发明名称 电子发射元件及使用该元件之影像显示装置
摘要 提供可以使施加于栅极电极之必要电压小,并可以将来自阳极电极之电子发射控制得既准确且条件细微之电子发射元件。该目的可以利用具备电子发射控制手段之场致发射型电子放电元件而达成;其系藉由使存在于栅极电极与阳极电极之间的电场自栅极电极之电子通过用开口向阴极电极侧渗出,并使该渗出之电场和存在于前述阴极电极与栅极电极之间的电场产生相互作用并合而形成复合电场,而且使前述阴极电极和前述阳极电极与前述栅极电极中之至少一个电极的电位发生变化的方式,以使前述复合电场之强度产生变化。
申请公布号 TW459260 申请公布日期 2001.10.11
申请号 TW089104834 申请日期 2000.03.16
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 白鸟哲也;黑川英雄;秋山浩二
分类号 H01J1/30 主分类号 H01J1/30
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种电子发射元件,具有电子载送构件,和固定于前述电子载送构件之由电子发射构件所构成的阴极电极,和配置于前述阴极电极与前述阳极电极间之具有电子通过用开口的栅极电极,前述阴极电极、阳极电极和栅极电极三者之空间位置及其各别的形状系以,存在于前述栅极电极和前述阳极电极之间的电场系自前述电子通过用开口向阴极电极侧渗出,并与存在于前述阴极电极和栅极电极之间的电场产生相互作用而形成复合电场的方式所构成,其特征在于,具备藉由使前述阴极电极、前述阳极电极和前述栅极电极中之至少一个电极的电位产生变化,而使前述复合电场之强度变化,以控制来自前述阴极电极之电子发射量的电子发射控制手段。2.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述栅极电极之至少阳极电极覆盖面的功函数比前述阴极电极之功函数为大。3.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述栅极电极系透过电子不会自接地侧流出之电气回路而被接地。4.如申请专利范围第1项之电子发射元件,栅极电极之电子通过用开口之最大开口长为d,自阴极电极面起至前述栅极电极之阴极电极侧的面为止之垂直距离为Z1时,前述栅极电极至少以d≧Z1的关系成立之状态被配置于前述阴极电极与阳极电极之间。5.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述栅极电极之电子通过用开口近傍被施以缓和来自前述阳极电极之电场集中的电场集中缓和手段。6.如申请专利范围第5项之电子发射元件,其中前述电场集中缓和手段系将前述栅极电极的电子通过用开口之阳极电极侧的周缘角落部分之功函数设成比栅极电极之其他部分的功函数为大。7.如申请专利范围第5项之电子发射元件,其中前述电场集中缓和手段系将前述栅极电极之电子通过用开口之至少阳极电极侧的周缘角落部分施以斜角化。8.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述电子发射控制手段系藉由将对应前述阴极电极之前述阳极电极的电位设成一定,而使前述栅极电极之电位变化的方式,以使前述复合电场的强度产生变化者。9.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述电子发射控制手段系将对应前述阴极电极之阳极电极的电位设成,仅以该电位并无法自前述阴极电极向前述阳极电极的方向使电子场致发射之电位;并藉由将前述栅极电极之电位设成和前述阳极电极同极性,以使该电位变化之方式,使前述复合电场之强度发生变化。10.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述电子发射控制手段系将对应前述阴极电极之前述阳极电极的电位设成,仅以该电位即可以自前述阴极电极向前述阳极电极的方向使电子场致发射之电位;并藉由使前述栅极电极之电位变化的方式,使前述复合电场之强度产生变化。11.如申请专利范围第10项之电子发射元件,其中前述栅极电极之电位与前述阳极电极之电位为逆极性。12.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述阴极电极系由形成柱状之电子发射构件所构成;而前述柱状电子发射构件被配置成其前端方向之延长线通过前述电子通过用开口直交于前述阳极电极面。13.如申请专利范围第12项之电子发射元件,其中前述柱状电子发射构件为,前端角落部分的曲率半径为r,柱之最大宽为D时,r≦0.3D的关系成立之形状。14.如申请专利范围第12项之电子发射元件,其中,当栅极电极之电子通过用开口的最大开口长为d,柱状电子发射构件之前端起至前述栅极电极面止的垂直距离为Z1时,前述栅极电极与前述阴极电极被建构成d≧Z1的关系成立。15.如申请专利范围第12项之电子发射元件,其中,当前述柱状电子发射构件之由前述电子载送构件的面起之高度为L,而自其前端至前述栅极电极面止之垂直距离为Z1时,前述栅极电极与前述阴极电极被建构成Z1≦0.25L的关系成立。16.如申请专利范围第12项之电子发射元件,其中,前述柱状电子发射构件为,当其前端角落部分的曲率半径为r,而柱之最大宽度为D时,r≦0.3D的关系成立之形状,且被配置成,当前述柱状电子发射构件之自前述电子载送构件的面起之高度为L,而其前端部起至前述栅极电极面止之垂直距离为Z1时,Z1≦0.25L的关系成立之状态;更进一步地,系以栅极电极之电子通过用开口的最大开口长为d时,d≦Z1的关系成立之方式,规定前述电子通过用开口之最大尺寸。17.如申请专利范围第16项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件由碳系材料所构成。18.如申请专利范围第16项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以大碳环之键结断键而成的石墨为主成分。19.如申请专利范围第16项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以须结晶性的物质为主成分。20.如申请专利范围第16项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以碳纤维为主成分。21.如申请专利范围第16项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以碳毫微胶管为主成分。22.如申请专利范围第1项之电子发射元件,其中前述阴极电极系于前述电子载送构件面上固定复数个柱状电子发射构件而成;并且被建构成,当前述复数个柱状电子发射构件互相间隔P,而自垂直高度最高的柱状电子发射构件之前端起至前述栅极电极的面止之垂直距离为Z1时,前述复数个柱状电子发射构件和前述栅极电极之间,P≧0.5L,Z1≦0.25L的关系成立。23.如申请专利范围第22项之电子发射元件,其中前述栅极电极之至少阳极电极覆盖面之功函数比前述阴极电极之功函数大。24.如申请专利范围第23项之电子发射元件,其中,当栅极电极之电子通过用开口的最大开口长为d,垂直高度为L之柱状电子发射构件的前端起至前述栅极电极面止的垂直距离为Z1时,前述栅极电极之电子通过用开口的最大开口长d系以d≧Z1的关系成立之方式被形成。25.如申请专利范围第24项之电子发射元件,其中,于前述栅极电极之电子通过用开口被施以缓和来自前述阳极电极之电场集中的电场集中缓和手段。26.如申请专利范围第25项之电子发射元件,其中前述电场集中缓和手段系将前述栅极电极的电子通过用开口之阳极电极侧的周缘角落部分之功函数设成比栅极电极之其他部分的功函数为大。27.如申请专利范围第25项之电子发射元件,其中前述电场集中缓和手段系将前述栅极电极之电子通过用开口之至少阳极电极侧的周缘角落部分施以斜角化。28.如申请专利范围第27项之电子发射元件,其中前述栅极电极系透过电子不会自接地侧流出之电气回路而被接地。29.如申请专利范围第28项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件由碳系材料所构成。30.如申请专利范围第28项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以六碳环之键结断键而成的石墨为主成分。31.如申请专利范围第28项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以须结晶性的物质为主成分。32.如申请专利范围第28项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以碳纤维为主成分。33.如申请专利范围第28项之电子发射元件,其中构成前述阴极电极之电子发射构件以碳毫微胶管为主成分。34.一种影像显示元件,其具备复数个电子发射元件;供连接前述各电子发射元件,并且传达为于前述各电子发射元件发射电子之电气信号的电路;以及利用自前述电子发射元件所发射出之电子而使影像成形之影像成形部;其特征在于,前述电子发射元件为前述申请专利范围第1至第32项之任一项所记载的电子发射元件。图式简单说明:第一图系为说明本发明之原理的概念图。第二图为有关实施例1之电子发射元件的断面模式图。第三图为有关实施例2之电子发射元件的阴极电极部分之断面模式图。第四图为有关实施例4之电子发射元件的断面模式图。第五图为有关实施例7之电子发射元件的断面模式图。第六图a-第六图c系为说明有关实施例7之电子发射元件的制造步骤之断面模式图。第七图a-第七图c系为说明有关实施例8之影像显示装置的制造步骤之断面模式图。第八图为有关习知技术之电子发射元件的构造示意图,a为显示全体构造之斜视图,b为部分断面图。
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