JPH11297190A - 積層型電子放出素子および画像表示装置 - Google Patents
積層型電子放出素子および画像表示装置Info
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- JPH11297190A JPH11297190A JP9908398A JP9908398A JPH11297190A JP H11297190 A JPH11297190 A JP H11297190A JP 9908398 A JP9908398 A JP 9908398A JP 9908398 A JP9908398 A JP 9908398A JP H11297190 A JPH11297190 A JP H11297190A
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- electron
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界放出型ディスプレイ装置に用いる高い電
子放出特性を有する積層型電子放出素子、および画像表
示装置を実現する。 【解決手段】 基板１１上に、下部電極１２、導電層１
３、絶縁層１４、上部電極１５を形成し、絶縁層１４の
中には微粒子１６または欠陥構造を含有させるものとす
る。この積層型電子放出素子を陰極、対向側に基板上に
透明電極、蛍光体薄膜からなる陽極基板を配置し、上部
電極と下部電極との間、陰極と陽極との間に所定電圧を
印加すると、上部電極表面から真空中に電子が放出さ
れ、加速された電子は蛍光体薄膜に到達し、電子が蛍光
体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄膜が発光するも
のである。この構成では、電子放出軌道が基板面に対し
てほぼ垂直になるため、電子の直進性が良く、画像表示
装置に適したものとなる。
子放出特性を有する積層型電子放出素子、および画像表
示装置を実現する。 【解決手段】 基板１１上に、下部電極１２、導電層１
３、絶縁層１４、上部電極１５を形成し、絶縁層１４の
中には微粒子１６または欠陥構造を含有させるものとす
る。この積層型電子放出素子を陰極、対向側に基板上に
透明電極、蛍光体薄膜からなる陽極基板を配置し、上部
電極と下部電極との間、陰極と陽極との間に所定電圧を
印加すると、上部電極表面から真空中に電子が放出さ
れ、加速された電子は蛍光体薄膜に到達し、電子が蛍光
体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄膜が発光するも
のである。この構成では、電子放出軌道が基板面に対し
てほぼ垂直になるため、電子の直進性が良く、画像表示
装置に適したものとなる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出型ディス
プレイ装置に用いる高い電子放出特性を有する積層型電
子放出素子、およびこの積層型電子放出素子を用いた画
像表示装置に関するものである。
プレイ装置に用いる高い電子放出特性を有する積層型電
子放出素子、およびこの積層型電子放出素子を用いた画
像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子放出素子は、例えば、半導体
トランジスタ等の製造に使用されている微細加工技術を
利用して、ミクロンサイズの微小な真空素子を作製する
技術が研究開発されている（（１）伊藤順司、応用物
理、第５９巻、第２号、１９９０年、（２）横尾邦義、
電気学会誌、第１１２巻、第４号、１９９２年）。
トランジスタ等の製造に使用されている微細加工技術を
利用して、ミクロンサイズの微小な真空素子を作製する
技術が研究開発されている（（１）伊藤順司、応用物
理、第５９巻、第２号、１９９０年、（２）横尾邦義、
電気学会誌、第１１２巻、第４号、１９９２年）。
【０００３】この電子放出素子は、導電性シリコン基板
とこのシリコン基板上に形成された表面に円錐状の突起
を有するシリコン層とにより構成されている。円錐状突
起は微細加工技術を使用して成形加工され、シリコン電
子エミッタ部となる。
とこのシリコン基板上に形成された表面に円錐状の突起
を有するシリコン層とにより構成されている。円錐状突
起は微細加工技術を使用して成形加工され、シリコン電
子エミッタ部となる。
【０００４】また、この電子エミッタ部を有する陰極基
板に対向して陽極基板が配置されている。この陽極基板
は透明なガラス基板に、透明電極および蛍光体薄膜、ま
た必要に応じて金属薄膜を順次積層して形成されたもの
であり、蛍光体薄膜側が電子エミッタ部側に配置されて
いる。
板に対向して陽極基板が配置されている。この陽極基板
は透明なガラス基板に、透明電極および蛍光体薄膜、ま
た必要に応じて金属薄膜を順次積層して形成されたもの
であり、蛍光体薄膜側が電子エミッタ部側に配置されて
いる。
【０００５】このように、発光素子を構成する対向した
陰極基板と陽極基板を高真空中におき、陰極と陽極との
間に所定の電圧を印加すると、電子エミッタ部の先端か
