场发射电子源阵列及场发射装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种场发射电子源阵列，包括多个场发射电子源并排设置，其中，每一场发射电子源包括一碳纳米管线状结构、一绝缘层以及至少一导电环同轴设置，所述绝缘层贴附于所述碳纳米管线状结构的表面，所述至少一导电环设置于所述碳纳米管线状结构至少一端部的绝缘层外表面，所述多个场发射电子源的所述导电环彼此电连接。
【专利说明】场发射电子源阵列及场发射装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种场发射电子源阵列及场发射装置，尤其涉及一种适用于电子发射密度较大的场发射器件的场发射电子源阵列及场发射装置。
【背景技术】
[0002]场发射显示器是继阴极射线管(CRT)显示器和液晶显示器(IXD)之后，最具发展潜力的下一代新兴技术。相对于现有的显示器，场发射显示器具有显示效果好、视角大、功耗小以及体积小等优点，尤其是基于碳纳米管的场发射显示器，近年来越来越受到重视。
[0003]场发射电子源是场发射显示器的重要元件。现有技术中，场发射电子源的制备方法通常包括以下步骤:提供一基底；在所述基底表面设置一绝缘层；刻蚀所述绝缘层，暴露出基底的部分表面；在基底上形成多个阴极电极；将碳纳米管通过化学气相沉积法设置在多个阴极电极上形成电子发射体，形成多个场发射单元。
[0004]然而，以上所述场发射电子源及场发射装置的电子发射体，电子发射体仅与阴极电极点接触，因此在场发射电子源电子发射功率较大时，碳纳米管在发射电子时容易被强电场拔出，从而限制了该场发射电子源的电子发射能力和寿命，影响了场发射电子源的稳定性。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种电子发射体能够有效固定，并适用于电子发射功率较大的场发射电子源阵列及场发射装置。
[0006]—种场发射电子源阵列，包括多个场发射电子源并排设置，其中，每一场发射电子源包括一碳纳米管线状结构、一绝缘层以及至少一导电环同轴设置，所述绝缘层贴附于所述碳纳米管线状结构的表面，所述至少一导电环设置于所述碳纳米管线状结构至少一端部的绝缘层外表面，所述多个场发射电子源的所述导电环彼此电连接。
[0007]—种场发射装置，包括:一阴极电极；一场发射电子源阵列，该场发射电子源阵列包括多个并排设置的场发射电子源，每一场发射电子源具有相对的两端，一端与所述阴极电极电连接，另一端沿远离阴极电极的方向延伸；其中，每一场发射电子源包括一碳纳米管线状结构以及一绝缘层同轴设置，在所述场发射电子源向远离阴极电极方向延伸的一端，所述场发射电子源进一步包括一导电环与所述碳纳米管线状结构电绝缘设置，所述多个场发射电子源的所述导电环彼此电连接，作为所述场发射装置的栅极电极。
[0008]本发明提供的场发射电子源阵列及场发射装置，通过在碳纳米管线状结构表面涂覆绝缘层，使碳纳米管线状结构牢固的固定于绝缘层中，利用绝缘层对碳纳米管线状结构的作用力，因此在场发射电子源电子发射功率较大的情况下，可以承受较大的电场力而不会被拔出，从而使该电子发射体具有更强的电子发射能力和更长的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1为本发明第一实施例提供的场发射电子源制备方法的流程图。
[0010]图2为本发明第一实施例提供的场发射电子源制备方法中非扭转碳纳米管线的扫描电镜照片。
[0011]图3为本发明第一实施例提供的场发射电子源制备方法中扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。
[0012]图4为本发明第二实施例提供的场发射电子源的结构示意图。
[0013]图5为本发明第二实施例提供的场发射装置的结构示意图。
[0014]图6为本发明第三实施例提供的场发射电子源的制备方法的流程图。
[0015]图7为本发明第四实施例提供的场发射电子源的结构示意图。
[0016]图8为本发明第五实施例提供的场发射电子源的制备方法的流程图。
[0017]图9为本发明第六实施例提供的场发射电子源阵列的制备方法的流程图。
[0018]图10为图8所述制备方法制备的场发射电子源阵列表面包覆有导电层的结构示意图。
[0019]图11为本发明第六实施例提供的场发射装置的结构示意图。
[0020]图12为本发明第七实施例提供的场发射电子源阵列的制备方法的流程图。
[0021]主要元件符号说明
【权利要求】
