JP2000063726A - 導電性ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光体とともに用いるなど、イオン化しやす
いものをあまり含まない電極を、より低抵抗化してより
容易に作製できるようにする。 【解決手段】 カーボンナノチューブ１０１をビヒクル
中に分散させて導電性ペーストとする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、導電性を有した
パターンを印刷などで形成するためのインクなどとして
用いられる導電性ペーストに関する。 【０００２】 【従来の技術】蛍光表示管は、少なくとも一方が透明な
真空容器の中で、フィラメントと呼ばれる陰極から放出
される熱電子を蛍光体に衝突発光させ、所望のパターン
を表示する電子管である。蛍光体は、陽極上に表示すべ
きパターンの形状に塗布されている。通常では、電子の
働きを制御するためのグリッドを備えた３極管構造のも
のが最も多く用いられている。 【０００３】図２は、通常の蛍光表示管の構成を示す断
面図である。この蛍光表示管の構成について説明する
と、まず、ガラス基板２０１上に配線層２０２が形成さ
れ、配線層２０２上には絶縁層２０３が形成されてい
る。また、絶縁層２０３上には所定の位置にアノード電
極（陽極）２０４が形成され、このアノード電極２０４
は、絶縁層２０３に開けられたスルーホールを介して、
配線層２０２の所定位置に接続されている。また、アノ
ード電極２０４上には、蛍光体などからなる発光部２０
５が形成されている。また、その発光部２０５上部に
は、グリッド２０６が配置され、その上にフィラメント
２０７が配置されている。 【０００４】一方、ガラス基板２０１端部には、スペー
サガラス２０８が配置され、その上にガラス基板２０１
に対向して透明なフロントガラス２０９が配置されてい
る。ガラス基板２０１とスペーサガラス２０８、および
スペーサガラス２０８とフロントガラス２０９は、それ
ぞれガラスフリット２１０により接着固定されて、外囲
器（真空容器）を構成している。そして、この蛍光表示
管は、フロントガラス２０９を通して発光部２０５より
発生される光を見る構成である。なお、図示していない
が、スペーサガラス２０８とガラス基板２０１との接触
部のガラスフリット２１０を通してリードが設けられ、
このリードは配線層２０２に接続されている。 【０００５】ところで、上述したアノード電極２０４に
は、一般的に黒鉛が用いられている。これは、黒鉛は空
気中で約５５０℃近くまでの耐熱性があり、また、イオ
ン化しやすいものがないため、この上に形成する発光部
を構成する蛍光体に影響がないためである。この黒鉛に
よるアノード電極は、導電性ペーストとして黒鉛ペース
トを用いたスクリーン印刷により形成するのが一般的で
ある。その黒鉛ペーストは、黒鉛粉末をビヒクルに混合
し、練和・分散させたものである。ここで、ビヒクルと
しては、分解および揮発性の良い材料を用い、例えば、
大気空気中で３００〜４００℃程度で加熱することで除
去できるものである。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、そのアノー
ド電極の形成においては、黒鉛ペーストを用いたスクリ
ーン印刷によりパターンを形成した後、所定の温度で焼
成するようにしている。ここで、その焼成条件によって
アノード電極の抵抗が変わるため、既定の条件範囲で焼
成することが重要となってくる。前述したように、黒鉛
ペーストは、ビヒクルを媒体としこれに黒鉛を分散させ
ているが、ビヒクルは、主に有機溶剤に樹脂を溶かした
ものが用いられているため、基本的には絶縁物である。
従って、低い温度で焼成した場合は、そのビヒクル成分
が残ってしまうことがあり、この結果、アノード電極の
抵抗が高くなってしまう。 【０００７】一方、そのビヒクルを完全に消去させるた
めに、より高い温度で焼成しようとすれば、その温度制
御にバラツキがあれば、場合によっては一部の黒鉛が酸
化してしまう。この結果、得られたアノード電極は、や
はり抵抗が高い状態となってしまう。従って、黒鉛ペー
ストを用いてアノード電極を形成する場合、焼成におい
て精度の良い温度制御が必要となる。すなわち、黒鉛に
よる導電性ペーストを用いた場合、アノード電極の形成
が、あまり容易にできないという問題があった。また、
アノード電極の抵抗をより低下させようとしても、黒鉛
の抵抗値より低くすることができない。そこで、黒鉛よ
り抵抗値の低い金属材料を用いようとすれば、多くの場
合、蛍光体に悪影響を及ぼしてしまう。 【０００８】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、蛍光体とともに用いるな
ど、イオン化しやすいものをあまり含まない電極を、よ
り低抵抗化してより容易に作製できるようにすることを
目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】この発明の導電性ペース
トは、有機溶剤中に樹脂が溶解されているビヒクルと、
そのビヒクル中に分散された円筒状のグラファイトの層
からなる複数のカーボンナノチューブとから構成するよ
うにした。このように構成したので、この導電性ペース
トを用いて形成したパターンを焼成すると、カーボンナ
ノチューブからなるパターンとなる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。この実施の形態では、カーボンナノ
チューブを、ビヒクル中に分散させて導電性ペーストと
した。なお、ビヒクルとしては、例えば、グリコールエ
ーテル，グリコールエステル，もしくは，単環式テルペ
ンに属するアルコールなどの有機溶剤に、例えば、セル
ローズもしくはアクリル樹脂などの樹脂を溶解したもの
を用いればよい。グリコールエステルとしてはブチルカ
ルビトールアセテートがある。また、単環式テルペンに
属するアルコールとしては、タービノール（テルピネオ
ール）などがある。すなわち、ビヒクルは、基本的に
は、分解および揮発性の良い材料であり、例えば、大気
空気中で３００〜４００℃程度で加熱することで除去で
きるものである。 【００１１】例えば、ブチルカルビトールアセテート２
重量部にエチルセルロース０．２重量部を溶解したビヒ
クルに、カーボンナノチューブ１重量部を分散させれ
ば、この実施の形態１における導電性ペーストが作製で
きる。そして、例えば図１（ａ）に示すように、カーボ
ンナノチューブ１０１は、完全にグラファイト化して筒
状をなし、その直径は４〜５０ｎｍ程度であり、その長
さは１μｍオーダである。そして、図１（ｂ）に示すよ
うに、カーボンナノチューブ１０１の先端部は、五員環
が入ることにより閉じている。なお、おれることで先端
が閉じていない場合もある。 【００１２】このカーボンナノチューブは、ヘリウムガ
ス中で２本の炭素電極を１〜２ｍｍ程度離した状態で直
流アーク放電を起こしたときに、陽極側の炭素が蒸発し
て陰極側の炭素電極先端に凝集した堆積物中に形成され
る。すなわち、炭素電極間のギャップを１ｍｍ程度に保
った状態で、ヘリウム中で安定なアーク放電を持続させ
ると、陽極の炭素電極の直径とほぼ同じ径をもつ円柱状
の堆積物が、陰極先端に形成される。 【００１３】その円柱状の堆積物は、外側の固い殻と、
その内側のもろくて黒い芯との２つの領域から構成され
ている。そして、内側の芯は、堆積物柱の長さ方向にの
びた繊維状の針状構造物（柱状グラファイト）をもって
いる。そして、その柱状グラファイトが、上述した複数
のカーボンナノチューブから構成されている。また、そ
の柱状グラファイトにおいて、カーボンナノチューブ
は、炭素の多面体微粒子（ナノポリヘドロン：nanopoly
hedoron）とともに、複数が集合している。また、この
柱状グラファイトは、カーボンナノチューブがほぼ同一
方向を向いて集合している。そのカーボンナノチューブ
は、図１では模式的に示したように、グラファイトの単
層が円筒状に閉じた形状の他に、複数のグラファイトの
層が入れ子構造的に積層し、それぞれのグラファイト層
が円筒状に閉じた同軸多層構造となっている形状とがあ
る。そして、それらの中心部分も、空洞となっている。 【００１４】以上説明したように、この実施の形態で
は、上述した構造体であるカーボンナノチューブをビヒ
クルに分散させて導電性ペーストとした。そして、その
導電性ペーストを用いたスクリーン印刷によりパターン
を形成した後、所定の温度で焼成することで、蛍光表示
管のアノード電極として用いるようにすればよい。カー
ボンナノチューブは、黒鉛より導電性が高く、また、よ
り高い温度まで酸化しにくいものとなっている。従っ
て、この実施の形態による導電性ペーストを用いれば、
アノード電極の形成をより高い温度で焼成して行えるの
で、ほぼ完全にビヒクルを除去できるようになる。 【００１５】また、ビヒクルを完全に除去できるような
高温処理を行うとき、処理温度にバラツキがあっても、
形成されたアノード電極の抵抗が高くなってしまうこと
が無い。例えば、部分的に６００℃程度に加熱されるよ
うな箇所が発生したり、温度制御のバラツキにより、全
体に６００℃程度まで加熱温度が上昇してしまっても、
形成されたアノード電極は低抵抗な状態で得られる。こ
れは、カーボンナノチューブが、空気中で６５０℃以上
に加熱することで、初めて分解して燃焼を始めるからで
ある。すなわち、この実施の形態による導電性ペースト
を用いれば、焼成工程における温度などの制御がより容
易になる。なお、ビヒクル中に、例えば、４００℃程度
で融解する低融点ガラスの粉末を、結合剤として少量添
加するようにしても良い。この場合、焼成して形成する
電極における導電性を阻害しない程度の添加量とする。 【００１６】ところで、上述では、この実施の形態の導
電性ペーストを、蛍光表示管の蛍光体層が形成されるア
ノード電極の形成に用いるようにしたが、これに限るも
のではない。カーボンナノチューブによる導電ペースト
を、陰極線管のメタルバック膜上に薄く塗布し、これを
焼成することで薄膜を形成すれば、それが、シャドウマ
スクからの輻射熱を有効に逃がせる熱伝導性膜となる。
また、カーボンナノチューブによる導電性ペーストを用
いて板状の電極表面に印刷パターンを形成し、これを焼
成することで、その電極表面にカーボンナノチューブか
らなるパターンを形成すれば、電界放出型の電子放出源
として用いることができる。前述したように、カーボン
ナノチューブは非常に細い構造体であるので、真空排気
中で電圧を印加することで、カーボンナノチューブ先端
より、容易に電子を放出させることができる。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、この発明では、有
機溶剤中に樹脂が溶解されているビヒクルと、そのビヒ
クル中に分散された円筒状のグラファイトの層からなる
複数のカーボンナノチューブとから導電性ペーストを構
成するようにした。このように構成したので、この導電
性ペーストを用いて形成したパターンを焼成すると、カ
ーボンナノチューブからなるパターンとなる。この、カ
ーボンナノチューブは、黒鉛などのグラファイトに比較
して、電気抵抗が低く、また、より高温で処理しても酸
化されにくいものである。この結果、この発明によれ
ば、蛍光体とともに用いるなど、イオン化しやすいもの
をあまり含まない電極を、より低抵抗化してより容易に
作製できるようになるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】 【図１】 カーボンナノチューブの構成を示す構成図で
ある。 【図２】 通常の蛍光表示管の構成を示す断面図であ
る。 【符号の説明】 １０１…カーボンナノチューブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 有機溶剤中に樹脂が溶解されているビヒ
   クルと、前記ビヒクル中に分散された円筒状のグラファ
   イトの層からなる複数のカーボンナノチューブとから構
   成されたことを特徴とする導電性ペースト。