JP2003303539A - Electron emission source and its manufacturing method - Google Patents

Electron emission source and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2003303539A
JP2003303539A JP2002107991A JP2002107991A JP2003303539A JP 2003303539 A JP2003303539 A JP 2003303539A JP 2002107991 A JP2002107991 A JP 2002107991A JP 2002107991 A JP2002107991 A JP 2002107991A JP 2003303539 A JP2003303539 A JP 2003303539A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
particles
electron emission
emission source
cnt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002107991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinsuke Yura
信介 由良
Yusaku Saito
雄作 斎藤
Masaaki Kai
正明 開
Kozaburo Shibayama
耕三郎 柴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2002107991A priority Critical patent/JP2003303539A/en
Publication of JP2003303539A publication Critical patent/JP2003303539A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a membrane in which adhesion with a substrate is strong, particles are hardly separated, carbon nanotubes (CNTs) do not disappear even in a baking process in an electron emission source, and to provide a method for manufacturing the electron emission source having such a membrane. <P>SOLUTION: In the electron emission source emitting electrons from the membrane 103 formed on the substrate 101, the membrane 103 comprises carbon particles 104, 105 containing the CNTs and inorganic materials 106 containing SiO<SB>2</SB>as the main component. The membrane 103 is manufactured by printing paste prepared by mixing the carbon particles 104, 105 containing the CNTs with a solvent in which colloidal silica is dispersed on the substrate, and then by drying and baking. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、平板型表示装置
などに用いられる電子放出源に関するものであり、特
に、電子放出材料としてカーボン系の材料を使用する冷
陰極電子源、及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emission source used for a flat panel display device and the like, and more particularly to a cold cathode electron source using a carbon-based material as an electron emission material and a method for manufacturing the same. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】カーボンナノチューブ(以下、CNTと
記す)は直径10〜500Å、長さ数μm〜100μm
の炭素分子からなる。その形状から、電界放出の電子放
出源(以下、電子源と記す)として用いたとき、先端部に
強い電界を発生することができるため、低い電圧で電界
放出により電子を発生させることが可能となる。また、
安定な構造であるため、表面状態の変化による電界放出
特性の変化が少ない利点がある。
2. Description of the Related Art A carbon nanotube (hereinafter referred to as CNT) has a diameter of 10 to 500 Å and a length of several μm to 100 μm.
It consists of carbon molecules. Due to its shape, when used as a field emission electron emission source (hereinafter referred to as an electron source), a strong electric field can be generated at the tip portion, so that it is possible to generate electrons by field emission at a low voltage. Become. Also,
Since the structure is stable, there is an advantage that the change in the field emission characteristics due to the change in the surface state is small.

【0003】特開平11−260249号公報には、C
NTを含むペーストを作製し、これを印刷して厚膜と
し、膜の基材から突き出したCNTから電子を放出させ
る電子源について示されている。以下にこの電子源の製
造方法について説明する。CNTはグラファイト電極に
よるアーク放電や熱CVDなどの方法により製造され
る。不純物としてのグラファイト粒子とともにCNTは
粉砕され、ビヒクルとAgやPbOを主成分とするフリ
ットガラス等と混合してペースト化される。このペース
トを塗布、乾燥、焼成して電子源となる厚膜を作製す
る。このようにして作製された厚膜は、光源や蛍光表示
管、CRTの電子源等、ディスプレイデバイスへの適用
が期待されている。CNTを含むペーストを印刷塗布し
て厚膜とし、電界放出電子源とする方法は他にも、特開
2000−268707号公報、特開2000−362
43号公報、特開2001−43792号公報等に述べ
られている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-260249, C
An electron source is shown in which a paste containing NT is prepared, printed into a thick film, and electrons are emitted from CNTs protruding from the base material of the film. The method of manufacturing this electron source will be described below. CNTs are manufactured by a method such as arc discharge using a graphite electrode or thermal CVD. CNTs are crushed together with graphite particles as impurities, mixed with a vehicle and frit glass containing Ag or PbO as a main component, and made into a paste. This paste is applied, dried, and fired to form a thick film serving as an electron source. The thick film thus produced is expected to be applied to a display device such as a light source, a fluorescent display tube, an electron source of a CRT, or the like. In addition to the method of applying a paste containing CNT by printing to form a thick film and using it as a field emission electron source, JP-A-2000-268707 and 2000-362 are known.
No. 43, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-43792, and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の電子源は以上の
ように製造されており、上記CNTを含むペーストは、
CNT粒子及びグラファイト粒子よりなる炭素粒子とビ
ヒクルだけで構成すると、ビヒクルは焼成により消失す
るため、ペーストを印刷・乾燥・焼成した後の膜はグラ
ファイト粒子及びCNT粒子よりなる炭素粒子の凝集体
であり、膜強度が弱く、振動や電界の印加によりグラフ
ァイト粒子、CNT粒子等の各炭素粒子が離脱し易い。
低電圧で電界放出させるためには、引き出し電極をでき
るだけ電子源に近接させる必要があるが、上記のように
離脱した各炭素粒子が引き出し電極との間に挟まり、引
き出し電極とカソード電極との間の短絡が容易に発生す
るという問題があった。
The conventional electron source is manufactured as described above, and the paste containing the above CNT is
If only the carbon particles consisting of CNT particles and graphite particles and the vehicle are composed, the vehicle disappears by firing, so the film after printing, drying and firing the paste is an aggregate of carbon particles consisting of graphite particles and CNT particles. However, the film strength is weak, and carbon particles such as graphite particles and CNT particles are easily separated by the application of vibration or an electric field.
In order to perform field emission at a low voltage, it is necessary to bring the extraction electrode as close as possible to the electron source, but the carbon particles that have separated as described above are sandwiched between the extraction electrode and the extraction electrode and the cathode electrode. However, there is a problem that the short circuit is easily generated.

