JP4043141B2 - Method for manufacturing electron emission source and electron emission source - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子を放出する電子放出源の製造方法、これによって製造した電子放出源及び前記電子放出源を用いた蛍光発光型表示器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電界の作用によって電子を放出する電界電子放出源は、熱エネルギーを利用する電子源(熱電子放出源)に比べ、省エネルギーで長寿命化が可能など、優れた点が多い。電界電子放出源の材料として、シリコン等の半導体、タングステン、モリブデン等の金属、ダイヤモンドライクカーボン(DLC;Diamond-Like Carbon)等が知られている。
【0003】
電界放出現象は、金属または半導体表面の印加電界を109V/m程度にするとトンネル効果により障壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる現象である。このため、電子を放出する電子放出材料によって形成されたエミッタへ引出し電極(以下ゲート電極という)から、いかに高い電界を印加できるかがその引き出し電流を決定する。
【0004】
エミッタが鋭利な先端を持つほど、該エミッタに印加される電界強度が高くなることが知られている。このため、前記の半導体、金属の電子放出部の先端を鋭利な針状に加工することが必要となる。しかしながら、前記半導体や金属の先端を鋭利な針状に加工することは容易でなく又、大規模な装置が必要になるため極めて高価になるという問題がある。
【0005】
以上の点から、最近、カーボンナノチューブがエミッタとして注目されつつある。カーボンナノチューブはその外径が1〜数10nmと非常に小さく、形状的には電界集中が起こりやすく、低電圧で電子放出を行わせるのに十分な構造形態を持ち、その材料であるカーボンは化学的に安定、機械的にも強靱であるという特徴を持つため、エミッタとしては、理想的な材料である。
【0006】
したがって、カーボンナノチューブを含むカーボン材料をペースト化したものを、エミッタとしてカソード電極上に印刷して焼成した後、ゲート電極を形成することにより電子放出源を構成することができる。前記ペースト状のカーボンナノチューブを含むカーボン材料としては、有機高分子材料を有機溶剤に溶解した溶液に、カーボンナノチューブを含むカーボン材料を超音波等によって良く分散したものを使用することができる。また、適宜、固着用の無機系の接着剤(例えばガラス系、金属アルコキシド等)を添加する。
【0007】
また、前記電子放出源に対向して蛍光体を被着したアノード電極を設けて、これらを真空気密容器内に配設することによって蛍光発光型表示器を形成すれば、前記ゲート電極及びアノード電極を正電位に駆動することによって、前記カーボンナノチューブからの電子放出により前記蛍光体を発光させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ゲート電極として、前記エミッタに対向するように配設したメッシュ状のゲート電極を使用することも可能であるが、前記カソード電極とゲート電極間に電圧を印加して駆動した場合に、前記ゲート電極が熱変形等を生じて前記エミッタと短絡しやすい等の問題がある。
【0009】
この問題を解決する方法として、特開平10−31954号公報に記載されているように、カソード基板に形成された凹部内にカソード電極を形成し、この上にカーボンナノチューブを含むカーボン材料のペーストを印刷した後に焼成することによってエミッタを形成し、カソード基板の凸部上にゲート電極を被着形成することにより電子放出源を形成する方法が考えられる。しかしながら、前記公報に記載された方法では、カソード基板に所定パターンの凹部を形成し、カソード電極、ゲート電極あるいはエミッタ等を形成しているため、複雑な製造工程が必要になるという問題があった。
【0010】
この問題を解決する方法として、カーボンナノチューブを含むカーボン材料のペーストをエミッタとしてカソード電極上にスクリーン印刷した後に焼成し、前記エミッタ間にリブ状ゲート電極をスクリーン印刷により形成する方法が考えられる。
しかしながら、この方法でも、リブ状ゲート電極をスクリーン印刷によって印刷する際、前記エミッタを印刷形成した後で前記リブ状ゲート電極を印刷する場合には、前記エミッタに含まれるカーボンナノチューブの配向処理やカーボン材料に突起を形成する先鋭化処理等が施されていても、スクリーン印刷用の版が前記エミッタに接触して、前記配向処理や先鋭化処理が無駄になるという問題があった。特に、エミッタをドット状に形成すると共に、リブ状ゲート電極を前記エミッタを囲み格子状に形成する場合に、かかる問題が顕著になる。
【0011】
この問題を解決するために、カーボン材料を印刷する前に前記リブ状ゲート電極を形成する方法が考えられるが、前記リブ状ゲート電極の間に前記カーボンナノチューブ材料を印刷することが困難であるという問題があった。
