JP2006143574A - カーボンナノチューブ，カーボンナノチューブを含む電子放出源，電子放出源を備える電子放出素子，および電子放出素子の製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】高純度で優れた電子放出性，耐熱性を有するＣＮＴ，ＣＮＴを含む電子放出源，電子放出源を備える電子放出素子，および電子放出素子の製造方法を提供する。
【解決手段】熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であることを特徴とするＣＮＴ，ＣＮＴを含む電子放出源，電子放出源を備えた電子放出素子，および電子放出素子の製造方法である。これにより，電子放出性に優れており，熱に強いｃ−電界放出素子のカソードを提供できる。
【選択図】図３

Description

本発明は，カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：以下，ＣＮＴ），ＣＮＴを含む電子放出源，電子放出源を備える電子放出素子，および電子放出素子の製造方法に関する。

電子放出素子は，アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加して電界を形成することで，カソード電極の電子放出源から電子を放出させ，その電子をアノード電極側の蛍光物質に衝突させて発光させるディスプレイ装置である。

電子伝導性に優れた炭素ナノチューブを含むカーボン系の物質は，伝導性および電界集中効果に優れ，仕事関数が低く，電界放出特性に優れている。また，低電圧駆動が容易であり，且つ大面積化が可能であるため，電子放出素子の理想的な電子放出源として期待されている。

特許文献１は，電界放出ディスプレイのフィールドエミッタ用のＣＮＴを成長させる方法を開示している。その方法は，支持基板上にＦｅ−ＮｉまたはＮｉ−Ｆｅ合金層を配置し，合金層上に触媒金属層を蒸着させ，触媒金属層上にＣＮＴを成長させる基板を使用することを特徴とする，電界放出ディスプレイのフィールドエミッタ用のＣＮＴを成長させる方法に関する。

また，特許文献２は，ＣＮＴフィールドエミッションディスプレイのカソード基板，アノード基板およびカソード基板の形成方法を開示している。カソード基板は，ガラス基板と，ガラス基板上に複数の電子放出領域にパターニングされたカソード層と，複数の電子放出領域上にそれぞれ成長した複数のＣＮＴ構造とを含むＣＮＴフィールドミッションディスプレイのカソード基板およびその形成方法に関する。

大韓民国特許公開第１９９８−００８２９７３号 特開２００３−０５９４３６号公報

しかし，上述のカーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）および従来の通常のＣＮＴは，約４００℃以上の温度で分解される特性を有する。そのようなＣＮＴの熱分解現象は，装置の封着およびＣＮＴペーストのファイアリング工程中におけるＣＮＴの損失をもたらす。これは，カソード損失の原因となり，電子放出量の減少および寿命短縮という問題があった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，熱分解における開始温度と最終温度との差が小さいため，高純度を有し，電子放出性に優れており，また高い熱分解開始温度により耐熱性に優れたＣＮＴ，ＣＮＴを含む電子放出源，そのような電子放出源を備える電子放出素子，および電子放出素子の製造方法を提供するところにある。

上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，熱分解における開始温度と最終温度との差が，２５０℃以下であるカーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）が提供される。

上記カーボンナノチューブの熱分解における開始温度は，４００℃以上であってよい。

本発明によれば，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるため，高純度で優れた電子放出性を有し，また熱分解開始温度が４００℃以上であるため，優れた耐熱性を有するカーボンナノチューブ，カーボンナノチューブを含む電子放出源，電子放出源を備える電子放出素子，および電子放出素子の製造方法を提供することができる。

上記カーボンナノチューブは，電気放電法，レーザー蒸着法，気相合成法，熱化学気相蒸着法およびプラズマ化学気相蒸着法からなる群より選択される方法によって製造されることができる。

上記カーボンナノチューブは，水素気体を利用したアーク放電によって製造されることができる。

上述したようなカーボンナノチューブは，例えば電界放出型ディスプレイなどのディスプレイに備えられる電子放出源として使用することができる。

上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，熱分解における開始温度と最終温度との差が，２５０℃以下であるカーボンナノチューブを含む電子放出源が提供される。

上記カーボンナノチューブの熱分解における開始温度は，４００℃以上であってよい。

上記カーボンナノチューブは，電気放電法，レーザー蒸着法，気相合成法，熱化学気相蒸着法およびプラズマ化学気相蒸着法からなる群より選択される方法によって製造されることができる。

上記カーボンナノチューブは，水素気体を利用したアーク放電によって製造されることができる。

上記電子放出源は，基板上に上記カーボンナノチューブを直接成長させることによって形成されるか，または上記カーボンナノチューブを含む電子放出源形成用の組成物を利用するペースト法によって形成されてよい。

上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，基板と，上記基板上に形成されたカソード電極と，上記基板上に形成された上記カソード電極と電気的に接続されるように形成され，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるカーボンナノチューブを含む電子放出源とを含む電子放出素子が提供される。

上記課題を解決するために，本発明の第４の観点によれば，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるカーボンナノチューブ，およびビヒクルを含む電子放出源形成用の組成物を製造する段階と，基板上に上記電子放出源形成用の組成物を印刷する段階と，印刷された上記電子放出源形成用の組成物を焼成する段階と，上記焼成した結果物を活性化させて電子放出源を得る段階とを含む電子放出素子の製造方法が提供される。

本発明のＣＮＴを使用すれば，電子放出性に優れており，熱に強い電子放出源および電子放出素子を提供できる。

以上説明したように本発明によれば，熱分解における開始温度と最終温度との差が小さいため，高純度を有し，電子放出性に優れており，また熱分解開始温度が高いため，耐熱性に優れたカーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ），ＣＮＴを含む電子放出源，そのような電子放出源を備える電子放出素子，および電子放出素子の製造方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明の第１実施形態において，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるカーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）が提供される。

ここで，熱分解最終温度とは，触媒金属を除いて，残留ＣＮＴの量が１重量％となるまでの温度を意味する。一般的に，ＣＮＴの熱分解開始温度が高いということは，そのようなＣＮＴが熱に強い構造を形成しているということを意味する。また，ＣＮＴの熱分解における開始温度と最終温度との差が小さいということは，そのようなＣＮＴが熱分解特性，構造などにおいて同じ性質を有するということを意味するため，ＣＮＴの純度が高いということを意味する。そのように純度が高いということは，つまり電子放出性に優れていることを意味する。

本発明の第１実施形態では，ＣＮＴの熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であって，従来の電子放出素子に使用される通常のＣＮＴに比べて，熱分解における開始温度と最終温度との差の値が著しく小さいＣＮＴを使用することで，電子放出性に優れた電子放出源，およびそれを備える電子放出素子が提供される。

好ましくは，ＣＮＴの熱分解開始温度は，４００℃以上である。本発明の第１実施形態に係るＣＮＴは，従来のＣＮＴの熱分解開始温度が約３００〜３５０℃であることに対し，４００℃以上の高い熱分解開始温度を有することで，耐熱性に優れているという長所を有する。

本発明の第１実施形態に係るＣＮＴは，電気放電法，レーザー蒸着法，気相合成法，熱化学気相蒸着法またはプラズマ化学気相蒸着法などを含む多様な方法によって合成され，好ましくは，水素気体を利用したアーク放電によって合成される。本発明のＣＮＴ製造方法についての一実施形態は，次の通りである。

まず，ＣＮＴを成長させる触媒金属を提供する。触媒金属は，例えば，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，またはそれらの合金を使用できる。触媒金属は，例えば，ガラス，石英，シリコンまたはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などで形成される基板に，熱蒸着法，電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法を利用して，数百ｎｍ以下の厚さの膜状に形成される。その後，触媒金属膜を追加的にエッチングして，互いに独立的に分離されたナノサイズの触媒金属粒子を形成する。エッチングガスとしては，アンモニアガス，水素ガスまたは水素化物ガスなどが使用される。エッチングガスは，基板上のグレイン粒界に沿って触媒金属膜をエッチングして，互いに独立的に分離されたナノサイズの触媒金属粒子を均一に高密度に形成する。

金属触媒の提供する他の例としては，ゼオライト支持体を利用する方法がある。ゼオライト支持体に金属触媒を合体させる方法は，真空注入法またはイオン交換法などのような方法を利用する。ゼオライト支持体を利用する触媒提供方法としては，具体的に，Ｃｏ／Ｙ触媒，Ｃｏ／ＺＳＭ−５触媒，Ｆｅ／Ｙ触媒などが得られる。ゼオライト支持体を利用した触媒は，例えば，Ｃｏ−（Ｆｅ）アセテート溶液を利用して製造され，最終のＣｏ含量またはＦｅ含量は，約２．５重量％である。

上述したように，ＣＮＴを成長させる触媒金属を提供した後，触媒金属にＣＮＴを成長させる。カーボン供給ガスとしては，炭素数が１〜３の炭化水素ガスが使用される。その具体的な例としては，アセチレン，エチレン，エタン，プロピレン，プロパンまたはメタンガスなどが含まれる。ＣＮＴの成長温度は，通常７００〜８００℃である。カーボン供給ガスは，ＣＮＴの成長速度および時間を調節するために，水素ガスまたはアルゴンガスのような運搬ガス，または水素化物ガスのような希釈ガスとともに供給される。

本発明の第１実施形態に係るＣＮＴの合成方法は，上述したような合成方法を参照して説明したが，それに限定されるものではない。

上述のように，合成された直後のＣＮＴは，多様な種類の不純物を多量含んでいる。そのような不純物が電子放出源に含まれる場合，電子放出特性が阻害されるため，それを除去する精製工程をＣＮＴ合成以後に行う。精製工程としては，超音波洗浄法，遠心分離法，化学沈殿法，フィルタリング法，クロマトグラフィー法などのような，当業界で通常的に使用される多様な方法が含まれる。

本発明の第２実施形態は，熱分解における開始温度と最終温度との差が，２５０℃以下である上述のようなＣＮＴを含む電子放出源を提供する。

本発明の第２実施形態に係る電子放出源は，例えば，化学気相蒸着法のような方法を利用して，基板上にＣＮＴを直接成長させることで形成されるか，またはＣＮＴを含む電子放出源形成用の組成物を利用したペースト法によって形成される。そのうち，量産の容易性および製造コストの側面では，ペースト法が有利である。

ペースト法を利用して電子放出源を形成する場合，本発明の第２実施形態に係る電子放出源は，接着成分および接着成分の焼成結果物の一つ以上を含む。接着成分は，ＣＮＴと基板との接着力を向上させる役割をするものであって，無機接着成分の具体的な例としては，ガラスフリット，シラン，水ガラスなどが含まれる。有機接着成分の具体的な例としては，エチルセルロース，ニトロセルロースなどのようなセルロース系樹脂と，ポリエステルアクリレート，エポキシアクリレートおよびウレタンアクリレートのようなアクリル系樹脂と，ビニール系樹脂などが含まれ，低融点金属も接着成分として利用される。

本発明の第３実施形態は，基板と，基板上に形成されたカソード電極と，基板上に形成されたカソード電極と電気的に接続されるように形成され，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるＣＮＴを含む電子放出源とを含む電子放出素子を提供する。

図１は，本発明の第３実施形態に係る電子放出素子の部分断面図であって，代表的に，３極管構造の電子放出素子を示した。

図１されたように，電子放出素子２００は，上板２０１と下板２０２とを備える。上板２０１は，上面基板１９０，上面基板１９０の下面１９０ａに配置されたアノード電極１８０，およびアノード電極１８０の下面１８０ａに配置された蛍光体層１７０を備える。

下板２０２は，内部空間を有するように所定の間隔をおいて上面基板１９０と対向して平行に配置される下面基板１１０，下面基板１１０上に所定の形状で形成され，配置されたカソード電極１２０，カソード電極１２０と交差するように所定の形状で形成され，配置されたゲート電極１４０，ゲート電極１４０とカソード電極１２０との間に配置された絶縁体層１３０，絶縁体層１３０とゲート電極１４０の一部に形成された電子放出源ホール１６９，および電子放出源ホール１６９内に配置されて，カソード電極１２０と電気的に接続され，ゲート電極１４０より低く配置される電子放出源１６０を備える。ここで，カソード電極１２０，ゲート電極１４０は，ともにストライプの形状で形成されてもよいし，カソード電極１２０が下面基板１１０全面に形成されて，ゲート電極１４０がストライプ形状に形成されてもよい。

上板２０１および下板２０２は，大気圧より低い圧力の真空に保持され，真空により発生する上板２０１と下板２０２との間の圧力を支持し，発光空間２１０を区画するようにスペーサ１９２が上板２０１と下板２０２との間に配置される。

アノード電極１８０は，電子放出源１６０から放出された電子の加速に必要な高電圧を印加して，電子を蛍光体層１７０に高速で衝突させる。蛍光体層１７０は，電子により励起されて，高エネルギーレベルから低エネルギーレベルに落ちて可視光を放出する。カラー電子放出素子の場合には，単位画素をなす複数の発光空間２１０のそれぞれに赤色発光，緑色発光および青色発光の蛍光体層１７０が，アノード電極１８０の下面１８０ａに配置される。

ゲート電極１４０は，電子放出源１６０から電子を容易に放出させる機能を担う。絶縁体層１３０は，電子放出源ホール１６９を区画し，電子放出源１６０とゲート電極１４０とを絶縁する機能を担う。

電界形成により電子を放出する電子放出源１６０は，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるＣＮＴを含む電子放出源である。

本発明の第４実施形態は，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるＣＮＴ，およびビヒクルを含む電子放出源形成用の組成物を製造する段階と，電子放出源形成用の組成物を印刷する段階と，印刷された電子放出源形成用の組成物を焼成する段階と，焼成した結果物を活性化させる段階とを含む電子放出素子の製造方法を提供する。

本発明の第４実施形態に係る電子放出素子の製造方法の一実施形態は，次の通りである。まず，電子放出源形成用の組成物を製造する。電子放出源形成用の組成物は，ＣＮＴおよびビヒクルを含む。

ＣＮＴは，電子を放出する役割を行うものであって，上述したように，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるＣＮＴである。電子放出源形成用の組成物全体内のＣＮＴは，０．１〜３０重量％，好ましくは，５〜２０重量％の量で使用される。

ビヒクルは，電子放出源形成用の組成物の粘度および印刷性を調節する役割を行うものである。ビヒクルは，ポリマー成分および有機溶媒成分を含む。

ビヒクル内に含まれるポリマー成分についての例としては，エチルセルロース，ニトロセルロースなどのようなセルロース系樹脂や，ポリエステルアクリレート，エポキシアクリレートおよびウレタンアクリレートのようなアクリル系樹脂や，ビニール系樹脂などがあるが，これらに限定されない。ポリマー成分の含量は，電子放出源形成用の組成物全体に対して５〜６０重量％である。

ビヒクル内に含まれる有機溶媒成分についての例としては，ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ），テルピネオール（ＴＰ），トルエン，テキサノールおよびブチルカルビトール（ＢＣ）などがあるが，これらに限定されない。有機溶媒成分の含量は，電子放出源形成用の組成物全体に対して４０〜８０重量％である。

電子放出源形成用の組成物は，ＣＮＴと基板との接着力を向上させる役割を行う接着成分であって，無機接着成分，有機接着成分，および低融点金属からなる群より選択される少なくとも１種以上を含む。

また，その他にも，電子放出源形成用の組成物は，フィラー，感光性樹脂，粘度改善剤，解像度改善剤などを更に含む。その中でも，フィラーは，基板と十分に接着されていないＣＮＴの伝導性を向上させる役割を行うものであって，その具体的な例としては，Ａｇ，Ａｌ，Ｐｄなどがある。感光性樹脂は，電子放出源の形成領域に沿って電子放出源形成用の組成物を印刷する時に使用されるものである。

また，本発明の第４実施形態に係る電子放出源形成用の組成物は，必要に応じて通常の感光性モノマーと光開始剤，ポリエステルアクリレート系のような感光性樹脂，またはセルロースや，アクリレート，ビニール系のような非感光性ポリマー，分散剤，消泡剤などを更に含む。

感光性モノマーは，パターンの分解向上剤として添加され，熱分解性アクリレート系のモノマー，ベンゾフェノン系のモノマー，アセトフェノン系のモノマー，または，チオキサントン系のモノマーなどがある。感光性モノマーの含量は，電子放出源形成用の組成物全体に対して３〜４０重量％で含まれる。

光開始剤の種類は，通常的に使用されるものを使用でき，その含量は，電子放出源形成用の組成物全体に対して０．０５〜１０重量％で含まれる。

上述のような組成を有する電子放出源形成用の組成物の粘度は，５，０００〜５０，０００ｃｐｓ／２５℃であることが好ましい。

次いで，製造された電子放出源形成用の組成物を基板に印刷する。“基板”とは，電子放出源が形成される基板であって，当業界で通常的に使用される基板を使用できる。

印刷方式は，電子放出源形成用の組成物が感光性樹脂を含む場合と，感光性樹脂を含まない場合によって異なる。電子放出源形成用の組成物が感光性樹脂を含む場合には，別途のフォトレジストパターンが不要である。すなわち，基板上に感光性樹脂を含む電子放出源形成用の組成物を印刷でコーティングし，それを所望の電子放出源形成領域に沿って露光および現像する。一方，電子放出源形成用の組成物が感光性樹脂を含まない場合には，別途のフォトレジスト膜パターンを利用したフォトリソグラフィ工程が必要である。すなわち，フォトレジスト膜を利用してフォトレジスト膜パターンをまず形成した後，フォトレジスト膜パターンを利用して，電子放出源形成用の組成物を印刷で供給する。

その後，印刷された電子放出源形成用の組成物を焼成させる。焼成段階を通じてＣＮＴと基板との接着力が向上し，一部以上の接着成分の溶融および固形化によって耐久性等も向上し，ガス放出も最小化できる。焼成温度は，電子放出源形成用の組成物に含まれたビヒクルの揮発および接着成分の焼結可能温度および時間を考慮して決定されねばならない。通常の焼成温度は，３５０〜５００℃，好ましくは，４５０℃である。焼成温度が３５０℃未満であれば，ビヒクルなどの揮発が十分に行われないという問題点が発生し，焼成温度が５００℃を超えれば，ＣＮＴ損傷の問題点が発生する可能性があるためである。

その後，焼成結果物を活性化させて電子放出源を得る。活性化段階は，例えば，熱処理工程を通じてフィルム状に硬化されるポリイミド系の高分子を含む電子放出源の表面処理剤を焼成した結果物上に塗布した後，それを熱処理した後，熱処理で形成されたポリイミド系の高分子を含む電子放出源の表面処理剤のフィルムを剥離することで行われる。また，活性化段階は，所定の駆動源で駆動されるローラ表面に接着力を有する接着部を形成して，焼成した結果物の表面に所定の圧力で加圧することで行われる。そのような活性化段階を通じて，電子放出源の表面にＣＮＴが露出されるか，またはＣＮＴの垂直配向状態が調節される。

以下，本発明の実施形態の好ましい実施例および比較例を記載する。下記の実施例は，本発明の実施形態を更に明確に表現するための目的で記載されたものであり，本発明の実施形態の内容が下記の実施例に限定されるものではない。

（ＣＮＴの製造）
実施例１：多重壁ＣＮＴのＨ_２アーク試料によるＣＮＴの製造
電気放電法によって本発明の第１実施例に係るＣＮＴを製造する。図４には，本実施形態のＣＮＴを製造するための電気放電法を実行する電気放電装置の構造図を簡略に示す。電気放電法では，二つのグラファイトや金属棒を負極４１と正極４２とし，両電極の間に直流電源を印加して電極間に放電を起こした。放電ガスとしては，Ｈ_２ガスを使用した。

そのような放電により発生した多量の電子は，正極４２に移動して正極棒に衝突した。その時，電子の衝突によって正極として使用されたグラファイト棒から分離した炭素クラストは，低温に冷却されている負極４１のグラファイト棒の表面に凝縮されて，ＣＮＴが製造された。

比較例１：多重壁ＣＮＴのＨｅアーク試料によるＣＮＴの製造
放電ガスとしてＨｅガスを使用したことを除いては，実施例１と同じ方法でＣＮＴを製造した。

比較例２
Ｃｏアセテート溶液を利用して，ゼオライト支持体にＣｏ／Ｙ触媒を支持させた。最終のＣｏの含量は，約２．５重量％であった。上述のように，ＣＮＴを成長させる触媒金属を提供した後，触媒金属に，カーボン供給ガスとしてアセチレンガスを使用してＣＮＴを成長させた。ＣＮＴの成長温度は，７００〜８００℃に維持し，カーボン供給ガスは，ＣＮＴの成長速度および時間を調節するために，希釈ガスである水素ガスとともに供給された。

図２Ａに実施例１のＣＮＴについての温度による熱分解重量％，熱分解における開始温度および最終温度を示したグラフを，図２Ｂに比較例１のＣＮＴ，図２Ｃに比較例２のＣＮＴについての温度による熱分解重量％，熱分解における開始温度および最終温度を示したグラフを示す。下記の表１には，各試料についての熱分解開始温度，および８８６．９３℃での残留量を示す。

表１を参照すれば，実施例１のＣＮＴは，比較例１および比較例２のＣＮＴより熱分解開始温度が高く，８８６．９３℃での残留量が０．０８５４９重量％で，８８６．９３℃での残留量がそれぞれ０．３８９８重量％および７．２５８重量％である比較例１および比較例２のＣＮＴより非常に低い値を有する。したがって，実施例１のＣＮＴは，熱分解における開始温度と最終温度との差が，比較例１および比較例２のＣＮＴの熱分解における開始温度と最終温度との差より小さいということが分かる。結果的に，実施例１のＣＮＴは，比較例１および比較例２のＣＮＴより純度が高いということが分かる。

電子放出源の製造
実施例２
実施例１で製造された，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるＣＮＴ，ガラスフリット，エチルセルロース，アクリル酸メチル，ブチルカルビトールアセテートを混合して，２５０００ｃｐｓ／２５℃の粘度を有する電子放出源用の組成物を製造した。製造した電子放出源用の組成物を基板上にコーティングした後，パターンマスクを利用して，２０００ｍＪ／ｃｍ^２の露光エネルギーで平行露光器を利用して照射した。露光後にスプレーして現像し，４５０℃の温度で焼成して電子放出源を得た。

比較例３
比較例１で製造されたＣＮＴを使用したことを除いては，実施例２と同じ方法で電子放出源を製造した。

比較例４
比較例２で製造されたＣＮＴを使用したことを除いては，実施例２と同じ方法で電子放出源を製造した。

電流密度測定
実施例２および比較例３，比較例４の電子放出源について電流密度を測定し，その結果を図３に示す。図３によれば，本発明の実施例２に係る電子放出源の電流密度の傾きが，比較例３および比較例４の電子放出源の電流密度の傾きに比べて，更に大きいことを確認できる。よって，本発明の実施例２に係る電子放出源は，比較例３，比較例４の電子放出源より，Ｉ−Ｖ特性，つまり，電子放出性に優れているので，低電圧駆動および高輝度の特性を有することができる。

電子放出素子の製造
下面基板を準備し，下面基板上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；インジウムスズ酸化物）物質からなる透明な複数のカソード電極をストライプ状に形成した。以後，カソード電極が覆われるようにポリイミド絶縁物質をスクリーン印刷して絶縁体層を形成し，絶縁体層の上面に導電性に優れたＡｇまたはＣｕ，Ａｌなどの導体を含むペーストをスクリーン印刷してゲート電極を形成した。以後，ゲート電極と絶縁体層をエッチングして，カソード電極の表面の一部が露出されるように電子放出源ホールを形成し，ゲート電極をフォトリソグラフィ工程でパターニングして，カソード電極と交差するようにストライプ状に形成した。

次いで，電子放出源ホールに，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるＣＮＴおよびビヒクルを含む電子放出源形成用のペースト組成物を塗布して電子放出源を形成し，焼成および活性化段階を経て電子放出素子を製造した。

本発明の第３実施形態に係る電子放出素子を示した断面図である。 本発明の実施例１に係るＣＮＴの温度による熱分解重量％および熱分解における開始温度および最終温度を示したグラフである。 比較例１のＣＮＴの温度による熱分解重量％および熱分解における開始温度および最終温度を示したグラフである。 比較例２のＣＮＴの温度による熱分解重量％および熱分解における開始温度および最終温度を示したグラフである。 本発明の実施例１に係るＣＮＴを含む電子放出源および比較例１，比較例２のＣＮＴを含む電子放出源の電圧による電流密度を示したグラフである。 電気放電法によって，本発明の第１実施例に係るＣＮＴを製造するための電気放電装置の構造を概略的に示した図面である。

符号の説明

４１ 負極
４２ 正極
１１０ 下面基板
１２０ カソード電極
１３０ 絶縁体層
１４０ ゲート電極
１６０ 電子放出源
１６９ 電子放出源ホール
１７０ 蛍光体層
１８０ アノード電極
１８０ａ アノード電極の下面
１９０ 上面基板
１９０ａ 上面基板の下面
１９２ スペーサ
２００ 電子放出素子
２０１ 上板
２０２ 下板
２１０ 発光空間

Claims (8)

1. 熱分解における開始温度と最終温度との差が，２５０℃以下であることを特徴とする，カーボンナノチューブ。
2. 前記カーボンナノチューブの熱分解における開始温度は，４００℃以上であることを特徴とする，請求項１に記載のカーボンナノチューブ。
3. 前記カーボンナノチューブは，電気放電法，レーザー蒸着法，気相合成法，熱化学気相蒸着法およびプラズマ化学気相蒸着法からなる群より選択される方法によって製造されることを特徴とする，請求項１または２に記載のカーボンナノチューブ。
4. 前記カーボンナノチューブは，水素気体を利用したアーク放電によって製造されることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載のカーボンナノチューブ。
5. 熱分解における開始温度と最終温度との差が，２５０℃以下であるカーボンナノチューブを含むことを特徴とする，電子放出源。
6. 前記電子放出源は，基板上に前記カーボンナノチューブを直接成長させることによって形成されるか，または前記カーボンナノチューブを含む電子放出源形成用の組成物を利用するペースト法によって形成されることを特徴とする，請求項５に記載の電子放出源。
7. 基板と；
   前記基板上に形成されたカソード電極と；
   前記基板上に形成された前記カソード電極と電気的に接続されるように形成され，熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるカーボンナノチューブを含む電子放出源と；
   を含むことを特徴とする，電子放出素子。
8. 熱分解における開始温度と最終温度との差が２５０℃以下であるカーボンナノチューブ，およびビヒクルを含む電子放出源形成用の組成物を製造する段階と；
   基板上に前記電子放出源形成用の組成物を印刷する段階と；
   印刷された前記電子放出源形成用の組成物を焼成する段階と；
   前記焼成した結果物を活性化させて電子放出源を得る段階と；
   を含むことを特徴とする，電子放出素子の製造方法。

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