JP4083611B2 - Manufacturing method of cold cathode electron source - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーボンナノチューブを電子放出源として備える冷陰極電子源の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、FED(Field Emission Display)などの表示装置に採用される電界放出型の冷陰極電子源として、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と呼ぶ)を電子放出源として利用した冷陰極電子源が提案されている。
【0003】
CNTは、長さ数μmのチューブ形状を成しており、CNTの先端に電界が集中しやすく電子が放出しやすい特性を有している。そのため、CNTを電子放出源として利用することによって、良好なエミッション特性を得ることができる。
【0004】
特許文献1には、電子放出源としてCNTを利用した冷陰極電子源の製造方法が開示されている。特許文献1に記載の技術では、複数のCNTが集合して構成されたバンドルを含むバンドルペーストから成る電子放出部を基板上に形成し、当該電子放出部にレーザーを照射することによって、電子放出部中のバンドル以外の物質を選択的に除去して、更に、バンドル中のCNT以外の炭素成分を選択的に除去してCNTを露出させている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−36243号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、基板上に形成された電子放出部には、起立状態のCNTばかりではなく横臥状態のCNTも存在するため、エミッション特性を向上するためには、この横臥状態のCNTの先端をも露出させる必要がある。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、CNTをそのままの状態で露出させているため、横臥状態のCNTの先端を露出させることが困難であり、十分なエミッション電流を得ることができなかった。
【0007】
そこで、本発明は上述の問題に鑑みて成されたものであり、冷陰極電子源のエミッション特性を向上させることが可能な製造技術を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷陰極電子源の製造方法は、電子を放出するカーボンナノチューブ及びカーボン不純物を含む電子放出部を備える冷陰極電子源の製造方法であって、(a)カソード電極を形成する工程と、(b)前記カソード電極上に前記電子放出部を形成する工程と、(c)前記カソード電極上に、前記電子放出部を取り囲むゲート構造を形成する工程と、(d)前記電子放出部に対してドライエッチングを実行して、前記カーボン不純物に埋もれている前記カーボンナノチューブを前記カーボン不純物から露出させる工程と、)前記工程(c)及び(d)の後に、前記電子放出部に0.7MW/cm 2 よりも小さい照射密度でレーザーを照射して、前記カーボン不純物に埋もれている前記カーボンナノチューブを前記カーボン不純物からさらに露出させる工程とを備える。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1〜6は本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。本実施の形態1に係る冷陰極電子源は電界放出型の電子源であって、例えば2極構造を有してる。そして、FEDなどの表示装置に適用することができる。以下に、図1〜6を参照して本実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法について説明する。
【0011】
まず図1に示されるように、例えば2mm角の大きさのカソード電極2を絶縁基板1上に形成する。そして、長さ数μmのCNTを複数含む導電性ペースト6を、カソード電極2上にスクリーン印刷法でパターンニングする。ここで使用した導電性ペースト6には、CNT以外に、アモルファスカーボンやそれ以外のカーボン生成物などから成るカーボン不純物、ブチルカルビトールなどの有機溶剤、エチルセルロースなどのバインダ、ホノゲノールなどの分散剤等が含まれている。また、印刷後の導電性ペースト6の厚みは例えば2〜4μmであり、カソード電極は例えばITO(Indium Titanium Oxide)から成る。
【0012】
次に、パターンニングされた導電性ペースト6を120℃程度の大気雰囲気中で乾燥し、さらに500〜550℃の大気雰囲気中で焼成する。これにより、導電性ペースト6中の有機溶剤、バインダ及び分散剤がほぼ消失し、図2に示されるように、CNT4とカーボン不純物5とを含む電子放出部3がカソード電極2上に形成される。図3は、電子顕微鏡を用いて図2に示す電子放出部3を上方から撮影した際の画像を示している。図2,3に示されるように、電子放出部3では、大部分のCNT4がカーボン不純物5に埋もれている。従って、一部のCNT4の先端だけがカーボン不純物5から露出しており、大部分のCNT4の先端はカーボン不純物5から露出していない。また、図2に示されるように、電子放出部3には、起立状態のCNT4だけではなく、横臥状態のCNT4も含まれている。
【0013】
次に図4に示されるように、大気中で、上方から電子放出部3に対してレーザーを照射して、カーボン不純物5を部分的に除去して、カーボン不純物5に埋もれているCNT4の先端を露出させる。このとき、レーザーの照射密度(「レーザーピーク強度」とも呼ばれる)を0.7MW/cm2以上に設定する。また、レーザーとしては、例えば波長308nmのエキシマレーザーを採用して、パルス幅17nsecで1ショットだけレーザー照射を行う。