ら真空中に電子が放出される。この放出された電子は、
印加された電圧により加速され、蛍光体薄膜に到達し、
電子が蛍光体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄膜が
発光する。蛍光体薄膜は材料を変えることにより、赤・
青・緑の３原色又はその中間色を自由に発光させること
が可能である。これらの発光素子を平面上に配列しディ
スプレイを構成できる。
陰極基板と陽極基板を高真空中におき、陰極と陽極との
間に所定の電圧を印加すると、電子エミッタ部の先端か
ら真空中に電子が放出される。この放出された電子は、
印加された電圧により加速され、蛍光体薄膜に到達し、
電子が蛍光体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄膜が
発光する。蛍光体薄膜は材料を変えることにより、赤・
青・緑の３原色又はその中間色を自由に発光させること
が可能である。これらの発光素子を平面上に配列しディ
スプレイを構成できる。
【０００６】一方、簡単な構造の電子放出素子として円
錐状突起を持たないエミッタも提案されている。下部金
属層−絶縁体層−上部金属層の３層構造で、上部−下部
金属層間に電圧を印加することにより、絶縁体層を通過
した電子を上部電極層表面から真空中に放出させるＭＩ
Ｍ型と呼ばれているものもある。素子構成が単純なた
め、非常に注目されている。
錐状突起を持たないエミッタも提案されている。下部金
属層−絶縁体層−上部金属層の３層構造で、上部−下部
金属層間に電圧を印加することにより、絶縁体層を通過
した電子を上部電極層表面から真空中に放出させるＭＩ
Ｍ型と呼ばれているものもある。素子構成が単純なた
め、非常に注目されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
円錐状突起を持つ電子放出素子は、エミッタ部構造を電
界集中し易い円錐状突起構造にすることが必要である。
また、円錐状突起構造を作製するためには、半導体トラ
ンジスタ等の製造に使用されている高度な微細加工技術
を利用する必要がある。また、従来のＭＩＭ型電子放出
素子は、下部金属層としてアルミニウム（Ａｌ）を用
い、アルミニウムの表面を熱酸化または陽極酸化するこ
とによって絶縁体層であるアルミナ（Ａｌ↓２Ｏ↓３）
を形成していた。この絶縁体層の厚さは非常に薄く、再
現性良く作製するのが困難であった。
円錐状突起を持つ電子放出素子は、エミッタ部構造を電
界集中し易い円錐状突起構造にすることが必要である。
また、円錐状突起構造を作製するためには、半導体トラ
ンジスタ等の製造に使用されている高度な微細加工技術
を利用する必要がある。また、従来のＭＩＭ型電子放出
素子は、下部金属層としてアルミニウム（Ａｌ）を用
い、アルミニウムの表面を熱酸化または陽極酸化するこ
とによって絶縁体層であるアルミナ（Ａｌ↓２Ｏ↓３）
を形成していた。この絶縁体層の厚さは非常に薄く、再
現性良く作製するのが困難であった。
【０００８】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、簡単な構造で、また、低電圧で安定した動作が可能
な積層型電子放出素子および画像表示装置を提供するこ
とを目的とする。
め、簡単な構造で、また、低電圧で安定した動作が可能
な積層型電子放出素子および画像表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するため
に、本発明の積層型電子放出素子は、基板上に下部電
極、導電層、絶縁層、上部電極の順に層状に積み重なっ
た積層型電子放出素子において、絶縁層の内部に絶縁層
を構成する元素の一部または絶縁層を構成する元素のす
べてからなる粒子を含有することを特長とするものであ
る。
に、本発明の積層型電子放出素子は、基板上に下部電
極、導電層、絶縁層、上部電極の順に層状に積み重なっ
た積層型電子放出素子において、絶縁層の内部に絶縁層
を構成する元素の一部または絶縁層を構成する元素のす
べてからなる粒子を含有することを特長とするものであ
る。
【００１０】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層内部に含有する粒子が、絶縁層形成時に絶縁層形成
のために供給された元素の一部または絶縁層形成のため
に供給された元素のすべてによって形成されることを特
長とするものである。
縁層内部に含有する粒子が、絶縁層形成時に絶縁層形成
のために供給された元素の一部または絶縁層形成のため
に供給された元素のすべてによって形成されることを特
長とするものである。
【００１１】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層内部に含有する粒子が、絶縁層形成後の元素の析出
によって形成されることを特長とするものである。
縁層内部に含有する粒子が、絶縁層形成後の元素の析出
によって形成されることを特長とするものである。
【００１２】また、本発明の積層型電子放出素子は、基
板上に下部電極、導電層、絶縁層、上部電極の順に層状
に積み重なった積層型電子放出素子において、絶縁層の
