【事件の表示】
　特許第３２８１５３３号「冷電子放出表示装置及び半導体冷電子放出素子」の請求項１ないし１５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２８１５３３号の請求項１ないし９に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３２８１５３３号の手続きの経緯の概要は以下の通りである。
　平成８年３月２６日　　　　特許出願
　平成１４年２月２２日　　　特許権の設定の登録
　平成１４年５月１３日　　　特許掲載公報発行
　平成１４年１１月１２日　　川口明子より特許異議の申立て
　平成１５年３月２０日付　　取消理由通知
　平成１５年５月３０日　　　意見書及び訂正請求書提出
　平成１５年９月２５日付　　取消理由通知
　平成１５年１０月７日　　　平成１５年５月３０日付訂正請求書の取り下　　　　　　　　　　　　　　げ及び訂正請求書提出
　
２．訂正の適否
２−１．訂正事項
　訂正を請求する事項は、次のとおりである。
訂正事項ａ：
　請求項１、請求項５及び請求項１２ないし１５を削除するとともに、請求項６ないし１１の項番号を、４ないし９とする。
訂正事項ｂ
　請求項４を、
「真空空間を挾み対向する一対の素子基板及び透明基板と、
　前記素子基板に設けられそれぞれ平行に伸長する複数のオーミック電極と、
　前記オーミック電極上に形成された半導体層、前記半導体層上に形成された多孔質半導体層及び前記多孔質半導体層上に形成され前記真空空間に面する金属薄膜電極からなる半導体冷電子放出素子の複数と、
　隣接する前記金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上に、前記オーミック電極に垂直に伸長して架設され、それぞれが平行に伸長する複数のバス電極と、
　前記透明基板に設けられそれぞれ平行に伸長しかつ前記金属薄膜電極からの放出電子を捕獲する複数のコレクタ電極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層と、からなり、
　前記金属薄膜電極の表面を複数の電子放出領域に画定する絶縁層を有し、
　前記絶縁層は前記バス電極を覆うことを特徴とする冷電子放出表示装置。」
と訂正するとともに、上記削除された請求項１に代えて、新たな「請求項１」とする。
訂正事項ｃ：
　発明の名称に「冷電子放出表示装置及び半導体冷電子放出素子」とあるのを、「冷電子放出表示装置」と訂正する。
訂正事項ｄ：
　明細書段落【０００３】にある「及びこれ」の記載を削除する。
訂正事項ｅ：
　明細書段落【０００４】にある「また、本発明の半導体冷電子放出素子は、素子基板と、前記素子基板上に形成されたオーミック電極と、前記オーミック電極上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された多孔質半導体層と、前記多孔質半導体層上に形成された金属薄膜電極からなることを特徴とする。」の記載を削除する。
　
２−２．新規事項追加の有無、訂正の目的の適否、及び特許請求の範囲の実質上の拡張又は変更の存否
　訂正事項ａは、請求項１、請求項５及び請求項１２ないし１５を削除するとともに、それに伴い、請求項６ないし１１の項を２つず繰り上げるものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当し、願書に添付された明細書又は図面に記載されていた事項の範囲内の訂正であり、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　訂正事項ｂは、請求項４に記載されていた事項に、上記削除された請求項５に記載されていた事項を付加し、新たな「請求項１」とするものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当し、願書に添付された明細書又は図面に記載されていた事項の範囲内の訂正であり、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　さらに、訂正事項ｃないしｅは、訂正事項ａ及びｂの訂正に伴って生じた「発明の名称」及び「発明の詳細な説明」の記載における不一致を正すものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当するものであって、願書に添付された明細書又は図面に記載されていた事項の範囲内の訂正であり、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
２−３．訂正の適否の結論
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについて
３−１．本件発明
　上述のとおり、本件訂正請求は認められるので、本件発明は、訂正請求書に添付された全文訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし９に記載された事項により特定される次のとおりのものである。（以下、それぞれ「本件発明１」ないし「本件発明９」という。）
「【請求項１】真空空間を挾み対向する一対の素子基板及び透明基板と、
　前記素子基板に設けられそれぞれ平行に伸長する複数のオーミック電極と、
　前記オーミック電極上に形成された半導体層、前記半導体層上に形成された多孔質半導体層及び前記多孔質半導体層上に形成され前記真空空間に面する金属薄膜電極からなる半導体冷電子放出素子の複数と、
