JP2006527459A5

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Publication number: JP2006527459A5
Application number: JP2006508439A
Authority: JP
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2007-07-26

Claims

電界放出型装置で使用する電子放出器で、以下より構成されるもの。
導電性の電極、
複数の繊維質のクラスター、
複数の繊維質のクラスターを導電性の電極に付着させる付着層、
ここで、付着層は、触媒先駆体の処理時に形成され、触媒先駆体の組成が触媒化合物、溶剤および複数の非触媒の粒子から構成され、その触媒先駆体の組成は、触媒化合物の粒状物質が非触媒の粒子上に凝集し、また付着層により導電性の電極に付着した粒状物質触媒クラスターが形成されるように選択され処理され、
ここで、複数の繊維質のクラスターは、粒状物質触媒クラスターから触媒による成長により、複数の繊維質のクラスターのそれぞれが付着層により導電性の電極に付着した複数のナノファイバーから構成され、少なくとも複数の繊維質のクラスターの一部が半球状体の形状を有するように、原位置で形成される。
請求項１のエミッターにおいて、触媒による成長のプロセスおよび触媒先駆体の組成が、複数のナノファイバーがカーボンナノファイバーでできたものとなるように選択されるもの。
請求項２のエミッターにおいて、複数のナノファイバーが、化学蒸着プロセスおよび触媒化合物の粒状物質のサイズにより決定される外径を持つもの。
請求項２のエミッターにおいて、化学蒸着プロセスおよび触媒化合物の粒状物質のサイズが、カーボンナノファイバーの外径が200ナノメートルを超えないように選択されるもの。
請求項４のエミッターにおいて、化学蒸着プロセスおよび触媒化合物の粒状物質のサイズが、カーボンナノファイバーの外径が少なくとも50ナノメートルとなるように選択されるもの。
請求項１のエミッターにおいて、半球状体の形状が、扁形半球状体と扁長半球状体のいずれかであるもの。
請求項６のエミッターにおいて、半球状体の形状が扁形半球状体であるもの。
請求項２のエミッターにおいて、少なくともカーボンナノファイバーの一部がカーボンナノチューブで構成されるもの。
請求項８のエミッターにおいて、カーボンナノチューブが多壁カーボンナノチューブであるもの。
請求項９のエミッターにおいて、多壁カーボンナノチューブが、50ナノメートル〜200ナノメートルの範囲の円柱外径を持つもの。
請求項１のエミッターにおいて、複数のカーボンナノファイバーの長さが、半球状体の形状がもつれたナノファイバーによるものとなるように選択されるもの。
請求項１のエミッターにおいて、半球状体の形状を持つそれぞれの複数の繊維質のクラスターが、半球状体の形状を持つ隣接する繊維質のクラスターから孤立しているもの。
請求項２のエミッターにおいて、付着層が金属間化合物、炭化物、窒化物およびその組み合せのどれかにより形成されるもの。
請求項２のエミッターにおいて、導電性の電極がアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されるもの。
請求項２のエミッターにおいて、少なくとも複数の繊維質のクラスターの一部は平均主軸寸法の半球状体の形状を持ち、ナノファイバーは平均外径を持ち、この平均主軸寸法が平均外径の1000倍を超えないもの。
請求項２のエミッターにおいて、少なくとも複数の繊維質のクラスターの一部は平均主軸寸法の半球状体の形状を持ち、ナノファイバーは平均外径を持ち、この平均主軸寸法が平均外径の50〜100倍の範囲内であるもの。
請求項１のエミッターにおいて、非触媒の粒子が有機物質でできているもの。
請求項１７のエミッターにおいて、有機物質がデンプンであるもの。
請求項１８のエミッターにおいて、デンプンがリョクトウデンプンであるもの。
請求項１のエミッターにおいて、非触媒の粒子の平均最大直線寸法が少なくとも5μmであるもの。
請求項２０のエミッターにおいて、非触媒の粒子の平均最大直線寸法が20μmを超えないもの。
請求項１のエミッターにおいて、複数の繊維質のクラスターが均等に散在しているもの。
請求項２２のエミッターにおいて、複数の繊維質のクラスターが一様なサイズをもつもの。
請求項１のエミッターを基材に固定された陰極として使用した電界放出型装置で、以下から構成されるもの。
陰極に向かいあった陽極、
スペーサー、ここでこのスペーサーは、陽極と陰極を分離し、また陽極と陰極との間の空間が真空となったときに強固な構造を提供するギャップのある少なくとも1つの枠から構成され、またスペーサーは、電界放出型装置内の真空を維持するために密封できる。
請求項２４の電界放出型装置において、しきい値電界強度が3.5ボルト／マイクロメートル未満であるもの。
請求項２４の電界放出型装置において、しきい値電界強度が2ボルト／マイクロメートル未満であるもの。
請求項２４の電界放出型装置において、最大電流密度が少なくとも900マイクロアンペア／平方センチメートルであるもの。
請求項２４の電界放出型装置において、最大電流密度が少なくとも2.7ミリアンペア／平方センチメートルであるもの。
請求項２５の電界放出型装置において、最大電流密度が少なくとも900マイクロアンペア／平方センチメートルであるもの。
請求項２６の電界放出型装置において、最大電流密度が少なくとも2.7ミリアンペア／平方センチメートルであるもの。
請求項１のエミッターに従い、エミッターを陰極として使用した電界放出型ディスプレーで、この電界放出型ディスプレーが以下から構成されるもの。
陰極の反対側の少なくとも1つの陽極、
スペーサー、ここでこのスペーサーは、陽極と陰極を分離し、また陽極と陰極との間の空間が真空となったときに強固な構造を提供する少なくとも1つの枠から構成され、真空を維持するために密封できる。
請求項３１の電界放出型ディスプレーにおいて、表示領域の対角線の寸法が少なくとも30インチあるもの。
