TWI352371B - Method for making field emission electron device - Google Patents

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1352371 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種場發射電子器件的製備方法，尤其涉 及-種基於奈米碳管的大面積場發射電子器件的製備二 法。 【先前技術】 場發射電子器件在低溫或者室溫下工作，盘電真空器 二=射電子器件相比具有能耗低、回應速度快以及 低放虱等優點，故以用場發射電子器件有望替代 件中的熱發射電子器件。大面積場發射電子器件在平板顯 =等裝置中有著廣闊的應用前景，故，製備大面積場發 射電子器件成為目前研究的一個熱點。 請參閱圖i，先前技術t提供一種大面積場發射電子 器件酬，包括-絕緣基底繼，複數個電子發射單元12〇 j = 1Q2上’以及複數個行電極引線104與 複數個列電極引線⑽設置於該絕緣基底搬上。立中， 所述的複數個行電極引線104與複數個列電極引線⑽分 別t订且等間搞設置於絕緣基底102上，而且，在行電極 ^線綱與列電極引線⑽交又處由一介質絕緣層116隔 以防止短路。每兩個相鄰的行電極引線與兩個相 :列電極引線106形成一網格118，且每個網格ιΐ8定 位:個電子發射單元12〇。每個電子發射單元12〇與一個 1 設置。每個電子發射單元120包括-行電極 ” 4電極U2以及一電子發射體1〇8設置於該行電 1352371. 1 極110與列電極112上。該行電極110與列電極112對應 且間隔設置。該電子發射體108兩端分別與行電極110和 '列電極I12電連接。每個行電極110分別與其對應的行電 極引線104電連接，每個列電極112分別與其對應的列電 極引線106電連接。所述的電子發射體1〇8包括一電子發 射區114 (請參見，表面傳導電子發射顯示技術進展，液 晶與顯示，V21，P226-231 ( 2006))。 先刖技術中，製備上述大面積場發射電子器件1〇〇具 體包括以下步驟：提供一絕緣基底1〇2，並在該絕緣基底 102上製備複數個行電極引線1〇4與列電極引線且複 數個行電極引線104與複數個列電極引線1〇6相互交又形 成網絡，每兩個相鄰的行電極引線1〇4與每兩個相鄰的列 電極引線106交叉形成一網格ι18 ;在每個網格118中製 備一行電極110與一列電極112，且行電極n〇與列電極 112間隔設置；採用噴墨裝置以一滴或多滴的方式向每兩 鲁個對應的行電極110與列電極112上施加包含待形成導電 膜的初始材料的液體，形成初始膜；對初始膜進行加熱， 开；成一導電薄膜作為電子發射體1〇8 ;以及，對上述導電 薄膜進行啟動或賦能處理，形成一電子發射區114，從而 得到一大面積場發射電子器件。其中，所述的對導電 薄膜進行啟動或賦能處理通過在兩個對應的行電極11〇與 列電極112之間施加一電壓實現。當電流過導電薄膜時， 造成導電薄膜局域被毀壞或變形，從而形成一電子發射區 114。然而，先前技術中，必須對製備的電子發射體1〇8， 即導電薄膜進行啟動或賦能處理，該方法工藝較為複雜。 2 ’採用先讀術“電子發射體⑽， =射區m的位置，即電子發射區ιΐ4的形餘 機性，從而會影響電子發射的均勻性。 ，、有隨 有鑒於此，提供一種工藝簡單 發射電子器件的製備方法實為必要。