[发明专利]碳基材料、电子发射源及其制备方法以及电子发射装置

说明书

本申请要求于2006年11月27日在韩国知识产权局提交的第10-2006-0117945号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用完全包含于此。

技术领域

本发明涉及一种用于电子发射源的碳基材料、电子发射源、电子发射装置和制备电子发射源的方法，更具体地讲，涉及一种在拉曼光谱中的预定频率范围中具有峰的特定强度比和半峰全宽(FWHM)比的用于电子发射源的碳基材料、包含该碳基材料的电子发射源、包括该电子发射源的电子发射装置和制备该电子发射源的方法。

背景技术

在电子发射装置中，当在阳极与阴极之间施加电场时，通过产生的电场使阴极中的电子发射源发射电子。电子与阳极上的磷光体材料碰撞，从而发光。

通常，电子发射装置使用热阴极或冷阴极作为电子发射源。使用冷阴极的电子发射装置的示例包括场发射装置(FED)、表面传导发射器(SCE)、金属-绝缘体-金属(MIM)装置、金属-绝缘体-半导体(MIS)装置和弹道电子表面发射(BSE)装置。

FED利用这样的原理，即，当使用逸出功低或β函数高的材料作为电子发射源时，由于电场差而在真空中容易发射电子。已经开发出了包括作为电子发射源的针尖结构或碳基材料的装置，其中，所述针尖结构主要由Mo、Si等构成，所述碳基材料例如为石墨和类金刚石碳(DLC)。近来，已经使用纳米材料例如纳米管和纳米线作为电子发射源。

通过将导电性薄膜置于布置在基体基底上以彼此面对的第一电极和第二电极之间，并在导电性薄膜中制造微裂缝来形成SCE。当将电压施加到电极且电流沿着导电性薄膜的表面流动时，从作为电子发射源的微裂缝发射电子。

MIM和MIS型装置分别具有作为电子发射源的金属-绝缘体-金属结构和金属-绝缘体-半导体结构。当将电压施加到两金属或施加到金属和半导体时，发射电子，同时电子从具有高电磁势的金属或半导体向具有低电磁势的金属移动并加速。

BSE装置利用这样的原理，即，当半导体的尺寸减小到小于电子在半导体中的平均自由程时，电子不发散地传播。在欧姆电极上形成由金属或半导体构成的电子供应层，随后在电子供应层上形成绝缘层和金属薄膜。当将电压施加到欧姆电极和金属薄膜时，发射电子。

电子发射装置的电子发射源可包含碳纳米管。制备包含碳纳米管的电子发射源的方法包括例如利用化学气相沉积(CVD)等的碳纳米管生长法、利用用于形成包含碳纳米管的电子发射源的组合物等的糊剂(paste)法。当利用糊剂法时，制造成本降低，可获得大面积的电子发射源。例如，在第6,436,221号美国专利中，公开了用于形成包含碳纳米管的电子发射源的组合物的示例。第2002-0076187号韩国专利特开公开了一种包含碳纳米管的电子发射源。

然而，传统的碳基电子发射源的寿命和电流密度不能令人满意，因此在这方面仍需要做出改进。

以上在背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明背景技术的理解，因此，上述信息会包含对本领域普通技术人员来讲没有形成在本国已经公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了一种用于形成改进的电子发射源的碳基材料、包含该碳基材料的电子发射源、包括该电子发射源的电子发射装置和制备该电子发射源的方法。

根据本发明的一方面，提供了一种用于电子发射源的碳基材料，该碳基材料具有从由h2与h1之比(h2/h1)＜1.3和FWHM2与FWHM1之比(FWHM2/FWHM1)＞1.2组成的组中选择的至少一种特性，其中，在通过辐射波长为488±10nm、514.5±10nm、633±10nm或785±10nm的激光束获得的拉曼光谱中，h2表示第二峰的相对强度，第二峰是在1350±20cm^-1的拉曼位移范围内的峰，h1表示第一峰的相对强度，第一峰是在1580±20cm^-1的拉曼位移范围内的峰，FWHM2表示第二峰的半峰全宽，FWHM1表示第一峰的半峰全宽。

根据本发明的另一方面，提供了一种包含上述碳基材料的电子发射源。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括上述电子发射源的电子发射装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备电子发射源的方法，该方法包括：制备用于形成电子发射源的组合物，所述组合物包含上述碳基材料和载体；将所述组合物涂敷到基底；对所述涂敷到基底的组合物进行热处理。

包含碳基材料的根据本发明的电子发射源具有长寿命和高电流密度。

附图说明