JP4743933B2

JP4743933B2 - 電子放出装置及びその製造方法

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Publication number: JP4743933B2
Application number: JP2000058491A
Authority: JP
Inventors: ナンワンワン; アンソニーフォックスニール
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1999-03-06
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: GB0003985D0; FR2793603A1; JP2000260301A; FR2797712B1; JP2001006532A; US6538368B1; FR2797712A1; GB2347785B; DE10009846A1; FR2793603B1; GB9905132D0; GB2347785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はｎ型材料の領域と、ｐ型材料の領域と、これ等２個の領域の間のインタフェース接合部とを具える電子放出装置、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子放出装置は発光装置、ディスプレイ、高周波真空電子装置のような種々の用途、又はガスイオン化のため電子供給源を必要とする用途に使用されている。通常の電子放出装置は上下に位置するｐ型材料と、ｎ型材料とから成る層を有する平坦な構造から成る。これ等層の前後に電圧を加えると、これ等異なる材料の間の接合部に電子を発生する。これ等電子は上記の層の内の上層をくぐり抜けてその上面に達するが、この上面は真空に露出しており、ここで電子が遊離する。このような電子放出装置の例は米国特許第5202571 号、英国特許第2322001 号、及び英国特許第2322000 号に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これ等の電子放出装置は広範囲に使用されているが、一層安価に、一層簡単に製造でき、しかも一層効率良く電子を放出し得る電子放出装置が待望されている。
本発明の目的は従来の電子放出装置に比較し、一層安価に、一層簡単に製造でき、一層効率良く電子を放出することができると共に、電子放出装置を組み込む器機に容易に配置し得る電子放出装置、及びその製造方法を得るにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の一態様は、共通の基材と、ｎ型材料の領域と、ｐ型材料の領域と、前記２個の領域の隣接する端縁間におけるインタフェース接合部または前記領域と前記基材との間におけるインタフェース接合部とを具える電子放出装置において、前記基材上に、ｎ型材料およびｐ型材料が互いに積層しないよう、ｎ型材料およびｐ型材料のそれぞれの前記領域を設け、インタフェース接合部から真空内に直接電子を遊離させるため、前記２個の領域の隣接する端縁間におけるインタフェース接合部または前記領域と前記基材との間におけるインタフェース接合部が、断面形状を略Ｖ字状に形成されて真空に露出している部分を有することを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の他の態様である電子放出装置の製造方法は、適切な溶液内へのｐ型材料の粒子の懸濁液、およびｎ型材料の粒子の懸濁液をそれぞれ設ける工程と、基材上に互いに積層しないｎ型材料の領域およびｐ型材料の領域を生ずるよう、前記粒子の懸濁液をインキジェット印刷法により被着する被着工程であって、前記２個の領域の隣接する端縁間、または前記領域と前記基材との間に、複数個の電子放出接合部なすよう、表面に露出したインタフェース接合部を略Ｖ字状に形成する、該被着工程とから成ることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ｎ型材料の領域と、ｐ型材料の領域とが他方の材料上の一方の材料の層によって形成されており、インタフェース接合部がこれ等の材料の層の一方の層の端縁に露出している。ｐ型材料の層がｎ型材料の層上に形成されており、ｐ型材料の層の上面が真空に露出しており、露出されたインタフェース接合部における電子の遊離の他に、ｐ型材料の層を通して電子を透過するようこの層が十分薄いのが好適である。また代案として、共通の基材上のｎ型材料とｐ型材料とのそれぞれの層によってｎ型材料とｐ型材料とのそれぞれの領域を設け、これ等２個の領域の隣接する端縁に沿ってインタフェース接合部を形成する。
また、この電子放出装置は他方の型の材料の領域に隣接する一方の型の材料の複数個の粒子によって形成された複数個の露出インタフェース接合部を有する。
負電子親和性を呈するようｐ型材料を活性化することができ、ｐ型材料をダイヤモンドで形成することができる。
【０００７】
この電子放出装置を製造するに当たり、ｎ型粒子とｐ型粒子との間に接合部を形成するようｎ型粒子とｐ型粒子との両方を基材上に被着する。ｐ型粒子がダイヤモンドであるのが好適である。
添付図面を参照して、本発明電子放出装置、及びディスプレイを例として説明する。
【０００８】
【実施例】
図１において、この電子放出装置１はｎ型珪素層１３を上表面１２に支持する（溶融石英、即ち7059のような）電気絶縁ガラス板基材１０を有する。珪素層１３の上面上の左側端縁にある銀電極１４によってこの珪素層１３への電気的接触が行われる。この珪素層の一部を酸化することによって形成されたシリカの絶縁パッド１５をこの珪素層１３の上面上の電極１４に隣接して設ける。ｐ型ダイヤモンド層１６を絶縁パッド１５の上と、珪素層１３の上面上とに延在し、ｐ型ダイヤモンド層１６を珪素層の右端の僅か手前で終わらせ、ダイヤモンド層に隣接して露出する珪素層の上面の領域１７を残す。ダイヤモンド層の下面が珪素層の上面に接触する区域はこれ等２個の材料間のインタフェース接合部１８となっている。このインタフェース接合部１８をダイヤモンド層１６の右側端縁に沿って露出し、露出接合部１９を生ぜしめる。ダイヤモンド層１６への電気的接触はこのダイヤモンド層１６が絶縁パッド１５上に延在している位置において、金のコーティング２１によって覆われているチタン接点パッド２０によって行われる。
【０００９】
この電子放出装置１をカバーガラス３０の下方に設置する。インジウム酸化物、又は錫酸化物のような導電材料から成る薄い透明なコーティング３１をカバーガラス３０はその下側に有する。陽極スクリーンを形成している蛍光体層３２を導電コーティング３１の頂部に被着する。
この電子放出装置１をハウジング２内に収容し、このハウジングのカバーガラス３０はハウジングの少なくとも１個の壁の一部となっており、ハウジングが真空になるように、このハウジングを排気する。
接点、即ち電極１４を負電圧の電源３に接続し、接点２０、２１を正電圧の電源４に接続し、カバーガラス３０上の導電コーティング３１を正電圧の電源４の電圧より一層高い正電圧の電源５に接続する。
【００１０】
珪素層１３とダイヤモンド層１６とによってヘテロ接合エミッタを形成し、５ボルトより低い順方向電圧バイアスを加えた時、電子放出を生ずるようにする。この電子放出の一次経路は珪素層１３から大きな区域のインタフェース接合部１８に入り、薄いｐ型ダイヤモンド層１６を経て、真空に露出しているｐ型ダイヤモンド層１６の上面まで達する。電子放出の二次経路は真空に露出しているインタフェース接合部１９から直接、始まっている。露出接合部１９からの電子放出の二次経路は材料の層を経てのみ電子を放出する装置に比較し、電子の流れを顕著に増大する。電子放出の一次経路、及び二次経路の両方に関し、インタフェース接合部における珪素とダイヤモンドとの間の（７％より多い）大きな格子不整合に起因するトラップエイドの再結合は主電流機構、もっと正確に言えば少数キャリア拡散である。
【００１１】
層１６を経て、露出接合部１９から放出する電子は陽極電圧の結果として陽極スクリーン３０に移動する。スクリーン３０に衝突する電子は蛍光体層３２に蛍光を発生させ、可視光線を放出させ、この可視光線はカバーガラスを経て外方に出る。
【００１２】
フェルミ準位以上のトラップ状態の高いコンセントレーションを有する強くドープされたｎ型材料の場合、ｐｎｎ型オージェ再結合が発生し、この再結合はｐ型ダイヤモンドの伝導帯内に熱い電子を押し進めることができる。ＮＥＡ（負電子親和）表面が存在し、低陽極電圧（１０ V /μm 以下) の作用の許で、これ等の電子はバンドベンディングの作用、及びフィールドペネトーションの作用の両方を受け、これ等電子は低下した真空バリヤをトンネルし、蛍光体（陽極）スクリーンに向け放出される。
【００１３】
ｐ型ダイヤモンド層１６は１ミクロンの厚さより薄いのが好適で、10¹⁷/cm³以上のホールキャリアコンセントレーションを有するのが好適であると共に、結晶粒界、及び含有される黒鉛のような材料の低コンセントレーションを呈するのが好適である。ｐ型ダイヤモンド層１６の露出する上面は以下に詳述する水素プラズマ処理により、又は低仕事関数金属の被着により、負電子親和性を発揮するように活性化される。例えば、ニッケル、又はチタンのような金属は水素の無い（１１１）ｐ型ダイヤモンド表面上に負電子親和性を誘導することが知られており、銅、セシウム、又はコバルトも（１００）ｐ型ダイヤモンド表面上に負電子親和性を誘導すると信じられている。
【００１４】
この電子放出装置は標準成長リソグラフマスキング技術によって製作することができ、スパッタリングによってガラス基材に適当なｎ型接点金属をパターン付けし、メタライジングされた表面上にSiH₄の熱分解によりポリシリコン層の選択的な被着を行い、O₂、及びSiH₄を使用する熱酸化、又は高圧化学蒸着法（ＣＶＤ）によりメタライジングされた表面、及びポリシリコン区域に酸化珪素層の選択的なパターン付けをする工程を行う必要がある。次に、高温フィラメント化学蒸着法、マイクロ波化学蒸着法、直流プラズマ化学蒸着法、又は無線周波数プラズマ化学蒸着法のような既知の一般のガス合成法を使用する被着により整合マスクを介して、このｐ型の薄いフィルム状のダイヤモンド層１６にパターン付けをする。炭素の原料としてはメタン、エタン、アセチレンのような炭化水素ガス、アルコールのような有機液体、又は炭化水素ガスにすることができ、これ等の材料に水素を適当に加える。ｐ型層１６を得るための不純物としては周期表の第３族から選んだ原素が可能である。例えば、ボロンのドープは原料ガスにボロン含有化合物を添加することによって達成することができる。代案として、固有ダイヤモンド層のイオン移植によってボロンのドープを行うこともできる。
【００１５】
ｐ型ダイヤモンド層１６の電気的性質を向上させるため、一連の生長表面後処理を採用してもよい。
ヘリウム雰囲気、又は窒素雰囲気中で、（基材ガラスに応じて）５００℃から７５０℃の範囲の温度で、熱焼なましを行うか、又は代わりに、高真空の雰囲気内でエキシマレーザ焼なましを行い、ホールコンセントレーションを増大させることができる。この処理の目的は組み込まれたボロンをダイヤモンド内の置換型格子位置に拡散させるのを阻害するフィルム内に含まれる水素を遊離させることである。この表面処理の後、このｐ型ダイヤモンド層を化学的洗浄剤に露出して、薄い非ダイヤモンド表面層を除去する。
【００１６】
水素プラズマ処理を使用して多結晶のダイヤモンド表面を平滑にし、再構成し、粒子境界の密度を減少させることによって、薄いダイヤモンド層１６の前後の電導性を増大させることができる。この処理は低圧水素雰囲気内で３００ボルトを越える正の直流電圧にｐ型ダイヤモンド層をバイアスすることによって行うことができる。この処理は原子水素のハイフラックス、及びイオンにダイヤモンド表面を露出し、表面の粗さを減少させ、更に疑似連続フィルムの発生に起因し、粒子境界の密度を減少させる。これ等の作用は水素原子に助けられた表面拡散に起因しており、この拡散はsp²-の混成軌道関数を持つ結合非晶質材料をエッチングしながら、sp³ の混成軌道関数を持つ（ダイヤモンド）結晶度を再生することができる。
【００１７】
この水素プラズマ処理にｐ型ダイヤモンドフィルムを露出する第２の結果は（１１１）１×１、又は（１００）２×１のダイヤモンド表面構造にダングリングボンドのモノハイドライドターミネーションを行わせることによって、負電子親和状態を誘導することである。電極から真空中に電子を放出する性質を増大するため負電子親和表面を使用することができる。
【００１８】
ここで、図２、及び図３において、溶融石英基材４２を支持するガラスベース４１を有する代案の電子放出装置４０を図示する。石英基材４２の上面４３は多結晶のｎ型珪素層４４と、多結晶のｐ型ＣＶＤ（化学蒸着）ダイヤモンド層４５とを支持する。２個の層４４と４５とは長方形の形状であり、その内端４６、４７は相互に向き合っている。これ等の端面４６、４７は垂直平面に対し、僅かな角度で傾斜していて、これ等２個の端面の下部は相互に接触して、接合部４９と、Ｖ字状ギャップ５０とを形成しており、このギャップ５０は層の上面で一層広くなっている。珪素層４４に接触するように、基材４２上に銀接点５１を形成する。ダイヤモンド層４５に接触するように基材４２の反対端にチタン・金接点５２を形成する。
【００１９】
蛍光物質コーティング陽極スクリーン５４の下方に、排気ハウジング５３内に電子放出装置４０を設置し、珪素接点５１を負電圧源５５に接続し、ダイヤモンド接点５２を正電圧源５６に接続し、陽極スクリーンを一層高圧の正電圧源５７に接続する。
【００２０】
１０ボルトより低い順方向バイアス電圧に応動して、接合部４９に電子放出が発生する。この電子放出装置４０の平坦な幾何学的形状は、珪素層４３とダイヤモンド層４４との間に限定された接触区域を有するインタフェース接合領域４９を局限している。インタフェース領域４９は下の基材４２によって、及びその上面上の真空によって区切られている。インタフェース接合領域４９はその全長に沿って連続的である必要はなく、基材４２を真空に接触させる大きな割合を占める欠如した部分をインタフェース接合領域４９は有することができる。
【００２１】
ｐ型ダイヤモンド層４５は厚さが１ミクロンよりも薄く、粒子境界密度が非常に小さくキャリア密度が高い（１００）模様付き表面を呈しているのが好適である。インタフェース接合領域４９では、ｐ型ダイヤモンド層４５は（１００）、及び（１１１）の両方の特殊表面結晶を含む結晶表面組織で終わっている。
【００２２】
ｐ型ダイヤモンド表面、及びインタフェース領域４９には図１に示す電子放出装置に関して説明したのと同一の表面処理を加え、ｐ型半導体性を増大する。負電子親和性を発揮するようｐ型ダイヤモンド表面を活性化させてもよい。この平坦接合部の幾何学的性質によって生じた高度のキャリアコンファイメント、及びインタフェース４９の局部的な性質によってトラップエイド再結合、及びオージェ電子発生のレベルを強化する。また、接合インタフェース４９に欠如部が存在するから、金属不純物を介する基材に助けられたトンネル作用は順方向接合電流のために、キャリアを提供している。これにより付加的なキャリア源を生ずることとなり、これ等キャリアはｐ型ダイヤモンド表面での真空バリヤを通じてトンネルすることができ、接合インタフェース４９から陽極スクリーン５４に向けての電子放出の収量に貢献する。
【００２３】
図２、及び図３に示す電子放出装置の構造は図１に示す電子放出構造の場合と同一のプロセス技術を使用して製作することができ、図２、及び図３の電子放出装置の平坦な構造は図１に示す電子放出装置よりも一層簡単に製作することができる。また、図１に示す電子放出装置の製作中に採用された表面処理も図２、及び図３に示す電子放出装置の製作に使用することができる。
【００２４】
図４、及び図５には、図２、及び図３に示す装置に類似する電子放出装置６０を示し、この装置６０は絶縁基材６２上に形成されたｎ型珪素層６１を有する。しかし、ダイヤモンド層は不連続で、ボロンでドープされたナノ結晶ｐ型ダイヤモンド粒子６４の層６３によって形成されている。この粒子６４の寸法は代表的に、５００ナノメートルから５０ナノメートルの間にある。ダイヤモンド粒子６４の層６３は接点６５にオーム接触している。この生じた接合インタフェース構造はポリ珪素層６１と、ダイヤモンドナノ粒子６４との間に形成されるのが好適な独立インタフェース一群から成る。従って、ポリ珪素６１とダイヤモンド粒子６４とを直接リンクする接合部の有効面積は小さい。これはインタフェースのトラップ状態の数と密度とを限定する効果を有し、ｎ⁺ 型珪素６１からｐ型ダイヤモンド粒子６４内に少数キャリアを注入する割合を増大させる。
【００２５】
ｎ⁺ 型珪素の代わりに、ゲルマニウム、ダイヤモンド、炭化珪素、窒化硼素、又は窒化アルミニウムのような他の適切にｎ型、又はｎ⁺ 型にドープされた半導体を使用することができる。
ダイヤモンド粒子６４を包囲する領域における絶縁基材６２の表面上の金属イオン６６の存在から生ずる不純物のレベルによって、及び接合インタフェースにおけるダイヤモンド粒子とこの接合インタフェースから僅かに除去されたダイヤモンド粒子との間に発生する空間電荷から生ずる不純物のレベルによって、インタフェース領域と、ｐ型ダイヤモンド接点６５との間の伝導を媒介する。
【００２６】
この分散したダイヤモンド粒子構造はｐ型ダイヤモンド粒子６４を含む区域を通ずる電子が基材に助けられたトンネル作用、及びホッピング作用で電子が入射するのを増大させる。この伝導機構は接合部の前後に加わる５〜１５ボルトの範囲の順方向バイアス電圧の作用を受けて発生する。この順方向電流の（１％より少ない）僅かな％が一層小さな粒子の表面の高い幾何学的フィールドハンスメントファクタに基因して、この粒子の表面から失われ、これにより粒子表面上の下降した真空バリヤを通じて、電子を陽極スクリーンに向けトンネルさせることができる。負電子親和性を呈するようｐ型ダイヤモンド粒子６４を処理すれば、伝導帯最小部位から真空中に熱平行キャリアの放出を行わせ、電子放出の収量を増大する。この対策はダイヤモンド接合電子放出構造の製作中に、ニッケルのような金属原子、及びイオンを基材表面上に導入することによって、ダイヤモンドと基材とのインタフェースに負電子親和性を導入することである。真空熱焼なましの前に、原子水素に露出することを行う次の表面処理を採用し、金属原子をダイヤモンド表面に電気的に接触させることによってｐ型ダイヤモンド表面上の陰電子親和性を活性化する。ｐ型ダイヤモンド伝導帯内への熱平衡化キャリアの供給はダイヤモンド粒子６４と、その下にある基材６２との間の接合部に形成されたインタフェース状態、及び不純物を介する電子のフィールドインジュースドトンネル作用によって生ずる。
【００２７】
ニッケルの単層の覆いを有する吸着物質が無いダイヤモンド表面、及び単一水素化物の両方が負電子親和材料を示すことが報告されている。J.Van der Weide、及びR.J.Nemanichの論文、Phys.Rev.B 49,13,629,(1994年) を参照されたい。
図４、及び図５に示すヘテロ接合電子放出装置は国際公開番号第WO98/27568号に記載されているプリンテングアンドプロセッシング法によって製作することができる。
【００２８】
フォトレジストマスクを介する選択的な被着により、又はシルクスクリーン印刷により、希望するパターンにダイヤモンドナノグリッドを被着させることができる。代案として、インキジェット印刷法を使用することができる。この場合、使用するプリントヘッドに適する代表的に2.3 〜3 センチポアズの粘度を呈するよう配合された界面活性剤を含む水溶液内に、ダイヤモンドナノグリッドを懸濁させる。このようにして、注意深く制御された粒子の分散状態で、高い精度で、しかも再現できるように、ナノグリッドを被着することができ、同様の電気的特性を有する一連の電子放出サイトを製作することができる。
【００２９】
図６、及び図７において、他の代案の電子放出装置７０を示し、真空に露出されるｐ型材料と、ｎ型材料との間の接合部から電子放出を生ずる。この電子放出装置７０は相互に離間された２個の金属接点７２、７３を有する絶縁基材ガラス７１を有する。このヘテロ接合電子放出装置は基材７１上に選択的に被着されたｐ型ダイヤモンドナノグリッド７４によって、２個の接点７２、７３間に形成される。この基材にはｎ⁺ 型珪素のミクロン以下の粒子７５と、金属のミクロン以下の粒子とを単独で、又は一緒に加えられている。ｎ⁺ 型珪素の代わりに、ゲルマニウム、ダイヤモンド、炭化珪素、窒化ボロン、又は窒化アルミニウムのような他の適当なｎ型、又はｎ⁺ 型でドープされた半導体にしてもよい。この電子放出構造を形成する材料の粒子寸法は全て５００ナノメートルから５０ナノメートルの範囲にある。接点７２、７３間に電圧を加えた時、ダイヤモンド粒子７４が珪素粒子７５に接触しているインタフェース領域から電子を放出し、基材７１と、ダイヤモンドナノ粒子、及びｎ型半導体粒子、及び／又はガラス表面に加えた金属粒子との間に一連の独立インタフェースを形成する。この分散粒子構造により、ｐ型ダイヤモンド粒子を含む領域を通ずる電子の基材に助けられたトンネル作用、及びホッピング作用による電子の入射を増大させる。この伝導機構は接合部の前後に加える５〜１５ボルトの範囲の順方向電圧バイアスの作用を受けて発生する。
【００３０】
図６、及び図７の電子放出構造はインキジェット印刷法で製造するのが好適であるが、通常の印刷法で製造することもできる。2.3 〜3 センチポアズの範囲の粘度にするために配合した界面活性剤を含む水溶液内に各形式の粒子を懸濁する。これにより、注意深く制御された粘度分布で、高い精度で、再現性あるように材料を被着することができ、類似の電気特性を有する電子放出サイトの一群を製作する。この印刷技術は一連の電子放出装置の製造のためには通常の印刷方法より有利である。
【００３１】
上述のいずれの電子放出装置も、個々の電子放出装置を選択的に付勢することができるように、アドレス可能なアレーに組み込むことができる。このようなアレーを使用してディスプレイにすることができる。図６、及び図７に示す種類の電子放出装置８１を採用する一つのアレー８０の一例を図８に示す。これはガラス、又はセラミックのような絶縁基材８２を有し、４個の垂直なｙアドレスライン８３をこの絶縁基材上に被着する。各ｙアドレスライン８３は４個の短い水平に延びる接点８４を有する。４個の水平なｘアドレスライン８５を基材８２に側方に延在し、ｙアドレスライン上に被着した絶縁パッド８６によって、ｘアドレスライン８５をｙアドレスライン８３に対して絶縁する。各ｘアドレスライン８５は４個の垂直に延びる接点８７を有し、これ等の接点８７は僅かなギャップ８８によってｙアドレス接点８４から離間している。金属粒子を混合したｎ型珪素粒子と、ｐ型ダイヤモンドナノグリッドとから成る小区域を各ギャップ８８内の基材８２上に被着し、１６個の個々の選択的にアドレス可能な電子放出領域８９を形成する。
【００３２】
金属アドレスライン８３、８５はCr、Co、Al、Cu、Au、Ni、又はITO （酸化インジウム錫）のような金属から造ることができ、スクリーン印刷のような通常の印刷法、又はリソグラフィで形成したマスクを介するスパッタリング被着を使用して、これ等金属アドレスをパターン付けすることができる。代案として、市販の入手可能な金属・ポリマ溶液から配合した印刷溶液を使用して、インキジェットプリンタにより、アドレスライン８３、８５、及び絶縁パッド８６をパターン付けしてもよい。このアレーの希望する電気的性質は流れる空気中での適切な熱処理によって得られる。
【００３３】
インキジェット技術のような方法で、ダイヤモンドナノグリッドをまず被着し、次に珪素粒子を被着するのが好適である。ｘアドレスライン８５を電気的に浮動状態に維持しながら、好適にはｙアドレスライン８３に加える３００ボルトまでの正電圧バイアスを使用して、この被着した粒子を次に５００℃〜１０００℃の上昇した温度範囲内で、水素プラズマ処理で処理する。次に、熱処理、又は選択的なエキシマレーザ照射を使用して、ヘリウム中に、又は高真空雰囲気中にアレーを設置することによって、この基材を焼なましする。
【００３４】
図９は図８の構成部分と同様の構成部分を有し、図８のエミッタに類似するエミッタのアレー９０を示し、類似の部分には同一の符号にダッシュを付して示す。アレー９０はそれぞれほぼ１００ミクロン平方の１６個のエミッタ領域８９′を形成している４個のｙアドレスライン８３′と、４個の直交ｘアドレスライン８５′とを有する。また、アレー９０はｙアドレスライン８３′に平行に延在する４個の陽極アドレスライン９１を有し、それぞれのエミッタ領域８９′に隣接して設置された４個の蛍光スクリーン、又はピクセル９２を各陽極アドレスライン９１は有する。前に述べた電子放出装置の構成とは異なり、この蛍光スクリーン９２はガラス基材８２′に組み込まれている。アドレスライン８３′、８５′、９１はITO （酸化インジウム錫）のような光学的に透明な伝導材料にすることができ、この場合、蛍光ピクセル９２は基材８２′を通して透過するように見るべきで、透明カバーガラスの方向から反射するようにピクセルを見ると光学的に不透明である。
【００３５】
図１０は各電子放出装置８９′に対し３個の別個の陽極アドレスライン９１Ｂ、９１Ｒ、９１Ｇを設けることによって、どのように図９のアレーを変更して、多色ディスプレイを形成するかを示し、各アドレスラインは異なる色、即ち、青、赤、緑のピクセル蛍光体９２Ｂ、９２Ｒ、９２Ｇにそれぞれ関連している。エミッタ８９′の左側の縦列は比較のためモノクロームの形態に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の電子放出装置の線図的正面図である。
【図２】本発明の第２実施例の電子放出装置の平面図である。
【図３】図２に示す第２実施例の電子放出装置の正面図である
【図４】本発明の第３実施例の電子放出装置の平面図である。
【図５】図４に示す第３実施例の電子放出装置の正面図である。
【図６】本発明の第４実施例の電子放出装置の平面図である。
【図７】図６に示す第４実施例の電子放出装置の正面図である。
【図８】本発明の電子放出装置のアレーの平面図である。
【図９】本発明のマトリックスアレーモノクロームディスプレイの平面図である。
【図１０】本発明のマトリックスアレーカラーディスプレイの平面図である。
【符号の説明】
１、４０、６０、７０電子放出装置
２ハウジング
３、４、５電源
１０電気絶縁ガラス板基材
１３ｎ型珪素層
１４銀電極、接点
１５絶縁パッド
１６ｐ型ダイヤモンド層
１７領域
１８インタフェース接合部
１９露出接合部
２０チタン接点パッド
２１金のコーティング
３０カバーガラス
３１コーティング、導電コーティング
３２蛍光体層
４１ガラスベース
４２溶融石英基材
４４ｎ型珪素層
４５ｐ型化学蒸着ダイヤモンド層
４６、４７内端、端面
４９接合部、インタフェース領域
５０Ｖ字状ギャップ
５１銀接点
５２チタン・金接点
５３排気ハウジング
５４蛍光物質コーティング陽極スクリーン
５５、５６、５７電圧源
６１ｎ型珪素層
６２絶縁基材
６３ｐ型ダイヤモンド粒子の層
６４ｐ型ダイヤモンド粒子
６５ダイヤモンド接点
６６金属イオン
７１絶縁基材ガラス
７２、７３金属接点
７４ｐ型ダイヤモンドナノグリッド
７５珪素粒子

Claims

共通の基材（４２；６２；７１）と、ｎ型材料の領域（４４；６１；７５）と、ｐ型材料の領域（４５；６３／６４；７４）と、前記２個の領域の隣接する端縁間におけるインタフェース接合部または前記領域と前記基材との間におけるインタフェース接合部とを具える電子放出装置において、前記基材（４２；６２；７１）上に、ｎ型材料（４４；６１；７５）およびｐ型材料（４５；６３／６４；７４）が互いに積層しないよう、ｎ型材料およびｐ型材料のそれぞれの前記領域を設け、前記インタフェース接合部から真空内に直接電子を遊離させるため、前記２個の領域の隣接する端縁（４６，４７；６１，６３／６４；７５，７４）間におけるインタフェース接合部または前記領域と前記基材との間における前記インタフェース接合部が、断面形状を略Ｖ字状に形成されて真空に露出している部分を有することを特徴とする電子放出装置。
前記ｎ型材料の領域（４４）と前記ｐ型材料の領域（４５）とが隣接する端縁間における前記インタフェース接合部（４９）にＶ字状ギャップを形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子放出装置。
他方の型の前記材料による前記領域（６１、６６、７５）に隣接する一方の型の前記材料による複数個の粒子（６４、７４）によって形成された複数個の露出インタフェース接合部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子放出装置。
前記ｐ型材料（４５、６３、６４、７４）の領域は、負電子親和性を呈するよう活性化処理したＰ型ダイヤモンドの層としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子放出装置。
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電子放出装置を製造する方法において、
適切な溶液内へのｐ型材料の粒子の懸濁液、およびｎ型材料の粒子の懸濁液をそれぞれ設ける工程と、
基材上に互いに積層しないｎ型材料の領域およびｐ型材料の領域を生ずるよう、前記粒子の懸濁液をインキジェット印刷法により被着する被着工程であって、前記２個の領域の隣接する端縁（４６，４７；６１，６３／６４；７５，７４）間、または前記領域と前記基材との間に、複数個の電子放出接合部をなすよう、表面に露出したインタフェース接合部を略Ｖ字状に形成する、該被着工程と
から成ることを特徴とする電子放出装置の製造方法。
ｐ型材料の粒子をダイヤモンドとしたことを特徴とする請求項５に記載の方法。