-的大面積、 【發明内容】 -種場發射電子器件的製備方法，其包括以. =絕緣基底；在該絕緣基底上分別製備複數個平行且 行電極引線與複數個列電極引線，該複數個 二電極引線與列電極引線交又設置興誠網絡，每兩個相鄰 H極引線與每兩個相鄰的列電極引線相互交叉形成一 在上述、遇緣基底上製備複數個陽極電極與複數個卜 極電極，在每個網格令間隔設置一陽極電極與一陰極； 極；形成一奈米碳管薄膜結構覆蓋於上述設置有電極和電 極引線的絕緣基底上，該奈米碳管薄膜結構巾的奈米碳管 的排列方向從陰極電極向陽極電極延伸；切割奈米碳管薄 膜結構，使陽極電極與陰極電極之間的奈米碳管薄膜結構 斷開’形成複數個平行_的奈米碳管長_定於陰極電 極上作為陰極發射體，從而得到一場發射電子器件。 相較于先前技術，所述場發射電子器件的製備方法 中，通過鋪設奈米碳管薄膜結構，然後切割該奈米碳管薄 膜製備陰極發射體，無需對陰極發射體啟動或賦能處理的 過程，工藝簡單。而且，切割該奈米碳管薄膜製備的陰極 發射體位於陽極電極與陰極電極之間的位置相同，故，該 1352371. 場發射電子器件發射的電子均勻性好。 【實施方式】 以下將結合附圖對本技術方案作進一步的詳細說明。

請參閱圖2及圖3，本技術方案實施例提供—種場發 射電子器件200的製備方法，具體包括以下步驟： X 步驟一’提供一絕緣基底2〇2。 所述的絕緣基底202為一絕緣基板，如陶瓷絕緣基 #板、玻璃絕緣基板、樹脂絕緣基板、石英絕緣基板等。ς 緣基底202大小與厚度不限，本領域技術人員可以根據實 際需要選擇。本實施例中’絕緣基底观優選為_玻璃絕 緣基板，其厚度為大於丄毫米，邊長大於i厘米。 步驟二，在該絕緣基底202上分別製備複數個平行且 等間隔設置的行電極引線綱與列電極引線2〇6， 個行電極引線204與列電極引線2〇6 $又設置形成網絡， 每兩個相鄰的行電極引線綱與每兩個相鄰的列電極 • 206相互交又形成一網格214。 所述製備複數個行電極引線204與複數個列電極引 206可以通過綵網印刷法、㈣法或蒸鐘法等方法實現。 可以理解’在製備過程中，可以通過上述製備方法控制， 使=述複數個行電極引線綱與複數個列電極引線2〇^ 又置同時，需確保行電極引線204與列電極引锿 之間電絕緣，形成可尋址電路，以便於在不同行 綱與列電極引線206之間施加可定址電塵。本實施例中 知用絲網印刷法製備複數個行電極引線綱與複數個列屬 1352371 極引線206，其具體包括以下步驟： ： 首先，採用絲網印刷法在絕緣基底202上印刷複數個 ' 平行且等間隔設置的行電極引線204。 其次，採用絲網印刷法在行電極引線204與待形成的 列電極引線206交叉處印刷複數個介質絕緣層216。 最後，採用絲網印刷法在絕緣基底202上印刷複數個 平行且等間隔設置的列電極引線206，且複數個行電極引 φ線204與複數個列電極引線206相互交叉形成複數個網格 214 ° 可以理解，本實施例中，也可以先印刷複數個平行且 等間隔設置的列電極引線206，再印刷複數個介質絕緣層 216，最後印刷複數個平行且等間隔設置的行電極引線 204，且複數個行電極引線204與複數個列電極引線206 相互交叉形成複數個網格214。 本實施例中，該複數個行電極引線204與複數個列電 鲁極引線206的行距和列距為300微米〜500微米。該行電極 引線204與列電極引線206的交叉角度為10度到90度， 優選為90度。該行電極引線204與列電極引線206的寬度 為30微米〜100微米，厚度為10微米~50微米。 本實施例中，通過絲網印刷法製備行電極引線204與 列電極引線206的材料為導電漿料。該導電漿料的成分包 括金屬粉、低熔點玻璃粉和粘結劑。其中，該金屬粉優選 為銀粉，該粘結劑優選為松油醇或乙基纖維素。該導電漿 料中，金屬粉的重量比為50~90%，低熔點玻璃粉的重量 11 1352371 比為2〜10%，粘結劑的重量比為10〜40%。 : 步驟三，在上述絕緣基底202上製備複數個陽極電極 ' 210與複數個陰極電極212,在每個網格214中間隔設置一 陽極電極210與一陰極電極212。 