JPH0797474B2 - 電子放出素子及びその製造方法 - Google Patents
電子放出素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0797474B2 JPH0797474B2 JP10757188A JP10757188A JPH0797474B2 JP H0797474 B2 JPH0797474 B2 JP H0797474B2 JP 10757188 A JP10757188 A JP 10757188A JP 10757188 A JP10757188 A JP 10757188A JP H0797474 B2 JPH0797474 B2 JP H0797474B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- thin film
- emitting device
- voltage
- film conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子放出源として用いられる電子放出素子に
関するもので、特に電圧制御型負性抵抗特性を示す電子
放出素子、及びその製造方法に関する。
関するもので、特に電圧制御型負性抵抗特性を示す電子
放出素子、及びその製造方法に関する。
［従来の技術］ 従来、簡単な構造で電子の放出が得られる電子放出素子
として、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinso
n）等によって発表された冷陰極素子が知られている
［ラジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジィ
ッス（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296
頁,1965年］。
として、例えば、エム・アイ・エリンソン（M.I.Elinso
n）等によって発表された冷陰極素子が知られている
［ラジオ・エンジニアリング・エレクトロン・フィジィ
ッス（Radio Eng.Electron.Phys.）第10巻,1290〜1296
頁,1965年］。
これは、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平
行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利
用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれて
いる。
行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利
用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれて
いる。
この表面伝導形放出素子としては、前記エリンソン等に
より発表されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの他、Au薄
膜によるもの［ジー・ディトマー：“スイン・ソリド・
フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,9
巻，、317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エム
・ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンスタッ
ド：“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・ディ
ー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Tr
ans.ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄膜に
よるもの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，
（1983年）］等が報知されている。
より発表されたSnO2（Sb）薄膜を用いたものの他、Au薄
膜によるもの［ジー・ディトマー：“スイン・ソリド・
フィルムス”（G.Dittmer:“Thin Solid Films"）,9
巻，、317頁，（1972年）］、ITO薄膜によるもの［エム
・ハートウェル・アンド・シー・ジー・フォンスタッ
ド：“アイ・イー・イー・イー・トランス・イー・ディ
