JP2003507863A - Cold cathode and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 本発明は電界効果電子放出装置のための効率の高いフィルムの製造に関し、前記フィルムは、フラットディスプレー、電子顕微鏡、マイクロ波電子工学装置、光源、およびその他の様々な用途の装置を製造するために用いることができる。さらに詳細には、本発明は炭素フィルムを上に有する基板を含む冷陰極に関する。炭素フィルムは、基板の表面に対して垂直に配向していて0.01〜1ミクロンの典型的なサイズと0.1〜10μm-2の分布密度を有する炭素のマイクロ-リッジおよび/またはマイクロ-スレッドからなる不規則な構造を有する。本発明はまた、冷陰極を製造する方法に関し、前記方法は、水素と炭素含有添加物の混合物中でDC電流放電を発生させる工程と、陽極に置かれた基板の上へ炭素相を堆積させる工程を含む。この方法は、放電が0.15〜0.5A/cm2の電流密度において行われることを特徴とする。堆積工程は、水素とエチルアルコールまたはメタンの蒸気を含む混合物中で50〜300Torrの全体圧力および600〜900℃の基板温度において実施される。エチルアルコールの蒸気の濃度は5〜10%であり、メタンの蒸気の濃度は15〜30%である。この方法はまた、冷陰極を製造するための別の方法に関し、前記方法は、100〜1000Wの入力においてマイクロ波放電を発生させることを含む。この放電は、0.8〜1.2の比率の濃度のガス状二酸化炭素とメタンを含む混合物中で10〜200Torrの圧力下で発生され、炭素相が基板上に堆積する。この方法は、堆積工程が500〜700℃の基板表面の温度において実施されることを特徴とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the production of highly efficient films for field effect electron emitting devices, said films being used in flat displays, electron microscopes, microwave electronics, light sources, and various other applications. Can be used to manufacture devices. More particularly, the present invention relates to a cold cathode including a substrate having a carbon film thereon. The carbon film is oriented perpendicular to the surface of the substrate and has micro-ridges and / or micro-ridges of carbon having a typical size of 0.01-1 micron and a distribution density of 0.1-10 μm −2. It has an irregular structure consisting of threads. The present invention also relates to a method of manufacturing a cold cathode, the method comprising generating a DC current discharge in a mixture of hydrogen and a carbon-containing additive, and depositing a carbon phase on a substrate placed on the anode. Process. This method is characterized in that the discharge is performed at a current density of 0.15 to 0.5 A / cm 2 . The deposition process is performed in a mixture comprising hydrogen and ethyl alcohol or methane vapor at an overall pressure of 50-300 Torr and a substrate temperature of 600-900C. The concentration of the vapor of ethyl alcohol is 5-10% and the concentration of the vapor of methane is 15-30%. The method also relates to another method for manufacturing a cold cathode, the method including generating a microwave discharge at an input of 100-1000W. This discharge is generated under a pressure of 10 to 200 Torr in a mixture containing gaseous carbon dioxide and methane at a concentration of 0.8 to 1.2, and a carbon phase is deposited on the substrate. The method is characterized in that the deposition step is performed at a temperature of the substrate surface of between 500 and 700C.
Description
【0001】
利用分野
本発明は、フラットパネルディスプレー、電子顕微鏡、マイクロ波電子工学装
置、光源、およびその他の幾つかの用途の装置を製造するのに用いることのでき
る電子の電場放出装置(電場エミッター)のための高度に有効なフィルムの製造
に関する。[0001] FIELD The present invention is a flat panel display, an electron microscope, microwave electronics device, a light source, and electron field emission device that can be used to manufacture the device of some other applications (field emitters For the production of highly effective films for.
【0002】
先行技術
ダイヤモンドのフィルムで被覆された基板を有する低温放出フィルム陰極が知
られている(「ダイヤモンドフィルムおよびその関連材料の応用」第三回国際会
議、1995、NIST Special Publication 885、A. Feldman他・編、p37、p61)。今
日まで、多結晶ダイヤモンドフィルムを基にして高度に有効な電子の放出装置を
創り出す全ての試みは成功していないと考えられる。それは特に、放出位置の密
度が低いことによる。 Prior Art Cold emitting film cathodes having a substrate coated with a film of diamond are known ("Applications of Diamond Films and Related Materials" Third International Conference, 1995, NIST Special Publication 885, A. Feldman et al., Ed., P37, p61). To date, all attempts to create highly effective electron emitting devices based on polycrystalline diamond films are considered unsuccessful. This is due in particular to the low density of emission sites.
【0003】
本発明に最も関連の近いものは、炭素フィルムで被覆された基板を有する低温
放出フィルム陰極である(「ダイヤモンドに基づく電場放出フラットパネルディ
スプレー」Solid State Techn.、1995、5月、p71)。基板の上に堆積されたフ
ィルムは非晶質炭素のフィルムである。Closest to the invention is a low temperature emissive film cathode having a substrate coated with a carbon film ("Diamond-based field emission flat panel display" Solid State Techn., 1995, May, p71. ). The film deposited on the substrate is an amorphous carbon film.
【0004】
レーザースパッター法によって低温放出フィルム陰極を製造するための方法が
知られている(「ダイヤモンドに基づく電場放出フラットパネルディスプレー」
Solid State Techn.、1995、5月、p71)。この方法は、高出力のレーザー放射
によって黒鉛ターゲットから蒸発された炭素を低温の基板上に堆積させることを
含む。この方法に特有の欠点は、その複雑さ、高いコスト、規模拡大の可能性が
限られていること、および放出位置の密度が低いこと(20V/ミクロンの電場
において約1000/cm2)である。この密度は、256等級の明るさを有するフ
ルカラーディスプレーを製造するのには明らかに不十分である。Methods for producing cold emitting film cathodes by laser sputtering are known (“Diamond-based field emission flat panel displays”).
Solid State Techn., 1995, May, p71). The method involves depositing carbon vaporized from a graphite target on a cold substrate by high power laser radiation. The disadvantages inherent to this method are its complexity, high cost, limited scalability potential, and low density of emission sites (approximately 1000 / cm 2 at 20 V / micron electric field). . This density is clearly insufficient to produce a full color display with a brightness of 256 grade.
【0005】
プラズマ化学蒸着法によって低温放出フィルム陰極を製造するための方法が知
られていて、これは、水素の流れの中での陰極と陽極の間の電極間隙中でのDC
グロー放電、蒸着温度への基板の加熱、流れの中への炭素含有ガスの注入、水素
と炭素含有ガスの混合物からのフィルムの堆積、および水素の流れの中での放電
による過剰な黒鉛相の除去、を含む(A. T. Rakhimov、B. V. Seleznev、N. V.S
uetin他「ダイヤモンドフィルムおよびその関連材料の応用」第三回国際会議Gai
thersburg、MD、USA、1995、NISTIR 5692、Supplement NIST Special Publicati
on 885、p11s)。これによって、ナノ-ダイヤモンドフィルム陰極が製造される
。しかし、この方法によって製造されるダイヤモンドフィルムは、成長速度が非
常に遅く、またしばしば、フルカラーディスプレーを製造するのに十分な放出特
性を有していない。A method is known for producing cold emitting film cathodes by plasma enhanced chemical vapor deposition, which involves DC in an electrode gap between a cathode and an anode in a stream of hydrogen.
Glow discharge, heating the substrate to the deposition temperature, injecting a carbon-containing gas into the stream, depositing a film from a mixture of hydrogen and carbon-containing gas, and discharging excess graphite phase in a hydrogen stream. Removal, including (AT Rakhimov, BV Seleznev, NVS
uetin et al. "Application of diamond film and related materials" Third International Conference Gai
thersburg, MD, USA, 1995, NISTIR 5692, Supplement NIST Special Publicati
on 885, p11s). This produces a nano-diamond film cathode. However, diamond films produced by this method have very slow growth rates and often do not have sufficient release characteristics to produce full color displays.
【0006】
ダイヤモンド陰極を製造するための方法が知られていて(米国特許No.4816286
、1989)、これは、0.8〜1.2の比率の二酸化炭素とメタンの混合物中で20
〜100Torrの圧力において100〜1000Wの入力でのマイクロ波の放電と
基板上への炭素相の堆積を含む。しかし、この方法は非常にコストが高く、また
この方法によって製造されたフィルムはかなり不均一な放出特性を有する。Methods for producing diamond cathodes are known (US Pat. No. 4,816,286).
, 1989) in a mixture of carbon dioxide and methane in a ratio of 0.8 to 1.2.
Includes microwave discharge at 100-1000 W input at ~ 100 Torr pressure and carbon phase deposition on the substrate. However, this method is very expensive and the films produced by this method have fairly non-uniform release characteristics.
【0007】
発明の要約
本発明の技術的課題は、フラットパネルディスプレー、電子顕微鏡、マイクロ
波電子工学装置、光源、およびその他の幾つかの用途の装置を製造するための電
子の電場放出装置として用いることのできる高い電子放出性能を有する低温放出
フィルム陰極を得ることである。[0007] SUMMARY technical problem of the present invention invention uses a flat panel display, an electron microscope, microwave electronics device, a light source, and as electron field emission device for manufacturing a device other some applications It is to obtain a low temperature emission film cathode having a high electron emission performance that can be obtained.
【0008】
この目的は、上に堆積させることによって炭素フィルムで被覆された基板を有
する低温放出フィルム陰極を、基板の表面に対して垂直に配向していて0.01
〜1ミクロンの典型的なサイズと0.1〜10μm-2の分布密度を有する不規則
に配置された炭素のマイクロ-リッジ(突起:ridge)およびナノ-リッジおよび
/またはマイクロ-スレッド(細線:threadまたはtip)およびナノ-スレッドの
構造物の形態で製造することによって、解決され得る。この陰極は二つの方法に
よって製造され得る。[0008] The purpose is to provide a low temperature emission film cathode having a substrate coated with a carbon film by deposition on it, oriented perpendicular to the surface of the substrate, 0.01
Irregularly arranged carbon micro-ridges and nano-ridges and / or micro-threads (wires: typical size of ˜1 micron and distribution density of 0.1 to 10 μm −2 ). It can be solved by manufacturing in the form of thread or tip) and nano-thread structures. This cathode can be manufactured by two methods.
【0009】
第一の方法によれば、低温放出フィルム陰極は、水素と炭素含有ガスの混合物
中でのDCグロー放電を用いて、陽極の上に置かれた基板の上に炭素フィルムを
堆積させることによって製造される。DCグロー放電は0.15〜0.5A/cm2の
電流密度において開始され、堆積は、水素とエチルアルコールの蒸気またはメタ
ンの混合物から50〜300Torrの全体圧力および600〜900℃の基板温度
において実施される。このときエチルアルコールの濃度は5〜10%であり、メ
タンの濃度は15〜30%である。According to a first method, a low temperature emission film cathode uses a DC glow discharge in a mixture of hydrogen and a carbon containing gas to deposit a carbon film on a substrate placed on the anode. Manufactured by The DC glow discharge is initiated at a current density of 0.15 to 0.5 A / cm 2 and the deposition is carried out from a mixture of hydrogen and ethyl alcohol vapor or methane at a total pressure of 50 to 300 Torr and a substrate temperature of 600 to 900 ° C. Be implemented. At this time, the concentration of ethyl alcohol is 5 to 10%, and the concentration of methane is 15 to 30%.
【0010】
第二の方法によれば、低温放出フィルム陰極は、5〜50W/cm3の入力でのマ
イクロ波放電を用いて0.8〜1.2の比率の二酸化炭素とメタンの混合物中で2
0〜100Torrの圧力において製造され、このとき基板上への炭素相の堆積は5
00〜700℃の基板温度において実施される。According to the second method, a cold emitting film cathode is used in a mixture of carbon dioxide and methane in a ratio of 0.8 to 1.2 using a microwave discharge with an input of 5 to 50 W / cm 3. In 2
Manufactured at a pressure of 0-100 Torr, the carbon phase deposition on the substrate is 5
It is carried out at a substrate temperature of 00 to 700 ° C.
【0011】
ここで、添付図面の説明を行う。図1は、走査型電子顕微鏡によって撮影され
た高度放出性フィルムの典型的な画像を示す写真である。図2は、一つのフィル
ムからの放出電流の分布を示す画像の写真である。図3は、電場の強さへの放出
電流の依存性を示すグラフである。図4は、製造されたフィルムの典型的なラマ
ンスペクトルを示すグラフである。The accompanying drawings will now be described. FIG. 1 is a photograph showing a typical image of a highly emissive film taken by a scanning electron microscope. FIG. 2 is a photograph of an image showing the distribution of the emission current from one film. FIG. 3 is a graph showing the dependence of the emission current on the strength of the electric field. FIG. 4 is a graph showing a typical Raman spectrum of the manufactured film.
【0012】
図1からわかるように、フィルムは、表面に対して垂直に配向しているスレッ
ド状(細線:thread)の構造物(a)またはストリップ状(細片:strip)の構
造物(b)の形態をとり得る。As can be seen from FIG. 1, the film has a thread-like structure (a) or a strip-like structure (b) oriented perpendicular to the surface. ).
【0013】
図2は、励起電子ビームの電流密度に比例する蛍光物質のルミネッセンスの分
布を示す。試料のサイズは25mm×25mmである。放出電流の分布が極めて均一
であることがわかる。放出位置の密度は約300000/cm2であったが、これは
放出型ディスプレーを製造するのに十分である。FIG. 2 shows the luminescence distribution of the fluorescent substance, which is proportional to the current density of the excitation electron beam. The sample size is 25 mm x 25 mm. It can be seen that the distribution of the emission current is extremely uniform. The density of the emissive locations was about 300,000 / cm 2 , which is sufficient to produce an emissive display.
【0014】
放出電流の電圧−電流特性を図3に示す。これは電場の強さへの放出電流の依
存性を例証する。放出のしきい値が極めて低いことがわかる。
堆積した物質は、走査型電子トンネル顕微鏡、X線回折、およびラマン分光分
析を用いて調査された。図4は典型的なラマンスペクトルを表している。FIG. 3 shows the voltage-current characteristics of the emission current. This illustrates the dependence of the emission current on the strength of the electric field. It can be seen that the emission threshold is extremely low. The deposited material was investigated using scanning electron tunneling microscopy, X-ray diffraction, and Raman spectroscopy. FIG. 4 shows a typical Raman spectrum.
【0015】
この調査によって、堆積した物質は微小な黒鉛であり、基板の表面の全体にわ
たって約1/μ2の分布密度で不規則に配置されたスレッド状またはストリップ状
の構造物からなる、ということが示された。According to this investigation, it is said that the deposited material is minute graphite, and is composed of thread-like or strip-like structures randomly arranged with a distribution density of about 1 / μ 2 over the entire surface of the substrate. Was shown.
【0016】
本発明の方法の好ましい態様
第一の方法は、水素と炭素含有ガスの混合物中でのDCグロー放電と、陽極の
上に置かれた基板の上への炭素フィルムの堆積を含む。DCグロー放電は0.1
5〜0.5A/cm2の電流密度において開始され、堆積は、水素とエチルアルコー
ルの蒸気またはメタンの混合物から50〜300Torrの全体圧力および600〜
900℃の基板温度において実施される。このときエチルアルコールの濃度は5
〜10%であり、メタンの濃度は15〜30%である。 Preferred Embodiments of the Method of the Invention The first method involves a DC glow discharge in a mixture of hydrogen and a carbon-containing gas and the deposition of a carbon film on a substrate placed on the anode. DC glow discharge is 0.1
Starting at a current density of 5 to 0.5 A / cm 2 , deposition is initiated from a mixture of hydrogen and ethyl alcohol vapor or methane at an overall pressure of 50 to 300 Torr and 600 to
It is carried out at a substrate temperature of 900 ° C. At this time, the concentration of ethyl alcohol is 5
-10% and the concentration of methane is 15-30%.
【0017】
ガスの混合物に不活性ガス(例えばアルゴン)を75%まで溶解させることが
できる。このとき全体の圧力は変化させない。
DC放電において低温放出フィルム陰極を製造する方法は、水素と炭素含有添
加物からなるガス混合物の供給と制御を行うガス供給装置を備えたチャンバー内
で実施される。放電は電力供給装置に接続された二つの電極の間で開始される。
基板の支持体として陽極が用いられ、厚さ400ミクロンのシリコン板を基板と
して用いることができる。An inert gas (eg, argon) can be dissolved in the gas mixture up to 75%. At this time, the total pressure is not changed. The method for producing a cold emitting film cathode in a DC discharge is carried out in a chamber equipped with a gas supply device for supplying and controlling a gas mixture consisting of hydrogen and a carbon-containing additive. The discharge is initiated between two electrodes connected to the power supply.
An anode is used as a support for the substrate, and a silicon plate having a thickness of 400 μm can be used as the substrate.
【0018】
エチルアルコールの蒸気の濃度が5%未満またはメタンの濃度が15%未満で
あって圧力が50Torr未満である場合、核形成の速度が低下し、その結果、放出
特性の不均一性が高くなる。またフィルムの集合組織も変化する。エチルアルコ
ールの蒸気の濃度が10%超またはメタンの濃度が30%超であって圧力が30
0Torr超である場合、放電が不安定になる。電流密度が0.5A/cm2を超える場
合、ガスと基板は過熱を受け、その結果、フィルムの放出性能が劣化する。When the concentration of ethyl alcohol vapor is less than 5% or the concentration of methane is less than 15% and the pressure is less than 50 Torr, the rate of nucleation is decreased, and as a result, the heterogeneity of the emission characteristics is reduced. Get higher Also, the texture of the film changes. Ethyl alcohol vapor concentration is more than 10% or methane concentration is more than 30% and pressure is 30%.
If it exceeds 0 Torr, the discharge becomes unstable. If the current density exceeds 0.5 A / cm 2 , the gas and the substrate are overheated, and as a result, the emission performance of the film is deteriorated.
【0019】
電流密度が0.15A/cm2未満である場合、ガス媒体の所望の活性化が得られ
ない。
基板の温度が600℃未満または1100℃超である場合、フィルムの集合組
織が顕著に変化し、放出特性が失われる。放電出力、特殊な加熱器、および冷却
装置によって決定された基板温度は光高温計でモニターされ、そしてその値は6
00〜1000℃の範囲になるような対応する補正を考慮して測定された。電流
密度は0.15〜0.5A/cm2であった。このような条件において、炭素フィルム
の成長が10ミクロン/時まで行われた。基板として、堆積温度に耐えられて炭
素に対する高い接着性を有するものであれば、いかなる材料を用いてもよい。ま
た、基板として、堆積温度に耐えられて炭素に高い接着性を付与するものであれ
ば、その他のいかなる材料を用いてもよい。堆積を行う前に、基板は、核形成中
心の濃度を増大させるために、普通の方法を用いてダイヤモンドの懸濁液で処理
された。特に、20〜40分間の超音波処理を用いることができる。If the current density is less than 0.15 A / cm 2 , the desired activation of the gas medium cannot be obtained. When the temperature of the substrate is lower than 600 ° C. or higher than 1100 ° C., the texture of the film is significantly changed and the release characteristics are lost. The substrate temperature, determined by the discharge power, special heaters and coolers, is monitored by an optical pyrometer and its value is 6
It was measured taking into account the corresponding corrections to be in the range of 0 to 1000 ° C. The current density was 0.15 to 0.5 A / cm 2 . Under such conditions, the carbon film was grown up to 10 microns / hour. Any material may be used as the substrate as long as it can withstand the deposition temperature and has high adhesion to carbon. As the substrate, any other material may be used as long as it can withstand the deposition temperature and imparts high adhesion to carbon. Prior to deposition, the substrate was treated with a suspension of diamond using conventional methods to increase the concentration of nucleation centers. In particular, ultrasonic treatment for 20 to 40 minutes can be used.
【0020】
同じパラメーターの堆積プロセスにおいて15〜30%の濃度のメタンを用い
て、同様のフィルムの集合組織が得られた。
低温放出フィルム陰極を製造するための第二の方法は、5〜50W/cm3の入力
を用いて0.8〜1.2の比率の二酸化炭素とメタンの混合物中で20〜100To
rrの圧力において行われるマイクロ波放電と、基板上への炭素相の堆積を含む。
この方法においてはさらに、堆積は500〜700℃の基板温度において実施さ
れる。Similar film textures were obtained with 15-30% concentration of methane in the deposition process with the same parameters. A second method for producing cold emitting film cathodes is 20-100 To in a mixture of carbon dioxide and methane in a ratio of 0.8-1.2 with an input of 5-50 W / cm 3.
Includes a microwave discharge performed at a pressure of rr and the deposition of carbon phase on the substrate.
Further in this method, the deposition is carried out at a substrate temperature of 500-700 ° C.
【0021】
入力が50W/cm3を超える場合、ガスと基板表面の過熱が起きて、その結果、
フィルムの放出性能が劣化する。入力が5W/cm3未満の場合、作用媒体の十分な
活性化が行われない。基板の温度が500℃未満または700℃超である場合、
フィルムの集合組織が顕著に変化し、放出特性が失われる。When the input power exceeds 50 W / cm 3 , the gas and the substrate surface are overheated, and as a result,
The release performance of the film deteriorates. If the input power is less than 5 W / cm 3 , the working medium is not sufficiently activated. If the substrate temperature is below 500 ° C or above 700 ° C,
The texture of the film changes significantly and the release properties are lost.
【0022】
低温放出フィルム陰極を製造するための第二の方法が、チャンバー内で100
〜1000Wの入力を用いてマイクロ波放電によって実施された。堆積を行わせ
るために、二酸化炭素とメタンの混合物が20〜100Torrの圧力において用い
られた。二酸化炭素対メタンの比率は0.8〜1.2であった。基板表面の温度は
500〜700℃であった。このような条件において、炭素フィルムの成長が1
0ミクロン/時まで行われた。DC放電によって低温放出フィルム陰極を製造す
る方法と同様にして、基板が調製された。A second method for making a cold emission film cathode is 100% in a chamber.
Performed by microwave discharge with ~ 1000W input. A mixture of carbon dioxide and methane was used at a pressure of 20-100 Torr to effect the deposition. The ratio of carbon dioxide to methane was 0.8-1.2. The temperature of the substrate surface was 500 to 700 ° C. Under such conditions, the growth of the carbon film is 1
It was performed up to 0 micron / hour. The substrate was prepared in a manner similar to the method of making a cold emitting film cathode by DC discharge.
【0023】
産業上の用途
上述の方法を用いて製造された低温放出陰極は高い電子放出性能を有し、高い
電場において安定であり、また化学的耐性が高い。従ってそれは、フラットパネ
ルディスプレー、電子顕微鏡、マイクロ波電子工学装置、光源、およびその他の
幾つかの用途の装置を製造するために用いることができる。この陰極を製造する
方法は適度の生産性を有する。炭素以外に、この構造物はその他の導電性物質か
ら製造することができる。 Industrial Application The low temperature emission cathode manufactured using the above method has a high electron emission performance, is stable in a high electric field, and has a high chemical resistance. As such, it can be used to fabricate flat panel displays, electron microscopes, microwave electronics, light sources, and devices for several other applications. The method of manufacturing this cathode has an appropriate productivity. In addition to carbon, the structure can be made from other conductive materials.
【図1】
走査型電子顕微鏡によって撮影された高度放出性フィルムの典型的な画像を示
す写真である。FIG. 1 is a photograph showing a typical image of a highly emissive film taken by a scanning electron microscope.
【図2】 一つのフィルムからの放出電流の分布を示す画像の写真である。[Fig. 2] It is a photograph of an image showing the distribution of the emission current from one film.
【図3】 電場の強さへの放出電流の依存性を示すグラフである。[Figure 3] 6 is a graph showing the dependence of emission current on the strength of an electric field.
【図4】 製造されたフィルムの典型的なラマンスペクトルを示すグラフである。[Figure 4] 3 is a graph showing a typical Raman spectrum of a manufactured film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,HU,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ピレフスキー,アンドレイ・アレクサンド ロヴィッチ ロシア国 117139 モスクワ,ウル・テプ リ・スタン 4−1−47 (72)発明者 スエティン,ニコライ・ウラディスラヴォ ヴィッチ ロシア国 144005 エレクトロスタル,プ ル・レニナ 20アー−36 (72)発明者 ラキモフ,アレキサンドル・ツルスノヴィ ッチ ロシア国 119121 モスクワ,ロストフス カヤ・ナブ 1−95 (72)発明者 ティモフィーフ,ミクハイル・アルカディ エヴィッチ ロシア国 127484 モスクワ,ウル・ドル ゴプルドナヤ 13−2−100─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), EA (AM, AZ , BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL , AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, E E, ES, FI, GB, GE, HU, IL, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, M W, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD , SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN (72) Inventor Pyrevsky, Andrey Alexandr Lovich Russian Federation 117139 Moscow, Ul Tep Li Stan 4-1-47 (72) Inventor Suetin, Nikolai Vladislavo Witch Russian Federation 144005 Electrostal Le Renina 20 Ar-36 (72) Inventor Rakimov, Alexandre Trusnovy Touch Russia 119121 Moscow, Rostov Kaya Nab 1-95 (72) Inventor Timoff, Mikhail Arkadi Evic Russian Federation 127484 Moscow, Ur-Dol Goprudnaya 13-2-100
Claims (4)
極であって、前記炭素フィルムは、基板の表面に対して垂直に配向していて0.
01〜1ミクロンの典型的なサイズと0.1〜10μm-2の密度を有する炭素の
マイクロ-リッジおよびナノ-リッジおよび/またはマイクロ-スレッドまたはナ
ノ-スレッドからなる不規則な構造物の形態で製造されたものである。1. A low temperature emission film cathode having a substrate coated with a carbon film, the carbon film being oriented perpendicular to the surface of the substrate.
In the form of irregular structures consisting of micro-ridges and nano-ridges and / or micro-threads or nano-threads of carbon with a typical size of 01-1 micron and a density of 0.1-10 μm -2 It is manufactured.
含有ガスの混合物中でのDC放電と、陽極の上に置かれた基板の上への炭素相の
堆積を含み、前記放電は0.15〜0.5A/cm2の電流密度において実施され、前
記堆積は、水素とエチルアルコールの蒸気またはメタンの混合物から50〜30
0Torrの全体圧力および600〜900℃の基板温度において実施され、このと
きエチルアルコールの濃度は5〜10%であり、メタンの濃度は15〜30%で
ある。2. A method of manufacturing a cold emission film cathode comprising: DC discharge in a mixture of hydrogen and a carbon containing gas; and depositing a carbon phase on a substrate placed on the anode. The discharge is performed at a current density of 0.15-0.5 A / cm 2 , and the deposition is 50-30 from a mixture of hydrogen and ethyl alcohol vapor or methane.
It is carried out at a total pressure of 0 Torr and a substrate temperature of 600 to 900 ° C., where the concentration of ethyl alcohol is 5-10% and the concentration of methane is 15-30%.
前記ガスの混合物に不活性ガスを75%まで添加して堆積が実施される。3. The method according to claim 2, wherein the deposition is carried out by adding up to 75% of an inert gas to the mixture of gases without changing the overall pressure.
000Wの入力を用いて0.8〜1.2の比率の二酸化炭素とメタンの混合物中で
20〜100Torrの圧力において行われるマイクロ波放電と、基板上への炭素相
の堆積を含み、このとき堆積は500〜700℃の基板温度において実施される
。4. A method of manufacturing a cold emission film cathode, comprising: 100-1
Includes a microwave discharge performed at a pressure of 20-100 Torr in a mixture of carbon dioxide and methane in a ratio of 0.8-1.2 with an input of 000 W and the deposition of a carbon phase on a substrate, The deposition is performed at a substrate temperature of 500-700 ° C.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU1998/000200 WO1998059355A2 (en) | 1997-06-24 | 1998-06-23 | Cold cathode and methods for producing the same |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001517854A Pending JP2003507863A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Cold cathode and method of manufacturing the same |
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| Country | Link |
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-
1998
- 1998-06-23 JP JP2001517854A patent/JP2003507863A/en active Pending
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