JP2006294525A - Electron emission element, its manufacturing method and image display device using it - Google Patents

Electron emission element, its manufacturing method and image display device using it Download PDF

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JP2006294525A JP2005116442A JP2005116442A JP2006294525A JP 2006294525 A JP2006294525 A JP 2006294525A JP 2005116442 A JP2005116442 A JP 2005116442A JP 2005116442 A JP2005116442 A JP 2005116442A JP 2006294525 A JP2006294525 A JP 2006294525A
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Hisahiro Ando
寿浩 安藤
Kiyoharu Nakagawa
清晴 中川
Yoichi Sato
洋一 佐藤
Takayuki Minami
孝幸 南
Akira Nakasuga
章 中寿賀
Koji Shimonishi
弘二 下西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron emission element capable of reducing luminance dispersion and deterioration speed and having a uniform height; to provide its manufacturing method; and to provide a field emission type display (image display device) having high image quality, excellent efficiency, high resolution and high durability by using the electron emission element. <P>SOLUTION: This electron emission element is characterized by forming, on an electrode, spherical fine particles D comprising: oxidized diamond fine particles A each having oxidized surface; a transition metal catalyst B supported to the surfaces of the oxidized diamond fine particles A; and a nano-carbon material C radially grown from the transition metal catalyst B. Its manufacturing method and this field emission type display (image display device) using the electron emission element are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界電子放出現象を利用して電子を放出する電子放出素子、その製造方法、及びそれを用いた画像表示装置に関し、さらに詳しくは、カーボンナノチューブなどの繊維状炭素を付与した微粒子を電子放出源とした、輝度バラツキと劣化速度を減少させる特性を有する電子放出素子、その製造方法、及びそれを用いた画像表示装置に関する。   The present invention relates to an electron-emitting device that emits electrons by using a field electron emission phenomenon, a method for manufacturing the same, and an image display device using the same, and more particularly, fine particles provided with fibrous carbon such as carbon nanotubes. The present invention relates to an electron-emitting device that has the characteristics of reducing luminance variation and deterioration rate as an electron-emitting source, a manufacturing method thereof, and an image display device using the electron-emitting device.

近年、画像表示装置(又はディスプレイ)の薄型化、およびその画像の高輝度化、高コントラスト化、広視野角化に対する要請がますます強まってきている。これに伴い、ディスプレイ用の電子源として、ミクロンサイズの微小電子放出素子の開発が盛んである。
従来、電子放出素子としては、高温に加熱されたタングステン等の材料に高電圧を印加して電子を放出させる「熱放出型」のものが用いられていたが、近年では、高温に加熱する必要が無く、低電圧でも電子を放出することが可能である「冷陰極型」の電子放出素子が、盛んに研究開発されている。このような冷陰極型の電子放出素子には様々なタイプがあるが、一般的には、電界放出形(FE型)などがある。そのFE型の電子放出素子では、ゲート電極に電圧をかけて電子放出部に電界を印加することにより、シリコン(Si)やモリブデン(Mo)で作製されたコーン状の突起部から電子を放出させる。
In recent years, there has been an increasing demand for thinner image display devices (or displays) and higher brightness, higher contrast, and wider viewing angle of the images. Along with this, development of micron-sized micro-electron emission devices as active electron sources for displays has been active.
Conventionally, as the electron-emitting device, a “heat emission type” element that emits electrons by applying a high voltage to a material such as tungsten heated to a high temperature has been used. However, in recent years, it is necessary to heat the material to a high temperature. Therefore, “cold cathode type” electron-emitting devices capable of emitting electrons even at a low voltage have been actively researched and developed. There are various types of such cold cathode type electron-emitting devices, but generally there are field emission type (FE type) and the like. In the FE type electron-emitting device, electrons are emitted from a cone-shaped protrusion made of silicon (Si) or molybdenum (Mo) by applying a voltage to the gate electrode and applying an electric field to the electron-emitting portion. .

このような冷陰極型電子放出素子として、高速応答、低消費電力といった特長をもつ電界放出型ディスプレイ(FED)用の新しく有利な陰極構造が、明らかにされている(例えば、特許文献1)。
特許文献1では、特定の処理を行うことにより電子親和力が負となり得るダイヤモンドを電子放出源として利用しようとするものであり、その構成として、ダイヤモンド膜ではなくダイヤモンド粒子を用いることにより、製造上での簡素化、更には低コスト化を実現しようとしている。具体的には、基板の上に電極となる導電層が形成され、さらにその上に、ダイヤモンド粒子からなる電子放出部が形成されている。ダイヤモンド粒子は、所定の処理により、電子親和力が負になっている。このダイヤモンド粒子に対向するように電子引き出し電極が設けられ、この電子引き出し電極に電位を与えることにより、ダイヤモンド粒子からなる電子放出部から電子を取り出す。ここで、ダイヤモンド粒子は、その表面の電子親和力が負になっているので、導電層からダイヤモンド粒子に入った電子は、容易にダイヤモンド粒子から放出されることが期待される。これによって、対向する電子引き出し電極に高電圧を印加しなくとも、電子の取り出しが可能になることが期待され、また、ダイヤモンド粒子を用いて電子放出部を構成していることから、容易に且つ低コストで形成され得る。
As such a cold cathode type electron-emitting device, a new and advantageous cathode structure for a field emission display (FED) having features such as high-speed response and low power consumption has been clarified (for example, Patent Document 1).
In Patent Document 1, diamond that can have a negative electron affinity by performing a specific treatment is to be used as an electron emission source. As a configuration, diamond particles are used instead of a diamond film. We are trying to realize the simplification and cost reduction. Specifically, a conductive layer to be an electrode is formed on the substrate, and an electron emission portion made of diamond particles is further formed thereon. Diamond particles have a negative electron affinity due to a predetermined treatment. An electron extraction electrode is provided so as to face the diamond particles, and by applying a potential to the electron extraction electrode, electrons are extracted from the electron emission portion made of the diamond particles. Here, since the electron affinity of the surface of the diamond particles is negative, the electrons entering the diamond particles from the conductive layer are expected to be easily emitted from the diamond particles. As a result, it is expected that electrons can be taken out without applying a high voltage to the opposing electron extraction electrode, and since the electron emission portion is configured using diamond particles, It can be formed at a low cost.

一方、カーボンナノチューブは、熱伝導率が金属よりも高く、電気伝導性が良好又は適度(良導体又は半導体)で、表面が化学的に安定し、軽量なのに強度がダイヤモンド並みなど、その特異な電気的、化学的及び機械的性質により、電界放射電子源、ナノスケール電子デバイス、化学的貯蔵システム、機械的補強材などといった将来のナノテクノロジーに応用できる可能性が高く、検討されている。
従来、カーボンナノチューブの製造方法としては、気相法として、炭化水素などの炭素原料を含むガス雰囲気下でのアーク放電による方法、黒鉛をターゲットにレーザーを照射させて蒸発させて形成するレーザー蒸発法による方法、コバルト金属もしくはニッケル金属の触媒を配した基板上でアセチレンなどの炭素原料となるガスを熱分解することによる方法などが知られている(例えば、特許文献2参照。)。最近では、従来のアーク放電法などに比べて格段に低コストでナノ炭素材料を製造できる方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。その特許文献3では、粒径が15〜100nmの酸化ダイヤモンドを担体として、それらに触媒成分としてのニッケルを金属として5wt%含む触媒0.1gを小型の固定床流通系反応管に充填し、触媒層を600℃で一定に保ち、原料ガスとしてメタンを20ml/分の流速で60分間流して反応を行なうことにより、直径15〜100nmの中空の構造を持つカーボンナノチューブが得られ、カーボンナノチューブ及びカーボンナノファイバーの種類や形状を制御して、効率的で良好な炭素繊維を得る方法が提案されている。
しかしながら、特許文献3の方法では、ダイヤモンド微粒子を核として等方向的にナノ炭素材料の成長が起こらず、球状の微粒子が得られないために、本発明者らは、先に、特願2004−153129号にて、ナノ炭素材料微粒子を使用した材料の特性を均一にできる、ダイヤモンドを核として放射状にナノ炭素材料が成長した新規な球状微粒子(即ち、マリモカーボン)及びその製造方法を提案している。
Carbon nanotubes, on the other hand, have higher electrical conductivity than metals, good or moderate electrical conductivity (good conductors or semiconductors), chemically stable surfaces, and light weight that is comparable to that of diamonds. Due to their chemical and mechanical properties, they are likely to be applicable to future nanotechnology such as field emission electron sources, nanoscale electronic devices, chemical storage systems, mechanical reinforcements, etc.
Conventionally, as a carbon nanotube production method, as a gas phase method, a method by arc discharge in a gas atmosphere containing a carbon raw material such as hydrocarbon, a laser evaporation method in which graphite is irradiated by laser irradiation and formed by evaporation And a method in which a gas serving as a carbon raw material such as acetylene is pyrolyzed on a substrate on which a catalyst of cobalt metal or nickel metal is disposed (for example, see Patent Document 2). Recently, a method capable of producing a nanocarbon material at a significantly lower cost than a conventional arc discharge method has been proposed (for example, see Patent Document 3). In Patent Document 3, 0.1 g of a catalyst containing 5 wt% of nickel oxide as a metal component as a catalyst and diamond oxide having a particle diameter of 15 to 100 nm as a carrier is packed in a small fixed bed flow system reaction tube. A carbon nanotube having a hollow structure with a diameter of 15 to 100 nm is obtained by keeping the layer constant at 600 ° C. and performing a reaction by flowing methane as a raw material gas at a flow rate of 20 ml / min for 60 minutes. There has been proposed a method for obtaining an efficient and good carbon fiber by controlling the type and shape of the nanofiber.
However, in the method of Patent Document 3, since the nanocarbon material does not grow isotropically using diamond fine particles as nuclei and spherical fine particles cannot be obtained, the present inventors have previously made Japanese Patent Application No. 2004-2004. No. 153129 proposes a novel spherical fine particle (ie, marimocarbon) in which a nanocarbon material is grown radially with diamond as a core, which can make the characteristics of the material using the nanocarbon material fine particle uniform, and a method for producing the same. Yes.

ところで、上記のように、電界放出型ディスプレイ(FED)には、良好な電子放出材料が必要であり、この電子放出材料或いは電子放出素子として、カーボンナノチューブ或いはナノカーボン系材料(ナノ炭素材料)が検討されている(例えば、特許文献4〜8参照。)。
具体的に、特許文献4では、電子放出源の製造方法が開示され、導電性を有する粘性溶液に複数のカーボンナノチューブが集合して構成されたバンドルを分散させたバンドルペーストを用意し、このバンドルペーストからなるパターンを基板上に形成する第1の工程と、前記パターン表面にレーザを照射することにより、前記パターン表面においては前記バンドル以外の物質を選択的に除去し、加えて、そのバンドルの表面においては前記カーボンナノチューブ以外の炭素成分を選択的に除去して前記カーボンナノチューブより電子を放出する電子放出源を形成する第2の工程とを備えたことを特徴とする電子放出源の製造方法が提案され、この構成により、特に、印刷パターン表面にレーザを照射することで、表面の銀粒子およびバインダーを選択的に除去し、バンドルを露出させ、加えて、このレーザ照射により、露出したバンドル表面においてカーボンナノチューブが露出した状態とすることにより、耐性がありより多くの電子を放出させることができる電子放出源をより容易に作製できるようにしている。
また、特許文献5では、第1の電極と、該第1の電極上に配置された電子放出部と、を少なくとも備えた電子放出素子であって、該電子放出部は、粒子或いはその凝集体から構成されており、該粒子が、六炭素環構造を有するカーボン材料を含んでいる、電子放出素子が提案され、この構成により、特に六炭素環構造を有するカーボン材料を含む粒子或いは粒子の凝集体を電子放出部として用いることで、低コストで製造可能であり、且つ効率的に電子を放出できる安定性の高い電子放出素子となっている。六炭素環構造を有するカーボン材料は、例えば、グラファイト或いはカーボンナノチューブを主成分としている。
As described above, a field emission display (FED) requires a good electron emission material, and as this electron emission material or electron emission element, a carbon nanotube or a nanocarbon material (nanocarbon material) is used. (For example, refer to Patent Documents 4 to 8.)
Specifically, Patent Document 4 discloses a method for manufacturing an electron emission source. A bundle paste in which a bundle composed of a plurality of carbon nanotubes gathered in a viscous solution having conductivity is prepared. A first step of forming a pattern made of a paste on the substrate, and irradiating the pattern surface with a laser selectively removes substances other than the bundle on the pattern surface. And a second step of forming an electron emission source for selectively removing carbon components other than the carbon nanotubes on the surface to emit electrons from the carbon nanotubes. In this structure, the surface of the printed pattern surface is irradiated with a laser so that the silver particles and the binder on the surface Can be removed, and the bundle can be exposed, and in addition, by this laser irradiation, the carbon nanotubes are exposed on the exposed bundle surface, so that electrons that are resistant and can emit more electrons The emission source can be made more easily.
Moreover, in patent document 5, it is an electron emission element provided with the 1st electrode and the electron emission part arrange | positioned on this 1st electrode, Comprising: This electron emission part is particle | grains or its aggregate. An electron-emitting device is proposed in which the particle includes a carbon material having a six-carbon ring structure. With this structure, a particle or a particle aggregate particularly including a carbon material having a six-carbon ring structure is proposed. By using the current collector as the electron emission portion, the electron emission device can be manufactured at low cost and can emit electrons efficiently. The carbon material having a six-carbon ring structure contains, for example, graphite or carbon nanotube as a main component.

