JPH0877917A - 電界放出デバイスとその製造方法 - Google Patents

電界放出デバイスとその製造方法

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JPH0877917A
JPH0877917A JP24394095A JP24394095A JPH0877917A JP H0877917 A JPH0877917 A JP H0877917A JP 24394095 A JP24394095 A JP 24394095A JP 24394095 A JP24394095 A JP 24394095A JP H0877917 A JPH0877917 A JP H0877917A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電界放出デバイスとその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 電界放出デバイスは、エミッタ材料を絶
縁基板に配置し、エミッタ材料にマスクパーティクルを
加え、マスクパーティクル及びエミッタ材料の上に絶縁
膜及びゲート導体膜を加え、さらにパーティクルを除去
してランダムに分布した開口を通じてエミッタ材料を露
出することによって製造される。このようにして優れた
且つ経済的な多数のランダム分布の開口を有する電界放
出デバイスが得られ、低コストのフラットパネル型ディ
スプレイに利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電界放出デバイスに
関する。特に、ディスプレイに用いられる廉価な電界放
出デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】電界放出デバイスは印加された静電場に
対して電子を放出する。このような素子はディスプレ
イ、電子ガン及び電子ビームリソグラフィを含む広い分
野に応用されている。最も有望な応用としては、アドレ
ス可能なアレイの形態の電界放出デバイスを用いて、フ
ラットパネル型ディスプレイを構成する。これに関して
は、参考文献、例えばC.A. Spindtらの論文(Semiconduc
tor International, p11 IEEE Tansactions on Electro
n Devices, Vol.38(10), pp.2355-2363, December,199
1)及びJ.A. Castellano著のHandbook of Display Techn
ology(Academic Press, New York, pp.254-257, 1992)
を参照のこと。
【０００３】従来の電子放出フラットパネルディスプレ
イは一般的に、微細な電界エミッタ陰極チップのマトリ
ックスアレイを有する平面真空セルを１つのセルプレー
ト（バックプレート）に、蛍光体被覆の陽極を透明な前
面プレートに、形成することにより構成される。陰極と
陽極の間には「グリッド」または「ゲート」と呼ばれる
導電素子がある。一般的には陰極とゲートは垂直交差の
ストリップであり、その交差がディスプレイのピクセル
を規定する。与えられたピクセルは陰極導体ストリップ
とゲート導体ストリップの交差により構成され、その間
にかけられた電圧により活性化される。より大きな正電
圧が陽極に印加されて、放出される電子に比較的高いエ
ネルギー（約１０００ｅＶ）を与える。これに関して
は、例えば、米国特許第４９４０９１６号、第５１２９
８５０号、第５１３８２３７号、第５２８３５００号を
参照のこと。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のフラットパネル
型ディスプレイは製造するのが困難で且つコストが高い
という欠点があった。従来の方法では、一般的にゲート
導体はミクロンまたはサブミクロンのオーダーで形成さ
れているので、リソグラフィ工程のコストが高い。前記
課題を解決するために、フラットパネル型ディスプレイ
に低コストで利用可能な電子放出装置を改善する必要が
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電界放出デバイ
スは、絶縁基板上にエミッタ材料を配置し、マスクパー
ティクルをエミッタ材料に加え、このマスクパーティク
ルとエミッタ材料を絶縁膜とゲート導体膜で被覆して、
その後パーティクルを除去してエミッタ材料にランダム
的に分布した開口を形成することにより製造させる。こ
のようにして優れた且つ経済的な多数のランダム分布の
開口を有する電界放出デバイスが得られ、低コストのフ
ラットパネル型ディスプレイに利用できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１には改善された電界放出デバ
イスの製造工程を表す。ブロックＡは第１ステップを表
し、基板を準備する。電子エミッタ材料が導電性である
かどうかにより、基板は絶縁材料または導電性層をコー
ティングした絶縁材料を選ぶ。完成した素子がディスプ
レイに利用される場合、基板はガラス、セラミックまた
はシリコンのような材料を含む方がよい。これらの材料
は真空密閉構造を形成するために他の材料と結合され
る。別法として、付加のガラスバックプレートが密閉の
ため基板の下に配置される。
【０００７】図１のブロックＢに示した次のステップで
は、エミッタ材料の層を基板に加える。エミッタ材料は
所望のパターンで加えるのが有利である。エミッタ材料
は、電子の電界誘起放出のため、シャープなピークのよ
うな多数の点を有する導電性または半導体材料である。
このピークは周知のエッチング技術により規定され、ま
たはシャープな放出体をマトリックスに埋めることによ
り得られる。
【０００８】エミッタ材料は割に低い印加電界で電子を
放出できる幾つかの異なる材料から選ばれる。印加電界
は一般的にエミッタ電極とゲート電極間の距離で５０Ｖ
／μｍ以下である。産業的に望ましくはＣＭＯＳ回路素
子が使用されるため、２５Ｖ／μｍ以下であることが好
ましく、さらには１５Ｖ／μｍ以下であることが好まし
い。エミッタに適した代表的な材料はダイヤモンド（ド
ープされたまたはドープされないＣＶＤ、自然ダイヤモ
ンド砂粒、合成ダイヤモンドのいずれか）、グラファイ
ト、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｓ等の金属、ＬａＢ6、ＹＢ6、ＡｌＮ
等の化合物、またはこれらの材料の組合せ、及び他の膜
状に堆積された低仕事関数材料を含む。所望のエミッタ
形状は例えばシャープなチップ形状、ぎざぎざ形状、薄
片形状または多面体形状であり、シャープなチップに現
れる場の集中が低電圧での電子放出に利用される。各ピ
クセルに多重の放出点を有するのが好ましいため、多重
のシャープな点または多数の多面体粒子を有する材料の
連続的な膜または層を使用することができる。あるｎタ
イプダイヤモンドのような負または低電子親和力を有す
る材料は割に低い印加電圧で電子を容易に放出するた
め、場の集中に必要なシャープなチップが不要となる。
【０００９】電流はエミッタ体域の放出点へ流れるの
で、基板に導電性層を加えて、エミッタ材料に接触する
ためそれをパターン化することを予備のステップとする
ことが望ましい。しかし、好ましくはエミッタ材料自身
が導電性である。その製造はエミッタ体内に導電性スラ
リーまたは銀−エポキシのようなペースト、低融点ハン
ダ、または導電性金属粒子の混合物を混合することによ
り行われる。低融点ガラスの粒子が添加されて、熱誘起
粘着力を促進する。また酸化銅のような還元しやすい酸
化物の粒子が添加されることにより、水素処理により還
元されて、ガラスが導電性となる。導電性粒子の体積は
ろ過限度を超える必要があり、３０％以上、望ましくは
４５％である。
【００１０】好ましい方法として、エミッタ材料の層が
所望のパターンを有するよう基板に適用される。パター
ン付きエミッタ層の形成には、スクリーンプリントまた
はマスクを使用したスプレー被覆の方法によって、エミ
ッタ材料の導電性ペーストを適用する。一般的に所望の
パターンは平行なスプリットの集合である。エミッタ材
料の層が形成された後、層は乾燥され、ベークされ、ま
た必要であれば水素またはフォーミングガス熱処理を施
して導電性を強化する。別法として、この層は連続的な
層としてつけ加えられ、パターン形成が必要な場合、従
来のフォトリソグラフィ技術により形成される。
【００１１】図１のブロックＣに示す第３ステップで
は、マスクパーティクルがエミッタ材料に加えられて、
孔を開けたゲート構造を形成させる。このパーティクル
は金属（例、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ）、セラミック
（例、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＢＮ）、ポリマー
（例、ラテックス球）及び複合材料のような材料から選
択される。一般的に所望のパーティクルサイズは０．１