【0014】
図5は、電子顕微鏡を用いて図4に示す電子放出部3を上方から撮影した際の画像を示している。図4,5に示されるように、レーザーの照射密度を0.7MW/cm2以上に設定すると、レーザー照射により電子放出部3内で発生した熱によってCNT4が変形し、レーザー照射前は横臥状態であったCNT4が起立状態となる。そのため、電子放出部3において、レーザー照射前よりも起立状態のCNT4の割合が増加する。
【0015】
次に図6に示されるように、カソード電極2と所定距離を成して対向するアノード電極9を配設する。本実施の形態1では、カソード電極2とアノード電極9との間の距離を100μmに設定する。
【0016】
このようにして、電界放出型の2極構造の冷陰極電子源が完成する。
【0017】
図7は、上述のようにして製造された冷陰極電子源のエミッション特性を示す図である。横軸は、電子放出部3に対してレーザー照射を行ってCNT4を露出させる際のレーザー照射密度を示し、縦軸はそのレーザー照射密度で製造された冷陰極電子源のエミッション電流を示している。
【0018】
図7に示すデータは、常温かつ圧力1.33×10-6Paの下で測定されており、測定時のカソード電極2及びアノード電極9の電圧は、それぞれ0V及び600Vに設定されている。また図中の一点鎖線は、従来から行われているテープ研磨によってカーボン不純物5を除去してCNT4を露出させた場合のエミッション電流を示している。つまり、図中の破線は、特許文献1に記載された技術と同様に、不純物に埋もれていたCNT4をそのままの状態で露出させた場合のエミッション電流を示している。
【0019】
図7に示されるように、レーザーの照射密度を0.7〜8.6MW/cm2に設定すると、CNT4を単に露出させた場合よりも大きいエミッション電流を得ることができる。以下に、この理由を説明する。
【0020】
上述のように、レーザー照射密度を0.7MW/cm2以上に設定すると、レーザー照射前は横臥状態であったCNT4が起立する。電子放出部3において、起立状態のCNT4の数が増加すると、CNT4の先端から出力される電子のうち、同一方向に進む電子の数が多くなるため、エミッション電流が増加する。そして、レーザー照射密度が大きくなるにつれて、起立状態のCNT4の数が増加するため、それに依存してエミッション電流も増加する。そして、レーザー照射密度がある値よりも大きくなると、それ以上起立状態のCNT4の数が増加しなくなる。
【0021】
一方、レーザー照射密度が大きくなると、レーザーによって破壊されるCNT4の数が増加する。従って、レーザー照射密度がある値よりも大きくなると、起立状態のCNT4の数の増加によるエミッション電流の増加効果よりも、CNT4の破壊によるエミッション電流の減少効果の方が大きくなるため、エミッション電流は、レーザー照射密度のある値で極大値を採り、レーザー照射密度がそれよりも大きくなるにつれて減少する。図7に示すデータでは、レーザー照射密度が5.2MW/cm2のときに、エミッション電流は極大値を採り、最も良好なエミッション特性を示す。
【0022】
エミッション電流はレーザー照射密度が大きくなるにつれて低下するため、レーザー照射密度がある値よりも大きくなれば、CNT4を単に露出させる従来技術よりもエミッション電流が低下する。図7に示すデータでは、レーザー照射密度が8.6MW/cm2以下であれば、エミッション電流が従来技術よりも大きい。
【0023】
このように、レーザー照射密度を0.7MW/cm2以上に設定することによって、レーザー照射前は横臥状態であったCNT4を容易に起立させることが可能になる。そして、レーザー照射によってCNT4が破壊したとしても、レーザー照射密度を8.6MW/cm2以下に設定することによって、従来技術よりも大きいエミッション電流を維持することが可能になる。つまり、レーザー照射密度を0.7〜8.6MW/cm2に設定することによって、CNT4をそのままの状態で露出させる従来技術よりも、良好なエミッション特性を容易に得ることができる。
【0024】
なお本実施の形態1では、レーザーとしてエキシマレーザーを採用したが、その代わりにYAGレーザーや炭酸ガスレーザーを用いても良いし、パルス照射の代わりに、周波数変調されたレーザーを用いても良い。また、レーザー照射方式はスキャン方式、スポット方式のいずれでも構わないし、レーザー照射雰囲気は大気中が望ましいが真空中でも構わない。なお、本実施の形態1のように大気中でレーザー照射を行った場合には、酸化の影響でレーザー照射密度が小さくできる効果がある。
【0025】
また本実施の形態1では、2極構造の冷陰極電子源の製造方法について説明したが、本発明は3極構造の冷陰極電子源にも適用することができる。すなわち、図8に示されるように、電子放出部3へのレーザー照射後に、ゲート絶縁膜11及びゲート電極12から成るゲート構造10を電子放出部3を取り囲みつつカソード電極2上に形成し、その後に、カソード電極2と所定距離を成して対向するアノード電極9を配設することによって、3極構造の冷陰極電子源を形成することができる。
【0026】
図9は、図8に示す構造を上方から見た場合の平面図である。図8,9に示されるように、ゲート絶縁膜11及びゲート電極12には、行列状に配列された複数のマイクロキャビティ13が形成されている。電子放出部3は、マイクロキャビティ13と一対一で対応して設けられており、カソード電極2上に行列状に配列されている。そして、電子放出部3はマイクロキャビティ13内に位置しており、CNT4から放出された電子はマイクロキャビティ13を通過してアノード電極9に到達する。なお、このような構造はマイクロキャビティ構造と呼ばれている。
【0027】
このように、本発明は3極構造の冷陰極電子源にも適用することができ、かかる冷陰極電子源のエミッション特性を向上することができる。
【0028】
実施の形態2.
上述の実施の形態1で説明した3極構造の冷陰極電子源の製造方法では、電子放出部3に対してレーザー照射を行った後にゲート構造10を形成していたが、ゲート構造10の形成後に電子放出部3に対してレーザー照射を行っても良い。本実施の形態2では、かかる場合の3極構造の冷陰極電子源について説明する。
【0029】
図10〜18は、本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。本実施の形態2に係る冷陰極電子源は、マイクロキャビティ構造を有する3極構造の電子源であって、例えばFEDなどの表示装置の電子源として採用することができる。以下に、図10〜18を参照して、本実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法について詳細に説明する。
【0030】
まず図10に示されるように、絶縁基板1上にカソード電極2を形成し、導電性ペースト6を、カソード電極2上にスクリーン印刷法でパターンニングする。
【0031】
次に、実施の形態1と同じ条件で、パターンニングされた導電性ペースト6を乾燥・焼成する。これにより、導電性ペースト6中の有機溶剤、バインダ及び分散剤がほぼ消失し、図11に示されるように、CNT4とカーボン不純物5とを含む複数の電子放出部3がカソード電極2上に行列状に形成される。このときの電子放出部3中のCNT4は、大部分がカーボン不純物5に埋もれている。また電子放出部3には、起立状態のCNT4だけではなく、横臥状態のCNT4も含まれている。
【0032】
次に図12に示されるように、電子放出部3を覆ってカソード電極2上にゲート絶縁膜材料21を形成し、その後図13に示されるように、ゲート絶縁膜材料21上にゲート電極材料22を形成する。ゲート絶縁膜材料21は厚さ4〜10μmの絶縁膜であって、本実施の形態2では例えばスピンコート法を用いて形成される。そして、ゲート絶縁膜材料21は、例えば酸化珪素系ガラスやPPSQ(Polyphenylsilsesquioxane)などから形成されている。また、ゲート電極材料22は例えば厚さ250nm程度のアルミニウム膜であって、本実施の形態2では例えば蒸着法を用いて形成される。
【0033】
次に図14に示されるように、所定の開口パターンを有するレジスト25をゲート電極材料22上に形成して、かかるレジスト25をマスクに用いて、ゲート電極材料22をウェットエッチングする。これにより、電子放出部3の上方のゲート電極材料22が除去されて、ゲート絶縁膜材料21が部分的に露出し、ゲート電極12が形成される。その後、レジスト25を除去する。
【0034】
次に図15に示されるように、ゲート電極12をマスクに用いて、ゲート絶縁膜材料21に対してドライエッチングを行う。このときのドライエッチングは、CF4とO2とが100:25の割合で混合されたガスを用いて40〜50分間実行される。これにより、図16に示されるように、電子放出部3が露出して、カソード電極2上にゲート絶縁膜11が形成される。
【0035】
なおこのとき、ゲート絶縁膜材料21の膜厚が完全には均一でないため、電子放出部3を確実に露出させるために、ゲート絶縁膜材料21に対してオーバーエッチングが実行される。そのため、電子放出部3に対してもドライエッチングが実行されて、図16に示されるように、カーボン不純物5が部分的に除去される。なお、図16中の破線がドライエッチング前のカーボン不純物5の形状を示している。また、ゲート絶縁膜材料21の一番薄い箇所の下方の電子放出部3は、10分程度ドライエッチングが実行される。
【0036】
このようにして、ゲート絶縁膜11とゲート電極12とから成り、各電子放出部3を取り囲むゲート構造10がカソード電極2上に形成される。
【0037】
実施の形態1でも説明したように、ゲート絶縁膜11及びゲート電極12には、上記エッチングよって、行列状に配列された複数のマイクロキャビティ13が形成されている。電子放出部3は、マイクロキャビティ13内に位置しており、図16に示す構造を上方から見た場合の平面図は、上述の図9の平面図と同じである。そして、電子放出部3の各CNT4から放出された電子はマイクロキャビティ13を通過して、後述するアノード電極9に到達する。
【0038】
次に図17に示されるように、大気中で、上方から電子放出部3に対してレーザーを照射して、カーボン不純物5を部分的に除去して、カーボン不純物5に埋もれているCNT4の先端を露出させる。そして、図18に示されるように、カソード電極2と所定距離を成して対向するアノード電極9を配設し、電界放出型の3極構造の冷陰極電子源が完成する。なお本実施の形態2では、カソード電極2とアノード電極9との間の距離を例えば550μmに設定する。
【0039】
上述のように、本実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法では、電子放出部3を取り囲むゲート構造10を形成した後に、電子放出部3に対してレーザー照射を行っているため、かかるレーザー照射によって発生する熱がこもり易くなる。従って、レーザー照射前に横臥状態であったCNTを、実施の形態1よりも低い照射密度のレーザーでもって起立させることができる。その結果、レーザー照射によるゲート構造10の損傷を低減しつつ、冷陰極電子源のエミッション特性を向上させることができる。
【0040】
また本実施の形態2では、電子放出部3に対するレーザー照射を実行する前に、電子放出部3に対してドライエッチングが実行されている。そのため、レーザー照射前にはカーボン不純物5が部分的にエッチングされているため、レーザー照射時にCNT4が露出しやすくなる。その結果、CNT4にレーザーが照射されやすくなり、CNT4が熱変形を生じやすくなる。従って、実施の形態1よりも低いレーザー照射密度で、つまり0.7MW/cm2よりも小さいレーザー照射密度でCNT4を起立させることができる。その結果、レーザー照射によるゲート構造10の損傷を低減しつつ、冷陰極電子源のエミッション特性を向上させることが可能になる。
【0041】
また、ゲート絶縁膜材料21をエッチングして電子放出部3を露出させるとともに、電子放出部3に対してもエッチングが行われるため、ゲート絶縁膜11を形成する工程と電子放出部3に対してエッチングを行う工程とを同時に実行することができる。従って、エミッション特性が良好な冷陰極電子源をより少ない工程で製造することができる。
【0042】
なお、本実施の形態2では設けていなかったが、レーザー照射前に、ゲート電極12上に例えば金から成る耐レーザー膜を形成することによって、レーザー照射によるゲート構造10の損傷の低減を図っても良い。
【0043】
実施の形態3.
上述の実施の形態2に係る製造方法では、ゲート絶縁膜材料21に対するオーバーエッチング時に電子放出部3に対するエッチングが実行されるため、エッチング時間を適切に調整しないと、電子放出部3の一部が露出しなかったり、電子放出部3が過剰にエッチングされてCNT4が消失することがあり、エッチングの時間管理が容易ではなかった。
【0044】
そこで、本実施の形態3では、実施の形態2に係る製造方法よりも工程管理が簡単な製造方法を提供する。
【0045】
図19〜22は、本発明の実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。本実施の形態3に係る冷陰極電子源は、実施の形態2と同様に、マイクロキャビティ構造を有する3極構造の電子源であって、例えばFEDなどの表示装置の電子源として採用することができる。以下に、図19〜22を参照して、本実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法について詳細に説明する。
【0046】
まず、実施の形態2で説明した製造方法を用いて、図11に示す構造を得る。そして図19に示されるように、電子放出部3に対してドライエッチングを実行する。このとき、CF4とO2とが100:25の割合で混合されたガスを用いて、エッチングパワー170Wで10分間程度エッチングを行う。これにより、電子放出部3のカーボン不純物5が部分的に除去されて、レーザー照射時にCNT4が露出しやすくなる。なお、図19と後述する図20,21中の一点鎖線は、エッチング前のカーボン不純物5の形状を示している。
【0047】
次に図20に示されるように、スクリーン印刷法を用いて、マイクロキャビティ13の一部と成る貫通孔13aを複数有するゲート絶縁膜11をカソード電極2上に形成する。具体的には、カソード電極2及び電子放出部3の上方に、スクリーン印刷用のマスクを配置し、かかるマスクとスキージとの間にペースト状のゲート絶縁膜材料を置いて、スキージを移動させることによって、かかるゲート絶縁膜材料がマスクに設けられた穴を通ってカソード電極2上に付着する。これによって、カソード電極2上に印刷パターンが形成されて、複数の貫通孔13aを有するゲート絶縁膜11が形成される。なお、各電子放出部3は貫通孔13aの内部に位置しており、ゲート絶縁膜11によって取り囲まれている。
【0048】
次に図21に示されるように、マスク蒸着法を用いて、マイクロキャビティ13の一部と成る貫通孔13bを複数有するゲート電極12をゲート絶縁膜11上に形成する。具体的には、所定の開口パターンを有するメタルマスクをゲート絶縁膜11上に設けて、内部にゲート電極材料を有する坩堝をヒーターにより加熱すると、ゲート電極材料が蒸発してメタルマスクに設けれられた穴を通ってゲート絶縁膜11上に付着する。これによって、複数の貫通孔13bを有するゲート電極12がゲート絶縁膜11上に形成される。なお、ゲート電極12の貫通孔13bは、ゲート絶縁膜11の貫通孔13aに連通している。
【0049】
以上により、貫通孔13a,13bからなるマイクロキャビティ13を複数有するゲート構造10がカソード電極2上に完成し、各電子放出部3はかかるゲート構造10によって取り囲まれる。なお、図21に示す構造を上方から見た平面図は、上述の図9の平面図と同じである。
【0050】
次に図22に示されるように、大気中で、上方から電子放出部3に対してレーザーを照射して、カーボン不純物5を部分的に除去して、カーボン不純物5に埋もれているCNT4の先端を露出させる。そして、カソード電極2と所定距離を成して対向するアノード電極9(図示せず)を配設し、電界放出型の3極構造の冷陰極電子源が完成する。
【0051】
このように、本実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法では、上述の実施の形態2とは異なり、スクリーン印刷法及びマスク蒸着法を用いてゲート構造10を形成しているため、ゲート構造10形成時に電子放出部3がエッチングされることがない。更に、電子放出部3に対しては、ゲート構造10を形成する工程とは別の工程でエッチングを行っている。従って、厳密なエッチングの時間管理が不要となり、冷陰極電子源のエミッション特性を向上しつつ、実施の形態2に係る製造方法よりも工程管理が簡単となる。
【0052】
【発明の効果】
この発明に係る冷陰極電子源の製造方法によれば、電子放出部を取り囲むゲート構造を形成した後に、電子放出部にレーザーを照射しているため、かかるレーザー照射によって発生する熱がこもり易くなる。従って、レーザー照射前に横臥状態であったCNTを、低い照射密度のレーザーでもって起立させることができる。その結果、低エネルギーのレーザーでもって、ゲート構造を損傷することなく、冷陰極電子源のエミッション特性向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図5】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図6】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図7】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図8】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法の変形例を示す断面図である。
【図9】 本発明の実施の形態1に係る冷陰極電子源の製造方法の変形例を示す断面図である。
【図10】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図11】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図12】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図13】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図14】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図15】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図16】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図17】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図18】 本発明の実施の形態2に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図19】 本発明の実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図20】 本発明の実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図21】 本発明の実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図22】 本発明の実施の形態3に係る冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
2 カソード基板、3 電子放出部、4 カーボンナノチューブ、5 カーボン不純物、8 レーザー、10 ゲート構造、11 ゲート絶縁膜、12 ゲート電極、21 ゲート絶縁膜材料、22 ゲート電極材料。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a cold cathode electron source including a carbon nanotube as an electron emission source.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a cold cathode electron source using carbon nanotubes (hereinafter referred to as “CNT”) as an electron emission source has been proposed as a field emission type cold cathode electron source employed in a display device such as a field emission display (FED). Has been.
[0003]
The CNT has a tube shape with a length of several μm, and has a characteristic that an electric field tends to concentrate on the tip of the CNT and electrons are easily emitted. Therefore, good emission characteristics can be obtained by using CNT as an electron emission source.
[0004]
Patent Document 1 discloses a manufacturing method of a cold cathode electron source using CNT as an electron emission source. In the technique described in Patent Document 1, an electron emission portion made of a bundle paste including a bundle composed of a plurality of CNTs is formed on a substrate, and the electron emission portion is irradiated with a laser to emit electrons. Substances other than the bundles in the part are selectively removed, and carbon components other than the CNTs in the bundle are selectively removed to expose the CNTs.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-36243 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
In general, not only standing CNTs but also lying CNTs exist in the electron emission portion formed on the substrate. Therefore, in order to improve the emission characteristics, the leading edge of the lying CNTs is provided. Need to be exposed. However, in the technique described in Patent Document 1, since the CNT is exposed as it is, it is difficult to expose the tip of the lying CNT, and a sufficient emission current cannot be obtained.