電界放出型装置で使用するための電子放出器の製造プロセスで、以下で構成されるもの。
基材への電極の形成、
触媒化合物、結合剤、溶剤および複数の非触媒の粒子から構成され、非触媒の粒子がその触媒先駆体内で分散し、触媒化合物によって非触媒の粒子上に粒状物質クラスターが形成されるような触媒先駆体の準備、
触媒先駆体の電極への蒸着、
触媒先駆体の乾燥、
粒状物質クラスターが酸化されるようにするガス状の雰囲気内での電極の加熱
付着層により電極に付着した活性の触媒粒状物質クラスターを形成する酸化粒状物質クラスターの還元、
ナノファイバーが付着層により電極に付着した半球状体の繊維質クラスターを形成する、触媒によるナノファイバーの成長。
請求項３３のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップに、半球状体の繊維質クラスターがもつれたナノチューブで構成されるようなガスの組成および成長時間の選択が含まれるもの。
請求項３４のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップに、半球状体の繊維質クラスターがもつれたカーボンナノファイバーで構成されるようなガスの組成および触媒材料の選択が含まれるもの。
請求項３５のプロセスで、さらにカーボンナノファイバーの炭化珪素への変換からなるもの。
請求項３３のプロセスにおいて、電極の形成ステップで配線パターンにより接続された画素のパターンが形成されるもの。
請求項３７のプロセスにおいて、電極の形成ステップが、さらにフォトレジスト層を蒸着し、フォトレジスト層のパターンを発達させ、未発達のフォトレジスト層を除去し、フォトレジストが除去された領域のアルミニウムまたはアルミニウム合金にエッチングを施し、残りのフォトレジストを除去し、アルミニウムまたはアルミニウム合金のパターンを露出することによる、アルミニウムまたはアルミニウム合金の層のスパッタリングやアルミニウムまたはアルミニウム合金の層のパターン化のステップから構成されるもの。
請求項３５のプロセスにおいて、触媒化合物が硝酸鉄と硝酸ニッケルの混合物であるもの。
請求項３３のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップにより、平均円柱外形が約50ナノメートル〜約200ナノメートルの範囲をもつナノチューブを成長させるもの。
請求項３４のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップにより、孤立した繊維質のクラスターが形成されるもの。
請求項３７のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップにより、一様なサイズで均等に分散した繊維質のクラスターが形成され、それにより電界放出型装置に組み込んだとき、その装置が人間の目に一様な強度の光を発するように見えるもの。
請求項３３のプロセスで、さらに非触媒の粒子によって触媒粒状物質クラスターと電極の間に付着層が形成されるように、デンプン、重合体、金属、セラミックおよびそれらの組み合せの中から非触媒の粒子を選択するステップから構成されるもの。
請求項３３のプロセスで、さらに触媒粒状物質クラスターと電極の間に付着層が形成されるように、デンプンの非触媒有機粒子を選択するステップから構成されるもの。
請求項４４のプロセスで、さらに触媒性化合物の粒状物質が非触媒の粒子の表面に結合するように、有機結合剤を選択するステップから構成されるもの。
請求項３３のプロセスにおいて、加熱のステップが、空気、酸素、二酸化炭素のうちどれか一つを選択したガス状の供給原料中で触媒先駆体の温度を350℃〜550℃の範囲に上昇させることから構成されるもの。
請求項３３のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップが、ガス状の供給原料中で約550℃の温度での炭素の触媒による化学蒸着から構成され、ナノファイバーの成長ステップの直後に酸化した触媒化合物の粒状物質を還元するステップがあるもの。
請求項３３のプロセスにおいて、ナノファイバーの成長ステップが、アセチレン、水素およびアルゴンからなるガス状の供給原料を用いた炭素の触媒による化学蒸着から構成されるもの。
請求項４８のプロセスにおいて、アセチレンと水素の体積パーセントを合わせたものが、アルゴンの体積パーセントよりも大きく、水素の体積パーセントがアセチレンの体積パーセントよりも大きいもの。
請求項４９のプロセスにおいて、水素の体積パーセントが、アルゴンの体積パーセントとほぼ等しいもの。
請求項５０のプロセスにおいて、アセチレンの体積パーセントが、ガス状の供給原料の約10体積パーセントであるもの。
請求項４４のプロセスにおいて、デンプンの非触媒の粒子の選択ステップに、非触媒の粒子のサイズを平均最大直線寸法が5マイクロメートル〜30マイクロメートルの粒子に制限することが含まれるもの。
請求項５２のプロセスにおいて、選択のステップにより、非触媒の粒子のサイズが、平均最大直線寸法が5マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲の粒子に制限されるもの。
請求項５２のプロセスにおいて、平均最大直線寸法の標準偏差が3μm未満であるもの。
揮発性化合物およびガスの濃度測定に使用する、請求項１のエミッターを用いたセンサーであって、このセンサーは以下から構成される。
陽極、
筐体、この筐体は陽極と陰極とを分離し、筐体外にある揮発性化合物およびガスの少なくとも一部が筐体内に制御されたレートで入ることができるように配置されたもので、センサーは陽極とエミッターとの間の電子放出特性によって、筐体外にある揮発性化合物およびガスの少なくとも一部のうち少なくともどれか一つの存在を検出できる。
請求項５５のセンサーにおいて、動作時のエミッターの電子放出特性を、エミッターの既知の放出特性と比較して、筺体外にある揮発性化合物およびガスの少なくとも一部のうち少なくともどれか一つの存在・不在を判断するもの。