JP2000203821A - カ―ボンナノチュ―ブのフイルム化方法、その方法によりフィルム化されたカ―ボンナノチュ―ブ及びこれを用いた電界電子放出源 - Google Patents

カ―ボンナノチュ―ブのフイルム化方法、その方法によりフィルム化されたカ―ボンナノチュ―ブ及びこれを用いた電界電子放出源

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Abstract

(57)【課題】 カーボンナノチューブを用いて所定パターン
に形成された安価な電界電子放出源を得るためのカーボ
ンナノチューブのフィルム化方法を提供すること。 【解決手段】 所定パターンに粘着テープ２４が被着さ
れた銅板２３を、粗単層カーボンナノチューブを分散さ
せた溶液２２とともにビーカ２１に入れ、溶液２２を自
然蒸発させることにより、銅板２３上に単層カーボンナ
ノチューブを堆積させる。単層カーボンナノチューブが
堆積した銅板２３から粘着テープ２４を剥離させること
により、銅板２３上に所定パターンに密着堆積した単層
カーボンナノチューブが得られ、これを電子管の電子放
出源として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上にカーボン
ナノチューブの被膜を形成するカーボンナノチューブの
フイルム化方法、その方法によりフィルム化されたカー
ボンナノチューブ及びこれを用いた電界電子放出源に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電界電子放出源は、熱エネルギを利用す
る電子源（熱電子放出源）に比べ、省エネルギで長寿命
化が可能など、優れた点が多い。現在、このような電界
電子放出源の材料としては、タングステン、シリコン、
モリブデン等が知られている。
【０００３】電界電子放出源は、その先端に電界を集中
させるため、鋭利な先端を持たなければならない。しか
しながら、タングステン等の金属材料の先端を鋭利に加
工することは容易ではない。また、使用中に電界電子放
出源の先端の鋭利さを保つためには、電子管内を１０
−８Ｔｏｒｒ台以上の高真空にする必要もある。このよ
うに、金属材料を用いた電界電子放出源は、その製造が
非常に困難であるとともに、その後の電子管の製造も困
難にする。
【０００４】最近、上記の様な欠点を持たない電界電子
放出源の材料として、カーボンナノチューブが注目され
ている。カーボンナノチューブは、それ自体が電界を集
中させるのに充分な鋭利さを持ち、化学的に安定で、機
械的にも強靱であるという特徴を持つため、電界電子放
出源として非常に有望視されている。
【０００５】カーボンナノチューブは、多層カーボンナ
ノチューブ（ＭＷＮＴ）と単層カーボンナノチューブ
（ＳＷＮＴ）とに大別できる。多層カーボンナノチュー
ブは、その名の通り、２層以上の同心円筒からなり、そ
の先端は閉じている。また、単層カーボンナノチューブ
は、１層の円筒からなり、その先端は開口している。こ
のうち、電界電子放出源としては、主に多層カーボンナ
ノチューブが用いられる。
【０００６】多層カーボンナノチューブは、一対の純粋
炭素電極を用いて、ガス雰囲気下で直流アーク放電を行
えば得ることができる。即ち、アーク放電により陽極炭
素電極が蒸発して、煤と陰極堆積物となるが、多層カー
ボンナノチューブは、その陰極堆積物中に含まれてい
る。
【０００７】得られた多層カーボンナノチューブは、分
離精製することなくエポキシ樹脂で固めたものが、良好
な電界電子放出源になり得ることがコリンズ等によって
報告されている（P.G.Collins等、Appl.Phys.Lett69(1
3)23,Sep.(1996).,p1969）。しかしながら、分離精製を
行って、その先端を開口させた多層カーボンナノチュー
ブのほうが、電界電子放出源としては、しきい値が低
い、電流密度が大きいなどの有利な結果が得られること
がスモーリー等によって確認されている（Smally等、Sc
iepce vol.269,1550(1995)）。分離精製の方法は、以下
のようにして行われる。
【０００８】まず、粗多層カーボンナノチューブを、す
り鉢で粉砕する。次に、粉砕した粗多層カーボンナノチ
ューブをエタノールで分散させ、超音波をかける。そし
て、粗多層カーボンナノチューブを分散させた工タノー
ルを濾過し、濾過液を乾燥させる。現出した物質を篩に
掛け、篩を通過したものだけ石英ガラス上でバーナによ
り加熱燃焼させる。
【０００９】以上のようにして分離精製された多層カー
ボンナノチューブは、純度が高められるだけでなく、そ
の先端が開口しており、電界電子放出源として良好な特
性を示す。
【００１０】また、多層カーボンナノチューブを電界電
子放出源として利用するには、多層カーボンナノチュー
ブをフィルム化することが好ましく、その方法は、スイ
スの原子クラスター研究者、ド・ヘール等によって開発
されている（SCIENCE 268(1995)845）。その方法は、分
離、精製した多層カーボンナノチューブを０．２μｍ径
の多孔セラミックフィルタに通し、それをテフロンやア
ルミホイルに転写するというものである。そして、この
ようにして得られたフィルム化された多層カーボンナノ
チューブを用いて、電界電子放出評価を行なった結果
が、SICENCE 270(1995)1179に報告されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】多層カーボンナノチュ
ーブの回収率は、原料の消費量に対して十数パーセント
にしかならない。また、多層カーボンナノチューブの分
離精製は、手間がかかる。したがって、多層カーボンナ
ノチューブを用いた電界電子放出源は、コストがかか
り、量産には向かないという問題がある。
【００１２】また、ド・ヘール等によるカーボンナノチ
ューブのフィルム化方法は、単層ナノチューブが、多層
ナノチューブとは異なり、柔軟性に富んでおり、互いに
絡みやすく束になりやすいという特徴を有するために、
セラミックフィルタの小孔に捕らえられず、転写が困難
であるという理由により、単層ナノチューブのフィルム
化には利用できないという問題もある。また、種々の用
途の電界電子放出源を形成するためには、用途に応じた
所定パターンのフィルム化が必要であるが、カーボンナ
ノチューブを所定パターンにフィルム化することが困難
という問題がある。
【００１３】本発明は、カーボンナノチューブの分離精
製の手間を省き、所定パターンに形成された安価な電界
電子放出源を提供できるカーボンナノチューブのフィル
ム化方法を提供することを課題とする。
【００１４】また、本発明は、単層カーボンナノチュー
ブを所定パターンにフイルム化するに適したカーボンナ
ノチューブのフィルム化方法を提供することを課題とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、粗カー
ボンナノチューブを溶媒中に分散させた溶液の前記溶媒
を蒸発させることにより、前記溶液中に配設され所定パ
ターンの露出部を有する基板の前記露出部上にカーボン
ナノチューブを堆積させることを特徴とするカーボンナ
ノチューブのフィルム化方法が得られる。
【００１６】ここで、前記粗カーボンナノチューブを前
記溶媒中に分散させた後沈殿物を除去して得られる上澄
みを用いて、前記基板の露出部上にカーボンナノチュー
ブを堆積させるようにすることが好ましい。あるいは、
前記粗カーボンナノチューブを前記溶媒に分散させた溶
液または前記上澄みを濾過して得られた濾液を用いて、
前記基板の露出部上にカーボンナノチューブを堆積させ
るようにすることもできる。
【００１７】また、前記粗カーボンナノチューブを粉砕
処理した後前記溶媒中に分散させた溶液を用いるように
してもよい。
【００１８】また、本発明によれば、粗カーボンナノチ
ューブを溶媒中に分散させることにより溶液を得、散布
手段により、所定パターンの露出部を有する基板の前記
露出部上に前記溶液を散布し、前記溶媒を蒸発させるこ
とにより前記基板の露出部上にカーボンナノチューブを
堆積させることを特徴とするカーボンナノチューブのフ
ィルム化方法が得られる。前記溶液の散布及び溶媒の蒸
発を複数回繰り返して行うようにしてもよい。
【００１９】ここで、前記溶液は、前記粗カーボンナノ
チューブを前記溶媒中に分散させた後、沈殿物を除去し
て得られる上澄みであることが好ましい。あるいは、前
記溶液は、前記粗カーボンナノチューブを溶媒に分散さ
せた溶液または前記上澄みを濾過して得られた濾液を使
用してもよい。
【００２０】また、前記溶液は、前記粗カーボンナノチ
ューブを粉砕処理した後、前記溶媒中に分散させること
により得られる溶液を使用してもよい。尚、前記基板と
しては、金属板や炭素シートなどの導電板が使用でき
る。
【００２１】上記方法により得られたフィルム化された
カーボンナノチューブは、電界電子放出源として利用で
きる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００２３】はじめに、一般的な単層カーボンナノチュ
ーブの製造方法について説明する。単層カーボンナノチ
ューブを製造する場合にも、多層カーボンナノチューブ
を製造する場合と同様、一対の炭素電極を用い、ガス雰
囲気下で直流アーク放電を行う。ただし、単層カーボン
ナノチューブを製造する場合は、多層カーボンナノチュ
ーブを製造する場合と異なり、陽極電極として、触媒と
なり得るニッケル、イットリウムなどの金属が添加され
た炭素電極を用いる。このようなアーク放電により、煤
と、陰極堆積物が生成するが、単層カーボンナノチュー
ブは、煤中に存在する。
【００２４】発明者等は、先に、特願平１０−８２４０
９号において、粗単層カーボンナノチューブの回収率を
飛躍的に向上させる製造方法を提案した。この方法によ
れば、従来の方法よりも、また、多層カーボンナノチュ
ーブを製造するよりも、安価に大量の単層カーボンナノ
チューブを得ることができる。したがって、単層カーボ
ンナノチューブを電界電子放出源として利用することが
できれば、カーボンナノチューブを用いた電界電子放出
源を、安価に提供することができるはずである。
【００２５】そこで、発明者等は、未処理の粗単層カー
ボンナノチューブを用いて、電界電子放出実験を行った
結果、未処理の粗単層カーボンナノチューブを用いて電
界電子放出が生じることを確認した。その結果を図１に
示す。
【００２６】図１のＩ−Ｖ特性に示すように、印加電圧
が５００Ｖを超えるあたりから、電流が検出され、ま
た、ＦＮプロットが、負の傾きを有する直線であること
から、電界電子放出が生じていることは明らかである。
【００２７】しかしながら、未処理の粗単層カーボンナ
ノチューブは、そのままでは扱いにくく、また、特性的
に多層カーボンナノチューブを用いた電界電子放出源に
対抗できないので、処理及び基板への堆積（フィルム
化）を行うこととした。尚、単層カーボンナノチューブ
は、基板に密着させないと、電圧を印加したときに、対
極板に引き寄せられ、特性の変化や短絡の原因となる。
【００２８】粗単層カーボンナノチューブの処理及び基
板への堆積方法を概略説明すると、先ず、ビーカ等の容
器を用意し、その内底に金属板または炭素シート等の導
電性の基板（導電板）をセットする。そこへ、粗単層カ
ーボンナノチューブと溶媒、例えば、アセトンを入れ
る。そして、容器に超音波をかけた後、ドラフトチャン
バ内で溶媒を自然蒸発させる。すると、基板の表面に粗
単層カーボンナノチューブが、均一に密着、堆積する。
尚、以上のようにして得られた、フィルム化したカーボ
ンナノチューブは、例えば、基板の裏側から指ではじく
ような、強い振動を与えても脱落しない程度に、強固に
密着していた。
【００２９】次に、基板上に、所定パターンにフィルム
化されたカーボンナノチューブを形成する方法を詳細に
説明する。図２は、所定パターンにフィルム化されたカ
ーボンナノチューブを基板上に作製する方法に係る実施
の形態を示す図である。
【００３０】図２において、２１は容器であるビーカ、
２２は、別途粗カーボンナノチューブをアセトン等の溶
媒に分散、静止せた後に得られたカーボンナノチューブ
が分散した溶液、２３は銅等の導電性の基板（導電
板）、２４は基板２３に被着したマスク部としての粘着
テープである。基板２３上面の一部が粘着テープ２４に
覆われることにより、基板２３の上面には、所定パター
ンの露出部２５が形成されている。
【００３１】所定パターンのフィルム化されたカーボン
ナノチューブを作製する場合には、先ず、ビーカ２１の
内底に、粘着テープ２４が所定パターンに被着された基
板２３をセットする。一方、カーボンナノチューブが分
散した上澄み液を作るべく、別途用意されたビーカ（図
示せず）に粗カーボンナノチューブと溶媒、例えばアセ
トンを入れ、前記ビーカに超音波をかけた後、１０分間
程度静止してその上澄み液を回収する。そして、得られ
た上澄み液の溶液２２をビーカ２１に移し替え、例え
ば、ドラフトチャンバ内で溶液２２の溶媒を自然蒸発さ
せる。すると、基板２３及び粘着テープ２４の表面に粗
単層カーボンナノチューブが、均一に密着、堆積する。
その後、粘着テープ２４を剥離し除去することにより、
露出部２５にのみフィルム化されたカーボンナノチュー
ブが形成される。
【００３２】露出部２５のパターンを記号や文字等の種
々の形状に形成することにより、記号や文字等の種々の
所定パターンのフィルム化されたカーボンナノチューブ
を形成することが可能になる。尚、カーボンナノチュー
ブフィルムを所定パターンに形成することが可能である
ため、電界電子放出源として利用する場合に、基板２３
の導電パターンを所定形状に加工する必要が無く、ベタ
状の電極を使用することが可能になる。
【００３３】図３は、所定パターンにフィルム化された
カーボンナノチューブを基板上に作製する方法に係る他
の実施の形態を示す図である。図３において、３１は銅
等の導電性の基板（導電板）、３３はセラミック等によ
って形成されたマスク部である。マスク部３３には、所
定パターンの貫通孔３４（図３では９個の四角形状の貫
通孔）が形成されている。
【００３４】所定パターンのフィルム化されたカーボン
ナノチューブを作製する場合には、先ず、基板３１上に
マスク部３３を重ね、これをビーカ（図示せず）の内底
にセットする。このとき、貫通孔３４に対応する基板３
１の上面部分は、マスク部３３で覆われず、破線で示す
ように９個の四角形状の露出部３２が形成される。
【００３５】そこへ、別途、粗単層カーボンナノチュー
ブと溶媒（図示せず）、例えば、アセトンをビーカ（図
示せず）に入れて超音波をかけた後に静止して得られた
上澄み液を、基板３１及びマスク部が配設されたビーカ
内に注ぎ込んで自然蒸発させる。すると、基板３１の露
出部３２及びマスク部３３の表面に粗単層カーボンナノ
チューブが、均一に密着、堆積する。その後、マスク部
３３を除去することにより、基板３１の露出部３２にの
みフィルム化されたカーボンナノチューブが得られる。
【００３６】貫通孔３４のパターンを記号や文字等の種
々の形状に形成することにより、記号や文字等の種々の
所定パターンのフィルム化されたカーボンナノチューブ
を形成することが可能になる。また、微細な貫通孔３４
を規則正しく配置することにより、点状で規則正しく配
列した、規格の揃ったカーボンナノチューブ（電界電子
放出源）を得ることが可能になる。尚、カーボンナノチ
ューブフィルムを所定パターンに形成することが可能で
あるため、電界電子放出源として利用する場合に、基板
３１の導電パターンを所定形状に加工する必要が無く、
ベタ状の電極を使用することが可能になる。
【００３７】前述した各実施の形態に係る方法は、非常
に簡易であり、大量生産に向いている。また、この方法
は、一度粗単層カーボンナノチューブの固まりをほぐし
た（溶媒中に分散させた）後、基板上で再び固まりとし
ているので、ロット内の均一性が確保される。よって、
スケールアップに有利である。
【００３８】尚、粗単層カーボンナノチューブは、予
め、すり鉢やミキサで粉砕（数十秒から数分程度）して
から上記処理、堆積の工程を行うようにしてもよい。ま
た、容器に超音波をかけて、粗単層カーボンナノチュー
ブを溶媒中に分散させた後、沈殿物を取り除いてから、
上澄みの溶媒を自然蒸発させるようにしてもよい。この
ようにすることで、単層カーボンナノチューブの先端部
分が表面に現れ易くなり、しきい値電圧を下げ、大きな
電流密度を得ることができる。
【００３９】あるいは、単に粗カーボンナノチューブの
分散した上澄み液を用いるのではなく、これを濾過し、
粗単層カーボンナノチューブを分散させた溶液から沈殿
物を取り除いた濾液を用いて、基板への堆積を行なうよ
うにしてもよい。この際、適切な穴径の濾過フィルタを
用いることにより、濾液に含まれる単層カーボンナノチ
ューブの純度を高めることができる。
【００４０】また、上記方法を用いると、高純度の粗単
層カーボンナノチューブは、ビーカの側面へほとんど付
着することなく、基板に密着して堆積する。これに対
し、低純度の粗単層カーボンナノチューブは、ビーカの
側面に付着し易く、基板への密着性も弱く崩れ易い。こ
のことから、上記方法は、粗単層カーボンナノチューブ
の純度を検査することなく、その純度を知ることがで
き、製品の品質検査を容易にするという効果も有る。
【００４１】前記各実施の形態により得られる、単層カ
ーボンナノチューブを表面に堆積させた導電性の基板
（フィルム化されたカーボンナノチューブ）は、２極管
や３極管（発光デバイス）等の電子管のカソード、即ち
電界電子放出源として利用することができる。特に、フ
ラットディスプレイパネルに用いられる表示管の電界電
子放出源として期待される。しかしながら、その用途は
これらに限られるものではない。
【００４２】尚、上記各実施の形態では、単層カーボン
ナノチューブを導電性の基板に堆積させたが、多層カー
ボンナノチューブを堆積させる方法、あるいは、絶縁基
板上に単層または多層カーボンナノチューブを堆積させ
る方法としても利用できることは言うまでもない。ここ
で、分離精製された多層カーボンナノチューブを基板に
堆積させた場合、単層カーボンナノチューブの場合と同
様に基板に密着することが発明者等により確認されてい
る。また、基板の両面に単層または多層カーボンナノチ
ューブを堆積させる方法としても利用できる。これらの
方法により得られるフィルム化されたカーボンナノチュ
ーブは、水素の貯蔵や、電池の電極としての利用が考え
られる。
【００４３】また、上記各実施の形態では、溶媒とし
て、アセトンを例示したが、ジエチルエーテルや、水、
エタノール等の液体が使用できる。また、金属基板とし
ては、銅、銀、ニッケル、あるいは、チタン等が使用で
きる。
【００４４】さらにまた、上記各実施の形態では、溶媒
を自然乾燥させるものとしたが、溶媒を加熱したり、減
圧雰囲気下に置いたりすることにより、急速乾燥させて
も同様の結果が得られる。また、溶媒を完全に蒸発させ
ずに、蒸発途中で基板を溶液中から引き上げ、その後、
基板を乾燥させるようにしてもよい。
【００４５】尚、上記各実施の形態では、ビーカ等の容
器中に溶液及び基板を配設した状態で、前記基板上にカ
ーボンナノチューブを堆積させるようにしたが、スポイ
トあるいはディスペンサ等の散布手段を用いて、露出部
を形成した基板の露出部に粗カーボンナノチューブを溶
媒中に分散させた溶液を滴下することにより散布し、前
記溶媒を蒸発させるようにしてフィルム化する方法であ
ってもよい。
【００４６】即ち、粗カーボンナノチューブをアセトン
等の溶媒中に分散させて超音波をかけることにより溶液
を得、図２及び図３と同じようにマスク部を基板に重ね
ることにより、前記基板に所定パターンの露出部を形成
し、前記露出部上にスポイトあるいはディスペンサ等の
散布手段を用いて前記溶液を散布した後、前記溶媒を蒸
発させ、その後、前記マスク部を除去することにより前
記基板の露出部上にカーボンナノチューブを堆積させる
ようにして、フィルム化することもできる。
【００４７】この方法では、ほぼ基板の露出部にのみカ
ーボンナノチューブを堆積することができるため、マス
ク部上に堆積するカーボンナノチューブを最小化でき、
カーボンナノチューブ等の材料の有効利用を図ることが
できる。また、基板の露出部分に、滴下することにより
散布するカーボンナノチューブの量を調整すれば、カー
ボンナノチューブ層の膜厚制御が可能になるという利点
もある。この場合、カーボンナノチューブを含む溶液の
散布、溶媒の蒸発という工程を繰り返すことにより、カ
ーボンナノチューブ層を所望の厚さに形成するようにし
てもよい。また、マスク部の厚みを適宜変更することに
より、所望の厚さのカーボンナノチューブを形成するよ
うにしてもよい。これにより、例えば、電界電子放出源
に用いる場合に、電子放出に最適な厚さのカーボンナノ
チューブ層を形成することが可能になる。
【００４８】前記溶液は、前記の如くして粗カーボンナ
ノチューブを溶媒中に分散させることにより得られる各
種溶液や、前記溶液を濃縮して得られる溶液を使用する
ことができる。例えば、前述したように、前記粗カーボ
ンナノチューブを前記溶媒中に分散させた後、沈殿物を
除去して得られる上澄み液、または、前記粗カーボンナ
ノチューブを溶媒中に分散させた溶液または前記上澄み
を濾過して得られた濾液が使用できるだけでなく、前記
粗カーボンナノチューブを粉砕処理した後、前記溶媒中
に分散させることにより得られる溶液等も使用すること
ができる。
【００４９】
【実施例】以下、実際に単層カーボンナノチューブを用
いる電界電子放出源を作製し、その特性等を測定した結
果を示す。
【００５０】電界電子放出源の作製は、次のように行っ
た。まず、１００ｍｌのビーカを用意し、粗単層カーボ
ンナノチューブを５０ｍｇとアセトンを１００ｃｃ入れ
る。そして、ビーカに超音波(１００Ｗ、２０分)をか
け、粗単層カーボンナノチューブをアセトン中に分散さ
せる。上澄みと沈殿物とを分離し、４０×４０×０．３
ｍｍの銅板を底にセットした２つのビーカに、それぞれ
上澄みと沈殿物を入れ、ドラフトチャンバ内に静置して
アセトンを自然蒸発させる。これにより、表面に粗単層
カーボンナノチューブを堆積させた銅板が得られる。
【００５１】この後、得られた銅板を５ｍｍ角に切り取
り、図４に示すような２極管構造物のカソードとした。
即ち、粗単層カーボンナノチューブ４１を堆積させた銅
板４２を、スペーサ４３を介してアノード電極４４に対
向させ、アノード電極４４と銅板４２との間に電源４５
から電圧を印加するようにした。
【００５２】評価は、この２極管構造物を評価用チャン
バ内に導入し、前記チャンバ内部を真空にして行った。
このときの背圧は、２×１０−７Ｔｏｒｒ以下とした。
尚、使用した粗単層カーボンナノチューブは、Ｎｉ及び
Ｙの混合物を添加した一対の炭素電極を用いて、発明者
等により提案された交流アーク放電（ＡＣ１８０Ａ、Ｈ
ｅ圧：５００Ｔｏｒｒ）により得たものを用いた。測定
の結果を図５に示す。
【００５３】図５の結果から、沈殿物には、触媒金属
や、アモルファス状の炭素等の不純物が多く含まれてお
