[发明专利]具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构及其制备方法

权利要求书

1.一种具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构，其特征在于，包括：

一阴极基板，所述的阴极基板上刻蚀有相互平行间隔的凹槽，以形成发射阴极；

设于该阴极基板表面的第一条状薄膜电极，该第一条状薄膜电极部分处于凹槽上；

设于所述第一条状薄膜电极表面的第一条状绝缘介质，所述的第一条状绝缘介质的宽度比条状第一条状薄膜电极窄；

设于所述第一条状绝缘介质表面的第二条状薄膜电极，所述的第二条状薄膜电极的宽度比所述的第一条状绝缘介质宽。

2.根据权利要求1所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构，其特征在于，进一步包括设于所述第二条状薄膜电极表面的第二条状绝缘介质及设于第二条状绝缘介质表面的第三条状薄膜电极。

3.根据权利要求1所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构，其特征在于：所述凹槽的横截面是椭圆形或半圆形结构。

4.根据权利要求1所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构，其特征在于：所述的条状薄膜电极的厚度为50~2000nm，所述的条状薄膜电极的宽度为5~500um。

5.根据权利要求1所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构，其特征在于：所述的条状绝缘介质层的厚度为0.5~10um，所述的条状绝缘介质层的宽度为3~450um。

6.一种具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构的制备方法，包括提供一阴极基板，其特征在于：

（1）   在所述的阴极基板上利用镀膜技术形成第一薄膜电极层；

（2）   采用物理气相沉积法在所述的第一薄膜电极层上依次制作第一绝缘介质层、第二薄膜电极层；

（3）   依次将所述的第二薄膜电极层、第一绝缘介质层及第一薄膜电极层刻蚀成第二条状薄膜电极、第一条状绝缘介质、第一条状薄膜电极，所述的第一条状绝缘介质的宽度比第一、第二薄膜电极宽度窄，以裸露出第一条状薄膜电极边缘用于形成场发射源；

在所述的阴极基板上刻蚀相互平行间隔的凹槽，以形成发射阴极，使所述第一条状薄膜电极部分处于凹槽上。

7.根据权利要求6所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）还进一步包括：采用物理气相沉积法在所述的第二薄膜电极层上依次制作第二绝缘介质层及第三薄膜电极层，所述步骤（3）还包括：在刻蚀出第一条状薄膜电极、第一条状绝缘介质、第二条状薄膜电极之前先将上述的第三薄膜电极层及第二绝缘介质层依次刻蚀成第三条状薄膜电极及第二条状绝缘介质；所述的第二条状绝缘介质宽度比第二条状薄膜电极窄。

8.根据权利要求6所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）刻蚀的凹槽横截面形状为椭圆形或半圆形。

9.根据权利要求6所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构的制备方法，其特征在于：所述的条状薄膜电极的厚度为50~2000nm，所述的条状薄膜电极的宽度为5~500um。

10.根据权利要求6所述的具有边缘增强效应的栅极场发射阴极结构的制备方法，其特征在于：所述的条状绝缘介质层的厚度为0.5~10um，所述的条状绝缘介质层的宽度为3~450um。