JPH10149760A - Field emission type cold cathode apparatus, manufacture thereof, and vacuum microapparatus - Google Patents

Field emission type cold cathode apparatus, manufacture thereof, and vacuum microapparatus

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JPH10149760A
JPH10149760A JP24909697A JP24909697A JPH10149760A JP H10149760 A JPH10149760 A JP H10149760A JP 24909697 A JP24909697 A JP 24909697A JP 24909697 A JP24909697 A JP 24909697A JP H10149760 A JPH10149760 A JP H10149760A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field emission type cold cathode apparatus having an even field emission property and high field emission efficiency and capable of being driven at low voltage. SOLUTION: This field emission type cold cathode apparatus comprises a supporting substrate 12 and a plurality of emitters 14 formed on the supporting substrate 12 to emit electrons. Each emitter 14 is constituted of a plurality of carbon tubes 16 basically made of strings of 6-member carbon rings. Not than 70% of the total carbon tube 16 has 30nm or smaller diameter. The aspect ratio, which is the ratio of the height to the bottom part diameter, of the carbon tubes 16 composing the emitters 14 is set to be not less than 3 and not higher than 1×10<6> , preferably not less than 3 and not higher than 1×10<3> . The cycle of the 3-member carbon rings of the carbon tubes 16 is 0.426nm or 0.738nm or integer times as long as these values.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電界放出型冷陰極装
置、その製造方法、並びに同冷陰極装置を用いた真空マ
イクロ装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a field emission type cold cathode device, a method of manufacturing the same, and a vacuum micro device using the cold cathode device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体加工技術を利用した電界放出型冷
陰極装置の開発が近年活発に行なわれている。その代表
的な例としては、スピント（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ）ら
が、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ，Ｖｏｌ．４７，５２４８（１９７６）に記載し
たものが知られている。この電界放出型冷陰極装置は、
Ｓｉ単結晶基板上にＳｉＯ2 層とゲート電極層を形成し
た後、直径約１．５μｍ程度の穴を更に形成し、この穴
の中に、電界放出を行なう円錐上のエミッタを蒸着法に
より作製したものである。この具体的な製造方法を図１
７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。2. Description of the Related Art Field emission cold cathode devices utilizing semiconductor processing technology have been actively developed in recent years. As a typical example, CA Spindt et al., Journal of Applied Physs.
ics, Vol. 47, 5248 (1976). This field emission type cold cathode device,
After forming a SiO 2 layer and a gate electrode layer on a Si single crystal substrate, a hole having a diameter of about 1.5 μm is further formed, and a conical emitter for field emission is formed in the hole by a vapor deposition method. It was done. This specific manufacturing method is shown in FIG.
7 (a) to 7 (c).

【０００３】先ず、Ｓｉ単結晶基板１上に絶縁層として
ＳｉＯ2 層２をＣＶＤ等の堆積法により形成する。次
に、その上にゲート電極層となるＭｏ層３及び犠牲層と
して使用されるＡｌ層４をスパッタリング法等で形成す
る。次に、エッチングにより直径約１．５μｍ程度の穴
５を層２、３、４に形成する（図１７（ａ））。First, an SiO 2 layer 2 is formed as an insulating layer on a Si single crystal substrate 1 by a deposition method such as CVD. Next, a Mo layer 3 serving as a gate electrode layer and an Al layer 4 used as a sacrificial layer are formed thereon by a sputtering method or the like. Next, holes 5 having a diameter of about 1.5 μm are formed in the layers 2, 3, and 4 by etching (FIG. 17A).

【０００４】次に、この穴５の中に、電界放出を行なう
ための円錐形状のエミッタ７を蒸着法により作製する
（図１７（ｂ））。このエミッタ７の形成は、エミッタ
の材料となる金属、例えばＭｏを、回転した状態の基板
１に対して垂直方向から真空蒸着することにより行う。
この際、穴５の開口に相当するピンホール径は、Ａｌ層
４上にＭｏ層６が堆積するにつれて減少し、最終的には
０となる。このため、ピンホールを通して堆積する穴５
内のエミッタ７も、その径がしだいに減少し、円錐形状
となる。Ａｌ層４上に堆積した余分のＭｏ層６は後に除
去する（図１７（ｃ））。Next, a conical emitter 7 for performing field emission is formed in the hole 5 by vapor deposition (FIG. 17B). The emitter 7 is formed by vacuum-depositing a metal, for example, Mo, which is a material of the emitter, on the substrate 1 in a rotated state in a vertical direction.
At this time, the pinhole diameter corresponding to the opening of the hole 5 decreases as the Mo layer 6 is deposited on the Al layer 4, and finally becomes zero. Therefore, the holes 5 deposited through the pinholes
The inner diameter of the emitter 7 also gradually decreases and becomes a conical shape. The excess Mo layer 6 deposited on the Al layer 4 is removed later (FIG. 17C).

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の製造方
法及びその方法により作製された電界放出型冷陰極装置
においては以下に述べるような問題点がある。However, the above-described manufacturing method and the field emission cold cathode device manufactured by the method have the following problems.

【０００６】先ず、回転蒸着法により、穴５の開口に相
当するピンホールの直径が少しずつ小さくなることを利
用してエミッタを形成しているため、エミッタ高さ、先
端部の形状などがばらつき、電界放出の均一性が悪くな
る。また、形状の再現性や歩留まりが悪いため、特性の
揃った多数の電界放出型冷陰極装置を同一基板上に作製
しようとする場合には、生産コストが非常に高くなる。First, since the emitter is formed by the rotary evaporation method using the fact that the diameter of the pinhole corresponding to the opening of the hole 5 is gradually reduced, the height of the emitter, the shape of the tip portion, and the like vary. In addition, the field emission uniformity is deteriorated. In addition, since the reproducibility of the shape and the yield are poor, the production cost becomes extremely high when a large number of field emission cold cathode devices having the same characteristics are to be manufactured on the same substrate.

【０００７】また、電界放出効率を向上させるのに必要
なエミッタ先端部の鋭さが欠けるため、駆動電圧が高く
なり、電界放出効率の低下、消費電力の増大等の問題が
生じる。高い駆動電圧を用いた場合、この電圧によりイ
オン化した残留ガスの影響をうけてエミッタ先端部の形
状が変化しやすく、信頼性や寿命等の点でも問題が生じ
る。Further, since the sharpness of the tip of the emitter required for improving the field emission efficiency is lacking, the driving voltage is increased, causing problems such as a reduction in the field emission efficiency and an increase in power consumption. When a high driving voltage is used, the shape of the tip of the emitter is apt to change under the influence of the residual gas ionized by this voltage, which causes problems in reliability and life.

【０００８】また、ＳｉＯ2 絶縁層をＣＶＤ法により厚
く形成しているため、電界放出の効率を大きく左右する
ゲート−エミッタ間の距離が正確に制御できず、電界放
出の均一性が良好でなく、ばらつきが発生する。また、
ゲート−エミッタ間距離が小さい方がより低電圧で素子
を駆動させることができるが、制御よくゲートとエミッ
タとを近接させることが困難である。Further, since the SiO 2 insulating layer is formed thick by the CVD method, the distance between the gate and the emitter, which largely affects the efficiency of field emission, cannot be accurately controlled, and the uniformity of field emission is not good. And variations occur. Also,
If the distance between the gate and the emitter is small, the element can be driven at a lower voltage, but it is difficult to bring the gate and the emitter close to each other with good control.

【０００９】また、製造方法の性質上、エミッタ基底部
長さに対するエミッタ高さの割合、即ち、アスペクト比
を２以上にすることが困難である。エミッタのアスペク
ト比は、高い方がエミッタ先端部に電界が集中するた
め、駆動電圧の低下、消費電力の低下等に大幅な効果が
ある。エミッタのアスペクト比を高くできない一つの理
由は、上述の如く、エミッタ高さをコントロールする
際、開口部が次第にふさがっていくことを利用している
ことにある。また、別の理由は、エミッタ基底部長さが
ステッパ露光などにも用いられるマスク径とほぼ同じ長
さになるため、ステッパ露光限界より小さな基底部長さ
を作製することができないことにある。このステッパ露
光限界はまた、エミッタ基底部長さに制限を加えるた
め、エミッタを高集積化する上で別の問題を引起こして
いる。Also, due to the nature of the manufacturing method, it is difficult to make the ratio of the emitter height to the base length of the emitter, that is, the aspect ratio, 2 or more. The higher the aspect ratio of the emitter is, the more the electric field is concentrated at the tip of the emitter, which has a great effect on lowering the driving voltage, lowering the power consumption and the like. One reason that the aspect ratio of the emitter cannot be increased is that, as described above, when controlling the height of the emitter, the fact that the opening gradually closes is used. Another reason is that, since the base length of the emitter is almost the same as the diameter of the mask used for stepper exposure or the like, a base length smaller than the stepper exposure limit cannot be manufactured. This stepper exposure limit also limits the emitter base length, thus causing another problem in high integration of emitters.

【００１０】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、電界放出特性が均一で且つ低電圧駆動
が可能で電界放出効率も高い電界放出型冷陰極装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a field emission type cold cathode device having uniform field emission characteristics, capable of driving at a low voltage, and having high field emission efficiency, and a method of manufacturing the same. The purpose is to provide.

【００１１】本発明はまた、高集積化が容易で、生産性
に富み、且つ同一形状の尖鋭なエミッタを多数形成可能
な電界放出型冷陰極装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。It is another object of the present invention to provide a field emission type cold cathode device which is easy to achieve high integration, has high productivity, and can form a large number of sharp emitters having the same shape, and a method of manufacturing the same. .

【００１２】本発明はまた、上述のような優れた特性を
有する電界放出型冷陰極装置を用いた真空マイクロ装置
を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a vacuum micro device using a field emission type cold cathode device having the above-mentioned excellent characteristics.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
電界放出型冷陰極装置において、支持部材と、前記支持
部材上に配設された電子を放出するためのエミッタと、
を具備し、前記エミッタがフラーレンまたはカーボンナ
ノチューブを具備することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A first aspect of the present invention is as follows.
In the field emission cold cathode device, a support member, an emitter for emitting electrons disposed on the support member,
Wherein the emitter comprises a fullerene or a carbon nanotube.

【００１４】本発明の第２の視点は、第１の視点の電界
放出型冷陰極装置において、前記エミッタが複数のフラ
ーレンまたはカーボンナノチューブを具備することを特
徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the first aspect, the emitter includes a plurality of fullerenes or carbon nanotubes.

【００１５】本発明の第３の視点は、第１または第２の
視点の電界放出型冷陰極装置において、前記支持部材上
に配設されたカソード配線層を具備し、前記エミッタが
前記カソード配線層上に配設されることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the first or second aspect, a cathode wiring layer is provided on the support member, and the emitter is connected to the cathode wiring. It is characterized by being disposed on a layer.

【００１６】本発明の第４の視点は、第３の視点の電界
放出型冷陰極装置において、前記カソード配線層がＭ
ｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選択さ
れた材料から基本的に形成されることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the third aspect, the cathode wiring layer is formed of M.
O, Ta, W, Cr, Ni, and Cu are basically formed from a material selected from the group consisting of Cu.

【００１７】本発明の第５の視点は、第１乃至第４のい
ずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前記エ
ミッタが、前記支持部材に支持された導電性凸部を具備
し、前記フラーレンまたはカーボンナノチューブが前記
導電性凸部の先端部に支持されることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to any one of the first to fourth aspects, the emitter comprises a conductive projection supported by the support member, The fullerene or the carbon nanotube is supported on a tip of the conductive protrusion.

【００１８】本発明の第６の視点は、第５の視点の電界
放出型冷陰極装置において、前記フラーレンまたはカー
ボンナノチューブが部分的に前記導電性凸部に埋設され
ることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the fifth aspect, the fullerene or the carbon nanotube is partially embedded in the conductive projection.

【００１９】本発明の第７の視点は、第５または第６の
視点の電界放出型冷陰極装置において、前記導電性凸部
がＭｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、ＬａＢ6 、Ａｌ
Ｎ、ＧａＮ、グラファイト、ダイヤモンドからなる群か
ら選択された材料から基本的に形成されることを特徴と
する。According to a seventh aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the fifth or sixth aspect, the conductive projections are made of Mo, Ta, W, Cr, Ni, Si, LaB 6 , Al
It is basically formed from a material selected from the group consisting of N, GaN, graphite, and diamond.

【００２０】本発明の第８の視点は、第１乃至第７のい
ずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前記エ
ミッタに対して間隔をおいて対向するゲート電極を具備
することを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to any one of the first to seventh aspects, a gate electrode facing the emitter is provided at an interval. And

【００２１】本発明の第９の視点は、第１乃至第８のい
ずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前記支
持部材が合成樹脂から基本的に形成されることを特徴と
する。According to a ninth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to any one of the first to eighth aspects, the support member is basically formed of a synthetic resin.

【００２２】本発明の第１０の視点は、第１乃至第９の
いずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前記
カーボンナノチューブが、周期が０．４２６ｎｍまたは
０．７３８ｎｍの倍数の炭素の６員環の連なりから基本
的に構成されることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to any one of the first to ninth aspects, the carbon nanotubes are made of carbon having a period of 0.426 nm or a multiple of 0.738 nm. It is characterized by being basically composed of a series of six-membered rings.

【００２３】本発明の第１１の視点は、第１乃至第１０
のいずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前
記カーボンナノチューブの直径が３０ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする。An eleventh aspect of the present invention is directed to the first to tenth aspects.
The field emission cold cathode device according to any one of the above aspects, wherein the diameter of the carbon nanotube is 30 nm or less.

【００２４】本発明の第１２の視点は、第１乃至第１１
のいずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前
記カーボンナノチューブの端部が炭素の５員環、６員
環、７員環を含むグラファイトシートにより閉じられて
いることを特徴とする。The twelfth aspect of the present invention is directed to the first to eleventh aspects.
In the field emission cold cathode device according to any one of the above aspects, an end of the carbon nanotube is closed by a graphite sheet including a five-membered ring, a six-membered ring, and a seven-membered ring of carbon.

【００２５】本発明の第１３の視点は、第１乃至第１２
のいずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前
記エミッタを形成する前記カーボンナノチューブの底部
直径に対する高さの比を表すアスペクト比が、３以上で
１×１０6 以下であることを特徴とする。The thirteenth aspect of the present invention is directed to the first to twelfth aspects.
In the field emission cold cathode device according to any one of the aspects, an aspect ratio representing a ratio of a height to a bottom diameter of the carbon nanotube forming the emitter is 3 or more and 1 × 10 6 or less. I do.

【００２６】本発明の第１４の視点は、第１３の視点の
電界放出型冷陰極装置において、前記アスペクト比が、
３以上で１×１０3 以下であることを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the thirteenth aspect, the aspect ratio is:
It is not less than 3 and not more than 1 × 10 3 .

【００２７】本発明の第１５の視点は、第１乃至第１４
のいずれかの視点の電界放出型冷陰極装置において、前
記カーボンナノチューブ内に配設された、電子を放出す
ることのできる導電性充填層を具備することを特徴とす
る。A fifteenth aspect of the present invention relates to the first to fourteenth aspects.
The field emission cold cathode device according to any one of the above aspects, further comprising a conductive filling layer provided in the carbon nanotube and capable of emitting electrons.

【００２８】本発明の第１６の視点は、第１５の視点の
電界放出型冷陰極装置において、前記充填層がＭｏ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、ＬａＢ6 、ＡｌＮ、Ｇａ
Ｎ、グラファイト、ダイヤモンドからなる群から選択さ
れた材料から基本的に形成されることを特徴とする。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the field emission cold cathode device according to the fifteenth aspect, the filling layer is made of Mo, T
a, W, Cr, Ni, Si, LaB 6, AlN, Ga
It is basically formed from a material selected from the group consisting of N, graphite, and diamond.

【００２９】本発明の第１７の視点は、真空マイクロ装
置において、支持部材と、前記支持部材上に配設された
電子を放出するためのエミッタと、前記エミッタがフラ
ーレンまたはカーボンナノチューブを具備することと、
前記支持部材と協働して前記エミッタを包囲する真空放
電空間を形成する包囲部材と、前記エミッタに対して間
隔をおいて配設された引出し電極と、前記エミッタと前
記引出し電極との電位差により前記エミッタから電子が
放出されることと、を具備することを特徴とする。According to a seventeenth aspect of the present invention, in a vacuum micro device, a support member, an emitter for emitting electrons provided on the support member, and the emitter includes a fullerene or a carbon nanotube. When,
A surrounding member forming a vacuum discharge space surrounding the emitter in cooperation with the supporting member, an extraction electrode arranged at a distance from the emitter, and a potential difference between the emitter and the extraction electrode. Emitting electrons from the emitter.

【００３０】本発明の第１８の視点は、第１７の視点の
真空マイクロ装置において、前記引出し電極が前記支持
部材に支持されたゲート電極からなることを特徴とす
る。According to an eighteenth aspect of the present invention, in the vacuum micro device according to the seventeenth aspect, the extraction electrode comprises a gate electrode supported by the support member.

【００３１】本発明の第１９の視点は、第１８の視点の
真空マイクロ装置において、前記エミッタと対向する位
置で前記包囲部材上にアノード電極が配設されることを
特徴とする。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the vacuum micro device according to the eighteenth aspect, an anode electrode is provided on the surrounding member at a position facing the emitter.

【００３２】本発明の第２０の視点は、第１７の視点の
真空マイクロ装置において、前記引出し電極が前記エミ
ッタと対向する位置で前記包囲部材上に配設されたアノ
ード電極からなることを特徴とする。According to a twentieth aspect of the present invention, in the vacuum micro device according to the seventeenth aspect, the extraction electrode comprises an anode electrode disposed on the surrounding member at a position facing the emitter. I do.

【００３３】本発明の第２１の視点は、支持部材と、前
記支持部材上に配設された電子を放出するための複数の
エミッタと、を具備する電界放出型冷陰極装置の製造方
法において、収集部材を真空処理室内に配置する工程
と、前記真空処理室内を不活性ガスの真空雰囲気に設定
する工程と、前記真空処理室内で炭素を昇華させる工程
と、前記収集部材上に前記炭素を析出させることにより
カーボンナノチューブを形成する工程と、前記カーボン
ナノチューブを前記収集部材から前記支持部材上に移
し、前記カーボンナノチューブを具備する前記エミッタ
を形成する工程と、を具備することを特徴とする。According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a field emission type cold cathode device comprising: a support member; and a plurality of emitters provided on the support member for emitting electrons. Placing the collection member in a vacuum processing chamber, setting the vacuum processing chamber to a vacuum atmosphere of an inert gas, sublimating carbon in the vacuum processing chamber, and depositing the carbon on the collection member And forming the carbon nanotubes from the collecting member onto the support member to form the emitters having the carbon nanotubes.

【００３４】本発明の第２２の視点は、支持部材と、前
記支持部材上に配設された電子を放出するための複数の
エミッタと、を具備する電界放出型冷陰極装置の製造方
法において、前記支持部材を真空処理室内に配置する工
程と、前記真空処理室内を不活性ガスの真空雰囲気に設
定する工程と、前記真空処理室内で炭素を昇華させる工
程と、前記支持部材上に前記炭素をカーボンナノチュー
ブとして析出させることにより、前記カーボンナノチュ
ーブを具備する前記エミッタを形成する工程と、を具備
することを特徴とする。According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a field emission type cold cathode device, comprising: a support member; and a plurality of emitters provided on the support member for emitting electrons. Disposing the support member in a vacuum processing chamber, setting the vacuum processing chamber to a vacuum atmosphere of an inert gas, sublimating carbon in the vacuum processing chamber, and placing the carbon on the support member. Forming the emitter comprising the carbon nanotubes by depositing as carbon nanotubes.

【００３５】本発明の第２３の視点は、第２１または第
２２の視点の製造方法において、前記炭素の昇華が、抵
抗加熱、電子ビーム、アーク放電、レーザ光照射からな
る群から選択された手段により行われることを特徴とす
る。According to a twenty-third aspect of the present invention, in the manufacturing method according to the twenty-first or twenty-second aspect, the sublimation of carbon is selected from the group consisting of resistance heating, electron beam, arc discharge, and laser beam irradiation. It is characterized by being performed by.

【００３６】本発明の第２４の視点は、第２１乃至第２
３のいずれかの視点の製造方法において、電子を放出す
ることのできる導電性充填層を前記カーボンナノチュー
ブ内に形成する工程を具備することを特徴とする。The twenty-fourth aspect of the present invention is directed to the twenty-first to the twenty-second aspects.
3. The method according to any one of aspects 3, further comprising a step of forming a conductive filling layer capable of emitting electrons in the carbon nanotube.

【００３７】本発明の第２５の視点は、支持部材と、前
記支持部材上に配設された電子を放出するためのエミッ
タと、を具備する電界放出型冷陰極装置の製造方法にお
いて、モールド部材に底部の尖った凹部を形成する工程
と、前記凹部内にフラーレンまたはカーボンナノチュー
ブを配置する工程と、前記凹部内に導電性材料を充填し
て導電性凸部を形成する工程と、前記導電性凸部を挟む
ように前記モールド部材に前記支持部材を接合する工程
と、前記モールド部材を除去することにより、前記支持
部材上で前記導電性凸部及び前記フラーレンまたはカー
ボンナノチューブを具備する前記エミッタを露出させる
工程と、を具備することを特徴とする。A twenty-fifth aspect of the present invention is directed to a method of manufacturing a field emission cold cathode device, comprising: a support member; and an emitter disposed on the support member for emitting electrons. Forming a concave portion having a sharp bottom in the concave portion, arranging fullerene or carbon nanotube in the concave portion, filling the concave portion with a conductive material to form a conductive convex portion, Bonding the support member to the mold member so as to sandwich the protrusion, and removing the mold member, thereby forming the emitter including the conductive protrusion and the fullerene or carbon nanotube on the support member. And exposing.

【００３８】本発明の第２６の視点は、第２５の視点の
製造方法において、前記凹部内に前記導電性材料を充填
する前に、前記凹部の内面を絶縁層で被覆する工程を具
備することを特徴とする。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the manufacturing method according to the twenty-fifth aspect, a step of covering an inner surface of the concave portion with an insulating layer before filling the conductive material in the concave portion is provided. It is characterized by.

【００３９】本発明の第２７の視点は、第２１乃至第２
６のいずれかの視点の製造方法において、前記エミッタ
に対向し且つ前記支持部材上に絶縁層を介して支持され
るように、ゲート電極を配設する工程を具備することを
特徴とする。The twenty-seventh viewpoint of the present invention is the twenty-first to the twenty-second
6. The manufacturing method according to any one of the aspects 6, further comprising a step of disposing a gate electrode so as to face the emitter and to be supported on the supporting member via an insulating layer.

【００４０】[0040]

【発明の実施の形態】以下に図示の実施の形態を参照し
て本発明を詳述する。なお、以下の実施の形態におい
て、対応する部材には同じ符号を付し、重複する説明は
必要に応じてのみ行なう。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. In the following embodiments, corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be made only when necessary.

【００４１】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態
に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断
面図である。FIGS. 1A and 1B are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【００４２】図１（ｂ）図示の如く、この実施の形態に
係る電界放出型冷陰極装置は、支持基板１２と、支持基
板１２上に配設された電子を放出するためのエミッタ１
４とを有する。エミッタ１４は、電界放出型冷陰極装置
の用途に応じて、複数若しくは単数が支持基板１２上に
配設される。As shown in FIG. 1B, the field emission type cold cathode device according to this embodiment includes a support substrate 12 and an emitter 1 provided on the support substrate 12 for emitting electrons.
And 4. A plurality or a single emitter 14 is provided on the support substrate 12 depending on the use of the field emission cold cathode device.

【００４３】支持基板１２は、これ自体がカソード配線
層を兼ねる場合は、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、カーボンや、不純物をドープしたＳｉ等の半導体等
の導電性材料から基本的に形成される。また、カソード
配線層を別途設ける場合は、支持基板１２は、ガラス、
石英、合成樹脂等の絶縁性材料や、Ｓｉ等の半導体材料
から基本的に形成される。When the supporting substrate 12 itself also serves as a cathode wiring layer, it is made of Mo, Ta, W, Cr, Ni, C
It is basically formed from a conductive material such as u, carbon, or a semiconductor such as Si doped with impurities. When a cathode wiring layer is separately provided, the support substrate 12 is made of glass,
It is basically formed of an insulating material such as quartz or synthetic resin, or a semiconductor material such as Si.

【００４４】エミッタ１４の夫々は、基本的に炭素の６
員環の連なりから構成される複数のカーボンナノチュー
ブ１６から形成される。通常、カーボンナノチューブ１
６は、図１（ａ）、（ｂ）示の如く、倒木が重なり合う
ような状態で支持基板１２上に存在する。しかし、以下
の図では、図を簡易にするため、カーボンナノチューブ
１６が概ね垂直に立ち上がった状態で示す。各エミッタ
１４が１つのカーボンナノチューブ１６からなるように
することもできる。全カーボンナノチューブ１６の７０
％以上は３０ｎｍ以下の直径を有する。エミッタ１４を
形成するカーボンナノチューブ１６の底部直径に対する
高さの比を表すアスペクト比は、３以上且つ１×１０6
以下で、望ましくは、３以上且つ１×１０3 以下に設定
される。Each of the emitters 14 is basically a carbon 6
It is formed from a plurality of carbon nanotubes 16 composed of a series of member rings. Normally, carbon nanotube 1
As shown in FIGS. 1A and 1B, 6 is present on the support substrate 12 in a state where fallen trees are overlapped. However, in the following drawings, the carbon nanotubes 16 are shown in a state of standing substantially vertically for the sake of simplicity. Each emitter 14 can be made of one carbon nanotube 16. 70 of all carbon nanotubes 16
% Has a diameter of 30 nm or less. The aspect ratio representing the ratio of the height to the bottom diameter of the carbon nanotube 16 forming the emitter 14 is 3 or more and 1 × 10 6
Below, desirably, it is set to 3 or more and 1 × 10 3 or less.

【００４５】カーボンナノチューブ１６は、図２（ａ）
図示のような基本的に炭素の６員環の連なりから構成さ
れる分子構造のグラファイトシート１８を、図２（ｂ）
図示のように円筒状に巻いた形に形成される。グラファ
イトシート１８は、６員環の周期Ｂ方向（周期が０．４
２６ｎｍ）に巻くと金属性を示す。グラファイトシート
１８はまた、６員環の周期Ａ方向（周期が０．２４６ｎ
ｍ）でも、（３、０）、（６、０）、（９、０）等、３
×（１、０）の格子点を結ぶように巻くと禁制帯幅の狭
い半導体性を示す。従って、カーボンナノチューブ１６
における炭素の６員環の周期は、周期Ｂ方向の０．４２
６ｎｍまたは周期Ａ方向０．２４６ｎｍ×３＝０．７３
８ｎｍの倍数となる。The carbon nanotube 16 is formed as shown in FIG.
The graphite sheet 18 having a molecular structure consisting essentially of a series of six-membered carbon rings as shown in FIG.
It is formed in a cylindrically wound shape as shown. The graphite sheet 18 has a six-membered ring having a period B (period of 0.4).
26 nm), it shows metallic properties. The graphite sheet 18 also has a six-membered ring having a period A (period of 0.246 n).
m), (3, 0), (6, 0), (9, 0), etc.
When wound so as to connect the grid points of × (1, 0), it exhibits a semiconductor property with a narrow band gap. Therefore, the carbon nanotube 16
Has a period of 0.42 in the direction of the period B.
6 nm or period A 0.246 nm × 3 = 0.73
It becomes a multiple of 8 nm.

【００４６】なお、カーボンナノチューブ１６の端部
は、図２（ｂ）図示のように閉鎖される場合と、閉鎖さ
れずに円筒形のままで開放される場合とがある。カーボ
ンナノチューブ１６の端部を閉鎖するグラファイトシー
ト２２には、炭素の６員環の連なりの中に炭素の５員環
及び／または７員環が介在した構造となる。例えば、図
２（ｂ）図示の例では、部位２４に炭素の５員環が介在
している。これは、炭素の６員環だけでは、端部の閉鎖
形状を形成することができないためである。The end of the carbon nanotube 16 may be closed as shown in FIG. 2B, or may be opened without being closed while remaining cylindrical. The graphite sheet 22 closing the end of the carbon nanotube 16 has a structure in which a carbon five-membered ring and / or a seven-membered ring are interposed in a series of carbon six-membered rings. For example, in the example shown in FIG. 2B, a five-membered carbon ring is interposed at the site 24. This is because the closed shape of the end cannot be formed only by the carbon six-membered ring.

【００４７】次に、この実施の形態に係る電界放出型冷
陰極装置の製造方法の２つの例について説明する。Next, two examples of a method for manufacturing the field emission type cold cathode device according to this embodiment will be described.

【００４８】製造方法の第１例においては、先ず、直径
６．５ｎｍ〜２０ｎｍのグラファイト電極を一対準備
し、これらをアノード電極（炭素源）及びカソード電極
（収集部材）として、真空処理室内に配設する。次に、
真空処理室内を排気すると共に、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性
ガスを真空処理室内に導入し、真空処理室内を２０Ｔｏ
ｒｒ〜５００Ｔｏｒｒ、望ましくは約５００Ｔｏｒｒの
不活性ガス雰囲気に設定する。In the first example of the manufacturing method, first, a pair of graphite electrodes having a diameter of 6.5 nm to 20 nm are prepared, and these are disposed in a vacuum processing chamber as an anode electrode (carbon source) and a cathode electrode (collecting member). Set up. next,
The vacuum processing chamber is evacuated, and an inert gas such as He or Ar is introduced into the vacuum processing chamber.
The inert gas atmosphere is set at rr to 500 Torr, preferably about 500 Torr.

【００４９】次に、直流電圧１０Ｖ〜２０Ｖをアノード
電極とカソード電極との間に印加し、電流約１００Ａと
なるようにアーク放電を発生させる。この様にして、ア
ノード電極の炭素を昇華させる一方、カソード電極上に
炭素を析出させてカーボンナノチューブを形成する。こ
の際、炭素の析出条件を、カーボンナノチューブが基本
的に炭素の６員環の連なりから構成され、６員環の周期
が０．４２６ｎｍまたは０．７３８ｎｍの倍数となるよ
うに調整する。Next, a DC voltage of 10 V to 20 V is applied between the anode electrode and the cathode electrode to generate an arc discharge so that the current becomes about 100 A. In this way, while sublimating carbon on the anode electrode, carbon is deposited on the cathode electrode to form carbon nanotubes. At this time, the carbon deposition conditions are adjusted so that the carbon nanotube is basically composed of a series of six-membered rings of carbon, and the period of the six-membered ring is a multiple of 0.426 nm or 0.738 nm.

【００５０】この様に、ガス圧かアーク放電を生じるた
めの電圧を調整することにより、カーボンナノチューブ
は直径３０ｎｍ以下とすることができる。また、プロセ
ス条件等により、形成されるカーボンナノチューブの形
状もばらつくが、直径３０ｎｍ以下のものが全体の７０
％以上を占めていれば、特性上特に問題は生じなかっ
た。As described above, by adjusting the gas pressure or the voltage for generating the arc discharge, the diameter of the carbon nanotube can be reduced to 30 nm or less. The shape of the formed carbon nanotube varies depending on the process conditions and the like.
%, There was no particular problem in characteristics.

【００５１】次に、カソード電極をエタノール中に浸漬
し、超音波を印加することにより、カソード電極からカ
ーボンナノチューブを分離し、エタノール中に分散させ
る。次に、セラミックフィルタ或いはろ紙によりエタノ
ールからカーボンナノチューブを取出し、乾燥させる。
なお、カーボンナノチューブを分離後、使用条件に適合
するように精製及び分級処理してもよい。Next, the cathode is immersed in ethanol, and ultrasonic waves are applied to separate the carbon nanotubes from the cathode and disperse them in ethanol. Next, the carbon nanotubes are taken out of the ethanol using a ceramic filter or filter paper and dried.
After separating the carbon nanotubes, the carbon nanotubes may be purified and classified so as to conform to the use conditions.

【００５２】次に、カーボンナノチューブを塗布、圧
着、埋込み等の方法で合成樹脂製の支持基板１２上に供
給し、カーボンナノチューブ層２６を形成する（図１
（ａ））。ここで、支持基板の材料としては、ポリメチ
ルメタクレート、テフロン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリカーボネート、非晶質ポリオレフィン、アクリ
ル系樹脂、エポキシ系樹脂を用いることができる。Next, carbon nanotubes are supplied onto the synthetic resin support substrate 12 by a method such as coating, pressing, embedding, etc., to form carbon nanotube layers 26 (FIG. 1).
(A)). Here, as a material of the support substrate, polymethyl methacrylate, Teflon, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, amorphous polyolefin, acrylic resin, epoxy resin can be used.

【００５３】次に、レジストを塗布して、エミッタ１４
のレイアウトに従って、カーボンナノチューブ層２６を
リソグラフィ技術でパターニングする。この様にして、
複数のカーボンナノチューブ１６からなるエミッタ１４
を支持基板１２上に形成する（図１（ｂ））。Next, a resist is applied and the emitter 14
The carbon nanotube layer 26 is patterned by lithography according to the layout of FIG. In this way,
Emitter 14 comprising a plurality of carbon nanotubes 16
Is formed on the support substrate 12 (FIG. 1B).

【００５４】なお、上述の製造方法の第１例において、
一対のグラファイト電極間に印加する電力は直流ではな
く交流とすることもできる。更に、カーボンナノチュー
ブをカソード電極（収集部材）から分離させず、カソー
ド電極（収集部材）と共に電界放出型冷陰極装置に用い
ることもできる。In the first example of the above-described manufacturing method,
The power applied between the pair of graphite electrodes may be AC instead of DC. Furthermore, the carbon nanotubes can be used in a field emission cold cathode device together with the cathode electrode (collecting member) without being separated from the cathode electrode (collecting member).

【００５５】製造方法の第２例においては、先ず、直径
６．５ｎｍ〜２０ｎｍのグラファイト棒を真空処理室内
に配設する。また、支持基板１２を直接真空処理室内に
配置する。次に、真空処理室内を排気すると共に、Ｈ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガスを真空処理室内に導入し、真空
処理室内を２０Ｔｏｒｒ〜５００Ｔｏｒｒ、望ましくは
約５００Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気に設定する。In the second example of the manufacturing method, first, a graphite rod having a diameter of 6.5 nm to 20 nm is disposed in a vacuum processing chamber. Further, the support substrate 12 is disposed directly in the vacuum processing chamber. Next, while evacuating the vacuum processing chamber, H
e, an inert gas such as Ar is introduced into the vacuum processing chamber, and the vacuum processing chamber is set to an inert gas atmosphere of 20 Torr to 500 Torr, preferably about 500 Torr.

【００５６】次に、グラファイト棒に通電し、抵抗自己
加熱によりグラファイト棒を加熱する。この様にして、
グラファイト棒の炭素を昇華させる一方、支持基板１２
上に炭素を析出させてカーボンナノチューブ層２６を形
成する（図１（ａ））。この際、炭素の析出条件を、カ
ーボンナノチューブが基本的に炭素の６員環の連なりか
ら構成され、６員環の周期が０．４２６ｎｍまたは０．
７３８ｎｍの倍数となるように調整する。Next, a current is supplied to the graphite rod, and the graphite rod is heated by resistance self-heating. In this way,
While sublimating the carbon in the graphite rod, the support substrate 12
Carbon is deposited thereon to form a carbon nanotube layer 26 (FIG. 1A). At this time, the carbon deposition conditions are such that the carbon nanotube is basically composed of a series of six-membered rings of carbon, and the period of the six-membered ring is 0.426 nm or 0.1%.
Adjust so as to be a multiple of 738 nm.

【００５７】この様に、ガス圧かアーク放電を生じるた
めの電圧を調整することにより、カーボンナノチューブ
は直径３０ｎｍ以下とすることができる。また、プロセ
ス条件等により、形成されるカーボンナノチューブの形
状もばらつくが、直径３０ｎｍ以下のものが全体の７０
％以上を占めていれば、特性上特に問題は生じなかっ
た。As described above, by adjusting the gas pressure or the voltage for generating arc discharge, the diameter of the carbon nanotube can be reduced to 30 nm or less. The shape of the formed carbon nanotube varies depending on the process conditions and the like.
%, There was no particular problem in characteristics.

【００５８】次に、レジストを塗布して、エミッタ１４
のレイアウトに従って、カーボンナノチューブ層２６を
リソグラフィ技術でパターニングする。この様にして、
複数のカーボンナノチューブ１６からなるエミッタ１４
を支持基板１２上に形成する（図１（ｂ））。Next, a resist is applied and the emitter 14
The carbon nanotube layer 26 is patterned by lithography according to the layout of FIG. In this way,
Emitter 14 comprising a plurality of carbon nanotubes 16
Is formed on the support substrate 12 (FIG. 1B).

【００５９】なお、真空処理室内で炭素を昇華させる手
段としては、上述の製造方法の第１及び第２例で示した
アーク放電、抵抗加熱の他、電子ビーム、レーザ光照射
等を用いることができる。As a means for sublimating carbon in the vacuum processing chamber, an electron beam, laser beam irradiation, or the like may be used in addition to the arc discharge and resistance heating shown in the first and second examples of the above-described manufacturing method. it can.

【００６０】図３（ａ）、（ｂ）は本発明の別の実施の
形態に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概
略断面図である。FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【００６１】図３（ｂ）図示の如く、この実施の形態に
係る電界放出型冷陰極装置は、エミッタ１４に電子を供
給するためのカソード配線層２８が支持基板１２上に配
設されている点で、図１（ｂ）図示の電界放出型冷陰極
装置と異なる。カソード配線層２８は、Ｍｏ、Ｔａ、
Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ等の導電性材料から基本的に形成
される。また、支持基板１２は、ガラス、石英、合成樹
脂等の絶縁性材料や、Ｓｉ等の半導体材料から基本的に
形成される。As shown in FIG. 3B, in the field emission type cold cathode device according to this embodiment, a cathode wiring layer 28 for supplying electrons to the emitter 14 is provided on the support substrate 12. This is different from the field emission type cold cathode device shown in FIG. The cathode wiring layer 28 is made of Mo, Ta,
It is basically formed from a conductive material such as W, Cr, Ni, and Cu. The support substrate 12 is basically formed of an insulating material such as glass, quartz, or a synthetic resin, or a semiconductor material such as Si.

【００６２】図３（ｂ）図示の電界放出型冷陰極装置
は、図１（ｂ）図示の電界放出型冷陰極装置と概ね同じ
方法で製造することができる。但し、図１を参照して説
明した製造方法の第１及び第２例に対して、次のような
変更を加える。The field emission type cold cathode device shown in FIG. 3B can be manufactured by substantially the same method as the field emission type cold cathode device shown in FIG. 1B. However, the following changes are made to the first and second examples of the manufacturing method described with reference to FIG.

【００６３】先ず、アノード電極（炭素源）及びカソー
ド電極（収集部材）を用いる第１例においては、カソー
ド電極（収集部材）から分離されたカーボンナノチュー
ブを支持基板１２上に供給する前に、支持基板１２上に
パターニングされたカソード配線層２８を形成する。そ
して、カーボンナノチューブを前述の如く支持基板１２
上に供給し、支持基板１２及びカソード配線層２８上に
カーボンナノチューブ層２６を形成する（図３
（ａ））。次に、エミッタ１４のレイアウトに従って、
カーボンナノチューブ層２６をリソグラフィ技術でパタ
ーニングし、複数のカーボンナノチューブ１６からなる
エミッタ１４をカソード配線層２８上に形成する（図３
（ｂ））。First, in the first example in which the anode electrode (carbon source) and the cathode electrode (collecting member) are used, the carbon nanotubes separated from the cathode electrode (collecting member) are supported before being supplied onto the support substrate 12. A patterned cathode wiring layer 28 is formed on the substrate 12. Then, the carbon nanotubes are transferred to the support substrate 12 as described above.
To form a carbon nanotube layer 26 on the support substrate 12 and the cathode wiring layer 28 (FIG. 3).
(A)). Next, according to the layout of the emitter 14,
The carbon nanotube layer 26 is patterned by a lithography technique, and the emitter 14 including the plurality of carbon nanotubes 16 is formed on the cathode wiring layer 28 (FIG. 3).
(B)).

【００６４】また、カーボンナノチューブを直接支持基
板１２上に析出させる第２例においては、支持基板１２
を真空処理室内に入れる前に、支持基板１２上にパター
ニングされたカソード配線層２８を形成する。そして、
カソード配線層２８の付いた支持基板１２を真空処理室
内に配置し、前述の如く操作を行い、支持基板１２及び
カソード配線層２８上に炭素を析出させ、カーボンナノ
チューブ層２６を形成する（図３（ａ））。次に、エミ
ッタ１４のレイアウトに従って、カーボンナノチューブ
層２６をリソグラフィ技術でパターニングし、複数のカ
ーボンナノチューブ１６からなるエミッタ１４をカソー
ド配線層２８上に形成する（図３（ｂ））。In the second example in which carbon nanotubes are directly deposited on the support substrate 12, the support substrate 12
Before the substrate is put into the vacuum processing chamber, a patterned cathode wiring layer 28 is formed on the support substrate 12. And
The support substrate 12 with the cathode wiring layer 28 is placed in a vacuum processing chamber, and the operation is performed as described above to deposit carbon on the support substrate 12 and the cathode wiring layer 28 to form the carbon nanotube layer 26 (FIG. 3). (A)). Next, according to the layout of the emitters 14, the carbon nanotube layer 26 is patterned by lithography to form the emitters 14 composed of a plurality of carbon nanotubes 16 on the cathode wiring layer 28 (FIG. 3B).

【００６５】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実
施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示
す概略断面図である。FIGS. 4A to 4C are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【００６６】図４（ｃ）図示の如く、この実施の形態に
係る電界放出型冷陰極装置は、カーボンナノチューブ１
６内に、電子を放出することのできる導電性充填層３２
が配設されている点で、図１（ｂ）図示の電界放出型冷
陰極装置と異なる。充填層３２はＭｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、ＬａＢ6 、ＡｌＮ、ＧａＮ、グラファ
イト、ダイヤモンド等の導電性材料から基本的に形成さ
れる。As shown in FIG. 4C, the field emission type cold cathode device according to this embodiment is a carbon nanotube 1
6, a conductive filling layer 32 capable of emitting electrons.
Is different from the field emission type cold cathode device shown in FIG. 1B. The filling layer 32 is made of Mo, Ta, W, C
It is basically formed from a conductive material such as r, Ni, Si, LaB 6 , AlN, GaN, graphite, and diamond.

【００６７】図４（ｃ）図示の電界放出型冷陰極装置
は、図１（ｂ）図示の電界放出型冷陰極装置と概ね同じ
方法で製造することができるが、次のような変更を加え
る。The field emission type cold cathode device shown in FIG. 4C can be manufactured by substantially the same method as the field emission type cold cathode device shown in FIG. 1B, but the following changes are made. .

【００６８】先ず、前述の如く、支持基板１２上にカー
ボンナノチューブ層２６を形成する（図４（ａ））。次
に、昇華した導電性材料を上方から堆積させるか、完成
した構造物全体を溶融した導電性材料中に浸漬させ、支
持基板１２上の全面に導電性材料層３４を形成する。こ
の際、カーボンナノチューブの主に先端部内にまで充填
層３２が形成されるようにする（図４（ｂ））。ここ
で、理論上は、チューブに吸込まれた導電性材料は、エ
ネルギー的に最も安定なチューブの中心に形成されやす
い。しかし、例えば、気体がチューブ内に存在する等の
種々の条件により、チューブの途中で導電性材料の吸込
みが止まってしまう場合もある。First, as described above, the carbon nanotube layer 26 is formed on the support substrate 12 (FIG. 4A). Next, the sublimated conductive material is deposited from above, or the entire completed structure is immersed in the molten conductive material to form a conductive material layer 34 on the entire surface of the support substrate 12. At this time, the filling layer 32 is formed mainly in the tip of the carbon nanotube (FIG. 4B). Here, theoretically, the conductive material sucked into the tube is likely to be formed at the center of the tube which is the most stable in terms of energy. However, for example, suction of the conductive material may stop in the middle of the tube due to various conditions such as the presence of gas in the tube.

【００６９】次に、エミッタ１４のレイアウトに従って
リソグラフィ技術でパターニングを行い、支持基板１２
と直接接触する導電性材料層３４の部分を除去すると共
に、複数のカーボンナノチューブ１６からなるエミッタ
１４を支持基板１２上に形成する（図４（ｃ））。な
お、カーボンナノチューブ１６は導電性材料層３４によ
り支持基板１２上にしっかりと固定されるため、図１
（ｂ）図示の構造に比べて取扱いが容易で且つ信頼性の
高い構造を提供することができる。Next, patterning is performed by lithography according to the layout of the emitters 14 to form the support substrate 12.
The portions of the conductive material layer 34 that are in direct contact with the substrate are removed, and the emitters 14 composed of a plurality of carbon nanotubes 16 are formed on the support substrate 12 (FIG. 4C). Since the carbon nanotubes 16 are firmly fixed on the support substrate 12 by the conductive material layer 34, FIG.
(B) It is possible to provide a structure which is easier to handle and has higher reliability than the structure shown in the drawing.

【００７０】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実
施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示
す概略断面図である。FIGS. 5A to 5C are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【００７１】図５（ｃ）図示の如く、この実施の形態に
係る電界放出型冷陰極装置は、カーボンナノチューブ１
６内に、電子を放出することのできる導電性充填層３２
が配設されている点で、図３（ｂ）図示の電界放出型冷
陰極装置と異なる。充填層３２は図４（ａ）〜（ｃ）を
参照して述べた材料から基本的に形成される。なお、充
填層３２はカソード配線層２８と基本的に同じ材料から
形成することもできる。As shown in FIG. 5 (c), the field emission cold cathode device according to this embodiment is a carbon nanotube 1
6, a conductive filling layer 32 capable of emitting electrons.
Is different from the field emission type cold cathode device shown in FIG. The filling layer 32 is basically formed from the materials described with reference to FIGS. Note that the filling layer 32 can also be formed from the same material as the cathode wiring layer 28.

【００７２】図５（ｃ）図示の電界放出型冷陰極装置
は、図３（ｂ）図示の電界放出型冷陰極装置と概ね同じ
方法で製造することができるが、次のような変更を加え
る。The field emission type cold cathode device shown in FIG. 5C can be manufactured by substantially the same method as the field emission type cold cathode device shown in FIG. 3B, but the following changes are made. .

【００７３】先ず、前述の如く、支持基板１２及びカソ
ード配線層２８上にカーボンナノチューブ層２６を形成
する（図５（ａ））。次に、昇華した導電性材料を上方
から堆積させるか、完成した構造物全体を溶融した導電
性材料中に浸漬させ、支持基板１２上の全面に導電性材
料層３４を形成する。この際、カーボンナノチューブの
主に先端部内に充填層３２が形成される（図５
（ｂ））。次に、エミッタ１４のレイアウトに従って、
リソグラフィ技術でパターニングを行い、支持基板１２
と直接接触する導電性材料層３４の部分を除去すると共
に、複数のカーボンナノチューブ１６からなるエミッタ
１４をカソード配線層２８上に形成する（図５
（ｃ））。First, as described above, the carbon nanotube layer 26 is formed on the support substrate 12 and the cathode wiring layer 28 (FIG. 5A). Next, the sublimated conductive material is deposited from above, or the entire completed structure is immersed in the molten conductive material to form a conductive material layer 34 on the entire surface of the support substrate 12. At this time, the filling layer 32 is formed mainly in the tip of the carbon nanotube.
(B)). Next, according to the layout of the emitter 14,
Patterning by lithography technology
The portion of the conductive material layer 34 that is in direct contact with the substrate is removed, and the emitter 14 composed of the plurality of carbon nanotubes 16 is formed on the cathode wiring layer 28 (FIG. 5).
(C)).

【００７４】なお、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）
〜（ｃ）図示の実施の形態において、支持基板１２の表
面と充填層３２の導電性材料との剥離性が良好となるよ
うに、予め材料選択或いは支持基板１２の表面を処理し
ておくことができる。また、充填層３２を、カーボンナ
ノチューブを支持基板１２上に供給する前の調製時に形
成してもよい。この場合、例えば、収集部材に付いた状
態のカーボンナノチューブに対して、昇華した導電性材
料を上方から堆積させるか、或いは、収集部材に付いた
状態或いは分離された状態のカーボンナノチューブを溶
融した導電性材料中に浸漬させることにより、充填層３
２をカーボンナノチューブ内に形成することができる。FIGS. 4A to 4C and FIG. 5A
(C) In the illustrated embodiment, a material is selected or the surface of the support substrate 12 is previously treated so that the surface of the support substrate 12 and the conductive material of the filling layer 32 can be easily separated. Can be. Further, the filling layer 32 may be formed at the time of preparation before supplying the carbon nanotubes onto the support substrate 12. In this case, for example, a sublimated conductive material is deposited on the carbon nanotube attached to the collecting member from above, or a conductive material obtained by melting the carbon nanotube attached to the collecting member or in a separated state. By immersion in the conductive material, the filling layer 3
2 can be formed in the carbon nanotube.

【００７５】カソード配線層２８及び充填層３２を有す
る図５（ｃ）図示の構造は、図６（ａ）〜（ｄ）に示す
ような製造方法によっても形成することができる。図６
（ａ）〜（ｄ）図示の製造方法は、アノード電極（炭素
源）及びカソード電極（収集部材）を用いる製造方法の
第１例を応用したもので、次のように変更する。The structure shown in FIG. 5C having the cathode wiring layer 28 and the filling layer 32 can be formed by the manufacturing method shown in FIGS. 6A to 6D. FIG.
(A) to (d) The manufacturing method shown in the drawing is an application of the first example of the manufacturing method using an anode electrode (carbon source) and a cathode electrode (collecting member), and is modified as follows.

【００７６】先ず、前述の如く、カソード電極（収集部
材）４２上に炭素を析出させてカーボンナノチューブ層
２６を形成する（図６（ａ））。次に、カソード電極
（収集部材）４２に付いた状態のままで、カーボンナノ
チューブ層２６を、溶融状態の合成樹脂層４４に押付け
る（図６（ｂ））。ここで、合成樹脂層４４の材料とし
ては、ポリメチルメタクレート、テフロン、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリカーボネート、非晶質ポリオレ
フィン、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂を用いること
ができる。First, as described above, carbon is deposited on the cathode electrode (collecting member) 42 to form the carbon nanotube layer 26 (FIG. 6A). Next, while being attached to the cathode electrode (collecting member) 42, the carbon nanotube layer 26 is pressed against the synthetic resin layer 44 in a molten state (FIG. 6B). Here, as a material of the synthetic resin layer 44, polymethyl methacrylate, Teflon, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, amorphous polyolefin, acrylic resin, epoxy resin can be used.

【００７７】合成樹脂層４４を乾燥して支持基板１２と
した後、カーボンナノチューブ層２６からカソード電極
（収集部材）４２を取外す。即ち、カーボンナノチュー
ブ層２６をカソード電極（収集部材）４２から支持基板
１２上に転写する。After the synthetic resin layer 44 is dried to form the support substrate 12, the cathode electrode (collecting member) 42 is removed from the carbon nanotube layer 26. That is, the carbon nanotube layer 26 is transferred from the cathode electrode (collecting member) 42 onto the support substrate 12.

【００７８】次に、昇華した導電性材料を上方から堆積
させるか、完成した構造物全体を溶融した導電性材料中
に浸漬させ、カソード配線層となる導電性材料層４６を
支持基板１２上に形成する。この際、カーボンナノチュ
ーブの主に先端部内にまで充填層３２が形成される（図
６（ｃ））。次に、レジストを塗布して、エミッタ１４
のレイアウトに従って、カーボンナノチューブ層２６及
び導電性材料層４６をリソグラフィ技術でパターニング
する。この様にして、複数のカーボンナノチューブ１６
からなるエミッタ１４をカソード配線層２８上に形成す
る（図６（ｄ））。Next, the sublimated conductive material is deposited from above or the completed structure is immersed in a molten conductive material, and a conductive material layer 46 serving as a cathode wiring layer is formed on the support substrate 12. Form. At this time, the filling layer 32 is formed mainly in the tip portion of the carbon nanotube (FIG. 6C). Next, a resist is applied and the emitter 14
According to the layout described above, the carbon nanotube layer 26 and the conductive material layer 46 are patterned by lithography. In this manner, a plurality of carbon nanotubes 16
Is formed on the cathode wiring layer 28 (FIG. 6D).

【００７９】上述の如く、図６（ａ）〜（ｄ）図示の製
造方法によれば、充填層３２とカソード配線層２８とは
同じ材料から形成されることとなる。As described above, according to the manufacturing method shown in FIGS. 6A to 6D, the filling layer 32 and the cathode wiring layer 28 are formed from the same material.

【００８０】図７（ａ）、（ｂ）は、夫々、本発明の更
に別の実施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を示す概
略断面図である。これらの実施の形態は、カーボンナノ
チューブに代え、フラーレン１７を用いてエミッタ１４
を形成したことを特徴とする。図７（ａ）、（ｂ）は、
夫々図１（ｂ）及び図３（ｂ）図示の構造と対応する。FIGS. 7A and 7B are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention. In these embodiments, a fullerene 17 is used instead of a carbon nanotube to form an emitter 14.
Is formed. FIGS. 7 (a) and 7 (b)
1 (b) and 3 (b) respectively.

【００８１】フラーレンはカーボンナノチューブと同じ
く炭素の同素体で、基本的には同質のものである。特異
形状の極長のフラーレンがカーボンナノチューブとな
る。フラーレンの基本型は、図２（ｃ）図示の如く、炭
素の６員環と５員環とで構成されたＣ60であり、その直
径は約０．７ｎｍである。Ｃ60は、正２０面体の１２個
の５角錐になっている頂点を全て切落とすことによって
できる切頭２０面体（結果的に３２面体）の頂点の全て
にｓｐ2 軌道混成の炭素原子を置いた構造を有する。Fullerenes are allotropes of carbon like carbon nanotubes, and are basically of the same quality. An extremely long fullerene having a unique shape becomes a carbon nanotube. Basic types of fullerenes, as shown in FIG. 2 (c) shown is a C 60 which is composed of a 6-membered ring and five-membered rings of carbon and have a diameter of about 0.7 nm. C 60 puts carbon atoms of sp 2 orbital hybrids on all of the vertices of truncated icosahedron (and consequently icosahedron) by cutting off all 12 pentagonal pyramids of icosahedron It has a structure.

【００８２】Ｃ60以外に、炭素数が６０より多い高次フ
ラーレン、例えばＣ70、Ｃ76、Ｃ82、Ｃ84、Ｃ90、
Ｃ96、…、Ｃ240 、Ｃ540 、Ｃ720 等が実質的に無限に
存在する。但し、高次フラーレンは、オイラーの公式、
Ｆ＋Ｖ＝Ｅ＋２（Ｆ：多角形の数、Ｖ：頂点の数、Ｅ：
多角形の辺の数）、及びｐ＝ｓ＋１２（ｐ：５員環の
数、ｓ：７員環の数）を満たし、且つ炭素原子として化
学的に安定であることを条件として存在する。Other than C 60 , higher fullerenes having more than 60 carbon atoms, such as C 70 , C 76 , C 82 , C 84 , C 90 ,
There are virtually infinite numbers of C 96 ,..., C 240 , C 540 , C 720 and the like. However, higher fullerenes are Euler's formula,
F + V = E + 2 (F: number of polygons, V: number of vertices, E:
It exists under the condition that the number of sides of the polygon) and p = s + 12 (p: the number of 5-membered rings, s: the number of 7-membered rings) are satisfied and that they are chemically stable as carbon atoms.

【００８３】また、フラーレンの内部は中空であるた
め、高次フラーレンの中に低次フラーレンが玉ねぎのよ
うに何層もつまったオニオン型のフラーレンが存在し、
これらはスーパーフラーレンと呼ばれる。スーパーフラ
ーレンにおける各層間の距離は０．３４１ｎｍとなる。
例えば、Ｃ540 の中にＣ240 が入り、更にその中にＣ60
が入ったフラーレンはＣ60＠Ｃ240 ＠Ｃ540 で表され
る。ここで記号「＠」は、その前に記載された分子或い
は原子が取込まれた内包フラーレンであることを示す。Further, since the inside of the fullerene is hollow, there is an onion type fullerene in which several layers of low-order fullerenes are wrapped like onions in higher-order fullerenes.
These are called superfullerenes. The distance between the layers in the superfullerene is 0.341 nm.
For example, it contains the C 240 in the C 540, C 60 further therein
The fullerene containing is represented by C 60 ＠C 240 ＠C 540 . Here, the symbol “＠” indicates that the molecule or atom described above is an endohedral fullerene.

【００８４】また、フラーレンは、その中空の内部に金
属を取込むことができる。このような金属内包フラーレ
ンの例は、Ｌａ＠Ｃ60、Ｌａ＠Ｃ76、Ｌａ＠Ｃ84、Ｌａ
2 ＠Ｃ80、Ｙ2 ＠Ｃ84、Ｓｃ3 ＠Ｃ82等である。更に、
フラーレンの骨格部分にＮ、Ｂ、Ｓｉ等の炭素以外の元
素を組込んだヘテロフラーレンも研究されている。Further, the fullerene can take in metal inside its hollow. Examples of such metal-encapsulated fullerenes are La @ C 60 , La @ C 76 , La @ C 84 , La
2 @C 80, a Y 2 @C 84, Sc 3 @C 82 like. Furthermore,
Heterofullerenes in which elements other than carbon, such as N, B, and Si, are incorporated into the skeleton portion of fullerenes have also been studied.

【００８５】フラーレンは、グラファイトに対してレー
ザー照射、アーク放電、抵抗加熱等を施すことにより、
炭素を気化させ、気化炭素をヘリウムガス中を通しなが
ら、冷却、反応及び凝集させ、これを収集部材で収集す
ることにより調製することができる。Fullerene is obtained by subjecting graphite to laser irradiation, arc discharge, resistance heating, etc.
It can be prepared by vaporizing carbon, cooling, reacting, and aggregating the vaporized carbon while passing the gas through helium gas, and collecting this with a collection member.

【００８６】図７（ａ）、（ｂ）図示の電界放出型冷陰
極装置は、夫々図１（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、
（ｂ）を参照して述べた製造方法を応用して製造するこ
とができる。The field emission type cold cathode devices shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b) correspond to FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS.
It can be manufactured by applying the manufacturing method described with reference to (b).

【００８７】即ち、前述の製造方法の第１例を応用する
場合は、先ず、フラーレン１７を予め別途調製及び収集
し、これを塗布、圧着、埋め込み等の方法で支持基板１
２上或いは支持基板１２及びカソード配線層２８上に供
給し、フラーレン層を形成する。また、前述の製造方法
の第２例を応用する場合は、先ず、支持基板１２或いは
カソード配線層２８の付いた支持基板１２を収集部材と
して使用し、この上にフラーレン層を形成する。次に、
レジストを塗布して、エミッタ１４のレイアウトに従っ
て、フラーレン層をリソグラフィ技術でパターニングす
る。これにより、複数のフラーレン１７からなるエミッ
タ１４を支持基板１４或いはカソード配線層２８上に形
成することができる。That is, when the first example of the above-described manufacturing method is applied, first, the fullerene 17 is separately prepared and collected in advance, and the fullerene 17 is coated, compressed, embedded, or the like, and then the supporting substrate 1 is formed.
2 or on the support substrate 12 and the cathode wiring layer 28 to form a fullerene layer. When the second example of the above manufacturing method is applied, first, the supporting substrate 12 or the supporting substrate 12 with the cathode wiring layer 28 is used as a collecting member, and a fullerene layer is formed thereon. next,
A resist is applied, and the fullerene layer is patterned by lithography according to the layout of the emitter 14. Thus, the emitter 14 including the plurality of fullerenes 17 can be formed on the support substrate 14 or the cathode wiring layer 28.

【００８８】また、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）
〜（ｃ）図示の如く、導電性材料層３４を用いると、フ
ラーレン１７を支持基板１４或いはカソード配線層２８
上にしっかりと固定することができる。また、図６
（ａ）〜（ｄ）図示の製造方法を応用すれば、フラレー
ン１７を収集部材から支持基板１４上に転写することが
できる。FIGS. 4 (a) to 4 (c) and 5 (a)
(C) As shown in the drawing, when the conductive material layer 34 is used, the fullerene 17 is transferred to the support substrate 14 or the cathode wiring layer 28.
Can be fixed firmly on top. FIG.
(A) to (d) If the manufacturing method shown in the drawing is applied, the fullerene 17 can be transferred from the collecting member onto the support substrate 14.

【００８９】図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実
施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示
す概略断面図である。FIGS. 8A to 8C are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【００９０】図８（ｃ）図示の如く、この実施の形態に
係る電界放出型冷陰極装置は、図３（ｂ）図示の構造に
加えて、支持基板１２上に、絶縁膜５２を介して配設さ
れた、Ｗ等の導電性材料からなる引出し電極即ちゲート
電極５４を有する。ゲート電極５４は、カーボンナノチ
ューブ１６からなるエミッタ１４に対して間隔をおいて
対向する。As shown in FIG. 8C, the field emission cold cathode device according to the present embodiment has a structure shown in FIG. It has an extraction electrode, that is, a gate electrode 54, made of a conductive material such as W. The gate electrode 54 faces the emitter 14 made of the carbon nanotube 16 with a space.

【００９１】図８（ｃ）図示の電界放出型冷陰極装置は
次のような方法により製造することができる。The field emission type cold cathode device shown in FIG. 8C can be manufactured by the following method.

【００９２】先ず、支持基板１２上にパターニングされ
たカソード配線層２８を形成する。前述の如く、カソー
ド配線層２８は、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ等
の導電性材料から基本的に形成される。また、支持基板
１２は、ガラス、石英、合成樹脂等の絶縁性材料や、Ｓ
ｉ等の半導体材料から基本的に形成される。First, a patterned cathode wiring layer 28 is formed on the support substrate 12. As described above, the cathode wiring layer 28 is basically formed from a conductive material such as Mo, Ta, W, Cr, Ni, and Cu. The support substrate 12 is made of an insulating material such as glass, quartz, synthetic resin, or the like.
It is basically formed from a semiconductor material such as i.

【００９３】次に、支持基板１２及びカソード配線層２
８上にＳｉＯ2 、ＳｉＮ等からなる絶縁層５２を形成
し、更にその上にＷ等の導電性材料からなるゲート電極
層５６を形成する（図８（ａ））。絶縁層５２は、電子
ビーム蒸着、スパッタリング法、或いはＣＶＤ法により
形成することができる。Next, the support substrate 12 and the cathode wiring layer 2
An insulating layer 52 made of SiO 2 , SiN or the like is formed on 8, and a gate electrode layer 56 made of a conductive material such as W is formed thereon (FIG. 8A). The insulating layer 52 can be formed by electron beam evaporation, a sputtering method, or a CVD method.

【００９４】次に、リソグラフィ技術で絶縁層５２及び
ゲート電極層５６をパターニングし、ゲート電極５４及
びゲート配線を形成する。この際、ゲート電極５４で包
囲された凹部５８内にカソード配線層２８が露出した状
態とする（図８（ｂ））。Next, the insulating layer 52 and the gate electrode layer 56 are patterned by lithography to form the gate electrode 54 and the gate wiring. At this time, the cathode wiring layer 28 is exposed in the concave portion 58 surrounded by the gate electrode 54 (FIG. 8B).

【００９５】次に、被処理体の主面上全体に、即ち凹部
５８内だけでなく凹部５８外にもカーボンナノチューブ
層を形成する。カーボンナノチューブ層は、予め調製し
たカーボンナノチューブを塗布、印刷等により被処理体
上に付与することもできるし、被処理体を真空処理室内
に配置し、その上にカーボンナノチューブを直接析出さ
せることもできる。次に、リソグラフィ技術でカーボン
ナノチューブ層をパターニングし、カソード配線層２８
上のみにカーボンナノチューブ１６を残してエミッタ１
４を形成する（図８（ｃ））。Next, a carbon nanotube layer is formed on the entire main surface of the object to be processed, that is, not only inside the concave portion 58 but also outside the concave portion 58. The carbon nanotube layer can be provided on the object to be processed by applying a carbon nanotube prepared in advance, printing, or the like, or the object to be processed can be placed in a vacuum processing chamber, and the carbon nanotubes can be directly deposited thereon. it can. Next, the carbon nanotube layer is patterned by the lithography technique, and the cathode wiring layer 28 is formed.
Emitter 1 leaving carbon nanotube 16 only on top
4 is formed (FIG. 8C).

【００９６】なお、本実施の形態において、カーボンナ
ノチューブに代え、フラーレン１７を用いることができ
る。この場合、図８（ｄ）図示の如く、エミッタ１４が
フラーレン１７からなる点を除いて、その構造及び製造
方法の概要は図８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したも
のと同様となる。In the present embodiment, fullerene 17 can be used instead of carbon nanotube. In this case, as shown in FIG. 8D, the structure and the outline of the manufacturing method are the same as those described with reference to FIGS. 8A to 8C, except that the emitter 14 is made of the fullerene 17. Becomes

【００９７】図９（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実
施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示
す概略断面図である。FIGS. 9A to 9C are schematic sectional views showing a field emission type cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【００９８】図９（ｃ）図示の如く、この実施の形態に
係る電界放出型冷陰極装置も、図８（ｃ）図示の電界放
出型冷陰極装置と同様に、支持基板１２上に、絶縁膜６
２を介して配設された、Ｗ等の導電性材料からなる引出
し電極即ちゲート電極５４を有する。しかし、本装置
は、エミッタ１４を形成するカーボンナノチューブ１６
が部分的に絶縁膜６２に埋め込まれ、しっかりと固定さ
れている点で、図８（ｃ）図示のそれと相違する。As shown in FIG. 9C, the field emission type cold cathode device according to this embodiment is also provided on the support substrate 12 like the field emission type cold cathode device shown in FIG. 8C. Membrane 6
2, an extraction electrode, that is, a gate electrode 54 made of a conductive material such as W. However, the device does not include the carbon nanotubes 16 forming the emitters 14.
Is partially embedded in the insulating film 62 and is firmly fixed, which is different from that shown in FIG.

【００９９】図９（ｃ）図示の電界放出型冷陰極装置は
次のような方法により製造することができる。The field emission cold cathode device shown in FIG. 9C can be manufactured by the following method.

【０１００】先ず、支持基板１２上にパターニングされ
たカソード配線層２８を形成する。次に、支持基板１２
及びカソード配線層２８上にカーボンナノチューブ層を
形成する。カーボンナノチューブ層は、予め調製したカ
ーボンナノチューブを塗布、印刷等により被処理体上に
付与することもできるし、被処理体を真空処理室内に配
置し、その上にカーボンナノチューブを直接析出させる
こともできる。次に、リソグラフィ技術でカーボンナノ
チューブ層をパターニングし、カソード配線層２８上の
みにカーボンナノチューブ１６を残してエミッタ１４を
形成する（図９（ａ））。First, a patterned cathode wiring layer 28 is formed on the support substrate 12. Next, the supporting substrate 12
Then, a carbon nanotube layer is formed on the cathode wiring layer 28. The carbon nanotube layer can be formed by applying a carbon nanotube prepared in advance on the object by printing, printing, or the like, or by placing the object in a vacuum processing chamber and directly depositing the carbon nanotube thereon. it can. Next, the carbon nanotube layer is patterned by a lithography technique, and the emitter 14 is formed while leaving the carbon nanotube 16 only on the cathode wiring layer 28 (FIG. 9A).

【０１０１】次に、被処理体の主面上全体に、Ｓｉ
Ｏ2 、ＳｉＮ等からなる絶縁層６２を、エミッタ１４の
先端が露出する程度の厚さに形成する。絶縁層６２は、
電子ビーム蒸着、スパッタリング法、或いはＣＶＤ法に
より形成することができる。絶縁層６２の厚さは、成膜
時に制御することもできるし、成膜後に僅かにエッチバ
ックして調節することもできる。例えば絶縁層６２がＳ
ｉＯ2 からなる場合、このエッチングにはバッファード
弗酸を用いることができる。Next, the entire surface of the main surface of the object to be processed is covered with Si.
An insulating layer 62 made of O 2 , SiN or the like is formed to such a thickness that the tip of the emitter 14 is exposed. The insulating layer 62
It can be formed by electron beam evaporation, sputtering, or CVD. The thickness of the insulating layer 62 can be controlled at the time of film formation, or can be adjusted by slightly etching back after the film formation. For example, if the insulating layer 62 is S
When made of iO 2, buffered hydrofluoric acid can be used for this etching.

【０１０２】次に、被処理体の主面上全体にレジスト層
６４を形成すると共に、ゲート電極５４を形成する部分
に対応して絶縁層６２が露出するようにレジスト層６４
をパターニングする（図９（ｂ））。次に、被処理体の
主面上全体にＷ等の導電性材料からなるゲート電極層を
形成する。次に、レジスト層６４をゲート電極層の不用
な部分と共にリフトオフにより除去することにより、絶
縁膜６２上に所定のパターンのゲート電極５４及びゲー
ト配線を残すことができる（図９（ｃ））。Next, a resist layer 64 is formed over the entire main surface of the object to be processed, and the resist layer 64 is exposed so that the insulating layer 62 is exposed corresponding to the portion where the gate electrode 54 is to be formed.
Is patterned (FIG. 9B). Next, a gate electrode layer made of a conductive material such as W is formed on the entire main surface of the object to be processed. Next, by removing the resist layer 64 together with unnecessary portions of the gate electrode layer by lift-off, the gate electrode 54 and the gate wiring in a predetermined pattern can be left on the insulating film 62 (FIG. 9C).

【０１０３】なお、図９（ｂ）図示の工程において、絶
縁層６２をエミッタ１４の高さよりも厚く形成し、エミ
ッタ１４に対応する部分に凹部６６を形成してエミッタ
の先端を露出させることができる。これにより得られる
構造は、図９（ｄ）図示のようなものとなる。ゲート電
極５４はエミッタ１４の先端よりも上に位置し、これは
引出し電極として好ましい配置となる。In the step shown in FIG. 9B, the insulating layer 62 may be formed to be thicker than the height of the emitter 14, and a concave portion 66 may be formed at a portion corresponding to the emitter 14 to expose the tip of the emitter. it can. The resulting structure is as shown in FIG. The gate electrode 54 is located above the tip of the emitter 14, which is a preferable arrangement as an extraction electrode.

【０１０４】また、本実施の形態において、カーボンナ
ノチューブに代え、フラーレン１７を用いることができ
る。この場合、エミッタ１４がフラーレン１７からなる
点を除いて、その構造及び製造方法の概要は図９（ａ）
〜（ｄ）を参照して説明したものと同様となる。In the present embodiment, fullerene 17 can be used instead of carbon nanotube. In this case, except that the emitter 14 is made of the fullerene 17, the structure and the outline of the manufacturing method are shown in FIG.
This is the same as that described with reference to (d).

【０１０５】図１０（ａ）は本発明の更に別の実施の形
態に係る真空マイクロ装置の一例である平板型画像表示
装置を示す断面図である。FIG. 10A is a cross-sectional view showing a flat panel display as an example of a vacuum micro device according to still another embodiment of the present invention.

【０１０６】図１０（ａ）図示の表示装置は、図８
（ｃ）図示の電界放出型冷陰極装置を利用して形成され
る。図１０（ａ）図示の如く、ゲート電極５４を構成す
る複数のゲートラインが紙面に平行な方向に配列され、
カソード配線層２８を構成する複数のカソードラインが
紙面に垂直な方向に配列される。各画素に対応して、複
数のエミッタ１４からなるエミッタ群がカソードライン
上に配設される。The display device shown in FIG.
(C) It is formed using the field emission type cold cathode device shown in the figure. As shown in FIG. 10A, a plurality of gate lines constituting the gate electrode 54 are arranged in a direction parallel to the paper surface.
A plurality of cathode lines constituting the cathode wiring layer 28 are arranged in a direction perpendicular to the paper surface. An emitter group including a plurality of emitters 14 is arranged on the cathode line corresponding to each pixel.

【０１０７】ガラス製の支持基板１２と対向するように
ガラス製の対向基板７２が配設され、両基板１２、７２
間に真空放電空間７３が形成される。両基板１２、７２
間の間隔は、周辺のフレーム及びスペーサ７４により維
持される。支持基板１２と対向する対向基板７２の面上
には、透明な共通電極即ちアノード電極７６と、蛍光体
層７８とが配設される。A glass opposing substrate 72 is provided so as to oppose the glass supporting substrate 12.
A vacuum discharge space 73 is formed therebetween. Both substrates 12, 72
The spacing between them is maintained by the surrounding frames and spacers 74. A transparent common electrode, that is, an anode electrode 76 and a phosphor layer 78 are provided on a surface of the counter substrate 72 facing the support substrate 12.

【０１０８】この平板型画像表示装置においては、ゲー
トラインとカソードラインとを介して各画素におけるゲ
ート電極５４とエミッタ１４との間の電圧を任意に設定
することにより、画素の点灯及び点滅を選択することが
できる。即ち、画素の選択は、いわゆるマトリックス駆
動により、例えば、ゲートラインを線順次に選択して所
定の電位を付与するのに同期して、カソードラインに選
択信号である所定の電位を付与することにより行なうこ
とができる。In this flat panel type image display device, the lighting and blinking of the pixel can be selected by arbitrarily setting the voltage between the gate electrode 54 and the emitter 14 in each pixel via the gate line and the cathode line. can do. That is, the selection of the pixel is performed by so-called matrix driving, for example, by applying a predetermined potential as a selection signal to the cathode line in synchronization with line-sequentially selecting a gate line and applying a predetermined potential. Can do it.

【０１０９】ある１つのゲートラインとある１つのカソ
ードラインとが選択され、夫々所定の電位が付与された
時、そのゲートラインとカソードラインとの交点にある
エミッタ群のみが動作する。エミッタ群より放出された
電子は、アノード電極７６に印加された電圧により引か
れ、選択されたエミッタ群に対応した位置の蛍光体層７
８に達してこれを発光させる。When one gate line and one cathode line are selected and given a predetermined potential, only the emitter group at the intersection of the gate line and the cathode line operates. The electrons emitted from the emitter group are drawn by the voltage applied to the anode electrode 76, and the phosphor layer 7 at a position corresponding to the selected emitter group is drawn.
It reaches 8 and emits light.

【０１１０】なお、図１０（ｂ）図示の如く、ゲート電
極５４を用いずに表示装置を構成することができる。図
１０（ｂ）図示の表示装置は、図３（ｂ）図示の電界放
出型冷陰極装置を利用して形成される。As shown in FIG. 10B, a display device can be formed without using the gate electrode 54. The display device shown in FIG. 10B is formed using the field emission type cold cathode device shown in FIG.

【０１１１】この平板型画像表示装置においては、ゲー
トラインに代え、対向基板７２上の透明なアノード電極
８２を構成する複数のアノードラインが紙面に平行な方
向に配列される。従って、アノードラインとカソードラ
インとを介して各画素におけるアノード電極８２とエミ
ッタ１４との間の電圧を任意に設定することにより、画
素の点灯及び点滅を選択することができる。ある１つの
アノードラインとある１つのカソードラインとが選択さ
れ、夫々所定の電位が付与された時、そのアノードライ
ンとカソードラインとの交点にあるエミッタ群のみが動
作する。In this flat panel type image display device, a plurality of anode lines constituting the transparent anode electrode 82 on the counter substrate 72 are arranged in a direction parallel to the plane of the paper instead of the gate lines. Therefore, by arbitrarily setting the voltage between the anode electrode 82 and the emitter 14 in each pixel via the anode line and the cathode line, lighting and blinking of the pixel can be selected. When a certain anode line and a certain cathode line are selected and given a predetermined potential, respectively, only the emitter group at the intersection of the anode line and the cathode line operates.

【０１１２】なお、図１０（ａ）、（ｂ）図示の表示装
置は、夫々図８（ｃ）及び図３（ｂ）図示の電界放出型
冷陰極装置を利用して形成されるが、他の実施の形態、
例えばフラーレン１７からなるエミッタ１４を有する電
界放出型冷陰極装置を利用した場合でも、同様に表示装
置を形成することができる。また、これらの電界放出型
冷陰極装置を利用して、電力変換装置例えばパワースイ
ッチング装置のような、表示装置以外の真空マイクロ装
置を形成することもできる。The display devices shown in FIGS. 10A and 10B are formed using the field emission type cold cathode devices shown in FIGS. 8C and 3B, respectively. Of the embodiment,
For example, even when a field emission type cold cathode device having the emitter 14 made of the fullerene 17 is used, a display device can be similarly formed. In addition, a vacuum micro device other than a display device, such as a power conversion device, for example, a power switching device, can be formed using these field emission cold cathode devices.

【０１１３】図１１（ａ）、（ｂ）は本発明の更に別の
実施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を示す概略断面
図とその先端部を示す拡大概略図である。FIGS. 11A and 11B are a schematic sectional view showing a field emission type cold cathode device according to still another embodiment of the present invention and an enlarged schematic diagram showing a tip thereof.

【０１１４】この実施の形態に係る電界放出型冷陰極装
置は、支持基板１１２と、カソード配線層１１４を介し
て支持基板１１２上に配設された電子を放出するための
エミッタ１１５とを有する。各エミッタ１１５は、導電
性材料層１１６の一部からなる導電性凸部１１８と、導
電性凸部１１８の先端部に部分的に埋設された複数のカ
ーボンナノチューブ１２２とを有する。エミッタ１１５
は、電界放出型冷陰極装置の用途に応じて、複数（図で
は１つのみを示す）若しくは単数が支持基板１１２上に
配設される。The field emission type cold cathode device according to this embodiment has a support substrate 112 and an emitter 115 disposed on the support substrate 112 via the cathode wiring layer 114 for emitting electrons. Each emitter 115 has a conductive protrusion 118 formed of a part of the conductive material layer 116, and a plurality of carbon nanotubes 122 partially embedded at the tip of the conductive protrusion 118. Emitter 115
According to the application of the field emission type cold cathode device, a plurality (only one is shown in the figure) or a single device is provided on the support substrate 112.

【０１１５】支持基板１１２はパイレックスガラス等の
絶縁性材料からなる。カソード配線層１１４はＩＴＯ層
等の導電性材料から基本的に形成される。導電性材料層
１１６及び導電性凸部１１８は、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃ
ｒ、Ｓｉ、Ｎｉ、ＬａＢ6 、ＡｌＮ、ＧａＮ、グラファ
イト、ダイヤモンド等の導電性材料から基本的に形成さ
れる。導電性材料層１１６を用いてカソード配線を形成
する場合は、カソード配線層１１４は省略され、支持基
板１１２上に直接導電性材料層１１６が形成されること
となる。The support substrate 112 is made of an insulating material such as Pyrex glass. The cathode wiring layer 114 is basically formed from a conductive material such as an ITO layer. The conductive material layer 116 and the conductive protrusion 118 are made of Mo, Ta, W, C
It is basically formed from a conductive material such as r, Si, Ni, LaB 6 , AlN, GaN, graphite, and diamond. When the cathode wiring is formed using the conductive material layer 116, the cathode wiring layer 114 is omitted and the conductive material layer 116 is formed directly on the support substrate 112.

【０１１６】カーボンナノチューブ１２２は、図２
（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、基本的に炭
素の６員環の連なりチューブから構成される。カーボン
ナノチューブ１２２は長さが３ｎｍ〜１０μｍで、それ
らの７０％以上は３０ｎｍ以下の直径を有する。カーボ
ンナノチューブ１２２は導電性凸部１１８と電気的な接
続がとれるように支持されていればよく、必ずしも部分
的に埋設されている必要はない。なお、図示の例では導
電性凸部１１８上にカーボンナノチューブ１２２が複数
配設されているが、カーボンナノチューブ１２２は単数
としてもよい。The carbon nanotube 122 is formed as shown in FIG.
As described with reference to (a) and (b), it is basically composed of a continuous tube having a six-membered carbon ring. The carbon nanotubes 122 have a length of 3 nm to 10 μm, and 70% or more of them have a diameter of 30 nm or less. The carbon nanotubes 122 need only be supported so that they can be electrically connected to the conductive protrusions 118, and need not necessarily be partially buried. Although a plurality of carbon nanotubes 122 are provided on the conductive protrusion 118 in the illustrated example, a single carbon nanotube 122 may be provided.

【０１１７】カーボンナノチューブ１２２は通常内部が
中空の円筒状に形成される。しかし、必要であれば、カ
ーボンナノチューブ１２２内、特にチューブの先端部内
に、図示の如く、導電性充填層１２４を配設することが
できる。充填層１２４は、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｓ
ｉ、Ｎｉ、ＬａＢ6 、ＡｌＮ、ＧａＮ、グラファイト、
ダイヤモンド等の電子を放出することのできる導電性材
料から基本的に形成される。充填層１２４は、導電性材
料層１１６及び導電性凸部１１８と同一材料から形成す
ることも別の材料から形成することもできる。The carbon nanotube 122 is usually formed in a hollow cylindrical shape. However, if necessary, a conductive filling layer 124 can be provided within the carbon nanotubes 122, particularly within the distal end of the tube, as shown. The filling layer 124 is made of Mo, Ta, W, Cr, S
i, Ni, LaB 6 , AlN, GaN, graphite,
It is basically formed from a conductive material capable of emitting electrons such as diamond. The filling layer 124 can be formed from the same material as the conductive material layer 116 and the conductive protrusions 118 or from another material.

【０１１８】上記以外のカーボンナノチューブ１２２の
構造上の特徴及び調製方法は、前述のカーボンナノチュ
ーブ１６と同様である。The other structural features and the preparation method of the carbon nanotube 122 are the same as those of the carbon nanotube 16 described above.

【０１１９】図１３（ａ）〜（ｆ）は図１１（ａ）図示
の電界放出型冷陰極装置の製造方法を工程順に示す図で
ある。FIGS. 13A to 13F are views showing a method of manufacturing the field emission cold cathode device shown in FIG.

【０１２０】先ず、例えば単結晶からなる基板の片側表
面に底部を尖らせた凹部を形成する。このような凹部を
形成する方法として、次のようなＳｉ単結晶基板の異方
性エッチングを利用する方法を用いることができる。First, a concave portion having a sharp bottom is formed on one surface of a substrate made of, for example, a single crystal. As a method of forming such a concave portion, the following method utilizing anisotropic etching of a Si single crystal substrate can be used.

【０１２１】先ず、モールド基板となるｐ型で（１０
０）結晶面方位のＳｉ単結晶基板１３１上に厚さ０．１
μｍのＳｉＯ2 熱酸化層１３２をドライ酸化法により形
成する。次に、熱酸化層１３２上にレジストをスピンコ
ート法により塗布し、レジスト層１３３を形成する（図
１３（ａ））。First, a p-type (10
0) A thickness of 0.1 on a Si single crystal substrate 131 having a crystal plane orientation.
A μm SiO 2 thermal oxide layer 132 is formed by a dry oxidation method. Next, a resist is applied on the thermal oxidation layer 132 by a spin coating method to form a resist layer 133 (FIG. 13A).

【０１２２】次に、ステッパを用いて、マトリックス状
に配置された複数個の開口部１３４、例えば１μｍ角の
正方形開口部、が得られるように露光、現像等の処理を
施し、レジスト層１３３のパターニングを行う。そし
て、レジスト層１３３をマスクとして、ＮＨ4 Ｆ・ＨＦ
混合溶液により、ＳｉＯ2 膜のエッチングを行なう（図
１３（ｂ））。Next, using a stepper, exposure and development are performed to obtain a plurality of openings 134 arranged in a matrix, for example, a square opening of 1 μm square. Perform patterning. Then, using the resist layer 133 as a mask, NH 4 F.HF
The SiO 2 film is etched with the mixed solution (FIG. 13B).

【０１２３】レジスト層１３３の除去後、３０ｗｔ％の
ＫＯＨ水溶液を用いて異方性エッチングを行い、深さ
０．７１μｍの凹部１３５をＳｉ単結晶基板１３１上に
形成する。次に、ＮＨ4 Ｆ・ＨＦ混合溶液を用いて、Ｓ
ｉＯ2 酸化層を除去する。ＫＯＨ水溶液によりエッチン
グされることにより、凹部１３５は（１１１）面からな
る４斜面により規定される逆ピラミッドの形状となる。After removing the resist layer 133, anisotropic etching is performed using a 30 wt% KOH aqueous solution to form a recess 135 having a depth of 0.71 μm on the Si single crystal substrate 131. Next, using a mixed solution of NH 4 F and HF,
The iO 2 oxide layer is removed. By being etched with the KOH aqueous solution, the concave portion 135 has an inverted pyramid shape defined by four slopes including the (111) plane.

【０１２４】なお、ここで、凹部１３５が形成されたＳ
ｉ単結晶基板１３１をウエット酸化法により熱酸化し、
凹部１３５を含む全面にＳｉＯ2 熱酸化絶縁層を形成し
てもよい。ＳｉＯ2 熱酸化絶縁層を形成することによ
り、凹部１３５を鋳型として形成される導電性凸部の先
端部をより尖鋭にすることができる。Here, the S in which the recess 135 is formed is shown.
thermal oxidation of the i-single-crystal substrate 131 by a wet oxidation method,
An SiO 2 thermal oxidation insulating layer may be formed on the entire surface including the recess 135. By forming the SiO 2 thermal oxidation insulating layer, the tip of the conductive protrusion formed using the recess 135 as a template can be sharpened.

【０１２５】次に、凹部１３５の底部にカーボンナノチ
ューブ１３６を配置する（図１３（ｃ））。ここでは、
例えば、前述の如く、アノード電極（炭素源）及びカソ
ード電極（収集部材）を用いる方法により析出させたカ
ーボンナノチューブを、エタノール中に浸漬して超音波
を印加することにより、カソード電極から分離すると共
にエタノール中に分散させる。次に、このエタノールの
懸濁液を凹部１３５内へ流し込んだ後、乾燥させれば、
凹部１３５の底部にカーボンナノチューブ１３６を配置
することができる。凹部１３５の外にカーボンナノチュ
ーブが付着しても、通常差支えないが、支障のある場合
には、パターニング後、有機溶剤で除去する。Next, carbon nanotubes 136 are arranged at the bottoms of the recesses 135 (FIG. 13C). here,
For example, as described above, carbon nanotubes deposited by a method using an anode electrode (carbon source) and a cathode electrode (collection member) are separated from the cathode electrode by immersing in ethanol and applying ultrasonic waves. Disperse in ethanol. Next, after pouring the ethanol suspension into the concave portion 135 and drying,
The carbon nanotube 136 can be arranged at the bottom of the recess 135. Even if the carbon nanotubes adhere to the outside of the recess 135, there is usually no problem.

【０１２６】凹部１３５の底部にカーボンナノチューブ
１３６を配置する別の方法として、基板１３１の近傍に
グラファイト電極を設け、凹部１３５の底部にカーボン
ナノチューブを析出させることも可能である。この場
合、カーボンナノチューブは、凹部の上側よりも底部に
析出しやすいので都合がよい。As another method of arranging the carbon nanotubes 136 at the bottom of the concave portion 135, a graphite electrode may be provided near the substrate 131, and the carbon nanotubes may be deposited at the bottom of the concave portion 135. In this case, the carbon nanotubes are convenient because they are more likely to precipitate at the bottom than at the top of the recess.

【０１２７】なお、以下の図１３（ｄ）〜（ｆ）におい
ては、図を分かりやすくするため、カーボンナノチュー
ブ１３６の図示を省略してある。In FIGS. 13D to 13F, the carbon nanotubes 136 are not shown for easy understanding.

【０１２８】次に、凹部１３５内を埋めるように、Ｓｉ
単結晶基板１３１上にＷ等の導電性材料からなる導電性
材料層１３７を堆積する。導電性材料層１３７は、凹部
１３５が埋められると共に、凹部１３５以外の部分も一
様の厚さ、例えば２μｍとなるように形成する。Next, Si is filled so as to fill the recess 135.
A conductive material layer 137 made of a conductive material such as W is deposited on the single crystal substrate 131. The conductive material layer 137 is formed so as to fill the recess 135 and to have a uniform thickness other than the recess 135, for example, 2 μm.

【０１２９】この導電性材料層１３７の形成に際して、
複数のカーボンナノチューブが配設された底部には導電
性材料層１３７が完全に埋め込まれない。従って、基板
１３１から分離した後、導電性凸部の先端にカーボンナ
ノチューブが一部突出した状態が得られる。In forming the conductive material layer 137,
The conductive material layer 137 is not completely buried in the bottom where the plurality of carbon nanotubes are provided. Therefore, after separation from the substrate 131, a state is obtained in which the carbon nanotube partially protrudes from the tip of the conductive protrusion.

【０１３０】更に、導電性材料層１３７上に、ＩＴＯ
層、Ｔａ等の導電性材料層１３８を同じくスパッタリン
グ法により、例えば厚さ１μｍとなるように形成する
（図１３（ｄ））。なお、この導電性材料層１３８は導
電性材料層１３７の材質によっては省くことができ、そ
の場合には導電性材料層１３７がカソード電極層を兼ね
ることとなる。Further, on the conductive material layer 137, ITO
A layer or a conductive material layer 138 such as Ta is formed by the same sputtering method so as to have a thickness of, for example, 1 μm (FIG. 13D). Note that the conductive material layer 138 can be omitted depending on the material of the conductive material layer 137. In this case, the conductive material layer 137 also serves as a cathode electrode layer.

【０１３１】一方、支持基板となる、背面に厚さ０．４
μｍのＡｌ層１４２をコートしたパイレックスガラス基
板（厚さ１ｍｍ）１４１を用意する。そして、図１３
（ｅ）に示すように、ガラス基板１４１とＳｉ単結晶基
板１３１とを導電性材料層１３７、１３８を介するよう
に接着する。この接着には、例えば、静電接着法を適用
することができる。静電装着法は、冷陰極装置の軽量化
や薄型化に寄与する。On the other hand, a thickness of 0.4
A Pyrex glass substrate (1 mm thick) 141 coated with a μm Al layer 142 is prepared. And FIG.
As shown in (e), the glass substrate 141 and the Si single crystal substrate 131 are bonded together with the conductive material layers 137 and 138 therebetween. For this bonding, for example, an electrostatic bonding method can be applied. The electrostatic mounting method contributes to a reduction in the weight and thickness of the cold cathode device.

【０１３２】次に、ガラス基板１４１背面のＡｌ層１４
２を、ＨＮＯ3 ・ＣＨ3 ＣＯＯＨ・ＨＦの混酸溶液で除
去する。また、エチレンジアミン・ピロカテコール・ピ
ラジンから成る水溶液（エチレンジアミン：ピロカテコ
ール：ピラジン：水＝７５ｃｃ：１２ｇ：３ｍｇ：１０
ｃｃ）でＳｉ単結晶基板１３１をエッチング除去する。
このようにして、図１３（ｆ）に示すように、カーボン
ナノチューブ１３６（図示せず）及び導電性凸部１４３
を露出させる。Next, the Al layer 14 on the back of the glass substrate 141
2, is removed by mixed acid solution of HNO 3 · CH 3 COOH · HF . Further, an aqueous solution composed of ethylenediamine / pyrocatechol / pyrazine (ethylenediamine / pyrocatechol / pyrazine / water = 75cc: 12g: 3mg: 10
cc), the Si single crystal substrate 131 is etched away.
Thus, as shown in FIG. 13F, the carbon nanotubes 136 (not shown) and the conductive convex portions 143 are formed.
To expose.

【０１３３】もし、カーボンナノチューブ１３６内に充
填層１２４（図１１（ｂ）参照）を配設する場合は、導
電性凸部１４３を露出させた後、昇華した導電性材料を
カーボンナノチューブ１３６の上方から堆積させるか、
完成した構造物全体を溶融した導電性材料中に浸漬させ
ることにより形成することができる。代りに、カーボン
ナノチューブ１３６を凹部１３５内に配置する前の調製
時に、昇華した導電性材料をカーボンナノチューブ１３
６の上方から堆積させるか、カーボンナノチューブ１３
６を溶融した導電性材料中に浸漬させることにより形成
することもできる。In the case where the filling layer 124 (see FIG. 11B) is provided in the carbon nanotube 136, after exposing the conductive convex portion 143, the sublimated conductive material is placed above the carbon nanotube 136. Deposited from
It can be formed by immersing the entire completed structure in a molten conductive material. Alternatively, the sublimated conductive material may be added to the carbon nanotubes 13 during preparation before placing the carbon nanotubes 136 in the recesses 135.
6 or carbon nanotubes 13
6 can also be formed by dipping in a molten conductive material.

【０１３４】図１３（ａ）〜（ｆ）図示の製造方法によ
り製造された図１１（ａ）図示の電界放出型冷陰極装置
においては、エミッタ１１５の導電性凸部１１８（図１
３では符号１４３で指示）は、凹部１３５を鋳型として
形成されるため、その形状を引継いだピラミッド形状形
状となる。導電性凸部１１８の先端部には、複数のカー
ボンナノチューブ１２２（図１３（ａ）〜（ｆ）では符
号１３６で指示）が、部分的に導電性凸部１１８に埋設
された状態で支持される。In the field emission cold cathode device shown in FIG. 11A manufactured by the manufacturing method shown in FIGS. 13A to 13F, the conductive convex portion 118 of the emitter 115 (FIG.
3 is indicated by reference numeral 143), which is formed as a mold using the concave portion 135, so that the shape becomes a pyramid shape inheriting the shape. A plurality of carbon nanotubes 122 (indicated by reference numeral 136 in FIGS. 13A to 13F) are supported at the tip of the conductive convex portion 118 while being partially embedded in the conductive convex portion 118. You.

【０１３５】なお、カーボンナノチューブ１２２を導電
性凸部１１８の先端部から大きく突出させたい場合は、
凹部１３５内にカーボンナノチューブを配置後、凹部１
３５の表面にＳｉＯ2 層をスパッタリング法で堆積す
る。次に、導電層で裏打ちし、モールド基板除去後、Ｓ
ｉＯ2 層のみをＮＨ4 Ｆ・ＨＦ混合溶液により除去す
る。これにより、除去されたＳｉＯ2 層の分だけ、導電
性凸部１１８からのカーボンナノチューブ１２２の突出
長さは大きくなる。When it is desired that the carbon nanotubes 122 protrude greatly from the tip of the conductive protrusion 118,
After placing the carbon nanotubes in the recess 135, the recess 1
An SiO 2 layer is deposited on the surface of the substrate 35 by a sputtering method. Next, after backing with a conductive layer and removing the mold substrate, S
Only the iO 2 layer is removed by a mixed solution of NH 4 F and HF. Thereby, the protrusion length of the carbon nanotubes 122 from the conductive protrusions 118 is increased by the amount of the removed SiO 2 layer.

【０１３６】図１２は本発明の更に別の実施の形態に係
る電界放出型冷陰極装置を示す概略断面図である。FIG. 12 is a schematic sectional view showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention.

【０１３７】図１２図示の実施の形態が図１１（ａ）図
示の実施の形態と異なる点は、導電性材料層１１６上
に、絶縁膜１２６を介して、Ｗ等の導電性材料からなる
ゲート電極１２８が配設されることにある。ゲート電極
１２８は、エミッタ１１５、即ち導電性凸部１１８及び
カーボンナノチューブ１２２対して間隔をおいて対向す
る。The embodiment shown in FIG. 12 is different from the embodiment shown in FIG. 11A in that a gate made of a conductive material such as W is formed on a conductive material layer 116 with an insulating film 126 interposed therebetween. An electrode 128 is to be provided. The gate electrode 128 faces the emitter 115, that is, the conductive protrusion 118 and the carbon nanotube 122 at an interval.

【０１３８】図１４（ａ）〜（ｈ）は図１２図示の電界
放出型冷陰極装置の製造方法を工程順に示す図である。FIGS. 14A to 14H are views showing a method of manufacturing the field emission type cold cathode device shown in FIG. 12 in the order of steps.

【０１３９】先ず、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参
照して述べたように、モールド基板となるｐ型で（１０
０）結晶面方位のＳｉ単結晶基板１３１に、（１１１）
面からなる４斜面により規定される逆ピラミッドの形状
の凹部１３５を形成する。次に、凹部１３５が形成され
たＳｉ単結晶基板１３１をウエット酸化法により熱酸化
し、凹部１３５を含む全面にＳｉＯ2 熱酸化絶縁層１５
１を形成する。この時、絶縁層１５１は、基板１３１の
（１１１）面、即ち、凹部１３５の側面において厚さ約
３０ｎｍ程度となるようにする。Ｓｉ単結晶の（１０
０）面における熱酸化層の厚さは（１１１）面における
厚さと±１０％以内で一致する。従って、（１００）面
での酸化絶縁層の厚さから（１１１）面での厚さを見積
もることができる。First, as described with reference to FIGS. 13 (a), 13 (b) and 13 (c), the p-type (10
0) (111) is added to the Si single crystal substrate 131 having the crystal plane orientation.
A concave portion 135 having an inverted pyramid shape defined by the four slopes including the surfaces is formed. Next, the Si single crystal substrate 131 having the recess 135 formed thereon is thermally oxidized by a wet oxidation method, and the SiO 2 thermally oxidized insulating layer 15 is formed on the entire surface including the recess 135.
Form one. At this time, the thickness of the insulating layer 151 is about 30 nm on the (111) plane of the substrate 131, that is, on the side surface of the concave portion 135. Si single crystal (10
The thickness of the thermal oxide layer on the (0) plane coincides with the thickness on the (111) plane within ± 10%. Therefore, the thickness on the (111) plane can be estimated from the thickness of the oxide insulating layer on the (100) plane.

【０１４０】絶縁層１５１形成後、前述のような方法
で、凹部１３５の底部にカーボンナノチューブ１３６を
配置する（図１４（ａ））。なお、以下の図１４（ｂ）
〜（ｈ）においては、図を分かりやすくするため、カー
ボンナノチューブ１３６の図示を省略してある。After the formation of the insulating layer 151, the carbon nanotubes 136 are arranged at the bottom of the recess 135 by the method described above (FIG. 14A). The following FIG. 14 (b)
In (h), the carbon nanotubes 136 are not shown for easy understanding.

【０１４１】次に、図１３（ｄ）の工程と同様に、凹部
１３５内を埋めるように、Ｓｉ単結晶基板１３１上にＷ
等の導電性材料からなる導電性材料層１３７を堆積す
る。更に、導電性材料層１３７上に、ＩＴＯ層等の導電
性材料層１３８を同じくスパッタリング法により形成す
る（図１４（ｂ））。Next, similarly to the step of FIG. 13D, W is formed on the Si single crystal substrate 131 so as to fill the recess 135.
A conductive material layer 137 made of a conductive material such as is deposited. Further, a conductive material layer 138 such as an ITO layer is formed on the conductive material layer 137 by the same sputtering method (FIG. 14B).

【０１４２】次に、図１３（ｅ）の工程と同様に、背面
に厚さ０．４μｍのＡｌ層１４２をコートしたパイレッ
クスガラス基板（厚さ１ｍｍ）１４１を、導電性材料層
１３７、１３８を介するようにＳｉ単結晶基板１３１に
接着する（図１４（ｃ））。Next, in the same manner as in the step of FIG. 13E, a Pyrex glass substrate (1 mm thick) 141 having a 0.4 μm thick Al layer 142 coated on the back surface, and conductive material layers 137 and 138 are formed. It is bonded to the Si single crystal substrate 131 so as to be interposed (FIG. 14C).

【０１４３】次に、図１３（ｆ）の工程と同様に、ガラ
ス基板１４１背面のＡｌ層１４２とＳｉ単結晶基板１３
１とをエッチング除去する。この様にして、ピラミッド
形状の導電性凸部１５２を覆うＳｉＯ2 熱酸化絶縁層１
５１を露出させる。Next, as in the step of FIG. 13F, the Al layer 142 on the back surface of the glass substrate 141 and the Si single crystal substrate 13
1 is removed by etching. In this manner, the SiO 2 thermal oxidation insulating layer 1 covering the pyramid-shaped conductive convex portions 152 is formed.
Expose 51.

【０１４４】次に、ゲート電極となるＷ等の導電性材料
からなる導電性材料層１５３を、厚さ約０．５μｍとな
るように、スパッタリング法により絶縁層１５１上に形
成する。その後、フォトレジストの層１５３をスピンコ
ート法により約０．９μｍ程度、即ち僅かにピラミッド
の先端が隠れる程度の厚さに塗布する（図１４
（ｅ））。Next, a conductive material layer 153 made of a conductive material such as W serving as a gate electrode is formed on the insulating layer 151 by sputtering so as to have a thickness of about 0.5 μm. Thereafter, a photoresist layer 153 is applied by a spin coating method to a thickness of about 0.9 μm, that is, a thickness that slightly hides the end of the pyramid (FIG. 14).
(E)).

【０１４５】更に、酸素プラズマによるドライエッチン
グを行い、ピラミッド先端部が０．７μｍほど現れるよ
うに、レジスト層１５４をエッチング除去する（図１４
（ｆ））。その後、反応性イオンエッチングにより、ピ
ラミッド先端部の導電性材料層１５３をエッチングし、
開口部１５５を形成する（図１４（ｇ））。Further, dry etching using oxygen plasma is performed, and the resist layer 154 is etched away so that the tip of the pyramid appears about 0.7 μm (FIG. 14).
(F)). Thereafter, the conductive material layer 153 at the tip of the pyramid is etched by reactive ion etching,
An opening 155 is formed (FIG. 14G).

【０１４６】レジスト層１５４を除去した後、ＮＨ4 Ｆ
・ＨＦ混合溶液を用いて、絶縁層１５１を選択的に除去
する。この様にして、図１４（ｈ）に示すように、ゲー
ト電極となる導電性材料層１５３の開口部１５５内で、
カーボンナノチューブ１３６（図示せず）及び導電性凸
部１５２を露出させる。After removing the resist layer 154, NH 4 F
-The insulating layer 151 is selectively removed using an HF mixed solution. In this way, as shown in FIG. 14H, in the opening 155 of the conductive material layer 153 to be the gate electrode,
The carbon nanotubes 136 (not shown) and the conductive protrusions 152 are exposed.

【０１４７】図１４（ａ）〜（ｈ）図示の製造方法によ
り製造された図１２図示の電界放出型冷陰極装置におい
ては、エミッタ１１５の導電性凸部１１８（図１４
（ａ）〜（ｈ）では符号１５２で指示）は、ＳｉＯ2 熱
酸化絶縁層１５１の形成により尖鋭化された凹部１３５
を鋳型として形成されるため、その形状を引継いだ、先
端部が尖鋭なピラミッド形状となる。導電性凸部１１８
の先端部には、複数のカーボンナノチューブ１２２（図
１４では符号１３６で指示）が、部分的に導電性凸部１
１８に埋設された状態で支持される。また、エミッタ１
１５、即ち導電性凸部１１８及びカーボンナノチューブ
１２２の周囲には、ゲート電極１２８が間隔をおいてこ
れらと対向するようになる。In the field emission type cold cathode device shown in FIG. 12 manufactured by the manufacturing method shown in FIGS. 14 (a) to 14 (h), the conductive convex portions 118 (FIG.
(Indicated by reference numeral 152 in (a) to (h)) is a concave portion 135 sharpened by forming the SiO 2 thermal oxide insulating layer 151.
Is formed as a mold, so that the shape becomes a pyramid shape with a sharp tip end. Conductive protrusion 118
A plurality of carbon nanotubes 122 (indicated by reference numeral 136 in FIG. 14) are partially
18 and supported. Also, the emitter 1
In other words, the gate electrode 128 is opposed to the conductive protrusions 118 and the carbon nanotubes 122 at an interval.

【０１４８】図１５は本発明の更に別の実施の形態に係
る電界放出型冷陰極装置の先端部を示す拡大概略図であ
る。この実施の形態は、カーボンナノチューブに代え、
フラーレン１２３を導電性凸部１１８上に配設したこと
を特徴とする。フラーレン１２３の構造上の特徴及び調
製方法は、前述のフラーレン１７と同様である。FIG. 15 is an enlarged schematic view showing the tip of a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of carbon nanotubes,
The fullerene 123 is provided on the conductive protrusion 118. The structural features and the preparation method of the fullerene 123 are the same as those of the fullerene 17 described above.

【０１４９】図１５図示の構造は図１１（ａ）及び図１
２図示の電界放出型冷陰極装置のいずれにも適用するこ
とができる。また、これら適用例の製造方法は、図１３
（ａ）〜（ｆ）及び図１４（ａ）〜（ｈ）図示の製造方
法を実質的にそのまま利用することができる。即ち、図
１３（ｃ）及び図１４（ａ）図示の、凹部１３５の底部
にカーボンナノチューブを配置する工程において、カー
ボンナノチューブに代えてフラーレン１２３を配置する
という変更を行なうだけでよい。The structure shown in FIG. 15 is similar to that shown in FIG.
The present invention can be applied to any of the field emission type cold cathode devices shown in FIG. The manufacturing method of these application examples is shown in FIG.
The manufacturing method shown in FIGS. 14A to 14F and FIGS. 14A to 14H can be used substantially as it is. That is, in the step of arranging the carbon nanotubes at the bottom of the recess 135 shown in FIGS. 13C and 14A, only the change of arranging the fullerene 123 in place of the carbon nanotubes may be performed.

【０１５０】図１６は本発明の更に別の実施の形態に係
る真空マイクロ装置の一例である平板型画像表示装置を
示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a flat panel display as an example of a vacuum micro device according to still another embodiment of the present invention.

【０１５１】図１６図示の表示装置は、図１２図示の電
界放出型冷陰極装置を利用して形成される。図１６図示
の如く、ゲート電極１２８を構成する複数のゲートライ
ンが紙面に直角な方向に配列され、カソード配線層１１
６を構成する複数のカソードラインが紙面に平行な方向
に配列される。各画素に対応して、複数のエミッタ１１
５からなるエミッタ群がカソードライン上に配設され
る。The display device shown in FIG. 16 is formed using the field emission type cold cathode device shown in FIG. As shown in FIG. 16, a plurality of gate lines constituting the gate electrode 128 are arranged in a direction perpendicular to the plane of the drawing, and the cathode wiring layer 11
6 are arranged in a direction parallel to the paper surface. A plurality of emitters 11 correspond to each pixel.
An emitter group consisting of 5 is arranged on the cathode line.

【０１５２】ガラス製の支持基板１１２と対向するよう
にガラス製の対向基板１７２が配設され、両基板１１
２、１７２間に真空放電空間１７３が形成される。両基
板１１２、１７２間の間隔は、周辺のフレーム及びスペ
ーサ１７４により維持される。支持基板１１２と対向す
る対向基板１７２の面上には、透明な共通電極即ちアノ
ード電極１７６と、蛍光体層１７８とが配設される。A glass opposing substrate 172 is provided so as to oppose the glass supporting substrate 112.
A vacuum discharge space 173 is formed between 2 and 172. The space between the substrates 112 and 172 is maintained by the peripheral frame and the spacer 174. A transparent common electrode, that is, an anode electrode 176, and a phosphor layer 178 are provided on a surface of the counter substrate 172 facing the support substrate 112.

【０１５３】この平板型画像表示装置においては、ゲー
トラインとカソードラインとを介して各画素におけるゲ
ート電極１２８とエミッタ１１５との間の電圧を任意に
設定することにより、画素の点灯及び点滅を選択するこ
とができる。即ち、画素の選択は、いわゆるマトリック
ス駆動により、例えば、ゲートラインを線順次に選択し
て所定の電位を付与するのに同期して、カソードライン
に選択信号である所定の電位を付与することにより行な
うことができる。In this flat panel type image display device, the lighting and blinking of the pixels can be selected by arbitrarily setting the voltage between the gate electrode 128 and the emitter 115 in each pixel via the gate line and the cathode line. can do. That is, the selection of the pixel is performed by so-called matrix driving, for example, by applying a predetermined potential as a selection signal to the cathode line in synchronization with line-sequentially selecting a gate line and applying a predetermined potential. Can do it.

【０１５４】ある１つのゲートラインとある１つのカソ
ードラインとが選択され、夫々所定の電位が付与された
時、そのゲートラインとカソードラインとの交点にある
エミッタ群のみが動作する。エミッタ群より放出された
電子は、アノード電極１７６に印加された電圧により引
かれ、選択されたエミッタ群に対応した位置の蛍光体層
１７８に達してこれを発光させる。When one gate line and one cathode line are selected and given a predetermined potential, only the emitter group at the intersection of the gate line and the cathode line operates. The electrons emitted from the emitter group are pulled by the voltage applied to the anode electrode 176, reach the phosphor layer 178 at a position corresponding to the selected emitter group, and emit light.

【０１５５】なお、図１６図示の表示装置は、図１２図
示の電界放出型冷陰極装置を利用して形成されるが、他
の実施の形態、例えばフラーレン１２３からなるエミッ
タ１１５を有する電界放出型冷陰極装置を利用した場合
でも、同様に表示装置を形成することができる。また、
これらの電界放出型冷陰極装置を利用して、電力変換装
置例えばパワースイッチング装置のような、表示装置以
外の真空マイクロ装置を形成することもできる。The display device shown in FIG. 16 is formed by using the field emission type cold cathode device shown in FIG. 12. However, in another embodiment, for example, a field emission type having an emitter 115 made of fullerene 123 is used. Even when a cold cathode device is used, a display device can be similarly formed. Also,
Using these field emission cold cathode devices, a vacuum micro device other than a display device, such as a power conversion device, for example, a power switching device, can be formed.

【０１５６】以上、本発明を添付の図面に示す実施の形
態を参照して述べたが、本発明は、その思想の範囲にお
いて、図示の実施の形態以外の種々態様で実施すること
が可能である。Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, the present invention can be embodied in various forms other than the illustrated embodiments within the scope of the idea. is there.

【０１５７】[0157]

【発明の効果】本発明によれば、カーボンナノチューブ
或いはフラーレンを用いてエミッタを形成するため、電
界放出特性が均一で且つ低電圧駆動が可能で電界放出効
率も高い電界放出型冷陰極装置及びその製造方法を提供
することができる。また、本発明によれば、高集積化が
容易で、生産性に富み、且つ同一形状の尖鋭なエミッタ
を多数形成可能な電界放出型冷陰極装置及びその製造方
法を提供することができる。特に、カーボンナノチュー
ブを用いた場合は、エミッタのアスペクト比を高くする
ことができる。According to the present invention, since the emitter is formed by using carbon nanotubes or fullerenes, the field emission type cold cathode device having uniform field emission characteristics, low voltage driving, and high field emission efficiency, and the same. A manufacturing method can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a field emission cold cathode device which is easy to achieve high integration, has high productivity, and can form a large number of sharp emitters having the same shape, and a method of manufacturing the same. In particular, when carbon nanotubes are used, the aspect ratio of the emitter can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る電
界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断面図。FIGS. 1A and 1B are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図２】（ａ）〜（ｃ）はカーボンナノチューブ及びフ
ラーレンの詳細を示す図。FIGS. 2A to 2C are diagrams showing details of carbon nanotubes and fullerenes.

【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の別の実施の形態に係
る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断面
図。3A and 3B are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実施の形態
に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断
面図。FIGS. 4A to 4C are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実施の形態
に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断
面図。FIGS. 5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の更に別の実施の形態
に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断
面図。FIGS. 6A to 6D are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図７】（ａ）、（ｂ）は、夫々、本発明の更に別の実
施の形態に係る電界放出型冷陰極装置を示す概略断面
図。7A and 7B are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention.

【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実施の形態
に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断
面図、（ｄ）はその変更例を示す概略断面図。8A to 8C are schematic sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps, and FIG. 8D is a schematic sectional view showing a modified example thereof. .

【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に別の実施の形態
に係る電界放出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断
面図、（ｄ）はその変更例を示す概略断面図。9A to 9C are schematic cross-sectional views showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps, and FIG. 9D is a schematic cross-sectional view showing a modified example thereof. .

【図１０】（ａ）、（ｂ）は、夫々、本発明の更に別の
実施の形態に係る真空マイクロ装置の一例である平板型
画像表示装置を示す断面図。FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing a flat panel display as an example of a vacuum micro device according to still another embodiment of the present invention.

【図１１】（ａ）、（ｂ）は本発明の更に別の実施の形
態に係る電界放出型冷陰極装置を示す概略断面図とその
先端部を示す拡大概略図。FIGS. 11A and 11B are a schematic cross-sectional view showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention, and an enlarged schematic diagram showing a tip thereof.

【図１２】本発明の更に別の実施の形態に係る電界放出
型冷陰極装置を示す概略断面図。FIG. 12 is a schematic sectional view showing a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention.

【図１３】（ａ）〜（ｆ）は図１１（ａ）図示の電界放
出型冷陰極装置を製造工程順に示す概略断面図。FIGS. 13A to 13F are schematic cross-sectional views showing the field emission cold cathode device shown in FIG.

【図１４】（ａ）〜（ｈ）は図１２図示の電界放出型冷
陰極装置を製造工程順に示す概略断面図。14 (a) to (h) are schematic sectional views showing the field emission cold cathode device shown in FIG. 12 in the order of manufacturing steps.

【図１５】本発明の更に別の実施の形態に係る電界放出
型冷陰極装置の先端部を示す拡大概略図。FIG. 15 is an enlarged schematic view showing a tip portion of a field emission cold cathode device according to still another embodiment of the present invention.

【図１６】本発明の更に別の実施の形態に係る真空マイ
クロ装置の一例である平板型画像表示装置を示す断面
図。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a flat panel display which is an example of a vacuum micro device according to still another embodiment of the present invention.

【図１７】（ａ）〜（ｃ）は従来の電界放出型冷陰極装
置を製造工程順に示す概略断面図。17A to 17C are schematic cross-sectional views showing a conventional field emission cold cathode device in the order of manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１２…支持基板 １４…エミッタ １６…カーボンチューブ １７…フラーレン １８…グラファイトシート ２２…グラファイトシート ２６…カーボンナノチューブ層 ２８…カソード配線層 ３２…充填層 ３４…導電性材料層 ４２…カソード電極（収集部材） ４４…合成樹脂層 ４６…導電性材料層 ５２…絶縁層 ５４…ゲート電極 ６２…絶縁層 ７２…対向基板 ７３…真空放電空間 ７４…スペーサ ７６…アノード電極 ７８…蛍光体層 ８２…アノード電極 １１２…支持基板 １１４…カソード配線層 １１５…エミッタ １１６…導電性材料層 １１８…導電性凸部 １２２…カーボンナノチューブ １２３…フラーレン １２４…充填層 １２６…絶縁層 １２８…ゲート電極 １３１…Ｓｉ単結晶基板（モールド基板） １３５…凹部 １３６…カーボンナノチューブ １３７、１３８…導電性材料層 １４１…ガラス基板 １５１…酸化絶縁膜 １５３…導電性材料層 １５４…レジスト層 １５５…開口部 １７２…対向基板 １７３…真空放電空間 １７４…スペーサ １７６…アノード電極 １７８…蛍光体層 REFERENCE SIGNS LIST 12 support substrate 14 emitter 16 carbon tube 17 fullerene 18 graphite sheet 22 graphite sheet 26 carbon nanotube layer 28 cathode wiring layer 32 filling layer 34 conductive material layer 42 cathode electrode (collecting member) 44 ... synthetic resin layer 46 ... conductive material layer 52 ... insulating layer 54 ... gate electrode 62 ... insulating layer 72 ... counter substrate 73 ... vacuum discharge space 74 ... spacer 76 ... anode electrode 78 ... phosphor layer 82 ... anode electrode 112 ... Support substrate 114 Cathode wiring layer 115 Emitter 116 Conductive material layer 118 Conductive protrusion 122 Carbon nanotube 123 Fullerene 124 Filling layer 126 Insulating layer 128 Gate electrode 131 Si single crystal substrate (mold substrate) ) 135 ... recess 136 ... carbon No tube 137, 138 conductive material layer 141 glass substrate 151 oxide insulating film 153 conductive material layer 154 resist layer 155 opening 172 counter substrate 173 vacuum discharge space 174 spacer 176 anode electrode 178 … Phosphor layer

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】支持部材と、前記支持部材上に配設された
電子を放出するためのエミッタと、を具備し、前記エミ
ッタがフラーレンまたはカーボンナノチューブを具備す
ることを特徴とする電界放出型冷陰極装置。1. A field emission cooling device comprising: a support member; and an emitter disposed on the support member for emitting electrons, wherein the emitter includes fullerene or carbon nanotube. Cathode device. 【請求項２】前記エミッタが複数のフラーレンまたはカ
ーボンナノチューブを具備することを特徴とする請求項
１に記載の電界放出型冷陰極装置。2. The field emission cold cathode device according to claim 1, wherein said emitter comprises a plurality of fullerenes or carbon nanotubes. 【請求項３】前記支持部材上に配設されたカソード配線
層を具備し、前記エミッタが前記カソード配線層上に配
設されることを特徴とする請求項１または２に記載の電
界放出型冷陰極装置。3. A field emission type device according to claim 1, further comprising a cathode wiring layer provided on said support member, wherein said emitter is provided on said cathode wiring layer. Cold cathode device. 【請求項４】前記カソード配線層がＭｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選択された材料から基本
的に形成されることを特徴とする請求項３に記載の電界
放出型冷陰極装置。4. The cathode wiring layer is made of Mo, Ta, W, C
4. The field emission cold cathode device according to claim 3, wherein the device is basically formed from a material selected from the group consisting of r, Ni, and Cu. 【請求項５】前記エミッタが、前記支持部材に支持され
た導電性凸部を具備し、前記フラーレンまたはカーボン
ナノチューブが前記導電性凸部の先端部に支持されるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電界
放出型冷陰極装置。5. The device according to claim 1, wherein the emitter includes a conductive protrusion supported by the support member, and the fullerene or the carbon nanotube is supported at a tip of the conductive protrusion. 5. The field emission cold cathode device according to any one of items 1 to 4. 【請求項６】前記フラーレンまたはカーボンナノチュー
ブが部分的に前記導電性凸部に埋設されることを特徴と
する請求項５に記載の電界放出型冷陰極装置。6. The field emission cold cathode device according to claim 5, wherein the fullerene or carbon nanotube is partially embedded in the conductive projection. 【請求項７】前記導電性凸部がＭｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｓｉ、ＬａＢ6 、ＡｌＮ、ＧａＮ、グラファイ
ト、ダイヤモンドからなる群から選択された材料から基
本的に形成されることを特徴とする請求項５または６に
記載の電界放出型冷陰極装置。7. The method according to claim 7, wherein the conductive convex portions are Mo, Ta, W, Cr,
Ni, Si, LaB 6, AlN, GaN, graphite, field emission cold cathode device of claim 5 or 6, characterized in that it is essentially formed from a material selected from the group consisting of diamond. 【請求項８】前記エミッタに対して間隔をおいて対向す
るゲート電極を具備することを特徴とする請求項１乃至
７のいずれかに記載の電界放出型冷陰極装置。8. The field emission cold cathode device according to claim 1, further comprising a gate electrode facing the emitter at an interval. 【請求項９】前記支持部材が合成樹脂から基本的に形成
されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記
載の電界放出型冷陰極装置。9. The field emission cold cathode device according to claim 1, wherein said support member is basically formed of a synthetic resin. 【請求項１０】前記カーボンナノチューブが、周期が
０．４２６ｎｍまたは０．７３８ｎｍの倍数の炭素の６
員環の連なりから基本的に構成されることを特徴とする
請求項１乃至９のいずれかに記載の電界放出型冷陰極装
置。10. The carbon nanotube according to claim 1, wherein said carbon nanotube has a period of 0.426 nm or a multiple of 0.738 nm.
The field emission type cold cathode device according to any one of claims 1 to 9, wherein the field emission type cold cathode device is basically constituted by a series of member rings. 【請求項１１】前記カーボンナノチューブの直径が３０
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のい
ずれかに記載の電界放出型冷陰極装置。11. The carbon nanotube having a diameter of 30.
11. The field emission type cold cathode device according to claim 1, wherein the diameter is not more than nm. 【請求項１２】前記カーボンナノチューブの端部が炭素
の５員環、６員環、７員環を含むグラファイトシートに
より閉じられていることを特徴とする請求項１乃至１１
のいずれかに記載の電界放出型冷陰極装置。12. The carbon nanotube according to claim 1, wherein an end of said carbon nanotube is closed by a graphite sheet containing a five-, six-, or seven-membered ring of carbon.
The field emission cold cathode device according to any one of the above. 【請求項１３】前記エミッタを形成する前記カーボンナ
ノチューブの底部直径に対する高さの比を表すアスペク
ト比が、３以上で１×１０6 以下であることを特徴とす
る請求項１乃至１２のいずれかに記載の電界放出型冷陰
極装置。13. The method according to claim 1, wherein an aspect ratio representing a ratio of a height to a bottom diameter of the carbon nanotubes forming the emitter is 3 or more and 1 × 10 6 or less. 3. The field emission cold cathode device according to item 1. 【請求項１４】前記アスペクト比が、３以上で１×１０
3 以下であることを特徴とする請求項１３に記載の電界
放出型冷陰極装置。14. The method according to claim 1, wherein said aspect ratio is 3 × or more and 1 × 10
14. The field emission cold cathode device according to claim 13, wherein the number is 3 or less. 【請求項１５】前記カーボンナノチューブ内に配設され
た、電子を放出することのできる導電性充填層を具備す
ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載
の電界放出型冷陰極装置。15. The field emission cold cathode according to claim 1, further comprising a conductive filling layer disposed in said carbon nanotube and capable of emitting electrons. apparatus. 【請求項１６】前記充填層がＭｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｓｉ、ＬａＢ6 、ＡｌＮ、ＧａＮ、グラファイト、
ダイヤモンドからなる群から選択された材料から基本的
に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電界
放出型冷陰極装置。16. The filling layer is made of Mo, Ta, W, Cr, N
i, Si, LaB 6 , AlN, GaN, graphite,
16. The field emission cold cathode device according to claim 15, wherein the device is basically formed from a material selected from the group consisting of diamond. 【請求項１７】支持部材と、 前記支持部材上に配設された電子を放出するためのエミ
ッタと、前記エミッタがフラーレンまたはカーボンナノ
チューブを具備することと、 前記支持部材と協働して前記エミッタを包囲する真空放
電空間を形成する包囲部材と、 前記エミッタに対して間隔をおいて配設された引出し電
極と、前記エミッタと前記引出し電極との電位差により
前記エミッタから電子が放出されることと、を具備する
ことを特徴とする真空マイクロ装置。17. A support member, an emitter disposed on the support member for emitting electrons, the emitter comprising fullerene or carbon nanotube, and the emitter cooperating with the support member. An enclosing member forming a vacuum discharge space surrounding the extractor, an extraction electrode disposed at a distance from the emitter, and electrons being emitted from the emitter by a potential difference between the emitter and the extraction electrode. A vacuum micro device comprising: 【請求項１８】前記引出し電極が前記支持部材に支持さ
れたゲート電極からなることを特徴とする請求項１７に
記載の真空マイクロ装置。18. The vacuum micro device according to claim 17, wherein said extraction electrode comprises a gate electrode supported by said support member. 【請求項１９】前記エミッタと対向する位置で前記包囲
部材上にアノード電極が配設されることを特徴とする請
求項１８に記載の真空マイクロ装置。19. The vacuum micro device according to claim 18, wherein an anode electrode is provided on the surrounding member at a position facing the emitter. 【請求項２０】前記引出し電極が前記エミッタと対向す
る位置で前記包囲部材上に配設されたアノード電極から
なることを特徴とする請求項１７に記載の真空マイクロ
装置。20. The vacuum micro device according to claim 17, wherein the extraction electrode comprises an anode electrode provided on the surrounding member at a position facing the emitter. 【請求項２１】支持部材と、前記支持部材上に配設され
た電子を放出するための複数のエミッタと、を具備する
電界放出型冷陰極装置の製造方法において、 収集部材を真空処理室内に配置する工程と、 前記真空処理室内を不活性ガスの真空雰囲気に設定する
工程と、 前記真空処理室内で炭素を昇華させる工程と、 前記収集部材上に前記炭素を析出させることによりカー
ボンナノチューブを形成する工程と、 前記カーボンナノチューブを前記収集部材から前記支持
部材上に移し、前記カーボンナノチューブを具備する前
記エミッタを形成する工程と、を具備することを特徴と
する電界放出型冷陰極装置の製造方法。21. A method of manufacturing a field emission cold cathode device comprising: a support member; and a plurality of emitters provided on the support member for emitting electrons. Disposing; setting the vacuum processing chamber to a vacuum atmosphere of an inert gas; sublimating carbon in the vacuum processing chamber; and forming carbon nanotubes by depositing the carbon on the collection member. And transferring the carbon nanotubes from the collection member onto the support member to form the emitter having the carbon nanotubes. . 【請求項２２】支持部材と、前記支持部材上に配設され
た電子を放出するための複数のエミッタと、を具備する
電界放出型冷陰極装置の製造方法において、 前記支持部材を真空処理室内に配置する工程と、 前記真空処理室内を不活性ガスの真空雰囲気に設定する
工程と、 前記真空処理室内で炭素を昇華させる工程と、 前記支持部材上に前記炭素をカーボンナノチューブとし
て析出させることにより、前記カーボンナノチューブを
具備する前記エミッタを形成する工程と、を具備するこ
とを特徴とする電界放出型冷陰極装置の製造方法。22. A method of manufacturing a field emission type cold cathode device comprising: a support member; and a plurality of emitters provided on the support member for emitting electrons, wherein the support member is provided in a vacuum processing chamber. Placing the vacuum processing chamber in a vacuum atmosphere of an inert gas; sublimating carbon in the vacuum processing chamber; and depositing the carbon as carbon nanotubes on the support member. Forming the emitter comprising the carbon nanotube. A method of manufacturing a field emission cold cathode device, comprising: 【請求項２３】前記炭素の昇華が、抵抗加熱、電子ビー
ム、アーク放電、レーザ光照射からなる群から選択され
た手段により行われることを特徴とする請求項２１また
は２２に記載の製造方法。23. The method according to claim 21, wherein the sublimation of carbon is performed by means selected from the group consisting of resistance heating, electron beam, arc discharge, and laser beam irradiation. 【請求項２４】電子を放出することのできる導電性充填
層を前記カーボンナノチューブ内に形成する工程を具備
することを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれかに
記載の製造方法。24. The method according to claim 21, further comprising a step of forming a conductive filling layer capable of emitting electrons in the carbon nanotube. 【請求項２５】支持部材と、前記支持部材上に配設され
た電子を放出するためのエミッタと、を具備する電界放
出型冷陰極装置の製造方法において、 モールド部材に底部の尖った凹部を形成する工程と、 前記凹部内にフラーレンまたはカーボンナノチューブを
配置する工程と、 前記凹部内に導電性材料を充填して導電性凸部を形成す
る工程と、 前記導電性凸部を挟むように前記モールド部材に前記支
持部材を接合する工程と、 前記モールド部材を除去することにより、前記支持部材
上で前記導電性凸部及び前記フラーレンまたはカーボン
ナノチューブを具備する前記エミッタを露出させる工程
と、を具備することを特徴とする電界放出型冷陰極装置
の製造方法。25. A method of manufacturing a field emission cold cathode device comprising: a support member; and an emitter disposed on the support member for emitting electrons, wherein a recess having a sharp bottom is formed in the mold member. Forming, forming a fullerene or a carbon nanotube in the recess, filling a conductive material in the recess to form a conductive protrusion, and sandwiching the conductive protrusion. Joining the support member to a mold member, and exposing the emitter including the conductive convex portion and the fullerene or carbon nanotube on the support member by removing the mold member. A method for manufacturing a field emission type cold cathode device. 【請求項２６】前記凹部内に前記導電性材料を充填する
前に、前記凹部の内面を絶縁層で被覆する工程を具備す
ることを特徴とする請求項２５に記載の製造方法。26. The method according to claim 25, further comprising a step of coating an inner surface of the concave portion with an insulating layer before filling the conductive material in the concave portion. 【請求項２７】前記エミッタに対向し且つ前記支持部材
上に絶縁層を介して支持されるように、ゲート電極を配
設する工程を具備することを特徴とする請求項２１乃至
２６のいずれかに記載の製造方法。27. The method according to claim 21, further comprising the step of arranging a gate electrode so as to face the emitter and to be supported on the supporting member via an insulating layer. The production method described in 1.
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Cited By (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999066523A1 (en) * 1998-06-18 1999-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emitting device, electron emitting source, image display, and method for producing them
EP1020888A1 (en) * 1999-01-11 2000-07-19 Matsushita Electronics Corporation Carbon ink, electron-emitting element, method for manufacturing an electron-emitting element and image display device
GB2346731A (en) * 1999-02-12 2000-08-16 Toshiba Kk Electron emission film and field emission cold cathode device
EP1030338A2 (en) * 1998-12-16 2000-08-23 Sony Corporation Field emission type cathode, apparatus with such a cathode and process for manufacturing the apparatus
WO2000055880A1 (en) * 1999-03-17 2000-09-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron-emitting device and image display device using electron-emitting device
JP2001110303A (en) * 1999-08-12 2001-04-20 Samsung Sdi Co Ltd Fabrication method of carbon nanotube field emitter utilizing electrophoresis
EP1115135A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-11 Samsung SDI Co., Ltd. Method for fabricating triode-structure carbon nanotube field emitter array
WO2001080273A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-25 Centro De Pesquisas Renato Archer - Cenpra Electron emitter structure for field emission display
JP2001312955A (en) * 2000-05-01 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electron discharge element, its manufacturing method and image display element
WO2001086685A1 (en) * 2000-05-11 2001-11-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emission thin film, plasma display panel comprising it and method of manufacturing them
WO2001092150A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-06 Nec Corporation Method of fixing carbon nanotubes
JP2001357773A (en) * 2000-04-26 2001-12-26 Samsung Sdi Co Ltd Electric field emission array utilizing carbon nanotube and its manufacturing method
WO2001099146A2 (en) * 2000-06-21 2001-12-27 E.I. Dupont De Nemours And Company Process for manufacturing electron field emitters
JP2002056770A (en) * 2000-08-08 2002-02-22 Futaba Corp Electric field emission cathode and its manufacturing method
KR100340897B1 (en) * 1998-12-08 2002-06-20 미다라이 후지오 Electron-emitting device, electron source using electron-emitting device, and image forming apparatus
EP1165440A4 (en) * 1999-03-01 2002-06-26 Univ North Carolina Nanotube-based high energy material and method
JP2002260540A (en) * 2001-02-28 2002-09-13 Musashino Seiki Kk Electronic heating pipe and method of manufacturing the same
US6456691B2 (en) 2000-03-06 2002-09-24 Rigaku Corporation X-ray generator
JP2002361599A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 Sony Corp Carbon nanotube structure and its manufacturing method, cold cathod field electron emitting element and its manufacturing method, and cold cathod field electron emission displaying device and its manufacturing method
JP2003500325A (en) * 1999-05-28 2003-01-07 コモンウエルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション Aligned carbon nanotube film supported by substrate
JP2003500324A (en) * 1999-05-28 2003-01-07 コモンウエルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション Patterned carbon nanotube film
JP2003510236A (en) * 1999-09-23 2003-03-18 コモンウエルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション Patterned carbon nanotubes
WO2003049134A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-12 Sony Corporation Electron emitter, cold-cathode field electron emitter, and method for manufacturing cold-cathode field electron emission display
US6664727B2 (en) * 2000-03-31 2003-12-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Field emision type cold cathode device, manufacturing method thereof and vacuum micro device
KR100431211B1 (en) * 2000-09-01 2004-05-12 캐논 가부시끼가이샤 Electron-emitting device, electron-emitting apparatus, image display apparatus, and light-emitting apparatus
JP2004140288A (en) * 2002-10-21 2004-05-13 Nishizumi Hiroshi Electrode, device and method for manufacturing it, and thermal power generation device
JP2005503007A (en) * 2001-07-25 2005-01-27 ナンテロ，インク． Nanotube films and products
JP2005524000A (en) * 2002-04-23 2005-08-11 ナンテロ，インク． Method of using preformed nanotubes to produce carbon nanotube films, layers, fabrics, ribbons, devices and products
JP2005255471A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Pioneer Electronic Corp Method of selectively forming carbon nanotube and apparatus for the same
KR100562975B1 (en) * 2000-11-21 2006-03-23 히로후미 다키카와 Method for manufacturing nano-tube, nano-tube manufactured thereby, apparatus for manufacturing nano-tube, method for patterning nano-tube, nano-tube material patterned thereby, and electron emission source
KR100612271B1 (en) * 2000-01-21 2006-08-11 삼성에스디아이 주식회사 Field emission display device and method for manufacturing thereof
JP2007516093A (en) * 2003-09-25 2007-06-21 ナノシス・インク． Method, apparatus and composition for depositing and orienting nanostructures
KR100743345B1 (en) * 2005-01-18 2007-07-26 미합중국 더 세크리터리 오브 디 에어 포스 Field emission cold cathode
US7259511B2 (en) 2003-02-26 2007-08-21 Hitachi Displays, Ltd. Flat panel display device with surfaces of cathodes and control electrodes lying in the same flat plane
US7276844B2 (en) 2001-06-15 2007-10-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emission of electron field emitters
JP2007317666A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Korea Advanced Inst Of Science & Technology Manufacturing method of field emitter electrode using aligned carbon nanotubes
JP2008016451A (en) * 2006-06-30 2008-01-24 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi Small field emission element and its manufacturing method
JP2008504979A (en) * 2004-06-29 2008-02-21 ナノプロプリエタリー，インコーポレイテッド Nanoparticle injection
JP2008505832A (en) * 2004-07-06 2008-02-28 ナノプロプリエタリー，インコーポレイテッド Activation of carbon nanotubes for field emission applications
JP2008300307A (en) * 2007-06-04 2008-12-11 Hitachi High-Technologies Corp Electron emitting element, electron gun, and electronic beam application device using the same
US7470353B2 (en) 2004-08-30 2008-12-30 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of manufacturing field emitter electrode using self-assembling carbon nanotubes and field emitter electrode manufactured thereby
JP2010520581A (en) * 2007-03-01 2010-06-10 セルマイヤー、ヨーゼフ Device for field emission of particles and manufacturing method
US7879398B2 (en) 2003-09-01 2011-02-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Carbon-nano tube structure, method of manufacturing the same, and field emitter and display device each adopting the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645628B2 (en) 2001-11-13 2003-11-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Carbon nanotube coated anode
WO2007116706A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-18 Hitachi Zosen Corporation Conductive material employing carbon nanotube, process for producing the same, and electric double layer capacitor utilizing the same

Cited By (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645402B1 (en) 1998-06-18 2003-11-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emitting device, electron emitting source, image display, and method for producing them
WO1999066523A1 (en) * 1998-06-18 1999-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emitting device, electron emitting source, image display, and method for producing them
US6917146B1 (en) 1998-12-08 2005-07-12 Canon Kabushiki Kaisha Electron-emitting device having carbon films with a particular orientation, electron source using electron-emitting device, and image forming apparatus
KR100340897B1 (en) * 1998-12-08 2002-06-20 미다라이 후지오 Electron-emitting device, electron source using electron-emitting device, and image forming apparatus
US6851998B2 (en) 1998-12-08 2005-02-08 Canon Kabushiki Kaisha Electron-emitting device, electron source using electron-emitting device, and image forming apparatus
EP1030338A3 (en) * 1998-12-16 2002-06-12 Sony Corporation Field emission type cathode, apparatus with such a cathode and process for manufacturing the apparatus
EP1030338A2 (en) * 1998-12-16 2000-08-23 Sony Corporation Field emission type cathode, apparatus with such a cathode and process for manufacturing the apparatus
US6600262B1 (en) 1998-12-16 2003-07-29 Sony Corporation Field emission type cathode and electron emitting apparatus using piled platelike particles
EP1020888A1 (en) * 1999-01-11 2000-07-19 Matsushita Electronics Corporation Carbon ink, electron-emitting element, method for manufacturing an electron-emitting element and image display device
US6825610B2 (en) 1999-01-11 2004-11-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Carbon ink, electron-emitting element, method for manufacturing an electron-emitting element and image display device
US6653366B1 (en) 1999-01-11 2003-11-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Carbon ink, electron-emitting element, method for manufacturing an electron-emitting element and image display device
GB2346731B (en) * 1999-02-12 2001-05-09 Toshiba Kk Electron emission film and filed emission cold cathode device
GB2346731A (en) * 1999-02-12 2000-08-16 Toshiba Kk Electron emission film and field emission cold cathode device
EP1165440A4 (en) * 1999-03-01 2002-06-26 Univ North Carolina Nanotube-based high energy material and method
WO2000055880A1 (en) * 1999-03-17 2000-09-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron-emitting device and image display device using electron-emitting device
JP4883841B2 (en) * 1999-05-28 2012-02-22 ユニバーシティ・オブ・デイトン Carbon nanotube film supported and aligned on a substrate
JP2003500325A (en) * 1999-05-28 2003-01-07 コモンウエルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション Aligned carbon nanotube film supported by substrate
JP2003500324A (en) * 1999-05-28 2003-01-07 コモンウエルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション Patterned carbon nanotube film
JP2001110303A (en) * 1999-08-12 2001-04-20 Samsung Sdi Co Ltd Fabrication method of carbon nanotube field emitter utilizing electrophoresis
JP2003510236A (en) * 1999-09-23 2003-03-18 コモンウエルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション Patterned carbon nanotubes
EP1115135A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-11 Samsung SDI Co., Ltd. Method for fabricating triode-structure carbon nanotube field emitter array
KR100612271B1 (en) * 2000-01-21 2006-08-11 삼성에스디아이 주식회사 Field emission display device and method for manufacturing thereof
US6456691B2 (en) 2000-03-06 2002-09-24 Rigaku Corporation X-ray generator
US6796870B2 (en) 2000-03-31 2004-09-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Field emission type cold cathode device, manufacturing method thereof and vacuum micro device
US6664727B2 (en) * 2000-03-31 2003-12-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Field emision type cold cathode device, manufacturing method thereof and vacuum micro device
WO2001080273A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-25 Centro De Pesquisas Renato Archer - Cenpra Electron emitter structure for field emission display
US6876141B2 (en) 2000-04-13 2005-04-05 Centro De Pesquisas Renato Archer -- Cenpra Electron emitter structure for field emission display
JP2001357773A (en) * 2000-04-26 2001-12-26 Samsung Sdi Co Ltd Electric field emission array utilizing carbon nanotube and its manufacturing method
JP2001312955A (en) * 2000-05-01 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electron discharge element, its manufacturing method and image display element
WO2001086685A1 (en) * 2000-05-11 2001-11-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emission thin film, plasma display panel comprising it and method of manufacturing them
US7161297B2 (en) 2000-05-11 2007-01-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron emission thin-film, plasma display panel comprising it and method of manufacturing them
US7911142B2 (en) 2000-05-11 2011-03-22 Panasonic Corporation Electron emission thin-film, plasma display panel and methods for manufacturing
WO2001092150A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-06 Nec Corporation Method of fixing carbon nanotubes
US8529798B2 (en) 2000-06-21 2013-09-10 E I Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emission of electron field emitters
KR100714325B1 (en) * 2000-06-21 2007-05-04 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 Process for improving the emission of electron field emitters
CN100341094C (en) * 2000-06-21 2007-10-03 纳幕尔杜邦公司 Process for improving emissiong of electron field emitters
US7449082B2 (en) 2000-06-21 2008-11-11 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emissions of electron field emitters
WO2001099146A2 (en) * 2000-06-21 2001-12-27 E.I. Dupont De Nemours And Company Process for manufacturing electron field emitters
US8070906B2 (en) 2000-06-21 2011-12-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emission of electron field emitters
WO2001099146A3 (en) * 2000-06-21 2003-08-21 Du Pont Process for manufacturing electron field emitters
US7449081B2 (en) 2000-06-21 2008-11-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emission of electron field emitters
JP2002056770A (en) * 2000-08-08 2002-02-22 Futaba Corp Electric field emission cathode and its manufacturing method
KR100431211B1 (en) * 2000-09-01 2004-05-12 캐논 가부시끼가이샤 Electron-emitting device, electron-emitting apparatus, image display apparatus, and light-emitting apparatus
KR100562975B1 (en) * 2000-11-21 2006-03-23 히로후미 다키카와 Method for manufacturing nano-tube, nano-tube manufactured thereby, apparatus for manufacturing nano-tube, method for patterning nano-tube, nano-tube material patterned thereby, and electron emission source
JP2002260540A (en) * 2001-02-28 2002-09-13 Musashino Seiki Kk Electronic heating pipe and method of manufacturing the same
JP2002361599A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 Sony Corp Carbon nanotube structure and its manufacturing method, cold cathod field electron emitting element and its manufacturing method, and cold cathod field electron emission displaying device and its manufacturing method
US7276844B2 (en) 2001-06-15 2007-10-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emission of electron field emitters
JP2005503007A (en) * 2001-07-25 2005-01-27 ナンテロ，インク． Nanotube films and products
WO2003049134A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-12 Sony Corporation Electron emitter, cold-cathode field electron emitter, and method for manufacturing cold-cathode field electron emission display
KR100925143B1 (en) * 2001-11-30 2009-11-05 소니 가부시끼 가이샤 Electron emitter, cold-cathode field electron emitter and method for manufacturing cold-cathode field electron emission display
JP2005524000A (en) * 2002-04-23 2005-08-11 ナンテロ，インク． Method of using preformed nanotubes to produce carbon nanotube films, layers, fabrics, ribbons, devices and products
JP2004140288A (en) * 2002-10-21 2004-05-13 Nishizumi Hiroshi Electrode, device and method for manufacturing it, and thermal power generation device
US7259511B2 (en) 2003-02-26 2007-08-21 Hitachi Displays, Ltd. Flat panel display device with surfaces of cathodes and control electrodes lying in the same flat plane
US7879398B2 (en) 2003-09-01 2011-02-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Carbon-nano tube structure, method of manufacturing the same, and field emitter and display device each adopting the same
JP4927542B2 (en) * 2003-09-25 2012-05-09 ナノシス・インク． Method, apparatus and composition for depositing and orienting nanostructures
JP2007516093A (en) * 2003-09-25 2007-06-21 ナノシス・インク． Method, apparatus and composition for depositing and orienting nanostructures
JP2005255471A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Pioneer Electronic Corp Method of selectively forming carbon nanotube and apparatus for the same
KR101226142B1 (en) * 2004-06-29 2013-01-25 어플라이드 나노테크 홀딩스, 인크. Nanoparticle implantation
JP2008504979A (en) * 2004-06-29 2008-02-21 ナノプロプリエタリー，インコーポレイテッド Nanoparticle injection
JP2008505832A (en) * 2004-07-06 2008-02-28 ナノプロプリエタリー，インコーポレイテッド Activation of carbon nanotubes for field emission applications
US7470353B2 (en) 2004-08-30 2008-12-30 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of manufacturing field emitter electrode using self-assembling carbon nanotubes and field emitter electrode manufactured thereby
KR100743345B1 (en) * 2005-01-18 2007-07-26 미합중국 더 세크리터리 오브 디 에어 포스 Field emission cold cathode
JP2011040402A (en) * 2006-05-26 2011-02-24 Korea Advanced Inst Of Science & Technology Method of manufacturing field-emission emitter electrode using aligned carbon nanotubes
JP2007317666A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Korea Advanced Inst Of Science & Technology Manufacturing method of field emitter electrode using aligned carbon nanotubes
JP2008016451A (en) * 2006-06-30 2008-01-24 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi Small field emission element and its manufacturing method
JP2010520581A (en) * 2007-03-01 2010-06-10 セルマイヤー、ヨーゼフ Device for field emission of particles and manufacturing method
JP2008300307A (en) * 2007-06-04 2008-12-11 Hitachi High-Technologies Corp Electron emitting element, electron gun, and electronic beam application device using the same

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