JP2008153021A - 電子放出素子の製造方法及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 導電性を有する触媒導電層12上に、カーボン材料を含み繊維状または管状を成すとともに側部にグラフェンシート22の端面22aが露出しているグラファイトナノチューブ21を形成することを特徴とする電子放出素子の製造方法であって、前記導電触媒層12を加熱し、減圧雰囲気下において、導電触媒層12の周囲に混合ガスを導入し、プラズマを発生させてCVDを行うことを特徴とする。
【選択図】 図7
Description
先ず、本発明の第1実施形態にかかる画像表示装置1、電子放出素子10等について、図1乃至図3を参照して説明する。図1は画像表示装置1全体の1画素に対応する部分を示す斜視図である。図2は図1の画像表示装置1のA部分を拡大して示す断面図である。図3は図2の電子放出部を示す断面図である。図1、図2及び図3中の矢印X、Y、Zは互いに直交する三方向を示している。なお、各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。
電子放出素子10と表示部30とは、図示しないスペーサにより所定の間隙を確保して接合されている。その間隙は例えば約10−8トール程度の減圧状態とされ、図示しないゲッターによりこの減圧状態が維持されている。
まず、スパッタ法等により、基板11上にニッケルを成膜し、導電触媒層12を形成する。ついで、導電触媒層12上、及び導電触媒層12が形成されていない基板11の上面全体に絶縁層13を形成する。ついで、スパッタ法等により、絶縁層13の表面に、導電触媒層12で使用した触媒金属とは異なるアルミ等の金属を成膜し、ゲート電極14を形成する。
アノード電極32、カソード電極としての導電触媒層12及びゲート電極14にそれぞれ所定の電圧Va(例えば1〜15KV)、Vd(例えば0〜100V)が印加される(以上、図2を参照する)と、電界が生じる。ここで、導電触媒層12に成長したカーボン材料としてのグラファイトナノチューブ21の側壁部21bに露出したグラフェンシート22の端面22aは細いため、ここに電気力線が集中する。これにより強い電界が得られ、この電界に引き出されて、カーボン材料としてのグラファイトナノチューブ21の側壁部21bなどから、電子が放出される。この電子はゲート電極14に導かれて蛍光体33〜35が塗布されたアノード電極32に入射する。こうして蛍光体33〜35が励起され、発光する。この発光により透明なアノード基板31を通して所望の画像が表示される。ここで、ゲート電極14に印加する電圧をマトリクス制御することで発光を制御することができ、画素毎の階調表示が可能となっている。
次に本発明の第2実施形態に係る電子放出部としてのグラファイトナノチューブ21及びこの製造方法について図4を参照して説明する。図4はカーボン層20の一部を拡大して示す断面図である。また、各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。なお、本実施形態の画像表示装置1の構成等については上記第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
次に本発明の第3実施形態に係る電子放出部としてのグラファイトナノファイバ26、カーボンナノチューブ27、及びこれらの製造方法について図8、図9を参照して説明する。図8、図9はカーボン層20の一部を拡大して示す断面図である。また、各図において説明のため、適宜、構成を拡大、縮小または省略して示している。なお、本実施形態の画像表示装置1において、電子放出部としてのグラファイトナノファイバ26、カーボンナノチューブ27以外の部分の構成等については上記第1実施形態の画像表示装置1と同様であるため、説明を省略する。
12a、12b、12c…触媒核、20…カーボン層、
21…グラファイトナノチューブ、21b…側壁部、22…グラフェンシート、
22a…端面、23…CVD装置、26…グラファイトナノファイバ、26b…側壁部、27…カーボンナノチューブ、30…表示部。
Claims (12)
- 導電性を有する触媒層上に、カーボン材料を含み繊維状または管状を成すとともに側部にグラフェンシートの端面が露出している電子放出部を形成することを特徴とする電子放出素子の製造方法であって、
前記触媒層を加熱し、
減圧雰囲気下において、前記触媒層の周囲に混合ガスを導入し、
プラズマを発生させてCVDを行い、前記電子放出部を形成することを特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 導電性を有する触媒層上に、カーボン材料を含み繊維状または管状を成す電子放出部を形成することを特徴とする電子放出素子の製造方法であって、
前記触媒層を加熱し、
減圧雰囲気下において、前記触媒層の周囲に混合ガスを導入し、
プラズマを発生させてCVDを行うとともに、
前記電子放出部を形成するに際して、前記触媒層の触媒の核の大きさまたは形状を調整することを特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 前記加熱の際の温度と前記混合ガスの混合比のうち少なくともいずれか1つを制御することにより、前記触媒の核の形状又は大きさを制御することを特徴とする請求項2記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒の核の大きさを50nm以上とし、前記電子放出部としてグラファイトナノチューブを形成することを特徴とする請求項3記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒の核の大きさを10nm以上、かつ、50nm未満とし、前記電子放出部としてグラファイトナノファイバを形成することを特徴とする請求項3記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒の核の大きさを10nm未満とし、前記電子放出部としてカーボンナノチューブを形成することを特徴とする請求項3記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒の核の形状を尖菱形状とし、前記電子放出部としてグラファイトナノチューブを形成することを特徴とする請求項3記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒の核の形状を菱形状とし、前記電子放出部としてグラファイトナノファイバを形成することを特徴とする請求項3記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒の核の形状を球状とし、前記電子放出部としてカーボンナノチューブを形成することを特徴とする請求項3記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記加熱する際に、前記触媒層が400℃以上450℃以下に加熱されることを特徴とする請求項2記載の電子放出素子の製造方法。
- 前記触媒層は、鉄、ニッケル、コバルト、又はこれらのうち少なくとも一つを有する合金を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
- 上記請求項1乃至11のいずれかに記載の製造方法で製造された電子放出素子と、前記電子放出素子から放出される電子により発光する発光部とを備えたことを特徴とする表示装置。
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