JP3468723B2 - Method of manufacturing electron emission source, electron emission source, and fluorescent display - Google Patents
Method of manufacturing electron emission source, electron emission source, and fluorescent displayInfo
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子を放出する電
子放出源の製造方法、これによって製造した電子放出源
及び前記電子放出源を使用した蛍光発光型表示器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electron emission source that emits electrons, an electron emission source manufactured by the method, and a fluorescent light emitting display using the electron emission source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、カソード導体とゲート電極
（引き出し電極）間に、電子を放出する電子放出材料に
よって形成されたエミッタを配設し、前記カソード導体
とゲート電極間に電圧を印加することにより前記エミッ
タから電子を放出する電子放出源が一部で実用化され
又、研究が進められている。2. Description of the Related Art Conventionally, an emitter made of an electron emitting material that emits electrons is provided between a cathode conductor and a gate electrode (extractor electrode), and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode. Therefore, an electron emission source that emits electrons from the emitter has been partially put into practical use and research has been advanced.
【０００３】電界の作用によって電子を放出する電界電
子放出源は、金属または半導体等の表面の印加電界を１
０９Ｖ／ｍ程度にするとトンネル効果により障壁を通過
して常温でも真空中に電子放出が行われる現象であり、
熱エネルギーを利用する電子源（熱電子放出源）に比
べ、省エネルギーで長寿命化が可能等、多くの優れた点
を有している。エミッタ材料としては、シリコン等の半
導体、タングステン、モリブデンなどの金属、ダイヤモ
ンドライクカーボン（ＤＬＣ；Diamond-Like Carbon）
等がある。A field electron emission source, which emits electrons by the action of an electric field, has an applied electric field of 1 on the surface of a metal or semiconductor.
0 9 V / If you order m at room temperature through the barrier by tunnel effect is a phenomenon in which electrons are emitted into a vacuum,
Compared with an electron source that uses thermal energy (thermoelectron emission source), it has many excellent points such as energy saving and long life. As the emitter material, semiconductors such as silicon, metals such as tungsten and molybdenum, diamond-like carbon (DLC)
Etc.
【０００４】エミッタに印加される電界強度によって、
その引き出し電流が決定されるため、低電圧駆動で高効
率な電子放出源を構成するためには、鋭利な先端を持つ
エミッタを使用する必要があるため、前記半導体や金属
等を使用してエミッタを形成する場合には、電子放出部
の先端を鋭利な針状に加工することが必要となる。しか
しながら、前記半導体や金属等の先端を鋭利な針状に加
工することは容易でなく又、大規模な装置が必要になる
ため極めて高価になるという問題がある。Depending on the electric field strength applied to the emitter,
Since the extraction current is determined, it is necessary to use an emitter having a sharp tip in order to construct an electron emission source with low voltage driving and high efficiency. In the case of forming, it is necessary to process the tip of the electron emitting portion into a sharp needle shape. However, there is a problem that it is not easy to process the tip of the semiconductor or metal into a sharp needle shape, and a large-scale device is required, which makes it extremely expensive.
【０００５】以上の点から、最近、カーボンナノチュー
ブが電子放出材料として注目されつつある。カーボンナ
ノチューブはその外径が１〜数１０ｎｍと非常に小さい
繊維状のカーボン材料であり、形状的には電界集中が起
きやすく低電圧で電子放出を行わせるのに十分な構造形
態を持ち、その材料であるカーボンは化学的に安定、機
械的にも強靱であるという特徴を持つため、エミッタに
適した材料である。From the above points, carbon nanotubes have recently been attracting attention as electron emitting materials. The carbon nanotube is a fibrous carbon material having an extremely small outer diameter of 1 to several tens of nm, and in terms of shape, electric field concentration is likely to occur, and the carbon nanotube has a structural form sufficient to cause electron emission at a low voltage. Carbon, which is a material, is a material suitable for an emitter because it is chemically stable and mechanically tough.
【０００６】例えば、カーボンナノチューブを利用した
電子放出源として、特開平１０−３１９５４号公報に記
載されているように、カーボンナノチューブを含むペー
スト材料をカソード導体上、あるいは前記カソード導体
上に被着された抵抗層上に印刷後、焼成し、その上方に
リブ状のゲート電極を配置した構造のものがあり、前記
カソード導体とゲート電極間に電圧を印加することによ
り、電子を放出させることができる。For example, as an electron emission source using carbon nanotubes, a paste material containing carbon nanotubes is deposited on the cathode conductor or on the cathode conductor, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-31954. There is a structure in which after printing on the resistance layer, baking, and arranging a rib-shaped gate electrode above it, electrons can be emitted by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode. .
【０００７】また、前記電子放出源を蛍光発光型表示器
の電子放出源として使用する場合には、前記電子放出源
に対向するように蛍光体を被着したアノード電極を設け
て、これらを真空気密容器内に配設することによって蛍
光発光型表示器を形成する。かかる構成とすることによ
り、前記ゲート電極及びアノード電極を所定の正電位に
駆動することによって、低電圧で、前記カーボンナノチ
ューブから放出される電子により前記蛍光体を励起し、
発光表示させることができる。When the electron emission source is used as an electron emission source of a fluorescent light emitting display, an anode electrode coated with a phosphor is provided so as to face the electron emission source, and these are vacuumized. A fluorescent light emitting type display is formed by arranging it in an airtight container. With such a configuration, by driving the gate electrode and the anode electrode to a predetermined positive potential, the phosphor is excited by electrons emitted from the carbon nanotubes at a low voltage,
It can be made to emit light.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載された
電子放出源においては、カーボンナノチューブを含むカ
ーボン材料をペースト化し、このペースト材料を印刷形
成後、乾燥、焼成するにすぎないため、前記カーボン材
料をペースト化するための溶剤に含まれる成分が焼成後
も残存し、これがカーボンナノチューブの表面を覆った
状態でエミッタが形成されるため、前記エミッタの仕事
関数が高くなってしまう。よって、低電圧での電子放出
が困難になり又、電子放出効率が低いという問題があっ
た。また、前記エミッタ中に含まれるカーボンナノチュ
ーブは前記絶縁基板とほぼ平行に寝た状態で固まったも
のが多いため、カーボンナノチューブの先端に電界が集
中し難く、低電圧での電子放出が困難になり又、電子放
出効率が低いという問題があった。In the electron emission source described in the above publication, a carbon material containing carbon nanotubes is made into a paste, and the paste material is simply formed by printing, followed by drying and firing. The component contained in the solvent for making the material into a paste remains even after firing, and the emitter is formed in a state of covering the surface of the carbon nanotube, so that the work function of the emitter becomes high. Therefore, there are problems that it becomes difficult to emit electrons at a low voltage and the electron emission efficiency is low. In addition, since many carbon nanotubes contained in the emitter are solidified in a state of lying substantially parallel to the insulating substrate, it is difficult for the electric field to concentrate at the tip of the carbon nanotube, making it difficult to emit electrons at a low voltage. There is also a problem that the electron emission efficiency is low.
【０００９】さらに、カーボンナノチューブ以外にも微
少なカーボン材料としてフラーレン、ナノパーティク
ル、ナノカプセルあるいはカーボンナノホーン等が注目
されているが、これらのペースト材料を用いてエミッタ
を形成した場合にも、前記同様に、前記溶剤に含まれる
成分がカーボンナノチューブの表面を覆った状態でエミ
ッタが形成され、低電圧で高効率に電子放出を生じさせ
ることが困難であるという問題があった。したがって、
前記方法で得られた電子放出源を蛍光発光型表示器に使
用した場合に、低電圧の駆動では高輝度な発光表示を得
ることが困難であるという問題があった。In addition to carbon nanotubes, fullerene, nanoparticles, nanocapsules, carbon nanohorns, and the like are attracting attention as minute carbon materials. However, when an emitter is formed using these paste materials, the same as above. In addition, there is a problem in that the emitter is formed in a state where the component contained in the solvent covers the surface of the carbon nanotube, and it is difficult to generate electron emission with high efficiency at a low voltage. Therefore,
When the electron emission source obtained by the above method is used in a fluorescent light emitting display, there is a problem that it is difficult to obtain a high brightness light emitting display by driving at a low voltage.
【００１０】本発明は、前記問題点に鑑み成されたもの
で、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティ
クル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの中の少な
くとも一つを有するカーボン材料を用いて、低電圧駆動
で高効率な電子放出を可能にすることを課題としてい
る。The present invention has been made in view of the above problems, and uses a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules, and carbon nanohorns, and can be driven at a low voltage to a high level. The challenge is to enable efficient electron emission.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、カソー
ド導体とゲート電極間にエミッタを配設し、前記カソー
ド導体とゲート電極間に電圧を印加することにより前記
エミッタから電子を放出する電子放出源の製造方法にお
いて、絶縁基板にカソード導体を被着する工程と、前記
カソード導体にカーボンナノチューブ、フラーレン、ナ
ノパーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノホーン
の中の少なくとも一つを含むペースト材料を塗布してカ
ーボン層を形成する工程と、前記ペースト状のカーボン
層に多孔質のシート部材を付着して乾燥させることによ
り前記カーボン層と前記シート部材を一体化する工程
と、前記カーボン層から前記シート部材を剥離した後、
前記カーボン層を焼成することによりエミッタを形成す
る工程と、前記エミッタから離間する位置にゲート電極
を形成する工程とを備えて成ることを特徴とする電子放
出源の製造方法が提供される。According to the present invention, an electron is disposed between a cathode conductor and a gate electrode, and an electron is emitted from the emitter by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode. In the method for manufacturing an emission source, a step of depositing a cathode conductor on an insulating substrate, and applying a paste material containing at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns to the cathode conductor. A step of forming a carbon layer, a step of adhering a porous sheet member to the paste-like carbon layer and drying it to integrate the carbon layer and the sheet member, and the sheet member from the carbon layer After peeling
A method for manufacturing an electron emission source, comprising: a step of forming an emitter by firing the carbon layer; and a step of forming a gate electrode at a position separated from the emitter.
【００１２】また、本発明によれば、カソード導体とゲ
ート電極間にエミッタを配設し、前記カソード導体とゲ
ート電極間に電圧を印加することにより前記エミッタか
ら電子を放出する電子放出源の製造方法において、絶縁
基板にカソード導体を被着する工程と、前記カソード導
体に抵抗層を被着する工程と、前記抵抗層にカーボンナ
ノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル、ナノカプ
セル及びカーボンナノホーンの中の少なくとも一つを含
むペースト材料を塗布してカーボン層を形成する工程
と、前記ペースト状のカーボン層に多孔質のシート部材
を付着して乾燥させることにより前記カーボン層と前記
シート部材を一体化する工程と、前記カーボン層から前
記シート部材を剥離した後、前記カーボン層を焼成する
ことによりエミッタを形成する工程と、前記エミッタか
ら離間する位置にゲート電極を形成する工程とを備えて
成ることを特徴とする電子放出源の製造方法が提供され
る。ここで、前記多孔質のシート部材として、例えば、
紙、布又はセラミックのシートが使用できる。Further, according to the present invention, an emitter is disposed between the cathode conductor and the gate electrode, and an electron emission source for emitting electrons from the emitter by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode is manufactured. In the method, a step of depositing a cathode conductor on an insulating substrate, a step of depositing a resistance layer on the cathode conductor, and at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns on the resistance layer. And a step of applying a paste material containing a carbon layer to form a carbon layer, and a step of integrating the carbon layer and the sheet member by attaching a porous sheet member to the paste-like carbon layer and drying it. After peeling the sheet member from the carbon layer, the carbon layer is fired to form an emitter. Forming, method of manufacturing an electron-emitting source, characterized by comprising a step of forming a gate electrode at a position spaced from the emitter is provided. Here, as the porous sheet member, for example,
Sheets of paper, cloth or ceramic can be used.
【００１３】また、本発明によれば、カソード導体とゲ
ート電極間にエミッタを配設し、前記カソード導体とゲ
ート電極間に電圧を印加することにより前記エミッタか
ら電子を放出する電子放出源の製造方法において、絶縁
基板にカソード導体を被着する工程と、前記カソード導
体にカーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティ
クル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの中の少な
くとも一つを有するカーボン材料の分散液を塗布してカ
ーボン層を形成する工程と、前記カーボン層を乾燥させ
る工程と、前記乾燥したカーボン層に粘着テープを貼付
した後、前記粘着テープを剥離させてエミッタを形成す
る工程と、前記エミッタから離間する位置にゲート電極
を形成する工程とを備えて成ることを特徴とする電子放
出源の製造方法が提供される。Further, according to the present invention, an emitter is disposed between the cathode conductor and the gate electrode, and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode to produce an electron emission source for emitting electrons from the emitter. In the method, a step of depositing a cathode conductor on an insulating substrate, and applying a dispersion liquid of a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns to the cathode conductor to apply carbon A step of forming a layer, a step of drying the carbon layer, a step of attaching an adhesive tape to the dried carbon layer, a step of peeling the adhesive tape to form an emitter, and a position separated from the emitter. And a step of forming a gate electrode. It is subjected.
【００１４】さらに、本発明によれば、カソード導体と
ゲート電極間にエミッタを配設し、前記カソード導体と
ゲート電極間に電圧を印加することにより前記エミッタ
から電子を放出する電子放出源の製造方法において、絶
縁基板にカソード導体を被着する工程と、前記カソード
導体に抵抗層を被着する工程と、前記抵抗層にカーボン
ナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル、ナノカ
プセル及びカーボンナノホーンの中の少なくとも一つを
有するカーボン材料の分散液を塗布してカーボン層を形
成する工程と、前記カーボン層を乾燥させる工程と、前
記乾燥したカーボン層に粘着テープを貼付した後、前記
粘着テープを剥離させてエミッタを形成する工程と、前
記エミッタから離間する位置にゲート電極を形成する工
程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造方
法が提供される。Further, according to the present invention, an emitter is provided between the cathode conductor and the gate electrode, and an electron emission source for emitting electrons from the emitter by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode is manufactured. In the method, a step of depositing a cathode conductor on an insulating substrate, a step of depositing a resistance layer on the cathode conductor, and at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns on the resistance layer. A step of forming a carbon layer by applying a dispersion of a carbon material having two layers, a step of drying the carbon layer, and a step of applying an adhesive tape to the dried carbon layer and then peeling off the adhesive tape to form an emitter. And a step of forming a gate electrode at a position separated from the emitter. A method of manufacturing an electron-emitting source characterized the door is provided.
【００１５】また、本発明によれば、カソード導体とゲ
ート電極間にエミッタを配設し、前記カソード導体とゲ
ート電極間に電圧を印加することにより前記エミッタか
ら電子を放出する電子放出源において、前記エミッタ
は、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティ
クル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの中の少な
くとも一つを有するカーボン材料を、直接又は抵抗層を
介して前記カソード導体に被着すると共に、前記カーボ
ン材料と多孔質のシート部材又は粘着テープを一体化し
た後に該多孔質のシート部材又は粘着テープを剥離する
ことによって、前記カーボン材料の表面を剥離除去する
ことにより形成したことを特徴とする電子放出源が提供
される。Further, according to the present invention, in an electron emission source in which an emitter is arranged between a cathode conductor and a gate electrode, and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode to emit electrons from the emitter, The emitter is formed by depositing a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules, and carbon nanohorns on the cathode conductor directly or through a resistance layer, and at the same time forming a porous material with the carbon material. Provided is an electron emission source formed by integrating a high quality sheet member or an adhesive tape and then peeling off the porous sheet member or the adhesive tape to remove the surface of the carbon material. To be done.
【００１６】また、本発明によれば、電子放出源及び蛍
光体が被着されたアノード電極を真空気密容器内に配設
し、前記電子放出源から放出される電子を前記蛍光体に
射突させることにより発光表示を行う蛍光発光型表示器
において、電子放出源として、前記電子放出源を使用し
たことを特徴とする蛍光発光型表示器が提供される。Further, according to the present invention, an electron emitting source and an anode electrode to which a phosphor is attached are disposed in a vacuum airtight container, and electrons emitted from the electron emitting source are projected onto the phosphor. In the fluorescent light emission type display which performs light emission display by using the above, a fluorescent light emission type display characterized by using the electron emission source as an electron emission source is provided.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。尚、各図において同一部分
には同一符号を付している。図１乃至図６は、本発明の
第１の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明す
るための側断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same parts are designated by the same reference numerals. 1 to 6 are side sectional views for explaining a method for manufacturing an electron emission source according to the first embodiment of the present invention.
【００１８】先ず、図１において、硼珪酸ガラス等の絶
縁基板１０１上に、銀ペーストをスクリーン印刷により
形成し、焼成することによって、カソード導体１０２を
約５μｍ程度の膜厚に被着形成する。次に、図２に示す
ように、カーボンナノチューブを含むカーボン材料のペ
ースト材料を、スクリーン印刷によりカソード導体１０
２上に塗布して、カーボンナノチューブを有するカーボ
ン層２０１を約１０μｍ程度の膜厚に形成する。尚、カ
ーボンナノチューブを含むペースト材料としては、アー
ク放電法によって生成したカーボンナノチューブを含む
カーボン材料を、エチルセルローズをテルピオネールに
溶解した溶液に、超音波等によって良く分散したものを
使用することができる。First, in FIG. 1, a silver paste is formed by screen printing on an insulating substrate 101 such as borosilicate glass and baked to form a cathode conductor 102 with a thickness of about 5 μm. Next, as shown in FIG. 2, a paste material of a carbon material containing carbon nanotubes is screen-printed to form the cathode conductor 10.
2 is applied to form a carbon layer 201 having carbon nanotubes with a film thickness of about 10 μm. As the paste material containing carbon nanotubes, it is possible to use a carbon material containing carbon nanotubes produced by the arc discharge method, which is well dispersed by ultrasonic waves in a solution of ethyl cellulose dissolved in terpionel. .
【００１９】次に、図３に示すように、ペースト状のカ
ーボン層２０１が乾燥する前に、一方の面からその裏面
へ複数の貫通孔を有するシート部材、例えば紙３０１の
一方の面がカーボン層２０１に当接するように、紙３０
１をカーボン層２０１に載せて、カーボン層２０１の表
面に付着させる。これにより、紙３０１の前記一方の面
から、ペースト液とともにカーボンナノチューブ等のカ
ーボン材料が紙３０１の複数の貫通孔に侵入する。この
とき、空気等のガスは前記貫通孔を通して他方の面（前
記一方の面の裏面）から抜けるため、前記カーボン材料
は良好に紙３０１の貫通孔内に侵入できる。Next, as shown in FIG. 3, before the paste-like carbon layer 201 dries, a sheet member having a plurality of through holes from one surface to the back surface thereof, for example, one surface of the paper 301 is carbonized. Paper 30 so that it abuts layer 201
1 is placed on the carbon layer 201 and attached to the surface of the carbon layer 201. As a result, the carbon material such as carbon nanotubes enters the plurality of through holes of the paper 301 from the one surface of the paper 301 together with the paste liquid. At this time, gas such as air escapes from the other surface (the back surface of the one surface) through the through hole, so that the carbon material can well penetrate into the through hole of the paper 301.
【００２０】この状態で、約１００度Ｃで約１０分間程
度、大気中で加熱することによってカーボン層２０１を
乾燥させて、カーボン層２０１と紙３０１を一体化す
る。その後、紙３０１を上方に引き上げて剥離させるこ
とにより、カーボン層２０１の表面部分が紙３０１と一
体になって剥離されるため、カーボン層２０１がその厚
み方向の中間部分で剥離すると共に、カーボン層２０１
の内部に含まれるカーボンナノチューブが露出して基板
１０１と垂直な方向又はこれに近い方向に配向する。In this state, the carbon layer 201 is dried by heating it in the atmosphere at about 100 ° C. for about 10 minutes to integrate the carbon layer 201 and the paper 301. After that, by pulling the paper 301 upward and peeling it off, the surface portion of the carbon layer 201 is peeled together with the paper 301, so that the carbon layer 201 is peeled off at the middle portion in the thickness direction and the carbon layer 201 is peeled off. 201
The carbon nanotubes contained inside are exposed and oriented in a direction perpendicular to the substrate 101 or a direction close thereto.
【００２１】次に、図４に示すように、約５００度Ｃで
約１５分間程度、大気中で焼成して有機成分を除去しエ
ミッタ４０１を形成する。これによってカソード基板４
０２を形成する。このとき、焼成によりペースト中の有
機成分が分解されガス化して除去されても、カーボン層
３０１の形状は変化しないのでカーボンナノチューブの
形状は保持されて、エミッタ４０１の表面には、基板１
０１と垂直な方向又はこれに近い方向に配向した状態で
その先端部が露出したカーボンナノチューブが多数形成
される。Next, as shown in FIG. 4, an emitter 401 is formed by removing organic components by baking in the atmosphere at about 500 ° C. for about 15 minutes. As a result, the cathode substrate 4
02 is formed. At this time, even if the organic components in the paste are decomposed and gasified and removed by firing, the shape of the carbon layer 301 does not change, so that the shape of the carbon nanotubes is retained and the surface of the emitter 401 is covered with the substrate 1.
A large number of carbon nanotubes, the tips of which are exposed in a state of being oriented in a direction perpendicular to 01 or a direction close thereto, are formed.
【００２２】次に、図５に示すように、金属板（例えば
ＳＵＳ材）５０１の上にポリプロピレン層５０２を形成
して成る転写形成用の剥離基板５０３上に、ゲート電極
５０４を銀ペーストで約５μｍ厚程度にスクリーン印刷
し、乾燥させる。次に、ゲート電極５０４上に、ガラス
性絶縁ペーストを約４０μｍ厚程度にスクリーン印刷し
て乾燥させることにより絶縁性リブ５０５を積層形成す
る。これにより、リブ状ゲート電極５０６が完成する。
その後、絶縁性リブ５０５上に、アクリル系の粘着層５
０７を印刷する。次に、図６に示すように、ゲート電極
５０４がエミッタ４０１間の凹部に位置するようにカソ
ード基板４０２と位置合わせを行って転写し、その後、
約５６０度Ｃで１５分間程度、大気中で焼成することに
より、電界放出型の電子放出源が完成する。Next, as shown in FIG. 5, a gate electrode 504 is coated with silver paste on a separation substrate 503 for transfer formation, which is formed by forming a polypropylene layer 502 on a metal plate (for example, SUS material) 501. Screen-print to a thickness of about 5 μm and dry. Next, an insulating rib 505 is laminated on the gate electrode 504 by screen-printing a glass insulating paste to a thickness of about 40 μm and drying it. As a result, the rib-shaped gate electrode 506 is completed.
After that, the acrylic adhesive layer 5 is formed on the insulating rib 505.
Print 07. Next, as shown in FIG. 6, the gate electrode 504 is aligned with the cathode substrate 402 so that the gate electrode 504 is located in the concave portion between the emitters 401, and then transferred.
A field emission type electron emission source is completed by baking in the air at about 560 ° C. for about 15 minutes.
【００２３】以上のようにして製造された電子放出源を
真空気密容器内に配設し、カソード導体１０２とゲート
電極５０４間に駆動電圧を印加することにより、エミッ
タ４０１から電子放出を得ることができる。このとき、
エミッタ４０１には、絶縁基板１０１に対して垂直又は
それに近い方向に配向している多数のカーボンナノチュ
ーブが露出した状態で形成され又、その密度も大きいた
め、低電圧駆動でも電子が放出されやすく又、電子の放
出量も多くなる。また、ペースト化するための溶剤に含
まれる成分がカーボン層２０１の表面に残存した場合で
も、紙３０１とともに剥離除去されてカーボンナノチュ
ーブが露出するため、低電圧駆動で高効率な電子放出が
可能になる。The electron emission source manufactured as described above is arranged in a vacuum airtight container, and a driving voltage is applied between the cathode conductor 102 and the gate electrode 504 to obtain electron emission from the emitter 401. it can. At this time,
In the emitter 401, a large number of carbon nanotubes oriented in a direction perpendicular to or close to the insulating substrate 101 are formed in an exposed state, and since the density thereof is high, electrons are easily emitted even at low voltage drive. , The amount of emitted electrons also increases. Further, even when the component contained in the solvent for forming the paste remains on the surface of the carbon layer 201, the carbon nanotubes are exposed by being peeled off together with the paper 301, which enables highly efficient electron emission at low voltage driving. Become.
【００２４】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る
電子放出源の製造方法を説明するための側断面図であ
る。本第２の実施の形態と前記第１の実施の形態との相
違点は、前記第１の実施の形態が、絶縁基板１０１上に
カソード導体１０２を被着形成すると共にカソード導体
１０２にエミッタ４０１を直接被着形成しているのに対
し、本第２の実施の形態においては、絶縁基板１０１上
にカソード導体１０２を被着形成し、カソード導体１０
２に抵抗層７０１を被着形成し、抵抗層７０１にエミッ
タ４０１を被着形成するようにしている点であり、その
他の点は同一である。前記のように、カソード導体１０
２とエミッタ４０１間に、抵抗層７０１を設けることに
より、電子放出の安定化や、ゲート電極５０４とエミッ
タ４０１が短絡した際の過電流の発生防止が可能にな
る。FIG. 7 is a side sectional view for explaining a method of manufacturing an electron emission source according to the second embodiment of the present invention. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, the cathode conductor 102 is adhered and formed on the insulating substrate 101, and the emitter 401 is formed on the cathode conductor 102. In the second embodiment, the cathode conductor 102 is adhered and formed on the insulating substrate 101, while the cathode conductor 10 is directly adhered and formed.
2 is that the resistance layer 701 is formed on the resistance layer 701 and the emitter 401 is formed on the resistance layer 701, and the other points are the same. As described above, the cathode conductor 10
By providing the resistance layer 701 between the emitter 2 and the emitter 401, it is possible to stabilize electron emission and prevent overcurrent from occurring when the gate electrode 504 and the emitter 401 are short-circuited.
【００２５】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図８乃至図１０は、第３の実施の形態に係る
電子放出源の製造方法を説明するための側断面図であ
る。先ず、アーク放電法によって生成されたカーボンナ
ノチューブを含むカーボン材料を粉砕機で粉砕し、これ
を分散媒であるアセトン中に入れて超音波によって良く
分散する。暫く静置した後、分散液の上部半分程度を回
収する。Next, a third embodiment of the present invention will be described. 8 to 10 are side cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the third embodiment. First, a carbon material containing carbon nanotubes generated by the arc discharge method is crushed by a crusher, put in acetone as a dispersion medium, and well dispersed by ultrasonic waves. After allowing to stand for a while, about the upper half of the dispersion is collected.
【００２６】一方、図８に示すように、硼珪酸ガラス等
の絶縁基板１０１上に、銀ペーストをスクリーン印刷に
より形成し、焼成することによって、カソード導体１０
２を約５μｍ程度の膜厚に被着形成する。次に、カソー
ド導体１０２のパターンに対応する形状の開口８０２を
有するマスク８０１を、カソード導体１０２に開口８０
２が一致するように位置合わせを行って絶縁基板１０１
上に重ね、これを容器（図示せず）内に配置する。On the other hand, as shown in FIG. 8, a silver paste is formed on an insulating substrate 101 such as borosilicate glass by screen printing and baked to form a cathode conductor 10.
2 is deposited to a film thickness of about 5 μm. Next, a mask 801 having an opening 802 having a shape corresponding to the pattern of the cathode conductor 102 is provided in the cathode conductor 102 with an opening 80.
The insulating substrate 101 is aligned by aligning the two.
Overlay and place it in a container (not shown).
【００２７】次に、前記の如くして回収したカーボン材
料の分散液を、前記容器内に配設された基板に、マスク
８０１の上部から散布する。その後、これを自然乾燥さ
せた後、マスク８０１を取り除くと、図９に示すよう
に、絶縁基板１０１、カソード導体１０２、カソード導
体１０２と同一パターンに形成されたカーボン層９０４
が積層形成される。ここで、カーボン層９０４は、密度
の大きい物（アーク放電法によってカーボンナノチュー
ブを生成する際に使用する金属触媒）が多い下層部分９
０１、単層カーボンナノチューブが多い中層部分９０
２、密度の小さい物（フラーレン等）が多い上層部分９
０３によって構成されている。Next, the dispersion liquid of the carbon material collected as described above is sprayed from the upper part of the mask 801 onto the substrate arranged in the container. Then, after the mask 801 is removed by natural drying, the carbon layer 904 formed in the same pattern as the insulating substrate 101, the cathode conductor 102, and the cathode conductor 102 as shown in FIG.
Are laminated. Here, the carbon layer 904 is a lower layer portion 9 in which a large amount of material (a metal catalyst used when producing carbon nanotubes by the arc discharge method) has a large density.
01, middle-walled portion 90 with many single-walled carbon nanotubes
2. Upper layer part 9 with many low-density materials (fullerenes, etc.)
It is composed of 03.
【００２８】次に、図１０に示すように、カーボン層９
０４の上部表面に、粘着材を有するシート部材である粘
着テープ１００１を貼付して、カーボン層９０４と粘着
テープ１００１を一体化させ、その後、粘着テープ１０
０１を剥離することにより、カーボン層９０４の上部を
覆っている上層部９０３を粘着テープ１００１とともに
剥離除去してエミッタ１００２を形成する。これによ
り、カソード基板１００３が形成され、エミッタ１００
２では、中層部９０２に含まれるカーボンナノチューブ
の先端部分が露出する。その後、第１の実施の形態と同
様にして、エミッタ１００２間の凹部内にリブ状ゲート
電極を形成することにより、電子放出源が完成する。Next, as shown in FIG. 10, the carbon layer 9
An adhesive tape 1001 which is a sheet member having an adhesive material is attached to the upper surface of 04 to integrate the carbon layer 904 and the adhesive tape 1001 and then the adhesive tape 10
By removing 01, the upper layer portion 903 covering the upper part of the carbon layer 904 is removed together with the adhesive tape 1001 to form the emitter 1002. As a result, the cathode substrate 1003 is formed and the emitter 100
At 2, the tip portion of the carbon nanotube contained in the middle layer portion 902 is exposed. Then, similarly to the first embodiment, a rib-shaped gate electrode is formed in the recess between the emitters 1002 to complete the electron emission source.
【００２９】本第３の実施の形態においても、低電圧駆
動下で電子が放出されやすく又、電子の放出量の多い電
子放出源を製造することができ、電界電子放出特性が大
きく向上した電子放出源を提供することが可能になる。
また、分散液に含まれる不要な成分がカーボン層９０４
の上部表面に残存している場合でも、粘着テープ１００
１とともに除去されてカーボンナノチューブが露出する
ため、低電圧駆動で高効率な電子放出が可能になる。Also in the third embodiment, an electron emission source that emits a large amount of electrons can be easily produced under driving at a low voltage, and an electron with a greatly improved field electron emission characteristic can be manufactured. It becomes possible to provide a source of release.
In addition, unnecessary components contained in the dispersion are carbon layer 904.
Adhesive tape 100 even if it remains on the upper surface of the
Since the carbon nanotubes are removed together with 1 to expose the carbon nanotubes, highly efficient electron emission becomes possible by driving at a low voltage.
【００３０】尚、本第３の実施の形態においては、絶縁
基板１０１上にカソード導体１０２を被着形成すると共
にカソード導体１０２にエミッタ１００２を直接被着形
成したが、前記第２の実施の形態と同様に、絶縁基板１
０１上にカソード導体１０２を被着する工程と、カソー
ド導体１０２に抵抗層を被着する工程と、前記抵抗層に
エミッタ１００２を被着する工程とを備えるようにして
もよい。これにより、電子放出の安定化や、ゲート電極
とエミッタ１００２が短絡した際の過電流の発生防止が
可能になる。In the third embodiment, the cathode conductor 102 is adhered and formed on the insulating substrate 101, and the emitter 1002 is directly adhered and formed on the cathode conductor 102. Insulation substrate 1
01, the cathode conductor 102 may be deposited on the cathode conductor 102, the resistive layer may be deposited on the cathode conductor 102, and the emitter 1002 may be deposited on the resistive layer. This makes it possible to stabilize electron emission and prevent overcurrent from occurring when the gate electrode and the emitter 1002 are short-circuited.
【００３１】また、上記各実施の形態においては、ゲー
ト電極をリブ状ゲート電極によって形成したが、メッシ
ュ状ゲート電極等、他の構造のゲート電極を形成するよ
うにしてもよい。さらに、エミッタの材料としてカーボ
ンナノチューブを含むカーボン材料を使用してカーボン
ナノチューブがエミッタ表面に露出するようにしたが、
フラーレン、ナノパーティクル、ナノカプセルあるいは
カーボンナノホーンを含むカーボン材料を使用してこれ
らがエミッタ表面に露出するようにしてもよい。即ち、
エミッタ３０１の材料として、単層又は多層のカーボン
ナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル、ナノカ
プセル及びカーボンナノホーンの中、少なくとも一つを
有するカーボン材料を使用することが可能である。Further, in each of the above-mentioned embodiments, the gate electrode is formed by the rib-shaped gate electrode, but a gate electrode having another structure such as a mesh-shaped gate electrode may be formed. Furthermore, the carbon material containing carbon nanotubes is used as the material of the emitter so that the carbon nanotubes are exposed on the surface of the emitter.
Carbon materials including fullerenes, nanoparticles, nanocapsules or carbon nanohorns may be used to expose these to the emitter surface. That is,
As the material of the emitter 301, it is possible to use a carbon material having at least one of a single-walled or multi-walled carbon nanotube, fullerene, nanoparticles, nanocapsules, and carbon nanohorns.
【００３２】次に、上記電子放出源を使用して、蛍光発
光型表示器を形成する。図１１は、本発明の実施の形態
に係る蛍光発光型表示器の一部切欠き側面図であり、前
記第１の実施の形態によって製造した電子放出源を使用
した蛍光発光型表示器の例である。図１１において、蛍
光発光型表示器は、硼珪酸ガラスによって形成された背
面基板としての絶縁基板１０１、硼珪酸ガラスによって
形成された透光性の前面基板としての絶縁基板１１０
１、及び、絶縁基板１０１、１１０１の周囲を封着する
シールガラス１１０４とを有し、その内部が真空状態に
保持された真空気密容器を備えている。Next, a fluorescent light emitting type display is formed using the electron emission source. FIG. 11 is a partially cutaway side view of a fluorescent light emitting display according to an embodiment of the present invention, showing an example of a fluorescent light emitting display using the electron emission source manufactured according to the first embodiment. Is. In FIG. 11, the fluorescent light emitting display includes an insulating substrate 101 as a rear substrate made of borosilicate glass and an insulating substrate 110 as a translucent front substrate made of borosilicate glass.
1 and a sealing glass 1104 that seals the periphery of the insulating substrates 101 and 1101, and a vacuum airtight container whose inside is held in a vacuum state is provided.
【００３３】また、前述したように、絶縁基板１０１の
内面上には、カソード導体１０２、カソード導体１０２
に連続して被着形成されたエミッタ４０１が積層被着さ
れている。さらに、絶縁基板１０１の内面上にはエミッ
タ４０１間の凹部内に、ゲート電極５０４及び絶縁性リ
ブ５０５によって形成されたリブ状ゲート電極５０６が
被着されている。一方、絶縁基板１１０１の内面上に
は、アノード電極１１０２及びアノード電極１１０２に
被着された蛍光体１１０３が積層配設されている。As described above, the cathode conductor 102 and the cathode conductor 102 are provided on the inner surface of the insulating substrate 101.
The emitter 401 which is continuously formed by deposition is laminated and deposited. Further, on the inner surface of the insulating substrate 101, rib-shaped gate electrodes 506 formed by the gate electrodes 504 and the insulating ribs 505 are deposited in the recesses between the emitters 401. On the other hand, on the inner surface of the insulating substrate 1101, an anode electrode 1102 and a phosphor 1103 attached to the anode electrode 1102 are laminated.
【００３４】尚、文字やグラフィック等を表示する形式
の蛍光発光型表示器の場合には、カソード導体１０２、
アノード電極１１０２及びゲート電極５０４は、各々、
マトリクス状に形成する、あるいは、特定の電極をベタ
状に形成して他の電極をマトリクス状に形成する等、適
宜目的に応じたパターンに形成する。また、大画面表示
装置の画素用発光素子として使用する蛍光発光型表示器
の場合にも、前記各電極のパターンを適宜選定して形成
する。Incidentally, in the case of a fluorescent light emission type display of a type for displaying characters, graphics, etc., the cathode conductor 102,
The anode electrode 1102 and the gate electrode 504 are respectively
It is formed in a pattern suitable for the purpose, such as forming in a matrix, or forming a specific electrode in a solid form and forming another electrode in a matrix. Also, in the case of a fluorescent light emitting type display used as a light emitting element for a pixel of a large screen display device, the pattern of each electrode is appropriately selected and formed.
【００３５】上記構成の蛍光発光型表示器において、カ
ソード導体１０２、ゲート電極５０４及びアノード電極
１１０２に所定電圧の駆動信号を供給することにより蛍
光体１１０３が発光し、各電極の形成パターンや駆動信
号に応じて、文字やグラフィック等の発光表示、あるい
は発光素子としての発光表示を行わせることができる。
このとき、エミッタ４０１の表面に露出したカーボンナ
ノチューブ等に電界集中が生じるため、低電圧駆動によ
り、高輝度で高品位な発光表示を得ることが可能にな
る。In the fluorescent light emitting display having the above structure, when a driving signal of a predetermined voltage is supplied to the cathode conductor 102, the gate electrode 504, and the anode electrode 1102, the phosphor 1103 emits light, forming patterns of each electrode and driving signals. Accordingly, it is possible to perform light emission display of characters, graphics, etc., or light emission display as a light emitting element.
At this time, an electric field is concentrated on the carbon nanotubes and the like exposed on the surface of the emitter 401, so that high-luminance and high-quality light-emitting display can be obtained by low voltage driving.
【００３６】以上述べたように本発明の実施の形態に係
る電子放出源の製造方法は、カソード導体とゲート電極
間にエミッタを配設し、前記カソード導体とゲート電極
間に電圧を印加することにより前記エミッタから電子を
放出する電子放出源の製造方法において、絶縁基板１０
１にカソード導体１０２を被着する工程と、カソード導
体１０２にカーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパ
ーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの中
の少なくとも一つを含むペースト材料を塗布してカーボ
ン層２０１を形成する工程と、前記ペースト状のカーボ
ン層２０１に紙３０１等の多孔質のシート部材を付着し
て乾燥させることによりカーボン層２０１と前記シート
部材を分離できないように一体化する工程と、カーボン
層２０１から前記シート部材を剥離した後、カーボン層
２０１を焼成することによりエミッタ４０１を形成する
工程と、エミッタ４０１から離間してカソード基板４０
２上にリブ状ゲート電極５０６あるいはメッシュ状ゲー
ト電極を形成する工程とを備えている。したがって、前
記カーボン材料の表面に被着した溶媒成分等が除去され
ると共にカーボンナノチューブ等の電子放出材料が絶縁
基板１０１と垂直な方向やこれに近い方向に配向又は露
出した状態で露出し、前記電子放出材料に電界集中が生
じるため、低電圧で高効率に電子放出を生じる電子放出
源を製造することが可能になる。As described above, in the method of manufacturing the electron emission source according to the embodiment of the present invention, the emitter is arranged between the cathode conductor and the gate electrode, and the voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode. In the method of manufacturing an electron emission source that emits electrons from the emitter according to
1, a step of depositing the cathode conductor 102, and a step of applying a paste material containing at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns to the cathode conductor 102 to form a carbon layer 201. And a step of adhering a porous sheet member such as paper 301 to the paste-like carbon layer 201 and drying it so that the carbon layer 201 and the sheet member are integrated so that they cannot be separated from each other; After the sheet member is peeled off, the step of forming the emitter 401 by firing the carbon layer 201, and the step of separating the emitter 401 from the cathode substrate 40
2 on the rib-shaped gate electrode 506 or the mesh-shaped gate electrode. Therefore, the solvent component or the like deposited on the surface of the carbon material is removed, and the electron emission material such as carbon nanotube is exposed in a state of being oriented or exposed in a direction perpendicular to the insulating substrate 101 or a direction close thereto, and Since the electric field is concentrated on the electron-emitting material, it becomes possible to manufacture an electron-emitting source that efficiently emits electrons at a low voltage.
【００３７】また、前記製造工程中、カソード導体１０
２を被着する工程とエミッタ４０１を形成する工程の間
に、ＲｕＯ２系の抵抗材料等によって形成した抵抗層７
０１をカソード導体１０２に被着する工程を付加するよ
うにしてもよい。即ち、絶縁基板１０１にカソード導体
１０２を被着する工程と、カソード導体１０２に抵抗層
７０１を被着する工程と、抵抗層７０１にカーボンナノ
チューブ、フラーレン、ナノパーティクル、ナノカプセ
ル及びカーボンナノホーンの中の少なくとも一つを有す
るエミッタ４０１を被着形成する工程とを備えるように
してもよい。これにより、前記のように低電圧で高効率
に電子放出を生じる電子放出源を製造することが可能に
なるだけでなく、電子放出の安定化や電極短絡時の過電
流防止が可能な電子放出源の製造方法が提供される。
尚、前記多孔質のシート部材は、例えば、紙、布又はセ
ラミックのシート等、一方の面からその裏面に貫通する
複数の貫通孔を有するシート状の多孔質部材が使用でき
る。During the manufacturing process, the cathode conductor 10
2 between the step of depositing 2 and the step of forming the emitter 401, a resistance layer 7 made of a RuO 2 -based resistance material or the like.
The step of depositing 01 onto the cathode conductor 102 may be added. That is, the step of depositing the cathode conductor 102 on the insulating substrate 101, the step of depositing the resistance layer 701 on the cathode conductor 102, and the step of depositing the resistance layer 701 on carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules, and carbon nanohorns. Depositing an emitter 401 having at least one. This not only makes it possible to manufacture an electron emission source that efficiently emits electrons at a low voltage as described above, but also stabilizes the electron emission and prevents overcurrent at the time of electrode short circuit. A method of manufacturing the source is provided.
As the porous sheet member, for example, a sheet-shaped porous member having a plurality of through holes penetrating from one surface to the back surface thereof, such as a sheet of paper, cloth, or ceramic, can be used.
【００３８】また、本発明の実施の形態に係る電子放出
源の製造方法は、カソード導体とゲート電極間にエミッ
タを配設し、前記カソード導体とゲート電極間に電圧を
印加することにより前記エミッタから電子を放出する電
子放出源の製造方法において、絶縁基板１０１にカソー
ド導体１０２を被着する工程と、カソード導体１０２に
カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティク
ル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの中の少なく
とも一つを有するカーボン材料の分散液を塗布してカー
ボン層９０４を形成する工程と、カーボン層９０４を乾
燥させる工程と、前記乾燥したカーボン層９０４に粘着
テープ１００１を貼付した後、前記カーボン層の上層部
とともに前記粘着テープ１００１を剥離させてエミッタ
１００２を形成する工程と、エミッタ１００２から離間
する位置にゲート電極を形成する工程とを備えている。
したがって、エミッタ１００２に含まれるカーボンナノ
チューブ等のカーボン材料表面に被着した溶媒成分等が
除去されて露出すると共に、カーボンナノチューブ等の
電子放出材料が絶縁基板１０１と垂直な方向やこれに近
い方向に配向又は露出した状態で露出し、前記電子放出
材料に電界集中が生じるため、低電圧で高効率に電子放
出を生じる電子放出源を製造することが可能になる。Further, in the method for manufacturing an electron emission source according to the embodiment of the present invention, the emitter is arranged between the cathode conductor and the gate electrode, and the emitter is provided by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode. In a method of manufacturing an electron emission source that emits electrons from a cathode, at least one of a step of depositing a cathode conductor 102 on an insulating substrate 101, and a carbon nanotube, a fullerene, nanoparticles, a nanocapsule, and a carbon nanohorn on the cathode conductor 102. Forming a carbon layer 904 by applying a dispersion liquid of a carbon material having the above, a step of drying the carbon layer 904, and a step of applying an adhesive tape 1001 to the dried carbon layer 904, At the same time, the adhesive tape 1001 is peeled off to form the emitter 1002. And extent, and a step of forming a gate electrode at a position spaced apart from the emitter 1002.
Therefore, the solvent component or the like deposited on the surface of the carbon material such as carbon nanotubes contained in the emitter 1002 is removed and exposed, and the electron emission material such as carbon nanotubes is directed in the direction perpendicular to the insulating substrate 101 or in a direction close to this. Since it is exposed in the oriented or exposed state and electric field concentration occurs in the electron emitting material, it becomes possible to manufacture an electron emitting source that efficiently emits electrons at a low voltage.
【００３９】また、前述したように、前記製造工程中、
カソード導体１０２を被着する工程とエミッタ１００２
を形成する工程の間に、ＲｕＯ２系の抵抗材料等によっ
て形成した抵抗層をカソード導体１０２に被着する工程
を付加するようにしてもよい。即ち、絶縁基板１０１に
カソード導体１０２を被着する工程と、カソード導体１
０２に抵抗層を被着する工程と、前記抵抗層にカーボン
ナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル、ナノカ
プセル及びカーボンナノホーンの中の少なくとも一つを
有するエミッタを被着形成する工程とを備えるようにし
てもよい。これにより、前記同様に、低電圧で高効率に
電子放出を生じる電子放出源を製造することが可能にな
るだけでなく、電子放出の安定化や電極短絡時の過電流
防止が可能な電子放出源の製造方法が提供される。As mentioned above, during the manufacturing process,
Step of depositing cathode conductor 102 and emitter 1002
A step of depositing a resistance layer formed of a RuO 2 -based resistance material or the like on the cathode conductor 102 may be added between the steps of forming. That is, the step of applying the cathode conductor 102 to the insulating substrate 101, and the cathode conductor 1
02, a resistive layer is deposited on the resistive layer, and an emitter having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns is deposited on the resistive layer. Good. As a result, similarly to the above, it is possible not only to manufacture an electron emission source that highly efficiently emits an electron at a low voltage, but also to stabilize the electron emission and prevent an overcurrent at the time of electrode short circuit. A method of manufacturing the source is provided.
【００４０】さらに、本発明の実施の形態によれば、カ
ソード導体とゲート電極間にエミッタを配設し、前記カ
ソード導体とゲート電極間に電圧を印加することにより
前記エミッタから電子を放出する電子放出源において、
エミッタ４０１、１００２は、カーボンナノチューブ、
フラーレン、ナノパーティクル、ナノカプセル及びカー
ボンナノホーンの中の少なくとも一つを有するカーボン
材料を、直接又は抵抗層７０１を介してカソード導体１
０２に被着すると共に、前記カーボン材料と紙３０１又
は粘着テープ１００１を一体化した後に紙３０１又は粘
着テープ１００１を剥離することによって、前記カーボ
ン材料の表面を剥離除去することにより形成されてい
る。したがって、エミッタ４０１、１００２の表面に露
出したカーボンナノチューブ等に電界集中が生じるた
め、低電圧駆動により、高輝度で高品位な発光表示を得
ることが可能になる。Further, according to an embodiment of the present invention, an electron is provided between the cathode conductor and the gate electrode, and an electron is emitted from the emitter by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode. At the emission source,
The emitters 401 and 1002 are carbon nanotubes,
The cathode conductor 1 is made of a carbon material having at least one of fullerene, nanoparticles, nanocapsules, and carbon nanohorns, either directly or through the resistance layer 701.
No. 02, the carbon material and the paper 301 or the adhesive tape 1001 are integrated with each other, and then the paper 301 or the adhesive tape 1001 is peeled off to remove the surface of the carbon material. Therefore, an electric field is concentrated on the carbon nanotubes and the like exposed on the surfaces of the emitters 401 and 1002, so that high-luminance and high-quality light-emitting display can be obtained by driving at a low voltage.
【００４１】尚、前記各実施の形態においては、カソー
ド導体１０２に対してゲート電極５０４を上方に配設す
る立体構造の電子放出源の例で説明したが、カソード導
体とゲート電極の双方を絶縁基板上の同一平面上に配設
することにより、平面的な電子放出源を構成することも
可能である。In each of the above embodiments, the electron emission source having a three-dimensional structure in which the gate electrode 504 is arranged above the cathode conductor 102 has been described, but both the cathode conductor and the gate electrode are insulated. It is also possible to form a planar electron emission source by arranging them on the same plane on the substrate.
【００４２】[0042]
【実施例】図１２は本発明の実施例に係る電子放出源の
特性評価を行うための装置を示す側断面図であり、図１
３及び図１４はその特性図である。図１２で使用した電
子放出源は前記第３の実施の形態に係る製造方法によっ
て製造した電子放出源であり、真空外囲器１２０３を構
成する絶縁性の背面基板１０１内面にはカソード導体１
０２及びエミッタ１００２が積層被着され、絶縁性基板
１１０１内面には、エミッタ１００２に対向してアノー
ド電極１１０２が被着されている。また、カソード導体
１０２とアノード電極１１０２の間に、直流電源１２０
１及び電流計１２０２の直列回路が接続されている。
尚、カソード導体１０２とアノード電極１１０２の距離
は１００μｍで、カソード導体１０２及びエミッタ１０
０２の大きさは直径１ｍｍの円形状に形成されている。EXAMPLE FIG. 12 is a side sectional view showing an apparatus for evaluating the characteristics of an electron emission source according to an example of the present invention.
3 and FIG. 14 are characteristic diagrams thereof. The electron emission source used in FIG. 12 is the electron emission source manufactured by the manufacturing method according to the third embodiment, and the cathode conductor 1 is formed on the inner surface of the insulating rear substrate 101 forming the vacuum envelope 1203.
02 and the emitter 1002 are laminated and deposited, and the anode electrode 1102 is deposited on the inner surface of the insulating substrate 1101 so as to face the emitter 1002. Further, between the cathode conductor 102 and the anode electrode 1102, a DC power source 120
1 and an ammeter 1202 connected in series.
The distance between the cathode conductor 102 and the anode electrode 1102 is 100 μm.
The size of 02 is formed in a circular shape having a diameter of 1 mm.
【００４３】図１３に、エミッタ１００２及びアノード
電極１１０２間電流Ｉとカソード導体１０２及びアノー
ド電極１１０２間印加電圧Ｅ（Ｉ−Ｖ）特性を示すよう
に、粘着テープ１００１による剥離処理を行ったもの
（処理）は約３００Ｖ付近から電流が流れはじめてお
り、前記処理を行わなかったもの（未処理）に比べて、
電子放出のしきい値が低くなり又、電子放出量も増加し
ていることがわかる。また、前記処理を行ったものの方
が再現性も向上した。As shown in FIG. 13, the current I between the emitter 1002 and the anode electrode 1102 and the applied voltage E (IV) characteristic between the cathode conductor 102 and the anode electrode 1102 were peeled by the adhesive tape 1001 ( In the treatment), the electric current started to flow from around 300 V, and compared with the one not treated (untreated),
It can be seen that the electron emission threshold value is lowered and the electron emission amount is also increased. Moreover, the reproducibility was improved when the above treatment was performed.
【００４４】また、図１４にＦ−Ｎ（Fowler-Nordhei
m）プロットを示すように、前記処理を行ったもの（処
理）と前記処理を行わなかったもの（未処理）のいずれ
も負の傾きを有する直線であることから、電界電子放出
が生じていることは明らかである。また、前記処理を行
ったものと前記処理を行わなかったものの特性の傾斜は
等しく、且つ、前記処理を行ったものは前記処理を行わ
なかったものの特性を右方に平行移動した特性になって
いる。これにより、エミッタ１００２に含まれる個々の
カーボンナノチューブの電界電子放出特性が向上したの
ではなく、電界電子放出に貢献しているカーボンナノチ
ューブの数が増加していることがわかる。Further, in FIG. 14, FN (Fowler-Nordhei
m) As shown in the plot, field-emission occurs because both the treated (treated) and the untreated (untreated) are straight lines with a negative slope. That is clear. In addition, the slopes of the characteristics of the ones subjected to the above-mentioned treatment and those not subjected to the above-mentioned treatment are equal, and the ones subjected to the above-mentioned treatment are the characteristics obtained by moving the characteristics of the ones not subjected to the above-mentioned treatment to the right. There is. From this, it is understood that the field electron emission characteristics of the individual carbon nanotubes included in the emitter 1002 are not improved, but the number of carbon nanotubes contributing to the field electron emission is increased.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明によれば、低電圧で高効率な電子
放出源の製造方法を提供することが可能になる。これに
より、電子放出特性の優れた電子放出源を提供すること
が可能になる。また、低電圧駆動可能で、高輝度で高品
位な蛍光発光型表示器を提供することが可能になる。According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an electron emission source with low voltage and high efficiency. This makes it possible to provide an electron emission source having excellent electron emission characteristics. Further, it becomes possible to provide a high-luminance, high-quality fluorescent light emitting display which can be driven at a low voltage.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、絶縁基板にカソ
ード導体を被着する工程を示す図である。FIG. 1 is a side sectional view for explaining a method for manufacturing an electron emission source according to a first embodiment of the present invention, showing a step of depositing a cathode conductor on an insulating substrate.
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、カーボン層を形
成する工程を示す図である。FIG. 2 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the present invention, showing a step of forming a carbon layer.
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、カーボン層とシ
ート部材を一体化する工程を示す図である。FIG. 3 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the present invention, showing a step of integrating a carbon layer and a sheet member.
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、エミッタを形成
する工程を示す図である。FIG. 4 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the present invention, showing a step of forming an emitter.
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、ゲート電極を形
成する工程を示す図である。FIG. 5 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the present invention, showing a step of forming a gate electrode.
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、ゲート電極を形
成する工程を示す図である。FIG. 6 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the present invention, showing a step of forming a gate electrode.
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る電子放出源の
製造方法を説明するための側断面図で、カーボン層を形
成する工程を示す図である。FIG. 9 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the third embodiment of the present invention, showing a step of forming a carbon layer.
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る電子放出源
の製造方法を説明するための側断面図で、エミッタを形
成する工程を示す図である。FIG. 10 is a side sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the third embodiment of the present invention, showing a step of forming an emitter.
【図１１】本発明の実施の形態に係る蛍光発光型表示器
の一部切欠き側面図である。FIG. 11 is a partially cutaway side view of the fluorescent light emitting display according to the embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の実施例に係る電子放出源の特性を測
定するための装置を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an apparatus for measuring characteristics of an electron emission source according to an embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の実施例に係る電子放出源のＩ−Ｖ特
性図である。FIG. 13 is an IV characteristic diagram of the electron emission source according to the example of the present invention.
【図１４】本発明の実施例に係る電子放出源のＦ−Ｎプ
ロット特性図である。FIG. 14 is an FN plot characteristic diagram of an electron emission source according to an example of the present invention.
１０１・・・真空気密容器を構成する背面基板としての
絶縁基板
１０２・・・カソード導体
２０１、９０４・・・カーボン層
３０１・・・シート部材としての紙
４０１、１００２・・・エミッタ
４０２・・・カソード基板
５０４・・・ゲート電極
５０５・・・絶縁性リブ
５０６・・・リブ状ゲート電極
７０１・・・抵抗層
８０１・・・マスク
１００１・・・粘着テープ
１１０１・・・真空気密容器を構成する前面基板として
の絶縁基板
１１０２・・・アノード電極
１１０３・・・蛍光体101 ... Insulating substrate as a back substrate constituting a vacuum-tight container 102 ... Cathode conductors 201, 904 ... Carbon layer 301 ... Paper 401 as sheet member ... 1002 ... Emitter 402 ... Cathode substrate 504 ... Gate electrode 505 ... Insulating rib 506 ... Rib-shaped gate electrode 701 ... Resistive layer 801 ... Mask 1001 ... Adhesive tape 1101 ... Configure vacuum-tight container Insulating substrate 1102 as front substrate ... Anode electrode 1103 ... Phosphor
フロントページの続き (72)発明者 高梨 浩和 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 田辺 泰雄 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 坪井 利行 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 縄巻 健司 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (56)参考文献 特開 平10−149760（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−236010（ＪＰ，Ａ) 特表2000−500905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 9/02 H01J 1/304 Front page continued (72) Inventor Hirokazu Takanashi 629 Oshiba, Mobara-shi, Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Tanabe 629 Oshiba, Mobara-shi Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. (72) Invention Toshiyuki Tsuboi, 629, Oshiba, Mobara, Chiba Prefecture, Futaba Electronics Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Kenji Namaki, 629, Oshiba, Mobara City, Chiba Prefecture, Futaba Electronics Industrial Co., Ltd. (56) References (JP, A) JP-A-8-236010 (JP, A) Special Table 2000-500905 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 9/02 H01J 1/304
Claims (7)
を配設し、前記カソード導体とゲート電極間に電圧を印
加することにより前記エミッタから電子を放出する電子
放出源の製造方法において、 絶縁基板にカソード導体を被着する工程と、 前記カソード導体にカーボンナノチューブ、フラーレ
ン、ナノパーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノ
ホーンの中の少なくとも一つを含むペースト材料を塗布
してカーボン層を形成する工程と、 前記ペースト状のカーボン層に多孔質のシート部材を付
着して乾燥させることにより前記カーボン層と前記シー
ト部材を一体化する工程と、 前記カーボン層から前記シート部材を剥離した後、前記
カーボン層を焼成することによりエミッタを形成する工
程と、 前記エミッタから離間する位置にゲート電極を形成する
工程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造
方法。1. A method of manufacturing an electron emission source, wherein an emitter is disposed between a cathode conductor and a gate electrode, and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode to emit electrons from the emitter. Depositing a cathode conductor, applying a paste material containing at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns to the cathode conductor to form a carbon layer; A step of integrating the carbon layer and the sheet member by adhering a porous sheet member to the rectangular carbon layer and drying the carbon layer, and peeling the sheet member from the carbon layer, and then firing the carbon layer And forming a gate at a position spaced from the emitter. A method of manufacturing an electron-emitting source characterized by comprising a step of forming a pole.
を配設し、前記カソード導体とゲート電極間に電圧を印
加することにより前記エミッタから電子を放出する電子
放出源の製造方法において、 絶縁基板にカソード導体を被着する工程と、 前記カソード導体に抵抗層を被着する工程と、 前記抵抗層にカーボンナノチューブ、フラーレン、ナノ
パーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの
中の少なくとも一つを含むペースト材料を塗布してカー
ボン層を形成する工程と、 前記ペースト状のカーボン層に多孔質のシート部材を付
着して乾燥させることにより前記カーボン層と前記シー
ト部材を一体化する工程と、 前記カーボン層から前記シート部材を剥離した後、前記
カーボン層を焼成することによりエミッタを形成する工
程と、 前記エミッタから離間する位置にゲート電極を形成する
工程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造
方法。2. A method of manufacturing an electron emission source, wherein an emitter is disposed between a cathode conductor and a gate electrode, and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode to emit electrons from the emitter, the method comprising: Applying a cathode conductor, applying a resistance layer to the cathode conductor, and applying a paste material containing at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns to the resistance layer. A step of applying to form a carbon layer; a step of adhering a porous sheet member to the paste-like carbon layer and drying the same to integrate the carbon layer and the sheet member; A step of forming an emitter by baking the carbon layer after peeling the sheet member, And a step of forming a gate electrode at a position separated from the emitter.
セラミックのシートであることを特徴とする請求項１又
は２記載の電子放出源の製造方法。3. The method for manufacturing an electron emission source according to claim 1, wherein the porous sheet member is a sheet of paper, cloth, or ceramic.
を配設し、前記カソード導体とゲート電極間に電圧を印
加することにより前記エミッタから電子を放出する電子
放出源の製造方法において、 絶縁基板にカソード導体を被着する工程と、 前記カソード導体にカーボンナノチューブ、フラーレ
ン、ナノパーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノ
ホーンの中の少なくとも一つを有するカーボン材料の分
散液を塗布してカーボン層を形成する工程と、 前記カーボン層を乾燥させる工程と、 前記乾燥したカーボン層に粘着テープを貼付した後、前
記粘着テープを剥離させてエミッタを形成する工程と、 前記エミッタから離間する位置にゲート電極を形成する
工程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造
方法。4. A method of manufacturing an electron emission source, wherein an emitter is disposed between a cathode conductor and a gate electrode, and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode to emit an electron from the emitter. Depositing a cathode conductor, and applying a dispersion of a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns to the cathode conductor to form a carbon layer A step of drying the carbon layer, a step of applying an adhesive tape to the dried carbon layer, peeling the adhesive tape to form an emitter, and a step of forming a gate electrode at a position separated from the emitter A method for manufacturing an electron emission source, comprising:
を配設し、前記カソード導体とゲート電極間に電圧を印
加することにより前記エミッタから電子を放出する電子
放出源の製造方法において、 絶縁基板にカソード導体を被着する工程と、 前記カソード導体に抵抗層を被着する工程と、 前記抵抗層にカーボンナノチューブ、フラーレン、ナノ
パーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの
中の少なくとも一つを有するカーボン材料の分散液を塗
布してカーボン層を形成する工程と、 前記カーボン層を乾燥させる工程と、 前記乾燥したカーボン層に粘着テープを貼付した後、前
記粘着テープを剥離させてエミッタを形成する工程と、 前記エミッタから離間する位置にゲート電極を形成する
工程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造
方法。5. An electron emission source manufacturing method in which an emitter is disposed between a cathode conductor and a gate electrode, and a voltage is applied between the cathode conductor and the gate electrode to emit electrons from the emitter. A step of depositing a cathode conductor, a step of depositing a resistance layer on the cathode conductor, and a step of depositing a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns on the resistance layer. A step of applying a dispersion to form a carbon layer, a step of drying the carbon layer, a step of attaching an adhesive tape to the dried carbon layer, and then peeling the adhesive tape to form an emitter, And a step of forming a gate electrode at a position separated from the emitter. Method of manufacturing emission source.
を配設し、前記カソード導体とゲート電極間に電圧を印
加することにより前記エミッタから電子を放出する電子
放出源において、 前記エミッタは、カーボンナノチューブ、フラーレン、
ナノパーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノホー
ンの中の少なくとも一つを有するカーボン材料を、直接
又は抵抗層を介して前記カソード導体に被着すると共
に、前記カーボン材料と多孔質のシート部材又は粘着テ
ープを一体化した後に該多孔質のシート部材又は粘着テ
ープを剥離することによって、前記カーボン材料の表面
を剥離除去することにより形成したことを特徴とする電
子放出源。6. An electron emission source in which an emitter is provided between a cathode conductor and a gate electrode, and electrons are emitted from the emitter by applying a voltage between the cathode conductor and the gate electrode, wherein the emitter is a carbon nanotube. , Fullerene,
A carbon material having at least one of nanoparticles, nanocapsules and carbon nanohorns is adhered to the cathode conductor directly or through a resistance layer, and the carbon material is integrated with a porous sheet member or an adhesive tape. An electron emission source formed by peeling and removing the surface of the carbon material by peeling the porous sheet member or the adhesive tape after the formation.
ード電極を真空気密容器内に配設し、前記電子放出源か
ら放出される電子を前記蛍光体に射突させることにより
発光表示を行う蛍光発光型表示器において、前記電子放
出源として、請求項６記載の電子放出源を使用したこと
を特徴とする蛍光発光型表示器。7. A light emitting display is provided by arranging an electron emission source and an anode electrode to which a phosphor is adhered in a vacuum airtight container and causing electrons emitted from the electron emission source to strike the phosphor. A fluorescent light emitting display, wherein the electron emitting source according to claim 6 is used as the electron emitting source.
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