JP2001202870A - 冷陰極素子 - Google Patents
冷陰極素子Info
- Publication number
- JP2001202870A JP2001202870A JP2000010225A JP2000010225A JP2001202870A JP 2001202870 A JP2001202870 A JP 2001202870A JP 2000010225 A JP2000010225 A JP 2000010225A JP 2000010225 A JP2000010225 A JP 2000010225A JP 2001202870 A JP2001202870 A JP 2001202870A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cold cathode
- carbon film
- amorphous carbon
- cathode device
- ion beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
ることが可能な,実用性の高い冷陰極素子を提供する。 【解決手段】 電界を印加されることにより電子を放出
する冷陰極素子であって,Cs含有量が0.1原子%≦
Cs≦1.8原子%である非晶質炭素膜より構成され,
CsのXPS半値幅wはw≧1.75eVである。
Description
ことにより電子を放出する冷陰極素子に関する。
と冷陰極素子とが知られている。
代表される分野に用いられているが,熱を付与するため
に集積化が困難である,といった問題がある。一方,冷
陰極素子は熱を用いないため集積化が可能な素子とし
て,フラットパネルディスプレイ,電圧増幅素子,高周
波増幅素子等への応用が期待されている。
によっても十分に電子を放出することが可能な,実用性
の高い前記冷陰極素子を提供することを目的とする。
電界を印加されることにより電子を放出する冷陰極素子
であって,Cs含有量が0.1原子%≦Cs≦1.8原
子%である非晶質炭素膜より構成され,CsのXPS半
値幅wがw≧1.75eVである冷陰極素子が提供され
る。
素であるため,母相となる非晶質炭素膜(Cの原子半
径:0.77Å)に対しその構造を乱す働きをする。そ
の乱れによっては局所的に高密度化させることが可能と
なる。しかしながら,Cs含有量が多すぎる(Cs>
1.8原子%)とCsは単体で安定化し,母相に対する
構造の乱れ度合が小さくなる(相互作用が小さい)。逆
にCs含有量が少ない(Cs<0.1原子%)場合,C
s自体の影響力が弱くなる。CsのXPS半値幅wはC
sの存在状態の安定度(居心地の良否)を示す指標とな
り,その半値幅wがw≧1.75eVと広い場合,もっ
とも母相に対して影響を及ぼしていると考えられる。こ
の場合,膜は高密度化されていることになるため,過剰
電子を生じ,その結果,低い印加電圧によっても高電界
放出化が可能となる。
例えばSiよりなる冷陰極素子の性能向上を図るべく,
その素子の表面被膜層構成材料としても用いられる。
の陰極ユニット1はAl製陰極板2と,その表面に形成
された冷陰極素子3とよりなる。その冷陰極素子3は,
Cs含有量が0.1原子%≦Cs≦1.8原子%である
非晶質炭素膜より構成され,そのCsのXPS半値幅w
はw≧1.75eVである。
素であるため,母相となる非晶質炭素膜(Cの原子半
径:0.77Å)に対しその構造を乱す働きをする。そ
の乱れによっては局所的に高密度化させることが可能と
なる。しかしながら,Cs含有量が多すぎる(Cs>
1.8原子%)とCsは単体で安定化し,母相に対する
構造の乱れ度合が小さくなる(相互作用が小さい)。逆
にCs含有量が少ない(Cs<0.1原子%)場合,C
s自体の影響力が弱くなる。CsのXPS半値幅wはC
sの存在状態の安定度(居心地の良否)を示す指標とな
り,その半値幅wがw≧1.75eVと広い場合,もっ
とも母相に対して影響を及ぼしていると考えられる。こ
の場合,膜は高密度化されていることになるため,過剰
電子を生じ,その結果,低い印加電圧によっても高電界
放出化が可能となる。
く,その表面にも多数点在する。この場合,Csが活性
であることから,膜表面のCsは空気中の酸素と化合し
て安定な酸化物となる。その結果,膜表面の多数のCs
酸化物は多数の電気絶縁性ポイントを形成するので,膜
表面に電界を印加すると,それら電気絶縁性ポイントを
除いた部分に電界が集中し,これによっても冷陰極素子
3の電界放出特性の向上が図られる。
形成され,その形成に際し,入射イオンとしてCsイオ
ンを用い,また形成条件を調整することによってCsを
非晶質炭素膜に均一に含有させることが可能となる。イ
オンビーム蒸着法においては,正イオンビームまたは負
イオンビームが用いられる。この場合,非晶質炭素膜の
原子密度は正イオンビーム蒸着法によるもの,負イオン
ビーム蒸着法によるもの,の順に高くなる,つまり,導
電性はこの順序で強くなり,放出電界はこの順序で低く
なる。この原子密度の差は,負イオンの内部ポテンシャ
ルエネルギ(電子親和力)が正イオンのそれ(電離電
圧)よりも低いことに起因する。
2は公知の超高真空型負イオンビーム蒸着装置(NIABNI
S:Neutral andIonized Alkaline metal bombardment ty
pe heavy Negative Ion Source)を示す。その装置は,
センタアノードパイプ5,フィラメント6,熱遮蔽体7
等を有するCsプラズマイオン源8と,サプレッサ9
と,高純度高密度炭素よりなるターゲット10を備えた
ターゲット電極11と,負イオン引出し電極12と,レ
ンズ13と,マグネット14を有する電子除去体15
と,偏向板16とを備えている。
一の符号を用いる)の形成に当っては,(a)図2に示
すように,各部に所定の電圧を印加する,(b)Csプ
ラズマイオン源8によりCsの正イオンを発生させる,
(c)Csの正イオンによりターゲット10をスパッタ
してC等の負イオンを発生させる,(d)サプレッサ9
を介して負イオン引出し電極12により負イオンを引出
して負イオンビーム17を発生させる,(e)レンズ1
3により負イオンビーム17を収束する,(f)電子除
去体15により負イオンビーム17に含まれる電子を除
去する,(g)偏向板16により負イオンのみを陰極板
2に向けて飛行させる,といった方法を採用した。
ルを示す。この負イオンビーム17の主たる負イオンは
構成原子数が1であるC- イオンと構成原子数が2であ
るC2 - イオンである。ただし,イオン電流はC- >C
2 - である。
例1〜6について,図4に示す方法で放出電界の測定を
行った。即ち,電圧調整可能な電源18にAl製導電板
19を接続し,その導電板19上に,中央部に縦0.8
cm,横0.8cm(0.64cm 2 )の開口20を有する厚
さ150μmのカバーガラス21を載せ,また,そのカ
バーガラス21上に陰極ユニット1の非晶質炭素膜3を
載せ,さらに,その陰極板2に電流計22を接続した。
次いで,電源18より導電板19に所定の電圧を印加し
て,電流計22により電流を読取った。そして,測定電
流と開口20の面積とから,放出電流密度(μA/c
m2 )を求め,実用性を考慮して,その放出電流密度が
8μA/cm2 に達したとき,それに対応する電圧とカバ
ーガラス21の厚さとから放出電界(V/μm)を求め
た。
S半値幅w,放出電界,非晶質炭素膜の形成条件を示
す。
く,Cs含有量を0.1原子%≦Cs≦1.8原子%
に,またCsのXPS半値幅wをw≧1.75eVにそ
れぞれ設定すると,非晶質炭素膜3の放出電界を大いに
低くすることができる。なお,XPS半値幅wがw≧
2.0eVの状態は,Cs含有量の増加を意味し,その
場合前記のように個々に安定化するため,前記のような
膜形成方法においては起こりえない。
ィスプレイ,電圧増幅素子,高周波増幅素子,高精度至
近距離レーダ,磁気センサ,視覚センサ等に応用され
る。
ことによって,低い印加電圧によっても十分に電子を放
出することが可能な,実用性の高い冷陰極素子を提供す
ることができる。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 電界を印加されることにより電子を放出
する冷陰極素子であって,Cs含有量が0.1原子%≦
Cs≦1.8原子%である非晶質炭素膜より構成され,
CsのXPS半値幅wがw≧1.75eVであることを
特徴とする冷陰極素子。 - 【請求項2】 前記非晶質炭素膜は,負イオンビームを
用いるイオンビーム蒸着法により形成された,請求項1
記載の冷陰極素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000010225A JP4545864B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 冷陰極素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000010225A JP4545864B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 冷陰極素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001202870A true JP2001202870A (ja) | 2001-07-27 |
JP4545864B2 JP4545864B2 (ja) | 2010-09-15 |
Family
ID=18538260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000010225A Expired - Fee Related JP4545864B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 冷陰極素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4545864B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6414422B1 (en) * | 2000-03-01 | 2002-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cold cathode element |
WO2003107377A1 (en) | 2002-06-13 | 2003-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and manufacturing method thereof |
US7583016B2 (en) | 2004-12-10 | 2009-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Producing method for electron-emitting device and electron source, and image display apparatus utilizing producing method for electron-emitting device |
US7682213B2 (en) | 2003-06-11 | 2010-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an electron emitting device by terminating a surface of a carbon film with hydrogen |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1140044A (ja) * | 1997-07-18 | 1999-02-12 | Canon Inc | 電子放出素子及び電子源及び画像表示装置およびそれらの製造方法 |
JPH11213867A (ja) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Honda Motor Co Ltd | 冷陰極素子 |
-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000010225A patent/JP4545864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1140044A (ja) * | 1997-07-18 | 1999-02-12 | Canon Inc | 電子放出素子及び電子源及び画像表示装置およびそれらの製造方法 |
JPH11213867A (ja) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Honda Motor Co Ltd | 冷陰極素子 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6414422B1 (en) * | 2000-03-01 | 2002-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cold cathode element |
WO2003107377A1 (en) | 2002-06-13 | 2003-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and manufacturing method thereof |
US7733006B2 (en) | 2002-06-13 | 2010-06-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device and manufacturing method thereof |
US7811625B2 (en) | 2002-06-13 | 2010-10-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing electron-emitting device |
US7682213B2 (en) | 2003-06-11 | 2010-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an electron emitting device by terminating a surface of a carbon film with hydrogen |
US7583016B2 (en) | 2004-12-10 | 2009-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Producing method for electron-emitting device and electron source, and image display apparatus utilizing producing method for electron-emitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4545864B2 (ja) | 2010-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6087765A (en) | Electron emissive film | |
Broers | Electron gun using long‐life lanthanum hexaboride cathode | |
US20120007490A1 (en) | Ion source | |
Prewett et al. | Characteristics of a gallium liquid metal field emission ion source | |
US4994711A (en) | High brightness solid electrolyte ion source | |
Mair et al. | Gallium‐field‐ion emission from liquid point anodes | |
Sominskii et al. | Annular multi-tip field emitters with metal–fullerene protective coatings | |
Elias et al. | Electronic transport and scattering times in tungsten-decorated graphene | |
JP4545864B2 (ja) | 冷陰極素子 | |
Pikin et al. | Simulation and optimization of a 10 A electron gun with electrostatic compression for the electron beam ion source | |
Probyn | A low-energy ion source for the deposition of chromium | |
US6861790B1 (en) | Electronic element | |
Patai et al. | Contact potential differences | |
JP4405027B2 (ja) | 冷陰極素子 | |
JP4104241B2 (ja) | 電子素子 | |
JP4104248B2 (ja) | 電子素子の製造方法および電子素子 | |
JP3765358B2 (ja) | 冷陰極素子 | |
JP3793354B2 (ja) | 冷陰極素子 | |
JP2000357452A (ja) | 冷陰極素子の製造方法 | |
KR100303632B1 (ko) | 냉음극소자 | |
Khamdokhov et al. | Field-Emission Cathodes Based on Microchannel Plates | |
Aban’shin et al. | Mechanism of ion loading of point emitters in planar edge field emission structures | |
Wei et al. | Influence of charge deposition in a field-emission display panel | |
JP2002539580A (ja) | 電界放出素子および利用方法 | |
Tomitori | Atom Probe Field Ion Microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090617 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091021 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100616 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100701 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140709 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |