[发明专利]场发射单元及场发射像素管

说明书

技术领域

本发明涉及一种场发射单元及场发射像素管。

背景技术

碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT)是一种新型碳材料，由日本研究人员Iijima在1991年发现，请参见″Helical Microtubules of Graphitic Carbon″，S.Iijima，Nature，vol.354，p56(1991)。碳纳米管具有极大的长径比(其长度在微米量级以上，直径只有几个纳米或几十个纳米)，具有良好的导电导热性能，并且还有很好的机械强度和良好的化学稳定性，这些特性使得碳纳米管成为一种优良的场发射材料。因此，碳纳米管在场发射装置中的应用成为目前纳米科技领域的一个研究热点。

然而，现有场发射单元及场发射像素管是将碳纳米管线或聚集的碳纳米管作为电子发射体，而电子发射体中作为电子发射源的碳纳米管聚集在一起，在工作过程中散热不良，并且相邻的碳纳米管之间存在电场屏蔽效应，因此电子发射体的电子发射能力不够好。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种电子发射能力较强的场发射单元及场发射像素管。

一种场发射单元，其包括一荧光粉层和一阳极，该阳极包括一端面，所述荧光粉层设置在该阳极端面上，一阴极，该阴极与阳极间隔设置，该阴极包括一阴极支撑体与一电子发射体，该电子发射体一端与阴极支撑体电性连接，其中，所述电子发射体包括一碳纳米管管状结构，所述碳纳米管管状结构的一端与所述阴极支撑体电连接，所述碳纳米管管状结构的另一端向所述阳极延伸作为电子发射体的电子发射端，所述碳纳米管管状结构为多个碳纳米管围绕一中空的线状轴心组成，所述碳纳米管管状结构在电子发射端延伸出多个电子发射尖端。

一种场发射像素管，其管包括一壳体以及一场发射单元，所述场发射单元设置于壳体内，所述场发射单元包括一荧光粉层和一阳极，该阴极与阳极间隔设置，该阳极包括一端面，所述荧光粉层设置在该阳极端面上，一阴极，该阴极包括一阴极支撑体与一电子发射体，该电子发射体一端与阴极支撑体电性连接，其中，所述电子发射体包括一碳纳米管管状结构，所述碳纳米管管状结构的一端与所述阴极支撑体电连接，所述碳纳米管管状结构的另一端向所述阳极延伸作为电子发射体的电子发射端，所述碳纳米管管状结构为多个碳纳米管围绕一中空的线状轴心组成，所述碳纳米管管状结构的电子发射端延伸出多个电子发射尖端。

一种场发射像素管，其包括一壳体及多个场发射单元，所述多个场发射单元间隔设置于该壳体内，所述多个场发射单元线性排列或按一定的阵列排列，所述每一场发射单元包括一荧光粉层和一阳极，该阳极包括一端面，所述荧光粉层设置在该阳极端面上，一阴极，该阴极与阳极间隔设置，该阴极包括一阴极支撑体与一电子发射体，该电子发射体一端与阴极支撑体电性连接，其中，所述电子发射体包括一碳纳米管管状结构，所述碳纳米管管状结构的一端与所述阴极支撑体电连接，所述碳纳米管管状结构的另一端向所述阳极延伸作为电子发射体的电子发射端，所述碳纳米管管状结构为多个碳纳米管围绕一中空的线状轴心组成，所述碳纳米管管状结构的电子发射端延伸出多个电子发射尖端。

相较于现有技术，本发明所述场发射单元及场发射像素管的电子发射体为碳纳米管管状结构，可以提高电子发射体的机械强度，提高电子发射体的散热能力，并且所述碳纳米管管状结构进一步包括多个呈环状排列的电子发射尖端，可以有效减小多个电子发射尖端之间的屏蔽效应，提高电子发射体的电子发射能力，从而提高电子发射体的发射电流密度。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的场发射像素管的结构示意图。

图2是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射体的结构示意图。

图3是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射体的剖面示意图。

图4是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射体的扫描电镜照片。

图5是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射体缩口的扫描电镜照片。

图6是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射体多个电子发射尖端的扫描电镜照片。

图7是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射尖端的透射电镜照片。

图8是本发明第一实施例提供的场发射像素管中电子发射体及其线状支撑体的剖面示意图。

图9是本发明第一实施例提供的场发射像素管中碳纳米管管状结构的扫描电镜照片。

图10是本发明第一实施例提供的具有栅极体的场发射像素管的结构示意图。

图11是本发明第二实施例提供的场发射像素管的结构示意图。