内部に欠陥構造を含有することを特長とするものであ
る。
板上に下部電極、導電層、絶縁層、上部電極の順に層状
に積み重なった積層型電子放出素子において、絶縁層の
内部に欠陥構造を含有することを特長とするものであ
る。
【００１３】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層内部の欠陥が、絶縁層形成時に発生する欠陥である
ことを特長とするものである。
縁層内部の欠陥が、絶縁層形成時に発生する欠陥である
ことを特長とするものである。
【００１４】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層内部の欠陥が、絶縁層形成後の機械的応力または熱
的応力によって発生する欠陥であることを特長とするも
のである。
縁層内部の欠陥が、絶縁層形成後の機械的応力または熱
的応力によって発生する欠陥であることを特長とするも
のである。
【００１５】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層が酸化物からなることを特長とするものである。
縁層が酸化物からなることを特長とするものである。
【００１６】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層がシリコン（Ｓｉ）の酸化物であることを特長とす
るものである。
縁層がシリコン（Ｓｉ）の酸化物であることを特長とす
るものである。
【００１７】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層がシリコン（Ｓｉ）の酸化物であり、ＳｉＯ↓ｘで
定義され、ｘが１≦ｘ≦２であることを特長とするもの
である。
縁層がシリコン（Ｓｉ）の酸化物であり、ＳｉＯ↓ｘで
定義され、ｘが１≦ｘ≦２であることを特長とするもの
である。
【００１８】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層ＳｉＯ↓ｘのｘが１．５で、その中にシリコン（Ｓ
ｉ）粒子が分散していることを特長とするものである。
縁層ＳｉＯ↓ｘのｘが１．５で、その中にシリコン（Ｓ
ｉ）粒子が分散していることを特長とするものである。
【００１９】また、本発明の積層型電子放出素子は、絶
縁層が非晶質であることを特長とするものである。
縁層が非晶質であることを特長とするものである。
【００２０】また、本発明の積層型電子放出素子は、導
電層が多結晶構造であることを特長とするものである。
電層が多結晶構造であることを特長とするものである。
【００２１】また、本発明の積層型電子放出素子は、導
電層の表面に凸凹があることを特長とするものである。
電層の表面に凸凹があることを特長とするものである。
【００２２】また、本発明の積層型電子放出素子は、導
電層表面の凸凹が導電層の結晶構造に起因することを特
長とするものである。
電層表面の凸凹が導電層の結晶構造に起因することを特
長とするものである。
【００２３】また、本発明の画像表示装置は、前記積層
型電子放出素子を用いることを特長とするものである。
型電子放出素子を用いることを特長とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る積層型
電子放出素子の概略構成図である。
て説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る積層型
電子放出素子の概略構成図である。
【００２５】図１において、１１は基板、１２は下部電
極、１３は導電層、１４は絶縁層、１５は上部電極、１
６は微粒子である。
極、１３は導電層、１４は絶縁層、１５は上部電極、１
６は微粒子である。
【００２６】以上のように構成された積層型電子放出素
子の動作について説明する。まず、下部電極１２から導
電層１３を経て絶縁層１４に供給された電子は、絶縁層
１４中の微粒子１６を伝わり上部電極１５の表面から真
空中に電子が放出する。
子の動作について説明する。まず、下部電極１２から導
電層１３を経て絶縁層１４に供給された電子は、絶縁層
１４中の微粒子１６を伝わり上部電極１５の表面から真
空中に電子が放出する。
【００２７】そして、積層型電子放出素子を陰極、対向
側に基板上に透明電極、蛍光体薄膜からなる陽極基板を
配置し、上部電極と下部電極との間、陰極と陽極との間
に所定の電圧を印加すると、上部電極表面から真空中に
電子が放出され、加速された電子は蛍光体薄膜に到達
し、電子が蛍光体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄
膜が発光するものである。
側に基板上に透明電極、蛍光体薄膜からなる陽極基板を
配置し、上部電極と下部電極との間、陰極と陽極との間
に所定の電圧を印加すると、上部電極表面から真空中に
電子が放出され、加速された電子は蛍光体薄膜に到達
し、電子が蛍光体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄
膜が発光するものである。
【００２８】このような積層型電子放出素子の構成で
は、電子放出軌道が基板面に対してほぼ垂直になるた
め、電子の直進性が良く、画像表示装置に適したものと
なる。
は、電子放出軌道が基板面に対してほぼ垂直になるた
め、電子の直進性が良く、画像表示装置に適したものと
なる。
【００２９】なお、絶縁体中の微粒子１６に替わって、
絶縁体中に欠陥構造が存在することによっても、同様の
効果が得られる。
絶縁体中に欠陥構造が存在することによっても、同様の
効果が得られる。
【００３０】このようにして製造された積層型電子放出
素子は、電界放出型画像表示装置に用いる電子放出源に
使用するに十分な品質のものが得られた。
素子は、電界放出型画像表示装置に用いる電子放出源に
使用するに十分な品質のものが得られた。
【００３１】なお、以上の説明では、主に電界放出型画
像表示装置用電子放出素子を例として説明したが、本発
明はこれに拘束されるものではなく、他のタイプの電子
放出素子においても、全く同様の効果が得られるもので
ある。
像表示装置用電子放出素子を例として説明したが、本発
明はこれに拘束されるものではなく、他のタイプの電子
放出素子においても、全く同様の効果が得られるもので
ある。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。
【００３３】（実施例１）図２は、本発明による積層型
電子放出素子の実施例１の構成図である。
電子放出素子の実施例１の構成図である。
【００３４】図２に示すように、ガラス基板２１上に厚
さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）下部電極２２を形
成し、さらに厚さ１．２μｍのシリコン（Ｓｉ）導電層
２３、厚さ０．４μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ↓１．
５）絶縁層２４を順次積層し、その上に厚さ１０ｎｍの
金（Ａｕ）上部電極２５を形成することにより、膜が単
純に積層した構造の積層型電子放出素子となる。さら
に、本実施例の酸化シリコン絶縁層２４は、内部にシリ
コン（Ｓｉ）粒子２６が分散した構造になっている。
以上のように構成された積層型電子放出素子の動作につ
いて説明する。まず、上部電極２５−下部電極２２間に
６０Ｖの電圧を印加すると、電子は下部電極２２から導
電層２３を経て、絶縁層２４に供給され、絶縁層２４の
中に分散しているシリコン粒子２６を伝わり加速され、
上部電極２５表面から真空中に、基板に垂直方向に電子
放出が行われる。絶縁層２４の内部にシリコン粒子２６
が存在しないと、電子放出させるための電界強度を大き
くする必要があり、絶縁破壊の危険を伴う。
さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）下部電極２２を形
成し、さらに厚さ１．２μｍのシリコン（Ｓｉ）導電層
２３、厚さ０．４μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ↓１．
５）絶縁層２４を順次積層し、その上に厚さ１０ｎｍの
金（Ａｕ）上部電極２５を形成することにより、膜が単
純に積層した構造の積層型電子放出素子となる。さら
に、本実施例の酸化シリコン絶縁層２４は、内部にシリ
コン（Ｓｉ）粒子２６が分散した構造になっている。
以上のように構成された積層型電子放出素子の動作につ
いて説明する。まず、上部電極２５−下部電極２２間に
６０Ｖの電圧を印加すると、電子は下部電極２２から導
電層２３を経て、絶縁層２４に供給され、絶縁層２４の
中に分散しているシリコン粒子２６を伝わり加速され、
上部電極２５表面から真空中に、基板に垂直方向に電子
放出が行われる。絶縁層２４の内部にシリコン粒子２６
が存在しないと、電子放出させるための電界強度を大き
くする必要があり、絶縁破壊の危険を伴う。
【００３５】なお、酸化シリコン（ＳｉＯ↓１．５）絶
縁層中のシリコン（Ｓｉ）粒子に替わって、絶縁体中に
欠陥構造が分散する形で存在しても、電子は欠陥を伝わ
り加速され、同様の効果が得られる。この欠陥は、絶縁
層形成時に導入された欠陥でも、絶縁層形成後に導入さ
れた欠陥でも同様の効果が得られた。
縁層中のシリコン（Ｓｉ）粒子に替わって、絶縁体中に
欠陥構造が分散する形で存在しても、電子は欠陥を伝わ
り加速され、同様の効果が得られる。この欠陥は、絶縁
層形成時に導入された欠陥でも、絶縁層形成後に導入さ
れた欠陥でも同様の効果が得られた。
【００３６】また、酸化シリコン絶縁層２４内部のシリ
コン（Ｓｉ）粒子２６は、膜形成中または成膜後に析出
したものでも良い。
コン（Ｓｉ）粒子２６は、膜形成中または成膜後に析出
したものでも良い。
【００３７】尚、上部電極２５は、金（Ａｕ）だけでな
く、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）ま
たはこれらの合金、またはこれらの積層膜等でも同様の
効果が得られる。なお、上部電極２５の厚さは１０ｎｍ
程度が好ましい。
く、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）ま
たはこれらの合金、またはこれらの積層膜等でも同様の
効果が得られる。なお、上部電極２５の厚さは１０ｎｍ
程度が好ましい。
【００３８】なお、絶縁層２４は、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ↓ｘ）が適しているが、酸化アルミニウム（Ａｌ↓２
Ｏ↓３）等からなる他の絶縁層でも同様の効果が得られ
る。この場合、絶縁層内部に存在する粒子はアルミニウ
ム（Ａｌ）となる。
Ｏ↓ｘ）が適しているが、酸化アルミニウム（Ａｌ↓２
Ｏ↓３）等からなる他の絶縁層でも同様の効果が得られ
る。この場合、絶縁層内部に存在する粒子はアルミニウ
ム（Ａｌ）となる。
【００３９】なお、基板は一般的にガラスを使用する
が、シリコン基板を使用した場合、ＭＯＳトランジスタ
等の電子回路、駆動回路を同一基板に造り込むことが可
能になる。
が、シリコン基板を使用した場合、ＭＯＳトランジスタ
等の電子回路、駆動回路を同一基板に造り込むことが可
能になる。
【００４０】（実施例２）図３は、本発明による積層型
電子放出素子の実施例２の構成図である。
電子放出素子の実施例２の構成図である。
【００４１】図３に示すように、ガラス基板３１上に厚
さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）下部電極３２、厚
さ１．０μｍの微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）導電層３
３、厚さ０．３μｍの非晶質酸化シリコン（ＳｉＯ↓
１．５）絶縁層３４とを順次積層し、その上に厚さ１０
ｎｍの白金（Ｐｔ）上部電極３５を形成することによ
り、膜が単純に積層した構造の積層型電子放出素子とな
る。さらに本実施例の非晶質酸化シリコン（ＳｉＯ↓
１．５）絶縁層３４は内部にシリコン（Ｓｉ）粒子３６
が分散した構造になっている。
さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）下部電極３２、厚
さ１．０μｍの微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）導電層３
３、厚さ０．３μｍの非晶質酸化シリコン（ＳｉＯ↓
１．５）絶縁層３４とを順次積層し、その上に厚さ１０
ｎｍの白金（Ｐｔ）上部電極３５を形成することによ
り、膜が単純に積層した構造の積層型電子放出素子とな
る。さらに本実施例の非晶質酸化シリコン（ＳｉＯ↓
１．５）絶縁層３４は内部にシリコン（Ｓｉ）粒子３６
が分散した構造になっている。
【００４２】以上のように構成された積層型電子放出素
子の動作について説明する。まず、上部電極３５−下部
電極３２間に５０Ｖの電圧を印加すると、電子は下部電
極３２から導電層３３を経て、絶縁層３４に供給され、
絶縁層３４の中に分散しているシリコン粒子３６を伝わ
り加速され、上部電極３５表面から真空中に基板に垂直
方向に電子放出が行われる。
子の動作について説明する。まず、上部電極３５−下部
電極３２間に５０Ｖの電圧を印加すると、電子は下部電
極３２から導電層３３を経て、絶縁層３４に供給され、
絶縁層３４の中に分散しているシリコン粒子３６を伝わ
り加速され、上部電極３５表面から真空中に基板に垂直
方向に電子放出が行われる。
【００４３】導電層の微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）
は、直径１ｎｍから５０ｎｍ、長さ１０ｎｍから４００
ｎｍの針状の微結晶からなる。したがって、導電層表面
は針状の微結晶が連なった、表面が凸凹した状態にな
る。その凸凹により電解が集中しやすくなり、より低電
圧で電子放出が可能になる。
は、直径１ｎｍから５０ｎｍ、長さ１０ｎｍから４００
ｎｍの針状の微結晶からなる。したがって、導電層表面
は針状の微結晶が連なった、表面が凸凹した状態にな
る。その凸凹により電解が集中しやすくなり、より低電
圧で電子放出が可能になる。
【００４４】なお、非晶質酸化シリコン（ＳｉＯ↓１．
５）絶縁層３４内部に分散しているシリコン（Ｓｉ）粒
子３６は、膜形成中または成膜後に析出したものでも同
様の効果が得られらた。
５）絶縁層３４内部に分散しているシリコン（Ｓｉ）粒
子３６は、膜形成中または成膜後に析出したものでも同
様の効果が得られらた。
【００４５】なお、絶縁層３４は酸化シリコン（ＳｉＯ
↓ｘ）が適しているが、酸化アルミニウム（Ａｌ↓２Ｏ
↓３）等からなる他の絶縁層でも、同様の効果が得られ
る。この場合、絶縁層内部に存在する粒子はアルミニウ
ム（Ａｌ）となる。
↓ｘ）が適しているが、酸化アルミニウム（Ａｌ↓２Ｏ
↓３）等からなる他の絶縁層でも、同様の効果が得られ
る。この場合、絶縁層内部に存在する粒子はアルミニウ
ム（Ａｌ）となる。
【００４６】なお、基板は一般的にガラスを使用する
が、シリコン基板を使用した場合、ＭＯＳトランジスタ
等の電子回路、駆動回路を同一基板に造り込むことが可
能になる。
が、シリコン基板を使用した場合、ＭＯＳトランジスタ
等の電子回路、駆動回路を同一基板に造り込むことが可
能になる。
【００４７】このようにして製造された積層型電子放出
素子は、この積層型電子放出素子を用いた画像表示装置
に使用するに十分な品質のものが得られた。
素子は、この積層型電子放出素子を用いた画像表示装置
に使用するに十分な品質のものが得られた。
【００４８】（実施例３）図４は、本発明による画像表
示装置の一実施例の構成図である。
示装置の一実施例の構成図である。
【００４９】本実施例による積層型電子放出素子４１が
マトリックス上に配置され、電界放出型画像表示装置の
陰極４２を形成する。陰極４２に対向して基板上に透明
電極、蛍光体薄膜からなる陽極４３を配置し、所定の動
作により、積層型電子放出素子の上部電極と下部電極と
の間に電圧を印加し、陰極４２と陽極４３との間に高電
圧を印加すると、上部電極表面から真空中に電子が放出
され、加速された電子は蛍光体薄膜に到達し、電子が蛍
光体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄膜が発光す
る。
マトリックス上に配置され、電界放出型画像表示装置の
陰極４２を形成する。陰極４２に対向して基板上に透明
電極、蛍光体薄膜からなる陽極４３を配置し、所定の動
作により、積層型電子放出素子の上部電極と下部電極と
の間に電圧を印加し、陰極４２と陽極４３との間に高電
圧を印加すると、上部電極表面から真空中に電子が放出
され、加速された電子は蛍光体薄膜に到達し、電子が蛍
光体薄膜に衝突することにより、蛍光体薄膜が発光す
る。
【００５０】本実施例の積層型電子放出素子の構成で
は、電子放出軌道が基板面に対してほぼ垂直になるた
め、電子の直進性が良く、画像表示装置に適したものと
なる。
は、電子放出軌道が基板面に対してほぼ垂直になるた
め、電子の直進性が良く、画像表示装置に適したものと
なる。
【００５１】なお、陽極４３は印加する電圧が数ｋＶを
超える高電圧になる場合、蛍光体の劣化防止のため、ま
た、真空容器内の汚染防止のため、メタルバックと呼ば
れるアルミニウム（Ａｌ）膜等による被覆を行う。
超える高電圧になる場合、蛍光体の劣化防止のため、ま
た、真空容器内の汚染防止のため、メタルバックと呼ば
れるアルミニウム（Ａｌ）膜等による被覆を行う。
【００５２】なお、以上の説明では、主に積層型電子放
出素子を例として説明したが、本発明はこれに拘束され
る物ではなく、他のタイプの電子放出素子においても、
全く同様の効果が得られる物である。尚、表記上、Ａｌ
↓２Ｏ↓３等はＡｌ2Ｏ3等と同等である。
出素子を例として説明したが、本発明はこれに拘束され
る物ではなく、他のタイプの電子放出素子においても、
全く同様の効果が得られる物である。尚、表記上、Ａｌ
↓２Ｏ↓３等はＡｌ2Ｏ3等と同等である。
【００５３】
【発明の効果】以上のように、本発明は、電界放出型デ
ィスプレイ装置に用いる高い電子放出特性を有する積層
型電子放出素子を実現でき、また、本発明により、簡単
な構造で、低電圧で安定した動作が可能な積層型電子放
出素子およびこの積層型電子放出素子を用いた優れた画
像表示装置が得られる。
ィスプレイ装置に用いる高い電子放出特性を有する積層
型電子放出素子を実現でき、また、本発明により、簡単
な構造で、低電圧で安定した動作が可能な積層型電子放
出素子およびこの積層型電子放出素子を用いた優れた画
像表示装置が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態に係わる積層型電子放出
素子の概略構成図
素子の概略構成図
【図２】本発明による積層型電子放出素子の実施例１の
構成図
構成図
【図３】本発明による積層型電子放出素子の実施例２の
構成図
構成図
【図４】本発明による画像表示装置の一実施例の構成図
１１ 基板 １２ 下部電極 １３ 導電層 １４ 絶縁層 １５ 上部電極 １６ 微粒子または欠陥構造 ２１ ガラス基板 ２２ アルミニウム（Ａｌ）下部電極 ２３ シリコン（Ｓｉ）導電層 ２４ 酸化シリコン（ＳｉＯ↓１．５）絶縁層 ２５ 金（Ａｕ）上部電極 ２６ シリコン（Ｓｉ）粒子 ３１ ガラス基板 ３２ アルミニウム（Ａｌ）下部電極 ３３ 微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）導電層 ３４ 非晶質酸化シリコン（ＳｉＯ↓１．５）絶縁層 ３５ 白金（Ｐｔ）上部電極 ３６ シリコン（Ｓｉ）粒子 ４１ 積層型電子放出素子 ４２ 陰極 ４３ 陽極
Claims (15)
- 【請求項１】基板上に下部電極、導電層、絶縁層、上部
電極の順に層状に積み重なった積層型電子放出素子であ
って、前記絶縁層の内部に前記絶縁層を構成する元素の
一部または前記絶縁層を構成する元素のすべてからなる
粒子を含有することを特長とする積層型電子放出素子。 - 【請求項２】絶縁層内部に含有する粒子は、前記絶縁層
形成時に前記絶縁層形成のために供給された元素の一部
または前記絶縁層形成のために供給された元素のすべて
によって形成されることを特長とする請求項１記載の積
層型電子放出素子。 - 【請求項３】絶縁層内部に含有する粒子は、前記絶縁層
形成後の元素の析出によって形成されることを特長とす
る請求項１記載の積層型電子放出素子。 - 【請求項４】基板上に下部電極、導電層、絶縁層、上部
