[发明专利]制造管状碳分子的方法和制造记录设备的方法

说明书

分案申请说明

本申请是申请日为2004年1月8日、题为“制造管状碳分子的方法和管状碳分子，制造记录设备的方法和记录设备，制造场致电子发射器件的方法和场致电子发射器件，以及制造显示单元的方法和显示单元”的中国专利申请No.200480001829.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及制造管状碳分子的方法，它能将管状碳分子(例如碳纳米管)排列成精细图案，本发明还涉及由上述方法得到管状碳分子。而且，本发明涉及制造使用所述管状碳分子的记录设备的方法和使用所述管状碳分子的记录设备，还涉及制造包括使用所述管状碳分子的阴极的场致电子发射器件的方法和由上述方法得到的场致电子发射器件，还涉及制造使用所述场致电子发射器件的显示单元的方法和使用所述场致电子发射器件的显示单元。

背景技术

近年来，纳米技术已经取得了显著的发展，特别是分子结构(例如碳纳米管)是具有较好性质(例如高热传导性、高电导率和高机械强度)的稳定材料，所以预期所述分子结构可用于更广泛的用途，例如晶体管、存储器和场致电子发射器件。

例如，作为碳纳米管的一个应用，已知所述碳纳米管可适合用来得到冷阴极场致电子发射(下文称为“场致电子发射”)(例如，参见Yahachi Saito，Journalof The Surface Science Society of Japan，1998年，第19卷，第10期，第680-686页)。所述场致电子发射是这样一种现象，当向置于真空中的金属或半导体施加大于预定阀值的电场时，电子通过量子隧道效应越过金属或半导体表面附近的能垒，从而即使在室温时电子也能射入真空。

利用场致电子发射原理来显示图像的FED(场致发射显示器)具有一些特征，例如高强度、低能耗和低轮廓(profile)，并且所述FED已经发展为常规阴极射线管(CRT)的替代显示单元(例如参见日本待审专利申请公报2002-203473和2000-67736)。作为FED的典型结构，阴极板(其中形成了发射电子的阴极)和阳极板(其中阳极涂有荧光层，通过发射电子的碰撞激发来发光)组合成一个相互对置的单元，所述FED的内部处于高真空状态。但是，在该结构中，阴极板和阳极板很难以紧密的距离排列，所以必须在阴极板和阳极板之间施加高电压。因此，引出电极(extraction electrode)(门电极)分布在所述阴极板和所述阳极板之间，以使所述阴极和所述引出电极更接近，从而在所述电极之间施加低电压来引起场致电子发射。

图75描述了这种常规FED例子的结构的截面图。在该例子中，作为一种阴极结构，描述了圆锥形状的所谓Spindt(得自一个人的名字)型结构(例如参见C.A.Spindt和其它三人，Journal of Applied Physics，(U.S.)，1976年，第47卷，第5248-5263页和日本待审专利申请公报2002-203473)。

所述FED包括阴极板1100和朝着所述阴极板1100的阳极板1200。所述阴极板1100包括基材1120和朝着所述阴电极1110且其间有绝缘薄膜1130的引出电极1140，在所述基材1120上面形成了阴电极1110。形成了许多阴电极1110和许多引出电极1140，且每个引出电极1140都相对所述阴电极1110成直角分布。在所述基材1120上，许多阴极1150分布在阴电极1110朝着所述引出电极一侧的表面上。

在各个引出电极1140中，许多小孔部分1160对应于各个阴极1150分布，所述小孔部分1160的大小与电子e^-的大小一样，从而使阴极1150发射的电子能穿过。而且，向各个引出电极1140循环施加扫描电压的扫描驱动器(没有显示)与各个引出电极1140电气连接。另一方面，根据图像信号向各个阴电极1110选择性施加电压的数据驱动器(没有显示)与各个阴电极1110电气连接。

各个阴极1150以矩阵形式对应于一定位置分布，其中所述引出电极1140和阴电极1110相互交叉，各个阴极1150的低表面电气连接到相应的阴电极1110上。通过选择性施加预定电场，所述阴极1150根据隧道效应由其尖端部分发射电子。此外，在典型的FED中，预定数量(例如1000)的阴极1150组对应于1个像素。