[發明專利]電子發射體及電子發射元件

有效

• 申請號: 201010563926.3
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102024635A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 魏洋;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01J1/304
• 分類號: H01J1/304;H01J1/312
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電子發射體及電子發射元件，尤其涉及一種基于碳納米管的電子發射體及電子發射元件。

背景技術

碳納米管(Carbon?Nanotube，CNT)是一種新型碳材料，由日本研究人員Iijima在1991年發現，請參見″Helical?Microtubules?of?Graphitic?Carbon″，S.Iijima，Nature，vol.354，p56(1991)。碳納米管具有極優異的導電性能、良好的化學穩定性和大的長徑比，且其具有幾乎接近理論極限的尖端表面積(尖端表面積愈小，其局部電場愈集中)，因而碳納米管在場發射真空電子源領域具有潛在的應用前景。目前的研究表明，碳納米管是已知的最好的場發射材料之一，它的尖端尺寸只有幾納米至幾十納米，具有較低的開啟電壓，可傳輸極大的電流密度，并且電流穩定，使用壽命長，因而非常適合作為一種極佳的點電子源，應用在掃描電子顯微鏡(Scanning?Electron?Microscope)、透射電子顯微鏡(Transmission?Electron?Microscope)等設備做為電子發射體。

現有的電子發射體為一碳納米管長線。該碳納米管長線具有一第一端以及與第一端相對的第二端。在應用中，該碳納米管長線的第一端與一導電基體電連接，該碳納米管長線的第二端從導電基體向外延伸。所述碳納米管長線的第二端用做電子發射端。然而，所述碳納米管長線的制備方法為將一較長的碳納米管線機械切割后獲得。因此，采用該種碳納米管長線作為電子發射體時，該電子發射體的電子發射端為平齊結構，所以其電子發射能力較差。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種具有較佳電子發射能力的電子發射體及電子發射元件。

一種電子發射體，所述電子發射體為一碳納米管復合線狀結構，所述碳納米管復合線狀結構包括一導電線狀結構及一碳納米管層設置在所述導電線狀結構的表面，所述碳納米管層環繞所述導電線狀結構形成一碳納米管管狀結構，在所述碳納米管復合線狀結構的一端，所述碳納米管管狀結構延伸出多個電子發射尖端。

一種電子發射元件，包括：一導電基體；以及至少一上述的電子發射體，所述電子發射體與所述導電基體電連接，所述電子發射體具有多個電子發射尖端的一端沿遠離所述導電基體的方向延伸。

與現有技術相比，本發明提供的電子發射體及電子發射元件具有以下優點：其一，由于電子發射體包括多個電子發射尖端，因此電子發射體具有較大的發射電流；其二，所述碳納米管管狀復合結構的一端延伸出多個電子發射尖端，因此，可有效降低該電子發射體的電場屏蔽效應；其三，所述多個電子發射尖端的尖端狀可增強電子發射體的場增強因子，使電子發射體更易于發射電子，從而提高電子發射體的場發射性能；其四，導電線狀結構可使電子發射體的導電性增加，使電子發射體更易于發射電子。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例提供的電子發射體的結構示意圖。

圖2是本發明第一實施例提供的電子發射體的掃描電鏡照片。

圖3是本發明第一實施例提供的電子發射體的剖視圖。

圖4是本發明第一實施例提供的電子發射體的電子發射部的掃描電鏡照片。

圖5是本發明第一實施例提供的電子發射體的開口的掃描電鏡照片。

圖6是本發明第一實施例提供的電子發射體的場發射尖端的透射電鏡照片。

圖7是本發明第一實施例提供的碳納米管預制體的掃描電鏡照片。

圖8是本發明第二實施例提供的電子發射體的剖視圖。

圖9是采用上述實施例電子發射體的電子發射元件的結構示意圖。

主要元件符號說明

10、20、32?????????電子發射體

30?????????????????電子發射元件

34?????????????????導電基體

102????????????????碳納米管管狀結構的第一端

104????????????????碳納米管管狀結構的第二端

106、206、306??????電子發射尖端

108????電子發射部

110????開口

210????碳納米管層

212????電子發射部

220????導電線狀結構

具體實施方式

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例的電子發射體及電子發射元件。