[0007]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a manufacturing technique capable of improving the emission characteristics of a cold cathode electron source.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A manufacturing method of a cold cathode electron source according to the present invention is a manufacturing method of a cold cathode electron source including an electron emitting portion containing carbon nanotubes and carbon impurities that emit electrons, and (a) a step of forming a cathode electrode; (B) forming the electron emitting portion on the cathode electrode; (c) forming a gate structure surrounding the electron emitting portion on the cathode electrode; and (d) forming the electron emitting portion on the cathode electrode. 0 running dry etching, thereby exposing the carbon nanotubes are buried in the carbon impurities from the carbon impurities, after (e) the step (c) and (d), the electron emitting portion for .7MW / cm 2 by irradiating a laser with a smaller irradiation density than the carbon impure said carbon nanotubes are buried in the carbon impurity And a step of further exposed from.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1-6 is sectional drawing which shows the manufacturing method of the cold cathode electron source which concerns on Embodiment 1 of this invention in order of a process. The cold cathode electron source according to the first embodiment is a field emission type electron source and has, for example, a bipolar structure. And it can apply to display apparatuses, such as FED. Below, with reference to FIGS. 1-6, the manufacturing method of the cold cathode electron source which concerns on this Embodiment 1 is demonstrated.
[0011]
First, as shown in FIG. 1, for example, a cathode electrode 2 having a size of 2 mm square is formed on an insulating substrate 1. Then, the conductive paste 6 containing a plurality of CNTs having a length of several μm is patterned on the cathode electrode 2 by a screen printing method. In addition to CNT, the conductive paste 6 used here includes carbon impurities such as amorphous carbon and other carbon products, organic solvents such as butyl carbitol, binders such as ethyl cellulose, and dispersants such as honogenol. include. Moreover, the thickness of the conductive paste 6 after printing is 2 to 4 μm, for example, and the cathode electrode is made of, for example, ITO (Indium Titanium Oxide).
[0012]
Next, the patterned conductive paste 6 is dried in an air atmosphere at about 120 ° C. and further baked in an air atmosphere at 500 to 550 ° C. As a result, the organic solvent, binder and dispersant in the conductive paste 6 almost disappear, and the electron emission portion 3 containing the CNTs 4 and the carbon impurities 5 is formed on the cathode electrode 2 as shown in FIG. . FIG. 3 shows an image when the electron emission portion 3 shown in FIG. 2 is photographed from above using an electron microscope. As shown in FIGS. 2 and 3, most of the CNTs 4 are buried in the carbon impurities 5 in the electron emission portion 3. Therefore, only the tips of some of the CNTs 4 are exposed from the carbon impurities 5, and most of the tips of the CNTs 4 are not exposed from the carbon impurities 5. As shown in FIG. 2, the electron emission unit 3 includes not only the standing CNT 4 but also the lying CNT 4.
[0013]
Next, as shown in FIG. 4, the tip of the CNT 4 buried in the carbon impurity 5 by partially irradiating the carbon impurity 5 by irradiating the electron emission part 3 with a laser from above in the atmosphere. To expose. At this time, the laser irradiation density (also referred to as “laser peak intensity”) is set to 0.7 MW / cm 2 or more. Further, as the laser, for example, an excimer laser with a wavelength of 308 nm is employed, and laser irradiation is performed for one shot with a pulse width of 17 nsec.
[0014]
FIG. 5 shows an image when the electron emission section 3 shown in FIG. 4 is photographed from above using an electron microscope. As shown in FIGS. 4 and 5, when the laser irradiation density is set to 0.7 MW / cm 2 or more, the CNT 4 is deformed by the heat generated in the electron emission portion 3 by the laser irradiation, and is in a lying state before the laser irradiation. The CNT4 which has been in a standing state. Therefore, in the electron emission part 3, the ratio of CNT4 in a standing state is increased more than before laser irradiation.
[0015]
Next, as shown in FIG. 6, an anode electrode 9 facing the cathode electrode 2 with a predetermined distance is disposed. In the first embodiment, the distance between the cathode electrode 2 and the anode electrode 9 is set to 100 μm.
[0016]
In this way, a cold cathode electron source having a field emission type bipolar structure is completed.
[0017]
FIG. 7 is a diagram showing emission characteristics of the cold cathode electron source manufactured as described above. The horizontal axis shows the laser irradiation density when the electron emission part 3 is irradiated with laser to expose the CNTs 4, and the vertical axis shows the emission current of the cold cathode electron source manufactured at the laser irradiation density. .
[0018]
The data shown in FIG. 7 is measured at room temperature and a pressure of 1.33 × 10 −6 Pa, and the voltages of the cathode electrode 2 and the anode electrode 9 at the time of measurement are set to 0V and 600V, respectively. Also, the alternate long and short dash line in the figure shows the emission current when the carbon impurities 5 are removed and the CNTs 4 are exposed by conventional tape polishing. That is, the broken line in the figure indicates the emission current when the CNT 4 buried in the impurity is exposed as it is, as in the technique described in Patent Document 1.
[0019]
As shown in FIG. 7, when the laser irradiation density is set to 0.7 to 8.6 MW / cm 2 , an emission current larger than that obtained when the CNT 4 is simply exposed can be obtained. The reason for this will be described below.
[0020]
As described above, when the laser irradiation density is set to 0.7 MW / cm 2 or more, the CNT 4 that was in the lying state before the laser irradiation stands. In the electron emission part 3, when the number of standing CNTs 4 increases, the number of electrons traveling in the same direction among the electrons output from the tips of the CNTs 4 increases, so that the emission current increases. As the laser irradiation density increases, the number of standing CNTs 4 increases, and the emission current also increases accordingly. When the laser irradiation density becomes larger than a certain value, the number of standing CNTs 4 does not increase any more.
[0021]
On the other hand, as the laser irradiation density increases, the number of CNTs 4 destroyed by the laser increases. Therefore, when the laser irradiation density is larger than a certain value, the emission current reduction effect due to the destruction of the CNT4 becomes larger than the emission current increase effect due to the increase in the number of standing CNT4. The laser irradiation density takes a local maximum value, and decreases as the laser irradiation density increases. In the data shown in FIG. 7, when the laser irradiation density is 5.2 MW / cm 2 , the emission current takes the maximum value and shows the best emission characteristics.
[0022]
Since the emission current decreases as the laser irradiation density increases, if the laser irradiation density becomes larger than a certain value, the emission current decreases as compared with the conventional technique in which the CNT 4 is simply exposed. In the data shown in FIG. 7, if the laser irradiation density is 8.6 MW / cm 2 or less, the emission current is larger than that of the prior art.
[0023]
Thus, by setting the laser irradiation density to 0.7 MW / cm 2 or more, it becomes possible to easily stand up the CNT 4 that was in the lying state before the laser irradiation. Even if the CNT 4 is destroyed by laser irradiation, it is possible to maintain an emission current larger than that of the prior art by setting the laser irradiation density to 8.6 MW / cm 2 or less. That is, by setting the laser irradiation density to 0.7 to 8.6 MW / cm 2 , it is possible to easily obtain better emission characteristics than the conventional technique in which the CNT 4 is exposed as it is.
[0024]
In the first embodiment, an excimer laser is used as the laser, but a YAG laser or a carbon dioxide gas laser may be used instead, or a frequency-modulated laser may be used instead of pulse irradiation. The laser irradiation method may be either a scanning method or a spot method, and the laser irradiation atmosphere is preferably in the air, but may be in a vacuum. When laser irradiation is performed in the atmosphere as in the first embodiment, there is an effect that the laser irradiation density can be reduced due to the influence of oxidation.
[0025]
In the first embodiment, the method for manufacturing a cold cathode electron source having a bipolar structure has been described. However, the present invention can also be applied to a cold cathode electron source having a three-pole structure. That is, as shown in FIG. 8, after laser irradiation to the electron emission portion 3, the gate structure 10 including the gate insulating film 11 and the gate electrode 12 is formed on the cathode electrode 2 so as to surround the electron emission portion 3, and thereafter In addition, a cold cathode electron source having a tripolar structure can be formed by disposing an anode electrode 9 facing the cathode electrode 2 at a predetermined distance.
[0026]
FIG. 9 is a plan view when the structure shown in FIG. 8 is viewed from above. As shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of microcavities 13 arranged in a matrix are formed in the gate insulating film 11 and the gate electrode 12. The electron emission portions 3 are provided in one-to-one correspondence with the microcavities 13 and are arranged in a matrix on the cathode electrode 2. And the electron emission part 3 is located in the microcavity 13, and the electron discharge | released from CNT4 passes through the microcavity 13, and reaches the anode electrode 9. FIG. Such a structure is called a microcavity structure.
[0027]
Thus, the present invention can also be applied to a cold cathode electron source having a three-pole structure, and the emission characteristics of such a cold cathode electron source can be improved.
[0028]
Embodiment 2. FIG.
In the manufacturing method of the cold cathode electron source having the tripolar structure described in the first embodiment, the gate structure 10 is formed after the electron emission portion 3 is irradiated with the laser. You may perform laser irradiation with respect to the electron emission part 3 later. In the second embodiment, a cold cathode electron source having a three-pole structure in such a case will be described.
[0029]
10 to 18 are cross-sectional views showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps. The cold cathode electron source according to the second embodiment is a tripolar electron source having a microcavity structure, and can be employed as an electron source of a display device such as an FED, for example. Below, with reference to FIGS. 10-18, the manufacturing method of the cold cathode electron source which concerns on this Embodiment 2 is demonstrated in detail.
[0030]
First, as shown in FIG. 10, the cathode electrode 2 is formed on the insulating substrate 1, and the conductive paste 6 is patterned on the cathode electrode 2 by screen printing.
[0031]
Next, the patterned conductive paste 6 is dried and fired under the same conditions as in the first embodiment. As a result, the organic solvent, binder and dispersant in the conductive paste 6 are almost lost, and a plurality of electron emission portions 3 including the CNTs 4 and the carbon impurities 5 are formed on the cathode electrode 2 as shown in FIG. It is formed in a shape. At this time, most of the CNTs 4 in the electron emission portion 3 are buried in the carbon impurities 5. The electron emission unit 3 includes not only the standing CNT 4 but also the lying CNT 4.
[0032]
Next, as shown in FIG. 12, a gate insulating film material 21 is formed on the cathode electrode 2 so as to cover the electron emission portion 3, and thereafter, as shown in FIG. 13, the gate electrode material is formed on the gate insulating film material 21. 22 is formed. The gate insulating film material 21 is an insulating film having a thickness of 4 to 10 μm, and is formed by using, for example, a spin coat method in the second embodiment. The gate insulating film material 21 is made of, for example, silicon oxide glass or PPSQ (Polyphenylsilsesquioxane). The gate electrode material 22 is an aluminum film having a thickness of about 250 nm, for example. In the second embodiment, the gate electrode material 22 is formed by using, for example, an evaporation method.
[0033]
Next, as shown in FIG. 14, a resist 25 having a predetermined opening pattern is formed on the gate electrode material 22, and the gate electrode material 22 is wet-etched using the resist 25 as a mask. As a result, the gate electrode material 22 above the electron emission portion 3 is removed, the gate insulating film material 21 is partially exposed, and the gate electrode 12 is formed. Thereafter, the resist 25 is removed.
[0034]
Next, as shown in FIG. 15, dry etching is performed on the gate insulating film material 21 using the gate electrode 12 as a mask. The dry etching at this time is performed for 40 to 50 minutes using a gas in which CF 4 and O 2 are mixed at a ratio of 100: 25. Thereby, as shown in FIG. 16, the electron emission portion 3 is exposed, and the gate insulating film 11 is formed on the cathode electrode 2.
[0035]
At this time, since the thickness of the gate insulating film material 21 is not completely uniform, over-etching is performed on the gate insulating film material 21 in order to reliably expose the electron emission portion 3. Therefore, dry etching is performed also on the electron emission portion 3, and the carbon impurities 5 are partially removed as shown in FIG. The broken line in FIG. 16 indicates the shape of the carbon impurity 5 before dry etching. In addition, the electron emission portion 3 below the thinnest portion of the gate insulating film material 21 is dry-etched for about 10 minutes.
[0036]
In this way, a gate structure 10 composed of the gate insulating film 11 and the gate electrode 12 and surrounding each electron emission portion 3 is formed on the cathode electrode 2.
[0037]
As described in the first embodiment, the gate insulating film 11 and the gate electrode 12 are formed with a plurality of microcavities 13 arranged in a matrix by the etching. The electron emission unit 3 is located in the microcavity 13, and the plan view when the structure shown in FIG. 16 is viewed from above is the same as the plan view of FIG. Then, the electrons emitted from each CNT 4 of the electron emission unit 3 pass through the microcavity 13 and reach the anode electrode 9 described later.
[0038]
Next, as shown in FIG. 17, the tip of the CNT 4 buried in the carbon impurity 5 by irradiating the electron emission part 3 with laser from above in the atmosphere to partially remove the carbon impurity 5. To expose. Then, as shown in FIG. 18, the anode electrode 9 facing the cathode electrode 2 at a predetermined distance is disposed, and a field emission type three-pole cold cathode electron source is completed. In the second embodiment, the distance between the cathode electrode 2 and the anode electrode 9 is set to 550 μm, for example.
[0039]
As described above, in the manufacturing method of the cold cathode electron source according to the second embodiment, after the gate structure 10 surrounding the electron emission portion 3 is formed, the electron emission portion 3 is irradiated with laser. Heat generated by such laser irradiation is likely to be accumulated. Therefore, the CNT that was in the lying state before the laser irradiation can be erected with a laser having an irradiation density lower than that of the first embodiment. As a result, the emission characteristics of the cold cathode electron source can be improved while reducing damage to the gate structure 10 due to laser irradiation.
[0040]
In the second embodiment, dry etching is performed on the electron emission unit 3 before performing laser irradiation on the electron emission unit 3. Therefore, since the carbon impurity 5 is partially etched before the laser irradiation, the CNTs 4 are easily exposed during the laser irradiation. As a result, the CNT 4 is easily irradiated with a laser, and the CNT 4 is likely to be thermally deformed. Accordingly, the CNT 4 can be erected with a laser irradiation density lower than that of the first embodiment, that is, with a laser irradiation density lower than 0.7 MW / cm 2 . As a result, it is possible to improve the emission characteristics of the cold cathode electron source while reducing damage to the gate structure 10 due to laser irradiation.
[0041]
In addition, the gate insulating film material 21 is etched to expose the electron emission portion 3, and the electron emission portion 3 is also etched, so that the step of forming the gate insulating film 11 and the electron emission portion 3 are Etching can be performed simultaneously. Therefore, a cold cathode electron source with good emission characteristics can be manufactured with fewer steps.
[0042]
Although not provided in the second embodiment, a laser-resistant film made of, for example, gold is formed on the gate electrode 12 before laser irradiation, thereby reducing damage to the gate structure 10 due to laser irradiation. Also good.
[0043]
Embodiment 3 FIG.
In the manufacturing method according to the second embodiment described above, the etching of the electron emission portion 3 is performed during the overetching of the gate insulating film material 21. Therefore, if the etching time is not properly adjusted, a part of the electron emission portion 3 is formed. The exposure time may not be exposed, or the electron emission part 3 may be excessively etched and the CNT 4 may be lost, so that the etching time management is not easy.
[0044]
Therefore, the third embodiment provides a manufacturing method with simpler process management than the manufacturing method according to the second embodiment.
[0045]
19-22 is sectional drawing which shows the manufacturing method of the cold cathode electron source which concerns on Embodiment 3 of this invention in order of a process. The cold cathode electron source according to the third embodiment is a three-pole electron source having a microcavity structure as in the second embodiment, and may be employed as an electron source of a display device such as an FED. it can. Below, with reference to FIGS. 19-22, the manufacturing method of the cold cathode electron source which concerns on this Embodiment 3 is demonstrated in detail.
[0046]
First, the structure shown in FIG. 11 is obtained using the manufacturing method described in the second embodiment. Then, as shown in FIG. 19, dry etching is performed on the electron emission portion 3. At this time, etching is performed for about 10 minutes at an etching power of 170 W using a gas in which CF 4 and O 2 are mixed at a ratio of 100: 25. Thereby, the carbon impurity 5 in the electron emission part 3 is partially removed, and the CNTs 4 are easily exposed during laser irradiation. 19 and FIGS. 20 and 21 described later indicate the shape of the carbon impurity 5 before etching.
[0047]
Next, as shown in FIG. 20, the gate insulating film 11 having a plurality of through holes 13 a that become a part of the microcavity 13 is formed on the cathode electrode 2 by screen printing. Specifically, a mask for screen printing is arranged above the cathode electrode 2 and the electron emission portion 3, and a paste-like gate insulating film material is placed between the mask and the squeegee to move the squeegee. Thus, the gate insulating film material is deposited on the cathode electrode 2 through the hole provided in the mask. As a result, a printed pattern is formed on the cathode electrode 2, and the gate insulating film 11 having a plurality of through holes 13a is formed. Each electron emission portion 3 is located inside the through hole 13 a and is surrounded by the gate insulating film 11.
[0048]
Next, as shown in FIG. 21, the gate electrode 12 having a plurality of through holes 13 b that become a part of the microcavity 13 is formed on the gate insulating film 11 using a mask vapor deposition method. Specifically, when a metal mask having a predetermined opening pattern is provided on the gate insulating film 11 and a crucible having a gate electrode material therein is heated by a heater, the gate electrode material is evaporated and provided on the metal mask. It adheres on the gate insulating film 11 through the hole. As a result, the gate electrode 12 having a plurality of through holes 13 b is formed on the gate insulating film 11. Note that the through hole 13 b of the gate electrode 12 communicates with the through hole 13 a of the gate insulating film 11.
[0049]
As described above, the gate structure 10 having a plurality of microcavities 13 including the through holes 13 a and 13 b is completed on the cathode electrode 2, and each electron emission portion 3 is surrounded by the gate structure 10. The plan view of the structure shown in FIG. 21 as viewed from above is the same as the plan view of FIG. 9 described above.
[0050]
Next, as shown in FIG. 22, the tip of the CNT 4 buried in the carbon impurity 5 by partially irradiating the carbon impurity 5 by irradiating the electron emission unit 3 with a laser from above in the atmosphere. To expose. Then, an anode electrode 9 (not shown) facing the cathode electrode 2 at a predetermined distance is disposed, and a field emission type tripolar cold cathode electron source is completed.
[0051]
Thus, in the manufacturing method of the cold cathode electron source according to the third embodiment, unlike the second embodiment, the gate structure 10 is formed using the screen printing method and the mask vapor deposition method. The electron emission portion 3 is not etched when the gate structure 10 is formed. Further, the electron emission portion 3 is etched in a step different from the step of forming the gate structure 10. Therefore, strict etching time management becomes unnecessary, and the process management becomes easier than the manufacturing method according to the second embodiment while improving the emission characteristics of the cold cathode electron source.
[0052]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing a cold cathode electron source according to the present invention, after the gate structure surrounding the electron emitting portion is formed, the electron emitting portion is irradiated with laser, and thus heat generated by the laser irradiation is likely to be trapped. . Therefore, it is possible to stand up the CNT in a lying state before the laser irradiation with a laser having a low irradiation density. As a result, with laser of low energy, without damaging the gate structure, Ru can improve the emission characteristic of a cold electron source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps.
3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps.
6 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps. FIG.
7 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention in the order of steps. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the method for manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the method for manufacturing a cold cathode electron source according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
14 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps. FIG.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
17 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps. FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention in the order of steps.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a cold cathode electron source according to Embodiment 3 of the present invention in the order of steps.
20 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 3 of the present invention in the order of steps. FIG.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 3 of the present invention in the order of steps.
22 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the cold cathode electron source according to Embodiment 3 of the present invention in the order of steps. FIG.
[Explanation of symbols]
2 cathode substrate, 3 electron emission part, 4 carbon nanotube, 5 carbon impurity, 8 laser, 10 gate structure, 11 gate insulating film, 12 gate electrode, 21 gate insulating film material, 22 gate electrode material.

Claims (3)

電子を放出するカーボンナノチューブ及びカーボン不純物を含む電子放出部を備える冷陰極電子源の製造方法であって、
(a)カソード電極を形成する工程と、
(b)前記カソード電極上に前記電子放出部を形成する工程と、
(c)前記カソード電極上に、前記電子放出部を取り囲むゲート構造を形成する工程と、
(d)前記電子放出部に対してドライエッチングを実行して、前記カーボン不純物に埋もれている前記カーボンナノチューブを前記カーボン不純物から露出させる工程と、
)前記工程(c)及び(d)の後に、前記電子放出部に0.7MW/cm 2 よりも小さい照射密度でレーザーを照射して、前記カーボン不純物に埋もれている前記カーボンナノチューブを前記カーボン不純物からさらに露出させる工程と
を備える、冷陰極電子源の製造方法。
A method of manufacturing a cold cathode electron source comprising a carbon nanotube that emits electrons and an electron emission portion containing carbon impurities,
(A) forming a cathode electrode;
(B) forming the electron emission portion on the cathode electrode;
(C) forming a gate structure surrounding the electron emission portion on the cathode electrode;
(D) performing dry etching on the electron emission portion to expose the carbon nanotubes buried in the carbon impurities from the carbon impurities;
( E ) After the steps (c) and (d) , the electron emission portion is irradiated with a laser with an irradiation density smaller than 0.7 MW / cm 2 , and the carbon nanotubes buried in the carbon impurities are And a step of further exposing the carbon impurities.
前記ゲート構造はゲート絶縁膜及びゲート電極を含み、
前記工程(c)は、
(c−1)ゲート絶縁膜材料を、前記電子放出部を覆って前記カソード電極上に形成する工程と、
(c−2)ゲート電極材料を前記ゲート絶縁膜材料上に形成する工程と、
(c−3)前記電子放出部の上方の前記ゲート電極材料を除去して、前記ゲート電極を形成する工程と、
(c−4)前記工程(c−3)で露出した前記ゲート絶縁膜材料に対してドライエッチングを実行して前記電子放出部を露出し、前記ゲート絶縁膜を形成する工程と
を含み、
前記工程(d)は、前記工程(c−4)において、前記電子放出部が露出される際に実行される、請求項1に記載の冷陰極電子源の製造方法。
The gate structure includes a gate insulating film and a gate electrode,
The step (c)
(C-1) forming a gate insulating film material on the cathode electrode so as to cover the electron emission portion;
(C-2) forming a gate electrode material on the gate insulating film material;
(C-3) removing the gate electrode material above the electron emission portion to form the gate electrode;
(C-4) performing the dry etching on the gate insulating film material exposed in the step (c-3) to expose the electron emission portion and forming the gate insulating film;
Including
The said process (d) is a manufacturing method of the cold cathode electron source of Claim 1 performed when the said electron emission part is exposed in the said process (c-4) .
前記ゲート構造はゲート絶縁膜及びゲート電極を含み、
前記工程(c)は、
(c−1)印刷法を用いて前記ゲート絶縁膜を前記カソード電極上に形成する工程と、
(c−2)蒸着法を用いて前記ゲート電極を前記ゲート絶縁膜上に形成する工程と
を含む、請求項に記載の冷陰極電子源の製造方法。
The gate structure includes a gate insulating film and a gate electrode,
The step (c)
(C-1) forming the gate insulating film on the cathode electrode using a printing method ;
(C-2) forming the gate electrode on the gate insulating film using a vapor deposition method ;
Including, manufacturing method of a cold cathode electron source according to claim 1.
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