また、前記ゲート電極とカソード導体間の距離は短いため、前記リブ状ゲート電極を印刷する際に、前記ゲート電極とカソード導体が接触し絶縁不良が生じやすいという問題があった。
【0012】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、ゲート電極とカソード導体間の絶縁不良を抑制すると共に、容易に製造可能にすることを課題としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成されたカソード導体及び前記カソード導体に電気的に接続して形成された複数のエミッタを有する第1の基板に、前記複数のエミッタから離間して前記第1の基板上にゲート電極を形成して成る電子放出源の製造方法において、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料を前記エミッタとして前記カソード導体に被着する工程と、第2の基板上に前記ゲート電極及び絶縁性リブを積層する工程と、前記絶縁性リブ上又は前記第1の基板上の前記複数のエミッタ間に接着剤を塗布する工程と、前記第2の基板に積層された前記ゲート電極及び絶縁性リブを、前記接着剤を介して前記第1の基板上の前記複数のエミッタ間に転写し被着する工程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造方法が提供される。
【0014】
前記絶縁性リブ、前記接着剤及び前記第1の基板間の粘着力が、前記第2の基板と前記ゲート電極間の粘着力よりも大きくなる材料で形成される。
また、前記第1の基板を、絶縁性基板、カソード導体、及び、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料によって形成されたエミッタを積層被着することにより形成するようにしてもよい。
【0015】
さらに、前記第1の基板を、絶縁性基板、カソード導体、抵抗層、及び、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料によって形成されたエミッタを積層被着することにより形成するようにしてもよい。
さらにまた、前記ゲート電極を、前記絶縁性リブよりも幅広に形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の電子放出源の製造方法。
【0016】
本発明によれば、前述したいずれかの方法によって製造された電子放出源が提供される。
また、本発明に係る電子放出源は、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成されたカソード導体及び前記カソード導体に電気的に接続して形成された複数のエミッタを有する第1の基板に、前記複数のエミッタから離間して前記第1の基板上にゲート電極を形成して成る電子放出源において、前記エミッタはカーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料によって形成されるとともに、前記エミッタ間の前記第1の基板上に形成された絶縁性リブ及び前記絶縁性リブ上に形成された前記ゲート電極を備えて成り、前記ゲート電極は、前記絶縁性リブよりも幅広に形成されていることを特徴としている。
さらに、本発明によれば、電子放出源及び蛍光体が被着されたアノード電極を真空気密容器内に配設し、前記電子放出源から放出される電子を前記蛍光体に射突させることにより発光表示を行う蛍光発光型表示器において、前記各電子放出源として、前述のようにして製造された電子放出源を使用したことを特徴とする蛍光発光型表示器が提供される。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1乃至図10は、本発明の第1の実施形態に係る電子放出源の製造方法、前記方法によって製造された電子放出源及び前記電子放出源を使用した蛍光発光型表示器を説明するための部分側断面図である。以下、図1乃至図10を用いて、第1の実施の形態について説明する。尚、図1乃至図10において、同一部分には同一符号を付している。
【0018】
先ず、図1において、硼珪酸ガラス等の絶縁基板101上に、銀ペーストをスクリーン印刷して焼成することにより、カソード導体としてのカソード配線102を約5μm厚程度に被着形成する。
次に、図2に示すように、カソード配線102に連続するように黒鉛ペーストをスクリーン印刷して、カソード導体としてのカソード電極103を約10μm厚程度に被着形成する。
【0019】
尚、カソード電極103の上に、電子放出特性の安定化やエミッタからの過大なミッション放出によるカソード電極の破壊防止のために、抵抗体層としての抵抗体ペーストを積層してもよい。この場合、カソード電極103は薄膜でもよい。
【0020】
一方、分散媒であるイソプロパノール(IPA)に、アーク放電法によって生成されたカーボンナノチューブを含むカーボン材料を超音波により分散し、これによって得られたカーボンナノチューブを含むカーボン材料の分散溶液を、図3に示すように、基板301上にスピンコート法により塗布被着し、乾燥させることにより、約2μm厚程度のエミッタ104を形成する。
【0021】
尚、カーボンナノチューブの分散時に分散剤を添加した場合には、これを取り除くために、カーボンナノチューブを含むカーボン材料の分散溶液を基板301に塗布後、焼成する。また、塗布方法も、前記分散液の状態に応じて種々の印刷方法が採用できる。
【0022】
次に、図3の基板301を裏返しにして上下逆さにし、図2で得られた基板に載せてエミッタ104とカソード電極103とを接触させた後、基板301を取り除く。これにより、図4に示すように、複数のエミッタ104をカソード電極103上に転写する。各エミッタ104間には、凹部401が形成される。ここで、絶縁基板101、カソード導体としてのカソード配線102、カソード導体としてのカソード電極103及び電子を放出するエミッタ104は第1の基板を構成している。
尚、前述のように、カソード電極103の上に抵抗体層を積層した場合には、エミッタ104は前記抵抗体層上に被着形成され、この場合、絶縁基板101、カソード導体としてのカソード配線102、カソード導体としてのカソード電極103、前記抵抗層及びエミッタ104は第1の基板を構成する。
【0023】
このとき、カソード電極103の表面には、ペーストで濡れていない部分を有するカーボンナノューブが存在する。
したがって、図5に示すように、アルミニウムによってベタ状に形成された電界印加電極502が下部に被着された絶縁基板501を、絶縁基板101と略平行に所定距離(例えば約5mm)だけ離間させて配置し、カソード電極103に対して電界印加電極502を正電位として、電界印加電極502とカソード電極103との間に、絶縁基板101に対して略垂直な方向に所定強度(例えば約1kV/mm)の電界を印加する。
【0024】
これにより、前記電界による静電誘導でカーボンナノチューブを分極させ、ペースト状カソード電極103の液体表面上に露出しているカーボンナノチューブの端部が、絶縁基板101に対して略垂直方向に配向するような力を与える。
尚、前記のようにカーボンナノチューブを絶縁基板101に対して略垂直方向に配向するような力を与える方法としては、磁界を印加する方法を採用することも可能である。
【0025】
同時に、所定の温度での乾燥処理、例えば約150度Cの空気流をあてて乾燥処理を施し、エミッタ104をカソード電極103に固定する。このとき、製造条件によっては自然乾燥とすることもできる。
これにより、図6に示すように、エミッタ104の表面に存在する多数のカーボンナノチューブが、絶縁基板101に対して垂直方向あるいはこれに近い方向に傾斜して配向する。
【0026】
一方、図7に示すように、補強用金属板701上に転写用基板であるポリプロピレン基板702が一体形成された第2の基板を用意し、ポリプロピレン基板702上に、導電材料、例えば銀ペーストをスクリーン印刷により被着して乾燥することによって約5μm厚程度のゲート電極703を形成する。
【0027】
次に、ゲート電極703上にガラス等の絶縁材料のペーストをスクリーン印刷して約40μm厚程度の絶縁性リブ704を形成し、その上にアクリル系樹脂等の接着剤705を被着し、半乾燥状態にする。このとき、乾燥条件は、ペーストの材料等によって適宜選定することができる。また、ゲート電極703の幅よりも絶縁性リブ704の幅を狭く形成することができる。
【0028】
その後、図7で得られた基板を裏返して上下逆さにし、これを図8に示すように第1の基板に圧接させて転写する。
即ち、先ず、各ゲート電極703が各エミッタ104間の凹部401内に位置するように位置合わせを行ない、次に、ローラ801によるロール加圧によって接着剤705を絶縁基板101に圧接させる。その後、金属板701及びポリプロピレン基板702から成る転写用の第2の基板を取り除く。
【0029】
このとき、絶縁基板101と接着剤705間の粘着力は、前記第2の基板のポリプロピレン基板702とゲート電極703間の粘着力よりも大きくなるように各材料が選定されているため、図9に示すように、前記第1の基板上の複数のエミッタ104間に、ゲート電極703及び絶縁性リブ704が接着剤705を介して転写し被着される。これにより、前記第1の基板上に、リブ704及びゲート電極703によって構成されるリブ状ゲート電極が形成され、電界放出型の電子放出源が完成する。
【0030】
以上のようにして、複数のエミッタ104間にリブ状ゲート電極を容易に被着形成することが可能になると共に、前記リブ状ゲート電極とカソード導体の相対的位置合わせを精度良く行うことが可能なため、前記リブ状ゲート電極とカソード導体が絶縁不良を生じるという問題を抑制することができる。
【0031】
また、このようにして得られた電子放出源においては、エミッタ104に含まれるカーボンナノチューブが絶縁基板101に対して垂直方向あるいはこれに近い方向に傾斜して配向しているので、低電圧で高効率な電子放出を可能にすると共に、電子放出量のバラツキを抑えることが可能になる。
尚、図7において、接着剤705は絶縁性リブ704上に被着したが、絶縁基板101上の各エミッタ104間に被着するようにしてもよい。
【0032】
また、エミッタ104の材料としてカーボンナノチューブを含むカーボン材料の例をあげたが、フラーレン、ナノパーティクル又はナノカプセルを含むカーボン材料等も使用できる。即ち、エミッタ104の材料として、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料を使用することが可能である。
【0033】
次に、上述した方法によって製造した電子放出源を使用して、図10に示すような蛍光発光型表示器を形成する。
即ち、図10において、蛍光発光型表示器は、硼珪酸ガラス等によって形成された背面基板としての絶縁基板101、硼珪酸ガラス等によって形成された透光性の前面基板としての絶縁基板1001および絶縁基板101、1001の周囲を封着するシールガラス1004とを有する真空気密容器を備えている。
【0034】
また、前述したように、絶縁基板101の内面上には、カソード導体としてのカソード配線102、カソード配線102に接続されたカソード導体としてのカソード電極103及びカーボンナノチューブを含むカーボン材料によって形成された複数のエミッタ104が積層配設されている。各エミッタ104間の凹部内には、接着剤705によって、第1の基板を構成する絶縁性基板101上に被着された絶縁性リブ704及び絶縁性リブ704に積層被着されたゲート電極703が被着されている。
一方、絶縁基板1001の内面上には、アノード電極1002及びアノード電極1002に被着された蛍光体1003が積層配設されている。
【0035】
尚、文字やグラフィック等を表示する形式の蛍光発光型表示器の場合には、カソード電極103、ゲート電極703及びアノード電極1002は、各々マトリクス状に形成する、あるいは、特定の電極をベタ状に形成して他の電極をマトリクス状に形成する等適宜形成する。また、大画面表示装置用の発光素子として使用する蛍光発光型表示器の場合にも、前記各電極パターンを適宜形成する。
【0036】
上記構成の蛍光発光型表示器において、カソード電極103、ゲート電極703及びアノード電極1002に駆動信号を供給することにより蛍光体が発光し、各電極の形成パターンや駆動信号に応じて、文字やグラフィックの発光表示、あるいは発光素子としての発光表示を行わせることができる。
【0037】
図11は、本発明の第2の実施形態に係る電子放出源の製造方法、前記方法によって製造された電子放出源を説明するための部分側断面図で、図1乃至図9と同一部分には同一符号を付している。
本第2の実施が第1の実施の形態と相違する点は、ゲート電極703を絶縁性リブ704よりもエミッタ104側に突出させた構造、即ち、ゲート電極703の幅を絶縁性リブ704の幅よりも広く形成している点であり、その他の構成や製造工程は同一である。
【0038】
このようにゲート電極703の幅を絶縁性リブ704の幅よりも広くして、ゲート電極703がエミッタ104側に突き出した構造とすることによって、ゲート電極703を、よりエミッタ104に近く形成することが可能になるため、電子放出効率を向上させることができる。また、ゲート電極703をカソード電極103の真上に形成することが可能になり、これにより、低電圧での電子放出効果のみならず、放出電子の広がり角度の低減等の効果がある。
【0039】
以上述べたように本実施の形態に係る電子放出源の製造方法は、絶縁基板101、絶縁基板101上に形成されたカソード導体(カソード配線102又はカソード電極103)及び前記カソード導体に電気的に接続された複数のエミッタ104を有する第1の基板に、複数のエミッタ104から離間して前記第1の基板上にゲート電極703を形成して成る電子放出源の製造方法において、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料をエミッタ104として前記カソード導体に被着する工程と、第2の基板上にゲート電極703及び絶縁性リブ704を積層する工程と、絶縁性リブ704上又は前記第1の基板上の複数のエミッタ104間に接着剤705を塗布する工程と、前記第2の基板に積層されたゲート電極703及び絶縁性リブ704を、接着剤705を介して前記第1の基板上の複数のエミッタ104間の凹部401内に転写し被着する工程とを備えて成ることを特徴としている。このとき、絶縁性リブ704、接着剤705及び前記第1の基板間の粘着力は、前記第2の基板とゲート電極703間の粘着力よりも大きくなるように、ポリプロピレン基板702等の材料を選択する。
【0040】
したがって、ゲート電極703を前記カソード導体やエミッタ104に対して高精度に位置合わせを行って形成することができるため、ゲート電極703と前記カソード導体間の絶縁不良を抑制することが可能になり又、転写という簡単な方法でゲート電極703を前記第1の基板上に形成できるので、製造が容易になる。特に、エミッタ104をドット状に形成すると共に、リブ704及びゲート電極703を、エミッタ104を囲む格子状に形成する場合でも、形成位置を高精度に維持でき又容易に形成することが可能になる。
【0041】
また、ゲート電極703の幅を絶縁性リブ704の幅よりも広くして、絶縁性リブ704よりもゲート電極703がエミッタ104側に突き出した構造とすることによって、低電圧駆動が可能で電子放出効率を向上させることができると共に、放出電子の広がり角度を低減することが可能になる。
【0042】
また、上記製造方法によって、電極間の短絡が抑制されて安定した電子放出が可能な電子放出源が提供される。
さらに、電子放出源及び蛍光体1003が被着されたアノード電極1002を真空気密容器内に配設し、前記電子放出源から放出される電子を蛍光体1003に射突させることにより発光表示を行う蛍光発光型表示器において、以上のようにして製造された電子放出源を用いることにより、安定した発光表示を行うことが可能な蛍光発光型表示器を提供することが可能になる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、ゲート電極とカソード導体間の絶縁不良が生じることなく、容易に製造することが可能になる。
これにより、安定して電子放出が可能な電子放出源を提供することが可能になる。
また、安定した発光表示を行うことが可能な蛍光発光型表示器を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る蛍光発光型表示器の一部切欠き側面図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る電子放出源の製造方法を説明するための部分側断面図である。
【符号の説明】
101・・・真空気密容器を構成すると共に第1の基板を構成する前面基板としての絶縁基板
102・・・第1の基板を構成するカソード導体としてのカソード配線
103・・・第1の基板を構成するカソード導体としてのカソード電極
104・・・第1の基板を構成するエミッタ
301、501・・・基板
502・・・電界印加電極
701・・・第2の基板を構成する金属板
702・・・第2の基板を構成するポリプロピレン基板
703・・・ゲート電極
704・・・絶縁性リブ
705・・・接着剤
1001・・・真空気密容器を構成する背面基板としての絶縁基板
1002・・・アノード電極
1003・・・蛍光体
805・・・真空気密容器を構成するシールガラス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an electron emission source that emits electrons, an electron emission source manufactured by the method, and a fluorescent display using the electron emission source.
[0002]
[Prior art]
A field electron emission source that emits electrons by the action of an electric field has many advantages such as energy saving and longer life compared to an electron source that uses thermal energy (thermoelectron emission source). Known materials for field electron emission sources include semiconductors such as silicon, metals such as tungsten and molybdenum, diamond-like carbon (DLC), and the like.
[0003]
The field emission phenomenon is a phenomenon in which, when the applied electric field on the surface of a metal or semiconductor is set to about 10 9 V / m, electrons are emitted into a vacuum even at room temperature through a barrier due to a tunnel effect. Therefore, how much high electric field can be applied from an extraction electrode (hereinafter referred to as a gate electrode) to an emitter formed of an electron emission material that emits electrons determines the extraction current.
[0004]
It is known that the sharper the tip of the emitter, the higher the electric field strength applied to the emitter. For this reason, it is necessary to process the tip of the electron emission portion of the semiconductor or metal into a sharp needle shape. However, it is not easy to process the tip of the semiconductor or metal into a sharp needle shape, and there is a problem that it becomes very expensive because a large-scale device is required.
[0005]
In view of the above, carbon nanotubes are recently attracting attention as emitters. Carbon nanotubes have a very small outer diameter of 1 to several tens of nanometers, and the shape tends to cause electric field concentration and has a sufficient structure to allow electron emission at a low voltage. It is an ideal material for the emitter because it is stable and mechanically strong.
[0006]
Accordingly, an electron emission source can be configured by forming a gate electrode after printing and baking a carbon material containing carbon nanotubes on a cathode electrode as an emitter. As the carbon material containing paste-like carbon nanotubes, a carbon material containing carbon nanotubes well dispersed by ultrasonic waves or the like in a solution obtained by dissolving an organic polymer material in an organic solvent can be used. In addition, an inorganic adhesive for fixing (for example, glass, metal alkoxide, etc.) is added as appropriate.
[0007]
In addition, if a fluorescent light-emitting display is formed by providing an anode electrode with a phosphor deposited opposite to the electron emission source and disposing them in a vacuum-tight container, the gate electrode and the anode electrode By driving to a positive potential, the phosphor can emit light by electron emission from the carbon nanotube.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as the gate electrode, it is possible to use a mesh-like gate electrode disposed so as to face the emitter, but when driven by applying a voltage between the cathode electrode and the gate electrode, There is a problem that the gate electrode is likely to be short-circuited with the emitter due to thermal deformation or the like.
[0009]
As a method for solving this problem, as described in JP-A-10-31954, a cathode electrode is formed in a recess formed in the cathode substrate, and a carbon material paste containing carbon nanotubes is formed thereon. A method is conceivable in which an emitter is formed by firing after printing, and an electron emission source is formed by depositing a gate electrode on the convex portion of the cathode substrate. However, the method described in the above publication has a problem in that a complicated manufacturing process is required because a concave portion having a predetermined pattern is formed on the cathode substrate to form a cathode electrode, a gate electrode, an emitter, or the like. .
[0010]
As a method for solving this problem, a method is conceivable in which a paste of a carbon material containing carbon nanotubes is screen-printed on the cathode electrode as an emitter and then fired, and a rib-like gate electrode is formed between the emitters by screen printing.
However, even in this method, when the rib-shaped gate electrode is printed by screen printing, when the rib-shaped gate electrode is printed after the emitter is printed, the alignment treatment of carbon nanotubes contained in the emitter or carbon Even if the material is subjected to a sharpening process or the like for forming protrusions, the screen printing plate comes into contact with the emitter, and the orientation process or the sharpening process is wasted. In particular, when the emitter is formed in a dot shape and the rib-like gate electrode is formed in a lattice shape surrounding the emitter, such a problem becomes significant.
[0011]
In order to solve this problem, a method of forming the rib-like gate electrode before printing the carbon material can be considered, but it is difficult to print the carbon nanotube material between the rib-like gate electrodes. There was a problem.
In addition, since the distance between the gate electrode and the cathode conductor is short, there is a problem in that when the rib-shaped gate electrode is printed, the gate electrode and the cathode conductor are in contact with each other and insulation failure is likely to occur.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to suppress an insulation failure between a gate electrode and a cathode conductor and to enable easy manufacture.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a first substrate having an insulating substrate, a cathode conductor formed on the insulating substrate, and a plurality of emitters electrically connected to the cathode conductor is separated from the plurality of emitters. Then, in the method of manufacturing an electron emission source by forming a gate electrode on the first substrate, a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, and nanocapsules is used as the cathode for the cathode. Applying an adhesive between the plurality of emitters on the insulating rib or on the first substrate, the step of depositing the conductor, the step of laminating the gate electrode and the insulating rib on the second substrate And a plurality of emitters on the first substrate through the adhesive, the gate electrode and the insulating rib laminated on the second substrate. Transferring method of manufacturing an electron-emitting source, characterized by comprising a step of depositing is provided.
[0014]
An adhesive force between the insulating rib, the adhesive, and the first substrate is formed of a material that is larger than an adhesive force between the second substrate and the gate electrode.
Further, the first substrate is laminated and deposited with an insulating substrate, a cathode conductor, and an emitter formed of a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, and nanocapsules. You may make it form.
[0015]
Furthermore, the first substrate is laminated and deposited with an insulating substrate, a cathode conductor, a resistance layer, and an emitter formed of a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, and nanocapsules. It may be formed by doing so.
The method of manufacturing an electron emission source according to any one of
[0016]
According to the present invention, an electron emission source manufactured by any of the methods described above is provided.
An electron emission source according to the present invention includes an insulating substrate, a cathode conductor formed on the insulating substrate, and a first substrate having a plurality of emitters electrically connected to the cathode conductor. In the electron emission source formed by forming a gate electrode on the first substrate apart from a plurality of emitters, the emitter is made of a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles, and nanocapsules. And an insulating rib formed on the first substrate between the emitters and the gate electrode formed on the insulating rib, wherein the gate electrode is formed from the insulating rib. Is also characterized by being formed wide.
Further, according to the present invention, the anode electrode on which the electron emission source and the phosphor are deposited is disposed in the vacuum hermetic container, and the electrons emitted from the electron emission source are projected onto the phosphor. In a fluorescent light emitting display that performs light emitting display, there is provided a fluorescent light emitting display characterized in that the electron emitting source manufactured as described above is used as each electron emitting source.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 10 illustrate a method of manufacturing an electron emission source according to a first embodiment of the present invention, an electron emission source manufactured by the method, and a fluorescent light emitting display using the electron emission source. FIG. The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 10, the same reference numerals are given to the same parts.
[0018]
First, in FIG. 1, a silver wire is screen-printed and fired on an insulating
Next, as shown in FIG. 2, a graphite paste is screen-printed so as to be continuous with the
[0019]
Note that a resistor paste as a resistor layer may be laminated on the
[0020]
On the other hand, a carbon material containing carbon nanotubes produced by an arc discharge method is dispersed in isopropanol (IPA), which is a dispersion medium, by ultrasonic waves, and a carbon material dispersion solution containing carbon nanotubes obtained as a result is obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the
[0021]
In addition, when a dispersing agent is added at the time of dispersion | distribution of a carbon nanotube, in order to remove this, after apply | coating the dispersion solution of the carbon material containing a carbon nanotube to the board | substrate 301, it bakes. Also, as a coating method, various printing methods can be adopted depending on the state of the dispersion.
[0022]
Next, the substrate 301 in FIG. 3 is turned upside down, placed on the substrate obtained in FIG. 2 and brought into contact with the
As described above, when the resistor layer is laminated on the
[0023]
At this time, carbon nanotubes having a portion not wetted by the paste exist on the surface of the
Therefore, as shown in FIG. 5, the insulating substrate 501 with the electric
[0024]
As a result, the carbon nanotubes are polarized by electrostatic induction by the electric field, and the end portions of the carbon nanotubes exposed on the liquid surface of the paste-
As described above, a method of applying a magnetic field can be adopted as a method of applying a force that orients the carbon nanotubes in a substantially vertical direction with respect to the insulating
[0025]
At the same time, a drying process at a predetermined temperature, for example, a drying process is performed by applying an air flow of about 150 ° C. to fix the
As a result, as shown in FIG. 6, a large number of carbon nanotubes existing on the surface of the
[0026]
On the other hand, as shown in FIG. 7, a second substrate in which a polypropylene substrate 702 as a transfer substrate is integrally formed on a reinforcing metal plate 701 is prepared, and a conductive material, for example, silver paste is applied on the polypropylene substrate 702. A gate electrode 703 having a thickness of about 5 μm is formed by being deposited by screen printing and drying.
[0027]
Next, a paste of an insulating material such as glass is screen-printed on the gate electrode 703 to form an insulating rib 704 having a thickness of about 40 μm, and an adhesive 705 such as an acrylic resin is applied on the insulating rib 704. Let dry. At this time, the drying conditions can be appropriately selected depending on the paste material and the like. Further, the width of the insulating rib 704 can be narrower than the width of the gate electrode 703.
[0028]
Thereafter, the substrate obtained in FIG. 7 is turned upside down, and this is transferred by being brought into pressure contact with the first substrate as shown in FIG.
That is, first, alignment is performed so that each gate electrode 703 is positioned in the
[0029]
At this time, each material is selected so that the adhesive force between the insulating
[0030]
As described above, a rib-like gate electrode can be easily formed between a plurality of
[0031]
Further, in the electron emission source thus obtained, the carbon nanotubes included in the
In FIG. 7, the adhesive 705 is deposited on the insulating rib 704, but it may be deposited between the
[0032]
Moreover, although the example of the carbon material containing a carbon nanotube was given as a material of the
[0033]
Next, a fluorescent light emitting display as shown in FIG. 10 is formed using the electron emission source manufactured by the method described above.
That is, in FIG. 10, a fluorescent light emitting display includes an insulating
[0034]
Further, as described above, a plurality of carbon materials including the
On the other hand, on the inner surface of the insulating substrate 1001, an anode electrode 1002 and a phosphor 1003 attached to the anode electrode 1002 are stacked.
[0035]
In the case of a fluorescent light-emitting display device that displays characters, graphics, etc., the
[0036]
In the fluorescent light emitting display having the above-described configuration, the phosphor emits light by supplying drive signals to the
[0037]
FIG. 11 is a partial cross-sectional view for explaining an electron emission source manufacturing method according to the second embodiment of the present invention and an electron emission source manufactured by the method, and is the same as FIG. 1 to FIG. Are given the same reference numerals.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the gate electrode 703 protrudes more toward the
[0038]
Thus, the gate electrode 703 is formed closer to the
[0039]
As described above, the manufacturing method of the electron emission source according to the present embodiment is electrically connected to the insulating
[0040]
Therefore, since the gate electrode 703 can be formed with high precision alignment with the cathode conductor or the
[0041]
Further, by making the width of the gate electrode 703 wider than the width of the insulating rib 704 so that the gate electrode 703 protrudes to the
[0042]
In addition, the above manufacturing method provides an electron emission source capable of suppressing the short circuit between the electrodes and stably emitting electrons.
Further, an anode electrode 1002 to which an electron emission source and a phosphor 1003 are attached is disposed in a vacuum hermetic container, and light emitted from the electron emission source is projected onto the phosphor 1003 for light emission display. By using the electron emission source manufactured as described above in the fluorescent light emitting display, it is possible to provide a fluorescent light emitting display capable of performing stable light emitting display.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to easily manufacture without causing an insulation failure between the gate electrode and the cathode conductor.
This makes it possible to provide an electron emission source that can stably emit electrons.
Further, it is possible to provide a fluorescent light emitting display capable of performing stable light emission display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view for explaining a method for manufacturing an electron emission source according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial side cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 is a partial side cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 8 is a partial side cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the electron emission source according to the first embodiment of the invention.
FIG. 10 is a partially cutaway side view of the fluorescent light emitting display according to the first embodiment of the invention.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the electron emission source according to the second embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
101... A vacuum hermetic container and an insulating
Claims (6)
カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル及びナノカプセルの中の少なくとも一つを有するカーボン材料を前記エミッタとして前記カソード導体に被着する工程と、
第2の基板上に前記ゲート電極及び絶縁性リブを積層する工程と、
前記絶縁性リブ上又は前記第1の基板上の前記複数のエミッタ間に接着剤を塗布する工程と、
前記第2の基板に積層された前記ゲート電極及び絶縁性リブを、前記接着剤を介して前記第1の基板上の前記複数のエミッタ間に転写し被着する工程とを備えて成ることを特徴とする電子放出源の製造方法。A first substrate having an insulating substrate, a cathode conductor formed on the insulating substrate and a plurality of emitters electrically connected to the cathode conductor, the first substrate being spaced apart from the plurality of emitters In a manufacturing method of an electron emission source formed by forming a gate electrode on a substrate,
Depositing a carbon material having at least one of carbon nanotubes, fullerenes, nanoparticles and nanocapsules on the cathode conductor as the emitter;
Laminating the gate electrode and the insulating rib on a second substrate;
Applying an adhesive between the plurality of emitters on the insulating rib or on the first substrate;
And transferring and depositing the gate electrode and the insulating rib laminated on the second substrate between the plurality of emitters on the first substrate via the adhesive. A method for manufacturing an electron emission source.
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