り、電子放出の効率が非常に悪く、上澄みは、不純物が
少ないので、効率よく電子放出が行われていることが分
かる。そこで、以下では、上澄みのみを用いて、上述し
た方法で電界電子放出源を作製し、その特性を測定し
た。
【００５４】図６に、粗単層カーボンナノチューブとし
て、従来の直流アーク放電（陽極に、Ｎｉ及びＹを添加
した炭素電極を用い、ＤＣ１５０Ａの電流を流した）に
より得たものを用いた場合の測定結果を示す。
【００５５】図６のＩ−Ｖ特性から明らかなように、印
加電圧が２００Ｖを超えると、電流が流れ始める。ま
た、図６のＦＮプロットは、傾きが負のほぼ直線となっ
ている。これらのことから、単層カーボンナノチューブ
を電界電子放出源として利用できることが分かる。
【００５６】また、図７には、単層カーボンナノチュー
ブ（交流アーク放電（ＡＣ１８０Ａ、Ｈｅ圧：５００Ｔ
ｏｒｒ）により得たもの）を用いた電界電子放出源の電
流時間変化を測定した結果を示す。
【００５７】図７から明らかな通り、単層カーボンナノ
チューブは、電界電子放出源として、長時間安定した特
性を示す。
【００５８】また、図８に示す３極構造物を作製し、チ
ャンバ内で電圧を印可したところ、蛍光体を発光させる
ことができた。即ち、単層カーボンナノチューブ８１を
堆積させた銅板８２をスペーサ８３を介して金属メッシ
ュであるグリッド電極８４に対向させ、さらに、ガラス
板８５に金属メッシュであるアノード電極８６を設け
て、その表面に蛍光体８７を塗布した三極構造物に、電
源８８からの電圧を印加するようにして、その蛍光体８
７を発光させることができた。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、粗カーボンナノチュー
ブが分散した溶液中に、所定パターンの露出部を有する
基板を配設して溶媒を蒸発させ、カーボンナノチューブ
の層を前記基板の露出部上に堆積させるようにしたこと
で、容易に所定パターンのカーボンナノチューブのフィ
ルム化が実現できる。また、粗カーボンナノチューブを
溶媒中に分散させた溶液を、散布手段により、所定パタ
ーンの露出部を有する基板の前記露出部上に散布し、前
記溶媒を蒸発させることにより前記基板の露出部上にカ
ーボンナノチューブを堆積させるようにしているので、
容易に所定パターンのカーボンナノチューブのフィルム
化が実現できると共に、材料の有効利用を図ることが可
能になる。
【００６０】また、本発明の方法により得られるフィル
ム化されたカーボンナノチューブを、電界電子放出源と
して利用するようにしたことで、所定パターンに形成さ
れた安価な電界電子放出源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 未処理の粗単層カーボンナノチューブを用い
た２極管構造物の特性を示すグラフである。
【図２】 所定パターンに形成されフィルム化されたカ
ーボンナノチューブの作製方法に係る本発明の実施の形
態を示す図である。
【図３】 所定パターンに形成されフィルム化されたカ
ーボンナノチューブの作製方法に係る本発明の他の実施
の形態を示す図である。
【図４】 ２極管構造物の構成を示す概略図である。
【図５】 上澄みと沈殿物とを用い、本発明の製造方法
により作製した電界電子放出源の特性を示すグラフであ
る。
【図６】 本発明により作製した電界電子放出源の特性
を示すグラフである。
【図７】 本発明により作製した電界電子放出源の放出
電流の時間変化を示すグラフである。
【図８】 ３極管構造の構成を示す概略図である。
【符号の説明】 ２１・・・容器としてのビーカ ２２・・・溶液 ２３・・・基板 ２４・・・マスク部としての粘着テープ ２５、３２・・・露出部 ３３・・・マスク部 ４１、８１・・・単層カーボンナノチューブ ４２、８２・・・銅板 ４３、８３・・・スペーサ ４４、８６・・・アノード電極 ４５、８８・・・電源 ８４・・・グリッド電極 ８５・・・ガラス板 ８７・・・蛍光体

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粗カーボンナノチューブを溶媒中に分散
    させた溶液の前記溶媒を蒸発させることにより、前記溶
    液中に配設され所定パターンの露出部を有する基板の前
    記露出部上にカーボンナノチューブを堆積させることを
    特徴とするカーボンナノチューブのフィルム化方法。
  2. 【請求項２】 前記粗カーボンナノチューブを前記溶媒
    中に分散させた後沈殿物を除去して得られる上澄みを用
    いて、前記基板の露出部上にカーボンナノチューブを堆
    積させることを特徴とする請求項１記載のカーボンナノ
    チューブのフィルム化方法。
  3. 【請求項３】 前記粗カーボンナノチューブを前記溶媒
    に分散させた溶液または前記上澄みを濾過して得られた
    濾液を用いて、前記基板の露出部上にカーボンナノチュ
    ーブを堆積させることを特徴とする請求項１又は２記載
    のカーボンナノチューブのフィルム化方法。
  4. 【請求項４】 前記粗カーボンナノチューブを粉砕処理
    した後前記溶媒中に分散させた溶液を用いて、前記基板
    の露出部上にカーボンナノチューブを堆積させることを
    特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のカーボ
    ンナノチューブのフィルム化方法。
  5. 【請求項５】 粗カーボンナノチューブを溶媒中に分散
    させることにより溶液を得、散布手段により、所定パタ
    ーンの露出部を有する基板の前記露出部上に前記溶液を
    散布し、前記溶媒を蒸発させることにより前記基板の露
    出部上にカーボンナノチューブを堆積させることを特徴
    とするカーボンナノチューブのフィルム化方法。
  6. 【請求項６】 前記溶液の散布及び溶媒の蒸発を複数回
    繰り返して行うことを特徴とする請求項５記載のカーボ
    ンナノチューブのフィルム化方法。
  7. 【請求項７】 前記溶液は、前記粗カーボンナノチュー
    ブを前記溶媒中に分散させた後、沈殿物を除去して得ら
    れる上澄みであることを特徴とする請求項５又は６記載
    のカーボンナノチューブのフィルム化方法。
  8. 【請求項８】 前記溶液は、前記粗カーボンナノチュー
    ブを溶媒に分散させた溶液または前記上澄みを濾過して
    得られた濾液であることを特徴とする請求項５乃至７の
    いずれか一に記載のカーボンナノチューブのフィルム化
    方法。
  9. 【請求項９】 前記溶液は、前記粗カーボンナノチュー
    ブを粉砕処理した後、前記溶媒中に分散させることによ
    り得られる溶液であることを特徴とする請求項５乃至８
    のいずれか一に記載のカーボンナノチューブのフィルム
    化方法。
  10. 【請求項１０】 前記基板が、導電板であることを特徴
    とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のカーボンナ
    ノチューブのフィルム化方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか一に記載
    の方法用いてフィルム化されたカーボンナノチューブ。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至１０のいずれか一に記載
    の方法を用いてフィルム化されたカーボンナノチューブ
    を用いることを特徴とする電界電子放出源。
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