JPH08264105A - 強誘電体電子放出冷陰極 - Google Patents

強誘電体電子放出冷陰極

Info

Publication number
JPH08264105A
JPH08264105A JP9442195A JP9442195A JPH08264105A JP H08264105 A JPH08264105 A JP H08264105A JP 9442195 A JP9442195 A JP 9442195A JP 9442195 A JP9442195 A JP 9442195A JP H08264105 A JPH08264105 A JP H08264105A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron emission
ferroelectric
electrode
cold cathode
upper electrode
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.)
Pending
Application number
JP9442195A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Okuyama
雅則 奥山
Seiji Omura
大村  誠司
Mikio Shimokata
幹生 下方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanebo Ltd filed Critical Kanebo Ltd
Priority to JP9442195A priority Critical patent/JPH08264105A/ja
Publication of JPH08264105A publication Critical patent/JPH08264105A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30Cold cathodes
    • H01J2201/306Ferroelectric cathodes

Landscapes

  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子の放出量を増加させ、しかも放出を安定さ
せた強誘電体電子放出冷陰極。 【構成】強誘電体と、その強誘電体の電子放出面側に形
成された上部電極と、その強誘電体の電子放出面側と反
対の面に形成された下部電極とからなる強誘電体電子放
出冷陰極において、前記上部電極および強誘電体の電子
放出面を覆い、且つ厚さが上部電極よりも薄い電子放出
および供給電極を強誘電体に形成することを特徴とする
強誘電体電子放出冷陰極。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子源として利用する
強誘電体電子放出冷陰極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は強誘電体を利用した強誘電体電子
放出冷陰極であり、H.Gundel等によって報告さ
れたものである(Journal of Applie
d Physics p975 69(2)(199
1))。Aは第一の電極、Bは強誘電体、Cは第二の電
極である。また、図2は特開平5−325777で記載
された強誘電体電子放出冷陰極であり、Aは第一の電
極、Bは強誘電体、Cは第二の電極、Dは絶縁膜、Eは
第三の電極である。図1および図2のように構成された
従来の強誘電体電子放出冷陰極において、第一の電極と
第二の電極の間に交番電界を印加すると、その電界の変
化に伴い強誘電体内部の分極が変化(分極反転)を起こ
し、その際に第二の電極近傍に存在する電子をク−ロン
力により弾き飛ばし、電子の放出を行うものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、第二の電極近傍に存在する電子しか放出
に利用されない、言い換えれば電子の放出面積が限定さ
れてしまうため、電子の放出量は少なく、実用的な電子
放出源としては使用できないという問題があった。ま
た、電子放出量を増加させるためには、第二の電極を多
数或いは微細に加工し、電子の放出面積を広げなければ
ならないが、その作製工程は極めて困難であるという問
題があった。
【0004】本発明は、このような実情を鑑みなされた
もので、実用的な強誘電体電子放出冷陰極を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【問題点を解決するための手段】上記問題点は、強誘電
体とその強誘電体の電子放出面側に形成された上部電極
と、その強誘電体の電子放出面側と反対の面に形成され
た下部電極とからなる強誘電体電子放出冷陰極におい
て、前記上部電極および強誘電体の電子放出面を覆い、
且つ厚さが上部電極よりも薄い電子放出および供給電極
を強誘電体に形成することを特徴とする強誘電体電子放
出冷陰極によって解決される。
【0006】本発明における強誘電体はPZT〔Pb
(Zr,Ti)O3 〕、PLZT〔(Pb,La)(Z
r,Ti)O3 〕、BaTiO3 等の多結晶のセラミッ
ク強誘電体、LiNbO3 やLiTaO3 等の単結晶の
セラミック強誘電体、或いはPVDF等の高分子強誘電
体等が挙げられる。強誘電体の厚みは50nm〜200
0μm、好ましくは100nm〜200μmがよい。5
0nm未満では強誘電体に形成している上部電極或いは
電子放出および供給電極と下部電極が短絡してしまう問
題が生じる。また、2000μmを越えると動作電界が
非常に大きな値になり実用上問題が生じる。
【0007】本発明における電子放出および供給電極の
厚みは上部電極の厚さより薄くなければならないが、一
般には5000Å以下であり、好ましくは1000Å以
下、更に好ましくは400Å以下がよい。但し、使用す
る電極材によりその適正な値の範囲は変動する。例えば
Ptを使用した場合、好ましくは50〜1000Å、更
に好ましくは200〜400Åがよい。5000Åを越
える厚みではその厚さのため電子の放出が妨げられてし
まう。
【0008】本発明における電子放出および供給電極の
面積は、上部電極および強誘電体の電子放出面全面を覆
った時に最大になり、このときに電子の放出量も最大と
なるが、電子の放出量を制御するため、必要に応じて上
部電極および強誘電体の電子放出面を覆う面積を制御し
てもよい。電極の設置方法は一般に用いられる方法のい
ずれでもよく、スパッタリング法や蒸着法等が挙げられ
る。
【0009】本発明における電子放出および供給電極の
材質としては、一般に電極材として用いられるものであ
ればいずれのものでもよく、Pt,Au,Cu,Al,
W,Ni,Cr,Cs等の金属、或いは前記金属の合金
等が挙げられる。また、電極の設置方法は一般に用いら
れる方法のいずれでもよく、スパッタリング法や蒸着法
等が挙げられる。
【0010】本発明における上部電極は、接地されてお
り、効率よく接地させるためにはその厚さは200Å以
上であり、好ましくは400Å〜5000Å、更に好ま
しくは1000Å〜3000Åがよい。但し、使用する
電極材によりその適正値の範囲は変動する。
【0011】本発明における上部電極の形状は電子の放
出に影響が生じない限り、線状、島状、螺旋状、格子
状、ストライプ状等どのような形状を用いてもよい。
【0012】本発明における上部電極の材質としては、
一般に電極材として用いられるものであればいずれのも
のでもよく、Pt,Au,Cu,Al,W,Ni,C
r,Cs等の金属、或いは前記金属の合金等が挙げられ
る。また、電極の設置方法は一般に用いられる方法のい
ずれでもよく、スパッタリング法や蒸着法等が挙げられ
る。
【0013】本発明における上部電極の面積は、上部電
極を覆って形成される電子放出および供給電極の効果を
妨げない面積にする必要があり、その面積は強誘電体の
面積の0.05〜95%、好ましくは0.5〜50%、
更に好ましくは5〜10%がよい。上部電極の面積が強
誘電体の面積の0.05%より小さいと接地が困難にな
り、また、95%を越えると充分な電子の放出が行えな
くなる。
【0014】本発明で印加する動作電界は、正と負の両
電界、或いは正または負のどちらか一方の電界のいずれ
でもよく、また、いずれの場合もその絶対値において0
〜100kv/cm、好ましくは20〜40kv/cm
がよい。100kv/cmを越える電界ではその高電界
のため電極或いは強誘電体が破壊されてしまうという問
題が生じる。
【0015】本発明における動作電界のパルス時間は、
0.01μ秒〜1000μ秒、好ましくは5μ秒〜20
0μ秒がよい。0.01μ秒未満ではパルス時間が短い
ため、充分な電子の放出量が得られない。また、100
0μ秒を越えた時間を印加しても1000μ秒以下の時
間で放出する電子の放出量以上は得られない。
【0016】本発明における下部電極の材質は、一般に
電極材として用いられるものであればいずれのものでも
よく、Pt,Au,Cu,Al,W,Ni,Cr,Cs
等の金属、或いは前記金属の合金等が挙げられる。電極
の設置方法は一般に用いられる方法のいずれでもよく、
スパッタリング法や蒸着法等が挙げられる。
【0017】
【作用】本発明の作用は、強誘電体の電子放出面側に形
成してある上部電極および強誘電体の電子放出面を覆
い、且つその厚さが上部電極よりも薄い電子放出および
供給電極を強誘電体に形成することにより、従来強誘電
体の一部しか利用されていなかった放出面積を拡大する
と共に、放出用電子の放出面全体への供給を容易にする
ことができ、大量且つ安定した電子の放出を行う点にあ
る。
【0018】
【実施例】図1に本発明における強誘電体電子放出冷陰
極の構成図を示す。1は電子放出および供給電極であ
り、上部電極および強誘電体全面にスパッタリング法や
蒸着法により形成されている。2は上部電極であり、強
誘電体にスパッタリング法や蒸着法等により形成されて
おり、接地されている。3は強誘電体である。4は下部
電極であり、強誘電体全面にスパッタリング法や蒸着法
等により形成されている。
【0019】本実施例では、強誘電体として厚さ60μ
mのPZTセラミックスを用いた。電極は全てPtを使
用し、スパッタリング法にて設置した。下部電極は強誘
電体全面に厚さ2000Åで設置した。上部電極はスト
ライプ状に設置した。動作電界はパルスジェネレ−タ−
により正と負一対の電界を印加したが、勿論正または負
のどちらか一方の電界の印加でもよい。表1に電子放出
測定の結果を示す。尚、放出電荷量は、放出電子が測定
用電極に接続された負荷抵抗を通る際の電位差から求め
た放出電流値の時間積分により算出した。また、放出の
安定性は動作電界に追随した放出が認められたときを安
定、やや不連続に放出が認められたときをやや不安定、
放出が不連続のときを不安定とした。
【表1】 本実施例のように上部電極および強誘電体の電子放出面
を覆い、且つ厚さが上部電極よりも薄い電子放出および
供給電極を強誘電体に形成することにより、大量且つ安
定した電子の放出が可能な強誘電体電子放出冷陰極を得
ることができた。
【0020】
【発明の効果】本発明では、上部電極および強誘電体の
電子放出面を覆い、且つ厚さが上部電極よりも薄い電子
放出および供給電極を強誘電体に形成することにより、
大量且つ安定した電子の放出が可能な強誘電体電子放出
冷陰極を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における強誘電体電子放出冷陰
極の構成図。
【図2】従来の強誘電体電子放出冷陰極の構成図(Jour
nal of Applied Physics p97569(2) (1991)) 。
【図3】従来の強誘電体電子放出冷陰極の構成図(特開
平5-325777)。
【符号の説明】
1 電子放出および供給電極 2 上部電極 3 強誘電体 4 下部電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強誘電体と、その強誘電体の電子放出面
    側に形成された上部電極と、その強誘電体の電子放出面
    側と反対の面に形成された下部電極とからなる強誘電体
    電子放出冷陰極において、前記上部電極および強誘電体
    の電子放出面を覆い、且つ厚さが上部電極よりも薄い電
    子放出および供給電極を強誘電体に形成することを特徴
    とする強誘電体電子放出冷陰極。
JP9442195A 1995-03-27 1995-03-27 強誘電体電子放出冷陰極 Pending JPH08264105A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9442195A JPH08264105A (ja) 1995-03-27 1995-03-27 強誘電体電子放出冷陰極

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9442195A JPH08264105A (ja) 1995-03-27 1995-03-27 強誘電体電子放出冷陰極

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08264105A true JPH08264105A (ja) 1996-10-11

Family

ID=14109783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9442195A Pending JPH08264105A (ja) 1995-03-27 1995-03-27 強誘電体電子放出冷陰極

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08264105A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19651552A1 (de) * 1996-12-11 1998-06-18 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Kaltkathode für Entladungslampen, Entladungslampe mit dieser Kaltkathode und Betriebsweise für diese Entladungslampe
EP1329928A3 (en) * 2001-12-20 2006-02-08 Ngk Insulators, Ltd. Electron-emitting element and field emission display using the same
US7071628B2 (en) 2002-11-29 2006-07-04 Ngk Insulators, Ltd. Electronic pulse generation device
US7088049B2 (en) 2000-12-22 2006-08-08 Ngk Insulators, Ltd. Electron-emitting device and field emission display using the same
US7129642B2 (en) 2002-11-29 2006-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Electron emitting method of electron emitter
US7187114B2 (en) 2002-11-29 2007-03-06 Ngk Insulators, Ltd. Electron emitter comprising emitter section made of dielectric material
US7288881B2 (en) 2002-11-29 2007-10-30 Ngk Insulators, Ltd. Electron emitter and light emission element

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19651552A1 (de) * 1996-12-11 1998-06-18 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Kaltkathode für Entladungslampen, Entladungslampe mit dieser Kaltkathode und Betriebsweise für diese Entladungslampe
US6157145A (en) * 1996-12-11 2000-12-05 Patent-Treuhand-Gesellschaft Fuer Elektrische Gluenlampen Mbh Method of operating a discharge lamp with a cold cathode structure having ferroelectric between
US7088049B2 (en) 2000-12-22 2006-08-08 Ngk Insulators, Ltd. Electron-emitting device and field emission display using the same
EP1265263A4 (en) * 2000-12-22 2006-11-08 Ngk Insulators Ltd ELECTRONIC TRANSMITTING ELEMENT AND USE IN A FIELD EMISSION DISPLAY
EP1329928A3 (en) * 2001-12-20 2006-02-08 Ngk Insulators, Ltd. Electron-emitting element and field emission display using the same
US7071628B2 (en) 2002-11-29 2006-07-04 Ngk Insulators, Ltd. Electronic pulse generation device
US7129642B2 (en) 2002-11-29 2006-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Electron emitting method of electron emitter
US7187114B2 (en) 2002-11-29 2007-03-06 Ngk Insulators, Ltd. Electron emitter comprising emitter section made of dielectric material
US7288881B2 (en) 2002-11-29 2007-10-30 Ngk Insulators, Ltd. Electron emitter and light emission element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008025691B4 (de) Piezoelektrischer Dünnfilm, piezoelektrisches Material und Herstellungsverfahren für piezoelektrischen Dünnfilm
JP3184296B2 (ja) 強誘電体冷陰極
DE69811976T2 (de) Elektronenemissionsvorrichtung
DE2253833C3 (de) Piezoelektrisches elektroakustisches Wandlerelement
DE4323821A1 (de) Pyrodetektorelement mit orientiert aufgewachsener pyroelektrischer Schicht und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1126602A3 (de) Piezoresonator
DE60315286T2 (de) Gruppe von membran-ultraschallwandlern
JPH08264105A (ja) 強誘電体電子放出冷陰極
US6899584B2 (en) Insulated gate field emitter array
JP3666163B2 (ja) 圧電体素子及びこれを用いたアクチュエータ並びにインクジェット式記録ヘッド
JPH1027539A (ja) 強誘電体冷陰極及びその駆動方法
JP4114264B2 (ja) 強誘電体電子放出冷陰極
JPH08264104A (ja) 強誘電体電子放出冷陰極
US10388851B2 (en) Piezoelectric element
DE102011005249B4 (de) Vorrichtung zur Wandlung mechanischer Energie in elektrische Energie und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH06290983A (ja) 誘電体薄膜及びその製造方法
Gururaja et al. Medical ultrasonic transducers with switchable frequency bands centered about f/sub 0/and 2f/sub 0
US20060214557A1 (en) Light source
US7511409B2 (en) Dielectric film element and composition
JPH0259566B2 (ja)
JPH08180794A (ja) 面状冷陰極の構造,駆動方法、およびそれを用いた電子線放出装置
US20080048569A1 (en) Dielectric element and electron emitter
DE10393038T5 (de) Akustische Resonatoren
EP0010227A1 (de) Piezoelektrischer Resonator
DE1639461C3 (de) Signalspeicherröhre und Verfahren mittels dieser Speicherröhre zur Speicherung und Wiedergabe von Informationen