[发明专利]电子发射源、电子发射模件、和制造电子发射源的方法

权利要求书

1．一种电子发射源，其特征在于包括：

衬底(11)，由含有一种金属的材料制成，该金属作为纳管纤维生长核的主要成分，并且在所述衬底上具有多个通孔(13)；以及

覆膜(12)，由在所述衬底的表面和通孔(13)的壁面(14)上形成的纳管纤维构成。

2．根据权利要求1的电子发射源，其中，构成所述覆膜的纳管纤维由碳制成。

3．根据权利要求1的电子发射源，其中，所述衬底由铁和铁合金中的一种制成。

4．根据权利要求1的电子发射源，其中，纳管是弯曲的，以覆盖在所述衬底的外露表面上。

5．根据权利要求1的电子发射源，其中，所述衬底由从铁、镍、钴组成的族中所选的一种元素，以及至少包含从铁、镍和钴中所选的一种元素的合金制成。

6．根据权利要求1的电子发射源，其中，纳管纤维从所述衬底的表面和通孔的壁面大体上垂直地伸出，以覆盖在所述衬底的外露表面上。

7．根据权利要求1的电子发射源，其中，所述衬底形成具有大量通孔的栅状。

8．根据权利要求1的电子发射源，其中，所述覆膜由纳管纤维形成，其厚度为10μm到30μm，每个纳管纤维粗不小于10nm而小于1μm，并且长度不小于1μm而小于100μm。

9．一种电子发射模件，其特征在于包括：

衬底电极(106b)；

在真空环境中置于所述衬底电极上的电子发射源(10)，所述电子发射源包括由衬底(11)和覆膜(12)，其中，衬底由含有一种金属的材料制成，该金属作为纳管纤维生长核的主要成分，并且衬底上具有多个通孔(13)，而覆膜(12)是由在衬底表面和通孔壁面(14)上形成的纳管纤维构成的；以及

栅罩(106c)，罩住所述电子发射源的外表面并且高压加在它和所述衬底电极之间。

10．根据权利要求9的模件，其中，

所述电子发射源的所述衬底由铁和铁合金中的一种制成，并且

所述电子发射源的纳管纤维由碳制成，且是弯曲的，以覆盖在所述衬底的外露表面上。

11．根据权利要求9的模件，其中，

所述电子发射源的所述衬底由从铁、镍、钴组成的族中所选的一种元素，以及至少包含从铁、镍和钴中所选的一种元素的合金制成，并且

所述电子发射源的所述纳管纤维从所述衬底的表面和通孔的壁面大体上垂直地伸出，以覆盖在所述衬底的外露表面上。

12．一种制造电子发射源的方法，其特征在于包括下列步骤：

把具有大量通孔(13)且由铁或铁合金之一制成的衬底(11)放在含有预定浓度的碳化合物的原料气体的环境下，以及

加热衬底至预定温度，并使衬底保持预定的时间周期，以便从衬底的表面和通孔的壁面生长弯曲状态的碳纳管纤维，从而形成覆膜(12)，以覆盖在衬底的表面和通孔的壁面上。

13．根据权利要求12的方法，其中，原料气体包括实质上由作为碳导入气体的甲烷和作为生长促进气体的氢气组成的气体混合物。

14．根据权利要求12的方法，其中，由纳管纤维构成的覆膜是通过使用热CVD(化学气相沉积)装置来形成的。

15．一种制造电子发射源的方法，其特征在于包括下列步骤：

把具有大量通孔(13)且由从铁、镍、钴组成的族中选择的一种元素和至少含有从铁、镍、钴中选择的一种元素的合金这二者之一制成的衬底(11)放在含有预定浓度的碳化合物的原料气体的环境下，以及

在平行电场的情况下，利用微波的辉光放电，在预定的时间周期内把原料气体等离子化为等离子体，以便从衬底的表面和通孔的壁面基本上垂直地生长碳纳管纤维，从而形成覆膜，以覆盖在衬底的外露表面上。

16．根据权利要求15的方法，还包括下列步骤：在氢气和惰性气体(rare gas)二者之一的预定压力环境下，在平行电场的情况下，利用微波的辉光放电，把氢气和惰性气体之一等离子化，从而使用离子轰击来净化和活化衬底的外露表面。

17．根据权利要求15的方法，其中，原料气体包括实质上由作为碳导入气体的甲烷和作为生长促进气体的氢气组成的气体混合物。

18．根据权利要求15的方法，其中，由纳管纤维构成的覆膜是通过使用微波等离子体CVD(化学气相沉积)装置来形成的。