場(chǎng)發(fā)射陰極裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】一種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其包括：一絕緣基底；一陰極電極設(shè)置于所述絕緣基底的表面；一第一絕緣隔離層設(shè)置于所述陰極電極的表面或絕緣基底的表面，該第一絕緣隔離層定義一第一開(kāi)口；一電子發(fā)射層設(shè)置于所述陰極電極通過(guò)第一開(kāi)口暴露的表面，且與該陰極電極電連接；一第一柵極設(shè)置于所述第一絕緣隔離層表面；一第二絕緣隔離層設(shè)置于所述第一柵極表面，且所述第二絕緣隔離層定義一第二開(kāi)口，以使陰極電極的至少部分表面通過(guò)該第二開(kāi)口暴露；一第二柵網(wǎng)設(shè)置于所述第二絕緣隔離層表面，且所述第二柵網(wǎng)從第二絕緣隔離層的表面延伸至電子發(fā)射層上方，以將第二開(kāi)口覆蓋。本發(fā)明還涉及所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
【專利說(shuō)明】場(chǎng)發(fā)射陰極裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置通常包括一絕緣基底；一設(shè)置于該絕緣基底上的陰極電極；多個(gè)設(shè)置于陰極電極上的電子發(fā)射體；一設(shè)置于該絕緣基底上的絕緣隔離層，所述絕緣隔離層具有通孔，所述電子發(fā)射體通過(guò)該通孔暴露，以使電子發(fā)射體發(fā)射的電子通過(guò)該通孔射出；以及一柵極，所述柵極設(shè)置于絕緣隔離層表面，用于使電子發(fā)射體發(fā)射電子。當(dāng)所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置工作時(shí)，向陰極電極施加一低電位，向柵極施加一高電位，以使所述電子發(fā)射體發(fā)射出電子。所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置應(yīng)用于場(chǎng)發(fā)射電子器件時(shí)，在遠(yuǎn)離柵極處設(shè)置一陽(yáng)極電極。所述陽(yáng)極電極提供一陽(yáng)極電場(chǎng)，以對(duì)發(fā)射的電子進(jìn)行加速。
[0003]然而，采用所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的場(chǎng)發(fā)射電子器件在工作時(shí)，由于柵極通常具有一開(kāi)口以使電子發(fā)射體暴露，電子發(fā)射體中的電子被吸引出來(lái)后，將直接穿過(guò)柵極的開(kāi)口打向陽(yáng)極電極，因此，該電子向陽(yáng)極電極的發(fā)射很難控制，導(dǎo)致電子發(fā)射既不均勻又不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，確有必要提供一種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，該場(chǎng)發(fā)射陰極裝置中電子的發(fā)射具有良好的均勻性及穩(wěn)定性。
[0005]一種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其包括:一絕緣基底，該絕緣基底具有一表面；一陰極電極，該陰極電極設(shè)置于所述絕緣基底的表面；一第一絕緣隔離層，該第一絕緣隔離層設(shè)置于所述陰極電極的表面或絕緣基底的表面，該第一絕緣隔離層定義一第一開(kāi)口，以使陰極電極的至少部分表面通過(guò)該第一開(kāi)口暴露；一電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層設(shè)置于所述陰極電極通過(guò)第一開(kāi)口暴露的表面，且與該陰極電極電連接；一第一柵極，該第一柵極設(shè)置于所述第一絕緣隔離層表面；所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置進(jìn)一步包括一第二絕緣隔離層和一第二柵網(wǎng)，該第二絕緣隔離層設(shè)置于所述第一柵極表面，且所述第二絕緣隔離層定義一第二開(kāi)口，以使陰極電極的至少部分表面通過(guò)該第二開(kāi)口暴露；該第二柵網(wǎng)設(shè)置于所述第二絕緣隔離層表面，且所述第二柵網(wǎng)從第二絕緣隔離層的表面延伸至電子發(fā)射層上方，以將第二開(kāi)口覆
至JHL ο
[0006]一種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其包括:一陰極電極；一電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層與所述陰極電極電連接；一第一柵極，該第一柵極通過(guò)一第一絕緣隔離層與所述陰極電極電絕緣且間隔設(shè)置，該第一柵極具有一開(kāi)口對(duì)應(yīng)所述電子發(fā)射層；所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置進(jìn)一步包括一第二柵網(wǎng)，該第二柵網(wǎng)設(shè)置于所述第一柵極遠(yuǎn)離所述陰極電極一側(cè)，該第二柵網(wǎng)與所述第一柵極通過(guò)一第二絕緣隔離層電絕緣且間隔設(shè)置，該第二柵網(wǎng)對(duì)應(yīng)所述第一柵極開(kāi)口處為一柵網(wǎng)；其中，所述陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，所述第二柵網(wǎng)所施加的電壓由小于第一柵極所施加的電壓直至大于第一柵極所施加的電壓。[0007]—種所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其包括以下步驟:向陰極電極、第一柵極和第二柵網(wǎng)分別施加一電壓，且陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，第二柵網(wǎng)所施加的電壓小于或等于第一柵極所施加的電壓，使得電子發(fā)射層將電子發(fā)射到位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域；以及使第二柵網(wǎng)所施加的電壓大于第一柵極所施加的電壓，以使位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域內(nèi)的電子穿過(guò)第二柵網(wǎng)發(fā)射出去。
[0008]一種所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其包括以下步驟:向陰極電極、第一柵極和第二柵網(wǎng)分別施加一電壓，且陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，第二柵網(wǎng)所施加的電壓小于或等于第一柵極所施加的電壓，使得電子發(fā)射層將電子發(fā)射到位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域；以及提供一陽(yáng)極電極，向該陽(yáng)極電極施加一電壓，使位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域內(nèi)的電子穿過(guò)第二柵網(wǎng)發(fā)射出去。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置通過(guò)向陰極電極、第一柵極、第二柵網(wǎng)分別施加一電壓，使陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，第二柵網(wǎng)所施加的電壓小于或等于第一柵極所施加的電壓。電子發(fā)射層所發(fā)射的電子只能在位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)而成為空間電子。再通過(guò)調(diào)整第二柵網(wǎng)的電壓，使第二柵網(wǎng)的電壓逐漸增大，可以有效控制所述空間電子穿過(guò)第二柵網(wǎng)發(fā)射出去。因此，空間電子的向外發(fā)射實(shí)際已不受電子發(fā)射層的控制，而僅由第二柵網(wǎng)的電壓進(jìn)行控制，提高了電子發(fā)射的均勻性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。
[0013]圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置工作時(shí)的時(shí)間-電壓圖。
[0014]圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖7為應(yīng)用圖1中場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的顯示器的像素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]主要元件符號(hào)說(shuō)明
【權(quán)利要求】
1.一種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其包括: 一絕緣基底，該絕緣基底具有一表面； 一陰極電極，該陰極電極設(shè)置于所述絕緣基底的表面； 一第一絕緣隔離層，該第一絕緣隔離層設(shè)置于所述陰極電極的表面或絕緣基底的表面，該第一絕緣隔離層定義一第一開(kāi)口，以使陰極電極的至少部分表面通過(guò)該第一開(kāi)口暴露； 一電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層設(shè)置于所述陰極電極通過(guò)第一開(kāi)口暴露的表面，且與該陰極電極電連接； 一第一柵極，該第一柵極設(shè)置于所述第一絕緣隔離層表面； 其特征在于，所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置進(jìn)一步包括一第二絕緣隔離層和一第二柵網(wǎng)，該第二絕緣隔離層設(shè)置于所述第一柵極表面，且所述第二絕緣隔離層定義一第二開(kāi)口，以使陰極電極的至少部分表面通過(guò)該第二開(kāi)口暴露； 該第二柵網(wǎng)設(shè)置于所述第二絕緣隔離層表面，且所述第二柵網(wǎng)從第二絕緣隔離層的表面延伸至電子發(fā)射層上方，將第二開(kāi)口覆蓋。
2.如權(quán)利 要求1所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其特征在于，所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置進(jìn)一步包括一設(shè)置于第二柵網(wǎng)表面的固定元件。
3.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其特征在于，所述第一柵極為一柵網(wǎng)，且該柵網(wǎng)從第一絕緣隔離層的表面延伸至電子發(fā)射層上方，將所述第一開(kāi)口覆蓋。
4.如權(quán)利要求3所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其特征在于，所述第一柵極和第二柵網(wǎng)均具有多個(gè)網(wǎng)孔，第一柵極的占空比小于或等于第二柵網(wǎng)的占空比，所述第一柵極的占空比與第二柵網(wǎng)的占空比之間的差值為0-ιο%。
5.如權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其特征在于，所述第一柵極和第二柵網(wǎng)均采用至少兩個(gè)重疊設(shè)置的碳納米管膜。
6.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其特征在于，所述第一柵極和第二柵網(wǎng)的材料為不銹鋼、鑰、鎢或者碳納米管。
7.—種場(chǎng)發(fā)射陰極裝置，其包括: 一陰極電極； 一電子發(fā)射層，該電子發(fā)射層與所述陰極電極電連接； 一第一柵極，該第一柵極通過(guò)一第一絕緣隔離層與所述陰極電極電絕緣且間隔設(shè)置，該第一柵極具有一開(kāi)口對(duì)應(yīng)所述電子發(fā)射層； 其特征在于，所述場(chǎng)發(fā)射陰極裝置進(jìn)一步包括一第二柵網(wǎng)，該第二柵網(wǎng)設(shè)置于所述第一柵極遠(yuǎn)離所述陰極電極一側(cè)，該第二柵網(wǎng)與所述第一柵極通過(guò)一第二絕緣隔離層電絕緣且間隔設(shè)置，該第二柵網(wǎng)對(duì)應(yīng)所述第一柵極開(kāi)口處為一柵網(wǎng)；其中，所述陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，所述第二柵網(wǎng)所施加的電壓由小于第一柵極所施加的電壓直至大于第一柵極所施加的電壓。
8.—種如權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其包括以下步驟: 向陰極電極、第一柵極和第二柵網(wǎng)分別施加一電壓，且陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，第二柵網(wǎng)所施加的電壓小于或等于第一柵極所施加的電壓，使得電子發(fā)射層將電子發(fā)射到位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域；以及 使第二柵網(wǎng)所施加的電壓大于第一柵極所施加的電壓，以使位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域內(nèi)的電子穿過(guò)第二柵網(wǎng)發(fā)射出去。
9.如權(quán)利要求8所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述陰極電極所施加的電壓為零伏特，所述第一柵極所施加的電壓為30伏特至300伏特，所述第二柵網(wǎng)所施加的電壓為-100伏特至250伏特。
10.一種如權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的場(chǎng)發(fā)射陰極裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其包括以下步驟: 向陰極電極、第一柵極和第二柵網(wǎng)分別施加一電壓，且陰極電極所施加的電壓小于第一柵極所施加的電壓，第二柵網(wǎng)所施加的電壓小于或等于第一柵極所施加的電壓，使得電子發(fā)射層將電子發(fā)射到位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域；以及 提供一陽(yáng)極電極，向該陽(yáng)極電極施加一電壓，使位于第一柵極與第二柵網(wǎng)之間的區(qū)域內(nèi)的電子穿過(guò)第二柵網(wǎng)發(fā)射出去。
【文檔編號(hào)】H01J29/04GK103903938SQ201210587689
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月29日
【發(fā)明者】柳鵬, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司