1.一种场发射电子源阵列,包括多个场发射电子源并排设置,其特征在于,每一场发射电子源包括一碳纳米管线状结构、一绝缘层以及至少一导电环同轴设置，所述绝缘层贴附于所述碳纳米管线状结构的表面，所述至少一导电环设置于所述碳纳米管线状结构至少一端部的绝缘层外表面，相邻的场发射电子源的所述导电环彼此电连接。
2.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，每个碳纳米管线状结构通过导电环及所述绝缘层间隔设置。
3.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述场发射电子源中靠近碳纳米管线状结构端部的所述导电环的一环面与该碳纳米管线状结构的末端均位于同一平面。
4.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，设置有所述导电环的所述碳纳米管线状结构的端部从所述绝缘层中暴露出来。
5.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述碳纳米管线状结构为一自支撑结构。
6.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述碳纳米管线状结构由碳纳米管组成。
7.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述碳纳米管线状结构表面具有多个缝隙，所述绝缘层部分嵌入所述碳纳米管线状结构表面的缝隙中。
8.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述场发射电子源包括两导电环相互间隔且分别设置于所述碳纳米管线状结构两端部的绝缘层外表面。
9.如权利要求4所述的场发射电子源阵列，其特征在于，进一步包括一绝缘环设置于所述间隔设置的两导电环之间的绝缘层外表面。
10.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述碳纳米管线状结构的端部、所述绝缘层位于碳纳米管线状结构端部的断面以及所述导电环靠近碳纳米管线状结构端部的环面位于同一平面。
11.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，所述碳纳米管线状结构的两端部分别从所述绝缘层中延伸出来，所述绝缘层在靠近所述碳纳米管线状结构的两端部分别形成一凹进空间。
12.如权利要求1所述的场发射电子源阵列，其特征在于，位于场发射电子源阵列外围的所述多个导电环的部分表面暴露出来，所述场发射电子源阵列进一步包括一导电层连续的设置于暴露出来的多个导电环的表面。
13.—种场发射装置，包括: 一阴极电极； 一场发射电子源阵列，该场发射电子源阵列包括多个并排设置的场发射电子源，每一场发射电子源具有相对的两端，一端与所述阴极电极电连接，另一端沿远离阴极电极的方向延伸； 其特征在于，每一场发射电子源包括一碳纳米管线状结构以及一绝缘层同轴设置，在所述场发射电子源向远离阴极电极方向延伸的一端，所述场发射电子源进一步包括一导电环与所述碳纳米管线状结构电绝缘设置，所述多个场发射电子源的所述导电环彼此电连接，作为所述场发射装置的栅极电极。
14.如权利要求13所述的场发射装置，其特征在于，所述每一场发射电子源中，所述导电环环绕设置在所述绝缘层的外表面。
15.如权利要求13所述的场发射装置，其特征在于，所述每一场发射电子源中的碳纳米管线状结构与所述阴极电极电连接。
16.如权利要求13所述的场发射装置，其特征在于，在所述每一场发射电子源与阴极电极电连接的一端，所述场发射电子源进一步包括另一导电环与所述阴极电极电连接，该两导电环相互间隔设置。
17.如权利要求16所述的场发射装置，其特征在于，进一步包括一绝缘环设置于所述间隔设置的导电环之间的绝缘层表面。
18.如权利要求13所述的场发射装置，其特征在于，所述碳纳米管线状结构的远离阴极电极的一端、所述绝缘层远离阴极电极的断面以及所述导电环远离阴极电极的环面位于同一平面。
19.如权利要求13所述的场发射装置，其特征在于，所述每一场发射电子源中，所述绝缘层远离阴极电极的一端形成以凹进空间。
20.如权利要求19所述的场发射装置，其特征在于，所述碳纳米管线状结构远离阴极电极方向的一端从所述绝缘层中暴`露出来发射电子。
【文档编号】H01J1/304GK103730303SQ201210381735
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月10日 优先权日:2012年10月10日
【发明者】郭彩林, 唐洁, 柳鹏, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司