JP2008234973A - Electron emission source, its formation method, and manufacturing method of image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron emission source, and its forming method, with a small particle size and equipped with CNFs or GNFs grown in dispersion. <P>SOLUTION: The electron emission source is provided with CNFs or GNFs grown with the use of catalyst particles made of catalyst metal formed on a substrate by using a coaxial vacuum arc deposition device 2 equipped with a coaxial vacuum arc deposition source 3 with a trigger electrode 33 and a cathode electrode 32 having at least a tip part constituted of catalyst metal arranged adjacent to each other with an interposition of an insulator 34, and with an anode electrode symmetrically arranged around the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33, generating trigger discharge in pulse between the trigger electrode 33 and the anode electrode 31, and intermittently inducing arc discharge between the cathode electrode 32 and the anode electrode 31. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子放出源及びその作製方法、並びに画像表示装置の製造方法に関し、特に同軸型真空アーク蒸着源を有する同軸型真空アーク蒸着装置を用いて形成した触媒粒子を利用して成長させたカーボンナノファイバー又はグラファイトナノファイバーを有する電子放出源及びその作製方法、並びにこの電子放出源を備えた画像表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an electron emission source, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing an image display device. In particular, the invention is grown using catalyst particles formed using a coaxial vacuum arc deposition apparatus having a coaxial vacuum arc deposition source. The present invention relates to an electron emission source having carbon nanofibers or graphite nanofibers, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing an image display device including the electron emission source.

近年、電子放出源として、カーボンナノファイバー(以下、CNFと称す)やグラファイトナノファイバー(以下、GNFと称す)のようなカーボンナノ材料が広く用いられている。これらのカーボンナノ材料は、優れた電子放出特性を持っており、フィールドエミッションディスプレイ(以下、FEDと称す)のような次世代ディスプレイには欠かせない材料となっている。これらのカーボンナノ材料は、一般に、電子ビーム蒸着法(EB)やスパッタ法で成膜した触媒金属上に成長させている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, carbon nanomaterials such as carbon nanofibers (hereinafter referred to as CNF) and graphite nanofibers (hereinafter referred to as GNF) have been widely used as electron emission sources. These carbon nanomaterials have excellent electron emission characteristics and are indispensable for next-generation displays such as field emission displays (hereinafter referred to as FED). These carbon nanomaterials are generally grown on a catalytic metal formed by electron beam evaporation (EB) or sputtering (see, for example, Patent Document 1).

通常、成長したカーボンナノ材料の直径は、下地としての触媒金属の粒径に依存し、また、カーボンナノ材料の電子放出特性は、成長したカーボンナノ材料の直径と密度によって異なる。   Usually, the diameter of the grown carbon nanomaterial depends on the particle size of the catalytic metal as the substrate, and the electron emission characteristics of the carbon nanomaterial depend on the diameter and density of the grown carbon nanomaterial.

しかし、EB法やスパッタ法で成膜した触媒金属は膜状になってしまい、上記カーボンナノ材料が密に成長し過ぎてしまい、満足すべき電子放出特性が得られないという問題がある。また、膜状の触媒金属が凝集して島状微粒子を形成したとしても、この島状微粒子上にある程度大きな直径を持つカーボンナノ材料が成長してしまい、直径の小さなカーボンナノ材料を成長せしめることは困難であった。
特開2004−107162号公報(特許請求の範囲、0020等)
However, the catalyst metal formed by the EB method or the sputtering method becomes a film shape, and the carbon nanomaterial grows too densely, so that there is a problem that satisfactory electron emission characteristics cannot be obtained. In addition, even if the film-like catalytic metal aggregates to form island-shaped fine particles, carbon nanomaterials having a certain large diameter grow on these island-shaped fine particles, and carbon nanomaterials having a small diameter can grow. Was difficult.
JP 2004-107162 A (Claims, 0020, etc.)

そこで、本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、同軸型真空アーク蒸着源を備えた同軸型真空アーク蒸着装置を用いて形成した触媒金属粒子を利用して成長せしめたカーボンナノファイバー又はグラファイトナノファイバーを有する電子放出源及びその作製方法、並びにこの電子放出源を備えた画像表示装置の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and grow using catalytic metal particles formed using a coaxial vacuum arc deposition apparatus equipped with a coaxial vacuum arc deposition source. An object of the present invention is to provide an electron emission source having a carbon nanofiber or graphite nanofiber that has been squeezed, a method for manufacturing the electron emission source, and a method for manufacturing an image display device including the electron emission source.

本発明の電子放出源は、円筒状のトリガ電極と触媒金属で少なくとも先端部が構成された円筒状のカソード電極とが、円板状の絶縁碍子を挟んで隣接して配置され、そしてカソード電極とトリガ電極との周りに同軸状に円筒状のアノード電極が配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えている同軸型真空アーク蒸着装置を用い、トリガ電極とアノード電極との間にトリガ放電をパルス的に発生させ、カソード電極とアノード電極との間にアーク放電を断続的に誘起させることにより基板上に形成された触媒金属からなる触媒粒子を用いて成長させたカーボンナノファイバー(CNF)又はグラファイトナノファイバー(GNF)を有することを特徴とする。   An electron emission source according to the present invention includes a cylindrical trigger electrode and a cylindrical cathode electrode having at least a tip portion made of a catalytic metal, arranged adjacent to each other with a disc-shaped insulator interposed therebetween, and the cathode electrode Trigger discharge between the trigger electrode and the anode electrode using a coaxial vacuum arc deposition apparatus having a coaxial vacuum arc deposition source in which a cylindrical anode electrode is coaxially arranged around the trigger electrode Of carbon nanofibers (CNF) grown using catalyst particles made of catalytic metal formed on a substrate by intermittently inducing arc discharge between a cathode electrode and an anode electrode. Or it has a graphite nanofiber (GNF).

前記触媒金属は、鉄、ニッケル、銅、コバルト又はこれらの金属から選ばれた少なくとも1つの金属を含む合金であることを特徴とする。   The catalyst metal is iron, nickel, copper, cobalt, or an alloy containing at least one metal selected from these metals.

上記電子放出源の場合、形成された触媒粒子の粒径が小さいため、CNF又はGNFは、直径が小さくなり、分散成長しやすく、電子放出特性に優れているので、電子放出源として有用である。   In the case of the electron emission source, since the particle diameter of the formed catalyst particles is small, CNF or GNF has a small diameter, is easy to disperse and grows, and is excellent in electron emission characteristics, and thus is useful as an electron emission source. .

また、本発明の電子放出源の作製方法は、円筒状のトリガ電極と触媒金属で少なくとも先端部が構成された円筒状のカソード電極とが、円板状の絶縁碍子を挟んで隣接して配置され、そしてカソード電極とトリガ電極との周りに同軸状に円筒状のアノード電極が配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えている同軸型真空アーク蒸着装置を用い、トリガ電極とアノード電極との間にトリガ放電をパルス的に発生させ、カソード電極とアノード電極との間にアーク放電を断続的に誘起させて、基板上に触媒金属からなる触媒粒子を形成し、次いでこの基板に対してCNF又はGNF用原料を供給し、触媒粒子上にCNF又はGNFを成長させて、このCNF又はGNFを有する電子放出源を作製することを特徴とする。   In addition, according to the method for producing an electron emission source of the present invention, a cylindrical trigger electrode and a cylindrical cathode electrode having at least a tip formed of a catalyst metal are disposed adjacent to each other with a disc-shaped insulator interposed therebetween. And using a coaxial vacuum arc deposition apparatus comprising a coaxial vacuum arc deposition source in which a cylindrical anode electrode is coaxially disposed around the cathode electrode and the trigger electrode, the trigger electrode and the anode electrode Trigger discharge is generated in a pulsed manner, and arc discharge is intermittently induced between the cathode electrode and the anode electrode to form catalyst particles made of catalyst metal on the substrate. A raw material for CNF or GNF is supplied, CNF or GNF is grown on the catalyst particles, and an electron emission source having this CNF or GNF is produced.

前記作製方法において、触媒金属は、鉄、ニッケル、銅、コバルト又はこれらの金属から選ばれた少なくとも1つの金属を含む合金であることを特徴とする。   In the manufacturing method, the catalyst metal is iron, nickel, copper, cobalt, or an alloy containing at least one metal selected from these metals.

本発明の画像表示装置の製造方法は、複数の電子放出源と、前記電子放出源からの電子の放出によって発光する発光部材とを有する画像表出装置の製造方法であって、この電子放出源として、上記した電子放出源を用いるか、又は上記した作製方法によって電子放出源を作製することを特徴とする。   An image display device manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing an image display device having a plurality of electron emission sources and a light emitting member that emits light when electrons are emitted from the electron emission sources. As described above, the electron emission source is used or the electron emission source is manufactured by the manufacturing method described above.

本発明によれば、同軸型真空アーク蒸着源を備えた同軸型真空アーク蒸着装置を用いて形成した触媒粒子を利用することにより、直径が小さく、分散成長したCNFやGNFを提供できるので、このようなCNFやGNFを有する電子放出源は、FEDのような次世代フラットパネルディスプレイ等の電子放出エミッタを製造する際に、有用な電子放出源として利用できるという効果を奏する。   According to the present invention, by using catalyst particles formed using a coaxial vacuum arc deposition apparatus equipped with a coaxial vacuum arc deposition source, it is possible to provide CNF and GNF having a small diameter and dispersed growth. Such an electron emission source having CNF or GNF has an effect that it can be used as a useful electron emission source when manufacturing an electron emission emitter such as a next generation flat panel display such as an FED.

また、本発明によれば、満足できる電子放出特性により所望の発光が行われ得る画像表示装置を提供できるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide an image display device capable of performing desired light emission with satisfactory electron emission characteristics.

本発明の電子放出源では、同軸型真空アーク蒸着源を備えた同軸型真空アーク蒸着装置を用いて形成した触媒粒子(ナノ金属粒子)上に成長させたCNFやGNFをカーボンナノ材料として用いることにより、電子放出特性を向上せしめている。前述の通り、EB蒸着法やスパッタ法で成膜した触媒金属は、膜状になってしまい、CNFやGNFを、直径を細く、かつ分散して成長させることは困難である。そのため、スパッタ法等で成膜した触媒金属を用いて成長させたCNFやGNFからなる電子放出源を、例えばFED用電子放出源として使用する場合、満足できる電子放出特性を得ることができない。   In the electron emission source of the present invention, CNF or GNF grown on catalyst particles (nano metal particles) formed using a coaxial vacuum arc deposition apparatus equipped with a coaxial vacuum arc deposition source is used as a carbon nanomaterial. As a result, the electron emission characteristics are improved. As described above, the catalyst metal formed by the EB vapor deposition method or the sputtering method becomes a film shape, and it is difficult to grow CNF or GNF with a small diameter and dispersion. Therefore, when an electron emission source made of CNF or GNF grown using a catalyst metal formed by sputtering or the like is used as, for example, an electron emission source for FED, satisfactory electron emission characteristics cannot be obtained.

EB蒸着法により鉄を5nm厚さで成膜した基板を用いて、公知のCVD法(プロセス条件:H:CO=1:1、525℃、20分保持)により、この鉄触媒上に成長させたGNFのSEM写真像を図1に示す。図1から明らかなように、GNFの直径は約500nmと大きく、高密度で成長していることが分かる。 Growing on this iron catalyst by a well-known CVD method (process condition: H 2 : CO = 1: 1, 525 ° C., hold for 20 minutes) using a substrate on which iron is deposited to a thickness of 5 nm by EB vapor deposition FIG. 1 shows an SEM photographic image of the GNF thus obtained. As can be seen from FIG. 1, the GNF has a large diameter of about 500 nm and grows at a high density.

本発明の電子放出源として好適に用いられるCNFやGNFのようなファイバー状の場合、直径が細くかつ低密度成長している方が電子放出特性が向上する。これに対して、図1に示すように、ファイバー直径が太く高密度成長しているナノカーボン材料からなる電子放出源では、電子放出特性が悪くなってしまう。   In the case of a fiber shape such as CNF or GNF that is preferably used as the electron emission source of the present invention, the electron emission characteristics are improved when the diameter is narrow and the growth is low. On the other hand, as shown in FIG. 1, an electron emission source made of a nanocarbon material having a thick fiber diameter and growing at a high density deteriorates the electron emission characteristics.

上述したように、直径が細く、かつ低密度成長しているCNFやGNFを有する電子放出源を作製するには、同軸型真空アーク蒸着源を備えた同軸型真空アーク蒸着装置(アークプラズマガン:APG)を用いて、所定の粒径の触媒粒子を形成し、この触媒粒子をCNFやGNF成長用触媒として用い、所定の原料ガスを供給してCNFやGNFを作製すれば良い。直径が細く、かつ低密度成長しているCNFやGNFを用いることにより、FEDのような次世代フラットパネルディスプレイにとって不可欠な電子放出特性を向上させることが可能な電子放出源を提供することができる。   As described above, in order to produce an electron emission source having CNF or GNF having a small diameter and growing at a low density, a coaxial vacuum arc deposition apparatus (arc plasma gun: provided with a coaxial vacuum arc deposition source). APG) is used to form catalyst particles having a predetermined particle diameter, and the catalyst particles are used as a catalyst for CNF or GNF growth, and a predetermined raw material gas is supplied to produce CNF or GNF. By using CNF or GNF having a small diameter and low density growth, it is possible to provide an electron emission source capable of improving the electron emission characteristics indispensable for the next generation flat panel display such as FED. .

