[發明專利]場發射電子器件

有效

• 申請號: 201010598615.0
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102074442A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 魏洋;柳鵬;郝海燕;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: H01J31/12
• 分類號: H01J31/12;H01J29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種場發射電子器件，尤其涉及一種應用碳納米管作為電子發射體的場發射電子器件。

背景技術

場發射電子器件在低溫或者室溫下工作，與電真空器件中的熱發射電子器件相比具有功耗低、響應速度快以及低放氣等優點，因此用場發射電子器件有望替代電真空器件中的熱發射電子器件。

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，應用在場發射電子器件中作為電子發射體。

現有的場發射電子器件的電子發射體包括一碳納米管長線。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，該碳納米管長線的第一端可與一陰極電極電連接，該碳納米管長線的第二端從陰極電極向外延伸。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，碳納米管長線的電子發射端為平齊結構。該種平齊結構的電子發射端的場增強因子較小，且電子發射端處多個碳納米管緊密結合在一起，相互之間存在電磁屏蔽效應，所以該種電子發射體的電子發射能力較差，導致該場發射器件的場發射能力較差。

發明內容

因此，確有必要提供一種具有較佳電子發射能力的場發射電子器件。

一種場發射電子器件，其包括：一絕緣基板；多個行電極間隔設置于絕緣基板的表面；多個陰極發射體設置于所述行電極表面，且呈矩陣狀分布；一隔離層；多個列電極設置于隔離層的表面，該多個列電極通過隔離層支撐且與行電極絕緣；一陽極裝置，該陽極裝置包括一陽極玻璃基板、一陽極電極以及所述多個熒光粉區域，所述熒光粉區域對應于所述行電極和列電極相交叉的位置；所述多個陰極發射體中的每個陰極發射體均包括至少一電子發射體，所述電子發射體包括一碳納米管管狀結構，所述碳納米管管狀結構的一端與所述行電極電連接，所述碳納米管管狀結構的另一端向所述陽極延伸作為電子發射體的電子發射端，所述碳納米管管狀結構具有一中空的線狀軸心，所述碳納米管管狀結構為多個碳納米管圍繞該中空的線狀軸心組成，所述碳納米管管狀結構沿所述線狀軸心的一端延伸出多個電子發射尖端。

一種場發射電子器件，其包括：一絕緣基板；多個行電極與列電極分別平行且等間隔設置于絕緣基板上，該多個行電極與多個列電極相互交叉設置，每兩個相鄰的行電極與兩個相鄰的列電極形成一個網格，行電極與列電極之間電絕緣；多個電子發射單元，每個電子發射單元對應一個網格設置，每個電子發射單元進一步包括間隔設置的一陰極電極與一陽極電極，且該陽極電極和陰極電極分別與上述行電極與列電極電連接，以及一陰極發射體，該陰極發射體與陰極電極電連接；所述陰極發射體包括至少一電子發射體，所述電子發射體包括一碳納米管管狀結構，所述碳納米管管狀結構的一端與所述陰極電極電連接，所述碳納米管管狀結構的另一端向所述陽極電極延伸作為電子發射體的電子發射端，所述碳納米管管狀結構具有一中空的線狀軸心，所述碳納米管管狀結構為多個碳納米管圍繞該中空的線狀軸心組成，所述碳納米管管狀結構沿所述線狀軸心的一端延伸出多個電子發射尖端。