特許文献6では、カ―ボンインキ、電子放出素子、電子放出素子の製造方法、および画像表示装置が開示され、画像表示装置は、少なくとも6員環を有する炭素の粒子を含み、有機バインダーと溶剤でペースト化され、炭素の粒子の一部を支持する支持粒子を含有するカーボンインキを、基板上にパターニングした導電体の所定の位置に塗布し、さらに焼成してなる電子放出素子を用いている。この構成により、印刷という廉価で量産性の良い工程で、電界放出効率が高いカーボンインキと電子放出素子、またその製造方法を提供し、画像表示装置に用いて良好な電子放出素子を提供し、さらに、当該電子放出素子を用いて、高画質で効率も良い画像表示装置の構成を提供している。
また、特許文献7では、電子放出素子及び電子放出源とそれらの製造方法並びにそれらを使用した画像表示装置及びその製造方法が開示され、低電圧駆動で大電流を安定に得ることが可能な電子放出素子及びその製造方法を提供するために、電子放出素子が、導電層と、該導電層に、その一部を埋没させるように固着された、電子放出部として機能する繊維状物体(例えばカーボン系材料やカーボンナノチューブ)と、を少なくとも備えている。また、この電子放出素子は、例えば、基板上に、導電性ペーストと繊維状物体との混合物を塗布する塗布工程と、該塗布した混合物の表面部に含まれる該導電性ペーストを選択的に除去して、該繊維状物体の一部を露出させる、除去工程と、を包含する製造方法によって、製造することができるものである。
さらに、特許文献8では、複数の電子放出物質の個体が基板に垂直な状態で存在することができる電子放出用複合粒子及びその製造方法、電子放出源及びその製造方法、電子放出用複合粒子を含む電子放出表示素子エミッタ形成用組成物が提案され、低い動作電圧で電子放出が始まって電子放出特性に優れた電子放出素子を提供するために、金属、酸化物及びセラミック物質からなる群より選択された少なくとも一種の物質からなるマトリクス粒子2と、マトリクス粒子2の内部に一部が埋っており、他部は表面に突出しているカーボン系物質の個体3と、を有することを特徴とする電子放出用複合粒子などが開示されている。
Patent Document 6 discloses a carbon ink, an electron-emitting device, a method for manufacturing the electron-emitting device, and an image display device. The image display device includes carbon particles having at least a six-membered ring, and includes an organic binder and a solvent. A carbon ink containing support particles that are made into a paste and support a part of the carbon particles is applied to a predetermined position of a conductor patterned on the substrate, and further fired. With this configuration, carbon ink and an electron-emitting device with high field emission efficiency and a manufacturing method thereof are provided in an inexpensive and mass-productive process called printing, and a good electron-emitting device is provided for use in an image display device. Further, the present invention provides a configuration of an image display device that has high image quality and high efficiency by using the electron-emitting device.
Further, Patent Document 7 discloses an electron-emitting device, an electron-emitting source, a manufacturing method thereof, an image display apparatus using the same, and a manufacturing method thereof, and an electron capable of stably obtaining a large current by driving at a low voltage. In order to provide an emission device and a method for manufacturing the emission device, the electron emission device includes a conductive layer, and a fibrous object (for example, carbon) that is fixed to the conductive layer so as to bury part of the conductive layer. System materials and carbon nanotubes). In addition, this electron-emitting device selectively removes the conductive paste contained in the surface portion of the applied mixture, for example, by applying a mixture of the conductive paste and the fibrous object on the substrate. Then, it can be manufactured by a manufacturing method including a removing step of exposing a part of the fibrous object.
Further, in Patent Document 8, an electron emission composite particle in which a plurality of individual electron emission materials can exist in a state perpendicular to the substrate, a manufacturing method thereof, an electron emission source and a manufacturing method thereof, and an electron emission composite particle are disclosed. A composition for forming an emitter of an electron emission display device is proposed and selected from the group consisting of a metal, an oxide and a ceramic material in order to provide an electron emission device having excellent electron emission characteristics when electron emission starts at a low operating voltage. And a matrix particle 2 made of at least one kind of substance, and an individual 3 of a carbon-based substance that is partially embedded in the matrix particle 2 and the other part protrudes on the surface. Release composite particles and the like are disclosed.

しかしながら、上記特許文献4〜7に示される、電子放出素子やその製造方法では、カーボンナノチューブなどのカーボン材料を導電性ペーストなどと共に、電極基板に塗布し、その塗布工程のみでは、カーボンナノチューブなどが横倒しとなり、或いはペースト中に埋没することになって、有効な電子放出素子が形成されない。そのため、さらに、除去工程などを採用することにより、カーボンナノチューブなどを露出させ、有効な電子放出素子を形成させている。
このような方法では、カーボンナノチューブなどの高さが不均一となり、その結果、電界放出型ディスプレイ(FED)の輝度バラツキの原因となったり、或いは高さが高いカーボンナノチューブなどに電界が集中することにより、そこから破壊されて劣化が早くなるという問題があった。
However, in the electron-emitting devices and the manufacturing methods thereof disclosed in Patent Documents 4 to 7, a carbon material such as carbon nanotubes is applied to an electrode substrate together with a conductive paste and the like, and carbon nanotubes and the like are formed only by the application process. An effective electron-emitting device is not formed because it is laid down or buried in the paste. Therefore, an effective electron-emitting device is formed by exposing the carbon nanotubes and the like by employing a removal process.
In such a method, the height of the carbon nanotubes and the like becomes uneven, and as a result, the luminance of the field emission display (FED) is varied, or the electric field is concentrated on the carbon nanotubes having a high height. Therefore, there was a problem that it was destroyed from there and accelerated deterioration.

特開平7−282715号公報JP-A-7-282715 特開2000−86217号公報JP 2000-86217 A 特開2004−277241号公報JP 2004-277241 A 特開2000−36243号公報JP 2000-36243 A 特開2000−90813号公報JP 2000-90813 A 特開2000−204304号公報JP 2000-204304 A 特開2000−208027号公報JP 2000-208027 A 特開2004−311407号公報JP 2004-311407 A

本発明の目的は、上記従来の電界放出型ディスプレイ(FED)用電子放出素子の問題点に鑑み、輝度バラツキと劣化速度を減少させることができる、均一な高さの電子放出素子及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、当該電子放出素子を用いて、高画質で効率も良い、さらに高解像度で耐久性のある電界放出型ディスプレイ(画像表示装置)を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a uniform height electron-emitting device capable of reducing luminance variation and deterioration rate, and a method for manufacturing the same, in view of the problems of the conventional electron-emitting device for field emission display (FED). Is to provide. Another object of the present invention is to provide a field emission display (image display device) that uses the electron-emitting device and has high image quality and efficiency, and high resolution and durability.

本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、カーボンナノチューブなどを付与した均一な直径の球状微粒子を作製し、その球状微粒子を導電性粘性溶液、例えば導電性ペーストと共に、電極上に塗布すると、従来の技術では、導電性ペーストなどの除去工程が必須であったが、塗布工程と乾燥工程のみで、均一な高さの電子放出素子を形成でき、その作製できた電子放出素子を用いて、電界放出型ディスプレイ(FED)に適用すると、輝度バラツキと劣化速度を減少させることができることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、完成するに至ったものである。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention produced spherical fine particles having a uniform diameter to which carbon nanotubes and the like were added, and the spherical fine particles were converted into a conductive viscous solution, for example, a conductive paste. At the same time, when applied on the electrode, the conventional technique required a process of removing the conductive paste or the like, but an electron-emitting device having a uniform height can be formed only by the application process and the drying process. The present inventors have found that, when the electron-emitting device is applied to a field emission display (FED), luminance variation and deterioration rate can be reduced. The present invention has been completed based on these findings.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)と、酸化ダイヤモンド微粒子(A)の表面に担持した遷移金属触媒(B)と、遷移金属触媒(B)から放射状に成長したナノ炭素材料(C)とから構成される球状微粒子(D)を、電極上に形設することを特徴とする電子放出素子が提供される。
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、遷移金属触媒(B)は、Ni又はCoであり、かつナノ炭素材料(C)は、カーボンナノチューブであることを特徴とする電子放出素子が提供される。
さらに、本発明の第3の発明によれば、第1の発明において、遷移金属触媒(B)は、Pdであり、かつナノ炭素材料(C)は、コイン積層型カーボンナノグラフアィトであることを特徴とする電子放出素子が提供される。
That is, according to the first aspect of the present invention, the oxidized diamond fine particles (A) whose surfaces are oxidized, the transition metal catalyst (B) supported on the surfaces of the oxidized diamond fine particles (A), and the transition metal catalyst (B An electron-emitting device characterized in that spherical fine particles (D) composed of a nanocarbon material (C) grown radially from (2) are formed on an electrode.
According to the second invention of the present invention, in the first invention, the transition metal catalyst (B) is Ni or Co, and the nanocarbon material (C) is a carbon nanotube. An electron-emitting device is provided.
Furthermore, according to the third invention of the present invention, in the first invention, the transition metal catalyst (B) is Pd, and the nanocarbon material (C) is a coin stacked carbon nanograph. An electron-emitting device is provided.

本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、球状微粒子(D)の直径は、1〜50μmであることを特徴とする電子放出素子が提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、球状微粒子(D)は、表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)の表面に遷移金属触媒(B)が担持されたダイヤモンド触媒微粒子を、炭化水素からなる気相中で浮遊させ且つ攪拌すると共にナノ炭素材料が合成される触媒反応温度に加熱し、前記ダイヤモンド触媒微粒子表面にナノ炭素材料を成長させ、形成されることを特徴とする電子放出素子が提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electron-emitting device according to any one of the first to third aspects, wherein the spherical fine particles (D) have a diameter of 1 to 50 μm.
According to the fifth invention of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, the spherical fine particles (D) are formed on the surface of the oxidized diamond fine particles (A) whose surface is oxidized by the transition metal catalyst (B). Is suspended in a gas phase composed of hydrocarbons and stirred, and heated to a catalytic reaction temperature at which the nanocarbon material is synthesized to grow the nanocarbon material on the surface of the diamond catalyst fine particle. An electron-emitting device is provided.

本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、球状微粒子(D)は、電極上に単層状で形設されることを特徴とする電子放出素子が提供される。
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明において、球状微粒子(D)は、電極上に導電性ペーストで固定されることを特徴とする電子放出素子が提供される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the electron-emitting device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the spherical fine particles (D) are formed in a single layer on the electrode. The
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the electron-emitting device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the spherical fine particles (D) are fixed on the electrode with a conductive paste. Provided.

一方、本発明の第8の発明によれば、表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)と、酸化ダイヤモンド微粒子(A)の表面に担持した遷移金属触媒(B)と、遷移金属触媒(B)から放射状に成長したナノ炭素材料(C)とから構成される球状微粒子(D)を含むことを特徴とする導電性インキ組成物が提供される。
また、本発明の第9の発明によれば、第8の発明において、球状微粒子(D)は、導電性ペーストに均一に分散してなることを特徴とする導電性インキ組成物が提供される。
On the other hand, according to the eighth aspect of the present invention, the oxidized diamond fine particles (A) whose surfaces are oxidized, the transition metal catalyst (B) supported on the surfaces of the oxidized diamond fine particles (A), and the transition metal catalyst (B A conductive ink composition comprising spherical fine particles (D) composed of a nanocarbon material (C) grown radially from (1).
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the conductive ink composition according to the eighth aspect, wherein the spherical fine particles (D) are uniformly dispersed in the conductive paste. .

本発明の第10の発明によれば、第8又は9の発明に係る導電性インキ組成物を、電極上に塗布する工程と、それを乾燥する工程を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法が提供される。
また、本発明の第11の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明に係る電子放出素子を具備してなる画像表示装置が提供される。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an electron-emitting device comprising a step of applying the conductive ink composition according to the eighth or ninth aspect of the invention onto an electrode and a step of drying the same. A manufacturing method is provided.
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image display device comprising the electron-emitting device according to any one of the first to seventh aspects.

本発明の電子放出素子及びその製造方法によれば、従来の技術では、電界放出型ディスプレイ(FED)の輝度バラツキの原因となったり、或いは高さが高いカーボンナノチューブなどに電界が集中することにより、そこから破壊されて劣化が早くなるという問題があったが、カーボンナノチューブなどのナノ炭素材料が放射状に形成された新規な球状微粒子(以下、本明細書中では、球状微粒子をその形態に因んで「マリモカーボン」と略称する場合がある)を電子放出源とすることにより、輝度バラツキと劣化速度を減少させる特性を有する電子放出素子を提供できるという効果がある。   According to the electron-emitting device and the method of manufacturing the same according to the present invention, in the conventional technology, the luminance variation of the field emission display (FED) is caused, or the electric field is concentrated on the carbon nanotube having a high height. However, there was a problem that the material was destroyed and the deterioration was accelerated. However, novel spherical fine particles in which nanocarbon materials such as carbon nanotubes were formed in a radial pattern (hereinafter referred to as spherical fine particles depending on the form thereof). Therefore, there is an effect that it is possible to provide an electron-emitting device having characteristics of reducing luminance variation and deterioration rate.

以下、本発明の電子放出素子及びその製造方法などについて、項目毎に、詳細に説明する。
本発明の電子放出素子は、表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)と、酸化ダイヤモンド微粒子の表面に担持した遷移金属触媒(B)と、遷移金属触媒から放射状に成長したナノ炭素材料(C)とからなる球状微粒子(D)を、所定の電極上に、形設したことを特徴とするものである。
Hereinafter, the electron-emitting device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail for each item.
The electron-emitting device of the present invention comprises oxidized diamond fine particles (A) having an oxidized surface, a transition metal catalyst (B) supported on the surface of the oxidized diamond fine particles, and a nanocarbon material (C) radially grown from the transition metal catalyst. The spherical fine particles (D) are formed on a predetermined electrode.

1.球状微粒子(マリモカーボン)(D)の作製方法
球状微粒子(D)、すなわちマリモカーボンの詳細な製造方法や製造装置は、前述したように、特願2004−153129号に記載されている。以下簡単に説明する。
製造装置として、流動気相合成装置を用い、そのマリモカーボン製造装置は、ダイヤモンド触媒微粒子を包含する垂直に配設された反応槽と、その反応槽の下部及び上部にそれぞれ設けられた炭化水素からなるガスを導入する導入口と、ガスを排出する排出口と、反応槽を取り囲んで配設される加熱装置と、ダイヤモンド触媒粒子は通過させずにガスは通過させるフィルターとから構成される。また、炭化水素からなるガスに、反応補助ガスや希釈ガスを混合するための混合装置を有しても良い。
1. Method for Producing Spherical Fine Particles (Marimo Carbon) (D) As described above, the detailed production method and production apparatus for spherical fine particles (D), that is, marimo carbon, are described in Japanese Patent Application No. 2004-153129. This will be briefly described below.
As the production apparatus, a fluidized gas phase synthesis apparatus is used, and the marimocarbon production apparatus is composed of a vertically disposed reaction tank containing diamond catalyst fine particles and hydrocarbons provided at the lower and upper parts of the reaction tank, respectively. An inlet for introducing the gas, a discharge outlet for discharging the gas, a heating device disposed so as to surround the reaction tank, and a filter that allows the gas to pass without passing through the diamond catalyst particles. Moreover, you may have a mixing apparatus for mixing reaction auxiliary gas and dilution gas with the gas which consists of hydrocarbons.

上記の流動気相合成装置を用いて、マリモカーボンを製造するには、以下のように行う。表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子の表面を遷移金属触媒で担持したダイヤモンド触媒微粒子を、フィルター上に配置する。尚、このダイヤモンド触媒微粒子の製造方法については、特許文献3を参照されたい。
原料となる炭化水素は、炭素数が1〜30の炭化水素であり、メタン、エタン、プロパンなどの飽和炭化水素のほか、エチレンやアセチレンなどの不飽和炭化水素も含んでも良い。
また、原料の炭化水素は、単独で触媒上に導いて反応させてもよく、キャリアガスとともに触媒上に導いて反応させてもよい。そのようなキャリアガスとしては、水素、一酸化炭素といった還元性ガスや、それらの還元性ガスに窒素などの不活性なガスを混合したガスを用いることができる。
In order to produce marimocarbon using the above fluidized gas phase synthesizer, the following process is performed. Diamond catalyst fine particles in which the surface of oxidized diamond fine particles whose surfaces are oxidized are supported by a transition metal catalyst are arranged on a filter. For the method for producing the diamond catalyst fine particles, see Patent Document 3.
The hydrocarbon as a raw material is a hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms, and may include unsaturated hydrocarbons such as ethylene and acetylene in addition to saturated hydrocarbons such as methane, ethane and propane.
In addition, the raw material hydrocarbon may be introduced and reacted alone on the catalyst, or may be introduced and reacted together with the carrier gas on the catalyst. As such a carrier gas, a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide, or a gas obtained by mixing an inert gas such as nitrogen with the reducing gas can be used.

炭化水素からなるガスを導入口から所定の流量で導入すると共に、排出口から排出する。ガスの所定の流量は、ダイヤモンド触媒微粒子が反応槽中で浮遊し且つ攪拌される状態となる流量であり、反応槽が溶融石英製であれば肉眼でその状態を確認ことにより流量を設定する。ダイヤモンド微粒子の粒径は、500nm以下であれば良く、大きすぎると浮遊し難くなる。温度は、触媒としてNi、Cr又はPd、及び炭化水素ガスとしてメタンを用いた場合には、400〜600℃の範囲が好ましい。また、所定の温度で浮遊させ且つ攪拌させる時間に比例して、生成するマリモカーボンの粒径が大きくなるので、使用目的に応じて反応時間を設定すれば良い。本発明の電子放出素子の場合では、マリモカーボン、即ち球状微粒子(D)の直径は、1〜50μmが好ましく、反応時間としては3時間が好適である。
尚、市販のダイヤモンド表面は完全に炭素のみでなく、酸素などが付いている。そこで、ダイヤモンド表面を均一化するために所定の条件で酸化すると、「酸化ダイヤモンド」が生成する。見かけ上、酸化ダイヤモンドは最初の市販品と余り変わりがないが、一定の処理を施しているので、市販品のロットなどの影響を受けないで本発明における触媒担体として最適なダイヤモンドを調製することができる。本発明における担体としての「ダイヤモンド」は、このように処理を施した「酸化ダイヤモンド」を含む意味で使用している。
A gas composed of hydrocarbons is introduced at a predetermined flow rate from the inlet and discharged from the outlet. The predetermined flow rate of the gas is a flow rate at which the diamond catalyst fine particles float in the reaction vessel and is stirred. If the reaction vessel is made of fused silica, the flow rate is set by checking the state with the naked eye. The particle diameter of the diamond fine particles may be 500 nm or less, and if it is too large, it is difficult to float. The temperature is preferably in the range of 400 to 600 ° C. when Ni, Cr or Pd is used as the catalyst and methane is used as the hydrocarbon gas. Moreover, since the particle diameter of the produced marimocarbon increases in proportion to the time of floating and stirring at a predetermined temperature, the reaction time may be set according to the purpose of use. In the case of the electron-emitting device of the present invention, the diameter of marimocarbon, that is, the spherical fine particles (D) is preferably 1 to 50 μm, and the reaction time is preferably 3 hours.
The commercially available diamond surface is not only completely carbon but also oxygen and the like. Accordingly, when oxidized under a predetermined condition to make the diamond surface uniform, “oxidized diamond” is generated. Apparently, the diamond oxide is not much different from the first commercially available product, but since it has been treated to a certain degree, it is not affected by the lot of the commercial product, and the optimum diamond is prepared as a catalyst support in the present invention. Can do. “Diamond” as a carrier in the present invention is used to include “diamond diamond” that has been treated in this manner.

遷移金属としてNi又はCoを選択すれば、マリモカーボンを構成するナノ炭素材料はカーボンナノチューブとなり、Pdを選択すれば、マリモカーボンを構成するナノ炭素材料はコイン積層型カーボンナノグラファイトとなるので、使用目的に応じて遷移金属を設定すれば良い。本発明の電子放出素子の場合では、Niが好適である。   If Ni or Co is selected as the transition metal, the nanocarbon material constituting marimocarbon becomes carbon nanotubes, and if Pd is chosen, the nanocarbon material constituting marimocarbon becomes coin-stacked carbon nanographite. What is necessary is just to set a transition metal according to the objective. In the case of the electron-emitting device of the present invention, Ni is preferred.

この方法によれば、ダイヤモンド触媒微粒子が反応槽中で浮遊し且つ攪拌されるので、ダイヤモンド触媒微粒子の全表面に亘って長さの等しいナノ炭素材料が放射状に成長し、図1に示されるような、マリモ状の微粒子が得られる。   According to this method, since the diamond catalyst fine particles are suspended and stirred in the reaction vessel, nanocarbon materials having the same length grow radially over the entire surface of the diamond catalyst fine particles, as shown in FIG. The marimo-like fine particles are obtained.

2.電子放出素子及びその製造方法
本発明の電子放出素子は、導電性粘性溶液に上記の球状微粒子(マリモカーボン)を均一に分散した導電性インキ組成物を、電極上に塗布すること、すなわち塗布工程により、製造される。
2. Electron-emitting device and method for producing the same The electron-emitting device of the present invention is obtained by applying a conductive ink composition in which the above spherical fine particles (marimocarbon) are uniformly dispersed in a conductive viscous solution, that is, a coating step. Is manufactured.

先ず、電極は、導電ペーストを、厚膜技術を利用して、例えばガラス基板などの基板に成膜し、作製する。その導電ペーストは、高粘度のITO(Indium Tin Oxide)からなることが好ましい。あるいは、金属材料、例えばアルミニウム、又はクロムからなるようにしてもよい。厚膜技術は、スクリーン印刷法やスラリー法等を用いることができる。特に、導電ペーストがITOからなる場合、ITOの導電ペーストは、一定の比率以上の固形成分を含むことが好ましい。この時、印刷に適合した導電ペーストは、粘度が1万〜10万cpsの範囲であり、導電ペースト内の固形成分が10〜80重量%に存在することが好ましい。
スクリーン印刷法は、スキージやゴムローラーを利用してスクリーンメッシュの網目を通して、導電ペーストを被印刷体(基板)に押し出して印刷する方法である。これは設備が簡単でパターンを形成する製版過程が比較的容易であるので、いろんな分野の印刷に広く用いられている。
導電ペーストのスクリーン印刷は、基板とスクリーンメッシュとをスクリーン印刷器に固定させ、スキージを利用して導電ペーストを基板に印刷する過程からなる。
First, an electrode is produced by forming a conductive paste on a substrate such as a glass substrate using a thick film technique. The conductive paste is preferably made of highly viscous ITO (Indium Tin Oxide). Alternatively, it may be made of a metal material such as aluminum or chromium. As the thick film technology, a screen printing method, a slurry method, or the like can be used. In particular, when the conductive paste is made of ITO, the conductive paste of ITO preferably contains a solid component at a certain ratio or more. At this time, the conductive paste suitable for printing has a viscosity in the range of 10,000 to 100,000 cps, and the solid component in the conductive paste is preferably present at 10 to 80% by weight.
The screen printing method is a method in which a conductive paste is extruded onto a substrate (substrate) to be printed through a mesh of screen mesh using a squeegee or a rubber roller. Since this is simple and the plate making process for forming a pattern is relatively easy, it is widely used for printing in various fields.
The screen printing of the conductive paste includes a process of fixing the substrate and the screen mesh to a screen printer and printing the conductive paste on the substrate using a squeegee.

次に、前記形成された電極上に、導電性インキ組成物を塗布する。導電性インキ組成物は、導電性粘性溶液、例えば銀ペーストに、前記の球状微粒子(マリモカーボン)を均一に分散したものである。この導電性インキ組成物は、好ましくは、前記のスクリーン印刷法またはスラリー法によって、電極の上側に塗布され、成膜される。
従来の技術では、電子放出素子の製造方法としては、
(i)基板上にカソード電極を形成する工程と、
(ii)前記カソード電極上に導電性物質が混合された導電層を形成する工程と、
(iii)前記導電層を酸によるエッチングなどを行い前記導電層内の導電物質を露出し電子放出部を形成する工程と、からなることを特徴としたものが多く、エミッタを形成する時、電子放出作用をするナノ炭素材料、例えばカーボンナノチューブ(CNT)をエミッタの表面に露出させるために、導電性ペーストなどの除去工程が必須であったが、本発明では、球状微粒子(マリモカーボン)の高さが一定のため、塗布工程と乾燥工程のみで、電子放出作用をするナノ炭素材料、例えばカーボンナノチューブ(CNT)がエミッタの表面に露出でき、均一な高さの電子放出素子を形成できる。
Next, a conductive ink composition is applied on the formed electrode. The conductive ink composition is obtained by uniformly dispersing the spherical fine particles (marimocarbon) in a conductive viscous solution such as a silver paste. The conductive ink composition is preferably applied to the upper side of the electrode and formed into a film by the screen printing method or the slurry method.
In the prior art, as a method for manufacturing an electron-emitting device,
(I) forming a cathode electrode on the substrate;
(Ii) forming a conductive layer mixed with a conductive material on the cathode electrode;
And (iii) a step of etching the conductive layer with an acid to expose a conductive substance in the conductive layer to form an electron emission portion, and in many cases, an electron is formed when an emitter is formed. In order to expose a nanocarbon material that emits, for example, carbon nanotubes (CNT), on the surface of the emitter, a removal step of a conductive paste or the like was essential. Since the thickness is constant, only the coating process and the drying process can expose a nanocarbon material having an electron emission action, such as carbon nanotubes (CNT), on the surface of the emitter, thereby forming an electron-emitting device having a uniform height.

導電性粘性溶液は、導電性ペーストが好ましく、特に銀ペーストが好ましく、導電性インキ組成物の組成比は、球状微粒子(マリモカーボン)を1とした場合に、0.5〜0.8の銀と、2〜20のバインダーとからなることが好ましい。   The conductive viscous solution is preferably a conductive paste, particularly preferably a silver paste, and the composition ratio of the conductive ink composition is 0.5 to 0.8 silver when spherical fine particles (marimocarbon) are set to 1. And 2 to 20 binders.

3.電界放出型ディスプレイ(FED)
本発明に係る電界放出型ディスプレイ(FED)は、上記の本発明の電子放出素子を用いて、作製することができる。その電界放出型ディスプレイ(FED)の構成は、図3に示すように、上下2枚の基板(絶縁体)(6,12)で真空容器をつくり、その容器内の下面に、電子放出源であるエミッタ、陰極(カソード)(8)、ケート電極(9)を設け、一方、上面に電子が到達するための陽極(アノード)(10)、発光蛍光体(11)が設けられている。そのエミッタに、上記本発明の電子放出素子が用いられる。この電子放出素子から放出される電子で蛍光体層を発光させ画像を形成する画像表示装置となる。
従来のものでは、先鋭で均一な先端形状を再現性良く作製することが困難であり、エミッタの破壊などの課題があったが、本発明では、比較的に低電圧で電子放出が得られる本発明の電子放出素子を、エミッタとして適用することにより、電界放出型ディスプレイ(FED)は、表示特性が良く、輝度バラツキと劣化速度を減少させることができる。
3. Field emission display (FED)
A field emission display (FED) according to the present invention can be manufactured using the electron-emitting device of the present invention. As shown in FIG. 3, the field emission display (FED) is constructed by forming a vacuum vessel with two substrates (insulators) (6, 12) on the upper and lower sides, and using an electron emission source on the lower surface in the vessel. An emitter, a cathode (cathode) (8), and a Kate electrode (9) are provided. On the other hand, an anode (anode) (10) and a light emitting phosphor (11) for electrons to reach the upper surface are provided. The emitter of the present invention is used for the emitter. An image display device forms an image by emitting light from the phosphor layer with electrons emitted from the electron-emitting device.
Conventionally, it was difficult to produce a sharp and uniform tip shape with good reproducibility, and there were problems such as destruction of the emitter. However, in the present invention, the electron emission can be obtained at a relatively low voltage. By applying the electron-emitting device of the invention as an emitter, a field emission display (FED) has good display characteristics and can reduce luminance variation and deterioration rate.

以下に、本発明の実施例及び比較例によって、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples.

[実施例1]:球状微粒子(マリモカーボン)と、電子放出素子の作製
先ず、500nm以下の粒径の市販のダイヤモンド粉末を使用し、特許文献3の方法に従って、Ni、Co、又はPdを含浸担持したダイヤモンド触媒微粒子をそれぞれ作製した。ダイヤモンド触媒微粒子を1〜5g、メタンガス流量を50〜200ml/分、反応温度を400〜600℃で、流動気相合成装置を用いて、図1に示すような、球状微粒子(マリモカーボン)を作製した。ダイヤモンド触媒微粒子(1)を核として、ナノサイズの径を有するナノ繊維(2)が放射状に成長している。
[Example 1]: Production of spherical fine particles (marimocarbon) and electron-emitting device First, commercially available diamond powder having a particle size of 500 nm or less was used, and Ni, Co, or Pd was impregnated according to the method of Patent Document 3. Each supported diamond catalyst fine particle was prepared. 1-5 g of diamond catalyst fine particles, a flow rate of methane gas of 50-200 ml / min, a reaction temperature of 400-600 ° C., and using a fluidized gas phase synthesizer, spherical fine particles (marimocarbon) as shown in FIG. 1 are produced. did. With the diamond catalyst fine particles (1) as the core, nanofibers (2) having a nano-sized diameter grow radially.

次に、上記でNiを含浸担持したダイヤモンド触媒微粒子を用いて作製した球状微粒子(マリモカーボン)を、導電性ペーストに均一に分散し、導電性インキ組成物を作製した。この導電性インキ組成物をガラス上に形成したITO電極上に塗布し、乾燥させ、電子放出素子(図2参照)を作製した。同様に、Co又はPdを含浸担持したダイヤモンド触媒微粒子を用いて作製した球状微粒子(マリモカーボン)を用いた導電性インキ組成物を作製し、同様の手順で電子放出素子を作製した。   Next, the spherical fine particles (marimocarbon) prepared using the diamond catalyst fine particles impregnated and supported with Ni were uniformly dispersed in the conductive paste to prepare a conductive ink composition. This conductive ink composition was applied onto an ITO electrode formed on glass and dried to produce an electron-emitting device (see FIG. 2). Similarly, a conductive ink composition using spherical fine particles (marimocarbon) produced using diamond catalyst fine particles impregnated and supported with Co or Pd was produced, and an electron-emitting device was produced according to the same procedure.

上記で作製した電子放出素子を、電界放出型デイスプレイ(FED)の陰極のエミツタとして用いた(図3参照)。FEDの冷陰極として、真空中で蛍光体を塗布した陽極に対向して配置され、電圧が印加されることで、真空中に電子が引き出されて加速されて蛍光体に衝突して励起発光できた。   The electron-emitting device fabricated as described above was used as an emitter of a field emission display (FED) cathode (see FIG. 3). As a cold cathode of FED, it is placed facing the anode coated with phosphor in vacuum, and when voltage is applied, electrons are drawn out in the vacuum and accelerated to collide with the phosphor and excited light can be emitted. It was.

本発明の電子放出素子は、輝度バラツキと劣化速度を減少させるという優れた機能を有するので、FED、撮像装置、電子ビーム装置、マイクロ波進行波管、照明装置、有機発光装置、電気化学装置のキーデバイスとして適用できる可能性が高い。   Since the electron-emitting device of the present invention has an excellent function of reducing luminance variation and deterioration rate, it can be used for FED, imaging device, electron beam device, microwave traveling wave tube, lighting device, organic light emitting device, and electrochemical device. It is likely to be applicable as a key device.

本発明に係る球状微粒子(マリモカーボン)の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the spherical fine particle (marimo carbon) based on this invention. 本発明の電子放出素子を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the electron-emitting device of this invention. 本発明に係る電界放出型ディスプレイを説明する図である。It is a figure explaining the field emission display which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 遷移金属担持ダイヤモンド
2 ナノ炭素材料、例えばカーボンナノチューブ(CNT)
3 導電性ペースト
4 電極
5 遷移金属触媒
6 基板、例えばガラス基板
7 球状微粒子
8 陰極
9 ゲート電極
10 陽極
11 蛍光体
12 絶縁体
13 電子
14 ゲート電圧
15 陽極電圧
1 transition metal-supported diamond 2 nanocarbon material such as carbon nanotube (CNT)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Conductive paste 4 Electrode 5 Transition metal catalyst 6 Substrate, for example, glass substrate 7 Spherical fine particle 8 Cathode 9 Gate electrode 10 Anode 11 Phosphor 12 Insulator 13 Electron 14 Gate voltage 15 Anode voltage

Claims (11)

表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)と、酸化ダイヤモンド微粒子(A)の表面に担持した遷移金属触媒(B)と、遷移金属触媒(B)から放射状に成長したナノ炭素材料(C)とから構成される球状微粒子(D)を、電極上に形設することを特徴とする電子放出素子。   Oxidized diamond fine particles (A) having an oxidized surface, a transition metal catalyst (B) supported on the surface of the oxidized diamond fine particles (A), a nanocarbon material (C) radially grown from the transition metal catalyst (B), An electron-emitting device characterized by forming spherical fine particles (D) comprising: 遷移金属触媒(B)は、Ni又はCoであり、かつナノ炭素材料(C)は、カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項1に記載の電子放出素子。   The electron-emitting device according to claim 1, wherein the transition metal catalyst (B) is Ni or Co, and the nanocarbon material (C) is a carbon nanotube. 遷移金属触媒(B)は、Pdであり、かつナノ炭素材料(C)は、コイン積層型カーボンナノグラフアィトであることを特徴とする請求項1に記載の電子放出素子。   The electron-emitting device according to claim 1, wherein the transition metal catalyst (B) is Pd, and the nanocarbon material (C) is a coin-laminated carbon nanographite. 球状微粒子(D)の直径は、1〜50μm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素子。   The electron-emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the spherical fine particles (D) have a diameter of 1 to 50 µm. 球状微粒子(D)は、表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)の表面に遷移金属触媒(B)が担持されたダイヤモンド触媒微粒子を、炭化水素からなる気相中で浮遊させ且つ攪拌すると共にナノ炭素材料が合成される触媒反応温度に加熱し、前記ダイヤモンド触媒微粒子表面にナノ炭素材料を成長させ、形成され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素子。   The spherical fine particles (D) are obtained by suspending and stirring the diamond catalyst fine particles in which the transition metal catalyst (B) is supported on the surface of the oxidized diamond fine particles (A) whose surfaces are oxidized in a gas phase composed of hydrocarbons. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the electron-emitting device is formed by heating to a catalytic reaction temperature at which the nanocarbon material is synthesized and growing the nanocarbon material on the surface of the diamond catalyst fine particles. 球状微粒子(D)は、電極上に単層状で形設される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素子。   6. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the spherical fine particles (D) are formed in a single layer on the electrode. 球状微粒子(D)は、電極上に導電性ペーストで固定される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素子。   The electron-emitting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the spherical fine particles (D) are fixed on the electrode with a conductive paste. 表面が酸化された酸化ダイヤモンド微粒子(A)と、酸化ダイヤモンド微粒子(A)の表面に担持した遷移金属触媒(B)と、遷移金属触媒(B)から放射状に成長したナノ炭素材料(C)とから構成される球状微粒子(D)を含むことを特徴とする導電性インキ組成物。   Oxidized diamond fine particles (A) having an oxidized surface, a transition metal catalyst (B) supported on the surface of the oxidized diamond fine particles (A), a nanocarbon material (C) radially grown from the transition metal catalyst (B), A conductive ink composition comprising spherical fine particles (D) comprising: 球状微粒子(D)は、導電性ペーストに均一に分散してなることを特徴とする請求項8に記載の導電性インキ組成物。   The conductive ink composition according to claim 8, wherein the spherical fine particles (D) are uniformly dispersed in the conductive paste. 請求項8又は9に記載の導電性インキ組成物を、電極上に塗布する工程と、それを乾燥する工程を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。   A method for producing an electron-emitting device, comprising: a step of applying the conductive ink composition according to claim 8 or 9 on an electrode; and a step of drying the conductive ink composition. 請求項1〜7のいずれかに記載の電子放出素子を具備してなる画像表示装置。   An image display device comprising the electron-emitting device according to claim 1.
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