ー・コンフ”（M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Tr
ans.ED Conf."）519頁，（1975年）］、カーボン薄膜に
よるもの［荒木久他：“真空",第26巻，第１号,22頁，
（1983年）］等が報知されている。
これらの表面伝導形放出素子の典型的な素子構成を第７
図に示す。図中、１および２は電気的接続を得るための
電極、３′は電子放出材料で形成された導電性の薄膜、
４は電子放出部、５は基板を示す。
図に示す。図中、１および２は電気的接続を得るための
電極、３′は電子放出材料で形成された導電性の薄膜、
４は電子放出部、５は基板を示す。
上述した表面伝導形放出素子は、いずれも、導電性の薄
膜３′を設けた基板５上に電極1,2を設けて、電極1,2間
に電圧を印加し、フォーミングと呼ばれる通電処理で電
子放出部４を形成したものとなっている。即ち、電極1,
2間への電圧の印加によって薄膜３′に通電し、これに
より発生するジュール熱で薄膜３′を局所的に破壊、変
形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電
子放出部４を形成することにより、電子放出機能を付与
しているものである。
膜３′を設けた基板５上に電極1,2を設けて、電極1,2間
に電圧を印加し、フォーミングと呼ばれる通電処理で電
子放出部４を形成したものとなっている。即ち、電極1,
2間への電圧の印加によって薄膜３′に通電し、これに
より発生するジュール熱で薄膜３′を局所的に破壊、変
形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電
子放出部４を形成することにより、電子放出機能を付与
しているものである。
上記電気的な高抵抗状態とは、薄膜３′の一部に0.5μ
ｍ〜５μｍの亀裂を有し、かつ亀裂内が、いわゆる島構
造を有する不連続状態膜となっていることをいう。島構
造を有する不連続状態膜とは、一般に数十オングストロ
ームから数ミクロン径の微粒子が基板５上にあり、該微
粒子は空間的に不連続でかつ電気的に連続な膜を形成し
ていることを言う。
ｍ〜５μｍの亀裂を有し、かつ亀裂内が、いわゆる島構
造を有する不連続状態膜となっていることをいう。島構
造を有する不連続状態膜とは、一般に数十オングストロ
ームから数ミクロン径の微粒子が基板５上にあり、該微
粒子は空間的に不連続でかつ電気的に連続な膜を形成し
ていることを言う。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の表面伝導形放出素子の製造に不可
欠な通電によるフォーミング処理は、本質的には通電の
ジュール熱による膜の部分的な破壊又は変質そのものな
ので、次のような問題がある。
欠な通電によるフォーミング処理は、本質的には通電の
ジュール熱による膜の部分的な破壊又は変質そのものな
ので、次のような問題がある。
１）電子放出部となる島構造の設計が不可能な為、特性
の制御が難しく、素子間のバラツキも生じやすい。
の制御が難しく、素子間のバラツキも生じやすい。
２）島構造の寿命が短かく且つ安定性が悪く、また外界
の電磁波ノイズにより素子破壊も生じやすい。
の電磁波ノイズにより素子破壊も生じやすい。
３）島の材料が金，銀,SnO2,ITO等に限定され、仕事関
数の小さい材料が使えないため、大電流を得ることがで
きない。
数の小さい材料が使えないため、大電流を得ることがで
きない。
以上のような問題点があるため、表面伝導形放出素子
は、素子構造が簡単であるという利点があるにもかかわ
らず、産業上積極的に応用されるには至っていない。
は、素子構造が簡単であるという利点があるにもかかわ
らず、産業上積極的に応用されるには至っていない。
本発明は、上記従来の表面伝導形放出素子の問題点に鑑
みてなされたもので、従来の表面伝導形放出素子と同等
以上の品質を有し、特性のばらつきが少なく、しかも特
性の制御が可能であり、かつ電子放出部の位置も制御で
きる新規な構造を有する表面伝導形放出素子を提供する
ものである。
みてなされたもので、従来の表面伝導形放出素子と同等
以上の品質を有し、特性のばらつきが少なく、しかも特
性の制御が可能であり、かつ電子放出部の位置も制御で
きる新規な構造を有する表面伝導形放出素子を提供する
ものである。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために本発明において講じられた手
段を、本発明の一実施例に対応する第１図で説明する
と、本発明では、一対の電極1,2間に、微粒子を含む薄
膜導電体３が設けられており、この薄膜導電体３の一部
に電子放出部が形成されており、かつ素子電圧と素子電
流の間に電圧制御型負性抵抗（VCNR:Voltage Controlle
d Negative Resistance）特性を示す表面伝導形放出素
子とするという手段を講じているものである。
段を、本発明の一実施例に対応する第１図で説明する
と、本発明では、一対の電極1,2間に、微粒子を含む薄
膜導電体３が設けられており、この薄膜導電体３の一部
に電子放出部が形成されており、かつ素子電圧と素子電
流の間に電圧制御型負性抵抗（VCNR:Voltage Controlle
d Negative Resistance）特性を示す表面伝導形放出素
子とするという手段を講じているものである。
本発明における電極1,2と、微粒子を含む薄膜導電体３
は、従来のものと同様に、基板５上に設けられる。この
基板５の材料としては、例えばガラス、石英等の絶縁材
料が用いられる。
は、従来のものと同様に、基板５上に設けられる。この
基板５の材料としては、例えばガラス、石英等の絶縁材
料が用いられる。
電極1,2は、相対向して設けられるもので、例えば真空
成膜プロセスとフォトリソプロセス等の通常よく用いら
れる方法で形成することができる。この電極1,2の材料
は、一般的な導電材料で、例えばNi,Al,Cu,Au,Pt,Ag等
の金属や、SnO3,ITO等の酸化物を用いることができる。
成膜プロセスとフォトリソプロセス等の通常よく用いら
れる方法で形成することができる。この電極1,2の材料
は、一般的な導電材料で、例えばNi,Al,Cu,Au,Pt,Ag等
の金属や、SnO3,ITO等の酸化物を用いることができる。
電極1,2の厚みは、数百Åから数μｍ程度が好ましい。
また、電極1,2は相対向しているもので、この相対間隔
Ｌは数百Å〜数十μｍが好ましく、対向幅Ｗは数μｍ〜
数mm程度が好ましい。但し、これらの範囲はおおよその
目安であって、素子の使用条件等によってはこの範囲外
のものとしてもさしつかえない。
また、電極1,2は相対向しているもので、この相対間隔
Ｌは数百Å〜数十μｍが好ましく、対向幅Ｗは数μｍ〜
数mm程度が好ましい。但し、これらの範囲はおおよその
目安であって、素子の使用条件等によってはこの範囲外
のものとしてもさしつかえない。
本発明における微粒子としては、低仕事関数で高融点か
つ低蒸気圧という性質をもつ通常の陰極材料や、従来の
フォーミング処理によって電子放出部４を形成する材料
や、二次電子放出効率の高い材料の微粒子が好適で、そ
の粒径は数十Å〜数μｍが好ましい。
つ低蒸気圧という性質をもつ通常の陰極材料や、従来の
フォーミング処理によって電子放出部４を形成する材料
や、二次電子放出効率の高い材料の微粒子が好適で、そ
の粒径は数十Å〜数μｍが好ましい。
具体的には、例えば、LaB6,CeB6,YB4,CdB4等の硼化物、
TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,HfN等の
窒化物、Nb,Mo,Rh,Hf,Ta,W,Re,Ir,Pt,Ti,Au,Ag,Cu,Cr,A
l,Co,Ni,Fe,Pb,Pd,Cs等の金属、In2O3,SnO2,Sb2O3等の
金属酸化物、Si,Geなどの半導体、カーボン,Ag,Mg等の
微粒子を挙げることができ、これらを一種又は二種以上
が混合されたものでもよい。
TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,HfN等の
窒化物、Nb,Mo,Rh,Hf,Ta,W,Re,Ir,Pt,Ti,Au,Ag,Cu,Cr,A
l,Co,Ni,Fe,Pb,Pd,Cs等の金属、In2O3,SnO2,Sb2O3等の
金属酸化物、Si,Geなどの半導体、カーボン,Ag,Mg等の
微粒子を挙げることができ、これらを一種又は二種以上
が混合されたものでもよい。
上記微粒子を含む薄膜導電体３とは、上記微粒子が密に
分布する連続微粒子膜の構造を有し、かつ、電気抵抗が
数Ω／□（シート抵抗）程度のものをいう。また、この
連続微粒子膜中の一部に微粒子の不連続を有しても何ら
支障をきたさない。
分布する連続微粒子膜の構造を有し、かつ、電気抵抗が
数Ω／□（シート抵抗）程度のものをいう。また、この
連続微粒子膜中の一部に微粒子の不連続を有しても何ら
支障をきたさない。
微粒子を含む薄膜導電体３は、電極1,2の対向部間に確
実に付設することができれば、基板５に電極1,2を付設
した後に付設しても、電極1,2の付設に先立って付設し
てもよい。第１図に示されるものは、電極1,2の付設後
にその上から薄膜導電体３を付設したものとなってい