製備複數個陽極電極210與陰極電極212可以通過絲 網印刷法、濺射法或蒸鍍法等方法實現。本實施例中，採 用絲網印刷法按照預定圖案製備複數個陽極電極210與陰 |極電極212。同時，使陽極電極210與陰極電極212分別 與行電極引線204與列電極引線206電連接。可以理解， 本實施例中，可以將同一列的陰極電極212與同一列電極 引線206電連接，同一行的陽極電極210與同一行電極引 線204電連接；也可以將同一列的陽極電極210與同一列 電極引線206電連接，同一行的陰極電極212與同一行電 極引線204電連接。每個網格214中的陽極電極210與陰 極電極212製備成完全相同的圖形以及位置。每一個網格 _ 214中等間隔設置一個陽極電極210與一陰極電極212。該 陽極電極210與陰極電極212之間保持一間距，用於設置 陰極發射體208。 本實施例中，所述陽極電極210與陰極電極212的長 度為100微米〜400微米，寬度為30微米〜100微米，厚度 為10微米~100微米。所述每個網格214中的陽極電極210 與陰極電極212之間的間距為150微米〜450微米。本實施 例中，所述陽極電極210與陰極電極212的長度優選為150 微米，寬度優選為50微米，厚度優選為50微米。其中， 12 1352371 該陽極電極210盘降搞蕾权

，、陰極電極212的厚度大於上述行電極 線204與列電極引線 丁冤極弓I 太半心_ 厚度，以利於後續步驟中設置 I 2:: 述陽極電極210與陰極電極212的材料 為導電漿料’其成分與上述行電極引線綱 206的材料成分相同。 』电則1綠 步驟四’製備至少一奈米碳管薄膜。 該奈米，管薄膜的製備方法具體包括以下步驟： 提供τ'米碳官陣列，優選地，該奈米碳管陣 列為超順排奈米碳管陣列。 本實施例中’奈米碳管陣列的製備方法採用化學氣相 沈積法，其具體步驟包括：（a)提供一平整基底，該基底 可選用P型或N型石夕基底，或選用形成有氧化層的石夕基 底，本實施例優選為採用4英寸的石夕基底；⑴在基底表 面均勻形《冑化劑詹，該催化劑層材料可選用鐵（以）、 鈷（Co)、鎳（Ni)或其任意組合的合金之一；（c)將上 ♦述形成有催化_的基底在以帆的空氣中退火約 30二分鐘〜90分鐘；（d)將處理過的基底置於反應爐中在 保護氣體環境下加熱到5〇(rc〜74(rc，然後通入碳源氣體 反應約5分鐘〜30分鐘，生長得到奈米碳管陣列，其高度 大於100微米。該奈米碳管陣列為複數個彼此平行且垂^ 於基底生長的奈米碳管形成的純奈米碳管陣列。該奈米碳 管陣列與上述基底面積基本相同。通過上述控制2長條 件，該超順排奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定型 碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。 13 i 1352371· 本實施例中碳源氣可選用乙炔、乙烯、曱烷等化學性 .質較活潑的碳氫化合物，本實施例優選的碳源氣為乙炔； .保護氣體為氮氣或惰性氣體，本實施例優選的保護氣體為 氬氣。 … 可以理解，本實施例提供的奈米碳管陣列不限於上述 製備方法。本實施例提供的奈米碳管陣列中的奈米碳管為 單壁奈米碳管'雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或 φ多種。其中，該單壁奈米碳管的直徑為〇 5奈米〜5〇奈米， 該雙壁奈米碳管的直徑為10奈米〜50奈米，該多壁奈米 碳管的直徑為1.5奈米〜50奈米。 其次，採用一拉伸工具從奈米碳管陣列中拉取獲得一 奈米碳管薄膜。 該奈米碳管薄膜的製備具體包括以下步驟：（a)從上 述奈米碳管陣列中選定一定寬度的複數個奈米碳管片斷， 本實施例優選為採用具有一定寬度的膠帶接觸奈米碳管陣 •列以選定一定寬度的複數個奈米碳管束；（b)以一定速度 /σ基本垂直于奈米碳管陣列生長方向拉伸複數個該奈米碳 官束’以形成一連續的奈米碳管薄膜。 在上述拉伸過程中，該複數個奈米碳管束在拉力作用 下沿拉伸方向逐漸脫離基底的同時，由於凡德瓦而力作 用，該選定的複數個奈米碳管束分別與其他奈米碳管束首 尾相連地連續地被拉出，從而形成一奈米碳管薄膜。所述 奈米碳管薄膜包括複數個首尾相連且擇優取向排列的奈米 石反官束，相鄰的奈米碳管束之間通過凡德瓦而力連接。該 1352371 . 不未碳管束包括複數個長度相等且相互平行排列的奈米碳 官，相鄰奈米碳管之間通過凡德瓦而力連接，且奈米碳管 -的排列方向基本平行于奈米碳管薄膜的拉伸方向。 可以理解，本實施例中，該奈米碳管薄膜的寬度與奈 米石岌管陣列所生長的基底的尺寸有關，該奈米碳管薄膜的 長度不限，可根據實際需求制得。本實施例中採用4英寸 的基底生長超順排奈米碳管陣列，所製備的奈米碳管薄膜 #的寬度為0.01厘米〜1〇厘米，厚度為1〇奈米〜1〇〇微米。 可以理解’虽採用較大的基底生長超順排奈米碳管陣列 時，可以得到更寬的奈米碳管薄膜。 由於本實施例製備的超順排奈米碳管陣列中的奈米碳 管非常純淨，且由於奈米碳管本身的比表面積非常大，故， 該奈米碳管薄膜本身具有較強的粘性。 步驟五，將至少一上述奈米碳管薄膜鋪設覆蓋於上述 設置有電極和電極引線的絕緣基底2〇2上形成一奈米碳管 i薄膜結構’且奈米碳管薄膜結構中的奈米碳管的排列方向 從陰極電極212向陽極電極21〇延伸。 可以理解，所述將至少一上述奈米碳管薄膜設置於上 述設置有電極和電極引線的絕緣基底2〇2上的步驟可以為 直接將至少一奈米碳管薄膜鋪設覆蓋於上述設置有 電極引線的絕緣基底202上形成一奈米碳管薄膜結構，或 先將至少一上述奈米碳管薄膜製備成一自支撐的奈米碳管 薄膜結構，再將該自支撐的奈米碳管薄膜結構設置於上述 設置有電極和電極引線的絕緣基底2〇2上，使該奈米碳管

15 薄膜結構將絕緣基底2D9 μ aa恭j·*· * 底202上的電極和電極引線完全覆蓋。 有電椏：直接將至少一奈米碳管薄膜鋪設覆蓋於上述設置 '!=Γ線的絕緣基底2°2上形成-奈米碳管薄膜 直接將至少一奈米碳管薄膜鋪設覆蓋 個叹置有電極和電極引線的絕緣基底202i，通過盆 面電極212與陽極電 於不米碳管薄膜本身具有良好的導電性，故，盘陰 電極212和陽極電極21〇實現電連接。可以理解，； 場發射電子器件_時，本實施例中還可以將至 奈米碳管薄财行且無間__設覆蓋於上述設 =電極和電極引線的絕緣基底202上，形成一奈米碳管 重最:構。進一步’還可以將至少兩個奈米碳管薄膜直接 且舖设，或平行^無間隙排列和重疊較於上述設置有 2和電極引線的絕緣基底202上，形成一奈米碳管薄膜 1。本實施例中，要確保該奈米碳管薄膜結構中的奈米 反S的排列方向相同’且奈米碳管的排列方向從陰極電極 212向陽極電極21〇延伸。本實施例中，由於在後續步騾 中要將不米碳f薄膜結構加工成複數個平行且等間隔排列 的不米妷管長線，因此，奈米碳管薄臈的層數不易太多， 優選為1〜5層。 可以理解’為了將該奈米碳管薄膜結構更牢固的固定 於陰極f極212之上，並更有效的與陰極電極212電連接， 將至少一奈米碳管薄膜鋪設覆蓋於整個設置有電極和電極 引線的絕緣基底202上形成一奈米碳管薄膜結構之前，還 16 < S ) 1352371. 可以先在陰極電極212上塗敷一層導電勝。 本實施例還可進一步使用有機溶劑處理上述夺其 薄膜結構。具體的，可通過試管將有機溶劑滴落在所二 米碳管薄膜結構表面浸满整個奈米碳管薄膜結構。不 也可將奈米碳管薄膜結構體整個浸入盛有有機溶劑的容器 令浸潤。該有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、甲 丙嗣、二氣乙燒或氯仿，本實施例中優選採用乙醇。註太 $碳管薄臈經有機溶劑㈣處理後，在揮發性有機溶^ 表面張力的作用下，奈米碳管薄膜結構中的: ^片斷會部分聚集成奈米碳管束，因此，該奈米碳；= 積比小，難降低，且具有良好的機械強度及物性， 應用有機溶劑處理後的奈米碳管薄膜性能更加優異。 太所述先將至少-上述奈米碳管薄膜製備成一自支樓的 膜結構，再將該奈米碳管薄膜結構設置於上述 α置有電極和電極引線的絕緣基底加 以下步驟：提供一支撐體；將？,,、初太㈣八體匕括 於并 奈米碳管薄膜粘附 支樓體外多餘的奈米碳管薄臈，形 =奈米碳讀膜結構；採用有機溶劑處理上述奈米碳管 支=取:有機溶劑處理後的奈米碳管薄膜結構從上述 Ϊ = 並鋪設覆蓋於上述設置有電極和電極引線 兩個可以理解’本實施例令還可以將至少 不未奴f薄膜平行且無間隙排列 撐體上，形成一太氺π其贫 里且领·»又π又 構令的奈米碳管:列構。所述奈米碳管薄膜結 排列方向相同。將有機溶劑處理後的奈米 17 < S ) 1352371 碳官薄膜結構從上述支撐體上取下，並鋪設覆蓋於上述設 .^電極和電極引線的絕緣基底202上時，要確該保奈米 碳管薄膜結構令的奈米碳管排列方向從陰極電極212向陽 極210延仲。本實施例中，由於在後續步驟中要將奈 $碳官薄膜結構加工成複數個平行且等間隔排列的奈米碳 管長線，因此，奈米碳管薄膜結構的層數不易太多，優選 為1〜5層。 • 本實施例尹，該支撐體的大小可依據實際需求確定。 上述支撐體可選用-基板或框架，上述奈米碳管薄膜可利 用其本身的粘性直接粘附於基板或框架上。奈米碳管薄膜 粘附在基板或框架上，基板或框架外多餘的奈米碳管薄膜 部分可以用小刀刮去。該奈米碳管薄膜結構經有機溶劑浸 潤處理後，在揮發性有機溶劑的表面張力的作用下，奈米 碳管薄膜結構_的平行的奈米碳管片斷會部分聚集成奈米 碳管束。而且，使得奈米碳管薄膜結構粘性降低，具有良 癱好的機械強度及韌性，容易從支撐體上取下，得到一自支 撐的奈米碳管薄膜結構。 本實施例令，將自支撐的奈米碳管薄臈結構鋪設覆蓋 於上述設置有電極和電極引線的絕緣基底202上之前，可 以先在陰極電極212表面塗敷一層導電膠，以利於更牢固 的將奈米碳管薄膜結構固定於陰極電極212上，並與陰極 電極212有效電連接。 本實施例t，可進一步包括採用絲網印刷法製備一固 定電極（圖中未顯示）設置於陰極電極212之上，該固定電 18 1352371 定於固定電極與陰極電極 極將奈米碳管薄膜結構牢固的固 212之間。 步驟'、’切割奈米碳管薄膜結構，使陽極電極210與 陰極電極212之間的奈米碳管薄膜結構斷開，形成複數個 平订排列的奈米碳管長線固定於陰極電極21 發射體施，從而得到一場發射電子器件200。 所述刀。J不米碳官薄膜結構的方法為雷射燒姓法、電 籲子束掃描法或加熱_法。本實_巾，優選㈣雷射燒 姓法切割奈求碳管薄膜結構，具體包括以下步驟： 首先採用一疋寬度的雷射光束沿著每個行電極引線 204進行掃描’去除不同行的電極之間的奈米碳管薄膜結 構，使得留下的奈米碳管薄膜結構僅設置于同一行的陰極 電極犯與陽極電極21〇之上。其中，所述雷射光束的寬 度等於，於相鄰兩行的陰極電極212之間的行間距離。 八；人採用疋寬度的雷射光束沿著每個列電極引線 〇6進行掃& ’去除列電極引線施與相鄰陽極電極 之間的不来碳f薄膜結構，並使得同一網格214巾的陰極 電極212與陽極電極21〇之間的奈米碳管薄膜結構與陽極 電極210斷開。該步驟中，在奈来碳管薄膜的斷裂處會形 成複數個電子發射端222，且電子發射端222與陽極電極 ㈣之間形成一間隔。其中，所述雷射光束的寬度大於列 電極引線206與相鄰陽極電極21〇之間的距離。 