TWI457966B - 冷陰極電子源及其製造方法以及使用此之發光元件 - Google Patents

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Description

冷陰極電子源及其製造方法以及使用此之發光元件
本發明係為有關組裝於利用經由電場釋放型平板顯示器(FED)，電場釋放型燈(FEL)等之電子線激發之發光現象的機器之冷陰極電子源。
近年來，作為取代陰極線管(CRT)之畫像顯示裝置，開發有液晶顯示器(LCD)或電漿顯示器(PDP)，而在目前，加上各種改良之中，作為新的畫像顯示裝置，被注目有電場釋放型平板顯示器(FED)，而作為使用於FED之冷陰極電子源的發射體材料係最為希望Mo或碳素/PdO或碳金屬管(CNT)，並做各種研究。
另外，目前最為一般的照明裝置之螢光燈係對於螢光燈之激發源使用從水銀產生的紫外線，並從經由水銀之環境負擔的問題尋求替代，作為替代螢光燈之替代品，則從低消耗電力，耐久性，發光效率的面，期待白色LED，但LED元件的尺寸係頂多為數mm程度為小，故對於如室內的照明而得到大面積的發光，只有排列膨大數量之LED來使用，並無法迴避成為高成本之情況，更加地，LED用螢光體係效率高之螢光體的變動少，作為白色而得到遍佈理想之可視區域全體的寬廣光譜情況則為困難，因此，最近注目有使用與FED相同之冷陰極電子源的照明，所謂電場釋放型燈(FEL)，FEL係關於消耗電力，耐久性，發 光效率，比較於LED並不遜色，且因將螢光面與發射體陣列作為大面積化之情況則為容易，故對於面發光亦為適合，更加地，期待關於發色光係經由多數之電子線激發螢光體的組合而實現良好之白色的情況。
利用於上述之冷陰極電子源的發射體材料，係一般知道對於其電場釋放部分產生高的電場集中之材料，即為高深寬比之材料則為最佳，並提案有加上於上述之CNT，細線或針狀之形狀的各種材料，其中，提案有將廉價，對於化學安定性亦優越之細線狀之氧化鈦使用於電子釋放材料之情況，但還未至實用化(參照專利文獻1)
[專利文獻1]日本特開2000-203998號公報
一般，如氧化鈦之金屬氧化物係從亦未具有導電性之情況等，即使為高深寬比，亦未必可期待良好之放射特性，另一方面，金屬氧化物係因比較於上述CNT可廉價地製作，故如可將其作為發射體材料而利用，可利用於使用在FED或FEL之冷陰極電子源而廉價地提供此等機器，即，本發明之課題係提供將冷陰極電子源作為放射體材料而使用之冷陰極電子源。
本發明者係重覆研究為提升使用於冷陰極電子源之金 屬氧化物發射材料之特性的各種研究時，使用活性處理化於電子釋放部之金屬氧化物的冷陰極電子源，係發現具有優越之發射特性，完成本發明。
即，本發明之冷陰極電子源，其特徵乃針對在具有陰極電極及形成在其上方之電子釋放部的冷陰極電子源，使用活性化處理於電子釋放部之金屬氧化物，另外，本發明係屬於冷陰極電子源之製造方法，其特徵乃活性化處理於包含形成在陰極電極上之金屬氧化物的電子釋放部之冷陰極電子源之製造方法，更加地，本發明係為使用上述冷陰極電子源之FED及FEL。
本發明之冷陰極電子源係為發射開始電場低，且可得到充分之發射電流情況之構成，更加地，因比較於CNT，可利用低價之金屬氧化物粉體，故作為FED用之發射體材料而為有用之構成，作為有必要更低價之發射體材料而特別有用之構成。
 [為了實施發明之最佳型態]
本發明係為將針對在具有陰極電極及形成在其上方之電子釋放部的冷陰極電子源，使用活性化處理於電子釋放部之金屬氧化物之情況，作為特徵之冷陰極電子源，在對於電子釋放部，單只使用金屬氧化物之中，係幾乎未發現 發射現象，而得到充分之發射電流之情況係為困難，而針對在本發明係經由使用活性化處理於電子釋放部之金屬氧化物之情況，可以低的施加電壓，確認電場電子釋放現象，特別是，當作為活性化處理而使用高電場施加處理，或經由雷射光之照射處理時，意外來說，即使使用本來未具有導電性之金屬氧化物，發射開始電場為低，並亦可得到充分之發射電流者。
活性化處理係指對於基板上之電子釋放材料中，形成所謂稱作發射測角之電子釋放部之方法，如文字敘述加上於電子釋放材料之中形成新的寄予發射之部位情況，亦包含去除未寄予發射之部位或帶來不良影響之部位情況，在此稱為未寄予發射之部位係指不純物，排列於與施加電場之方向不同之方向的電子釋放材料，即使排列於電場方向，此等則成為以緊密妨礙電場集中之電子釋放材料等。
使用圖1說明本發明之電子釋放部，為電子釋放材料之金屬氧化物1係堆積於陰極基板2上，但當其堆積量為一樣時，不易對於電子釋放材料引起電場集中，發射開始電壓則上升，或無法得到充分之發射電流，對此，發現到由局部地形成其堆積量成為稀疏之部分3的情況，在稀疏範圍與緊密範圍的邊界4，得到高的電場集中效果情況，更加地，當針對在其邊界4，作為成採取電子釋放材料突出之構造5時，因得到高的電場集中效果，故為理想，而針對在本發明，邊界係只包含邊界及其附近，理想係為邊界，在圖中係將針狀材料為例，其針狀的形狀係為了使 前端突出而為理想的形狀，但可適用之形狀並不限於此。
稀疏範圍之局部的存在及突出之構造的存在係可由電子顯微鏡照相而確認，圖2A及圖2B係為未進行活性化之電子釋放部的電子顯微鏡攝影像，針對在圖3A及圖3B，確認有稀疏範圍之局部的存在及突出之構造的存在，然而，其稀疏部分之面積，位置，間隔，或突出之構造數量等，並無特別限定，而在確認有效果的程度，如存在於電子釋放部即可，做為活性化處理之方法係如後述所述，可適用各種方法。
作為可針對在本發明所使用之金屬氧化物係利金屬氧化物係例如可舉出氧化鈦，氧化錫，氧化鋅等，其中，氧化鈦及氧化錫係對於發射特性優越，且因可廉價地製作，故為理想之金屬氧化物，然而，氧化鈦係做為其結晶形，了解到有金紅石型，銳鈦礦型，板鈦礦型之構成，但亦可使用任一結晶型之氧化鈦之情況，金屬氧化物之粒子形狀係理想為針狀，板狀等之向異形狀的構成，更理想為針狀之構成，但亦可為粒狀之向異性小之形狀的構成，另外，對於粒子的尺寸亦並無特別限制，可使用數nm~10μm範圍之構成者。
作為活性化處理，可適用於電子釋放部貼上膠帶之後剝離之所為膠帶剝離處理，機械性研磨電子釋放部之處理，於電子釋放部，施加與電極面垂直之方向的高電場之處理，經由對於電子釋放部之雷射光的照射處理等。
對於作為活性化處理，是用膠帶剝離處理之情況，係 對於電子釋放部，使用具有導電性之金屬氧化物之情況則為理想，而更理想係做為金屬氧化物，使用針狀導電性氧化鈦及/或針狀導電性氧化錫，而針狀導電性氧化鈦係為短軸口徑0.1~0.5μm，長軸口徑0~10.0μm，其中，軸比(長軸口徑/短軸口徑)10~20之形狀則為理想，另外，針狀導電性氧化錫係為短軸口徑0.005~0.050μm，長軸口徑0.1~5.0μm，其中，軸比(長軸口徑/短軸口徑)20~100之形狀則為理想，然而，針對在本發明，針狀係指亦包含除針狀之其他，稱為棒狀或柱狀之形狀的構成。
另外，該粒子之導電性係越高越理想，作為導電性之指標而使用體積阻抗時，為大的同時為10Ωcm之範圍則為理想，而更理想為0.01~100Ωcm之範圍。
另外，針狀導電性氧化鈦係可使用公知之構成，例如可舉出具有記載於日本特開平2-92824號公報之針狀低次氧化鈦，或記載於日本特開平6-279618號公報之導電性銻含有氧化錫之被覆層的氧化鈦，另外，作為針狀導電性氧化錫，係使用例如記載於日本特開平8-217444號公報，日本特開平8-217445號公報，日本特開平8-231222號公報之針狀導電性氧化錫。
針狀導電性氧化錫係為於針狀二氧化鈦，施以導電處理之構成，例如，可依據記載於上述公報之方法而製造，即，可在不活性氣體環境中加熱二氧化鈦粉末與金屬鈦粉末之混合物，或在氨氣環境中加熱還原二氧化鈦粉末而製造，而在氨氣環境中加熱還原二氧化鈦粉末之方法係經由 適當調整加熱之環境及溫度等之條件情況，可使鈦與氧的比率變化，由此可得到具有期望之導電性之導電性不定比氧化鈦粒子之情況而為理想，然而，對於針對在本發明之氧化鈦，係亦包含經由在氨氣環境中之熱處理，以氮素置換氧之一部分之氧氮化鈦。
另外，對於做為活性化處理而適用高電場施加處理或經由雷射光之照射處理之情況，因無論導電性之有無而可使用各種構成之情況，故為理想。
對於做為活性化處理而適用高電場施加處理之情況，例如當將如氧化鈦之電容率高之金屬氧化物，作為電子釋放材料時，因可更加強與電場之相互作用，故為理想，更加地，針對在高電場施加處理，即使經由引起微之放電，亦可剝離電子釋放部之一部分而得到微小之稀疏範圍。
對於適用高電場施加處理之情況，係有必要將電子釋放部作為陰極，間隔一定的距離，形成於對向側，設置陽極電極之活性化處理裝置，對於作為活性化之電子釋放部成為大面積之情況，當作為亦對應陽極電極之大小時，經由電極的彎曲等，無法針對在電子釋放部全範圍而維持均一之電極間隔，而進行均一之活性化處理之情況係變為困難，因此，例如，由使用如圖4所示之棒狀的陽極電極6，而使陽極電極6或陰極電極7之任一，或其雙方移動的同時，從脈衝高壓電源8，施加電場之情況，可均一地活性化所期望之尺寸的電子釋放部，如根據此方法，因可由廉價，且容易地製造所期望尺寸(面積)之冷陰極電子源 ，故為理想。
作為陽極電極，係可使用ITO玻璃，金屬A1板等之公知的材料，更加地，將導電性氧化物或金屬成膜於公知之塑料基板之構成，亦可做為陰極基板而使用，而如此之基板係因可適用於可撓性配線基板之用途，故更為理想。
作為陽極電極，亦可使用同樣的構成。
更加地，陰極電極係為鋁，或於表面具有鋁的層之基板，金屬氧化物為氧化鈦之情況則為理想，另外，陰極電極則為於表面具有導電性氧化鈦的層之基板，金屬氧化物為氧化鈦之情況則為理想，而基板並無特別限定，例如為玻璃。
活性化後之陰極電極之功函數與電子釋放部之金屬氧化物之功函數的差為2eV以下之情況則為理想，而更理想為0.5eV以下之情況。
於陰極電極上形成含有金屬氧化物之電子釋放部的方法係可使用將金屬氧化物，理想為金屬氧化物粉體，分散於任意之溶液，並由將基板沉靜於其分散液而靜置之情況，使金屬氧化物粉體自然沉澱於基板上而堆積之方法(沉澱法)，或CVD法，電泳堆積法等之公知的方法。
更加地，將金屬氧化物，理想為金屬氧化物粉體與固定化物質，分散於任意之溶液，作為電子釋放源組成物，理想係亦可將塗漿狀之前述組成物，塗佈於基板上而形成電子釋放部，而塗佈方法並無特別限定，而亦可使用網板印刷法，噴墨印刷，浸漬法，旋塗法，刮塗法，薄層塗佈 法之任一的方法，而溶液亦無特別限定，但可使用甲苯，萜丙醇，丁基卡必醇，丁基卡必醇乙酸鹽，甲基異丁基甲酮，甲基乙基甲酮，環已烷，苯甲醚，N-甲基-2-吡咯烷酮，n-正丁醇，異丙醇，乙睛等。
經由使用固定化物質之情況，電子釋放部之金屬氧化物之一部分與基板則經由固定物質所結著，防止電子釋放部於動作中帶電等而剝離之情況，並可傳達長時間安定之發射電流者，而為理想。
作為固定物質係可舉出例如玻璃粉末或膠體二氧化矽，烷基矽酸鹽等之玻璃組成物，或金屬，金屬氧化物，配位之奈米粒子或溶膠等，而理想為玻璃組成物，特別是使用玻璃組成物之情況，添加量係以SiO2 換算，對於金屬氧化物100重量部而言，為1~500重量部之情況則為理想，對於使用玻璃粉末之情況，係可使用軟化點為300℃~600℃，平均粒子徑為0.1~5μm之構成。
金屬氧化物與固定化物質之添加比例或溶劑並無特別限定，而因應金屬氧化物或固定化物質之種類，適宜由實驗所決定。
對於對於固定化物質使用玻璃組成物之情況等，係為了得到接著效果而有必要熱處理，例如，對於使用玻璃粉末或膠體二氧化矽之情況，以較此等表面進行冷拉為高的溫度，而對於使用烷基矽酸鹽之情況，以較烷基矽酸鹽開始聚合反應為高的溫度進行熱處理，而熱處理溫度之上限係經由使用之陰極基板或金屬氧化物粉體之耐熱溫度所選 擇，100℃~1000℃，而理想係200℃~600℃。
作為熱處理環境係可利用大氣，不活性氣體，真空等，對於陰極基板，引起經由氧化之劣化的情況係由不活性氣體環境或真空的熱處理則為適合。
另一方面，對於電子釋放源組成物含有有機物之情況，係有必要經由熱處理之有機物之氧化分解去除，對於此情況係適合在大氣中的熱處理，因此，亦可組合不同環境之燒成，進行多階段的熱處理。
對於電子釋放源組成物，係為了使金屬氧化物或固定化物質分散而亦可添加分散劑，而為了調整黏度提升塗佈性而亦可加上樹脂，作為樹脂係可廣泛利用丙烯酸系樹脂，纖維系樹脂，醇酸樹脂，三聚氰胺樹脂，環氧樹脂等之公知的構成，但因有必要經由熱處理之去除，故更理想為使用以比較低溫分解之丙烯酸系樹脂或纖維系樹脂等情況，而樹脂之含有量係因經由塗佈方法而適合的黏度不同，故作適宜調整，例如，使用網板印刷法或薄層塗佈法等之情況係因可利用至比較黏度高之構成，故作為固體成分，即金屬氧化物與樹脂的和，理想為於電子釋放源組成物中，含有1~70重量%之情況，另一方面，對於使用噴墨印刷等之情況，係可適用低黏度之構成，於電子釋放源組成物中，含有固體成分1~30重量%之情況為理想，另外，為了使組成物之導電性提升，亦可混和金屬微粒子或導電性碳等之導電性物質，此等添加物並無特別限定，而如使用在調製通常之有機塗料時使用之構成即可，而添加比例 亦如因應金屬氧化物或固定化物質之種類或量，適宜訂定即可。
經由以上的方法，根據活性化處理於含有形成在陰極電極上之金屬氧化物之電子釋放部的情況而得到本發明之冷陰極電子源，做為活性化處理係如前述所述，可使用膠帶剝離處理，或高電場施加處理，經由雷射光之照射處理等，但在實用面中，理想為高電場施加處理或經由雷射光之照射處理，而使用於高電場施加處理之電場強度係理想為8V/μm，更理想係脈衝寬度5~2000μs，重複頻率數1~1000Hz之頻率高電場，經由雷射之照射處理之情況，所使用之射光的波長係理想為150~500nm之範圍，而更理想為248nm之KrF準分子雷射，或雷射的能量密度係100~200mJ/cm2 ，脈衝寬度係5~20ns，脈衝之重複頻率數1~100Hz，此時的能量密度係0.1~20MW/cm2 ，更理想為0.7~8.6MW/cm2 ，又更理想為3~7MW/cm2 。
更加地，本發明係為使用上述冷陰極電子源之FED及FEL，本發明之冷陰極電子源係如上述所述，可經由塗佈法形成金屬氧化物層於基板上，並因適合於製造大面積之冷陰極電子源，故作為將大面積之冷陰極電子源做為必要之大畫面FED及FEL用之發射材料為最佳的構成。
本發明之FEL係經由於導電性基板上，形成金屬氧化物之冷陰極，在於對向配置塗佈螢光膜之玻璃等之透明基板而進行真空密封的情況所得到，為了確保螢光膜之導電性而提升光的反射率，螢光膜表面係亦可具備金屬Al或 金屬Zn等之導電性的蒸鍍膜，另外，本發明之FEL係因由驅動電壓，脈衝寬度的調整，或因應需要而構成閘極電極於電極間之情況，可容易地進行燈的調光，作為照明器具可說是優越。
圖5係為二極型FEL之構成例，圖6係為具有閘極電極之FEL之構成例，而針對在圖5及圖6，9係螢光體層，10係A1蒸鍍膜，11係電子釋放部，12係陰極電極，13係絕緣性支撐基盤，14係玻璃，15係電源，16係絕緣層，17係閘極電極。
以下，經由實施例而說明本發明，但本發明係並不限定於此等實施例之構成。
[實施例] 實施例1
將平均長軸徑1.68μm，平均短軸徑0.13μm之金紅石型針狀氧化鈦(FTL-100，石原產業製)，在氨氣中，以800℃的溫度進行1小時燒結，得到體積阻抗0.02Ωcm針狀導電性氧化鈦，進行其針狀導電性氧化鈦之X線繞射測定時，加上於金紅石型之二氧化鈦之峰值，亦得到鈦的低級氧化物及/或氮化物之峰值，另外，經由電子顯微鏡觀察，確認到保持原來的針狀氧化鈦之形狀的情況，更加地，元素分析之結果，了解到氮素/氧=0.705(摩爾)與含有氮素之情況，將所得到之針狀導電性氧化鈦，與Ag塗漿混合而塗佈於ITO，經由貼上膠帶於表面後剝離之所為膠 帶剝離處理，製作一部分之針狀導電性氧化鈦則垂直配向於基板之本發明之冷陰極電子源，將塗佈ZnO螢光膜之ITO基板，與前述冷陰極電子源，以125μm之間隔平行地配置，並且將螢光膜呈成為陽極，將冷陰極電子源呈成為陰極地連接電源，真空密封為10-5 Pa，得到電子釋放型發光元件(元件A)，當施加電壓於元件A時，螢光膜則發光，確認到從電場5V/μm開始發射之情況，測定經由作為發射之電子之電流，因經由穿隧(Fowler-Nordheim)方程式，得到F-N圖表時，在5V/μm以上之電場範圍，表示直線性，故確認到前述發射為電場釋放之情況。
實施例2
將平均長軸徑5.15μm，平均短軸徑0.27μm之金紅石型針狀氧化鈦(FTL-300，石原產業製)，在氨氣中，以800℃的溫度進行1小時燒結，得到體積阻抗0.044Ωcm針狀導電性氧化鈦，以和實施例1同樣之方法製作本發明之冷陰極電子源及電場釋放型發光元件(元件B)得到F-N圖表時，在5V/μm以上之電場範圍，表示直線性，故確認到前述發射為電場釋放之情況。
實施例3
取代於針狀導電性氧化鈦，除使用平均長軸徑1.10μm，平均短軸徑0.015μm之針狀氧化鈦錫(FS-10P，石原產業製)以外係由和實施例1同樣的處理，製作本發 明之冷陰極電子源及電場釋放型發光元件(元件C)得到F-N圖表時，在5V/μm以上之電場範圍，表示直線性，故確認到前述發射為電場釋放之情況。
實施例4
將具有平均長軸徑1.68μm，平均短軸徑0.13μm之針狀形狀之氧化鈦(FTL-100，石原產業製)，分散於水中，由將A1基板沉靜於其分散液中而靜置之情況，於A1基板上，堆積針狀氧化鈦，而於未具有此導電性之針狀氧化鈦膜，將248nm之KrF準分子雷射，以3MW/cm2 之能量密度，脈衝寬度20ns，作為一次通過照射，製作本發明之冷陰極電子源，而將塗佈有ZnO螢光膜之ITO基板，與前述冷陰極電子源，以250μm之間隔平行地配置，並且將螢光膜呈成為陽極，將冷陰極電子源呈成為陰極地連接電源，真空密封為10-5 Pa，得到電子釋放型發光元件(樣品D)。
當施加電壓於樣品D時，螢光膜則發光，確認到從電場1.5V/μm開始發射之情況，測定經由作為發射之電子之電流，因經由穿隧(Fowler-Nordheim)方程式，得到F-N圖表時，在1.5V/μm以上之電場範圍，表示直線性，故確認到前述發射為電場釋放之情況，又，針對在電場8V/μm之發射電流係為10-1 mA/cm2 。
除了將雷射光的能量密度作為7MW/cm2 之情況以外係與實施例1同樣做為得到本發明之冷陰極電子源(樣品 E)，確認到當施加電壓於樣品E時，電場則以2V/μm開始發射，從F-N圖表，其發射為場致發射，針對在電場8V/μm之發射電流係為1mA/cm2 。
將樣品D及E之表示施加電壓與發射電流密度的關係圖表，表示於圖7，將樣品D及E之表示F-N圖表，表示於圖8。
實施例6
將作為平均長軸徑1.68μm，平均短軸徑0.13μm之針狀形狀之氧化鈦(FTL-100，石原產業製)與平均粒徑1.1μm之玻璃粉末，以1：0.12之重量比，分散於添加分散劑之甲苯與n-正丁醇之混合溶液中，並添加丙烯酸樹脂而作為塗料化，使用薄層塗佈法而塗佈於ITO玻璃基板上，將塗料組成物中的有機物，以氮素環境中500℃，進行一小時燒結而除去，與所得到的氧化鈦的膜，以125μm之間隔平行地配置ITO基板，而氧化鈦膜呈成為陽極，對向側之ITO基板呈成為陰極地連接電源，真空密封為10-5 Pa，而於所得到之電極間，將3.5kV，脈衝寬度167μs，重複頻率數60Hz之脈衝高電場，進行1秒施加而進行活性化處理，得到本發明之冷陰極電子源。
由將對向之ITO電極替換為ZnO螢光膜之電極，以和前述同樣的方法進行真空密封的情況，得到使用本發明之冷陰極電子源之電場釋放發光元件(樣品F)，當施加電壓於樣品F時，ZnO螢光膜則一樣發光，確認到從電場 3.5V/μm開始發射之情況，測定經由作為發射之電子之電流，因經由穿隧(Fowler-Nordheim)方程式，得到F-N圖表時，在5V/μm以上之電場範圍，表示直線性，故確認到前述發射為電場釋放之情況，又，針對在電場8V/μm之發射電流係為10-1 mA/cm2 。
將樣品F之表示施加電壓與發射電流密度的關係圖表，表示於圖9，將樣品F之ZnO螢光膜的發光圖案，表示於圖10。
實施例7
將作為平均長軸徑1.68μm，平均短軸徑0.13μm之針狀形狀之氧化鈦(FTL-100，石原產業製)與平均粒徑1.1μm之玻璃粉末，以1:0.12之重量比，分散於添加分散劑之甲苯與n-正丁醇之混合溶液中，並添加丙烯酸樹脂而作為塗料化，使用薄層塗佈法而塗佈於ITO玻璃基板上，將塗料組成物中的有機物，以氮素環境中400℃，進行一小時燒結而除去，於未具有其導電性之針狀氧化鈦的膜，將波長248nm之KrF準分子雷射，以1MW/cm2 之能量密度，脈衝寬度20ns，作為一次通過照射，得到冷陰極電子源，以125μm之間隔平行地配置前述冷陰極電子源，並且將螢光膜呈成為陽極，將冷陰極電子源呈成為陰極地連接電源，真空密封為10-5 Pa，得到電子釋放型發光元件(樣品G)，施加電壓於樣品G，但即使提升電壓至8V/μm，亦無法確認到發射。
實施例8
除將基板做為蒸鍍鋁之玻璃板之情況外，係由和實施例7同樣做為，得到本發明之冷陰極電子源(樣品H)，確認到當施加電壓於樣品H時，電場則以3V/μm開始發射，從F-N圖表，其發射為場致發射，針對在電場5V/μm之發射電流係為10-1 mA/cm2 。
從此等實施例，了解到本發明之冷陰極電子源係為發射特性則飛躍性提升之構成者。
[產業上之利用可能性]
本發明之冷陰極電子源係對於組裝於利用經由電場釋放型平板顯示器(FED)，電場釋放型燈(FEL)等之電子線激發之發光現象的機器之冷陰極電子源為有用
1‧‧‧金屬氧化物
2‧‧‧陰極基板
3‧‧‧堆積量成為稀疏的部分
4‧‧‧稀疏範圍與緊密範圍的邊界
5‧‧‧電子釋放材料突出之構造
9‧‧‧螢光體層
10‧‧‧A1蒸鍍膜
11‧‧‧電子釋放部
12‧‧‧陰極電極
13‧‧‧絕緣性支撐基盤
14‧‧‧玻璃
15‧‧‧電源
16‧‧‧絕緣層
17‧‧‧閘極電極
[圖1]係為針對在此發明之實施型態的電子釋放部之構造。
[圖2A]係為末進行活性化之電子釋放部的電子顯微鏡攝影像。
[圖2B]係為未進行活性化之電子釋放部的電子顯微鏡攝影像。
[圖3A]係針對在此發明之實施型態的作為活性化之電子釋放部的電子顯微鏡攝影像。
[圖3B]係針對在此發明之實施型態的作為活性化之電子釋放部的電子顯微鏡攝影像。
[圖4]係為係針對在此發明之實施型態的高電場施加處理裝置之構成。
[圖5]係為係針對在此發明之實施型態的二極型FEL之構成例。
[圖6]係為係針對在此發明之實施型態的具有閘極電極之FEL之構成例。
[圖7]係為樣品D及E之表示施加電壓與發射電流密度的關係圖表。
[圖8]係為樣品D及E之表示F-N圖表。
[圖9]係為樣品F之表示施加電壓與發射電流密度的 關係圖表。
[圖10]係為樣品F之ZnO螢光膜的發光圖案。
1‧‧‧金屬氧化物
2‧‧‧陰極基板
3‧‧‧堆積量成為稀疏的部分
4‧‧‧稀疏範圍與緊密範圍的邊界
5‧‧‧電子釋放材料突出之構造

Claims (18)

  1. 一種冷陰極電子源，屬於具有陰極電極及形成在其上方之電子釋放部的冷陰極電子源，其特徵乃使用活性化處理於電子釋放部之金屬氧化物，該活性化處理係於金屬氧化物中，形成新賦予發射之部位，且除去不賦予發射之部位或有不良影響之部位之處理。
  2. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，作為活性化處理之金屬氧化物之一部份乃經由固定化物質，固定於陰極電極者。
  3. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，金屬氧化物乃經由活性化處理，於陰極電極上，具有稀疏範圍而堆積者。
  4. 如申請專利範圍第3項之冷陰極電子源，其中，金屬氧化物乃經由活性化處理，在稀疏範圍與緊密範圍之邊界，至少具有一個突出的部分者。
  5. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，金屬氧化物乃氧化鈦及/或氧化錫者。
  6. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，金屬氧化物之形狀為針狀者。
  7. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，金屬氧化物乃針狀導電性氧化鈦及/或針狀導電性氧化錫者。
  8. 如申請專利範圍第7項之冷陰極電子源，其中，針狀導電性氧化鈦乃將針狀二氧化鈦做導電處理之構成 者。
  9. 如申請專利範圍第8項之冷陰極電子源，其中，導電處理乃在氨氣環境中之加熱還原處理。
  10. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，陰極電極之功函數與電子釋放部之金屬氧化物之功函數的差為2eV以下者。
  11. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，陰極電極之功函數與電子釋放部之金屬氧化物之功函數的差為0.5eV以下者。
  12. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，陰極電極係為鋁，或於表面具有鋁的層之基板，金屬氧化物乃氧化鈦。
  13. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，陰極電極則為於表面具有導電性氧化鈦的層之基板，金屬氧化物乃氧化鈦。
  14. 如申請專利範圍第2項之冷陰極電子源，其中，固定化物質乃玻璃組成物者。
  15. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，活性化處理乃經由雷射光之照射處理者。
  16. 如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源，其中，活性化處理乃高電場施加處理者。
  17. 一種電場釋放型平板顯示器，其特徵乃使用如申請專利範圍第1項之冷陰極電子源。
  18. 一種電場釋放型燈，其特徵乃使用如申請專利範 圍第1項之冷陰極電子源。
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