使用石墨烯的电子发射设备及其制造方法技术

一种使用石墨烯的电子发射设备及其制造方法被公开。公开的电子发射设备包括：具有至少一个形成在其上的槽的金属支架；至少一个发射器板，其被设置为插入到槽中从金属支架的第一面突出并且包括发射器支撑构件和附接在发射器支撑构件上的石墨烯发射器；设置在金属支架的第一面上的绝缘层；以及栅电极，其被设置在绝缘层上并且包括栅极支撑构件和附接到栅极支撑构件上的石墨烯栅极。

Electronic emission device using graphene and method of manufacturing the same

An electronic emission device using graphene and a manufacturing method thereof are disclosed. The electron emission device comprises at least one metal stent has formed on the groove; at least one transmitter board, which is arranged to be inserted into the groove from the first surface of the metal bracket and includes a support member and a prominent transmitter attached to the transmitter transmitter support graphene components on the surface of the first; the insulating layer is arranged on the metal bracket; and a gate electrode which is arranged on the insulating layer and includes a gate support member and attached to the graphene grid support member.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用石墨烯的电子发射设备及其制造方法
本专利技术涉及电子发射设备，更具体地，涉及使用石墨烯的电子发射设备及其制造方法。
技术介绍
常规电子发射设备通过在真空中加热诸如钨丝的元件来发射热电子，或者通过向碳纳米管施加电场来发射冷电子。目前，包括使用非常薄的石墨烯作为电子发射源的石墨烯发射器的电子发射设备被研究。包括石墨烯发射器的电子发射设备可以在低电压下被驱动以获得高电流，容易被制造成大阵列结构，从而被应用于大的显示装置、照明装置、高分辨率电子显微镜等。此外，如果阳极电极由钨、铜、钼等制成，电子发射设备可以被用作X射线发生器的电子发射源。
技术实现思路
技术问题本专利技术的至少一个实施方式提供使用石墨烯的电子发射设备及其制造方法。本专利技术的有益效果根据一实施方式，由于石墨烯发射器被设置在插入到金属支架中的发射器板的边缘处，并且垂直于金属支架的顶表面被设置，所以场增强效应可以被最大化。因此，电子可以被有效地从石墨烯发射器发射。此外，由于石墨烯栅极被设置在石墨烯发射器之上，所以从石墨烯发射器发射的电子可以具有方向性地到达阳极电极而不被分散。根据本实施方式的电子发射设备可以被不同地应用于显示装置、照明装置、高分辨率电子显微镜等。另外，如果阳极电极由钨、铜、钼等制造，电子发射设备可以被实现为X射线发生器的电子发射源。此外，由于制造发射器板和栅电极的工艺简单，所以电子发射设备和电子发射设备阵列可以容易被制造。附图说明图1是根据一示例实施方式的电子发射设备的透视图。图2是图1中示出的电子发射设备的剖视图。图3是根据一示例实施方式的电子发射设备的金属支架和发射器板的透视图。图4A和4B分别示出根据一示例实施方式的电子发射设备的发射器板的前表面和后表面。图5示出根据一示例实施方式的应用于电子发射设备的变型的发射器板。图6是根据一示例实施方式的电子发射设备的栅电极的底部透视图。图7示出根据一示例实施方式的应用于电子发射设备的变型的栅电极。图8是根据另一示例实施方式的金属支架和发射器板的透视图。图9至14是用于描述根据另一示例实施方式的制造电子发射设备的方法的视图。图15至20是用于描述根据另一示例实施方式的制造发射器板的方法的视图。图21至24是用于描述根据另一示例实施方式的制造栅电极的方法的视图。图25至29是用于描述根据另一示例实施方式的制造栅电极的方法的视图。图30A示出卷型发射器板。图30B示出通过切割图30A中示出的卷型发射器板的一部分制造的发射器板。图31是根据另一示例实施方式的电子发射设备阵列的分解透视图。具体实施方式在下文中，通过参考附图解释本专利技术的实施方式，本专利技术将被详细描述。