JP2001250495A - カーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素子 - Google Patents
カーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子放出特性に優れたカーボンナノチューブ
を用いた３電極電界放出表示素子を提供する。 【解決手段】 陽極１２が形成された前面基板１１上の
陽極１２の周辺に放出電子を制御する抽出電極２１を形
成することによって、２電極電界放出表示素子のような
単純な構造を有して、カーボンナノチューブ１４を気相
蒸着法によって形成する製作工程が容易となるにもかか
わらず、抽出電極２１による陽極電流の制御が可能とな
るので比較的大面積の３電極電界放出表示素子を簡単に
製作することができる。
を用いた３電極電界放出表示素子を提供する。 【解決手段】 陽極１２が形成された前面基板１１上の
陽極１２の周辺に放出電子を制御する抽出電極２１を形
成することによって、２電極電界放出表示素子のような
単純な構造を有して、カーボンナノチューブ１４を気相
蒸着法によって形成する製作工程が容易となるにもかか
わらず、抽出電極２１による陽極電流の制御が可能とな
るので比較的大面積の３電極電界放出表示素子を簡単に
製作することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出特性に優
れたカーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示
素子に関する。
れたカーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電界放出表示素子（ｆｉｅｌｄ
ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ；ＦＥＤ）では、主
にＭｏなどの金属やＳｉなどの半導体物質で作られたス
ピント（Ｓｐｉｎｄｔ‘ｓ）型電界放出アレイ（ｆｉｅ
ｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ａｒｒａｙ；以下、「ＦＥＡ」
という。）、即ち、一定の間隔で配列されたマイクロチ
ップにゲートを用いて強い電場をかけることによって、
マイクロチップから電子を放出させるように構成されて
いる。
ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ；ＦＥＤ）では、主
にＭｏなどの金属やＳｉなどの半導体物質で作られたス
ピント（Ｓｐｉｎｄｔ‘ｓ）型電界放出アレイ（ｆｉｅ
ｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ａｒｒａｙ；以下、「ＦＥＡ」
という。）、即ち、一定の間隔で配列されたマイクロチ
ップにゲートを用いて強い電場をかけることによって、
マイクロチップから電子を放出させるように構成されて
いる。
【０００３】このようにして放出された電子は、数百乃
至数千ボルトの電圧がかかっている陽極（ａｎｏｄｅ）
に向けて加速され、陽極に塗布されている蛍光体と衝突
し、このように電子が前記蛍光体に衝突することによっ
て光が放射される。このような従来の方式の電界放出表
示素子のマイクロチップでは、用いられている金属や半
導体物質の仕事関数が大きいため、電子を放出させる際
にゲート電圧を極めて高くする必要がある。そのため、
真空中の残留ガスの粒子が前記マイクロチップから放出
された電子と衝突してイオン化されることによりガスイ
オンが形成され、このガスイオンが前記マイクロチップ
に衝撃を与える（ｂｏｍｂａｒｄ）ことによって前記マ
イクロチップは損傷を受け易くなる。その結果、このよ
うな電子の放出源としての前記マイクロチップが破壊さ
れる場合もある。
至数千ボルトの電圧がかかっている陽極（ａｎｏｄｅ）
に向けて加速され、陽極に塗布されている蛍光体と衝突
し、このように電子が前記蛍光体に衝突することによっ
て光が放射される。このような従来の方式の電界放出表
示素子のマイクロチップでは、用いられている金属や半
導体物質の仕事関数が大きいため、電子を放出させる際
にゲート電圧を極めて高くする必要がある。そのため、
真空中の残留ガスの粒子が前記マイクロチップから放出
された電子と衝突してイオン化されることによりガスイ
オンが形成され、このガスイオンが前記マイクロチップ
に衝撃を与える（ｂｏｍｂａｒｄ）ことによって前記マ
イクロチップは損傷を受け易くなる。その結果、このよ
うな電子の放出源としての前記マイクロチップが破壊さ
れる場合もある。
【０００４】また、このような電子と前記蛍光体との衝
突によって、前記蛍光体を構成する粒子の一部が分離さ
れる。その結果、このように前記蛍光体から分離された
粒子によって前記マイクロチップが汚染され易くなるの
で、電子放出源たる前記マイクロチップの電子放出効率
が低下する場合もある。このような一連の問題点はＦＥ
Ａの性能と寿命を縮める原因となる。このような問題点
を解決するための方策の１つに、従来の金属や半導体物
質を用いたマイクロチップに代えて、電子が放出される
電圧がより低くなり、かつ化学的安全性に優れたカーボ
ンナノチューブを用いたマイクロチップを前記電子放出
源に適用することが挙げられる。このカーボンナノチュ
ーブを用いてマイクロチップを製造すればＦＥＡの性能
と寿命とをより一層向上させることが可能となる。この
ような観点から、前記カーボンナノチューブを蒸着する
ための各種の技術が研究されている。
突によって、前記蛍光体を構成する粒子の一部が分離さ
れる。その結果、このように前記蛍光体から分離された
粒子によって前記マイクロチップが汚染され易くなるの
で、電子放出源たる前記マイクロチップの電子放出効率
が低下する場合もある。このような一連の問題点はＦＥ
Ａの性能と寿命を縮める原因となる。このような問題点
を解決するための方策の１つに、従来の金属や半導体物
質を用いたマイクロチップに代えて、電子が放出される
電圧がより低くなり、かつ化学的安全性に優れたカーボ
ンナノチューブを用いたマイクロチップを前記電子放出
源に適用することが挙げられる。このカーボンナノチュ
ーブを用いてマイクロチップを製造すればＦＥＡの性能
と寿命とをより一層向上させることが可能となる。この
ような観点から、前記カーボンナノチューブを蒸着する
ための各種の技術が研究されている。
【０００５】即ち、前記カーボンナノチューブを蒸着す
る技術としては、現在アーク放電、レーザーアブレーシ
ョン（ｌａｓｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ）が最も普遍的に
使われている。しかしながら、この方法はカーボンナノ
チューブをコストを抑えて大量生産するのに適さないの
みならず、カーボンナノチューブの構造を制御して製造
するのが困難という問題点がある。
る技術としては、現在アーク放電、レーザーアブレーシ
ョン（ｌａｓｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ）が最も普遍的に
使われている。しかしながら、この方法はカーボンナノ
チューブをコストを抑えて大量生産するのに適さないの
みならず、カーボンナノチューブの構造を制御して製造
するのが困難という問題点がある。
【０００６】そこで、最近、このような問題点を解決す
るための方法として、気相蒸着法によってカーボンナノ
チューブを蒸着する技術が開発されている。カーボンナ
ノチューブを蒸着するための気相蒸着法としては、熱化
学気相蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ ＣＶＤ）（学術雑誌Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７，２４７７（１９９
５）に掲載。）、ＭＰＥＣＶＤ法（学術雑誌Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７２，３４３７（１９９８）に掲
載。）、イオンビーム放射法（ｉｏｎ ｂｅａｍ ｉｒ
ｒａｄｉａｔｉｏｎ）（学術雑誌Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．６９，４１７４（１９９６）に掲載）などが
ある。
るための方法として、気相蒸着法によってカーボンナノ
チューブを蒸着する技術が開発されている。カーボンナ
ノチューブを蒸着するための気相蒸着法としては、熱化
学気相蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ ＣＶＤ）（学術雑誌Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７，２４７７（１９９
５）に掲載。）、ＭＰＥＣＶＤ法（学術雑誌Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７２，３４３７（１９９８）に掲
載。）、イオンビーム放射法（ｉｏｎ ｂｅａｍ ｉｒ
ｒａｄｉａｔｉｏｎ）（学術雑誌Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．６９，４１７４（１９９６）に掲載）などが
ある。
【０００７】一方、前記電子放出源の既存の材料の中で
電子放出効率に優れているダイアモンド薄膜の電子放出
電界が約１０Ｖ／μｍ程度であるのに対し、前記カーボ
ンナノチューブでは１Ｖ／μｍ以下の低い電界でも電子
が容易に放出されるという特性を有しているため、前記
カーボンナノチューブは次世代の電子放出源の材料とし
て注目されている。
電子放出効率に優れているダイアモンド薄膜の電子放出
電界が約１０Ｖ／μｍ程度であるのに対し、前記カーボ
ンナノチューブでは１Ｖ／μｍ以下の低い電界でも電子
が容易に放出されるという特性を有しているため、前記
カーボンナノチューブは次世代の電子放出源の材料とし
て注目されている。
【０００８】図１は、従来のカーボンナノチューブを用
いた２電極電界放出表示素子の模式的な構造を示す断面
図である。図１に示すように、従来のカーボンナノチュ
ーブを用いた２電極電界放出表示素子は、一定の間隔で
相互に対向するように配置された前面基板１及び背面基
板６、この二枚の基板間で相互に対向した面上に各々形
成された陽極２及び陰極５、そして陽極２上に塗布され
た蛍光体３と陰極５上に塗布されたカーボンナノチュー
ブ４を具備する２電極構造を有する。
いた２電極電界放出表示素子の模式的な構造を示す断面
図である。図１に示すように、従来のカーボンナノチュ
ーブを用いた２電極電界放出表示素子は、一定の間隔で
相互に対向するように配置された前面基板１及び背面基
板６、この二枚の基板間で相互に対向した面上に各々形
成された陽極２及び陰極５、そして陽極２上に塗布され
た蛍光体３と陰極５上に塗布されたカーボンナノチュー
ブ４を具備する２電極構造を有する。
【０００９】このように構成されるカーボンナノチュー
ブを用いた電界放出表示素子を製作するに際して、第１
に要求される課題は、カーボンナノチューブを適切に制
御して蒸着することができ、しかもカーボンナノチュー
ブを大面積に安価に蒸着することができる技術を開発す
ることである。このような課題を解決するためには、前
記した気相蒸着法を使用するのが妥当と判断される。前
記した気相蒸着法では、前記したアーク放電やレーザー
アブレーション法と同じようにＮｉ、Ｆｅなどの遷移金
属やＣｏＳｉ2などのシリサイドが触媒として使用され
ている。
ブを用いた電界放出表示素子を製作するに際して、第１
に要求される課題は、カーボンナノチューブを適切に制
御して蒸着することができ、しかもカーボンナノチュー
ブを大面積に安価に蒸着することができる技術を開発す
ることである。このような課題を解決するためには、前
記した気相蒸着法を使用するのが妥当と判断される。前
記した気相蒸着法では、前記したアーク放電やレーザー
アブレーション法と同じようにＮｉ、Ｆｅなどの遷移金
属やＣｏＳｉ2などのシリサイドが触媒として使用され
ている。
【００１０】このような気相蒸着法を用いた従来のカー
ボンナノチューブの形成においては、カーボンナノチュ
ーブが特定の形状にパターニングされた構造に形成され
るのではなく、前記した２電極構造と大きな違いのない
ランダムな形態でカーボンナノチューブが蒸着されてい
るのが実情である。このような２電極構造と大きな違い
のないランダムな形態では絶縁層やゲートのような３電
極構造の積層構造が備わる必要がないので、このような
気相蒸着法を用いても容易に製作することができる。し
かしながら、このように比較的単純な構造を有する２電
極構造では、放出された電子を制御することが難しいの
で表示素子としての機能を円滑に行うことが困難であ
る。
ボンナノチューブの形成においては、カーボンナノチュ
ーブが特定の形状にパターニングされた構造に形成され
るのではなく、前記した２電極構造と大きな違いのない
ランダムな形態でカーボンナノチューブが蒸着されてい
るのが実情である。このような２電極構造と大きな違い
のないランダムな形態では絶縁層やゲートのような３電
極構造の積層構造が備わる必要がないので、このような
気相蒸着法を用いても容易に製作することができる。し
かしながら、このように比較的単純な構造を有する２電
極構造では、放出された電子を制御することが難しいの
で表示素子としての機能を円滑に行うことが困難であ
る。
【００１１】このように制御されて形成された構造のカ
ーボンナノチューブを用いた電界エミッタとしては、米
国特許ＵＳ５,７７３,８３４号に記載されているものが
唯一である。即ち、前記米国特許ではゲート電極として
網状のグリッドを使用した３電極構造で構成され、電子
放出の制御を容易にするものである。しかしながら、こ
のような３電極構造では、前記気相蒸着法によって容易
に製作することが可能な２電極構造に近い単純な構造で
はないため、気相蒸着法によってカーボンナノチューブ
を制御して大面積に安価で形成することは甚だ困難であ
る。
ーボンナノチューブを用いた電界エミッタとしては、米
国特許ＵＳ５,７７３,８３４号に記載されているものが
唯一である。即ち、前記米国特許ではゲート電極として
網状のグリッドを使用した３電極構造で構成され、電子
放出の制御を容易にするものである。しかしながら、こ
のような３電極構造では、前記気相蒸着法によって容易
に製作することが可能な２電極構造に近い単純な構造で
はないため、気相蒸着法によってカーボンナノチューブ
を制御して大面積に安価で形成することは甚だ困難であ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を改善するために創案されたものであって、放出され
た電子の制御が容易な３電極構造であるにもかかわら
ず、２電極構造に近い単純な構造を有し、気相蒸着法に
よってカーボンナノチューブを大面積に安価で蒸着する
ことができる、カーボンナノチューブを用いた３電極電
界放出表示素子を提供することを目的とする。
点を改善するために創案されたものであって、放出され
た電子の制御が容易な３電極構造であるにもかかわら
ず、２電極構造に近い単純な構造を有し、気相蒸着法に
よってカーボンナノチューブを大面積に安価で蒸着する
ことができる、カーボンナノチューブを用いた３電極電
界放出表示素子を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に係るカーボンナノチューブ
を用いた３電極電界放出表示素子は、一定の間隔をおい
て相互に対向するように配置された前面基板及び背面基
板と、前記背面基板上に形成された陰極と、前記陰極上
に形成されたカーボンナノチューブと、前記前面基板上
に形成された陽極と、前記陽極上に形成された蛍光体
と、前記前面基板上の前記陽極と一定の間隔で離隔され
た上面に形成された抽出電極とを具備したことを特徴と
する。
ために、本発明の請求項１に係るカーボンナノチューブ
を用いた３電極電界放出表示素子は、一定の間隔をおい
て相互に対向するように配置された前面基板及び背面基
板と、前記背面基板上に形成された陰極と、前記陰極上
に形成されたカーボンナノチューブと、前記前面基板上
に形成された陽極と、前記陽極上に形成された蛍光体
と、前記前面基板上の前記陽極と一定の間隔で離隔され
た上面に形成された抽出電極とを具備したことを特徴と
する。
【００１４】また、前記した目的を達成するために、本
発明の請求項２に係る他のカーボンナノチューブを用い
た３電極電界放出表示素子は、一定の間隔をおいて相互
に対向するように配置された前面基板及び背面基板と、
前記背面基板上にストライプ状に形成された陰極ライン
と、前記陰極ライン上に一定の間隔で形成されたカーボ
ンナノチューブと、前記前面基板上に前記陰極ラインと
交差する方向へストライプ状に形成された陽極ライン
と、前記陽極ライン上に形成された蛍光体と、前記前面
基板上の前記陽極ラインと一定の間隔で離隔された上面
に前記陽極ラインと並んだ方向へストライプ状に形成さ
れた抽出電極とを具備したことを特徴とする。
発明の請求項２に係る他のカーボンナノチューブを用い
た３電極電界放出表示素子は、一定の間隔をおいて相互
に対向するように配置された前面基板及び背面基板と、
前記背面基板上にストライプ状に形成された陰極ライン
と、前記陰極ライン上に一定の間隔で形成されたカーボ
ンナノチューブと、前記前面基板上に前記陰極ラインと
交差する方向へストライプ状に形成された陽極ライン
と、前記陽極ライン上に形成された蛍光体と、前記前面
基板上の前記陽極ラインと一定の間隔で離隔された上面
に前記陽極ラインと並んだ方向へストライプ状に形成さ
れた抽出電極とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係るカーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表
示素子を詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形
態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づく限りにおいて適宜に変更することが可能であ
る。図２は、本発明に係るカーボンナノチューブを用い
た３電極電界放出表示素子の構造を模式的に示す垂直断
面図である。本発明に係る３電極電界放出表示素子は、
優れた電子放出特性を有するカーボンナノチューブを気
相蒸着法を用いて陰極上に蒸着し、陽極と同一平面上の
周囲にゲートの役割を果たす抽出電極を配置した３電極
型電子放出構造を有することを特徴とする。
に係るカーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表
示素子を詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形
態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づく限りにおいて適宜に変更することが可能であ
る。図２は、本発明に係るカーボンナノチューブを用い
た３電極電界放出表示素子の構造を模式的に示す垂直断
面図である。本発明に係る３電極電界放出表示素子は、
優れた電子放出特性を有するカーボンナノチューブを気
相蒸着法を用いて陰極上に蒸着し、陽極と同一平面上の
周囲にゲートの役割を果たす抽出電極を配置した３電極
型電子放出構造を有することを特徴とする。
【００１６】即ち、本発明に係るカーボンナノチューブ
を用いた３電極電界放出表示素子の構造は、図２に示す
ように、背面ガラス基板１６上に透明電極や金属などを
用いて導電性陰極ライン１５が形成され、その上にカー
ボンナノチューブ１４が配置されて構成されている。そ
して、前面ガラス基板１１上には、カーボンナノチュー
ブ１４より電子を常に放出させるべく、カーボンナノチ
ューブ１４を励起するための抽出電極２１が配置され、
陽極１２はその上に蛍光体１３が塗布されて抽出電極２
１間に形成されている。このように構成された本発明に
係るカーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示
素子の構造内で、抽出電極２１に一定の電圧Ｖｅ１８を
印加して、陽極の電圧Ｖａ１７を変化させれば、図３及
び図４に示すような電子の軌跡を得ることができる。な
お、図３及び図４に示すような電子の軌跡はシミュレー
ションによって得られた結果である。
を用いた３電極電界放出表示素子の構造は、図２に示す
ように、背面ガラス基板１６上に透明電極や金属などを
用いて導電性陰極ライン１５が形成され、その上にカー
ボンナノチューブ１４が配置されて構成されている。そ
して、前面ガラス基板１１上には、カーボンナノチュー
ブ１４より電子を常に放出させるべく、カーボンナノチ
ューブ１４を励起するための抽出電極２１が配置され、
陽極１２はその上に蛍光体１３が塗布されて抽出電極２
１間に形成されている。このように構成された本発明に
係るカーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示
素子の構造内で、抽出電極２１に一定の電圧Ｖｅ１８を
印加して、陽極の電圧Ｖａ１７を変化させれば、図３及
び図４に示すような電子の軌跡を得ることができる。な
お、図３及び図４に示すような電子の軌跡はシミュレー
ションによって得られた結果である。
【００１７】図３は陽極の電圧が０Ｖのときの放出電子
の軌跡であって、陽極の電圧が抽出電極の電圧４００Ｖ
よりも低いのでカーボンナノチューブから放出された電
子が抽出電極側により多く分散されることが分かる。一
方、図４は陽極の電圧が７００Ｖのときの放出電子の軌
跡であって、陽極の電圧が抽出電極の電圧４００Ｖより
も高いのでカーボンナノチューブから放出された電子が
陽極側により多く収束されることが分かる。このような
結果から抽出電極に印加する電圧を制御することによっ
て陽極上の蛍光体に衝突する電子の量を制御できること
が分かる。
の軌跡であって、陽極の電圧が抽出電極の電圧４００Ｖ
よりも低いのでカーボンナノチューブから放出された電
子が抽出電極側により多く分散されることが分かる。一
方、図４は陽極の電圧が７００Ｖのときの放出電子の軌
跡であって、陽極の電圧が抽出電極の電圧４００Ｖより
も高いのでカーボンナノチューブから放出された電子が
陽極側により多く収束されることが分かる。このような
結果から抽出電極に印加する電圧を制御することによっ
て陽極上の蛍光体に衝突する電子の量を制御できること
が分かる。
【００１８】図５はこのようなシミュレーションから得
られた放出電子の制御性の効果が実現可能であることを
示すものである。即ち、図５は、実際に製作した図２に
示すような本発明に係る３電極電界放出表示素子の放出
電子の特性を示すグラフであって、縦軸に抽出電極に印
加した電圧の値（Ｖｅ）である陽極電圧の値をとり、横
軸に各々の陽極電圧における陽極電流の値をとって、陽
極電圧と陽極電流との関係を示す。また、図１に示すよ
うな従来の２電極電界放出表示素子から得られた放出電
子の特性も併せて示してある。
られた放出電子の制御性の効果が実現可能であることを
示すものである。即ち、図５は、実際に製作した図２に
示すような本発明に係る３電極電界放出表示素子の放出
電子の特性を示すグラフであって、縦軸に抽出電極に印
加した電圧の値（Ｖｅ）である陽極電圧の値をとり、横
軸に各々の陽極電圧における陽極電流の値をとって、陽
極電圧と陽極電流との関係を示す。また、図１に示すよ
うな従来の２電極電界放出表示素子から得られた放出電
子の特性も併せて示してある。
【００１９】図５を参照すると、本発明に係る３電極電
界放出表示素子の抽出電極に印加する電圧値（Ｖｅ）の
水準を４００Ｖ、４５０Ｖ及び５００Ｖの３水準として
抽出電極の電圧値（Ｖｅ）を５０Ｖずつ上昇させて印加
すると、各々の電圧値（Ｖｅ）で陽極電圧の増加にとも
なって陽極電流が増加しており、典型的な３電極管形態
の電圧-電流特性曲線を示していることが分かる。ま
た、本発明に係る３電極電界放出表示素子と従来の２電
極電界放出表示素子とを比較すると、この例では、本発
明に係る３電極電界放出表示素子の抽出電極の電圧値が
４５０Ｖまたは５００Ｖの場合に、陽極電圧と陽極電流
との関係が前記両者でほぼ同じになっている。
界放出表示素子の抽出電極に印加する電圧値（Ｖｅ）の
水準を４００Ｖ、４５０Ｖ及び５００Ｖの３水準として
抽出電極の電圧値（Ｖｅ）を５０Ｖずつ上昇させて印加
すると、各々の電圧値（Ｖｅ）で陽極電圧の増加にとも
なって陽極電流が増加しており、典型的な３電極管形態
の電圧-電流特性曲線を示していることが分かる。ま
た、本発明に係る３電極電界放出表示素子と従来の２電
極電界放出表示素子とを比較すると、この例では、本発
明に係る３電極電界放出表示素子の抽出電極の電圧値が
４５０Ｖまたは５００Ｖの場合に、陽極電圧と陽極電流
との関係が前記両者でほぼ同じになっている。
【００２０】ここで、本発明に係る３電極電界放出表示
素子にあっては、前記３水準の抽出電極の電圧値（Ｖ
ｅ）の各々で、陽極電圧が高くなるに従って陽極電流値
が増加するとともにその増加率が増大していることが分
かる。一方、抽出電極の電圧値（Ｖｅ）が高いものほ
ど、放出電子が抽出電極側に分散されて、陽極電流値が
減っていることが分かる。
素子にあっては、前記３水準の抽出電極の電圧値（Ｖ
ｅ）の各々で、陽極電圧が高くなるに従って陽極電流値
が増加するとともにその増加率が増大していることが分
かる。一方、抽出電極の電圧値（Ｖｅ）が高いものほ
ど、放出電子が抽出電極側に分散されて、陽極電流値が
減っていることが分かる。
【００２１】以上より、本発明に係るカーボンナノチュ
ーブを用いた３電極電界放出表示素子にあっては、前記
したようなシミュレーションによって得られた放出電子
の特性、及び実際に製作した素子によって得られた放出
電子の特性のいずれの結果からも明らかなように、抽出
電極に印加する電圧を制御することによって陽極上の蛍
光体に衝突する電子の量を制御することが可能である。
ーブを用いた３電極電界放出表示素子にあっては、前記
したようなシミュレーションによって得られた放出電子
の特性、及び実際に製作した素子によって得られた放出
電子の特性のいずれの結果からも明らかなように、抽出
電極に印加する電圧を制御することによって陽極上の蛍
光体に衝突する電子の量を制御することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るカ
ーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素子に
よれば、陽極が形成された前面基板上の陽極周辺に放出
電子を制御する抽出電極を形成することによって、２電
極電界放出表示素子のような単純な構造を有して、気相
蒸着法によるカーボンナノチューブの製作工程が容易で
あるにもかかわらず、前記抽出電極によって陽極電流を
容易に制御することが可能となるので大面積の電界放出
表示素子を比較的簡単に製作できるようになる。
ーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素子に
よれば、陽極が形成された前面基板上の陽極周辺に放出
電子を制御する抽出電極を形成することによって、２電
極電界放出表示素子のような単純な構造を有して、気相
蒸着法によるカーボンナノチューブの製作工程が容易で
あるにもかかわらず、前記抽出電極によって陽極電流を
容易に制御することが可能となるので大面積の電界放出
表示素子を比較的簡単に製作できるようになる。
【図１】従来のカーボンナノチューブを用いた２電極構
造の電界放出表示素子の模式的な断面図である。
造の電界放出表示素子の模式的な断面図である。
【図２】本発明に係るカーボンナノチューブを用いた３
電極構造の電界放出表示素子の模式的な断面図である。
電極構造の電界放出表示素子の模式的な断面図である。
【図３】図２に示す本発明に係るカーボンナノチューブ
を用いた３電極構造の電界放出表示素子で、抽出電極に
印加する電圧を一定とした場合に、陽極電圧を０Ｖとし
たときのカーボンナノチューブから放出される電子の軌
跡をシミュレーションした結果を示すグラフである。
を用いた３電極構造の電界放出表示素子で、抽出電極に
印加する電圧を一定とした場合に、陽極電圧を０Ｖとし
たときのカーボンナノチューブから放出される電子の軌
跡をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図４】図２に示す本発明に係るカーボンナノチューブ
を用いた３電極構造の電界放出表示素子で、抽出電極に
印加する電圧を一定とした場合に、陽極電圧７００Ｖと
したときのカーボンナノチューブから放出される電子の
軌跡をシミュレーションした結果を示すグラフである。
を用いた３電極構造の電界放出表示素子で、抽出電極に
印加する電圧を一定とした場合に、陽極電圧７００Ｖと
したときのカーボンナノチューブから放出される電子の
軌跡をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図５】カーボンナノチューブを用いた従来の２電極電
界放出表示素子と本発明に係る３電極電界放出表示素子
に対して、各々の抽出電極に印加する電圧を変動させた
場合の陽極電圧と陽極電流との関係を示すグラフであ
る。
界放出表示素子と本発明に係る３電極電界放出表示素子
に対して、各々の抽出電極に印加する電圧を変動させた
場合の陽極電圧と陽極電流との関係を示すグラフであ
る。
１１ 前面ガラス基板 １２ 陽極 １３ 蛍光体 １４ カーボンナノチューブ １５ 導電性陰極ライン １６ 背面ガラス基板 ２１ 抽出電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 崔 龍 洙 大韓民国 ソウル特別市 冠岳区 奉天７ 洞 296番地 (72)発明者 金 鐘 ▲民▼ 大韓民国 京畿道 城南市 盆唐区 金谷 洞 181番地 漢拏アパート 305棟 1006 号
Claims (2)
- 【請求項１】 一定の間隔をおいて相互に対向するよう
に配置された前面基板及び背面基板と、 前記背面基板上に形成された陰極と、 前記陰極上に形成されたカーボンナノチューブと、 前記前面基板上に形成された陽極と、 前記陽極上に形成された蛍光体と、 前記前面基板上の前記陽極と一定の間隔で離隔された上
面に形成された抽出電極とを具備したことを特徴とする
カーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素
子。 - 【請求項２】 一定の間隔をおいて相互に対向するよう
に配置された前面基板及び背面基板と、 前記背面基板上にストライプ状に形成された陰極ライン
と、 前記陰極ライン上に一定の間隔で形成されたカーボンナ
ノチューブと、 前記前面基板上に前記陰極ラインと交差する方向へスト
ライプ状に形成された陽極ラインと、 前記陽極ライン上に形成された蛍光体と、 前記前面基板上の前記陽極ラインと一定の間隔で離隔さ
れた上面に前記陽極ラインと並んだ方向へストライプ状
に形成された抽出電極とを具備したことを特徴とするカ
ーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR00-9394 | 2000-02-25 | ||
| KR10-2000-0009394A KR100499120B1 (ko) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 카본 나노튜브를 이용한 3전극 전계 방출 표시소자 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001250495A true JP2001250495A (ja) | 2001-09-14 |
Family
ID=19650049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000389838A Pending JP2001250495A (ja) | 2000-02-25 | 2000-12-22 | カーボンナノチューブを用いた３電極電界放出表示素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6836066B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001250495A (ja) |
| KR (1) | KR100499120B1 (ja) |
| GB (1) | GB2359660B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100513599B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-09-09 | 한국전자통신연구원 | 정전기 방지 구조체 및 그의 제조방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3610325B2 (ja) * | 2000-09-01 | 2005-01-12 | キヤノン株式会社 | 電子放出素子、電子源及び画像形成装置の製造方法 |
| JP3639809B2 (ja) * | 2000-09-01 | 2005-04-20 | キヤノン株式会社 | 電子放出素子，電子放出装置，発光装置及び画像表示装置 |
| US7834530B2 (en) * | 2004-05-27 | 2010-11-16 | California Institute Of Technology | Carbon nanotube high-current-density field emitters |
| WO2008029963A1 (en) | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Hanwha Chemical Corporation | Field emission apparatus and driving method thereof |
| US7479590B1 (en) * | 2008-01-03 | 2009-01-20 | International Business Machines Corporation | Dry adhesives, methods of manufacture thereof and articles comprising the same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123479A (ja) * | 1984-03-09 | 1986-01-31 | ラボラトワ−ル・デエテユド・ド・スユルフアス | 平らな表示スクリーンを動作させる方法 |
| JPH09503339A (ja) * | 1994-07-26 | 1997-03-31 | ギヴァルギゾフ，エフゲニー・インヴィエヴィチ | 電界放出カソードおよびこれに基くデバイス |
| JPH09221309A (ja) * | 1996-02-13 | 1997-08-26 | Agency Of Ind Science & Technol | カーボンナノチューブを表面に有する炭素質物及びその製造方法 |
| JPH10112253A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-28 | Motorola Inc | 電子放出膜および方法 |
| JPH10321168A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-12-04 | Pixtech Sa | 薄型ディスプレイ・スクリーン用アノード |
| JPH11297245A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-29 | Ise Electronics Corp | 平面ディスプレイ |
| JP2000036242A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-02 | Futaba Corp | 冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1303800A (ja) | 1969-04-17 | 1973-01-17 | ||
| DE4405768A1 (de) * | 1994-02-23 | 1995-08-24 | Till Keesmann | Feldemissionskathodeneinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| WO1996042101A1 (en) | 1995-06-12 | 1996-12-27 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Electron source and applications of the same |
| JPH0911536A (ja) | 1995-06-28 | 1997-01-14 | Futaba Corp | 電界放出型プリントヘッド |
| US5773927A (en) * | 1995-08-30 | 1998-06-30 | Micron Display Technology, Inc. | Field emission display device with focusing electrodes at the anode and method for constructing same |
| JP2871579B2 (ja) * | 1996-03-28 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 発光装置およびこれに用いる冷陰極 |
| JPH09270229A (ja) * | 1996-04-01 | 1997-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電界放射型電子源 |
| US5726524A (en) | 1996-05-31 | 1998-03-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Field emission device having nanostructured emitters |
| JP3568345B2 (ja) * | 1997-01-16 | 2004-09-22 | 株式会社リコー | 電子発生装置 |
| GB2330687B (en) | 1997-10-22 | 1999-09-29 | Printable Field Emitters Ltd | Field emission devices |
| KR100278439B1 (ko) * | 1998-12-17 | 2001-02-01 | 김춘호 | 전계 방출 표시소자 |
| KR100296956B1 (ko) * | 1998-12-23 | 2001-08-07 | 김춘호 | 집속전극을구비한전계방출표시소자 |
| KR100315235B1 (ko) * | 1999-10-01 | 2001-11-30 | 김순택 | 전면발광형 형광표시관 |
-
2000
- 2000-02-25 KR KR10-2000-0009394A patent/KR100499120B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-10-25 US US09/695,253 patent/US6836066B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-30 GB GB0026478A patent/GB2359660B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-22 JP JP2000389838A patent/JP2001250495A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123479A (ja) * | 1984-03-09 | 1986-01-31 | ラボラトワ−ル・デエテユド・ド・スユルフアス | 平らな表示スクリーンを動作させる方法 |
| JPH09503339A (ja) * | 1994-07-26 | 1997-03-31 | ギヴァルギゾフ，エフゲニー・インヴィエヴィチ | 電界放出カソードおよびこれに基くデバイス |
| JPH09221309A (ja) * | 1996-02-13 | 1997-08-26 | Agency Of Ind Science & Technol | カーボンナノチューブを表面に有する炭素質物及びその製造方法 |
| JPH10112253A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-28 | Motorola Inc | 電子放出膜および方法 |
| JPH10321168A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-12-04 | Pixtech Sa | 薄型ディスプレイ・スクリーン用アノード |
| JPH11297245A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-29 | Ise Electronics Corp | 平面ディスプレイ |
| JP2000036242A (ja) * | 1998-07-21 | 2000-02-02 | Futaba Corp | 冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100513599B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-09-09 | 한국전자통신연구원 | 정전기 방지 구조체 및 그의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100499120B1 (ko) | 2005-07-04 |
| US6836066B1 (en) | 2004-12-28 |
| GB2359660A (en) | 2001-08-29 |
| GB2359660B (en) | 2004-07-07 |
| KR20010084384A (ko) | 2001-09-06 |
| GB0026478D0 (en) | 2000-12-13 |
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