[发明专利]场发射阴极装置及其驱动方法

权利要求书

1.一种场发射阴极装置，其包括：

一绝缘基底，该绝缘基底具有一表面；

一阴极电极，该阴极电极设置于所述绝缘基底的表面；

一第一绝缘隔离层，该第一绝缘隔离层设置于所述阴极电极的表面或绝缘基底的表面，该第一绝缘隔离层定义一第一开口，以使阴极电极的至少部分表面通过该第一开口暴露；

一电子发射层，该电子发射层设置于所述阴极电极通过第一开口暴露的表面，且与该阴极电极电连接；

一第一栅极，该第一栅极设置于所述第一绝缘隔离层表面；

其特征在于，所述场发射阴极装置进一步包括一第二绝缘隔离层和一第二栅网，该第二绝缘隔离层设置于所述第一栅极表面，且所述第二绝缘隔离层定义一第二开口，以使阴极电极的至少部分表面通过该第二开口暴露；

该第二栅网设置于所述第二绝缘隔离层表面，且所述第二栅网从第二绝缘隔离层的表面延伸至电子发射层上方，将第二开口覆盖。

2.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述场发射阴极装置进一步包括一设置于第二栅网表面的固定元件。

3.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述第一栅极为一栅网，且该栅网从第一绝缘隔离层的表面延伸至电子发射层上方，将所述第一开口覆盖。

4.如权利要求3所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述第一栅极和第二栅网均具有多个网孔，第一栅极的占空比小于或等于第二栅网的占空比，所述第一栅极的占空比与第二栅网的占空比之间的差值为0~10%。

5.如权利要求4所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述第一栅极和第二栅网均采用至少两个重叠设置的碳纳米管膜。

6.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述第一栅极和第二栅网的材料为不锈钢、钼、钨或者碳纳米管。

7.一种场发射阴极装置，其包括：

一阴极电极；

一电子发射层，该电子发射层与所述阴极电极电连接；

一第一栅极，该第一栅极通过一第一绝缘隔离层与所述阴极电极电绝缘且间隔设置，该第一栅极具有一开口对应所述电子发射层；

其特征在于，所述场发射阴极装置进一步包括一第二栅网，该第二栅网设置于所述第一栅极远离所述阴极电极一侧，该第二栅网与所述第一栅极通过一第二绝缘隔离层电绝缘且间隔设置，该第二栅网对应所述第一栅极开口处为一栅网；其中，所述阴极电极所施加的电压小于第一栅极所施加的电压，所述第二栅网所施加的电压由小于第一栅极所施加的电压直至大于第一栅极所施加的电压。

8.一种如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的场发射阴极装置的驱动方法，其包括以下步骤：

向阴极电极、第一栅极和第二栅网分别施加一电压，且阴极电极所施加的电压小于第一栅极所施加的电压，第二栅网所施加的电压小于或等于第一栅极所施加的电压，使得电子发射层将电子发射到位于第一栅极与第二栅网之间的区域；以及

使第二栅网所施加的电压大于第一栅极所施加的电压，以使位于第一栅极与第二栅网之间的区域内的电子穿过第二栅网发射出去。

9.如权利要求8所述的场发射阴极装置的驱动方法，其特征在于，所述阴极电极所施加的电压为零伏特，所述第一栅极所施加的电压为30伏特至300伏特，所述第二栅网所施加的电压为-100伏特至250伏特。

10.一种如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的场发射阴极装置的驱动方法，其包括以下步骤：

向阴极电极、第一栅极和第二栅网分别施加一电压，且阴极电极所施加的电压小于第一栅极所施加的电压，第二栅网所施加的电压小于或等于第一栅极所施加的电压，使得电子发射层将电子发射到位于第一栅极与第二栅网之间的区域；以及

提供一阳极电极，向该阳极电极施加一电压，使位于第一栅极与第二栅网之间的区域内的电子穿过第二栅网发射出去。