　隣接する前記金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上に、前記オーミック電極に垂直に伸長して架設され、それぞれが平行に伸長する複数のバス電極と、
　前記透明基板に設けられそれぞれ平行に伸長しかつ前記金属薄膜電極からの放出電子を捕獲する複数のコレクタ電極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層と、からなり、
　前記金属薄膜電極の表面を複数の電子放出領域に画定する絶縁層を有し、
　前記絶縁層は前記バス電極を覆うことを特徴とする冷電子放出表示装置。
【請求項２】前記多孔質半導体層は前記半導体層の表面を陽極酸化処理により多孔質化して形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項３】前記多孔質半導体層を複数に区画する絶縁体層を有することを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項４】前記素子基板の内面上に前記オーミック電極が設けられたことを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項５】前記素子基板が前記半導体層であり、その外面上に前記オーミック電極が設けられたことを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項６】前記金属薄膜電極は前記バス電極に連結された個別の島状電極であることを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項７】前記半導体層は前記オーミック電極上に共通して形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項８】前記半導体冷電子放出素子は前記オーミック電極ごとに個別に
形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【請求項９】前記半導体層はシリコンからなり、前記多孔質半導体層は多孔質シリコンからなり、前記金属薄膜電極はＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｕ又はこれらの合金からなることを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。」
　
３−２．特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、下記の甲第１ないし６号証を提出して、
(１)訂正前の請求項１〜１１に係る発明は、甲第１、５〜７号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、
(２)訂正前の請求項１２ないし１４に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し特許を受けることができないものであり、
(３)訂正前の請求項１５に係る発明は、甲第１、３、４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである
旨主張する。
　　　　　　　　　　　　　　　記
甲第１号証：Nobuyoshi KOSHIDA他著「Cold Electron Emission from Elect　　　　　　roluminescent Porous Silicon Diodes」、Jpn.J.Appl.Phys.V　　　　　　ol.34、pp.L705〜L707、１９９５年６月１日発行（以下の刊行　　　　　　物１と同一）
甲第２号証：特開平６−１３６５３号公報（以下の刊行物２と同一）
甲第３号証：特開平６−２８３７５４号公報（以下の刊行物３と同一）
甲第４号証：特開平６−２８３７５５号公報（以下の刊行物４と同一）
甲第５号証：特公平７−９９６６５号公報（以下の刊行物５と同一）
甲第６号証：特開平３−２３０４４６号公報（以下の刊行物６と同一）
甲第７号証：特開平５−２０５６４３号公報(以下、「刊行物８」という。)
　
３−３．取消理由の概要
　取消理由の概要は、
(１)訂正前の請求項１〜３、６〜１５に係る発明は、その出願前に頒布された下記の刊行物１ないし７に記載された発明に基づいて、その出願前にその発明の属する分野における通常の知識を有するものが、容易に発明をすることができたものであるから、訂正前の請求項１〜３、６〜１５に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである。
　　　　　　　　　　　　　　　　記
刊行物１：Nobuyoshi KOSHIDA他著「Cold Electron Emission from Electro　　　　　luminescent Porous Silicon Diodes」、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.3　　　　　4、pp.L705〜L707、１９９５年６月１日発行（申立人が提出した　　　　　甲第１号証）
刊行物２：特開平６−１３６５３号公報（申立人が提出した甲第２号証）
刊行物３：特開平６−２８３７５４号公報（申立人が提出した甲第３号証）
刊行物４：特開平６−２８３７５５号公報（申立人が提出した甲第４号証）
刊行物５：特公平７−９９６６５号公報（申立人が提出した甲第５号証）
刊行物６：特開平３−２３０４４６号公報（申立人が提出した甲第６号証）
刊行物７：特開平５−３４２９９５号公報
　
３−４．各刊行物に記載された発明
刊行物１：
　エレクトロルミネッセント多孔質シリコン（ＰＳ）ダイオードが面放出冷陰極として動作することを報告した文献であって、このＰＳダイオードについて、図面とともに、
「ＰＳ層は、高濃度（〜０．０１８Ω・ｃｍ）のｎ型（１１１）シリコンウエハをＨＦ（５０％）：エタノール＝１：１の混合液中で、５００Ｗのタングステンランプを２０ｃｍの距離から照射しながら、１００ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で５分間陽極酸化処理を行うことで形成した。ＰＳ層の厚みは４０μｍであった。陽極酸化処理の後、ＰＳ層の上に半透明Ａｕ薄膜（厚み１５ｎｍ）を真空蒸着した。ダイオード素子の動作領域は、直径６ｍｍであった。実験に用いた、Ａｕ薄膜、ＰＳ、ｎ型Ｓｉ、オーミック裏面電極とから構成されたＰＳダイオードは、約１０‐５Ｐａの真空度を保った脱着可能なターボ分子ポンプ系の真空システムへ移された。」（Ｌ７０５頁左欄下から１７〜４行目、甲第１号証訳文第２頁第１１〜１８行）
と記載されている。
　
刊行物２：
　電気的励起によって発光させることのできるＳｉ発光装置に関し、
(2a)「図４は、本発明の別の実施例による薄膜状に堆積した多結晶Ｓｉを用いたＳｉ発光素子を示す。石英基板８上に裏面金属６１としてＡｕを蒸着し、その上に低圧ＣＶＤ法によってキャリア濃度７×１Ｏ１７ｃｍ−３の多結晶ｐ型Ｓｉ層１２を厚さ３μｍ堆積する。これを図１（Ａ）に示すように陽極酸化し、多結晶ｐ型Ｓｉ層１２上面に厚さ約１０００Åのポーラス領域２２を形成する。」（段落【００４１】）
(2b)「図８は、本発明の他の実施例によるＳｉ発光素子を示す。図８（Ａ）は、ｐｎダイオード型Ｓｉ発光素子の構造を示す。ｐ型Ｓｉウエハ１の表面部に量子細線集合体で形成されたポーラス領域２３が形成され、その表面上に多結晶ｎ型層４３が形成されている。多結晶ｎ型層４３は、たとえばＳｉまたはＳｉＣで構成される。多結晶ｎ型層４３の上には、透明電極であるＩＴＯ膜５１が積層されている。ＩＴＯ膜５１の周辺部にＩＴＯ用電極７が形成されている。ＩＴＯ用電極７は、たとえばＡｕやＡｌ等の金属で形成される。また、ｐ型Ｓｉウエハ１の裏面上にはＡｕやＡｌ等の金属で形成された裏面電極６１が形成されている。」（段落【００６８】〜【００６９】）
と記載されている。
　
刊行物３：　
　「発光素子」に関し、
(3a)「ｐ型又はｎ型の単結晶シリコン上に形成された多孔質シリコンを高速熱酸化することにより作製した高速熱酸化多孔質シリコンを用いたことを特徴とする発光素子。」（特許請求の範囲の請求項１）、
(3b)「本発明は、光通信、自発光型ディスプレイ、光源、光集積回路等に用いることのできる発光素子に関するものである。」（段落【０００１】）
(3c)「多孔質シリコンを熱酸化することによる作用効果について、「一般に多孔質シリコンは水素でターミネートされているが、水素は熱等に対して不安定であるため多孔質シリコンから外れ易いのに対し、酸素は熱等に対して安定しているため多孔質シリコンから外れ難いので、多孔質シリコンをターミネートしている水素を酸素に置換することにより、多孔質シリコンのダングリングボンドによって生じる発光特性の劣化を防止することができるからである。」（段落【００２１】）
と記載されている。
　
刊行物４：
　「発光素子」に関し、
(4a)「ｐ型又はｎ型の単結晶シリコン上に形成された多孔質シリコンを熱窒化した熱窒化多孔質シリコンを用いたことを特徴とする発光素子。」（特許請求の範囲の請求項１）、
(4b)「本発明は、光通信、自発光型ディスプレイ、光源、光集積回路等に用いることができる発光素子、特にｐｎ接合を用いた発光素子に関するものである。」（段落【０００１】）
(4c)多孔質シリコンを熱室化することによる作用効果について、「一般に多孔質シリコンは水素でターミネートされているが、水素は熱等に対して不安定であるため多孔質シリコンから外れ易いのに対し、窒素は熱等に対して安定しているため多孔質シリコンから外れ難いので、多孔質シリコンをターミネートしている水素を窒素に置換することにより、多孔質シリコンのダングリングボンドによって生じる発光特性の劣化を防止することができるからである。」（段落【００２４】）
と記載されている。
　
刊行物５：
　「電子線発光装置を用いた画像表示装置」に関し、図面とともに
「電子線を発生する複数の冷陰極をマトリックス状に配列させ、
互いに交差する第１の電極群と第２の電極群とで、マトリックス配線を構成し、
前記冷陰極の一方の端子を第１の電極群内の電極に接続し、前記冷陰極の他方の端子を第２の電極群内の電極に接続した電子線発生装置と、
画像表示部材と、を有する画像表示装置において、
前記複数の冷陰極は、電子線の放射特性の異なる２種類以上の冷陰極から構成され、
前記第２の電極群内の電極は、互いに電子線の放射特性の異なる冷陰極ごとに分けて、該冷陰極に接続されていることを特徴とする画像表示装置。」（特許請求の範囲の請求項９）
　
刊行物６：
　「電子放出素子およびその製造方法」に関し、図面とともに、
(6a)「絶縁基板と、上記絶縁基板上に形成された信号電極用の導電体層と、上記導電体層上に所望の間隔、配列で形成された導電体からなる突出部と、上記各突出部上に形成された薄膜状の電子透過用の絶縁体層と、上記突出部以外の部分に上記薄膜状の絶縁体層とほぼ面一となるように形成された絶縁体層と、上記絶縁体層上に形成された比較的肉厚のゲート電極用の導電体層を備えた電子放出素子。」（特許請求の範囲）
(6b)「本発明は、例えば、電子顕微鏡、電子ビーム露光装置、ＣＲＴ等、各種電子ビーム応用装置の電子発生源として利用することができる電子放出素子およびその製造方法に関する。」（第２頁右上欄第３〜６行）
と記載され、
(6c)第６図の従来のＭＩＭ型の電子放出素子アレイの具体例について、「絶縁基板５１の表面に帯状の金属層５２が形成され、金属層５２が絶縁体層５３で覆われ、絶縁体層５３上に金属層５２と直交方向で帯状の金属層５４が形成されている。そして、上記のように金属層５２、５４間に電圧を印加することにより、電子放出領域である両金属層５２、５４の交差部分から電子が飛び出す。」（第２頁左下欄末行〜右下欄第７行）
と記載されている。
　
刊行物７：
　「ＭＩＳ型冷陰極電子放出装置」に関し、
(7a)「基板に形成されたカソード電極と、前記基板上に極薄のゲート絶縁膜を介して形成された極薄のゲート電極と、前記カソード電極と対向して設けられたアノード電極とを具備し、前記カソード電極，アノード電極に電圧を印加することによりゲート絶縁膜からアノード電極へ電子を放出させるＭＩＳ型冷陰極電子放出装置において、前記基板上に高抵抗層を介して前記ゲート絶縁膜とゲート電極を設けたことを特徴とするＭＩＳ型冷陰極電子放出装置。」（特許請求の範囲）
(7b)「図中の31は、高濃度ｎ＋ 型（１００）Ｓｉ基板である。この基板31上には、エピタキシャル成長により形成されたｐ- 層又はｉ層（高低抗層）32が形成されている。ここで、前記基板31と高抵抗層32を総称して基体と呼ぶ。前記基体上には、０．５μｍ程度の厚いＳｉＯ２ 膜（フィールド酸化膜）33が形成され、更にこのフィールド酸化膜33のゲート開口部33ａに厚さ数ｎｍ程度の熱酸化膜（ゲート絶縁膜）34がそれぞれ形成されている。このゲート絶縁膜34上には、厚さ数nmのゲート電極35がフィールド酸化膜33上に延出して形成されている。ここで、ゲート電極35は、金属あるいは高濃度にドーピングされた多結晶シリコンからなる。前記フィールド酸化膜33上には、前記ゲート電極35に接続するゲートコンタクト電極36が形成されている。前記基板31の裏面には、カソード電極37が形成されている。前記基体の上方には、カソード電極37と対向してアノード電極38が配置されている。なお、図１（Ｂ）中の39はゲートコンタクト電極36の端部、40はゲート電極35の端部、41はゲート開口部34の端部、42はゲート開口部の端部41とフィールド酸化膜33の端部の間の傾斜部、43はゲートコンタクト電極用パッドを示す。」（段落【００２１】）
と記載されている。
　
刊行物８：
　「プラズマディスプレイパネル」に関し、
(8a)「互いに発光色（Ｒ）（Ｇ）（Ｂ）の異なる３種の蛍光体（２８Ｒ）（２８Ｇ）（２８Ｂ）を有し、フルカラーの表示が可能に構成されたプラズマディスプレイパネル（１）であって、
　前記蛍光体（２８Ｒ）（２８Ｇ）（２８Ｂ）を励起するための紫外線を放つ放電ガスとして、放電空間（３０）にヘリウム分子に比べて分子量の大きいガス分子を主成分とする混合ガスが封入され、
　前記放電空間（３０）に対する表示面（Ｈ）側に、前記混合ガスが放つ不要の可視光を吸収する光学フィルタ（６０）が設けられてなることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。」（特許請求の範囲の請求項１）
(8b)図１および図２に示す実施例について、「これらの図おいて、ＰＤＰ１は、ＡＣ駆動形式の３電極構造を有する面放電型ＰＤＰであり、表示面Ｈ側のガラス基板１１、Ｘ（横）方向に延びた一対の表示電極１３，１４からなる電極対１２、後述の分光特性を有した着色誘電体層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂからなる光学フィルタ６０、Ｙ（縦）方向に延びた複数の隔壁１９、背面側のガラス基板２１、各隔壁１９との当接によって放電空間３０の間隙寸法を規定する複数の隔壁２９、各隔壁２９の間に設けられたアドレス電極２２、及びＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色の蛍光体２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ（符号のアルファベットは発光色に対応する）などから構成されている。」（段落【００１９】）
と記載されている。
　
３−５．対比・判断
３−５−１．本件発明１について
　前述のとおり、本件発明１は、「金属薄膜電極の表面を複数の電子放出領域に画定する絶縁層を有し、前記絶縁層は前記バス電極を覆う」という構成を有するものであるが、該構成については、上記刊行物１ないし８のいずれにも、何等示唆する記載がない。
　すなわち、刊行物１に記載された「オーミック電極」、「ｎ型Ｓｉ」、「ＰＳ層」、及び「Ａｕ薄膜」は、それぞれ請求項１に係る発明における「オーミック電極」、「半導体層」、「多孔質半導体層」及び「金属薄膜電極」に相当するが、刊行物１に記載された発明は、冷電子放出素子そのものであって、該素子を用いた表示装置、すなわち、本件発明１における「素子基板」、「バス電極」、「透明基板」、「コレクタ電極」、「蛍光層」及び「金属薄膜電極の表面を複数の電子放出領域に画定する絶縁層」に関する記載はない。
　刊行物２に記載された発明は、Ｓｉ発光装置に関するものであって、冷電子放出素子に関するものではないうえ、素子基板に表面電極を設けるタイプ半導体基板に裏面電極を設けるタイプとがあることが記載されているにすぎない。
　刊行物３及び刊行物４には、発光素子について記載があるが、該素子を用いた表示装置、すなわち、本件発明１における「素子基板」、「バス電極」、「透明基板」、「コレクタ電極」、「蛍光層」及び「金属薄膜電極の表面を複数の電子放出領域に画定する絶縁層」に関する記載はない。
　刊行物５には、「電子線を発生する複数の冷陰極をマトリックス状に配列させ、互いに交差する第１の電極群と第２の電極群とで、マトリックス配線を構成し、前記冷陰極の一方の端子を第１の電極群内の電極に接続し、前記冷陰極の他方の端子を第２の電極群内の電極に接続した電子発生装置と、画像表示部材と、を有する画像表示装置」が記載されているが、複数の電子放出領域に画定する絶縁層については、何ら記載がない。
　刊行物６には、「絶縁基板と、上記絶縁基板上に形成された信号電極用の導電体層と、上記導電体層上に所望の間隔、配列で形成された導電体からなる突出部と、上記各突出部上に形成された薄膜状の電子透過用の絶縁体層と、上記突出部以外の部分に上記薄膜状の絶縁体層とほぼ面一となるように形成された絶縁体層と、上記絶縁体層上に形成された比較的肉厚のゲート電極用の導電体層を備えた電子放出素子。」が記載されているものの、複数の電子放出領域に画定するとともに、ゲート電極用の導電体層（バス電極）を覆う絶縁層を設ける点については、何ら記載されていない。
　刊行物７には、「基板に形成されたカソード電極と、前記基板上に極薄のゲート絶縁膜を介して形成された極薄のゲート電極と、前記カソード電極と対向して設けられたアノード電極とを具備し、前記カソード電極，アノード電極に電圧を印加することによりゲート絶縁膜からアノード電極へ電子を放出させるＭＩＳ型冷陰極電子放出装置において、前記基板上に高抵抗層を介して前記ゲート絶縁膜とゲート電極を設けたこと」が記載されており、本件発明１とは、「冷電子放出素子を用いた表示装置」である点では一致しているものの、複数の電子放出領域に画定するとともに、ゲート電極（バス電極）を覆う絶縁層を設ける点については、何ら記載されていない。
　刊行物８には、プラズマディスプレイが記載されているだけで、「冷電子放出素子」については何ら記載がなく、電子放出領域に画定する絶縁層を示唆する記載は見あたらない。
　よって、本件発明１が、刊行物１ないし８に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることはできない。
　
３−５−２．本件発明２ないし９について
　本件発明１ないし９は、請求項１を引用する形式で記載されており、前記本件発明１を特定するのに必要な事項に加えて、さらに特定事項を付加するものであるから、本件発明１と同じ理由により、本件発明２ないし１０も、刊行物１ないし刊行物８に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることはできない。
　
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては本件の請求項１ないし９に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１ないし９に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年１０月１４日（２００３．１０．１４）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
冷電子放出表示装
置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項
１
真空空間を挾み対向する一対の素子基板及び透明基板と、
　前記素子基板に設けられそれぞれ平行に伸長する複数のオーミック電極と、
　前記オーミック電極上に形成された半導体層、前記半導体層上に形成された多孔質半導体層及び前記多孔質半導体層上に形成され前記真空空間に面する金属薄膜電極からなる半導体冷電子放出素子の複数と、
　隣接する前記金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上に、前記オーミック電極に垂直に伸長して架設され、それぞれが平行に伸長する複数のバス電極と、
　前記透明基板に設けられそれぞれ平行に伸長しかつ前記金属薄膜電極からの放出電子を捕獲する複数のコレクタ電極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層と、からなり、
　前記金属薄膜電極の表面を複数の電子放出領域に画定する
絶
し、
　
前記絶縁層は前記バス電極を覆う
冷
　【請求項２】　前記多孔質半導体層は前記半導体層の表面を陽極酸化処理により多孔質化して形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
　【請求項３】　前記多孔質半導体層を複数に区画する絶縁体層を有することを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
　【請求項
４
　【請求項
５
　【請求項
６
　【請求項
７
　【請求項
８
