WO2002052600A1

WO2002052600A1 - Element d'emission electronique et utilisation dans un affichage a emission de champ

Info

Publication number: WO2002052600A1
Application number: PCT/JP2001/011195
Authority: WO
Inventors: Yukihisa Takeuchi; Tsutomu Nanataki; Iwao Ohwada; Tomoya Horiuchi
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-07-04
Also published as: JPWO2002052600A1; US20020153827A1; EP1265263A4; JP3699451B2; EP1265263A1; US7088049B2

Description

明細書電子放出素子及びそれを用いたフィ一ルドエミッションディスプレイ技術分野

本発明は、電子放出素子及びそれを用いたフィ一ルドエミッションディスプレィに関するものである。

背景技術

このような電子放出素子は、駆動用の電極及び接地用の電極を有し、フィールドエミッションディスプレイ（F E D) やバックライトのような種々のアプリケーシヨンに適用されている。 F E Dに適用する場合、複数の電子放出素子を 2次元的に配列し、これら電子放出素子に対する複数の蛍光体が、所定の間隔を以ってそれぞれ配置されている。

しかしながら、従来の電子放出素子の直進性、すなわち、放出された電子が所定の対象（例えば蛍光体）に直進する程度が良好でなく、放出された電子によつて所望の電流密度を確保するためには、比較的高い電圧を電子放出素子に印加する必要がある。

また、従来の電子放出素子を F E Dに適用した場合、直進性が良好でないためにクロストークが比較的に大きくなる、すなわち、放出された電子が、対応する蛍光体に隣接する蛍光体に入射するおそれが高くなる。その結果、蛍光体のピッチを狭くするのが困難となり、隣接する蛍光体に電子が入射されるのを防止するためにダリッドを設ける必要がある。

本発明の目的は、良好な放出電子の直進性を有する電子放出素子並びにそれを用いたフィールドェミッションディスプレイを提供することである。

本発明の他の目的は、比較的低真空で、非常に低い駆動電圧にて高い電流密度を有する電子放出を実現する電子放出素子及びそれを用いたフィーノョンディスプレイを提供することである。

発明の開示

本発明による電子放出素子は、

誘電体によつて構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

前記電界印加部の一方の面に形成され、前記第 1電極とともにスリットを形成する第 2電極とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、第 1又は第 2電極にパルス電圧を印加すると、電界印加部から電子が放出される。電界印加部を誘電体によって構成することによって、従来の電子放出素子では達成できない良好な直進性を得ることができる。その結果、所望の電流密度を確保するために電子放出素子に印加される電圧が従来に比べて著しく低くなり、消費エネルギーが大幅に低減される。なお、第 1及び第 2電極を厚膜印刷によって電界印加部に形成することができるので、本発明による電子放出素子は、耐久性及びコスト低減の観点からも好ましい。

電子放出素子に印加される電圧を更に低減させるために、前記第 1電極、第 2 電極及びスリットにカーボンコーティングを施するが好ましい。この場合、カーボンコーティングによって、電子とイオンとの衝突や発熱による第 1及び第 2電極の損傷のおそれが著しく軽減する。

電子の放出を良好に行うために、前記第 1及び第 2電極に対して所定の間隔を以つて配置した第 3電極を更に有し、前記第 1及び第 2電極と前記第 3電極との間の空間を真空とするのが好ましい。

本発明による他の電子放出素子は、

圧電材料、電歪材料及び反強誘電材料のうちの少なくとも 1種類によって構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

本発明によれば、良好な直進性が得られるだけでなく、第 1又は第 2電極にパルス電圧を印加した際に、電界印加部が、ァクチユエ一夕としても機能し、屈曲変位する。その結果、電子放出素子の直進性が更に向上する。

この場合も、電子の放出を良好に行うために、前記第 1及び第 2電極に対して所定の間隔を以つて配置した第 3電極を更に有し、前記第 1及び第 2電極と前記第 3電極との間の空間を真空とするのが好ましい。この際には、電界印加部がァクチユエ一夕としても機能し、その変位動作によって、放出電子量を制御することができる。

好適には、前記第 3電極に直流のオフセット電圧を印力 [Iする電圧源と、この電圧源と前記第 3電極との間に直列配置した抵抗とを更に有する。これによつて、所望の電流密度を容易に達成することができるとともに、第 3電極と第 1及び第 2電極との間の短絡が防止される。

例えば、前記第 1電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のオフセット電圧が印加される。

好適には、前記第 1電極と電圧信号源との間に直列配置したコンデンサを更に有する。これによつて、コンデンサを充填するまでの時間のみ第 1電極と第 2電極との間に電圧を印加することができ、その結果、第 1及び第 2電極の短絡による破損が防止される。

前記電界印加部の他方の面に形成され、前記第 1電極に対応する第 4電極を更に有する場合、第 1電極と第 3電極との間の電界印加部がコンデンサの機能を果たすので、第 1及び第 2電極の短絡による破損が防止される。この場合、例えば、前記第 4電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のオフセット電圧が印加される。

前記第 2電極と直流オフセット電圧源との間に直列配置した抵抗を更に有してもよい。この場合、第 1電極から第 2電極に放電して流れる電流が抵抗によって抑制され、第 1及び第 2電極の短絡による破損が防止される。

印加電圧の大幅な低減を図るために、前記電界印加部の比誘電率を 1 0 0 0以上とし、及び/又は、前記スリットの幅を 5 0 0 m以下とするのが好ましい。電子の放出を良好に行うために、前記第 1電極と第 2電極のうちの少なくとも一方が、鋭角を成す角部を有し、及び Z又は、前記第 1電極及び第 2電極がカーボンナノチューブを有するのが好ましい。

本発明によるフィールドエミッションディスプレイは、

2次元的に配列された複数の電子放出素子と、

これら電子放出素子に対してそれぞれ所定の間隔を以つて配置した複数の蛍光体とを具え、

前記電流放出素子の各々が、

誘電体によつて構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

本発明によれば、電子放出素子の直進性が優れているので、従来の電子放出素子を有する場合に比べてクロストークが小さくなり、蛍光体のピッチを狭くすることができ、カゝつ、隣接する蛍光体に電子が入射されるのを防止するためにダリッドを設ける必要がなくなる。その結果、本発明によるフィールドェミッションディスプレイは、解像度の向上、装置の小型ィ匕及びコスト低減の観点から好ましい。なお、フィールドェミッションディスプレイ内部の真空度が比較的低い場合でも電子の放出が可能であるため、蛍光体励起などの原因で内部の真空度が低下しても電子の放出を維持することができる。なお、従来のフィールドエミッションディスプレイでは、このような真空度の低下に対して、電子放出を維持するためのマージンとして真空空間を比較的大きく確保する必要があり、ディスプレイの薄型化が困難であった。それに対して、本発明では、真空度の低下に対して電子の放出を維持するために真空空間を予め大きく確保する必要がないので、ディスプレイの薄型化が可能となる。

電子放出素子に印加される電圧を更に低減させるために、前記第 1電極、第 2 電極及びスリットに力一ボンコーティングを施するが好ましい。この場合、カーボンコーティングによって、電子とイオンとの衝突や発熱による第 1及び第 2電極の損傷のおそれが著しく軽減する。

電子の放出を良好に行うために、前記第 1及び第 2電極に対して所定の間隔を以って配置した第 3電極を更に有し、前記第 1及び第 2電極と前記第 3電極との間の空間を真空とするのが好ましい。

本発明による他のフィールドェミッションディスプレイは、

2次元的に配列された複数の電子放出素子と、

前記電流放出素子の各々が、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

本発明によれば、電子放出素子の直進性が更に良好になるので、本発明によるフィールドエミッションディスプレイは、小型ィ匕及びコスト低減の観点から更に好ましくなる。電子放出素子に印加される電圧を更に低減させるために、前記第 1電極、第 2 電極及びスリットにカーボンコーティングを施するが好ましい。この場合、カーポンコ一ティングによって、電子とイオンとの衝突や発熱による第 1及び第 2電極の損傷のおそれが著しく軽減する。

好適には、前記第 3電極に直流のオフセット電圧を印加する電圧源と、この電圧源と前記第 3電極との間に直列配置した抵抗とを更に有する。これによつ X、所望の電流密度すなわち蛍光体の発光量を容易に達成することができるとともに、第 3電極と第 1及び第 2電極との間の短絡が防止される。

好適には、前記第 1電極と電圧信号源との間に直列配置したコンデンサを更に有する。これによつて、第 1及び第 2電極の短絡による破損が防止される。

前記電界印加部の他方の面に形成され、前記第 1電極に対応する第 4電極を更に有する場合も、第 1及び第 2電極の短絡による破損が防止される。この場合、例えば、前記第 4電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のオフセット電圧が印加される。

前記第 2電極と直流オフセット電圧源との間に直列配置した抵抗を更に有する場合も、第 1及び第 2電極の短絡による破損が防止される。

印加電圧の大幅な低減を図るために、前記電界印加部の比誘電率を 1 0 0 0以上とし、及び Ζ又は、前記スリッ卜の幅を 5 0 0 m以下とするのが好ましい。電子の放出を良好に行うために、前記第 1電極と第 2電極のうちの少なくとも一方が、鋭角を成す角部を有し、及び Z又は、前記第 1電極及び第 2電極が力一ボンナノチューブを有するのが好ましい。

本発明によるフィールドェミッションディスプレイは、 2次元的に配列された複数の電子放出素子を一体に形成した基板を更に具える。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明による電子放出素子の第 1の実施の形態を示す図である。図 2は、本発明による電子放出素子の第 2の実施の形態を示す図である。図 3は、本発明による電子放出素子の第 3の実施の形態を示す図である。図 4は、本発明による電子放出素子の第 4の実施の形態を示す図である。図 5は、本発明による電子放出素子の第 5の実施の形態を示す図である。図 6は、本発明による電子放出素子の第 6の実施の形態を示す図である。図 7は、本発明による電子放出素子の動作を説明するための図である。

図 8は、本発明による他の電子放出素子の動作を説明するための図である。図 9は、本発明による F E Dの実施の形態を示す図である。

図 1 0は、本発明による電子放出素子の比誘電率と印加電圧との関係を示す図である。

図 1 1は、図 1 0を説明するための図である。

図 1 2は、本発明による電子放出素子のスリット幅と印加電圧との関係を示す図である。

図 1 3は、本発明による電子放出素子の第 7の実施の形態を示す図である。図 1 4は、図 1 3の電子放出素子の動作を説明するための図である。

図 1 5は、本発明による電子放出素子の第 8の実施の形態を示す図である。図 1 6は、図 1 5の電子放出素子の動作を説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明による電子放出素子及びそれを用いたフィールドエミッシ

レイの実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図 1 Aは、本発明による電子放出素子の第 1の実施の形態の上面図であり、図 1 Bは、その I— I断面図である。この電子放出素子は、誘電体によって構成された電界印加部 1と、その一方の面に形成された第 1電極としての駆動電極 2と、それと同一面に形成され、駆動電極 2とともにスリツトを形成する第 2電極としてのコモン電極 3とを有し、基板 4の上に形成される。好適には、この電子放出素子は、放出された電子を良好に捕獲するために、電界印加部 1の一方の面に対して所定の間隔を配置した第 3電極としての電子捕獲電極 5を更に有し、これらの間の空間を真空状態に保持する。また、駆動電極 2及びコモン電極 3の短絡による破損を防止するために、駆動電極 2と図示しない電圧信号源との間に、図示しないコンデンサを直列配置し、及び/又は、コモン電極 3と図示しない直流ォフセット電圧源との間に、図示しない抵抗を直列配置する。

電界印加部 1を構成する誘電体として、好適には、比誘電率が比較的高い、例えば 1 0 0 0以上の誘電体を採用する。このような誘電体としては、チタン酸バリウムの他に、ジルコン酸鉛、マクネシゥムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタン夕ル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシゥムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等又はこれらの任意の組合せを含有するセラミックスや、主成分がこれらの化合物を 5 0重量％以上含有するものや、前記セラミックスに対して更にランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等の酸化物若しくはこれらのいずれかの組合せ又は他の化合物を適切に添加したもの等を挙げることができる。例えば、マグネシウムニオブ酸鉛（P MN) とチタン酸鉛（P T) の 2成分系 n P MN— mP T (n， mをモル数比とする。）においては、 P M Nのモル数比を大きくすると、キュリー点が下げられて、室温での比誘電率を大きくすることができる。特に、 n = 0 . 8 5 - 1 . 0 , m= 1 . 0— nで比誘電率 3 0 0 0以上となり好ましい。例えば、 n = 0 . 9 1， m= 0 . 0 9で室温の比誘電率 15000， n=0. 95， m= 0. 05で室温の比誘電率 20000 が得られる。次に、マグネシウム二オフ鉛（PMN)、チタン酸鉛（PT)、ジルコン酸鉛（ΡΖ) の 3成分系では、 ΡΜΝのモル数比を大きくする他に、正方晶と擬立方晶又は正方晶と菱面体晶のモルフオト口ピック相境界 (ΜΡΒ： Morpho tropic Phas e Boundary)付近の組成とすることが比誘電率を大きくするのに好ましい。例えば、 PMN： PT： PZ=0. 375 : 0. 375 : 0. 25にて比誘電率 5500, PMN： PT : PZ = 0. 5 : 0. 375 : 0. 1 25にて比誘電率 4500となり、特に好ましい。さらに、絶縁性が確保できる範囲内でこれらの誘電体に白金のような金属を混入して、誘電率を向上させるのが好ましい。この場合、例えば、誘電体に白金を重量比で 20%混入させる。本実施の形態では、駆動電極 2は、鋭角を成す角部を有する。駆動電極 2には、図示しない電源からパルス電圧が印加され、主に角部から電子が放出される。なお、電子の放出を良好に行うために、駆動電極 2とコモン電極 3との間のスリツトの幅△を、好適には 500 m以下にする。駆動電極 2を、高温酸ィ匕雰囲気に対して耐性を有する導体、例えば金属単体、合金、絶縁性セラミックスと金属単体との混合物、絶縁性セラミックスと合金との混合物等によって構成し、好適には、白金、パラジウム、ロジウム、モリブデン等の高融点貴金属や、銀一パラジゥム、銀一白金、白金—パラジウム等の合金を主成分とするものや、白金とセラミックス材料とのサーメット材料によって構成する。更に好適には、白金のみ又は白金系の合金を主成分とする材料によって構成する。また、電極として、カーボン、グラフアイト系の材料、例えば、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンドライクカーボン、力一ボンナノチューブも好適に使用される。なお、電極材料中に添加させるセラミックス材料の割合は、 5— 30体積％程度が好適である。

駆動電極 2を形成するに当たり、上記材料を用いて、スクリーン印刷、スプレ一、コ一ティング、ディッビング、塗布、電気泳動法等の各種の厚膜形成方法や、スパッタリング、イオンビーム、真空蒸着、イオンプレ一ティング、 CVD、めつき等の各種の薄膜形成手法による通常の膜形成手法に従って形成することができ、好適には、これら厚膜形成手法によって形成される。

厚膜形成手法によって駆動電極 2を形成する場合、その厚さは、一般的には 2 0 m以下となり、好適には 5 m以下となる。

コモン電極 3には、直流のオフセット電圧が印加され、図示しないスルーホールを通じて基盤 4の裏面から配線として引き出される。

コモン電極 3は、駆動電極 2と同様な材料及び手法によって形成されるが、好適には上記厚膜形成手法によって形成する。コモン電極 3の厚さも、一般的には 2 0 m以下とし、好適には 5 m以下とする。

駆動電極 2に電気的に接続した配線と、コモン電極 3に電気的に接続した配線とを電気的に分離するために、基板 4を電気的な絶縁材料で構成するのが好ましい。

したがって、基板 4を、高耐熱性の金属や、その金属表面をガラスなどのセラミックス材料によって被覆したホーローのような材料によって構成することができるが、セラミックスで構成するのが最適である。

基板 4を構成するセラミックスとしては、例えば、安定化された酸化ジルコ二ゥム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を使用することができる。その中でも、酸ィ匕アルミニウム及び安定ィ匕された酸化ジルコニウムが、強度及び剛性の観点から好ましい。安定化された酸化ジルコニウムは、機械的強度が比較的高いこと、靭性が比較的高いこと、駆動電極 2及びコモン電極 3との化学反応が比較的小さいことなどの観点から特に好適である。なお、安定ィヒされた酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニウム及び部分安定ィ匕酸ィ匕ジルコニウムを包含する。安定ィ匕された酸ィ匕ジルコニウムでは、立方晶などの結晶構造をとるため、相転移が生じない。

一方、酸化ジルコニウムは、 1 0 0 0 °C前後で単斜晶と正方晶との間を相転移し、このような相転移の際にクラックが発生するおそれがある。安定化された酸化ジルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、希土類金属の酸化物等の安定剤を、 1一 3 0モル％含有する。なお、基板 4の機械的強度を向上させるために、安定化剤がィ匕イットリウムを含有するのが好適である。この場合、酸ィ匕イットリウムを、好適には 1 . 5— 6モル％、更に好適には 2— 4モル％含有し、更に 0 . 1— 5モル％の酸ィ匕アルミニウムを含有するのが好ましい。

また、結晶相を、立方晶 +単斜晶の混合相、正方晶 +単斜晶の混合相、立方晶 +正方晶 +単斜晶の混合相等とすることができるが、その中でも、主たる結晶相を、正方晶又は正方晶 +立方晶の混合相としたものが、強度、靭性及び耐久性の観点から最適である。

基板 4をセラミックスから構成した場合、比較的多数の結晶粒が基板 4を構成するが、基板 4の機械的強度を向上させるためには、結晶粒の平均粒径を、好適には 0 . 0 5— 2 i mとし、更に好適には 0 . 1— l i mとする。

電界印加部 1、駆動電極 2及びコモン電極 3をそれぞれ形成する度に熱処理すなわち焼成して基板 4と一体構造にすることができ、また、これら電界印加部 1、駆動電極 2及びコモン電極 3を形成した後、同時に熱処理すなわち焼成して、これらを同時に基板 4に一体に結合することもできる。

なお、駆動電極 2及びコモン電極 3の形成手法によつては、一体ィ匕のための熱処理すなわち焼成を必要としない場合もある。

基板 4と、電界印加部 1、駆動電極 2及びコモン電極 3とを一体ィ匕させるための熱処理すなわち焼成温度としては、一般に 5 0 0 - 1 4 0 0 °Cの範囲とし、好適には、 1 0 0 0— 1 4 0 0 °Cの範囲とする。さらに、膜状の電圧印加部 1を熱処理する場合、高温時に電界印加部 1の組成が不安定にならないように、電界印加部 1の蒸発源とともに雰囲気制御を行いながら熱処理すなわち焼成を行うのが好ましく、また、電界印加部 1を適切な部剤によってカバーし、電界印加部 1の表面が焼成雰囲気に直接露出しないようにして焼成する手法を採用するのが好ましい。この場合、カバーする部材としては、基板 4と同様な材料を用いることとなる。

図 2 Aは、本発明による電子放出素子の第 2の実施の形態の上面図であり、図 2 Bは、その I I一 I I断面図である。この電子放出素子は、電界印加部 1、駆動電極 2及びコモン電極 3にそれぞれ対応する電界印加部 1 1、駆動電極 1 2及びコモン電極 1 3の他に、電界印加部 1 1の他方の面に形成された第 4電極としての駆動端子電極 1 4を更に有し、基板 1 5の上に形成される。この場合も、好適には、電子放出素子は、放出された電子を良好に捕獲するために、電界印加部 1の一方の面に対して所定の間隔を配置した第 3電極としての電子捕獲電極 1 6を更に有し、これらの間の空間を真空状態に保持する。

本実施の形態では、駆動電極 1 2と駆動端子電極 1 4との間の電界印加部 1 1 がコンデンサの役割を果たすので、駆動電極 1 2及びコモン電極 1 3の短絡による破損を防止するためにコンデンサを別に設ける必要がなくなる。この場合、駆動端子電極 1 4にパルス電圧が印加されるとともに、コモン電極 1 3に直流のォフセット電圧が印加される。

駆動端子電極 1 4も、駆動電極 1 2及びコモン電極 1 3と同様な材料及び手法によって形成されるが、好適には上記厚膜形成手法によって形成する。駆動端子電極 1 4の厚さも、一般的には 2 0 m以下、好適には 5 以下にする。図 3 Aは、本発明による電子放出素子の第 3の実施の形態の上面図であり、図 3 Bは、その Π Ι— Ι Π断面図である。本実施の形態では、第 1の実施の形態と同様に電界印加部 2 1の一方の面に駆動電極 2 2及びコモン電極 2 3が形成されるが、これら駆動電極 2 2及びコモン電極 2 3の表面には複数のカーボンナノチュ —ブ（C NT) が設けられており、これによつて、駆動電極 2 2にパルス電圧を印加するとともに、コモン電極 2 3に直流のオフセット電圧を印加すると、 C N Tの先端から電子が放出されやすくなる。図 4 Aは、本発明による電子放出素子の第 4の実施の形態の上面図であり、図 4Bは、その IV— IV断面図である。本実施の形態では、第 2の実施の形態と同様に電界印加部 31の一方の面に駆動電極 32及びコモン電極 33が形成されるとともにその他方の面に駆動端子電極 34が形成されているが、これら駆動電極 3 2及びコモン電極 33の表面には複数の力一ボンナノチューブ（CNT) が設けられており、これによつて、駆動端子電極 33にパルス電圧を印加するとともに、コモン電極 33に直流のオフセット電圧を印加すると、 CNTの先端から電子が放出されやすくなる。

図 5 Aは、本発明による電子放出素子の第 5の実施の形態の上面図であり、図 5Bは、その V— V断面図である。本実施の形態では、電界印加部 41の一方の面に櫛歯形状の駆動電極 42及びコモン電極 43を形成する。この場合、駆動電極 42にパルス電圧が印加されるとともに、コモン電極 43に直流のオフセット電圧が印加されると、これら駆動電極 42及びコモン電極 3の角部から電子が放出されやすくなる。

図 6 Aは、本発明による電子放出素子の第 6の実施の形態の上面図であり、図 6Bは、その VI— VI断面図である。本実施の形態では、電子放出素子は、反強誘電材料によって構成した電界印加部 51 a， 5 l bと、その一方の面にそれぞれ形成した櫛歯形状の駆動電極 52 a, 52b及びコモン電極 53 a, 53bとを有する。

電子放出素子は、スぺ一サ層 54を介して基板 55の上に設けられたシート層 56の上に配置される。これによつて、電界印加部 5 l a, 51 b、駆動電極 5 2 a, 52 b,コモン電極 53 a, 53 b、シート層 56及びスぺーサ層 54は、ァクチユエ一夕 57 a, 57 bをそれぞれ構成する。

電界印加部 51 a, 51 bを構成する反強誘電材料としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ鉛とからなる成分を主成分とするもの、ジルコン酸鉛に酸ィ匕ランタンを添付したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したものを用いるのが好適である。特に、低電圧で駆動させる場合には、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を含む反強誘電材料を用いるのが好適である。この組成は、以下のようになる。

PB₀.₉₉Nb₀.₀₂[ (Z r_xS_{n i}__x) _x__yT i_y] ₀.₉₈0₃

また、反強誘電材料を多孔質にすることもでき、この場合、気孔率を 30%以下にするのが好適である。

電界印加部 5 l a, 51 bを形成するに当たり、上記厚膜形成手法を用いて形成するのが好適であり、微細な印刷を廉価に行うことができるという理由から、スクリーン印刷法が特に好適に用いられる。なお、電界印加部 51 a, 51 bの厚さとしては、低作動電圧で大きな変位を得るなどの理由から、スクリーン印刷法が特に好適に用いられる。なお、電界印加部 51 a， 51 bの厚さとしては、低作動電圧で大きな変位を得るなどの理由から、好適には 5 以下とし、更に好適には、 3— 40 mとする。

このような厚膜形成手法によって、平均粒子径が 0. 01— 7 m程度、好適には 0. 05— 5 m程度の反強誘電材料のセラミック粒子を主成分とするぺ一ストやスラリーを用いて、シート層 56の表面上に膜形成することができ、良好な素子特性が得られる.。

電気泳動法は、高密度かつ高い形状制御で膜を形成でき、技術文献「DENK I KAGAKU 53, No. 1 (1985), p 63-68 安斎和夫著」や、「第 1回電気泳動法によるセラミックスの高次成形法研究討論会予稿集 (1 998)， p 5-6. p23— 24」に記載されているような特徴を有する。したがって、要求精度、信頼性等を考慮して、各種手法を適切に選択して用いるのが好適である。

シート層 56は、比較的肉薄に形成され、外部応力に対して振動を受けやすい構造となっている。シート層 56を、好適には高耐熱性材料で構成する。その理由は、図 2及び 4のように駆動端子電極をシート層 56に直接接合するに当たり、有機接着剤などの耐熱性の比較的低い材料を使用することなくシ一ト層 5 6を直接支持する構造をとる場合、少なくとも電界印加部 5 1 a , 5 1 bの形成時にシート層 5 6が変質するのを防止するためである。なお、シ一ト層 5 6をセラミツクスで構成する場合、図 1の基板 4と同様に構成する。

スぺ一サ層 5 4を、好適にはセラミックスから構成するが、それを、シート層 5 6を構成するセラミックス材料と同一とすることも、それとは異なるセラミツクス材料とすることもできる。そのようなセラミックスとしては、シート層 5 6 を構成するセラミックス材料と同様に、例えば、安定化された酸ィ匕ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を使用することができる。スぺーサ層 5 4、基板 5 5及びシート層 5 6を構成するセラミックス材料と異なるセラミックス材料としては、酸ィ匕ジルコニウムを主成分とする材料、酸化ァルミ二ゥムを主成分とする材料、これらの混合物を主成分とする材料等が好適に採用される。その中でも、酸化ジルコニウムを主成分としたものが特に好ましい。なお、焼結助剤として粘土などを添付することもあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすいものが過剰に含まれないように、助剤成分を調整する必要がある。その理由は、これらガラス化しやすい材料は、電界印加部 5 l a , 5 1 bとの接合の観点からは有利であるが、電界印加部 5 1 a , 5 1 bとの反応を促進し、電界印加部 5 l a , 5 1 bが所定の組成を維持するのが困難となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるからである。

すなわち、スぺーサ層 5 4、基板 5 5及びシート層 5 6に含まれる酸化珪素などを、重量比で 3 %以下、好適には 1 %以下となるように制限するのが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で 5 0 %以上の割合で存在する成分をいう。

スぺーサ層 5 4、基板 5 5及びシート層 5 6を 3層の積層体として構成するのが好適であり、この場合、例えば、一体同時焼成、ガラスや樹脂によって各層を接合一体化又は後付けを行う。なお、 4層以上の積層体とすることもできる。本実施の形態のように電界印加部 5 1 a , 5 1 bを反強誘電体材料によって構成した場合、電界が加えられない状態では、電界印加部 5 1 bのように平坦形状となり、それに対して、電界が加えられると、電界印加部 5 1 aのように凸状に屈曲変位する。このように凸状に屈曲変位することによって、電子放出素子とそれに対向する電子捕獲電極 5 8との間の間隔が狭くなるので、矢印で示したように発生する電子の直進性が更に良好になる。したがって、この屈曲変位量を以って、電子捕獲電極 5 8に到達する放出電子量を制御することが可能である。次に、本発明による電子放出素子の動作を説明する。

図 7は、本発明による電子放出素子の動作を説明するための図である。この場合、電流制御素子 6 1は、図 1に示す構成を有し、その周辺は、真空チャンバ 6 2によって真空状態に保持される。また、駆動電極 6 3とコモン電極 6 4との間の短絡を防止するために、駆動電極 6 3と電圧信号源 6 5との間にコンデンサ 6 6を直列配置している。駆動電極 6 3及びコモン電極 6 4に対向する電子捕獲電極 6 7には、バイァス電圧 V bが印加される。

信号電圧源 6 5に印加される電圧 V を _ 4 0 0 Vとし、コンデンサ 6 6の容量を 5 0 0 p Fとし、バイアス電圧 V bを 0 Vとし、駆動電極 6 3とコモン電極 6 4とによって形成されるスリットの幅を 1 0 mとし、真空チャンバ 6 2の内部の真空度を 1 X 1 0 ³ P aとした場合、駆動電極 6 3に流れる電流 I が 2 · 0 Aとなり、電子捕獲電極 6 7から取り出されるコレクタ電流 I cの密度が 1 . 2 A/ c m²となる。その結果、本発明の電子放出素子によれば、従来の電子放出素子に比べて、低い電圧及び低い真空度で高い電流密度が得られ、その結果、優れた直進性を示す。なお、図 7 Bに示すように、コレクタ電流 I cは、ノィァス電圧 V bが高くなるに従って大きくなる。

図 8は、本発明による他の電子放出素子の動作を説明するための図である。この場合、電流制御素子 7 1は、図 2に示す構成を有し、その周辺は、真空チャンバ 7 2によって真空状態に保持される。また、駆動電極 7 3とコモン電極 7 4との間の短絡を防止するために、駆動電極 73と駆動端子電極 75との間の電界印加部 76がコンデンサの役割を果たす。駆動電極 73及びコモン電極 74には、電子捕獲電極 77が対向する。

信号電圧源 78に印加される電圧 Vェを—400Vとし、電界印加部 76が 5 30 p Fの容量のコンデンサの役割を果たし、駆動電極 73とコモン電極 74とによって形成されるスリットの幅を 1 O mとし、真空チャンバ 72の内部の真空度を 1 X 10 ³ P aとした場合、駆動端子電極 75に流れる電流 I iが 2. 0 Aとなり、電子捕獲電極 77から取り出されるコレクタ電流 I cの密度が 1. 2 AZcm²となる。その結果、本発明の他の電子放出素子によれば、従来の電子放出素子に比べて、低い電圧及び低い真空度で高い電流密度が得られ、その結果、優れた直進性を示す。なお、電圧 V_1; 電流 I c, I !, 1₂の波形を、図 8Bにおいて曲線 a _ dでそれぞれ示す。

図 9は、本発明による FEDの実施の形態を示す図である。この FEDは、 2 次元的に配列された複数の電子放出素子 81R, 81G, 81Bと、これら電子放出素子 81 R, 81 G, 81 Bに対してそれぞれ所定の間隔を以つて配置した赤色蛍光体 82 R、緑色蛍光体 82 G及び青色蛍光体 82 Bとを具える。

本実施の形態では、電子放出素子 81 R, 81 G， 81 Bが基板 83に形成され、赤色蛍光体 82 R、緑色蛍光体 82 G及び青色蛍光体 82 Bが電子捕獲電極 84を介してガラス基板 85に形成される。電子放出素子 81 R, 81 G， 81 Bは、図 2に示す構造を有するが、図 1， 3— 6のうちのいずれかの構造を有することもできる。

本実施の形態によれば、電子放出素子 81 R, 81 G, 81 Bの直進性が優れているので、従来の電子放出素子を有する場合に比べてクロストークが小さくなり、蛍光体 82R, 82G, 82 Bのピッチを狭くすることができ、かつ、隣接する蛍光体 82R, 82G, 82 Bに電子が入射されるのを防止するためにダリッドを設ける必要がなくなる。その結果、本実施の形態の FEDは、小型化及びコスト低減の観点から好ましい。なお、真空度が比較的低い場合でも電子の放出が可能であるので、真空空間を予め大きくして真空度の低下に対するマ一ジンをみる必要がなくなり、 F E Dの薄型化の制約が少なくなる。

図 1 0は、本発明による電子放出素子の比誘電率と印加電圧との関係を示す図であり、図 1 1は、それを説明するための図である。図 1 0の特性は、図 1 1に示すように駆動電極 9 1とコモン電極 9 2 a— 9 2 cとによつて形成されるスリットの幅 d 1， d 2がいずれも 1 0 である場合の電界印加部の比誘電率と、電界の放出に必要な印加電圧との関係を示す図である。

図 1 0に示すように、従来の電子放出素子に比べて低い印加電圧を用いて電子放出素子を駆動させる場合、比誘電率を 1 0 0 0以上にするのが好ましいことがわかる。

図 1 2は、本発明による電子放出素子のスリット幅と印加電圧との関係を示す図である。図 1 2から、電子放出現象が生じるためにはスリツト幅を 5 0 0 urn 以下にする必要があることがわかる。なお、市販のプラズマディスプレイ、蛍光表示管又は液晶ディスプレイで用いられるドライバ I Cで本発明による電子放出素子を駆動するためには、スリット幅を 2 0 m以下にする必要がある。

図 1 3 Aは、本発明による電子放出素子の第 7の実施の形態の上面図であり、図 1 3 Bは、その V I I— V I I断面図である。本実施の形態では、電界印加部 1 0 1の一方の側に半円形状の駆動電極 1 0 2及びコモン電極 1 0 3を形成し、駆動電極 1 0 2、コモン電極 1 0 3及びこれらによって形成されたスリツ卜に力一ボンコーティング 1 0 4を施す。

図 1 3に示す構成を有する電子放出素子の動作を、図 1 4を用いて説明する。この場合、電流放出素子の周辺は、真空チャンバ 1 1 1によって真空状態に保持される。駆動電極 1 0 2とコモン電極 1 0 3との間の短絡を防止するために、駆動電極 1 0 2と電圧信号源 1 1 2との間にコンデンサ 1 1 3を直列配置している。駆動電極 1 0 2及びコモン電極; L 0 3に対向する電子捕獲電極 1 1 4には、蛍光体 115が設けられ、バイアス電圧 Vbが印加される。

駆動電極 102及びコモン電極 103は、膜厚 3μπιの Auであり、これら駆動電極 102及びコモン電極 103と、その間のスリット部とに対して、力一ポン膜コーティング 104 (膜厚 3μπι) を行った。信号電圧源 112に印加される電圧 Vkを 25Vとし、コンデンサ 113の容量を 5 nFとし、バイアス電圧 Vbを 300Vとし、電界印加部 101を、比誘電率が 14000の電歪材料で構成し、駆動電極 102とコモン電極 103とによって形成されるスリットの幅を 10 mとし、真空チャンバ 111の内部の真空度を 1 X 10— ³Paとした場合、電子捕獲電極 114に流れる電流 I cは 0. 1 Aとなり、駆動電極 102に流れる電流 (0. 25A) に対して約 40 %の電流を電子流として取り出しており、駆動電極 102とコモン電極 103との間の電圧 V s、すなわち、電子の放出に必要な電圧が 23. 8Vとなる。その結果、図 13に示す電子放出素子によれば、電子の放出に必要な電圧を著しく低くすることができる。また、カーボンコ一ティング 104によって、電子又はイオンの衝突や発熱によって駆動電極 102及びコモン電極 103が損傷されるおそれが著しく軽減される。なお、駆動電極 102に流れる電流 Iいコモン電極 103に流れる電流 I ₂, I c及び電圧 V sの波形を、図 14 Bにおいて曲線 e— hでそれぞれ示す。

図 15 Aは、本発明による電子放出素子の第 8の実施の形態の上面図であり、図 15Bは、その V I I I -V I I I断面図である。本実施の形態では、電界印加部 201の一方の側に半円形状の駆動電極 202及びコモン電極 203を形成する。

図 15に示す構成を有する電子放出素子の場合、すなわち、力一ボンコ一ティングを有しない場合でも、 200 P a以下の低い真空度で電子を放出することとを、図 16を用いて説明する。この場合、電流放出素子の周辺は、真空チャンバ 211によって真空状態に保持される。駆動電極 202とコモン電極 203との間の短絡を防止するために、駆動電極 202と電圧信号源 212との間にコンデンサ 2 1 3を直列配置している。駆動電極 2 0 2及びコモン電極 2 0 3に対向する電子捕獲電極 2 1 4には、蛍光体 2 1 5が設けられ、バイアス電圧 V bが印加される。

駆動電極 2 0 2及びコモン電極 2 0 3の材質は共に A uであり、信号電圧源 2 1 2に印加される電圧 V kを 1 6 0 Vとし、コンデンサ 2 1 3の容量を 5 n Fとし、バイアス電圧 V bを 3 0 0 Vとし、電界印加部 2 0 1を、比誘電率が 4 5 0 0の電歪材料で構成し、駆動電極 2 0 2とコモン電極 2 0 3とによって形成されるスリツトの幅を 1 0 mとし、真空チャンバ 2 1 1の内部の真空度を 2 O O P a以下とした場合、電子捕獲電極 2 1 4に流れる電流 I cは 1 . 2 Aとなり、駆動電極 2 0 2に流れる電流 I （ 2 A) に対して約 6 0 %の電流を電子流として取り出しており、駆動電極 2 0 2とコモン電極 2 0 3との間の電圧 V s、すなわち、電子の放出に必要な電圧が 1 5 3 Vとなる。なお、電流 I I ₂， I c及び電圧 V sの波形を、図 1 6 Bにおいて曲線 i一 1でそれぞれ示す。

上記のように 2 O O P a以下の非常に低い真空度で十分な電子放出が可能なのは、カーボンコーティングを有する場合も同様である。

本発明による電子放出素子によれば、 2 0 0 P a以下の非常に低い真空度で電子を放出することができるので、 F E Dを構成する場合、パネル外周部の封止空間を非常に小さくすることができるので、狭額縁パネルを実現することができる。また、複数のパネルを並べてディスプレイを大型化する場合、パネル間の継ぎ目が目立ちにくくなる。さらに、従来の F E Dでは、蛍光体などから発生するガスによる F E Dの内部空間の真空度が低下し、パネルの耐久性に悪影響を及ぼすおそれがあるが、本発明による電子放出素子を用いたディスプレイによれば、 2 0 0 P a以下の非常に低い真空度で電子を放出することができるので、 F E Dの内部空間の真空度の低下による悪影響が大幅に軽減され、パネルの耐久性及び信頼性が大幅に向上する。

本発明による電子放出素子及びそれを用いた F E Dによれば、従来に比べて簡単かつ小型ィ匕にすることができる。これについて具体的に説明すると、先ず、 F E Dの内部空間の真空度を低くすることができるので、 F E Dの外周封止部などの内外圧力差に対する筐体維持構造を簡単かつ小型ィ匕にすることができる。また、電子を放出するために必要な印加電圧及び電子捕獲電極に印加すべきバィァス電圧を比較的低くすることができるので、 F E Dを耐圧構造とする必要がなくなり、装置全体の小型化及びパネルの薄型化が可能となる。なお、電子捕獲電極に印加すべきバイアス電圧を、 0 Vとしてもよい。

また、本発明による電子放出素子の電界印加部を構成するに際し、スピント型の電子放出素子を構成する場合のように特殊な加工を必要とせず、さらに、電極及び電界印加部を厚膜印刷で形成できるので、本発明による電子放出素子及びそれを用いた F E Dを、従来に比べて低コス卜で製造することができる。

さらに、電子を放出するために必要な印加電圧及び電子捕獲電極に印加すべきバイアス電圧を比較的低くすることができるので、耐圧が比較的小さい小型で廉価な駆動 I Cを使用することができるので、本発明による電界放出素子を用いた F E Dを廉価に製造することができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

例えば、本発明による電子放出素子を、バックライトのような他のアプリケーシヨンに適用することもできる。本発明による電子放出素子は、比較的大量の電子線を比較的低い電圧で放出することができるので、紫外線放射方式が主流であつた従来の殺菌装置に代えて、小型かつ高効率の殺菌装置を構成するのに好適である。また、本発明による電子放出素子は、角部を有する他の任意の電極構造を採用することができる。さらに、駆動電極とコモン電極との間の短絡を防止するために、第 2電極すなわちコモン電極と直流オフセット電圧源との間に抵抗を直列配置することもできる。

第 6の実施の形態において、電界印加部 5 1 a , 5 1 bを反誘電材料によって構成した場合について説明したが、電界印加部 5 1 a , 5 1 bを、圧電材料、電歪材料及び反誘電材料のうちの少なくとも 1種類によって構成すればよい。圧電材料及び/又は電歪材料を用いる場合、例えば、ジルコン酸鉛（P Z系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛を主成分とする材料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主成分とする材料、マグネシウムタンタル酸鉛を主成分とする材料、ニッケルタンタル酸鉛を主成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸鉛を主成分とする材料、マグネシウムタングステン酸鉛を主成分とする材料、コバルトニオブ酸鉛を主成分とする材料又はこれらの任意の組合せを含有する複合材料を用いることができ、これらのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスが圧電材料及び Z又は電歪材料として最も使用頻度が高い。

圧電材料及び Z又は電歪材料をセラミックスとした場合、上記材料に、ランタン、バリウム、ニオブ、亜鉛、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、タングステン、ニッケル、マンガン、リチウム、ストロンチウム、ビスマス等の酸化物若しくはこれらのいずれかの組合せ又は他の化合物を適切に添加した適切な材料とし、例えば P L Z T系となるようにその材料に所定の添加物を加えたものも好適に用いられる。

これら圧電材料及び Z又は電歪材料の中でも、マグネシゥムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛とマグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛とニッケルタンタル酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、マグネシウムタンタル酸鉛とマグネシゥムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする材料、これらの材料の鉛の一部をストロンチウム及び/又はランタンで置換したもの等が好適に用いられ、上記スクリーン印刷などの厚膜形成手法で電界印加部 5 1 a， 5 1 bを形成する場合の材料として好適である。多成分系圧電材料及び Z又は電歪材料の場合、成分の組成によって、圧電及び Z又は電歪特性が変化するが、第 6の実施の形態で好適に採用されるマグネシゥムニオブ酸鉛—ジルコン酸鉛一チタン酸鉛の 3成分系材料や、マグネシウムニォブ酸鉛一ニッケルタンタル酸鉛一チタン酸鉛及びマグネシウムタンタル酸鉛一マグネシゥムニオブ酸鉛—ジルコン酸鉛一チタン酸鉛の 4成分系材料では、疑立方晶—正方晶面体晶の相境界付近の組成が好ましく、特に、マグネシウムニォブ¾鉛： 15-50モル％、ジルコン酸鉛： 10-45モル％、チタン酸鉛： 3 0-45モル％の組成や、マグネシウムニオブ酸鉛： 15-50モル％、ニッケルタンタル酸鉛： 10— 40モル％、ジルコン酸鉛： 10— 45モル％、チタン酸鉛： 30-45モル％の組成及びマグネシウムニオブ酸鉛： 15-50モル％、マグネシウムタンタル酸鉛： 10-40モル％、ジルコン酸鉛： 10-45モル％、チタン酸鉛： 30— 45モル％の組成が、高圧電定数及び項電気機械結合係数を有する理由から好適に採用される。

Claims

請求の範囲

1 . 誘電体によって構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

前記電界印加部の一方の面に形成され、前記第 1電極とともにスリツ卜を形成する第 2電極とを有することを特徴とする電子放出素子。

2 . 請求の範囲 1記載の電子放出素子において、

前記第 1電極、第 2電極及びスリットに力一ボンコーティングを施したことを特徴とする電子放出素子。

3 . 請求の範囲 1又は 2記載の電子放出素子において、

前記第 1及び第 2電極に対して所定の間隔を以って配置した第 3電極を更に有し、

前記第 1及び第 2電極と前記第 3電極との間の空間を真空としたことを特徴とする電子放出素子。

4. 圧電材料、電歪材料及び反強誘電材料のうちの少なくとも 1種類によつて構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

前記電界印加部の一方の面に形成され、前記第；!電極とともにスリツ卜を形成する第 2電極とを有することを特徴とする電子放出素子。

5 . 請求の範囲 4記載の電子放出素子において、

前記第 1電極、第 2電極及びスリットにカーボンコーティングを施したことを特徴とする電子放出素子。

6 . 請求の範囲 4又は 5記載の電子放出素子において、

請求の範囲 6記載の電子放出素子において、

前記電界印加部がァクチユエ一夕としても機能し、その変位動作によって、放出電子量を制御することを特徴とする電子放出素子。

請求の範囲 3 , 6 , 7の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記第 3電極に直流のオフセット電圧を印加する電圧源と、

この電圧源と前記第 3電極との間に直列配置した抵抗とを更に有することを特徴とする電子放出素子。

請求の範囲 1一 8の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、前記第 1電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のォフセット電圧が印加されることを特徴とする電子放出素子。

0. 請求の範囲 1一 9の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記第 1電極と電圧信号源との間に直列配置したコンデンサを更に有することを特徵とする電子放出素子。

1 . 請求の範囲 1― 8の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記電界印加部の他方の面に形成され、前記第 1電極に対応する第 4電極を更に有することを特徴とする電子放出素子。

2 . 請求の範囲 1 1記載の電子放出素子において、

前記第 4電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のォフセット電圧が印加されることを特徴とする電子放出素子。

3. 請求の範囲 1— 1 2の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記第 2電極と直流オフセット電圧源との間に直列配置した抵坊を更に有することを特徴とする電子放出素子。

. 請求の範囲 1一 1 3の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、 .

前記電界印加部の比誘電率を 1 0 0 0以上としたことを特徴とする電子放出素子。

5 . 請求の範囲 1— 1 4の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記スリットの幅を 5 0 0 m以下としたことを特徴とする電子放出素子。 6. 請求の範囲 1一 1 5の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記第 1電極と第 2電極のうちの少なくとも一方が、鋭角を成す角部を有することを特徴とする電子放出素子。

7 . 請求の範囲 1— 1 6の何れか一つの請求の範囲に記載の電子放出素子において、

前記第 1電極及び第 2電極が力一ボンナノチューブを有することを特徴とする電子放出素子。

8 . 2次元的に配列された複数の電子放出素子と、

前記電流放出素子の各々が、

誘電体によつて構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

前記電界印加部の一方の面に形成され、前記第 1電極とともにスリツトを形成する第 2電極とを有することを特徴とするフィールドェミッションデイスプレイ。

9 . 請求の範囲 1 8記載のフィールドェミッションディスプレイにおいて、前記第 1電極、第 2電極及びスリットにカーボンコーティングを施したことを特徴とする電子放出素子。

0 . 請求の範囲 1 8又は 1 9記載のフィールドェミッションディスプレイにおいて、

前記蛍光体の各々の前記第 1及び第 2電極に対向する面とは反対側の面に、第³電極をそれぞれ配置し、

前記第 1及び第 2電極と前記蛍光体との間の空間を真空としたことを特徴とするフィールドェミッションディスプレイ。

1 . 2次元的に配列された複数の電子放出素子と、

前記電流放出素子の各々が、

圧電材料、電歪材料及び反強誘電材料のうちの少なくとも 1種類によつて構成された電界印加部と、

この電界印加部の一方の面に形成された第 1電極と、

前記電界印加部の一方の面に形成され、前記第 1電極とともにスリットを形成する第 2電極とを有することを特徴とするフィールドェミッションディスプレイ。

2. 請求の範囲 2 1記載の電子放出素子において、

前記第 1電極、第 2電極及びスリットにカーボンコ一ティングを施したことを特徴とする電子放出素子。

3 . 請求の範囲 2 1又は 2 2記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

前記蛍光体の各々の前記第 1及び第 2電極に対向する面とは反対側の面に、第 3電極をそれぞれ配置し、

前記第 1及び第 2電極と前記蛍光体との間の空間を真空としたことを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ。

4. 請求の範囲 2 3記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、前記電界印加部がァクチユエ一夕としても機能し、その変位動作によつて、放出電子量を制御することを特徴とするフィールドエミッションディスプレィ。

5. 請求の範囲 2 0 , 2 3， 2 4の何れか一つの請求の範囲に記載のフィール前記電子放出素子の各々が、

6 . 請求の範囲 1 8— 2 5の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

前記第 1電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のォフセット電圧が印加されることを特徴とするフィールドエミツションディスプレイ。

7 . 請求の範囲 1 8— 2 6の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

前記電流放出素子の各々が、

前記第 1電極と電圧信号源との間に直列配置したコンデンサを更に有することを特徴とするフィールドェミッションディスプレイ。

8. 請求の範囲 1 8— 2 6の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

前記電流放出素子の各々が、

前記電界印加部の他方の面に形成され、前記第 1電極に対応する第 4電極を更に有することを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ。

9 . 請求の範囲 2 8記載のフィールドェミッションディスプレイにおいて、前記第 4電極にパルス電圧が印加されるとともに、前記第 2電極に直流のォフセット電圧が印加されることを特徴とするフィールドェミッションデイスプレイ。

0 . 請求の範囲 1 8— 2 9の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

前記電流放出素子の各々が、

前記第 2電極と直流オフセット電圧源との間に直列配置した抵抗を更に有することを特徴とするフィールドェミッションディスプレイ。

1 . 請求の範囲 1 8— 3 0の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

前記電界印加部の比誘電率を 1 0 0 0以上としたことを特徴とするフィールドエミツションディスプレイ。

2 . 請求の範囲 1 8— 3 1の何れか一つの請求の範囲に記載のフィ一ルドエミッシヨンディスプレイにおいて、

前記スリツトの幅を 5 0 0 m以下としたことを特徴とするフィ一ルドエミッションディスプレイ。

3 . 請求の範囲 1 8— 3 2の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッシヨンディスプレイにおいて、

前記第 1電極と第 2電極のうちの少なくとも一方が、鋭角を成す角部を有することを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ。

4. 請求の範囲 1 8— 3 3の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッシヨンディスプレイにおいて、

前記第 1電極及び第 2電極がカーボンナノチューブを有することを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ。

5 . 請求の範囲 1 8— 3 4の何れか一つの請求の範囲に記載のフィールドエミッションディスプレイにおいて、

2次元的に配列された複数の電子放出素子を一体に形成した基板を更に具えることを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ。