[发明专利]场发射阴极装置及场发射器件

权利要求书

1.一种场发射阴极装置，包括：

一阴极电极；

一电子发射体，该电子发射体与所述阴极电极电连接；

一电子引出极，该电子引出极通过一绝缘隔离层与所述阴极电极电绝缘且间隔设置，该电子引出极具有一通孔对应所述电子发射体；

其特征在于，所述电子发射体包括多个子电子发射体，每个子电子发射体远离阴极电极的一端至电子引出极的所述通孔的侧壁的最短距离基本一致。

2.如权利要求1所述的场发射阴极装置， 其特征在于，所述每个子电子发射体远离阴极电极的一端至电子引出极的所述通孔的侧壁的最短距离的差值为0~100微米。

3.如权利要求1所述的场发射阴极装置， 其特征在于，所述电子引出极的通孔设置在电子发射体的正上方。

4.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子引出极的通孔呈现倒漏斗的形状。

5.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子引出极的通孔具有一远离所述阴极电极的第二开口及一靠近所述阴极电极的第四开口，第二开口的面积小于所述第四开口的面积。

6.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子引出极的通孔的侧壁的表面为平面、凹面或凸面。

7.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子引出极的通孔的侧壁上设置二次电子发射层。

8.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述每个子电子发射体的高度高于绝缘隔离层的厚度。

9.如权利要求5所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子发射体的高度从对应电子引出极通孔中心的位置向四周逐渐减小。

10.如权利要求9所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子发射体为一碳纳米管阵列。

11.如权利要求10所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述每个子电子发射体相互平行且向所述电子引出极的通孔内延伸。

12.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述子电子发射体远离阴极电极的一端至电子引出极的所述通孔的侧壁的最短距离为5微米至300微米。

13.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述子电子发射体的表面设置一层抗离子轰击材料，所述抗离子轰击材料包括碳化锆、碳化铪、六硼化镧中的一种或多种。

14.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子发射体包括碳纳米管、纳米碳纤维、硅纳米线或硅尖。

15.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子发射体为一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构远离阴极电极的一端由多个呈类圆锥形尖端的碳纳米管束状结构组成，每个碳纳米管束状结构的尖端至电子引出极的通孔的侧壁的最短距离基本一致。

16.如权利要求15所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述碳纳米管束状结构包括多个沿所述尖端轴向定向延伸的碳纳米管，该多个碳纳米管之间通过范德华力连接。

17.如权利要求15所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述碳纳米管束状结构的尖端包括一根突出的碳纳米管，该碳纳米管位于所述碳纳米管束状结构的中心。

18.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包括一设置于电子引出极表面的固定元件，以将该电子引出极固定于绝缘隔离层上。

19.如权利要求1所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子引出极的厚度为10微米至60微米。

20.如权利要求4所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述电子发射体进一步包括一导电体，该导电体与所述电子引出极的通孔具有基本一致的形状。

21.一种场发射器件，包括一如权利要求1至20项任一项所述的场发射阴极装置。

22.如权利要求21所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述场发射器件为场发射显示器，该场发射显示器进一步包括一阳极电极，该阳极电极表面具有一荧光粉层，所述场发射阴极装置中的电子引出极设置于所述阳极电极与所述阴极电极之间。

23.如权利要求21所述的场发射阴极装置，其特征在于，所述场发射器件为T赫兹电磁波管，该T赫兹电磁波管进一步包括：一上基板、一下基板，该上基板和下基板形成一封闭的谐振腔体；一透镜，该透镜设置于该谐振腔体的一端形成输出端，该场发射阴极装置向所述谐振腔体内部发射电子，该电子在谐振腔体内振荡，最终由输出端输出。