JPH08225393A - 改善されたダイヤモンド薄膜エミッタを用いた電界放射デバイス - Google Patents

改善されたダイヤモンド薄膜エミッタを用いた電界放射デバイス

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JPH08225393A
JPH08225393A JP28231695A JP28231695A JPH08225393A JP H08225393 A JPH08225393 A JP H08225393A JP 28231695 A JP28231695 A JP 28231695A JP 28231695 A JP28231695 A JP 28231695A JP H08225393 A JPH08225393 A JP H08225393A
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Sungho Jin
ジン サンゴー
Gregory Peter Kochanski
ピーター コチャンスキー グレゴリー
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シーブルズ ローレンス
Wei Zhu
ヅー ウエイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は改善されたダイヤモンド電界エミッ
タを用いた電界放射デバイスを提供する。 【解決手段】 出願人は低電圧放射特性を本質的に改善
したダイヤモンドの作製、処理及び使用方法を発見し
た。具体的には、出願人は高欠陥密度ダイヤモンド、す
なわち欠陥密度を高めるよう成長又は処理したダイヤモ
ンドは、低電圧放射特性が改善されることを発見した。
高欠陥密度ダイヤモンドは、半値幅ΔＫが５−１５ｃｍ
-1（好ましくは７−１１ｃｍ-1）に広がったラマンスペ
クトル中の１３３２ｃｍ-1におけるダイヤモンド・ピー
クを特徴とする。そのような高欠陥密度ダイヤモンド
は、２５Ｖ／μｍ又はそれ以下の低印加電界において、
０．１ｍＡ／ｍｍ2 の電子電流密度を放射できる。特に
有利な構造は、１５Ｖ／μｍ又はそれ以下の電界におい
て、それぞれが直径１０μｍ以下である島又は粒子のア
レイの形で、そのようなダイヤモンドを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明の分野 本発明は電界放射デバイス、より具体的には、低電圧放
射用に改善したダイヤモンド電界エミッタを用いた電界
放射デバイスに係る。
【０００２】本発明の背景 電界放射デバイスは、印加された静電界に応答して、電
子を放射する。そのようなデバイスは、表示、電子銃及
び電子ビームリソグラフィを含む広範囲の用途で有用で
ある。特に将来性のある用途は、フラットパネル表示を
作るための位置が指定できるアレイ中に、電界放射デバ
イスを用いることである。たとえば、１９９１年１２月
のセミコンダクター・インターナショナル（Ｓemicondu
ctor Ｉnternational）、１１頁；シー・エイ・スピン
ト（Ｃ．Ａ．Ｓpindt）ら、アイ・イーイーイー・トラ
ンスアクションズ・オン・エレクトロン・デバイシズ
（ＩＥＥＥ Ｔransactions on Ｅlectron Ｄevices）、
第３８（１０）巻、２３５５−６３頁（１９９１）及び
ジェイ・エイ・コステラノ（Ｊ．Ａ．Ｃostellano）、
ハンドブック・オブ・ディスプレー・テクノロジー（Ｈ
andbook of Ｄisplay Ｔechnology）、アカデミック・プ
レス・ニューヨーク、２５４−５７頁（１９９２）を参
照のこと。これらすべてが、ここに参照文献として含ま
れている。
【０００３】典型的な電界放射デバイスは、複数の電界
放射チップ及び陰極から離れた陽極を含む。陽極及び陰
極間に印加された電圧は、陽極に向かう電子の放射を誘
発する。
【０００４】従来の電子放射フラットパネル表示は典型
的な場合、セルの陰極（“後方プレート”）上に形成さ
れた微細電界放射チップのマトリクスアレイと、透明な
前面プレート上の発光体被覆陽極を有する平坦な真空セ
ルを含む。陰極と陽極の間に、“格子”又は“ゲート”
と呼ばれる導電性要素がある。陰極及びゲートは典型的
な場合、交差するストライプ（通常直角な帯）で、その
交差点が表示用の画素を規定する。与えられた画素は陰
極導電体ストライプとゲート導電体ストライプ間に、電
圧を印加することにより励起される。それらの交差点は
画素を規定する。放射される電子に、比較的高いエネル
ギー（４００−１０００ｅＶ）を与えるため、より正の
電圧を陽極に印加する。たとえば、米国特許第４，９４
０，９１６号、第５，１２９，８５０号、第５，１３
８，２３７号及び第５，２８３，０００号を参照のこ
と。それぞれがここに参照文献として含まれている。
【０００５】ダイヤモンドは望ましい電界エミッタであ
る。初期の電界エミッタは主として、Ｍｏ又はＳｉ円錐
のような金属又は半導体の鋭く尖った構造であった。し
かし、そのような先端は作製が難しく、多くの用途に対
し、持続正が不十分で、電子の放射に比較的高い印加電
界（約１００Ｖ／μｍ）を必要とする。それに対し、ダ
イヤモンドは構造的に安定で、負の電子親和力をもち、
そのために電界放射デバイスとして魅力的である。ダイ
ヤモンド電界エミッタを用いた電界エミッタについて
は、たとえば米国特許第５，１２９，８５０号及び第
５，１３８，２３７号、オカノ（Ｏｋａｎｏ）ら、アプ
ライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．）第６４巻、２７４２頁以下（１９９
４）に述べられている。これらはすべて、参照文献とし
てここに含まれている。ダイヤモンド・エミッタを用い
ることのできるフラットパネル表示については、１９９
４年３月３０日エモン（Ｅｍｏｎ）らにより出願された
審査中の米国特許出願第０８／２２０，０７７号及びと
もに１９９４年８月３１日ジン（Ｊｉｎ）らにより出願
された米国特許出願第０８／２９９，６７４号及び第０
８／２９９，４７０号に述べられている。これら３つの
特許出願は、参照文献としてここに含まれている。
【０００６】ダイヤモンドは電界エミッタとして、本質
的に利点をもつが、未処理ダイヤモンドに必要とされる
電圧より低い電圧で放射できるダイヤモンド・エミッタ
を用いることが非常に望ましい。たとえば、フラットパ
ネル表示は典型的な場合、０．１ｍＡ／ｍｍ2 の電流密
度を必要とする。もしそのような放射密度が、約２５Ｖ
以下の印加電圧で得られるなら、低価格ＣＭＯＳ駆動回
路が表示に使用できる。このことは典型的な場合、約２
５Ｖ／μｍより低い電界での放射を必要とする。そのよ
うな低電界における放射を実現するために、ダイヤモン
ドはこれまでｎ形の半導電性にドープすることが必要
で、それは困難で、実現性の低いプロセスであった。従
って、低電圧放射のために、改善されたダイヤモンド電
界エミッタの必要性がある。
【０００７】本発明の要約 出願人は低電圧放射特性が本質的に改善されたダイヤモ
ンドの作製、処理及び使用方法を発見した。特に、出願
人は欠陥密度の高いダイヤモンド、すなわち欠陥の密度
を増すよう成長又は処理したダイヤモンドは、低電圧放
射特性が改善されることを発見した。欠陥密度の高いダ
イヤモンドは、ラマン分光により評価され、１３３２ｃ
ｍ-1におけるダイヤモンドピークの半値幅ΔＫが、５−
１５ｃｍ-1（好ましくは７−１１ｃｍ-1）の範囲に広が
る。そのような高欠陥密度ダイヤモンドは、２５Ｖ／μ
ｍ又はそれ以下の低電界において、０．１ｍＡ／ｍｍ2
又はそれ以上の電子電流密度で放射できる。特に有利な
構造は、１５Ｖ／μｍ又はそれ以下の電界において、そ
れぞれ直径１０μｍより小さい島又は粒子のアレイにな
ったそのようなダイヤモンドを用いる。
【０００８】詳細な記述 図面を参照すると、図１は低電圧ダイヤモンド・エミッ
タの概略断面図である。要するに、構造１０は導電性又
は半導電性の層１３を含む基板１２上に成長した複数の
多面体ダイヤモンド“アイランド”１１を含む。基板１
２はＭｏのような金属又はＳｉのような半導体が好まし
い。好ましい実施例において、ダイヤモンド・エミッタ
はそれぞれが直径１０μｍ以下の高欠陥密度ダイヤモン
ド・アイランド１１の形をとる。ダイヤモンド放射材料
は、ラマン分光におけるＫ＝１３３２ｃｍ-1のダイヤモ
ンド・ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）ΔＫが５−１５ｃｍ
-1、好ましくは７−１１ｃｍ-1に広がることが特徴であ
る。そのように広がったピークは、ｓｐ2 結合、空孔及
び他の点、線又は表面欠陥が多い高欠陥密度ダイヤモン
ド結晶の特徴である。そのような高欠陥密度ダイヤモン
ド・エミッタは、２５Ｖ／μｍ以下の驚くべき低い電界
において、有用な電流密度（≧０．１ｍＡ／ｍｍ2 ）で
電子を放射することがわかっている。それらは典型的な
場合、２０Ｖ／μｍ以下の電界で放射し、あるものは１
２Ｖ／μｍもの低電界で放射した。ダイヤモンド・アイ
ランド１１は鋭いダイヤモンド点又はファセットを含む
と有利である。
【０００９】具体例として、図２のＳＥＭ顕微鏡写真は
図１と同様のエミッタ構造を示し、（１００）シリコン
半導電性基板上に、マイクロ波プラズマ促進化学気相堆
積（ＣＶＤ）により成長させた高欠陥密度ダイヤモンド
・アイランドを示す。２００ｃｃ／分の流量の水素中に
１．０％のメタンを含む気体混合物を、９００℃、７時
間のＣＶＤ堆積に用いた。ラマン分光分析において、Ｋ
＝１３３２ｃｍ-1におけるダイヤモンド・ピークは、Ｆ
ＷＨＭがΔＫ＝９．４ｃｍ-1に広がり、高欠陥密度結晶
構造であることを示した。（このことは通常ΔＫ≦．２
ｃｍ-1の狭いＦＷＨＭを示す無欠陥単結晶ダイヤモンド
と対称的である。）電子放射は約２５Ｖ／μｍで起っ
た。
【００１０】次に、図２の構造に、水素中に８％のメタ
ンを含む気体を用いて、７５０℃で１５分間、ＣＶＤ堆
積を追加した。得られた構造は１０．２ｃｍ-1に広がっ
たダイヤモンド・ラマンピークを有し、このことはより
高密度の欠陥を示す。約１５Ｖ／μｍで電子放射が起っ
た。低欠陥密度（ΔＫ＜５ｃｍ-1）の同程度のダイヤモ
ンド構造は、放射しないか少なくとも７０Ｖ／μｍの電
界を必要とするから、図２の高欠陥密度ダイヤモンドは
本質的に改善された低電圧放射を示す。
【００１１】この改善の正確な機構は、完全には理解さ
れていないが、ダイヤモンド構造中に分布した微細欠陥
（ｓｐ2 −ボンド、空孔のような点欠陥、転移のような
線欠陥）によると確信される。主にｓｐ3 ダイヤモンド
正四面体構造中のそのような欠陥は、真空準位の近く又
は上の局所エネルギーバンドを形成し、放射のための電
子を供給する。
【００１２】高欠陥密度ダイヤモンドの島又は粒子は、
連続薄膜のような他の形状と比較して有利である。直径
１０μｍ以下（直径２μｍ以下が好ましい）のダイヤモ
ンド・アイランドは、下の導電層からダイヤモンド中の
放射位置への電流の流れを容易にし、そのため安定な放
射が維持できると確信される。ダイヤモンド粒子中に鋭
い点形状が存在することも、放射電圧を下げる。
【００１３】ダイヤモンド・エミッタ基体を成長させる
好ましい方法は、高品質、低欠陥ダイヤモンドを生成す
るために典型的な場合勧められるより低い温度を用いる
が、ＣＶＤ気体混合物中のより高濃度の炭素を用いるこ
とによる化学気相堆積である。第１の方式において、少
なくとも堆積の最終段階における堆積温度は、９００℃
以下、好ましくは約８００℃以下に保ち、多数の欠陥が
ダイヤモンド構造のｓｐ3 結合構造に含まれるようにす
る。欠陥密度の望ましい範囲は、ラマン分光におけるダ
イヤモンド・ピークのＦＷＨＭがΔＫ＝５−１５ｃ
ｍ-1、好ましくは７−１１ｃｍ-1であることにより、表
わすことができる。ΔＫの上限は、ｓｐ3 すなわちエミ
ッタの持続性のための主要なダイヤモンド構造を維持す
るために望ましい。第２の方式において、高欠陥密度ダ
イヤモンドは、気体混合物の炭素濃度を、０．５原子％
以上、好ましくは１原子％以上、より好ましくは２原子
％以上に保つことによって得られる。エミッタ材料中の
ｓｐ3 形ダイヤモンド相の好ましい体積割合は、体積に
して少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８５％で
ある。
【００１４】成長の基本的な工程として、適切な密度の
核生成位置を作るため、基板表面を前処理する必要があ
る。この準備はダイヤモンド砂による研磨のような当業
者には周知の任意の方法でできる。好ましい前処理条件
は、一般に経験的に決められるが、１０7 −１０10／ｃ
ｍ2 の範囲のダイヤモンド核生成位置密度を生じるよう
選択される。
【００１５】基板表面の前処理後、ダイヤモンド・アイ
ランドを基板上に成長させる。成長はマイクロ波プラズ
マ、ＤＣプラズマ、ＤＣアークジェット、燃焼フレーム
又はホットフィラメントにより補助させた化学気相堆積
によって行える。成長は典型的な場合、島が本質的に合
体する十分前に停止させ、多数の空間的に分離した多面
体ダイヤモンド・アイランドが、基板上に生じるように
する。島のすべてでなくとも多くは、自然に比較的鋭い
形状をもち、少なくともある程度の島は、鋭い形状が電
子の放射を容易にするような方向を向く。必要があれ
ば、島は画素が生じるような基板上のあらかじめ決めら
れた領域に形成される。そのようなパターン化された堆
積は、適当なマスクにより容易に実現できる。あるい
は、一様な分布の島を基板上に形成し、続いて画素の所
望のアレイが生じるようパターン形成する。隣接する島
の間の平均距離は、平均のアイランドサイズの少なくと
も半分以上が望ましく、等しいかそれ以上が好ましい。
島の間の間隔は、島への導電路の形成を容易にし、その
ことは放射を維持させるため、島に電流を供給すること
を容易にする。
【００１６】図３は低電圧電子エミッタ３０の別の実施
例を示し、この場合高欠陥密度ダイヤモンド粒子３１
は、基板３４上の導電性マトリクス材料３３の列又は行
３２中に配置される。ダイヤモンド粒子３１は上述のＣ
ＶＤ条件下で合成するか、低価格ダイヤモンド砂から選
択した高欠陥密度ダイヤモンドでよい。
【００１７】粒子３１はスクリーン印刷、電気泳動、電
子写真法、粒子散布被覆及びスプレー又はスピン被覆と
続くパターン形成といった周知の技術により配置でき
る。たとえは、粒子は有機結合剤を含んだアセトンのよ
うな液体の媒体で運ぶことができる。はんだ粒子のよう
な金属粒子を含めることができる。混合物は基板３４上
にスプレー被覆し、続いて結合剤を熱分解させ、はんだ
を溶融させ、マトリクス３３を形成するよう加熱する。
材料は狭い列又は行に、選択的に堆積又はパターン形成
すると有利である。
【００１８】他の固着技術も考えられる。たとえば、米
国特許第５，１９９，９１８号及び第５，３４１，０６
３号に述べられているように、ゾル−ゲルガラス堆積
（必要なら導電性金属粒子を含ませてもよい）及び金属
堆積とそれに続くエッチングを用いてもよい。高密度欠
陥ダイヤモンドは少なくとも部分的に、Ｔｉ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｆｅ、Ｔａ又はこれらの元素を含む合金（たとえば
Ｃｕ−５％Ｔｉ）のような固着性促進被膜で被覆しても
よい。固着性が改善されることは、周囲の導電体マトリ
クス又は導電性基板との良好な電気伝導のため利点であ
る。被膜の一部は、機械的削摩又は化学エッチングによ
り、電界放射のため高欠陥密度ダイヤモンド表面を露出
させる目的で除去する必要がある。
【００１９】図４は基板４２の導電層３３上の高欠陥密
度ダイヤモンド４１の連続薄膜を用いる低電圧電子エミ
ッタ４０の別の実施例を示す。そのような薄膜は、Ｈ2
中に２％のＣＨ4 を含むＣＶＤにより、９００℃におい
て４時間で成長させた。図５は薄膜のＳＥＭ顕微鏡写真
である。ラマン・ダイヤモンドピークはΔＫ＝１０．９
ｃｍ-1のＦＷＨＭを示し、２２Ｖ／μｍで電子放射が起
った。ファセット、点及び（１１０）集合組織ダイヤモ
ンド薄膜の端部のような鋭い形状を多く含むダイヤモン
ド薄膜を用いることが望ましい。（このことは典型的な
場合、（１００）集合組織成長やダイヤモンドに似た炭
素（アモルファスダイヤモンド）でみられる比較的平坦
で滑らかな構造とは異なる。）鋭い形状のダイヤモンド
薄膜を成長させる技術については、シー・ワイルド
（Ｃ．Ｗｉｌｄ）ら、“方向性ＣＶＤダイヤモンド薄
膜”、ダイヤモンド・アンド・リレーテッド・マテリア
ルズ（Ｄiamond and Ｒelated Ｍaterials）、第３巻、
３７３頁（１９９４）に述べられている。これは参照文
献としてここに含まれている。
【００２０】所望の欠陥を導入する別の方式は、体積全
体でなく、ダイヤモンド・エミッタの表面付近に欠陥を
形成するものである。これは低欠陥密度（ΔＫ＜５ｃｍ
-1）ダイヤモンド・アイランド、粒子又は薄膜を含む基
板を準備し、次に低欠陥密度ダイヤモンドの表面上に、
高欠陥密度ダイヤモンド層を選択的に成長させることに
より行える。そのようなプロセスは任意の方式でダイヤ
モンド・アイランド、粒子又は薄膜を形成し、次に表面
上の高欠陥密度ダイヤモンド層を被覆するため、低温
（９００℃以下）又は高炭素濃度（０．５原子％以上、
好ましくは１原子％以上）のＣＶＤを使用することを含
む。この方式は高欠陥密度ダイヤモンド材料の低電界放
射を有する低欠陥密度ダイヤモンドでみられる高密度の
鋭い点（１０００Å以下、好ましくは５００Å以下の曲
率半径を有する点）を組合せる利点をもつ。
【００２１】表面領域中に所望の欠陥を導入する別の方
式は、ダイヤモンド・アイランド、粒子又は薄膜に、
（イオンのような）高エネルギー粒子を照射することで
ある。たとえば、ダイヤモンドの表面中に炭素、ホウ
素、ナトリウム又はリンのイオンを低温注入することに
より、電界放射に必要な電圧は低下する。生成する欠陥
の数を最大にし、注入されたイオンの移動度を最小にす
るため、注入は低温、好ましくは室温で行われる。望ま
しい注入ドーズは少くとも１０13イオン／ｃｍ2 、好ま
しくは少なくとも１０15／ｃｍ2 である。
【００２２】これらの低電圧ダイヤモンド・エミッタの
好ましい用途は、電子放射フラットパネル表示のような
電界放射デバイスの作製においてである。図６は低電圧
ダイヤモンド・エミッタを用いたフラットパネル表示５
０の例の概略断面図である。表示は複数の低電圧ダイヤ
モンド・エミッタ５２を含む陰極５１及び真空シール内
のエミッタから空間的に分離された関係に配置された陽
極５３を含む。透明絶縁性基板５４上に形成された陽極
半導体５３には、発光体層５５が形成され、支持ピラー
５６上にマウントされる。陰極及び陽極の間で、エミッ
タに近接して穴があけられた導電性ゲート層５７があ
る。
【００２３】陽極及びエミッタ間の空間はシールされ、
排気され、電源５８により電圧が供給される。電子エミ
