TW459260B

TW459260B - Electron emission element and image display apparatus utilizing the same

Info

Publication number: TW459260B
Application number: TW089104834A
Authority: TW
Inventors: Tetsuya Shiratori; Hideo Kurokawa; Koji Akiyama
Original assignee: Matsushita Electric Ind Co Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-10-11
Also published as: DE60037505D1; EP1164618A4; US6486609B1; EP1164618B1; EP1164618B8; KR20010102528A; WO2000055880A1; DE60037505T2; KR100674693B1; EP1164618A1

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^r 4 592 6 u A7 -------B7____ 五、發明說明（1 ) 技術領域本發明係關於將電子予以場致發射之冷陰極型電子發射元件，以.及使用該元件所構成之影像顯示裝置。技術背景近年來，對於顯示器之薄型.縮小化的要求昇高，同時’可以高速運轉之微小電子發射元件的開發也日益活躍〇電子發射元件之開發雄已經先有「熱輻射型」，惟毋須加熱至高溫，且可以低電壓發射電子之現象，使得近年來「冷陰極型」的微小電子發射元件之研究開發興盛起來。有了這樣的背景，特開平10-199398號公報即揭示於習知外新增之，以低電壓•低消費電力驅動而可以安定地獲得高電流，而且可以選擇性地自所選定的位置使電子發射之冷陰極型的元件構造。該元件採用如第8a圖所示之構造，係於基板211上將做為陰極電極之石墨層212配置成線狀，其上設置由碳毫微膠管（carbon nanotube)構成之電子發射層213，再進一步於電子發射層213兩側設置絕緣區域214，並於其上將線狀之柵極電極215配置成直角相交於電子發射層213。如果是此種構造，則當於柵極電極21 5施加正，而於陰極電極212施加負的電壓時，在二者的交叉部分產生電場’電子自交又部分的陰極電極被引出。因此，藉選擇施加電壓的線路，即可以自選擇性地擇定之位置發射電子。又’由於該元件以發射特性優良之碳毫微膠管構成電子發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 --------— 訂.------- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7

五、發明說明（2 ) 射層，因此可以在低真空 '低電壓下使電流安定並獲得大電流3 然而’該元件構造内部存在以下的課題，亦即， 1)由m件、是以陰極和栅極之間的電位差實施電子引出之控制.因此’為了引出電子，必須在柵極電極施加充分的電壓。故而’難以實現非常低的驅動電壓。 2)由於在該元件中’係使電場發生於陰極電極和拇極电極相父又之對向面之間’所以自陰極電極面被發射出之電子t大β π都流入其對向面之柵極電極。因此，到達被配置在柵極電極上方之陽極的電子，只不過是通過電子通過孔之中心部者的—部分而已3故而，發射電子之㈣效率差。 3)雖然在該元件中，柵極電極上方配置有陽極電極，准右附加電位於陽極電極，則由於在栅極電極的邊緣部發生電場集中的現象，因此容易自柵極電極2 15的邊緣部產生異常放t而異常放電則使電子發射元件的信賴性顯著地下降。發明之揭示本發明係以解決上述課題為目的而完成者。本發明人等銳意研化的結果發現，若使陽極電極和陰極電極之間，以及柵極電極和陰極電極之間的電場複合，則藉由能極有 -攻率地自電子發射材料(陰極電極）將電子引出以及對栅 &電極之配£與形狀下工夫的方式.即可以防止自概極電 ^的邊緣邹衫異常放電.而完成木發明_毛發明具有以下經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45926 0 a- 1 -- B7 五、發明說明（3 ) 的構成^ ⑴具備電子載送構件、固設於前述電子載送構件之由電子發射構件所構成的陰極電極、自前述陰極電極隔離配置之陽極電極，以及配置於前述陰極電極和前述陽極電極間之具有電子通過用開口的栅極電極之電子發射元件，月’j述陰極電極、陽極電極和栅極電極三者的空間位置及各別的形狀係以，使存在於柵極電極與陽極電極之間的電場自前述電子通過用開α向陰極電極侧滲出，並使該滲出之電場和存在於前述陰極電極與柵極電極之間的電場產生相互作用並合而形成複合電場的方式構成；並具備電子發射控制手段，其係藉由使前述陰極電極和前述陽極電極 ,以及前述栅極電極中之至少—個電極的電位發生變化的方式，使前述複合電場之強度產生變化控制來自前述陰極電極之電子發射量。丨...1. 該構成之特徵在於，藉由利用在;極側滲出之電場，和在陰極電極與栅極電極之間的電場而形成複合電場，並使該複合電場之強度發生變化的方式，控制來自陰極電極之電子的場致發射。該控制方式的元件與習知之場致發射元件相比較，可以非常高效率地進行場致發射。因此，在低電壓驅動下，可以實施應答性佳而且安定的電子發射。以第1圖為基礎說明本發明電子發射元件之此種基本原理。本發明電子發射元件，如形成複合電場的方式，其陰極電極、陽極電極和栅極電極三者的空間位置及各别的形本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2W X 297公釐） 6 --------------.-----------------線.I1 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經"部智慧財產局8工",1!費合竹社卟^· 五、發明說明（4 ) 狀被適當地限制，再進一步藉電子發射控制手段控制上述複合電場之強度以控制來自陰極電極之電子的發射量；該複合電場之特性以及技術意義可由第〗圖而知悉。第i圖疋作又3又將比起陽極電極遠為低的同一極性之電壓施加至栅極電極時，將該情形中之複合電極的狀態以等電位面10. ·表現的概念圖。如第1圖所示，存在於柵極電極3和陽極電極之間的電場，自柵極電極3之電子通過開口向陰極電極側滲出，而且該滲出之電場和發生在陰極電極2和柵極電極3之間的電場發生相互作用並合而為一’於陰極電極側形成凸的等電位面集合群。該等電位面集合群即是複合電場。第1圖之複合電場區域〖i為滲出之電場的影響範圍，亦即不出複合電場的範圍。複合電場區域丨丨内之等電位面集合群的各各間隔，如第丨圖所示地，在連結各各等電位面的前端（谷）所成之線上（谷線上）最狹窄，隨著自谷線向左右遠離，等電位面間隔變大。也就是說，谷線上成為電位差最大的點之集合，而隨著自谷線向左右遠離’電位差變小。又，該谷線係直交於陽極電極面及陰極電極。複合電場之此種性狀在電子發射之際產生以下的效果。首先’由於谷線比其他部位電位差大，因此谷線在與陰極電極父又的谷線部分，來自陰極電極之電子引出效果變大而.所引出之.電子被誘導£電位差最夂的谷線直至到達陽極電極因而‘藉被吸收至柵極電極的電子利用 A. 1 C 是說，藉由利用複合電場之本發明的 297公釐 ^-----Itl 訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

45926 0 經濟部智慧財產局員Η消費合作杜印製五、發明說明（5 ) 方式，谷線會將由陰極電極被發射出之電子安定地引導至陽極電極；由於就某種意義來說，產生電子飛行用通道的機能’因此既為更低的柵極電極電壓，又可以將電子引出 ’同時可以使所引出之電以更好的效率到達陽極電極為止〇若利用複合電場，則來自陰極電極的電子引出效果等顯著地昇高，此點雖已經為實驗所確認，惟有關個個電場與複合電場的關係，或複合電場内之電位分布狀態等，到目前為止尚未充分的明瞭。再者’在未利用複合電場的習知元件中之電位差’變成於第1圖之複合電場區域u的外側所示之等電位面間隔。如以上之說明’若根據上述本發明之構成，因為在由陰極電極引出電子中’可以將施加於陽極電極及柵極電極之電壓予以極有效的活用’所以和習知構造之場致發射型元件相比較，可以用更少的電力而且將更多的電子安定的引出。 (2)本發明可以進一步以如下的方式構成。前述柵極電極之至少陽極電極覆蓋面的功函數，可以設得比前述陰極電極之功函數更大。若為該構成，則可以防止電子由栅極電極面向陽極電極方向被異常放電的情形〇又’透過電子不會由接地側流走之電氣回路，前述柵極電極可以做為被接地的對象。若為該構成，則可以防止自柵極電極的異常放電。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格⑵〇 χ观公爱〉 n it B1 n n n I— I ^ - n t— n n I ϋ n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 經濟部智慧財產局員工3費合竹^印*·^ 五、發明說明（6 ) 又’將柵極電極之電子通過用開口的最大開口長設為 d’而從陰極電極面至前述柵極電極之陰極電極側的面為止之垂直距離設為21時，前述柵極電極至少以d g乙的關係成立之狀態’而可以被配置於前述陰極電極和陽極電極之間。若為該構成，則容易使陽極電極和柵極電極之間的電場從柵極電極的電子通過用開口滲入。又，在前述柵極電極之電子通過用開口近傍，可以實施緩和來自前述陽極電極之電場集中的電場集中緩和手段 ’並且可以採用將前述柵極電極之電子通過用開口的陽極電極制之料肖落部分的功函數，設成比栅極電極之其他 h的功函數為大之構成。χ，可以採用將前述拇極電極之包子通過用開口的纟少陽極電極惻之周緣角落部分做成斜角的構成。藉由該等構成之採用，卩以防止來自電子通過用開口近傍的異常放電。 . 本七明構成中之則述電子發射控制手段係藉由’ 將對應岫述陰極電極之前述陽極電極的電位設成一定使 &述柵極電極之電位發生變化，而使前述前述複合電場的強’又產生變化，在本發明雖採用，使陽極電極側之電場從柵極電極的開σ向陰極電極側渗出，並使其與發生在概極包極和陰極電極之間的電場複合化之構成，惟若使用該構成則y、藉由使柵極電極的電位發生變化.即可以使複合電場之特’和強度產生變化.並可以藉此而使來自陰極電 α〜電卞的發射量發生變化因而藉由適當地設定陽極電殛之電位吖以將做岛控制來自陰極電柽之電子發射量 JU_ ^-----------------^ (請先閱讚背面之注意事項再填寫本頁) ^ 45926 〇 Α7 ----—— -2Ζ_________ 五、發明說明（7 ) 的電位之栅極電極電位設得極小。又，前述電子發射控制手段係藉由，將對應前述陰極電極之前述陽極電極的電位，設成無法光是用該電位而使由前述陰極電極向前述陽極電極將電子予以場致發射的電位’並將前述栅極電極的電位設成與前述陽極電極同極性，以使該電位發生變化的方式，而得以使前述複合電場的強度產生變化。即使是對應前述陰極電極之前述陽極電極的電位是無法光用該電位而使由前述陰極電極向前述陽極電極將電子予以場致發射的電位，也可以藉由適當地配置陰極電極、陽極電極和柵極電極三者的空間位置及各别的形狀，使電場由栅極電極之電子通過用開口滲出，並使該滲出電極於栅極電極和陽極電極之間的電場發生作用而形成複合電場。而’該複合電場之強度等，可以利用以電子發射控制手段使柵極電極電位發生變化的方式，而使之變化。藉此，可以圓滑地控制來自陰極電極的電子發射。又’前述電子發射控制手段藉由，將對應前述陰極電極之前述陽極電極的電位’設成光是用該電位即可以使由前述陰極電極向前述陽極電極將電子予以場致發射的電位，以使前述柵極電極之電位產生變化的方式，而得以使前述複合電場的強度產生變化^雖然該構成也和上述同樣地可以控制來自陰極電極之電子發射，惟以該構成可以使施加於栅極電極之電壓在正〜〇〜負的範圍變化，以控制場致發射。具體而言，在限制來自陰極電極之電子的發射之情本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 --------------ί I {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 訂· · 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 經濟部智慧財產局員工洎費合作社s.¾ A7 ____ B7_______ 五、發明說明（8 ) 形中，施加與陽極電極反極性之電壓於柵極電極，而在使引出之電子量更增強的情形中’則變成要施加同極性的電壓。又，在本發明構成中之前述陰極電極係由被形成為柱狀的電子發射構件所構成；而前述柱狀電子發射構件則可以做成其前端方向之延長線通過前述電子通過用開口，並被配置成直父於前述陽極電極面若根據本發明，則如第 1圖所示，電位差大的谷線係對應陽極電極而垂直地被形成。因此，若將電子發射構件做成柱狀，並使該構件較佳地和谷線成為一致而配置時，由於柱狀電子發射構件之前端部分發生電場集中，因此來自該部分的電子發射變得容易，同時，由於在柱的側面等電位面密度也高，所以可以使放電更有效率。也就是說，若為上述構成，則由於可以有效地活用電位差大的區域，因此更低的驅動電壓和大電流放電都成為可能。再者，由第丨圖之複合電場的概念圊 '若將柱狀電子發射構件在複合電場區域内配置成和谷線並行，則放電效率比起使用平面狀電子發射構件的情形更好3 又、前述柱狀電子發射構件以做成其前端角落部分的曲率半徑為r，柱之最大寬度為D時，r忘〇 3£)的關係成立之形狀為宜’若為該形狀，則由於在電子發射構件的前端產生電場集中因而較诖= 又，柵極電極之電子通過用開口之最大開口長度為d .由柱狀電t.發％溝件之前端至前述柵極電極面之垂直距 s 家桴:1 --——：---一 (請先閱讀背面之注*事項再填寫本頁) 裝-------訂---------線五、發明說明（9 ) 離為Z1時，前述柵極電極和前述陰極電極可以用d g 的關係成立之方式構成。若做成d g Z1，則由於陽極電位之滲入變大，因而較佳。又，由前述柱狀電子發射構件之前述電子載送構件起的高度為L，而自其前端至前述栅極電極面之垂直距離為 zi時，前述栅極電極和前述陰極電極以Ζί彡〇25l的關係成立而構成為宜。若為該條件，則可以更有效地活用陽極電位之滲入，並可以使對應電子發射構件之電場集中提南。又，前述柱狀電子發射構件為其前端角落部分之曲率半徑為r，柱之最大寬度為D時，r客〇3D的關係成立之形狀，而由前述柱狀電子發射構件之前述電子載送構件起的南度為L，而自其前端至前述栅極電極面之垂直距離為 Z1時，前述栅極電極被以zi g 0.25L的關係成立之狀態配置，再將栅極電極之電子通過用開口的最大開口長度設為d時’則可以將前述電子通過用口之尺寸，以d > 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製的關係成立的方式，做成規定的構成。若為該構成，則由於可以極有效地活用複合電場’因此可以實現能獲得低電壓驅動和大電流放電的電子發射元件。又，構成前述陰極電極之電子發射構件可以使用由碳系材料構成的物質。又’構成前述陰極電極之電子發射構件可以使用以六碳環之σ鍵結斷鍵而成的石墨為主成分的材料。六碳環之 σ鍵結斷鍵而成的石墨對電子發射有指向性，適合做為電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 12

五、發明說明（I〇) 子發射材料。又’構成前述陰極電極之電子發射構件可以鬚結晶性的物B做為主成分。鬚結晶性的物質因其電子發射性優良而適用= 又’構成前述陰極電極之電子發射構件可以碳纖維做為主成分。碳纖維因其發射特性優良且價格便宜而適用。又’構成前述陰極電極之電子發射構件可以碳毫微膠 ” 〇n nan〇tube)做為主成分。碳毫微勝管（carbon na_ notube)因其岫端圓滑且發射特性優良而適用。又1如述陰極電極係將複數個柱狀電子發射構件固定於前述電子載送構件面上而構成者；並且可以前述複數個枉狀電子發射構件相互之間的間隔為P，由垂直高度最高之柱狀電子發射構件的前端起至前述棚極電極面為止之垂直距離為z丨時，在前述複數個柱狀電子發射構件和前述柵極之間’ P 2 0 乂，2丨客〇 2 5 L的關係成立的條件而被構成。若使用配置了複數個電子發射構件之陰極電極時與僅配置個的情形相比較，可以使相同的驅動電壓下之電子發射量增加，但是，如果複數個電子發射構件之配列間制不足其長度的一半，則由於對應各電子發射構件之電場集中變弱，造成設置複數個電子發射構件的效果被抵消。因此，為充分獲得設置複數個電子發射搆件的效果’以p ^ ° D > 0.2'化的關係成立的方式而構成為宜又在配置複數個電子發射構件的情形中，前述柵極電極…場極電極覆蓋面的功函數、也可以設成比前述 S 玄择 —--——--- ------------^--------訂----------線 <請先閱讀背面之浼意事項再填窵本頁) &-部智慧財產局員工消費合作社^*''八經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1衣 4 5 9 2 6 0 a? ______Β7 五、發明說明（Η ) 陰極電極之功函數為大。若柵極電極之陽極電極側的功函數大’則可以防止來自柵極電極之異常放電。又’在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以栅極電極之電子通過用開口的最大開口長為d，由垂直高度為L之柱狀的前述電子發射構件之前端至前述柵極電極面為止的垂直距離為時，前述栅極電極之電子通過用開口的最大開口長d，且d2Zl的關係成立之條件而被形成。又’在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以在前述栅極電極之電子通過用開口，施以緩和來自前述陽極電極之電場集中的電場集中緩和手段。又’在配置複數個電子發射構件的情形中，前述電場集中缓和手段也可以將前述栅極電極之電子通過用開口之陽極電極側的周緣角落部分之功函數，設得比柵極電極之其他部分的功函數為大。又’在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以採用前述柵極電極為透過電子不會自接地側流出的電氣回路而被接地者。又’在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以採用構成削述陰極電極之電子發射構件，係由碳系材料所構成者。又，在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以採用構成前述陰極電極之電子發射構件，係以六碳環之σ鍵結斷鍵而成的石墨為主成分者。又，在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以採本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） I H I ϋ ϋ I ^ n I» ϋ 1 )aJI n n n ϋ It n I <請先閱讀背面之it意事項再填寫本頁) 14 A7 __________ Β7_ — '丨·' "" 五、發明說明（π ) 用構成前述陰極電極之電子發射構件，係以碳纖維為主成分者。又，在配置複數個電子發射構件的情形中，也可以採用構成前述陰極電極之電子發射構件，係以碳毫微膠管為主成分者。

(3)本發明之影像顯示裝置係以如下之方式構成。在具備複數個電子發射元件，和被連接於前述各電子發射元件’且於前述各電子發射元件中傳達為發射電子之電氣信號的電路’以及藉由利用前述電子發射元件被發射出之電子以形成影像之影像形成部之影像顯示裝置中，前述電子發射元件係使用申請專利範圍第1項至第32項之任一項所記載的電子發射元件C 若為遠構成’則由於申請專利範圍第1項至第3 2項之任一項所記載的電子發射元件發揮上述之作用效果，因此可以實現能獲得低驅動電壓且高精度之影像的影像顯示裝置。圖式之簡單說明第1圖係為說明本發明之原理的概念圖u 第2圖為有關貫施例1之電子發射元件的斷面模式圖。第3圖為有關實施例2之電子發射元件的陰極電極部分之斷面模式圖= 第4.輿為有關實疤例4之電子發射元件的斷面模式圖。第丄圖為有關禀施例7之電子發射元件的斷面模式圖：二弟=6_=係為說明有關實施例7之電子發射元件的龔造步 (請先閲讀背面之ii意事項再填寫本頁) ------""訂---------線 I . 經濟部智慧財產局—工消費合作iifFi; 45926u

五、發明說明（13 ) 經濟部智慧財產局WK工消費合作社印製驟X斷面，.模式圖。 MS- 第;(i係為說明有關實施例8之影像顯示裝置的製造步驟之斷面模式圖。第8圖為有關習知技術之電子發射元件的構造示意圖，a為顯示全體構造之斜視圖，b為部分斷面圊。為實施發明之最佳態樣以下將根據實施例以具體說明本發明之内容。再者，以下所使用之各圖式中’付與相同功能的構成部件相同的符號，在逐一說明各實施例中則省略。 (實施例υ 根據第2圖以說明實施例1之電子發射元件。第2圖為元件之概略斷面圖。圖中’ 5為鈉鈣玻璃（soda glass)等所構成之絕緣性基板。1為被形成於基板5上之由導電層所構成的電子載送構件。2為被固定於電子載送構件1上之由電子發射構件所構成的陰極電極。3為被配置於陰極電極2和陽極電極4之間的柵極電極。6為供控制來自陰極電極之電子發射量的電子發射控制部（電子發射控制手段）。電子發射控制部6具有根據外部輸入信號，或預先設定之程式，以使施加於電極之電壓成為可變的電氣回路。該回路係以不僅在同一極性内使電壓變化，並在包含極性之反轉的由正到負之廣範圍内，可以使電壓成為可變之方式而被構成上述各構件之空間配置及形狀如下所述。由電子發射構件所構成之陰極電極2為長度（高度）L，本紙張中國國家標準（CNS)A4規格⑽x 297公爱） 16 II11 — — ( 111 4 * — I--II I ^ — — — — — — — —1 — I (請先閱讀背面之达意事項再填寫本頁) 經濟部智慧时產局S·工消費合竹社£!:«.< A7 _____B7__ 五、發明說明（14) 最大寬D之柱狀物，其前端部分為R形狀。而該R形狀之曲率半徑r，寬D之間，以r S 0.3D成立之方式被構成。柵極電極3具有直徑為d之電子通過用開口：該開口來到拄狀陰極電極2之前端的延長線上被定位合一，並以自陰極電極2之前端至柵極電極覆蓋面為止之垂直距離為21 的形態被定位配置。更進一步地，上述開口徑d與垂直距離Z1之間被預先設計為dgzi成立，並且預先設計為陰極電極2之長度L與上述Z1之間，Z1S0.25L成立。陽極電極4被配置於上述栅極電極3之由上面起垂直距離為Z2位置處。再進—步就實施例1之電子發射元件加以詳細說明。電子載送構件1係於陰極電極2載送.供給導電性之層，以金屬等之薄膜.厚膜構成：雖其構造以一層、多層之任何一種形癌均可，在本實施例中則以一層鋁膜構成。陰極電極2可以使用具有電子發射能力之各種材料，可舉例如碳纖維、石墨、碳毫微膠管 '金剛石等d陰極電極2之形狀雖平面者亦可，惟由電子發射效率的觀點’係以柱狀（角柱狀、圓柱狀，或針狀）為較佳，而且其前端部 Q β者為且。再者，在陰極電極（電子發射構件）的形狀為柱狀的情形中，以配置成使包含柱狀陰極電極之令心軸的線，直父於陽極電極的狀態為佳；更佳者係將上述中心軸線配置成和前述第1圖之谷線一致、配置成該狀態時一 5者由於在陰極電極之前端部&、產生電場集中因此容易“電子‘而至由於電子不會流八途中的柵極 (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁) -------—訂---------線 A7 459260 B7 五、發明說明（15 ) 電極，而被導引沿谷線至陽極電極為止，所以電子之利用效率提昇得非常高。此處，在該實施例中所使用者為，碳毫微膠管互相結合成為L = 2 mm ’ D = 0.2 mm之棒狀，且其前端形成為曲率半徑r = 0.04 mm左右之R形狀的柱狀陰極電極。又，柵極電極3係使用形成有直徑3mm之電子通過用開口（孔）的板厚0.1 mm之SUS板（Ni-Cr鋼板）。又，該栅極電極3被配置於自陰極電極2起Z1 = 0‘5 mm (Z1$0.25L)的位置處又’陽極電極4以例如ITO (indium tin oxide)等之透明導電體構成，其表面上形成例如高速螢光體P22之層。此係為接受來自陰極電極之電子並使發光。又，該實施例之陽極電極4係設為自栅極電極3起距離Z2為1 mm。再者，上述高速螢光體以6〜10 kV之高電壓拉進電子，對於使之發光而言為非常合適之發光體。有關對應電子載送構件1之電子發射構件（陰極電極2) 的固定方法雖無特殊限制，惟以例如，在真空中之使用實績以採用多介質而粘合者為宜。又，例如使用印刷法或光罩法、姓刻法等，直接於電子載送構件1上形成電子發射構件亦可。再者，做為上述介質者，可以例示如99%之乙酸異戍醋（isoamyl acetate)與1%之硝化纖維素（nitrocellulose)的混合物。接著將使此種方式製作之電子發射構件實際地運轉，以驗證其性能。具體而言，在上述說明中製作的元件之陽極電極4，傳輸8 kV(—定）之電壓，以做為可以單獨自陰本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格⑵Q χ 297公爱） *!;-------訂---------線.I (猜先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 18 五、發明說明（16 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作祛印裳極電極使電子形成場致發射的電位之略為低於水準的電位。然後在該條件下，使柵極電極之電壓在〇〜川〇 V左右的 fe圍變化。其結果，當於柵極電極3施加4〇 V的正電壓時 ’陰極電極之之發射電流成為Ip A。另一方面’於陽極電極4不施加電壓，而僅施加電壓於柵極電極3的條件，亦即，在完全沒有來自陽極電極之滲入電場的條件下，使柵極電極3之外加電壓可變，但是為使電子自陰極電極發射，必須施加6〇〇 V之電壓。由以上實驗結果的比較，可以確認實施例丨之電子發射元件和未利用複合電場之習知方式相比，可以低電壓使之驅動。佳疋，若如上述運轉例般，於陽極電極給予略在可獨自使電子自陰極電極場致放電之電位的水準以下之電，而在該條件下使柵極電極3之電壓發生變化時，則雖以低電壓的施加即可以容易地使自陰極電極〗之電子發射里發生’!：化，其理由可以考慮如次。自陰極電極2引出電子時，雖必須使場致發射之臨界值以上的電場作用於陰極電極{電子發射構件），惟在上述構成之元件中，藉被施至陽極電極4之電極所發生的電場乃自柵極電極之電通過用開口向電極側滲出=内，該滲出之電場，與藉由加至柵極電極的電壓所產生之電場複合，而形成複合電 .該複合電場、如以前述第1圖所做之說明，其等電位具有密的谷線‘由於該谷線有助於自陰極電沲面引出電因此叮以用〗.十的栅極電位卽極有效率地自陰極雷極而以位然加子場線子面 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂 *-------- 1沾用國家標沒規格丨::1ί> 297公髮 45926

U A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（17) 引出電子。而且可以有效率地使電子到達陽極電極。如以上所說明之實施例1的電子發射元件，其藉由施加電壓至陽極電極和柵極電極雙方，而形成複合電場，而且被構成為可以用電子發射控制手段6以控制該複合電場之分布狀態和強度。若為此種構造之元件，則可以獲得習知所沒有之優異的電場發射特性。 (實施例2) 在實施例2中，使用複數個柱狀電子發射構件而構成陰極電極。具體而言，如第3圖所示地，將長度為L，最大寬為D之電子發射構件的各個柱之至中心轴為止的間隔設為P’再將複數辉電子發射構件2,固定於電子載送構件1 上#構成陰極電極。細言之，準備最大D = 〇 2 mm、電'子載送構件1^^L= 2 mm，前端部分之曲率半徑r = ·' 0.4 mm之由碳毫微膠，營'所構成之圓柱狀的電子發射構件5 支’將各該電子發射構件間之至中心軸為止寬的間隔設成 P = 1 mm，並平行地固定於電子載送構件1上。使用以此種方式製作成的陰極電極2 ’其他的條件則和實施例1相同，製作實施例2之電子發射元件— 此處’上述間隔P’由緊鄰的電子發射構件相互之干涉少’而且於各電子發射構件使電場有效果地集中之觀點出發’以滿足P g 0.5的方式構成為宜。充分地滿足該條件之情形’和未能滿足該條件的情形相比較，可以實驗確認其場致發射係以高效率進行。對滿足P 2 0·5而構成之實施例2的電子發射元件設本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） 20 n i It I n ϋ n n ϋ ϋ ϋ I - n I n I 1 -i-rWJI I I ^ n It ϋ I I f {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部知a慧財產局員工消費合作社印¥ A7 ________B7_____ 五、發明說明（18 ) 成和在實施例1中同樣的條件，亦即將陽極電極之電墨設為8 kV(—定>’並施加電壓於栅極電極時，在相同的栅極電極電壓下，可以確認其所獲得之放電電流約為實施例】之元件的3倍=再者，配置複數支柱狀電子發射構件之陰極電極，與配置1個電子發射構件之陰極電極相比較，由於元件之裝配位置（電子發射構件前端和柵極電極之電子通過用開口之位置等>的精確度之容許範圍變大，因此，製造作業性變得更好。 (實施例3) 實施例3之電子發射元件與實施例丨之差異在於’其係將僅以陽極電極4之電位即能夠使電子自陰極電極場致發射之電位附加於陽極電極4的一種構成。其他事項則與實 %例1相同。再者，該構成係藉透過電子發射控制手段6將所定的電壓施加至陽極電極而被實現。僅以陽極電極4之電位即能夠使電子自陰極電極場致發射之電位被施加至陽極電極4的情形中，即使不施加電壓於#極電極3 ’電子依然自陰極電極2朝向陽極電極4被 I射出。因此，在控制電子發射量時變成要施加與陽極電極不同極性之電位（負電位.)於柵極電極3另一方面，欲使^自陰極電極之發射量更進一步增大的情形中係於概 I ΐ極3粑加與陽極電極同極性的電位（正電位卜藉此方 4構玫之疋伴依照施加於柵極電極3之電位的種類、 1吏其人小變化的情形使得來自陰極電柽之電子發射量發主人變化成為可能也就是說，若藉該構欣，則可以實現 (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 A7 459260 _____B7 五、發明說明（]9 ) 應答性極為優異之電場發射元件。又，有助於柵極電極之逆極性電位（負），由於在栅極電極之電子.通過用開口藉使電子束收束而產生作用，因此若利用該構成’則可以使發射電子效率優異地到達陽極電極。接著’實際驅動實施例3之元件以驗證其性能。亦即 ’於陽極電極4施加比僅以其電壓即可使電子自陰極電極場致發射之電位略高的電位10 kV，以使柵極電極3之電位發生變化。其結果’當於柵極電極3施加50 V之負電壓時 ’可以確認lyA之電流自陰極電極2被發射出。另工方面 ’如果將陽極電極之電愿設為〇 V，並調查自陰極電極引出電子時所必要的栅極電極之電壓，則其電壓為6〇〇 v。依照邊實驗結果之比較’若以實施例3之元件構成，則可以實證得能以極小的驅動電壓而控制電子之引出的情形a (實施例4) 實施例4中’於柵極電極3之電子通過用開口 3a之周緣實施斜角化，其他事項則製作成和實施例丨同樣構造的電子發射元件。該元件之概略斷面圖示於第4圖。此處，斜角化係指於角落處做成斜面或圓形。若將此種斜角實施於電子通過用開口 3 a之周緣角落’則在周緣角落之電場集中被緩和。因此，來自開口角落之異常放電被抑制，同時由於優先在開口角落且於陰極電極2之前端發生電場集中，所以來自本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) ·**-:-------訂---------線.I'I <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22 A7 -----—________ 五、發明說明（20) 陰極電極之放電可以變得圓滑= 有關上述斜角化之方法雖無特殊限制，惟於角落施以斜面之斜角化中，施於陽極電極側之角者具有效果。此係異常放電在陽極電極側容易發生之故。再者，斜角化之方法可以例示如、將栅極電極之開口部分浸入蝕刻液中的方法。關於實施例4之電子發射元件，係在與實施例同樣的條件，亦即於陽極電極4 '施加僅以陽極電極4之電位並無法使電子自陰極電極場致發射之電位（8 kv)，施加各種正電壓於柵極電極2之條件下，實際地驅動以驗證其性能。其结果，當於柵極電極2施加40 V之電壓時，於陰極電極2 產生1以A之放電電流，以及自電子通過用開口 3a完全未發生異常放電的情形均被確認。然而，在實施例4中，雖以實施斜角化做為電場集中緩和手段.惟因電場集中而發生之開口角的異常放電，亦可以藉由將開口周緣之功函數設成比其他部分為大的方式而加以防止=此係因功函數大則難以放電之故。部分地改變功函數之方法係以，例如，於電子通過用開口 3a近傍張設（包含塗布）功函數大的材料者為宜又‘也可以在已經钭角化的面上張設功函數大的材料= (實施例5 > 做成和實施例4同樣的構逷，於陽柽電極施加可以單獨地使電子自陰極電子發射出之電壓，並構成具備使施加於撕極電極成為’^變之電十發射控制手段的電子發射元 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本I> 敦--------訂----- 線_ 經濟部智慧財產局"Ν工'iL'J費合作社 459260 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（21 ) 件。使該元件實際地運轉以驗證其性能。具體而言’於陽極電極施加略在電子單獨自陰極電極發射出之電壓的水準以上之1〇 KV的電壓，使栅極電極3 之外加電壓產生變化。其結果，當於柵極電極3施加5〇V 的負電壓（與陽極逆極性）時，於陰極電極2，A之放電電流被確認。又’即令使栅極電極之電壓在由負到正的範圍變化，來自電子通過用開o3a之異常放電依然完全不會發生。 (實施例6) 實施例6之電子發射元件基本雖和實施例1為相同的構 ^ 准在規足陰極電極和概極電極之功函數的方面則與實施例1相異。亦即’栅極電極3之材料係使用功函數比構成陰極電極2之電子發射構件的功函數為大的材料以構成元件。具體而言，對應以碳毫微膠管所構成之陰極電極，以鎳板構成柵極電極3。此處’將柵極電極3之功函數設成比和陰極電極之功函數為大之條件，不一定要用單一材料才能使之得到滿足。例如，當以碳毫微膠管等之碳系電子發射材料構成陰極電極時，於形成有電子通過用開口之板厚為〇丨板（Ni-Cr鋼板）之一個面上形成厚度為5〇〇〇人之氧化鋁膜，以做為柵極電極。又，將該柵極電極之氧化鋁膜側面和陽極電極相對方向地配置以做為栅極電極3。藉此方式即可以充分地滿足以上條件。該場合中，於電子通過用開口 h 之内周面上，以不形成氧化鋁膜為宜。由於氧化鋁為誘電 ***-------訂---------線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁)

24 - A 7 B7 五、發明說明（22) 體，由此在電子執道近旁，亦即於電子通過用開〇的内側面上若有氡化鋁的存在，則有發生帶電的情形，而於該情形中，成為電子引出能力下降的原因3 另一方面，和上述相反地，僅於形成有電子通過用開口之板厚為0_5 mm的氧化銘板之一個面上形成5000A厚之鋁膜’將鋁膜面配置於陰極電極側亦可做為栅極電極3。此情形中’於電子通過用開口 3a之内周面形成鋁膜為宜。但是，以防止異常放電的覲點而言’鋁膜以做成自氧化銘板之陽極側的上端面起至略為下方的位置為止較佳。如此所製作成之實施例6的元件，由於將柵極電極3之至少陽極電極覆蓋面的功函數設成比陰極電極更大，所以因電場集中而起之電子的隧穿效應容易在陰極電極2 (電子發射構件）發生=也就是說，來自柵極電極之異常放電不易發生，此點亦可藉驅動實驗而確認。 (實施例7) 實施例7之電子發射元件的特徵在於，設計成電子不會自接地側流入之電氣回路被組裝於柵極電極3之内。其他相關的構成則和前述實施例1相同^ 實施例7之元件的概略斷面圖示於第5圖：=如該圖所顯示的’於柵極電極3内’二極管等的電氣回路被以電子不會自接地側流入的方式組入。拫據第6圊以說明該構成之元件的製造方法。首先，於.納的玻璃所構成之基板5上形成鋁瞑（電子載送構件1:卜疼次’將由碳毫微醪管構成的電子發射構件固定於電子載 {請先閱讀背面之注意事項再填离本頁) -—It— — — —— — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^·

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（23 ) 送構件1之上，以之做為陰極電極2(第7b圖）。上述電子發射構件係利用，將複數的碳毫微膠管粘合成長度（高度）L = 2 mm，最大寬D = 〇.2 mm的形狀，並將其刖端加工成曲率半梭r = 〇.〇4 mm;其之於電子載送構件1上的粘合，係將99%之乙酸異戊酯與之硝化纖維素的混合物塗布於電子載送構件丨上，再於其上配設由碳毫微勝管所構成之電子發射構件的方法。進一步如第7c圖所示，自電子發射構件（陰極電極2) 之前端相隔垂直距Zl =0.5 mm而配置柵極電極3。栅極電極3係使用板厚0.1 mm、電子通過用開口也之孔徑d = 03 mm之 SUS板（Ni- Ct鋼）。再者，將在和陰極電極之對向面上塗布有螢光體之陽極電極4’配置在自柵極電極3垂直距離Z2 = 0.5 mm處。最後’將控制施加至各電極的外加電壓之電子發射控制部 (電子發射控制手段），連接至電子載送構件1、柵極電極3 、陽極電極4,而完成實施例7之電子發射元件。此處，上述電子發射控制部係以，於陽極電極4，做為電子加速電壓者，比以其單獨（柵極電極電壓為〇的場合）即可使電子自陰極電極場致發射的電位略低之電位被施加的方式而構成；於柵極電極3中，以對應電子引出成為順方向之可變電壓（正電壓）被施加的方式而被構成，進一步於栅極電極3形成電子不會自接地側流入的構成（二極管之組入）。如以上方式所構成的實施例7之元件，因施加於陽極本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） 26 — — — — — — -----111 ^. I----I--I (請先閱讀背面之ii意事項再填寫本頁) 發明說明（24 ) 電極4之電壓而發生的電場自電子通過用開口 3&向陰極電極側滲出’和因施加於柵極電極3之電壓而發生的電場複合而形成複合電場；該複合電場之分布形狀和強度變化，即成為控制自陰極電極2被發射出之電子量的構成。利用複合電場以控制電子發射之該元件，和不使用複合電場之習知的電子發射元件相比較，可以非常低的驅動電壓而安定地控制電子發射。而且，由於該元件成為於柵極電極3 黾子不會自接地側流入的構成，所次也不會產生異常放電現象。 (實施例8) 實施例8為有關影像顯示裝置之實施例：該實施例之裝置中，何以使用實施例1〜7所記載之電子發射元件。此處所使用者為實施例1之元件。首先，依據第7c圖以說明實施例8之影像顯示裝置之概要。第7圖中，10 1為電子載送構件，} 〇2為電子發射構件（陰極電極），103為柵極電極，i 〇4為兼有陽極電極之陽極側基板，1 05為陰極側基板，1 06為側壁。該裝置係以陰極侧基板1 05、陽極側基板〗〇4，和側壁！〇6而被構築成密閉構造’裝置内部則保持於真空狀態c 又，該裝置具有個別地控制各電子發射元件Η 〇 · · 之個別控制手段；電壓係藉個別控制手段被施加於所選擇虼柵極黾極]〇 ..，·各該柵極電極丨(.丨.3所屬的電子發射元伴η () 被構成為做電卞發射工作又、場極電柽U)4之内阑面（陰搔電極覆蓋面；上形成 A7 4 5S 2 6 _______B7___ 五、發明說明（25) 螢光體層。因此，自陰極電極102所發射出之電子若到達陽極電極104’陽極電極面就會發光。又，該裝置由於藉前述個別控制手段，而構成可以在每個元件控制發光之有無和程度，因此任意的影像可以整體顯示。接著將一遊參照第7a~c圖一邊說明該裝置之製造方法。首先’於陰極側基板105上以所定的間隔形成電子載送構件101. ·(第7a圖）’再於各電子載送構件ίο〗·.之上固定柱狀電子發射構件（陰極電極102· ·)。接著，將柵極電極103· ·於前述電子發射構件上配置在合適的位置，再進一步配置側壁106 (第7b圖）。之後，配置兼有外圍工具的一部分之陽極側基板，並將個別控制手段連接至各電極以完成密閉容器（第7c圖）。之後，將容器内的空氣抽出，完成影像顯示裝置。產業上之可利用性本發明利用使自陽極電極滲出之電場與在栅極電極發生之電場複合而成之複合電場，並採用自陰極電極將電子引出的方式’再進一步採用設置電子發射手段，以適當地使上述複合電場之分布形狀及強度變化，而控制來自陰極電極之電子的發射之構成。根據本發明，由於複合電場對於電子之引出極為有效地產生作用，因此可以實現可以低電壓而且精確又極細緻地控制電子發射之電子發射元件。又’藉由使用此種電子發射元件，可以實現能以低消費電力而高亮度顯示之薄型平面顯示裝置。因此，本發明之產業上的意義相當大。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 --線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 28

Claims

"45926 〇六、申請專利範圍 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 L 一種電子發射元件，具有電子載送構件，和固定於前述電子載送構件之由電子發射構件所構成的陰極電極，和配置於W述陰極電極與前述陽極電極間之具有電子通過用開口的柵極電極，前述陰極電極、陽極電極和栅極電極三者之空間位置及其各別的形狀係以，存在於前述栅極電極和前述陽極電極之間的電場係自前述電子通過用開口向陰極電極㈣出，並與存在於前述陰極電極和柵極電極之間的電場產生相互作用而形成複合電場的方式所構成，其特徵在於，具備藉由使前述陰極電極、前述陽極電極和刖述栅極電極中之至少一個電極的電位產生變化，而使前述複合電場之強度變化，以控制來自前述陰極電極之電子發射量的電子發射控制手段。 2. 如申請專利範圍第丨項之電子發射元件，其中前述柵極電極之至少陽極電極覆蓋面的功函數比前述陰極電極之功函數為大。 3. 如申請專利範圍第丨項之電子發射元件’其中前述栅極電極係透過電子不會自接地側流出之電氣回路而被接地。 4. 如申請專利範圍第1項之電子發射元件，柵極電極之電子通過用開口之最大開口長為d，自陰極電極面起至前本紙缺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽X297公爱)

-29 - 申請專利範圍述栅極電極之陰極電極側的面為止之垂直距離為Z丨時，前述柵極電極至少以d g z丨的關係成立之狀態被配置於前述陰極電極與陽極電極之間。 …如申叫專利範圍第j項之電子發射元件，其中前述柵極電極之電子通過用開口近傍被施以緩和來自前述陽極電極之電場集中的電場集中緩和手段。 6. 如申明專利範圍第)項之電子發射元件，其中前述電場集中緩和手段係將前述柵極電極的電子通過用開口之陽極電極侧的周緣角落部分之功函數設成比概極電極之其他部分的功函數為大。 7. 如申請專利範圍第5項之電子發射元件，其中前述電場集中緩和手段係將前述柵極電極之電子通過用開口之至少陽極電極側的周緣角落部分施以斜角化。 &如申請專利範圍第！項之電子發射元件，其中前述電子發射控制手段係藉由將對應前述陰極電極之前述陽極電極的電位設成—定’而使前述柵極電極之電位變化的方式，以使前述複合電場的強度產生變化者。經濟部智慧財產局員工消費合作社印策 1如申請專利範圍第i項之電子發射元件，其中前述電子發射控制手段係將對應前述陰極電極之陽極電極的電位設成，僅以該電位並無法自前述陰極電極向前述陽極電極的方向使電子場致發射之電位：並藉由將前述栅柽電極之電位設成和前述陽極電極同極性，以使1 電位變化之方式'使前述複合電場之強度發生變化” 申請專利範圍们項之電子.發射疋件.其中“電；錢狀芏这用4’國國家標摩.（CKS)A4規格（ϋ公n ϋ 6 2 9 5 4 A8B8C8D8 六經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、申請專利範圍發射控制手段係將對應前述陰極電極之前述陽極電極的電位設成，僅以該電位即可以自前述陰極電極向前述陽極電極的方向使電子場致發射之電位·，並藉由使前述栅極電極之電位變化的方式，使前述複合電場之強度產生變化。 1’如申請專利範圍第10項之電子發射元件，其中前述柵極電極之電位與前述陽極電極之電位為逆極性。 12‘如申請專利範圍第丨項之電子發射元件，其中前述陰極電極係由形成柱狀之電子發射構件所構成：而前述柱狀電子發射構件被配置成其前端方向之延長線通過前述電子通過用開口直交於前述陽極電極面。 13·如申請專利範圍第12項之電子發射元件，其中前述柱狀電子發射構件為，前端角落部分的曲率半徑為r，枉之最大寬為D時，Γ g 〇.3D的關係成立之形狀β 14.如申請專利範圍第12項之電子發射元件，其中，當柵極電極之電子通過用開口的最大開口長為d，柱狀電子發射構件之前端起至前述栅極電極面止的垂直距離為 Z1時’前述栅極電極與前述陰極電極被建構成d g Z1 的關係成立。如申請專利範圍第丨2項之電子發射元件，其中，當前述柱狀電子發射構件之由前述電子載送構件的面起之高度為L，而自其前端至前述栅極電極面止之垂直距離為Z1時，前述柵極電極與前述陰極電極被建構成zi S 0.25L的關係成立。本紙張又度適用令國國家標準（CNS)Α4規格（2J0 X 297公* ) (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ ..-------^---------&—-·-----------------_—______ 31 A8B8C8D8 M.濟部智慧財產局員工消費合作社印；^ 六、申請專利範圍 16.如申請專利範圍第12項之電子發射元件，其中 '前述柱狀電子發射構件為，當其前端角落部分的曲率半徑為r，而柱之最大寬度為D時，r客〇3D的關係成立之形狀1且被配置成，當前述柱狀電子發射構件之自前 4電子載送構件的面起之高度為L，而其前端部起至刖述柵極電極面止之垂直距離為Z1時，Z1各〇25L 的關係成立之狀態；更進一步地，係以柵極電極之電子通過用開口的最大開口長為己時，d ^ Z1的關係成立之方式.規疋則述電子通過用開口之最大尺寸。 Π.如申請專利範圍第】6項之電子發射元件，其中構成前述陰極電極之電子發射構件由碳系材料所構成。如申D青專利範圍第16項之電子發射元件，其中構成前述陰極電極之電子發射構件以六碳環之σ鍵結斷鍵而成的石墨為主成分。如申。膏專利範圍第16項之電子發射元件’其中構成前述陰極電極之電子發射構件以鬚結晶性的物質為主成扯如申請專利範圍第]6項之電子發射元件，其中搆成前述陰極電極之f子發射構件以碳纖維為主成分。 2丨如申請專利範圍第16項之電子發射元件，其中構成前述陰極a極之電子發射構件以唉毫微勝管為主成分。 ::如申請專利範圍第丨項之電子發射元件，其"述陰極電極係於前述電子載送搆件面上固定複數個柱狀電工發射構件而成並且被建構成當前述複崎狀雷 ίΐ*先閱it背面之iimr再填寫本頁) 裝--------訂---------線.

A8B8C8D8 4^926〇六、申請專利範圍子發射構件互相間隔P，而自垂直高度最高的柱狀電子發射構件之前端起至前述柵極電極的面止之垂直距離為ZI時，前述複數個柱狀電子發射構件和前述柵極電極之間，P 30.5L，Z1S0.25L的關係成立。 23·如申請專利範圍第22項之電子發射元件，其中前述柵極電極之至少陽極電極覆蓋面之功函數比前述陰極電極之功函數大。 24.如申請專利範圍第23項之電子發射元件，其中，當栅極電極之電子通過用開口的最大開口長為d，垂直高度為L之权狀電子發射構件的前端起至前述柵極電極面止的垂直距離為Z1時’前述栅極電極之電子通過用開口的最大開口長d係以d g Z1的關係成立之方式被形成。 25‘如申請專利範圍第24項之電子發射元件，其中，於前述栅極電極之電子通過用開口被施以緩和來自前述陽極電極之電場集中的電場集中緩和手段。 26.如申請專利範圍第25項之電子發射元件，其中前述電場集中緩和手段係將前述柵極電極的電子通過用開口之陽極電極惻的周緣角落部分之功函數設成比柵極電極之其他部分的功函數為大。 27·如申請專利範圍第25項之電子發射元件，其中前述電場集中緩和手段係將前述栅極電極之電子通過用開口之至少陽極電極側的周緣角落部分施以斜角化。 28.如申請專利範圍第27項之電子發射元件，其中前述柵 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 2g7公釐） I Μ I I I I I I «— — — — — — I— - .. -I ---- - - -- - ---- - - - - - - - } _ A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員-消貧合竹社印念六、申請專利範圍極電極係透過電子不會自接地側流出之電氣回路而被接地5 A如申請專利範圍第28項之電子發射^件，其中構成前述陰極電極之電子發射構件由碳系材料所構成。 30. 如申請專利範圍第28項之電子發射元件’其中構成前述陰極電極之電子發射構件以六碳環之σ鍵結斷鍵而成的石墨為主成分D 31. 如申請專利範圍第28項之電子發射元件，其中構成前述陰極電極之電子發射構件以鬚結晶性的物質為主成分。如申請專利範圍第28項之電子發射元件，其中構成前述陰極電極之電子發射構件以碳纖維為主成分β 33.如申請專利範圍第28項之電子發射元件，其中構成前述陰極電極之電子發射構件以碳毫微膠管為主成分。 •5 4. —種影像顯示元件，其具備複數個電子發射元件；供連接前述各電子發射元件’並且傳達為於前述各電子發射元件發射電子之電氣信號的電路；以及利用自前述電子發射元件所發射出之電子而使影像成形之影像成形部：其特徵在於，前述電子發射元件為前述申請專利範圍第！至第3 2項之任 < 項所記載的電子發射元件。 --I-------^!----訂------I--線 {請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁)