KR100809397B1

KR100809397B1 - 급격한 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자 및 이를포함하는 디스플레이

Info

Publication number: KR100809397B1
Application number: KR1020060018507A
Authority: KR
Inventors: 김현탁; 채병규; 강광용; 송윤호
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2006-02-25
Publication date: 2008-03-05
Also published as: KR20070024329A; US20080315775A1; JP2009506495A; WO2007024119A1; US7911125B2

Abstract

전자의 방출효율이 큰 전자방출소자 및 이를 포함하는 디스플레이를 제공한다. 그 소자 및 디스플레이는 기판 상에 상호 대향하며 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 갭에 의해 분리된 금속-절연체 전이 물질층과, 분리된 전이 물질층의 각각에 연결되어 전이 물질층의 갭으로 전자를 방출시키기 위한 전극들을 포함한다

전자방출, 금속-절연체 전이, 갭

Description

급격한 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자 및 이를 포함하는 디스플레이{Electron emission device using abruptly metal-insulator transition and display including the same}

도 1은 종래의 SCE형 디스플레이를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명에 적용된 MIT 물질층의 전압(V)에 따른 전류(I)의 관계를 예시한 도면이다.

도 3a는 본 발명의 제1 전자방출소자를 나타낸 단면도로서, 수평(horizontal)구조의 2단자 소자로 구현된 예를 도시한다.

도 3b 및 도 3c는 각각 다른 형상의 MIT 물질층이 적용된 제1 전자방출소자를 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 전자방출소자의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 제2 전자방출소자를 나타낸 단면도로서, 수평(horizontal)구조의 2단자 소자로 구현된 예를 도시한다.

도 6은 본 발명의 전자방출소자를 이용한 사례로써, 디스플레이를 제시한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100; 제1 전자방출소자 200; 제2 전자방출소자

102, 202; 기판 106, 206; MIT 물질층

108; 제1 갭 208; 제2 갭

110, 210; 제1 전극 112, 212; 제2 전극

304; 투명전극 306; 표시판

본 발명은 전자방출소자 및 이를 포함하는 디스플레이에 관한 것으로, 특히 급격한 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자 및 이를 포함하는 디스플레이에 관한 것이다.

전자방출소자는 다양한 응용분야를 갖는다. 예컨대, 브라운관 디스플레이의 원리를 이용한 전계방출형 디스플레이(field emission display; FED)가 연구되어 왔다. 전자를 방출하는 금속 팁(tip)의 산화, 복잡한 식각 기술 및 어려운 패키지 기술 등의 많은 단점을 가지고 있다. 금속 팁을 대신하여 카본 나노튜브(carbon nanotube; CNT) 팁을 사용하는 전계 방출형 디스플레이를 개발하고 있다. 하지만, 상기 디스플레이는 카본 나노튜브를 균일하게 성장시키는 데 어려움을 겪고 있다.

한편, 최근 제조공정이 간단한 표면전도전자 방출(surface conduction electron emission; SCE)형 디스플레이가 각광을 받고 있다. 도 1은 SCE형 디스플레이의 원리를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 상기 원리는 M.I. Elinson에 의해 Radio. Eng. Electron Phys. 10, 1995에 처음 발표되었고, ㈜캐논은 상기 원리를 이용하여 FED를 제작하였다. 상기 FED를 제작하는 주요 기술은 미국특허 5,654,607에 공개되었다.

도 1을 참조하면, SCE형 디스플레이(10)는 기판(12) 상에 그루브(16; groove)를 형성하도록, 서로 분리되어 대향하면서 이격되도록 배치된 부분을 갖는 전극들(14)을 포함한다. 전자(electron)는 그루브(16)를 통과하면서 외부로 방출된다.

하지만, 전술한 SCE형 디스플레이(10)는 전자의 방출효율이 3% 이하로 매우 낮다. 또한, 낮은 전자의 방출효율을 극복하여 디스플레이에 적용할 수 있는 기술적인 진보는 이루어지지 않고 있다. 이에 따라, 전자의 방출효율이 큰 전자방출소자의 개발이 절실하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전자의 방출효율이 큰 전자방출소자를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전자의 방출효율이 큰 상기 전자방출소자를 포함하는 디스플레이를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자방출소자는 기판과, 상기 기판 상에 상호 대향하며 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 갭에 의해 분리된 금속-절연체 전이 물질층을 포함한다. 또한, 상기 분리된 전이 물질층의 각각 에 연결되어 상기 전이 물질층의 갭으로 전자를 방출시키기 위한 전극들을 포함한다.

이와 같은 본 발명의 전자방출소자는 상기 갭의 폭이 커지면, 상기 갭으로 전자를 방출하기 위한 전압의 크기도 증가할 수 있다. 상기 갭은 상기 전이 물질층이 균일하게 이격되어 그루브(groove) 형태를 가질 수 있으며, 상기 전이 물질층이 뾰족한 단부를 갖도록 상기 단부가 이격되어 대향되도록 배치된 형태를 가질 수 있다.

또한, 상기 전이 물질층은 상기 갭에 의하여 완전히 분리될 수 있고, 상기 갭을 포함하면서 연결될 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 디스플레이는 기판과, 상기 기판 상에 상호 대향하며 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 갭에 의해 분리된 금속-절연체 전이 물질층을 포함한다. 또한, 상기 분리된 전이 물질층의 각각에 연결되어 상기 전이 물질층의 갭으로 전자를 방출시키기 위한 전극들을 포함한다. 상기 전자를 시각적으로 인식할 수 있는 상태로 변환시키는 표시판을 포함한다.

본 발명의 디스플레이에 있어서, 상기 전이 물질층 및 상기 표시판 사이에는 상기 전자가 흐르는 방향을 상기 표시판으로 향하게 하는 투명전극을 더 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발 명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 실시예 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 실시예들은 급격한 금속-절연체 전이(metal-insulator transition; MIT) 물질층을 이용하여 새로운 형태의 표면전도의 전자방출소자를 제공할 것이다. 상기 전자방출소자는 종래의 SCE형 디스플레이와는 달리 급격한 금속-절연체 전이 현상을 이용함으로써, 급격한 전이에 의해 발생하는 대량의 전류의 일부가 방출하게 하는 것이다. 이에 따라, 상대적으로, 본 발명의 실시예들에 의한 전자방출소자는 많은 전자를 방출시켜 높은 전자방출효율을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 방출된 전자에 강한 전기장에 의해 방향성을 부여하여, 디스플레이로 활용한 사례를 제시할 것이다.

여기서, MIT 물질층은 전자 간의 에너지변화에 의해 급격하게 절연체에서 금속으로 상전이하는 특징을 가진다. 보다 구체적인 예로써, 속박되고 금속적인 전자구조를 가진 절연체에 정공(hole)의 주입에 의한 전자 간의 에너지변화를 일으켜 급격하게 금속으로 상전이된다. 상기 MIT 물질층은 산소, 탄소, 반도체 원소(III-V족, II-VI족), 전이금속원소, 희토류원소, 란탄계 원소들을 포함하는 저 농도의 정공이 첨가된 무기물 화합물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 유기물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 반도체, 및 저 농도의 정공이 첨가된 산화물 반도체 및 절연체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 적용된 MIT 물질층의 전압(V)에 따른 전류(I)의 관계를 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, MIT 물질층은 절연체(a)로부터 금속상태(c)로 급격하게 전기적 특성이 변화되는 임계전압(critical voltage, b)을 갖는다. 도시된 예에서, 본 발명에 적용된 급격한 MIT 물질층의 상기 임계전압(b)은 약 45V이다. 구체적으로, 양단에 강하되는 전압이 0V에서 약 45V까지는 거의 전류가 흐르지 않는 절연체(a)이며, 약 45V 보다 큰 전압에서는 금속상태(c)이다. 즉, 약 45V에서 전류의 불연속 점프가 일어난다. 이때, 금속상태(c)는 상대적으로 다량의 전자를 포함하고 있다. 상기 임계전압은 급격한 MIT 물질층을 포함하는 소자의 구조 및 사용된 물질층 종류 등에 따라 전기적 특성이 달라질 수 있다.

본 발명의 전자방출소자는 서로 분리되어 대향하면서 이격되도록 배치된 부분을 갖는 MIT 물질층 및 MIT 물질층의 양단에 배치된 적어도 2개의 전극들을 포함한다. 이하, 본 발명의 실시예들은 상기 MIT 물질층의 형상을 중심으로 구분되어 설명될 것이다.

(제1 실시예)

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 의한 전자방출소자(100; 이하, 제1 전자방출소자)를 나타낸 단면도로서, 수평(horizontal)구조의 2단자 소자로 구현된 예를 도시한다. 도 3b 및 도 3c는 각각 다른 형상의 MIT 물질층을 갖는 도 3a의 평면도이다.

도 3a를 참조하면, 기판(102) 위에 MIT 물질층(106)이 형성되어 있다. 이때, MIT 물질층(106)은 기판(102)의 일부 표면 위에만 배치될 수 있다. MIT 물질층(106)은 제1 갭(gap; 108)에 의해 서로 분리되어 대향하면서 이격되도록 배치된다. 또한 기판(102)과 MIT 물질층(106) 사이에 버퍼층(104)을 더 배치할 수 있다. 버퍼층(104)은 기판(102)의 전면에 배치되어 있을 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서의 제1 갭(108)은 버퍼층(104)의 상면이 노출되도록 완전하게 분리되어 있다. 분리된 MIT 물질층(106)에는 두개의 전극, 이를테면 제1 전극(110)과 제2 전극(112)이 각각 콘택되어 있다. 이때, 금속으로 전이된 MIT 물질층(106)에 흐르는 전류는 기판(102)에 수평한 방향이다.

기판(102)은 특별한 제한은 없으나, 유기물층, 무기물층 및 이들의 복합층으로 이루어진 적어도 하나의 층 또는 상기 층들이 패터닝된 구조체 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 예를 들어 사파이어 단결정, 실리콘, 유리(glass), 수정(quartz), 화합물 반도체 및 플라스틱 등 다양한 물질을 사용할 수 있다. 다만, 유리나 플라스틱의 경우는 반응온도의 제한이 있으며, 플라스틱의 경우에는 플렉시블(flexible) 기판으로 사용할 수 있다. 실리콘, 유리 및 수정은 기판(102)의 직경이 8인치 이상이 요구되는 조건에서 유리하며, 이를 위해 절연막 위의 실리콘(silicon on insulator: SOI)을 사용할 수도 있다.

버퍼층(104)은 MIT 물질층(106)의 결정성을 개선하고 부착력을 향상시키기 위한 것이다. 이를 위해, MIT 물질층(106)의 격자상수와 유사한 값을 가지는 결정성 박막을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 버퍼층(104)은 산화알루미늄막, 고유전막, 결정성금속막 및 실리콘산화막 중의 적어도 어느 하나의 막을 사용할 수 있다. 이때, 산화알루미늄막은 결정성이 어느 정도 유지되는 정도이면 충분하고, 실리콘산화막은 가능한 한 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 결정성이 우수한 고유전막, 예컨대 TiO₂막, ZrO₂막, Ta₂O₅막 및 HfO₂막 또는 이들의 혼합막 및/또는 결정성금속막을 포함하는 다층막을 버퍼층(104)으로 형성할 수 있다.

두개의 전극들(110, 112)은 도전성 물질이면 적용하는 데에는 제한이 없다. 예를 들어, Li, Be, C, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Ti, Pb, Bi, Po, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Th, U, Np, Pu의 금속, 상기 금속들의 화합물 또는 상기 금속 및 상기 화합물을 포함하는 산화물으로 형성된 적어도 1층일 수 있다. 여기서, 상기 금속들의 화합물은 TiN 및 WN이 있으며, 상기 금속 및 상기 화합물을 포함하는 산화물에는 ITO(In-Tin Oxide) 및 AZO(Al-Zinc Oxide) 혹은 ZnO가 있다.

제1 갭(108)은 다양한 형태의 공간을 형성할 수 있다. 도 3b 및 도 3c에서 제시하는 제1 갭(108)은 다른 형태로 제작할 수 있는 가능성을 제시하는 것이며, 이에 따라 본 발명의 제1 갭(108)은 이에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 형성할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 3b에서의 제1 갭은 참조번호 108a, 도 3c에서의 제1 갭은 도 108b로 명명하기로 한다.

도 3b를 참조하면, 제1 갭(108a)은 MIT 물질층(106)이 균일하게 이격되어 그 루브(groove) 형태를 갖는다. 제1 갭(108a)은 통상에 의해 MIT 물질층(106)을 식각하여 형성할 수 있다. 제1 갭(108a)는 전자를 방출하는 MIT 물질층(106)의 단면을 최대한으로 확보하도록 하는 형태이다. 제1 갭(108a)에 의하면, 상대적으로 넓은 범위로 전자를 제1 갭(108a)내로 방출할 수 있다. 이에 따라, 제1 갭(108a)은 넓은 범위로 전자를 방출시켜, 이를 이용하는 전자방출소자에 유용하게 적용할 수 있다.

도 3c를 참조하면, 제1 갭(108b)은 MIT 물질층(106)이 뾰족한 단부를 갖도록, 상기 단부가 이격되어 대향되도록 배치된 형태를 갖는다. 제1 갭(108b)은 통상의 방식을 이용하여 MIT 물질층(106)을 식각하여 형성할 수 있다. 제1 갭(108b)는 전자를 방출하는 MIT 물질층(106)의 단면이 최소가 되도록 하는 형태이다. 제1 갭(108b)에 의하면, 상대적으로 좁은 범위로 전자를 제1 갭(108b)내로 방출할 수 있다. 또한, 제1 갭(108b)은 도 3b의 제1 갭(108a)에 비해 구조적으로 전자의 방출효율을 높일 수 있다. 이에 따라, 제1 갭(108b)은 좁은 범위로 전자를 방출시켜, 이를 이용하는 전자방출소자에 유용하게 적용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 전자방출소자(100)의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다. 이때, 제1 전자방출소자(100)는 전자의 방출효율을 높이기 위해 상기 도 3c의 형태를 갖도록 제작되었다. 구체적으로, MIT 물질층(106)은 VO₂ 그리고 두개의 전극(110, 112)은 적층된 Cr 및 Cu를 사용하였다. 제1 갭(108c)은 약 100nm이고 분리된 MIT 물질층(106)의 패턴의 길이는 약 500nm이었다.

도 4를 참조하면, 두개의 전극(110, 112)에 가해지는 전압을 가하면, 제1 전 자방출소자는 약 580V에서 급격하게 전자를 방출한다(d). 여기서, 급격하게 전자를 방출하는 전압, 예컨대 약 580V을 방출전압으로 정의하기로 한다. 급격한 전자의 방출은, 상기 방출전압에 의해 전자를 급격하게 방출하기 이전에, MIT 물질층(106)이 절연체에서 금속으로 전이되었음을 의미한다. 구체적으로, 도 2에서 알 수 있듯이, MIT 물질층(106)은 방출전압보다 낮은 임계전압(도 2의 b)에서 이미 금속으로 전이되었다. 이에 따라, 방출전압에 다다르면, 금속상태의 MIT 물질층(106)에 충만한 전자는 제1 갭(108c)으로 방출된다.

한편,방출전압은 제1 갭(108)의 폭, MIT 물질층(106)의 형태, 사용된 MIT 물질층(106)의 종류 등에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 갭(108)의 폭을 줄이면, 방출전압을 크게 감소시킬 수 있다. 제1 갭(108)의 폭은 5-200nm인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 제1 전자방출소자는 급격한 금속-절연체 전이를 이용함으로써, 종래의 전자방출소자보다 상대적으로 다량의 전자를 방출할 수 있다. 즉, 급격한 금속-절연체 전이에 의해 전이된 금속은 도 2에서 설명한 바와 같이 다량의 전류를 나타내기 때문이다. 본 발명의 제1 전자방출소자는 단지 전자가 방출되는 것을 원리적으로 설명하는 것에 불과하므로, 상기 방출전압은 필요에 따라 다양한 값으로 조절할 수 있다.

(제2 실시예)

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자방출소자(200; 이하, 제2 전자방출소자)를 나타낸 단면도로서, 수평(horizontal)구조의 2단자 소자로 구현된 예를 도시한다.

도 5를 참조하면, 기판(202) 위에 MIT 물질층(206)이 형성되어 있다. 이때, MIT 물질층(206)은 기판(202)의 일부 표면 위에만 배치될 수 있다. MIT 물질층(206)은 제2 갭(208)에 의해 서로 분리되어 대향하면서 이격되도록 배치된다. 또한 기판(202)과 MIT 물질층(206) 사이에 버퍼층(204)을 더 배치할 수 있다. 버퍼층(204)은 기판(202)의 전면에 배치되어 있을 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에서의 제2 갭(208)은 MIT 물질층(206)의 일부가 제거되어 형성된 것이다. MIT 물질층(206)에는 두개의 전극, 이를테면 제1 전극(210)과 제2 전극(212)이 콘택되어 있다.

상기 제2 전자방출소자(200)의 동작은, 도 3a 내지 도 4를 참조하여 설명한 제1 메모리소자(100)와 동일하다. 제2 갭(208)이 MIT 물질층(206)을 부분적으로 제거되어 형성된 것을 제외하고는, 그 제조방법 및 구조도 앞에서 설명한 제1 전자방출소자(100)와 동일하다. 다만, 제2 전자방출소자는 제1 전자방출소자와 다른 형태로 제작할 수 있는 가능성을 제시한 것이며, 이에 따라 본 발명의 전자방출소자는 상기 제1 전자방출소자나 제2 전자방출소자에 한정되지 않고 다양하게 변형된 형태로 제조할 수 있다.

(전자방출소자를 이용한 디스플레이)

도 6은 본 발명의 전자방출소자를 이용한 사례로써, 디스플레이를 제시한 단면도이다. 이때, 전자방출소자는 제1 전자방출소자(100)를 사용하였다.

도 6을 참조하면, 제1 전자방출소자(100)는 방출되는 전자를 시각적으로 인식할 수 있는 상태로 변환시키는 표시판(306), 예컨대 형광판을 포함한다. 표시판 (306)의 하면에는 예를 들어 ITO와 같은 투명전극(304) 및 애노드 전극(302)이 순차적으로 부착될 수 있다. 이때, 투명전극(304)에 의해 형성된 전기장에 의해 z축방향으로 이동하는 전자는 표시판(306)에 부딪혀 빛을 방사시킨다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상술한 본 발명에 따른 전자방출소자에 의하면, 급격한 금속-절연체 전이를 이용하여 분리된 전이 물질층의 갭으로 전자를 방출시킴으로써, 전자의 방출효율이 큰 전자방출소자를 제공할 수 있다.

또한, 상기 전자방출소자를 이를 응용한 사례로써 디스플레이에 적용하면, 전자의 방출효율이 큰 디스플레이를 제공할 수 있다.

Claims

기판;

상기 기판 상에 상호 대향하며 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 갭에 의해 분리된 금속-절연체 전이 물질층; 및

상기 분리된 전이 물질층의 각각에 연결되어 상기 전이 물질층의 갭으로 전자를 방출시키기 위한 전극들을 포함하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 기판은 유기물층, 무기물층 또는 이들의 복합층으로 이루어진 적어도 하나의 층 또는 상기 층들이 패터닝된 구조체 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 갭의 폭이 커지면, 상기 갭으로 전자를 방출하기 위한 전압의 크기도 증가하는 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자,
제1항에 있어서, 상기 갭의 폭은 5~200nm인 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자,
제1항에 있어서, 상기 갭은 상기 전이 물질층이 균일하게 이격되어 그루브(groove) 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 갭은 상기 전이 물질층이 뾰족한 단부를 갖도록 상기 단부가 이격되어 대향되도록 배치된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 전이 물질층은 상기 갭에 의하여 완전히 분리된 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 전이 물질층은 상기 갭을 포함하면서 연결된 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 전이 물질층은 산소, 탄소, 반도체 원소(III-V족, II-VI족), 전이금속원소, 희토류원소, 란탄계 원소들을 포함하는 저 농도의 정공이 첨가된 무기물 화합물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 유기물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 반도체, 및 저 농도의 정공이 첨가된 산화물 반도체 및 절연체 중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
제1항에 있어서, 상기 전극들은 Li, Be, C, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Ti, Pb, Bi, Po, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Th, U, Np, Pu의 금속, 상기 금속들의 화합물 또는 상기 금속들의 화합물을 포함하는 산화물 중 도전성 산화물로 형성된 적어도 1층인 것을 특징으로 하는 금속-절연체 전이를 이용한 전자방출소자.
기판;

상기 기판 상에 상호 대향하며 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 갭에 의해 분리된 금속-절연체 전이 물질층; 및

상기 분리된 전이 물질층의 각각에 연결되어 상기 전이 물질층의 갭으로 전자를 방출시키기 위한 전극들; 및

상기 전자를 시각적으로 인식할 수 있는 상태로 변환시키는 형광체를 포함하는 표시판을 포함하는 디스플레이.
제11항에 있어서, 상기 갭은 상기 전이 물질층이 균일하게 이격되어 그루브(groove) 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제11항에 있어서, 상기 갭은 상기 전이 물질층이 뾰족한 단부를 갖도록 상기 단부가 이격되어 대향되도록 배치된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제11항에 있어서, 상기 전이 물질층은 상기 갭에 의하여 완전히 분리된 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제11항에 있어서, 상기

전이 물질층은 상기 갭을 포함하면서 연결된 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제14항에 있어서, 상기 갭 사이의 거리는 5~200nm인 것을 특징으로 하는 디스플레이,
제14항에 있어서, 상기 전이 물질층 및 상기 표시판 사이에는 상기 전자가 흐르는 방향을 상기 표시판으로 향하게 하는 투명전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.