JP2000057935A - 電子放出発光素子及びこれを用いた表示装置 - Google Patents
電子放出発光素子及びこれを用いた表示装置Info
- Publication number
- JP2000057935A JP2000057935A JP22583698A JP22583698A JP2000057935A JP 2000057935 A JP2000057935 A JP 2000057935A JP 22583698 A JP22583698 A JP 22583698A JP 22583698 A JP22583698 A JP 22583698A JP 2000057935 A JP2000057935 A JP 2000057935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- layer
- metal thin
- electrode
- film 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/312—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field perpendicular to the surface, e.g. tunnel-effect cathodes of Metal-Insulator-Metal [MIM] type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
- H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
- H01J31/123—Flat display tubes
- H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
- H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
- H01J63/06—Lamps with luminescent screen excited by the ray or stream
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い電圧で安定して電子放出することのでき
る簡素な構造の電子放出発光素子及び表示装置を提供す
る。 【解決手段】 電子放出発光素子は、オーミック電極上
に形成された金属又は半導体からなる電子供給層、電子
供給層上に形成された絶縁体層、及び絶縁体層上に形成
された金属薄膜電極からなり、電子供給層及び金属薄膜
電極間に電界が印加されたとき電子を放出する電子放出
素子と、金属薄膜電極上に設けられた蛍光体層と、から
なる。
る簡素な構造の電子放出発光素子及び表示装置を提供す
る。 【解決手段】 電子放出発光素子は、オーミック電極上
に形成された金属又は半導体からなる電子供給層、電子
供給層上に形成された絶縁体層、及び絶縁体層上に形成
された金属薄膜電極からなり、電子供給層及び金属薄膜
電極間に電界が印加されたとき電子を放出する電子放出
素子と、金属薄膜電極上に設けられた蛍光体層と、から
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子及び
これを用いた表示装置に関し、特に電子放出素子の複数
を例えばマトリクス状などの画像表示配列にした電子放
出素子フラットパネルディスプレイ装置に関する。
これを用いた表示装置に関し、特に電子放出素子の複数
を例えばマトリクス状などの画像表示配列にした電子放
出素子フラットパネルディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からフラットパネルディスプレイ装
置として電界電子放出素子のＦＥＤ（field emission d
isplay）が、陰極の加熱を必要としない冷陰極の電子放
出源のアレイを備えた平面形発光ディスプレイとして知
られている。例えば、spindt形冷陰極を用いたＦＥＤの
発光原理は、冷陰極アレイが異なるもののＣＲＴ（cath
ode ray tube）と同様に、陰極から離間したゲート電極
により電子を真空中に引出し、透明陽極に塗布された蛍
光体に衝突させて、発光させるものである。
置として電界電子放出素子のＦＥＤ（field emission d
isplay）が、陰極の加熱を必要としない冷陰極の電子放
出源のアレイを備えた平面形発光ディスプレイとして知
られている。例えば、spindt形冷陰極を用いたＦＥＤの
発光原理は、冷陰極アレイが異なるもののＣＲＴ（cath
ode ray tube）と同様に、陰極から離間したゲート電極
により電子を真空中に引出し、透明陽極に塗布された蛍
光体に衝突させて、発光させるものである。
【０００３】しかしながら、この電界放出源は、微細な
spindt型冷陰極の製造工程が複雑で、その工程数が多い
ので、製造歩留りが低いといった問題がある。また、面
電子源として金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）構造の電子
放出素子がある。このＭＩＭ構造の電子放出素子は、基
板上に陰極としてのＡｌ層、膜厚１０ｎｍ程度のＡｌ2
Ｏ3絶縁体層、膜厚１０ｎｍ程度の陽極としてのＡｕ層
を順に形成した構造を有するものがある。これを真空中
で対向電極の下に配置して下部Ａｌ層と上部Ａｕ層の間
に電圧を印加するとともに対向電極に加速電圧を印加す
ると、電子の一部が上部Ａｕ層から真空中へ飛び出し対
向電極に達する。この発光素子でも電子を対向電極に塗
布された蛍光体に衝突させて、発光させる。
spindt型冷陰極の製造工程が複雑で、その工程数が多い
ので、製造歩留りが低いといった問題がある。また、面
電子源として金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）構造の電子
放出素子がある。このＭＩＭ構造の電子放出素子は、基
板上に陰極としてのＡｌ層、膜厚１０ｎｍ程度のＡｌ2
Ｏ3絶縁体層、膜厚１０ｎｍ程度の陽極としてのＡｕ層
を順に形成した構造を有するものがある。これを真空中
で対向電極の下に配置して下部Ａｌ層と上部Ａｕ層の間
に電圧を印加するとともに対向電極に加速電圧を印加す
ると、電子の一部が上部Ａｕ層から真空中へ飛び出し対
向電極に達する。この発光素子でも電子を対向電極に塗
布された蛍光体に衝突させて、発光させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらを用いたＦＥＤ
では、放出した電子を加速し蛍光体に衝突させるための
真空空間及び加速のための電気回路が必要であり、装置
全体が大きくなる。また、真空空間の保持のためにスペ
ーサを設ける必要もあり、そのために、視認性が悪くな
る。
では、放出した電子を加速し蛍光体に衝突させるための
真空空間及び加速のための電気回路が必要であり、装置
全体が大きくなる。また、真空空間の保持のためにスペ
ーサを設ける必要もあり、そのために、視認性が悪くな
る。
【０００５】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであり、低い電圧で安定して電子放出することのでき
る簡素な構造の電子放出発光素子及びこれを用いたフラ
ットパネルディスプレイ装置などの表示装置を提供する
ことを目的とする。
のであり、低い電圧で安定して電子放出することのでき
る簡素な構造の電子放出発光素子及びこれを用いたフラ
ットパネルディスプレイ装置などの表示装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電子放出発光素
子は、オーミック電極上に形成された金属又は半導体か
らなる電子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁
体層、及び前記絶縁体層上に形成された金属薄膜電極か
らなり、前記電子供給層及び前記金属薄膜電極間に電界
が印加されたとき電子を放出する電子放出素子と、前記
金属薄膜電極上に設けられた蛍光体層と、からなること
を特徴とする。
子は、オーミック電極上に形成された金属又は半導体か
らなる電子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁
体層、及び前記絶縁体層上に形成された金属薄膜電極か
らなり、前記電子供給層及び前記金属薄膜電極間に電界
が印加されたとき電子を放出する電子放出素子と、前記
金属薄膜電極上に設けられた蛍光体層と、からなること
を特徴とする。
【０００７】本発明の電子放出発光素子においては、前
記絶縁体層は誘電体からなり５０ｎｍ以上の膜厚を有す
ることを特徴とする。本発明の表示装置は、各々が、背
面基板の表面に形成されたオーミック電極上に形成され
た金属又は半導体からなる電子供給層、前記電子供給層
上に形成された絶縁体層及び前記絶縁体層上に形成され
た金属薄膜電極からなる電子放出素子と、前記金属薄膜
電極上に設けられた蛍光体層と、からなる電子放出発光
素子の複数を備え、前記蛍光体層に対応する複数の発光
部からなる画像表示配列を有することを特徴とする。
記絶縁体層は誘電体からなり５０ｎｍ以上の膜厚を有す
ることを特徴とする。本発明の表示装置は、各々が、背
面基板の表面に形成されたオーミック電極上に形成され
た金属又は半導体からなる電子供給層、前記電子供給層
上に形成された絶縁体層及び前記絶縁体層上に形成され
た金属薄膜電極からなる電子放出素子と、前記金属薄膜
電極上に設けられた蛍光体層と、からなる電子放出発光
素子の複数を備え、前記蛍光体層に対応する複数の発光
部からなる画像表示配列を有することを特徴とする。
【０００８】本発明の表示装置においては、電子放出発
光素子を挾み前記背面基板に対向する透光性の前面基板
を有することを特徴とする。本発明の表示装置において
は、前記前面基板の内面にコレクタ電極を有することを
特徴とする。本発明の表示装置においては、前記金属薄
膜電極の複数の上にバスラインが形成され、前記オーミ
ック電極及び前記バスラインはそれぞれストライプ状の
電極でありかつ互いに直交する位置に配列されているこ
とを特徴とする。
光素子を挾み前記背面基板に対向する透光性の前面基板
を有することを特徴とする。本発明の表示装置において
は、前記前面基板の内面にコレクタ電極を有することを
特徴とする。本発明の表示装置においては、前記金属薄
膜電極の複数の上にバスラインが形成され、前記オーミ
ック電極及び前記バスラインはそれぞれストライプ状の
電極でありかつ互いに直交する位置に配列されているこ
とを特徴とする。
【０００９】以上の構成により、電子放出素子の金属薄
膜電極上に設けられた蛍光体層を有するので、加速電力
が不要となり装置の駆動系が簡素化され、真空空間も不
要となり軽量な超薄型フラットパネルディスプレイ装置
が得られる。さらに、過剰なスペーサが不要となり視認
性が向上できる。さらに、本発明にかかる電子放出素子
では、絶縁体層は厚い膜厚を有するのでスルーホールが
発生しにくいので製造歩留まりが向上する。また、本発
明の電子放出素子は、画素バルブの発光源、電子顕微鏡
の電子放出源、真空マイクロエレクトロニクス素子など
の高速素子に応用でき、さらに面状又は点状の電子放出
ダイオードとして、ミリ波又はサブミリ波の電磁波を放
出する発光ダイオード又はレーザダイオードとして、さ
らには高速スイッチング素子として動作可能である。
膜電極上に設けられた蛍光体層を有するので、加速電力
が不要となり装置の駆動系が簡素化され、真空空間も不
要となり軽量な超薄型フラットパネルディスプレイ装置
が得られる。さらに、過剰なスペーサが不要となり視認
性が向上できる。さらに、本発明にかかる電子放出素子
では、絶縁体層は厚い膜厚を有するのでスルーホールが
発生しにくいので製造歩留まりが向上する。また、本発
明の電子放出素子は、画素バルブの発光源、電子顕微鏡
の電子放出源、真空マイクロエレクトロニクス素子など
の高速素子に応用でき、さらに面状又は点状の電子放出
ダイオードとして、ミリ波又はサブミリ波の電磁波を放
出する発光ダイオード又はレーザダイオードとして、さ
らには高速スイッチング素子として動作可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１に示すように、本発明に用いる
電子放出素子Ｓは、背面基板のガラス素子基板１０上に
例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、
窒化チタン（ＴｉＮ）などからなるオーミック電極１１
を形成し、その上に金属又はシリコン（Ｓｉ）などの半
導体からなる電子供給層１２を形成し、その上にＳｉＯ
x（Ｘ＝０．１〜２．０）などからなる絶縁体層１３を
積層し、その上に例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）など
の金属薄膜電極１５を積層してなる。特に、絶縁体層１
３は誘電体からなり５０ｎｍ以上の極めて厚い膜厚を有
する。これらの層は、スパッタリング法を通して、Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅあるいはそれらの混合ガス、又はこれら
の希ガスを主成分としＯ2，Ｎ2などを混入した混合ガス
を用いてガス圧 0.1〜 100mTorr好ましくは 0.1〜２０m
Torr、成膜レート 0.1〜1000nm/min好ましくは 0.5〜 1
00nm/minのスパッタ条件で成膜される。
照しつつ説明する。図１に示すように、本発明に用いる
電子放出素子Ｓは、背面基板のガラス素子基板１０上に
例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、
窒化チタン（ＴｉＮ）などからなるオーミック電極１１
を形成し、その上に金属又はシリコン（Ｓｉ）などの半
導体からなる電子供給層１２を形成し、その上にＳｉＯ
x（Ｘ＝０．１〜２．０）などからなる絶縁体層１３を
積層し、その上に例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）など
の金属薄膜電極１５を積層してなる。特に、絶縁体層１
３は誘電体からなり５０ｎｍ以上の極めて厚い膜厚を有
する。これらの層は、スパッタリング法を通して、Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅあるいはそれらの混合ガス、又はこれら
の希ガスを主成分としＯ2，Ｎ2などを混入した混合ガス
を用いてガス圧 0.1〜 100mTorr好ましくは 0.1〜２０m
Torr、成膜レート 0.1〜1000nm/min好ましくは 0.5〜 1
00nm/minのスパッタ条件で成膜される。
【００１１】この電子放出素子の金属薄膜電極１５上に
蛍光体層３が形成されて、電子放出発光素子が形成され
る。蛍光体層３は電子放出素子Ｓから生じた電子を直接
受け、蛍光体に対応する可視光を発光する。蛍光体層３
は、所望色発光の蛍光体を溶液形態としてスピンコート
法などで形成塗布されるが、その形成方法は限定されな
い。なお、素子基板１０の材質はガラスの他に、Ａｌ2
Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4、ＢＮ等のセラミックスでも良い。
蛍光体層３が形成されて、電子放出発光素子が形成され
る。蛍光体層３は電子放出素子Ｓから生じた電子を直接
受け、蛍光体に対応する可視光を発光する。蛍光体層３
は、所望色発光の蛍光体を溶液形態としてスピンコート
法などで形成塗布されるが、その形成方法は限定されな
い。なお、素子基板１０の材質はガラスの他に、Ａｌ2
Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4、ＢＮ等のセラミックスでも良い。
【００１２】さらに、図２に示すように、主に素子の保
護のためにガラスからなる透光性の前面基板１を設ける
ことができる。さらに、前面基板１の内面にインジウム
錫酸化物（いわゆるＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ）、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）などからなる透光性のコレクタ電極２を
設けることもでき、電子放出発光素子から漏れた電子を
回収できる。この電子放出発光素子の対向する前面及び
背面基板１０，１は透明接着剤で接着され、それらの周
囲はスペーサなどで保持される。
護のためにガラスからなる透光性の前面基板１を設ける
ことができる。さらに、前面基板１の内面にインジウム
錫酸化物（いわゆるＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ）、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）などからなる透光性のコレクタ電極２を
設けることもでき、電子放出発光素子から漏れた電子を
回収できる。この電子放出発光素子の対向する前面及び
背面基板１０，１は透明接着剤で接着され、それらの周
囲はスペーサなどで保持される。
【００１３】この素子の電子放出原理は、図１に示すよ
うに、表面の金属薄膜電極１５を正電位Ｖｄとし裏面オ
ーミック電極１１を接地電位としたダイオード構造から
説明できる。オーミック電極１１と金属薄膜電極１５と
の間に電圧Ｖｄを印加し電子供給層１２に電子を注入す
ると、ダイオード電流Ｉｄが流れ、絶縁体層１３は高抵
抗であるので、印加電界の大部分は絶縁体層１３にかか
る。電子は、金属薄膜電極１５側に向けて絶縁体層１３
内を移動する。金属薄膜電極１５付近に達した電子は、
そこで強電界によって一部は金属薄膜電極１５から蛍光
体層３に放出されて、所望色の可視光を発光させる。ま
た、対向したコレクタ電極（透明電極）２を設けた場
合、薄膜電極１５から放出され蛍光体層３を透過した電
子ｅ（放出電流Ｉｅ）は、コレクタ電極２に集められ
る。
うに、表面の金属薄膜電極１５を正電位Ｖｄとし裏面オ
ーミック電極１１を接地電位としたダイオード構造から
説明できる。オーミック電極１１と金属薄膜電極１５と
の間に電圧Ｖｄを印加し電子供給層１２に電子を注入す
ると、ダイオード電流Ｉｄが流れ、絶縁体層１３は高抵
抗であるので、印加電界の大部分は絶縁体層１３にかか
る。電子は、金属薄膜電極１５側に向けて絶縁体層１３
内を移動する。金属薄膜電極１５付近に達した電子は、
そこで強電界によって一部は金属薄膜電極１５から蛍光
体層３に放出されて、所望色の可視光を発光させる。ま
た、対向したコレクタ電極（透明電極）２を設けた場
合、薄膜電極１５から放出され蛍光体層３を透過した電
子ｅ（放出電流Ｉｅ）は、コレクタ電極２に集められ
る。
【００１４】電子放出素子Ｓの電子供給層１２の材料と
してはＳｉが特に有効であるが、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）や、ａ−Ｓｉのダンリングボンドを水素
（Ｈ）で終結させた水素化アモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ：Ｈ）、さらにＳｉの一部を炭素（Ｃ）で置換した
水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：
Ｈ）や、Ｓｉの一部を窒素（Ｎ）で置換した水素化アモ
ルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ：Ｈ）など
の化合物半導体も用いられ、ホウ素、アンチモンをドー
プしたシリコンも用いられ得る。Ｓｉの代わりにゲルマ
ニウム（Ｇｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ヒ化ガリウ
ム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、セレン
化カドミウム（ＣｄＳｅ）など、ＩＶ族、III-Ｖ族、II
-VI族などの単体半導体及び化合物半導体も電子供給層
に用いられ得る。
してはＳｉが特に有効であるが、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）や、ａ−Ｓｉのダンリングボンドを水素
（Ｈ）で終結させた水素化アモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ：Ｈ）、さらにＳｉの一部を炭素（Ｃ）で置換した
水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：
Ｈ）や、Ｓｉの一部を窒素（Ｎ）で置換した水素化アモ
ルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ：Ｈ）など
の化合物半導体も用いられ、ホウ素、アンチモンをドー
プしたシリコンも用いられ得る。Ｓｉの代わりにゲルマ
ニウム（Ｇｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ヒ化ガリウ
ム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、セレン
化カドミウム（ＣｄＳｅ）など、ＩＶ族、III-Ｖ族、II
-VI族などの単体半導体及び化合物半導体も電子供給層
に用いられ得る。
【００１５】又は、電子供給層１２の材料としてＡｌ，
Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属でも有効であるが、Ｓｃ，
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｇａ，
Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｃ
ｄ，Ｌｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，
Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕなども用いられ得る。
Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属でも有効であるが、Ｓｃ，
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｇａ，
Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｃ
ｄ，Ｌｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，
Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕなども用いられ得る。
【００１６】絶縁体層１３の誘電体材料としては、酸化
珪素ＳｉＯx（ｘは原子比を示す）が特に有効である
が、ＬｉＯx，ＬｉＮx，ＮａＯx，ＫＯx，ＲｂＯx，Ｃ
ｓＯx，ＢｅＯx，ＭｇＯx，ＭｇＮx，ＣａＯx，Ｃａ
Ｎx，ＳｒＯx，ＢａＯx，ＳｃＯx，ＹＯx，ＹＮx，Ｌａ
Ｏ x，ＬａＮx，ＣｅＯx，ＰｒＯx，ＮｄＯx，ＳｍＯx，
ＥｕＯx，ＧｄＯx，ＴｂＯ x，ＤｙＯx，ＨｏＯx，Ｅｒ
Ｏx，ＴｍＯx，ＹｂＯx，ＬｕＯx，ＴｂＯx，ＤｙＯ x，
ＨｏＯx，ＥｒＯx，ＴｍＯx，ＹｂＯx，ＬｕＯx，Ｔｉ
Ｏx，ＺｒＯx，ＺｒＮ x，ＨｆＯx，ＨｆＮx，ＴｈＯx，
ＶＯx，ＶＮx，ＮｂＯx，ＮｂＮx，ＴａＯx，ＴａＮx，
ＣｒＯx，ＣｒＮx，ＭｏＯx，ＭｏＮx，ＷＯx，ＷＮx，
ＭｎＯx，ＲｅＯx，ＦｅＯx，ＦｅＮx，ＲｕＯx，Ｏｓ
Ｏx，ＣｏＯx，ＲｈＯx，ＩｒＯx，ＮｉＯx，ＰｄＯx，
ＰｔＯx，ＣｕＯx，ＣｕＮx，ＡｇＯx，ＡｕＯx，Ｚｎ
Ｏx，ＣｄＯx，ＨｇＯx，ＢＯx，ＢＮx，ＡｌＯx，Ａｌ
Ｎx，ＧａＯx，ＧａＮx，ＩｎＯx，ＳｉＮx，ＧｅＯx，
ＳｎＯx，ＰｂＯx，ＰＯx，ＰＮx，ＡｓＯx，ＳｂＯx，
ＳｅＯx，ＴｅＯxなどの金属酸化物又は金属窒化物でも
よい。
珪素ＳｉＯx（ｘは原子比を示す）が特に有効である
が、ＬｉＯx，ＬｉＮx，ＮａＯx，ＫＯx，ＲｂＯx，Ｃ
ｓＯx，ＢｅＯx，ＭｇＯx，ＭｇＮx，ＣａＯx，Ｃａ
Ｎx，ＳｒＯx，ＢａＯx，ＳｃＯx，ＹＯx，ＹＮx，Ｌａ
Ｏ x，ＬａＮx，ＣｅＯx，ＰｒＯx，ＮｄＯx，ＳｍＯx，
ＥｕＯx，ＧｄＯx，ＴｂＯ x，ＤｙＯx，ＨｏＯx，Ｅｒ
Ｏx，ＴｍＯx，ＹｂＯx，ＬｕＯx，ＴｂＯx，ＤｙＯ x，
ＨｏＯx，ＥｒＯx，ＴｍＯx，ＹｂＯx，ＬｕＯx，Ｔｉ
Ｏx，ＺｒＯx，ＺｒＮ x，ＨｆＯx，ＨｆＮx，ＴｈＯx，
ＶＯx，ＶＮx，ＮｂＯx，ＮｂＮx，ＴａＯx，ＴａＮx，
ＣｒＯx，ＣｒＮx，ＭｏＯx，ＭｏＮx，ＷＯx，ＷＮx，
ＭｎＯx，ＲｅＯx，ＦｅＯx，ＦｅＮx，ＲｕＯx，Ｏｓ
Ｏx，ＣｏＯx，ＲｈＯx，ＩｒＯx，ＮｉＯx，ＰｄＯx，
ＰｔＯx，ＣｕＯx，ＣｕＮx，ＡｇＯx，ＡｕＯx，Ｚｎ
Ｏx，ＣｄＯx，ＨｇＯx，ＢＯx，ＢＮx，ＡｌＯx，Ａｌ
Ｎx，ＧａＯx，ＧａＮx，ＩｎＯx，ＳｉＮx，ＧｅＯx，
ＳｎＯx，ＰｂＯx，ＰＯx，ＰＮx，ＡｓＯx，ＳｂＯx，
ＳｅＯx，ＴｅＯxなどの金属酸化物又は金属窒化物でも
よい。
【００１７】また、ＬｉＡｌＯ2，Ｌｉ2ＳｉＯ3，Ｌｉ2
ＴｉＯ3，Ｎａ2Ａｌ22Ｏ34，ＮａＦｅＯ2，Ｎａ4ＳｉＯ
4，Ｋ2ＳｉＯ3，Ｋ2ＴｉＯ3，Ｋ2ＷＯ4，Ｒｂ2Ｃｒ
Ｏ4，ＣＳ2ＣｒＯ4，ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＭｇＦｅ2Ｏ4，Ｍ
ｇＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，ＣａＷＯ4，ＣａＺｒＯ3，Ｓ
ｒＦｅ12Ｏ19，ＳｒＴｉＯ3，ＳｒＺｒＯ3，ＢａＡｌ2
Ｏ4，ＢａＦｅ12Ｏ19，ＢａＴｉＯ3，Ｙ3Ａｌ5Ｏ12，Ｙ
3Ｆｅ5Ｏ12，ＬａＦｅＯ3，Ｌａ3Ｆｅ5Ｏ12，Ｌａ2Ｔｉ
2Ｏ7，ＣｅＳｎＯ4，ＣｅＴｉＯ4，Ｓｍ3Ｆｅ5Ｏ12，Ｅ
ｕＦｅＯ3，Ｅｕ3Ｆｅ5Ｏ12，ＧｄＦｅＯ3，Ｇｄ3Ｆｅ5
Ｏ12，ＤｙＦｅＯ3，Ｄｙ3Ｆｅ5Ｏ12，ＨｏＦｅＯ3，Ｈ
ｏ3Ｆｅ5Ｏ12，ＥｒＦｅＯ3，Ｅｒ3Ｆｅ5Ｏ 12，Ｔｍ3Ｆ
ｅ5Ｏ12，ＬｕＦｅＯ3，Ｌｕ3Ｆｅ5Ｏ12，ＮｉＴｉ
Ｏ3，Ａｌ2ＴｉＯ3，ＦｅＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ3，Ｌｉ
ＺｒＯ3，ＭｇＺｒＯ3，ＨｆＴｉＯ4，ＮＨ4ＶＯ3，Ａ
ｇＶＯ3，ＬｉＶＯ3，ＢａＮｂ2Ｏ6，ＮａＮｂＯ3，Ｓ
ｒＮｂ2Ｏ6，ＫＴａＯ3，ＮａＴａＯ3，ＳｒＴａ2Ｏ6，
ＣｕＣｒ2Ｏ4，Ａｇ2ＣｒＯ4，ＢａＣｒＯ4，Ｋ2ＭｏＯ
4，Ｎａ2ＭｏＯ4，ＮｉＭｏＯ4，ＢａＷＯ4，Ｎａ2ＷＯ
4，ＳｒＷＯ4，ＭｎＣｒ2Ｏ4，ＭｎＦｅ2Ｏ4，ＭｎＴｉ
Ｏ3，ＭｎＷＯ4，ＣｏＦｅ2Ｏ4，ＮｎＦｅ2Ｏ4，ＦｅＷ
Ｏ4，ＣｏＭｏＯ4，ＣｏＴｉＯ3，ＣｏＷＯ4，ＮｉＦｅ
2Ｏ4，ＮｉＷＯ4，ＣｕＦｅ2Ｏ4，ＣｕＭｏＯ4，ＣｕＴ
ｉＯ3，ＣｕＷＯ4，Ａｇ2ＭｏＯ4，Ａｇ2ＷＯ4，ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4，ＺｎＭｏＯ4，ＺｎＷＯ4，ＣｄＳｎＯ3，Ｃｄ
ＴｉＯ3，ＣｄＭｏＯ4，ＣｄＷＯ4，ＮａＡｌＯ2，Ｍｇ
Ａｌ2Ｏ4，ＳｒＡｌ2Ｏ4，Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12，ＩｎＦｅＯ
3，ＭｇＩｎ2Ｏ4，Ａｌ2ＴｉＯ5，ＦｅＴｉＯ3，ＭｇＴ
ｉＯ3，Ｎａ2ＳｉＯ3，ＣａＳｉＯ3，ＺｒＳｉＯ4，Ｋ2
ＧｅＯ3，Ｌｉ2ＧｅＯ3，Ｎａ2ＧｅＯ3，Ｂｉ2Ｓｎ
3Ｏ9，ＭｇＳｎＯ3，ＳｒＳｎＯ3，ＰｂＳｉＯ3，Ｐｂ
ＭｏＯ4，ＰｂＴｉＯ3，ＳｎＯ2−Ｓｂ2Ｏ3，ＣｕＳｅ
Ｏ4，Ｎａ2ＳｅＯ3，ＺｎＳｅＯ3，Ｋ2ＴｅＯ3，Ｋ2Ｔ
ｅＯ4，Ｎａ2ＴｅＯ3，Ｎａ2ＴｅＯ4などの金属複合酸
化物、ＦｅＳ，Ａｌ2Ｓ3，ＭｇＳ，ＺｎＳなどの硫化
物、ＬｉＦ，ＭｇＦ2，ＳｍＦ3などのフッ化物、ＨｇＣ
ｌ，ＦｅＣｌ2，ＣｒＣｌ3などの塩化物、ＡｇＢｒ，Ｃ
ｕＢｒ，ＭｎＢｒ2などの臭化物、ＰｂＩ2，ＣｕＩ，Ｆ
ｅＩ2などのヨウ化物、又は、ＳｉＡｌＯＮなどの金属
酸化窒化物でも絶縁体層１３の誘電体材料として有効で
ある。
ＴｉＯ3，Ｎａ2Ａｌ22Ｏ34，ＮａＦｅＯ2，Ｎａ4ＳｉＯ
4，Ｋ2ＳｉＯ3，Ｋ2ＴｉＯ3，Ｋ2ＷＯ4，Ｒｂ2Ｃｒ
Ｏ4，ＣＳ2ＣｒＯ4，ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＭｇＦｅ2Ｏ4，Ｍ
ｇＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，ＣａＷＯ4，ＣａＺｒＯ3，Ｓ
ｒＦｅ12Ｏ19，ＳｒＴｉＯ3，ＳｒＺｒＯ3，ＢａＡｌ2
Ｏ4，ＢａＦｅ12Ｏ19，ＢａＴｉＯ3，Ｙ3Ａｌ5Ｏ12，Ｙ
3Ｆｅ5Ｏ12，ＬａＦｅＯ3，Ｌａ3Ｆｅ5Ｏ12，Ｌａ2Ｔｉ
2Ｏ7，ＣｅＳｎＯ4，ＣｅＴｉＯ4，Ｓｍ3Ｆｅ5Ｏ12，Ｅ
ｕＦｅＯ3，Ｅｕ3Ｆｅ5Ｏ12，ＧｄＦｅＯ3，Ｇｄ3Ｆｅ5
Ｏ12，ＤｙＦｅＯ3，Ｄｙ3Ｆｅ5Ｏ12，ＨｏＦｅＯ3，Ｈ
ｏ3Ｆｅ5Ｏ12，ＥｒＦｅＯ3，Ｅｒ3Ｆｅ5Ｏ 12，Ｔｍ3Ｆ
ｅ5Ｏ12，ＬｕＦｅＯ3，Ｌｕ3Ｆｅ5Ｏ12，ＮｉＴｉ
Ｏ3，Ａｌ2ＴｉＯ3，ＦｅＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ3，Ｌｉ
ＺｒＯ3，ＭｇＺｒＯ3，ＨｆＴｉＯ4，ＮＨ4ＶＯ3，Ａ
ｇＶＯ3，ＬｉＶＯ3，ＢａＮｂ2Ｏ6，ＮａＮｂＯ3，Ｓ
ｒＮｂ2Ｏ6，ＫＴａＯ3，ＮａＴａＯ3，ＳｒＴａ2Ｏ6，
ＣｕＣｒ2Ｏ4，Ａｇ2ＣｒＯ4，ＢａＣｒＯ4，Ｋ2ＭｏＯ
4，Ｎａ2ＭｏＯ4，ＮｉＭｏＯ4，ＢａＷＯ4，Ｎａ2ＷＯ
4，ＳｒＷＯ4，ＭｎＣｒ2Ｏ4，ＭｎＦｅ2Ｏ4，ＭｎＴｉ
Ｏ3，ＭｎＷＯ4，ＣｏＦｅ2Ｏ4，ＮｎＦｅ2Ｏ4，ＦｅＷ
Ｏ4，ＣｏＭｏＯ4，ＣｏＴｉＯ3，ＣｏＷＯ4，ＮｉＦｅ
2Ｏ4，ＮｉＷＯ4，ＣｕＦｅ2Ｏ4，ＣｕＭｏＯ4，ＣｕＴ
ｉＯ3，ＣｕＷＯ4，Ａｇ2ＭｏＯ4，Ａｇ2ＷＯ4，ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4，ＺｎＭｏＯ4，ＺｎＷＯ4，ＣｄＳｎＯ3，Ｃｄ
ＴｉＯ3，ＣｄＭｏＯ4，ＣｄＷＯ4，ＮａＡｌＯ2，Ｍｇ
Ａｌ2Ｏ4，ＳｒＡｌ2Ｏ4，Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12，ＩｎＦｅＯ
3，ＭｇＩｎ2Ｏ4，Ａｌ2ＴｉＯ5，ＦｅＴｉＯ3，ＭｇＴ
ｉＯ3，Ｎａ2ＳｉＯ3，ＣａＳｉＯ3，ＺｒＳｉＯ4，Ｋ2
ＧｅＯ3，Ｌｉ2ＧｅＯ3，Ｎａ2ＧｅＯ3，Ｂｉ2Ｓｎ
3Ｏ9，ＭｇＳｎＯ3，ＳｒＳｎＯ3，ＰｂＳｉＯ3，Ｐｂ
ＭｏＯ4，ＰｂＴｉＯ3，ＳｎＯ2−Ｓｂ2Ｏ3，ＣｕＳｅ
Ｏ4，Ｎａ2ＳｅＯ3，ＺｎＳｅＯ3，Ｋ2ＴｅＯ3，Ｋ2Ｔ
ｅＯ4，Ｎａ2ＴｅＯ3，Ｎａ2ＴｅＯ4などの金属複合酸
化物、ＦｅＳ，Ａｌ2Ｓ3，ＭｇＳ，ＺｎＳなどの硫化
物、ＬｉＦ，ＭｇＦ2，ＳｍＦ3などのフッ化物、ＨｇＣ
ｌ，ＦｅＣｌ2，ＣｒＣｌ3などの塩化物、ＡｇＢｒ，Ｃ
ｕＢｒ，ＭｎＢｒ2などの臭化物、ＰｂＩ2，ＣｕＩ，Ｆ
ｅＩ2などのヨウ化物、又は、ＳｉＡｌＯＮなどの金属
酸化窒化物でも絶縁体層１３の誘電体材料として有効で
ある。
【００１８】さらに、絶縁体層１３の誘電体材料として
ダイヤモンド，フラーレン(C2n)などの炭素、或いは、A
l4C3，B4C，CaC2，Cr3C2，Mo2C，MoC，NbC，SiC，TaC，
TiC，VC，W2C，WC，ZrCなどの金属炭化物も有効であ
る。なお、フラーレン(C2n)は炭素原子だけからなりＣ
60に代表される球面篭状分子でＣ32〜Ｃ960などがあ
り、また、上式中、Ox，Nxのｘは原子比を表す。以下、
同じ。
ダイヤモンド，フラーレン(C2n)などの炭素、或いは、A
l4C3，B4C，CaC2，Cr3C2，Mo2C，MoC，NbC，SiC，TaC，
TiC，VC，W2C，WC，ZrCなどの金属炭化物も有効であ
る。なお、フラーレン(C2n)は炭素原子だけからなりＣ
60に代表される球面篭状分子でＣ32〜Ｃ960などがあ
り、また、上式中、Ox，Nxのｘは原子比を表す。以下、
同じ。
【００１９】絶縁体層の厚さは、５０ｎｍ以上、好まし
くは 100〜1000ｎｍ程度である。電子放出側の金属薄膜
電極１５の材料としてはＰｔ，Ａｕ，Ｗ，Ｒｕ，Ｉｒな
どの金属が有効であるが、Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｙ，
Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｌ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなども用いられ得
る。
くは 100〜1000ｎｍ程度である。電子放出側の金属薄膜
電極１５の材料としてはＰｔ，Ａｕ，Ｗ，Ｒｕ，Ｉｒな
どの金属が有効であるが、Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｙ，
Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｌ
ｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕなども用いられ得
る。
【００２０】またこれらの電子放出素子の成膜法として
は、スパッタリング法が特に有効であるが、真空蒸着
法、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、レーザ
アブレーション法、ＭＢＥ（molecular beam epitaxy）
法、イオンビームスパッタリング法でも有効である。実
際に、例えば、背面基板内面に、スパッタリング法によ
りＴｉＮのオーミック電極を厚さ３００ｎｍ、その上に
Ｓｉの電子供給層を約５μｍ、その上にＳｉＯxの絶縁
体層を４００ｎｍ、その上にＰｔの金属薄膜電極を約１
０ｎｍ成膜して電子放出素子単体を作製した。その金属
薄膜電極上に緑発光の蛍光体層を塗布して、電子放出発
光素子を完成させた。さらに、比較例として、金属薄膜
電極上に蛍光体層を塗布せずに、内面にＩＴＯコレクタ
電極及び蛍光体層を形成した透明前面ガラス基板を、金
属薄膜電極から５ｍｍ離間して真空空間を設けた以外、
上記実施例と同様の発光素子を作製した。これら素子の
金属薄膜電極及びオーミック電極の間に素子電圧４０〜
８０Ｖ印加してダイオード電流Ｉｄ及び発光輝度の特性
を調べた。なお、比較例においては印加した加速電圧を
も測定した。下記表にその結果を示す。
は、スパッタリング法が特に有効であるが、真空蒸着
法、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、レーザ
アブレーション法、ＭＢＥ（molecular beam epitaxy）
法、イオンビームスパッタリング法でも有効である。実
際に、例えば、背面基板内面に、スパッタリング法によ
りＴｉＮのオーミック電極を厚さ３００ｎｍ、その上に
Ｓｉの電子供給層を約５μｍ、その上にＳｉＯxの絶縁
体層を４００ｎｍ、その上にＰｔの金属薄膜電極を約１
０ｎｍ成膜して電子放出素子単体を作製した。その金属
薄膜電極上に緑発光の蛍光体層を塗布して、電子放出発
光素子を完成させた。さらに、比較例として、金属薄膜
電極上に蛍光体層を塗布せずに、内面にＩＴＯコレクタ
電極及び蛍光体層を形成した透明前面ガラス基板を、金
属薄膜電極から５ｍｍ離間して真空空間を設けた以外、
上記実施例と同様の発光素子を作製した。これら素子の
金属薄膜電極及びオーミック電極の間に素子電圧４０〜
８０Ｖ印加してダイオード電流Ｉｄ及び発光輝度の特性
を調べた。なお、比較例においては印加した加速電圧を
も測定した。下記表にその結果を示す。
【００２１】
【表１】 発光状態は、蛍光体層を直接塗布した実施例の素子は小
さな輝点の集まりとして見え、素子に真空空間を設けた
比較例では大きな輝点の集まりとして見えた。なお、い
ずれの場合も輝点の輝度は揺らいでおり、表の輝度は各
状態における略平均値の値である。実施例の場合、素子
電圧８０Ｖで輝度のピークは６〜７ｃｄ／ｍ2が観測さ
れた。
さな輝点の集まりとして見え、素子に真空空間を設けた
比較例では大きな輝点の集まりとして見えた。なお、い
ずれの場合も輝点の輝度は揺らいでおり、表の輝度は各
状態における略平均値の値である。実施例の場合、素子
電圧８０Ｖで輝度のピークは６〜７ｃｄ／ｍ2が観測さ
れた。
【００２２】上記結果より、実施例の電子放出素子に直
接蛍光体を塗布した発光素子は、５ｍｍの真空空間を有
する比較例において４００〜４５０Ｖの加速電圧を印加
した発光素子と、ほぼ同等の輝度が得られていることが
分かる。さらに、絶縁体層の膜厚を２５ｎｍ、５０ｎ
ｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎ
ｍと変化させた以外、上記電子放出発光素子と同様に作
製した素子の複数について、駆動電圧Ｖｄを１１０Ｖ印
加して、放出電流Ｉｅ及び電子放出効率（Ｉｅ／Ｉｄ）
の特性を調べた。その結果を、図３及び図４に示す。図
３に示すように、膜厚５０ｎｍ〜１０００ｎｍの絶縁体
層を有するいずれの素子において、１×１０-6A/cm2以
上の放出電流すなわちエミッション電流が得られること
が分かる。また、図４に示すように、膜厚５０ｎｍ〜１
０００ｎｍの絶縁体層を有するいずれの素子において、
１×１０-3以上の電子放出効率（Ｉｅ／Ｉｄ）が得られ
ることが分かる。
接蛍光体を塗布した発光素子は、５ｍｍの真空空間を有
する比較例において４００〜４５０Ｖの加速電圧を印加
した発光素子と、ほぼ同等の輝度が得られていることが
分かる。さらに、絶縁体層の膜厚を２５ｎｍ、５０ｎ
ｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎ
ｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎ
ｍと変化させた以外、上記電子放出発光素子と同様に作
製した素子の複数について、駆動電圧Ｖｄを１１０Ｖ印
加して、放出電流Ｉｅ及び電子放出効率（Ｉｅ／Ｉｄ）
の特性を調べた。その結果を、図３及び図４に示す。図
３に示すように、膜厚５０ｎｍ〜１０００ｎｍの絶縁体
層を有するいずれの素子において、１×１０-6A/cm2以
上の放出電流すなわちエミッション電流が得られること
が分かる。また、図４に示すように、膜厚５０ｎｍ〜１
０００ｎｍの絶縁体層を有するいずれの素子において、
１×１０-3以上の電子放出効率（Ｉｅ／Ｉｄ）が得られ
ることが分かる。
【００２３】スパッタリング法で成膜した絶縁体層の表
面をＳＥＭで観察したところ、２０ｎｍ程度の微細構造
からなることを特徴としていることが判った。５０ｎｍ
以上の膜厚を有しながらトンネル電流が流れるといった
特異な現象はこの特徴に起因すると考えられる。図５
は、実施例の電子放出素子フラットパネルディスプレイ
装置を示す。
面をＳＥＭで観察したところ、２０ｎｍ程度の微細構造
からなることを特徴としていることが判った。５０ｎｍ
以上の膜厚を有しながらトンネル電流が流れるといった
特異な現象はこの特徴に起因すると考えられる。図５
は、実施例の電子放出素子フラットパネルディスプレイ
装置を示す。
【００２４】背面基板１０内面には、それぞれ平行に伸
長する複数のオーミック電極１１が予め形成されてい
る。オーミック電極１１は、カラーディスプレイパネル
とするために赤、緑、青のＲ，Ｇ，Ｂ色信号に応じて３
本１組となっており、それぞれに所定信号が印加され
る。共通のオーミック電極１１に沿って電子放出素子Ｓ
の複数が配置されている。それぞれが平行に伸長する複
数のバスライン１６は、隣接する素子の金属薄膜電極１
５の一部上に、これらを電気的に接続するために形成さ
れ、オーミック電極１１に垂直に伸長して架設されてい
る。オーミック電極１１及びバスライン１６の交点が電
子放出素子Ｓに対応する。オーミック電極の寸法として
例をあげると、幅１６０μｍ、厚さ０．３μｍ、線間隔
３００μｍである。図５に示す金属薄膜電極１５及びス
トライプのオーミック電極１１の交点間には、図１に示
したように、絶縁体層及び電子供給層が積層されてい
る。
長する複数のオーミック電極１１が予め形成されてい
る。オーミック電極１１は、カラーディスプレイパネル
とするために赤、緑、青のＲ，Ｇ，Ｂ色信号に応じて３
本１組となっており、それぞれに所定信号が印加され
る。共通のオーミック電極１１に沿って電子放出素子Ｓ
の複数が配置されている。それぞれが平行に伸長する複
数のバスライン１６は、隣接する素子の金属薄膜電極１
５の一部上に、これらを電気的に接続するために形成さ
れ、オーミック電極１１に垂直に伸長して架設されてい
る。オーミック電極１１及びバスライン１６の交点が電
子放出素子Ｓに対応する。オーミック電極の寸法として
例をあげると、幅１６０μｍ、厚さ０．３μｍ、線間隔
３００μｍである。図５に示す金属薄膜電極１５及びス
トライプのオーミック電極１１の交点間には、図１に示
したように、絶縁体層及び電子供給層が積層されてい
る。
【００２５】電子放出素子Ｓの各々を取り囲み複数の電
子放出領域に区画する絶縁性支持部１７が形成されてい
る。この絶縁性支持部１７はバスライン１６を支え、断
線を防止する。すなわち、電子放出素子以外の周縁部に
あらかじめ絶縁性支持部、或いは電気抵抗の大きい物質
を、その後の工程で電子放出素子を形成した場合の最終
的な厚さと同程度に成膜しておくのである。絶縁性支持
部１７の厚さは例えば５μｍとしている。
子放出領域に区画する絶縁性支持部１７が形成されてい
る。この絶縁性支持部１７はバスライン１６を支え、断
線を防止する。すなわち、電子放出素子以外の周縁部に
あらかじめ絶縁性支持部、或いは電気抵抗の大きい物質
を、その後の工程で電子放出素子を形成した場合の最終
的な厚さと同程度に成膜しておくのである。絶縁性支持
部１７の厚さは例えば５μｍとしている。
【００２６】さらに、本実施例では、金属薄膜電極１５
及び絶縁性支持部１７上には、オーミック電極１１に沿
って赤Ｒ，青Ｇ，緑Ｂに対応する蛍光体からなる蛍光体
層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂがそれぞれ形成されている。よっ
て、本発明の表示装置の駆動方式としては単純マトリク
ス方式又はアクティブマトリクス方式が適用できる。更
に、バスライン１６の材料としては、Ａｕ，Ｐｔ，Ａ
ｌ，Ｃｕ等の一般にＩＣの配線に用いられる物で良く、
各素子にほぼ同電位を供給可能ならしめるに足る厚さ
で、 0.1〜５０μｍが適当である。但し、抵抗値が許容
できるのであればバスラインを使用しないで、金属薄膜
電極に使用する材料を使用することもできる。図５で
は、背面基板１０の金属薄膜電極１５上に設けられたバ
スライン１６の形状が単純な直線状で形成されている
が、バスライン１６を直線状でなく、電子放出素子の金
属薄膜電極１５の間において、金属薄膜電極上における
幅よりも大なる幅を有するように、すなわち電子放出素
子の間では素子上よりも太くなるように形成することが
好ましい。これによって、バスラインの抵抗値を低減で
きる。
及び絶縁性支持部１７上には、オーミック電極１１に沿
って赤Ｒ，青Ｇ，緑Ｂに対応する蛍光体からなる蛍光体
層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂがそれぞれ形成されている。よっ
て、本発明の表示装置の駆動方式としては単純マトリク
ス方式又はアクティブマトリクス方式が適用できる。更
に、バスライン１６の材料としては、Ａｕ，Ｐｔ，Ａ
ｌ，Ｃｕ等の一般にＩＣの配線に用いられる物で良く、
各素子にほぼ同電位を供給可能ならしめるに足る厚さ
で、 0.1〜５０μｍが適当である。但し、抵抗値が許容
できるのであればバスラインを使用しないで、金属薄膜
電極に使用する材料を使用することもできる。図５で
は、背面基板１０の金属薄膜電極１５上に設けられたバ
スライン１６の形状が単純な直線状で形成されている
が、バスライン１６を直線状でなく、電子放出素子の金
属薄膜電極１５の間において、金属薄膜電極上における
幅よりも大なる幅を有するように、すなわち電子放出素
子の間では素子上よりも太くなるように形成することが
好ましい。これによって、バスラインの抵抗値を低減で
きる。
【００２７】実施例のフラットパネルディスプレイ装置
は、背面基板１０の蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの上に透
明接着剤などによってガラスなどの透光性の前面基板１
を設けることもできる。また、表示面である透明ガラス
などの透光性の前面基板１の内面（背面基板１０と対向
する面）には、ＩＴＯからなる透明なコレクタ電極を設
けることもできる。また、蛍光体層を蛍光体を熱可塑性
バインダなどに分散させて、発光素子を担持した背面基
板１０と前面基板１とを蛍光体層を介して直接接着剤さ
せることもできる。
は、背面基板１０の蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの上に透
明接着剤などによってガラスなどの透光性の前面基板１
を設けることもできる。また、表示面である透明ガラス
などの透光性の前面基板１の内面（背面基板１０と対向
する面）には、ＩＴＯからなる透明なコレクタ電極を設
けることもできる。また、蛍光体層を蛍光体を熱可塑性
バインダなどに分散させて、発光素子を担持した背面基
板１０と前面基板１とを蛍光体層を介して直接接着剤さ
せることもできる。
【００２８】なお、図５では図示しないが背面基板１０
及びオーミック電極１１間には、ＳｉＯx，ＳｉＮx，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどの絶縁体からなるインシュレータ層
を形成してもよい。インシュレータ層はガラスの背面基
板１０から素子への悪影響（アルカリ成分などに不純物
の溶出や、基板面の凹凸など）を防ぐ働きをなす。
及びオーミック電極１１間には、ＳｉＯx，ＳｉＮx，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどの絶縁体からなるインシュレータ層
を形成してもよい。インシュレータ層はガラスの背面基
板１０から素子への悪影響（アルカリ成分などに不純物
の溶出や、基板面の凹凸など）を防ぐ働きをなす。
【図１】 本発明による実施例の電子放出素子の概略断
面図である。
面図である。
【図２】 本発明による他の実施例の電子放出素子の概
略断面図である。
略断面図である。
【図３】 本発明による電子放出素子の絶縁体層膜厚と
放出電流の関係を示すグラフである。
放出電流の関係を示すグラフである。
【図４】 本発明による電子放出素子の絶縁体層膜厚と
電子放出効率の関係を示すグラフである。
電子放出効率の関係を示すグラフである。
【図５】 本発明による実施例の電子放出素子フラット
パネルディスプレイ装置を示す概略部分斜視図である。
パネルディスプレイ装置を示す概略部分斜視図である。
１ 透光性の前面基板 ２ コレクタ電極 ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ 蛍光体層 ４ 真空空間 １０ 背面基板 １１ オーミック電極 １２ 電子供給層 １３ 絶縁体層 １５ 金属薄膜電極 １６ バスライン １７ 絶縁性支持部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 高士 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 中馬 隆 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 根岸 伸安 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 岩崎 新吾 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 秦 拓也 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 吉川 高正 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 伊藤 寛 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 小笠原 清秀 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 5C031 DD09 5C036 EF01 EF06 EG02 EG12
Claims (6)
- 【請求項１】 オーミック電極上に形成された金属又は
半導体からなる電子供給層、前記電子供給層上に形成さ
れた絶縁体層、及び前記絶縁体層上に形成された金属薄
膜電極からなり、前記電子供給層及び前記金属薄膜電極
間に電界が印加されたとき電子を放出する電子放出素子
と、 前記金属薄膜電極上に設けられた蛍光体層と、からなる
ことを特徴とする電子放出発光素子。 - 【請求項２】 前記絶縁体層は誘電体からなり５０ｎｍ
以上の膜厚を有することを特徴とする請求項１記載の電
子放出発光素子。 - 【請求項３】 各々が、背面基板の表面に形成されたオ
ーミック電極上に形成された金属又は半導体からなる電
子供給層、前記電子供給層上に形成された絶縁体層及び
前記絶縁体層上に形成された金属薄膜電極からなる電子
放出素子と、前記金属薄膜電極上に設けられた蛍光体層
と、からなる電子放出発光素子の複数を備え、前記蛍光
体層に対応する複数の発光部からなる画像表示配列を有
することを特徴とする表示装置。 - 【請求項４】 前記電子放出発光素子を挾み前記背面基
板に対向する透光性の前面基板を有することを特徴とす
る請求項３記載の表示装置。 - 【請求項５】 前記前面基板の内面にコレクタ電極を有
することを特徴とする請求項４記載の表示装置。 - 【請求項６】 前記金属薄膜電極の複数の上にバスライ
ンが形成され、前記オーミック電極及び前記バスライン
はそれぞれストライプ状の電極でありかつ互いに直交す
る位置に配列されていることを特徴とする請求項３〜５
のいずれか１記載の表示装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22583698A JP2000057935A (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 電子放出発光素子及びこれを用いた表示装置 |
| US09/369,460 US6472803B1 (en) | 1998-08-10 | 1999-08-06 | Electron emission light-emitting device and display apparatus using the same |
| EP99115121A EP0980183A1 (en) | 1998-08-10 | 1999-08-10 | Electron emission light-emitting device and display apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22583698A JP2000057935A (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 電子放出発光素子及びこれを用いた表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000057935A true JP2000057935A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16835589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22583698A Pending JP2000057935A (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 電子放出発光素子及びこれを用いた表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6472803B1 (ja) |
| EP (1) | EP0980183A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000057935A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001071759A1 (fr) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Japan Science And Technology Corporation | Production d'electrons balistiques, element semi-conducteur solide a electrons balistiques, element luminescent et dispositif d'affichage |
| JP2009211969A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Tohoku Univ | 陰極体及びそれを用いた面発光型蛍光発光装置 |
| JP2012169304A (ja) * | 2012-06-14 | 2012-09-06 | Tohoku Univ | 陰極体の製造方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818941B1 (en) * | 1999-05-28 | 2004-11-16 | Hitachi, Ltd. | Thin film electron emitter, display device using the same and applied machine |
| JP3689651B2 (ja) * | 2000-07-24 | 2005-08-31 | キヤノン株式会社 | 電子線装置 |
| US7160577B2 (en) | 2002-05-02 | 2007-01-09 | Micron Technology, Inc. | Methods for atomic-layer deposition of aluminum oxides in integrated circuits |
| JP2004287118A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Hitachi Ltd | 表示装置 |
| US20050017624A1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-01-27 | Thomas Novet | Electron emitter with epitaxial layers |
| KR20060059617A (ko) * | 2004-11-29 | 2006-06-02 | 삼성에스디아이 주식회사 | 스페이서를 구비하는 평판 표시장치 및 평판표시장치의스페이서를 고정하는 방법 |
| US7687409B2 (en) | 2005-03-29 | 2010-03-30 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposited titanium silicon oxide films |
| US7662729B2 (en) | 2005-04-28 | 2010-02-16 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition of a ruthenium layer to a lanthanide oxide dielectric layer |
| US7572695B2 (en) | 2005-05-27 | 2009-08-11 | Micron Technology, Inc. | Hafnium titanium oxide films |
| US7927948B2 (en) | 2005-07-20 | 2011-04-19 | Micron Technology, Inc. | Devices with nanocrystals and methods of formation |
| US7544596B2 (en) | 2005-08-30 | 2009-06-09 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition of GdScO3 films as gate dielectrics |
| EP1784055A3 (en) | 2005-10-17 | 2009-08-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Lighting system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9027618D0 (en) * | 1990-12-20 | 1991-02-13 | Smiths Industries Plc | Displays |
