(57)【要約】      （修正有）【課題】電界放出源の電子放出効率を高めることができる電界放出表示装置を提供する。【解決手段】電界放出源１０は、第一電極１０１と、半導体層１０２と、電子収集層１０３と、絶縁層１０４と、第二電極１０５と、を含み、絶縁層１０４、電子収集層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０５の一方の表面に順に積層され、第一電極１０１と第二電極１０５とは対向して間隔をあけて設置され、第一電極１０１は、電界放出源１０の電子放出端であり、電子収集層が導電層である。【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、電子収集層と、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、前記電子収集層、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、
前記電子収集層は導電層であることを特徴とする電界放出源。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出源に関する。
【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装置及び電界放出表示装置を提供する。
【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、電子収集層と、絶縁層と、第二電極と、を含み、前記絶縁層、前記電子収集層、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、前記電子収集層は導電層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
従来の技術と比べると、電界放出源において、半導体層と絶縁層との間に電子収集層が設置され、半導体層と絶縁層との間における電子を電子収集層に収集及び蓄積することができ、電界放出装置及び電界放出表示装置の電子放出率を高める。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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製造方法の工程図である。
【図７】本発明の実施例３に係る電界放出源の構造断面図である。
【図８】本発明の実施例４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６に係る電界放出装置の平面図である。
【図１０】図６における電界放出ユニットのＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図１１】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。
【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８に係る電界放出装置の平面図である。
【図１４】図１３中のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の実施例１０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】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施例１）
図１を参照し、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、電子収集層１０３と、絶縁層１０４と、第二電極１０５と、を含む。絶縁層１０４、電子収集層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０５の一方の表面に順に積層される。第一電極１０１と第二電極１０５とは対向して間隔をあけて設置される。第一電極１０１は、電界放出源１０の電子放出端である。
【００１２】
更に、電界放出源１０は基板１０６の表面に設置されることができ、この際、第二電極１０５は基板１０６の表面と接触する。基板１０６は電界放出源１０を支持する。基板１０６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、セラミック、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１０６の材料は酸化ケイ素である。
【００１３】
絶縁層１０４は第二電極１０５の基板１０６と接触する表面の反対面に設置され、電子収集層１０３は絶縁層１０４の第二電極１０５と接触する表面との反対面に設置され、半導体層１０２は電子収集層１０３の絶縁層１０４と接触する表面との反対面に設置される。即ち、電子収集層１０３は絶縁層１０４と第二電極１０５との間に設置される。第一電極１０１は半導体層１０２の電子収集層１０３と接触する表面との反対面に設置される。絶縁層１０４によって、第一電極１０１と第二電極１０５とが絶縁に設置される。電子収集層１０３は電子を収集及び蓄積することに用いられ。半導体層１０２は電子の運動速度を速めることに用いられ、電子が十分な運動エネルギー及び速度を獲得して、第一電極１０１の表面から放出される。
【００１４】
絶縁層１０４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１０４の材料は酸化タンタルであり、その厚さは１００ｎｍである。
【００１５】
半導体層１０２は第一電極１０１と電子収集層１０３との間に設置され、且つ第一電極１０１及び電子収集層１０３とそれぞれ接触する。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。
【００１６】
電子収集層１０３は半導体層１０２及び絶縁層１０４とそれぞれ接触する。電子収集層１０３は導電層である。導電層の材料は金属、金属合金、カーボンナノチューブ、グラフェン、或いはカーボンナノチューブと金属と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１０３の厚さは１０ｎｍ〜１０μｍである。
【００１７】
電子収集層１０３がカーボンナノチューブからなる場合、電子収集層１０３はカーボンナノチューブ層である。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。
【００１８】
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する。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ト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、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。
【００１９】
カーボンナノチューブ層は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良い。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）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な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１０１の表面と平行に配列されることが好ましい。
【００２０】
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工程において、カーボンナノチューブを化学修飾及び酸化処理しない。具体的には、カーボンナノチューブ層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を形成する。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一つの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。
【００２１】
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は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トリップ状の間隙である。隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムのストリップ状の間隙は重なっても良く、重ならなくても良い。ストリップ状の間隙の平均幅は、１０ｎｍ〜３００μｍ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°〜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。隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムの微孔は重なっても良く、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。
【００２２】
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トリップ状の間隙が形成され、該スト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が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、複数の微孔が形成される。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の間に、複数の空隙或いは複数の微孔が形成される。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。
【００２３】
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一つの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が形成される。この際、複数のカーボンナノチューブの間に、ストリップ状の間隙或いは微孔が形成される。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に設置できる。
【００２４】
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。
【００２５】
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フィルム及びカーボンナノチューブワイヤ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。
【００２６】
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１００ｎｍ〜１０μｍ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
電子収集層１０３がグラフェンからなる場合、電子収集層１０３はグラフェンフィルムである。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、電子の運動速度を容易に速め、半導体層１０２に速く到達できる。
【００３０】
直接に形成したグラフェンフィルムを絶縁層１０４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１０４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。
【００３１】
本実施例において、カーボンナノチューブフィルム層はカーボンナノチューブフィルムからなる。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。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】
第一電極１０１及び第二電極１０５の材料は同じでも良く、同じでなくても良い。第一電極１０１及び第二電極１０５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何れかの一種或いはそれらの合金からなる。更に、第一電極１０１及び第二電極１０５はカーボンナノチューブ或いはグラフェンからなることができる。カーボンナノチューブ及びはグラフェンの仕事関数が小さいので、電子が半導体１０２と第一電極１０１との界面に到達する際、第一電極１０１の表面から容易に放出できる。
【００３３】
第一電極１０１及び第二電極１０５はカーボンナノチューブ層からなることができる。該カーボンナノチューブ層の構造は、電子収集層１０３に採用されるカーボンナノチューブ層の構造と同じである。第一電極１０１及び第二電極１０５がカーボンナノチューブ層からなる場合、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、複数のカーボンナノチューブは導電ネットを形成する。カーボンナノチューブ層は複数の空隙を有し、該複数の空隙はカーボンナノチューブ層の厚さの方向に沿って、カーボンナノチューブ層を貫通する。これにより、カーボンナノチューブ層が外部電路と電気的に接続される際、電子が第一電極１０１かる放出することに有利であり、電子の放出率を高める。
【００３４】
第一電極１０１及び第二電極１０５の厚さは１０ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは、１０ｎｍ〜５０ｎｍである。本実施例において、第一電極１０１はカーボンナノチューブフィルムからなり、その厚さは１０ｎｍである。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。カーボンナノチューブフィルムは、複数の空隙を有する。カーボンナノチューブフィルムにおいて、該複数の空隙は均一に分布される。空隙のサイズは１０ｎｍ〜１μｍである。第二電極１０５の材料はモリブデンからなる薄膜であり、その厚さは１００ｎｍである。
【００３５】
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１０５の電位が高いので、第一電極１０１における電子は半導体層１０２に注入され、電子収集層１０３に到達した後、電子収集層１０３に収集及び蓄積され、電子収集層１０３と絶縁層１０４との接触面に界面電子状態を形成させる。正の半サイクル期間において、第一電極１０１の電位が高いので、界面に蓄えられる電子は半導体層１０２に引かられ、半導体層１０２は電子の運動速度を速くさせる。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、第一電極１０１の表面から速く放出される。
【００３６】
電界放出源１０には以下の優れた点がある。半導体層１０２と絶縁層１０４との間に電子収集層１０３が設置され、半導体層１０２と絶縁層１０４との間に電子が電子収集層１０３に有効に収集及び蓄積され、電界放出源１０の電子放出率を高める。
【００３７】
（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１０の製造方法を提供する。電界放出源１０の製造方法は、基板１０６を提供し、基板１０６の表面に第二電極１０５を設置するステップ（Ｓ１１）と、第二電極１０５の基板１０６と接触する表面の反対面に、絶縁層１０４を設置するステップ（Ｓ１２）と、絶縁層１０４の第二電極１０５と接触する表面の反対面に、電子収集層１０３を設置するステップ（Ｓ１３）と、電子収集層１０３の絶縁層１０４と接触する表面の反対面に、半導体層１０２を設置するステップ（Ｓ１４）と、半導体層１０２の電子収集層１０３と接触する表面の反対面に、第一電極１０１を設置するステップ（Ｓ１５）と、含む。
【００３８】
ステップ（Ｓ１１）において、基板１０６の形状は制限されず、好ましくは、ストリップ状の長方体である。基板１０６の材料は絶縁材料であり、例えば、ガラス、セラミック、二酸化ケイ素である。本実施例において、基板１０６の材料は二酸化ケイ素である。
【００３９】
マグネトロン・スパッタ法、気相堆積法或いは原子層エピタキシー（Ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、第二電極１０５が形成される。本実施例において原子層エピタキシーによって、第二電極１０５としてのモリブデン金属フィルムが形成される。第二電極１０５の厚さは１００ｎｍである。
【００４０】
ステップ（Ｓ１２）において、マグネトロン・スパッタ法、気相堆積法或いは原子層エピタキシー（Ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、絶縁層１０４が形成される。本実施例において原子層エピタキシーによって、絶縁層１０４が形成される。絶縁層１０４は酸化タンタルからなり、その厚さは１００ｎｍである。
【００４１】
ステップ（Ｓ１３）において、電子収集層１０３を形成する方法は電子収集層１０３の材料に関する。電子収集層１０３が金属或いは金属合金からなる場合、マグネトロン・スパッタ法、気相堆積法或いは原子層エピタキシー（Ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、電子収集層１０３が形成される。電子収集層１０３がカーボンナノチューブ或いはグラフェンからなる場合、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）法などの方法によって、カーボンナノチューブフィルム或いはグラフェンフィルムを形成する。
【００４２】
電子収集層１０３がカーボンナノチューブからなる場合、絶縁層１０４の表面に形成されたカーボンナノチューブフィルムが直接に設置される。カーボンナノチューブフィルムは、例えば、ドローン構造カーボンナノチューブフィルム、プレジッド構造カーボンナノチューブフィルム、綿毛構造カーボンナノチューブフィルムの何れかの一種である。電子収集層１０３がグラフェンからなる場合、絶縁層１０４の表面に形成されたグラフェンフィルムが直接に設置される。本実施例において、電子収集層１０３はドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなる。該ドローン構造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。電子収集層１０３の厚さは５ｎｍ〜５０ｎｍである。
