JP2635879B2 - 電子放出素子及びこれを用いた平面ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、真空マイクロ
エレクトロニクス技術を利用した冷陰極管及びこれを用
いた平面ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、真空マイクロエレクトロニクスの
分野において、微構造真空三極管（電子放出素子）及び
この微構造真空三極管を利用した平面ディスプレイ装置
の開発が盛んに行われ始めている。

【０００３】図１１及び図１２に一般的な微構造真空三
極管の冷陰極管の形状を示す。各図に示すように円錐状
のエミッタ１が基板２上に突設されており、このエミッ
タ１は電子銃となる。基板２上には絶縁膜３及び導電性
薄膜４が積層されている。そして、両膜３、４に跨がっ
て丸孔５が設けられており、エミッタ１はこの丸孔５の
内側に位置している。そして、エミッタ１の先端は丸孔
５の開口部に達している。上記導電性薄膜４はゲ−ト
（以下、ゲ−ト４と称する）であり、このゲ−ト４は引
き出し電極となる。

【０００４】この冷陰極管は電界放出型であり、真空中
でエミッタ１とゲ−ト４との間に電界を発生させてエミ
ッション電流を流す。そして、上述のようにエミッタの
形状が円錐状である冷陰極管はスピント型と呼ばれる。

【０００５】このスピント型の冷陰極管に対し、図１３
及び図１４に示すようにエミッタを薄膜化したものは平
面型と呼ばれる。即ち、この平面型の冷陰極管において
は、基板上６に絶縁膜７が形成され、この絶縁膜７上に
導電性薄膜からなるエミッタ８とゲ−ト９とが積層され
ている。エミッタ８とゲ−ト９とは離間して縁部を向い
合わせており、エミッタ８及びゲ−ト９の下側の部分
は、それぞれの縁部が突出するようエッチングされてい
る。

【０００６】さらに、エミッタ８の縁部は鋸歯状に成形
されており、エミッタ６の先端の尖った部分から電子が
放出される。このタイプの冷陰極管においては、作製プ
ロセスが容易なことが特徴である。

【０００７】これらの冷陰極管を平面上に多数配列すれ
ば平面ディスプレイが実現される。冷陰極管を利用した
平面ディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ装置と比較
すると、応答性、輝度、耐環境性など多くの点で優れて
いる。このため、この種の平面ディスプレイ装置は、近
い将来、ディスプレイ産業の主流を占める可能性がある
と言われている。

【０００８】また、電界を利用して光を励起するＥＬ
（エレクトロルミネッセンス）が知られている。このＥ
Ｌの分野においては、カラ−素子の豊富な有機ＥＬ素子
を利用する試みが盛んである。最近は、有機ＥＬ薄膜を
三層重ねて電界を加えることで発光効率を高めたデバイ
スも発表されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷陰極管におい
ては、動作電圧（エミッタ−ゲ−ト間にエミッション電
流を流すための電圧）を低くするために、半導体素子製
造プロセスの微細加工技術、特にパタ−ニング技術を利
用してエミッタ−ゲ−ト間の距離を小さくする努力が行
われている。

【００１０】しかし、パタ−ニング技術は光縮小投影露
光装置（ステッパ）や電子ビ−ム露光装置などのレジス
トパタ−ニングに頼らざるを得ず、距離の縮小化は、自
ずとレジストパタ−ニングの解像度の影響を受ける。そ
して、エミッタ−ゲ−ト間の距離は現状で０．１μｍ以
上に制限されている。従って、従来の冷陰極管を利用し
た平面ディスプレイ装置には、現在の液晶ディスプレイ
装置に比べて動作電圧が高くなるという問題がある。

【００１１】また、微構造真空三極管から放出される電
子は低加速電子線であり、この低加速電子線を利用した
デバイスとして代表的なものに蛍光表示管がある。これ
らのデバイス用の蛍光体として例えばＺｎＯ：Ｚｎ
（緑）などがあり、カラ−用としては例えばＺｎＳ：Ａ
ｇ、Ｃｌ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ （青）や（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａ
ｇ、Ａｌ＋Ｉｎ₂ Ｏ₃ （赤）などがある。しかし、これ
らの蛍光体のうち、ＺｎＯ：Ｚｎ以外の蛍光体には、閾
値が高いこと、輝度が低いこと等の不具合がある。この
ため、微構造真空三極管を利用した輝度の高い蛍光表示
管の実用化は困難である。

【００１２】上述の蛍光体に対し、有機ＥＬ素子には、
カラ−が豊富で、輝度が高いという長所がある。しか
し、金属電極と有機ＥＬ薄膜、或いは有機ＥＬ薄膜同志
の界面の適合性の判断、時間の経過に伴う輝度の低下、
及び、種々の界面の酸化など様々な問題があり、有機Ｅ
Ｌ素子の利用も困難である。本発明の目的とするところ
は、動作電圧の低い電子放出素子及びこれを用いた平面
ディスプレイ装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用】第１の手段
は、基板と、基板の表面に設けられ、この基板の表面を
絶縁すると共に電子放出用の溝を有する絶縁構造体と、
この絶縁構造体に上記基板の表面と平行を成して積層さ
れると共に、上記溝内で分割され、上記溝内に、電界が
印加されることで電子を放出する縁部を位置させる一対
のエミッタ電極と、このエミッタ電極に、このエミッタ
電極と絶縁された状態で平行に積層されると共に、上記
溝内で分割され、上記溝内に、上記エミッタ電極の縁部
と対向し上記エミッタ電極とこのゲート電極との間に電
位差が与えられることで上記エミッタ電極の縁部に電界
を印加する縁部を位置させる一対のゲート電極とを有す
ることを特徴とする電子放出素子である。第２の手段
は、第１の手段の電子放出素子において、上記エミッタ
電極の縁部は、上記基板と平行な面内で上記縁部の先端
に向かって先鋭化されていることを特徴とする電子放出
素子である。第３の手段は、第２の手段の電子放出素子
において、上記ゲート電極の縁部は上記基板と平行な面
内で先鋭化され、上記エミッタ電極の縁部の先鋭化され
た先端と対向する先端を有することを特徴とする電子放
出素子である。第４の手段は、第１の手段の電子放出素
子において、上記基板、エミッタ電極およびゲート電極
と絶縁されたアノード電極を有し、上記エミッタ電極と
このアノード電極との間に電位差を生じさせることで、
上記エミッタ電極から放出された電子を上記アノード電
極で受けることを特徴とする電子放出素子である。第５
の手段は、第４の手段の電子放出素子において、上記ア
ノード電極は、エミッタ電極から放出された電子を受け
て発光する蛍光体を有することを特徴とする電子放出素
子である。第６の手段は、第５の手段の電子放出素子を
集積化してなることを特徴とする平面ディスプレイ装置
である。第７の手段は、第６の手段の平面ディスプレイ
装置において、上記蛍光体は、電子を受けることで多色
発光を奏するエレクトロルミネセンス素子であることを
特徴とする平面ディスプレイ装置である。

【００１４】このような手段によれば、平面形の電子放
出素子であってしかも、エミッタ電極とゲ−ト電極とを
絶縁体を介して積層できるから、エミッタ電極の縁部と
ゲ−ト電極の縁部とを近接させることができ、上記エミ
ッタ電極の縁部に電界を効率良く印加することができ
る。また、エミッタ電極の縁部を尖鋭化することで、そ
の尖鋭化された先端部にエミッタ電極からの電界を効率
良く集中させることができる。これらのことにより、低
い電圧であっても上記エミッタ電極の縁部から放出させ
る電子の密度を高くすることができる。また、アノ−ド
電極を設けた場合には、このアノ−ド電極に向けて電子
を放出することができ、このアノ−ド電極に蛍光体を設
けた場合には、放出された電子をこの蛍光体に衝突させ
ることで発光を得ることができる。また、このような蛍
光体を有する電子放出素子を集積することで厚さが非常
に薄くかつ低い電圧で駆動できる平面ディスプレイを得
ることができる。蛍光体に有機エレクトロルミネセンス
素子を採用することで多色表示可能な平面ディスプレイ
を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１〜図１０に基
づいて説明する。

【００１６】図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実
施例を示しており、両図中の符号１１は二極の電子放出
素子である。この電子放出素子１１は基板上に絶縁性材
料及び導電性材料を交互に堆積してなり、四層の薄膜を
有する。

【００１７】すなわち、電子放出素子１１においては、
Ｓｉ等からなる基板１２上に第１の絶縁膜１３（絶縁
体）が形成されており、この第１の絶縁膜１３上に、導
電性薄膜からなるエミッタ１４（エミッタ電極）が積層
されている。そして、エミッタ１４の上に、第２の絶縁
膜１５（絶縁体）を介して、導電性薄膜からなるゲ−ト
１６（ゲ−ト電極）が積層されている。エミッタ１４−
ゲ−ト１６間は第２の絶縁膜１５により絶縁されてい
る。

【００１８】そして、電子放出素子１１の中央部には電
子放出用の溝１７が形成されており、この溝１７はゲ−
ト１６に開口するとともに、上の三つの層を通過して第
１の絶縁膜１３の途中の部位に達している。エミッタ１
４及びゲ−ト１６は、それぞれ間隙１８、１９を介在さ
せて二分割されている。また、第１及び第２の絶縁膜１
３、１５は、間隙１８、１９の周囲の部分を除去されて
いる。

【００１９】そして、上記エミッタ１４およびゲ−ト１
６の各縁部２０ａ、２０ｂ及び２１ａ、２１ｂは、それ
ぞれ略平行に向かい合っており、上記溝１７内に突出し
ている。また、各縁部２０ａ、２０ｂ及び２１ａ、２１
ｂは、図１（ａ）に示すように、突出するにつれて尖鋭
化されてなるエミッタ突起及びゲ−ト突起（以下では、
ともに突起と称する）２２ａ、２２ｂ及び２３ａ、２３
ｂを有する。なお、各突起２２ａ、２２ｂ及び２２ａ、
２３ａの形状は三角形に設定されている。

【００２０】なお、この実施例では、２つの電子放出素
子が、上記電子放出溝１７を挟んで互いに対向してい
る。すなわち、図中上記溝１７の左側で上下方向に離間
するエミッタ１４の突起２２ａとゲ−ト１６の突起２３
ａが一つの電子放出素子として機能するようになってお
り、溝１７の右側で上下方向に離間するエミッタ１４の
突起２２ｂとゲ−ト１６の突起２３ｂがもう一つの電子
放出素子として機能するようになっている。溝１７の左
に位置する電子放出素子では、上記エミッタ１４の突起
２２ａとゲ−ト１６の突起２３ａは上記第２の絶縁膜１
５の膜厚に相応するギャップを介して向かい合ってお
り、このゲ−ト１６の突起２３ａからこのギャップを介
して上記エミッタ１４に電界が印加されることで、上記
エミッタ１４の突起２２ａの先端２４ａから電子が放出
されるようになっている。また、溝１７の右に位置する
電子放出素子では、上記エミッタ１４の突起２２ｂと上
記ゲ−ト１６の突起２３ｂが、上記と同様に上記第２の
絶縁膜１５の膜厚に相応するギャップを介して向かい合
い、上記ゲ−ト１６から印加される電界により上記エミ
ッタ１４の突起２２ｂの先端２４ｂから電子が放出され
るようになっている。なお、上記２つの電子放出素子
は、上記エミッタ１４とゲ−ト１６との間に電位差を与
えることで同時に作動するようになっており、各エミッ
タ１４の突起２２ａ、２３ａの先端２４ａ、２４ｂから
放出された電子は、上記溝１７を通って上方（ゲ−ト１
６側）に向かうようになっている。

【００２１】図２及び図３に電子放出素子１１の作製プ
ロセスの一例を示す。電子放出素子１１の作製プロセス
は、大まかには、成膜、パタ−ニング、及び、エッチン
グの各工程からなる。

【００２２】まず、図２（ａ）に示すように、基板１２
上に絶縁性材料からなる薄膜３１、３２及び導電性材料
からなる薄膜３３、３４が交互に四層堆積し、図２
（ｂ）に示すように、最上層の薄膜３４上にレジスト３
５が塗布されてパタ−ニングが行われる。この後、図３
（ｃ）に示すように、レジスト３５をマスクとしてＲＩ
Ｅ（反応性イオンエッチング）が行われ、上三層が複数
の三角形の部分を有する形状に加工される。

【００２３】例えば絶縁性材料にＳｉＯ₂ を用いるとと
もに導電性材料にＷＳｉを用いた場合は、ＲＩＥ用のガ
スとしてＣＦ₄ とＯ₂ を導入すれば、エッチングが可能
である。

【００２４】つぎに、例えばＨＦを用いたウエットエッ
チングが行われ、図３（ｄ）に示すようにＳｉＯ₂ （絶
縁性材料３１、３２）だけが選択的にエッチングされ
る。導電性の薄膜３３、３４の縁部２０ａ、２０ｂ及び
２１ａ、２１ｂの周辺の絶縁材料が除去され、縁部２０
ａ、２０ｂ及び２１ａ、２１ｂが絶縁膜１３、１５が残
される。そして、三角形の突起２２ａ、２２ｂ及び２３
ａ、２３ｂを備えたエミッタ１４とゲ−ト１６とが作製
される。

【００２５】この工程において、エミッタ１４及びゲ−
ト１６の十分な突出量が確保される。したがって、この
工程は、真空中でエミッタ１４の先端とゲ−ト１６の先
端との間に効率良くエミッション電流を流すために必要
である。

【００２６】こののち、Ｆラジカルを用いたＣＤＥ(Che
mical Dry Etching)が行われ、エミッタ突起２２ａ、２
２ｂの先端２４ａ、２４ｂ、及び、ゲ−ト突起２３ａ、
２３ｂの先端２５ａ、２５ｂだけが選択的に尖鋭化され
る。ここで、図２（ａ）〜図３（ｄ）中においては、エ
ミッタ１４とゲ−ト１６とに突起２２ａ、２２ｂ及び２
３ａ、２３ｂが、それぞれ二組ずつ示されている。

【００２７】上述のような電子放出素子１１において
は、エミッタ１４及びゲ−ト１６が薄膜化されており、
第２の絶縁膜１５を介して積層されている。そして、エ
ミッタ１４−ゲ−ト１６間の距離は第２の絶縁膜１５の
厚さによって決まる。つまり、エミッタ１４及びゲ−ト
１６は、パタ−ニング技術ではなく、製膜技術により作
製されるので、作製プロセスが容易であるとともに、エ
ミッタ１４−ゲ−ト１６間の距離の縮小化及び調整が容
易である。そして、エミッタ１４−ゲ−ト１６間の距離
を縮小化できるので、エミッション電流を流すための動
作電圧を低くすることが可能である。

【００２８】第２の絶縁膜１５の製作方法には、拡散炉
を利用した熱酸化膜形成技術やＣＶＤ技術、或いは、ス
パッタ技術等があるが、いずれの場合も膜厚の制御が容
易であり、成膜装置によっては、膜厚を例えば１００オ
ングストロ−ム以下にすることもできる。さらに、エミ
ッタ１４−ゲ−ト１６間の距離は、レジストパタ−ニン
グの解像度に因らないので、レジストパタ−ニングの解
像度はさほど要らない。

【００２９】なお、同じ電圧の下でのエミッション電流
の値は、エミッタ１４の突起２２ａ、２２ｂの先端２４
ａ、２４ｂの尖鋭度が高い程（曲率半径が小さい程）、
電界が集中しやすくなるために大きくなる。本実施例に
おいては、Ｆラジカルを用いたＣＤＥにより各突起２２
ａ、２２ｂが尖鋭化されているので、より大きな値のエ
ミッション電流を得ることができる。そして、具体的に
は、エミッション電流の値は従来の電子放出素子に比べ
て２倍になった。

【００３０】なお、本実施例においては、エミッタ１４
およびゲ−ト１６の縁部２０ａ、２０ｂおよび２１ａ、
２１ｂの尖鋭化された部位の形状が三角形状の突起２２
ａ、２２ｂ及び２３ａ、２３ｂに設定されているが、こ
れに限定されるものではなく、例えば図４（ａ）〜
（ｃ）に示すように種々の形状を採用することができ
る。（ａ）においてはエミッタおよびゲ−トの縁部に長
方形状の突起２６ａ、２６ｂが加工され、（ｂ）におい
ては正方形状の突起２７ａ、２７ｂが加工されている。
また、（ｃ）においては２８ａ、２８ｂに示すように星
形に加工されている。

【００３１】つまり、鋭利な部分が存在すれば効率良く
エミッション電流を流すことができる。特に（ｃ）に示
すように星形を採用した場合には、鋭利なエッジが多く
形成され、ト−タル電流値が高くなる。つぎに、本発明
の第２の実施例を図５及び図６に基づいて説明する。な
お、第１の実施例と同様の部分については同一番号を付
し、その説明は省略する。

【００３２】両図中の符号４１は電子放出素子であり、
この電子放出素子４１は三極管である。電子放出素子４
１は積層構造のエミッタ１４とゲ−ト１６、及び、透明
な基板４２上に積層された導電性薄膜からなるアノ−ド
４３とを備えている。透明な基板４２の材質には石英ガ
ラス等が用いられており、アノ−ド４３にもＩＴＯ等の
ように透明な材質が利用されている。

【００３３】アノ−ド４３には低加速電子線用の蛍光体
４４が積層されており、この蛍光体４４の材質としてＺ
ｎＯ：Ｚｎなどが利用されている。透明な基板４２は、
他方の基板１２に対して適当な間隔で離間している。こ
の基板１２にはエミッタ１４とゲ−ト１６とが積層され
ている。そして、透明な基板４２の蛍光体４４がゲ−ト
１６に対向している。両基板１２、４２は互いに接合さ
れており、接合方法として例えば静電接合が採用されて
いる。そして、この静電接合は以下のように行われる。

【００３４】まず、透明な基板４２に例えばＮａやＫを
含むパイレックスガラスを用い、透明な基板４２の表側
（蛍光体４４が積層された側の面に対して反対の面）４
５の周辺に例えばＡｌなどの金属を着けて透明な基板４
２を他方の基板１２に重ね合わせる。透明な基板に着け
られた金属と他方の基板１２との間に電界を与えると、
ＮａイオンやＫイオンが移動し、両基板１２、４２の界
面に電化空乏層が生成する。このため両基板１２、４２
が静電力により密着する。

【００３５】この工程を真空雰囲気内で行えば、電子放
出素子４１を大気圧下に取出した後でも、両基板１２、
４２間の真空を保つことができる。また、真空引きのた
めの穴を両基板１２、４２間に前もって設けておき、接
合後に両基板１２、４２間を真空引きして密封しても、
両基板１２、４２間の真空を保つことができる。

【００３６】図６中に示すように、エミッタ１４及びゲ
−ト１６と電源アノ−ド４３とは電源４６とスイッチ４
７とを介して接続されており、エミッタ１４とゲ−ト１
６との間には電源４８によって電圧が印加されている。

【００３７】このような構成の電子放出素子４１におい
ては、エミッタ１４−ゲ−ト１６間に電圧が加られて電
子が引き出される。この後、エミッタ１６−アノ−ド４
３間に更に高い電圧が加えられ、エミッタ１４−ゲ−ト
１６間に引き出された電子が、図５中に矢印Ａ、Ａで示
すようにアノ−ド４３の側に引き寄せられる。この電子
はアノ−ド４３に到達する直前に蛍光体４４に衝突して
蛍光を発生させる。

【００３８】このような電子放出素子４１を各画素とし
て多数個を配列すれば平面ディスプレイ装置が得られ
る。この種の平面ディスプレイ装置においては、各画素
を構成する電子放出素子４１…を近接させても、電子放
出素子４１…間の距離がエミッタ１４−ゲ−ト１６間の
距離よりもわずかでも大きければ隣あう他の電子放出素
子には何ら影響を及ぼすものではない。

【００３９】このため、画素同志の間隔を小さくして画
素を緻密に配設し、透明な基板４２側、及び、他方の基
板１２側にそれぞれ直交する複数の配線を形成してもク
ロスト−クなどの問題は生じない。したがって、駆動方
式に単純マトリクス方式を採用することが可能である。
また、本実施例においては両基板１２、４２の接合に静
電接合が採用されているので、電子放出素子内の真空を
容易に保つことができる。つぎに、本発明の第３の実施
例を図７に基づいて説明する。なお、前述の各実施例と
同様の部分については同一番号を付し、その説明は省略
する。

【００４０】図７中の符号５１は電子放出素子であり、
この電子放出素子５１は五極管である。電子放出素子５
１においては、絶縁膜と導電膜が基板１２の上に交互に
４層ずつ堆積しており、エミッタ１４、ゲ−ト１６の上
に、第３の絶縁膜５２、加速電極５３、第４の絶縁膜５
４、及び、偏向電極５５が順に形成されている。

【００４１】この電子放出素子５１においては、図中に
矢印Ｂ、Ｂで示すように加速電極５３が、エミッタ１４
から放出された電子に蛍光体４４を励起するための適度
なエネルギを与えながら任意の方向に曲げる。そして、
例えば蛍光体８をパタ−ニングによってＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三色に分ければ、上記偏向電極１１
を用い、一色だけを選択して発光させることができる。
つぎに、本発明の第４の実施例を図８に基づいて説明す
る。

【００４２】図８中の電子放出素子６１においては、加
速電極５３の前段に収束可変電極６２が設けられてお
り、六極管が構成されている。収束可変電極６２は電子
群に電界を作用させ、図中に矢印Ｃ…で示すように電子
群の収束程度を制御する。電子群は、例えば電界の正負
或いは強弱の変化に伴って、絞られたり拡げられたりす
る。そして、この電子放出素子６１においては、例えば
三色を同時に発光させたりに、或いは二色を選択的に光
らせたりすることができ、多色表示が可能である。つぎ
に、本発明の第５の実施例を図９に基づいて説明する。

【００４３】これまで述べてきた各種の電子放出素子は
光透過型のものであるが、反射型も同様の作製プロセス
で製作できる。図９に反射型の電子放出素子７１が示さ
れている。構造の大部分は透過型のものと同様である
が、エミッタ１４側の基板７２に例えば石英ガラスなど
のように光透過性の高い材質が採用されており、蛍光体
４４の側の基板７３にはＳｉなどのような不透明な材質
が採用されている。また、アノ−ド７４にはＡｕなどの
ように不透明で反射率の高い材質が採用されている。

【００４４】蛍光体４４から発せられた光は、直接に、
或いは、アノ−ド７４で反射して透明な基板７２の側へ
向かう。そして、蛍光体４４から発せられた光は、図中
に波状の矢印Ｄ、Ｄで示すように全て一方向へ送り出さ
れる。ここで、エミッタ１４やベ−ス１６に例えばＩＴ
Ｏなどの透明な材質を採用すれば、光量の減少を抑える
ことができる。

【００４５】このタイプの電界放出素子７１において
は、透過型の電界放出素子に比べて乱反射が少なく、輝
度が高い。なお、基板７２と第１の絶縁膜１３とに透明
な絶縁性材料を採用すれば、基板７２と第１の絶縁膜１
３とを一体化できる。また、反射型の電子放出素子を利
用した平面ディスプレイにおいては、透過光と反射光と
の遅延時間を短くすることができる。つぎに、本発明の
第６の実施例を図１０に基づいて説明する。

【００４６】本実施例の電子放出素子８１の構成は第２
実施例の電子放出素子４１と略同様であるが、蛍光体８
２に有機ＥＬ薄膜（有機エレクトロルミネセンス素子）
が採用されている。有機ＥＬ薄膜においては、内部にホ
−ルと電子とが供給されると、一重項励起子が生成し、
これが基底準位に戻る際に光が発生する。

【００４７】つまり、エミッタ１４−ベ−ス１６間に電
界を与えて電子を引き出し、エミッタ１４−アノ−ド４
３間に更に高い電界を与え、上記電子をアノ−ド５側に
引き寄せて有機ＥＬ薄膜に供給する。また、高い電界が
エミッタ１４−アノ−ド４３間に与えられたことに伴
い、ホ−ルが有機ＥＬ薄膜の内部に供給される。ここ
で、８−キノリノ−ルＡｌ錯体などのようにホ−ル輸送
性のある有機ＥＬ薄膜を選択すれば、発光効率はより向
上する。

【００４８】有機ＥＬ薄膜には、カラ−ディスプレイに
必要な赤、青、緑などの色をもつものが豊富に存在す
る。例えば、赤色のための物質にペリノン誘導体などが
在り、青色のための物質にＴＰＤなどが在る。また、緑
色のための物質にフタロペリノン誘導体などがある。

【００４９】上述のような電子放出素子８１を一画素と
して多数配列し、一画素ごとに赤、青、緑などの色をも
つ有機ＥＬ薄膜をパタ−ニングによって区分けすれば、
平面カラ−ディスプレイ装置が得られる。なお、本発明
は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能
である。

【００５０】

【発明の効果】以上のべた構成によれば、エミッタ電極
とゲ−ト電極との距離はエミッタ電極とゲ−ト電極との
間に挟まれる絶縁体の膜厚によって決定され、レジスト
パタ−ンニングの解像度に限界がある場合でもそれ以下
に上記エミッタ電極とゲ−ト電極とを近接させることが
できる。さらに、エミッタ電極の縁部を尖鋭化すること
で、エミッタ電極の先端部に対する電界の集中度を高め
ることができるので、放出される電子の密度を高くする
ことができる。したがって、小さい動作電圧であっても
高いエミッタ電流値を得ることができる効果がある。

【００５１】また、このような電子放出素子を集積化し
て形成された平面ディスプレイ装置は、装置を非常に薄
く形成でき、配線が容易であると共に小さい動作電圧で
あっても作動させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例を示す平面図、
（ｂ）は前記（ａ）中のＥ−Ｅ線に沿った断面図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施例の電子
放出素子の製造工程を順に示す説明図。

【図３】本発明の第１の実施例の電子放出素子の各製造
工程を［図２］に続いて順に示す説明図。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は各々突起の形状の変形例を示
す平面図。

【図５】本発明の第２実施例の要部を示す構成図。

【図６】本発明の第２の実施例を示す説明図。

【図７】本発明の第３実施例の要部を示す断面図。

【図８】本発明の第４の実施例の要部を示す説明図。

【図９】本発明の第５の実施例の要部を示す断面図。

【図１０】本発明の第６の実施例の要部を示す断面図。

【図１１】従来例を示すもので、（ａ）はスピント型の
冷陰極管の斜視図、（ｂ）はスピント型の冷陰極管を多
数配列してなる冷陰極管アレイを示す同じく斜視図。

【図１２】［図１１］の（ａ）中のＦ−Ｆ線に沿った断
面図。

【図１３】平面型の冷陰極管を示す斜視図。

【図１４】［図１３］中のＧ−Ｇ線に沿った断面図。

【符号の説明】

１１…電子放出素子、１２…基板、１３…第１の絶縁
膜、１４…エミッタ、１５…第２の絶縁膜、１６…ゲ−
ト、１７…電子放出用の溝、２２ａ、２２ｂ…エミッタ
突起、２３ａ、２３ｂ…ゲ−ト突起、４３…アノ−ド、
４４…蛍光体。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、 基板の表面に設けられ、この基板の表面を絶縁すると共
   に電子放出用の溝を有する絶縁構造体と、 この絶縁構造体に上記基板の表面と平行を成して積層さ
   れると共に、上記溝内で分割され、上記溝内に、電界が
   印加されることで電子を放出する縁部を位置させる一対
   のエミッタ電極と、 このエミッタ電極に、このエミッタ電極と絶縁された状
   態で平行に積層されると共に、上記溝内で分割され、上
   記溝内に、上記エミッタ電極の縁部と対向し上記エミッ
   タ電極とこのゲート電極との間に電位差が与えられるこ
   とで上記エミッタ電極の縁部に電界を印加する縁部を位
   置させる一対のゲート電極とを有することを特徴とする
   電子放出素子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子放出素子において、
   上記エミッタ電極の縁部は、上記基板と平行な面内で上
   記縁部の先端に向かって先鋭化されていることを特徴と
   する電子放出素子。
3. 【請求項３】 請求項２記載の電子放出素子において、
   上記ゲート電極の縁部は上記基板と平行な面内で先鋭化
   され、上記エミッタ電極の縁部の先鋭化された先端と対
   向する先端を有することを特徴とする電子放出素子。
4. 【請求項４】 請求項１記載の電子放出素子において、
   上記基板、エミッタ電極およびゲート電極と絶縁された
   アノード電極を有し、上記エミッタ電極とこのアノード
   電極との間に電位差を生じさせることで、上記エミッタ
   電極から放出された電子を上記アノード電極で受けるこ
   とを特徴とする電子放出素子。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電子放出素子において、
   上記アノード電極は、エミッタ電極から放出された電子
   を受けて発光する蛍光体を有することを特徴とする電子
   放出素子。
6. 【請求項６】 請求項５記載の電子放出素子を集積化し
   てなることを特徴とする平面ディスプレイ装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の平面ディスプレイ装置に
   おいて、上記蛍光体は、電子を受けることで多色発光を
   奏するエレクトロルミネセンス素子であることを特徴と
   する平面ディスプレイ装置。