(57)【要約】      （修正有）【課題】応答速度が高速であり、及び／または生産コストが低い電子エミッタが提供される。【解決手段】ナノワイヤ電子エミッタを用いた電界効果型の電子放出装置であって、ナノワイヤ電子エミッタを絶縁層の細孔内で成長させ、及び／またはナノワイヤ電子エミッタの少なくとも一部を細孔から露出させた電子放出装置が開示される。電界効果型の電子放出装置の製造方法もまた開示される。電界効果型の電子放出装置は表示装置の中で使用することができる。【選択図】図１
2008103313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界効果型の電子放出装置であって、
カソードと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層と、
カソードに接続し前記各細孔内に成長したナノワイヤ電子エミッタと、
を含む電子放出装置。
【請求項２】
電界効果型の電子放出装置であって、
カソードと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層と、
カソードに接続し前記各細孔内にあって少なくとも前記細孔から露出した部分を有するナノワイヤ電子エミッタと、
前記絶縁層の上にまたは前記絶縁層に隣接して位置するゲート電極と、
を含む電子放出装置。
【請求項３】
前記各ナノワイヤ電子エミッタは、電気化学メッキによって生成された金属または金属酸化物のナノワイヤであることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項４】
前記絶縁層は、陽極酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項５】
前記絶縁層は、イオン穿孔膜であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項６】
前記細孔の配列の細孔密度は、１０6/mm2よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項７】
前記ナノワイヤ電子エミッタの直径の平均値は、５００ナノメートルよりも小さいことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項８】
さらに前記絶縁層の上にまたは前記絶縁層と間隔を空けて並行して位置するゲート電極を含む、請求項１に記載の電子放出装置。
【請求項９】
さらに前記絶縁層と前記ゲート電極の間にスペーサの層を含む、請求項２〜８のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項１０】
前記各ナノワイヤ電子エミッタは、ゲート電極に隣り合う先端部を有することを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の電子放出装置。
【請求項１１】
電界効果型の電子放出装置の製造方法であって、
カソードを備えるステップと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層を備えるステップと、
カソードに接続し前記各細孔内に成長したナノワイヤ電子エミッタを備えるステップと、
を含む製造方法。
【請求項１２】
電界効果型の電子放出装置の製造方法であって、
カソードを備えるステップと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層を備えるステップと、
カソードに接続し前記各細孔内にあって少なくとも前記細孔から露出した部分を有するナノワイヤ電子エミッタを備えるステップと、
を含む製造方法。
【請求項１３】
さらに前記絶縁層の上にまたは前記絶縁層に隣接して位置するゲート電極を備えるステップを含む、請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】
金属のナノワイヤが前記各細孔内で電気化学メッキにより生成されることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１５】
さらに前記絶縁層と前記ゲート電極の間に、スペーサの層を備えるステップを含む、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記スペーサは、前記絶縁層の上にスクリーン印刷されることを特徴とする、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記各ナノワイヤ電子エミッタは、ゲート電極に隣り合う先端部を有することを特徴とする、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１８】