【００４３】
ステップ（Ｓ１４）において、マグネトロン・スパッタ法、気相堆積法或いは原子層エピタキシー（Ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、半導体層１０２が形成される。本実施例において、気相堆積法によって、半導体層１０２が形成される。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。
【００４４】
ステップ（Ｓ１５）において、第一電極１０１を形成する方法は、電子収集層１０３を形成する方法と同じである。本実施例において、第一電極１０１はドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなる。該ドローン構造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。
【００４５】
（実施例３）
図７を参照すると、本発明の実施例３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１０３と、絶縁層１０４と、第二電極１０５と、バス電極１０７と、を含む。絶縁層１０４、電子収集層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０５の一方の表面に順に積層される。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。
【００４６】
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。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が設置される。二つのバス電極１０７は相互に間隔をあけて対向して、第一電極１０１の両端に設置される。バス電極１０７はストリップ状の電極である。具体的には、第一電極１０１がカーボンナノチューブ層からなる場合、バス電極１０７の延伸する方向は、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、電流は第一電極１０１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は間隔あけて対向して、第一電極１０１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、第一電極１０１の表面における電流を均一に分布させる。
【００４７】
バス電極１０７の材料は、金属或いは金属合金である。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。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。
【００４８】
（実施例４）
図８を参照すると、本発明の実施例４は電界放出装置３００を提供する。電界放出装置３００は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、電子収集層１０３と、絶縁層１０４と、第二電極１０５と、バス電極１０７と、を含む。絶縁層１０４、電子収集層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０５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１０４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１０６の表面に設置される。
【００４９】
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、異なる点は以下である。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１０５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。
【００５０】
隣接する二つの電界放出ユニット３０が相互に独立されること保証できさえすれば、隣接する二つの第一電極１０１の距離は制限されず、隣接する二つの半導体層１０２の距離は制限されず、隣接する二つの第二電極１０５の距離は制限されない。本実施例において、隣接する二つの第一電極の距離は２００ｎｍであり、隣接する二つの半導体層１０２の距離は２００ｎｍであり、隣接する二つの第二電極１０５の距離は２００ｎｍである。
【００５１】
隣接する二つの電子収集層１０３が相互に間隔をあけて設置されることができ、或いは隣接する二つの電子収集層１０３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。本実施例において、複数の電界放出ユニット３０は一つの連続な電子収集層１０３を共用する。
【００５２】
電界放出装置３００において、複数の電界放出ユニット３０が一つの連続的な絶縁層１０４及び一つの連続的な電子収集層１０３を共用することできるので、一度で絶縁層１０４及び電子収集層１０３を形成でき、電界放出装置３００の生産率を高めることができ、更に、工業化に有利である。
【００５３】
（実施例５）
本発明の実施例５は電界放出装置３００の製造方法を提供する。電界放出装置３００の製造方法は、基板１０６を提供し、基板１０６の表面に、相互に間隔をあける複数の第二電極１０５を設置するステップ（Ｓ２１）と、第二電極１０５の基板１０６と接触する表面の反対面に、連続な絶縁層１０４を設置するステップ（Ｓ２２）と、連続な絶縁層１０４の第二電極１０５と接触する表面の反対面に、連続な電子収集層１０３を設置するステップ（Ｓ２３）と、連続な電子収集層１０３の連続な絶縁層１０４と接触する表面の反対面に、連続な半導体層１０２を設置し、設置した連続な半導体層１０２をパターン化するステップ（Ｓ２４）と、パターン化された連続な半導体層１０２の連続な電子収集層１０３と接触する表面の反対面に、相互に間隔をあける複数の第一電極１０１を設置し、複数の第一電極１０１は複数の第二電極１０５と一対一で対応するステップ（Ｓ２５）と、含む。
【００５４】
電界放出装置３００の製造方法は複数の電界放出源１０の製造方法と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。ステップ（Ｓ２１）において、相互に間隔をあける複数の第二電極１０５を設置する。ステップ（Ｓ２４）において、連続な半導体層１０２をパターン化する。ステップ（Ｓ２５）において、相互に間隔をあける複数の第二電極１０５を設置する。
【００５５】
ステップ（Ｓ２１）において、スクリーン印刷法、マグネトロン・スパッタ法、気相堆積法、原子層エピタキシーによって、相互に間隔のあいた複数の第二電極１０５を形成する。本実施例において、気相堆積法によって、相互に間隔のあいた複数の第二電極１０５を形成する。相互に間隔のあいた複数の第二電極１０５を形成する方法は、まず、マスクを提供し、該マスクは複数の空隙を有する。次いで、複数の空隙の箇所に、気相堆積法によって、複数の導電薄膜を形成する。最後に、マスクを除去し、相互に間隔のあいた複数の第二電極１０５を形成する。
【００５６】
マスクの材料は高分子材料であり、例えば、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ，水素シルセスキオキサン）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）である。マスクにおける複数の空隙の大小及び位置は第二電極１０５の面積及び複数の電子出射ユニット３０の分布に関係している。本実施例において、第二電極１０５はモリブデンからなる導電フィルムであり、第二電極１０５の数は１６個であり、電子出射ユニット３０の数は１６個である。
【００５７】
ステップ（Ｓ２５）において、第一電極１０１を形成する方法は、第一電極１０１の材料に関する。第一電極１０１の材料が導電金属である場合、マグネトロン・スパッタ法、原子層エピタキシー或いは気相堆積法によって、第一電極１０１が形成される。第一電極１０１の材料がカーボンナノチューブ或いはグラフェンである場合、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）法などの方法によって、製造されたカーボンナノチューブフィルム或いはグラフェンフィルムをエッチングし、相互に間隔のあいた複数の第一電極１０１を形成する。
【００５８】
ステップ（Ｓ２４）において、連続な半導体層１０２をパターン化する方法は、プラズマ・エッチング、レーザー・エッチング、ウェットエッチングなどである。具体的には、半導体層１０２の形状及び寸法は第二電極１０５及び第一電極１０１の形状及び寸法と対応する。即ち、各電界放出ユニット３０は一つの第一電極１０１、一つの半導体層１０２と、一つの第二電極１０５と、を含む。
【００５９】
更に、電界放出装置３００の製造方法は、連続的な電子収集層１０３をパターン化するステップを含むことができる。連続的な電子収集層１０３をパターン化する方法は、プラズマ・エッチング、レーザー・エッチング、ウェットエッチングなどである。電子収集層１０３の形状及び寸法は半導体層１０２、第二電極１０５及び第一電極１０１の形状及び寸法と対応する。即ち、電界放出装置３００おいて、複数の第一電極１０１、複数の半導体層１０２、複数の電子収集層１０３及び複数の第二電極１０５が形成される。これにより、複数の電界放出ユニット３０が一つの絶縁層１０４を共用し、第一電極１０１が相互に間隔をあけ、半導体層１０２が相互に間隔をあけ、電子収集層１０３が相互に間隔をあけ、第二電極１０５が相互に間隔をあけるので、複数の電子出射ユニット３０はそれぞれ単独に電子を放出でき、相互に邪魔しない。
【００６０】
（実施例６）
図９及び図１０を参照すると、本本発明の実施例６は電界放出装置４００を提供する。電界放出装置４００は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はは第一電極１０１と、半導体層１０２と、電子収集層１０３と、絶縁層１０４と、第二電極１０５と、を含む。絶縁層１０４、電子収集層１０３、半導体層１０２及び第一電極１０１は第二電極１０５の一方の表面に順に積層される。複数の電界放出ユニット４０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４０は一つの連続的な絶縁層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１０５は相互に間隔をあけて設置される。電界放出装置４００は基板１０６の表面に設置される。複数の行引出し電極４０１は絶縁層１０４の表面に設置され、複数の列引出し電極４０２は基板１０６の表面に設置される。
【００６１】
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１０４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は設置される。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１０５と電気的に接続される。列引出し電極４０２は引き込み線４０３と良好に電気的に接続される。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。
【００６２】
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は相互に平行して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は相互に平行して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。
【００６３】
電界放出装置４００において、複数の電界放出ユニット４０は一つの連続的な電子収集層１０３を共用しても良く、或いは、隣接する二つの電界放出ユニット４０の電子収集層１０３は相互に間隔をあけて設置しても良く、或いは、同じ行における電界放出ユニット４０は一つの連続的な電子収集層１０３を共用し、同じ列における電界放出ユニット４０は一つの連続的な電子収集層１０３を共用しても良い。本実施例において、複数の電界放出ユニット４０は一つの連続的な電子収集層１０３を共用する。
【００６４】
（実施例７）
図１１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１０６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１０６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。
【００６５】
陽極構造体５１０はガラス基板５１２と、陽極５１４と、蛍光体層５１６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の第一電極１０１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１０６と密封する。陽極５１４の材料はＩＴＯ薄膜である。
【００６６】
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１０５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１０５が接地され、第二電極１０５の電圧は零ボルトであり、第一電極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、陽極構造体５１０に到達した後、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、且つ電子の光出射強度は優れている。
【００６７】
（実施例８）
図１２及び図１３を参照すると、本発明の実施例８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三電極１０１０及び複数のストリップ状の第四電極１０５０を含む。具体的には、複数のストリップ状の第三電極１０１０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四電極１０５０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三電極１０１０と複数のストリップ状の第四電極１０５０とは交差して設置され、一部が重なる。複数のストリップ状の第三電極１０１０が複数のストリップ状の第四電極１０５０と交差して重なる部分の間に、順に積層される絶縁層１０４、電子収集層１０３、及び半導体層１０２が設置される。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。半導体層１０２は第三電極１０１０と絶縁層１０３の間に設置される。電界放出装置６００は基板１０６の表面に設置される。
【００６８】
本実施例の電界放出装置６００の構造は実施例６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三電極１０１０、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四電極１０５０を含む。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、複数のストリップ状の第三電極１０１０及び複数のストリップ状の第四電極１０５０は相互に交差し、部分を重なる。ここで、複数のストリップ状の第三電極１０１０が複数のストリップ状の第四電極１０５０と交差して重なる領域を電子放出領域１０１２と定義する。
【００６９】
ストリップ状の第三電極１０１０とストリップ状の第四電極１０５０との間に十分の電位差を有する際、ストリップ状の第三電極１０１０がストリップ状の第四電極１０５０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三電極１０１０が複数のストリップ状の第四電極１０５０と交差して重なって形成する複数の電子放出領域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はストリップ状の第三電極１０１０の一部と、半導体層１０２と、電子収集層１０３と、絶縁層１０４と、ストリップ状の第四電極１０５０の一部と、を含む。絶縁層１０３、半導体層１０２、ストリップ状の第三電極１０１０はストリップ状の第四電極１０５０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三電極１０１０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四電極１０５０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の集合体である。
【００７０】
複数の電界放出ユニット６０における半導体層１０２は相互に間隔をあけて設置される。電界放出装置６００における絶縁層１０４は一つの連続的な層状構造体でも良く、電界放出装置６００における電子収集層１０３は一つの連続的な層状構造体でも良い。即ち、電界放出装置６００において、複数の電界放出ユニット６０は一つの絶縁層１０４及び一つの電子収集層１０３を共用する。
【００７１】
更に、絶縁層１０４がパターン化されることによって、絶縁層１０４は分割されることができる。複数の電界放出ユニット６０の一部は絶縁層１０４の一部を共用することができる。例えば、同一ストリップ状の第三電極１０１０と対応する複数の電界放出ユニット６０は該ストリップ状の第三電極１０１０と対応するストリップ状の絶縁層１０４を共用し、或いは、同一ストリップ状の第四電極１０５０と対応する複数の電界放出ユニット６０は該ストリップ状の第四電極１０５０と対応するストリップ状の絶縁層１０４を共用し、或いは、複数の電界放出ユニット６０と対応する複数の絶縁層１０４はそれぞれ間隔を開けて設置される。電子収集層１０３がパターン化されることによって、電子収集層１０３は分割されることができる。複数の電界放出ユニット６０の一部は電子収集層１０３の一部を共用することができる。例えば、同一ストリップ状の第三電極１０１０と対応する複数の電界放出ユニット６０は該ストリップ状の第三電極１０１０と対応するストリップ状の電子収集層１０３を共用し、或いは、同一ストリップ状の第四電極１０５０と対応する複数の電界放出ユニット６０は該ストリップ状の第四電極１０５０と対応するストリップ状の電子収集層１０３を共用し、或いは、複数の電界放出ユニット６０と対応する複数の電子収集層１０３はそれぞれ間隔を開けて設置される。本実施例において、複数の電界放出ユニット６０は一つの絶縁層１０４を共用し、一つの電子収集層１０３を共用する。これにより、絶縁層１０４及び電子収集層１０３を一度で形成でき、電界放出装置６００の生産率を高めることができ、産業化に有利である。
【００７２】
電界放出装置６００が作動される際、ストリップ状の第三電極１０１０、ストリップ状の第四電極１０５０及び陽極５１４にそれぞれ異なる電圧を入力する。一般的に、ストリップ状の第四電極１０５０が接地され、ストリップ状の第四電極１０５０の電圧は零ボルトであり、ストリップ状の第三電極１０１０の電圧は数十ボルト〜数百ボルトである。ストリップ状の第三電極１０１０が第四電極１０５０と重なって設置されるので、ストリップ状の第三電極１０１０とストリップ状の第四電極１０５０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、ストリップ状の第三電極１０１０の表面から有効に放出される。
【００７３】
（実施例９）
本発明の実施例９は電界放出装置６００の製造方法を提供する。電界放出装置６００の製造方法は、基板１０６を提供し、Ｘ方向に沿って、基板１０６の表面に相互に間隔をあける複数の第四電極１０５０を設置するステップ（Ｓ３１）と、複数のストリップ状の第四電極１０５０の基板１０６と接触する表面の反対面に、連続的な絶縁層１０４を設置するステップ（Ｓ３２）と、連続的な絶縁層１０４のストリップ状の第四電極１０５０と接触する表面の反対面に、連続的な電子収集層１０３を設置するステップ（Ｓ３３）と、連続な電子収集層１０３の連続な絶縁層１０４と接触する表面の反対面に、連続的な半導体層１０２を設置し、設置した連続的な半導体層１０２をパターン化するステップ（Ｓ３４）と、パターン化された連続的な半導体層１０２の連続的な電子収集層１０３と接触する表面の反対面に、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三電極１０１０を形成し、Ｙ方向はＸ方向と垂直するステップ（Ｓ３５）と、含む。
【００７４】
本実施例の電界放出装置６００の製造方法は電界放出装置３００の製造方法と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。ステップ（Ｓ３１）において、Ｘ方向に沿って、基板１０６の表面に相互に間隔のあいた複数のストリップ状の第四電極１０５０を設置する。ステップ（Ｓ３５）において、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三電極１０１０を形成する。
【００７５】
ステップ（Ｓ３５）において、本実施例の第三電極１０１０をパターン化する方法は実施例５の第一電極１０１をパターン化する方法と基本的に同じである。以下の点が異なる。マスクは複数のストリップ状の間隙を有する。該複数のストリップ状の間隙の形状はストリップ状の第三電極１０１０の形状と同じである。
【００７６】
更に、本実施例は絶縁層１０４及び電子収集層１０３をパターン化するステップを有してもいい。このステップによって、絶縁層１０４及び電子収集層１０３の形状をストリップ状の第三電極１０１０の形状と対応させる。絶縁層１０４及び電子収集層１０３をパターン化する方法はプラズマ・エッチング、レーザー・エッチング、ウェットエッチングなどの何れかの一種である。
【００７７】
（実施例１０）
図１５を参照し、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１０６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１０６の表面に設置され、陽極構造体５１０と対向して間隔をあけて設置される。
【００７８】
本実施例の電界放出表示装置７００の構造は実施例７の電界放出表示装置５００の構造と基本的に同じであるが、以下の点が異なる。第三電極１０１０及び第四電極１０５０はストリップ状を呈する。Ｘ方向に沿って、基板１０６の表面に相互に間隔のあいた複数の第四電極１０５０を設置する。各第四電極１０５０は複数の第二電極１０５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第三電極１０１０を形成する。各第三電極１０１０は複数の第一電極１０１が接続されて形成される。
【００７９】
電界放出表示装置７００が作動される際、第三電極１０１０、第四電極１０５０及び陽極５１４にそれぞれ異なる電圧を入力する。一般的に、第四電極１０５０が接地され、第四電極１０５０の電圧は零ボルトであり、第三電極１０１０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６０のカーボンナノチューブ層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、陽極構造体５１０に到達した後、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。
【符号の説明】
【００８０】
１０、２０  電界放出源
１０１  第一電極
１０１０  ストリップ状の第三電極
１０１２  電子放出領域
１０２  半導体層
１０３  電子収集層
１０４  絶縁層
１０５  第二電極
１０５０  ストリップ状の第四電極
１０６  基板
１０７  バス電極
３００、４００、６００  電界放出装置
３０、４０、６０  電界放出源
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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月23日(2015.4.23)
【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、電子収集層と、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、前記電子収集層、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、
前記電子収集層はカーボンナノチューブ層またはグラフェンフィルムであることを特徴とする電界放出源。