CN100400465C

CN100400465C - 电介质组成物及电介质膜元件

Info

Publication number: CN100400465C
Application number: CNB2005100929409A
Authority: CN
Inventors: 山口浩文; 佐藤圭; 柏屋俊克
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: CN1740113A; CN1919790A

Abstract

本发明涉及提供电子发生元件中能够改善电子放出量随时间恶化的电介质组成物。本发明的电介质组成物，以Pb_xBi_p(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃(0.95≤x≤1.05，0.02≤p≤0.1，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是在(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数。还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。)所表示的PMN-PZ-PT三成分固溶系组成物为主要成分，并且含有的Ni的量换算成NiO的含量为0.05～2.0重量%。

Description

电介质组成物及电介质膜元件

技术领域

本发明涉及电介质组成物以及该电介质组成物所适用的电介质膜元件。特别涉及可以适用于场发射显示器(FED，filed emission display)等的显示器、电子束照射装置、光源、电子器件制造装置、电子线路元件等利用电子束的各种装置中的作为电子束源的电子发生元件的电介质组成物和电介质膜元件。

背景技术

上述的电子发生元件的结构，众所周知，使得在特定的真空度的真空中在电子发射部(电子发出部)上施加特定的电场，由该电子发射部释放出电子。这样的电子发生元件适用于FED时，是将多个这样的电子发生元件进行二维排列。还有，对应于这样的多个电子发生元件，将多个荧光体与每个电子发生元件保持特定间隔进行配置。所以，通过对二维排列中任意位置上的电子发生元件中进行选择驱动，从该位置的电子发生元件中发射出电子，发射出的电子与冲击荧光体，即可从该位置的荧光体发出荧光，可以进行所希望内容的表示。

对于这样的电子发生元件的具体例子，可以列举出特开平1-311533号公报、特开平7-147131号公报、特开2000-285801号公报、特开昭46-20944号公报、特开昭44-26125号公报。这些电子发生元件，由具有尖状端部的微细导体电极构成电子发射部。对于这样的电子发生元件，在发射电极部和与其对向设置的对向电极中间施加特定的驱动电压，则从该电子发射部的尖状端部发射出电子。

为了形成具有这样尖状端部的细微的导体电极，必需进行蚀刻、成形加工等的细微加工，制造步骤复杂。还有，由于从上述的导电电极的尖端在特定真空度的真空中发射出特定量的电子，需要一定的高电压来形成驱动电压。这样，作为驱动电子发生元件的IC等驱动元件，需要对应于驱动高电压的高价器件。

这样，以电子发射部为导体电极的上述电子发生元件，这种电子发生元件自身和使用这些电子发生元件的装置的制造均存在成本高的问题。

因此，就有提案提出由电介质构成电子发射部的电子发生元件，例如，特开2004-146365号公报、特开2004-172087号公报。还有，关于由电介质构成电子发射部时电子发射的一般性知识，参见下列非专利文献。

1.安岗，石井著，《使用强电介质阴极的脉冲电子源》，应用物理第8卷第5号，p546～550(1999)。

2.V.F.Punchkarev，G.V.Mesyats，On the mechanism of emission from theferroelectic ceramic cathode，J.Appl.Phys.Vol.78，No.9，1November，1995，p.5633-5637.

3.H.Riege，Electron emission ferroeletrics-a review，Nucl.Instra.and Meth.A340，p.80-89(1994)。

在特开2004-146365号公报、特开2004-172087号公报中公开的电子发生元件(以下称为“以往的电子发生元件”)的结构为：在由电介质构成的电子发射部的表面的一部分上覆盖阴极，同时在发射部的底面上、或者在发射部的表面上距阴极一定间隔位置上设置阳极。也就是说，在发射部的表面侧，在没有形成阴极和阳极的发射部表面的暴露部分，存在于阴极的外沿部分附近，这样构成电子发生元件。

该以往的电子发生元件，如下进行动作。首先在第1阶段，在阴极和阳极之间，施加在阴极一端为高电位的电压。由该电压形成的电场，将电子发射部(特别是前述的暴露部分)设定到特定的极化状态。然后，在第2阶段，在阴极和阳极之间施加在阴极一端为低电位的电压，这时，电子发射部的极化产生反转，同时从阴极的外沿部分释放出1次电子。在发生极化翻转的电子发射部的暴露部分上，由于上述1次电子的激发，从发射部(特别是上述的暴露部)发射出2次电子，这些2次电子，在来自外部的特定电场作用下向着特定方向射出，完成由电子发生元件发射电子的过程。

发明内容

但是，在电子发射部使用了电介质的前述的以往电子发生元件中，明显存在因电子发射部反复使用而引起的恶化，从而导致电子的发射量大幅下降的问题。

鉴于上述问题，本发明的目的是，提供在适用于电子发生元件时，可以改善因反复使用而导致的电子发射量恶化的电介质组成物，以及使用该电介质组成物的电介质膜元件。

为了实现上述目的，本发明的发明对象是以一般式(1)：

Pb_xBi_p(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃……(1)

所表示的组成物为主要成分的电介质组成物，其特征在于在该电介质组成物中，所含有的Ni换算成NiO的含有量时为0.05～2.0重量％(该电介质组成物在以下称为“本发明的第1电介质组成物”)。(在前述的(1)式中，0.85≤x≤1.03，0.02≤p≤0.1，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是在以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数。还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。)

还有，本发明的电介质组成物，是以一般式(2)：

Pb_xBi_pSr_q(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃……(2)

所表示的组成物为主要成分的电介质组成物，其特征在于在该电介质组成物中，所含有的Ni换算成NiO的含有量时为0.05～2.0重量％(该电介质组成物在以下称为“本发明的第2电介质组成物”。而且，前述第1和第2电介质组成物，以及这些第1和第2电介质组成物的下位概念的组成物，总称为“本发明的电介质组成物”)。(在前述的(2)式中，0.65≤x≤1.01，0.02≤p≤0.1，0.02≤q≤0.20，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是在以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数。还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。)

对于本发明的第1电介质组成物的构成为，以一般式(3)：

Pb_x(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_bZr_cO₃……(3)

所表示的组成物为主要成分的电介质组成物中，将其中Pb原子的2～10mol％被Bi所置换，Ti原子的2～10mol％由Nb、Ta、Mo、W中选择至少一种进行置换，所含有的NiO占电介质组成物总量的0.05～2.0重量％。(在前述的(3)式中，0.95≤x≤1.05，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数。)

所涉及的电介质组合物，例如可以由以下描述的方法来制备。首先，使用Pb、Mg、Nb、Ti、Zr、Ni、Bi、Ta等各元素的氧化物或者碳酸盐等，按照上述范围调整各元素的摩尔比例，得到混合物。然后，将该混合物在密闭容器内，在特定的温度下进行煅烧合成。之后，将由煅烧得到的产物进行粉碎，达到所希望的粒径，得到本发明的电介质组成物。

使用如上方法得到的电介质组成物，通过一般的制造方法(例如，丝网印刷法、浸渍法、涂布法、电泳法、空气溶胶沉积法、离子束法、溅射法、真空蒸镀法、离子镀法、化学气相沉积法(CVD)、镀膜Greensheet法等)，形成电介质层，可以获得后述的本发明的电介质膜元件。

还有，本发明的第2电介质组成物的构成为，在以前述一般式(3)表示的前述组成物为主要成分的电介质组成物中，Pb原子的2～10mol％被Bi所置换，Pb原子的2～20mol％被Sr所置换，并且，Ti原子的2～10mol％被从Nb、Ta、Mo、W中选择至少一种所置换，并且，NiO相对该电介质组成物全体的含量为0.05～2.0重量％。本发明的第2电介质组合物的制备方法，与上述第1电介质组成物的方法相同。

还有，本发明的第1和第2电介质组成物，如果含有换算成MnO₂的含量时为0.05～1.0重量％的Mn，则更为适合。

所以，上述的本发明的特定范围内，优选由Bi置换的Pb的量为2～5mol％(即，前述(1)式中，x为0.90≤x≤1.03，p为0.02≤p≤0.05)。还有，优选由Sr置换的Pb的量为1～15mol％(即，前述(2)式中，x为0.70≤x≤1.01，p为0.02≤p≤0.10(最好是x为0.75≤x≤1.01，p为0.02≤p≤0.05)，q为0.01≤q≤0.15)，如果为1～12mol％则更为理想(即，前述(2)式中，x为0.73≤x≤1.01，p为0.02≤p≤0.10(最好是x为0.78≤x≤1.01，p为0.02≤p≤0.05)，q为0.01≤q≤0.12)。还有，优选由Nb等置换Ti的置换量为3～8mol％(即前述一般式(1)和(2)中z为0.03≤p≤0.08)。还有，优选Ni的含量，换算成NiO的含量为0.50～1.0重量％。此外，优选Mn的含量，换算成MnO₂的含量为0.01～0.2重量％。

根据本发明的电介质组成物，可以得到对以往电子发生元件的电子发射部在反复使用时引起的恶化进行改善的电介质电子发射部，因而提高了电子发生元件的耐久性。所以，根据本发明，可以提供能够改善在使用电子发生元件时的电子放出量在反复使用中恶化的电介质组成物。

还有，使用本发明的电介质组成物的电介质膜元件的特征为，具有：由前述构成的电介质组成物构成的电介质层、在该电介质层的上表面侧设置的第1电极、前述电介质层的上表面侧或者下表面侧设置的第2电极、前述电介质的下表面侧上设置的该电介质的支撑基体，并且当在前述第1电极和第2电极之间施加驱动电压时，前述电介质层的前述表面发射电子。

对于前述结构的电介质膜元件，前述第2电极最好固着在前述基体的表面上，前述电介质层最好在前述第2电极上固着。也就是说，这种结构，在基体的表面上固着有第2电极，在该第2电极上固着有电介质层，在该电介质层的上表面设置第1电极。

根据这样的结构，与第1电极和第2电极都在电介质层的上表面上设置相比，可以减少为了构成单一电子发生元件的必要面积，提高电子发生元件的实装密度。所以，特别在应用于FED时，可以易于实现高解像度。此外，根据这样的结构，第1电极和第2电极分别位于电介质层的不同的面上(最好是上表面和下表面)，也就是说，电介质层位于第1电极和第2电极间。这样，与两个电极都位于电介质层的上表面侧相比，即使在两电极之间施加较高电压时，也难于产生放电。所以，可以提供适合于提高耐久性的同时提高电子发射量的电子发生元件。

而且，对于前述结构的电介质膜元件，前述电介质层的厚度最好在1～300μm。

前述电介质层的厚度不足1μm时，由于电介质层的缺陷较多，致密化不充分，电子发生元件的电子发射部位以外的缺陷部分的电场强度比电子发射部位的电场强度都要高，很难获得适合的电子发射特性。特别是，第1电极和第2电极分别位于电介质层的不同的面上(尤其是上表面和下表面)时，在两电极之间的距离过小，在施加驱动电压下，可能会发生绝缘破坏。

如果，前述电介质层的厚度超过300μm，在施加驱动电压下电介质层上产生的应力变大，在该应力增大的情况下，为了对电介质层有良好支持，需要更厚的基体。这样，电子发生元件的小型化和薄型化就变得困难，特别不适合应用于FED上。而且，对于第1电极和第2电极分别位于电介质层的不同面上的结构，为了获得发射电子所必要的特定的电场强度，驱动电压过大，需要对应于高压的驱动IC，提高了电子发生元件的制造成本。

所以，为了实现组织的致密化、防止绝缘破坏、电子发射装置的小型化和薄型化以及低电压驱动，而且，为了具有稳定的良好产品成品率的电子发生性能，电介质的厚度最好为5～100μm。

适用本发明的电介质膜元件的电子发生元件，特别适合于可以进行以下动作的结构。首先在第1阶段，施加驱动电压，使得前述第1电极的电位低于前述第2电极，电子从前述第1电极发射(供给)到电介质的表面。即，该电介质的表面上电子蓄积(带电)。之后，在第2阶段，施加驱动电压，使得前述第1电极的电位高于前述第2电极，该电介质表面的蓄积的电子发射出来。根据这样的结构，由于可以比较容易的控制前述第1阶段中在前述电介质表面的带电量，可以得到稳定的电子放出量的高控制性。

特别是，希望形成这样结构的电介质膜元件，在第1电极上形成开口部，对应于该开口部的电介质层的表面向外部暴露。根据这样的结构，在提高单个电子发生元件的电子放出量的同时，对于由前述电介质层表面放出的电子，前述开口部具有门电极或者电子聚焦镜头的机能。这样，可以提高发射电子的直进性。因此，在多个电子发生元件以平面状排列时，相邻的电子发生元件之间的相互干扰减少。特别在FED的应用中，可以提高解像度。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的电子发生元件的部分省略的断面示意图。

图2是图1所示的电子发生元件的主要部位的断面放大示意图。

图3是适用于图1所示电子发生元件的驱动电压的波形示意图。

图4是图1所示电子发生元件动作的模式说明图。

图5是图1所示电子发生元件动作的模式说明图。

图6是说明由于第1电极和电子发射部之间形成间隔使第1电极和第2电极之间的电场受到影响的等价电路图。

图7是说明由于第1电极和电子发射部之间形成间隔使第1电极和第2电极之间的电场受到影响的等价电路图。其中，

10…电子发生元件 11…基板 12…电子发射部

12a…表面 12b…底面 14…第1电极

16…第2电极 20…开口部 26…梳齿部

28…间隔

具体实施方式

以下，参照表和必要附图，对本发明的适合的实施方式进行说明。

使用电子发生元件的FED的概略结构：图1是部分表示FED显示器100的概略结构的断面图，该显示100使用了本实施方式所涉及的电介质组成物制成的电介质膜元件的电子发生元件10。

显示器100配备有：电子发生元件10，在该电子发生元件10的上方配置的透明板130，该透明板130下面(即，电子发生元件10相对的面)上形成的集电极132和该集电极132下面(即，电子发生元件10相对的面)上形成的荧光体层134，以及与集电极132通过电阻连接的偏置电压源136和与电子发生元件10相连接的脉冲发生源18。

透明板130由丙稀制成的板、玻璃制成。集电极132由ITO(铟锡氧化物)薄膜等的透明电极制成。还有，电子发生元件10和荧光体层134之间的空间是特定真空度，例如，10²～10^-6Pa，优选为1q^-3～10^-5Pa的真空度的真空环境。在集电极132上通过特定的电阻器施加来自偏置电压源136的集电电压Vc。这样，该显示器100的构成为，在施加的集电电压Vc所产生的电场的作用下，由电子发生元件10产生的电子向集电极132运动，该运动电子与荧光体层134发生作用，产生荧光，形成特定的画素的发光。

由多个电子发生元件10在由陶瓷制成的基体作为基板11上形成二维排布。在这种电子发生元件10上，设置有电子发射部12，该电子发射部12的表面12a上形成的第1电极14，前述基板11上形成的与前述电子发射部12的下表面12b相连接配置的第2电极16。还有，第1电极14和第2电极16与在这两个电极间施加驱动电压Va的脉冲电源18相连接。还有，图1中，只图示了基板11上的二维排布的多个电子发生元件10中的一个。在图1中的右端，显示了相邻接的另一个电子发生元件10的一部分的第1电极14。

电子发射部12，是由本发明的电介质组成物构成的多晶体结构的电介质层，厚度h最好为1～300μm，达到5～100μm则更为理想。

第1电极14，由金属膜、金属粒子、非金属导电性膜(碳膜、非金属导电性氧化物膜等)、非金属导电性粒子(碳粒子、导电性氧化物粒子等)制成，在前述表面12a上由涂布、真空镀等方法，形成厚度为0.1～20μm的薄膜。上述的金属膜、金属粒子的材质，最好是白金、金、银、铟、钯、铑、钼、钨及各自的合金。还有，上述的非金属导电性膜、非金属导电性粒子的材质，最好为石墨、ITO(铟锡氧化物)、LSCO(镧铯铜氧化物)。第1电极14由金属粒子、非金属粒子形成时的粒子形状，最好为鳞片状、板状、箔状、针状、棒状、卷线状。

在第1电极14上，形成多个开口部20。该开口部20，使得电子发射部12的表面12a暴露于电子发生元件10的外部(即，上述的真空气氛中，下同)。还有，第1电极14的外周上的外沿部21上，电子发射部12的表面12a也向电子发生元件的外部暴露。最好形成这样的开口部20，使得第1电极14上形成的多个开口部20的开口面积的总和，占可以进行电子发生的电子发射部12的总表面积(包括开口部20的开口面积的总和)的比例为5～80％。上述的可以进行电子发生的电子发射部12的总表面积，为第1电极14的外周上形成的外沿部21附近暴露的电子发射部12的表面(第1电极14的外周部下面的电子部发射12的表面)和开口部20的全开口面积之和。

第2电极16，由金属膜构成，厚度为小于等于20μm，最好为小于等于5μm。与上述第1电极相同，第2电极16也是在基板11上由涂布、真空镀等方法形成。

也就是说，对于本电子发生元件10，在基板11上固着着第2电极16。还有，在该第2电极16的上面设置有固着的电子发射部12。且，在该电子发射部12的表面12a上，设置有第1电极14。另外，这里所谓的“固着”，是指不使用有机或者无机粘合剂，直接紧密结合的意思。

本电子发生元件10的结构为，如后所述，从第1电极14供给的电子，在对应于开口部20和外沿部21的电子发射部12的表面12a上蓄积，之后，在表面12a上蓄积的电子向着电子发生元件10的外部(也就是荧光体层134)放出。

电子发生元件的详细结构：图2是图1所示的电子发生元件10的要部放大断面图。如上所述，电子发射部12由多晶体构成。因此，电子发射部12的表面12a上，如图1和图2所示，由结晶体晶界等形成了细微的凹凸，由于该凹凸，在电子发射部12的表面12a上形成凹部24。而且，第1电极14的开口部20在对应于前述凹部24的部位上形成。还有，如图1和图2的例子中，显示的是对应一个凹部24形成一个开口部20的情形，也可以是对应多个凹部24形成一个开口部20。

还有，如图2所示，开口部20由在该开口部20的开口沿(后述的内缘26b)所包围的空间中所构成的贯通孔20a和该贯通孔20a的周围的第1电极14部分的弧部26所构成。而且，所形成的第1电极14，将开口部20的弧部26的与电子发射部12所面对的面26a，从电子发射部12隔离开来。即，第1电极14中，开口部20的弧弧部26上面对电子发射部12的面26a和电子发射部12之间形成间隔28。第1电极14上的开口部20的弧弧部26，其侧断面呈梳齿状(凸缘状)(所以，在以后的说明中，将“第1电极14的开口部20的弧部26”称为“第1电极14的梳齿部26”。还有，将“第1电极14中，开口部20的弧部26的面对电子发射部12的面26a”，称为：“梳齿部26的底面26a”)。

还有，对于本电子发生元件10，电子发射部12的表面12a(凹凸形状的凸部的顶点附近的面)和第1电极14的梳齿部26的底面26a之间所成的最大角度为θ，且要求1°≤θ≤60°。

对于本电子发生元件10，形成的电子发射部12和第1电极14之间的关系为：电子发射部12的表面12a和第1电极14的梳齿部26的底面26之间沿着垂直方向最大的间隔d为，0μm≤d≤10μm，同时，该表面12a的表面粗糙度为Ra(中心线的平均粗糙度单位：μm)大于等于0.005，小于等于0.5。

在电子发射部12的表面12a、第1电极14和该电子发生元件10的外部介质(真空)之间相接触的部位上，形成三方交汇点26c(第1电极14、电子发射部12和真空形成的交点)。这个三方交汇点26c，当在第1电极14和第2电极16之间施加驱动电压Va时，成为产生电力线集中(电场集中)的部位(电场集中部)。所谓的“电力线集中”，是假如第1电极14、电子发射部12和第2电极16，作为从侧断面看过去为无限长的平板时，在描绘电力线时，从底侧电极16开始等间隔发射的电力线相集中的部位。这一电场集中部中电力线的集中(电场集中)的状态，可以由有限元数值分析进行模拟即可简单地确认。

对于本实施方式，开口部20的形状使得该开口部20的内沿26b成为前述电场集中部。具体而言，前述开口部20的梳齿部26的侧断面看过去的形状，对着该梳齿部26前端的前述内沿26b，形成锐角般的尖端形状(厚度逐渐变薄)。还有，如上所述，开口部20的内沿26b上的前述电场集中部，以及前述三方交汇点26c，也在第1电极14的外周的外沿部21所对应的位置上形成。

开口部20在平面图上，可以是圆形、椭圆形、多边形、不规则形等各种形状。还有，该开口部20，在平面图上，当与贯通孔20a的面积相同的圆形与该贯通孔20a的形状近似时，该圆形的平均直径(以下称为“贯通孔20a的平均直径”)要在大于等于0.1μm，小于等于20μm的范围。具体理由如下所述。

如图2所示，电子发射部12中，对应驱动电压Va，极化发生反转或者变化的部分，是第1电极14形成的正下方的部分(第1部分)40、开口部20的内沿26b(内周)开始向着开口部20的内侧方向的领域所对应的部分(第2部分)42。特别是，第2部分42的发生范围，随着驱动电压Va的高低、该部分的电场集中的程度而变化。这样，本实施方式中的贯通孔20a的平均直径达到上述的范围(大于等于0.1μm，小于等于20μm)的话，由开口部20发射出去的电力的发射量则变得充分，同时可以有效的发射电子。

另外，如果贯通孔20a的平均直径小于0.1μm，前述第2部分42的面积则变小。这个第2部分42，是放出电子的电子发射部12的表面12a的区域(电子发射部位)之中的主体部分，来蓄积由第1电极14供给的电子。这样，由于第2部分42的面积变小，发射出的电子的量也就减小。还有，当贯通孔20a的平均直径超过20μm时，电子发射部12在前述开口部20暴露的部分中，第2部分42的比例(所占比率)变小，所以电子发射的效率降低。

电子发生元件的电子发射原理：针对电子发生元件10的电子发射原理，参照图3～图5进行说明。本实施方式中，第1电极14和第2电极16之间施加的驱动电压Va，如图3所示，使用的是周期为T1+T2的矩形波交流电压。该驱动电压Va，基准电压(波动中心对应的电压)为0V。还有，对于该驱动电压，在第1阶段T1的时间内，在第1电极14上的电压为比第2电极16低的电位(负电位)V2，接着在第2阶段的T2时间内，第1电极14上的电压为高于第2电极16的电位(高电位)V1。

在初期状态中，对电子发射部12的极化方向，为单一方向，例如，假定偶极子的负极指向电子发射部12的表面12a的状态(参照图4A)，进行说明。

首先施加基准电压的初期状态，如图4A所示，由于偶极子的负极指向电子发射部12的表面12a，因此，电子发射部12的表面12a上为几乎没有电子蓄积的状态。

之后，施加负电压V2，极化反转(参照图4B)。由于极化的反转，前述电场集中部的内沿26b、三方交汇点26c上产生电场集中。这样，从第1电极14的前述电场集中部开始，向电子发射部12的表面12a发送(供给)电子。例如，在表面12a中，从第1电极14的开口部20露出的部分、第1电极14的梳齿部26的附近部分上，开始电子蓄积(参照图4C)。即，表面12a为带电状态。这时的带电，根据电子发射部12的表面电阻值可以达到一定的饱和状态，通过施加控制电压的时间可以对带电量进行控制。这样，第1电极14(特别是前述电场集中部)具有作为向电子发射部12(表面12a)电子供给源的机能。

之后，驱动电压Va，从负电压V2开始，如图5A那样，经过基准电压后，马上施加驱动电压Va的正电压V1，极化再度反转(参照图5B)。这时，在与偶极子负极的库仑力的反作用力的作用下，表面12a上蓄积的电子，通过贯通孔20a向外部发射出去(参考图5C)。

还有，第1电极14上，在没有开口部20的外周部的外沿部21上，也能与上述同样地发射出电子。

电子发生元件的结构的等价电路：如图6所示，本实施方式的结构，按照电路的特性，可以近似成，在第1电极14和第2电极16之间，由电子发射部12形成电容C1和各间隔28所形成多个电容Ca的集合体共同形成的结构。也就是说，各间隔28形成的多个电容Ca，相互并联形成一个电容C2。这样形成由上述集合体形成的电容C2和由电子发射部12形成的电容C1串连的等价电路。

重要的是，实际上形成的等价电路并不是由集合体形成的电容C2和由电子发射部12形成的电容C1进行简单的串连。即，对应于第1电极14的开口部20的形成个数、总的形成面积等，电子发射部12形成的电容C1中，与集合体形成的电容C2发生串连连接的比例在发生变化。

这里，如图7所示，例如，电子发射部12形成的电容C1中，假定其中有25％与由集合体形成的电容C2串连连接，然后进行容量的计算。

由于是真空，间隔28的介电常数为1，而且间隔28的最大间隔值d为0.1μm，每个间隔28部分的面积S为1μm×1μm，间隔28的数量为10000。还有，电子发射部12的介电常数为2000，电子发射部12的厚度为20μm，第1电极14和第2电极16的对向面积为200μm×200μm。

在以上的假定下，集合体形成的电容C2的容量为0.885pF，由电子发射部12形成的电容C1的容量值为35.4pF。所以，电子发射部12形成的电容C1中，与集合体形成的电容C2串连的部分占总容量的25％时，该串连连接部分的容量值(包括由集合体形成的电容C2的容量值)为0.805pF，残留容量值为26.6pF。

上述由电子发射部12形成的电容C1中，与集合体形成的电容C2串连连接部分之外的残留部分，再与该串连连接后的部分进行并联连接。所以，在第1电极14和第2电极16之间总的合成容量为27.5pF。这一合成容量值，是由电子发射部12形成的电容C1的容量35.4pF的78％。即，总的合成容量值，比电子发射部12形成的电容C1的容量值更小。

这样，由间隔28形成的电容Ca的容量值，及该间隔28的集合体形成的合成容量C2，也要远小于与其串连的电子发射部12形成的电容C1。所以，在该电容Ca(C2)及C1的串连连接的电路上施加电压Va时，分压的大部分施加到容量小的电容Ca(C2)一方。换句话说，施加电压Va的大部分施加到间隔28上。所以，对于各间隔28，施加电压以较高效率施加，结果是，产生更多的电子发射量。即，实现了电子发生元件的高输出。

还有，由集合体形成的电容C2，与由电子发射部形成的电容C1串连形成。这样总的合成容量，仍小于由电子发射部12形成的电容C1的容量值。所以，可以得到所希望的总电力消耗降低的特性。

第1实施方式的电介质组成物概要：在本实施方式中使用的电子发射部12，具体而言，是以下述的一般式(1)所表示的组成物为主要成分，且含有一定比例的NiO的电介质组成物制成的。

Pb_xBi_p(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃……(1)

(在前述的(1)式中，0.85≤x≤1.03，0.02≤p≤0.1，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数。还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。)

这样，可以实现构成电子发射部12的电介质层的致密化，提高电子发生特性。即，通过对构成电子发生部12的电介质层进行致密化，可以获得缺陷少的电介质层。所以，在施加驱动电压Va时，可以提高上述间隔28上的电场强度，提高电子的发射量。而且，即使长时间使用该电子发生元件10，也可以减少因反复使用而引起的电子发射部12的电子发射机能的恶化，因此，提高了电子发生元件10的耐久性。

对与这一点，通过后述的实施例和比较例即可表明，在前述一般式(1)中的a、b、c，Pb、Ti的置换量，NiO含量如果在上述特定的范围之外，电子发生部12的电子发射性能在反复使用中显著恶化。

还有，如果NiO的含量过小，不足0.05％，电介质的致密化就不充分，电子发射能力低下。即构成电子发射部12的电介质的缺陷(气孔等)增加，在介电率低的缺陷部位电场集中。这样对应于间隔28的电子发射部位的电场强度下降，电子发射量也随之下降。

所以，从抑制电子发射部12由于反复使用所造成的恶化的角度出发，在上述本发明的特定范围之内，由Bi替换Pb的置换量最好为2～5mol％，由Nb等替换Ti的置换量最好为3～8mol％，NiO的含量最好在0.50～1.0重量％。

电子发生元件的制造方法：首先在由被Y₂O₃稳定化了的ZrO₂制成的基板11上，按照所设定的尺寸、形状，使用丝网印刷法，形成厚度为3μm的Pt制成的第2电极16。然后在将形成了第2电极16的基板11在1000～1400℃左右的温度下进行热处理，使第2电极16和基板11固着，成为一体。

然后在第2电极16上，将以前述一般式(1)所表达的组成物为主要成分，并含有特定质量％的NiO的电介质组成物，由丝网印刷法涂布成厚度为40μm的膜。

对于上述电介质组成物的原料，使用Pb、Mg、Nb、Zr、Ti、Ni等的各元素的氧化物(例如PbO、Pb₃O₄、MgO、Nb₂O₅、TiO₂、ZrO₂、NiO等)、各元素的碳酸盐、含有多种这些元素的化合物(例如：MgNb₂O)、或者各元素的单体金属、合金等。这些原料，可以使用单独的一种，也可使用两种以上的组合。

对于电介质组成物的制备方法没有特别的限定，例如，可以通过如下的方法制备电介质组成物。

首先，将上述原料按照所希望的各元素的含量比例进行混合。然后，所得混合原料在750～1300℃进行煅烧，形成电介质组成物。这种煅烧后的电介质组成物，其X射线衍射装置下的衍射强度，烧绿石相等其他相的最强衍射线的强度相对于钙钛矿相的最强衍射线的强度之比，最好为小于等于5％，如果是小于等于2％则更为理想。最后，所得的煅烧后的电介质组成物，通过球磨等进行粉碎，得到特定粒子直径(例如由激光衍射法测量的平均直径为0.1～1μm)的电介质粉末。

这样获得的电介质粉末，由特定的粘合剂和溶剂进行分散，调制成糊状，并将其通过上述丝网印刷法在第2电极16上形成厚膜。

之后，对该形成厚膜的电介质组成物进行热处理，在使粘合剂蒸发的同时，实现电介质层致密化。这样，形成电子发射部12。

接着，在所形成的电子发射部12之上，通过丝网印刷法形成由Pt树酯酸盐制成的中间体之后进行热处理，形成由Pt电极构成的第1电极14。这样，通过以上方法，制成电介质膜型电子发生元件10。

实施例

通过上述制造方法，制成以下的实施例1～8和比较例1～9的电介质膜型电子发生元件，之后，制成如图1所示的显示器，通过反复使用，以该显示器的辉度的恶化程度作为评价基准，对各实施例和比较例进行评价。具体而言，测定初期的辉度和10⁹次电子放电动作后的辉度(耐久后辉度)，求出耐久后辉度相对于初期的辉度还能达到何种比例的程度，以初期辉度的百分比表示。此外，热处理后的电子发射部12的厚度均为24μm。

实施例1

实施例1以Pb_0.96Bi_0.04(Mg_1/3Nb_2/3)₀₂₀Ti_0.38Nb_0.05Zr_0.37O₃为主要成分并含有1.0质量％的NiO。比较例1～3，相对于实施例1，在(1)式中的a、b、c变到本发明的范围以外，即Bi置换量、Nb置换量、NiO添加量与本发明的范围内的实施例1相同，(Mg_1/3Nb_2/3)和Ti、Zr的比例变为本发明的范围之外。结果如表1所示。

表1

	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度	实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％
比较例1	4	60	25	10	5	1.00	19％	实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％
比较例1	4	60	25	10	5	1.00	19％	比较例2	4	30	50	15	5	1.00	33％
比较例3	4	0	45	50	5	1.00	22％	比较例2	4	30	50	15	5	1.00	33％

从表1结果可知，对于在本发明范围内的实施例1，耐久后辉度为77％，与此相比，比较例1～3中各耐久后辉度不足实施例1的一半。

实施例2、3

相对实施例1，(Mg_1/3Nb_2/3)和Ti、Zr的比例和Nb置换量、NiO添加量保持不变，改变Bi的置换量，制备实施例2、3和比较例4、5，结果如表2所示。

表2

	Bi置换量(mol％)	(M、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	(M、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度	比较例4	1	20	38	37	5	1.00	25％
实施例2	2	20	38	37	5	1.00	73％	比较例4	1	20	38	37	5	1.00	25％
实施例2	2	20	38	37	5	1.00	73％	实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％
实施例3	8	20	38	37	5	1.00	59％	实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％
实施例3	8	20	38	37	5	1.00	59％	比较例5	12	20	38	37	5	1.00	38％

由表2结果可知，在本发明的范围内的实施例1～3，耐久后辉度大约大于等于60％，与此相比，本发明的范围外的比较例4、5的耐久性辉度不足40％。特别是当由Bi置换Pb的置换量在2～5mol％的范围内，耐久后辉度高于70％。置换量在2～4mol％的实施例1和2的耐久性辉度非常良好。

实施例4、5

相对实施例1，(Mg_1/3Nb_2/3)和Ti、Zr的比例和Bi置换量、NiO添加量保持不变，改变Nb的置换量，制备实施例4、5和比较例6、7，结果如表3所示。

表3

	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度	比较例6	4	20	42	37	1	1.00	47％
实施例4	4	20	41	37	2	1.00	66％	比较例6	4	20	42	37	1	1.00	47％
实施例4	4	20	41	37	2	1.00	66％	实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％
实施例5	4	20	35	37	8	1.00	70％	实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％
实施例5	4	20	35	37	8	1.00	70％	比较例7	4	20	33	37	12	1.00	44％

由表3结果可知，在本发明的范围内的实施例1、4、5，耐久后辉度超过60％，与此相比，本发明的范围外的比较例6、7的耐久性辉度不足50％。特别是当由Nb置换Ti的置换量在3～8mol％的范围内，耐久后辉度高于70％。置换量在5～8mol％的实施例1和5的耐久性辉度非常良好。

实施例6～8

相对实施例1，(Mg_1/3Nb_2/3)和Ti、Zr的比例和Bi置换量、Nb置换量保持不变，改变NiO添加量，制备实施例6～8和比较例8、9，结果如表4所示。

表4

	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	Nb量(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度	比较例8	4	20	38	37	5	0.00	38％
实施例6	4	20	38	37	5	0.10	55％	比较例8	4	20	38	37	5	0.00	38％
实施例6	4	20	38	37	5	0.10	55％	实施例7	4	20	38	37	5	0.50	69％
实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％	实施例7	4	20	38	37	5	0.50	69％
实施例1	4	20	38	37	5	1.00	77％	实施例8	4	20	38	37	5	2.00	58％
比较例9	4	20	38	37	5	3.00	24％	实施例8	4	20	38	37	5	2.00	58％

由表4结果可知，在本发明的范围内的实施例1、6、7、8的耐久后辉度大于等于55％，与此相比，本发明的范围外的比较例8、9的耐久性辉度不足40％。特别是NiO的含量在0.50～1.0重量％的范围内的实施例1和7，耐久后辉度基本大于等于70％，非常良好。

实施例9～11

相对实施例1，式(1)中的M元素由Nb开始变为Ta、Mo、W，分别制备实施例9、10、11。每个实施例都具有良好的耐久后辉度，结果如表5所示。

表5

	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	置换Ti的原子	置换Ti的原子(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	置换Ti的原子	置换Ti的原子(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度	实施例1	4	20	38	37	Nb	5	1.00	77％
实施例9	4	20	38	37	Ta	5	1.00	71％	实施例1	4	20	38	37	Nb	5	1.00	77％
实施例9	4	20	38	37	Ta	5	1.00	71％	实施例10	4	20	40	37	Mo	3	1.00	63％
实施例11	4	20	40	37	W	3	1.00	65％	实施例10	4	20	40	37	Mo	3	1.00	63％

如上所述，本发明范围内的实施例和本发明范围外的比较例的耐久后辉度之间产生明确的差别，根据本发明范围内的实施例具有良好的耐久性。而且，特别是以Pb_0.96Bi₀₀₄(Mg_1/3Nb_2/3)_0.20Ti_0.38Nb_0.05Zr_0.37O₃为主要成分并添加1.0质量％NiO的实施例1，以其为基础，由Bi置换2～5mol％的Pb、由Nb等置换3～8mol％的Ti，以及NiO的含量在0.50～1.0重量％的范围内，耐久后辉度大于等于70％，非常适合。

第2实施方式的电介质组成物的概要

本实施方式中使用的电子发射部12，由与前述第1实施方式相同的、以前述一般式(1)所示的组成物为主要成分、并含有特定比例的NiO和MnO₂的电介质组成物构成。即，构成第2实施方式中的电子发射部12的电介质组成物，与前述第1实施方式相比，进一步含有一定比例的MnO₂。这样的电子发射部12，以及具有该电子发射部12的电子发生元件10，也可以由与前述第1实施方式相同的方法制造。

实施例12～14

使用第2实施方式的电子发射部12，按照与上述第1实施方式相同的方法，制成如图1所示的显示器，以显示器的辉度在反复使用后的恶化的程度为评价基准，对本实施方式的电子发射部12进行评价。即，将MnO₂的含量为0的前述实施例1为比较对象，制成含有不同MnO₂含量的实施例12～14。结果如表6所示。

表6

	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	置换Ti的原子	置换Ti的原子(mol％)	NiO量(wt％)	MnO<sub>2</sub>(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	置换Ti的原子	置换Ti的原子(mol％)	NiO量(wt％)	MnO<sub>2</sub>(wt％)	耐久后辉度	实施例1	4	20	38	37	Nb	5	1.00	0	77％
实施例12	4	20	38	37	Nb	5	1.00	0.05	78％	实施例1	4	20	38	37	Nb	5	1.00	0	77％
实施例12	4	20	38	37	Nb	5	1.00	0.05	78％	实施例13	4	20	38	37	Nb	5	1.00	0.2	76％
实施例14	4	20	38	37	Nb	5	1.00	1.00	69％	实施例13	4	20	38	37	Nb	5	1.00	0.2	76％

由表6的结果可知，MnO₂含量为0.05重量％的实施例12、MnO₂含量为0.2重量％的实施例13、MnO₂含量为1.0重量％的实施例14中的任何一个，均有良好的耐久后辉度。特别是MnO₂含量在0.01～0.20重量％的范围内的实施例12和13，耐久后辉度均高于75％，非常良好。

第3实施方式的电介质组成物的概要

本实施方式中使用的电子发射部12，是由组成物为主要成分的电介质组成物，具体而言，是以下述一般式(2)所表示的组成物为主要成分，且含有上述各实施方式同样的特定比例的NiO的电介质组成物。

一般式：Pb_xBi_pSr_q(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃……(2)

(在前述的(2)式中，0.70≤x≤1.01，0.02≤p≤0.1，0.02≤q≤0.15，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数。还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。)

实施例15～17

也就是说，构成第3实施方式的电子发射部12的电介质组成物是将前述的第1实施方式中的组成物的部分Pb由Sr在特定比例置换所形成。该电子发射部12以及具有该电子发射部12的电子发生元件10，也可以由前述实施方式相同的方法来制造。同样，对于第3实施方式，进行与上述实施方式相同的评价。结果如表7所示。

表7

	Bi置换量(mol％)	Sr置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	置换Ti的原子	置换Ti的原子(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度
	Bi置换量(mol％)	Sr置换量(mol％)	(Mg、Nb)量(mol％)	Ti量(mol％)	Zr量(mol％)	置换Ti的原子	置换Ti的原子(mol％)	NiO量(wt％)	耐久后辉度	实施例1	4	0	20	38	37	Nb	5	1.00	77％
实施例15	4	2	20	38	37	Nb	5	1.00	80％	实施例1	4	0	20	38	37	Nb	5	1.00	77％
实施例15	4	2	20	38	37	Nb	5	1.00	80％	实施例16	4	10	20	38	37	Nb	5	1.00	79％
实施例17	4	20	20	38	37	Nb	5	1.00	72％	实施例16	4	10	20	38	37	Nb	5	1.00	79％

由表7的结果可知，由Sr置换Pb的置换量为2mol％的实施例15，置换量为10mol％的实施例16和置换量为20mol％的实施例17，每一个的耐久后辉度均为良好。特别是置换量在1～15mol％的范围内，耐久后辉度为大于等于75％，置换量在1～12mol％范围内的实施例15和16，耐久后辉度基本在80％，非常良好。

变形例展示

本发明并不仅限定于上述实施方式和实施例，在不变更本发明本质部分的范围内，可以进行适当的变形。以下举例说明变形例，但变形例也并不限定于以下所述。

对于Ni的添加方法，可以使用将Ni的添加量换算成NiO的含量达到上述范围的任何方法。例如，也可以使用将NiO添加到预先制作的电介质组成物的方法。还有，最好将Ni(NiO)在电子发射部12中均匀分散。而且，也可以从电子发射部12的底面12b(即与基体11固着的面)开始向表面12a的方向上，Ni(NiO)的浓度逐渐提高，Ni(NiO)在厚度方向上形成浓度梯度地分散。

至于构成电子发射部12的电介质组成物的制备方法，除了上述实施例所使用的方法之外，还可使用各种方法，例如，可以使用醇盐法、共沉法等。还有，在形成第1电极14、第2电极16之后，可以进行适当的热处理，即使没有热处理也没有什么关系。但是，为了使第2电极16和基板11固着成一体，最好如上述实施例，在基板11上形成第2电极16之后进行热处理。

还有，对于本发明所涉及的电介质膜元件的结构，并不限定于前述实施方式的电子发生元件的结构。例如对于前述的实施方式中，第1电极14在电子发射部12的表面12a上形成，第2电极16在电子发生部12的底面12b上形成，也可以是两电极同时在前述表面12a上形成。还可是由第1电极14、电子发射部12、第2电极16进行多层的层叠而形成多层结构。

对于作为基体的基板11，陶瓷以外还可以使用玻璃、金属等。对于陶瓷的种类没有特别限制。但从耐热性、化学稳定性、以及绝缘性的角度考虑，最好是从含有稳定化的氧化锆、氧化铝、氧化镁、莫来石、氮化铝、氮化硅以及玻璃中至少选择一种的陶瓷。其中从机械强度高、韧性优秀的角度考虑，最好是稳定化的氧化锆。

本发明中所谓的“稳定化的氧化锆”，是指通过添加稳定剂抑制了结晶的相转移的氧化锆，除了稳定化氧化锆之外，也包括部分稳定的氧化锆。至于稳定化的氧化锆，含有1～30mol％的氧化钙、氧化镁、氧化钇、氧化钪、氧化镱、氧化铈或者稀土类金属的氧化物等为稳定剂。其中，由于振动部的机械强度特别高的特点，优选含有以氧化钇为稳定剂的氧化锆。这时，氧化钇的含量，最好为1.5～6mol％，如果是2～4mol％则更为理想。还有，最好还可含有0.1～5mol％的氧化铝。

稳定化的氧化锆的结晶相，可以是立方晶体+单斜晶体的混合相、正方晶体+单斜晶体的混合相、立方晶体+正方晶体+单斜晶体的混合相。从强度、韧性和耐久性的角度，主要的晶体结构最好为正方晶体，或者正方晶体+立方晶体的混合相。

还有，第1电极14、第2电极16，可以是由金属、导电性粒子之外的导电性物质构成。金属中，可以选择例如铂、钯、铑、金、银以及这些金属的合金中的至少一种。其中考虑到对压电/电介质变形部进行热处理时耐热性高的特点，最好使用铂或者以铂为主要成分的合金。或者，从不仅成本低而且耐热性高的方面考虑，最好使用银-钯合金。

对于第1电极14的开口部20的形状，还可使用上述实施方式中展示的形状以外的各种形状。即，开口部20的内沿26b上电力线集中的梳齿部26的断面形状，除了如图2所示的第1电极14的厚度方向的中央部分具有锐角的形状之外，还可容易地实现，例如，第1电极14的厚度方向的最下面上具有锐角的形状、第1电极14的厚度向着内沿26b的方向逐渐变薄的形状。还有在开口部的内壁面上，前述的开口部的形状，可以是从侧断面上看去形成具有锐角形状的突出物以及通过附着导电性微粒子来实现。还有，前述开口部的形状，开口部20的内壁面可以实现双曲面形状(特别在是开口部20的内沿部分上，从侧断面看去，上端部和下端部共同形成锐角的双曲面形状)。

Claims

1.一种电介质组成物，其特征在于：以

一般式：Pb_xBi_p(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃……(1)

所表示的组成物为主要成分，并且该电介质组成物含有的Ni的量换算成NiO的含量为0.05～2.0重量％，其中，0.85≤x≤1.03，0.02≤p≤0.1，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是在以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数，还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。

2.一种电介质组成物，其特征在于：以

一般式：Pb_xBi_pSr_q(Mg_y/3Nb_2/3)_aTi_b-zM_zZr_cO₃……(2)

所表示的组成物为主要成分，并且该电介质组成物含有的Ni的量换算成NiO的含量为0.05～2.0重量％，其中，0.65≤x≤1.01，0.02≤p≤0.1，0.02≤q≤0.20，0.8≤y≤1.0，且a、b、c是以(a，b，c)＝(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)的三点为顶点的三角坐标中，(0.550，0.425，0.025)，(0.550，0.150，0.300)，(0.100，0.150，0.750)，(0.100，0.525，0.375)，(0.375，0.425，0.200)的5个点所包围的范围内的小数，还有，0.02≤z≤0.10，M是从Nb、Ta、Mo、W中选择的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的电介质组成物，其特征在于：该电介质组成物所含有的Mn的量换算成MnO₂的含量为0.05～1.0重量％。

4.一种电介质膜元件，其特征在于：具备有

由权利要求1至3的任何一项所述的电介质组成物构成的电介质层、

在前述电介质层的表面上设置的第1电极、

在前述电介质层的表面或者底面上设置的第2电极和

在前述电介质层的底面设置的前述电介质层的支撑基体；并且，形成的结构是，通过在前述第1电极和第2电极之间施加驱动电压，使得从前述电介质层的前述表面释放出电子。

5.根据权利要求4所述的电介质膜元件，其特征在于：前述电介质层固着在前述基体表面上。

6.根据权利要求4或5所述的电介质膜元件，其特征在于：前述第2电极固着在前述基体的表面上，前述电介质层固着在前述第2电极上。

7.根据权利要求4或5所述的电介质膜元件，其特征在于：前述电介质层的厚度为1～300μm。

8.根据权利要求6所述的电介质膜元件，其特征在于：前述电介质层的厚度为1～300μm。