電子發(fā)射裝置及電子發(fā)射顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射裝置及具有該電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射顯示器，尤其涉 及一種基于碳納米管的冷陰極電子發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子發(fā)射顯示裝置在各種真空電子學器件和設(shè)備中是不可缺少的部分。在顯示技 術(shù)領(lǐng)域，電子發(fā)射顯示裝置因其具有高亮度、高效率、大視角，功耗小以及體積小等優(yōu)點，可 廣泛應(yīng)用于汽車、家用視聽電器、工業(yè)儀器等領(lǐng)域。
[0003] 通常，電子發(fā)射顯示裝置中采用的電子發(fā)射源有兩種類型：熱陰極電子發(fā)射源和 冷陰極電子發(fā)射源。冷陰極電子發(fā)射源包括表面?zhèn)鲗碗娮影l(fā)射源、場致電子發(fā)射源、金 屬-絕緣層-金屬（MIM)型電子發(fā)射源等。
[0004] 在MM型電子發(fā)射源的基礎(chǔ)上，人們又發(fā)展了金屬-絕緣層-半導體層-金屬 (MISM)型電子發(fā)射源。MISM型電子發(fā)射源的工作原理與MM型電子發(fā)射源不相同，所述 MIM型電子發(fā)射源的電子加速是在絕緣層中進行的，而MISM型電子發(fā)射源的電子加速是在 半導體層中完成的。
[0005] MISM型電子發(fā)射源由于電子需要具有足夠的平均動能才有可能穿過上電極而逸 出至真空，而現(xiàn)有技術(shù)中的MISM型電子發(fā)射源中，由于電子從半導體層進入上電極時需要 克服的勢壘往往比電子的平均動能高，因而造成電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射率低，使得電子 發(fā)射顯示器的顯示效果不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，確有必要提供一種具有較高電子發(fā)射率及較高顯示效果的電子發(fā)射裝 置及電子發(fā)射顯示器。
[0007] -種電子發(fā)射裝置，其包括多個條形第一電極及條形第二電極交叉且間隔設(shè)置， 所述多個條形第一電極相互間隔并沿第一方向延伸，所述多個條形第二電極相互間隔并 沿第二方向延伸，位于交叉位置處的條形第一電極與條形第二電極之間形成一電子發(fā)射單 元，每一電子發(fā)射單元包括依次層疊設(shè)置的一半導體層及一絕緣層，所述條行第一電極為 一碳納米管層，所述半導體層包括多個孔洞，所述條形碳納米管層覆蓋所述多個孔洞，對應(yīng) 孔洞位置處的條形碳納米管層懸空設(shè)置。
[0008] -種電子發(fā)射顯不器，其包括：一基板，一設(shè)置于基板表面的電子發(fā)射裝置，一陽 極結(jié)構(gòu)，所述陽極結(jié)構(gòu)包括一陽極以及一熒光粉層，所述電子發(fā)射裝置與所述熒光粉層相 對且間隔設(shè)置，其中，所述電子發(fā)射裝置采用上述所述的電子發(fā)射裝置。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的電子發(fā)射裝置及電子發(fā)射顯示器中中，由于第 一電極為碳納米管層，有利于電子出射；并且半導體層中設(shè)置有多個孔洞，能夠減少電子穿 越半導體層造成的能量損失，從而電子能夠更加容易的從孔洞位置處透射出碳納米管層， 并且使得電子具有更大的動能以穿過所述碳納米管層形成電子發(fā)射，提高了電子發(fā)射率， 使得所述電子發(fā)射顯示器具有更好的顯示效果。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明第一實施例提供的電子發(fā)射源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明碳納米管膜的掃描電鏡照片。
[0012] 圖3是本發(fā)明多層交叉設(shè)置的碳納米管膜的掃描電鏡照片。
[0013] 圖4是本發(fā)明非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。
[0014] 圖5是本發(fā)明扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。
[0015] 圖6是本發(fā)明第二實施例提供的電子發(fā)射源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖7為電子發(fā)射源中具有匯流電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖8為本發(fā)明第三實施例提供的電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖9是本發(fā)明第四實施例提供的電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖10是圖9中電子發(fā)射裝置中所述電子發(fā)射源沿X-X線的剖視圖。
[0020] 圖11是本發(fā)明第五實施例提供的電子發(fā)射顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖12為圖11所述電子發(fā)射顯示器的電子發(fā)射顯示效果圖。
[0022] 圖13為本發(fā)明第六實施例提供的電子發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖14為圖13所述電子發(fā)射裝置沿XIV-XIV線的剖視圖。
[0024] 圖15為本發(fā)明第七實施例提供的電子發(fā)射顯示器的剖視圖。
[0025] 主要元件符號說明
【主權(quán)項】
