JP2012195112A - Field emission light-emitting device, manufacturing method of field emission light-emitting device, and light-emitting device - Google Patents

Field emission light-emitting device, manufacturing method of field emission light-emitting device, and light-emitting device Download PDF

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亮太 弓削
Kiyohiko Toyama
清彦 當山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field emission light-emitting device in which the loss of radiation light emitted from a phosphor can be reduced with a simple structure.SOLUTION: A field emission light-emitting device 10 comprises an anode substrate 1 having a substrate surface on which an anode electrode 2 is arranged, and a cathode substrate 6 having a substrate surface on which a cathode electrode 3 is arranged. The anode substrate 1 and the cathode substrate 6 are arranged so that the substrate surfaces face each other, and the anode substrate 1 further includes a plurality of phosphor layers 4. The plurality of phosphor layers 4 are arranged at a distance from each other at least one of between the anode substrate 1 and the anode electrode 2 and on the anode electrode 2. The cathode substrate 6 further includes an emitter 5 arranged on the cathode electrode 3. The cathode electrode 3 has light reflectivity and the emitter 5 has optical transparency.

Description

本発明は、電界放出発光装置、電界放出発光装置の製造方法および発光デバイスに関する。   The present invention relates to a field emission light-emitting device, a method for manufacturing a field emission light-emitting device, and a light-emitting device.

白熱電球、蛍光灯等に代わる次世代の照明として、電子線励起型の照明が注目され、盛んに開発されている。前記電子線励起型の照明(電界放出発光装置)では、真空中で電子放出源から電子を放出させ、この電子により蛍光体を励起することで、光を取り出す。前記電子放出源の材料には、例えば、カーボンナノチューブ(CNT)等の、アスペクト比および導電性が高く、機械的にも強靭なものが使用されている(例えば、特許文献1および2参照)。   As a next-generation illumination that can replace incandescent bulbs, fluorescent lamps, etc., electron beam excitation illumination has attracted attention and has been actively developed. In the electron beam excitation type illumination (field emission light emitting device), electrons are emitted from an electron emission source in a vacuum, and phosphors are excited by the electrons, thereby extracting light. As the material of the electron emission source, for example, a carbon nanotube (CNT) or the like having a high aspect ratio and high electrical conductivity and mechanically strong is used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

電界放出発光装置は、蛍光体が設けられたアノードと、電子放出源が設けられたカソードとが対面して配置された構造が一般的である。そして、蛍光体の励起により発生した光が、前記アノードのガラス基板等を透過して外部に放射される。しかしながら、この一般的な構造の電子線励起型の照明では、前記蛍光体から発せられた光のうち、前記カソード側に放射された光は、損失となるため、発光効率が低いという問題がある。   A field emission light-emitting device generally has a structure in which an anode provided with a phosphor and a cathode provided with an electron emission source are arranged facing each other. The light generated by the excitation of the phosphor is transmitted through the glass substrate of the anode and emitted to the outside. However, the electron beam excitation illumination of this general structure has a problem that the light emitted from the phosphor is radiated to the cathode side, resulting in a loss of light emission efficiency. .

そこで、この問題を解決するために、種々の電界放出発光装置が提案されている(例えば、特許文献3〜5)。   In order to solve this problem, various field emission light emitting devices have been proposed (for example, Patent Documents 3 to 5).

特許文献3には、カソードの電子放出源とアノードの蛍光体との間に、電子放出源に印加する電界を制御するゲート電極を形成し、そのゲート電極の蛍光体側に反射面を設けられた電界放出発光装置が開示されている。   In Patent Document 3, a gate electrode for controlling an electric field applied to the electron emission source is formed between the cathode electron emission source and the anode phosphor, and a reflection surface is provided on the phosphor side of the gate electrode. A field emission light emitting device is disclosed.

特許文献4には、カソードの電子放出源が形成されている面において、電子放出素子が形成されていない部分に、光反射膜が形成された電界放出発光装置が開示されている。   Patent Document 4 discloses a field emission light-emitting device in which a light reflection film is formed on a portion where an electron-emitting device is not formed on a surface where an electron emission source of a cathode is formed.

特許文献5には、膜厚が10μm以下で、光透過率が50%以上のエミッタと、カソードのエミッタが設けられている側とは反対側の面に反射鏡が設けられた電界放出発光装置が開示されている。この装置によれば、蛍光体から発生された光のうち、エミッタを透過した光を、反射鏡により反射させてアノード側に取り出している。   Patent Document 5 discloses a field emission light emitting device in which an emitter having a film thickness of 10 μm or less and a light transmittance of 50% or more and a reflecting mirror on a surface opposite to a side where a cathode emitter is provided are provided. Is disclosed. According to this apparatus, out of the light generated from the phosphor, the light transmitted through the emitter is reflected by the reflecting mirror and taken out to the anode side.

特許第3595233号Japanese Patent No. 3595233 特許第4354432号Japanese Patent No. 4354432 特許第4347343号Japanese Patent No. 4347343 特開2006−278319号公報JP 2006-278319 A 特開2006−278226号公報JP 2006-278226 A

しかしながら、前記特許文献3に記載の電界放出発光装置は、ゲート電極がカソードとアノードとの間に設けられ、そのゲート電極の蛍光体側に反射面が設けられているため、構造および製造工程が複雑でコストがかかる。しかも、蛍光体から発せられた光のうち、電子放出源に到達した光は、電子放出源に吸収等されてしまうため、放射光の損失を低減するのは困難であった。   However, the field emission light-emitting device described in Patent Document 3 has a complicated structure and manufacturing process because the gate electrode is provided between the cathode and the anode, and the reflective surface is provided on the phosphor side of the gate electrode. Cost. In addition, of the light emitted from the phosphor, the light that reaches the electron emission source is absorbed by the electron emission source, and thus it is difficult to reduce the loss of the emitted light.

また、前記特許文献4に記載の電界放出発光装置は、電子放出素子が形成されていない部分に、光反射膜を形成したのみであるため、構造は単純である。しかしながら、蛍光体から発せられた光のうち、電子放出素子に到達した光は、電子放出素子に吸収等されてしまうため、放射光の損失を低減するのは困難であった。   In addition, the field emission light emitting device described in Patent Document 4 has a simple structure because a light reflection film is only formed on a portion where no electron-emitting device is formed. However, of the light emitted from the phosphor, the light that reaches the electron-emitting device is absorbed by the electron-emitting device, so that it is difficult to reduce the loss of emitted light.

また、前記特許文献5に記載の電界放出発光装置は、カソードのエミッタが設けられている側とは反対側の面に反射鏡が設けられているため、構造および製造工程が複雑であるのみならず、装置全体の厚みが大きくなり、実用的でない。   The field emission light-emitting device described in Patent Document 5 is provided with a reflecting mirror on the side opposite to the side where the cathode emitter is provided, so that the structure and the manufacturing process are only complicated. Therefore, the thickness of the entire apparatus becomes large, which is not practical.

そこで、本発明は、単純な構造で、蛍光体から発せられた放射光の損失を低減できる電界放出発光装置、電界放出発光装置の製造方法および発光デバイスの提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a field emission light-emitting device, a method for manufacturing the field emission light-emitting device, and a light-emitting device that have a simple structure and can reduce loss of emitted light emitted from a phosphor.

前記目的を達成するために、本発明の電界放出発光装置は、
アノード電極が基板面に配置されたアノード基板と、
カソード電極が基板面に配置されたカソード基板とを有し、
前記アノード基板および前記カソード基板は、前記基板面が互いに対面して配置され、
前記アノード基板は、さらに、複数の蛍光体層を含み、
前記複数の蛍光体層は、前記アノード基板と前記アノード電極との間、および、前記アノード電極上の少なくとも一方に、互いに間隔を置いて配置され、
前記カソード基板は、さらに、エミッタを含み、
前記エミッタは、前記カソード電極上に配置され、
前記カソード電極が、光反射性を有し、
前記エミッタが、光透過性を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the field emission light emitting device of the present invention comprises:
An anode substrate having an anode electrode disposed on the substrate surface;
A cathode substrate having a cathode electrode disposed on the substrate surface;
The anode substrate and the cathode substrate are arranged such that the substrate surfaces face each other,
The anode substrate further includes a plurality of phosphor layers,
The plurality of phosphor layers are disposed between the anode substrate and the anode electrode and at least one on the anode electrode, spaced apart from each other,
The cathode substrate further includes an emitter,
The emitter is disposed on the cathode electrode;
The cathode electrode has light reflectivity;
The emitter is light transmissive.

また、本発明による、前記本発明の電界放出発光装置の製造方法は、
アノード電極が基板面に形成されたアノード基板を提供するアノード基板提供工程と、
光反射性を有するカソード電極が基板面に形成されたカソード基板を提供するカソード基板提供工程と、
前記アノード基板と前記アノード電極との間、および、前記アノード電極上の少なくとも一方に、複数の蛍光体層を、互いに間隔を置いて形成する蛍光体層形成工程と、
前記カソード電極上に、光透過性を有するエミッタを形成するエミッタ形成工程と、
前記アノード基板および前記カソード基板を、前記基板面が互いに対面するように配置する基板配置工程とを含むことを特徴とする。
Further, according to the present invention, a method for manufacturing the field emission light-emitting device of the present invention includes
An anode substrate providing step of providing an anode substrate having an anode electrode formed on the substrate surface;
A cathode substrate providing step of providing a cathode substrate in which a cathode electrode having light reflectivity is formed on the substrate surface;
A phosphor layer forming step of forming a plurality of phosphor layers at intervals between at least one of the anode substrate and the anode electrode and on the anode electrode;
Forming an emitter having optical transparency on the cathode electrode; and
A substrate disposing step of disposing the anode substrate and the cathode substrate so that the substrate surfaces face each other.

また、本発明の発光デバイスは、前記本発明の電界放出発光装置を含むことを特徴とする。   The light emitting device of the present invention includes the field emission light emitting device of the present invention.

本発明によれば、単純な構造で、蛍光体から発せられた放射光の損失を低減できる電界放出発光装置、電界放出発光装置の製造方法および発光デバイスを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a field emission light-emitting device, a method for manufacturing a field emission light-emitting device, and a light-emitting device that can reduce the loss of radiation emitted from a phosphor with a simple structure.

図1は、本発明の電界放出発光装置の一例(実施形態1)の構成の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of the configuration of an example (Embodiment 1) of a field emission light-emitting device of the present invention. 図2は、前記実施形態1における、各構成部材を模式的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing each constituent member in the first embodiment. 図3は、本発明の実施例における、ピーリング回数とエミッタの厚みとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of peelings and the thickness of the emitter in the example of the present invention. 図4は、本発明の実施例における、ピーリング後のエミッタを示す写真である。FIG. 4 is a photograph showing an emitter after peeling in an example of the present invention. 図5は、本発明の実施例における、エミッタの厚さと発光特性との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of the emitter and the light emission characteristics in the example of the present invention. 図6は、本発明の実施例における、蛍光体層の発光状態を示す写真である。FIG. 6 is a photograph showing the light emission state of the phosphor layer in the example of the present invention. 図7は、前記実施形態1におけるその他の例の構成の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the configuration of another example in the first embodiment.

本発明において、前記「基板面に」は、特に断らない限り、前記基板面に直接接触している状態に限定されず、間に他の構成要素等が存在し、直接接触していない状態も含む。また、本発明において、前記アノード基板の前記「基板面」は、前記アノード基板の、前記カソード基板に対面する側の面であり、前記カソード基板の前記「基板面」は、前記カソード基板の、前記アノード基板と対面する側の面である。   In the present invention, the “to the substrate surface” is not limited to a state in which it is in direct contact with the substrate surface unless otherwise specified, and there may be other components and the like that are not in direct contact with each other. Including. In the present invention, the “substrate surface” of the anode substrate is a surface of the anode substrate facing the cathode substrate, and the “substrate surface” of the cathode substrate is the surface of the cathode substrate. It is a surface on the side facing the anode substrate.

本発明において、前記「上に」は、特に断らない限り、上面に直接接触している状態に限定されず、間に他の構成要素等が存在し、直接接触していない状態も含む。また、本発明において、前記「アノード電極上」は、前記アノード電極の、前記カソード基板に対面する側上であり、前記「カソード電極上」は、前記カソード電極の、前記アノード基板に対面する側上である。   In the present invention, the term “on” is not limited to the state of being in direct contact with the upper surface unless otherwise specified, and includes a state in which other components are present and not in direct contact with each other. Further, in the present invention, the “on the anode electrode” is a side of the anode electrode facing the cathode substrate, and the “on the cathode electrode” is a side of the cathode electrode facing the anode substrate. Above.

本発明において、前記蛍光体層および前記エミッタの「サイズ」は、例えば、前記蛍光体層および前記エミッタの平面形状の面積、または、前記平面形状における辺の長さを意味する。前記辺の長さは、例えば、前記平面形状が、正方形の場合にはその一辺の長さ、正方形以外の矩形の場合にはその長辺または短辺の長さ、円形の場合にはその直径または半径の長さ、楕円形の場合には長径または短径の長さを意味する。   In the present invention, the “size” of the phosphor layer and the emitter means, for example, a planar area of the phosphor layer and the emitter, or a side length in the planar shape. The length of the side is, for example, the length of one side when the planar shape is a square, the length of the long side or the short side when it is a rectangle other than a square, and the diameter when it is a circle. Or the length of a radius, in the case of an ellipse, the length of a major axis or a minor axis.

本発明において、前記カソード基板、前記カソード電極および前記エミッタをあわせて、「カソード」ということがあり、前記アノード基板、前記アノード電極および前記蛍光体層をあわせて、「アノード」ということがある。   In the present invention, the cathode substrate, the cathode electrode, and the emitter may be collectively referred to as “cathode”, and the anode substrate, the anode electrode, and the phosphor layer may be collectively referred to as “anode”.

つぎに、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定されない。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by the following description.

[実施形態1]
本実施形態の電界放出発光装置は、平面型電界放出ランプの一例である。図1および図2に、本実施形態の電界放出発光装置の構成を示す。図1は、本実施形態の電界放出発光装置の一部を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態の電界放出発光装置の各構成部材を模式的に示す平面図である。図1および図2において、同一部分には、同一符号を付している。
[Embodiment 1]
The field emission light-emitting device of this embodiment is an example of a planar field emission lamp. 1 and 2 show the configuration of the field emission light-emitting device of this embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of the field emission light-emitting device of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view schematically showing each component of the field emission light-emitting device of the present embodiment. 1 and 2, the same parts are denoted by the same reference numerals.

(1)全体構成
図1および図2に示すように、本実施形態の電界放出発光装置10は、アノード基板1とカソード基板6とを有する。アノード基板1の基板面には、アノード電極2が形成されている。カソード基板6の基板面には、カソード電極3が形成されている。アノード基板1およびカソード基板6は、互いの基板面が対面して配置されている。アノード基板1は、さらに、複数の蛍光体層4を有し、アノード電極2上に、複数の蛍光体層4によりドットパターンが形成されている。カソード基板6は、さらに、複数のエミッタ5を有し、前記カソード電極3上に、複数のエミッタ5によりドットパターンが形成されている。本実施形態の電界放出発光装置10では、蛍光体層4の各ドットは、エミッタ5の各ドットと一対一で対応するように形成されており、さらに、アノード基板1の基板面に垂直な方向(図1において、上下方向)から見て、エミッタ5の各ドットが、蛍光体層4の各ドットの内側に形成され、かつ、蛍光体層4の各ドットは、エミッタ5の各ドットより大きく設定されている。本実施形態の電界放出発光装置10には、作動(発光)時にアノード基板1とカソード基板6との間を、例えば、真空に保つために、装置内部に、真空封止のための構造が設けられている。ただし、本発明は、前記構造により限定されない。なお、図1および図2では、説明の便宜上、前記構造の図示を省略している(以下、図7においても同様)。
(1) Overall Configuration As shown in FIGS. 1 and 2, the field emission light-emitting device 10 of this embodiment includes an anode substrate 1 and a cathode substrate 6. An anode electrode 2 is formed on the substrate surface of the anode substrate 1. A cathode electrode 3 is formed on the substrate surface of the cathode substrate 6. The anode substrate 1 and the cathode substrate 6 are disposed so that the substrate surfaces face each other. The anode substrate 1 further has a plurality of phosphor layers 4, and a dot pattern is formed on the anode electrode 2 by the plurality of phosphor layers 4. The cathode substrate 6 further includes a plurality of emitters 5, and a dot pattern is formed on the cathode electrode 3 by the plurality of emitters 5. In the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, each dot of the phosphor layer 4 is formed so as to correspond to each dot of the emitter 5 on a one-to-one basis, and further, in a direction perpendicular to the substrate surface of the anode substrate 1. When viewed from (in the vertical direction in FIG. 1), each dot of the emitter 5 is formed inside each dot of the phosphor layer 4, and each dot of the phosphor layer 4 is larger than each dot of the emitter 5. Is set. In the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, a structure for vacuum sealing is provided inside the device in order to keep, for example, a vacuum between the anode substrate 1 and the cathode substrate 6 during operation (light emission). It has been. However, the present invention is not limited by the structure. In FIGS. 1 and 2, the structure is not shown for convenience of explanation (hereinafter the same applies to FIG. 7).

(2)カソード
(2−1)カソード基板
カソード基板6は、特に制限されず、例えば、ガラス基板、石英基板、非ドープのシリコン基板等の電気的に絶縁性を有するものを使用できる。
(2) Cathode (2-1) Cathode Substrate The cathode substrate 6 is not particularly limited, and for example, an electrically insulating substrate such as a glass substrate, a quartz substrate, an undoped silicon substrate, or the like can be used.

(2−2)カソード電極
カソード電極3は、光反射性を有する電極である。このような電極の形成材料は、例えば、光反射性を有する金属等の導体材料があげられる。前記金属は、例えば、金属単体でも、2種類以上の前記金属からなる合金でもよい。前記金属は、例えば、Au、Ag、Al、Cu、Fe、Ni、Co、Pd、Pt、Mo、W等があげられる。カソード電極3の光反射率は、高いほど好ましく、例えば、50%以上であり、好ましくは60%以上であり、より好ましくは80%以上であり、理想的には100%である。カソード電極3の形状は、光反射性を有すれば、特に制限されず、例えば、層状(膜状)、縞状、網目状等があげられる。層状(膜状)のカソード電極3は、カソード導電層(カソード導電膜)ということができる。カソード電極3の形成には、従来公知の方法が使用でき、例えば、カソード電極3が導電膜の場合には、選択した形成材料に応じて、例えば、スクリーン印刷、蒸着またはスパッタ法等から選択できる。
(2-2) Cathode electrode The cathode electrode 3 is an electrode having light reflectivity. Examples of the material for forming such an electrode include a conductive material such as a metal having light reflectivity. The metal may be, for example, a single metal or an alloy composed of two or more kinds of the metals. Examples of the metal include Au, Ag, Al, Cu, Fe, Ni, Co, Pd, Pt, Mo, and W. The light reflectance of the cathode electrode 3 is preferably as high as possible. For example, it is 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and ideally 100%. The shape of the cathode electrode 3 is not particularly limited as long as it has light reflectivity, and examples thereof include a layer shape (film shape), a stripe shape, and a mesh shape. The layered (film-like) cathode electrode 3 can be referred to as a cathode conductive layer (cathode conductive film). For the formation of the cathode electrode 3, a conventionally known method can be used. For example, when the cathode electrode 3 is a conductive film, it can be selected from, for example, screen printing, vapor deposition, sputtering, etc. according to the selected forming material. .

