場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種場(chǎng)發(fā)射電子源，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)、一絕緣層以及至少一導(dǎo)電環(huán)，其中，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及絕緣層同軸設(shè)置，所述絕緣層設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的表面，所述導(dǎo)電環(huán)設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)至少一端部的絕緣層外表面，所述導(dǎo)電環(huán)靠近碳納米管線狀結(jié)構(gòu)端部的一環(huán)面與該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的該端部平齊。
【專利說(shuō)明】場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置，尤其涉及一種適用于電子發(fā)射密度較大的場(chǎng)發(fā)射器件的場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]場(chǎng)發(fā)射顯示器是繼陰極射線管(CRT)顯示器和液晶顯示器(IXD)之后，最具發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮屡d技術(shù)。相對(duì)于現(xiàn)有的顯示器，場(chǎng)發(fā)射顯示器具有顯示效果好、視角大、功耗小以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，尤其是基于碳納米管的場(chǎng)發(fā)射顯示器，近年來(lái)越來(lái)越受到重視。
[0003]場(chǎng)發(fā)射電子源是場(chǎng)發(fā)射顯示器的重要元件?，F(xiàn)有技術(shù)中，場(chǎng)發(fā)射電子源的制備方法通常包括以下步驟:提供一基底；在所述基底表面設(shè)置一絕緣層；刻蝕所述絕緣層，暴露出基底的部分表面；在基底上形成多個(gè)陰極電極；將碳納米管通過(guò)化學(xué)氣相沉積法設(shè)置在多個(gè)陰極電極上形成電子發(fā)射體，形成多個(gè)場(chǎng)發(fā)射單元。
[0004]然而，以上所述場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置的電子發(fā)射體，電子發(fā)射體僅與陰極電極點(diǎn)接觸，因此在場(chǎng)發(fā)射電子源電子發(fā)射功率較大時(shí)，碳納米管在發(fā)射電子時(shí)容易被強(qiáng)電場(chǎng)拔出，從而限制了該場(chǎng)發(fā)射電子源的電子發(fā)射能力和壽命，影響了場(chǎng)發(fā)射電子源的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，確有必要提供一種電子發(fā)射體能夠有效固定，并適用于電子發(fā)射功率較大的場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置。
[0006]一種場(chǎng)發(fā)射電子源，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)、一絕緣層以及至少一導(dǎo)電環(huán)，其中，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及絕緣層同軸設(shè)置，所述絕緣層設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的表面，所述導(dǎo)電環(huán)設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)至少一端部的絕緣層外表面，所述導(dǎo)電環(huán)靠近碳納米管線狀結(jié)構(gòu)端部的一環(huán)面與該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的該端部平齊。
[0007]—種場(chǎng)發(fā)射電子源，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)、一絕緣層以及至少一導(dǎo)電環(huán)，其中，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及絕緣層同軸設(shè)置，所述導(dǎo)電環(huán)設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)至少一端部的絕緣層外表面并與所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)電絕緣，所述對(duì)應(yīng)設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的端部從所述絕緣層中暴露出來(lái)發(fā)射電子。
[0008]一種場(chǎng)發(fā)射裝置，包括:一陰極電極；一場(chǎng)發(fā)射電子源，該場(chǎng)發(fā)射電子源具有相對(duì)的兩端，一端與所述陰極電極電連接，另一端沿遠(yuǎn)離陰極電極的方向延伸；其中，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)以及一絕緣層同軸設(shè)置，在所述場(chǎng)發(fā)射電子源遠(yuǎn)離陰極電極方向延伸的一端，所述場(chǎng)發(fā)射電子源進(jìn)一步包括一導(dǎo)電環(huán)與所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)電絕緣設(shè)置，所述導(dǎo)電環(huán)作為所述場(chǎng)發(fā)射裝置的柵極電極。
[0009]本發(fā)明提供的場(chǎng)發(fā)射電子源及場(chǎng)發(fā)射裝置，通過(guò)在碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面涂覆絕緣層，使碳納米管線狀結(jié)構(gòu)牢固的固定于絕緣層中，利用絕緣層對(duì)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的作用力，因此在場(chǎng)發(fā)射電子源電子發(fā)射功率較大的情況下，可以承受較大的電場(chǎng)力而不會(huì)被拔出，從而使該電子發(fā)射體具有更強(qiáng)的電子發(fā)射能力和更長(zhǎng)的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源制備方法的流程圖。
[0011]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源制備方法中非扭轉(zhuǎn)碳納米管線的掃描電鏡照片。
[0012]圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源制備方法中扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。
[0013]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源的制備方法的流程圖。
[0016]圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖8為本發(fā)明第五實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源的制備方法的流程圖。
[0018]圖9為本發(fā)明第六實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源陣列的制備方法的流程圖。
[0019]圖10為圖8所述制備方法制備的場(chǎng)發(fā)射電子源陣列表面包覆有導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖11為本發(fā)明第六實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖12為本發(fā)明第七實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射電子源陣列的制備方法的流程圖。
[0022]主要元件符號(hào)說(shuō)明__
場(chǎng)發(fā)射電子源_ 10,20, 30_
【權(quán)利要求】
1.一種場(chǎng)發(fā)射電子源，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)、一絕緣層以及至少一導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及絕緣層同軸設(shè)置，所述絕緣層設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的表面，所述導(dǎo)電環(huán)設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)至少一端部的絕緣層外表面，所述導(dǎo)電環(huán)靠近碳納米管線狀結(jié)構(gòu)端部的一環(huán)面與該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的該端部平齊。
2.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，設(shè)置有所述導(dǎo)電環(huán)的所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的端部從所述絕緣層中暴露出來(lái)。
3.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)為一自支撐結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括至少一單根碳納米管、至少一碳納米管線、至少一復(fù)合碳納米管線或其組合。
5.如權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括支撐線材。
6.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)由多個(gè)碳納米管組成。
7.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述絕緣層的厚度為I微米至10微米。
8.如權(quán)利 要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面具有多個(gè)縫隙，所述絕緣層部分嵌入所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)表面的縫隙中。
9.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括兩導(dǎo)電環(huán)相互間隔且分別設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)兩端部的絕緣層外表面。
10.如權(quán)利要求9所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，進(jìn)一步包括一絕緣環(huán)設(shè)置于所述間隔設(shè)置的兩導(dǎo)電環(huán)之間的絕緣層外表面。
11.如權(quán)利要求10所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述絕緣環(huán)的厚度與所述導(dǎo)電環(huán)的厚度相同。
12.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)與所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)電絕緣設(shè)置。
13.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的端部、所述絕緣層位于碳納米管線狀結(jié)構(gòu)端部的斷面以及所述導(dǎo)電環(huán)靠近碳納米管線狀結(jié)構(gòu)端部的環(huán)面位于同一平面。
14.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射電子源，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的兩端部分別從所述絕緣層中延伸出來(lái)，所述絕緣層在靠近所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的兩端部分別形成一凹進(jìn)空間。
15.一種場(chǎng)發(fā)射電子源，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)、一絕緣層以及至少一導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及絕緣層同軸設(shè)置，所述導(dǎo)電環(huán)設(shè)置于所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)至少一端部的絕緣層外表面并與所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)電絕緣，所述對(duì)應(yīng)設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的端部從所述絕緣層中暴露出來(lái)發(fā)射電子。
16.—種場(chǎng)發(fā)射裝置,包括: 一陰極電極；一場(chǎng)發(fā)射電子源，該場(chǎng)發(fā)射電子源具有相對(duì)的兩端，一端與所述陰極電極電連接，另一端沿遠(yuǎn)離陰極電極的方向延伸； 其特征在于，所述場(chǎng)發(fā)射電子源包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與一絕緣層同軸設(shè)置，在所述場(chǎng)發(fā)射電子源遠(yuǎn)離陰極電極方向延伸的一端，所述場(chǎng)發(fā)射電子源進(jìn)一步包括一導(dǎo)電環(huán)與所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)電絕緣設(shè)置，所述導(dǎo)電環(huán)作為所述場(chǎng)發(fā)射裝置的柵極電極。
17.如權(quán)利要求16所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)環(huán)繞設(shè)置在所述絕緣層的外表面。
18.如權(quán)利要求16所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與所述陰極電極電連接。
19.如權(quán)利要求16所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離陰極電極的端部、所述絕緣層位于碳納米管線狀結(jié)構(gòu)該端部的斷面以及所述導(dǎo)電環(huán)靠近碳納米管線狀結(jié)構(gòu)該端部的環(huán)面位于同一平面。
20.如權(quán)利要求16所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征在于，在所述場(chǎng)發(fā)射電子源與陰極電極電連接的一端，所述場(chǎng)發(fā)射電子源進(jìn)一步包括另一導(dǎo)電環(huán)與所述陰極電極電連接，該兩導(dǎo)電環(huán)相互間隔設(shè)置。
21.如權(quán)利要求20所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一絕緣環(huán)設(shè)置于所述間隔設(shè)置的導(dǎo)電環(huán)之間的絕緣層表面。
22.如權(quán)利要求16所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離陰極電極方向的端部從所述絕緣層中暴露出來(lái)發(fā)射電子。
【文檔編號(hào)】H01J31/12GK103730302SQ201210380870
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月10日
【發(fā)明者】郭彩林, 唐潔, 柳鵬, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司