さらにアルミニウムのシートを酸に浸して陽極酸化処理することで、前記絶縁層としての陽極酸化アルミニウムを形成するステップを含む、請求項１１〜１７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１９】
さらにイオン穿孔膜によって前記絶縁層を形成するステップを含む、請求項１１〜１８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２０】
さらに前記絶縁層の一部を除去してナノワイヤ電子エミッタの一部を露出させるステップを含む、請求項１１〜１９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２１】
前記絶縁層は、ナノワイヤ電子エミッタの一部を露出させるために部分的にエッチングされることを特徴とする、請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記陽極酸化処理の条件は、前記細孔の配列の細孔密度が１０6/mm2より大きい値に達するように選択されることを特徴とする、請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記ナノワイヤ電子エミッタの直径の平均値は、５００ナノメートルよりも小さいことを特徴とする、請求項１１〜２２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２４】
前記ゲート電極は開口部の配列を有し、各開口部は、１つまたはそれ以上の細孔に対応することを特徴とする、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項２５】
電界効果型の表示装置の製造方法であって、
請求項１１〜２４のいずれかに記載の方法による電界効果型の電子放出装置を備えるステップと、
前記電界効果型の電子放出装置上にまたは前記電界効果型の電子放出装置と並行して配置される蛍光被覆面を供えるステップと、
を含む製造方法。
【請求項２６】
電界効果型の表示装置であって、
請求項１〜１０のいずれかに記載の電界効果型の電子放出装置と、
前記電界効果型の電子放出装置上にまたは前記電界効果型の電子放出装置と並行して配置される蛍光被覆面と、
を含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【関連する出願の参照】
【０００１】
本出願は、石田武久を発明者として同日に出願された「電子エミッタ及び電子エミッタを利用する表示装置」という名称の同時係属中の出願に関連し、同出願を参照として本明細書に引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、電子エミッタ及び電子エミッタを利用する表示装置に関し、排他的にではないが特に、電界効果型の電子放出装置、電界効果型の電子放出装置の製造方法、電界効果型の表示装置、及び電界効果型の表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）が、従来技術と比較して設置面積が狭いこと、及び平面的でより大きな画面を得られることにより有名となってきた。例えば、家庭内の多くの応用場面で、ブラウン管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅｓ）は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌｓ）に置き換えられつつある。しかしながら、ＦＰＤ技術のいくつかの形態は、従来のＣＲＴ技術と比較して欠点を有している。例えば、ＬＣＤは応答速度が遅いために高速で動く動画の品質が劣化し、ＰＤＰは製品寿命が短くなっている。
【０００４】
ＬＣＤまたはＰＤＰの代替技術となるのが、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。典型的なＦＥＤは、高品質の金属チップまたはカーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ−Ｔｕｂｅ）の大規模な配列を内蔵しており、電界放出として知られるプロセスを通じて電子を放出する。ＦＥＤはＣＲＴと同様な原理に基づいて動作することから、即ち電子エミッタ及び蛍光体は、十分に速い応答速度を示す。しかしながら、ほとんどのＦＥＤシステムで利用されている、いわゆるスピント式のエミッタの製造は、複雑な工程を要すると共にＦＥＤのコストを増加させている。
【０００５】
よって、応答速度が高速であり、及び／または生産コストが低いエミッタが提供されることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それ故、本発明の少なくとも１つの実施形態の目標は、上記問題のうち少なくとも１つを克服する電子エミッタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般的に、第一の観点として本発明は、ナノワイヤ（ｎａｎｏ−ｗｉｒｅ）による電子エミッタを用いた電界効果型の電子放出装置において、各ナノワイヤ電子エミッタを絶縁層の細孔内で成長させることを提案する。これにより、電気化学メッキ等のより簡単な工程を製造工程に用いることができ、よって生産コストが低減されるという利点がもたらされる。
【０００８】
第二の独立的な観点として、本発明は、各ナノワイヤ電子エミッタの少なくとも一部を細孔から露出させるために絶縁層の一部を除去することを提案する。これにより、エッチング等のより簡単な工程を製造工程に用いることができ、よって生産コストが低減されるという利点がもたらされる。
【０００９】
本発明の第一の具体的な表現としては、電界効果型の電子放出装置であって、
カソードと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層と、
カソードに接続し前記各細孔内に成長したナノワイヤ電子エミッタと、
を含む電子放出装置が提供される。
【００１０】
本発明の第二の具体的な表現としては、電界効果型の電子放出装置であって、
カソードと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層と、
カソードに接続し前記各細孔内にあって少なくとも前記細孔から露出した部分を有するナノワイヤ電子エミッタと、
前記絶縁層の上にまたは前記絶縁層に隣接して位置するゲート電極と、
を含む電子放出装置が提供される。
【００１１】
本発明の第三の具体的な表現としては、電界効果型の電子放出装置の製造方法であって、
カソードを備えるステップと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層を備えるステップと、
カソードに接続し前記各細孔内に成長したナノワイヤ電子エミッタを備えるステップと、
を含む製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の第四の具体的な表現としては、電界効果型の電子放出装置の製造方法であって、
カソードを備えるステップと、
細孔の配列を有し前記カソードの上にまたは前記カソードに隣接して位置する絶縁層を備えるステップと、
カソードに接続し前記各細孔内にあって少なくとも前記細孔から露出した部分を有するナノワイヤ電子エミッタを備えるステップと、
を含む製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の第五の具体的な表現としては、電界効果型の表示装置の製造方法であって、
前記いずれかの方法による電界効果型の電子放出装置を備えるステップと、
前記電界効果型の電子放出装置上にまたは前記電界効果型の電子放出装置と並行して配置される蛍光被覆面を供えるステップと、
を含む製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の第六の具体的な表現としては、電界効果型の表示装置であって、
前記装置のいずれかである電界効果型の電子放出装置と、
前記電界効果型の電子放出装置上にまたは前記電界効果型の電子放出装置と並行して配置される蛍光被覆面と、
を含む表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１には、筐体１０８の中のエミッタアレイ１０２及び蛍光被覆面１０４を含む電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）が示されている。蛍光被覆面１０４は、一連のスペーサ１０６によりエミッタアレイ１０２と並行して配置される。エミッタアレイ１０２から放出される加速された電子は、蛍光被覆面１０４に衝突して蛍光を発する。
【００１６】
図２には、エミッタアレイ１０２がより詳細に示されている。エミッタアレイ１０２は、基板２００と、絶縁層２０２と、カソード２１４と、ナノワイヤ電子エミッタ２１６と、ゲート電極２２０とを含む。ゲート電極は、例えばＬＣＤのバックライトのように、全ての応用において必要となるものではない。
【００１７】
基板２００は、典型的には方形をしており、例えば、典型的には１ミリメートルの厚さのガラスシートから作ることができる。
【００１８】
絶縁層２０２は、基板２００に接着剤２０４によって結合され、またはそうでなければ沈着される。絶縁層２０２は、例えば陽極酸化アルミニウム（ＡＡＯ：Ａｎｏｄｉｚｅｄ  Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）またはイオン穿孔膜（ＥＴＭ：Ｅｔｃｈｅｄ  Ｔｒａｃｋ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）から作製される。絶縁層２０２は十分に均一な細孔の配列を有し、各細孔２０６はナノワイヤ電子エミッタ２１６を収容するために十分な幅を持つ。細孔の密度が１０5/mm2を超えると、例えば１０6/mm2であれば、良好な均一性と良好な光度を得ることができる。
【００１９】
カソード２１４は、基板上に位置し、各細孔の底部２０８を形成する。ナノワイヤ電子エミッタ２１６の一部は細孔内にあり、一部は細孔外に露出される。ナノワイヤ電子エミッタ２１６は、各細孔の底部２０８においてカソード２１４と接続される。絶縁層２０２の上面にはスペーサ２０７がある。ゲート電極２２０は、スペーサ２０７の上面に位置する。
【００２０】
カソード２１４は、独立して電圧を加えられる一連の帯状体であってもよい。その代わりに、カソード２１４は単純に１つの要素であってもよい。各帯状体の断面は典型的には方形であり、厚さは１００ナノメートルである。各帯状体には、基板の端部において外部からの電源接続が供給される。
【００２１】
スペーサ２０７は、絶縁層２０２のいずれかの終端、または絶縁層２０２上の中間的な場所に位置することができる。スペーサ２０７は、ゲート電極２２０とナノワイヤ電子エミッタ２１６との間の距離が一定に保たれることを保証する。ゲート電極２２０は、隣接したスペーサ２０７の間で支持され、または各スペーサの上面に位置してもよい。スペーサは、典型的にはポリマーなどの絶縁材料で作られる。
【００２２】
ゲート電極２２０は、それぞれ独立して電圧を加えられる一連の帯状体であってもよい。その代わりに、ゲート電極２２０は単純に１つの要素であってもよい。各帯状体の断面は典型的には方形であり、厚さは１００ナノメートルである。各帯状体には、絶縁層の端部において外部からの電源接続が供給される。各帯状体は均一な穴の配列を有し、それらは絶縁層の各細孔、または細孔の集合に対応する。応用の対象に依存して、カソードの幅、ゲート電極の口径、及びアノードの寸法には様々な妥当な組合せが存在する。
【００２３】
ゲート電極の帯状体は、例えばカソードの帯状体とは一般的に直交して配置される。この帯状体を直角に交差させるパターン形成は、単純マトリクス型の電極の構成としても知られ、動画を表示させることができる。それにより、エミッタアレイは帯状体の交点において独立して制御可能なピクセルに分割される。各ピクセルは、複数のエミッタを覆ってもよい。各ピクセルを活性化するために、ゲート電極の個々の帯状体には、相対するカソードの帯状体に対して正の電圧が加えられる。
【００２４】
各ナノワイヤ電子エミッタ２１６は、金属などの伝導性材料から作られる。その材料には、仕事関数が低く、高い伝導性を有し、かつ融点の高いＣｏ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｗ，ＭｏまたはＦｅ（若しくはこれらの酸化物）が適している。典型的には、ナノワイヤは（他の場所で形成してから配置されるのではなく）電気化学メッキによってその場で成長させられる。典型的には、各ナノワイヤ電子エミッタ２１６は、ゲート電極を越えて延伸されることはない。例えば、各ナノワイヤ電子エミッタ２１６には、細孔の長さだけ露出する部分といったように、細孔から露出する部分が含まれてもよい。典型的には、ナノワイヤが露出する部分の長さは、数マイクロメータである。本文書において、ナノワイヤという用語は、細長い伝導体であって幅が５００ナノメータよりも短いものを意味する。本発明の発明者が実施した実験では、直径が２００ナノメータ以下の金属のナノワイヤであれば適度な閾値電圧を得られることが示されている。
【００２５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照すると、蛍光被覆面１０４がより詳細に示されている。蛍光被覆面１０４は、蛍光層３００、アノード３０２、及びガラス板３０４を含む。図１から分かるとおり、蛍光体１０４とエミッタアレイ１０２の間の距離は、スペーサ１０６によって維持されている。筐体１０８の中にある蛍光体１０４、エミッタアレイ１０２及びスペーサ１０６の間の空洞１１０は、例えば１０-5Ｐａ程度の真空に保たれる。
【００２６】
アノード３０２は、図３（ａ）に示されている蛍光層３００とガラス板３０４の間の電極３０２のような伝導性のある透明なシートであってもよい。その代わりに、図３（ｂ）に示されているように、アノード３０２は蛍光層３００と空洞１１０の間の伝導性のある格子状の電極３０６であってもよい。さらに代わりの選択肢としては、アノード３０２は蛍光層３００と空洞１１０の間で覆われることもできる。この場合、アルミニウムもまた利用され得る。加速された電子はアルミニウムのアノードを貫通し、蛍光層３００に衝突する。蛍光層３００と空洞１１０の間のアルミニウムのアノードは、蛍光物質から発生する光量を高める反射層としても作用する。
【００２７】
電圧Ｖｇは、可変電圧電源３０８によってカソード２１４とゲート電極２２０の間に加えられる。カソード２１４とアノード３０２の間の電圧は、電源３１０によってＶａの値に維持される。電圧ＶａはＶｇよりも大幅に高い電圧とする。
【００２８】
運用時には、Ｖｇは、ゲート電極が正の電位、カソードが負の電位を持つようにゲート電極２２０とカソード２１４の間に加えられる。電子エミッタ２１６は電気的な伝導性があり、電子エミッタ２１６の電位はカソードの電位と等しくなる。電界は電子エミッタ２１６の先端に集中し、電子エミッタ２１６の先端から電子が放出され、ゲート電極２２０に向かって加速される。
【００２９】
蛍光被覆面１０４には。ゲート電極よりも高い電位の電圧が加えられる。加速された電子は蛍光物質に衝突し、  蛍光が発せられる。電圧Ｖｇを制御することにより、エネルギー及び／または電子の流れの密度、即ち蛍光の強度を調整することができる。調整は、画面の平均的な輝度、若しくは動画の表示に求められる特定のエミッタ、またはピクセルの輝度の観点から行ってもよい。
【００３０】
（製造方法）
図４を参照すると、表示装置用のエミッタアレイの製造方法が示されている。ステップ４０２では、カソードが備えられる。ステップ４０４では、細孔の配列を含む絶縁層が備えられる。ステップ４０６では、ナノワイヤによるエミッタが各細孔内に備えられる。ステップ４０８では、絶縁層の一部が、ナノワイヤによるエミッタの一部を露出させるために除去される。ステップ４１０では、ゲート電極が備えられる。いわゆる当業者であれば、ここに一覧化したステップの順序は単なる一例であって、方法４００を他の順序でも実装できることは理解されるであろう。
【００３１】
図５は、方法４００の実装の一例を示している。
【００３２】
ステップ４０２は、図５（ａ）に示すとおり、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、またはＴｉでできたカソード２１４を固定した基板２００の上に沈着させることで実装することができる。
【００３３】
ステップ４０４は、図５（ａ）に示すとおり、絶縁層５０１をカソード２１４の上面に接着層２０４を用いて結合することで実装することができる。
【００３４】
絶縁層には、陽極酸化アルミニウム（ＡＡＯ）のシートが適している。ＡＡＯはアルミニウムのシートを酸に浸して陽極酸化処理することで形成される。細孔は格子状に生成・自己組織化され、ハチの巣状の細孔のあるシートが複雑なフォトリソグラフィー工程を経ることなく容易に得られる。さらに、細孔の密度は１０6/mm2に達する（フォトリソグラフィーでは不可能な数字である）。エミッタの密度をより高くすることで、電子照射の均一性をより高めることができる。細孔の密度は、陽極酸化時の条件の選択によって変えることができる。
【００３５】
代替として、絶縁層には、イオン穿孔膜（ＥＴＭ）も適している。ＥＴＭは２つのステップの工程によって形成される。第一に、薄いプラスチックフィルム（例えばポリカーボネートまたはポリエステル）を帯電粒子（例えば、Ｓｅ、ＰｂまたはＢｉ）に晒す。これら粒子はプラスチックフィルムを通過するため、その粒子によりポリマーの分子結合の破損によって構成される損傷の跡が生成される。よって、プラスチックフィルムには、粒子が移動した跡に沿って部分的に弱い箇所ができる。この経路の密度は、主にフィルムを帯電粒子に晒す時間量によって制御される。
【００３６】
第二に、エッチング工程によって実質的な細孔がフィルム内に形成される。微細な粒子によって残された跡は、高温で苛性の溶液中でエッチングされる。高温で苛性の溶液は、薄いプラスチックフィルムの両面の素材を溶かし去ってエッチングする。帯電粒子がフィルムを通過した領域は、帯電粒子が通過しなかった残りの領域よりも速く、何度も溶解される。こうして、均一で円筒型の細かい細孔が生成される。
【００３７】
ステップ４０６は、ナノワイヤ２１６を各細孔の中で電気化学メッキによって成長させることで実装することができる。基板及びカウンタ電極（例えばプラチナのワイヤ）がメッキ用の電解液（例えば、０．１Ｍのホウ酸  Ｈ３ＢＯ３  の水溶液、０．２Ｍの硫酸銅五水和物  ＣｕＳＯ４−５Ｈ２Ｏ  の水溶液、及び少量の界面活性剤の混合溶液）の中に入れられ、カソード及びカウンタ電極の間にメッキ電流が流される。そして、図５（ｂ）に示すとおり、メッキされた金属（例えば銅）が、絶縁層の細孔の中に沈着される。
【００３８】
ステップ４０８は、絶縁層を溶液（例えば６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液）によってエッチングし、薄くして、図５（ｃ）に示したようにメッキされたナノワイヤを部分的に露出させることで実装することができる。金属の露出部分の長さは、エッチングの深さによって制御される。ここで重要なのは、エッチング工程を絶縁層が完全に除去される前に停止させなければならないことである。残った絶縁層は、ナノワイヤを支持するという重要な役割を果たす。これによりナノワイヤが外れてしまうことを防止するのである。エッチングの後、必要に応じてナノワイヤを酸化させ、または結晶化度を向上させるために焼きなましてもよい。
【００３９】
ステップ４１０は、図５（ｄ）に示すとおり、スペーサ５０７をナノワイヤによるエミッタ２１６の上に配置し、ゲート電極２２０をそのスペーサ５０７の上に配置することで実装することができる。
【００４０】
図６は、方法４００の代替となる実装の例を示している。
【００４１】
ステップ４０２は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、またはＴｉでできたカソード２１４を固定した基板２００の上に沈着させることで実装することができる。
【００４２】
ステップ４０４は、図６（ａ）に示すとおり、（前述のＡＡＯまたはＥＴＭを用いた）絶縁層６０１をカソード２１４の上面に接着層２０４を用いて結合することで実装することができる。
【００４３】
ステップ４０６は、伝導性のあるナノワイヤ２１６を各細孔の中で電気化学メッキによって成長させることで実装することができる。基板及びカウンタ電極がメッキ用の電解液の中に入れられ、カソード及びカウンタ電極の間にメッキ電流が流される。そして、図６（ｂ）に示すとおり、メッキされた金属が、ナノワイヤによるエミッタとして絶縁層の細孔の中に沈着される。
【００４４】
本例においては、ステップ４１０がステップ４０８よりも先に行われる。
【００４５】
ステップ４１０は、図６（ｃ）に示すとおり、スペーサの層６０７を絶縁層６０１の上にスクリーン印刷することにより実装することができる。スペーサの層６０７は、ポリマーなどの絶縁材料で作られる。ゲート電極６２０は、図６（ｄ）に示すとおり、スペーサの層６０７の上面に、スクリーン印刷または真空蒸着法によってシャドウマスクを通して蒸着及びパターン化される。
【００４６】
ステップ４０８は、図６（ｅ）に示すとおり、絶縁層をエッチングして薄化させ、ナノワイヤによるエミッタ２１６を部分的に露出させることにより実装することができる。ナノワイヤによるエミッタ２１６の露出部分の長さは、エッチングの深さによって制御される。
【００４７】
図７は、方法４００のさらに代替となる実装の例を示している。
【００４８】
ステップ４０２は、図７（ａ）に示すとおり、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、または他の伝導性のある材料でできたカソード２１４を固定した基板２００の上に沈着させることで実装することができる。
【００４９】
ステップ４０４は、図７（ａ）に示すとおり、絶縁層７０２をカソード２１４の上面に結合または沈着することで実装することができる。
【００５０】
ステップ４０６は、図７（ｂ）に示すとおり、ナノワイヤ２１６を絶縁層７０２の各細孔の中で電気化学メッキによって成長させることで実装することができる。
【００５１】
本例においては、ステップ４１０がステップ４０８よりも先に行われる。
【００５２】
ステップ４１０は、図７（ｃ）に示すとおり、絶縁層７０２の上にシャドウマスク７０４を配置することにより実装することができる。スペーサの層７０６及び続いてゲート電極７０８は、図７（ｄ）に示すとおり、例えば真空蒸着法によって、シャドウマスク７０４と絶縁層７０２の上面に蒸着及びパターン化される。
【００５３】
シャドウマスク７０４を除去した後、ステップ４０８は、図７（ｅ）に示すとおり、絶縁層７０２をエッチングして薄化させ、ナノワイヤによるエミッタ２１６を部分的に露出させることにより実装することができる。
【００５４】
図８は、方法４００のまたさらに代替となる実装の例を示している。
【００５５】
本例においては、ステップの順序は次のようになる：ステップ４１０、ステップ４０４、ステップ４０２、ステップ４０６、そしてステップ４０８．
【００５６】
ステップ４１０は、図８（ａ）に示すとおり、アルミニウムシート８０４の上面にゲート電極８０４をスクリーン印刷または真空蒸着法によってシャドウマスクを通して蒸着及びパターン化することにより実装することができる。
【００５７】
ステップ４０４は、アルミニウムシート８０４を酸の中で陽極酸化させ、絶縁層に適した陽極酸化アルミニウム（ＡＡＯ）のシート８０６を形成することにより実装することができる。それに従い、図８（ｂ）に示すとおり、細孔の配列は絶縁層の中に形成される。
【００５８】
ステップ４０２は、図８（ｃ）に示すとおり、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、または他の伝導性のある材料でできたカソード２１４を絶縁層８０６の底面に沈着させることで実装することができる。
【００５９】
ステップ４０６は、図８（ｄ）に示すとおり、ナノワイヤ２１６を各細孔の中で電気化学メッキによって成長させることで実装することができる。
【００６０】
ステップ４０８は、図８（ｅ）に示すとおり、絶縁層８０６をエッチングして薄化させ、ナノワイヤによるエミッタ２１６を部分的に露出させることにより実装することができる。本例においては、各ナノワイヤの高さはゲート電極より少しだけ低い。これが、低い電圧で電子を放出するのに役立つことになる。
【００６１】
前述の方法に従って製造されたエミッタ配列は、その後筐体の中にスペーサ、アノード及び画面と共に設置される。また、入力信号及び／または格納された命令に応じてカソード、ゲート電極、及びアノードに電圧を加えるための、制御用電子回路が用意される。それにより、各電子エミッタに選択的に電圧を加えることができ、望まれる表示を実現するために電圧は変動する。いわゆる当業者であれば、１つまたはそれ以上の実施形態としての他の応用にも容易に創到するであろう。それは例えば、走査型電子顕微鏡、液晶ディスプレイのバックライト、または半導体生産用のステッパ（縮小投影型露光装置）などが考えられる。
【００６２】
例えばメッキ、エッチング及び／またはスクリーン印刷などの高価でない工程が用いられる場合、生産コストを低減することができる。
【００６３】
ゲート電極を各ナノワイヤから放出される電子の強度を制御するために用いれば、応答速度を高品質の動画を表示するために十分な速さとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
本発明の１つまたはそれ以上の実施例は、以下の図面を参照しながら説明される。
【図１】本発明のある実施形態による表示装置の断面図である。
【図２】図１におけるエミッタアレイの一例としての断面図である。
【図３（ａ）】図１における画面部分の一例としての断面図である。
【図３（ｂ）】図１における画面部分の代替的な例としての断面図である。
【図４】本発明のある実施形態による製造工程のフローチャートである。
【図５】図４の製造工程の実装に関する概略図である。
【図６】図４の製造工程の代替的な実装に関する概略図である。
【図７】図４の製造工程のさらに代替的な実装に関する概略図である。
【図８】図４の製造工程のまたさらに代替的な実装に関する概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００        電子放出装置
１０２        エミッタアレイ
１０４        蛍光被覆面
１０６        スペーサ
１０８        筐体
１１０        空洞
２００        基板
２０２        絶縁層
２０４        接着剤
２０７        スペーサ
２０８        底部
２１４        カソード
２１６        ナノワイヤ電子エミッタ
２２０        ゲート電極
３００        蛍光層
３０２        アノード
３０４        ガラス板
３０６        格子状の電極
３０８        可変電圧電源
３１０        電源
４０２〜４１０    電子放出装置の製造方法の各ステップ
５０１        絶縁層
５０７        スペーサ
６０１        絶縁層
６０７        スペーサの層
６２０        ゲート電極
７０２        絶縁層
７０４        シャドウマスク
７０６        スペーサの層
７０８        ゲート電極
８０４        アルミニウムシート
８０６        陽極酸化アルミニウム（ＡＡＯ）のシート
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2008103313000001.pdf