−１００μｍで、好ましくは０．３−１０μｍである。
パーティクルは球状またはランダムの形状でもよい。パ
ーティクルはスプレー被覆、スピン被覆または散布のよ
うな従来の粒子技術によりエミッタ体の表面につけ加え
られる。パーティクルは、スプレー被覆のためにアセト
ンまたはアルコールのような揮発性溶媒と混合し、また
選択としてエミッタ表面への粘着力を改善するために少
量の有機バインダ材料を添加する。揮発性溶媒が揮発し
た後、誘電体膜とゲート導体膜は、マスクとしてステッ
プＣでつけ加えたパーティクルをマスクとして用いて堆
積される。パーティクルはその後ブラシ等で容易に取り
除かれる。残されたバインダ材料は溶媒または加熱によ
り除去される。もしＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような強磁性パ
ーティクル、及びフェライトなどのそれらの合金または
酸化物はマスクパーティクルとして使われれば、残留パ
ーティクルを減少させるために磁気的に引き上げするこ
とにより除去することができる。
【００１２】静電的にパーティクルを堆積することは最
新の技術の１つである。パーティクルは高電圧のもとで
ノズルからドライスプレーされる。パーティクルがノズ
ルを離れると、電気がチャージされて、互いをはねつ
け、エミッタストライプに引き付けられる。マスクパー
ティクルの相反作用により、パーティクルがエミッタ材
料内により均一に分布し、ろ過制限を超えることなく高
密度が得られる。それ故にゲートの非導電性が得られ
る。誘電体マスクパーティクルを使用することが特に有
益である。それは、パーティクルがエミッタ材料に入れ
込んでも、その上にチャージされた電気が残り、入り込
んだパーティクルの密度が低減するからである。
【００１３】更なる精製により、エミッタ電極はマスク
パーティクルと異なる極性にチャージされることが可能
で、エミッタ電極間の露出した基板はマスクパーティク
ルと同様な極性にチャージされる。このように、エミッ
タ電極間に滞在されたパーティクルが極めて少なく、ゲ
ートの平均端間導電性が増加されて、ゲートの非導電性
を与えることなくマスクパーティクルの高密度が得られ
る。
【００１４】このように得られた構造は図２に示す。基
板１０とエミッタ層１１とランダムにエミッタ層に分布
したマスクパーティクル１２とを有する。
【００１５】図１のブロックＤは次のステップを示し、
誘電体膜がエミッタ層の上に加えられる。誘電体は高ブ
レークダウン電圧を持つ電気的絶縁材料である。代表的
な誘電体材料はＳｉＯ2、ガラス、単一または多成分セ
ラミック（酸化物と窒化物を含む）及びポリイミドのよ
うなポリマーを含む。これらの膜は物理、化学または電
気化学の方法により堆積される。重合材料を使用する場
合、揮発性成分の放出ガスが電界放出孔内の真空システ
ムに入らないよう、または最小化にするよう注意しなけ
ればならない。ゲート電極のエミッタ体への近接による
電子加速効果を最大にするためにかけられる電圧におい
ては、必要な電気絶縁を保証するために、誘電体膜の所
望の厚さは一般的に０．０１−５μｍであり、好ましく
は０．０５−１μｍである。
【００１６】第５ステップ（ブロックＥ）では、ゲート
導体材料の膜が誘電体上に加えられて、ゲート導体とし
て機能する。ゲート導体材料は一般的にＣｕ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗのような金属及びその合金から選択
されるが、導電性のよい非金属化合物、例えば、酸化物
（例、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｌａ−Ｃａ−Ｍｎ−Ｏ）、
窒化物、炭化物などの使用も可能である。ゲート導体の
所望の厚さは０．０５−１０μｍであり、好ましくは
０．２−５μｍである。図３にはこのようにして得られ
た構造を示し、誘電体膜３０とゲート導体膜３１は順番
に図２の構造に加えられる。マスクパーティクル１２は
その下にあるエミッタ層１１の電界を保護する。ゲート
導体膜３１は電子放出層１２のストリップに垂直なスト
リップパターンに形成された方がよい。エミッタ層のス
トリップとゲート導体層のストリップとの間の横断電界
はアドレス可能な電子ソースのアレイを形成する。
【００１７】次のステップ（ブロックＦ）においては、
マスクパーティクルが除去されて、下敷きのエミッタ材
料を露出する開口が残される。マスクパーティクルは、
画家のペイントブラシのようなブラシで除去されて、パ
ーティクル下のエミッタ表面が露出される。図４には開
口４０の露出された構造を示す。マスクパーティクルが
ランダムに分布しているため、このように得られたゲー
ト開口も、フォトリソグラフィで形成された周期的に分
布したゲート開口とは異なり、ランダムに分布する。ゲ
ート開口の所望のサイズは０．１−５０μｍであり、好
ましくは０．２−５μｍの直径である。ろ過しきい値以
下を保持し、ゲートが連続状態を保持できるため、所望
の開口の比率は少なくとも５％であり、好ましくは少な
くとも２０％である。ピクセル当たりのゲート開口の数
が大きくなるのはディスプレイ均質性にとって好ましい
ことである。開口の数は少なくともピクセル当たりに５
０個であり、好ましくは２００個である。
【００１８】図５には別法により形成されたステップＦ
の後の構造を示す。そこでは、エミッタ層１１が非連続
（または非導電性）で、エミッタポイントに電流を提供
するために導電層５０の上に加えられる。この導電層
は、エミッタ層１１が形成される前に基板１０に形成さ
れる。非連続のエミッタパーティクルはＣＶＤのような
薄膜プロセス、またはダイヤモンドやグラファイトのよ
うな電子放出パーティクルをスクリーンプリントする
か、スプレーするかによって準備される。
【００１９】図６と７には、４５００倍率でとったマス
クされた構造の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示
す。細かいアルミニウムパーティクルがアセトンと混合
され、ガラス基板にスプレー被覆され、溶媒は乾燥によ
って揮発した。そして、マスクパーティクルで部分的に
被覆されたガラス基板にはＣｕソースを用いた熱蒸着方
法により１μｍ厚のＣｕ膜が被覆される。図６にはこの
Ｃｕ膜を堆積した後のマスクパーティクルを有する基板
のＳＥＭ写真を示す。シャドウエフェクトのため、マス
クパーティクルの下にある基板面が導体により被覆され
ていない。図７にはペイントブラシで丁寧にパーティク
ルを払いのけた後、開口（２−４μｍ）のみが残られた
状態を示す。このような微細寸法の孔の開いた金属層は
多重チャネルゲート構造として適当である。このように
して、ミクロンオーダーの開いた孔を有するゲート構造
を、コストのかかるフォトリソグラフィプロセスを使用
せずに製造することができる。
【００２０】ディスプレイ応用においては、ディスプレ
イの各ピクセルにあるエミッタ材料（冷陰極）はとりわ
けディスプレイ品質の平均値及び均一性を得るためには
多重の電子エミッタポイントを含むことが望まれる。低
い印加電圧における有効な電子放出が一般的に近接した
（通常ミクロンオーダーの距離）加速ゲート電極により
得られるので、最大限に多重電子放出ソースを使用する
ために与えられたエミッタ体上では多重のゲート開口を
有する方がよい。例えば、電界放出デバイスにおける各
ピクセル平方（１００μｍ）には２５００個のダイヤモ
ンドアイランド状のエミッタポイントを含む。最大限の
放出効率を得るために、できるだけ多くのゲート開口を
有するミクロンサイズの微細なゲート構造が好ましい。
このゲート開口はエミッタ−ゲート間隔とほぼ等しい直
径を有することがよい。
【００２１】最後のステップでは、従来の方法により電
子電界放出デバイスの製造を完成させる。一般的にはこ
のステップにおいては陽極を形成し、真空封止内におい
てこの陽極を冷陰極エミッタ材料と一定距離離間して配
置する。フラットパネル型ディスプレイの場合、最終の
プロセスは図８に示すように図１のプロセスで用意され
た素子を用いたフラットパネル型ディスプレイの構造の
製造を含む。
【００２２】特に、透明絶縁基板８１の上に形成された
陽極導体８０は蛍光体層８２とともに提供されて、図４
の素子（または図５の素子）と隔離するよう保持柱８３
の上に搭載される。陽極とエミッタとの間隔は真空封止
されて、電圧が電力供給８４によりかけられる。活性化
された冷陰極電子エミッタ１１から電界放出した電子は
各ピクセル上の多重開口４０から孔の開いたゲート電極
３１により加速されて、陽極基板８１（ガラス面板の方
がよい）上にコートした陽極導体層８０（一般的にイン
ジウム−スズ−酸化物のような透明導体）に向かって移
動する。蛍光体層８２は電子エミッタ装置と陽極の間に
配置される。加速された電子が蛍光体に衝突すると、デ
ィスプレイイメージが形成される。この蛍光体層８２は
周知のＴＶスクリーン技術を用いることにより陽極導体
８０に配置される。
【００２３】図９には図８の素子におけるｘ−ｙマトリ
ックスディスプレイを形成するためのエミッタアレイの
列９０とゲート導体アレイの行９１を示す。これらの行
と列は低コストのエミッタ材料のスクリーンプリント
（例、１００μｍの幅を用いて）、及び１００μｍの幅
の平行なギャップを有するストリップ状の金属マスクに
よるゲート導体の物理蒸着（ＰＶＤ）により提供され
る。ゲートの特定の行とエミッタの特定の列の活性電圧
により、指定のピクセルが行と列の交差点で選択的に活
性化されて、電子を放出してピクセル上の蛍光体ディス
プレイスクリーンを活性化する。
【００２４】微細ラインのリソグラフィを不要とするこ
とにより、図１のパーティクルマスク技術はプロセスの
単純化の外に、コストの低減及び環境消耗の減少が図ら
れ、エミッタの高さまたは幅の実際の変動によらず誘電
体とゲート導体膜の同等な堆積の提供に有利である。例
えば、エミッタ体はダイヤモンドパーティクル（例、電
界放出）、金属または導電性パーティクル、ガラス原料
（ガラスバックプレーンに粘着するために部分または完
全に溶融するため）、有機バインダ（スクリーンプリン
ト中に粘性を制御するため）及び溶媒（バインダを溶解
するため）の混合体を用いて、低コストのスクリーンプ
リントまたはスプレーコーティングプロセスにより構築
できる。スクリーンプリントで硬化したエミッタストリ
ップは５０μｍの高さと１００μｍの幅を有すれば、例
えば高さの変動は少なくとも１−５μｍにあると予期さ
れる。１μｍまたはこれ以下のゲート−エミッタ間の距
離が必要である場合、ゲート構造が同等に且つ１μｍオ
ーダーの距離になるよう製造されなければ、このような
高さの変動は製品の信頼性に認められない。
【００２５】前述したミクロンオーダーの孔の開いたゲ
ート構造を製造するプロセスは単なる処理プロセス、構
造及び構成の一つの例である。例えば、誘電体膜または
ゲート導体膜のいずれかは選択的に化学エッチングされ
て、他のエッチングされない材料の露出がもっと大きく
なる。また、他の例として、マスクパーティクルへの誘
電体膜及びゲート導体膜のコーティングは一回以上繰り
返されることにより、放出された電子ビームの飛翔経路
の成形及び三極管動作のために多層ゲート構造を作るこ
とができる。また、さらなる例として、図３に示した誘
電体及び導体の膜が形成された後でマスクパーティクル
をつけ加えることも可能であり、そしてエッチング阻止
マスク材料（酸に耐える重合体または無機物の材料）は
蒸着またはスプレーコーティングによりマスクパーティ
クル上に堆積される。マスクパーティクルはブラシで除
去され、エッチング阻止層に開口を残して、エッチマス
クが得られる。エッチング阻止マスク層により被覆され
ない領域はエッチングされて、例えば、Ｃｒなどの金属
ゲート導体膜は硝酸によって、ガラスのような誘電体膜
はフッ化水素酸によってエッチングされて、ゲート開口
の形成及び下敷きのエミッタ材料の露出を行う。その
後、エッチング阻止マスクは溶媒等により除去される。
【００２６】このような装置はフラットパネルディスプ
レイ、電子ビームガン、マイクロ波パワー増幅器チュー
ブ、イオンソース及び電子リソグラフィに用いられる電
子のマトリックスアドレス可能なソースとしての様々な
素子に利用される。これに関してはP.W.Hawkesの論文"A
dvances in Electronics and Electron Physics"(Acade
mic Press, New York, Vol.83, pp.75-85 and p.107,19
92)に開示されている。後者の素子においては、選択さ
れた行と列の活性化により、指定されたピクセルから電
子の放出が提供されて、超高集積度の回路のパターンの
形成のため、電子敏感のリソグラフィレジスト材料（例
えば、ポリメチル・メタアクリレート（ＰＭＭＡ））の
選択エッチングが実現される。この装置の特性は従来の
電子ビームリソグラフィ装置より優れている。従来の電
子ビームリソグラフィ装置は一般的にスキャンプロセス
によりパターン書きを行い、S.M.Szeが文献"VLSI Techn
ology"(McGraw Hill, New York, 1988, p.155 and p.16
5)に述べられたように生産性が非常に低下である。
【００２７】マトリックスアドレス可能なイオンソース
装置としては、活性化されたピクセル領域から電子を放
出して、雰囲気ガスを衝突することにより、ガスをイオ
ン化させる。
【発明の効果】
【００２８】以上述べたように、本発明の方法により形
成された多量のランダム的に分布した放出開口を用いる
ことにより、フラットパネル型ディスプレイの製造コス
トが低減できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】電界放出デバイスの製造に関わる改善されたプ
ロセスの工程図を表す図。
【図２】製造段階における電界放出デバイスの断面図を
表す図。
【図３】製造段階における電界放出デバイスの断面図を
表す図。
【図４】製造段階における電界放出デバイスの断面図を
表す図。
【図５】図４の構造の別の実施形態を表す図。
【図６】図１のプロセスに用いられたパーティクルのマ
スク効果を表す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
【図７】図１のプロセスに用いられたパーティクルのマ
スク効果を表す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
【図８】図１のプロセスにより製造された電界放出デバ
イスを用いたフラットパネル型ディスプレイの断面図。
【図９】図８のディスプレイに使用された電界放出デバ
イスの上面図。
【符号の説明】
１０ 基板 １１ エミッタ層 １２ マスクパーティクル ３０ 誘電体膜 ３１ ゲート導体膜 ４０ 開口 ５０ 導電層 ８０ 陽極導体 ８１ 透明絶縁基板 ８２ 蛍光体層 ８３ 保持柱 ８４ 電力供給 ９０ エミッタアレイの列 ９１ ゲート導体アレイの行
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 31/12 Ｂ 31/15 Ｃ (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 ニュージャージ ー，デュネレン，サード ストリート 324 (72)発明者 ウェイ ズー アメリカ合衆国，07060 ニュージャージ ー，ノース プレインフィールド，ノース ドライブ 375，アパートメント ディ ー７

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）基板の上に電子エミッタ材料層を
    加えるステップと、 （Ｂ）前記エミッタ材料にマスクパーティクルを加える
    ステップと、 （Ｃ）前記マスクパーティクル及び前記エミッタ材料に
    絶縁材料及び導電性材料の連続的な層を加えるステップ
    と、 （Ｄ）前記マスクパーティクルを除去し、その下に形成
    された開口からエミッタ材料を露出するステップと、 （Ｅ）電界放出デバイスを完成するステップとからなる
    ことを特徴とする電界放出デバイスの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記ステップ（Ａ）の前に導電性層を前
    記基板に加えるステップをさらに有することを特徴とす
    る請求項１の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記ステップ（Ａ）は電子エミッタ材料
    を含む導電性スラリーを加えることにより行われること
    を特徴とする請求項１の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記ステップ（Ｂ）は静電的に行われる
    ことを特徴とする請求項１の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記ステップ（Ｂ）では０．１−１００
    μｍ範囲のサイズのパーティクルが使用されることを特
    徴とする請求項１の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記ステップ（Ｄ）ではマスクパーティ
    クルがブラシで除去されることを特徴とする請求項１の
    製造方法。
  7. 【請求項７】 前記マスクパーティクルは磁性であり、
    前記ステップ（Ｄ）ではマスクパーティクルは磁気引き
    上げにより除去されることを特徴とする請求項１の製造
    方法。
  8. 【請求項８】 前記電子エミッタ材料層をパターン化す
    るステップを含むことを特徴とする請求項１の製造方
    法。
  9. 【請求項９】 前記導電性材料層をパターン化するステ
    ップを含むことを特徴とする請求項１の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記電子エミッタ材料層を第１シリー
    ズの平行なストリップにパターン化するステップと、前
