[發明專利]基于氧化物納米結構的表面傳導電子發射源及其制作方法有效

申請號：	201110167432.8	申請日：	2011-06-21
公開（公告）號：	CN102262994A	公開（公告）日：	2011-11-30
發明（設計）人：	張永愛;郭太良;葉蕓;胡利勤;吳朝興;鄭泳	申請（專利權）人：	福州大學
主分類號：	H01J29/04	分類號：	H01J29/04;H01J9/02
代理公司：	福州元創專利商標代理有限公司 35100	代理人：	蔡學俊
地址：	350001 福***	國省代碼：	福建;35
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于氧化物納米結構表面傳導電子發射及其制作方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及表面傳導電子發射平板顯示技術，尤其涉及一種表面傳導電子發射平板顯示器的電子發射源及其制作方法。

背景技術

表面傳導電子發射顯示器（Surface-conduction?Electron-emitter?Display，SED）是一種平面型的場發射陰極結構，作為一種性能優越的顯示器，其制作工藝無需成本高昂、高精密度的半導體技術，可以在普通條件下制作；而且其所具有的表面傳導發射體是一種平面場發射結構，發射性能穩定的多。表面傳導電子發射現象的歷史可以追溯到20世紀60年代初期，當時是由前蘇聯學者發現的，一般將其歸類為薄膜場發射。SED的關鍵部分是下基板的制造，即表面傳導場發射陰極，用來實現電子的表面傳導發射，是SED研究的重點對象，決定SED的性能。

佳能公司在材料和工藝上進行了改進，得到了穩定可靠的發射電流，進而研制出了可動態顯示的顯示器件。佳能用氧化鈀納米粒子代替了氧化錫，用其擅長的噴墨技術將與有機溶劑混合的直徑10nm左右的氧化鈀粒子均勻地分散在陰極和引出極之間的縫隙上。經過高溫燒結后，形成一層粒子薄膜。毫無疑問，這種薄膜上會存在許多導電通道。在發射極和柵極之間施加高壓脈沖，燒掉一些導電通道，形成一條寬度較小的縫隙。在陰極和引出極之間施加的電壓中，一個很大的比例落在這條縫隙上，其間的電場達到1V/nm以上，很容易實現場發射。該器件陰極和引出極之間電壓為15V，電子發射效率為1%，圖像質量接近CRT水平。

然而傳統的表面傳導電子發射顯示器的電子發射源制作存在以下問題：

(1)?電子發射的均勻性差：陰極與柵極之間的納米線縫隙是通過脈沖電壓燒制而成，其位置和寬度存在一定的偶然性，及電子發射源之間存在較大的偏差。?

(2)?電子發射效率低：由于發射電子的間隙只有幾個納米的寬度，許多電子來不及被陽極電場提取就已經被柵極收集，這導致發射效率低。然而如果把該縫隙增加，發射電子需要更高的電壓，這將增加驅動電路的復雜度。

(3)?制作工藝復雜，電子發射層限制于不連續的金屬氧化物薄膜。

因此需要研究能克服上述缺點的電子發射源。氧化物納米材料作為一種優良的場發射材料已經被深入研究，其優異的電學特性及大的長徑比使其具有較低的場發射電壓且發射穩定。做為氧化物納米結構材料在很大程度具有大的二次電子發射系數，即在電子的轟擊下容易產生大量的二次電子。

有鑒于此，本發明提出一種基于氧化物納米結構的表面傳導電子發射源及其制作方法。

發明內容

??????本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供氧化物納米結構線的表面傳導電子發射源及其制作方法，該電子發射源可以實現低壓調控發射電子，電子發射均勻和效率高，而且制作工藝極其簡單，易于實現大面積生產制造。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于氧化物納米結構的表面傳導電子發射源，包括陰極基板，設置于該陰極基板表面的陰極、柵極及氧化物納米結構的電子發射層，其特征在于：該陰極電極與該柵極電極平行交替排列，且該陰極電極與該柵極電極之間存在一個微小間隙，該氧化物納米結構的電子發射層覆蓋于該陰極電極表面及該陰柵間隙內。

優選的，該陰極與該柵極位于同一個平面，所述間隙為0.1微米至300微米。

優選的，該氧化物納米結構的電子發射層形成一氧化物納米結構陣列，且該陣列位于陰極電極表面及陰柵間隙內。