使用石墨烯的电子发射设备及其制造方法与流程

文档序号:12185419阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电子发射设备,包括:

具有至少一个槽的金属支架;

至少一个发射器板,其被插入到所述槽中从所述金属支架的第一表面突出,并且包括发射器支撑构件和附接到所述发射器支撑构件上的石墨烯发射器;

绝缘层,其被设置在所述金属支架的所述第一表面上;以及

栅电极,其被设置在所述绝缘层上并且包括栅极支撑构件和附接到所述栅极支撑构件上的石墨烯栅极。

2.如权利要求1所述的电子发射设备,其中所述石墨烯发射器垂直于所述金属支架的所述第一表面被设置。

3.如权利要求2所述的电子发射设备,其中所述石墨烯发射器被设置在所述发射器支撑构件的边缘处。

4.如权利要求3所述的电子发射设备,其中所述发射器支撑构件包括在其边缘处具有发射器凹槽的金属膜,以及

其中所述石墨烯发射器被附接到所述金属膜上以覆盖所述发射器凹槽。

5.如权利要求3所述的电子发射设备,其中所述发射器支撑构件包括金属网格,以及

其中所述石墨烯发射器被附接到所述金属网格上。

6.如权利要求1所述的电子发射设备,其中所述栅极支撑构件包括具有栅孔的金属膜,以及

其中所述石墨烯栅极被附接到所述金属膜上以覆盖所述栅孔。

7.如权利要求1所述的电子发射设备,其中所述栅极支撑构件包括金属网格,以及

其中所述石墨烯栅极被附接到所述金属网格上。

8.如权利要求1所述的电子发射设备,其中阳极电极被设置在所述栅电极之上与所述栅电极间隔开。

9.如权利要求1所述的电子发射设备,其中所述发射器支撑构件被插入到所述槽中并且被电连接到所述金属支架。

10.如权利要求1所述的电子发射设备,其中所述石墨烯发射器和所述石墨烯栅极的每个包括具有单层结构或多层结构的石墨烯片。

11.一种制造电子发射设备的方法,所述方法包括:

提供具有槽的金属支架;

提供发射器板,其包括发射器支撑构件和附接到所述发射器支撑构件上的石墨烯发射器;

将所述金属支架置于支撑物上,然后将所述发射器板插入到所述金属支架的所述槽中;

允许所述发射器板从所述金属支架的第一表面突出预定高度;

在所述金属支架的所述第一表面上形成绝缘层;

提供栅电极,其包括栅极支撑构件和附接到所述栅极支撑构件上的石墨烯栅极;以及

在所述绝缘层上设置所述栅电极。

12.如权利要求11所述的方法,其中所述支撑物包括:

第一支撑物,其包括具有比所述槽的宽度更小的宽度的第一通孔;以及

第二支撑物,其被堆叠在所述第一支撑物上并且包括具有比所述槽的所述宽度更大的宽度的第二通孔。

13.如权利要求12所述的方法,其中所述金属支架被设置在所述第二支撑物上,以及

其中所述第二支撑物具有与所述发射器板的从所述金属支架的所述第一表面突出的所述高度相应的厚度。

14.如权利要求11所述的方法,其中所述石墨烯发射器垂直于所述金属支架的所述第一表面被设置。

15.如权利要求11所述的方法,其中所述发射器板的所述提供包括:

提供生长基板,然后在所述生长基板上形成石墨烯层;

去除所述生长基板;

提供金属膜,然后在所述金属膜中形成通孔;

将所述石墨烯层转移到所述金属膜上以覆盖所述通孔;以及

沿穿过所述通孔的切割线切割所述金属膜。

16.如权利要求15所述的方法,其中所述生长基板包括铜、镍、铁或钴。

17.如权利要求15所述的方法,其中所述石墨烯层通过基于化学气相沉积(CVD)在所述生长基板上生长石墨烯被形成。

18.如权利要求11所述的方法,其中所述发射器板的所述提供包括:

提供生长基板,然后在所述生长基板上形成石墨烯层;

去除所述生长基板;

提供金属网格,然后将所述石墨烯层转移到所述金属网格上;以及

切割所述金属网格。

19.如权利要求11所述的方法,其中所述栅电极的所述提供包括:

在金属膜的第一表面上形成石墨烯层;

在所述金属膜的第二表面上形成聚合物层,然后图案化所述聚合物层;

通过蚀刻所述金属膜的由所述被图案化的聚合物层暴露的所述第二表面在所述金属膜中形成栅孔;以及

去除所述被图案化的聚合物层。

20.如权利要求11所述的方法,其中所述栅电极的所述提供包括:

提供生长基板,然后在所述生长基板上形成石墨烯层;

去除所述生长基板;

提供金属膜然后在所述金属膜中形成栅孔;以及

将所述石墨烯层转移到所述金属膜上以覆盖所述栅孔。

21.如权利要求11所述的方法,其中所述栅电极的所述提供包括:

提供生长基板,然后在所述生长基板上形成石墨烯层;

去除所述生长基板;以及

提供金属网格,然后将所述石墨烯层转移到所述金属网格上。

22.一种电子发射设备阵列,其包括布置成二维的多个电子发射设备,所述电子发射设备的每个包括:

具有至少一个槽的金属支架;

至少一个发射器板,其被插入到所述槽中从所述金属支架的第一表面突出,并且包括发射器支撑构件和附接到所述发射器支撑构件上的石墨烯发射器;

绝缘层,其被设置在所述金属支架的所述第一表面上;以及

栅电极,其被设置在所述绝缘层上并且包括栅极支撑构件和附接到所述栅极支撑构件上的石墨烯栅极。

23.如权利要求22所述的电子发射设备阵列,其中所述石墨烯发射器垂直于所述金属支架的所述第一表面被设置并且被设置在所述发射器支撑构件的边缘处。

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