電極の順に層状に積み重なった積層型電子放出素子であ
って、前記絶縁層の内部に欠陥構造を含有することを特
長とする積層型電子放出素子。 - 【請求項５】絶縁層内部の欠陥は、前記絶縁層形成時に
発生する欠陥であることを特長とする請求項４記載の積
層型電子放出素子。 - 【請求項６】絶縁層内部の欠陥は、前記絶縁層形成後の
機械的応力または熱的応力によって発生する欠陥である
ことを特長とする請求項４記載の積層型電子放出素子。 - 【請求項７】絶縁層が酸化物からなることを特長とする
請求項１〜６のいずれかに記載の積層型電子放出素子。 - 【請求項８】絶縁層がシリコン（Ｓｉ）の酸化物である
ことを特長とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層
型電子放出素子。 - 【請求項９】絶縁層がシリコン（Ｓｉ）の酸化物であり
ＳｉＯｘで定義され、ｘが１≦ｘ≦２であることを特長
とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層型電子放出
素子。 - 【請求項１０】絶縁層ＳｉＯｘのｘが１．５であり、そ
の中にシリコン（Ｓｉ）粒子が分散していることを特長
とする請求項９記載の積層型電子放出素子。 - 【請求項１１】絶縁層が非晶質であることを特長とする
請求項１〜１０のいずれかに記載の積層型電子放出素
子。 - 【請求項１２】導電層が多結晶構造であることを特長と
する請求項１または４記載の積層型電子放出素子。 - 【請求項１３】導電層の表面に凸凹があることを特長と
する請求項１、４または１２のいずれかに記載の積層型
電子放出素子。 - 【請求項１４】導電層表面の凸凹が導電層の結晶構造に
起因するものであることを特長とする請求項１、４、１
２または１３のいずれかに記載の積層型電子放出素子。 - 【請求項１５】請求項１〜１４のいずれかに記載の積層
型電子放出素子を用いた画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9908398A JPH11297190A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 積層型電子放出素子および画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9908398A JPH11297190A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 積層型電子放出素子および画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297190A true JPH11297190A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14238025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9908398A Pending JPH11297190A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 積層型電子放出素子および画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297190A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010211967A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Sharp Corp | 電子放出素子、電子放出装置、自発光デバイス、画像表示装置、冷却装置、および帯電装置 |
| JP2010244735A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Sharp Corp | 電子放出素子及びその製造方法 |
| JP2010244738A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Sharp Corp | 電子放出素子及びその製造方法 |
| JP2010267490A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sharp Corp | 電子放出素子、電子放出装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、電子放出素子の製造方法 |
| JP2010267493A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sharp Corp | 電子放出素子の製造方法、電子放出素子、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置 |
| JP2010272255A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Sharp Corp | 電子放出素子及びその製造方法、並びに、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置 |
| JP2010272256A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Sharp Corp | 電子放出素子、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置 |
| US8421331B2 (en) | 2010-04-02 | 2013-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron emitting element and method for producing the same |
| US8760056B2 (en) | 2010-02-24 | 2014-06-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron emitting element, devices utilizing said element, and method for producing said element |
| JP2019150800A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 盛敏 小野 | 電子移動装置 |
| JP2019212567A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電子放出素子とその製造方法 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP9908398A patent/JPH11297190A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010211967A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Sharp Corp | 電子放出素子、電子放出装置、自発光デバイス、画像表示装置、冷却装置、および帯電装置 |
| JP2010244735A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Sharp Corp | 電子放出素子及びその製造方法 |
| JP2010244738A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Sharp Corp | 電子放出素子及びその製造方法 |
| JP2010267490A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sharp Corp | 電子放出素子、電子放出装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、電子放出素子の製造方法 |
| JP2010267493A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sharp Corp | 電子放出素子の製造方法、電子放出素子、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置 |
| JP2010272255A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Sharp Corp | 電子放出素子及びその製造方法、並びに、電子放出装置、帯電装置、画像形成装置、電子線硬化装置、自発光デバイス、画像表示装置、送風装置、冷却装置 |
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| US8760056B2 (en) | 2010-02-24 | 2014-06-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron emitting element, devices utilizing said element, and method for producing said element |
| US8421331B2 (en) | 2010-04-02 | 2013-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron emitting element and method for producing the same |
| JP2019150800A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 盛敏 小野 | 電子移動装置 |
| JP2019212567A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電子放出素子とその製造方法 |
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