る。
実に付設することができれば、基板５に電極1,2を付設
した後に付設しても、電極1,2の付設に先立って付設し
てもよい。第１図に示されるものは、電極1,2の付設後
にその上から薄膜導電体３を付設したものとなってい
る。
上記薄膜導電体３の付設は、例えばガスデポジションや
真空蒸着（初期膜の状態）の他、次のようにしても行う
ことができる。
真空蒸着（初期膜の状態）の他、次のようにしても行う
ことができる。
まず、有機分散媒に前記材質又は前記材質を含む化合物
の微粒子と必要に応じて添加剤を加え、撹拌して、ほぼ
均一に微粒子が分散された微粒子分散液を調整する。次
いで、この微粒子分散液を、基板５（電極1,2の付設前
又は後）の表面に、例えばデッピングやスピンコート等
の方法で塗布し、分散媒を蒸発除去でき、また化合物使
用のときはこれを分解し得る温度と時間、焼成を行う。
の微粒子と必要に応じて添加剤を加え、撹拌して、ほぼ
均一に微粒子が分散された微粒子分散液を調整する。次
いで、この微粒子分散液を、基板５（電極1,2の付設前
又は後）の表面に、例えばデッピングやスピンコート等
の方法で塗布し、分散媒を蒸発除去でき、また化合物使
用のときはこれを分解し得る温度と時間、焼成を行う。
上述のようにすることによって、微粒子を含む薄膜導電
体３が、電極1,2の対向部間（第１図に示される間隔Ｌ
の箇所）に付設される。この薄膜導電体３は、例えば電
極1,2の付設後に設けた場合、第１図に示されるよう
に、電極1,2の対向部間以外の電極1,2上にも付設されが
ちとなるが、電極1,2の対向部間以外の薄膜導電体３に
は実質的に電圧が印加されないので、何ら支障をきたさ
ない。
体３が、電極1,2の対向部間（第１図に示される間隔Ｌ
の箇所）に付設される。この薄膜導電体３は、例えば電
極1,2の付設後に設けた場合、第１図に示されるよう
に、電極1,2の対向部間以外の電極1,2上にも付設されが
ちとなるが、電極1,2の対向部間以外の薄膜導電体３に
は実質的に電圧が印加されないので、何ら支障をきたさ
ない。
前記有機分散媒としては、微粒子を変質させることなく
分散させることができるものであればよく、例えば酢酸
ブチル、アルコール類、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサン及びこれらの混合物等を用いることができ、微粒
子の種類に応じて選択すればよい。
分散させることができるものであればよく、例えば酢酸
ブチル、アルコール類、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサン及びこれらの混合物等を用いることができ、微粒
子の種類に応じて選択すればよい。
前記添加剤は、微粒子の分散を促進するもので、例えば
通常良く知られている表面活性剤等の分散補助剤等を用
いることができる。
通常良く知られている表面活性剤等の分散補助剤等を用
いることができる。
前記焼成温度と時間は、使用する有機分散媒の種類、塗
布量等によっても相違するが、通常200〜1000℃で0.1〜
１時間程度である。
布量等によっても相違するが、通常200〜1000℃で0.1〜
１時間程度である。
微粒子分散液の固形分濃度と塗布回数（塗布量）は、所
望の薄膜導電体３の特性、ひいては所望の電子放出部４
の特性に応じて調整する。即ち、前記数Ω／□（シート
抵抗の以下電気抵抗の薄膜導電体３が得られる範囲で微
粒子分散液の固形分濃度と塗布量を定めればよい。固形
分濃度と塗布量が大き過ぎると薄膜導電体３の電気抵抗
が低くなり過ぎ、逆に固形分濃度と塗布量が小さ過ぎる
と、薄膜導電体３の電気抵抗が高くなり過ぎ、いずれの
場合も良好な表面伝導形放出素子が得にくくなる。
望の薄膜導電体３の特性、ひいては所望の電子放出部４
の特性に応じて調整する。即ち、前記数Ω／□（シート
抵抗の以下電気抵抗の薄膜導電体３が得られる範囲で微
粒子分散液の固形分濃度と塗布量を定めればよい。固形
分濃度と塗布量が大き過ぎると薄膜導電体３の電気抵抗
が低くなり過ぎ、逆に固形分濃度と塗布量が小さ過ぎる
と、薄膜導電体３の電気抵抗が高くなり過ぎ、いずれの
場合も良好な表面伝導形放出素子が得にくくなる。
本発明における電子放出部４は、通電処理、即ちフォー
ミング処理によって、含有されている微粒子が島となっ
て不連続状態膜化した、電極1,2間の薄膜導電体３部分
で、電極1,2間の薄膜導電体３全体が電子放出部４とな
っていても、その一部が電子放出部４となっていてもよ
い。
ミング処理によって、含有されている微粒子が島となっ
て不連続状態膜化した、電極1,2間の薄膜導電体３部分
で、電極1,2間の薄膜導電体３全体が電子放出部４とな
っていても、その一部が電子放出部４となっていてもよ
い。
上記通電処理は、大気中で行ってもよいが、素子損傷防
止のため、真空下又は不活性ガス下で行うことが好まし
い。また、通電処理時に印加する電圧は、希望する表面
伝導形放出素子の特性に応じて調整することが好まし
い。
止のため、真空下又は不活性ガス下で行うことが好まし
い。また、通電処理時に印加する電圧は、希望する表面
伝導形放出素子の特性に応じて調整することが好まし
い。
本表面伝導形放出素子は、素子電圧と素子電流との間
に、電圧制御型負性抵抗（VCNR:Voltage Controlled Ne
gative Resistance）特性を示すものであることが必要
である。このVCNR特性とは、素子電圧を上げると素子電
流が低下する特性をいう。
に、電圧制御型負性抵抗（VCNR:Voltage Controlled Ne
gative Resistance）特性を示すものであることが必要
である。このVCNR特性とは、素子電圧を上げると素子電
流が低下する特性をいう。
［作 用］ 本発明において、電子放出部４が、微粒子を含む薄膜導
電体３の通電処理によって形成されていることは、得ら
れる表面伝導形放出素子のVCNR特性を制御可能にする働
きをなす。
電体３の通電処理によって形成されていることは、得ら
れる表面伝導形放出素子のVCNR特性を制御可能にする働
きをなす。
ところで、VCNR特性は、従来の一部の表面伝導形放出素
子にも示されているが、その発生メカニズムは現在解明
されておらず、従ってVCNR特性の制御はなされていな
い。
子にも示されているが、その発生メカニズムは現在解明
されておらず、従ってVCNR特性の制御はなされていな
い。
本発明においても、どのようなメカニズムによってVCNR
特性がもたらされ、かつその制御が可能となるかは不明
であるが、微粒子を含む薄膜導電体３を用いているとこ
ろに起因すると考えられる。
特性がもたらされ、かつその制御が可能となるかは不明
であるが、微粒子を含む薄膜導電体３を用いているとこ
ろに起因すると考えられる。
［実施例］ 実施例１ 第１図に示されるような構成の表面伝導形放出素子を以
下のようにして作製した。素子形状は、Ｗを200μｍ、
Ｌを20μｍとした。
下のようにして作製した。素子形状は、Ｗを200μｍ、
Ｌを20μｍとした。
微粒子分散液としては、次の材料をガラスビーズと共に
ペイントシェーカーで24時間撹拌したものを用いた。
ペイントシェーカーで24時間撹拌したものを用いた。
微粒子SnO2（粒径1000Å以下） 1.0g 有機分散媒MEK（メチルエチルケトン）：シクロヘキサ
ン＝3:1 800cc まず、十分脱脂、洗浄した石英の基板５上に、真空成膜
プロセスとフォトリソプロセスにより、Niの電極1,2を
設けた。
ン＝3:1 800cc まず、十分脱脂、洗浄した石英の基板５上に、真空成膜
プロセスとフォトリソプロセスにより、Niの電極1,2を
設けた。
次に、前記微粒子分散液を、上記基板５上にスピンコー
ト法で塗布し、250℃で10分間焼成することを繰り返
し、微粒子を含む、電気抵抗が150Ω以下の薄膜導電体
３を形成した。その後、真空度１×10-5torr下におい
て、電圧の昇圧レートを1V/10秒（10秒間で1V昇圧のこ
とで、以下同様である）、1V/100秒、1V/1秒に変化させ
て各々電極1,2に電圧を印加し、電極1,2間の薄膜導電体
３に通電処理を施して電子放出部４を形成した。
ト法で塗布し、250℃で10分間焼成することを繰り返
し、微粒子を含む、電気抵抗が150Ω以下の薄膜導電体
３を形成した。その後、真空度１×10-5torr下におい
て、電圧の昇圧レートを1V/10秒（10秒間で1V昇圧のこ
とで、以下同様である）、1V/100秒、1V/1秒に変化させ
て各々電極1,2に電圧を印加し、電極1,2間の薄膜導電体
３に通電処理を施して電子放出部４を形成した。
上述のようにして得られた表面伝導形放出素子の特性
を、第２図に示されるような装置によって測定した。図
中、６は本表面伝導形放出素子に電圧を印加するための
電源、７は本表面伝導形放出素子に流れる電流を測定す
るための電流計、８は本表面伝導形放出素子より放出さ
れる電子-eを測定するためのアノード電極、９はアノー
ド電極８に電圧を印加するための電源、10は放出電流Ie
を測定するための電流計で、第１図と同じ符号は同じ部
材を示す。
を、第２図に示されるような装置によって測定した。図
中、６は本表面伝導形放出素子に電圧を印加するための
電源、７は本表面伝導形放出素子に流れる電流を測定す
るための電流計、８は本表面伝導形放出素子より放出さ
れる電子-eを測定するためのアノード電極、９はアノー
ド電極８に電圧を印加するための電源、10は放出電流Ie
を測定するための電流計で、第１図と同じ符号は同じ部
材を示す。
電源６により、本表面伝導形放出素子に電圧Vfを印加し
て当該素子から電子を放出せしめ、電流計７により、本
表面伝導形放出素子に流れる電流Ifを測定し、電流計10
により、放出電流Ieを測定した。
て当該素子から電子を放出せしめ、電流計７により、本
表面伝導形放出素子に流れる電流Ifを測定し、電流計10
により、放出電流Ieを測定した。
尚、電源９に印加する電圧Vaは適当な電圧でよいが、本
測定では1000Vの固定電圧とした。また、本測定は１×1
0-5torr以上の真空下で行った。
測定では1000Vの固定電圧とした。また、本測定は１×1
0-5torr以上の真空下で行った。
第３図，第４図及び第５図はそれぞれ昇圧レートが1V/1
0秒、1V/100秒、1V/1秒で製造した本表面伝導形放出素
子の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）である。
0秒、1V/100秒、1V/1秒で製造した本表面伝導形放出素
子の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）である。
Ｉ−Ｖ特性には、第３図に示すように、素子電圧Vfを上
げると素子電流Ifが上昇する単調増加領域Ｉ（Vfが0V〜
13Vの領域）と、素子電圧Vfを上げると素子電流Ifが下
がる電圧制御型負性抵抗領域II（Vfが13V以降）という
特徴がある。
げると素子電流Ifが上昇する単調増加領域Ｉ（Vfが0V〜
13Vの領域）と、素子電圧Vfを上げると素子電流Ifが下
がる電圧制御型負性抵抗領域II（Vfが13V以降）という
特徴がある。
つまり、第４図に示すＩ−Ｖ特性に明確なVCNR特性があ
り、第５図のそれには明確なVCNR特性がない。
り、第５図のそれには明確なVCNR特性がない。
また、第３図ないし第５図から明らかなように、VCNR特
性を示す素子が、放出電流Ieが高く、電子放出効率Ie/I
fも高い。
性を示す素子が、放出電流Ieが高く、電子放出効率Ie/I
fも高い。
このように、微粒子を含む薄膜導電体３に通電処理を施
す際に、素子に印加する電圧の昇圧を変化させるこによ
り、VCNR特性を制御することが可能である。
す際に、素子に印加する電圧の昇圧を変化させるこによ
り、VCNR特性を制御することが可能である。
尚、VCNR特性の度合は、素子電流Ifの最大値から、電圧
を3V上げたときに、素子電流Ifが低下する値（％表示）
で評価した。
を3V上げたときに、素子電流Ifが低下する値（％表示）
で評価した。
実施例２ 第６図は本実施例で測定したＩ−Ｖ特性を示すグラフで
ある。
ある。
本実施例の表面伝導形放出素子は、Ｗを200μｍ、Ｌを
５μｍとし、通電工程時に印加する電圧の昇圧レートを
1V/10秒とした他の実施例１と同様にして製造した。
５μｍとし、通電工程時に印加する電圧の昇圧レートを
1V/10秒とした他の実施例１と同様にして製造した。
第３図，第６図からわかるように、素子形状を変化させ
ることによっても、VCNR特性は制御でき、電極1,2の間
隔Ｌが小さい方がVCNR特性の度合いが大きく、その分、
放出電流Ieが大きく、電子放出効率Ie/Ifも高かった。
ることによっても、VCNR特性は制御でき、電極1,2の間
隔Ｌが小さい方がVCNR特性の度合いが大きく、その分、
放出電流Ieが大きく、電子放出効率Ie/Ifも高かった。
実施例３ 実施例１で説明した方法で石英の基板５上に電極1,2を
形成した。Ｗは10mm、Ｌは50μｍとした。
形成した。Ｗは10mm、Ｌは50μｍとした。
次に超微粒子の製膜法として広く知られているガスデポ
ジション法（「粉体と工業」Vol.19,No.5,1987）によ
り、0.1μｍ以下の銀微粒子で薄膜導電体３を形成し
た。
ジション法（「粉体と工業」Vol.19,No.5,1987）によ
り、0.1μｍ以下の銀微粒子で薄膜導電体３を形成し
た。
ガスデポジション法は、粒径が0.1μｍ以下のきわめて
小さな粒子による製膜が可能であり、材料としては、銀
以外に、金，銅，ニッケルなど様々な金属材料により製
膜できる。
小さな粒子による製膜が可能であり、材料としては、銀
以外に、金，銅，ニッケルなど様々な金属材料により製
膜できる。
薄膜導電体３の幅（電極間間隙と平行方向）は2mmに形
成した。
成した。
次に適当な通電処理を施したところ、素子電流と電子電
