JPH10308166A - 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子放出効率の高い電子放出素子を提供す
る。 【解決手段】 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
され真空空間に面する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を印加し電子を放出する電
子放出素子であって、絶縁体層は平均の粒径が５〜100n
mのアモルファス相を主成分とし多結晶相を含むアモル
ファス誘電体からなり、５０nm以上の膜厚を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子及び
これを用いた電子放出表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電界電子放出表示装置のＦＥＤ
(field emission display)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型冷陰極
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(cathode 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、製造歩留ま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-金属（ＭＩＭ）構造の電子放
出素子もある。ＭＩＭ構造の電子放出素子には、基板上
に下部Al層、膜厚１０nm程度のAl₂O₃絶縁体層、膜厚１
０nm程度の上部Au層を順に形成した構造のものがある。
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層を飛び出し対向電
極に達する。しかしながら、この素子を表示装置として
使用するにはまだ放出電子量が不足している。これを改
善するために、従来のAl₂O₃絶縁体層のさらなる数nm程
度膜厚への薄膜化や、極薄膜のAl₂O₃絶縁体層の膜質及
びAl₂O₃絶縁体層と上部Au層の界面を、より均一化する
ことが必要であると考えられている。

【０００４】例えば、絶縁体層のさらなる薄膜化及び均
一化のために陽極酸化法を用いて、化成電流を制御する
ことにより電子放出特性を向上させる試みがなされてい
る（特開平７-６５７１０号公報）。しかしながら、Ｍ
ＩＭ構造の電子放出素子でも、まだ放出電流は１ｘ１０
^-6A/cm²程度で、放出電流比は１ｘ１０^-3程度である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
に鑑みてなされたものであり、電子放出効率の高い電子
放出素子及びこれを用いた電子放出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】本発明の電子放出素子
は、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
れ真空空間に面する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を印加し電子を放出
する電子放出素子であって、前記絶縁体層は平均の粒径
が５〜100nmのアモルファス相を主成分とし多結晶相を
含むアモルファス誘電体からなり、５０nm以上の膜厚を
有することを特徴とする。

【０００７】本発明の電子放出素子は、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く製造歩
留まりが向上する。素子の放出電流は１ｘ１０^-6A/cm²
を越え１ｘ１０^-3A/cm²程度であり、放出電流比は１ｘ
１０^-1が得られるので、表示素子とした場合、高輝度が
得られ、駆動電流の消費及び発熱を抑制でき、さらに駆
動回路への負担を低減できる。さらに、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、赤外線又は可視光又は紫外線の電磁波を放出す
る発光ダイオード又はレーザダイオードとして動作可能
である。

【０００８】また、本発明の電子放出表示装置は、真空
空間を挾み対向する一対の第１及び第２基板と、前記第
１基板内面に設けられた複数の電子放出素子と、前記第
２基板内面に設けられたコレクタ電極と、前記コレクタ
電極上に形成された蛍光体層と、からなる電子放出表示
装置であって、前記電子放出素子の各々は、前記第１基
板側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
層上に形成され前記真空空間に面する金属薄膜電極から
なり、前記絶縁体層は、５０nm以上の膜厚を有しかつ平
均の粒径が５〜100nmのアモルファス相を主成分とし多
結晶相を含むアモルファス誘電体からなることを特徴と
する。

【０００９】さらにまた、本発明の電子放出表示装置
は、真空空間を挾み対向する一対の素子基板及び透明基
板と、前記素子基板に設けられそれぞれ平行に伸長する
複数のオーミック電極と、各々が前記オーミック電極上
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アモルファス相を主成分とし
結晶粒径が５〜100nmの多結晶を含むアモルファス誘電
体からなる絶縁体層及び前記絶縁体層上に形成され前記
真空空間に面する金属薄膜電極からなる複数の電子放出
素子と、隣接する前記金属薄膜電極を電気的に接続しそ
の一部上に、前記オーミック電極に垂直に伸長して架設
され、それぞれが平行に伸長する複数のバス電極と、前
記透明基板に設けられそれぞれ平行に伸長しかつ前記金
属薄膜電極からの放出電子を捕獲する複数のコレクタ電
極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層からな
ることを特徴とする。

【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、電子放出素子
は、オーミック電極１１を備えた基板１０上に順に形成
された、金属又は半導体からなる電子供給層１２、絶縁
体層１３及び真空空間に面する金属薄膜電極１５からな
り、電子供給層及び金属薄膜電極間に電界を印加し電子
を放出する電子放出素子である。絶縁体層１３は誘電体
からなり５０nm以上の極めて厚い膜厚を有するものであ
る。電子放出素子は、表面の薄膜電極を正電位Ｖｄにし
裏面オーミック電極を接地電位としたダイオードであ
る。オーミック電極１１と薄膜電極１５との間に電圧Ｖ
ｄ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。
金属薄膜電極付近に達した電子は、そこで強電界により
一部は金属薄膜電極をトンネルし、外部の真空中に放出
される。このトンネル効果によって薄膜電極１５から放
出された電子ｅ（放出電流Ｉｅ）は、対向したコレクタ
電極（透明電極）２に印加された高電圧Ｖｃによって加
速され、コレクタ電極に集められる。コレクタ電極に蛍
光体が塗布されていれば対応する可視光を発光させる。

【００１１】電子放出素子の電子供給層の材料としては
Ｓｉが特に有効であるが、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(In
P)、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が、用
いられ得る。又は、電子供給層の材料としてAl, Au, A
g, Cuなどの金属でも有効であるが、Sc, Ti, V, Cr, M
n, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh,
Pd, Cd, Ln, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Tl, Pb, La,
Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd,Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, Luも用いられ得る。

【００１２】絶縁体層の誘電体材料としては酸化珪素Ｓ
ｉＯ_x（ｘは原子比を示す）が特に有効であるが、 Li
O_x， LiN_x， NaO_x， KO_x， RbO_x， CsO_x， BeO_x， Mg
O_x， MgN_x， CaO_x， CaN_x， SrO_x， BaO_x， ScO_x， Y
O_x， YN_x， LaO_x， LaN_x， CeO_x，PrO_x， NdO_x， Sm
O_x， EuO_x， GdO_x， TbO_x， DyO_x， HoO_x， ErO_x， TmO
_x， YbO_x， LuO_x， TiO_x， TiN_x， ZrO_x， ZrN_x， Hf
O_x， HfN_x， ThO_x， VO_x， VN_x， NbO_x， TaO_x， Ta
N_x， CrO_x， CrN_x， MoO_x， MoN_x， WO_x， WN_x， Mn
O_x， ReO_x， FeO_x， FeN_x， RuO_x， OsO_x， CoO_x， RhO
_x， IrO_x， NiO_x， PdO_x， PtO _x， CuO_x， CuN_x， Ag
O_x， AuO_x， ZnO_x， CdO_x， HgO_x， BO_x， BN_x， Al
O_x，AlN_x， GaO_x， GaN_x， InO_x， TiO_x， TiN_x， Si
N_x， GeO_x， SnO_x， PbO_x， PO _x， PN_x， AsO_x， Sb
O_x， SeO_x， TeO_xなどの金属酸化物又は金属窒化物で
も、LiAlO₂, Li₂SiO₃, Li₂TiO₃, Na₂Al₂₂O₃₄, NaFeO₂,
Na₄SiO₄, K₂SiO₃, K₂TiO₃,K₂WO₄, Rb₂CrO₄, Cs₂CrO₄, M
gAl₂O₄, MgFe₂O₄, MgTiO₃, CaTiO₃, CaWO₄, CaZrO₃, Sr
Fe₁₂O₁₉， SrTiO₃, SrZrO₃, BaAl₂O₄， BaFe₁₂O₁₉， Ba
TiO₃, Y₃Al₅O₁₂， Y ₃Fe₅O₁₂， LaFeO₃， La₃Fe₅O₁₂， L
a₂Ti₂O₇, CeSnO₄， CeTiO₄， Sm₃Fe₅O₁₂， EuFeO₃， Eu
₃Fe₅O₁₂， GdFeO₃， Gd₃Fe₅O₁₂， DyFeO₃， Dy₃Fe
₅O₁₂， HoFeO₃， Ho₃Fe₅O₁₂， ErFeO₃， Er₃Fe₅O₁₂， T
m₃Fe₅O₁₂， LuFeO₃， Lu₃Fe₅O₁₂， NiTiO₃， Al₂TiO₃，
FeTiO₃, BaZrO₃， LiZrO₃， MgZrO₃， HfTiO₄, NH₄V
O₃， AgVO₃，LiVO₃， BaNb₂O₆， NaNbO₃， SrNb₂O₆， K
TaO₃， NaTaO₃， SrTa₂O₆， CuCr₂O₄， Ag₂CrO₄， BaCr
O₄， K₂MoO₄， Na₂MoO₄， NiMoO₄， BaWO₄， Na₂WO₄，
SrWO₄， MnCr₂O₄， MnFe₂O₄， MnTiO₃, MnWO₄， CoFe₂O
₄， ZnFe₂O₄，FeWO₄， CoMoO₄， CoTiO₃， CoWO₄， NiF
e₂O₄， NiWO₄， CuFe₂O₄， CuMoO₄， CuTiO₃， CuWO₄，
Ag₂MoO₄， Ag₂WO₄， ZnAl₂O₄， ZnMoO₄， ZnWO₄， CdS
nO₃， CdTiO₃， CdMoO ₄， CdWO₄， NaAlO₂， MgAl₂O₄，
SrAl₂O₄， Gd₃Ga₅O₁₂， InFeO₃， MgIn₂O₄， Al₂TiO₅，
FeTiO₃， MgTiO₃， NaSiO₃， CaSiO₃，ZrSiO₄， K₂GeO
₃，Li₂GeO₃， Na₂GeO₃， Bi₂Sn₃O₉， MgSnO₃， SrSn
O₃， PbSiO₃， PbMoO₄， PbTiO₃， SnO₂-Sb ₂O₃， CuSeO
₄， Na₂SeO₃， ZnSeO₃， K₂TeO₃， K₂TeO₄， Na₂TeO₃，
Na₂TeO₄などの金属複合酸化物でも、FeS, Al₂S₃, MgS,
ZnSなどの硫化物、LiF, MgF₂, SmF₃などのフッ化物、H
gCl, FeCl₂, CrCl₃などの塩化物、AgBr, CuBr, MnBr₂な
どの臭化物、PbI₂, CuI, FeI₂などのヨウ化物、又は、S
iAlONなどの金属酸化窒化物でも有効である。

【００１３】さらに、絶縁体層の誘電体材料としてダイ
ヤモンド，フラーレン(C_2n)などの炭素、或いは、Al
₄C₃，B₄C，CaC₂，Cr₃C₂，Mo₂C，MoC，NbC，SiC，TaC，T
iC，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(C_2n)は炭素原子だけからなりＣ₆₀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、O_x，N_xのｘは原子比を表す。以下、同じ。
電子放出側の金属薄膜電極材料としてはPt, Au, W, Ru,
Irなどの金属が有効であるが、Al, Sc, Ti, V, Cr, M
n, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo,Tc, Rh, P
d, Ag, Cd, Ln, Sn, Ta, Re, Os, Tl, Pb, La, Ce, Pr,
Nd, Pm, Sm,Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Luも用
いられ得る。素子基板１０の材質はガラスの他に、Ａｌ
₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ等のセラミックスでも良い。

【００１４】またこれらの製法としては、スパッタリン
グ法が特に有効であるが、真空蒸着法、ＣＶＤ（chemic
al vapor deposition）法、レーザアブレイション法、
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。 （実施例）具体的に、電子放出素子を作製し特性を調べ
た。

【００１５】Ａｌオーミック電極をスパッタリング法に
より膜厚３００ｎｍで形成したガラス基板の電極表面
に、シリコン（Ｓｉ）の電子供給層をスパッタリング法
により膜厚５０００ｎｍで形成した。かかるＳｉ基板を
多数用意した。次に、スパッタリング法により、かかる
Ｓｉ基板の電子供給層上に膜厚を０〜５００ｎｍに変化
させてＳｉＯ₂の絶縁体層を成膜し、かかるＳｉＯ₂絶縁
体基板を多数用意した。ＳｉＯ₂絶縁体層は、スパッタ
リング法をとおして、Ａｒ，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，Ｈ₂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０．１〜２０mTorr、成膜レー
ト０．１〜１０００nm/min好ましくは０．５〜１００nm
/minのスパッタ条件で成膜されている。スパッタリング
装置のターゲットやスパッタ条件を適宜変えることによ
り、絶縁体層の単層又は多層、アモルファス又は結晶
相、粒径、原子比は制御され得る。

【００１６】実施例のＳｉＯ₂絶縁体層について、Ｘ線
回折法で分析したところ結晶部分の回折強度Ｉｃとアモ
ルファス相によるハロー強度Ｉａの比Ｉｃ／Ｉａはおよ
そ５／９５であった。このことから絶縁体層のＳｉＯ₂
はその５％が分散した結晶部からなり、９５％がアモル
ファス相であると推定できる。最後に、各基板のアモル
ファスＳｉＯ₂層の表面上にＰｔ薄膜電極を膜厚１０ｎ
ｍでスパッタ成膜し、素子基板を多数作成した。

【００１７】一方、透明ガラス基板の内面にＩＴＯコレ
クタ電極が形成されたものや、各コレクタ電極上に、
Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する蛍光体からなる蛍光体層を常法に
より形成した透明基板を作成した。これら素子基板及び
透明基板を、薄膜電極及びコレクタ電極が向かい合うよ
うに平行に１０ｍｍ離間してスペーサにより保持し、間
隙を１０^-7Torr又は１０^-5Paの真空になし、電子放出素
子を組立て、作製した。

【００１８】その後、多数の得られた素子について各Ｓ
ｉＯ₂層膜厚に対応したダイオード電流Ｉｄ及び放出電
流Ｉｅを測定した。図２並びに図３は、作製した電子放
出素子にＶｄを０〜２００Ｖで印加したときのＳｉＯ₂
層膜厚に対する、放出電流Ｉｅの関係並びに電子放出効
率（Ｉｅ／Ｉｄ）の関係を示す。図２並びに図３から明
らかなように、膜厚５０ｎｍから飽和するが、ＳｉＯ₂
層膜厚３００〜４００ｎｍの素子で最大放出電流１ｘ１
０^-3A/cm²、最大電子放出効率１ｘ１０^-1程度が得られ
た。

【００１９】この結果より、２００Ｖ以下の電界を加え
ることにより、１ｘ１０^-6A/cm²以上の放出電流、１ｘ
１０^-3以上の電子放出効率が、膜厚５０ｎｍ以上好まし
くは、１００〜４００ｎｍのＳｉＯ₂誘電体層を有する
素子から得られることが判明した。また、蛍光体を塗布
したコレクタ電極及び薄膜電極の間に約４ｋＶの電圧を
印加した状態では、ＳｉＯ₂層膜厚５０ｎｍ以上の素子
で薄膜電極に対応する形の均一な蛍光パターンが観測さ
れた。このことは、アモルファスＳｉＯ₂層からの電子
放出が均一であり、直線性の高いことを示し、電子放出
ダイオードとして、赤外線又は可視光又は紫外線の電磁
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
て動作可能であることを示している。

【００２０】次に、膜厚４００ｎｍのＳｉＯ₂層を有す
る多数の電子放出素子についてそのアモルファスＳｉＯ
₂の粒径に対するダイオード電流Ｉｄ及び放出電流Ｉｅ
を測定した。図４並びに図５はアモルファスＳｉＯ₂の
粒径に対する、放出電流Ｉｅの関係並びに電子放出効率
（Ｉｅ／Ｉｄ）の関係を示し、スパッタ条件に応じてア
モルファスＳｉＯ₂の粒径分布が生じていることがわか
る。かかる結果より、１ｘ１０^-6A/cm²以上の放出電
流、１ｘ１０^-3以上の電子放出効率が、平均の粒径５〜
１００ｎｍのアモルファスＳｉＯ₂層を有する素子から
得られることが判明した。

【００２１】スパッタリングで成膜した絶縁体層の表面
をＳＥＭで観察したところ、ＣＶＤで成膜したものと比
べ２０ｎｍ程度の粒塊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。すなわち、ＳｉＯ₂は本来絶縁体である
が、粒塊あるいは、その近傍に発生しやすい結晶欠陥や
不純物などによりポテンシャルの低いバンドが多数現れ
る。電子はこのポテンシャルの低いバンドを介し次々に
トンネリングし、結果として５０ｎｍ以上の膜厚をもト
ンネルするのであると推定される。（図７参照） 図６に実施例の電子放出表示装置を示す。実施例は、一
対の透明基板１及び素子基板１０からなり、基板は真空
空間４を挾み互いに対向している。図示する電子放出表
示装置において、表示面である透明な前面板１すなわち
透明基板の内面（背面板１０と対向する面）には、例え
ばインジウム錫酸化物（いわゆるＩＴＯ）、酸化錫（Ｓ
ｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などからなる透明なコレク
タ電極２の複数が互いに平行に形成されている。また、
コレクタ電極２は一体的に形成されていてもよい。放出
電子を捕獲する透明コレクタ電極群は、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、それぞれに電圧が印加
される。よって、３本のコレクタ電極２の上には、Ｒ，
Ｇ，Ｂに対応する蛍光体からなる蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，
３Ｂが真空空間４に面するように、それぞれ形成されて
いる。

【００２２】一方、真空空間４を挾み前面板に対向する
ガラスなどからなる背面板１０すなわち素子基板内面
（前面板１と対向する面）には、インシュレータ層１８
を介してそれぞれ平行に伸長する複数のオーミック電極
１１が形成されている。このインシュレータ層１８は、
SiO₂, SiN_x, Al₂O₃, AlNなどの絶縁体からなり、基板１
０から素子への悪影響（アルカリ成分などの不純物の溶
出や、基板面の凹凸など）を防ぐ働きをなす。オーミッ
ク電極の上に複数の電子放出素子Ｓが形成され、隣接す
る金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上に、オーミ
ック電極に垂直に伸長して架設され、それぞれが平行に
伸長する複数のバス電極１６と、が設けられている。電
子放出素子Ｓはオーミック電極上に順に形成された電子
供給層１２、絶縁体層１３及び金属薄膜電極１５からな
る。金属薄膜電極１５は真空空間４に面する。また、金
属薄膜電極１５の表面を複数の電子放出領域に区画する
ため、開口を有した第２絶縁体層１７が成膜される。こ
の第２絶縁体層１７はバス電極１６を覆うことで不要な
短絡を防止する。

【００２３】オーミック電極１１の材料としては、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｗ等の一般にＩＣの配線に用いられる
材料で、各素子にほぼ同電流を供給する均一な厚さであ
る。電子供給層１２の材質は、シリコン（Ｓｉ）が挙げ
られるが、本発明の電子供給層はシリコンに限られたも
のではなく他の半導体又は金属であり、アモルファス、
多結晶、単結晶の何れでも良い。

【００２４】薄膜電極１５の材質は、電子放出の原理か
ら仕事関数φが小さい材料で、薄い程良い。電子放出効
率を高くするために、薄膜電極１５の材質は周期律表の
Ｉ族、II族の金属が良く、たとえばＭｇ、Ｂａ、Ｃａ、
Ｃｓ、Ｒｂ、Ｌｉ、Ｓｒ等が有効で、更に、それらの合
金であっても良い。また、薄膜電極１５の材質は極薄化
の面では、導電性が高く化学的に安定な金属が良く、た
とえばＡｕ、Ｐｔ、Ｌｕ、Ａｇ，Ｃｕの単体又はこれら
の合金等が望ましい。また、これらの金属に、上記仕事
関数の小さい金属をコート、あるいはドープしても有効
である。

【００２５】バス電極１６の材料としては、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ａｌ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。また、この表示装
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子放出素子の概略断面図であ
る。

【図２】本発明による電子放出素子における電子放出電
流のＳｉＯ₂層膜厚依存性を示すグラフである。

【図３】本発明による電子放出素子における電子放出効
率のＳｉＯ₂層膜厚依存性を示すグラフである。

【図４】本発明による電子放出素子における電子放出電
流のＳｉＯ₂層粒径依存性を示すグラフである。

【図５】本発明による電子放出素子における電子放出効
率のＳｉＯ₂層粒径依存性を示すグラフである。

【図６】本発明による実施例の電子放出表示装置を示す
概略斜視図である。

【図７】本発明による電子放出素子のバンド構造を示す
図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ コレクタ電極 ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ 蛍光体層 ４ 真空空間 １０ 素子基板 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 バス電極 １７ 第２絶縁体層 １８ インシュレータ層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   上に形成され真空空間に面する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を印加し
   電子を放出する電子放出素子であって、前記絶縁体層は
   平均の粒径が５〜100nmのアモルファス相を主成分とし
   多結晶相を含むアモルファス誘電体からなり、５０nm以
   上の膜厚を有することを特徴とする電子放出素子。
2. 【請求項２】 真空空間を挾み対向する一対の第１及び
   第２基板と、前記第１基板内面に設けられた複数の電子
   放出素子と、前記第２基板内面に設けられたコレクタ電
   極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層と、か
   らなる電子放出表示装置であって、前記電子放出素子の
   各々は、前記第１基板側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前記真空空間に面す
   る金属薄膜電極からなり、前記絶縁体層は、５０nm以上
   の膜厚を有しかつ平均の粒径が５〜100nmのアモルファ
   ス相を主成分とし多結晶相を含むアモルファス誘電体か
   らなることを特徴とする電子放出表示装置。
3. 【請求項３】 真空空間を挾み対向する一対の素子基板
   及び透明基板と、 前記素子基板に設けられそれぞれ平行に伸長する複数の
   オーミック電極と、 各々が前記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
   平均の粒径が５〜100nmのアモルファス相を主成分とし
   多結晶相を含むアモルファス誘電体からなる絶縁体層及
   び前記絶縁体層上に形成され前記真空空間に面する金属
   薄膜電極からなる複数の電子放出素子と、 隣接する前記金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上
   に、前記オーミック電極に垂直に伸長して架設され、そ
   れぞれが平行に伸長する複数のバス電極と、 前記透明基板に設けられそれぞれ平行に伸長しかつ前記
   金属薄膜電極からの放出電子を捕獲する複数のコレクタ
   電極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層から
   なることを特徴とする電子放出表示装置。
4. 【請求項４】 前記金属薄膜電極の表面を複数の電子放
   出領域に画定する第２絶縁体層を有することを特徴とす
   る請求項３記載の電子放出表示装置。
5. 【請求項５】 前記第２絶縁体層は前記バス電極を覆う
   ことを特徴とする請求項４記載の電子放出表示装置。