可以理解，上述採用雷射燒蝕法切割奈米碳管薄膜結 構的方法還可以通過較窄的雷射光束多次掃描實現。 19 1352371 . 由於該奈米碳管薄膜結構經有機溶劑浸潤處理後，在 揮發性有機溶劑的表面張力的作用下，奈米碳管薄獏结構 中的平行的奈米碳管片斷會部分聚集收縮成奈米碳管^， 且奈米碳管束首尾相歧向排列，故，採用f射燒钱法切 割奈米碳官薄膜結構後，在陽極電極21〇與陰極電極 之間形成複數個平行且等間隔排列的奈米碳管長線 極發射體208。 w # 可以理解，本實施例中，還可以先採用寬度的雷 射光束沿著每個列電極引線襄進行掃插，去除列電極引 線206與相鄰陽極電極21〇之間的奈米碳管薄膜結構，並 使得同-網格214中的陰極電極212與陽極電極21〇 的奈米碳管薄膜結構與陽極電極21〇斷開；再採用 度的雷射光束沿著每個行電極引線施進行掃描去除不 同行的電極之間的奈米碳管薄膜。 桊貫施例中

--------- 上述切割奈米碳管薄膜結構的方法可以 2氣環㈣其他含氧的環境下進行1用雷射燒餘法去 除多餘的奈米碳管，雷射功率與掃描速度可以根據實際情 二ΙΓϊγ。本J施例中’優選地’所用的雷射光束的功率為 10〜50瓦’掃描速度為10〜⑽〇毫米/分鐘。所述雷射光束 的寬度為100微米〜400微米。 本實施例中、，還可以先將至少一上述奈米 厌g 4膜扠置於上述絕緣基底2〇2上形成一太 算 ，構，且該奈米碳管薄膜結構將該絕緣基底:^，再 在該奈米碳管薄膜結構上製備電極引線以及電極，最後； 20 c S ) 1352371 切割奈米碳管薄膜結構形成一場發射電子器件200。該方 ' 法製備的場發射電子器件200中，陰極發射體208與絕緣 基底202接觸設置。 本實施例中，採用絲網印刷法製備大面積場發射電子 器件200的電極和電極引線，且通過雷射燒蝕法切割和去 除奈米碳管薄膜製作陰極發射體208,無需對陰極發射體 208啟動或賦能處理的過程，步驟簡單，易於操作，成本 φ較低。而且，切割該奈米碳管薄膜製備的陰極發射體208 位於陽極電極210與陰極電極212之間的位置相同，故， 該場發射電子器件200發射的電子均勻性好。 請參閱圖3,本技術方案實施例進一步提供一種場發 射電子器件200,包括一絕緣基底202,複數個電子發射單 元220設置於該絕緣基底202上，以及複數個行電極引線 204與複數個列電極引線206設置於該絕緣基底202上。 所述複數個行電極引線204與列電極引線206分別平行且 •等間隔設置於絕緣基底202上，且，在行電極引線204與 列電極引線206交叉處由一介質絕緣層216隔離，以防止 短路。每兩個相鄰的行電極引線204與兩個相鄰的列電極 引線206形成一網格214，且每個網格214定位一個電子 發射單元220。 所述複數個電子發射單元220對應設置於上述網格 214中，且每個網格214中設置一個電子發射單元220。每 個電子發射單元220包括一陽極電極210與一陰極電極 212，以及一陰極發射體208。該陽極電極210與陰極電極 21 1352371 . 212對應且間隔設置。該陰極發射體208設置於陽極電極 .210與陰極電極212之間，且，陰極發射體2〇8 一端與陰 極電極212電連接，另一端指向陽極電極21〇。該陰極發 射體208與絕緣基底202間隔設置或設置於絕緣基底202 上。本實施例中’同一行的電子發射單元22〇中的陽極電 極210與同一行電極引線2〇4電連接，同一列的電子發射 單元220中的陰極電極212與同一列電極引線206電連接。 _ 所述陰極發射體208包括複數個平行且等間隔排列的 奈米兔管長線，每個奈米碳管長線的一端與陰極電極2工2 電連接，另一端指向陽極電極210,作為電子發射體218 的電子發射端222。該電子發射端222與陽極電極210之 間的距離為1〇微米〜200微米。該陰極發射體2〇8 一端與 陰極電極212的電連接方式可以為通過一導電膠電連接， 也可以通過分子間力或者其他方式實現。該奈米碳管長線 的長度為200微米〜400微米，且相鄰的奈米碳管長線之間 的間距為1奈米〜1〇〇奈米。該奈米碳管長線中包括複數個 首尾相連且擇優取向排列的奈米碳管束，相鄰的奈米碳管 束之間通過凡德瓦而力連接。該奈来碳管束中包括複數個 平行且緊密排列的奈米碳管。所述奈米碳管長線中的奈米 厌k為單壁、雙壁或多壁奈米碳管。所述奈米碳管的長度 範圍為10微米〜100微米，且奈米碳管的直徑小於15奈米。 θ綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法 提出專射請m所述者僅為本發明之較佳實施例， 自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝 22 (S ) 1352371 之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵 蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為先前技術中的場發射電子器件的俯視圖。 圖2為本技術方案實施例的場發射電子器件的製備方 法流程圖。 圖3為本技術方案實施例的場發射電子器件的俯視 圖。 【主要元件符號說明】 場發射電子器件 100, 200 絕緣基底 102, 202 行電極引線 104, 204 列電極引線 106, 206 電子發射體 108, 218 行電極 110 列電極 112 電子發射區 114 介質絕緣層 116, 216 網格 118, 214 電子發射單元 120, 220 陰極發射體 208 陽極電極 210 陰極電極 212 電子發射端 222 23

Claims (1)

1352371 · 十、申請專利範圍 h -種場發射電子器件的製備方法，其包括以下步 . 提供一絕緣基底； . 在該絕緣基底上分別製備複數個平行且等間隔 的行電極引線與列電極引線，該複數個行電極引線虚 列電極引線交又設置興誠網絡，每兩個相鄰的行電極 引線與每兩個相鄰的列電極引線相互交又形成一網 I 格； 在上述絕緣基底上製備複數個陽極電極與複數個陰 極電極，且每個網格中間隔設置所述一陽極電極與: 陰極電極； /' 形成-奈米碳管薄膜結構覆蓋於上述設置有電極和 電=線的絕緣基底上，該奈米碳管薄臈結構中的奈 米碳官的排列方向從陰極電極向陽極電極延伸； • 十刀割奈米碳管薄臈結構’使陽極電極與陰極電極之間 的奈米碳管薄膜結構斷開，开)成複數個+行排列的奈 j碳管長線©定於陰極電極上作為陰極發射體，從二 得到一場發射電子器件。 2·如申請專利範圍第i項所述的場發射電子器件的製備 方法八中，所述製備行電極引線與列電極引線，以 及製備陰極電極與陽極電極的方法包括絲網印刷 法、濺射法或蒸鍍法。 •如申明專利範圍第1項所述的場發射電子器件的製備 方法，其中，所述製備複數個平行且等間隔設置的行 24 1352371 · 電極引線與列電極引線的步驟具體包括以下步驟：在 絕緣基底上印刷複數個平行且等間隔設置的行電極 引線；在行電極引線與待形成的列電極引線交叉處印 刷複數個介質絕緣層；在絕緣基底上印刷複數個平行 且等間隔設置的列電極引線。 4·如申請專利範圍第1項所述的場發射電子器件的製備 方法，其_，所述形成一奈米碳管薄膜結構覆蓋於上 述設置有電極和電極引線的絕緣基底上的步驟具體 包括以下步驟：製備至少一奈米碳管薄膜；將該至少 一奈米碳管薄膜沿著從陰極電極向陽極電極延伸的 方向直接鋪設於設置有電極和電極引線的絕緣基底 上’形成一奈米碳管薄膜結構。 5.如申請專利範圍第4項所述的場發射電子器件的製備 方法，其中，所述形成一奈米碳管薄臈結構覆蓋於上 述設置有電極和電極引線的絕緣基底上的步驟進一 步包括以下步驟：將至少兩個奈米碳管薄膜平行且無 間隙排列或/和重疊鋪設於設置有電極和電極引線的 絕緣基底上’形成一奈米碳管薄膜結構。 6’如申請專利範圍第5項所述的場發射電子器件的製備 方法，其117，所述形成一奈米碳管薄膜結構覆蓋於上 述設置有電極和電極引線的絕緣基底上的步驟進一 步包括採用有機溶劑處理該奈米碳管薄膜結構的 驟。 ' 7.如申請專利範圍第i項所述的場發射電子器件的製備 25 1352371 . 方法，其中，所述形成一奈米碳管薄膜結構覆蓋於上 述設置有電極和電㈣線的絕緣基底上的步驟具體 包括以下步驟：製備至少一奈米碳管薄膜；提供一支 樓體；將至少-個奈米碳管薄膜枯附於該支樓體表 面，並去除支稽體外多餘的奈米碳管薄膜，形成一奈 米碳管薄膜結構；採用有機溶劑處理上述奈来碳管^ 膜結構；將有機溶劑處理後的奈米碳管薄膜結構從上 =支撐體上取下’並鋪設於上述設置有電極和電極引 線的絕緣基底上。 8·如申請專利範圍第7項所述的場發射電子器件的製備 =番：令’所述形成一奈米碳管薄膜結構覆蓋於上 =有電極和電極引線的絕緣基底上的步驟進一 =以下步驟：將至少兩個奈米 = 和重叠鋪設於支撐體表面，形成一奈米碳 9·製 所述的場發射電子器件的 管排列方向相同。米碳管薄膜結構中的奈米碳 IC第4或7項所述的場發射電子器件的 包括以下’所述製備奈米碳管薄_步驟具體 上二：：提供一奈米碳管陣列形成於-基底 邊伸工具從該奈米碳管陣列中拉取獲得一 方向定向排列。反管薄膜中的奈米碳管沿拉伸 26 (S ) 1352371 . 請專㈣㈣1G韻述的場發射電子器件的製 .，其巾’所❹取祕奈米碳管賴的步驟具 i括以下步驟·從上述奈米碳管陣列中選定一定寬 度的複數個奈米碳管片斷；沿垂直于奈米碳管陣列生 ί方？？伸該複數個奈米碳管片斷，以形成-連續的 不米厌g薄膜，且該奈米碳管薄膜中的奈米碳管沿同 一方向擇優取向排列。 • 12·,申請專利範圍第6或7項所述的場發射電子器件的 裳備方法’其令’所述採用有機溶劑處理該奈来碳管 :膜、:構的步驟為通過試管將有機溶劑滴落在所述 '丁、米石反f薄膜結構表面浸潤整個奈米碳管薄膜結構 f將奈米碳管賴結構整個浸人盛有有機溶劑的容 益中浸濁。 A如申請專利範圍第12項所述的場發射電子器件的製 | 備方法’其中，所述有機溶劑為揮發性有機溶劑，如 乙醇、甲醇、丙酮、二氣乙烧或氣仿。 14·如申請專利範圍第1項所述的場發射電子器件的製備 方=，其中，所述形成一奈米碳管薄膜結構覆蓋於上 述設置有電極和電極引線的絕緣基底上的步驟進一 步包括製備一固定電極於陰極電極之上的步驟。 15.如申請專利範圍第工項所述的場發射電子器件的製備 方法，其中，所述切割奈米碳管薄膜結構的方法包括 雷射燒触法、電子束掃描法或加熱溶斷法。 如申印專利範圍第15項所述的場發射電子器件的製 27 (S ) 丄352371 权、以’所述切割奈米碳管薄膜結構的步驟具 以下步驟：採用—定寬度的雷射光束沿著每個 引線進行掃描，去除不同行的電極之間的奈米 反目/膜、巾構，使得留下的奈米碳管薄膜結構僅設置 于同一行的陰極電極與陽極電極之上；採用一定寬度 的雷射光束沿著每個列電極引線進行掃描，去除列電 極=線與相鄰陽極電極之間的奈米碳管薄膜結構，並 使知同網格中的陰極電極與陽極電極之間的奈米 碳管薄膜結構與陽極電極斷開。 如申明專利範圍第16項所述的場發射電子器件的製 備方法’其中，所述雷射光束的寬度為100微米〜400 微米。 18’如申請專利範圍第16項所述的場發射電子器件的製 備方法’其中’所述雷射光束的功率為10〜50瓦。 .如申請專利範圍第16項所述的場發射電子器件的製 備方法’其中’所述雷射光束掃描的速度為10〜100 毫米/分鐘。 28