| JPH0973869A (ja) * | 1995-07-04 | 1997-03-18 | Toppan Printing Co Ltd | 電界放射型ディスプレイ、その製造方法及びその駆動方法 |
| JP3281533B2 (ja) * | 1996-03-26 | 2002-05-13 | パイオニア株式会社 | 冷電子放出表示装置及び半導体冷電子放出素子 |
| US6218777B1 (en) * | 1997-07-11 | 2001-04-17 | Emagin Corporation | Field emission display spacer with guard electrode |
| JP3570864B2 (ja) * | 1997-08-08 | 2004-09-29 | パイオニア株式会社 | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 |
| EP0926698A3 (en) * | 1997-12-25 | 2001-10-17 | Pioneer Electronic Corporation | Electron emitting device based flat panel display apparatus |
| EP0986084A3 (en) * | 1998-09-11 | 2004-01-21 | Pioneer Corporation | Electron emission device and display apparatus using the same |
-
1998
- 1998-08-10 JP JP22583698A patent/JP2000057935A/ja active Pending
-
1999
- 1999-08-06 US US09/369,460 patent/US6472803B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-10 EP EP99115121A patent/EP0980183A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001071759A1 (fr) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Japan Science And Technology Corporation | Production d'electrons balistiques, element semi-conducteur solide a electrons balistiques, element luminescent et dispositif d'affichage |
| US6897604B2 (en) | 2000-03-24 | 2005-05-24 | Japan Science And Technology Corporation | Method of generating ballistic electrons and ballistic electron solid semiconductor element and light emitting element and display device |
| JP4776137B2 (ja) * | 2000-03-24 | 2011-09-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 弾道電子発生方法 |
| JP2009211969A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Tohoku Univ | 陰極体及びそれを用いた面発光型蛍光発光装置 |
| JP2012169304A (ja) * | 2012-06-14 | 2012-09-06 | Tohoku Univ | 陰極体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6472803B1 (en) | 2002-10-29 |
| EP0980183A1 (en) | 2000-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5962959A (en) | Electron emission device and display device for emitting electrons in response to an applied electric field using the electron emission device | |
| US6023124A (en) | Electron emission device and display device using the same | |
| JP3570864B2 (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 | |
| EP0863533B1 (en) | Electron emission device and display device using the same | |
| US6023125A (en) | Electron emission device and display using the same | |
| US6400070B1 (en) | Electron emission device and display device using the same | |
| JP3765671B2 (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた電子放出表示装置 | |
| JP3698390B2 (ja) | 電子放出表示装置及び電子放出装置 | |
| US6316873B1 (en) | Electron emission device and display device using the same | |
| JP2000057935A (ja) | 電子放出発光素子及びこれを用いた表示装置 | |
| US6700132B2 (en) | Flat panel display device utilizing electron emission devices | |
| US6278230B1 (en) | Electron emission device and display device using the same | |
| US6147443A (en) | Electron emission device and display device using the same | |
| JPH10308164A (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 | |
| JP3537634B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法及び電子放出表示装置の製造方法 | |
| JP3821482B2 (ja) | 電子放出素子の製造方法 | |
| JPH11111159A (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 | |
| JPH10321125A (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 | |
| JPH10312738A (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 | |
| JP2009152220A (ja) | 電子放出素子アレイおよびその製造方法 | |
| JPH10312740A (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 | |
| JP2004288651A (ja) | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040623 |