【0005】また、上記ペーストを印刷・乾燥・焼成し
ただけでは、CNTは膜表面から露出しにくく、良好な
電子放出特性が得られないため、刃で筋をいれたり、レ
ーザアブレ−ジョンによってCNTを露出させている。
しかし、膜に傷をつける方法では筋をいれた部分しか、
CNTが露出しない。膜全体に傷をつけるために研磨し
ようとすると、膜を構成する粒子間の結合力が弱いた
め、膜そのものが容易に無くなってしまうという問題が
あった。また、レーザアブレ−ジョンによる方法では、
膜表面のみを制御性よく除去することが難しいという問
題があった。
Further, CNTs are difficult to be exposed from the film surface and good electron emission characteristics cannot be obtained only by printing, drying and firing the above-mentioned paste, and therefore, the CNTs can be streaked or the CNTs can be cut by laser abrasion. Exposed.
However, in the method of scratching the membrane, only the streaked part,
CNT is not exposed. When polishing is performed to scratch the entire film, there is a problem that the film itself is easily lost because the bonding force between particles forming the film is weak. Moreover, in the method by laser abrasion,
There is a problem that it is difficult to remove only the film surface with good controllability.

【0006】膜の強度を上げ、膜と基板との密着力を上
げるために、ペースト中に導電体であるAg粒子やPb
Oを主成分とするガラス粒子を混合させることが試みら
れている。しかしながら、Ag粒子やPbOを含む低融
点ガラスからなるガラス粒子を混合した場合、後から大
気中での400〜500℃の焼成工程があると、混合し
たAg粒子やPbOを主成分とするガラス粒子の影響
で、炭素粒子が酸化され易く、グラファイト粒子、CN
T粒子ともに消失してしまうという問題があった。電子
源を光源やディスプレイに適用する場合、CNTを含む
ペーストを印刷し、ペーストパターンを形成した後、さ
らに複数の熱工程が不可欠である。先ず、ペーストパタ
ーンに含まれるビヒクルを除去するために、溶剤の乾燥
と350〜400℃での焼成が必要である。ビヒクルは
ペーストの印刷に好適な粘度を与えるために、有機溶剤
にエチルセルロース等の樹脂成分を加えて作製される。
ビヒクルが残存すると、真空環境に置いたときにこれが
分解して、真空環境を汚染する可能性があるため、焼成
が必要となる。また、光源として用いるためには、通常
フリットガラスを用いたガラス封体の真空封止が必要で
あり、その際、400〜500℃程度に温度を上げる。
また、真空排気の際も加熱しながら排気する。このとき
の排気温度も脱ガスを加速し、排気時間を短縮するため
には300℃以上が望ましい。そこで、CNTを含むペ
ーストに混合する材料として、焼成してもCNT粒子及
びグラファイト粒子の減少が少なく、かつ焼成後、各炭
素粒子間の密着力、及び膜と基板との間の密着力を向上
できる材料が求められていた。
In order to increase the strength of the film and the adhesion between the film and the substrate, Ag particles or Pb, which are conductors, are contained in the paste.
Attempts have been made to mix glass particles containing O as a main component. However, when glass particles made of a low-melting glass containing Ag particles or PbO are mixed, if there is a firing step at 400 to 500 ° C. in the air later, the mixed Ag particles or glass particles containing PbO as a main component. The carbon particles are easily oxidized under the influence of
There is a problem that both T particles disappear. When the electron source is applied to a light source or a display, after printing a paste containing CNTs to form a paste pattern, a plurality of heating steps are indispensable. First, in order to remove the vehicle contained in the paste pattern, it is necessary to dry the solvent and bake at 350 to 400 ° C. The vehicle is prepared by adding a resin component such as ethyl cellulose to an organic solvent in order to give a viscosity suitable for printing the paste.
If the vehicle remains, it may decompose when placed in a vacuum environment and contaminate the vacuum environment, thus requiring firing. Further, in order to use as a light source, it is usually necessary to vacuum seal a glass envelope using frit glass, and at that time, the temperature is raised to about 400 to 500 ° C.
Also, during vacuum exhaust, the exhaust is performed while heating. The exhaust temperature at this time is also preferably 300 ° C. or higher in order to accelerate degassing and shorten the exhaust time. Therefore, as a material to be mixed with a paste containing CNTs, there is little reduction in CNT particles and graphite particles even after firing, and after firing, the adhesion between each carbon particle and the adhesion between the film and the substrate are improved. There was a demand for materials that could be made.