1. 一種電子發(fā)射裝置，其包括多個條形第一電極及條形第二電極交叉且間隔設(shè)置，所 述多個條形第一電極相互間隔并沿第一方向延伸，所述多個條形第二電極相互間隔并沿第 二方向延伸，位于交叉位置處的條形第一電極與條形第二電極之間形成一電子發(fā)射單元， 每一電子發(fā)射單元包括依次層疊設(shè)置的一半導體層及一絕緣層，所述條行第一電極為一碳 納米管層，所述半導體層包括多個孔洞，所述條形碳納米管層覆蓋所述多個孔洞，對應(yīng)孔洞 位置處的條形碳納米管層懸空設(shè)置。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述每一電子發(fā)射單元中所述半 導體層為一圖案化的連續(xù)的結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述多個孔洞為多個盲孔，所述多 個盲孔至少設(shè)置于所述半導體層靠近碳納米管層的表面。
4. 如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述半導體層覆蓋所述多個盲孔， 對應(yīng)盲孔位置處的碳納米管層懸空設(shè)置。
5. 如權(quán)利要求2所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述孔洞為通孔，所述通孔沿所述 半導體層的厚度方向貫穿所述半導體層。
6. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述半導體層被所述孔洞分割成 相互間隔的區(qū)塊形成一不連續(xù)的結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管層包括多個碳納米 管擇優(yōu)取向延伸，所述碳納米管的延伸方向平行于所述半導體層的表面。
8. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述多個電子發(fā)射單元中的絕緣 層相互連接形成一連續(xù)的層狀結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，述多個條形碳納米管層與所述條 形第二電極交叉設(shè)置形成多個電子發(fā)射單元，所述多個電子發(fā)射單元形成具有多行多列的 陣列。
10. 如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述多個電子發(fā)射單元中的半導 體層相互間隔形成多汗多列的陣列，且位于同一行的多個半導體層與同一條形碳納米管層 電連接，位于同一列的多個半導體層沿同一列條形第二電極排列。
11. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述孔洞的孔徑為5納米至50納 米。
12. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管層由純碳納米管組 成。
13. 如權(quán)利要求12所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述多個碳納米管通過范德華 力相互連接，相互接觸形成一自支撐結(jié)構(gòu)。
14. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管層包括碳納米管 膜、碳納米管線或兩者組合。
15. 如權(quán)利要求14所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管層包括一單層碳 納米管膜或多個層疊設(shè)置的碳納米管膜。
16. 如權(quán)利要求14所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述碳納米管層包括多個平行 設(shè)置的碳納米管線、多個交叉設(shè)置的碳納米管線，所述多個交叉設(shè)置的碳納米管線組成一 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
17. 如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，進一步包括一電子收集層設(shè)置于 每一電子發(fā)射模塊中所述半導體層與所述絕緣層之間，所述電子收集層為一導電層。
18. 如權(quán)利要求17所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述電子收集層為一石墨烯膜， 所述石墨烯膜包括至少一層石墨烯。
19. 如權(quán)利要求17所述的電子發(fā)射裝置，其特征在于，所述電子收集層為一碳納米管 層，所述碳納米管層包括多個碳納米管，該多個碳納米管相互連接形成一導電網(wǎng)絡(luò)。
20. -種電子發(fā)射顯不器，其包括：一基板，一設(shè)置于基板表面的電子發(fā)射裝置，一陽 極結(jié)構(gòu)，所述陽極結(jié)構(gòu)包括一陽極以及一熒光粉層，所述電子發(fā)射裝置與所述熒光粉層相 對且間隔設(shè)置，其特征在于，所述電子發(fā)射裝置采用上述權(quán)利要求1-18中任一一項所述的 電子發(fā)射裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射裝置，其包括多個條形第一電極及條形第二電極交叉且間隔設(shè)置，所述多個條形第一電極相互間隔并沿第一方向延伸，所述多個條形第二電極相互間隔并沿第二方向延伸，位于交叉位置處的條形第一電極與條形第二電極之間形成一電子發(fā)射單元，每一電子發(fā)射單元包括依次層疊設(shè)置的一半導體層及一絕緣層，所述條行第一電極為一碳納米管層，所述半導體層包括多個孔洞，所述條形碳納米管層覆蓋所述多個孔洞，對應(yīng)孔洞位置處的條形碳納米管層懸空設(shè)置。
【IPC分類】H01J17-49, H01J17-06
【公開號】CN104795297
【申請?zhí)枴緾N201410024483
【發(fā)明人】柳鵬, 李德杰, 張春海, 周段亮, 杜秉初, 范守善
【申請人】清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年1月20日
【公告號】US20150206692