[發(fā)明專利]場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010607382.6
• 申請(qǐng)日: 2010-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN102074429A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳鵬;范守善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H01J1/304
• 分類號(hào): H01J1/304;H01J9/02
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• 代理人: 暫無信息

1.一種場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，包括：一第一碳納米管結(jié)構(gòu)及一第二碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)的表面，該第二碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第二碳納米管，且所述第二碳納米管基本垂直于第一碳納米管結(jié)構(gòu)表面排列，其特征在于，所述第二碳納米管結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)表面的一端形成至少一尖端，所述第二碳納米管結(jié)構(gòu)中的多個(gè)第二碳納米管的長度沿遠(yuǎn)離所述尖端的頂端的方向逐漸縮短。

2.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)為多個(gè)第一碳納米管組成的一自支撐結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二碳納米管結(jié)構(gòu)中，對(duì)應(yīng)所述尖端頂端位置的第二碳納米管的長度大于其他位置處第二碳納米管的長度。

4.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)包括至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線。

5.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一碳納米管，該多個(gè)第一碳納米管基本平行于所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)的表面，所述第二碳納米管垂直于所述第一碳納米管。

6.如權(quán)利要求5所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)第一碳納米管沿同一個(gè)方向擇優(yōu)取向延伸。

7.如權(quán)利要求6所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)第一碳納米管中每一第一碳納米管與在延伸方向上相鄰的第一碳納米管通過范德華力首尾相連。

8.如權(quán)利要求7所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)中包括多個(gè)催化劑顆粒，所述多個(gè)催化劑顆粒分散于兩個(gè)通過范德華力首尾相連的第一碳納米管之間的連接處。

9.如權(quán)利要求8所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)催化劑顆粒在沿第一碳納米管的延伸方向上等間距排列。

10.如權(quán)利要求8所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)第二碳納米管分別通過多個(gè)催化劑顆粒與所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)相連。

11.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括一基底，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基底表面，所述多個(gè)第二碳納米管設(shè)置在所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離基底的表面，并向遠(yuǎn)離所述基底的方向延伸。

12.如權(quán)利要求11所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括至少兩個(gè)導(dǎo)電基體相互間隔設(shè)置在所述基底表面，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)通過所述至少兩個(gè)導(dǎo)電基體懸空設(shè)置。

13.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二碳納米管結(jié)構(gòu)的表面形成有多個(gè)尖端，該多個(gè)尖端相互間隔設(shè)置。

14.一種場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟：

提供一懸空設(shè)置的第一碳納米管結(jié)構(gòu)；

以所述懸空設(shè)置的第一碳納米管結(jié)構(gòu)作為基底，通過化學(xué)氣相沉積法在所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)的表面生長第二碳納米管，形成第二碳納米管結(jié)構(gòu)，其中，通過向所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)通入電流使所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)的溫度升高達(dá)到第二碳納米管的生長溫度；

通電一段時(shí)間后，停止通電并停止通入氣體，得到所述場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)。

15.如權(quán)利要求14所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)的制備方法包括以下步驟：

提供一碳納米管陣列；

從所述碳納米管陣列中直接抽取獲得至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線；

將所述至少一碳納米管膜或至少一碳納米管線懸空設(shè)置作為所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)。

16.如權(quán)利要求15所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一碳納米管，該多個(gè)第一碳納米管的軸向沿同一個(gè)方向擇優(yōu)取向延伸。

17.如權(quán)利要求16所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，通入電流的方向與所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)中第一碳納米管的延伸方向相同。

18.如權(quán)利要求16所述的場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，在所述第一碳納米管結(jié)構(gòu)表面形成沿所述第一碳納米管延伸方向的溫度梯度。