[發(fā)明專利]碳基材料、電子發(fā)射源及其制備方法以及電子發(fā)射裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710187400.8
• 申請(qǐng)日: 2007-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN101231927A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙晟希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01J1/30
• 分類號(hào): H01J1/30;C01B31/00;H01J9/02
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 韓明星;安宇宏

本申請(qǐng)要求于2006年11月27日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2006-0117945號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的公開通過引用完全包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電子發(fā)射源的碳基材料、電子發(fā)射源、電子發(fā)射裝置和制備電子發(fā)射源的方法，更具體地講，涉及一種在拉曼光譜中的預(yù)定頻率范圍中具有峰的特定強(qiáng)度比和半峰全寬(FWHM)比的用于電子發(fā)射源的碳基材料、包含該碳基材料的電子發(fā)射源、包括該電子發(fā)射源的電子發(fā)射裝置和制備該電子發(fā)射源的方法。

背景技術(shù)

在電子發(fā)射裝置中，當(dāng)在陽極與陰極之間施加電場(chǎng)時(shí)，通過產(chǎn)生的電場(chǎng)使陰極中的電子發(fā)射源發(fā)射電子。電子與陽極上的磷光體材料碰撞，從而發(fā)光。

通常，電子發(fā)射裝置使用熱陰極或冷陰極作為電子發(fā)射源。使用冷陰極的電子發(fā)射裝置的示例包括場(chǎng)發(fā)射裝置(FED)、表面?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)射器(SCE)、金屬-絕緣體-金屬(MIM)裝置、金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)裝置和彈道電子表面發(fā)射(BSE)裝置。

FED利用這樣的原理，即，當(dāng)使用逸出功低或β函數(shù)高的材料作為電子發(fā)射源時(shí)，由于電場(chǎng)差而在真空中容易發(fā)射電子。已經(jīng)開發(fā)出了包括作為電子發(fā)射源的針尖結(jié)構(gòu)或碳基材料的裝置，其中，所述針尖結(jié)構(gòu)主要由Mo、Si等構(gòu)成，所述碳基材料例如為石墨和類金剛石碳(DLC)。近來，已經(jīng)使用納米材料例如納米管和納米線作為電子發(fā)射源。

通過將導(dǎo)電性薄膜置于布置在基體基底上以彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間，并在導(dǎo)電性薄膜中制造微裂縫來形成SCE。當(dāng)將電壓施加到電極且電流沿著導(dǎo)電性薄膜的表面流動(dòng)時(shí)，從作為電子發(fā)射源的微裂縫發(fā)射電子。

MIM和MIS型裝置分別具有作為電子發(fā)射源的金屬-絕緣體-金屬結(jié)構(gòu)和金屬-絕緣體-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。當(dāng)將電壓施加到兩金屬或施加到金屬和半導(dǎo)體時(shí)，發(fā)射電子，同時(shí)電子從具有高電磁勢(shì)的金屬或半導(dǎo)體向具有低電磁勢(shì)的金屬移動(dòng)并加速。

BSE裝置利用這樣的原理，即，當(dāng)半導(dǎo)體的尺寸減小到小于電子在半導(dǎo)體中的平均自由程時(shí)，電子不發(fā)散地傳播。在歐姆電極上形成由金屬或半導(dǎo)體構(gòu)成的電子供應(yīng)層，隨后在電子供應(yīng)層上形成絕緣層和金屬薄膜。當(dāng)將電壓施加到歐姆電極和金屬薄膜時(shí)，發(fā)射電子。

電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射源可包含碳納米管。制備包含碳納米管的電子發(fā)射源的方法包括例如利用化學(xué)氣相沉積(CVD)等的碳納米管生長(zhǎng)法、利用用于形成包含碳納米管的電子發(fā)射源的組合物等的糊劑(paste)法。當(dāng)利用糊劑法時(shí)，制造成本降低，可獲得大面積的電子發(fā)射源。例如，在第6,436,221號(hào)美國(guó)專利中，公開了用于形成包含碳納米管的電子發(fā)射源的組合物的示例。第2002-0076187號(hào)韓國(guó)專利特開公開了一種包含碳納米管的電子發(fā)射源。

然而，傳統(tǒng)的碳基電子發(fā)射源的壽命和電流密度不能令人滿意，因此在這方面仍需要做出改進(jìn)。

以上在背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景技術(shù)的理解，因此，上述信息會(huì)包含對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講沒有形成在本國(guó)已經(jīng)公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于形成改進(jìn)的電子發(fā)射源的碳基材料、包含該碳基材料的電子發(fā)射源、包括該電子發(fā)射源的電子發(fā)射裝置和制備該電子發(fā)射源的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于電子發(fā)射源的碳基材料，該碳基材料具有從由h2與h1之比(h2/h1)＜1.3和FWHM2與FWHM1之比(FWHM2/FWHM1)＞1.2組成的組中選擇的至少一種特性，其中，在通過輻射波長(zhǎng)為488±10nm、514.5±10nm、633±10nm或785±10nm的激光束獲得的拉曼光譜中，h2表示第二峰的相對(duì)強(qiáng)度，第二峰是在1350±20cm^-1的拉曼位移范圍內(nèi)的峰，h1表示第一峰的相對(duì)強(qiáng)度，第一峰是在1580±20cm^-1的拉曼位移范圍內(nèi)的峰，F(xiàn)WHM2表示第二峰的半峰全寬，F(xiàn)WHM1表示第一峰的半峰全寬。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包含上述碳基材料的電子發(fā)射源。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括上述電子發(fā)射源的電子發(fā)射裝置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備電子發(fā)射源的方法，該方法包括：制備用于形成電子發(fā)射源的組合物，所述組合物包含上述碳基材料和載體；將所述組合物涂敷到基底；對(duì)所述涂敷到基底的組合物進(jìn)行熱處理。

包含碳基材料的根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射源具有長(zhǎng)壽命和高電流密度。

附圖說明