆粒，其中所述顆粒選自Ag、Al、Ni、Cu、Zn、SiO2、MgO、TiO2和Al2O3。
16.根據權利要求14所述的用於電子發射源的複合顆粒，其中所述圓筒形材料為碳納米管。
17.根據權利要求14的用於電子發射源的複合顆粒，其中所述圓筒形材料佔複合顆粒整個表面積的至少30％。
18.一種包含多個根據權利要求14的複合顆粒的電子發射源。
19.根據權利要求18的電子發射源，其中該電子發射源具有至少10的表面粗糙度。
20.根據權利要求19所述的電子發射源，其中該電子發射源具有10至10μm的表面粗糙度。
21.一種製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，包括a)將金屬顆粒前體溶解於溶劑中，製成溶液；b)添加碳基材料到溶液中，並使之混合；及c)還原金屬顆粒前體，以生成和生長金屬顆粒，其中碳基材料部分埋藏在金屬顆粒內且部分從金屬顆粒表面伸出。
22.根據權利要求21的製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，其中所述金屬顆粒前體是金屬鹽。
23.根據權利要求22的製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，其中所述金屬鹽是含有選自Ag、Al、Ni、Cu和Zn的金屬的鹽。
24.根據權利要求21的製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，其中所述碳基材料選自碳納米管、金剛石、類金剛石碳、石墨和碳黑。
25.一種製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，包括a)將表面活性劑分散到非極性溶劑中，以提供第一溶液；b)將碳基材料分散到包含金屬鹽的非極性溶劑中，以提供第二溶液；c)將第一溶液和第二溶液混合，得到膠束和反極性膠束，並添加還原劑，以生成和生長金屬顆粒；及d)加熱膠束或反極性膠束，以去除非極性溶劑和表面活性劑。
26.根據權利要求25的製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，其中所述第一溶液與第二溶液的濃度比為0.5～30。
27.根據權利要求15的製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，其中該金屬鹽是含有選自Ag、Al、Ni、Cu和Zn的金屬的鹽。
28.根據權利要求25的製備用於電子發射源的碳基複合顆粒的方法，其中所述碳基材料選自碳納米管、金剛石、類金剛石碳、石墨和碳黑。
29.一種製備碳基複合顆粒的方法，包括a)將碳基材料分散到金屬顆粒前體或無機顆粒前體的溶液中，得到分散液；b)利用該分散液產生小液滴；及c)使該小液滴經過採用惰性載氣的高溫管式反應器，以熱解小液滴並形成碳基複合顆粒，其中碳基材料部分埋藏在金屬顆粒或無機顆粒內且部分從金屬顆粒或無機顆粒的表面伸出。
30.根據權利要求29的製備碳基複合顆粒的方法，其中所述小液滴是通過超聲噴霧器、噴嘴裝置或氣體噴霧器產生的。
31.根據權利要求29的製備碳基複合顆粒的方法，其中所述金屬顆粒前體是金屬鹽。
32.根據權利要求31的製備碳基複合顆粒的方法，其中該金屬鹽選自Ag、Al、Ni、Cu和Zn。
33.根據權利要求29的製備碳基複合顆粒的方法，其中所述無機顆粒前體是烴氧基矽。
34.根據權利要求29的製備碳基複合顆粒的方法，其中所述碳基複合材料選自碳納米管、金剛石、類金剛石碳、石墨和碳黑。
35.根據權利要求29的製備碳基複合顆粒的方法，其中所述金屬顆粒前體或無機顆粒前體在溶液中的含量為0.001～10M。
36.一種用於形成電子發射體的組合物，其包含多個根據權利要求1的碳基複合顆粒。
37.一種用於形成電子發射體的組合物，其包含多個根據權利要求21的方法製備的碳基複合顆粒。
38.一種場發射顯示器件，其包含通過印刷塗裝權利要求36的用於形成電子發射體的組合物而製備的電子發射源。
39.一種場發射顯示器件，其包含通過印刷塗裝權利要求37的用於形成電子發射體的組合物而製備的電子發射源。
40.一種製備電子發射源的方法，包括將包含多個根據權利要求1的碳基複合顆粒的分散液、溶劑、分散劑導入超聲波容器；及在超聲波容器中安裝電極板和與之間隔的構圖陰極，並對其施加電壓，以便在陰極上沉積複合顆粒。
41.一種製備電子發射源的方法，包括將包括多個根據權利要求21的方法製備的碳基複合顆粒的分散液、溶劑、分散劑導入超聲波容器；及在超聲波容器中安裝電極板和與之間隔的構圖陰極，並對其施加電壓，以便在陰極上沉積複合顆粒。
全文摘要
本發明公開了一種用於電子發射源的碳基複合顆粒，包括選自金屬、氧化物及陶瓷材料的顆粒；以及碳基材料，如部分埋藏在顆粒內部且部分從顆粒表面伸出的碳納米管。
文檔編號B82B3/00GK1574156SQ20041007661
公開日2005年2月2日 申請日期2004年4月8日 優先權日2003年4月8日
發明者尹泰逸, 文鍾雲, 趙晟希, 姜晟基, 金薰英, 李玹姃 申請人:三星Sdi株式會社