ッタから電界放射された電子は、各画素上の複数の放射
領域５２からゲート電極５７により加速され、陽極基板
５４上に被覆された陽極導電層５３（典型的な場合、イ
ンジウム−スズ−酸化物のような透明な導電体）に向か
って動く。発光体層５５は電子エミッタ及び陽極間に配
置される。加速された電子が蛍光体をたたくと、表示像
が生じる。
【００２４】低電圧ダイヤモンド電界エミッタはフラッ
トパネル表示だけでなく、ｘ−ｙマトリクス位置指定電
子源、電子管、フォトコピー及びビデオカメラを含む各
種の他の電界放射デバイスでも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】低電圧ダイヤモンド・エミッタの第１の実施例
の概略図である。
【図２】図１に示されたものと同様のエミッタのＳＥＭ
顕微鏡写真である。
【図３】低電圧エミッタの第２の実施例の概略図であ
る。
【図４】低電圧エミッタの第３の実施例の概略図であ
る。
【図５】図４に示されたものと同様のエミッタのＳＥＭ
顕微鏡写真である。
【図６】低電圧ダイヤモンド・エミッタを用いた電界放
射フラットパネル表示の概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 構造 １１ ダイヤモンドアイランド １２ 基板 １３ 層 ３０ 電子エミッタ ３１ ダイヤモンド粒子、粒子 ３２ 行 ３３ マトリクス材料、マトリクス、導電層 ３４ 基板 ４０ 電子エミッタ ４１ 高欠陥密度ダイヤモンド ４２ 基板 ５０ フラットパネル表示 ５１ 陰極 ５２ ダイヤモンド・エミッタ、放射領域 ５３ 陽極、陽極導電体 ５４ 基板 ５５ 発光体層 ５６ 支持ピラー ５７ ゲート電極、導電性ゲート層 ５８ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー ピーター コチャンスキー アメリカ合衆国 08812 ニュージャーシ ィ，ダネレン，サード ストリート 324 (72)発明者 ローレンス シーブルズ アメリカ合衆国 08854 ニュージャーシ ィ，ピスカッタウェイ，スターブリッジ ドライヴ 96 (72)発明者 ウエイ ヅー アメリカ合衆国 07060 ニュージャーシ ィ，ノース プレインフィールド，アパー トメント デー７，ノース ドライヴ 375

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板；前記基板上に配置され、半値幅が
    ５−１５cm-1に広がったラマンスペクトル中の１３３２
    ｃｍ-1におけるダイヤモンド・ピークをもち、２５Ｖ／
    μｍ又はそれ以下の印加電界において、少なくとも０．
    １ｍＡ／ｍｍ2 の電流密度で、電子を放射することを特
    徴とするダイヤモンド材料；及び電界エミッタに電気的
    に接触する手段を含む低電圧において電子を放射するた
    めのダイヤモンド電界エミッタ。
  2. 【請求項２】 前記半値幅は７−１１ｃｍ-1の範囲であ
    る請求項１記載のダイヤモンド・エミッタ。
  3. 【請求項３】 前記ダイヤモンド材料は１０μｍ以下の
    直径をもつ複数の島又は粒子の形である請求項１記載の
    ダイヤモンド・エミッタ。
  4. 【請求項４】 前記ダイヤモンド材料は２μｍ以下の直
    径をもつ複数の島又は粒子の形である請求項１記載のダ
    イヤモンド・エミッタ。
  5. 【請求項５】 前記基板は１０7 −１０10／ｃｍ2 の範
    囲でダイヤモンド核生成位置密度を有する請求項１記載
    のダイヤモンド・エミッタ。
  6. 【請求項６】 基板を準備する工程；前記基板上に、９
    ００℃以下の温度におけるＣＶＤ堆積により、ダイヤモ
