电子发射源制造技术

本发明专利技术涉及一种电子发射源，其包括：依次层叠设置的一第一电极，一半导体层，一绝缘层以及一第二电极，其中，所述电子发射源还包括设置于所述半导体层与所述绝缘层之间的一电子收集层，所述电子收集层为一导电层。

【技术实现步骤摘要】
电子发射源
本专利技术涉及一种电子发射源。
技术介绍
电子发射显示装置在各种真空电子学器件和设备中是不可缺少的部分。在显示
，电子发射显示装置因其具有高亮度、高效率、大视角，功耗小以及体积小等优点，可广泛应用于汽车、家用视听电器、工业仪器等领域。通常，电子发射显示装置中采用的电子发射源有两种类型：热阴极电子发射源和冷阴极电子发射源。冷阴极电子发射源包括表面传导型电子发射源、场致电子发射源、金属-绝缘层-金属（MIM）型电子发射源等。在MIM型电子发射源的基础上，人们又发展了金属-绝缘层-半导体层-金属（MISM）型电子发射源。MISM型电子发射源中增加了半导体层，以实现电子的加速，其相对于MIM型电子发射源稳定性较好。MISM型电子发射源由于电子需要具有足够的平均动能才有可能穿过第一电极而逸出至真空，然而现有技术中的MISM型电子发射源中由于电子从半导体层进入第一电极时需要克服的势垒往往比电子的平均动能高，因而造成电子发射率低。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种具有较高电子发射率的电子发射源及其制备方法。一种电子发射源，其包括：依次层叠设置的一第一电极，一半导体层，一绝缘层以及一第二电极，其中，所述电子发射源还包括设置于所述半导体层与所述绝缘层之间的一电子收集层，所述电子收集层为一导电层。与现有技术相比较，由于在所述半导体层与所述绝缘层之间设置所述电子收集层，该电子收集层可起到有效收集并储存在所述半导体层与所述绝缘层之间的电子，从而提高所述电子发射源的电子发射率。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的电子发射源的剖视图。图2是本专利技术碳纳米管膜的扫描电镜照片。图3是本专利技术多层交叉设置的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图4是本专利技术非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图5是本专利技术扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图6是本专利技术第一实施例提供的电子发射源的制备方法流程图。图7为本专利技术第二实施例提供的电子发射源的剖视图。图8为本专利技术第三实施例提供的电子发射装置的剖视图。图9是本专利技术第四实施例提供的电子发射装置的俯视示意图。图10是图9所述电子发射单元沿A-A’线的剖视图。图11是本专利技术第四实施例提供的电子发射显示器的剖视图。图12为图11所述电子发射显示器的电子发射显示效果图。图13为本专利技术第五实施例提供的电子发射装置的俯视示意图。图14为图13所述电子发射装置沿B-B’线的剖视图。图15为本专利技术第五实施例提供的电子发射显示器的剖视图主要元件符号说明电子发射源10，20第一电极101条形第一电极1010有效电子发射区域1012半导体层102电子收集层103绝缘层104第二电极105条形第二电极1050基板106汇流电极107电子发射装置300，400，600电子发射单元30，40，60行电极401列电极402电极引线403场发射显示器500，700阳极结构510玻璃基底512阳极514荧光粉层516绝缘支撑体518如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术实施例的电子发射源。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种电子发射源10，其包括：依次层叠设置的一第一电极101，一半导体层102，一电子收集层103，一绝缘层104，以及一第二电极105。所述第一电极101与所述第二电极105相对且间隔设置，所述第一电极101为所述电子发射源10的电子发射表面。所述电子发射源10可设置于一基板106的表面，所述电子发射源10的第二电极105靠近该基板106设置。本实施例中，述电子发射源10的第二电极105与该基板106的表面接触。所述基板106起到承载所述电子发射源10的作用。所述基板106的材料可选择为玻璃、石英、陶瓷、金刚石、硅片等硬性材料或塑料、树脂等柔性材料。本实施例中，所述基板106的材料为二氧化硅。所述绝缘层104设置于所述第二电极105远离所述基板106的表面，所述电子收集层103设置于所述绝缘层104远离第二电极105的表面。所述半导体层102设置于所述电子收集层103远离所述绝缘层104的表面。即，所述电子收集层103设置于所述绝缘层104与半导体层102之间。所述第一电极101设置于所述半导体层102远离所述电子收集层103的表面。所述绝缘层104起到使所述第一电极101与所述第二电极105相互绝缘的作用。所述电子收集层103起到收集并储存电子的作用。所述半导体层102起到加速电子的作用，从而使得电子具有足够的速度和能量而从第一电极101的表面逸出。所述绝缘层104的材料为氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化钽等硬性材料或苯并环丁烯(BCB)、聚酯或丙烯酸树脂等柔性材料。该绝缘层104的厚度为50纳米~100微米。本实施例中，所述绝缘层104的材料为氧化钽，厚度为100纳米。所述半导体层102设置于所述第一电极101与所述电子收集层103之间，并分别与所述第一电极101及所述电子收集层103接触设置。所述半导体层102的材料可为半导体材料，如硫化锌、氧化锌、氧化镁锌、硫化镁、硫化镉、硒化镉或硒化锌等。所述半导体层102的厚度为3纳米~100纳米。本实施例中，所述半导体层102的材料为硫化锌，厚度为50纳米。所述电子收集层103分别与所述半导体层102及绝缘层104接触设置。所述电子收集层103为一导电层。该导电层的材料可为金、铂、钪、钯、铪等金属或金属合金，也可为碳纳米管或石墨烯，或碳纳米管与上述金属形成的复合材料等。所述电子收集层103的厚度范围为10纳米~1微米。当所述电子收集层103采用碳纳米管时，所述电子收集层103可为一碳纳米管层。所述碳纳米管层为由多个碳纳米管组成的整体结构。所述碳纳米管层中的碳纳米管可以为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或多种，其长度和直径可以根据需要选择。所述碳纳米管层为一自支撑结构。所述自支撑为碳纳米管层不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身层状状态，即将该碳纳米管层置于（或固定于）间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管层能够悬空保持自身层状状态。所述碳纳米管层中的碳纳米管通过范德华力相互连接，相互接触形成自支撑结构。所述碳纳米管层中多个碳纳米管相互连接形成一网络结构。所述碳纳米管层具有多个空隙，该多个空隙从所述碳纳米管层的厚度方向贯穿所述碳纳米管层。所述多个空隙有利于电子的发射。所述空隙可为多个相邻的碳纳米管围成的微孔或者沿碳纳米管轴向延伸方向延伸呈条形的相邻碳纳米管之间的间隙。所述空隙为微孔时其孔径（平均孔径）范围为10纳米~1微米，所述空隙为间隙时其宽度（平均宽度）范围为10纳米~1微米。以下称为“所述空隙的尺寸”是指孔径或间隙宽度的尺寸范围。所述碳纳米管层中所述微孔和间隙可以同时存在并且两者尺寸可以在上述尺寸范围内不同。所述空隙的尺寸为10纳米~1微米，比如10纳米、50纳米、100纳米或200纳米等。本实施例中，所述多个空隙在所述碳纳米管层中均匀分布。所述碳纳米管层具有如前所述的空隙的图形效果的前提下，所述碳纳米管层中的多个碳纳米管的排列方向（轴向延伸方向）可以是无序、无规则，比如过滤形成的碳纳米管过滤膜，或者碳纳米管之间相互缠绕形成的碳纳米管絮状膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子发射源，其包括：依次层叠设置的一第一电极，一半导体层，一绝缘层以及一第二电极，其特征在于，还包括设置于所述半导体层与所述绝缘层之间的一电子收集层，所述电子收集层为一导电层。

【技术特征摘要】
1.一种电子发射源，其包括：依次层叠设置的一第一电极，一半导体层，一绝缘层以及一第二电极，其特征在于，还包括设置于所述半导体层与所述绝缘层之间的一电子收集层，所述电子收集层为一导电层，且所述电子收集层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层具有多个空隙，该多个空隙从所述碳纳米管层的厚度方向贯穿所述碳纳米管层。2.如权利要求1所述的电子发射源，其特征在于，所述电子收集层的厚度为10纳米～1微米。3.如权利要求1所述的电子发射源，其特征在于，所述碳纳米管层包括多个碳纳米管，所述多个碳纳米管通过范德华力相互连接形成一自支撑结构。4.如权利要求1所述的电子发射源，其特征在于，所述碳纳米管层包括碳纳米管膜、碳纳米管线或两者组合。5.如权利要求4所述的电子发射源，其特征在于，所述碳纳米管层包括一单层碳纳米管膜或多个层叠设置的碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳鹏，李德杰，张春海，周段亮，杜秉初，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11