(57)【要約】【課題】表面電子放出素子及びそれを備えたディスプレイ装置を提供する。【解決手段】順次に積層された下部電極、絶縁層及び上部電極、上部電極上に形成されたナノ構造層を備える表面電子放出素子。【選択図】図３
2007173227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次に積層された下部電極、絶縁層及び上部電極と、
前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする表面電子放出素子。
【請求項２】
前記ナノ構造層は、炭素ナノ構造層であることを特徴とする請求項１に記載の表面電子放出素子。
【請求項３】
前記炭素ナノ構造層は、フラーレン層であることを特徴とする請求項２に記載の表面電子放出素子。
【請求項４】
前記ナノ構造層は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表面電子放出素子。
【請求項５】
前記絶縁層は、酸化アルミニウム層、ＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層及びＴｉＯ２層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の表面電子放出素子。
【請求項６】
前記下部電極及び前記上部電極のうち少なくともいずれか一つは、金層、銅層、アルミニウム層、ニオブ層、銀層、タングステン層、コバルト層及びニッケル層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の表面電子放出素子。
【請求項７】
順次に積層された下部電極、第１絶縁層、中間電極、第２絶縁層及び上部電極と、
前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする表面電子放出素子。
【請求項８】
前記ナノ構造層は、炭素ナノ構造層であることを特徴とする請求項７に記載の表面電子放出素子。
【請求項９】
前記炭素ナノ構造層は、フラーレン層であることを特徴とする請求項８に記載の表面電子放出素子。
【請求項１０】
前記ナノ構造層は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成されたことを特徴とする請求項７に記載の表面電子放出素子。
【請求項１１】
前記絶縁層は、酸化アルミニウム層、ＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層及びＴｉＯ２層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載の表面電子放出素子。
【請求項１２】
前記下部電極、中間電極及び前記上部電極のうち少なくともいずれか一つは金層、銅層、アルミニウム層、ニオブ層、銀層、タングステン層、コバルト層及びニッケル層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載の表面電子放出素子。
【請求項１３】
所定の間隔をおいて平行に設置された上部基板及び下部基板と、
前記下部基板に対向する上部基板の内面に形成されたアノード電極と、
前記アノード電極上に形成された蛍光層と、
前記下部基板上に形成された表面電子放出素子と、を備え、
前記表面電子放出素子は、
順次に積層された下部電極、絶縁層及び上部電極と、
前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする表面電子放出素子を備えたディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記ナノ構造層は、炭素ナノ構造層であることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記炭素ナノ構造層は、フラーレン層であることを特徴とする請求項１４に記載のディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記ナノ構造層は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成されたことを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記絶縁層は、酸化アルミニウム層、ＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層及びＴｉＯ２層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記下部電極及び前記上部電極のうち少なくともいずれか一つは、金層、銅層、アルミニウム層、ニオブ層、銀層、タングステン層、コバルト層及びニッケル層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記下部電極及び前記上部電極は、互いに直交し、直交された部分に一つのピクセル領域を形成するストライプ状の電極であることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記上部電極及び前記上部基板は、光が透過するように透明な物質からなることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項２１】
所定の間隔をおいて平行に設置された上部基板及び下部基板と、
前記下部基板に対向する上部基板の内面に形成されたアノード電極と、
前記アノード電極上に形成された蛍光層と、
前記下部基板上に形成された表面電子放出素子と、を備え、
前記表面電子放出素子は、
順次に積層された下部電極、第１絶縁層、中間電極、第２絶縁層及び上部電極と、
前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする表面電子放出素子を備えたディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記ナノ構造層は、炭素ナノ構造層であることを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記炭素ナノ構造層は、フラーレン層であることを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置。
【請求項２４】
前記ナノ構造層は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成されたことを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２５】
前記絶縁層は、酸化アルミニウム層、ＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層及びＴｉＯ２層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２６】
前記下部電極、中間電極及び上部電極のうち少なくともいずれか一つは、金層、銅層、アルミニウム層、ニオブ層、銀層、タングステン層、コバルト層及びニッケル層からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２７】
前記下部電極及び前記上部電極は、互いに直交し、直交された部分に一つのピクセル領域を形成するストライプ状の電極であることを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２８】
前記上部電極及び前記上部基板は、光が透過するように透明な物質からなることを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面電子放出素子及びそれを備えたディスプレイ装置に係り、より詳細には、金属−絶縁体−金属−絶縁体−金属構造の表面電子放出素子及びディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電界放出ディスプレイは、アノード電極に数十ｋＶの電圧をかけてエミッタからの電子で前記アノード電極上の蛍光層を励起させて発光させる。電界放出ディスプレイでは、アノード電極とエミッタ間のスパーキングを防止するために、アノード電極とカソード電極（前記エミッタが位置する）間の間隔を広げる。例えば、１〜３ｍｍに維持し、したがってディスプレイが大きくなる。
【０００３】
アノード電極に印加される電圧を低くし、構造が単純な電子放出素子は、カソード電極に対応する金属層−絶縁層−金属層（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ：以下、ＭＩＭという）構造を有する。ＭＩＭ素子は、上部電極と下部電極との間に絶縁層を備える。上部電極と下部電極との間に所定の電圧を印加すれば、絶縁層に高電場が誘導されて、下部電極からの電子が絶縁層を通過して上部電極を通じて外部に放出される。上部電極の表面から放出された電子を表面電子またはホット電子という。表面電子の放出効率を高めるためには絶縁層の厚さを薄くせねばならず、上部電極の厚さも薄くして仕事関数を減らさねばならない。
【０００４】
しかし、前記上部電極と下部電極との間に数十ボルトの電圧を印加すれば絶縁層が損傷しがちであり、また上部電極の寿命が短いという問題が発生しうる。
一方、非特許文献１には、金属層−絶縁層−金属層−絶縁層−金属層（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ：以下、ＭＩＭＩＭという）構造の発光素子を開示した。しかし、このようなＭＩＭＩＭ構造の発光素子も前述したＭＩＭ素子の問題点を持っている。
【非特許文献１】ＥＨ．Ｚ．Ｔａｈｅｒｉらの論文“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｎ Ｍ−Ｉ−Ｍ−Ｉ−Ｍ ｔｒｉｏｄｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｕｓｉｎｇ ＳｉＯｘ／Ｂ２Ｏ３ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ”（Ｉｎｔ．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，１９７５，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．３，２５７−２７３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した従来の問題点を改善するためのものであり、ＭＩＭまたはＭＩＭＩＭ構造で上部電極が損傷することを防止できる表面電子放出素子及びディスプレイ装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記技術的課題を達成するために、本発明の一実施形態による表面電子放出素子は、順次に積層された下部電極、絶縁層及び上部電極と、前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記ナノ構造層は、炭素ナノ構造層であることが望ましく、さらに望ましくは、フラーレン層である。
【０００８】
前記ナノ構造層は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成される。
【０００９】
前記絶縁層は、酸化アルミニウム層、ＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層及びＴｉＯ２層からなる群のうち選択されたいずれか一つである。
【００１０】
前記下部電極及び前記上部電極のうち少なくともいずれか一つは、金層、銅層、アルミニウム層、ニオブ層、銀層、タングステン層、コバルト層及びニッケル層からなる群のうち選択されたいずれか一つである。
【００１１】
前記技術的課題を達成するために、本発明の一実施形態による表面電子放出素子は、順次に積層された下部電極、第１絶縁層、中間電極、第２絶縁層及び上部電極と、前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備える。
【００１２】
前記技術的課題を達成するために、本発明のさらに他の実施形態による表面電子放出素子を備えたディスプレイ装置は、所定の間隔をおいて平行に設置された上部基板及び下部基板と、前記下部基板に対向する上部基板の内面に形成されたアノード電極と、前記アノード電極上に形成された蛍光層と、前記下部基板上に形成された表面電子放出素子と、を備え、前記表面電子放出素子は、順次に積層された下部電極、絶縁層及び上部電極と、前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする表面電子放出素子を備える。
【００１３】
前記技術的課題を達成するために、本発明のさらに他の実施形態による表面電子放出素子を備えたディスプレイ装置は、所定の間隔をおいて平行に設置された上部基板及び下部基板と、前記下部基板に対向する上部基板の内面に形成されたアノード電極と、前記アノード電極上に形成された蛍光層と、前記下部基板上に形成された表面電子放出素子と、を備え、前記表面電子放出素子は、順次に積層された下部電極、第１絶縁層、中間電極、第２絶縁層及び上部電極と、前記上部電極上に形成されたナノ構造層と、を備えることを特徴とする表面電子放出素子を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＭＩＭまたはＭＩＭＩＭ素子は、上部電極上に引張強度の高いフラーレン層を備える。このフラーレン層は、上部電極の仕事関数を低くして上部電極からの電子放出効率を向上させ、また上部電極を保護して上部電極の寿命を延長させることができる。
【００１５】
ＭＩＭまたはＭＩＭＩＭ素子を備えたディスプレイは、低い真空度でパッケージングされ、したがって、上部基板と下部基板との間隔を縮めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態による金属層−絶縁層−金属層（ＭＩＭ）構造の表面電子放出素子（以下、ＭＩＭ素子という）及び金属層−絶縁層−金属層−絶縁層−金属層（ＭＩＭＩＭ）構造の表面電子放出素子（以下、ＭＩＭＩＭ素子という）と、これらを利用したディスプレイ装置を添付された図面を参照して詳細に説明する。図面に図示された層や領域の厚さは明細書の明確性のために誇張して図示されたものである。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態によるＭＩＭ素子を図示した断面図である。
【００１８】
図１を参照すれば、基板１１０上にＭＩＭ素子が形成されている。ＭＩＭ素子は、順次に形成された下部電極１１２、絶縁層１１４、上部電極１１６と、前記上部電極１１６上に形成されたフラーレン層１２０を備える。
【００１９】
前記下部電極１１２は、導電物質、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で形成される。下部電極１１２は数百ｎｍ厚さに形成されうる。
【００２０】
前記絶縁層１１４は、酸化アルミニウム層、例えば、Ａｌ２Ｏ３層でありうるが、酸化アルミニウム層以外の他の絶縁層、例えばＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層、ＴｉＯ２層でありうる。絶縁層１１４がアルミナ層である時、絶縁層１１４の厚さは２〜２０ｎｍ程度である。絶縁層１１４の厚さは使われる絶縁物質によって変わりうる。
【００２１】
前記上部電極１１６は、仕事関数の低い金属で形成されることが望ましい。例えば、上部電極１１６は金（Ａｕ）で形成され、約１０〜３０ｎｍ厚さに形成されうる。上部電極１１６は、金以外の他の金属に形成されることもできるが、例えば、銅（Ｃｕ）層、アルミニウム（Ａｌ）層、ニオブ（Ｎｂ）層、銀（Ａｇ）層、タングステン（Ｗ）層、コバルト（Ｃｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層で形成されうる。
【００２２】
前記フラーレン層１２０は、炭素ナノ構造層の一例であり、したがって、第１フラーレン層１２０は、他の炭素ナノ構造層あるいは他のナノ構造層に代替されることもある。フラーレン層１２０は、所定のフラーレン分子でコーティングされたものでありうる。ここで、フラーレン分子はＣ６０でもあり、Ｃ６０以外の他のフラーレン分子ファミリー、例えばＣ７０、Ｃ７２、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ１１６、…でもある。フラーレン層１２０は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成されうる。前記ＭＩＭ素子を１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒ真空度の真空チャンバで、前記上部電極１１６と下部電極１１２間の電圧（Ｖ１）が２〜２５Ｖになるように上部電極１１６に正電圧、下部電極１１２に負電圧を印加すれば、下部電極１１２からの電子がトンネリング効果により絶縁層１１４を通過して上部電極１１６に移動し、この電子が上部電極１１６の仕事関数より大きいエネルギーを持てば、上部電極１１６の表面から放出される。このような放出電子を表面電子またはホット電子という。前記電圧（Ｖ１）は、絶縁層１１４の種類及び厚さ、上部電極１１６の仕事関数によって決まりうる。
【００２３】
前記フラーレン層１２０は、前記上部電極１１６の仕事関数を低くし、したがって、従来のＭＩＭ素子に印加される電圧より低い電圧が使われうる。また、前記フラーレン層１２０は、引張強度が高いので前記上部電極１１６の破損を防止する役割も行う。
【００２４】
図２は、本発明の第２実施形態によるＭＩＭ素子を備えたディスプレイ装置を図示した断面図であり、第１実施形態のＭＩＭ素子の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ名称を使用しているので詳細な説明は省略する。
【００２５】
図２を参照すれば、下部基板２１０上にＭＩＭ素子が形成されており、上部基板２６０上にはアノード電極２６２及び蛍光層２７０が形成されている。前記アノード電極２６２及び上部基板２６０は、光が透過するようにそれぞれ透明電極及びガラス基板で形成できる。
【００２６】
図２のディスプレイの内部は、約１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒ真空度に維持される。前記下部基板２１０と上部基板２６０との間隔は０．５ｍｍ程度に小さく形成されうる。
【００２７】
前記ＭＩＭ素子は、順次に形成された下部電極２１２、絶縁層２１４、上部電極２１６と、上部電極２１６上のフラーレン層２２０を備える。
【００２８】
前記下部電極２１２は、導電物質、例えばＡｌから形成される。下部電極２１２は数百ｎｍ厚さに形成されうる。
【００２９】
前記絶縁層２１４は、酸化アルミニウム層、例えばＡｌ２Ｏ３層であるが、酸化アルミニウム層以外の他の絶縁層、例えばＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層、ＴｉＯ２層でありうる。絶縁層２１４がアルミナ層である時、絶縁層２１４の厚さは２〜２０ｎｍ程度である。絶縁層２１４のこの厚さは使われる絶縁物質によって変わりうる。
【００３０】
前記上部電極２１６は、仕事関数の低い金属で形成されたことが望ましい。例えば、上部電極２１６はＡｕで形成され、約１０〜３０ｎｍ厚さに形成されうる。上部電極２１６は、金以外の他の金属で形成されることもあるが、例えば、Ｃｕ層、Ａｌ層、Ｎｂ層、Ａｇ層、Ｗ層、Ｃｏ層、Ｎｉ層で形成されうる。
【００３１】
前記フラーレン層２２０は、炭素ナノ構造層の一例であり、したがって、第１フラーレン層２２０は他の炭素ナノ構造層あるいは他のナノ構造層に代替されることもある。フラーレン層２２０は、所定のフラーレン分子でコーティングされたものでありうる。ここで、フラーレン分子はＣ６０でもあり、Ｃ６０以外の他のフラーレン分子ファミリー、例えばＣ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ７２、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ１１６…でもありうる。フラーレン層２２０は、０．２〜２０ｎｍ厚さに形成できる。
【００３２】
前記上部電極２１６と下部電極２１２間の電圧（Ｖ１）が２〜２５Ｖなるように上部電極２１６に正電圧、下部電極２１２に負電圧を印加すれば、下部電極２１２からの電子が絶縁層２１４を通過して上部電極２１６に移動し、次いで、上部電極２１６の表面から表面電子２３０が放出される。この時、アノード電極２６２に所定の電圧（Ｖ２）、例えば、グラウンド電圧または数〜数十ボルトの正の電圧をかければ、前記表面電子２３０は、前記アノード電極２６２に向かって進行しつつ蛍光層２７０を励起して光を放出する。前記上部電極２１６と下部電極２１２とは直交するように配置されたストライプ状の電極であり、前記上部電極２１６及び下部電極２１２をアドレッシングすれば、アドレッシングされた部分の上部電極２１６から表面電子が放出されて隣接した蛍光層２７０を発光させる。前記上部電極２１６及び下部電極２１２の幅と、前記蛍光層２７０の面積とを一つのピクセルまたはサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂに対応するように形成すれば、図２のディスプレイ装置で画像を表示できる。前記ピクセルまたはサブピクセルに対応する蛍光層２７０は、図示されていないブラックマトリックスによって区分されるように形成されることが望ましい。
【００３３】
本発明によるディスプレイ装置は、相対的に低い真空度にパッケージングしても作動でき、またアノード電極２６２にかかる電圧が非常に低いためにスパーキングが起きないので、上部基板２６０と下部基板２１０との間隔を０．５ｍｍ程度に維持できる。
【００３４】
図３は、本発明の第３実施形態によるＭＩＭＩＭ素子を図示した断面図である。
【００３５】
図３を参照すれば、基板３１０上にＭＩＭＩＭ素子が形成されている。ＭＩＭＩＭ素子は順次に形成された下部電極３１２、第１絶縁層３１４、中間電極３１６、第２絶縁層３１８、上部電極３１９と、前記上部電極３１９上に形成されたフラーレン層３２０を備える。
【００３６】
前記下部電極３１２は、導電物質、例えば、Ａｌで形成される。下部電極３１２は、数百ｎｍ厚さに形成されうる。
【００３７】
前記第１絶縁層３１４及び第２絶縁層３１８は酸化アルミニウム層、例えば、Ａｌ２Ｏ３層であるが、酸化アルミニウム層以外の他の絶縁層、例えばＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層、ＴｉＯ２層でありうる。絶縁層３１４、３１８がアルミナ層である時、絶縁層３１４、３１８の厚さは２〜２０ｎｍ程度である。絶縁層３１４、３１８のこの厚さは使われる絶縁物質によって変わりうる。
【００３８】
前記中間電極３１６は、仕事関数の低い金属で形成され、約１０〜３０ｎｍ厚さに形成される。例えば、中間電極３１６は、アルミニウム（Ａｌ）層、金（Ａｕ）層、銅（Ｃｕ）層、ニオブ（Ｎｂ）層、銀（Ａｇ）層、タングステン（Ｗ）層、コバルト（Ｃｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層で形成されうる。
【００３９】
前記上部電極３１９は、仕事関数の低い金属で形成されることが望ましい。例えば、上部電極３１９は、Ａｕで形成され、約１０〜３０ｎｍ厚さに形成されうる。上部電極３１９は金以外の他の金属で形成されることもできるが、例えばＣｕ層、Ａｌ層、Ｎｂ層、Ａｇ層、Ｗ層、Ｃｏ層、Ｎｉ層で形成できる。
【００４０】
前記フラーレン層３２０は、炭素ナノ構造層の一例であり、したがって、第１フラーレン層３２０は他の炭素ナノ構造層あるいは他のナノ構造層に代替されることもある。フラーレン層３２０は、所定のフラーレン分子でコーティングされたものでありうる。ここで、フラーレン分子はＣ６０でもあり、Ｃ６０以外の他のフラーレン分子ファミリー、例えば、Ｃ７０、Ｃ７２、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ１１６…でもありうる。フラーレン層３２０は０．２〜２０ｎｍ厚さに形成できる。
【００４１】
前記ＭＩＭＩＭ素子を１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒ真空度の真空チャンバで、前記上部電極３１９と下部電極３１２間の電圧（Ｖ１）が２〜２５Ｖなるように上部電極３１９に正電圧、下部電極３１２に負電圧を印加すれば、下部電極３１２からの電子が絶縁層３１４、中間電極３１６、第２絶縁層３１８を通過して上部電極３１９に移動し、次いで上部電極３１９の表面から放出される。このような放出電子を表面電子またはホット電子という。前記電圧（Ｖ１）は、絶縁層３１４、３１８の種類及び厚さ、上部電極３１９の仕事関数によって決まりうる。
【００４２】
前記フラーレン層３２０は、前記上部電極３１９の仕事関数を低くし、したがって、従来のＭＩＭ素子に印加される電圧より低い電圧が使われうる。また、前記フラーレン層３２０は前記上部電極３１９を保護する役割も行う。
【００４３】
図４は、第４実施形態によるＭＩＭＩＭ素子を備えたディスプレイ装置を図示した断面図であり、第３実施形態のＭＩＭＩＭ素子の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ名称を使用しているので詳細な説明は省略する。
【００４４】
図４を参照すれば、下部基板４１０上にＭＩＭＩＭ素子が形成されており、上部基板４６０上にはアノード電極４６２及び蛍光層４７０が形成されている。前記アノード電極４６２及び上部基板４６０は、光が透過するようにそれぞれ透明電極及びガラス基板で形成されうる。
【００４５】
図４のディスプレイの内部は、約１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒ真空度に維持される。前記下部基板４１０と上部基板４６０間の間隔は０．５ｍｍまたはそれ以上である。
【００４６】
前記ＭＩＭＩＭ素子は、順次に形成された下部電極４１２、第１絶縁層４１４、中間電極４１６、第２絶縁層４１８、上部電極４１９と、前記上部電極４１９上に形成されたフラーレン層４２０を備える。
【００４７】
前記下部電極４１２は、導電物質、例えばＡｌで形成される。下部電極４１２は数百ｎｍ厚さに形成されうる。
【００４８】
前記第１絶縁層４１４及び第２絶縁層４１８は、酸化アルミニウム層、例えばＡｌ２Ｏ３層であるが、酸化アルミニウム層以外の他の絶縁層、例えばＮｉＯ層、ＺｒＯ２層、ＺｎＯ層、ＴｉＯ２層でありうる。絶縁層４１４、４１８がアルミナ層である時、絶縁層４１４、４１８の厚さは２〜２０ｎｍ程度である。絶縁層４１４、４１８のこの厚さは使われる絶縁物質によって変わりうる。
【００４９】
前記中間電極４１６は、仕事関数の低い金属で形成され、約１０〜３０ｎｍ厚さに形成される。例えば、中間電極４１６は、Ａｌ層、Ａｕ層、Ｃｕ層、Ｎｂ層、Ａｇ層、Ｗ層、Ｃｏ層、Ｎｉ層で形成されうる。前記中間電極４１６は、上部電極４１９のようなストライプ状に形成されうる。
【００５０】
前記上部電極４１９は、仕事関数の低い金属で形成されることが望ましい。例えば、上部電極４１９はＡｕで形成され、約１０〜３０ｎｍ厚さに形成されうる。上部電極４１９は、金以外の他の金属で形成されることもあるが、例えば、Ｃｕ層、Ａｌ層、Ｎｂ層、Ａｇ層、Ｗ層、Ｃｏ層、Ｎｉ層で形成されうる。
【００５１】
前記フラーレン層４２０は炭素ナノ構造層の一例であり、したがって、第１フラーレン層４２０は他の炭素ナノ構造層あるいは他のナノ構造層に代替されることもある。フラーレン層４２０は、所定のフラーレン分子でコーティングされたものでありうる。ここで、フラーレン分子はＣ６０でもあり、Ｃ６０以外の他のフラーレン分子ファミリー、例えばＣ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ７２、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ１１６、…でもありうる。フラーレン層４２０は０．２〜２０ｎｍ厚さに形成されうる。
【００５２】
前記上部電極４１９と下部電極４１２間の電圧（Ｖ１）が２〜２５Ｖなるように上部電極４１９に正電圧、下部電極４１２に負電圧を印加すれば、下部電極４１２からの電子が絶縁層４１４、４１８を通過して上部電極４１９に移動し、次いで上部電極４１９の表面から表面電子４３０が放出される。この時、アノード電極４６２に所定の電圧（Ｖ２）、例えば、グラウンド電圧または数〜数十ボルトの正の電圧をかければ、前記表面電子４３０は、前記アノード電極４６２に向かって進行しつつ蛍光層４７０を励起して光を放出する。
【００５３】
前記上部電極４１９と下部電極４１２とは直交するように配置されたストライプ状の電極であり、前記上部電極４１９及び下部電極４１２をアドレッシングすれば、アドレッシングされた部分の上部電極４１９から表面電子が放出されて隣接した蛍光層４７０を発光させる。前記上部電極４１９及び下部電極４１２の幅と、前記蛍光層４７０の面積を一つのピクセルまたはサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂに対応するように形成すれば、図４のディスプレイ装置で画像を表示できる。前記ピクセルまたはサブピクセルに対応する蛍光層４７０は、図示されていないブラックマトリックスによって区分されるように形成されることが望ましい。
【００５４】
本発明によるディスプレイ装置は、相対的に低い真空度でパッケージングしても作動でき、またアノード電極４６２にかかる電圧が非常に低いためにスパーキングが起きないので、上部基板４６０と下部基板４１０との間隔を０．５ｍｍ程度に維持できる。
【００５５】
本発明は図面を参照して実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲に限って定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ディスプレイ装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態によるＭＩＭ素子を図示した断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるＭＩＭ素子を備えたディスプレイ装置を図示した断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるＭＩＭＩＭ素子を図示した断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態によるＭＩＭＩＭ素子を備えたディスプレイ装置を図示した断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
３１０  基板
３１２  下部電極
３１４  第１絶縁層
３１６  中間電極
３１８  第２絶縁層
３１９  上部電極
３２０  フラーレン層
【図１】
2007173227.tif 000003
【図２】
2007173227.tif 000004
【図３】
2007173227.tif 000005
【図４】
2007173227.tif 000006