JPH0927263A - 冷陰極素子 - Google Patents
冷陰極素子Info
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- JPH0927263A JPH0927263A JP19809095A JP19809095A JPH0927263A JP H0927263 A JPH0927263 A JP H0927263A JP 19809095 A JP19809095 A JP 19809095A JP 19809095 A JP19809095 A JP 19809095A JP H0927263 A JPH0927263 A JP H0927263A
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】構造が簡便で、必要電界が低く、かつ、特性が
安定で寿命の長い冷陰極素子を提供する。 【構成】陰極と陽極とに電圧を印加することによって、
陰極から電子を放出させ、この電子を前記陽極または他
に設けられた電極に印加した電圧により制御する冷陰極
素子において、前記陰極を、ダイヤモンド構造部の分散
した導電性炭素膜とする。また、前記ダイヤモンド構造
部の径を０．５μm 以下とし、前記炭素膜の表面粗さを
０．５μm 以下としあるいは前記炭素膜の比抵抗を１０
10Ωcm以下とする。図１はメタンと水素との混合ガスを
原料としたときのＳＥＭによる炭素膜の粒子構造の写真
であり、（ａ）はメタンの含有量が４vol%の場合、
（ｂ）はメタンの含有量が６vol%の場合（本発明の炭素
膜）である。
安定で寿命の長い冷陰極素子を提供する。 【構成】陰極と陽極とに電圧を印加することによって、
陰極から電子を放出させ、この電子を前記陽極または他
に設けられた電極に印加した電圧により制御する冷陰極
素子において、前記陰極を、ダイヤモンド構造部の分散
した導電性炭素膜とする。また、前記ダイヤモンド構造
部の径を０．５μm 以下とし、前記炭素膜の表面粗さを
０．５μm 以下としあるいは前記炭素膜の比抵抗を１０
10Ωcm以下とする。図１はメタンと水素との混合ガスを
原料としたときのＳＥＭによる炭素膜の粒子構造の写真
であり、（ａ）はメタンの含有量が４vol%の場合、
（ｂ）はメタンの含有量が６vol%の場合（本発明の炭素
膜）である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、安定で高効率で電子放
出する冷陰極素子に関するものである。
出する冷陰極素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空間に電子を放出して電界でこれを制御
する素子は、従来、真空管等において、タングステン線
等を通電、加熱し、熱励起された電子を用いることが多
く行われてきている。これらの難点は、動作開始に時間
がかかること、および集積化等の小型化に不向きなこと
である。
する素子は、従来、真空管等において、タングステン線
等を通電、加熱し、熱励起された電子を用いることが多
く行われてきている。これらの難点は、動作開始に時間
がかかること、および集積化等の小型化に不向きなこと
である。
【０００３】これに対し、熱励起によらず電子を固体か
ら空間に放出する素子は冷陰極素子と称され、小型化、
集積化の手段として開発が行われて来ている。現在は、
電界放射現象を利用した通称フィールドエミッターが開
発されつつある。これは、外部から強い電界（１０7 V/
cm以上) を作用させ、材料表面のポテンシャル障壁を薄
くして、トンネル効果により電子を放出させるものであ
る。この場合、冷陰極をエミッターという。電流密度は
エミッターの先端が鋭いほど高くなるので、微細加工に
より、エミッターの形状を整える。陰極材料としては、
Ｍｏ等の高融点金属や、Ｓｉ等が検討されている。特
に、先端に仕事関数の小さいセシウム（Ｃｓ）を塗布し
たＳｉ素子も開発されている。
ら空間に放出する素子は冷陰極素子と称され、小型化、
集積化の手段として開発が行われて来ている。現在は、
電界放射現象を利用した通称フィールドエミッターが開
発されつつある。これは、外部から強い電界（１０7 V/
cm以上) を作用させ、材料表面のポテンシャル障壁を薄
くして、トンネル効果により電子を放出させるものであ
る。この場合、冷陰極をエミッターという。電流密度は
エミッターの先端が鋭いほど高くなるので、微細加工に
より、エミッターの形状を整える。陰極材料としては、
Ｍｏ等の高融点金属や、Ｓｉ等が検討されている。特
に、先端に仕事関数の小さいセシウム（Ｃｓ）を塗布し
たＳｉ素子も開発されている。
【０００４】これらの冷陰極を応用したデバイスとして
は、電極から放出した電子を、蛍光材料面に衝突させる
ことにより蛍光材料の発光させるフラットディスプレイ
や、電極から放出した電子の方向を、別個の電極（ゲー
ト電極）との間の空間電界により制御することを特徴と
する高速制御素子等が考えられている。
は、電極から放出した電子を、蛍光材料面に衝突させる
ことにより蛍光材料の発光させるフラットディスプレイ
や、電極から放出した電子の方向を、別個の電極（ゲー
ト電極）との間の空間電界により制御することを特徴と
する高速制御素子等が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の冷陰極
素子には、前述のようにトンネル効果を利用するため高
電界が必要であること、エミッターを鋭く尖らせる微細
加工が必要なこと、およびエミッターは酸化等により容
易に劣化するため、寿命が短く、動作も不安定であるこ
と等の欠点があった。
素子には、前述のようにトンネル効果を利用するため高
電界が必要であること、エミッターを鋭く尖らせる微細
加工が必要なこと、およびエミッターは酸化等により容
易に劣化するため、寿命が短く、動作も不安定であるこ
と等の欠点があった。
【０００６】近年、各種気相成長法によるダイヤモンド
薄膜の形成がなされるようになり、その優れた特性を活
かした応用が検討されつつある。特に、半導体としての
ダイヤモンドは、バンドギャップが大きい、絶縁破
壊電界が大きい、誘電率が小さい、電子、ホールの
移動度が大きい、耐放射線性が高い、等の特徴がある
ことから幅広い応用が期待されている。
薄膜の形成がなされるようになり、その優れた特性を活
かした応用が検討されつつある。特に、半導体としての
ダイヤモンドは、バンドギャップが大きい、絶縁破
壊電界が大きい、誘電率が小さい、電子、ホールの
移動度が大きい、耐放射線性が高い、等の特徴がある
ことから幅広い応用が期待されている。
【０００７】特に、ダイヤモンドのバンドギャップは約
５．５ｅＶとＳｉ（１．１ｅＶ）等の半導体と比して著
しく大きく、このため各種の特徴ある特性が得られてい
る。表１はダイヤモンドの電子親和力の結晶面依存性を
示し、Ｍ．Ｗ．Ｇｅｉｓらの発表したデータである（IE
EE.TRANS.Elec.Devices 第 38 巻(1991) 619頁) 。
５．５ｅＶとＳｉ（１．１ｅＶ）等の半導体と比して著
しく大きく、このため各種の特徴ある特性が得られてい
る。表１はダイヤモンドの電子親和力の結晶面依存性を
示し、Ｍ．Ｗ．Ｇｅｉｓらの発表したデータである（IE
EE.TRANS.Elec.Devices 第 38 巻(1991) 619頁) 。
【０００８】
【表１】 ＜１１１＞面での電子親和力χは負になり、真空凖位よ
り小さくなるので、電子は外部空間に放出されることに
なる。即ち、ダイヤモンドに電子を適当な方法で注入す
れば、高電界を要しないで冷陰極を実現できる。また、
高電界を要しないため、鋭い先端形状を加工する必要が
無く、平面状で均一な電子放出が可能である。また、ダ
イヤモンドは空気中で安定であり、長寿命で安定な素子
を作製可能である。
り小さくなるので、電子は外部空間に放出されることに
なる。即ち、ダイヤモンドに電子を適当な方法で注入す
れば、高電界を要しないで冷陰極を実現できる。また、
高電界を要しないため、鋭い先端形状を加工する必要が
無く、平面状で均一な電子放出が可能である。また、ダ
イヤモンドは空気中で安定であり、長寿命で安定な素子
を作製可能である。
【０００９】しかし、一方でダイヤモンドの電気抵抗は
一般に高いため（高純度のもので１０16Ωｃm ）、ダイ
ヤモンドへのキャリア注入は困難であるため、ダイヤモ
ンド内に電流を流すためには高電圧が必要となり、ダイ
ヤモンド膜そのものを冷陰極として用いるのは現実的で
はない。本発明の目的は、構造が簡便で、必要電界が低
く、かつ、特性が安定で寿命の長い冷陰極素子を提供す
ることにある。
一般に高いため（高純度のもので１０16Ωｃm ）、ダイ
ヤモンドへのキャリア注入は困難であるため、ダイヤモ
ンド内に電流を流すためには高電圧が必要となり、ダイ
ヤモンド膜そのものを冷陰極として用いるのは現実的で
はない。本発明の目的は、構造が簡便で、必要電界が低
く、かつ、特性が安定で寿命の長い冷陰極素子を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】陰極と陽極とに電圧を印
加することによって、陰極から電子を放出させ、この電
子を前記陽極または他に設けられた電極に印加した電圧
により制御する冷陰極素子において、前記陰極は、ダイ
ヤモンド構造部の分散した導電性炭素膜からなるものと
する。
加することによって、陰極から電子を放出させ、この電
子を前記陽極または他に設けられた電極に印加した電圧
により制御する冷陰極素子において、前記陰極は、ダイ
ヤモンド構造部の分散した導電性炭素膜からなるものと
する。
【００１１】また、前記ダイヤモンド構造部の径は０．
５μm 以下であると良い。また、前記炭素膜の表面粗さ
は０．５μm 以下であると良い。また、前記炭素膜の比
抵抗は１０10Ωcm以下であると良い。
５μm 以下であると良い。また、前記炭素膜の表面粗さ
は０．５μm 以下であると良い。また、前記炭素膜の比
抵抗は１０10Ωcm以下であると良い。
【００１２】
【作用】本発明によれば、冷陰極素子において、冷陰極
はダイヤモンド構造部の分散した導電性炭素膜からなる
ものとした。このような構成においては、ダイヤモンド
構造の部分はサイズが小さいため電気抵抗が小さい、ま
たダイヤモンド構造以外の構造の炭素膜は電気伝導体で
ある、さらに炭素膜からダイヤモンド構造の粒子へと化
学結合の変化は小さいので電子の注入には高電圧を必要
としない。従って、炭素膜からダイヤモンド構造部の表
面からの電子放出まで全体の電気抵抗はあまり高くな
く、陰極と陽極間の印加電圧は数百Ｖで、炭素膜の平均
電流密度は１００μA/cm2 レベルが得られる。
はダイヤモンド構造部の分散した導電性炭素膜からなる
ものとした。このような構成においては、ダイヤモンド
構造の部分はサイズが小さいため電気抵抗が小さい、ま
たダイヤモンド構造以外の構造の炭素膜は電気伝導体で
ある、さらに炭素膜からダイヤモンド構造の粒子へと化
学結合の変化は小さいので電子の注入には高電圧を必要
としない。従って、炭素膜からダイヤモンド構造部の表
面からの電子放出まで全体の電気抵抗はあまり高くな
く、陰極と陽極間の印加電圧は数百Ｖで、炭素膜の平均
電流密度は１００μA/cm2 レベルが得られる。
【００１３】炭素膜中のダイヤモンド構造の部分の径が
０．５μm 以下であり、または炭素膜の比抵抗が１０10
Ωcmより小さいため、陰極の内部に電子を通過または注
入させるために必要な電圧は小さくてよく、陰極と陽極
間の印加電圧の大部分は電子放出のための陰極と陽極間
にかかることとなる。
０．５μm 以下であり、または炭素膜の比抵抗が１０10
Ωcmより小さいため、陰極の内部に電子を通過または注
入させるために必要な電圧は小さくてよく、陰極と陽極
間の印加電圧の大部分は電子放出のための陰極と陽極間
にかかることとなる。
【００１４】
実施例１ 先ず、本発明に係るダイヤモンド構造と導電性炭素の混
合炭素膜について説明する。ダイヤモンド構造が分散し
た炭素膜の製造方法は幾つか考えられるが、例えば、一
般にダイヤモンド薄膜の製造方法として知られるマイク
ロ波ＣＶＤ法において、含有量が５vol%以上のメタンと
水素との混合ガスを原料とすることにより目的とする炭
素膜は得られる。
合炭素膜について説明する。ダイヤモンド構造が分散し
た炭素膜の製造方法は幾つか考えられるが、例えば、一
般にダイヤモンド薄膜の製造方法として知られるマイク
ロ波ＣＶＤ法において、含有量が５vol%以上のメタンと
水素との混合ガスを原料とすることにより目的とする炭
素膜は得られる。
【００１５】炭素膜の成長速度は約１μm /hで、膜厚は
５μm とした。表２は成膜条件を示す。
５μm とした。表２は成膜条件を示す。
【００１６】
【表２】 図１は、メタンと水素との混合ガスを原料としたときの
ＳＥＭによる炭素膜の粒子構造の写真であり、（ａ）は
メタンの含有量が４vol%の場合（ｂ）はメタンの含有量
が６vol%の場合である。図１より、メタンの含有量が４
vol%の場合は、炭素膜全面がダイヤモンド構造で覆わ
れ、最大径は１μm に達しており、メタンの含有量が６
vol%の場合では、０．１μm オーダーのダイヤモンド構
造部が分散していることが判る。
ＳＥＭによる炭素膜の粒子構造の写真であり、（ａ）は
メタンの含有量が４vol%の場合（ｂ）はメタンの含有量
が６vol%の場合である。図１より、メタンの含有量が４
vol%の場合は、炭素膜全面がダイヤモンド構造で覆わ
れ、最大径は１μm に達しており、メタンの含有量が６
vol%の場合では、０．１μm オーダーのダイヤモンド構
造部が分散していることが判る。
【００１７】同じ炭素膜についてＸ線回折も調べた。図
２はメタンと水素との混合ガスを原料とした炭素膜のＸ
線回折の図である。カーブａはＳｉ基板、カーブｂはメ
タン６vol%、カーブｃはメタン４vol%、カーブｄはメタ
ン０．５vol%の場合である。図２では、メタン６vol%、
メタン４vol%どちらの場合でも、エックス線回折では明
瞭な回折ピークが観測されていて、ダイヤモンド構造部
を持つことは明らかである。これらの膜中のダイヤモン
ド構造部の具体的な大きさは不明であるが、ＳＥＭによ
る表面形状から、０．５μm 以下であることは明瞭であ
る。
２はメタンと水素との混合ガスを原料とした炭素膜のＸ
線回折の図である。カーブａはＳｉ基板、カーブｂはメ
タン６vol%、カーブｃはメタン４vol%、カーブｄはメタ
ン０．５vol%の場合である。図２では、メタン６vol%、
メタン４vol%どちらの場合でも、エックス線回折では明
瞭な回折ピークが観測されていて、ダイヤモンド構造部
を持つことは明らかである。これらの膜中のダイヤモン
ド構造部の具体的な大きさは不明であるが、ＳＥＭによ
る表面形状から、０．５μm 以下であることは明瞭であ
る。
【００１８】同様に、例えばＣＯと水素の混合ガスを原
料としてもほぼ同等の炭素膜を得ることができる。炭素
膜の成長速度は約１μm /hで、膜厚は５μm とした。表
３は成膜条件である。
料としてもほぼ同等の炭素膜を得ることができる。炭素
膜の成長速度は約１μm /hで、膜厚は５μm とした。表
３は成膜条件である。
【００１９】
【表３】 図３はＣＯと水素との混合ガスを原料とした炭素膜のラ
マンスペクトルであり、（ａ）はＣＯの含有量が４０vo
l%の場合、（ｂ）はＣＯの含有量が６０vol%の場合であ
る。 図３より、ＣＯの含有量が４０vol%の場合、ラマ
ンスペクトルは明確にダイヤモンド構造に対応するピー
クをもつが、ＣＯの含有量が６０vol%の場合はピークは
極めて広くダイヤモンド構造部の径がかなり小さくなっ
ており、炭素膜の大部分は乱れた黒鉛構造や二重結合を
もつ炭素であることが推定できる。このように、ダイヤ
モンド構造部が微小化すると、電子のダイヤモンドへの
注入が容易になる。ダイヤモンド構造部は、炭素膜中で
独立した粒子として存在する場合と、他のグラファイト
構造等と連続して存在する場合とが考えられるが、電子
の注入効率は後者のほうが高いと考えられる。また、ダ
イヤモンド構造部が微小化するとともに炭素膜の表面粗
さも減少する。炭素膜の表面粗さを０．５μm 以下とす
ることにより、局部的な電界集中を回避するとともに、
当該素子をディスプレイとして用いた場合の画質の均一
性を確保することが可能となる。すなわち、ディスプレ
イとして一般に用いられる画素の大きさは高精彩のもの
でも数１０μm 以上であり、上記粗さはこれに比して充
分小さい値である。
マンスペクトルであり、（ａ）はＣＯの含有量が４０vo
l%の場合、（ｂ）はＣＯの含有量が６０vol%の場合であ
る。 図３より、ＣＯの含有量が４０vol%の場合、ラマ
ンスペクトルは明確にダイヤモンド構造に対応するピー
クをもつが、ＣＯの含有量が６０vol%の場合はピークは
極めて広くダイヤモンド構造部の径がかなり小さくなっ
ており、炭素膜の大部分は乱れた黒鉛構造や二重結合を
もつ炭素であることが推定できる。このように、ダイヤ
モンド構造部が微小化すると、電子のダイヤモンドへの
注入が容易になる。ダイヤモンド構造部は、炭素膜中で
独立した粒子として存在する場合と、他のグラファイト
構造等と連続して存在する場合とが考えられるが、電子
の注入効率は後者のほうが高いと考えられる。また、ダ
イヤモンド構造部が微小化するとともに炭素膜の表面粗
さも減少する。炭素膜の表面粗さを０．５μm 以下とす
ることにより、局部的な電界集中を回避するとともに、
当該素子をディスプレイとして用いた場合の画質の均一
性を確保することが可能となる。すなわち、ディスプレ
イとして一般に用いられる画素の大きさは高精彩のもの
でも数１０μm 以上であり、上記粗さはこれに比して充
分小さい値である。
【００２０】また炭素膜の比抵抗を１０10Ωcm以下、望
ましくは１０００Ωcm以下にすることにより、陰極と陽
極の間に付加した電圧が、炭素膜中で低下することな
く、放出電子の加速に有効に作用することができる。こ
の値は、代表例として、駆動電圧５００Ｖ、電流密度１
００μA/ｃm2、炭素膜の厚さ５μm とした時の炭素膜に
求められる比抵抗値から試算したものである。 実施例２ 水素ガス中に、メタンガス６vol%の混合ガスを原料と
し、マイクロ波ＣＶＤ法によりダイヤモンドを含む炭素
膜を形成した。Ｓｉ基板には予めダイヤモンド砥粒で研
磨する傷付け処理を行いダイヤモンド結晶の核形成を行
った。成膜条件は実施例１の表２に同じとした。
ましくは１０００Ωcm以下にすることにより、陰極と陽
極の間に付加した電圧が、炭素膜中で低下することな
く、放出電子の加速に有効に作用することができる。こ
の値は、代表例として、駆動電圧５００Ｖ、電流密度１
００μA/ｃm2、炭素膜の厚さ５μm とした時の炭素膜に
求められる比抵抗値から試算したものである。 実施例２ 水素ガス中に、メタンガス６vol%の混合ガスを原料と
し、マイクロ波ＣＶＤ法によりダイヤモンドを含む炭素
膜を形成した。Ｓｉ基板には予めダイヤモンド砥粒で研
磨する傷付け処理を行いダイヤモンド結晶の核形成を行
った。成膜条件は実施例１の表２に同じとした。
【００２１】図４は、本発明に係る実施例の冷陰極素子
の構造を示した模式断面図である。陰極はＳｉ基板１に
形成されたダイヤモンド構造部を含む炭素膜２であり、
陽極はガラス基板３に形成されたＩＴＯ膜４である。陰
極と陽極の距離は５０μm とした。陰極と陽極とを気密
容器５に入れ、気密容器５内を１００ Pa 以下の真空状
態とした。陰極と陽極の間に５０Ｖの電圧を印加し、電
界を１０5 V/cm とした。この時、陰極面積に対し１０
０μA/ｃm2の電流密度を得た。電流は安定で長時間の使
用に充分耐えるものであった。 実施例３ Ｓｉ基板上に、予め陰極部以外の表面にＳｉＯ2 絶縁膜
と金のゲート電極を成膜し、その部分をマスキングした
後に、水素ガス４０vol%、一酸化炭素ガス６０vol%の混
合ガスを原料とし、マイクロ波ＣＶＤ法によりダイヤモ
ンドを含む炭素膜を形成した。Ｓｉ基板には予めダイヤ
モンド砥粒で研磨する傷付け処理を行いダイヤモンド結
晶の核形成を行った。成膜条件は実施例１の表３と同じ
とした。以下に示す。炭素膜の成長速度は約１μm/ｈ
で、膜厚は５μm とした。
の構造を示した模式断面図である。陰極はＳｉ基板１に
形成されたダイヤモンド構造部を含む炭素膜２であり、
陽極はガラス基板３に形成されたＩＴＯ膜４である。陰
極と陽極の距離は５０μm とした。陰極と陽極とを気密
容器５に入れ、気密容器５内を１００ Pa 以下の真空状
態とした。陰極と陽極の間に５０Ｖの電圧を印加し、電
界を１０5 V/cm とした。この時、陰極面積に対し１０
０μA/ｃm2の電流密度を得た。電流は安定で長時間の使
用に充分耐えるものであった。 実施例３ Ｓｉ基板上に、予め陰極部以外の表面にＳｉＯ2 絶縁膜
と金のゲート電極を成膜し、その部分をマスキングした
後に、水素ガス４０vol%、一酸化炭素ガス６０vol%の混
合ガスを原料とし、マイクロ波ＣＶＤ法によりダイヤモ
ンドを含む炭素膜を形成した。Ｓｉ基板には予めダイヤ
モンド砥粒で研磨する傷付け処理を行いダイヤモンド結
晶の核形成を行った。成膜条件は実施例１の表３と同じ
とした。以下に示す。炭素膜の成長速度は約１μm/ｈ
で、膜厚は５μm とした。
【００２２】図５は、本発明に係る他の実施例の冷陰極
素子の構造を示した模式断面図である。陰極はＳｉ基板
１に形成されたダイヤモンド構造体を含む炭素膜２であ
り、絶縁膜６として酸化ケイ素膜が、ゲート電極７とし
て厚さ１０μm の膜が炭素膜２の上に積層されている。
陽極はガラス基板３に形成されたＩＴＯ膜４である。陰
極と陽極の距離は５０μm とした。陰極と陽極とを気密
容器５に入れ、気密容器５内を１００ Pa 以下の真空状
態とした。陽極にはＩＴＯ膜を形成したガラス板を用
い、その上に蛍光体を塗布した。陰極と陽極の間の空間
を１００Ｐａの真空状態とした後、陰極と陽極の間に５
００Ｖの電圧を印加した。陰極と陽極の距離は５０μm
であり、電界としては１０5 V/cm であった。この時、
電極面積に対し１２０μA / ｃm2の電流をであり、蛍光
体からの発光はゲート電圧により変調出来ることも確認
できた。電流は安定で長時間の使用に充分耐えるもので
あった。
素子の構造を示した模式断面図である。陰極はＳｉ基板
１に形成されたダイヤモンド構造体を含む炭素膜２であ
り、絶縁膜６として酸化ケイ素膜が、ゲート電極７とし
て厚さ１０μm の膜が炭素膜２の上に積層されている。
陽極はガラス基板３に形成されたＩＴＯ膜４である。陰
極と陽極の距離は５０μm とした。陰極と陽極とを気密
容器５に入れ、気密容器５内を１００ Pa 以下の真空状
態とした。陽極にはＩＴＯ膜を形成したガラス板を用
い、その上に蛍光体を塗布した。陰極と陽極の間の空間
を１００Ｐａの真空状態とした後、陰極と陽極の間に５
００Ｖの電圧を印加した。陰極と陽極の距離は５０μm
であり、電界としては１０5 V/cm であった。この時、
電極面積に対し１２０μA / ｃm2の電流をであり、蛍光
体からの発光はゲート電圧により変調出来ることも確認
できた。電流は安定で長時間の使用に充分耐えるもので
あった。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、陰極と陽極とに電圧を
印加することによって、陰極から電子を放出させ、この
電子を前記陽極または他に設けられた電極に印加された
電圧により制御する冷陰極素子において、前記陰極は、
ダイヤモンド構造部の分散した導電性炭素膜からなるも
のとしたため、電子放出部を特に整形加工することなく
簡便に製造できる。また、放電に必要な電圧が低く、か
つ、特性が安定で寿命の長い冷陰極素子を提供すること
ができる。
印加することによって、陰極から電子を放出させ、この
電子を前記陽極または他に設けられた電極に印加された
電圧により制御する冷陰極素子において、前記陰極は、
ダイヤモンド構造部の分散した導電性炭素膜からなるも
のとしたため、電子放出部を特に整形加工することなく
簡便に製造できる。また、放電に必要な電圧が低く、か
つ、特性が安定で寿命の長い冷陰極素子を提供すること
ができる。
【００２４】また、ダイヤモンド構造部は密に炭素膜中
に分散しているので、電子放出は面から均等に行われ、
ディスプレイに応用し易い。
に分散しているので、電子放出は面から均等に行われ、
ディスプレイに応用し易い。
【図１】本発明に係るメタンと水素との混合ガスを原料
としたときのＳＥＭによる炭素膜の粒子構造の写真であ
り、（ａ）はメタンの含有量が４vol%の場合（ｂ）はメ
タンの含有量が６vol%の場合
としたときのＳＥＭによる炭素膜の粒子構造の写真であ
り、（ａ）はメタンの含有量が４vol%の場合（ｂ）はメ
タンの含有量が６vol%の場合
【図２】本発明のに係るメタンと水素との混合ガスを原
料とした炭素膜のＸ線回折スペクトル
料とした炭素膜のＸ線回折スペクトル
【図３】本発明のに係るＣＯと水素との混合ガスを原料
とした炭素膜のラマンスペクトルであり、（ａ）はＣＯ
の含有量が４０vol%の場合、（ｂ）はＣＯの含有量が６
０vol%の場合
とした炭素膜のラマンスペクトルであり、（ａ）はＣＯ
の含有量が４０vol%の場合、（ｂ）はＣＯの含有量が６
０vol%の場合
【図４】本発明に係る実施例の冷陰極素子の構造を示し
た模式断面図
た模式断面図
【図５】本発明に係る他の実施例の冷陰極素子の構造を
示した模式断面図
示した模式断面図
１ 基板 ２ 炭素膜 ３ ＩＴＯ膜 ４ ガラス基板 ５ 真空容器 ６ 絶縁膜 ７ ゲート電極 ８ 蛍光体膜 ９ 電源 １０ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 祐子 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 永山 利枝 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】陰極と陽極とに電圧を印加することによっ
て、陰極から電子を放出させ、この電子を前記陽極また
は他に設けられた電極に印加した電圧により制御する冷
陰極素子において、前記陰極は、ダイヤモンド構造部の
分散した導電性炭素膜からなることを特徴とする冷陰極
素子。 - 【請求項２】請求項１に記載の冷陰極素子において、前
記ダイヤモンド構造部の径は０．５μm 以下であること
を特徴とする冷陰極素子。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の冷陰極素子にお
いて、前記炭素膜の表面粗さは０．５μm 以下であるこ
とを特徴とする冷陰極素子。 - 【請求項４】請求項１ないし３に記載の冷陰極素子にお
いて、前記炭素膜の比抵抗は１０10Ωcm以下であること
を特徴とする冷陰極素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19809095A JPH0927263A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 冷陰極素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19809095A JPH0927263A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 冷陰極素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927263A true JPH0927263A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16385339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19809095A Pending JPH0927263A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 冷陰極素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927263A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1025575A1 (en) * | 1997-10-21 | 2000-08-09 | SI Diamond Technology, Inc. | A cold cathode carbon film |
| JP2001526826A (ja) * | 1997-05-21 | 2001-12-18 | エスアイ ダイアモンド テクノロジー，インコーポレイテッド | カーボンフィルムを成長させるプロセス |
| JP2003509824A (ja) * | 1999-09-15 | 2003-03-11 | エスアイ ダイアモンド テクノロジー， インコーポレイテッド | 炭素膜を成長させる際に使用される表面処理法 |
| JP2003086079A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-20 | Sony Corp | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP19809095A patent/JPH0927263A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1025575A4 (en) * | 1997-10-21 | 2001-04-18 | Si Diamond Techn Inc | COLD CATHODE CARBON FILM |
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| JP4975923B2 (ja) * | 1999-09-15 | 2012-07-11 | アプライド・ナノテック・ホールディングス・インコーポレーテッド | 炭素膜を成長させる際に使用される表面処理法 |
| JP2003086079A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-20 | Sony Corp | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 |
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