절연-게이트 전자의 전계 방출 소자 및 그 제작 공정

[청구항 1] 절연 게이트 전자의 전계 방출 소자로서, 상기 전계 방출 소자는, a) 절연 기판, b) 상기 절연 기판과 접하는 전도성 게이트 전극, c) 상기 게이트 전극 일부와 동일 공간에 놓이는 챔버, d) 상기 챔버로 방출되는 전자를 수용하기 위한 음극, e) 상기 챔버를 통해 상기 음극까지 전자를 방출하도록 배치되는 방출 변부를 가지는 전자 이미터를 포함하고, 상기 전계 방출 소자는, f) 상기 게이트 전극의 상기 일부와 상기 챔버 사이에 배치되는 절연층을 가지며, 이 절연층에 의해 상기 전자 이미터로부터의 전자의 직접적인 전류가 상기 게이트 전극에 도달하는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 절연 게이트 전자의 전계 방출 소자 [청구항 2] 절연 게이트 전자의 전계 방출 소자로서, 상기 전계 방출 소자는, a) 절연 기판, b) 상기 절연 기판과 접하는 전도성 게이트 전극, c) 상기 게이트 전극의 일부와 동일 공간에 놓이는 챔버, d) 상기 게이트 전극의 상기 일부와 상기 챔버 사이에 배치되는 절연층, e) 상기 챔버로 방출되는 전자를 수용하기 위한 음극, f) 상기 챔버를 통해 상기 음극까지 전자를 방출하도록 배치되는 방출 변부를 가지는 전자 이미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 게이트 전자의 전계 방출 소자 [청구항 3] 제 1 항에 있어서,상기 절연 기판a)는,i) 전도체와 반도체 중에서 선택되는 기판과,ii) 상기 기판을 덮는절연층포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 4] 제 1 항에 있어서,다수의 게이트 전극을 추가로포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 5] 제 1 항에 있어서,상기 절연 기판a)는 글래스, 세라믹 물질, 산화 규소, 질화규소, 산화알루미늄, 질화붕소, 그리고 다이아몬드로 이루어지는 리스트로부터 선택되는물질포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 6] 제 1 항에 있어서,상기 절연 기판a)는 본질적으로 투과성인기판포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 7] 제 1 항에 있어서,상기 소자는, g) 상기 이미터와 상기 양극에 바이어스 전압을 가하기 위한 수단을 추가로 포함하고, 상기 전압은 상기 방출 변부로부터 상기 양극까지전자의전계 방출 전류유발시키는것을특징으로 하는소자. [청구항 8] 제 7 항에 있어서,상기 소자는, h) 상기 전류를 제어하기 위해 상기 게이트 전극에 제어 전압을 가하는수단을추가포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 9] 제 1 항에 있어서,상기 게이트 전극에 추출 전압을 가하기 위한수단을추가포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 10] 제 1 항에 있어서,상기 절연 박막은 작동 범위 내에서 입사 전자 에너지에 대해 1 미만의 제 2 전자 방출 일드를 가지는물질포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 11] 제 1항에 있어서 상기 절연 박막은 4보다 큰 유전율을 가지는물질포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 12] 제 1 항에 있어서,상기 절연 필름은 제 1, 2 층을 포함하고, i) 상기 제 1 층은 상기 제 2 층보다 더 높은 유전율을 가지는 물질이며,ii) 상기 제 2 층은 상기 제 1 층에 비해 더 낮은 제 2 전자 일드를 가지는 물질이며, 상기 제 2 층은 상기 챔버 내면을 형성하도록배열되는것을특징으로 하는소자. [청구항 13] 제 12 항에 있어서,상기 제 1 층은 4보다 큰 유전율을 가지고, 상기 제 2 층은 작동 범위 내에서 입사 전자 에너지에 대해1미만의제2전자방출일드가지는것을특징으로 하는소자. [청구항 14] 제 12 항에 있어서,다수의 상기 게이트 전극을 포함하는 것을특징으로 하는소자. [청구항 15] 제 1 항에 있어서,상기 절연 박막은 질화규소, 산화알루미늄, 탄화티타늄, 탄화텅스텐, 이붕화바나듐, 이붕화티타늄, 바륨티타네이트, 스트론튬티타네이트, 바륨스트론튬티타네이트, 산화탄탈륨의 그룹으로부터 선택되는물질포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 16] 제 1 항에 있어서,상기 절연 박막nan은본질적투과성인것을특징으로 하는소자. [청구항 17] 제 1 항에 있어서,상기 챔버는 내면을 가지며, 상기 절연 박막은상기게이트 전극과상기챔버의상기내면사이배열되는것을특징으로 하는소자. [청구항 18] 제 1 항에 있어서,상기 챔버는 내면을 가지며, 상기 절연 박막은상기챔버의상기내면일부형성하는것을특징으로 하는소자. [청구항 19] 제 1 항에 있어서,상기 양극은 디스플레이 소자 형성을 위한인광물질포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 20] 제 1 항에 있어서,상기 게이트 전극은 본질적으로 투과성인전도성물질포함하는것을특징으로 하는소자. [청구항 21] 제 1 항에 있어서,상기 게이트 전극은 산화인듐, 산화주석, 인듐-틴 옥사이드의 그룹으로부터 선택되는투과성전도성물질포함하는것을특징으로 하는소자.