(57)【要約】【課題】  電界放出素子を提供する。【解決手段】  カソード電極２０上に形成されるものであって、ＣＮＴを含む電子放出物質５０と、電子放出物質５０から電子を抽出するゲート電極４０と、を備え、電界放出物質５０上にＣＮＴ５０ａを保護し、ＣＮＴ５０ａから電子放出を安定化するＲｕＯｘまたはＰｄＯｘ５１がコーティングされている電界放出素子である。これにより、電界放出素子のＣＮＴエミッタ５０の表面またはその主な構成要素であるＣＮＴ５０ａの表面、特に、放出端に電子放出構造を安定化させ、そして放出端を保護する安定化物質５１がコーティングされることによって過電流または電子放出過程中に発生するＣＮＴ５０ａの摩耗を抑制する。したがって、このような摩耗の抑制を通じてＣＮＴ５０ａの寿命を延長する。このようなＣＮＴの安定化及び寿命の延長は、電界放出素子の信頼性及び商品的な価値を大きく高める。【選択図】            図２
2005317542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されるカソード電極と、
前記カソード電極上に形成されるものであって、ＣＮＴを含む電子放出物質と、
前記電子放出物質から電子を抽出するゲート電極と、を備える電界放出素子において、
前記電界放出物質上に前記ＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層が形成されていることを特徴とする電界放出素子。
【請求項２】
前記エミッタに導電性物質がさらに含まれていることを特徴とする請求項１に記載の電界放出素子。
【請求項３】
前記導電性物質は、銀であることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項４】
前記安定化物質層は、１〜１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１ないし３のうち何れか１項に記載の電界放出素子。
【請求項５】
前記安定化物質層は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＲｕＯｘ、ＰｄＯｘのうち少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項１ないし３のうち何れか１項に記載の電界放出素子。
【請求項６】
基板と、
前記基板上に形成されるカソード電極と、
前記カソード電極上に形成されるものであって、電子放出端を有するＣＮＴを複数個含む電子放出物質と、
前記ＣＮＴの放出端から電子を抽出するゲート電極と、を備える電界放出素子において、
前記各ＣＮＴの表面にＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層が形成されていることを特徴とする電界放出素子。
【請求項７】
前記エミッタに導電性物質がさらに含まれていることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項８】
前記導電性物質は、銀であることを特徴とする請求項７に記載の電界放出素子。
【請求項９】
前記安定化物質層は、１〜１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項６ないし８のうち何れか１項に記載の電界放出素子。
【請求項１０】
前記安定化物質層は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＲｕＯｘ、ＰｄＯｘのうち少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項６ないし８のうち何れか１項に記載の電界放出素子。
【請求項１１】
基板と、
前記基板上に形成されるカソード電極と、
前記カソード電極上に垂直に成長されたものであって、電子放出端を有するＣＮＴを複数個含む電子放出物質と、
前記ＣＮＴの放出端から電子を抽出するゲート電極と、を備える電界放出素子において、
前記各ＣＮＴの電子放出端にＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層が形成されていることを特徴とする電界放出素子。
【請求項１２】
前記エミッタに導電性物質がさらに含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の電界放出素子。
【請求項１３】
前記導電性物質は、銀であることを特徴とする請求項１２に記載の電界放出素子。
【請求項１４】
前記安定化物質層は、１〜１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１１ないし１３のうち何れか１項に記載の電界放出素子。
【請求項１５】
前記安定化物質層は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＲｕＯｘ、ＰｄＯｘのうち少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項１１ないし１３のうち何れか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、電界放出素子に係り、電子放出安定性及び耐久性が向上した電界放出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、短い直径とチューブ端の鋭さとによって電界放出がとても低い電圧でもなされる材料である。特許文献１には、電子放出物質混合ペーストを利用した電界放出アレイ及び製造方法について開示され、特許文献２には、成長法によって得られたＣＮＴをエミッタとして利用する電界放出アレイ及びその製造方法が開示されている。一般的に、エミッタを成長法によって形成するよりも、ペーストを利用して形成することが容易であるため、後者の方法が主に選好される。
【０００３】
このような従来の方法によって得られたＣＮＴエミッタは、カソードまたはカソード上に形成される高導電性物質層上に形成される。図１は、３極型の従来のＣＮＴ  ＦＥＡ（電界放出アレイ）の典型的な例を示す図面である。
【０００４】
図１を参照すれば、基板１上にカソード電極２が形成され、その上にゲート絶縁層３が形成される。ゲート絶縁層３には、貫通孔３ａが形成されており、その底部に複数のＣＮＴよりなるＣＮＴエミッタ５が設けられている。ＣＮＴエミッタ５は、貫通孔３ａの底部に露出されたカソード電極２上に形成される。前記ゲート絶縁層３上には、前記ＣＮＴエミッタ５から電子を抽出するゲートホール４ａを有するゲート電極４が形成される。
【０００５】
このようなＣＮＴエミッタを利用したＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）で最も至急な課題は、均等に分布された各ＣＮＴの先端部、すなわち、電子放出端が長時間損傷されず、安定した電子放出をそのまま維持させる信頼性向上である。ペーストによって形成されるＣＮＴエミッタは、抵抗性物質と導電性物質とが共に混ざっており、このような物質を通じてＣＮＴの放出点に電子が供給される。このとき、ＣＮＴに供給される電子の経路は、いくつかの導電性が良好な経路に限定され、したがって、このような経路に過電流が流れる。このような過電流によって電子放出時、ＣＮＴの放出点での電気化学的ポテンシャルの上昇によって、電子放出が起こるＣＮＴの放出点に摩耗のような損傷が誘導される。現在、このような摩耗の原因が明確に究明されていないが、公知の文献によれば、放出電流のフロー、特に、過電流のフローによる温度上昇がＣＮＴの放出点周囲に存在する反応性物質、例えば、酸素の反応性を高めることによって、前記放出点の分解を促進すると理解されている。このようなＣＮＴの放出点の摩耗のようなＣＮＴの損傷は、画像品質の低下、寿命の短縮をもたらす。
【特許文献１】米国特許６，３３９，２８１号明細書
【特許文献２】米国特許６，４４０，７６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ＣＮＴの放出点を効果的に保護し、したがって、安定した電子放出が可能な電界放出素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明の一類型によれば、基板と、前記基板上に形成されるカソード電極と、前記カソード電極上に形成されるものであって、ＣＮＴを含む電子放出物質と、前記電子放出物質から電子を抽出するゲート電極と、を備える電界放出素子において、前記電界放出物質上に前記ＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層が形成されていることを特徴とする電界放出素子が提供される。
【０００８】
前記課題を解決するために本発明の他の類型によれば、基板と、前記基板上に形成されるカソード電極と、前記カソード電極上に形成されるものであって、電子放出端を有するＣＮＴを複数個含む電子放出物質と、前記ＣＮＴの放出端から電子を抽出するゲート電極と、を備える電界放出素子において、前記各ＣＮＴの表面にＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層がコーティングされていることを特徴とする電界放出素子が提供される。
【０００９】
前記課題を解決するために本発明のさらに他の類型によれば、基板と、前記基板上に形成されるカソード電極と、前記カソード電極上に形成されるものであって、電子放出端を有するＣＮＴを複数個含む電子放出物質と、前記ＣＮＴの放出端から電子を抽出するゲート電極と、を備える電界放出素子において、前記各ＣＮＴの電子放出端にＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層がコーティングされていることを特徴とする電界放出素子が提供される。
【００１０】
前記本発明の電界放出素子において、前記電子放出物質に導電性物質がさらに含まれていることが望ましく、前記導電性物質は、銀（Ａｇ）であることがさらに望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電界放出素子のＣＮＴエミッタの表面またはその主な構成要素であるＣＮＴの表面、特に、放出端に電子放出構造を安定化させ、そして放出端を保護する安定化物質がコーティングされることによって、過電流または電子放出過程中に発生するＣＮＴの摩耗を抑制し、したがって、このような摩耗の抑制を通じてＣＮＴの寿命を延長する。このようなＣＮＴの安定化及び寿命の延長は、電界放出素子の信頼性及び商品的な価値を非常に高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１３】
＜第１実施例＞
図２を参照すれば、基板１０上にカソード電極２０が形成されており、その上にゲート絶縁層３０が形成されている。前記ゲート絶縁層３０には、ＣＮＴエミッタ５０が収容される貫通孔３０ａが形成されており、貫通孔３０ａの底部に電子放出のためのＣＮＴエミッタ５０が設けられている。前記エミッタ５０は、貫通孔３０ａの底部に露出されたカソード電極２０上に形成される。前記ＣＮＴエミッタ５０は、複数のＣＮＴ５０ａを含み、ここで、ＣＮＴ５０ａへのさらに効果的な電流供給のために導電性物質、例えば、銀（Ａｇ）パーチクルがさらに含まれうる。
【００１４】
ここで、本発明の特徴によって、前記ＣＮＴエミッタ５０上にはＣＮＴを保護し、ＣＮＴから電子放出を安定化する安定化物質層５１がコーティングされている。ここで、安定化物質層５１は、ＣＮＴからの電子の放出を許容しつつもエミッタの表面でＣＮＴ５０ａをカバーする。このような安定化物質としては、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＲｕＯｘ、ＰｄＯｘよりなるグループから選択された何れか一つまたは少なくとも２つ以上の混合物が使用され、電子放出を許容するために１ないし１００ｎｍの厚さに形成される。
【００１５】
一方、前記ゲート絶縁層３０上には、前記エミッタ５０の電子放出物質層５２から電子を抽出するゲートホール４０ａを有するゲート電極４０が形成されている。
【００１６】
本実施例で、前記エミッタ５０は、ペースト状態のＣＮＴをスクリーンプリンティングまたはスピンコーティング後のリフトオフによって形成され、ＣＮＴエミッタ５０上の安定化物質層５１は、安定化物質ペースを利用したスクリーン印刷、ゾル−ゲル法によるスピンコーティング、スパッタリングまたは蒸着によって形成されうる。
【００１７】
＜第２実施例＞
図３を参照すれば、基板１０上にカソード電極２０が形成されており、その上にゲート絶縁層３０が形成されている。前記ゲート絶縁層３０には、ＣＮＴエミッタ５０が収容される貫通孔３０ａが形成されており、貫通孔３０ａの底部に電子放出のためのＣＮＴエミッタ５０が設けられている。前記エミッタ５０は、貫通孔３０ａの底部に露出されたカソード電極２０上に形成される。前記ＣＮＴエミッタ５０は、複数のＣＮＴ５０ａを含み、ここで、ＣＮＴ５０ａへのさらに効果的な電流供給のために導電性物質、例えば、銀（Ａｇ）パーチクルがさらに含まれうる。
【００１８】
ここで、本発明の特徴によって、前記各ＣＮＴエミッタ５０の表面には、各ＣＮＴ５０ａから電子放出を安定化する安定化物質層５１ａがコーティングされている。ここで、安定化物質としては、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＲｕＯｘ、ＰｄＯｘが使用され、電子放出を許容するために１ないし１００ｎｍの厚さに形成される。
【００１９】
一方、前記ゲート絶縁層３０上には、前記エミッタ５０の電子放出物質層５２から電子を抽出するゲートホール４０ａを有するゲート電極４０が形成されている。
【００２０】
本実施例で、前記エミッタ５０は、ペースト状態のＣＮＴをスクリーンプリンティングまたはスピンコーティング後のリフトオフによって形成される。
【００２１】
本実施例で使われるＣＮＴ５０ａ、すなわち、安定化物質層５１ａがコーティングされたＣＮＴ５０ａの製造方法は多様である。
【００２２】
その一つの方法は、ゾル−ゲル法によって前記ＣＮＴ５０ａの表面に安定化物質層５１ａを形成することである。この方法によれば、ＣＮＴ粉末を安定化物質または安定化物質電極体が収容されている溶液内に投入することによって、スラリー状態のＣＮＴの表面に前記安定化物質を反応物としてコーティングする。
【００２３】
以下、具体的な他の色々なコーティング方法を説明する。
【００２４】
＜ＣＮＴにＳｉＯ２をコーティングする方法＞
１．所定の方法によって合成されたＣＮＴパウダー、例えば、高圧ＣＶＤ、すなわち、ＨｉＰＣＯ（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃａｒｂｏｎ  ｍｏｎｏＯｘｉｄｅ）工程によって製造されたＣＮＴパウダー、例えば、約１ｎｍの直径を有する所定量のＳＷＮＴ（単層カーボンナノチューブ）にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）またはシリコンｎ−ブトキシド溶液を１：１０の重量比で加えた後に適切に攪拌し、このときにＨ２ＯをＣＮＴの重量と同じ量を加える。
【００２５】
２．前記混合物を６０〜９０℃で１日ほど乾燥した後、再び２００〜３００℃の空気中で１ないし５日間焼成する。
【００２６】
＜ＣＮＴにＭｇＯをコーティングする方法＞
１．前記のような所定量のＣＮＴパウダーにＭｇメトキシド溶液を１：１０の重量比で加えた後に適切に攪拌する。
【００２７】
２．前記混合物を６０〜９０℃で１日間乾燥し、再び２００〜３００℃の空気中で１ないし５日間焼成する。
【００２８】
＜ＣＮＴにＴｉＯ２をコーティングする方法＞
１．前記のような所定量のＣＮＴパウダーにＴｉｎブトキシド溶液を１：１０の重量比で加えた後に攪拌し、このときにＨ２ＯをＣＮＴの重量と同じ量で加える。
【００２９】
２．前記混合物を６０〜９０℃で１日間乾燥し、再び２００〜３００℃の空気中で１ないし５日間焼成する。
【００３０】
＜ＣＮＴにＲｕＯｘをコーティングする方法＞
１．前記のような所定量のＣＮＴパウダーにＲｕペンタンジオネートをアセトンに飽和に溶かした溶液を１：１０の重量比で加えた後に攪拌する。
【００３１】
２．前記混合物を６０〜９０℃で１日間乾燥し、再び２００〜３００℃の空気中で１ないし５日間焼成する。
【００３２】
＜ＣＮＴにＰｄＯｘをコーティングする方法＞
１．前記のような所定量のＣＮＴパウダーにＰｄアセテートをアセトンに飽和で溶かした溶液を１：１０〜２０の重量比で入れた後によく混合する。
【００３３】
２．このように混合された混合物を６０〜９０℃で１日間乾燥し、再び２００〜３００℃、空気中で１ないし５日間焼成する。
【００３４】
図４Ａは、安定化物質としてＳｉＯ２がコーティングされたＣＮＴのＴＥＭ（透過電子顕微鏡）イメージであり、図４Ｂは、さらに拡大して示すＣＮＴのＴＥＭイメージである。前記のようなＳｉＯ２がコーティングされたＣＮＴをＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）の検出によってＣＮＴの表面にＳｉが存在することを確認した。
【００３５】
図５Ａ及び図５Ｂは、安定化物質としてＲｕＯｘがコーティングされた１．３７ｎｍの直径を有するＳＷＮＴ  ＣＮＴのＴＥＭイメージである。図６Ａ及び６Ｂは、ＲｕＯｘがコーティングされた２．６７１ｎｍの直径を有するＤＷＮＴ（二層なのチューブ）のＴＥＭイメージである。ＳＷＮＴの場合は、ＲｕＯｘ粒子サイズが小さく、全体的に均等に分布され、一方、ＤＷＮＴの場合は、ＲｕＯｘ粒子が固まっていることを確認した。
【００３６】
安定化物質がコーティングされたＣＮＴの工程劣化に対する安定度を実験した結果、コーティング物質が厚いほど熱に対してさらに安定的であることが確認できた。図７は、異なる厚さのコーティング層が形成されたＣＮＴエミッタ（＃１、＃２、＃３）を５７０℃の空気中で２０分間焼成したサンプルを示す写真である。図７で、ＣＮＴに対するコーティング物質の厚さは、＃１＜＃２＜＃３であり、結果的にコーティング物質が最も厚い第３サンプル＃３が最大の残存率を示すことが分かる。
【００３７】
下記表１は、サンプル別ＣＮＴの残存率実験結果を示す。
【００３８】
【表１】
2005317542.tif 000003
【００３９】
実験によれば、コーティング物質が厚ければ、ＣＮＴの残存率が上昇する一方、電流密度は低下する。このような結果は、前述した全てのコーティング物質について同一に現れた。
【００４０】
図８は、安定化物質がコーティングされていない従来のエミッタとＳｉＯ２がコーティングされた本発明によるエミッタの寿命特性を示す。図８を通じて、本発明によるＣＮＴは、経時的な電流密度の低下が従来のＣＮＴに比べてあまり急激でないということが分かり、特に、電流密度が相当時間従来のＣＮＴに比べて高くかつ安定的に維持されるということが分かる。
【００４１】
＜第３実施例＞
図９を参照すれば、基板１０上にカソード電極２０が形成されており、その上にゲート絶縁層３０が形成されている。前記ゲート絶縁層３０には、ＣＮＴエミッタ５０が収容される貫通孔３０ａが形成されており、貫通孔３０ａの底部に電子放出のためのＣＮＴエミッタ５０が設けられている。前記エミッタ５０は、貫通孔３０ａの底部に露出されたカソード電極２０上に形成される。前記ＣＮＴエミッタ５０は、カソード電極２０上に成長された複数のＣＮＴ５０ｂを含む。
【００４２】
ここで、本発明の特徴によって前記カソード電極２０上で垂直に成長されたＣＮＴ５０ｂの上端部、すなわち、電子放出端に電子放出を安定化する安定化物質層５１ｂがコーティングされている。ここで、安定化物質としては、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＲｕＯｘ、ＰｄＯｘよりなるグループから選択された何れか一つまたは少なくとも２つ以上の混合物が使用され、電子放出を許容するために１ないし１００ｎｍの厚さに形成される。図９で、ＣＮＴ５０ｂの放出端に形成された安定化物質層５１ｂが、理解を助けるために誇張されて示されている。
【００４３】
一方、前記ゲート絶縁層３０上には、前記エミッタ５０の電子放出物質層５２から電子を抽出するゲートホール４０ａを有するゲート電極４０が形成されている。
【００４４】
本実施例で、前記エミッタ５０のＣＮＴ５０ｂは、一般的な成長法によって形成され、前記ＣＮＴ５０ｂの表面に形成される安定化物質層５１ｂは、スパッタリング法または蒸着法によって形成される。前記のように、ＣＮＴ５０ｂの放出端にのみ安定化物質層５１ｂが形成されることは、安定化物質スパッタリングまたは蒸着による結果である。
【００４５】
図１０は、カソード電極上で垂直に成長されたＣＮＴの走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）であり、図１１、１２及び図１３は、それぞれＣＮＴの放出端（先端部）に約２００Å、５００Å及び１０００Åの厚さにＳｉＯ２安定化物質がスパッタリング法によってコーティングされた状態を示すＳＥＭである。
【００４６】
図１４は、カソード電極上に成長されたＣＮＴに安定化物質層が形成されていないサンプルと、ＳｉＯ２が安定化物質でＣＮＴの放出端に５０Å、１００Å、２００Å、４５０Å及び１０００Åの厚さにコーティングされているサンプルとの電流−電圧比較グラフである。
【００４７】
この実験によれば、ＳｉＯ２コーティングがとても薄い（５０Å）か、または２００Å以上である場合、ターンオンフィールドは、コーティングされていないサンプルに比べて高く、そのコーティングが厚くなるにつれてさらに高まる。しかし、ＳｉＯ２が１００Å厚さにコーティングされているサンプルの場合には、電界放出特性が最も良く現れ、これは、全くコーティングされていないサンプルに比べてもターンオンフィールドが低い。したがって、安定化物質層のコーティングには、最適の厚さが存在し、それは、各サンプルの条件及び工程によって変化されるが、１０００Å以下の領域にあると期待され、この実験の条件では、１００Åであることが分かる。
【００４８】
図１５ないし図１８は、成長されたＣＮＴによるサンプル別の時間−電流変化グラフである。ここで、図１５は、安定化物質がコーティングされていないＣＮＴの時間−電流変化グラフであり、図１６ないし図１８は、それぞれ安定化物質としてＭｇＯが１２０Å、１８０Å、４００Åの厚さにコーティングされたサンプルの時間−電流変化グラフである。そして図１９ないし図２１は、安定化物質としてＳｉＯ２が２００Å、４５０Å及び１０００Åの厚さに形成されたサンプルの時間−電流変化をそれぞれ示すグラフである。
【００４９】
この図面は、測定雰囲気が高真空状態で少量の酸素を吹き込む状態に転換され、再び高真空状態に変化された時、各サンプルの電界放出電流の変化を測定したものである。図１５に示されたように、全くコーティングされていないＣＮＴでの電界放出電流は、酸素雰囲気で減少し、再び高真空状態になっても回復されない。しかし、図１６及び図１７に示されたように、ＭｇＯが１２０Å及び１８０Åコーティングされた時、または図１９に示されたように、ＳｉＯ２が２００Åにコーティングされた時、ＣＮＴの電界放出電流は、酸素雰囲気では減少するが、再び高真空状態になった時には、ほぼ元状態の電流に回復されることが分かる。
【００５０】
しかし、図１８に示されたように、ＭｇＯが４００Åにコーティングされた時または図２０及び図２１に示されたように、ＳｉＯ２が４５０Å以上にコーティングされ時、ＣＮＴの電界放出電流は、酸素雰囲気での減少はもとより、再び高真空状態になっても回復されないことが分かる。このように安定化物質の厚さが４００Å以上にコーティングされた時、電界放出電流が回復されない理由は、その確実なメカニズムがまだ明らかになっていないが、コーティング膜が高電圧に耐えられずに損傷されている可能性がある。すなわち、コーティングの厚さがある程度以上（約４００Å以上）になれば、図１０ないし図１６に示されたように、１ｕＡの初期電流を得るために５Ｖ／μｍ以上の電圧が加えられねばならないが、この時に加えられる電圧がコーティングされた安定化物質のブレーキダウンを誘導すると推定されている。
【００５１】
したがって、安定化物質層のコーティングは、電界放出電流に大きい影響を及ぼすだけでなく、酸素雰囲気による損傷からの放出物質の保護において、最適のコーティング厚さが存在し、その最適の厚さは、各サンプルの条件及び工程によって変化するが、１０００Å以下の領域にあると期待され、この実験の条件では、１００Åないし２００Å間であることが分かる。
【００５２】
このような本発明は、図面に示された実施例を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電子放出ソース、例えば、電界放出表示素子などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来の電界放出素子の概略的な断面図である。
【図２】本発明による電界放出素子の第１実施例の概略的な断面図である。
【図３】本発明による電界放出素子の第２実施例の概略的な断面図である。
【図４Ａ】本発明によって、安定化物質としてＳｉＯ２がコーティングされたＣＮＴのＴＥＭイメージである。
【図４Ｂ】本発明によって、安定化物質としてＳｉＯ２がコーティングされたＣＮＴのＴＥＭイメージである。
【図５Ａ】本発明によって、安定化物質としてＲｕＯｘがコーティングされた１．３７ｎｍの直径を有するＳＷＮＴ  ＣＮＴのＴＥＭイメージである。
【図５Ｂ】本発明によって、安定化物質としてＲｕＯｘがコーティングされた１．３７ｎｍの直径を有するＳＷＮＴ  ＣＮＴのＴＥＭイメージである。
【図６Ａ】本発明によって、ＲｕＯｘがコーティングされた２．６７１ｎｍの直径を有するＤＷＮＴのＴＥＭイメージである。
【図６Ｂ】本発明によって、ＲｕＯｘがコーティングされた２．６７１ｎｍの直径を有するＤＷＮＴのＴＥＭイメージである。
【図７】異なる厚さのコーティング層が形成されるＣＮＴエミッタ（＃１、＃２、＃３）を５７０℃の空気中に２０分間焼成したサンプルを示す写真である。
【図８】安定化物質がコーティングされていない従来のエミッタとＳｉＯ２がコーティングされた本発明によるエミッタの寿命特性の実験結果を示す。
【図９】本発明による電界放出素子の第３実施例の概略的な断面図である。
【図１０】カソード電極上で垂直に成長されたＣＮＴのＳＥＭである。
【図１１】本発明によって、各ＣＮＴの放出端に約２００Åの厚さにＳｉＯ２安定化物質がスパッタリング法によってコーティングされた状態を示すＳＥＭである。
【図１２】本発明によって、各ＣＮＴの放出端に約５００Åの厚さにＳｉＯ２安定化物質がスパッタリング法によってコーティングされた状態を示すＳＥＭである。
【図１３】本発明によって、各ＣＮＴの放出端に約１０００Åの厚さにＳｉＯ２安定化物質がスパッタリング法によってコーティングされた状態を示すＳＥＭである。
【図１４】カソード電極上に成長されたＣＮＴに安定化物質層が形成されていないサンプル、本発明によって、ＳｉＯ２が安定化物質としてＣＮＴの放出端に５０Å、１００Å、２００Å、４５０Å及び１０００Åの厚さにコーティングされているサンプルの電流−電圧比較グラフである。
【図１５】安定化物質がコーティングされていないＣＮＴの時間−電流変化グラフである。
【図１６】本発明によって、成長されたＣＮＴの放出端に安定化物質としてＭｇＯが１２０Åの厚さにコーティングされたサンプルの時間−電流変化グラフである。
【図１７】本発明によって、成長されたＣＮＴの放出端に安定化物質としてＭｇＯが１８０Åの厚さにコーティングされたサンプルの時間−電流変化グラフである。
【図１８】本発明によって、成長されたＣＮＴの放出端に安定化物質としてＭｇＯが４００Åの厚さにコーティングされたサンプルの時間−電流変化グラフである。
【図１９】本発明によって、ＣＮＴの放出端に安定化物質としてＳｉＯ２が２００Åの厚さに形成されたサンプルの時間−電流変化を示すグラフである。
【図２０】本発明によって、ＣＮＴの放出端に安定化物質としてＳｉＯ２が４５０Åの厚さに形成されたサンプルの時間−電流変化を示すグラフである。
【図２１】本発明によって、ＣＮＴの放出端に安定化物質としてＳｉＯ２が１０００Åの厚さに形成されたサンプルの時間−電流変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１０        基板
２０        カソード電極
３０        ゲート絶縁層
３０ａ        貫通孔
４０        ゲート電極
４０ａ        ゲートホール
５０        ＣＮＴエミッタ
５０ａ        ＣＮＴ
５１        安定化物質層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2005317542.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2005317542.tif 000011
【図６Ｂ】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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