本発明において使用する蒸着装置としては、円筒状のトリガ電極と、鉄、ニッケル、銅、又はコバルト等の触媒金属材料(これら金属の合金も含む)で少なくとも先端部が構成された円筒状のカソード電極と、このトリガ電極及びカソード電極の間に両者を離間させるために設けられた円板状の絶縁碍子と、カソード電極とトリガ電極との周りに同軸状に配置された円筒状のアノード電極とを有する同軸型真空アーク蒸着源を備え、この蒸着源のコンデンサを蒸着源近傍に設けてある同軸型真空アーク蒸着装置を用いる。上記カソード電極は、その全体が上記触媒金属材料で構成されていても、その先端部であるアノード電極の開口側方向の端部が上記触媒金属材料で構成されていても良い。   The vapor deposition apparatus used in the present invention includes a cylindrical trigger electrode and a cylindrical cathode having at least a tip portion made of a catalytic metal material (including alloys of these metals) such as iron, nickel, copper, or cobalt. An electrode, a disk-like insulator provided between the trigger electrode and the cathode electrode, and a cylindrical anode electrode coaxially disposed around the cathode electrode and the trigger electrode A coaxial vacuum arc vapor deposition apparatus having a coaxial vacuum arc vapor deposition source with a vapor deposition source capacitor provided in the vicinity of the vapor deposition source is used. The cathode electrode may be entirely composed of the catalytic metal material, or the end of the anode electrode at the opening side direction as the tip may be composed of the catalytic metal material.

上記蒸着装置を用い、例えば、放電電圧を50V以上、好ましくは50V〜800V、コンデンサ容量を8800μF以下、間欠運転の周期を1〜10Hz、放電時間を1000μs以下、好ましくは300μs以下に設定して、トリガ電極とアノード電極との間にトリガ放電を発生させて、カソード電極とアノード電極との間にアーク放電を誘起させ、そしてカソード電極を構成する触媒金属から生じるプラズマ化されている金属粒子を蒸着装置の真空チャンバ内へ放出せしめ、真空チャンバ上方に設置された基板に供給し、基板上に触媒金属からなるナノ粒子を形成することができる。このような放電条件を用いれば、2〜5nm程度の触媒粒子を形成することができると共に、触媒粒子を基板に密着性よくつけることもできる。   Using the above deposition apparatus, for example, the discharge voltage is set to 50 V or more, preferably 50 V to 800 V, the capacitor capacity is 8800 μF or less, the intermittent operation period is 1 to 10 Hz, the discharge time is 1000 μs or less, preferably 300 μs or less, A trigger discharge is generated between the trigger electrode and the anode electrode, an arc discharge is induced between the cathode electrode and the anode electrode, and plasmaized metal particles generated from the catalytic metal constituting the cathode electrode are deposited. It can be discharged into the vacuum chamber of the apparatus and supplied to a substrate placed above the vacuum chamber, and nanoparticles made of catalytic metal can be formed on the substrate. When such discharge conditions are used, catalyst particles of about 2 to 5 nm can be formed and the catalyst particles can be attached to the substrate with good adhesion.

本発明で使用できる好ましい基板としては、電子放出源用の基板、例えばシリコン、アモルファスカーボン、シリカ等からなる基板を挙げることができる。   As a preferable substrate that can be used in the present invention, a substrate for an electron emission source, for example, a substrate made of silicon, amorphous carbon, silica or the like can be mentioned.

上記した同軸型真空アーク蒸着源を備えた同軸型真空アーク蒸着装置を用いて行う触媒粒子を形成する方法の一実施の形態について、以下、この蒸着装置の一構成例を模式的に示す図2を参照して説明する。   FIG. 2 schematically shows a configuration example of the vapor deposition apparatus according to an embodiment of the method of forming catalyst particles performed using the coaxial vacuum arc vapor deposition apparatus provided with the coaxial vacuum arc vapor deposition source. Will be described with reference to FIG.

図2を参照すれば、同軸型真空アーク蒸着装置2は、円筒状の真空チャンバ21を有し、この真空チャンバ内の上方には、基板ステージ22が水平に配置されている。真空チャンバ21の上部壁には、基板ステージ22を水平面内で回転させることができるように、基板ステージの上面の中心部に接続したモーター等の回転駆動手段23を有する回転機構24が設けられている。   Referring to FIG. 2, the coaxial vacuum arc deposition apparatus 2 includes a cylindrical vacuum chamber 21, and a substrate stage 22 is horizontally disposed above the vacuum chamber. The upper wall of the vacuum chamber 21 is provided with a rotation mechanism 24 having a rotation driving means 23 such as a motor connected to the center of the upper surface of the substrate stage so that the substrate stage 22 can be rotated in a horizontal plane. Yes.

被処理基板Sが固定される基板ステージ22の面と反対側の面には、真空チャンバ壁面との間にヒータ等の加熱手段25が設けられ、基板を所定の温度に加熱できるようになっている。1又は複数枚の被処理基板Sが保持・固定されて取り付けられ得る側の基板ステージ22の面と対向して、真空チャンバ21の下方には、1又は複数個の後述する同軸型真空アーク蒸着源3が、アノード電極31の開口部Aを真空チャンバ21内へ向けて配置されている。   A heating means 25 such as a heater is provided between the surface of the substrate stage 22 on which the substrate S to be processed is fixed and the vacuum chamber wall surface so that the substrate can be heated to a predetermined temperature. Yes. Opposite to the surface of the substrate stage 22 on the side where one or a plurality of substrates to be processed S can be held, fixed and mounted, below the vacuum chamber 21 are one or a plurality of coaxial vacuum arc depositions to be described later. A source 3 is arranged with the opening A of the anode electrode 31 facing the vacuum chamber 21.

被処理基板Sの近傍には膜厚測定子(図示せず)を取り付けて、基板に付着する触媒粒子の大きさを測定できるように構成してもよい。   A film thickness gauge (not shown) may be attached in the vicinity of the substrate to be processed S so that the size of the catalyst particles adhering to the substrate can be measured.

真空チャンバ21の壁面には、ガス導入系26及び真空排気系27が接続されている。このガス導入系26は、バルブ261、マスフローコントローラー262及びガスボンベ263がこの順序で金属製配管で接続されて構成されている。また、真空排気系27は、バルブ271、ターボ分子ポンプ272、バルブ273及びロータリーポンプ274がこの順序で金属製真空配管で接続されており、真空チャンバ21内を好ましくは10−5Pa以下に真空排気できるように構成されている。 A gas introduction system 26 and a vacuum exhaust system 27 are connected to the wall surface of the vacuum chamber 21. The gas introduction system 26 is configured by connecting a valve 261, a mass flow controller 262, and a gas cylinder 263 with metal pipes in this order. The vacuum exhaust system 27 includes a valve 271, a turbo molecular pump 272, a valve 273, and a rotary pump 274 connected in this order by metal vacuum piping, and the inside of the vacuum chamber 21 is preferably evacuated to 10 −5 Pa or less. It is configured to be able to exhaust.

図2に示すような、同軸型真空アーク蒸着装置2に設けられた同軸型真空アーク蒸着源3について以下説明する。   A coaxial vacuum arc deposition source 3 provided in the coaxial vacuum arc deposition apparatus 2 as shown in FIG. 2 will be described below.

この蒸着源3は、一端が閉じ他端が開口し、ステンレス等から構成されている円筒状のアノード電極31と、鉄等の触媒金属材料で構成されている円筒状のカソード電極32と、ステンレス等から構成されている円板状のトリガ電極(例えば、リング状のトリガ電極)33とから構成されている。   The vapor deposition source 3 has a cylindrical anode electrode 31 made of stainless steel or the like, a cylindrical cathode electrode 32 made of a catalytic metal material such as iron, and stainless steel. And a disc-shaped trigger electrode (for example, a ring-shaped trigger electrode) 33.

カソード電極32は、アノード電極31の内部に同軸状にアノード電極の壁面から一定の距離だけ離して設けられている。カソード電極32は、その少なくとも先端部(アノード電極31の開口部A側方向の端部に相当する)だけが、同軸型真空アーク蒸着源のターゲットとなる前記金属材料から構成されていても良い。   The cathode electrode 32 is provided coaxially inside the anode electrode 31 and separated from the wall surface of the anode electrode by a certain distance. At least the tip of the cathode electrode 32 (corresponding to the end of the anode electrode 31 in the direction of the opening A) may be made of the metal material that is the target of the coaxial vacuum arc deposition source.

トリガ電極33は、ターゲット材料からなるカソード電極32との間にアルミナ等から構成された絶縁碍子(ワッシャ碍子)34を挟んで取り付けられている。カソード電極32と絶縁碍子34とトリガ電極33の3つの部品は図示していないが、ネジ等で密着させて取り付けられている。絶縁碍子34はカソード電極32とトリガ電極33とを絶縁するように取り付けられている。また、トリガ電極33は絶縁体35を介してカソード電極32に取り付けられていてもよい。これらのアノード電極31とカソード電極32とトリガ電極33とは、絶縁碍子34及び絶縁体35により電気的に絶縁が保たれていることが好ましい。この絶縁碍子34と絶縁体35とは一体型に構成されたものであっても別々に構成されたものでも良い。なお、アノード電極31は、図示していないが、真空チャンバ21の底面に取り付けられた真空フランジに支柱で取り付けられている。   The trigger electrode 33 is attached to a cathode electrode 32 made of a target material with an insulator (washer insulator) 34 made of alumina or the like interposed therebetween. Although not shown in the figure, the three components, the cathode electrode 32, the insulator 34, and the trigger electrode 33, are attached in close contact with screws or the like. The insulator 34 is attached so as to insulate the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33 from each other. The trigger electrode 33 may be attached to the cathode electrode 32 via the insulator 35. These anode electrode 31, cathode electrode 32, and trigger electrode 33 are preferably electrically insulated by an insulator 34 and an insulator 35. The insulator 34 and the insulator 35 may be formed integrally or separately. Although not shown, the anode electrode 31 is attached to a vacuum flange attached to the bottom surface of the vacuum chamber 21 with a support.

カソード電極32とトリガ電極33との間にはパルストランスからなるトリガ電源36が接続されており、また、カソード電極32とアノード電極31との間にはアーク電源37が接続されている。アーク電源37は直流電圧源371とコンデンサユニット372とからなり、この直流電圧源の両端は、アノード電極31とカソード電極32とに接続され、コンデンサユニット372と直流電圧源371とは並列接続されている。   A trigger power source 36 composed of a pulse transformer is connected between the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33, and an arc power source 37 is connected between the cathode electrode 32 and the anode electrode 31. The arc power source 37 includes a DC voltage source 371 and a capacitor unit 372. Both ends of the DC voltage source are connected to the anode electrode 31 and the cathode electrode 32, and the capacitor unit 372 and the DC voltage source 371 are connected in parallel. Yes.

本発明においては、このコンデンサユニット372は同軸型真空アーク蒸着源3の近傍に取り付けられる。すなわち、カソード電極32及びアノード電極31との接続ラインを短く、例えば、100mm以下、好ましくは10mm〜100mm程度の距離になるように取り付けることが必要である。これにより、同軸型真空アーク蒸着源3が所望の放電機能を果たすことができる。   In the present invention, the capacitor unit 372 is attached in the vicinity of the coaxial vacuum arc deposition source 3. That is, it is necessary to attach the cathode electrode 32 and the anode electrode 31 so that the connection line is short, for example, a distance of 100 mm or less, preferably about 10 mm to 100 mm. Thereby, the coaxial vacuum arc evaporation source 3 can fulfill a desired discharge function.

コンデンサユニット372は、複数個のコンデンサ(図2では、3個のコンデンサを例示してある)が接続したものであって、その1つの容量が例えば2200μFであり、直流電圧源371により随時充電される。トリガ電源36は、例えば入力200Vのμ秒のパルス電圧を約17倍に変圧して、3.4kV(数μA)、極性:プラスを出力している。アーク電源37は、例えば800V、数Aの容量の直流電源であって、コンデンサユニット372(4個のコンデンサの場合、8800μF)を充電している。この充電時間を約0.1〜1秒とすれば、本システムにおいて4個のコンデンサからなるコンデンサユニットを用いる場合、8800μFで放電を繰り返す場合の周期は1〜10Hzで行われ得る。トリガ電源36のプラス出力端子は、トリガ電極33に接続され、マイナス端子は、アーク電源37のマイナス側出力端子と同じ電位に接続され、カソード電極32に接続されている。アーク電源37のプラス端子はグランド電位に接地され、アノード電極31に接続されている。コンデンサユニット372の両端子は直流電圧源371のプラス端子及びマイナス端子間に接続されている。   The capacitor unit 372 is connected to a plurality of capacitors (three capacitors are illustrated in FIG. 2), and one capacitor thereof is, for example, 2200 μF, and is charged at any time by the DC voltage source 371. The The trigger power source 36 transforms, for example, a pulse voltage of μs of input 200 V by about 17 times, and outputs 3.4 kV (several μA) and polarity: plus. The arc power source 37 is a DC power source having a capacity of, for example, 800 V and several A, and charges the capacitor unit 372 (8800 μF in the case of four capacitors). If this charging time is about 0.1 to 1 second, when a capacitor unit consisting of four capacitors is used in the present system, the cycle when discharging is repeated at 8800 μF can be performed at 1 to 10 Hz. The positive output terminal of the trigger power source 36 is connected to the trigger electrode 33, and the negative terminal is connected to the same potential as the negative side output terminal of the arc power source 37 and connected to the cathode electrode 32. The plus terminal of the arc power supply 37 is grounded to the ground potential and connected to the anode electrode 31. Both terminals of the capacitor unit 372 are connected between the positive terminal and the negative terminal of the DC voltage source 371.

上記同軸型真空アーク蒸着源3を用いてアーク放電を誘起させるには、例えば、まず、直流電圧源371により4個のコンデンサからなるコンデンサユニット372に100Vで電荷を充電し、コンデンサユニット372の容量を8800μFに設定する。   In order to induce arc discharge using the coaxial vacuum arc deposition source 3, for example, first, a capacitor unit 372 composed of four capacitors is charged with 100 V by a DC voltage source 371, and the capacitance of the capacitor unit 372 is charged. Is set to 8800 μF.

この充電電圧をアノード電極31とカソード電極32とに印加する。この場合、触媒金属材料には、カソード電極32を介してコンデンサユニット372が出力する負電圧が印加される。この状態で、トリガ電源36からトリガ電極33に3.4kVのパルス状電圧を出力し、カソード電極32とトリガ電極33との間に絶縁碍子34を介して印加すると、カソード電極32とトリガ電極33との間にトリガ放電(絶縁碍子34表面での沿面放電)が発生する。カソード電極32と絶縁碍子34とのつなぎ目からは電子が放出される。   This charging voltage is applied to the anode electrode 31 and the cathode electrode 32. In this case, a negative voltage output from the capacitor unit 372 is applied to the catalytic metal material via the cathode electrode 32. In this state, when a pulse voltage of 3.4 kV is output from the trigger power source 36 to the trigger electrode 33 and applied between the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33 via the insulator 34, the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33 are output. Trigger discharge (creeping discharge on the surface of the insulator 34) occurs. Electrons are emitted from the joint between the cathode electrode 32 and the insulator 34.

上記したトリガ放電によって、アノード電極31とカソード電極32との間の耐電圧が低下し、アノード電極の内周面とカソード電極の側面との間で、コンデンサユニット372に蓄電された電荷がアーク放電される。   Due to the trigger discharge described above, the withstand voltage between the anode electrode 31 and the cathode electrode 32 decreases, and the electric charge stored in the capacitor unit 372 is arced between the inner peripheral surface of the anode electrode and the side surface of the cathode electrode. Is done.

コンデンサユニット372に充電された電荷のアーク放電により、多量の電流がカソード電極32に流れ、カソード電極32の側面から鉄等の触媒金属材料の蒸気が放出され、プラズマ化される。この時、アーク電流は、カソード電極32の中心軸上を流れ、アノード電極31内に磁界が形成される。コンデンサユニット372に蓄電された電荷の放出により放電は停止する。このトリガ放電を複数回繰り返し、そのトリガ放電毎にアーク放電を誘起させることが好ましい。   A large amount of current flows to the cathode electrode 32 due to arc discharge of the electric charge charged in the capacitor unit 372, and vapor of a catalytic metal material such as iron is released from the side surface of the cathode electrode 32 to be converted into plasma. At this time, the arc current flows on the central axis of the cathode electrode 32, and a magnetic field is formed in the anode electrode 31. Discharging is stopped by the release of the electric charge stored in the capacitor unit 372. It is preferable to repeat this trigger discharge a plurality of times and induce arc discharge for each trigger discharge.

アーク放電によりカソード電極32からアノード電極31内に放出された電子は、アーク電流によって形成される磁界により電流が流れる向きとは逆向きのローレンツ力を受けて飛行し、開口部Aから真空チャンバ21内へ放出される。   Electrons emitted from the cathode electrode 32 into the anode electrode 31 by the arc discharge fly by receiving a Lorentz force in the direction opposite to the direction in which the current flows by the magnetic field formed by the arc current, and fly from the opening A to the vacuum chamber 21. It is released inside.

すなわち、同軸型真空アーク蒸着源3での上記したアーク放電の間、カソード電極32を構成する触媒金属材料の融解により発生した微粒子(プラズマ化している原子状イオンやクラスタや電子等)が形成される。このカソード電極から放出された金属の蒸気には、荷電粒子であるイオンと中性粒子とが含まれており、電荷が質量に比べて小さい(電荷質量比の小さい)巨大荷電粒子や中性粒子は直進し、アノード電極31の壁面に衝突するが、電荷質量比の大きな荷電粒子であるイオンは、クーロン力により電子に引きつけられるように飛行し、アノード電極の開口部(放出口)Aから真空チャンバ21内へ放出される。   That is, during the arc discharge in the coaxial vacuum arc deposition source 3, fine particles (such as plasma-generated atomic ions, clusters, and electrons) generated by melting of the catalytic metal material constituting the cathode electrode 32 are formed. The The metal vapor released from the cathode electrode contains charged particles of ions and neutral particles, and the charge is small compared to the mass (small charge-to-mass ratio). Goes straight and collides with the wall surface of the anode electrode 31, but ions, which are charged particles having a large charge-mass ratio, fly so as to be attracted to electrons by Coulomb force, and are vacuumed from the opening (emission port) A of the anode electrode. Released into the chamber 21.

上記した金属微粒子の放出は、詳細には次のようにして行われる。カソード電極32に多量の電流が流れるので、カソード電極に磁場が形成され、この時発生したプラズマ中の電子(この電子はカソード電極からアノード電極31の円筒内面に飛行する)が自己形成した磁場によってローレンツ力を受け、前方に飛行する。一方、プラズマ中のカソード電極材料の金属イオンは、電子が前記したように飛行し分極することでクーロン力により前方の電子に引きつけられるようにして前方に飛行し、被処理基板S上に触媒粒子が付着することになる。   In detail, the metal fine particles are released as follows. Since a large amount of current flows through the cathode electrode 32, a magnetic field is formed at the cathode electrode, and the electrons in the plasma generated at this time (the electrons fly from the cathode electrode to the cylindrical inner surface of the anode electrode 31) are self-formed. Receives Lorentz force and flies forward. On the other hand, the metal ions of the cathode electrode material in the plasma fly forward so that the electrons fly and polarize as described above, and are attracted to the forward electrons by the Coulomb force. Will adhere.

同軸型真空アーク蒸着源3と所定の距離(例えば、80mm)離れた上方の位置には、被処理基板Sが、基板ステージ22の中心をその中心とする同心円上を回転しながら通過している。そこで、真空チャンバ21内へ放出された金属の蒸気中のイオン等が、同軸型真空アーク蒸着源3に対向する基板ステージ22表面に主面を開口部Aに向けて取り付けられている被処理基板Sの表面に達すると、金属微粒子が各基板表面に付着し、凝集して直径数nmの触媒粒子が形成される。この被処理基板Sは、所望により、加熱手段25によって所定の温度に加熱されることができる。   A substrate S to be processed passes through a concentric circle centered on the center of the substrate stage 22 at a position above the coaxial vacuum arc deposition source 3 by a predetermined distance (for example, 80 mm). . Therefore, ions to be processed in the vapor of the metal released into the vacuum chamber 21 are attached to the surface of the substrate stage 22 facing the coaxial vacuum arc deposition source 3 with the main surface facing the opening A. When reaching the surface of S, the metal fine particles adhere to the surface of each substrate and aggregate to form catalyst particles having a diameter of several nm. The substrate to be processed S can be heated to a predetermined temperature by the heating means 25 as desired.

1回のトリガ放電でアーク放電が1回誘起され、アーク電流が300μ秒流れる。上記コンデンサユニット372の充電時間が約1秒である場合、1Hzの周期でアーク放電を発生させることができる。所望の粒径(例えば、2〜5nm程度)に応じて、所定の回数(例えば、5〜500回)のアーク放電を発生させ、被処理基板Sの表面に触媒粒子を形成せしめる。   An arc discharge is induced once by one trigger discharge, and an arc current flows for 300 μsec. When the charging time of the capacitor unit 372 is about 1 second, arc discharge can be generated with a period of 1 Hz. Depending on the desired particle size (for example, about 2 to 5 nm), arc discharge is generated a predetermined number of times (for example, 5 to 500 times) to form catalyst particles on the surface of the substrate S to be processed.

本発明では、上記した場合のアーク放電の尖頭電流が2000A以上になるように、コンデンサユニット372の配線長を好ましくは10〜50mmとし、また、カソード電極32に接続されたコンデンサユニットの容量を好ましくは2200〜8800μFとし、放電電圧を50V以上、好ましくは50〜800V、より好ましくは60〜400Vに設定して、1回のアーク放電によるアーク電流を1000μ秒以下、好ましくは300μ秒以下の短い時間で消滅させるようにすることが望ましい。また、このトリガ放電は、1秒に1〜10回程度発生させることが好ましい。   In the present invention, the wiring length of the capacitor unit 372 is preferably 10 to 50 mm so that the peak current of arc discharge in the above case is 2000 A or more, and the capacity of the capacitor unit connected to the cathode electrode 32 is It is preferably set to 2200 to 8800 μF, the discharge voltage is set to 50 V or more, preferably 50 to 800 V, more preferably 60 to 400 V, and the arc current by one arc discharge is 1000 μsec or less, preferably 300 μsec or less. It is desirable to make it disappear with time. The trigger discharge is preferably generated about 1 to 10 times per second.

上記したようにして形成した触媒粒子を有する基板に対してCNFやGNFを作製するために用いる原料は、特に制限されず、公知の原料を使用できる。例えば、HとCO(例えば、1:1の流量割合)との組み合わせや、HとCHやC等の飽和若しくは不飽和の炭化水素又はアルコール類等との組み合わせ等を挙げることができる。この場合、炭化水素はNやArやHe等の不活性ガスで希釈されたものであっても良い。また、CNFやGNF成長プロセスの条件も、特に制限されず、通常の成長プロセス条件で良い。例えば、熱CVD法、プラズマCVD法、リモートプラズマ法、又はレーザーアブレーション法等を用いて、公知のプロセス条件でこのカーボンナノ材料の成長を行うことができる。好ましくは、CVD法である。 The raw material used for producing CNF or GNF on the substrate having the catalyst particles formed as described above is not particularly limited, and a known raw material can be used. For example, combinations of H 2 and CO (for example, a flow rate ratio of 1: 1), combinations of H 2 and saturated or unsaturated hydrocarbons such as CH 4 and C 2 H 2, alcohols, etc. be able to. In this case, the hydrocarbon may be one diluted with an inert gas such as N 2 or Ar or He. Further, the conditions for the CNF and GNF growth processes are not particularly limited, and may be normal growth process conditions. For example, the carbon nanomaterial can be grown under known process conditions using a thermal CVD method, a plasma CVD method, a remote plasma method, a laser ablation method, or the like. Preferably, the CVD method is used.

また、本発明の画像表示装置の製造方法は、上記した本発明の電子放出源を用いて、公知の方法により行うことができる。例えば、複数の本発明の電子放出源と、この電子放出源からの電子の放出によって発光する発光部材とを、公知の手段で組み合せることにより画像表示装置を製造できる。   Moreover, the manufacturing method of the image display apparatus of this invention can be performed by a well-known method using the above-mentioned electron emission source of this invention. For example, an image display device can be manufactured by combining a plurality of electron emission sources of the present invention and a light emitting member that emits light by emission of electrons from the electron emission source by known means.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples.

以下の実施例では、次世代フラットパネルディスプレイに欠かすことのできない電子放出源として、GNFを有する電子放出源を選び、このGNF成長用触媒となる金属粒子としてFe粒子を、図2に示す同軸型真空アーク蒸着装置を用いて形成した。   In the following examples, an electron emission source having GNF is selected as an electron emission source indispensable for the next-generation flat panel display, and Fe particles are used as metal particles for the GNF growth catalyst. The coaxial type shown in FIG. It formed using the vacuum arc vapor deposition apparatus.

図2に示す同軸型真空アーク蒸着源を備えた同軸型真空アーク蒸着装置を用い、ターゲット材としてのFeで構成されたカソード電極を配置して、石英基板上にFe触媒粒子を形成し、次いでこの触媒粒子上にCVD法によりGNFを成長せしめた。   Using the coaxial vacuum arc deposition apparatus provided with the coaxial vacuum arc deposition source shown in FIG. 2, a cathode electrode composed of Fe as a target material is arranged to form Fe catalyst particles on a quartz substrate, and then GNF was grown on the catalyst particles by the CVD method.

Fe触媒粒子を形成する前に、直流電圧源371によりコンデンサユニット372に60Vで電荷を充電し、コンデンサユニット372の容量を8800μFに設定した。次いで、トリガ電源36からトリガ電極33にパルス電圧を出力し(出力:3.4kV)、カソード電極32とトリガ電極33との間にワッシャ碍子34を介して印加することで、カソード電極32とトリガ電極33との間にトリガ放電を発生させた。カソード電極32とワッシャ碍子34とのつなぎ目から電子が発生した。この時、カソード電極32とアノード電極31の内面との間で、コンデンサユニット372に蓄電された電荷がアーク放電され、カソード電極32に多量の電流(尖頭電流)が流入し、カソード電極からFeのプラズマが生成された。コンデンサユニット372に蓄電された電荷の放出により放電が停止した。このトリガ放電を複数回(30、50、100及び300ショット)繰り返し、そのトリガ放電毎にアーク放電を誘起させた。   Before forming the Fe catalyst particles, the capacitor unit 372 was charged with 60 V by the DC voltage source 371, and the capacitance of the capacitor unit 372 was set to 8800 μF. Next, a pulse voltage is output from the trigger power source 36 to the trigger electrode 33 (output: 3.4 kV), and is applied between the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33 via the washer insulator 34, whereby the cathode electrode 32 and the trigger electrode 33 are triggered. A trigger discharge was generated between the electrode 33 and the electrode 33. Electrons were generated from the joint between the cathode electrode 32 and the washer insulator 34. At this time, the electric charge stored in the capacitor unit 372 is arc-discharged between the cathode electrode 32 and the inner surface of the anode electrode 31, and a large amount of current (peak current) flows into the cathode electrode 32. Plasma was generated. Discharging stopped due to the discharge of the charge stored in the capacitor unit 372. This trigger discharge was repeated a plurality of times (30, 50, 100 and 300 shots), and an arc discharge was induced for each trigger discharge.

上記したアーク放電の間、Feの融解により発生した微粒子(プラズマ化している原子状イオンやクラスタや電子等)が形成された。この微粒子をアノード電極31の開口部A側から真空チャンバ21内に放出させ、被処理基板S上に供給し、Fe粒子を形成せしめた。   During the arc discharge described above, fine particles (atomic ions, clusters, electrons, etc. that are turned into plasma) generated by melting of Fe were formed. The fine particles were discharged into the vacuum chamber 21 from the opening A side of the anode electrode 31 and supplied onto the substrate S to be formed, thereby forming Fe particles.

上記Fe粒子形成条件は、圧力:2.66×10−4Pa、粒子形成レート:1nm/100ショット、基板温度:20℃であった。 The Fe particle formation conditions were as follows: pressure: 2.66 × 10 −4 Pa, particle formation rate: 1 nm / 100 shots, substrate temperature: 20 ° C.

かくして得られたFe粒子の粒径は、上記ショット数に応じて、それぞれ、3、5、10及び30Åであった。   The particle diameters of the Fe particles thus obtained were 3, 5, 10 and 30 そ れ ぞ れ, respectively, depending on the number of shots.

次いで、GNF成長用原料ガスとしてHガスとCOガス(流量:200/200sccm)とを用い、温度525℃で、熱CVD法により、上記Fe粒子上にGNFを成長せしめた。 Next, GNF was grown on the Fe particles by thermal CVD at a temperature of 525 ° C. using H 2 gas and CO gas (flow rate: 200/200 sccm) as a source gas for GNF growth.

かくして作製されたGNFに対して、二極測定法により、電子放出特性(I−V特性)を評価した。その際のアノード−カソード間ギャップは0.5mmとし、電圧3.5kVまで印加して評価した。
(比較例1)
The electron emission characteristics (IV characteristics) of the GNF thus produced were evaluated by a bipolar measurement method. In this case, the anode-cathode gap was 0.5 mm, and the voltage was applied up to 3.5 kV for evaluation.
(Comparative Example 1)

実施例1と同じ基板を用い、GNF成長用触媒として、EB法により50Å膜厚のFe膜を形成し、次いで実施例1と同様の手法でGNF成長を行った。かくして作製されたGNFに対して実施例1と同様の手法で二極測定を行って、I−V特性を評価した。   Using the same substrate as in Example 1, a 50 nm thick Fe film was formed by EB method as a GNF growth catalyst, and then GNF growth was performed in the same manner as in Example 1. Bipolar measurement was performed on the GNF thus produced in the same manner as in Example 1 to evaluate the IV characteristics.

上記実施例1で得られたI−V特性評価結果、すなわち各Fe粒子の粒径(Å)における電圧(kV)と電流密度(μA)との関係をプロットし、比較例1の結果と共に図3に示す。図3において、APGは同軸型真空アーク蒸着源装置を用いた場合を示す。図3から明らかなように、EB蒸着法により成膜した触媒金属の上に作製されたGNFよりも、同軸型真空アーク蒸着源装置を用いて形成した触媒粒子の上に作製されたGNFの方が、粒径が3〜30Åの場合に、I−V特性が向上していることが分かる。同軸型真空アーク蒸着源装置を用いた場合のうち、触媒金属を3Å粒径で形成した場合のGNFが最もI−V特性が良いことが分かる。   The IV characteristic evaluation results obtained in Example 1 above, that is, the relationship between the voltage (kV) and the current density (μA) at the particle size (各) of each Fe particle is plotted. 3 shows. In FIG. 3, APG indicates a case where a coaxial vacuum arc deposition source apparatus is used. As apparent from FIG. 3, the GNF produced on the catalyst particles formed by using the coaxial vacuum arc vapor deposition source device is better than the GNF produced on the catalyst metal formed by the EB vapor deposition method. However, it can be seen that the IV characteristics are improved when the particle diameter is 3 to 30 mm. Of the cases where the coaxial vacuum arc deposition source apparatus is used, it can be seen that GNF when the catalytic metal is formed with a particle size of 3 mm has the best IV characteristics.

また、実施例1で得られたGNF(触媒粒子の粒径:3Å)のSEM像を図4に示す。図4から明らかなように、作製されたGNFの直径は約50nmで、低密度成長していることが分かる。   Further, FIG. 4 shows an SEM image of GNF (catalyst particle diameter: 3 mm) obtained in Example 1. As can be seen from FIG. 4, the produced GNF has a diameter of about 50 nm and is grown at a low density.

本発明によれば、同軸型真空アーク蒸着装置を用いて形成した触媒金属粒子をカーボンナノ材料成長用触媒として用いることにより、直径が細く、かつ低密度成長したカーボンナノ材料を提供できるので、FEDのような次世代ディスプレイを製造する際に用いられる電子放出源の電子放出特性を向上させることができる。   According to the present invention, by using catalytic metal particles formed using a coaxial vacuum arc deposition apparatus as a carbon nanomaterial growth catalyst, it is possible to provide a carbon nanomaterial with a small diameter and a low density growth. Thus, it is possible to improve the electron emission characteristics of the electron emission source used when manufacturing the next generation display.

従って、本発明は、次世代フラットパネルディスプレイの技術分野で利用可能である。   Therefore, the present invention can be used in the technical field of next-generation flat panel displays.

EB蒸着によりFe触媒を5nm成膜した基板上に成長させたGNFのSEM像を示す写真。The photograph which shows the SEM image of GNF made to grow on the board | substrate which formed Fe catalyst 5 nm into a film by EB vapor deposition. 本発明で用いる同軸型真空アーク蒸着装置の一構成例を模式的に示す構成図。The block diagram which shows typically the example of 1 structure of the coaxial type vacuum arc vapor deposition apparatus used by this invention. 実施例1及び比較例1で得られたGNFのI−V特性をプロットしたグラフ。The graph which plotted the IV characteristic of GNF obtained in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例1で得られたGNF(Fe粒子の粒径:3Å)のSEM像を示す写真。The photograph which shows the SEM image of GNF (The particle size of Fe particle: 3cm) obtained in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 同軸型真空アーク蒸着装置 3 同軸型真空アーク蒸着源
21 真空チャンバ 22 基板ステージ
23 回転駆動手段 24 回転機構
25 加熱手段 26 ガス導入系
27 真空排気系 31 アノード電極
32 カソード電極 33 トリガ電極
34 絶縁碍子 35 絶縁体
36 トリガ電源 37 アーク電源
261 バルブ 262 マスフローコントローラー
263 ガスボンベ 271 バルブ
272 ターボ分子ポンプ 273 バルブ
274 ロータリーポンプ 371 直流電圧源
372 コンデンサユニット A 開口部
S 被処理基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Coaxial type vacuum arc deposition apparatus 3 Coaxial type vacuum arc deposition source 21 Vacuum chamber 22 Substrate stage 23 Rotation drive means 24 Rotation mechanism 25 Heating means 26 Gas introduction system 27 Vacuum exhaust system 31 Anode electrode 32 Cathode electrode 33 Trigger electrode 34 Insulator 35 Insulator 36 Trigger Power Supply 37 Arc Power Supply 261 Valve 262 Mass Flow Controller 263 Gas Cylinder 271 Valve 272 Turbo Molecular Pump 273 Valve 274 Rotary Pump 371 DC Voltage Source 372 Capacitor Unit A Opening S Processed Substrate

Claims (5)

円筒状のトリガ電極と触媒金属で少なくとも先端部が構成された円筒状のカソード電極とが、円板状の絶縁碍子を挟んで隣接して配置され、そして前記カソード電極とトリガ電極との周りに同軸状に円筒状のアノード電極が配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えている同軸型真空アーク蒸着装置を用い、前記トリガ電極とアノード電極との間にトリガ放電をパルス的に発生させ、前記カソード電極とアノード電極との間にアーク放電を断続的に誘起させることにより基板上に形成された前記触媒金属からなる触媒粒子を用いて成長させたカーボンナノファイバー又はグラファイトナノファイバーを有することを特徴とする電子放出源。 A cylindrical trigger electrode and a cylindrical cathode electrode having at least a tip formed of a catalyst metal are disposed adjacent to each other with a disc-shaped insulator interposed therebetween, and around the cathode electrode and the trigger electrode Using a coaxial vacuum arc deposition apparatus having a coaxial vacuum arc deposition source in which a cylindrical anode electrode is coaxially disposed, a trigger discharge is generated in a pulse manner between the trigger electrode and the anode electrode. And having carbon nanofibers or graphite nanofibers grown using catalyst particles made of the catalyst metal formed on a substrate by intermittently inducing an arc discharge between the cathode electrode and the anode electrode. An electron emission source characterized by. 前記触媒金属が、鉄、ニッケル、銅、コバルト又はこれらの金属から選ばれた少なくとも1つの金属を含む合金であることを特徴とする請求項1記載の電子放出源。 2. The electron emission source according to claim 1, wherein the catalyst metal is iron, nickel, copper, cobalt, or an alloy containing at least one metal selected from these metals. 円筒状のトリガ電極と触媒金属で少なくとも先端部が構成された円筒状のカソード電極とが、円板状の絶縁碍子を挟んで隣接して配置され、そして前記カソード電極とトリガ電極との周りに同軸状に円筒状のアノード電極が配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えている同軸型真空アーク蒸着装置を用い、前記トリガ電極とアノード電極との間にトリガ放電をパルス的に発生させ、前記カソード電極とアノード電極との間にアーク放電を断続的に誘起させて、基板上に前記触媒金属からなる触媒粒子を形成し、次いでこの基板に対してカーボンナノファイバー又はグラファイトナノファイバー用原料を供給し、前記触媒粒子上にカーボンナノファイバー又はグラファイトナノファイバーを成長させて、カーボンナノファイバー又はグラファイトナノファイバーを有する電子放出源を作製することを特徴とする電子放出源の作製方法。 A cylindrical trigger electrode and a cylindrical cathode electrode having at least a tip formed of a catalyst metal are disposed adjacent to each other with a disc-shaped insulator interposed therebetween, and around the cathode electrode and the trigger electrode Using a coaxial vacuum arc deposition apparatus having a coaxial vacuum arc deposition source in which a cylindrical anode electrode is coaxially disposed, a trigger discharge is generated in a pulse manner between the trigger electrode and the anode electrode. The arc discharge is intermittently induced between the cathode electrode and the anode electrode to form catalyst particles made of the catalyst metal on the substrate, and then the carbon nanofiber or graphite nanofiber raw material is formed on the substrate. To grow carbon nanofibers or graphite nanofibers on the catalyst particles, Method for manufacturing the electron emission source, which comprises preparing an electron emission source having a § site nanofibers. 前記触媒金属が、鉄、ニッケル、銅、コバルト又はこれらの金属から選ばれた少なくとも1つの金属を含む合金であることを特徴とする請求項3記載の電子放出源の作製方法。 4. The method for producing an electron emission source according to claim 3, wherein the catalyst metal is iron, nickel, copper, cobalt, or an alloy containing at least one metal selected from these metals. 複数の電子放出源と、前記電子放出源からの電子の放出によって発光する発光部材とを有する画像表示装置の製造方法であって、前記電子放出源として、請求項1若しくは2記載の電子放出源を用いるか、又は請求項3若しくは4記載の作製方法によって電子放出源を作製することを特徴とする画像表示装置の製造方法。 3. The method of manufacturing an image display device having a plurality of electron emission sources and a light emitting member that emits light when electrons are emitted from the electron emission sources, wherein the electron emission source is the electron emission source according to claim 1 or 2. Or an electron emission source is produced by the production method according to claim 3 or 4.
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