    記導電性材料層を前記第１シリーズのストリップと交差
    する第２シリーズの平行なストリップにパターン化する
    ステップとを含むことを特徴とする請求項１の製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 電子エミッタ材料層を保持する基板
    と、 電気的に前記電子エミッタ材料に接触する手段と、 前記電子エミッタ材料の上に形成される誘電体及び導電
    性材料の連続的な層とからなり、前記誘電体及び導電性
    材料の各層は前記電子エミッタ材料に対してランダムに
    分布している開口を有することを特徴とする電界放出デ
    バイス。
  12. 【請求項１２】 前記誘電体層は０．０１−５μｍの範
    囲の厚さを有することを特徴とする請求項１１の電界放
    出デバイス。
  13. 【請求項１３】 前記導電性層は０．２−５μｍの範囲
    の厚さを有することを特徴とする請求項１１電界放出デ
    バイス。
  14. 【請求項１４】 前記開口は導電性層で直径０．１−５
    ０μｍ範囲の孔を多く形成することを特徴とする請求項
    １１の電界放出デバイス。
  15. 【請求項１５】 前記開口は導電性層の少なくとも５％
    の開口比率を形成し、かつろ過しきい値以下に維持され
    ることを特徴とする請求項１１の電界放出デバイス。
  16. 【請求項１６】 前記電子エミッタ材料はダイヤモン
    ド、グラファイト、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｓ、ＬａＢ6、ＹＢ6、
    ＡＩＮからなるグループから選択されることを特徴とす
    る請求項１１の電界放出デバイス。
  17. 【請求項１７】 前記電子エミッタ材料層及び前記導電
    性材料層は複数のアドレス可能な交差電界を規定するた
    めにパターン化されることを特徴とする請求項１１の電
    界放出デバイス。
  18. 【請求項１８】 請求項１１、請求項１２、請求項１
    ３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７
    のいずれかに記載された電界放出デバイスを含むことを
    特徴とするディスプレイ装置。
  19. 【請求項１９】 セルのバックプレート上に電界エミッ
    タ陰極のアレイと透明な前面プレートに蛍光体被覆の陽
    極とを有し、一つまたはそれ以上の導電性ゲート層が前
    記陽極と前記陰極の間に配置され、前記陰極とゲートは
    ディスプレイのピクセルを規定するためにパターン化さ
    れた、真空セルを含むタイプのフラットパネル型ディス
    プレイ装置において、 前記電界エミッタ陰極に開口を提供するために、前記ゲ
    ート層はランダムに分布している０．１−５０μｍ範囲
    の直径の孔を優勢に含むことを特徴とする改善されたフ
    ラットパネル型ディスプレイ。
  20. 【請求項２０】 ピクセルを規定するゲート層の部分は
    直径０．１−５０μｍの範囲に少なくとも５０個のラン
    ダム孔を有することを特徴とする請求項１９の改善され
    たフラットパネル型ディスプレイ。
  21. 【請求項２１】 電子エミッタ材料を基板に加えるステ
    ップと、前記エミッタ材料の上に絶縁材料層と導電性材
    料層を加えるステップと、導電性材料と絶縁材料を透過
    して電子エミッタ材料を露出する開口を形成するステッ
    プとを含む電界放出デバイスの製造方法において、 前記開口を形成するステップは開口のランダム分布を規
    定するためにワークピースの表面にマスクパーティクル
    を加えるプロセスを含むことを特徴とする改善された電
    界放出デバイスの製造方法。
  22. 【請求項２２】 前記マスクパーティクルは、前記絶縁
    層を形成する前に、前記エミッタ材料に加えることを特
    徴とする請求項２１の電界放出デバイスの製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記マスクパーティクルは、エッチン
    グマスクとして機能する後続のエッチング阻止層を形成
    する前に、前記導電性材料に加えることを特徴とする請
    求項２１の電界放出デバイスの製造方法。
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