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審決分類 審判 査定不服 4項1号請求項の削除 特許、登録しない。 H01J
審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01J
管理番号 1188208
審判番号 不服2006-3919  
総通号数 109 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2009-01-30 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2006-03-02 
確定日 2008-11-20 
事件の表示 特願2001-290335「電界放射型電子源およびその製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成15年 4月 4日出願公開、特開2003-100201〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 第1 手続の経緯
本願は、平成13年9月25日の出願であって、平成18年1月24日付け(発送日:同月31日)で拒絶査定がなされ、これに対して、同年3月2日に拒絶査定不服審判の請求がなされるとともに、同日付けで明細書を補正対象とする手続補正書(以下、この手続補正書による補正を「平成18年3月2日付け手続補正」という。)が提出されたものである。

第2 平成18年3月2日付け手続補正について
当該補正は、特許請求の範囲について、補正前の請求項2及び請求項3を削除するとともに、補正前の請求項4ないし請求項11についても、請求項2及び請求項3の削除に伴い、請求項の番号を繰り上げて、新たな請求項2ないし請求項9として書き直したものであり、また、前記特許請求の範囲の補正に伴い、発明の詳細な説明の欄の記載を補正するものであるから、当該補正は、平成18年改正前特許法(以下、単に「特許法」という。)第17条の2第4項第1号の請求項の削除を目的とするものに該当し、また、願書に最初に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてしたものであることも明らかである。

したがって、平成18年3月2日付け手続補正は、特許法第17条の2第3項及び第4項の規定に適合する。

第3 本願発明
平成18年3月2日付け手続補正は上記のとおり特許法第17条の2第3項及び第4項の規定に適合するから、本願の請求項1ないし9に係る発明は、平成16年5月17日付け手続補正、平成17年12月28日付け手続補正及び平成18年3月2日付け手続補正により補正された明細書及び図面の記載からみて、そ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とおりのものであると認められるところ、本願の請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は次のとおりである。

「【請求項1】 下部電極と、表面電極と、下部電極と表面電極との間に介在し下部電極と表面電極との間に電圧を印加したときに作用する電界により電子が通過する電子通過層とを備え、電子通過層を通過した電子が表面電極を通して放出される電界放射型電子源であって、電子通過層が、ナノメータオーダの多数のシリコン微結晶と、各シリコン微結晶それぞれの表面に形成されシリコン微結晶の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜とを有し、表面電極が層状の導電性炭化物層により形成されてなることを特徴とする電界放射型電子源。」

第4 引用例
1 引用例1
原査定の拒絶の理由に引用された、本願の出願前に頒布された刊行物である特開2000-100316号公報(以下「引用例1」という。)には、図面とともに、次の事項が記載されている。

(1)「【0001】【発明の属する技術分野】本発明は、半導体材料を用いて電界放射により電子線を放射するようにした電界放射型電子源に関するものである。」

(2)「【0013】【発明の実施の形態】図2に本実施形態の電界放射型電子源10の概略構成図を、図3(a)?(e)に電界放射型電子源10の製造方法における主要工程断面図を示す。なお、本実施形態では、導電性基板としてn形シリコン基板1(抵抗率が略0.1Ωcmの(100)基板)を用いている。
【0014】本実施形態の電界放射型電子源10は、図2に示すように、n形シリコン基板1の主表面上に急速熱酸化されたポリシリコン層5が形成され、該ポリシリコン層5上に急速熱酸化された多孔質ポリシリコン層6が形成され、該多孔質ポリシリコン層6上に金属薄膜たる金薄膜7が形成されている。また、n形シリコン基板1の裏面にはオーミック電極2が形成されている。
【0015】ところで、本実施形態では、導電性基板としてn形シリコン基板1を用いているが、導電性基板は、電界放射型電子源10の負極を構成するとともに真空中において上述の多孔質ポリシリコン層6を支持し、なお且つ、多孔質ポリシリコン層6へ電子を注入するものである。
【0016】また、上述の多孔質ポリシリコン層6は、導電性基板と金属薄膜との間に電圧を印加したときに導電性基板から注入された電子がドリフトする強電界ドリフト層である。」

(3)「【0031】上述のTEM観察の結果から、図3(d)に示す急速熱酸化された多孔質ポリシリコン層6(RTO-PPS層6)は、つまり、強電界ドリフト層は、図1に示すように、少なくとも、柱状の半導体結晶であるポリシリコン61と、ポリシリコン61の表面に形成された薄いシリコン酸化膜62と、柱状のポリシリコン61間に介在するナノメータオーダの半導体微結晶である微結晶シリコン層63と、微結晶シリコン層63の表面に形成され当該微結晶シリコン層63の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜であるシリコン酸化膜64とから構成されると考えられる。
【0032】しかして、本実施形態の電界放射型電子源10では、次のようなモデルで電子放出が起こると考えられる。すなわち、金薄膜7をn形シリコン基板1に対して正極として印加する直流電圧Vpsが所定値(臨界値)に達すると、n形シリコン基板1側からRTO-PPS層6に熱的励起により電子e-が注入される。一方、RTO-PPS層6に印加された電界はほとんどシリコン酸化膜64にかかるから、注入された電子は酸化膜64にかかっている強電界により加速されRTO-PPS層6におけるポリシリコン61の間の空間を表面に向かって図1中の矢印Aの向きへ(図1中の上方向へ向かって)ドリフトする。ここに、RTO-PPS層中の電子のドリフト長は後述のように微結晶シリコン層63の粒径に比べて非常に大きいので、ほとんど衝突を起こすことなくRTO-PPS層6の表面に到達する。RTO-PPS層6の表面に到達した電子e-はホットエレクトロンであって、ホットエレクトロンは熱平衡状態よりも数kT以上のエネルギを有するので、RTO-PPS層6の最表面の酸化層を介して金薄膜7を容易にトンネルし真空中に放出される。」

(4)「【0042】ところで、上記実施形態では、導電性基板としてn形シリコン基板1(抵抗率が略0.1Ωcmの(100)基板)を用いているが、導電性基板はn形シリコン基板に限定されるものではなく、例えば、クロムなどの金属基板や、ガラス基板などに透明導電性薄膜(例えば、ITO:Indium Tin Oxide)や白金やクロムなどの導電性膜を形成した基板などを用いてもよく、n形シリコン基板などの半導体基板を用いる場合に比べて大面積化及び低コスト化が可能になる。
【0043】また、ポリシリコン層3の成膜は、導電性基板が半導体基板の場合にはLPCVD法やスパッタ法により行ってもよいし、あるいは、プラズマCVD法によってアモルファスシリコンを成膜した後にアニール処理を行うことにより結晶化させて成膜してもよい。また、導電性基板がガラス基板に導電性薄膜を形成した基板の場合には、CVD法によって導電性薄膜上にアモルファスシリコンを成膜した後エキシマレーザでアニールすることにより、ポリシリコン層3を形成してもよい。」

(5)「【0045】また、上記実施形態においては、金属薄膜として金薄膜7を用いているが、金属薄膜の材料は金に限定されるものではなく、仕事関数の小さな金属であればよく、例えば、アルミニウム、クロム、タングステン、ニッケル、白金などを用いてもよい。」

(6)図面の図1には、多数の微結晶シリコン層63が描かれている。

上記摘記事項(2)の段落【0013】及び【0014】の記載によると、引用例1には、導電性基板としてn形シリコン基板1が記載され、金属薄膜として金薄膜7が記載されている。そうすると、上記摘記事項(1)ないし(5)及び図面の記載から、引用例には、以下の事項が記載されているものと認められる。

ア 摘記事項(2)の段落【0013】ないし【0016】の記載から、電界放射型電子源10が、導電性基板と、金属薄膜と、導電性基板と金属薄膜との間に介在し、導電性基板と金属薄膜との間に電圧を印加したときに導電性基板から注入された電子がドリフトする多孔質ポリシリコン層6とを備えること。
イ 摘記事項(3)の段落【0032】の記載から、多孔質ポリシリコン層6をドリフトした電子が金属薄膜をトンネルし放出されること。
ウ 摘記事項(3)の段落【0031】及び図面の図1の記載から、多孔質ポリシリコン層6が、ナノメータオーダの半導体微結晶である多数の微結晶シリコン層63と、微結晶シリコン層63の表面に形成され当該微結晶シリコン層63の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜であるシリコン酸化膜64とを有すること。
エ 摘記事項(5)の段落【0045】の記載から、金属薄膜は、仕事関数の小さな金属で形成されること。

そうすると、上記摘記事項(1)ないし(5)及び図面の記載から、引用例には、次の発明(以下「引用発明」という。)が記載されているものと認められる。

「導電性基板と、金属薄膜と、導電性基板と金属薄膜との間に介在し、導電性基板と金属薄膜との間に電圧を印加したときに導電性基板から注入された電子がドリフトする多孔質ポリシリコン層6とを備え、多孔質ポリシリコン層6をドリフトした電子が金属薄膜をトンネルし放出される電界放射型電子源10であって、多孔質ポリシリコン層6が、ナノメータオーダの半導体微結晶である多数の微結晶シリコン層63と、各微結晶シリコン層63のそれぞれの表面に形成され当該微結晶シリコン層63の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜とを有し、金属薄膜が、仕事関数の小さな金属により形成されている電界放射型電子源10。」

2 引用例2
原査定の拒絶の理由に引用された、本願の出願前に頒布された刊行物である特許第2956107号公報(以下「引用例2」という。)には、図面とともに、次の事項が記載されている。

(1)「所定の光に対して透過性を有する基板と、この基板上に形成され、所定の光に対して不透明で、複数の開孔部を有する第1の導電体層と、上記各開孔部に上記第1の導電体層と接触して形成された光導電体層と、この光導電体層と接触して形成された第2の導電体層と、上記光導電体層と上記第2の導電体層の周囲に形成された絶縁体層と、上記第2の導電体層上に形成され、電子を透過させるための絶縁体層と、この絶縁体層上に形成され、電子を放出させるための第3の導電体層とを備えた電子放出素子。」(請求項1)

(2)「金属層-絶縁体層-金属層の3層構造で、上記両金属層に電圧を印加することより、トンネル効果で絶縁体層を通過してきた電子を金属層表面から素子外へ放出させるMIM型の電子放出素子などがある。」(第2ページ左欄21行?25行)

(3)「実 施 例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の第1の実施例について説明する。第1図は本発明の第1の実施例における電子放出素子を示す断面図である。
第1図に示すように、使用する所定の光に対して透過性を有する基板1上に使用する所定の光に対して不透明な第1の導電体層2が形成され、この第1の導電体層2は複数の開孔部3を有している。各開孔部3には第1の導電体層2と接触して光導電体層4が形成され、光導電体層4上にはこれと接触して第2の導電体層5が形成され、各第2の導電体層5の外周部が開孔部3の外周において第1の導電体層2に対時されている。第1の導電体層2上には光導電体層4と第2の導電体層5の周囲に絶縁体層6が形成されて各電子放出領域部に電気的に分離されている。この絶縁体層6は光導電体層4の導電体性をもたらす励起光に対し、不透明であるのが望ましい。第2の導電体層5および絶縁体層6上には電子透過用の薄い絶縁体層7が形成され、絶縁体層7上には電子放出用の第3の導電体層8が形成されている。絶縁体層7はトンネル効果により、電子が第2の導電体層5から第3の導電体層8へ透過する部分であるため、薄く形成する程、よりトンネル確率が高くなり、好ましいが、実際的には3?20nm程度である。同様に第3の導電体層8も薄い程好ましいが、実際には電導性との兼合いで5?40nm程度である。また、電子を放出させるための第3の導電体層8は第2の導電体層5を覆うように形成され、電子放出素子の上部電極となる。以上の構成でも電子放出素子として基本的機能は満たすが、更に、第3の導電体層8上に電子放出領域の外周で第2の導電体層5上を避けるように絶縁体層9が形成され、各絶縁体層9上に引出し電極10が形成されている。」(第3ページ右欄12行?44行)

(4)「以上の構成において、以下、その動作について説明する。
電源11により電子放出を生じさせるのに必要な所定の電圧を第3の導電体層8が正、第1の導電体層2が負となるように印加しておき、基板1側から電子放出させたい部分に対応する開孔部3に独立に、あるいは時間順序で所定の光を所定の時間照射する。これにより、照射された開孔部3の光導電体層4のみを照射し、照射された光導電体層4を電気的絶縁状態から電気的導通状態とする。その結果、第1の導電体層2と、電子放出させたい電子放出領域の第2の導電体層5とが上記照射された光導電体層4を介して電気的に接続され、電子を放出させたい電子放出領域の第2の導電体層5と第3の導電体層8との間に電源11により所定の電圧が印加され、トンネル現象により電子放出させたい電子放出領域の第3の導電体層8より電子を放出させることができる。このとき、上記のように第3の導電体層8上に第2の絶縁体層9と引出し電極10を形成することにより、電子をより放出しやすくし、かつ放出電子のビーム制御を行うことができる。」(第3ページ右欄45行?第4ページ左欄14行)

(5)「本実施例の構成は、いわゆる電界放出型であるので、電子放出部36は高融点で、低仕事関数の材料、例えば、Mo、LaB6、ZrC等を用いるのが望ましい。」(第4ページ右欄12?14行)

(6)「実施例1
第1図において、・・・絶縁体層7上に第3の導電体層8として、例えば、Au、ZrC、LaB6等を10?15nmの膜厚で形成して電子放出素子を作製した。」(第4ページ左欄19行?33行)

第5 対比
本願発明と引用発明とを対比する。
1 引用発明の「導電性基板」、「金属薄膜」、「多孔質ポリシリコン層6」、「電界放射型電子源10」、「微結晶シリコン層63」及び「絶縁膜」は、それぞれ、本願発明の「下部電極」、「表面電極」、「電子通過層」、「電界放射型電子源」、「シリコン微結晶」及び「絶縁膜」に相当し、引用発明において、多孔質ポリシリコン層6を電子がドリフトすることは、本願発明において、電子通過層を電子が通過することに相当する。
2 引用発明の「金属薄膜」が、「薄膜」であることは、本願発明の「表面電極」が、「層状」であることに相当するから、引用発明の「金属薄膜が、仕事関数の小さな金属により形成されている」と、本願発明の「表面電極が層状の導電性炭化物層により形成されてなる」とは、「表面電極が層状の導電性材料層により形成されてなる」点で共通する。

そうすると、本願発明と引用発明とは以下の一致点で一致し、以下の相違点で相違する。

(一致点)
「下部電極と、表面電極と、下部電極と表面電極との間に介在し下部電極と表面電極との間に電圧を印加したときに作用する電界により電子が通過する電子通過層とを備え、電子通過層を通過した電子が表面電極を通して放出される電界放射型電子源であって、電子通過層が、ナノメータオーダの多数のシリコン微結晶と、各シリコン微結晶それぞれの表面に形成されシリコン微結晶の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜とを有し、表面電極が層状の導電性材料層により形成されてなる電界放射型電子源。」

(相違点)
表面電極を形成する層状の導電性材料層に関して、本願発明では、その材料を「導電性炭化物」としているのに対し、引用発明では「金属」としている点。

第6 当審の判断
上記相違点について検討する。
引用例2には、「所定の光に対して透過性を有する基板と、この基板上に形成され、所定の光に対して不透明で、複数の開孔部を有する第1の導電体層と、上記各開孔部に上記第1の導電体層と接触して形成された光導電体層と、この光導電体層と接触して形成された第2の導電体層と、上記光導電体層と上記第2の導電体層の周囲に形成された絶縁体層と、上記第2の導電体層上に形成され、電子を透過させるための絶縁体層と、この絶縁体層上に形成され、電子を放出させるための第3の導電体層とを備えた電子放出素子。」(摘記事項(1))の発明が記載されており、引用例2に記載された発明において、光が照射されたときに電子を放出する動作は、「電子を放出させたい電子放出領域の第2の導電体層5と第3の導電体層8との間に電源11により所定の電圧が印加され、トンネル現象により電子放出させたい電子放出領域の第3の導電体層8より電子を放出させる」(摘記事項(4))ものであり、従来の「金属層-絶縁体層-金属層の3層構造で、上記両金属層に電圧を印加することより、トンネル効果で絶縁体層を通過してきた電子を金属層表面から素子外へ放出させるMIM型の電子放出素子」(摘記事項(2))と、電子を放出するときの動作が共通するものであるから、引用例2に記載された発明の電子放出素子は、電界放射型電子源であるMIM型の電子放出素子の1つであるといえる。
そして、引用例2には、そのようなMIM型の電子放出素子において、「電子を放出させるための第3の導電体層」として、Au、ZrC、LaB6等を10?15nmの膜厚で形成することが記載されている(摘記事項(6))。また、これらの材料のうち、少なくとも「ZrC」が、高融点で、低仕事関数の材料であることも、引用例2の「電子放出部36は高融点で、低仕事関数の材料、例えば、Mo、LaB6、ZrC等を用いるのが望ましい。」(摘記事項(5))との記載から読み取ることができる。
引用発明と引用例2に記載された上記発明は、電界放射型電子源である点で共通するとともに、引用発明の「金属薄膜」と、引用例2に記載された発明における「第3の導電体層」とは、電子を放出させるための薄膜層である点で、その機能及び構造も共通するのであるから、引用発明の「金属薄膜」の材料として、「金属」に代えて、引用例2に記載された「ZrC」を採用し、上記相違点に係る本願発明の発明特定事項とすることに格別の困難性はない。

そして、本願発明の作用効果も、引用例1及び引用例2の記載から当業者が予測できる範囲のものである。
したがって、本願発明は、引用発明及び引用例2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。

第7 むすび
以上のとおりであるから、本願の請求項1に係る発明は、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。
そして、請求項1に係る発明が特許を受けることができないから、その余の請求項に係る発明について論及するまでもなく、本願は、拒絶すべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2008-09-18 
結審通知日 2008-09-24 
審決日 2008-10-08 
出願番号 特願2001-290335(P2001-290335)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (H01J)
P 1 8・ 571- Z (H01J)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 波多江 進  
特許庁審判長 江塚 政弘
特許庁審判官 山川 雅也
堀部 修平
発明の名称 電界放射型電子源およびその製造方法  
代理人 西川 惠清  
代理人 森 厚夫  

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