圧の関係にVCNR特性を示し、良好な電子放出が得られ
た。尚、通電処理後の電子放出部４は、銀粒子を島とす
る不連続膜で構成されていた。
圧の関係にVCNR特性を示し、良好な電子放出が得られ
た。尚、通電処理後の電子放出部４は、銀粒子を島とす
る不連続膜で構成されていた。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の表面伝導形放出素子は、
不連続膜の島材の選択が可能になり、かつバラツキの改
善、素子劣化の改善に効果があるばかりでなく、VCNRの
制御により、放出電流の向上に大きな効果がある。
不連続膜の島材の選択が可能になり、かつバラツキの改
善、素子劣化の改善に効果があるばかりでなく、VCNRの
制御により、放出電流の向上に大きな効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係る表面伝導形放出素子の
説明図、第２図は実施例で用いた特性測定装置の説明
図、第３図ないし第５図は実施例１の測定結果を示すグ
ラフ、第６図は実施例２の測定結果を示すグラフ、第７
図は従来技術の説明図である。 1,2:電極 3:薄膜導電体 4:電子放出部
説明図、第２図は実施例で用いた特性測定装置の説明
図、第３図ないし第５図は実施例１の測定結果を示すグ
ラフ、第６図は実施例２の測定結果を示すグラフ、第７
図は従来技術の説明図である。 1,2:電極 3:薄膜導電体 4:電子放出部
フロントページの続き (72)発明者 武田 俊彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特公 昭44−28009（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (6)
- 【請求項１】一対の電極間に、微粒子を含む薄膜導電体
が設けられており、この薄膜導電体の一部に電子放出部
が形成されており、かつ、素子電圧と素子電流の間に電
圧制御型負性抵抗特性を示すことを特徴とする電子放出
素子。 - 【請求項２】前記微粒子は、その粒径が数十Å〜数μｍ
の微粒子である請求項１に記載の電子放出素子。 - 【請求項３】前記電子放出部は、前記薄膜導電体の一部
に形成された不連続部である請求項１に記載の電子放出
素子。 - 【請求項４】一対の電極間に配置された、微粒子を含む
薄膜導電体に通電して電子放出部を形成する工程を有す
る電子放出素子の製造方法であって、前記通電における
電圧の昇圧レートを変化させることにより、素子電圧と
素子電流の間の電圧制御型負性抵抗特性を制御すること
を特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 【請求項５】前記微粒子は、その粒径が数十Å〜数μｍ
の微粒子である請求項４に記載の電子放出素子の製造方
法。 - 【請求項６】前記電子放出部は、前記薄膜導電体の一部
に形成された不連続部である請求項４に記載の電子放出
素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10757188A JPH0797474B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | 電子放出素子及びその製造方法 |
| US07/345,173 US5023110A (en) | 1988-05-02 | 1989-05-01 | Process for producing electron emission device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10757188A JPH0797474B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01279542A JPH01279542A (ja) | 1989-11-09 |
| JPH0797474B2 true JPH0797474B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=14462547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10757188A Expired - Lifetime JPH0797474B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797474B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2126535C (en) | 1993-12-28 | 2000-12-19 | Ichiro Nomura | Electron beam apparatus and image-forming apparatus |
| US6246168B1 (en) * | 1994-08-29 | 2001-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device, electron source and image-forming apparatus as well as method of manufacturing the same |
| JP3647436B2 (ja) | 2001-12-25 | 2005-05-11 | キヤノン株式会社 | 電子放出素子、電子源、画像表示装置、及び電子放出素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-05-02 JP JP10757188A patent/JPH0797474B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01279542A (ja) | 1989-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5023110A (en) | Process for producing electron emission device | |
| JP2630988B2 (ja) | 電子線発生装置 | |
| JPH0687392B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法 | |
| JP2715304B2 (ja) | Ｍｉｍ形電子放出素子 | |
| JPH05101769A (ja) | 電子放出素子と該素子を用いた電子線発生装置及び画像形成装置 | |
| US6409563B1 (en) | Electron-emitting device manufacturing method and apparatus, driving method, and adjusting method | |
| JP3437519B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法および調整方法 | |
| JPH0797474B2 (ja) | 電子放出素子及びその製造方法 | |
| JP2630983B2 (ja) | 電子放出素子 | |
| JP2678757B2 (ja) | 電子放出素子およびその製造方法 | |
| JP2961477B2 (ja) | 電子放出素子、電子線発生装置及び画像形成装置の製造方法 | |
| JP3200270B2 (ja) | 表面伝導型電子放出素子、電子源、及び、画像形成装置の製造方法 | |
| JP3147267B2 (ja) | 電子放出素子およびその製造方法 | |
| JPH06231678A (ja) | 電子放出膜及び電子放出素子の作製方法 | |
| JP2727193B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法 | |
| JPH01281646A (ja) | 表面伝導形放出素子 | |
| JP2748128B2 (ja) | 電子線発生装置 | |
| JP3647299B2 (ja) | 電子放出素子の駆動方法および製造方法 | |
| JPH07123023B2 (ja) | 電子放出素子およびその製造方法 | |
| JP2646235B2 (ja) | 電子放出素子及びその製造方法 | |
| JP2617739B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法及び電子放出素子 | |
| JP3599574B2 (ja) | 電子放出素子、それを用いた電子源及び画像形成装置 | |
| JPH01281647A (ja) | 表面伝導形放出素子 | |
| JPH05190077A (ja) | 電子放出素子 | |
| JP3169109B2 (ja) | 電子放出素子および画像形成装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071018 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018 Year of fee payment: 13 |