　【請求項９】　前記半導体層はシリコンからなり、前記多孔質半導体層は多孔質シリコンからなり、前記金属薄膜電極はＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｕ又はこれらの合金からなることを特徴とする請求項１記載の冷電子放出表示装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、半導体による電子放出素子からなる冷電子放出表示装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来からＦＥＤ（ｆｉｅｌｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｉｓｐｌａｙ）が、陰極の加熱を必要としない冷電子放出源のアレイを備えた平面形発光ディスプレイとして知られている。ＦＥＤの発光原理は、陰極の冷電子放出源アレイが異なるもののＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ　ｒａｙ　ｔｕｂｅ）と同様に、陰極から離間したゲート電極により電子を真空中に引出し、透明陽極に塗布された蛍光体に衝突させて、発光させる。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、電界放出源アレイは、微細な個々の冷陰極の製造工程が複雑で、その工程数が多い。よって製造歩留まりが低いといった問題がある。
　本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、真空中に突出する微細な冷陰極を必要としない、発光効率の高い冷電子放出素子
を
　【０００４】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の冷電子放出表示装置は、真空空間を挾み対向する一対の素子基板及び透明基板と、
　前記素子基板に設けられそれぞれ平行に伸長する複数のオーミック電極と、
　前記オーミック電極上に形成された半導体層、前記半導体層上に形成された多孔質半導体層及び前記多孔質半導体層上に形成され前記真空空間に面する金属薄膜電極からなる半導体冷電子放出素子の複数と、
　隣接する前記金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上に、前記オーミック電極に垂直に伸長して架設され、それぞれが平行に伸長する複数のバス電極と、
　前記透明基板に設けられそれぞれ平行に伸長しかつ前記金属薄膜電極からの放出電子を捕獲する複数のコレクタ電極と、前記コレクタ電極上に形成された蛍光体層からなることを特徴とする
。
　【０００５】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
　図１に実施例の冷電子放出表示装置を示す。実施例は、一対の透明基板１及び素子基板１０からなり、基板は真空空間４を挾み互いに対向している。図示する冷電子放出表示装置おいて、表示面である透明な前面板１すなわち透明基板の内面（背面板１０と対向する面）には、例えばインジウム錫酸化物（いわゆるＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ）などからなる透明なコレクタ電極２の複数が互いに平行に形成されている。また、コレクタ電極２は一体的に形成されていてもよい。放出電子を捕獲する透明コレクタ電極群は、カラーディスプレイパネルとするために赤、緑、青のＲ，Ｇ，Ｂ色信号に応じて３本１組となっており、それぞれに電圧が印加される。よって、３本のコレクタ電極２の上には、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する蛍光体からなる蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが真空空間４に面するように、それぞれ形成されている。
　【０００６】
　一方、真空空間４を挾み前面板に対向するガラスなどからなる背面板１０すなわち素子基板内面（前面板１と対向する面）には、それぞれ平行に伸長する複数のオーミック電極１１と、その上に形成された複数の半導体冷電子放出素子Ｓと、隣接する金属薄膜電極を電気的に接続しその一部上に、オーミック電極に垂直に伸長して架設され、それぞれが平行に伸長する複数のバス電極１６と、が設けられている。半導体冷電子放出素子Ｓはオーミック電極上に順に形成された半導体層１２、多孔質半導体層１４及び金属薄膜電極１５からなる。金属薄膜電極１５は真空空間４に面する。
　【０００７】
　素子基板１０の材質はガラスの他に、Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮ等のセラミックスでも良い。
　オーミック電極１１の材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ等の一般にＩＣの配線に用いられる材料で、各素子にほぼ同電流を供給する均一な厚さである。
　半導体層１２の材質は、シリコン（Ｓｉ）が挙げられるが、本発明の半導体層はシリコンに限られたものではなく、陽極酸化法を適用できる半導体は全て利用することができ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）など、ＩＶ族、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの単体及び化合物半導体が、用いられ得る。
　【０００８】
　多孔質半導体層１４は半導体層１２を陽極酸化処理を行って得られる。例えば、半導体層にｎ型Ｓｉを用い陽極酸化処理を行う場合、図２に示すように、素子基板１０上にオーミック電極１１、Ｓｉ層１２及び多孔質半導体層用開口を有する絶縁層１３を積層した形成したものを陽極として、これをＰｔからなる陰極に対向させＨＦ溶液内にて低い電流密度で陽極化成して、Ｓｉ層１２内にｐ型多孔質Ｓｉ体層１４が形成される。この場合、多孔質形成にはホールの消費が必要であるからホール供給のために光照射が必要である。多孔質Ｓｉ体層はｐ型Ｓｉ半導体層にも形成できるが、この場合は、暗状態でも多孔質Ｓｉ体層が形成される。多孔質Ｓｉ体層は多数の微細孔と残留Ｓｉとからなり、多孔度は１０〜８０％で、各微細孔は２〜１００ｎｍ内径である。微細孔径が２〜数ｎｍ内径で残留Ｓｉがは原子数十〜数百の大きさにした量子サイズ効果による放出現象が期待される。これらの値はＨＦ濃度、電流密度、処理時間、光照射の陽極酸化処理条件によって制御される。また多孔質Ｓｉ体層はＳｉ体層に比べて数桁以上大きい。
　【０００９】
　Ｓｉ層１２は単結晶、アモルファス、多結晶、ｎ型、ｐ型の何れでも良いが、単結晶の場合、（１００）方向が面に垂直に配向している方が、多孔質Ｓｉ体層の電子放出効率ηの点で好ましい。（１００）面Ｓｉ層はナノメータオーダ内径の孔及びＳｉ結晶が表面に垂直に配向するからであると推定される。アモルファスＳｉ層から多孔質Ｓｉ体層を形成する場合、残留Ｓｉもアモルファスとなる。
　【００１０】
　また、多孔質Ｓｉ体層の表面ほど微細孔径が大きく深度が上がる度、微細孔径が小さくなり、多孔質Ｓｉ体層１４は、その表面近傍の比抵抗が大きくＳｉ体層１２に近いほど比抵抗が小さくなるようにすることが好ましい。
　薄膜電極１５の材質は、電子放出の原理から仕事関数φが小さい材料で、薄い程良い。電子放出効率ηを高くするために、薄膜電極１５の材質は周期律表のＩ族、ＩＩ族の金属が良く、たとえばＣｓ、Ｒｂ、Ｌｉ、Ｓｒ等が有効で、更に、それらの合金であっても良い。また、薄膜電極１５の材質は極薄化の面では、導電性が高く化学的に安定な金属が良く、たとえばＡｕ、Ｐｔ、Ｌｕ、Ａｇ，Ｃｕの単体又はこれらの合金等が望ましい。また、これらの金属に、上記仕事関数の小さい金属をコート、あるいはドープしても有効である。
　【００１１】
　バス電極１６の材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ等の一般にＩＣの配線に用いられる物で良く、各素子にほぼ同電位を供給可能ならしめるに足る厚さで、０．１〜５０μｍが適当である。
　素子基板上の構造は、次の手順で作成される。まず、オーミック電極１１がスパッタ法で素子基板１０に成膜され、その複数上にスパッタ法またはＣＶＤ法などでｎ型Ｓｉ層１２が一様に成膜される。次に、複数の絶縁層１３がＳｉ層１２の一部、即ちにオーミック電極間のｎ型Ｓｉ層１２内に成膜される。絶縁層１３は、オーミック電極１１に対応する上に独立した個々の電子放出領域の多孔質Ｓｉ層１４を複数に区画し島状に作製するため成膜される。素子間のクロストークを改善するためである。
　【００１２】
　その後、絶縁層１３で囲まれた開口部のＳｉ表面が適当な条件で陽極酸化処理がなされされ、島状多孔質Ｓｉ層１４が形成される。ここで、処理中で微細孔内壁のダングリングボンドは水素により終端される。
　次に微細孔内壁の水素終端は空気中で酸素と結合して−ＯＨ，Ｈ２Ｏとなり多孔質Ｓｉ層１４が劣化する原因となるので、多孔質Ｓｉ層１４を安定化するために真空加熱で水素終端を除去し、酸素、窒素ガス中で加熱処理してＯ又はＮ終端を形成する。又は酸素、窒素ガス中でプラズマ処理して同様にＯ又はＮ終端を形成する。
　【００１３】
　そして十分な電子放出効率を得るため、Ａｕ，Ｐｔなどからなる極薄な薄膜電極１５をオーミック電極に沿って帯状に多孔質Ｓｉ層１４上に成膜する。
　更に、各素子間の電位を均一にするため低抵抗金属からなる厚膜バス電極１６をリード線として設ける。個別の島状金属薄膜電極１５はバス電極に電気的に連結される。
　【００１４】
　更にまた、金属薄膜電極１５の表面を複数の電子放出領域に画定する開口を有した第２絶縁層１７が成膜される。この第２絶縁層１７はバス電極１６を覆うことで不要な短絡を防止する。
　一方、上記実施例において、半導体層１２はオーミック電極１１上に共通して形成されているが、図３に示すように半導体層をも個別島状に形成して、半導体冷電子放出素子がオーミック電極ごとに個別に形成された構造とすることもできる。
　【００１５】
　また他の実施例において、図４に示すように、ガラス基板に代えて、素子基板を半導体ウエハ２０、たとえば、ｎ型Ｓｉウエハをそのままを用い、素子基板自体を半導体層２０として、その背面外面上にオーミック電極１１が設けられた構造とすることもできる。
　冷電子放出表示装置は、図５に示すように、オーミック電極１１と薄膜電極１５との間に電圧ＶＰＳを印加し半導体層１２に電子を注入すると、ダイオード電流ＩＰＳが流れ、多孔質半導体層１４は高抵抗であるので、印加電界の大部分は多孔質半導体層にかかっているが、図のエネルギーバンドに示すように、電界強度は多孔質半導体層１４表面ほど強い。注入された電子は、金属薄膜電極１５側に向けて多孔質半導体層１４内を移動する。金属薄膜電極付近に達した電子は、そこでの強電界により一部は金属薄膜電極をトンネルし、外部の真空中に放出される。このように、トンネル効果によって薄膜電極１５から放出された電子ｅ（エミッション電流ＩＥＭ）は、対向したコレクタ電極（透明電極）２に印加された高電圧Ｖｃによって加速され、コレクタ電極に集められ蛍光体３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを叩き、Ｒ、Ｇ、Ｂの可視光を発光させる。電子放出効率η（η＝ＩＥＭ／ＩＰＳ）を高めるために、電子放出面には薄膜電極を、リード線としては厚膜電極を設けてある。
　【００１６】
　具体的に多孔質Ｓｉ層を有する装置の場合、薄膜電極１５の厚さは、電子が飛び抜けるトンネル効果による電子放出現象を利用しているので薄いほど良いが、電位を与えるために必要な電気抵抗以下になる厚さは確保しなければならない。たとえば、ＡｕまたはＰｔ薄膜電極を有する装置の電子放出効率ηの薄膜電極膜厚依存性を調べた場合、図６に示す特性が得られ、ＡｕまたはＰｔ薄膜電極膜厚が１０〜５００オングストロームで実用化可能な効率が得られる。素子としての安定性を考えるとＡｕまたはＰｔ薄膜電極膜厚は２０〜２００オングストロームが最も適当である。電子放出効率ηのピークが２０オングストロームであり、１０−４以上の電子放出効率ηが得られるからである。
　【００１７】
　さらに多孔質Ｓｉ層の厚さに対する、ＶＰＳとダイオード電流ＩＰＳ及び電子放出効率ηの関係を調べた場合、図７に示す特性が得られる。これら図６及び図７より、電子の放出は多孔質Ｓｉ層表面の極近傍で起こっていることが分かる。そのことから多孔質Ｓｉ層は薄い方が良いと言えるが、素子の均一性及び安定性を考慮すると、ある程度の厚さが必要になる。Ｓｉ層の材質及び多孔質化の条件によって最適な厚さは異なるが、表示パネルの駆動電圧（ほぼＶＰＳ）を３０Ｖ以下とした場合、０．１〜５０μｍが実用化可能範囲である。１０−５を越える電子放出効率ηが得られるからである。
　【００１８】
　具体的に、図４に示すタイプの冷電子放出表示装置を作製した。
　裏面にＡｕオーミック電極を形成した面方位（１１１）のｎ型シリコン基板（ｎ型シリコンウエハ）（比抵抗が０．００１８Ωｃｍ）表面に、２０ｃｍ離れた５００Ｗのタングステンランプにより試料面を光照射しつつ、５０ｗｔ％ＨＦ水溶液とエタノールとの混合液（混合比は１：１）中で定電流陽極酸化処理（電流密度は１００ｍＡ／ｃｍ２、時間は５分間）をなし、それぞれ６ｘ６ｍｍ多孔質シリコン層を形成した。多孔質Ｓｉ層の厚さは約４０μｍであった。
　【００１９】
　次に多孔質Ｓｉ層の表面Ａｕ薄膜電極を厚さ１５ｎｍで真空蒸着し、素子基板を作成した。各冷電子放出素子は、表面Ａｕ薄膜電極を正電位ＶＰＳにし裏面Ａｕオーミック電極を接地電位としたダイオードである。
　次に透明ガラス基板の内面にＩＴＯコレクタ電極が形成されたものの各コレクタ電極上に、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する蛍光体からなる蛍光体層を常法により形成し、透明基板を作成した。素子基板及び透明基板を、表面Ａｕ薄膜電極及びＩＴＯコレクタ電極が向かい合うように平行に１０ｍｍ離間してスペーサにより保持し、間隙を１０−７Ｔｏｒｒ又は１０−５Ｐａの真空にした。
　【００２０】
　作製した冷電子放出表示装置にＶＰＳを１００Ｖでダイオード電流ＩＰＳを４ｍＡ／ｃｍ２供給したとき、エミッション電流ＩＥＭが約０．２４ｎＡ／ｃｍ２得られ、電子放出効率ηが６ｘ１０−９であった。
　また、面方位（１００）のＳｉ基板を用いた陽極酸化処理において、電流密度は５０ｍＡ／ｃｍ２、処理時間は５〜１分間で、多孔質Ｓｉ層膜厚が５〜１０μｍとして得られた。このＳｉ基板を用いた冷電子放出表示装置は、ＶＰＳを１０〜２０Ｖで電子放出効率ηが１０−４となった。
　【００２１】
　蛍光体を塗布したコレクタ電極及び薄膜電極の間に約４ｋＶの電圧を印加した状態では、薄膜電極に対応する形の均一な蛍光パターンが観測された。このことは、多孔質Ｓｉ層からの電子放出が均一であることを示す。
　【００２２】
　【発明の効果】
　以上、詳細に説明したように、本発明によれば、複雑な形状の冷陰極を形成する工程は不要であり、半導体冷電子放出素子構造が単純である冷電子放出表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明による実施例の冷電子放出表示装置を示す概略斜視図である。
　【図２】　本発明による実施例の冷電子放出表示装置における素子基板の陽極酸化処理方法を示すＨＦ溶液槽の概略断面図である。
　【図３】　本発明による他の実施例の冷電子放出表示装置を示す概略斜視図である。
　【図４】　本発明による他の実施例の冷電子放出表示装置を示す概略斜視図である。
　【図５】　本発明による冷電子放出表示装置における素子基板のエネルギーバンド図である。
　【図６】　本発明による冷電子放出表示装置における電子放出効率ηのＡｕまたはＰｔ薄膜電極膜厚依存性を示すグラフである。
　【図７】　本発明による冷電子放出表示装置における多孔質Ｓｉ層の厚さに対する、ＶＰＳとダイオード電流ＩＰＳ及び電子放出効率ηの関係を示すグラフである。
　【主要部分の符号の説明】
　１　透明基板
　２　コレクタ電極
　３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ　蛍光体層
　４　真空空間
　５　コレクタ電極
　１０　素子基板
　１１　オーミック電極
　１２　半導体層
　１３　絶縁層
　１４　多孔質半導体層
　１５　金属薄膜電極
　１６　バス電極
　１７　第２絶縁層