(57)【要約】  本発明は誘電体および導電性酸化物を含む誘電体組成物を提供するものであって、前記誘電体は、空気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能であり、前記導電性酸化物は、アンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および通常二酸化ルテニウムのような導電性貴金属酸化物からなる群より選択され、ここで、存在する前記導電性酸化物の量は、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．２５重量％〜約２５重量％である。この誘電体組成物は電気抵抗が低下していて、電界放出素子において電子エミッタの近傍における誘導体の帯電および静電荷誘導電界放出効果を除去するのに有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体および導電性酸化物を含む誘電体組成物であって、前記誘電体が、空気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能であり、前記導電性酸化物が、アンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および二酸化ルテニウムのような導電性貴金属酸化物からなる群より選択され、そして、存在する前記導電性酸化物の量が、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．２５重量％〜約２５重量％である、誘電体組成物。
【請求項２】
空気中で温度範囲約４５０℃〜約５５０℃で焼成し、次いで窒素中で温度範囲約４５０℃〜約５５０℃で焼成する、請求項１に記載の誘電体組成物。
【請求項３】
存在する前記導電性酸化物の量が、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．５重量％〜約１５重量％である、請求項１に記載の誘電体組成物。
【請求項４】
前記導電性酸化物がアンチモンでドーピングした酸化スズである、請求項１に記載の誘電体組成物。
【請求項５】
前記誘電体が、約１〜約２６重量％のＳｉＯ２、約０．５〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約２４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約２４重量％のＺｎＯ、約０．１〜約５重量％のＮａ２Ｏおよび約２０〜約７５重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項１に記載の誘電体組成物。
【請求項６】
前記誘電体が、約１〜約９重量％のＳｉＯ２、約０．６〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約１４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約１３重量％のＺｎＯ、約０．１〜約２重量％のＮａ２Ｏおよび約６５〜約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項５に記載の誘電体組成物。
【請求項７】
前記誘電体が、約２重量％のＳｉＯ２、約３重量％のＡｌ２Ｏ３、約１３重量％のＢ２Ｏ３、約９重量％のＺｎＯ、約１重量％のＮａ２Ｏおよび約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘電体組成物。
【請求項８】
誘電体組成物をスクリーン印刷するためのペーストであって、誘電体および導電性酸化物を含み、前記誘電体が、空気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能であり、前記導電性酸化物が、アンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および二酸化ルテニウムのような導電性貴金属酸化物からなる群より選択され、そして、存在する前記導電性酸化物の量が、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．２５重量％〜約２５重量％である、ペースト。
【請求項９】
存在する前記導電性酸化物の量が、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．５重量％〜約１５重量％である、請求項８に記載のペースト。
【請求項１０】
前記導電性酸化物がアンチモンでドーピングした酸化スズである、請求項８に記載のペースト。
【請求項１１】
前記誘電体が、約１〜約２６重量％のＳｉＯ２、約０．５〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約２４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約２４重量％のＺｎＯ、約０．１〜約５重量％のＮａ２Ｏおよび約２０〜約７５重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項８に記載のペースト。
【請求項１２】
前記誘電体が、約１〜約９重量％のＳｉＯ２、約０．６〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約１４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約１３重量％のＺｎＯ、約０．１〜約２重量％のＮａ２Ｏおよび約６５〜約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項１１に記載のペースト。
【請求項１３】
前記誘電体が、約２重量％のＳｉＯ２、約３重量％のＡｌ２Ｏ３、約１３重量％のＢ２Ｏ３、約９重量％のＺｎＯ、約１重量％のＮａ２Ｏおよび約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のペースト。
【請求項１４】
前記ペーストが光によるパターン化が可能である、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のペースト。
【請求項１５】
前記ペーストが光によるパターン化が可能である、請求項１３に記載のペースト。
【請求項１６】
誘電体および導電性酸化物を含む誘電体組成物を使用した電界放出素子であって、前記誘電体が、空気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能であり、前記導電性酸化物が、アンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および二酸化ルテニウムのような導電性貴金属酸化物からなる群より選択され、そして、存在する前記導電性酸化物の量が、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．２５重量％〜約２５重量％である、電界放出素子。
【請求項１７】
存在する前記導電性酸化物の量が、前記誘電体および前記導電性酸化物の全量の約０．５重量％〜約１５重量％である、請求項１６に記載の電界放出素子。
【請求項１８】
前記導電性酸化物がアンチモンでドーピングした酸化スズである、請求項１６に記載の電界放出素子。
【請求項１９】
前記誘電体が、約１〜約２６重量％のＳｉＯ２、約０．５〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約２４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約２４重量％のＺｎＯ、約０．１〜約５重量％のＮａ２Ｏおよび約２０〜約７５重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項１６に記載の電界放出素子。
【請求項２０】
前記誘電体が、約１〜約９重量％のＳｉＯ２、約０．６〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約１４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約１３重量％のＺｎＯ、約０．１〜約２重量％のＮａ２Ｏおよび約６５〜約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項１９に記載の電界放出素子。
【請求項２１】
前記誘電体が、約２重量％のＳｉＯ２、約３重量％のＡｌ２Ｏ３、約１３重量％のＢ２Ｏ３、約９重量％のＺｎＯ、約１重量％のＮａ２Ｏおよび約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の電界放出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気抵抗の小さい誘電体組成物を提供するものであり、電界放出素子において電子エミッタの近傍における誘導体の帯電および静電荷誘導電界放出効果を除去するのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
電界放出素子、たとえば電界放出ディスプレイのためのカソード電極の設計によっては、カソード表面のレイアウトにおいて、エミッタラインを、電気的に絶縁した誘電体表面に境界を接するか、ごく近傍にを設ける必要がある。電界放出の間、これら隣接している誘電体表面は浅い入射角で、高エネルギー電子によるボンバードを受ける。その結果、誘電体表面から２次電子の放出が起こり、後に静電荷の正の帯電が残る。このようにして正に帯電した表面は、エミッタからの距離がほとんど離れていないので、エミッタに大きな正の電界を作用させることになり、その結果誘電体表面の方向により強い放出が起きる。したがってこの効果は、自己増強性で、どのようなゲートコントロールやアノードコントロールも効かなくなる。静電荷は経時的にますます形成されるので、非常に低い連続アノード電圧でもコントロール不能な帯電誘導放出が起こり得る。この問題のために、アノードの電圧が厳しく制限を受ける。１つの解決法は、カソードのレイアウトを変更して、この帯電効果を最小限に抑えることである。好適な解決法は、低い２次放出特性を持たせるかまたは電界が大きくなるにつれて電荷を効果的に放散させる結果として、帯電しないような単層または多層の誘電体システムを開発することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は誘電体および導電性酸化物を含む誘電体組成物を提供するものであって、前記誘電体は、空気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能であり、前記導電性酸化物は、アンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および二酸化ルテニウムのような導電性貴金属酸化物からなる群より選択される。存在する導電性酸化物の量は、誘電体および導電性酸化物の全量を基準にして約０．２５重量％〜約２５重量％、好ましくは約０．５重量％〜約１５重量％である。この誘電体組成物は、電子エミッタカソードアセンブリーを形成させるのに必要な処理に適合させるために、まず空気中で焼成した後で窒素中で焼成が可能でなければならない。
【０００４】
本発明はまた、誘電体および導電性酸化物を含む誘電体組成物をスクリーン印刷するためのペーストを提供するものであって、前記誘電体は、空気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能であり、前記導電性酸化物は、アンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および二酸化ルテニウムのような導電性貴金属酸化物からなる群より選択される。存在する導電性酸化物の量は、誘電体および導電性酸化物の全量を基準にして約０．２５重量％〜約２５重量％、好ましくは約０．５重量％〜約１５重量％である。
【０００５】
そのような誘電体組成物は、電気抵抗が低下していて、電界放出素子において有用である。
【０００６】
本発明の誘電体組成物中で使用するために好適な誘電体もまた提供される。この誘電体は、約１〜約２６重量％のＳｉＯ２、約０．５〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約２４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約２４重量％のＺｎＯ、約０．１〜約５重量％のＮａ２Ｏおよび約２０〜約７５重量％のＢｉ２Ｏ３を含む固溶体である。好ましくはこの固溶体には、約１〜約９重量％のＳｉＯ２、約０．６〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約１４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約１３重量％のＺｎＯ、約０．１〜約２重量％のＮａ２Ｏおよび約６５〜約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む。より好ましくは、この固溶体には、約２重量％のＳｉＯ２、約３重量％のＡｌ２Ｏ３、約１３重量％のＢ２Ｏ３、約９重量％のＺｎＯ、約１重量％のＮａ２Ｏおよび約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む。
【０００７】
好適な導電性酸化物は、アンチモンでドーピングした酸化スズである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、少量の半導体物質または金属物質を導入することによって誘電体上の電荷の蓄積を低下または除去させる、電気抵抗を低下させた誘電体組成物を提供する。半導体物質または金属物質をある濃度にすると、隣接するエミッタ線または点の間でのショートを防ぐために必要な絶縁は依然として保ちながらも、高電界で効果的に静電荷を消失させるのに充分な範囲に電気抵抗が低下する。そのような誘電体組成物は、全体として完全な誘電体としても役立つし、あるいは、良好な層間絶縁および効果的な表面電荷の消失をもたらす多層誘電体システムでの表面層としても使用できる。
【０００９】
本発明によって提供される誘電体組成物に含まれるのは、温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成可能誘電体、およびアンチモンでドーピングした酸化スズ、スズでドーピングした酸化インジウム、混合原子価状態であるかまたは窒素雰囲気中温度約４５０℃〜約５５０℃の範囲で焼成した後に混合原子価状態をとる遷移金属酸化物、および二酸化ルテニウムのような通常は導電性の貴金属酸化物からなる群より選択される導電性酸化物である。存在する導電性酸化物の量は、誘電体および導電性酸化物の全量を基準にして約０．２５重量％〜約２５重量％、好ましくは約０．５重量％〜約１５重量％である。所望の電気抵抗性を達成するために必要な導電性酸化物の最適量は、使用したその特定の導電体の種類とその分散状態によって決まってくる。その誘電体組成物の所望の電気抵抗性は、エミッタの特定の構成、すなわち、エミッタ線または点のサイズおよびエミッタ線または点の分離によって決まる。導電性酸化物の量は、使用したその特定の構成に合わせて調節することができる。
【００１０】
本発明の誘電体組成物をスクリーン印刷するためのペーストには典型的には、誘電体粉体、導電性酸化物、有機媒体、溶媒、および界面活性剤が含まれる。媒体および溶媒の役割は、スクリーン印刷のような典型的なパターン作製プロセスのために適したレオロジーを有していて、粒子構成要素、すなわち固形物をペースト中に懸濁、分散させることである。当業者には公知のそのような媒体は、数多く存在する。使用可能な樹脂の例を挙げれば、エチルセルロースのようなセルロース系樹脂および各種の分子量のアルキド樹脂などがある。ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジブチルカルビトール、ジブチルフタレートおよびテルピネオールなどが有用な溶媒の例である。これらおよび他の溶媒類を配合して、所望の粘度および必要とされる揮発性を得る。界面活性剤を用いて、粒子の分散性を改良することもできる。有機酸たとえばオレイン酸およびステアリン酸および、有機ホスフェートたとえばレシチンまたはガファック（Ｇａｆａｃ、登録商標）ホスフェートなどが典型的な界面活性剤である。スクリーン印刷したペーストを光を用いてパターン化するのなら、そのペーストには、光重合開始剤、現像可能なバインダー、および少なくとも１種の付加重合可能なエチレン性不飽和化合物のような光硬化性のモノマーが含まれる。ペーストには典型的には、誘電体フリットおよび導電性酸化物、有機媒体、溶媒および界面活性剤が含まれる。
【００１１】
誘電体にスクリーン印刷するためのペーストに使用されるフリットは、典型的には適当な酸化物の混合物である。当業者には周知のことであるが、いくつかの物性たとえばフリットの流動特性、焼成した組成物の強度、熱膨張係数などを変更させるために、フリットに不活性フィラーを添加することもできる。そのようなペーストおよび焼成した結果得られる誘電体組成物すべてにおいて、０〜３５重量％の無機フィラーを含むことができる。そのようなフィラーの典型例を挙げれば、アルミナ、シリカ、ジルコン酸カルシウムおよびジルコンなどがある。本明細書の目的においては、誘電体とは、どのようなフィラーを含んでいたとしてもすべての誘電体を意味する。
【００１２】
本発明の誘電体組成物をスクリーン印刷するためのペースト中に使用するのに好適な誘電体フリットには、約１〜約２６重量％のＳｉＯ２、約０．５〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約２４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約２４重量％のＺｎＯ、約０．１〜約５重量％のＮａ２Ｏおよび約２０〜約７５重量％のＢｉ２Ｏ３が含まれる。より好ましくは、この誘電体フリットには、約１〜約９重量％のＳｉＯ２、約０．６〜約６重量％のＡｌ２Ｏ３、約６〜約１４重量％のＢ２Ｏ３、約２〜約１３重量％のＺｎＯ、約０．１〜約２重量％のＮａ２Ｏおよび約６５〜約７２重量％のＢｉ２Ｏ３が含まれる。最も好ましくは、この誘電体フリットには、約２重量％のＳｉＯ２、約３重量％のＡｌ２Ｏ３、約１３重量％のＢ２Ｏ３、約９重量％のＺｎＯ、約１重量％のＮａ２Ｏおよび約７２重量％のＢｉ２Ｏ３を含む。
【００１３】
焼成した後にはこのペーストは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｎａ２ＯおよびＢｉ２Ｏ３を上記の重量％で含む固溶体の誘電体となる。
【実施例】
【００１４】
実施例１〜４
これらの実施例は、誘電体組成物のための各種の導電性酸化物を比較するためのものである。
【００１５】
ビスマス系の誘電体フリットならびにＣｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ３、およびＳｎＯ２：Ｓｂを使用して４種類のペーストを調製した。はじめの３種類の酸化物は標準的な粉体の試薬であった。アンチモンでドーピングした酸化スズ、ＳｎＯ２：Ｓｂは、ゼレック（Ｚｅｌｅｃ、登録商標）ＥＣＰ３０１０−ＸＣで、これはデラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）のＥ．Ｉ．デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。
【００１６】
これらの実施例で使用したビスマス系のフリット（Ｂｉ−フリット）は、表Ｉに示した組成を有している：
【００１７】
【表１】
2005512924.tif 000002
【００１８】
４種類のペーストは表ＩＩに示す組成で調製した：
【００１９】
【表２】
2005512924.tif 000003
【００２０】
このビヒクルは、ベータテルピネオール溶媒中に１０％のエチルセルロースを混合したものからなる標準的な厚膜ペースト成分である。この界面活性剤は、有機ホスフェートのガファック（Ｇａｆａｃ）ＲＥ−６１０である。この顔料は、標準的な顔料グレードのアルミン酸コバルトである。
【００２１】
この４種類のペースのそれぞれを、ガラススライドの上に０．２５インチ(０．６ｃｍ)×１インチ(２．５ｃｍ)の大きさのパッドの形状に印刷した。それぞれのパッドの厚みは約１０μｍであった。それぞれのパッドの上に、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）のＥ．Ｉ．デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な、銀ペースト組成物７０９５を使用して銀電極をスクリーン印刷し、電気抵抗を測定した。抵抗を測定した銀電極相互の間隔は約１ｍｍであった。空気中５２５℃で焼成し、さらに窒素中で５１０℃で後焼成してから、それぞれの試料の抵抗を測定した。この４種類の焼成したペーストの電気的性質を以下の表ＩＩＩに示す：
【００２２】
【表３】
2005512924.tif 000004
【００２３】
導電性酸化物はいずれも、誘電体の電気抵抗を低下させた。ＳｎＯ２：Ｓｂは、空気中での焼成で最大の低下を示し、窒素中での第２の焼成を行った後ではその変化が最も小さかった。
【００２４】
実施例５〜１１、比較実験Ａ〜Ｃ
これらの実施例および比較実験では、導電性酸化物のＳｎＯ２：Ｓｂの量を変化させたときの、誘電体の帯電と、その結果としての好ましくない電子放出の除去についての、効果を示す。
【００２５】
実施例１のペーストを表ＩＶに示した組成を有するペーストとブレンドした：
【００２６】
【表４】
2005512924.tif 000005
【００２７】
ここで、Ｂｉ−フリット、ビヒクル、界面活性剤および顔料は、実施例１のペーストのために使用したものと同じである。ＳｎＯ２：Ｓｂ含量を、ペーストの全重量を基準にして０から１０重量％までにわたって、１０種類のペーストを作った。それぞれの実施例および比較実験におけるＳｎＯ２：Ｓｂ含量を以下の表Ｖに示す：
【００２８】
【表５】
2005512924.tif 000006
【００２９】
実施例および比較実験のそれぞれの誘電体組成物を、図１に見られるように、ガラススライド２の上に０．７５インチ(１．９ｃｍ)四方のパッド１として印刷した。ついでこの誘電体組成物を空気中５２５℃で焼成した。その誘電体組成物の上に１５本のバー３からなるテストパターンを、幅２０ミル(０．５１ｍｍ)、バー相互の間隔２０ミル(０．５１ｍｍ)となるようにスクリーン印刷した。このバーはスクリーン印刷した銀ペーストからなり、次いで空気中５２５℃で焼成し、さらにエミッタペーストを銀のラインの上にスクリーン印刷して、窒素中５１０℃で焼成した。この銀ペーストは組成物７０９５で、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）のＥ．Ｉ．デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手したものである。これらの実施例のためのエミッタペーストは、３つの成分を混合して調製した：１つが単一壁カーボンナノチューブを含む懸濁液、１つが１０％のエチルセルロースおよび９０％のベータ−テルピネオールを含む典型的な有機媒体、そして１つが銀を含む典型的なペーストである。レーザーアブレーションで生長させた単一壁カーボンナノチューブは、テキサス州ヒューストン（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）のライス大学（Ｒｉｃｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）のチューブス・アト・ライス（Ｔｕｂｅｓ＠Ｒｉｃｅ）から入手したもので、レーザーアブレーションで製造した未精製のものである。ナノチューブ懸濁液は、超音波法、すなわち超音波で混合して調製したもので、この混合物にはナノチューブ粉体が１重量％、トリメチルベンゼンが９９重量％の割合で含まれている。使用した超音波ミキサーは、１／４インチのホーンを用いたデュカン（Ｄｕｋａｎｅ）９２１９６型で、４０ｋＨｚ、２０ワットで使用した。このエミッタペーストは、ナノチューブ懸濁液／有機媒体／銀ペーストを重量比で２７／４０／３３で組み合わせて調製した。そのように組み合わせたものを、３本ロールで１０パスさせて、エミッタペーストを作った。
【００３０】
バーを交互に４に示したように電気的に接続する。このようなラインパターンにした誘電体組成物の電気抵抗値は、電位計５を用いて測定することができる。データからは、この配置では、ペースト中の濃度を約３％にすると導電性酸化物の効果が出始めて、電気抵抗が約２００ＧΩにまで低下することがわかった。すべての実施例および比較実験についての電気抵抗値は表Ｖに示した。
【００３１】
すべての実施例および比較実験について、２つの電極を有する平板放出測定ユニットを使用して電界放出試験を実施したが、その電極の一方はアノードまたはコレクタとして、他方はカソードとして機能させた。このカソードは、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)ホルダーに搭載した銅ブロックでできている。この銅ブロックは、ＰＴＦＥの１インチ×１インチ(２．５ｃｍ×２．５ｃｍ)の領域中にはめ込まれていて、試料の基板をこの銅ブロックの乗せ、銅ブロックと試料基板の間を電気的に接続するには銅テープの手段を用いる。銅ブロックには高電圧リード線を取り付ける。アノードをある距離を置いて試料に平行に保持するが、その距離を変更することは可能であるが、ただし、一度決めたら試料についての一連の測定が済むまでは変えなかった。間隔は、１．２５ｍｍとした。このアノードは、化学蒸着法によって蒸着させたインジウム酸化スズによってコーティングしたガラスプレートでできている。次いでそれに、標準のＺｎＳ系の燐光体であるホスフォル（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ）Ｐ−３１タイプ１３９（エレクトロニック・スペース・プロダクツ・インターナショナル（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｐａｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）から入手）をコーティングする。電極はインジウム酸化スズコーティングに取り付けた。この試験装置を真空システムの中に入れて、その系を真空にして１×１０-５トル(１．３×１０-３Ｐａ)未満のベース圧力にまで下げた。典型的な周波数６０Ｈｚ、パルス幅３μ秒の負電圧パルスをこのカソードにかけることもできるし、あるいは、一定電圧をかけることもできる。放出電流の結果として燐光体によって発光される像をカメラで記録する。
【００３２】
電界放出の間での帯電の問題および本発明の誘電体組成物による顕著な改良を、これらの試料を用いて実証することができる。対照として、ＳｎＯ２：Ｓｂフィラーを含まない比較実験Ａのエミッタセルについて、アノードにパルス電圧および一定電圧を印可した両方の場合について検討した。図２ａは、アノードとカソードの間に、６０Ｈｚで持続時間３マイクロ秒の高電圧パルスを印可した時のダイオード発光像を示したものである。図２で明るいパッチとして見ることができる帯電誘導放出の開始が、２ｋＶで観察された。この明るいパッチは、時間とともに急速に拡がり、その開始後数秒の間にこの帯電誘導放出をコントロールすることが不能となった。連続アノード電圧を印可した場合には、図２ｂに見られるように、帯電誘導放出はアノード電圧１ｋＶのところで発生した。図３ａおよび３ｂは、本発明の誘電体組成物を使用すれば、電界放出の帯電を除去するのに有効であることを示している。３．５％のＳｎＯ２：Ｓｂを含む実施例５のエミッタセルについて同様のダイオード発光試験を実施すると、パルスアノード電圧３ｋＶ、連続アノード電圧１．５ｋＶのいずれにおいても、それぞれ図３ａおよび３ｂに見られるように、帯電誘導放出はまったく観察されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例５〜１および比較実験Ａ〜Ｃで使用した電子エミッタ構成の模式図である。
【図２】比較実験Ａの試料で得られた放出結果を示す。
【図３】実施例５の試料で得られた放出結果を示す。
【図１】
2005512924.tif 000007
【図２ａ】
2005512924.tif 000008
【図２ｂ】
2005512924.tif 000009
【図３ａ】
2005512924.tif 000010
【図３ｂ】
2005512924.tif 000011
【国際調査報告】
2005512924.tif 000012
2005512924.tif 000013