    ンド材料を成長させ、前記ダイヤモンド材料は２５Ｖ／
    μｍ又はそれ以下の印加電界において、少なくとも０．
    １ｍＡ／ｍｍ2 の電流密度で、電子を放射する工程を含
    む低電圧ダイヤモンド電界エミッタの作製方法。
  7. 【請求項７】 前記ＣＶＤ堆積はメタン及び水素のガス
    混合物を用いて行われる請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記基板はＳｉ又はＭｏから成る請求項
    ６記載の方法。
  9. 【請求項９】 上にダイヤモンド材料を有する基板を準
    備する工程；及び前記ダイヤモンド材料上に、５−１５
    ｃｍ-1の範囲の半値幅に広がったラマンスペクトル中の
    １３３２ｃｍ-1におけるダイヤモンドピークを特徴とす
    るダイヤモンド材料の層を追加して成長させる工程を含
    む低電圧ダイヤモンド電界エミッタの作製方法。
  10. 【請求項１０】 前記基板の準備工程は、基板に＜５ｃ
    ｍ-1の半値幅を有する前記ピークをもつ低欠陥密度ダイ
    ヤモンド材料を形成することを含む請求項９記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 上にダイヤモンド材料を有する基板を
    準備する工程；及び５−１５ｃｍ-1の範囲の半値幅にラ
    マンスペクトル中の１３３２ｃｍ-1におけるダイヤモン
    ド・ピークを広げるため、前記ダイヤモンド材料に粒子
    を照射する工程を含む低電圧ダイヤモンド電界エミッタ
    の作製方法。
  12. 【請求項１２】 前記粒子は炭素、ホウ素、ナトリウム
    又はリン・イオンである請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 基板を準備する工程；前記基板上に、
    少なくとも０．５原子％の炭素を含んだ気体を用いたＣ
    ＶＤ堆積により、ダイヤモンド材料を成長させ、前記ダ
    イヤモンド材料は２５Ｖ／μｍ又はそれ以下の印加電界
    において、少なくとも０．１ｍＡ／ｍｍ2 の電流密度で
    電子を放射する工程を含む低電圧ダイヤモンド電界エミ
    ッタの作製方法。
  14. 【請求項１４】 少なくとも１つの電界エミッタを含む
    陰極、前記陰極から分離された陽極及び電子の放射を誘
    発させるため、前記陽極及び前記陰極間に、電圧を印加
    する手段を含む電界放射デバイスにおいて、 前記電界エミッタは５−１５ｃｍ-1に半値幅が広がった
    ラマンスペクトル中の１３３２ｃｍ-1におけるダイヤモ
    ンド・ピークを特徴とし、前記ダイヤモンド材料は２５
    Ｖ／μｍ又はそれ以下の印加電界において、少なくとも
    ０．１ｍＡ／ｍｍ2 の電流密度で、電子を放射すること
    を特徴とする電界放射デバイス。
  15. 【請求項１５】 後方プレートを有する陰極、透明前面
    プレート、後方プレート上の複数の電界エミッタ、前面
    プレート上の発光体被覆陽極及び前記陽極と前記陰極間
    に配置された導電性ゲートを有する真空セルを含むフラ
    ットパネル電界放射表示において、 前記電界エミッタ陰極は半値幅が５−１５ｃｍ-1に広が
    ったラマンスペクトル中の１３３２ｃｍ-1におけるダイ
    ヤモンド・ピークを特徴とするダイヤモンド材料を含
    み、前記ダイヤモンド材料は２５Ｖ／μｍ又はそれ以下
    の印加電界で、少なくとも０．１ｍＡ／ｍｍ2 の電流密
    度で、電子を放射させるためのものであることを特徴と
    するフラットパネル電界放射表示。
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