[发明专利]场发射装置

权利要求书

1.一种场发射装置，其包括：

一绝缘基底；

一电子引出电极，该电子引出电极设置于该绝缘基底的一表面；

一二次电子发射层，该二次电子发射层设置于该电子引出电极的表面；

一阴极电极，该阴极电极通过一第一绝缘隔离层与该电子引出电极间隔设置，所述电子引出电极设置在阴极电极与绝缘基底之间，该阴极电极具有一表面至少部分与该电子引出电极面对设置，该阴极电极具有一第一开口，该第一开口定义一电子出射部；

一电子发射层，该电子发射层设置在阴极电极面对该电子引出电极设置的 至少部分表面；

一栅极电极，该栅极电极与阴极电极绝缘设置，且所述阴极电极设置在电子引出极与栅极电极之间。

2.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述阴极电极具有一通孔，该通孔作为所述电子出射部。

3.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述阴极电极包括多个相隔一定距离并设置在同一平面的条状导电体，该多个条状导电体之间的间隔作为所述电子出射部。

4.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述电子发射层设置在阴极电极的表面靠近电子出射部的位置。

5.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述电子发射层至少部分与所述二次电子发射层面对设置。

6.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述第一绝缘隔离层具有一第二开口对应于所述阴极电极的第一开口设置，所述阴极电极的第一开口与第一绝缘隔离层的第二开口部分交叠设置，交叠部分定义为电子出射部。

7.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述电子发射层包括多个电子发射体，且该电子发射体为碳纳米管、纳米碳纤维以及硅纳米线中的一种或多种。

8.如权利要求7所述的场发射装置，其特征在于，所述电子发射体具有一电子发射端，且该电子发射端指向所述二次电子发射层。

9.如权利要求8所述的场发射装置，其特征在于，所述二次电子发射层表面与电子出射部相对的位置具有至少一第一突起，所述阴极电极与二次电子发射层相对的表面具有至少一第二突起，所述电子发射层设置于该至少一第二突起的表面，且所述电子发射体的电子发射端指向该至少一第一突起的表面。

10.如权利要求8所述的场发射装置，其特征在于，所述电子发射端与二次电子发射层相对于电子发射端的表面的最大距离小于电子与气体分子的平均自由程。

11.如权利要求10所述的场发射装置，其特征在于，所述电子发射端与二次电子发射层相对于电子发射端的表面的最大距离为10微米～30微米。

12.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述栅极电极设置于阴极电极远离电子引出电极的一侧，且与阴极电极之间通过一第二绝缘隔离层绝缘间隔设置。

13.如权利要求12所述的场发射装置，其特征在于，所述栅极电极为一金属栅网，且栅极电极覆盖所述电子出射部设置，且所述该金属栅网上涂敷有二次电子发射材料。

14.如权利要求12所述的场发射装置，其特征在于，所述第二绝缘隔离层具有一第三开口与所述阴极电极的第一开口对应设置，所述第三开口的内壁设置有二次电子发射材料。

15.如权利要求14所述的场发射装置，其特征在于，所述第一绝缘隔离层具有一第二开口，所述第二绝缘隔离层具有一第三开口，所述第一开口、第二开口与第三开口部分交叠设置，交叠部分定义为电子出射部。

16.如权利要求12所述的场发射装置，其特征在于，所述第二绝缘隔离层的厚度大于500微米，所述第三开口的大小沿着远离电子引出电极的方向逐渐减小。

17.如权利要求12所述的场发射装置，其特征在于，进一步包括一二次电子倍增极，该二次电子倍增极设置于所述栅极电极与第二绝缘隔离层之间，该二次电子倍增极与栅极电极之间通过一第三绝缘隔离层绝缘间隔设置，所述二次电子倍增极具有一第四开口与所述阴极电极的第一开口对应设置，所述第四开口的内壁设置有二次电子发射材料。