JPH10321123A - 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、電子供給層を酸化又
は窒化処理することにより得られた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、前記電子
供給層を酸化又は窒化処理することにより得られた５０
nm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においては、前記電
子供給層が珪素であり、前記絶縁体層が酸化珪素又は窒
化珪素であることを特徴とする。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
生しにくいので製造歩留まりが向上する。素子の放出電
流は１ｘ１０^-6A/cm²をこえ１ｘ１０^-3A/cm²程度であ
り、放出電流比は１ｘ１０^-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。

【０００８】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、真空ミクロエ
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。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、
酸化又は窒化処理により得られた酸化珪素又は窒化珪素
で５０nm以上の膜厚を有することを特徴とする。

【０００９】

【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、電子供給層１２を酸化又は窒化処理すること
により得られた５０nm以上の極めて厚い膜厚を有するも
のである。

【００１０】この電子放出素子は、表面の薄膜電極を駆
動電位Ｖｄにし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
に駆動電圧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に印加された高い加速電
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】各層の成膜法としては、絶縁体層１３を除
き、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。絶
縁体層の酸化又は窒化処理による成膜は、まず、図２に
示すように、表面上にオーミック電極１１を備えた基板
１０表面上に電子供給層１２をスパッタリング法により
順に形成する。スパッタリング法は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
とし所定材料と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、電子供給層のアモルファス
相、粒径、原子比は制御され得る。

【００１２】実施例のＳｉＯ₂絶縁体層１３について、
Ｘ線回折法で分析したところアモルファス相によるハロ
ー強度Ｉａが観測された。このことから絶縁体層のＳｉ
Ｏ₂はアモルファス相であると推定できる。次に、図３
に示すように、真空室にてかかる基板を酸素又は窒素の
ガス又はプラズマにさらす。この時の酸化又は窒化条件
は、例えば、酸素ガス中で７００〜１２００℃にて１〜
１２０分、酸素プラズマ中で１００〜９００℃にて１〜
１２０分、窒素ガス中で７００〜１２００℃にて１〜１
２０分、及び窒素プラズマ中で１００〜９００℃にて１
〜１２０分である。このように、気相の酸化又は窒化を
行うことにより、電子供給層１２内に膜厚を５０〜７０
０ｎｍに変化させて絶縁体層１３を形成する。

【００１３】次に、図４に示すように、薄膜電極１５を
スパッタリング法により絶縁体層１３上に形成する。電
子供給層１２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(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が、用いられ得る。

【００１４】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。電子供給層とこれの酸化又は窒
化により形成される絶縁体層の材料の組み合せ例は、電
子供給層−絶縁体層，・・・と示すと以下のようなもの
がある。

【００１５】 Li−LiO_x，LiAlO₂，Li₂SiO₃，Li₂TiO₃，LiN_x Na−NaO_x，Na₂Al₂₂O₃₄，NaFeO₂，Na₄SiO₄ K−KO_x，K₂SiO₃，K₂TiO₃，K₂WO₄ Rb−RbO_x，Rb₂CrO₄ Cs−CsO_x，Cs₂CrO₄ Be−BeO_x Mg−MgO_x，MgAl₂O₄，MgFe₂O₄，MgTiO₃，MgN_x Ca−CaO_x，CaTiO₃，CaWO₄，CaZrO₃，CaN_x，CaC₂ Sr−SrO_x，SrFe₁₂O₁₉，SrTiO₃，SrZrO₃ Ba−BaO_x，BaAl₂O₄，BaFe₁₂O₁₉，BaTiO₃，Ba₄C Sc−ScO_x Y−YO_x，Y₃Al₅O₁₂，Y₃Fe₅O₁₂，YN_x La−LaO_x，LaFeO₃，La₃Fe₅O₁₂，La₂Ti₂O₇，LaN_x Ce−CeO_x，CeSnO₄，CeTiO₄ Pr−PrO_x Nd−NdO_x Sm−SmO_x，Sm₃Fe₅O₁₂ Eu−EuO_x，EuFeO₃，Eu₃Fe₅O₁₂ Gd−GdO_x，GdFeO₃，Gd₃Fe₅O₁₂ Tb−TbO_x， Dy−DyO_x，DyFeO₃，Dy₃Fe₅O₁₂ Ho−HoO_x，HoFeO₃，Ho₃Fe₅O₁₂ Er−ErO_x，ErFeO₃，Er₃Fe₅O₁₂ Tm−TmO_x，Tm₃Fe₅O₁₂ Yb−YbO_x Lu−LuO_x，LuFeO₃，Lu₃Fe₅O₁₂ Ti−TiO_x，NiTiO₃，Al₂TiO₃，FeTiO₃，TiN_x， Zr−ZrO_x，BaZrO₃，LiZrO₃，MgZrO₃，ZrN_x， Hf−HfO_x，HfTiO₄，HfN_x， Th−ThO_x， V−VO_x，NH₄VO₃，AgVO₃，LiVO₃，VN_x， Nb−NbO_x，BaNb₂O₆，NaNbO₃，SrNb₂O₆，NbN_x， Ta−TaO_x，KTaO₃，NaTaO₃，SrTa₂O₆，TaN_x， Cr−CrO_x，CuCr₂O₄，Ag₂CrO₄，Ag₂CrO₄，CrN_x， Mo−MoO_x，k₂MoO₄，Na₂MoO₄，NiMoO₄，MoN_x， W−WO_x，BaWO₄，Na₂WO₄，SrWO₄，WN_x， Mn−MnO_x，MnCr₂O₄，MnFe₂O₄，MnTiO₃，MnWO₄ Re−ReO_x Fe−FeO_x，CoFe₂O₄，ZnFe₂O₄，FeWO₄，FeN_x Ru−RuO_x Os−OsO_x Co−CoO_x，CoMoO₄，CoTiO₃，CoWO₄ Rh−RhO_x Ir−IrO_x Ni−NiO_x，NiFe₂O₄，NiWO₄ Pd−PdO_x Pt−PtO_x Cu−CuO_x，CuFe₂O₄，CuMoO₄，CuTiO₃，CuWO₄，CuN_x Ag−AgO_x，Ag₂MoO₄，Ag₂WO₄ Au−AuO_x Zn−ZnO_x，ZnAl₂O₄，ZnMoO₄，ZnWO₄ Cd−CdO_x，CdSnO₃，CdTiO₃，CdMoO₄，CdWO₄ Hg−HgO_x B−BO_x，BN_x Al−AlO_x，NaAlO₂，MgAl₂O₄，SrAl₂O₄，AlN_x，SiAlO₄， Ga−GaO_x，Gd₃Ga₅O₁₂，GaN_x In−InO_x，InFeO₃，MgIn₂O₄， Ti−TiO_x，Al₂TiO₅，FeTiO₃，MgTiO₃，TiN_x Si−SiO_x，Na₂SiO₃，CaSiO₃，ZrSiO₄，SiN_x，SiAlON， Ge−GeO_x，K₂GeO₃，Li₂GeO₃，Na₂GeO₃， Sn−SnO_x，Bi₂Sn₃O₉，MgSnO₃，SrSnO₃ Pd−PbO_x，PbSiO₃，PbMoO₄，PdTiO₃ P−PO_x，PN_x As−AsO_x Sb−SbO_x，SnO₂-Sb₂O₃ Se−SeO_x，CuSeO₄，Na₂SeO₃，ZnSeO₃ Te−TeO_x，K₂TeO₃，K₂TeO₄，Na₂TeO₃，Na₂TeO₄ なお、上記式中、O_x，N_xのｘは原子比を表す。以下、同
じ。

【００１６】電子放出側の金属薄膜電極材料としてはP
t, Au, W, Ru, Irなどの金属が有効であるが、Al, Sc,
Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb,
Mo,Tc, Rh, Pd, Ag, Cd, Ln, Sn, Ta, Re, Os, Tl, Pb,
La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm,Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, T
m, Yb, Luも用いられ得る。素子基板１０の材質はガラ
スの他に、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ等のセラミックス
や、表面酸化処理したＳｉウエハでも良い。 （実施例）具体的に、電子放出素子を作製し特性を調べ
た。

【００１７】Ｗ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、気相酸化法により、かかるＳｉ基板の
電子供給層表面に、膜厚を０〜７００ｎｍに変化させて
ＳｉＯ_xの絶縁体層を形成し、かかる基板を多数用意し
た。ＳｉＯ_x絶縁体層は、酸素ガス中で７００〜１２０
０℃にて１〜１２０分の条件にて、気相酸化をとおし
て、形成された。

【００１８】最後に、各基板のアモルファスＳｉＯ_x層
の表面上にＰｔ薄膜電極を膜厚１０ｎｍでスパッタ成膜
し、素子基板を多数作成した。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。

【００１９】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１
０^-5Paの真空になし、電子放出素子を組立て、作製し
た。その後、多数の得られた素子について各ＳｉＯ_x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。

【００２０】図５並びに図６は、作製した電子放出素子
にＶｄを０〜２００Ｖで印加したときのＳｉＯ_x層膜厚
に対する、放出電流Ｉｅの関係並びに電子放出効率（Ｉ
ｅ／Ｉｄ）の関係を示す。図５並びに図６から明らかな
ように、膜厚５０ｎｍにおいても十分な放出電流並びに
電子放出効率を得て、膜厚３００〜４００ｎｍの素子で
最大放出電流１ｘ１０^-3A/cm²以上、最大電子放出効率
１ｘ１０^-1以上が得られた。

【００２１】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ＳｉＯ_x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の加速電
圧を印加した状態では、ＳｉＯ_x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ＳｉＯ_x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。

【００２２】スパッタリングで成膜した電子供給層の表
面酸化によって得られた絶縁体層の表面をＳＥＭで観察
したところ、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、図１０に示すよう
に、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。

【００２３】次に、駆動電圧Ｖｄが７０Ｖ、加速電圧Ｖ
ｃが２００Ｖの条件下で放出電流Ｉｅの時間変動を測定
した。図７は、放出電流Ｉｅの時間変動を表している。
図７のように放出電流の時間変動は非常に小さく、放出
電流が安定していることがわかる。このように、Ｓｉ電
子供給層に、酸化処理によってＳｉＯ_x絶縁体層を形成
することにより、それらの界面が清浄、平坦となり、さ
らに、密着性が向上しているので、低い電圧でかつ安定
した放出電流を得ることが判明した。

【００２４】次に、上記と同じ加速電圧Ｖｃの２００Ｖ
の条件下で駆動電圧Ｖｄに対する放出電流Ｉｅの変化を
測定した。図８は、放出電流Ｉｅと駆動電圧Ｖｄとの関
係を示したものである。図示のように、駆動電圧Ｖｄは
約５０Ｖという低い電圧で放出開始電流が発生すること
が判明した。

【００２５】このことは、Ｓｉ電子供給層及びＳｉＯ_x
絶縁体層の界面を電子が容易に通過できるので、多くの
電子を安定して金属薄膜電極に到達させることができる
からであると推察される。図９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（ＳｎＯ）、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。

【００２６】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、開口を有した絶縁保護層１７が成膜される。この
絶縁保護層１７はバス電極１６を覆うことで不要な短絡
を防止する。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】なお、上記実施例においては、Ｓｉ及びＳ
ｉＯ_xが絶縁体層中に分散しているものであるが、絶縁
体層をＳｉの層及びＳｉＯ_xの層の交互に積層された多
層から構成しても良い。

【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製造工程における基
板の概略断面図である。

【図３】本発明による電子放出素子製造工程における基
板の概略断面図である。

【図４】本発明による電子放出素子製造工程における基
板の概略断面図である。

【図５】本発明による電子放出表示素子における電子放
出電流の絶縁体層膜厚依存性を示すグラフである。

【図６】本発明による電子放出表示素子における電子放
出効率の絶縁体層膜厚依存性を示すグラフである。

【図７】本発明による電子放出素子の放出電流の時間変
動を示すグラフである。

【図８】本発明による電子放出素子における駆動電圧Ｖ
ｄと電子放出電流の関係を示すグラフである。

【図９】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１０】本発明による電子放出素子の動作を説明する
動作説明図である。

【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 絶縁保護層 １８ インシュレータ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 (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

Claims (3)

【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、前記電子供給層を酸化又は窒化処理することにより
   得られた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】 前記電子供給層が珪素であり、前記絶縁
   体層が酸化珪素又は窒化珪素であることを特徴とする請
   求項１記載の電子放出素子。
3. 【請求項３】 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、前記電子供
   給層を酸化又は窒化処理することにより得られた５０nm
   以上の膜厚を有することを特徴とする電子放出表示装
   置。