【0007】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、電子源において、基板と
の密着力が強く、粒子が離脱し難く、300〜500℃
の焼成工程でCNTが消失しにくい膜を得ることを目的
としており、さらにこのような膜を有する電子源の製造
方法を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and in an electron source, particles have a strong adhesion to a substrate, particles are difficult to separate, and the temperature is 300 to 500 ° C.
The present invention aims to obtain a film in which CNTs are less likely to disappear in the firing step, and further to provide a method for producing an electron source having such a film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成によ
る電子源は、基板上に設けられた膜より電子を放出させ
る電子放出源において、上記膜はCNTを含む炭素粒子
とSiO2を主成分とする無機材料とで構成されたもの
である。
The electron source according to the first aspect of the present invention is an electron emission source for emitting electrons from a film provided on a substrate, wherein the film contains carbon particles containing CNT and SiO 2 . It is composed of an inorganic material as a main component.

【0009】また、本発明の第2の構成による電子源
は、SiO2を主成分とする無機材料が、SiO2微粒子
の凝集体であるものである。
In the electron source according to the second aspect of the present invention, the inorganic material containing SiO 2 as a main component is an aggregate of SiO 2 fine particles.

【0010】また、本発明の電子源の製造方法は、CN
Tを含む炭素粒子とコロイダルシリカを分散させた溶剤
とを混合したペーストを、基板上に印刷して膜を形成す
る工程、形成された膜を乾燥する工程、及び膜を焼成す
る工程を施すものである。
The method of manufacturing an electron source according to the present invention is
A step of printing a paste obtained by mixing a carbon particle containing T and a solvent in which colloidal silica is dispersed on a substrate to form a film, a step of drying the formed film, and a step of baking the film Is.

【0011】また、本発明の電子源の製造方法は、上記
製造方法に対し、さらに膜を研磨する工程を施すもので
ある。
Further, the electron source manufacturing method of the present invention is the same as the above manufacturing method, except that a film polishing step is further performed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、本発明の実
施の形態1を図を用いて説明する。図1に本実施の形態
1による電子源の主要部の断面を示す。図1において、
101はガラス基板、102はカソード電極となる透明
電極膜、103は電子源となる厚膜、104はCNT粒
子、105はグラファイト粒子、106はSiO2を主
成分とする無機材料であり、SiO2の微粒子の凝集体
である。ガラス基板101上に透明電極膜102を介し
てCNTを含む厚膜103が形成されており、厚膜10
3は、CNT粒子104と、グラファイト粒子105
と、これらの間に介在するSiO2の微粒子の凝集体1
06とからなる。CNT粒子104とグラファイト粒子
105とは凝集し、CNT104の一部は膜の表面から
露出している。CNT104は凝集したグラファイト粒
子105等を介して厚膜103の下地にある透明電極膜
102と電気的に接触している。一方SiO 2微粒子の
凝集体106は焼成により互いに強く凝集している。こ
のため、グラファイト粒子105及びCNT粒子104
を含みながら、機械的強度が強く、かつ基板との密着性
の良い膜が形成できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. Hereinafter, the fruit of the present invention
The first embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment is shown in FIG.
1 shows a cross section of the main part of the electron source according to 1. In FIG.
101 is a glass substrate, 102 is a transparent cathode electrode
Electrode film, 103 is a thick film serving as an electron source, 104 is CNT particles
105, graphite particles, 106 SiO2The Lord
Inorganic material as a component, SiO2Aggregate of fine particles of
Is. Through the transparent electrode film 102 on the glass substrate 101
The thick film 103 containing CNTs is formed.
3 is CNT particles 104 and graphite particles 105
And SiO interposed between these2Aggregate 1 of fine particles
It consists of 06. CNT particles 104 and graphite particles
105 aggregates, and part of CNT 104 is from the surface of the film.
Exposed. CNT104 is an aggregated graphite particle
Transparent electrode film underlying the thick film 103 via the child 105 and the like
It is in electrical contact with 102. On the other hand, SiO 2Particulate
The aggregates 106 are strongly aggregated with each other by firing. This
Therefore, graphite particles 105 and CNT particles 104
With high mechanical strength and adhesion to the substrate
A good film can be formed.

【0013】なお、本実施の形態では、SiO2を主成
分とする無機材料106をSiO2微粒子の凝集体とし
たが、真空中で焼成することにより互いに結合したガラ
ス状態のSiO2としてもよく、その後の大気中での焼
成において、炭素粒子の酸化を促進する効果は無く、グ
ラファイト粒子及びCNT粒子を固定する効果が得られ
る。
In the present embodiment, the inorganic material 106 containing SiO 2 as a main component is an aggregate of SiO 2 fine particles, but it may be glassy SiO 2 bonded to each other by firing in a vacuum. In the subsequent firing in the atmosphere, there is no effect of promoting the oxidation of carbon particles, and an effect of fixing graphite particles and CNT particles can be obtained.

【0014】本実施の形態の電子源における厚膜の製造
方法を説明する。グラファイト電極のアーク放電により
作製したCNTを含む炭素粒子を粉砕して作製した粉体
に、ブチルカルビトールアセテート(以下、BCAと記
す)とブチルカルビトール(以下、BCと記す)とエチ
ルセルロースを加えて混合した。この混合物に、さら
に、BCAに径100〜200Åのコロイダルシリカを
分散した溶剤を混合して、印刷ペーストを作製した。こ
のときの、CNTを含む炭素粒子と分散したコロイダル
シリカとの重量比は1:1である。コロイダルシリカ
は、径100〜200Åの、ほぼ球形のSiO2の微粒
子の表面にSiOH基、OH基がついており、これがイ
オン化して負に帯電し、粒子間の静電的な反発により液
中に分散したものであり、グラファイト粒子及びCNT
粒子との混合が良好である。この印刷ペースト用いて、
スクリーン印刷により透明電極膜(ITO膜)が形成さ
れたガラス基板上に3mm角のパターンを形成した。ペ
ーストの溶剤を120℃で乾燥し、膜厚6〜9μmの厚
膜が得られた。
A method of manufacturing a thick film in the electron source of this embodiment will be described. To a powder prepared by crushing carbon particles containing CNT prepared by arc discharge of a graphite electrode, butyl carbitol acetate (hereinafter referred to as BCA), butyl carbitol (hereinafter referred to as BC) and ethyl cellulose were added. Mixed. A solvent in which BCA was dispersed with colloidal silica having a diameter of 100 to 200Å was mixed with this mixture to prepare a printing paste. At this time, the weight ratio of CNT-containing carbon particles and dispersed colloidal silica is 1: 1. Colloidal silica has SiOH groups and OH groups attached to the surface of SiO 2 fine particles with a diameter of 100 to 200 Å, which are ionized and negatively charged. Dispersed, graphite particles and CNTs
Good mixing with particles. With this printing paste,
A 3 mm square pattern was formed on a glass substrate on which a transparent electrode film (ITO film) was formed by screen printing. The paste solvent was dried at 120 ° C. to obtain a thick film having a film thickness of 6 to 9 μm.

【0015】次に、得られた厚膜を1000番の研磨テ
ープで0.2g/mm2の面圧で研磨した。研磨により
最大突起24μmが11μmに減少した。また、研磨に
より表面にはCNTの露出がみられた。研磨後は切削さ
れた粒子や研磨粒子が発生するため、エアーブローや超
音波洗浄などにより、これらを除去する必要がある。
Next, the obtained thick film was polished with a No. 1000 polishing tape at a surface pressure of 0.2 g / mm 2 . By polishing, the maximum protrusion 24 μm was reduced to 11 μm. In addition, CNT was exposed on the surface due to polishing. After polishing, cut particles and abrasive particles are generated, so it is necessary to remove them by air blow, ultrasonic cleaning, or the like.

【0016】次に、研磨後に、ペーストに含まれるエチ
ルセルロースの除去とコロイダルシリカの凝集を目的に
大気中で500℃で焼成し、電子源の厚膜を作製した。
Next, after polishing, baking was performed at 500 ° C. in the atmosphere for the purpose of removing ethyl cellulose contained in the paste and agglomeration of colloidal silica to prepare a thick film of the electron source.

【0017】従来の厚膜で用いられるAg粒子やPbO
を含むフリットガラスを混合したペーストにおいては、
ペーストパターンを形成後、同様の条件で焼成した後は
酸化により著しいグラファイト粒子及びCNT粒子の減
少が見られるが、本実施の形態によるペーストではグラ
ファイト粒子及びCNT粒子の減少は見られなかった。
Ag particles and PbO used in conventional thick films
In the paste mixed with frit glass containing
After forming the paste pattern and firing under the same conditions, a marked decrease in graphite particles and CNT particles was observed due to oxidation, but no decrease in graphite particles and CNT particles was observed in the paste according to the present embodiment.

【0018】なお、本実施の形態では印刷ペーストの作
製の際、径100〜200Åのコロイダルシリカを分散
した溶剤を用いたが、径100〜200ÅのSiO2
微粒子からなる粉体を直接混合してもよく同様の効果が
得られる。但し、コロイダルシリカを用いた方が、グラ
ファイト粒子及びCNT粒子との混合に際し、粉体の場
合よりも、SiO2微粒子の凝集が無く、グラファイト
粒子及びCNT粒子との混合が良好である。また、焼成
に際し、SiO2微粒子の表面のシラノール基が脱水し
結合するため、互いに強く凝集する。
In the present embodiment, a solvent in which colloidal silica having a diameter of 100 to 200Å is dispersed is used in the production of the printing paste, but a powder made of fine particles of SiO 2 having a diameter of 100 to 200Å is directly mixed. However, the same effect can be obtained. However, when colloidal silica is used, when the particles are mixed with the graphite particles and the CNT particles, the SiO 2 particles do not aggregate, and the mixing with the graphite particles and the CNT particles is better than when using the powder. Further, upon firing, the silanol groups on the surface of the SiO 2 fine particles are dehydrated and bonded, so that they strongly aggregate with each other.

【0019】また、本実施の形態では、研磨を焼成前に
実施したが、焼成後でも研磨工程に絶え得る膜強度があ
るので研磨後に実施しても良い。
Further, in the present embodiment, the polishing is carried out before the baking, but it may be carried out after the polishing since the film strength that can withstand the polishing process is maintained even after the baking.

【0020】このようにして作製した電子源の厚膜に、
基板表面から30μmの距離に、電圧を印加したアノー
ド電極を対向させ、10-6Paの真空環境で電子放出特
性を測定した。結果を図2のグラフに示す。図2は複数
の作製試料に対して測定されたものであり、特性のばら
つきは少ない。
In the thick film of the electron source thus manufactured,
Electron emission characteristics were measured in a vacuum environment of 10 −6 Pa with a voltage-applied anode electrode facing the substrate at a distance of 30 μm. The results are shown in the graph of FIG. FIG. 2 is measured for a plurality of fabricated samples, and there is little variation in characteristics.

【0021】また、図3にアノード電極を蛍光体/透明
電極/ガラス基板で構成したときの、5つの電子源に対
する発光分布を示す。図3において、白の領域は発光部
分であり、カソードの電子放出ポイントを示す。図3よ
り電子放出ポイントが各電子源において膜面全体に在る
ことがわかる。電子放出ポイントが膜面全体に分布して
いるため、カソードによる放出電流のばらつきも少な
く、電子放出特性も良好である。
Further, FIG. 3 shows the light emission distributions for five electron sources when the anode electrode is composed of phosphor / transparent electrode / glass substrate. In FIG. 3, a white area is a light emitting portion, and indicates an electron emission point of the cathode. It can be seen from FIG. 3 that the electron emission points are on the entire film surface in each electron source. Since the electron emission points are distributed over the entire film surface, variations in emission current due to the cathode are small and electron emission characteristics are good.

【0022】さらに、上記厚膜を用いた電子源により表
示素子を作製した。図4に本実施の形態の電子源を用い
た表示素子の一例を示す。図4において、401は表示
素子の引き出し電極となる金属板、402は表示素子の
カソードとなるAg電極、403は放出された電子、4
04は表示素子の前面ガラス基板、405は表示素子の
蛍光体、406は蛍光体の表面を覆うAl膜、407は
引き出し電極となる金属板に形成された穴、408は電
子の拡散を押さえる金属電極である。電子源の下層にあ
る透明電極膜(ITO膜)102上にはAg電極402
が形成されており、Ag電極402はガラスの真空外囲
器(図示を省略)の外へ引き出されている。また、電子
源の厚膜103の上部にはハーフエッチングにより作製
されたへこみを形成した金属板401が貼り付けられて
いる。金属板401にはカソード部に網状の穴407が
形成されている。金属板401にカソード電極402に
対し200〜400Vの電圧を印加すると、金属板40
1と厚膜103との間に電界がかかる。金属板401と
厚膜103との間の隙間は30μm程度と小さいので、
厚膜103の表面は上記電圧においても、105V/c
mの強い電界となり、CNTから電子403が放出され
る。放出された電子403は真空空間中を前面ガラス基
板404に向かう。なぜなら前面ガラス基板404上に
電子線励起用蛍光体405及びAl膜406が形成され
ており、Al膜406には10kV程度の高電圧が印加
されているからである。Al膜406に衝突した電子は
Al膜406を透過し、蛍光体405に衝突して蛍光体
を発光させる。金属電極408にはAl膜406と同じ
電位が与えられ、電子線の画素以上の広がりを防止す
る。本表示素子では3mm角の電子源を256個形成
し、それを別々に駆動することによって、RGGBを一
画素とする64個の画素を表示する。
Further, a display element was manufactured by an electron source using the above thick film. FIG. 4 shows an example of a display element using the electron source of this embodiment. In FIG. 4, 401 is a metal plate that serves as an extraction electrode of the display element, 402 is an Ag electrode that serves as the cathode of the display element, 403 is emitted electrons, and 4
Reference numeral 04 is a front glass substrate of the display element, 405 is a phosphor of the display element, 406 is an Al film covering the surface of the phosphor, 407 is a hole formed in a metal plate to be an extraction electrode, and 408 is a metal that suppresses diffusion of electrons. It is an electrode. An Ag electrode 402 is formed on the transparent electrode film (ITO film) 102 below the electron source.
Is formed, and the Ag electrode 402 is drawn out of a glass vacuum envelope (not shown). Further, a metal plate 401 having a dent formed by half etching is attached on the thick film 103 of the electron source. A mesh-shaped hole 407 is formed in the cathode portion of the metal plate 401. When a voltage of 200 to 400 V is applied to the metal plate 401 with respect to the cathode electrode 402, the metal plate 40
An electric field is applied between 1 and the thick film 103. Since the gap between the metal plate 401 and the thick film 103 is as small as about 30 μm,
Also in the surface above the voltage of the thick film 103, 10 5 V / c
A strong electric field of m is generated, and the electrons 403 are emitted from the CNT. The emitted electrons 403 head toward the front glass substrate 404 in the vacuum space. This is because the electron beam excitation phosphor 405 and the Al film 406 are formed on the front glass substrate 404, and a high voltage of about 10 kV is applied to the Al film 406. The electrons that collide with the Al film 406 pass through the Al film 406 and collide with the phosphor 405 to cause the phosphor to emit light. The same potential as that of the Al film 406 is applied to the metal electrode 408 to prevent the electron beam from spreading beyond the pixels. In this display element, 256 3 mm square electron sources are formed and driven separately to display 64 pixels with RGGB as one pixel.

【0023】SiO2を混入しない、グラファイト粒子
及びCNT粒子とビヒクルとのみから作製された従来の
ペーストを用いて同様の上記表示素子を試作したとこ
ろ、厚膜103と金属板401との間の短絡が発生し易
かった。しかし、本実施の形態のペーストを用いて作製
された表示素子においては、上記短絡の発生が無く、安
定な電子放出特性が得られた。
A similar display device was manufactured by using a conventional paste made of only graphite particles and CNT particles and a vehicle without mixing SiO 2 , and a short circuit between the thick film 103 and the metal plate 401 was observed. Was easy to occur. However, in the display element manufactured using the paste of this embodiment, the above-mentioned short circuit did not occur, and stable electron emission characteristics were obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、基板
上に設けられた膜より電子を放出させる電子放出源にお
いて、上記膜はCNTを含む炭素粒子とSiO2を主成
分とする無機材料とで構成されているので、膜の強度及
び下地層との密着性が向上し、焼成工程でもCNTが消
失しにくい膜が得られる。
As described above, according to the present invention, in the electron emission source that emits electrons from the film provided on the substrate, the film is an inorganic particle containing CNT-containing carbon particles and SiO 2. Since it is composed of a material, the strength of the film and the adhesion to the underlayer are improved, and a film in which CNTs are hard to disappear even in the firing step can be obtained.

【0025】また、この発明によれば、SiO2を主成
分とする無機材料が、SiO2微粒子の凝集体であるの
で、CNTを含む炭素粒子と良く混合し、それらを互い
に結合させ、膜の強度を上げる効果がある。
Further, according to the present invention, since the inorganic material containing SiO 2 as a main component is an aggregate of SiO 2 fine particles, it is mixed well with the carbon particles containing CNT, and they are bonded to each other to form a film. Has the effect of increasing strength.

【0026】さらに、この発明によれば、CNTを含む
炭素粒子とコロイダルシリカを分散させた溶剤とを混合
したペーストを、基板上に印刷して膜を形成する工程、
形成された膜を乾燥する工程、及び膜を焼成する工程を
施すことにより電子源を製造したので、膜の強度及び下
地層との密着性が向上し、焼成工程でもCNTが消失し
にくい膜が得られる。また、ペースト作製の際、CNT
を含む炭素粒子とコロイダルシリカとが良く混合するた
め、CNTを含む炭素粒子間が互いに結合され、膜の強
度を上げる効果がある。
Further, according to the present invention, a step of forming a film by printing a paste in which carbon particles containing CNTs and a solvent in which colloidal silica is dispersed is printed on a substrate,
Since the electron source was manufactured by performing the step of drying the formed film and the step of baking the film, the strength of the film and the adhesion to the underlying layer are improved, and the film in which the CNT does not easily disappear even in the baking step is formed. can get. Also, when making the paste, CNT
Since the carbon particles containing C and the colloidal silica are well mixed with each other, the carbon particles containing CNTs are bonded to each other, which has the effect of increasing the strength of the film.

【0027】さらに、この発明によれば、電子源を製造
する際に、さらに膜を研磨する工程を施すので、CNT
からなる電子放出ポイントが増加し、全面一様に電子放
出が可能な電子源を形成できる効果がある。
Further, according to the present invention, when the electron source is manufactured, the step of further polishing the film is performed, so that the CNT is used.
The number of electron emission points is increased, and an electron source capable of uniformly emitting electrons is formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1による電子源の主要部
の構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a main part of an electron source according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1による電子源の電子放
出特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing electron emission characteristics of the electron source according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1による電子源の電子放
出ポイントを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing electron emission points of the electron source according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1による電子源を用いた
表示素子の構成を示す断面構成図である。
FIG. 4 is a sectional configuration diagram showing a configuration of a display element using the electron source according to the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板、102 透明電極膜、103 厚膜、1
04 CNT粒子、105 グラファイト粒子、106
SiO2を主成分とする無機材料、401金属板、4
02 Ag電極、403 放出された電子、404 前
面ガラス基板、405 蛍光体、406 Al膜、40
7 穴、408 金属電極。
101 substrate, 102 transparent electrode film, 103 thick film, 1
04 CNT particles, 105 graphite particles, 106
Inorganic material composed mainly of SiO 2 , 401 metal plate, 4
02 Ag electrode, 403 Emitted electron, 404 Front glass substrate, 405 Phosphor, 406 Al film, 40
7 holes, 408 metal electrodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 開 正明 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 柴山 耕三郎 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5C036 EE01 EE08 EE14 EE19 EF01 EF06 EF09 EG12 EH11 5C127 AA01 BA09 BA13 BB07 BB18 CC03 DD18 DD19 DD63 DD64 DD69 EE16 5C135 AA09 AA13 AB07 HH16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masaaki Kai             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kozaburo Shibayama             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5C036 EE01 EE08 EE14 EE19 EF01                       EF06 EF09 EG12 EH11                 5C127 AA01 BA09 BA13 BB07 BB18                       CC03 DD18 DD19 DD63 DD64                       DD69 EE16                 5C135 AA09 AA13 AB07 HH16

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に設けられた膜より電子を放出さ
せる電子放出源において、上記膜はカーボンナノチュー
ブを含む炭素粒子とSiO2を主成分とする無機材料と
で構成されていることを特徴とする電子放出源。
1. An electron emission source for emitting electrons from a film provided on a substrate, wherein the film is composed of carbon particles containing carbon nanotubes and an inorganic material containing SiO 2 as a main component. And an electron emission source.
【請求項2】 SiO2を主成分とする無機材料は、S
iO2微粒子の凝集体であることを特徴とする請求項1
記載の電子放出源。
2. The inorganic material mainly composed of SiO 2 is S
An aggregate of iO 2 fine particles, which is characterized in that
The described electron emission source.
【請求項3】 カーボンナノチューブを含む炭素粒子と
コロイダルシリカを分散させた溶剤とを混合したペース
トを、基板上に印刷して膜を形成する工程、形成された
膜を乾燥する工程、及び膜を焼成する工程を施したこと
を特徴とする電子放出源の製造方法。
3. A step of forming a film by printing a paste, which is a mixture of carbon particles containing carbon nanotubes and a solvent in which colloidal silica is dispersed, on a substrate, a step of drying the formed film, and a step of forming the film. A method for manufacturing an electron emission source, which is characterized in that a firing step is performed.
【請求項4】 膜を研磨する工程を施したことを特徴と
する請求項3記載の電子放出源の製造方法。
4. The method for manufacturing an electron emission source according to claim 3, wherein a step of polishing the film is performed.
JP2002107991A 2002-04-10 2002-04-10 Electron emission source and its manufacturing method Pending JP2003303539A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002107991A JP2003303539A (en) 2002-04-10 2002-04-10 Electron emission source and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002107991A JP2003303539A (en) 2002-04-10 2002-04-10 Electron emission source and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003303539A true JP2003303539A (en) 2003-10-24

Family

ID=29391875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002107991A Pending JP2003303539A (en) 2002-04-10 2002-04-10 Electron emission source and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003303539A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006081715A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Zhongshan University Printable nano-sized cold cathode slurry and its use
JP2008050238A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 National Institute For Materials Science Nanocarbon paste and method for producing nanocarbon emitter
JP2008050239A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 National Institute For Materials Science Nanocarbon material composite and method for producing the same
WO2009145352A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 住友化学株式会社 Carbon material molded body
KR100965545B1 (en) 2003-11-29 2010-06-23 삼성에스디아이 주식회사 A composition for forming a electron emitter of flat panel display and electron emitter prepared therefrom
US7755264B2 (en) 2004-02-26 2010-07-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for formatting an electron emission source for use in an electron emission device and an electron emission source fabricated using the same
JP2012224521A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Fuji Kagaku Kk Cnt dispersant and cnt dispersion liquid
WO2013122147A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 富士化学株式会社 Method for forming cnt (carbon nanotube) film
TWI411571B (en) * 2007-11-29 2013-10-11 Univ Nat Chunghsing A method of dispersing carbon nanotubes with silica particles and a dispersion thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100965545B1 (en) 2003-11-29 2010-06-23 삼성에스디아이 주식회사 A composition for forming a electron emitter of flat panel display and electron emitter prepared therefrom
US7755264B2 (en) 2004-02-26 2010-07-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for formatting an electron emission source for use in an electron emission device and an electron emission source fabricated using the same
CN100446155C (en) * 2005-02-07 2008-12-24 中山大学 Printed nano material cold cathode size and producing method and application for field emitting cold cathode thereof
WO2006081715A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Zhongshan University Printable nano-sized cold cathode slurry and its use
JP2008050239A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 National Institute For Materials Science Nanocarbon material composite and method for producing the same
JP2008050238A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 National Institute For Materials Science Nanocarbon paste and method for producing nanocarbon emitter
TWI411571B (en) * 2007-11-29 2013-10-11 Univ Nat Chunghsing A method of dispersing carbon nanotubes with silica particles and a dispersion thereof
WO2009145352A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 住友化学株式会社 Carbon material molded body
JP2010006691A (en) * 2008-05-30 2010-01-14 Sumitomo Chemical Co Ltd Carbon material molded body
JP2012224521A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Fuji Kagaku Kk Cnt dispersant and cnt dispersion liquid
WO2013122147A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 富士化学株式会社 Method for forming cnt (carbon nanotube) film
JP2013166662A (en) * 2012-02-14 2013-08-29 Fuji Kagaku Kk Method for forming cnt (carbon nanotube) film
CN104125926A (en) * 2012-02-14 2014-10-29 富士化学株式会社 Method for forming CNT (carbon nanotube)film
US9999903B2 (en) 2012-02-14 2018-06-19 Fuji Chemical Co., Ltd. Method for forming CNT (carbon nanotube) film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7365482B2 (en) Field emission display including electron emission source formed in multi-layer structure
JP2001234163A (en) Luminous crystalline particle, luminous crystalline particle composition, display panel and flat-surface display device
KR100670330B1 (en) An electron emitter and an electron emission device comprising the electron emitter
US20090124160A1 (en) Printable Nanocomposite Code Cathode Slurry and its Application
JP3468723B2 (en) Method of manufacturing electron emission source, electron emission source, and fluorescent display
JP2003303539A (en) Electron emission source and its manufacturing method
JP4043153B2 (en) Electron emission source manufacturing method, emitter substrate manufacturing method, electron emission source, and fluorescent light emitting display
JP4461106B2 (en) Electron emission source, method of manufacturing the same, and electron emission device employing the same
KR20060061214A (en) Field emission display and method of fabricating the same
JP2001043792A5 (en)
JP2006156388A (en) Electric field emission display device in image forming apparatus
JP2007103346A (en) Electron emitting element, electron emission display device, and its manufacturing method
JP4036572B2 (en) Manufacturing method of electron emission source
JP2000063726A (en) Electroconductive paste
JP4119279B2 (en) Display device
JP4047487B2 (en) Manufacturing method of electron emission source, electron emission source, and fluorescent display
KR100354225B1 (en) Method for manufacturing emitter of field emission display device
JP7324132B2 (en) FIELD ELECTRON Emission DEVICE, LIGHT-EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
KR100805318B1 (en) Method of manufacturing for field emission display having carbon-based emitter
KR101166014B1 (en) A composition for preparing an electron emitter, the electron emitter prepared using the composition, and an electron emission device comprising the electron emitter
JP2006228555A (en) Carbon nanotube paste, display light-emitting device using it, and manufacturing method of display light-emitting device
JP2001351510A (en) Anode substrate for luminescent element and electroluminescent element
JP3663171B2 (en) FED panel and manufacturing method thereof
JP2006012578A (en) Manufacturing method of display device
KR101100814B1 (en) A composition for preparing an electron emitter, the electron emitter prepared using the composition, and an electron emission device comprising the electron emitter

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040709

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050719

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060110