然而，本专利技术可以以多种不同形式被实现并且不应被解释为限于此处阐述的实施方式，更确切地，这些实施方式被提供使得本公开将详尽和完整，并且将向本领域普通技术人员完全传递本专利技术的构思。在图中，相同附图标记指代相同元件，并且为了清晰，元件的尺寸或厚度被夸大。还将理解，当一层被称为在另外的层或基板“上”时，它能直接在所述另外的层或基板上，或者还可以存在居间层。以下提到的层的材料仅是示例并且另外的材料也可以被使用。图1是根据一示例实施方式的电子发射设备100的透视图。图2是图1中示出的电子发射设备100的剖视图。参考图1和2，电子发射设备100包括：金属支架110、插入到金属支架110中的发射器板120、设置在金属支架110上的绝缘层130和设置在绝缘层130上的栅电极140。这里，发射器板120包括发射器支撑构件121和附接到发射器支撑构件121上的石墨烯发射器122。栅电极140包括栅极支撑构件141和附接到栅极支撑构件141上的石墨烯栅极142。金属支架110可以与发射器支撑构件121一起用作阴极电极。发射器板120被插入到金属支架110中。图3是插入到金属支架110中的发射器板120的透视图。参考图3，具有预定形状的槽110a穿透金属支架110。这里，槽110a可以被设置为在金属支架110的第一表面(例如顶表面)和第二表面(例如底表面)之间穿过。槽110a可以将以下要被描述的石墨烯发射器122调准为垂直于金属支架110的第一表面。为此，槽110a可以垂直于金属支架110的第一表面被设置。金属支架110可以包括具有优良导电性的金属材料。发射器板120被插入到金属支架110的槽110a中。这里，发射器板120被设置为从金属支架110的第一表面突出预定高度。图4A和4B分别示出发射器板120的前表面和后表面。参考图4A和4B，发射器板120包括发射器支撑构件121和附接到发射器支撑构件121上的石墨烯发射器122。发射器支撑构件121可以是在其顶部边缘处具有发射器凹槽121a的金属膜。发射器凹槽121a可以具有例如半圆形形状。然而，发射器凹槽121a不限于此并且可以具有各种形状。发射器支撑构件121支撑石墨烯发射器122。发射器支撑构件121可以与以上描述的金属支架110一起用作阴极电极。为此，当被插入到金属支架110的槽110a中时，发射器支撑构件121可以被电连接到金属支架110。与金属支架110相同地，发射器支撑构件121可以包括具有优良导电性的金属材料。石墨烯发射器122被附接到发射器支撑构件121上。具体地，石墨烯发射器122被附接到发射器支撑构件121的表面上以覆盖设置在发射器支撑构件121的顶部边缘处的发射器凹槽121a。这样，石墨烯发射器122可以被设置在发射器支撑构件121的顶部边缘处。石墨烯发射器122可以包括具有单层或多层结构的石墨烯片。图4A和4B示出在其中石墨烯发射器122被附接到发射器支撑构件121的后表面上的一示例。然而，石墨烯发射器122可以被附接到发射器支撑构件121的前表面上。如以上描述地，由于发射器板120被设置为从金属支架110的第一表面突出预定高度，所以设置在发射器支撑构件121的顶部边缘处的石墨烯发射器122可以被暴露在金属支架110的第一表面之上。图5示出根据本实施方式的应用于电子发射设备100的变型的发射器板120'。参考图5，发射器板120'包括发射器支撑构件121'和附接到发射器支撑构件121'上的石墨烯发射器122'。发射器支撑构件121'可以是格栅型金属网格。石墨烯发射器122'可以被附接到发射器支撑构件121'的表面上。在这种情况下，石墨烯发射器122'可以位于发射器支撑构件121'的顶部边缘处。石墨烯发射器122'可以包括如以上描述的具有单层或多层结构的石墨烯片。再参考图1和2，绝缘层130被设置在金属支架110的第一表面上。绝缘层130可以具有比发射器板120的从金属支架110的第一表面突出的高度更大的厚度，以这样一方式使得石墨烯发射器122和栅电极140彼此间隔开预定距离。栅电极140被设置在绝缘层130上。图4是栅电极140的底部透视图。栅电极140包括栅极支撑构件141和附接到栅极支撑构件141上的石墨烯栅极142。栅极支撑构件141可以是在其中心部分处具有栅孔141a的金属膜。栅孔141a可以位于垂直设置的石墨烯发射器122之上。栅孔141a可以具有例如圆形形状。然而，栅孔141a不限于此并且可以具有各种形状。栅极支撑构件141可以包括具有优良导电性的金属材料。石墨烯栅极14本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴相铉，李东球，金一焕，成宰庆，李昌洙，姜东秀，柳银雅，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，金乌工科大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR