(57)【要約】【課題】本発明は、電界放出源に関する。【解決手段】本発明の電界放出源は第一電極と、半導体層と、絶縁層と、第二電極と、を含み、絶縁層、半導体層及び第一電極は第二電極の一方の表面に順に積層され、第一電極は前記電界放出源の電子放出端であり、第一電極はカーボンナノチューブ層であり、半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、複数の孔と対応する第一電極の部分は懸架される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と、半導体層と、絶縁層と、第二電極と、を含む電界放出源であって、
前記絶縁層、前記半導体層及び前記第一電極は前記第二電極の一方の表面に順に積層され、
前記第一電極は前記電界放出源の電子放出端であり、
前記第一電極はカーボンナノチューブ層からなり、
前記半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、
前記複数の孔と対応する前記第一電極の部分は懸架されることを特徴とする電界放出源。 
【請求項２】
複数のストリップ状の第一電極及び複数のストリップ状の第二電極を含む電界放出装置であって、
前記複数のストリップ状の第一電極は相互に間隔をあけて設置され、且つ第一方向に沿って延伸し、
前記複数のストリップ状の第二電極は相互に間隔をあけて設置され、且つ第二方向に沿って延伸し、
前記複数ストリップ状の第一電極と前記複数のストリップ状の第二電極とは交差して設置され、一部が重なり、
前記複数のストリップ状の第一電極が前記複数のストリップ状の第二電極と交差して重なる部分が、電界放出ユニットを形成し、
前記電界放出ユニットは、半導体層と、絶縁層とを含み、
前記絶縁層、前記半導体層及び前記第一電極は前記第二電極の一方の表面に順に積層され、
前記電子放出ユニットを形成している前記複数のストリップ状の第一電極の部分から電子が放出され、
前記第一電極はカーボンナノチューブ層からなり、
前記半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、
前記複数の孔と対応する前記第一電極の部分は懸架されることを特徴とする電界放出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出源に関し、及び電界放出源を採用する電界放出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放出表示装置は、ブラウン管（ＣＲＴ）表示装置及び液晶表示装置（ＬＣＤ）と比べて、良好な表示効果、広視野角、低消費電力、小型化などの優れた点を有するので、次世代の表示装置として、自動車、家用電器、及び工業設備などの領域に応用される。
【０００３】
電界放出表示装置において通常は、熱陰極電界放出源及び冷陰極電界放出源が電界放出源として用いられる。冷陰極電界放出源として表面伝導型電界放出源、金属―絶縁層―金属（ＭＩＭ）型電界放出源が挙げられる。金属―絶縁層―金属（ＭＩＭ）型電界放出源に基づき、金属―絶縁層―半導体層―金属（ＭＩＳＭ）型電界放出源が開発されている。ＭＩＳＭ型電界放出源においては、半導体層を増加することによって、電子の運動速度を増加させる。これにより、ＭＩＳＭ型電界放出源はＭＩＭ型電界放出源より、電子放出能力の安定性が良い。
【０００４】
ＭＩＳＭ型電界放出源において、電子は、上部電極を通じて真空に到達するのに十分な運動エネルギーを有しなければならない。しかし、従来技術のＭＩＳＭ型電界放出源において、電子が半導体層を通じて上部電極に進む際、ポテンシャル障壁を克服できる運動エネルギーが電子の平均運動エネルギーより高いので、電子放出率が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１２３９７１２号明細書
【特許文献２】特開２００４−１０７１９６号公報
【特許文献３】特開２００６−１６１５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、前記の課題を解決するために、高い電子放出率を有する電界放出源を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電界放出源は第一電極と、半導体層と、絶縁層と、第二電極と、を含み、前記絶縁層、前記半導体層及び前記第一電極は前記第二電極の一方の表面に順に積層され、前記第一電極は前記電界放出源の電子放出端であり、前記第一電極はカーボンナノチューブ層からなり、前記半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、複数の前記孔と対応する前記第一電極の部分は懸架される。
【０００８】
本発明の電界放出装置は複数のストリップ状の第一電極及び複数のストリップ状の第二電極を含む電界放出装置であって、前記複数のストリップ状の第一電極は相互に間隔をあけて設置され、且つ第一方向に沿って延伸し、前記複数のストリップ状の第二電極は相互に間隔をあけて設置され、且つ第二方向に沿って延伸し、前記複数ストリップ状の第一電極と前記複数のストリップ状の第二電極とは交差して設置され、一部が重なり、前記複数のストリップ状の第一電極が前記複数のストリップ状の第二電極と交差して重なる部分が、電界放出ユニットを形成し、前記電界放出ユニットは、半導体層と、絶縁層とを含み、前記絶縁層、前記半導体層及び前記第一電極は前記第二電極の一方の表面に順に積層され、前記電子放出ユニットを形成している前記複数のストリップ状の第一電極の部分から電子が放出され、前記第一電極はカーボンナノチューブ層からなり、前記半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、前記複数の孔と対応する前記第一電極の部分は懸架される。
【発明の効果】
【０００９】
従来の技術と比べると、本発明の電界放出源、電界放出装置は以下の有利の効果を奏する。第一電極がカーボンナノチューブ層からなるので、電子が放出されることに有利である。半導体層が間隔のあいた複数の孔を有するので、孔によって、電子がカーボンナノチューブ層に容易に到達し、且つ、電子が半導体層を貫通するために失われるエネルギーを減少し、電子が高い運動エネルギーを有し、カーボンナノチューブ層を速く貫通し、カーボンナノチューブ層の表面から放出され、電界放出源の電子放出率を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る電界放出源の構造断面図である。
【図２】本発明の実施例１におけるカーボンナノチューブフィルムの走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施例１における交差して設置されるカーボンナノチューブフィルムの走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施例１における非ねじれカーボンナノチューブワイヤの走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明の実施例１におけるねじれカーボンナノチューブワイヤの走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】本発明の実施例２に係る電界放出源の構造断面図である。
【図７】バス電極が設置された実施例２の電界放出源の構造断面図である。
【図８】本発明の実施例３に係る電界放出装置の構造断面図である。
【図９】本発明の実施例４に係る電界放出装置の平面図である。
【図１０】図９における電界放出ユニットのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る電界放出表示装置の構造断面図である。
【図１２】図１１の電界放出表示装置の電子放出効果図である。
【図１３】本発明の実施例６に係る電界放出装置の平面図である。
【図１４】図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の実施例７に係る電界放出表示装置の構造断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。且つ以下の各実施例において、同じ部材は同じ符号で標示する。
【００１２】
（実施例１）
図１を参照すると、本発明の実施例１は電界放出源１０を提供する。電界放出源１０は、第一電極１０１と、半導体層１０２と、絶縁層１０３と、第二電極１０４と、を含む。絶縁層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は、第二電極１０４の一方の表面に順に積層され、絶縁層１０３は第一電極１０１と第二電極１０４との間に設置される。第一電極１０１は、電界放出源１０の電子放出端である。 
【００１３】
絶縁層１０３は対向する第一表面１０３１及び第二表面１０３２を有する。第二電極１０４は絶縁層１０３の第二表面１０３２に設置され、半導体層１０２は絶縁層１０３の第一表面１０３１に設置される。即ち、絶縁層１０３は、第一電極１０１と第二電極１０４との間に設置される。更に、第二電極１０４は絶縁層１０３の第二表面１０３２を被覆する。絶縁層１０３は、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化タンタルなどの何れかの一種である硬質材料からなり、或いは、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル或いはアクリル樹脂である軟質材料からなる。絶縁層１０４の厚さは５０ｎｍ〜１００ｎｍである。本実施例において、絶縁層１０３は酸化タンタルからなり、その厚さは１００ｎｍである。
【００１４】
半導体層１０２は絶縁層１０３の第一表面１０３１に設置される。具体的に、半導体層１０２は絶縁層１０３の第一表面１０３１を被覆し、絶縁層１０３によって第二電極１０４と絶縁して設置される。半導体層１０２は電子の運動速度を加速することに用いられる。半導体層１０２の材料は半導体材料であり、例えば、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム亜鉛、酸化マグネシウム、硫化マグネシウム（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、セレン化亜鉛などの何れかの一種である。半導体層１０２の厚さは３ｎｍ〜１００ｎｍである。本実施例において、半導体層１０２の材料は硫化亜鉛であり、その厚さは５０ｎｍである。
【００１５】
一つの例として、半導体層１０２はパターン化された連続的な構造体である。具体的に、半導体層１０２は間隔のあいた複数の孔１０２２を有する。孔１０２２のデューティファクタ（ｄｕｔｙｆａｃｔｏｒ）は、１：１０〜１：１であり、例えば、１：３、１：５１或いは１：８である。ここで、“デューティファクタ”とは、孔１０２２が存在する領域と、孔１０２２が存在しない半導体層１０２の領域との面積比を示す。孔１０２２の横断面は円形、矩形、三角形或いは他の幾何形状である。隣接する二つの孔１０２２の距離は５ｎｍ〜１μｍであり、必要に応じて選択できる。好ましくは、隣接する二つの孔１０２２の距離は５ｎｍ〜１００ｎｍである。半導体層１０２が複数の孔１０２２を有しても、複数の孔１０２２は半導体層１０２の一体性を破壊しなく、半導体層１０２は連続的な状態を維持する。孔１０２２によって、半導体層１０２と第一電極１０１との間の応力を減少させ、更に、半導体層１０２及び第一電極１０１の破壊の確率を減少させる。孔１０２２の孔径は５ｎｍ〜５０ｎｍである。本実施例において、孔１０２２の孔径は２０ｎｍである。
【００１６】
孔１０２２は止まり孔或いは貫通孔である。孔１０２２が止まり孔である場合、止まり孔は半導体層１０２の第一電極１０１と接触する表面に設置され、且つ半導体層１０２に均一に分布される。半導体層１０２の第一電極１０１と接触する表面はパターン化された表面である。更に、止まり孔は半導体層１０２の二つの表面に設置されることもできる。止まり孔の深さは半導体層１０２の厚さによって選択でき、止まり孔の深さは半導体層１０２の厚さより小さい。孔１０２２が貫通孔である場合、貫通孔は半導体層１０２の厚さ方向に沿って、半導体層１０２を貫通する。貫通孔は半導体層１０２に均一に分布される。これにより、半導体層１０２と第一電極１０１との間の応力は均一に分散される。本実施例において、孔１０２２は貫通孔である。
【００１７】
もう一つの例として、半導体層１０２は不連続な構造体でも良い。即ち、孔１０２２によって、半導体層１０２は相互に間隔のあいたブロックを形成する。隣接する二つのブロックの間に、孔１０２２が形成される。孔１０２２が第一電極１０１を支持し、且つ第一電極１０１を破壊しないことを保証するために、孔１０２２の大小及び隣接する二つのブロックの間の距離を第一電極１０１の厚さによって選択できる。
【００１８】
第一電極１０１は、半導体層１０２の絶縁層１０３と接触する表面の反対面に設置される。第一電極１０１は電子放出端である。第一電極１０１は、カーボンナノチューブ層を含む。好ましくは、第一電極１０１は、カーボンナノチューブ層のみからなる。カーボンナノチューブ層は複数のカーボンナノチューブを含む。半導体層１０２は、電子を加速し、電子が十分な運動速度とエネルギーを有して、カーボンナノチューブ層の表面から脱離できるようにする。具体的には、電子が加速され、半導体層１０２とカーボンナノチューブ層との界面に到達する際、カーボンナノチューブの仕事関数が小さいので、電子がカーボンナノチューブ層におけるカーボンナノチューブを通り抜けることは易しく、カーボンナノチューブ層の半導体層１０２と接触する表面の反対面（電子放出面）から容易に脱離でき、真空に到達する。孔１０２２と対応する第一電極１０１の部分は懸架され、具体的には、孔１０２２と対応する第一電極１０１の部分は孔１０２２の側壁と接触しない。
【００１９】
第一電極１０１は、カーボンナノチューブ層を含む。カーボンナノチューブ層は複数のカーボンナノチューブを含む。複数のカーボンナノチューブの延伸する方向は第一電極１０１の表面と平行である。更に、複数のカーボンナノチューブの延伸する方向は半導体層１０２の表面と平行であり、且つ孔１０２２と対応する第一電極１０１は孔１０２２の側壁と接触しない。カーボンナノチューブ層は複数のカーボンナノチューブからなる一体構造体である。カーボンナノチューブ層におけるカーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブの一種または多種であり、その長さ及び直径は必要に応じて選択できる。カーボンナノチューブ層は自立構造体である。自立構造体とは、支持体材を利用せず、カーボンナノチューブ層を独立して利用することができる形態のことである。すなわち、カーボンナノチューブ層を対向する両側から支持してカーボンナノチューブ層の構造を変化させずに、カーボンナノチューブ層を懸架させることができることを意味する。カーボンナノチューブ層におけるカーボンナノチューブは、分子間力で接続されているので、自立構造体を実現する。カーボンナノチューブ層におけるカーボンナノチューブは、相互に接続され、ネット構造体を形成する。
【００２０】
カーボンナノチューブ層は複数の空隙（図示せず）を有し、該複数の空隙はカーボンナノチューブ層の厚さ方向においてカーボンナノチューブ層を貫通し、電子をカーボンナノチューブ層の表面から放出することに有利である。空隙は複数のカーボンナノチューブが囲んで形成する微孔であり、或いはカーボンナノチューブの軸方向に沿って延伸する隣接カーボンナノチューブ間のスリップ状の間隙である。空隙が微孔状である場合、空隙の平均孔径は、１０ｎｍ〜１μｍである。空隙がストリップ状である場合、空隙の平均幅は、１０ｎｍ〜１μｍである。“空隙のサイズ”とは、孔の直径（孔径）又はストリップ状の幅を指す。空隙のサイズは１０ｎｍ〜１μｍであり、例えば、１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、或いは２００ｎｍなどである。カーボンナノチューブ層において、微孔及びストリップ状の間隙が共に存在でき、且つ両者のサイズは異なっても良い。本実施において、空隙はカーボンナノチューブ層に均一に分布する。
【００２１】
カーボンナノチューブ層が均一に分布された空隙を有することを保証しさせすれば、空隙における複数のカーボンナノチューブは、配向し又は配向せずに配置されていてもよい。複数のカーボンナノチューブの配列方式により、カーボンナノチューブ構造体は非配向型のカーボンナノチューブ層及び配向型のカーボンナノチューブ層の二種に分類される。非配向型のカーボンナノチューブ層（例えば、綿毛構造のカーボンナノチューブ構造体或いは）では、カーボンナノチューブが異なる方向に沿って配置され、又は絡み合っている。配向型のカーボンナノチューブ層では、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列している。又は、配向型のカーボンナノチューブ層において、配向型のカーボンナノチューブ層が二つ以上の領域に分割される場合、各々の領域における複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。この場合、異なる領域におけるカーボンナノチューブの配列方向は異なる。優れた透光性及び良好の空隙分布効果を有させるため、複数のカーボンナノチューブは同じ方向に沿って、カーボンナノチューブ層の表面と平行に配列されることが好ましい。
【００２２】
カーボンナノチューブ層は複数のカーボンナノチューブのみからなる純カーボンナノチューブ構造体でも良い。カーボンナノチューブ層が複数のカーボンナノチューブのみからなる純カーボンナノチューブ構造体である場合、カーボンナノチューブ層を形成する過程において、カーボンナノチューブを化学修飾及び酸化処理しない。カーボンナノチューブ層体は少なくとも一つのカーボンナノチューブフィルム、複数のカーボンナノチューブワイヤ、或いは少なくとも一つのカーボンナノチューブフィルムとカーボンナノチューブワイヤとの組み合わせである。カーボンナノチューブ層がカーボンナノチューブフィルムからなる場合、カーボンナノチューブ層は単層カーボンナノチューブフィルム或いは積層された多層カーボンナノチューブフィルムでも良い。カーボンナノチューブ層が複数のカーボンナノチューブワイヤからなる場合、複数のカーボンナノチューブワイヤは相互に間隔をあけて平行に設置され、複数のカーボンナノチューブワイヤは交差され、或いは複数のカーボンナノチューブワイヤは任意に配列されてネット構造体が形成される。カーボンナノチューブ層がカーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤからなる場合、カーボンナノチューブワイヤは少なくともカーボンナノチューブフィルムの表面に設置され、カーボンナノチューブ層を形成する。
【００２３】
図２を参照すると、カーボンナノチューブ層が単層カーボンナノチューブフィルムからなる場合、カーボンナノチューブフィルにおける隣接するカーボンナノチューブの間に空隙を有する。図３を参照すると、カーボンナノチューブ層が積層された多層カーボンナノチューブフィルムからなる場合、隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、交差する角度βを有し、該角度βは０°〜９０°である。隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが交差する角度が０°である場合、各層のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブはカーボンナノチューブの軸方向に沿って延伸し、隣接カーボンナノチューブ間の空隙はスリップ状の間隙である。カーボンナノチューブ層に貫通孔を形成できれば、隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムのスリップ状の間隙は重なっても良く、重ならなくても良い。隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが交差する角度は０°〜９０°（０°を含まず）である場合、各カーボンナノチューブフィルムにおいて、隣接する複数のカーボンナノチューブが微孔を形成する。カーボンナノチューブ層に貫通孔を形成できれば、隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムのスリップ状の間隙は重なっても良く、重ならなくても良い。カーボンナノチューブ層が積層された多層カーボンナノチューブフィルムからなる場合、好ましくは、カーボンナノチューブフィルムの層数は２層〜１０層である。
【００２４】
カーボンナノチューブ層が複数のカーボンナノチューブワイヤからなることもできる。カーボンナノチューブ層が平行に設置された複数のカーボンナノチューブワイヤからなる場合、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤのスリップ状の間隙は空隙であり、該スリップ状の間隙の長さはカーボンナノチューブワイヤの長さと同じである。カーボンナノチューブ層の層数及び隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤの距離を制御することによって、カーボンナノチューブ構造体の空隙のサイズを制御できる。カーボンナノチューブ層は相互に交差された複数のカーボンナノチューブワイヤからなる場合、複数の微孔を形成する。カーボンナノチューブ層は複数のカーボンナノチューブワイヤが任意に配列されて形成するネット構造体である場合、複数のカーボンナノチューブワイヤは複数の空隙或いは複数の微孔を形成する。
【００２５】
カーボンナノチューブ層がカーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤからなる場合、カーボンナノチューブワイヤは少なくともカーボンナノチューブフィルムの表面に設置され、カーボンナノチューブ層を形成する。複数のカーボンナノチューブの間に、スリップ状の間隙或いは微孔を形成する。カーボンナノチューブワイヤは任意の角度でカーボンナノチューブフィルムの表面で設置できる。
【００２６】
カーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤは複数のカーボンナノチューブからなる自立構造体である。自立構造体とは、支持体材を利用せず、カーボンナノチューブフィルム（或いはカーボンナノチューブワイヤ）を独立して利用することができる形態のことである。すなわち、カーボンナノチューブフィルム（或いはカーボンナノチューブワイヤ）を対向する両側から支持して、カーボンナノチューブフィルムの構造を変化させずに、カーボンナノチューブフィルム（或いはカーボンナノチューブワイヤ）を懸架させることができることを意味する。カーボンナノチューブフィルム（或いはカーボンナノチューブワイヤ）におけるカーボンナノチューブは、分子間力で接続されているので、自立構造体を実現する。
【００２７】
カーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤにおけるカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列されている。複数のカーボンナノチューブの延伸する方向はカーボンナノチューブフィルムの表面と基本的に平行である。具体的には、複数のカーボンナノチューブにおける各カーボンナノチューブは、延伸する方向における隣接するカーボンナノチューブと、分子間力で端と端とが接続されている。また、カーボンナノチューブフィルムは、少数のランダムなカーボンナノチューブを含む。しかし、大部分のカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列されているので、このランダムなカーボンナノチューブの延伸方向は、大部分のカーボンナノチューブの延伸方向には影響しない。具体的に、カーボンナノチューブフィルムにおける多数のカーボンナノチューブは、絶対的に直線状ではなくやや湾曲している。または、延伸する方向に完全に配列せず、少しずれている場合もある。従って、同じ方向に沿って配列されている多数のカーボンナノチューブの中において、隣同士のカーボンナノチューブが部分的に接触する可能性がある。
【００２８】
カーボンナノチューブフィルムは複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。複数のカーボンナノチューブセグメントは、長軸方向に沿って、分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメントは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブを含む。複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列され、端と端が接続されている。即ち、複数のカーボンナノチューブが分子間力で長軸方向に端部同士が接続される。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。カーボンナノチューブフィルムはカーボンナノチューブアレイから引き出して得られたものであり、その厚さは１０ｎｍ〜１００μｍである。カーボンナノチューブフィルムの構造及び製造方法は、特許文献１に掲載されている。
【００２９】
図４を参照すると、カーボンナノチューブワイヤが、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤである場合、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。さらに、各カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。複数のカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。一本の非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。有機溶剤によって、カーボンナノチューブフィルムを処理して、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを得る。具体的には、有機溶剤によって、カーボンナノチューブフィルムの全ての表面を浸す。揮発性の有機溶剤が揮発すると、表面張力の作用によって、カーボンナノチューブフィルムにおける相互に平行な複数のカーボンナノチューブが分子間力によって互いに緊密に結合して、カーボンナノチューブフィルムが収縮して非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを得る。前記有機溶剤はエタノール、メタノール、アセトン、塩化エチレン或いはクロロホルムである。本実施例において、有機溶剤はエタノールである。この有機溶剤によって処理されないカーボンナノチューブフィルムと比較して、有機溶剤によって処理された非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの比表面積は減少し、且つ接着性も弱い。また、カーボンナノチューブワイヤの機械強度及び強靭さを増強させ、外力によってカーボンナノチューブワイヤが破壊される可能性を低くする。
【００３０】
図５を参照すると、カーボンナノチューブフィルムの長手方向に沿う対向する両端に相反する力を印加することにより、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成することができる。好ましくは、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。さらに、各カーボンナノチューブセグメントには、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。一本のねじれ状カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。更に、有機溶剤によって、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを処理する。有機溶剤によって処理されたねじれ状カーボンナノチューブワイヤは表面張力の作用によって、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤにおける相互に平行な複数のカーボンナノチューブが分子間力によって互いに緊密に結合して、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの比表面積が減少し、接着性が小さい一方、カーボンナノチューブワイヤの機械強度及び強靭が増強する。カーボンナノチューブワイヤの製造方法は、特許文献２及び特許文献３に掲載されている。
【００３１】
本実施例において、カーボンナノチューブ層は複数のカーボンナノチューブを含み、積層された二層のカーボンナノチューブフィルムからなる。該二層のカーボンナノチューブフィルムは交差される。カーボンナノチューブフィルムは、カーボンナノチューブアレイを直接引き出して得られるものである。単層のカーボンナノチューブフィルムの厚さは５ｎｍ〜５０ｎｍである。本実施例において、単層のカーボンナノチューブフィルムの厚さは５０ｎｍである。カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列され、端と端が接続されている。
【００３２】
第二電極１０４は、導電金属フィルムであり、第二電極１０４は、銅、銀、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、アルミニウム、マグネシウムなどの一種或いはそれらの合金からなる。第二電極１０４の厚さは、１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、好ましくは、１０ｎｍ〜５０ｎｍである。本実施例において、第二電極１０４の材料はモリブデンであり、その厚さは１００ｎｍである。更に、第二電極１０４はカーボンナノチューブ或いはフラフィンからなることができる。
【００３３】
更に、電界放出源１０は、基板１０５の表面に設置されることができ、この際、第二電極１０４は基板１０５の表面と接触される。基板１０５は、電界放出源１０を支持する。基板１０５の材料は、硬質材料或いは軟質材料であり、硬質材料は、ガラス、石英、ダイヤモンド、ケイ素などの何れかの一種であり、軟質材料はプラスチック或いは樹脂である。本実施例において、基板１０５の材料は、酸化ケイ素である。
【００３４】
電界放出源１０が駆動される際、駆動原理は以下の通りである。負の半サイクル期間において、第二電極１０４の電位が高いので、カーボンナノチューブ層における電子は半導体層１０２に注入され、半導体層１０２と絶縁層１０３との接触面に界面電子状態が形成される。正の半サイクル期間において、カーボンナノチューブ層の電位が高いので、界面における電子は半導体層１０２に引き出され、半導体層１０２は電子の運動速度を加速させる。半導体層１０２及びカーボンナノチューブ層が緊密に結合するので、半導体層１０２における一部の高エネルギーを有する電子は、カーボンナノチューブ層の表面から速く放出される。
【００３５】
半導体層１０２が複数の孔１０２２を有するので、電子が半導体層１０２を通り抜けるのではなくて、孔１０２２によってカーボンナノチューブ層に容易に到達できる。これにより、電子が高い運動エネルギーを有し、カーボンナノチューブ層を貫通し、速く放出される。更に、半導体層１０２の材料を減少でき、コストも低くする。また、半導体層１０２とカーボンナノチューブ層との間における応力を減少させて、半導体層１０２及びカーボンナノチューブ層が破壊される確率を減少させる。
【００３６】
（実施例２）
図６を参照すると、本発明の実施例２は電界放出源２０を提供する。電界放出源２０は、第一電極１０１と、半導体層１０２と、電子収集層１０６と、絶縁層１０３と、第二電極１０４と、を含む。絶縁層１０３、電子収集層１０６、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０４の一方の表面に順に積層される。電界放出源２０は基板１０５の表面に設置され、第一電極１０１は電界放出源２０の電子放出端である。
【００３７】
電界放出源２０の構造は電界放出源１０の構造と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。半導体層１０２と絶縁層１０３との間に、電子収集層１０６が設置される。具体的に、電子収集層１０６は絶縁層１０３の第二表面１０３２に設置される。半導体層１０２は電子収集層１０６と接触して設置される。即ち、電子収集層１０６は半導体層１０２と絶縁層１０３との間に設置される。電子収集層１０６は電子を収集し、及び蓄えることに用いる。これにより、電子の運動速度を容易に速めることができ、半導体層１０２に速く到達でき、電界放出源２０の電子放出率を高める。
【００３８】
電子収集層１０６は導電材料からなる導電層である。導電材料は金属、金属合金、カーボンナノチューブ、グラフェン、或いはそれらの材料が形成する複合材料である。金属は金、プラチナ、スカンジウム、パラジウム、ハフニウムの何れかの一種である。電子収集層１０６は、半原子層の厚さから５０個の原子層の厚さまでの範囲の任意の一厚さを有する。具体的に、電子収集層１０６の厚さは０．１ｎｍ〜１０ｎｍである。電子収集層１０６は、カーボンナノチューブ構造体からなることができる。該カーボンナノチューブ構造体の構造は、第一電極１０１の構造と同じである。
【００３９】
電子収集層１０６はグラフェンフィルムからなることができる。グラフェンフィルムは少なくとも一層のグラフェンからなる層状構造体である。好ましくは、グラフェンフィルムは単層グラフェンからなる。グラフェンフィルムが多層グラフェンを含む場合、多層グラフェンは積層して設置され、或いは同一の面に設置され、フィルム状構造を形成する。グラフェンフィルムの厚さは、０．３４ｎｍ〜１００μｍであり、例えば、１ｎｍ、１０ｎｍ、２００ｎｍ、１μｍ、或いは１０μｍであり、好ましくは、０．３４ｎｍ〜１０ｎｍである。グラフェンフィルムが単層グラフェンからなる場合、１原子の厚さのｓｐ２結合炭素原子のシートである。この際、グラフェンフィルムの厚さは１原子の直径である。グラフェンフィルムが優れた導電性を有するので、電子が容易に収集され、電子の運動速度をを容易に速め、半導体層１０２に速く到達でき、電界放出源２０の電子放出率を高める。
【００４０】
直接に形成したグラフェンフィルムを絶縁層１０３の表面に設置することができ、或いはグラフェン粉末を絶縁層１０３の表面に移動し、フィルム状の構造体を形成する。グラフェン膜の製造方法は、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、機械剥離法、静電堆積法、炭化ケイ素（ＳｉＣ）熱分解法、エピタキシャル成長法などの何れかの一種或いは多種である。グラフェン粉末の製造方法は、液相剥離法、インターカレーション剥離法、カーボンナノチューブをカッティングする方法、溶媒熱分解法、有機合成法などの何れかの一種或いは多種である。
【００４１】
本実施例において、電子収集層１０６はカーボンナノチューブフィルムであり、該カーボンナノチューブフィルムは同じ方向に沿って配列される複数のカーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブフィルムの厚さは５ｎｍ〜５０ｎｍである。カーボンナノチューブフィルムが優れた導電性を有するので、電子が容易に収集され、また、カーボンナノチューブフィルムが優れた機械性能を有するので、電界放出源２０の使用寿命を伸ばす。
【００４２】
図７を参照すると、更に、第一電極１０１の半導体層１０２と接触する表面の反対面に二つのバス電極１０７（Ｂｕｓ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が設置される。二つのバス電極１０７は間隔をあけて対向して設置され、第一電極１０１と電気的に接続される。バス電極１０７はストリップ状の電極である。具体的には、二つのバス電極１０７は第一電極１０１に設置される。バス電極１０７の延伸する方向は、カーボンナノチューブ層の厚さの方向における複数のカーボンナノチューブの延伸方向と垂直である。これにより、電流はカーボンナノチューブ層の表面に均一に分布できる。本実施例において、二つのバス電極１０７はカーボンナノチューブ層の両端に設置され、外部電路（図示せず）と電気的に接続され、カーボンナノチューブ層における電流を均一に分布させる。バス電極１０７の材料は、金、プラチナ、スカンジウム、パラジウム、ハフニウムの何れかの一種である金属或いはそれらの金属合金である。本実施例において、バス電極１０７はストリップ状のプラチナ電極である。
【００４３】
（実施例３）
図８を参照すると、本発明の実施例３は電界放出装置３００を提供する。電界放出装置３００は間隔をあけて設置される複数の電界放出ユニット３０を含む。電界放出ユニット３０は第一電極１０１と、半導体層１０２と、絶縁層１０３と、第二電極１０４と、を含む。絶縁層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０４の一方の表面に順に積層される。電界放出装置３００において、複数の電界放出ユニット３０における絶縁層１０３は相互に連続して、連続的な層状構造体を形成する。電界放出装置３００は基板１０５の表面に設置される。
【００４４】
本実施例の電界放出ユニット３０の構造は実施例１の電界放出源１０の構造と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。複数の電界放出ユニット３０における絶縁層１０４は相互に連続して、連続的な層状構造体を形成する。即ち、複数の電界放出ユニット３０は一つの絶縁層１０４を共用する。隣接する二つの第一電極１０１は相互に間隔をあけて設置され、隣接する二つの半導体層１０２は相互に間隔をあけて設置され、隣接する二つの第二電極１０４は相互に間隔をあけて設置される。これにより、複数の電界放出ユニット３０は相互に独立する。
【００４５】
更に、電界放出装置３００において、隣接する二つの半導体層１０２が相互に連続して、連続的な層状構造体を形成することができる。具体的には、一つの連続的な半導体層１０２が一つの連続的な絶縁層１０３の第一表面１０３１に設置され、複数の電界放出ユニット３０における第一電極１０１は、半導体層１０２の絶縁層１０３と接触する表面の反対面に、相互に間隔をあけて設置される。
【００４６】
複数の電界放出ユニット３０は一つの連続的な絶縁層１０３を共用するので、一度で絶縁層１０３を形成でき、工業化に有利である。 
【００４７】
（実施例４）
図９及び図１０を参照すると、本本発明の実施例４は電界放出装置４００を提供する。電界放出装置４００は間隔あけて設置される複数の電界放出ユニット４０と、複数の行引出し電極４０１と、複数の列引出し電極４０２と、を含む。電界放出ユニット４０は第一電極１０１と、半導体層１０２と絶縁層１０３と、第二電極１０４と、を含む。絶縁層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０４の一方の表面に順に積層される。電界放出装置４００は基板１０５の表面に設置される。電界放出装置４００において、電界放出ユニット４０における絶縁層１０３は相互に連続して、連続的な層状構造体を形成する。
【００４８】
本実施例の電界放出装置４００の構造は実施例４の電界放出装置３００の構造と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。電界放出装置４００は複数の行引出し電極４０１及び複数の列引出し電極４０２を含む。複数の行引出し電極４０１は相互に間隔をあけて設置され、複数の列引出し電極４０２は相互に間隔をあけて設置される。複数の行引出し電極４０１は複数の列引出し電極４０２と交差して設置され、且つ絶縁層１０３によって相互に絶縁される。隣接する二つの行引出し電極４０１と隣接する二つの列引出し電極４０２とは、ネットユニットを形成する。該ネットユニットの中に、電界放出ユニット４０が設置される。ネットユニットは電界放出ユニット４０と一対一に対応して設置される。各ネットユニットにおいて、電界放出ユニット４０は行引出し電極４０１及び列引出し電極４０２とそれぞれ電気的に接続され、電界放出ユニット４０に電子を放出するのに必要な電圧を提供する。具体的には、引き込み線（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｌｅａｄ）４０３によって、複数の行引出し電極４０１は第一電極１０１と電気的に接続され、複数の列引出し電極４０２は第二電極１０４と電気的に接続される。
【００４９】
本実施例において、各ネットユニットの中に一つの電界放出ユニット４０が設置される。複数の行引出し電極４０１は相互に平行に間隔をあけて設置され、且つ隣接する二つの行引出し電極４０１の距離は同じである。複数の列引出し電極４０２は相互に平行に間隔をあけて設置され、且つ隣接する二つの列引出し電極４０２の距離は同じである。行引出し電極４０１は列引出し電極４０２と垂直である。
【００５０】
複数の電界放出ユニット４０は行列形式で、数行数列に配置される。同じ行に存在する複数の電界放出ユニット４０において、各電界放出ユニット４０の第一電極１０１は同一の行引出し電極４０１と電気的に接続される。同じ列に存在する複数の電界放出ユニット４０において、各電界放出ユニット４０の第二電極４０２は同一の列引出し電極４０２と電気的に接続される。更に、複数の電界放出ユニット４０における半導体層１０２は相互に連続し、一つの層状構造体を形成できる。
【００５１】
（実施例５）
図１１及び図１２を参照すると、本本発明の実施例７は電界放出表示装置５００を提供する。電界放出表示装置５００は基板１０５と、複数の電界放出ユニット４０と、陽極構造体５１０と、を含む。複数の電界放出ユニット４０は基板１０５の表面に設置され、且つ陽極構造体５１０と対向して間隔をあけて設置される。
【００５２】
陽極構造体５１０はガラス基板５１２と、陽極５１４と、蛍光体層５１６と、と含む。陽極５１４はガラス基板５１２の表面に設置され、蛍光体層５１６は陽極５１４のガラス基板５１２と接触する表面の反対面を被覆する。電界放出ユニット４０は蛍光体層５１６と対向して間隔をあけて設置される。陽極構造体５１０は、絶縁支持体１１８によって、基板１０５と密封する。陽極５１４の材料はＩＴＯ薄膜である。蛍光体層５１６は電界放出ユニット４０と対向して間隔をあけて設置される。
【００５３】
蛍光体層５１６は、第一電極１０１から放出される電子を受けるために、第一電極１０１と対向して間隔をあけて設置される。電界放出表示装置５００が作動される際、第一電極１０１、第二電極１０４及び陽極５１４にそれぞれ異なる電圧を入力する。一般的に、第二電極１０４が接地され、第二電極１０４の電圧は零ボルトであり、カーボンナノチューブ層の電圧は数十ボルトであり、陽極５１４の電圧は数百ボルトである。電界放出ユニット４０の第一電極１０１の表面から放出される電子は電場の作用によって、陽極５１４に向かって運動し、蛍光体層５１６に到達し、且つ蛍光体層５１６を衝突し、蛍光を発生し、電界放出表示装置５００の表示機能を実現する。図１２を参照すると、電界放出表示装置５００が放出する電子は均一であり、且つ光放出強度は優れる。
【００５４】
（実施例６）
図１３及び図１４を参照し、本発明の実施例６は電界放出装置６００を提供する。電界放出装置６００は交差されて設置される複数のストリップ状の第一電極１０１及び複数のストリップ状の第二電極１０４を含む。具体的には、複数のストリップ状の第一電極１０１は相互に間隔をあけて設置され、且つ第一方向（Ｘ方向）に沿って延伸する。複数のストリップ状の第二電極１０４は相互に間隔をあけて設置され、且つ第二方向（Ｙ方向）に沿って延伸する。複数ストリップ状の第一電極１０１と複数のストリップ状の第二電極１０４とは交差して設置される。複数のストリップ状の第一電極１０１が複数のストリップ状の第二電極１０４と交差して一部が重なる。複数のストリップ状の第一電極１０１が複数のストリップ状の第二電極１０４と交差して重なる部分の間に、順に積層される絶縁層１０３及び半導体層１０２が設置される。具体的には、ストリップ状の第一電極１０１は半導体層１０２の絶縁層１０３と接触する表面の反対面に設置され、ストリップ状の第二電極１０４は絶縁層１０３の第二表面１０３２に設置される。電界放出装置６００は基板１０５の表面に設置される。
【００５５】
本実施例の電界放出装置６００の構造は実施例４の電界放出装置４００の構造と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。電界放出装置６００は、第一方向（Ｘ方向）に沿って延伸する複数のストリップ状の第一電極１０１、及び第二方向（Ｙ方向）に沿って延伸する複数のストリップ状の第二電極１０４を含む。Ｘ方向及びＹ方向が存在する表面と垂直である方向をＺ方向と定義する。Ｚ方向からＸ方向及びＹ方向が存在する表面を見ると、複数のストリップ状の第一電極１０１及び複数のストリップ状の第二電極１０４は数列数行に設置される。Ｘ方向とＹ方向は角αを成し、角度αは０°〜９０°（０°を含まず）であるので、Ｚ方向からＸ方向及びＹ方向が存在する表面を見ると、複数のストリップ状の第一電極１０１及び複数のストリップ状の第二電極１０４は相互に交差して、一部が重なる。ここで、複数のストリップ状の第一電極１０１が複数のストリップ状の第二電極１０４と交差して重なる領域を電子放出領域１０１２と定義する。
【００５６】
ストリップ状の第一電極１０１とストリップ状の第二電極１０４との間に十分の電位差を有する際、ストリップ状の第一電極１０１がストリップ状の第二電極１０４と交差して重なる部分は電子を放出できる。即ち、複数のストリップ状の第一電極１０１が複数のストリップ状の第二電極１０４と交差して重なって形成する電子放出領域１０１２を、複数の電界放出ユニット６０として見る。各電界放出ユニット６０は第一電極１０１と、半導体層１０２と、絶縁層１０３と、第二電極１０４と、を含む。絶縁層１０３、半導体層１０２、第一電極１０１は第二電極１０４の一方の表面に順に積層される。Ｘ方向に複数の電界放出ユニット６０は同一のストリップ状の第一電極１０１を共用し、Ｙ方向に複数の電界放出ユニット６０は同一のストリップ状の第二電極１０４を共用する。各電界放出ユニット６０は独立に電子を放出できる。電界放出装置６００は複数の電界放出ユニット６０が形成されたアレイである。
【００５７】
電界放出装置６００において、電界放出ユニット６０における絶縁層１０３は相互に連続して、連続的な層状構造体を形成する。即ち、複数の電界放出ユニット６０は一つの絶縁層１０３を共用する。更に、絶縁層１０３がパターン化されることによって、絶縁層１０３は相互に間隔をあけて設置されることができる。これにより、各電界放出ユニット６０における半導体層１０２と絶縁層１０３とは間隔をあけて設置される。
【００５８】
電界放出装置６００が作動される際、ストリップ状の第一電極１０１と、ストリップ状の第二電極１０４及び陽極５１４にそれぞれ異なる電圧を入力する。一般的に、ストリップ状の第二電極１０４が接地され、ストリップ状の第二電極１０４の電圧は零ボルトであり、ストリップ状の第一電極１０１の電圧は数十ボルト〜数百ボルトである。ストリップ状の第一電極１０１がストリップ状の第二電極１０４と重なって設置されるので、ストリップ状の第一電極１０１とストリップ状の第二電極１０４との間に電場が形成され、電場の作用によって、電子は半導体層１０２を通じて、電子放出領域１０１２と対応するストリップ状の第一電極１０１表面から放出される。
【００５９】
更に、電界放出装置６００において、隣接する二つの半導体層１０２が相互に連続して、連続的な層状構造体を形成することができる。即ち、複数の電界放出ユニット６０は一つの連続な半導体層１０２を共用する。
【００６０】
（実施例７）
図１５を参照すると、本発明の実施例１０は電界放出表示装置７００を提供する。電界放出表示装置７００は基板１０５と、電界放出装置６００と、陽極構造体５１０と、を含む。電界放出装置６００は基板１０５の表面に設置され、陽極構造体５１０と対向して間隔を開けて設置される。電界放出装置６００は複数の電界放出ユニット６０を含む。
【００６１】
本実施例の電界放出表示装置７００の構造は電界放出表示装置５００の構造と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。Ｘ方向に沿って、基板１０５の表面に相互に間隔のあいた複数のストリップ状の第二電極１０４を設置する。各ストリップ状の第二電極１０４は複数の第二電極１０４が接続されて形成される。Ｙ方向に沿って、相互に間隔のあいた複数のストリップ状の第一電極１０１を形成する。各ストリップ状の第一電極１０１は複数のカーボンナノチューブ複合構造体が接続されて形成される。
【００６２】
電界放出表示装置７００が作動される際、ストリップ状の第一電極１０１、ストリップ状の第二電極１０４及び陽極５１４にそれぞれ異なる電圧を入力する。一般的に、ストリップ状の第二電極１０４が接地され、ストリップ状の第二電極１０４の電圧は零ボルトであり、カーボンナノチューブ層ストリップ状の第一電極１０１の電圧は数十ボルトであり、陽極５１４の電圧は数百ボルトである。電子放出領域１０１２と対応するストリップ状の第一電極１０１表面から放出される電子は電場の作用によって、陽極５１４に向かて運動し、蛍光体層５１６に到達し、且つ衝突し、蛍光を発生し、電界放出表示装置７００の表示機能を実現する。
【符号の説明】
【００６３】
１０、２０  電界放出源
１０１  第一電極
１０１２  電子放出領域
１０２  半導体層
１０３  絶縁層
１０３１  第一表面
１０３２  第二表面
１０４  第二電極
１０５  基板
１０６  電子収集層
１０７  バス電極
３００、４００、６００  電界放出装置
３０、４０、６０  電界放出源ユニット
４０１  行引出し電極
４０２  列引出し電極
４０３  引き込み線
５００、７００  電界放出表示装置
５１０  陽極構造体
５１２  ガラス基板
５１４  陽極
５１６  陽極構造体
５１８  絶縁支持体
【図１】
2015138774.tif 000003
【図６】
2015138774.tif 000004
【図７】
2015138774.tif 000005
【図８】
2015138774.tif 000006
【図９】
2015138774.tif 000007
【図１０】
2015138774.tif 000008
【図１１】
2015138774.tif 000009
【図１３】
2015138774.tif 000010
【図１４】
2015138774.tif 000011
【図１５】
2015138774.tif 000012
【図２】
2015138774.tif 000013
【図３】
2015138774.tif 000014
【図４】
2015138774.tif 000015
【図５】
2015138774.tif 000016
【図１２】
2015138774.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月13日(2015.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と、半導体層と、絶縁層と、第二電極と、を含む電界放出源であって、
前記絶縁層、前記半導体層及び前記第一電極は前記第二電極の一方の表面に順に積層され、
前記第一電極は前記電界放出源の電子放出端であり、
前記第一電極はカーボンナノチューブ層からなり、
前記半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、
前記複数の孔と対応する前記第一電極の部分は、前記孔を覆っていることを特徴とする電界放出源。 
【請求項２】
複数のストリップ状の第一電極及び複数のストリップ状の第二電極を含む電界放出装置であって、
前記複数のストリップ状の第一電極は相互に間隔をあけて設置され、且つ第一方向に沿って延伸し、
前記複数のストリップ状の第二電極は相互に間隔をあけて設置され、且つ第二方向に沿って延伸し、
前記複数のストリップ状の第一電極と前記複数のストリップ状の第二電極とは交差して設置され、一部が重なり、
前記複数のストリップ状の第一電極が前記複数のストリップ状の第二電極と交差して重なる部分が、電界放出ユニットを形成し、
前記電界放出ユニットは、半導体層と、絶縁層とを含み、
前記絶縁層、前記半導体層及び前記第一電極は前記第二電極の一方の表面に順に積層され、
前記電界放出ユニットを形成している前記複数のストリップ状の第一電極の部分から電子が放出され、
前記第一電極はカーボンナノチューブ層からなり、
前記半導体層は間隔のあいた複数の孔を有し、
前記複数の孔と対応する前記第一電極の部分は、前記孔を覆っていることを特徴とする電界放出装置。