JP4880568B2 - 表面伝導型電子放出素子及び該電子放出素子を利用する電子源 - Google Patents
表面伝導型電子放出素子及び該電子放出素子を利用する電子源 Download PDFInfo
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Description
Xiaobo Zhang外、Advanced Materials、2006年、第18巻、p.1505−1510
図2に示すように、本実施例のSCE(表面伝導型電子放出素子)20は、基板22と、前記基板22の表面に垂直に設置された第一電極24及び第二電極24’と、複数のカーボンナノチューブ(CNT)素子26と、を含む。前記第一電極24は第一上方電極244及び第一下方電極242を有し、前記第二電極24’は第二上方電極244’及び第二下方電極242’を有する。前記第一下方電極242及び前記第二下方電極242’はそれぞれ前記基板22に電気的に接続されている。前記第二上方電極244及び前記第二上方電極244’はそれぞれ前記第一下方電極242及び前記第二下方電極242’上に形成されている。前記複数のCNT素子26はそれぞれ前記第一上方電極244と前記第一下方電極242との間及び、前記第二上方電極244’と前記第二下方電極242’との間に設置されている。前記CNT素子26は、それぞれ複数のカーボンナノチューブからなる。隣接する前記CNT素子26の間に間隙28が形成されている。
図6に示すように、本実施例のSCE40は、基板42と、前記基板42の表面に垂直に設置された第一電極44及び第二電極44’と、複数のCNT素子46と、を含む。前記第一電極44は第一上方電極444及び第一下方電極442を有し、前記第二電極44’は第二上方電極444’及び第二下方電極442’を有する。前記SCE40と実施例1のSCE20とを比べると、次の点が異なる。前記SCE40の前記第一電極44及び前記第二電極44’の間に、前記基板42に支持部48が設置されている。前記支持部48の厚さは前記第一下方電極442及び前記第二下方電極442’のそれぞれの厚さより薄くなるように設けられる。前記支持部48は、酸化ケイ素、アルミナ、金属酸化物、セラミックなどのいずれか一種からなる。前記支持部48を設置することにより、前記CNT素子46の前記第一電極44又は第二電極44’の外部に延伸する部分を、自身の重力が原因で湾曲又は破損することを防止することができる。本実子例において、前記支持部48は、二酸化ケイ素であり、厚さは40nm〜70nmにされる。
図7に示すように、本実施例のSCE50は、基板52と、前記基板52の表面に垂直に設置された第一電極54及び第二電極54’と、複数のCNT素子56と、を含む。前記SCE50と実施例1のSCE20とを比べると、次の点が異なる。前記第一電極54及び前記第二電極54’の間の前記基板52の表面に凹部58が形成されている。本実施例では、ウェットエッチングにより前記凹部58を形成する。前記ウェットエッチング処理において、80℃の水酸化カリウム溶液を利用して10分間反応させる。本実施例の前記凹部58の厚さは10μm〜20μmに形成される。前記基板52は、絶縁材料からなるか又はこの絶縁材料の表面に酸化物を塗布してなるので、前記CNT素子56からの電子に対して一定程度に電磁波を遮蔽する。前記凹部58を設置することにより、前記CNT素子56及び前記基板52の間の距離を増加し、前記基板52による電子遮蔽の効果を低下させることができる。
図8に示すように、本実施例のSCE60は、基板62と、前記基板62の表面に垂直に設置された第一電極64及び第二電極64’と、複数のCNT素子66と、を含む。前記SCE60と実施例1のSCE20とを比べると、次の点が異なる。前記SCE60はさらに固定層68を含む。前記固定層68は、第一電極64及び第二電極64’のそれぞれの一部及び前記CNT素子66の大部分を覆うように設けられる。前記固定層68は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、金属の酸化物、セラミック、などのいずれか一種からなる。前記固定層68を設置することにより、前記CNT素子66の安定性を高めることができる。
112 電極
114 電極
116 導電性薄膜
118 エミッタ
12 基板
120 隙間
14 陽極電極
16 蛍光体
20 SCE
22 基板
24,24’ 電極
242,242’ 下方電極
244,244’ 上方電極
26 CNT素子
262 端部
28 隙間
30 電子源
32 陽極電極
34 蛍光層
40 SCE
42 基板
44,44’ 電極
442,442’ 下方電極
444,444’ 上方電極
46 CNT素子
48 支持部
50 SCE
52 基板
54,54’ 電極
56 CNT素子
58 凹部
60 SCE
62 基板
64,64’ 電極
66 CNT素子
68 固定層
Claims (9)
- 基板及び該基板に平行して設置された複数の電極を含む表面伝導型電子放出素子であり、
各々の前記電極は、上方電極及び下方電極を含み、
前記上方電極及び下方電極の間には、複数のカーボンナノチューブ素子が、それぞれ前記基板に平行するように設置され、
前記カーボンナノチューブ素子の一部は前記電極に固定され、対向する端部は近接する電極の方向に延伸し、
前記カーボンナノチューブ素子は二つの対向する端部を有し、
該二つの対向する端部は、前記電極から露出していることを特徴とする表面伝導型電子放出素子。 - 前記カーボンナノチューブ素子が設置された電極に近接する電極に、カーボンナノチューブ素子が設置されておらず、
前記カーボンナノチューブ素子の端部と該端部に近接する電極との間に隙間が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子。 - 前記電極の全部にカーボンナノチューブ素子が設置され、
近接するカーボンナノチューブ素子の間に隙間が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子。 - 近接する前記電極の間に支持部が設置され、前記支持部は前記下方電極より薄く形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子。
- 前記電極の一部及び前記カーボンナノチューブ素子の大部分を覆うように、固定層が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子。
- 近接する前記電極の間の前記基板に凹部が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子。
- 前記カーボンナノチューブ素子は、カーボンナノチューブ繊維からなることを特徴とする、請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子。
- 前記隙間の寸法は1μm〜10μmにされていることを特徴とする、請求項3に記載の表面伝導型電子放出素子。
- 請求項1に記載の表面伝導型電子放出素子を利用した電子源。
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