[发明专利]场发射电子器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种场发射电子器件，尤其涉及一种应用碳纳米管作为电子发射体的场发射电子器件。

背景技术

场发射电子器件在低温或者室温下工作，与电真空器件中的热发射电子器件相比具有功耗低、响应速度快以及低放气等优点，因此用场发射电子器件有望替代电真空器件中的热发射电子器件。

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)。碳纳米管具有极优异的导电性能、良好的化学稳定性和大的长径比，且其具有几乎接近理论极限的尖端表面积(尖端表面积愈小，其局部电场愈集中)，因而碳纳米管在场发射领域具有潜在的应用前景。目前的研究表明，碳纳米管是已知的最好的场发射材料之一，它的尖端尺寸只有几纳米至几十纳米，具有低的开启电压，可传输极大的电流密度，并且电流稳定，使用寿命长，因而非常适合作为一种极佳的点电子源，应用在场发射电子器件中作为电子发射体。

现有的场发射电子器件的电子发射体包括一碳纳米管长线。该碳纳米管长线具有一第一端以及与第一端相对的第二端，该碳纳米管长线的第一端可与一阴极电极电连接，该碳纳米管长线的第二端从阴极电极向外延伸。所述碳纳米管长线的第二端用做电子发射端。然而，所述碳纳米管长线的制备方法为将一较长的碳纳米管线机械切割后获得，因此，碳纳米管长线的电子发射端为平齐结构。该种平齐结构的电子发射端的场增强因子较小，且电子发射端处多个碳纳米管紧密结合在一起，相互之间存在电磁屏蔽效应，所以该种电子发射体的电子发射能力较差，导致该场发射器件的场发射能力较差。

发明内容

因此，确有必要提供一种具有较佳电子发射能力的场发射电子器件。

一种场发射电子器件，其包括：一绝缘基板；多个行电极间隔设置于绝缘基板的表面；多个阴极发射体设置于所述行电极表面，且呈矩阵状分布；一隔离层；多个列电极设置于隔离层的表面，该多个列电极通过隔离层支撑且与行电极绝缘；一阳极装置，该阳极装置包括一阳极玻璃基板、一阳极电极以及所述多个荧光粉区域，所述荧光粉区域对应于所述行电极和列电极相交叉的位置；所述多个阴极发射体中的每个阴极发射体均包括至少一电子发射体，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行电极电连接，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具有一中空的线状轴心，所述碳纳米管管状结构为多个碳纳米管围绕该中空的线状轴心组成，所述碳纳米管管状结构沿所述线状轴心的一端延伸出多个电子发射尖端。

一种场发射电子器件，其包括：一绝缘基板；多个行电极与列电极分别平行且等间隔设置于绝缘基板上，该多个行电极与多个列电极相互交叉设置，每两个相邻的行电极与两个相邻的列电极形成一个网格，行电极与列电极之间电绝缘；多个电子发射单元，每个电子发射单元对应一个网格设置，每个电子发射单元进一步包括间隔设置的一阴极电极与一阳极电极，且该阳极电极和阴极电极分别与上述行电极与列电极电连接，以及一阴极发射体，该阴极发射体与阴极电极电连接；所述阴极发射体包括至少一电子发射体，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电极电连接，所述碳纳米管管状结构的另一端向所述阳极电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具有一中空的线状轴心，所述碳纳米管管状结构为多个碳纳米管围绕该中空的线状轴心组成，所述碳纳米管管状结构沿所述线状轴心的一端延伸出多个电子发射尖端。