(2−3)エミッタ
エミッタ5は、光透過性を有する。エミッタ5の形状は、光透過性を有すれば、特に制限されず、例えば、層状であることが好ましい。エミッタ5の厚みは、光透過性の観点から、薄いほど好ましい。前記厚みは、例えば、0.1〜1.5μmの範囲である。前記厚みを、0.1μm以上とすることで、発光特性の劣化を防ぐことができる。ここで、「発光特性」は、例えば、カソード電極とアノード電極との間に印加する電界(E)と電流密度(J)との関係(電流密度−電界曲線)をいい、「発光特性の劣化」は、例えば、前記関係において、印加された電界あたりの電流密度が低下することをいう。また、前記厚みを、1.5μm以下とすることで、例えば、透明性を確保できると共に、厚みを制御しやすいため、発光ムラの発生を防止できる。前記厚みの上限は、より好ましくは1.5μm以下であり、さらに好ましくは1.1、1.04、1.0、0.9、0.8、0.7、0.4、0.3、または0.2μm以下である。前記厚みの下限は、より好ましくは0.19μm以上である。
(2-3) Emitter The emitter 5 has optical transparency. The shape of the emitter 5 is not particularly limited as long as it has optical transparency. For example, the emitter 5 is preferably layered. The thickness of the emitter 5 is preferably as thin as possible from the viewpoint of light transmittance. The thickness is, for example, in the range of 0.1 to 1.5 μm. By setting the thickness to 0.1 μm or more, it is possible to prevent deterioration of light emission characteristics. Here, “emission characteristic” means, for example, the relationship (current density-electric field curve) between the electric field (E) applied between the cathode electrode and the anode electrode and the current density (J). "" Means, for example, that the current density per applied electric field decreases in the above relationship. In addition, by setting the thickness to 1.5 μm or less, for example, it is possible to ensure transparency, and it is easy to control the thickness. The upper limit of the thickness is more preferably 1.5 μm or less, and still more preferably 1.1, 1.04, 1.0, 0.9, 0.8, 0.7, 0.4, 0.3. Or 0.2 μm or less. The lower limit of the thickness is more preferably 0.19 μm or more.

エミッタ5の光透過率(全光線透過率)は、高いほど好ましく、例えば、50%以上であり、好ましくは60%以上であり、より好ましくは80%以上であり、理想的には100%である。エミッタ5の光透過率は、例えば、50〜60%の範囲である。   The light transmittance (total light transmittance) of the emitter 5 is preferably as high as possible. For example, it is 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and ideally 100%. is there. The light transmittance of the emitter 5 is, for example, in the range of 50 to 60%.

エミッタ5には、電子放出材料が含まれている。前記電子放出材料は、特に制限されず、例えば、アスペクト比が高いために電界集中が起こりやすく、かつ導電性を有するものを用いることが好ましく、カーボンナノ材料がより好ましい。前記カーボンナノ材料は、特に制限されず、例えば、カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、グラフェンシート、カーボンファイバー、カーボンスティック、またはこれらの複合体等があげられる。前記カーボンナノ材料は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用した混合物として使用してもよい。これらの中でも、アスペクト比が高く、耐電流密度性が高いため、CNTが特に好ましい。カーボンナノチューブは、例えば0.4ナノメートルから数十ナノメートル程度の直径を持つ炭素の筒状構造体であり、高いアスペクト比および高い耐電流密度といった利点を有する。前記電子放出材料は、前記カーボンナノ材料の他に、例えば、金属ナノワイヤー、金属ナノチューブ等があげられる。前記金属ナノワイヤーの形成材料は、特に制限されず、例えば、Ni、Co、Fe、Au等があげられる。金属ナノチューブの形成材料は、特に制限されず、例えば、Au、Ag、Pt、Rh、Irがあげられる。   The emitter 5 contains an electron emission material. The electron-emitting material is not particularly limited, and for example, it is preferable to use a material having electric conductivity that easily causes electric field concentration due to a high aspect ratio, and more preferably a carbon nanomaterial. The carbon nanomaterial is not particularly limited, and examples thereof include carbon nanotubes (CNT), carbon nanohorns, carbon nanocoils, graphene sheets, carbon fibers, carbon sticks, and composites thereof. One type of the carbon nanomaterial may be used alone, or a mixture of two or more types may be used. Among these, CNT is particularly preferable because of its high aspect ratio and high current density resistance. Carbon nanotubes are carbon tubular structures having a diameter of, for example, about 0.4 nanometers to several tens of nanometers, and have advantages such as a high aspect ratio and a high current resistance density. Examples of the electron emission material include metal nanowires and metal nanotubes in addition to the carbon nanomaterial. The material for forming the metal nanowire is not particularly limited, and examples thereof include Ni, Co, Fe, and Au. The material for forming the metal nanotube is not particularly limited, and examples thereof include Au, Ag, Pt, Rh, and Ir.

光透過性を有するエミッタ5の作製方法について、前記電子放出材料としてカーボンナノチューブ(CNT)を使用した場合を例にとり説明する。ただし、本発明は、この例には限定されない。   A method of manufacturing the light-transmitting emitter 5 will be described by taking as an example the case where carbon nanotubes (CNT) are used as the electron emission material. However, the present invention is not limited to this example.

はじめに、CNT含有ペーストを調製する。すなわち、まず、前記CNTを溶剤に添加し、これを、例えば、超音波処理して分散液を調製する。さらに、この分散液に、ガラスフリット、バインダー等を添加し、例えば、超音波処理して分散液を調製する。この分散液を、例えば、三本ロールミル等により機械的混練することにより、CNT含有ペーストを調製する。つぎに、カソード基板の基板面に形成されたカソード電極上に、前記ペーストの塗膜を形成する。前記塗膜は、例えば、スプレー法、インクジェット法、スクリーン印刷、手塗り印刷、沈降法等により形成できる。前記塗膜の厚みは、特に制限されず、例えば、1〜100μmの範囲である。そして、前記塗膜を焼成して、CNTを含むエミッタを形成する。前記塗膜の焼成条件は、特に制限されず、雰囲気条件は、例えば、真空、不活性雰囲気、大気(空気)等であり、焼成温度は、例えば、300〜600℃の範囲が適している。   First, a CNT-containing paste is prepared. That is, first, the CNT is added to a solvent, and this is subjected to, for example, ultrasonic treatment to prepare a dispersion. Furthermore, a glass frit, a binder, etc. are added to this dispersion liquid, for example, it ultrasonically processes and a dispersion liquid is prepared. A CNT-containing paste is prepared by mechanically kneading the dispersion with, for example, a three-roll mill. Next, a coating film of the paste is formed on the cathode electrode formed on the surface of the cathode substrate. The coating film can be formed by, for example, a spray method, an ink jet method, screen printing, hand coating printing, precipitation method, or the like. The thickness in particular of the said coating film is not restrict | limited, For example, it is the range of 1-100 micrometers. And the said coating film is baked and the emitter containing CNT is formed. The firing conditions of the coating film are not particularly limited, and the atmospheric conditions are, for example, vacuum, inert atmosphere, air (air), etc., and the firing temperature is, for example, in the range of 300 to 600 ° C.

前記溶剤は、特に制限されず、例えば、有機溶剤等があげられる。前記有機溶剤は、例えば、低蒸気圧の溶剤が好ましい。前記低蒸気圧の溶剤は、例えば、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、α−テルピネオール、γ−ブチロラクトン等があげられる。また、前記有機溶剤は、例えば、乾燥速度の観点から、低沸点の溶剤を使用してもよい。前記低沸点の溶剤は、例えば、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、ベンジルアルコール等があげられる。前記溶剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。   The solvent is not particularly limited, and examples thereof include organic solvents. The organic solvent is preferably a low vapor pressure solvent, for example. Examples of the low vapor pressure solvent include butyl cellosolve acetate, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, α-terpineol, and γ-butyrolactone. Moreover, the said organic solvent may use a low boiling-point solvent from a viewpoint of a drying rate, for example. Examples of the low boiling point solvent include ethyl acetate, methyl ethyl ketone, toluene, benzyl alcohol and the like. The said solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

前記ガラスフリットは、例えば、SnO−P系ガラス、SnO−B系ガラス、SnO−B−P系ガラス、Bi−B系ガラス等を使用できる。特に、SnO−P系ガラスは、例えば、カーボンナノチューブ等のカーボン材料の燃焼を抑制する効果があるため好ましい。なお、前記電子放出材料の燃焼温度は、おおよそ500℃以上であるが、前記電子放出材料の熱劣化を防止する観点から、焼成温度が低いほど好ましい。したがって、前記CNT含有ペーストの焼成温度は、500℃以下が好ましい。このため、前記ガラスフリット(ガラス粉末)は、軟化点が500℃以下であることが好ましい。 The glass frit is, for example, SnO—P 2 O 5 glass, SnO—B 2 O 3 glass, SnO—B 2 O 3 —P 2 O 5 glass, Bi 2 O 3 —B 2 O 3 glass. Etc. can be used. In particular, SnO—P 2 O 5 glass is preferable because it has an effect of suppressing combustion of a carbon material such as a carbon nanotube. The combustion temperature of the electron emission material is approximately 500 ° C. or higher, but from the viewpoint of preventing thermal degradation of the electron emission material, the lower the firing temperature, the better. Therefore, the firing temperature of the CNT-containing paste is preferably 500 ° C. or less. For this reason, it is preferable that the glass frit (glass powder) has a softening point of 500 ° C. or less.

前記バインダーは、特に制限されず、例えば、一般的な有機バインダー樹脂を使用できる。前記有機バインダー樹脂は、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース系;アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、シアノアクリル酸エステル、もしくは、これらのアクリル系単量体の共重合体等のアクリル樹脂系;酢酸ビニル系;ポリビニルアルコール系;ポリビニルアセタール系;ポリエステル系等の樹脂があげられる。   The binder is not particularly limited, and for example, a general organic binder resin can be used. Examples of the organic binder resin include celluloses such as ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, and hydroxymethyl cellulose; acrylic acid esters, methacrylic acid esters, cyanoacrylic acid esters, or copolymers of these acrylic monomers. Acrylic resin type; vinyl acetate type; polyvinyl alcohol type; polyvinyl acetal type; polyester type resin.

前記焼成により形成したエミッタを、表面処理して、光透過性を調整できる。前記表面処理は、例えば、前記エミッタを1回または複数回起毛させる処理(ピーリング処理)があげられる。この処理により、前記エミッタの厚みを制御することで、例えば、前記エミッタの光透過性を調整できる。前記ピーリング処理の回数は、特に制限されず、例えば、1〜10回の範囲である。前記ピーリング処理は、例えば、テープ剥離法、レーザ法、プラズマ法、サンドブラスト法等があげられる。これらの中でも、操作が簡易であるため、テープ剥離法が特に好ましい。前記テープ剥離法に使用するテープは、特に制限されず、例えば、カプトンテープ、ダイシングテープ等があげられる。   The emitter formed by the firing can be surface-treated to adjust the light transmittance. Examples of the surface treatment include a treatment (peeling treatment) of raising the emitter once or a plurality of times. By controlling the thickness of the emitter by this process, for example, the light transmittance of the emitter can be adjusted. The number of peeling treatments is not particularly limited, and is, for example, in the range of 1 to 10 times. Examples of the peeling treatment include a tape peeling method, a laser method, a plasma method, and a sand blast method. Among these, the tape peeling method is particularly preferable because the operation is simple. The tape used in the tape peeling method is not particularly limited, and examples thereof include kapton tape and dicing tape.

また、例えば、前記CNT含有ペースト中の前記CNTの含有率を調整することで、前記エミッタの光透過性を調整できる。前記CNTの含有量は、前記ペースト全量に対して、例えば、1〜30wt%の範囲であり、好ましくは1〜10wt%の範囲である。   Moreover, for example, the light transmittance of the emitter can be adjusted by adjusting the content of the CNT in the CNT-containing paste. The content of the CNT is, for example, in the range of 1 to 30 wt%, preferably in the range of 1 to 10 wt%, with respect to the total amount of the paste.

エミッタ5は、前述のように、カソード電極3上に、ドットパターンを形成している。前記各ドットのサイズは、特に制限されず、前記各ドットの辺の長さが、例えば、0.1〜100mmの範囲であり、好ましくは1〜10mmの範囲、または、0.1〜1mmの範囲である。前記各ドットの間隔は、特に制限されず、例えば、0.01〜10mmの範囲であり、好ましくは1〜10mmの範囲、または、0.1〜1mmの範囲である。前記ドットの平面形状は、特に制限されず、正方形、正方形以外の矩形、円形、楕円形等があげられる。前記各ドットのサイズ、間隔、平面形状等は、後述する蛍光体層4の各ドットのサイズ、間隔、平面形状等に対応させて設定するのが好ましい。   As described above, the emitter 5 forms a dot pattern on the cathode electrode 3. The size of each dot is not particularly limited, and the side length of each dot is, for example, in the range of 0.1 to 100 mm, preferably in the range of 1 to 10 mm, or 0.1 to 1 mm. It is a range. The interval between the dots is not particularly limited, and is, for example, in the range of 0.01 to 10 mm, preferably in the range of 1 to 10 mm, or in the range of 0.1 to 1 mm. The planar shape of the dot is not particularly limited, and examples thereof include a square, a rectangle other than a square, a circle, and an ellipse. The size, interval, planar shape, etc. of the dots are preferably set in correspondence with the size, interval, planar shape, etc. of each dot of the phosphor layer 4 described later.

(3)アノード
(3−1)アノード基板
アノード基板1は、特に制限されず、例えば、ガラス基板、石英基板等の透明な基板を使用するのが好ましい。
(3) Anode (3-1) Anode Substrate The anode substrate 1 is not particularly limited, and for example, a transparent substrate such as a glass substrate or a quartz substrate is preferably used.

(3−2)アノード電極
アノード電極2は、特に制限されず、例えば、光透過性を有する電極であることが好ましい。このような電極の形成材料は、例えば、ITO、ZnO、SnO、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラフェンシート等があげられる。アノード電極2は、例えば、前記形成材料を使用して、従来公知の方法により、アノード基板1の前記基板面に形成できる。
(3-2) Anode Electrode The anode electrode 2 is not particularly limited, and is preferably an electrode having optical transparency, for example. Examples of the material for forming such an electrode include ITO, ZnO, SnO 2 , carbon nanotube, carbon nanohorn, graphene sheet, and the like. The anode electrode 2 can be formed on the substrate surface of the anode substrate 1 by a conventionally known method using the forming material, for example.

(3−3)蛍光体層
蛍光体層4は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube、すなわち、ブラウン管)に使用されるものと同様に、電子線が照射されると励起されて蛍光を発する電子線励起蛍光体を含む層である。前記電子線励起蛍光体は、特に制限されず、従来公知のものが使用でき、例えば、硫化物蛍光体、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体等を使用できる。
(3-3) Phosphor layer The phosphor layer 4 is, for example, an electron beam that is excited and emits fluorescence when irradiated with an electron beam, similar to that used in CRT (Cathode Ray Tube). It is a layer containing an excitation phosphor. The electron beam-excited phosphor is not particularly limited, and a conventionally known one can be used. For example, a sulfide phosphor, an oxide phosphor, a nitride phosphor or the like can be used.

蛍光体層4の作製方法は、特に制限されない。蛍光体層4は、例えば、前記電子線励起蛍光体を含むペーストを調製し、アノード電極2上に前記ペーストの塗膜を形成し、前記塗膜を焼成して作製できる。前記塗膜は、例えば、スプレー法、インクジェット法、スクリーン印刷、手塗り印刷、沈降法等により形成できる。前記塗膜の厚みは、特に制限されず、例えば、0.1〜100μmの範囲である。前記塗膜の焼成条件は、特に制限されず、雰囲気条件は、例えば、大気(空気)、窒素雰囲気、真空等であり、焼成温度は、例えば、300〜600℃の範囲、焼成時間は、30分〜2時間の範囲が適している。   The production method of the phosphor layer 4 is not particularly limited. The phosphor layer 4 can be produced, for example, by preparing a paste containing the electron beam excited phosphor, forming a coating film of the paste on the anode electrode 2, and firing the coating film. The coating film can be formed by, for example, a spray method, an ink jet method, screen printing, hand coating printing, precipitation method, or the like. The thickness in particular of the said coating film is not restrict | limited, For example, it is the range of 0.1-100 micrometers. The firing conditions of the coating film are not particularly limited, and the atmospheric conditions are, for example, air (air), nitrogen atmosphere, vacuum, etc., the firing temperature is, for example, in the range of 300 to 600 ° C., and the firing time is 30. A range of minutes to 2 hours is suitable.

蛍光体層4は、前述のように、アノード電極2上に、ドットパターンを形成している。前記各ドットのサイズは、特に制限されず、前記各ドットの辺の長さが、例えば、0.01〜100mmの範囲であり、好ましくは1〜10mmの範囲、または、0.1〜1mmの範囲である。前記各ドットの間隔は、特に制限されず、例えば、0.01〜10mmの範囲であり、好ましくは1〜10mmの範囲、または、0.1〜1mmの範囲である。前記ドットの平面形状は、特に制限されず、正方形、正方形以外の矩形、円形、楕円形等があげられる。前記各ドットのサイズ、間隔、平面形状等は、前述のエミッタ5の各ドットのサイズ、間隔、平面形状等に対応させて設定するのが好ましく、本実施形態の電界放出発光装置10のように、蛍光体層4のドットサイズを、エミッタ5のドットサイズより大きく設定するのが、エミッタ5からの電子を効率良く利用できる点でより好ましい。詳細は、後述する。   As described above, the phosphor layer 4 has a dot pattern formed on the anode electrode 2. The size of each dot is not particularly limited, and the side length of each dot is, for example, in the range of 0.01 to 100 mm, preferably in the range of 1 to 10 mm, or 0.1 to 1 mm. It is a range. The interval between the dots is not particularly limited, and is, for example, in the range of 0.01 to 10 mm, preferably in the range of 1 to 10 mm, or in the range of 0.1 to 1 mm. The planar shape of the dot is not particularly limited, and examples thereof include a square, a rectangle other than a square, a circle, and an ellipse. The size, interval, planar shape, etc. of the dots are preferably set in correspondence with the size, interval, planar shape, etc. of the dots of the emitter 5, as in the field emission light emitting device 10 of this embodiment. It is more preferable that the dot size of the phosphor layer 4 is set to be larger than the dot size of the emitter 5 in that the electrons from the emitter 5 can be used efficiently. Details will be described later.

(4)電界放出発光装置の製造方法
本実施形態の電界放出発光装置10は、例えば、以下のようにして製造できる。すなわち、まず、前述のように、アノード基板1の基板面にアノード電極2を形成し、アノード電極2上に蛍光体層4を形成して前記アノードを準備する。一方、カソード基板6の基板面にカソード電極3を形成し、カソード電極3上にエミッタ5を形成して前記カソードを準備する。そして、前記アノードおよび前記カソードを、アノード基板1とカソード基板6とが、互いの基板面が対面するように配置することで製造できる。前述のように、本実施形態の電界放出発光装置10では、カソード電極3が光反射性を有するため、例えば、前記特許文献3または5の電界放出発光装置のように、別途反射面または反射鏡等を作製する必要がなく、電界放出発光装置を簡易に、かつ、低コストに製造できる。なお、本発明の製造方法は、この例には限定されない。
(4) Manufacturing method of field emission light-emitting device The field emission light-emitting device 10 of this embodiment can be manufactured as follows, for example. That is, first, as described above, the anode electrode 2 is formed on the substrate surface of the anode substrate 1 and the phosphor layer 4 is formed on the anode electrode 2 to prepare the anode. On the other hand, the cathode electrode 3 is formed on the substrate surface of the cathode substrate 6 and the emitter 5 is formed on the cathode electrode 3 to prepare the cathode. The anode and the cathode can be manufactured by arranging the anode substrate 1 and the cathode substrate 6 so that the substrate surfaces face each other. As described above, in the field emission light emitting device 10 of this embodiment, since the cathode electrode 3 has light reflectivity, for example, like the field emission light emission device of Patent Document 3 or 5, a separate reflecting surface or reflecting mirror is used. The field emission light-emitting device can be manufactured easily and at low cost. In addition, the manufacturing method of this invention is not limited to this example.

(5)電界放出発光装置の作動(発光)
本実施形態の電界放出発光装置10の作動(発光)について、図1を参照して説明する。
(5) Operation of field emission light emitting device (light emission)
The operation (light emission) of the field emission light-emitting device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態の電界放出発光装置10は、発光時において、カソード基板6とアノード基板1との間は、例えば、真空に保たれる。前記真空は、1×10−3Pa以下の真空度とすることが好ましく、1×10−5Pa以下の真空度とすることがより好ましい。前記真空度の下限値は、特に限定されず、例えば、0Pa以上または0Paを超える値である。 In the field emission light-emitting device 10 of the present embodiment, for example, a vacuum is maintained between the cathode substrate 6 and the anode substrate 1 during light emission. The vacuum is preferably a vacuum degree of 1 × 10 −3 Pa or less, and more preferably a vacuum degree of 1 × 10 −5 Pa or less. The lower limit value of the degree of vacuum is not particularly limited, and is, for example, a value of 0 Pa or more or exceeding 0 Pa.

前記真空状態で、カソード電極3およびアノード電極2に接続された電圧源(図1において、図示せず)によって、前記両電極の間に電圧が印加されることで、エミッタ5に含まれる前記電子放出材料に電界が印加され、電子(e)が放出される。前記電子(e)は、前記両電極の間に印加された電界により加速され、蛍光体層4に含まれる前記電子線励起蛍光体を励起させる。これにより、蛍光体層4のアノード基板1側、すなわち、装置の外側と、蛍光体層4のカソード基板6(エミッタ5)側、すなわち、装置の内側とに、光が放射される。エミッタ5側に放射された光は、エミッタ5を透過してカソード電極3で反射され、アノード基板1側に放射される。また、エミッタ5側に放射された光は、カソード電極3のエミッタ5が存在しない部分において、カソード電極3で反射され、アノード基板1側に放射される。ここで、本実施形態の電界放出発光装置10では、蛍光体層4が、ドットパターンを形成しているため、アノード電極2には、蛍光体層4が形成されていない部分が存在する。このため、カソード電極3で反射された光は、アノード電極2上の蛍光体層4が形成されていない部分、および、アノード基板1を透過し、装置の外側に放射される。このように、本実施形態の電界放出発光装置10によれば、蛍光体から発せられた放射光を有効利用することで、発光効率を向上できる。また、本実施形態の電界放出発光装置10は、エミッタ5側に放射された光を反射させるのに、光反射性を有するカソード電極3を使用しているため、エミッタ側に放射された光を反射させる構成を別途設ける必要がなく、構造が単純である。 When the voltage is applied between the two electrodes by a voltage source (not shown in FIG. 1) connected to the cathode electrode 3 and the anode electrode 2 in the vacuum state, the electrons contained in the emitter 5 An electric field is applied to the emitting material, and electrons (e ) are emitted. The electrons (e ) are accelerated by an electric field applied between the electrodes, and excite the electron beam excited phosphor contained in the phosphor layer 4. Thereby, light is emitted to the anode substrate 1 side of the phosphor layer 4, that is, to the outside of the device, and to the cathode substrate 6 (emitter 5) side of the phosphor layer 4, that is, to the inside of the device. The light emitted to the emitter 5 side is transmitted through the emitter 5 and reflected by the cathode electrode 3, and is emitted to the anode substrate 1 side. The light radiated to the emitter 5 side is reflected by the cathode electrode 3 and radiated to the anode substrate 1 side in a portion where the emitter 5 of the cathode electrode 3 does not exist. Here, in the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, since the phosphor layer 4 forms a dot pattern, the anode electrode 2 has a portion where the phosphor layer 4 is not formed. For this reason, the light reflected by the cathode electrode 3 passes through the portion on the anode electrode 2 where the phosphor layer 4 is not formed and the anode substrate 1 and is emitted to the outside of the apparatus. As described above, according to the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, the light emission efficiency can be improved by effectively using the emitted light emitted from the phosphor. Further, since the field emission light emitting device 10 of the present embodiment uses the cathode electrode 3 having light reflectivity to reflect the light emitted to the emitter 5 side, the light emitted to the emitter side is used. There is no need to separately provide a reflecting structure, and the structure is simple.

図1に示すように、エミッタ5からの電子は、広がるように放出される。ここで、本実施形態の電界放出発光装置10では、前述のように、蛍光体層4の各ドットのサイズが、エミッタ5の各ドットのサイズより、大きく形成されている。このため、各エミッタ5から広がって放出された電子が、装置の外部に損失されることなく、有効に蛍光体の励起に使用される。これにより、例えば、さらに、発光効率が向上する。なお、前記特許文献3〜5では、電子放出材料からの電子が広がりながら加速されることは考慮されていないため、発光体層のサイズをエミッタのサイズより大きくした構成の装置は開示されていない。したがって、このような効果は、従来技術から予測困難な有利な効果といえる。   As shown in FIG. 1, the electrons from the emitter 5 are emitted so as to spread. Here, in the field emission light emitting device 10 of this embodiment, as described above, the size of each dot of the phosphor layer 4 is formed larger than the size of each dot of the emitter 5. For this reason, the electrons spread and emitted from each emitter 5 are effectively used for exciting the phosphor without being lost outside the apparatus. Thereby, for example, the luminous efficiency is further improved. In Patent Documents 3 to 5, since it is not considered that electrons from the electron emission material are accelerated while spreading, an apparatus having a configuration in which the size of the light emitting layer is larger than the size of the emitter is not disclosed. . Therefore, such an effect can be said to be an advantageous effect that is difficult to predict from the prior art.

また、本実施形態の電界放出発光装置10では、前述のように、カソード電極3が光反射性を有しているため、光反射層を別途設ける必要がない。このため、例えば、カソード基板のエミッタが設けられている側とは反対側の面に反射鏡が設けられている、前記特許文献5(特開2006−278226号公報)に記載の電界放出発光装置と比較して、装置を薄型化できる。   Further, in the field emission light emitting device 10 of this embodiment, as described above, since the cathode electrode 3 has light reflectivity, it is not necessary to separately provide a light reflection layer. For this reason, for example, the field emission light-emitting device described in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-278226), in which a reflecting mirror is provided on a surface opposite to the side on which the emitter of the cathode substrate is provided. The device can be made thinner than the above.

(6)その他の形態
本実施形態の電界放出発光装置10では、前述のように、蛍光体層4がドットパターンを形成しているが、本発明は、これには限定されず、前記各蛍光体層は、互いに間隔をあけて配置されていればよい。そして、その配置態様は、前記ドットパターンの他に、例えば、ストライプ、格子状等があげられる。また、本実施形態の電界放出発光装置10では、前述のように、蛍光体層4がアノード電極2上に形成されているが、本発明は、これには限定されない。前記蛍光体層は、例えば、前記アノード電極と前記アノード基板との間に配置されてもよい。言い換えると、例えば、電子線が通過できる程度の厚みのアノード電極を、前記蛍光体層の前記カソード基板側表面に形成し(メタルバックということがある)、これを前記アノード電極として利用する場合は、必ずしも、前記蛍光体層の前記アノード基板側に前記アノード電極は必要でない。なお、前記蛍光体層は、前記アノード電極のカソード基板側表面およびアノード基板側表面の両面に配置してもよい。
(6) Other Embodiments In the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, as described above, the phosphor layer 4 forms a dot pattern. However, the present invention is not limited to this, and each of the fluorescent layers The body layers should just be arrange | positioned at intervals. In addition to the dot pattern, for example, the arrangement may be a stripe or a lattice. Further, in the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, the phosphor layer 4 is formed on the anode electrode 2 as described above, but the present invention is not limited to this. The phosphor layer may be disposed, for example, between the anode electrode and the anode substrate. In other words, for example, when an anode electrode having a thickness that allows an electron beam to pass therethrough is formed on the cathode substrate side surface of the phosphor layer (sometimes referred to as a metal back) and used as the anode electrode, The anode electrode is not necessarily required on the anode substrate side of the phosphor layer. The phosphor layer may be disposed on both the cathode substrate side surface and the anode substrate side surface of the anode electrode.

本実施形態の電界放出発光装置10では、前述のように、エミッタ5がドットパターンを形成しており、蛍光体層4のドットパターンに対応して、前記各ドットが配置されているが、本発明は、これには限定されない。前記エミッタの配置態様は、前記蛍光体層の配置態様に合わせて設定するのが好ましい。また、前記エミッタは、例えば、図7に示す電界放出発光装置20のように、カソード電極3上の全面に形成されたエミッタ25でもよい。このような形態でも、単純な構造で、蛍光体から発せられた放射光の損失を低減できるという、本発明の効果が得られる。   In the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, as described above, the emitter 5 forms a dot pattern, and the dots are arranged corresponding to the dot pattern of the phosphor layer 4. The invention is not limited to this. The arrangement mode of the emitter is preferably set according to the arrangement mode of the phosphor layer. Further, the emitter may be an emitter 25 formed on the entire surface of the cathode electrode 3 as in the field emission light emitting device 20 shown in FIG. Even in such a form, the effect of the present invention can be obtained that the loss of the emitted light emitted from the phosphor can be reduced with a simple structure.

本実施形態の電界放出発光装置10では、カソード電極3は、カソード基板6の前記基板面のほぼ全面を覆うように形成されているが、例えば、前記カソード電極が、前記エミッタが形成された部分のみに形成されている場合には、前記カソード基板の前記基板面における、前記カソード電極が配置されていない位置に、光反射性を有する光反射層が配置されてもよい。このような光反射層を形成する材料は、特に制限されず、例えば、光反射性を有する金属、白色散乱体等があげられる。前記光反射性を有する金属は、例えば、前述のカソード電極の形成材料があげられる。前記白色散乱体は、例えば、従来公知のものを使用できる。   In the field emission light emitting device 10 of the present embodiment, the cathode electrode 3 is formed so as to cover almost the entire surface of the cathode substrate 6. For example, the cathode electrode is a portion where the emitter is formed. In the case where the cathode electrode is formed only on the substrate surface, a light reflecting layer having light reflectivity may be disposed on the substrate surface of the cathode substrate at a position where the cathode electrode is not disposed. The material for forming such a light reflection layer is not particularly limited, and examples thereof include a metal having light reflectivity and a white scatterer. Examples of the metal having light reflectivity include the material for forming the cathode electrode described above. A conventionally well-known thing can be used for the said white scatterer, for example.

(7)用途
以上のように、本発明の電界放出発光装置は、単純な構造で、蛍光体から発せられた放射光の損失を低減でき、その結果、発光効率を向上できる。したがって、本発明の電界放出発光装置の用途は、例えば、発光デバイス、電子放出素子等があげられる。前記光デバイスは、例えば、照明、ディスプレイ、バックライト等の用途があげられる。前記電子放出素子は、例えば、電子顕微鏡に使用するエミッタ等の用途があげられる。ただし、その用途は限定されず、広い分野に適用可能である。
(7) Applications As described above, the field emission light-emitting device of the present invention has a simple structure and can reduce the loss of radiated light emitted from the phosphor. As a result, the light emission efficiency can be improved. Therefore, the field emission light-emitting device of the present invention can be used for light-emitting devices, electron-emitting devices, and the like. Examples of the optical device include applications such as illumination, display, and backlight. Examples of the electron-emitting device include an emitter used in an electron microscope. However, its use is not limited and can be applied to a wide range of fields.

つぎに、本発明の実施例を示し、さらに詳しく本発明について例示説明する。なお、本発明は、下記の実施例によって何ら限定および制限されない。   Next, examples of the present invention will be shown, and the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited and restrict | limited at all by the following Example.

[実施例1]
(1)電界放出発光装置の作製
(1−1.カソードの作製)
電子放出材料として多層カーボンナノチューブ(CNT)を用い、CNT含有ペーストを調製した。まず、多層CNT100mgを、α−テルピネオール15mLに添加し、30分間超音波処理して分散させた。この分散液に、セルロース系有機バインダー200mgおよびガラスフリット400mgを混合し、5分間超音波処理して分散させた。この分散液を、三本ロールミルによりペースト化した。このようにして、CNT含有ペーストを調製した。
[Example 1]
(1) Production of field emission light emitting device (1-1. Production of cathode)
A multiwall carbon nanotube (CNT) was used as an electron emission material to prepare a CNT-containing paste. First, 100 mg of multi-walled CNTs was added to 15 mL of α-terpineol and dispersed by sonication for 30 minutes. To this dispersion, 200 mg of a cellulose organic binder and 400 mg of glass frit were mixed and dispersed by sonication for 5 minutes. This dispersion was made into a paste by a three-roll mill. In this way, a CNT-containing paste was prepared.

つぎに、Al膜を蒸着したガラス基板上に、前記ペーストを、1μmよりもやや大きい厚みになるように、スクリーン印刷した。これを、有機バインダーを除去するために、窒素中500℃で1時間焼成した。このようにして、カソード電極上にエミッタが形成されたカソードを作製した。   Next, the paste was screen-printed on a glass substrate on which an Al film was deposited so as to have a thickness slightly larger than 1 μm. This was baked at 500 ° C. for 1 hour in nitrogen to remove the organic binder. In this way, a cathode having an emitter formed on the cathode electrode was produced.

つぎに、前記エミッタを、ピーリング(剥離処理)した。前記ピーリングは、ピーリングテープを前記エミッタ上に貼り、その後テープを剥がすことで、カーボンナノチューブを起毛させて行った。前記ピーリングを繰り返すことで、前記エミッタの表面が剥がれていき、前記エミッタの膜厚が減少する。前記ピーリングテープとしてテクニテープ(商品名、テクニスコ社製)を使用し、前記ピーリングを、0〜8回行うことで、エミッタの厚みを制御した。   Next, the emitter was peeled (peeling treatment). The peeling was performed by raising carbon nanotubes by attaching a peeling tape on the emitter and then peeling the tape. By repeating the peeling, the surface of the emitter is peeled off and the thickness of the emitter is reduced. Techni tape (trade name, manufactured by Technisco) was used as the peeling tape, and the thickness of the emitter was controlled by performing the peeling 0 to 8 times.

図3のグラフに、ピーリング回数(0〜5回)とエミッタの厚みとの関係を示す。図3において、横軸は、エミッタが形成されているカソード電極の長さ(mm)を示し、縦軸は、厚み(μm)を示す。図3において、(0)、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)は、それぞれ、前記エミッタを、0回(ピーリングなし)、1回、2回、3回、4回、5回ピーリングしたことを示す。図3において、厚みが急に増加している5〜25mmの位置が、前記エミッタが形成されている位置である。前記エミッタの厚みは、レーザ段差計により測定した。厚み0μm以上がエミッタの厚みである。図3に示すように、エミッタの平均厚みは、ピーリング回数が、0回では1.245μm、1回では1.039μm、2回では0.85μm、3回では0.693μm、4回では0.342μm、5回では0.195μmであった。このように、ピーリング1回あたり、約0.2μmずつエミッタが剥離されていた。   The graph of FIG. 3 shows the relationship between the number of peelings (0 to 5 times) and the thickness of the emitter. In FIG. 3, the horizontal axis represents the length (mm) of the cathode electrode on which the emitter is formed, and the vertical axis represents the thickness (μm). In FIG. 3, (0), (1), (2), (3), (4), and (5) respectively indicate the emitters 0 times (no peeling), 1 time, 2 times, 3 times. It shows that it peeled 4 times and 5 times. In FIG. 3, the position where the thickness is suddenly increased is 5 to 25 mm, which is the position where the emitter is formed. The thickness of the emitter was measured with a laser step meter. The thickness of 0 μm or more is the thickness of the emitter. As shown in FIG. 3, the average thickness of the emitter is 1.245 μm when the number of peeling is 0 times, 1.039 μm when the number is once, 0.85 μm when the number is twice, 0.693 μm when the number is 3 times, and 0.33 μm when the number is 4 times. It was 0.195 μm at 342 μm and 5 times. Thus, the emitter was peeled off by about 0.2 μm per peeling.

図4に、前記ピーリング後のエミッタの写真を示す。図4において、1st、2nd、3rd、4th、5th、6th、7th、8thは、それぞれ、前記エミッタを、1回、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回ピーリングしたことを示す。図4に示すように、前記ピーリング回数に応じて、徐々に前記エミッタの剥離量が増え、前記エミッタが徐々に薄くすけるようになっていった。前記エミッタの厚みは、前記ピーリングが、5回までで約0.19μm以上であり、6回以上で0.19μmより小さかった。具体的には、ピーリング回数が6〜8回で、約0.05μm以上約0.19μm未満であった。前記ピーリング1〜8回のエミッタは、全て光透過性を示した。具体的には、前記ピーリング6回の場合の光透過率は、50〜60%程度であった。なお、前記ピーリング0回(ピーリングなし)での光透過性(光透過率)は、前記ピーリング1回の場合とほぼ同様であった。 FIG. 4 shows a photograph of the emitter after the peeling. In FIG. 4, 1 st , 2 nd , 3 rd , 4 th , 5 th , 6 th , 7 th , 8 th respectively represent the emitter once, twice, three times, four times, five times, It shows that it peeled 6 times, 7 times, and 8 times. As shown in FIG. 4, the amount of peeling of the emitter gradually increased according to the number of peeling, and the emitter gradually became thinner. The thickness of the emitter was about 0.19 μm or more after 5 times of peeling and smaller than 0.19 μm after 6 times. Specifically, the number of peeling was 6 to 8, and was about 0.05 μm or more and less than about 0.19 μm. All of the emitters having 1 to 8 peelings showed optical transparency. Specifically, the light transmittance in the case of six peelings was about 50 to 60%. The light transmittance (light transmittance) at 0 peeling (no peeling) was almost the same as that at 1 peeling.

(1−2.アノードの作製)
つぎに、スパッタによりITO膜を形成したガラス基板上に、蛍光体を含むペーストを、ドットパターン(ドット(正方形)のサイズ:1mm、各ドットの間隔:100μm)でスクリーン印刷し、これを、450℃で焼成した。このようにして、アノード電極上に蛍光体層が形成されたアノードを作製した。
(1-2. Production of anode)
Next, on a glass substrate on which an ITO film is formed by sputtering, a paste containing a phosphor is screen-printed with a dot pattern (dot (square) size: 1 mm, interval between each dot: 100 μm), and this is 450. Baked at ℃. In this manner, an anode having a phosphor layer formed on the anode electrode was produced.

(1−3.電界放出発光装置の作製)
前記カソードと前記アノードとを、前記アノード基板および前記カソード基板を、互いの基板面、すなわち、前記カソードのエミッタ側の面と前記アノードの蛍光体層側の面とが対面するように配置して、実施例1の電界放出発光装置を作製した。一方、光透過性を示さないエミッタ(厚み:1.5μmを超える)を使用したこと以外は、前記実施例1と同様にして、比較例の電界放出発光装置を作製した。
(1-3. Production of field emission light-emitting device)
The cathode and the anode are arranged such that the anode substrate and the cathode substrate face each other, that is, the emitter side surface of the cathode and the phosphor layer side surface of the anode face each other. A field emission light-emitting device of Example 1 was produced. On the other hand, a field emission light-emitting device of a comparative example was produced in the same manner as in Example 1 except that an emitter (thickness: exceeding 1.5 μm) that did not exhibit optical transparency was used.

(2)発光効率
前記実施例1および前記比較例の電界放出発光装置を、装置内部の真空度4×10−6Paとし、アノード電極およびカソード電極の両電極間に電圧を印加して発光させた。この結果、前記比較例の電界放出発光装置と比較して、前記実施例1の電界放出発光装置は、発光効率が向上した。具体的には、前記ピーリング6回のエミッタ(光透過率:50〜60%)を使用した電界放出発光装置の場合において、前記比較例の電界放出発光装置と比較して、光の取り出し量が20%増加した。
(2) Luminous efficiency The field emission light-emitting devices of Example 1 and Comparative Example were made to emit light by applying a voltage between the anode electrode and the cathode electrode at a vacuum degree of 4 × 10 −6 Pa inside the device. It was. As a result, the light emission efficiency of the field emission light emitting device of Example 1 was improved as compared with the field emission light emission device of the comparative example. Specifically, in the case of a field emission light emitting device using the emitter with six peelings (light transmittance: 50 to 60%), the amount of extracted light is larger than that of the field emission light emitting device of the comparative example. Increased by 20%.

(3)発光特性
前記実施例1の電界放出発光装置について、発光特性を評価した。図5のグラフに、前記各厚みのエミッタを使用した電界放出発光装置における、電流密度(J)−電界(E)曲線を示す。図5において、横軸は、電界(kV/mm)を示し、縦軸は、電流密度(mA/cm)を示す。図5において、1st、2nd、3rd、4th、5th、6th、7th、8thは、それぞれ、図4と同様に、ピーリング回数を示す。図5に示すように、ピーリング7回または8回の場合、ピーリング6回までの場合と比較して、発光特性が著しく劣化していた。このような発光特性は、本発明者らが初めて見出した知見である。このように、本実施例によれば、光透過性を有するエミッタを、その厚みを調整して作製する場合には、発光効率と光透過性とのバランスを考慮して、エミッタの厚みを設定するのが重要であることが確認された。
(3) Luminescent characteristics The luminous characteristics of the field emission light-emitting device of Example 1 were evaluated. The graph of FIG. 5 shows a current density (J) -electric field (E) curve in the field emission light-emitting device using the emitters having the respective thicknesses. In FIG. 5, the horizontal axis represents the electric field (kV / mm), and the vertical axis represents the current density (mA / cm 2 ). In FIG. 5, 1 st , 2 nd , 3 rd , 4 th , 5 th , 6 th , 7 th , and 8 th indicate the number of peelings as in FIG. 4. As shown in FIG. 5, in the case of 7 or 8 peelings, the light emission characteristics were significantly deteriorated compared to the case of 6 peelings. Such a light emission characteristic is a finding that the present inventors have found for the first time. As described above, according to the present embodiment, when the thickness of the emitter having light transmittance is adjusted, the thickness of the emitter is set in consideration of the balance between the light emission efficiency and the light transmittance. It was confirmed that it was important to do.

図6に、前記各厚みのエミッタを使用した電界放出発光装置の発光写真を示す。図6に示すように、前記実施例1の電界放出発光装置では、無数に輝点がみられ、前記比較例の電界放出発光装置と比較すると、輝点数が多かった。この結果からも、前記比較例の電界放出発光装置と比較して、前記実施例1の電界放出発光装置は、発光効率が向上していることが分かる。また、前記ピーリング回数6回までは、輝点数がほぼ同じであったが、ピーリング回数7回以上では、ピーリング回数6回までと比較して、輝点数が減少した。   FIG. 6 shows a light emission photograph of a field emission light-emitting device using the emitters with the respective thicknesses. As shown in FIG. 6, the field emission light-emitting device of Example 1 had innumerable bright spots, and the number of bright spots was larger than that of the field emission light-emitting device of the comparative example. This result also shows that the light emission efficiency of the field emission light emitting device of Example 1 is improved as compared with the field emission light emission device of the comparative example. In addition, the number of bright spots was almost the same up to the number of peeling times of 6, but the number of bright spots was decreased at the number of peeling times of 7 or more compared to the number of peeling times of 6.

[実施例2]
電極構造を変えた場合の発光効率の違いを確認するために、前記エミッタをドットパターンで形成し、前記蛍光体層のドットパターンにおける各ドットのサイズを、前記エミッタのドットパターンの各ドットサイズより大きくしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、実施例2の電界放出発光装置を作製した。具体的には、前記カソードの作製において、前記エミッタのドットパターンを、ドット(正方形)サイズ:2mm、各ドットの間隔:1mmでスクリーン印刷し、前記アノードの作製において、前記蛍光体層のドットパターンを、ドット(正方形)サイズ:2.1mm、各ドットの間隔:1mmでスクリーン印刷した。この電界放出発光装置を、前記実施例1と同様にして発光させた。この電界放出発光装置は、前記実施例1の電界放出発光装置より、さらに、発光効率が高かった。この結果、前記エミッタから放出された電子が広がり、前記エミッタよりサイズが大きい、前記蛍光体層全体が発光したことが確認された。
[Example 2]
In order to confirm the difference in luminous efficiency when the electrode structure is changed, the emitter is formed in a dot pattern, and the size of each dot in the dot pattern of the phosphor layer is determined from the dot size of the dot pattern of the emitter. A field emission light-emitting device of Example 2 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the size was increased. Specifically, in the production of the cathode, the dot pattern of the emitter is screen-printed with a dot (square) size: 2 mm and the interval between the dots: 1 mm, and in the production of the anode, the dot pattern of the phosphor layer Was screen-printed with a dot (square) size of 2.1 mm and an interval of each dot of 1 mm. This field emission light-emitting device was made to emit light in the same manner as in Example 1. This field emission light-emitting device was higher in luminous efficiency than the field emission light-emitting device of Example 1. As a result, it was confirmed that the electrons emitted from the emitter spread and the entire phosphor layer having a size larger than the emitter emitted light.

[参考例]
エミッタの厚みを変更して光透過性を示さないエミッタを使用したこと以外は、前記実施例1と同様にして、参考例の電界放出発光装置を作製した。具体的には、前記カソードの作製において、前記ガラス基板上に、前記ペーストを、複数回塗布することで、塗膜を厚くし、この塗膜を焼成した。前記エミッタの厚みが1.5μmを超える場合、前記エミッタは光透過性を示さない場合があった。この結果から、例えば、前記特許文献5(特開2006−278226号公報)に示されているように、エミッタの膜厚が10μm以下でも、エミッタは光透過性を示さない場合があることが明らかとなった。また、焼成後のエミッタの厚みを測定した結果、前記エミッタの厚みが大きいほど、中心部が僅かにへこむ傾向があった。このため、参考例の電界放出発光装置を発光させたところ、前記エミッタの厚みが1.5μmを超える場合、発光にムラがあった。
[Reference example]
A field emission light-emitting device of a reference example was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the emitter thickness was changed and an emitter that did not exhibit optical transparency was used. Specifically, in the production of the cathode, the paste was applied a plurality of times on the glass substrate to increase the thickness of the coating, and the coating was baked. When the thickness of the emitter exceeds 1.5 μm, the emitter may not exhibit light transmittance. From this result, for example, as shown in Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-278226), it is clear that even when the thickness of the emitter is 10 μm or less, the emitter may not exhibit optical transparency. It became. Further, as a result of measuring the thickness of the emitter after firing, the central portion tended to be slightly recessed as the emitter thickness was increased. For this reason, when the field emission light-emitting device of the reference example was made to emit light, when the thickness of the emitter exceeded 1.5 μm, the emission was uneven.

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載しうるが、以下には限定されない。   A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited to the following.

(付記1)
アノード電極が基板面に配置されたアノード基板と、
カソード電極が基板面に配置されたカソード基板とを有し、
前記アノード基板および前記カソード基板は、前記基板面が互いに対面して配置され、
前記アノード基板は、さらに、複数の蛍光体層を含む、
前記複数の蛍光体層は、前記アノード基板と前記アノード電極との間、および、前記アノード電極上の少なくとも一方に、互いに間隔を置いて配置され、
前記カソード基板は、さらに、エミッタを含み、
前記エミッタは、前記カソード電極上に配置され、
前記カソード電極が、光反射性を有し、
前記エミッタが、光透過性を有することを特徴とする、電界放出発光装置。
(Appendix 1)
An anode substrate having an anode electrode disposed on the substrate surface;
A cathode substrate having a cathode electrode disposed on the substrate surface;
The anode substrate and the cathode substrate are arranged such that the substrate surfaces face each other,
The anode substrate further includes a plurality of phosphor layers,
The plurality of phosphor layers are disposed between the anode substrate and the anode electrode and at least one on the anode electrode, spaced apart from each other,
The cathode substrate further includes an emitter,
The emitter is disposed on the cathode electrode;
The cathode electrode has light reflectivity;
A field emission light-emitting device, wherein the emitter is light transmissive.

(付記2)
前記カソード基板の前記基板面における、前記カソード電極が配置されていない位置に、光反射性を有する光反射層が配置されていることを特徴とする付記1記載の電界放出発光装置。
(Appendix 2)
The field emission light-emitting device according to appendix 1, wherein a light reflecting layer having light reflectivity is disposed at a position where the cathode electrode is not disposed on the surface of the cathode substrate.

(付記3)
前記エミッタの厚みが、0.1〜1.5μmの範囲であることを特徴とする付記1または2記載の電界放出発光装置。
(Appendix 3)
The field emission light-emitting device according to appendix 1 or 2, wherein the emitter has a thickness in the range of 0.1 to 1.5 µm.

(付記4)
前記エミッタの厚みが、0.19〜1μmの範囲であることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の電界放出発光装置。
(Appendix 4)
4. The field emission light-emitting device according to any one of appendices 1 to 3, wherein a thickness of the emitter is in a range of 0.19 to 1 μm.

(付記5)
前記アノード基板の前記基板面に垂直な方向から見て、前記エミッタが、前記蛍光体層の内側に配置され、かつ、前記蛍光体層のサイズが、前記エミッタのサイズより大きいことを特徴とする付記1から4のいずれかに記載の電界放出発光装置。
(Appendix 5)
The emitter is disposed inside the phosphor layer when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface of the anode substrate, and the size of the phosphor layer is larger than the size of the emitter. The field emission light-emitting device according to any one of appendices 1 to 4.

(付記6)
前記複数の蛍光体層が、ドットパターンを形成するように配置され、
前記エミッタが、複数であり、かつ、ドットパターンを形成するように配置されていることを特徴とする付記1から5のいずれかに記載の電界放出発光装置。
(Appendix 6)
The plurality of phosphor layers are arranged to form a dot pattern;
6. The field emission light-emitting device according to any one of appendices 1 to 5, wherein a plurality of the emitters are arranged so as to form a dot pattern.

(付記7)
前記複数のエミッタの位置が、前記複数の蛍光体層と一対一で対応するように配置されていることを特徴とする付記6記載の電界放出発光装置。
(Appendix 7)
The field emission light-emitting device according to appendix 6, wherein the plurality of emitters are arranged so as to have a one-to-one correspondence with the plurality of phosphor layers.

(付記8)
前記エミッタが、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、グラフェンシートおよびこれらの複合体からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の電界放出発光装置。
(Appendix 8)
The field emission according to any one of appendices 1 to 7, wherein the emitter includes at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, graphene sheets, and composites thereof. Light emitting device.

(付記9)
アノード電極が基板面に形成されたアノード基板を提供するアノード基板提供工程と、
光反射性を有するカソード電極が基板面に形成されたカソード基板を提供するカソード基板提供工程と、
前記アノード基板と前記アノード電極との間、および、前記アノード電極上の少なくとも一方に、複数の蛍光体層を、互いに間隔を置いて形成する蛍光体層形成工程と、
前記カソード電極上に、光透過性を有するエミッタを形成するエミッタ形成工程と、
前記アノード基板および前記カソード基板を、前記基板面が互いに対面するように配置する基板配置工程とを含むことを特徴とする、付記1記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 9)
An anode substrate providing step of providing an anode substrate having an anode electrode formed on the substrate surface;
A cathode substrate providing step of providing a cathode substrate in which a cathode electrode having light reflectivity is formed on the substrate surface;
A phosphor layer forming step of forming a plurality of phosphor layers at intervals between at least one of the anode substrate and the anode electrode and on the anode electrode;
Forming an emitter having optical transparency on the cathode electrode; and
2. The method of manufacturing a field emission light-emitting device according to claim 1, further comprising a substrate arranging step of arranging the anode substrate and the cathode substrate so that the substrate surfaces face each other.

(付記10)
前記電界放出発光装置が、付記2記載の電界放出発光装置であり、
さらに、前記カソード基板の前記基板面における、前記カソード電極が配置されていない位置に、光反射性を有する光反射層を形成する光反射層形成工程を含むことを特徴とする付記9記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 10)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 2,
The electric field according to claim 9, further comprising a light reflecting layer forming step of forming a light reflecting layer having light reflectivity at a position where the cathode electrode is not disposed on the substrate surface of the cathode substrate. Manufacturing method of emission light emitting device.

(付記11)
前記電界放出発光装置が、付記3記載の電界放出発光装置であり、
前記エミッタ形成工程において、前記エミッタの厚みが、0.1〜1.5μmの範囲となるように、前記エミッタを形成することを特徴とする付記9または10記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 11)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 3,
11. The method of manufacturing a field emission light-emitting device according to appendix 9 or 10, wherein, in the emitter forming step, the emitter is formed so that a thickness of the emitter is in a range of 0.1 to 1.5 μm.

(付記12)
前記電界放出発光装置が、付記4記載の電界放出発光装置であり、
前記エミッタ形成工程において、前記エミッタの厚みが、0.19〜1μmの範囲となるように、前記エミッタを形成することを特徴とする付記9から11のいずれかに記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 12)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 4,
12. The field emission light-emitting device according to any one of appendices 9 to 11, wherein, in the emitter forming step, the emitter is formed so that the thickness of the emitter is in a range of 0.19 to 1 μm. Method.

(付記13)
前記エミッタ形成工程が、前記光透過性を有するエミッタを、ピーリングにより形成する工程を含むことを特徴とする付記9から12のいずれかに記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 13)
13. The method of manufacturing a field emission light-emitting device according to any one of appendices 9 to 12, wherein the emitter forming step includes a step of forming the light-transmitting emitter by peeling.

(付記14)
前記電界放出発光装置が、付記5記載の電界放出発光装置であり、
前記エミッタ形成工程において、前記アノード基板の前記基板面に垂直な方向から見て、前記エミッタを、前記蛍光体層の内側に形成し、
前記蛍光体層形成工程において、前記蛍光体層のサイズが、前記エミッタのサイズより大きくなるように、前記蛍光体層を形成することを特徴とする付記9から13のいずれかに記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 14)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 5,
In the emitter formation step, the emitter is formed inside the phosphor layer as viewed from a direction perpendicular to the substrate surface of the anode substrate,
14. The field emission according to any one of appendices 9 to 13, wherein in the phosphor layer forming step, the phosphor layer is formed so that a size of the phosphor layer is larger than a size of the emitter. Manufacturing method of light-emitting device.

(付記15)
前記電界放出発光装置が、付記6記載の電界放出発光装置であり、
前記蛍光体層形成工程において、ドットパターンを形成するように、前記蛍光体層を形成し、
前記エミッタ形成工程において、ドットパターンを形成するように、複数の前記エミッタを形成することを特徴とする付記9から14のいずれかに記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 15)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 6,
In the phosphor layer forming step, the phosphor layer is formed so as to form a dot pattern,
The method of manufacturing a field emission light-emitting device according to any one of appendices 9 to 14, wherein, in the emitter forming step, a plurality of the emitters are formed so as to form a dot pattern.

(付記16)
前記電界放出発光装置が、付記7記載の電界放出発光装置であり、
前記エミッタ形成工程において、前記複数の蛍光体層と一対一で対応するように、前記エミッタを形成することを特徴とする付記15記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 16)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 7,
16. The method of manufacturing a field emission light-emitting device according to appendix 15, wherein in the emitter formation step, the emitter is formed so as to correspond one-to-one with the plurality of phosphor layers.

(付記17)
前記電界放出発光装置が、付記8記載の電界放出発光装置であり、
前記エミッタ形成工程が、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、グラフェンシートおよびこれらの複合体からなる群から選択される少なくとも一つを含むペーストを、前記カソード電極に印刷する印刷工程を含むことを特徴とする付記9から16のいずれかに記載の電界放出発光装置の製造方法。
(Appendix 17)
The field emission light-emitting device is the field emission light-emitting device according to appendix 8,
The emitter forming step includes a printing step of printing on the cathode electrode a paste containing at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, graphene sheets, and composites thereof. 17. A method for manufacturing a field emission light-emitting device according to any one of appendices 9 to 16,

(付記18)
付記1から8のいずれかに記載の電界放出発光装置を含むことを特徴とする、発光デバイス。
(Appendix 18)
A light-emitting device comprising the field emission light-emitting device according to any one of appendices 1 to 8.

1 アノード基板
2 アノード電極
3 カソード電極
4 蛍光体層
5、25 エミッタ
6 カソード基板
10、20 電界放出発光装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode substrate 2 Anode electrode 3 Cathode electrode 4 Phosphor layer 5, 25 Emitter 6 Cathode substrate 10, 20 Field emission light emitting device

Claims (10)

アノード電極が基板面に配置されたアノード基板と、
カソード電極が基板面に配置されたカソード基板とを有し、
前記アノード基板および前記カソード基板は、前記基板面が互いに対面して配置され、
前記アノード基板は、さらに、複数の蛍光体層を含み、
前記複数の蛍光体層は、前記アノード基板と前記アノード電極との間、および、前記アノード電極上の少なくとも一方に、互いに間隔を置いて配置され、
前記カソード基板は、さらに、エミッタを含み、
前記エミッタは、前記カソード電極上に配置され、
前記カソード電極が、光反射性を有し、
前記エミッタが、光透過性を有することを特徴とする、電界放出発光装置。
An anode substrate having an anode electrode disposed on the substrate surface;
A cathode substrate having a cathode electrode disposed on the substrate surface;
The anode substrate and the cathode substrate are arranged such that the substrate surfaces face each other,
The anode substrate further includes a plurality of phosphor layers,
The plurality of phosphor layers are disposed between the anode substrate and the anode electrode and at least one on the anode electrode, spaced apart from each other,
The cathode substrate further includes an emitter,
The emitter is disposed on the cathode electrode;
The cathode electrode has light reflectivity;
A field emission light-emitting device, wherein the emitter is light transmissive.
前記カソード基板の前記基板面における、前記カソード電極が配置されていない位置に、光反射性を有する光反射層が配置されていることを特徴とする請求項1記載の電界放出発光装置。 2. The field emission light-emitting device according to claim 1, wherein a light reflecting layer having light reflectivity is disposed at a position where the cathode electrode is not disposed on the surface of the cathode substrate. 前記エミッタの厚みが、0.1〜1.5μmの範囲であることを特徴とする請求項1または2記載の電界放出発光装置。 3. The field emission light-emitting device according to claim 1, wherein the emitter has a thickness in a range of 0.1 to 1.5 [mu] m. 前記エミッタの厚みが、0.19〜1μmの範囲であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電界放出発光装置。 The field emission light-emitting device according to claim 1, wherein the emitter has a thickness in a range of 0.19 to 1 μm. 前記アノード基板の前記基板面に垂直な方向から見て、前記エミッタが、前記蛍光体層の内側に配置され、かつ、前記蛍光体層のサイズが、前記エミッタのサイズより大きいことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電界放出発光装置。 The emitter is disposed inside the phosphor layer when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface of the anode substrate, and the size of the phosphor layer is larger than the size of the emitter. The field emission light-emitting device according to claim 1. 前記複数の蛍光体層が、ドットパターンを形成するように配置され、
前記エミッタが、複数であり、かつ、ドットパターンを形成するように配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電界放出発光装置。
The plurality of phosphor layers are arranged to form a dot pattern;
6. The field emission light-emitting device according to claim 1, wherein a plurality of the emitters are arranged to form a dot pattern.
前記複数のエミッタの位置が、前記複数の蛍光体層と一対一で対応するように配置されていることを特徴とする請求項6記載の電界放出発光装置。 The field emission light-emitting device according to claim 6, wherein the plurality of emitters are arranged so as to correspond to the plurality of phosphor layers on a one-to-one basis. 前記エミッタが、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、グラフェンシートおよびこれらの複合体からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電界放出発光装置。 8. The emitter according to claim 1, wherein the emitter includes at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanocoils, graphene sheets, and composites thereof. Field emission light-emitting device. アノード電極が基板面に形成されたアノード基板を提供するアノード基板提供工程と、
光反射性を有するカソード電極が基板面に形成されたカソード基板を提供するカソード基板提供工程と、
前記アノード基板と前記アノード電極との間、および、前記アノード電極上の少なくとも一方に、複数の蛍光体層を、互いに間隔を置いて形成する蛍光体層形成工程と、
前記カソード電極上に、光透過性を有するエミッタを形成するエミッタ形成工程と、
前記アノード基板および前記カソード基板を、前記基板面が互いに対面するように配置する基板配置工程とを含むことを特徴とする、請求項1記載の電界放出発光装置の製造方法。
An anode substrate providing step of providing an anode substrate having an anode electrode formed on the substrate surface;
A cathode substrate providing step of providing a cathode substrate in which a cathode electrode having light reflectivity is formed on the substrate surface;
A phosphor layer forming step of forming a plurality of phosphor layers at intervals between at least one of the anode substrate and the anode electrode and on the anode electrode;
Forming an emitter having optical transparency on the cathode electrode; and
2. The method of manufacturing a field emission light-emitting device according to claim 1, further comprising a substrate arranging step of arranging the anode substrate and the cathode substrate so that the substrate surfaces face each other.
請求項1から8のいずれか一項に記載の電界放出発光装置を含むことを特徴とする、発光デバイス。 A light emitting device comprising the field emission light emitting device according to claim 1.
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