JP2006261108A - Cold-cathode electron source, its manufacturing method and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低電界で電子放出が可能な冷陰極電子源、その製造方法ならびに該冷陰極電子源を備えた表示装置に関するものである。 The present invention relates to a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field, a manufacturing method thereof, and a display device including the cold cathode electron source.
ナノチューブを電極上にパターン形成して低電圧で均一な強度の電界電子放出が得られる冷陰極電子源は特許文献１等で知られている。このような冷陰極電子源は、例えば、フィールドエミッションディスプレイ等の薄型画像表示装置に応用することができる。冷陰極電子源としてのナノチューブは、カーボン、ボロン、窒素などを構成成分とするものが知られる。例えばカーボンナノチューブを電子源として用いた自発光型平面表示装置が数多く提供されている。自発光型平面表示装置の自発光型とは、画像表示パネルに設けられた蛍光膜に電子線や紫外線等の励起光を照射して発光させ画像を表示するものであり、自らは発光を伴わないＬＣＤ（液晶表示装置）とは区別されるものである。ナノチューブのうち例えばカーボンナノチューブは、一般的な形状は、直径０．５〜１００ｎｍ、長さ１〜１００μｍであり、非常に細長い中空のチューブ状の炭素材料である。このようなナノチューブを用いた冷陰極電子源の製造には様々な方法が知られており、別途調製したナノチューブを電極に付着させる方法と、電極に直接ナノチューブを成長させる方法とがある。別途調製したナノチューブを電極に付着させる方法としては、ナノチューブをペーストと混ぜ、スクリーン印刷で電極にパターン形成する方法等が挙げられる。 A cold cathode electron source in which nanotubes are patterned on an electrode to obtain field electron emission with a low voltage and uniform intensity is known from Patent Document 1 and the like. Such a cold cathode electron source can be applied to, for example, a thin image display device such as a field emission display. Known nanotubes as cold cathode electron sources include carbon, boron, nitrogen and the like as constituent components. For example, many self-luminous flat display devices using carbon nanotubes as an electron source have been provided. A self-luminous type of a self-luminous flat display device is one in which a fluorescent film provided on an image display panel is irradiated with excitation light such as an electron beam or ultraviolet light to emit light and display an image. A distinction from LCD (Liquid Crystal Display). Among the nanotubes, for example, a carbon nanotube has a diameter of 0.5 to 100 nm and a length of 1 to 100 μm, and is a very elongated hollow tube-like carbon material. Various methods are known for manufacturing a cold cathode electron source using such a nanotube, and there are a method of attaching a separately prepared nanotube to an electrode and a method of directly growing a nanotube on the electrode. Examples of the method of attaching the separately prepared nanotube to the electrode include a method of mixing the nanotube with a paste and patterning the electrode by screen printing.
ところで、このようなナノチューブによる冷陰極電子源を用いて画像表示装置を作動させるには、なるべく低電圧でかつ均一な強度の電子放出をさせることが有利であり、そのため、冷陰極電子源に用いる多数本のナノチューブからなる冷陰極電子源の形状としては、電極に対して垂直方向に配向し高さが一定のものを単位とし、それらが互いに絶縁されていることが好ましい。垂直配向していれば、多数本からなるナノチューブ冷陰極電子源の総和として垂直方向に最大の電子放出強度が得られる。各単位の表面高さが一定で凹凸の無い平滑な表面であれば平面方向に対して均一な電子放出が得られる。また、電界電子放出の場合、ナノチューブの先端とアノードとの距離が近いほど電子を引き出す電圧を低くできる。そのため、各単位の冷陰極電子源の高さが一定であれば冷陰極電子源の表面近くまでアノードを設置しても距離の均一性を保つことが可能で、同じ電子放出強度を得るのに引き出し電圧を低くすることができる。 By the way, in order to operate an image display apparatus using such a cold cathode electron source of nanotubes, it is advantageous to emit electrons with a low voltage and uniform intensity as much as possible. As the shape of the cold cathode electron source composed of a large number of nanotubes, it is preferable that the cold cathode electron source is oriented in the direction perpendicular to the electrodes and has a constant height, and they are insulated from each other. If it is vertically aligned, the maximum electron emission intensity can be obtained in the vertical direction as the sum of a large number of nanotube cold cathode electron sources. If the surface height of each unit is constant and the surface is smooth without unevenness, uniform electron emission can be obtained in the plane direction. In the case of field electron emission, the closer the distance between the tip of the nanotube and the anode, the lower the voltage for extracting electrons. Therefore, if the height of the cold cathode electron source of each unit is constant, even if the anode is installed close to the surface of the cold cathode electron source, the uniformity of the distance can be maintained, and the same electron emission intensity can be obtained. The extraction voltage can be lowered.
しかしながら、このようなナノチューブを用いた冷陰極電子源では、一般的に、ペースト状にした高価なナノチューブを基板に印刷することで形成され、また垂直配向したナノチューブは耐久性に劣るため、安定した電子放出を得にくい。また、ナノチューブの先端にかかる電界はナノチューブの長短等により不均一になりやすく、異常放電等により寿命も短い。したがって、このような冷陰極電子源を画像表示装置に用いた場合、蛍光膜を励起発光させるための電子放出密度の均一性がきわめて悪化し、画面の表示むら、画質の劣化等を引き起こし、特に画像の表示パネルが大型化して表示面積が大きくなるほど、深刻な問題となる。
本発明により解決する課題は、均一で安定した電子放出特性を有する冷陰極電子源、その製造方法、ならびに冷陰極電子源を用いた表示装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a cold cathode electron source having uniform and stable electron emission characteristics, a manufacturing method thereof, and a display device using the cold cathode electron source.
本発明による冷陰極電子源は、低電界で電子放出が可能な冷陰極電子源であって、電極上にファイバが、その長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて、配置されていることを特徴とするものである。本発明の冷陰極電子源としてのファイバの材料は、カーボンに限定されず、ボロン、窒素などの他の材料でも実施することができる。ファイバ は、多層、単層のいずれであっても良い。ファイバは、線状でも筒状でもよい。線状または筒状としては、チューブ状、繊維状またはリボン状の形態が含まれる。このようなファイバの材料として例えばカーボンを用いた場合、例えば、カーボンナノファイバ、カーボンナノコイル、グラファイトナノファイバー、グラファイトリボンなどが例示できる。ファイバは、水平もしくはほぼ水平に配置した状態でその外周面に電界集中が可能であれば、ナノメートルオーダーでもマイクロメートルオーダーでもよい。 The cold cathode electron source according to the present invention is a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field, and a fiber is placed on an electrode with its longitudinal direction oriented in a direction horizontal or substantially horizontal to the surface of the electrode. Are arranged. The material of the fiber as the cold cathode electron source of the present invention is not limited to carbon, and other materials such as boron and nitrogen can be used. The fiber may be either multilayer or single layer. The fiber may be linear or cylindrical. The linear or cylindrical shape includes a tube shape, a fiber shape, or a ribbon shape. When carbon is used as such a fiber material, for example, carbon nanofibers, carbon nanocoils, graphite nanofibers, graphite ribbons and the like can be exemplified. The fiber may be in the nanometer order or micrometer order as long as the electric field can be concentrated on the outer peripheral surface in a state where the fiber is arranged horizontally or substantially horizontally.
本発明の好ましい実施態様の一つとしては、前記ファイバは、炭素ナノ繊維素が複数集合してなる繊維状ナノ炭素から構成される。 As one of the preferable embodiments of the present invention, the fiber is composed of fibrous nanocarbon formed by assembling a plurality of carbon nanofibers.
炭素ナノ繊維素は、一方向に伸びる中心軸を有する炭素ヘキサゴナル網面からなる。 The carbon nanofiber element is composed of a carbon hexagonal network surface having a central axis extending in one direction.
前記繊維状ナノ炭素は、前記中心軸を平行にして前記炭素ナノ繊維素を複数積層してなる炭素ナノ繊維素群で構成されるのが好ましい。 The fibrous nanocarbon is preferably composed of a carbon nanofiber element group formed by laminating a plurality of the carbon nanofiber elements with the central axis in parallel.
繊維状ナノ炭素の代表的な構造としては、炭素ナノ繊維素群が、繊維軸に対して垂直に配列されたプレートレット（Ｐｌａｔｅｌｅｔ）構造、前記繊維軸に対して傾斜して配列されたヘリングボーン（Ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ）構造、および、繊維軸に沿うように配列されたチューブラ（Ｔｕｂｕｌａｒ）構造があり、 いずれの構造の繊維状ナノ炭素を用いてもよいが、炭素ナノ繊維素群が、前記繊維軸に対して傾斜して配列されるヘリングボーン構造が好ましい。 A typical structure of fibrous nanocarbon is a platelet structure in which carbon nanofiber elements are arranged perpendicular to the fiber axis, and a herringbone in which the carbon nanofiber elements are arranged inclined with respect to the fiber axis. (Herringbone) structure and tubular structure arranged along the fiber axis. Any structure of fibrous nanocarbon may be used, but the carbon nanofiber element group is attached to the fiber axis. A herringbone structure that is inclined with respect to the structure is preferred.
かかる繊維状ナノ炭素は、多数の炭素ナノ繊維素群が、繊維軸に沿って、あるいは、繊維軸に対して、垂直あるいは傾斜して集合配列されているので、多数の炭素ナノ繊維素群の端面が、電子放出点として機能することができ、繊維軸に沿って多数の電子放出点が構成されることになる。 In such fibrous nanocarbon, a large number of carbon nanofiber element groups are assembled and arranged along the fiber axis or perpendicularly or inclined to the fiber axis. The end face can function as an electron emission point, and a large number of electron emission points are formed along the fiber axis.
炭素ナノ繊維素群は、炭素ナノ繊維素がロッド状に積層したものであってもよいし、プレート状に積層したものであってもよい。 The carbon nanofiber element group may be a carbon nanofiber element laminated in a rod shape or a plate shape.
本発明によると、ファイバがその長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置されているので、ファイバの長手方向外周面から安定して電子放出が行われる。また、水平もしくはほぼ水平方向に配置されているので、配置姿勢が安定していて安定した電子放出が行われる。また、ファイバは積み重なっても安定して発光することができる。これを従来の電極の面に垂直な方向にカーボンナノチューブを配置した場合と比較すると、カーボンナノチューブは長短にばらつきがあり、カーボンナノチューブ個々の電子放出にばらつきや不安定な状態があり、発光のちらつきや寿命特性が短いのに対して、本発明では、ファイバがその長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置されているので、ファイバの長手方向外周面から安定して電子放出が行われ、発光のちらつきがほとんどなく寿命も向上する。このようにして、本発明では、さらに電子放出特性が大幅に改善された冷陰極電子源を提供することができる。 According to the present invention, since the fiber is disposed with its longitudinal direction oriented in a horizontal or substantially horizontal direction with respect to the surface of the electrode, electrons are stably emitted from the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the fiber. Further, since they are arranged horizontally or substantially horizontally, the arrangement posture is stable and stable electron emission is performed. Moreover, even if the fibers are stacked, they can emit light stably. Compared with the case where the carbon nanotubes are arranged in the direction perpendicular to the conventional electrode surface, the carbon nanotubes vary in length, the electron emission of the carbon nanotubes varies and unstable, and the light emission flickers. However, in the present invention, since the fiber is arranged with its longitudinal direction oriented in a horizontal or almost horizontal direction with respect to the electrode surface, the fiber is stable from the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the fiber. As a result, electrons are emitted, there is almost no flickering of light emission, and the lifetime is improved. In this way, the present invention can provide a cold cathode electron source with further improved electron emission characteristics.
また、ファイバとして、炭素ナノ繊維素が複数集合してなる繊維状ナノ炭素を用いることにより、該繊維状ナノ炭素の繊維軸に沿って、あるいは、繊維軸に対して、垂直あるいは傾斜して集合配列されている多数の炭素ナノ繊維素群の端面が電子放出点となって電子放出が行なわれるので、電子放出特性が向上する。更に、多数の電子放出点を有するので、少ない電子放出点に電界が集中してジュール熱や蒸発によって電子放出点が劣化するといったことも抑制され、寿命特性も向上する。 In addition, by using fibrous nanocarbon formed by aggregating a plurality of carbon nanofibers as the fiber, it is assembled along the fiber axis of the fiber nanocarbon or perpendicularly or inclined to the fiber axis. Since the end faces of the arrayed carbon nanofiber element groups serve as electron emission points for electron emission, the electron emission characteristics are improved. Furthermore, since it has a large number of electron emission points, it is possible to suppress the electric field from concentrating on a small number of electron emission points and to deteriorate the electron emission points due to Joule heat or evaporation, and to improve the life characteristics.
なお、ファイバをペースト状とし、そのペーストの表面張力により上記のように水平もしくはほぼ水平に簡単に配置することができるので製造プロセスを極めて簡略化することができ、製造歩留まりの向上と製造コストの大幅な低減とを図ることができる。また、ファイバに金属を含有させた場合では、単に電極に平行な方向の磁場を印加するだけで上記配置が可能であるから、この場合も、製造プロセスも極めて簡略化されたものとなり、製造コストを大幅に低減することができるだけではなく、多数のファイバをより安定して水平方向に配向させて安定した電子放出が可能となる。 Since the fiber is made into a paste and can be easily arranged horizontally or almost horizontally as described above due to the surface tension of the paste, the manufacturing process can be greatly simplified, improving the manufacturing yield and reducing the manufacturing cost. Significant reduction can be achieved. In addition, when the metal is contained in the fiber, the above arrangement is possible simply by applying a magnetic field in a direction parallel to the electrode. In this case as well, the manufacturing process is greatly simplified and the manufacturing cost is reduced. In addition, the number of fibers can be significantly reduced, and a large number of fibers can be more stably oriented in the horizontal direction, thereby enabling stable electron emission.
以上のような本発明の冷陰極電子源を画像表示装置に用いた場合、冷陰極電子源から安定した電子放出が行われるので、蛍光膜を励起発光させるための電子放出密度の均一性が向上し、画面の表示画質が大幅に向上し、画像の表示パネルの大型かつ大面積化に適したものとなる。 When the cold cathode electron source of the present invention as described above is used in an image display device, stable electron emission is performed from the cold cathode electron source, so that the uniformity of the electron emission density for exciting and emitting the fluorescent film is improved. As a result, the display image quality of the screen is greatly improved, and the image display panel is suitable for large size and large area.
なお、上記の場合、好ましくは、ファイバが、ナノメートルまたはマイクロメートルのオーダーである。さらに好ましくは、上記ファイバが、ペースト状とされて電極上に配置され、かつ、ペーストの表面張力によりその長手方向を電極の面に対して水平な方向に向けて、配置されている。さらに好ましくは、上記ファイバが、金属を含有している。さらに好ましくは、磁場が印加されて上記ファイバが、その長手方向を電極の面に対して水平な方向に向けて配置されている。 In the above case, the fiber is preferably on the order of nanometers or micrometers. More preferably, the fiber is arranged in a paste form on the electrode, and the longitudinal direction of the fiber is arranged in a direction horizontal to the surface of the electrode due to the surface tension of the paste. More preferably, the fiber contains a metal. More preferably, a magnetic field is applied and the fiber is disposed with its longitudinal direction oriented in a direction horizontal to the surface of the electrode.
本発明による第１の冷陰極電子源の製造方法は、低電界で電子放出が可能な冷陰極電子源の製造方法であって、電極上にファイバをペースト状にして電極上に配置し、かつ、ペーストの表面張力によりその長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置したことを特徴とするものである。 A first method for producing a cold cathode electron source according to the present invention is a method for producing a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field, wherein a fiber is pasted on an electrode and disposed on the electrode, and According to the surface tension of the paste, the longitudinal direction of the paste is arranged in the horizontal or almost horizontal direction with respect to the surface of the electrode.
本発明による第２の冷陰極電子源の製造方法は、低電界で電子放出が可能な冷陰極電子源の製造方法であって、電極上に金属含有のファイバを電極上に配置し、磁場を印加して上記ファイバを、その長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置することを特徴とするものである。 A second method for manufacturing a cold cathode electron source according to the present invention is a method for manufacturing a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field, wherein a metal-containing fiber is disposed on the electrode, and a magnetic field is generated. The fiber is applied and the longitudinal direction of the fiber is arranged in the horizontal or almost horizontal direction with respect to the surface of the electrode.
本発明による第３の冷陰極電子源の製造方法は、低電界で電子放出が可能な冷陰極電子源の製造方法であって、電極上に金属含有のファイバをペースト状にして電極上に配置し、かつ、ペーストの表面張力によりその長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に傾けるとともに、さらに、磁場を印加して上記ファイバを、その長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置することを特徴とするものである。 A third method for manufacturing a cold cathode electron source according to the present invention is a method for manufacturing a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field, and a metal-containing fiber is disposed on the electrode in a paste form. In addition, the longitudinal direction of the paste is inclined in a horizontal or substantially horizontal direction with respect to the electrode surface by the surface tension of the paste, and the magnetic fiber is further applied by applying a magnetic field to the electrode surface. It arrange | positions toward a horizontal or substantially horizontal direction, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の第１ないし第３の製造方法によると、ナノチューブをその長手方向を電極の面に水平にして配置するので、製造プロセスが大幅に簡略化されて製造コストを低減することができる。 According to the first to third manufacturing methods of the present invention, since the nanotubes are arranged with the longitudinal direction thereof being horizontal to the surface of the electrode, the manufacturing process can be greatly simplified and the manufacturing cost can be reduced.
本発明による表示装置は、上記冷陰極電子源を備えることを特徴とするものである。この表示装置では、冷陰極電子源が均一で安定した電子放出特性を備えるので、表示品質に優れた表示装置を提供することができる。 A display device according to the present invention includes the cold cathode electron source. In this display device, since the cold cathode electron source has a uniform and stable electron emission characteristic, a display device having excellent display quality can be provided.
本発明によると、均一で安定した電界放出特性を有しかつ安価な冷陰極電子源、その製造方法、ならびに冷陰極電子源を用いた表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cold cathode electron source that has uniform and stable field emission characteristics and is inexpensive, a manufacturing method thereof, and a display device using the cold cathode electron source.
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態に係る冷陰極電子源、その製造方法ならびに表示装置を詳細に説明する。図１ないし図３に本実施の形態に係る冷陰極電子源の製造プロセスを図示している。 Hereinafter, a cold cathode electron source, a manufacturing method thereof, and a display device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show a manufacturing process of the cold cathode electron source according to the present embodiment.
（実施形態１）
図１には、基板１０上にカソード電極２０を形成した冷陰極電子源の断面図が示されている。基板１０上にスパッタもしくは蒸着により金属膜を成膜する。基板の材料には特に限定されないが、例えば、石英基板、アルミナ基板、シリコン基板、Ｍｏ基板、ＳＵＳ基板、Ｎｉ−Ｆｅ基板等である。この基板１０上の金属膜を写真製版技術を用いて所望のパターンのカソード電極２０にパターニングする。カソード電極２０のパターニング方法としては、写真製版技術を用いる以外に、パターン印刷を用いる方法もある。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a cold cathode electron source in which a cathode electrode 20 is formed on a substrate 10. A metal film is formed on the substrate 10 by sputtering or vapor deposition. The material of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a quartz substrate, an alumina substrate, a silicon substrate, a Mo substrate, a SUS substrate, and a Ni—Fe substrate. The metal film on the substrate 10 is patterned into a cathode electrode 20 having a desired pattern using a photoengraving technique. As a patterning method for the cathode electrode 20, there is a method using pattern printing in addition to the photolithography technique.
図２には、カソード電極２０上にファイバ３０入りのペースト４０が配置された冷陰極電子源の断面図が示されている。ファイバ３０の製造方法は特に限定されないが、例えば、ファイバ３０は、熱伝導性、電気伝導性、機械的強度等に優れた特性を有するもので、アーク放電法、レーザ蒸発法、プラズマ合成法、炭化水素触媒分解法、化学気相成長法、熱分解法等、公知の種々の生成法により生成されたものを適宜用いることができる。
ファイバ３０をペースト４０の状態にする手法には特に限定されないが、例えば、有機溶剤例えば樹脂と混ぜることで樹脂ペースト状にし、カソード電極２０にスクリーン印刷や、スプレーや、コーティング等で形成することができる。カソード電極２０とファイバ３０との電気的コンタクトについては、ファイバ３０とカソード電極２０とが物理的に接触することにより両者間の電気的コンタクトを確保することができる。このコンタクト抵抗を下げるためには、ファイバ３０とカソード電極２０との間に、金属コロイド等の微細な導電性物質を配置することができる。コンタクト抵抗を低減することにより、より均一な電子放出特性を得ることが可能となり好ましい。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a cold cathode electron source in which the paste 40 containing the fiber 30 is disposed on the cathode electrode 20. Although the manufacturing method of the fiber 30 is not particularly limited, for example, the fiber 30 has excellent properties such as thermal conductivity, electrical conductivity, mechanical strength, and the like, and arc discharge method, laser evaporation method, plasma synthesis method, Those produced by various known production methods such as hydrocarbon catalytic decomposition, chemical vapor deposition, and thermal decomposition can be used as appropriate.
There is no particular limitation on the method of bringing the fiber 30 into the state of the paste 40. For example, the fiber 30 may be mixed with an organic solvent such as a resin to form a resin paste and formed on the cathode electrode 20 by screen printing, spraying, coating, or the like. it can. As for the electrical contact between the cathode electrode 20 and the fiber 30, the electrical contact between the fiber 30 and the cathode electrode 20 can be ensured by the physical contact between the fiber 30 and the cathode electrode 20. In order to reduce the contact resistance, a fine conductive material such as a metal colloid can be disposed between the fiber 30 and the cathode electrode 20. By reducing the contact resistance, more uniform electron emission characteristics can be obtained, which is preferable.
図３には、ペースト４０が除去されてファイバ３０がカソード電極２０の面に対して水平もしくはほぼ水平に配置されている冷陰極電子源の断面図が示されている。ファイバ３０はペースト４０の表面張力によりカソード電極２０の電極面に対して水平もしくはほぼ水平に配置された状態になっている。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of a cold cathode electron source in which the paste 40 is removed and the fiber 30 is disposed horizontally or substantially horizontally with respect to the surface of the cathode electrode 20. The fiber 30 is arranged horizontally or substantially horizontally with respect to the electrode surface of the cathode electrode 20 due to the surface tension of the paste 40.
以上の実施の形態においては、ファイバ３０がその長手方向をカソード電極２０の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置されているので、ファイバ３０の長手方向外周面から安定して電子放出が行われるものとなりその電子放出特性が大幅に改善されたものとなる。さらに、ファイバ３０はペースト状とし、そのペーストの表面張力により上記のように配置することができるので製造プロセスも極めて簡略化されたものとなり、製造コストを大幅に低減することができる。以上の冷陰極電子源を画像表示装置に用いた場合、冷陰極電子源から安定した電子放出が行われるので、蛍光膜を励起発光させるための電子放出密度の均一性が向上し、画面の表示画質が大幅に向上し、画像の表示パネルの大型かつ大面積化に適したものとなる。 In the above embodiment, since the fiber 30 is arranged with its longitudinal direction oriented horizontally or substantially horizontal with respect to the surface of the cathode electrode 20, electrons are stably emitted from the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the fiber 30. As a result, the electron emission characteristics are greatly improved. Furthermore, since the fiber 30 is in a paste form and can be arranged as described above due to the surface tension of the paste, the manufacturing process is greatly simplified, and the manufacturing cost can be greatly reduced. When the above cold cathode electron source is used in an image display device, stable electron emission is performed from the cold cathode electron source, so that the uniformity of the electron emission density for exciting and emitting the fluorescent film is improved, and the screen display is improved. The image quality is greatly improved, and the image display panel is suitable for increasing the size and area of the display panel.
ファイバ３０として、例えば、特開２００３−３４２８３９号公報に開示されている炭素ナノ繊維素（カーボン ナノ- フィブラス- ロッド：Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ−ｆｉｂｅｒｏｕｓ−Ｒｏｄ）が三次元的に集合してなる繊維状ナノ炭素を用いることができる。
炭素ナノ繊維素は、一方向に伸びる中心軸を有する炭素ヘキサゴナル網面からなる。
炭素ヘキサゴナル網面（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｌａｙｅｒ：炭素六角網面）とは、現在のカーボン材料を占めている殆どの黒色を持った材料と同様のものであり、炭素原子の六角網面を構造の基本単位としている。
As the fiber 30, for example, a fibrous nanocarbon formed by three-dimensional assembly of carbon nanofibers (Carbon Nano-fiber-Rod) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-342839 Can be used.
The carbon nanofiber element is composed of a carbon hexagonal network surface having a central axis extending in one direction.
The carbon hexagonal network surface (Hexagonal Carbon Layer) is the same as most black materials that occupy the current carbon materials, and the hexagonal network surface of carbon atoms is the basic unit of structure. It is said.
上記公報に開示されているように、炭素ナノ繊維素２は、図４の模式図に示すように、一方向に伸びる中心軸を有する炭素ヘキサゴナル網面１から構成されている。炭素ナノ繊維素２は、１枚（又は１層）でも基本構成単位となるが、通常は、上記炭素ヘキサゴナル網面１が２乃至１２層層状に積層して１つの構成単位を形成している。図４（ａ）では炭素ヘキサゴナル網面１が２層により炭素ナノ繊維素２の一構成単位を形成し、また、図４（ｂ）では炭素ヘキサゴナル網面１が８層により炭素ナノ繊維素２の一構成単位を形成している例を示している。炭素ヘキサゴナル網面の面間距離（ｄ００２）は、０．５００ｎｍ以下である。 As disclosed in the above publication, the carbon nanofiber element 2 is composed of a carbon hexagonal network surface 1 having a central axis extending in one direction, as shown in the schematic view of FIG. The carbon nanofiber element 2 is a basic structural unit even with one sheet (or one layer). Usually, the carbon hexagonal network surface 1 is laminated in two to twelve layers to form one structural unit. . In FIG. 4A, the carbon hexagonal network surface 1 forms one constituent unit of the carbon nanofiber element 2 with two layers, and in FIG. 4B, the carbon hexagonal network surface 1 has eight layers with the carbon nanofiber element 2. The example which forms one structural unit is shown. The inter-plane distance (d 002 ) of the carbon hexagonal network surface is 0.500 nm or less.
また、図５の模式図に示すように、この炭素ナノ繊維素２が複数最密充填積層して炭素ナノ繊維素群（以下「ナノロッド」ともいう）３を構成することで、その炭素ナノ繊維素２同志で形成される軸（図５中Ｘ軸方向）に沿ったナノ空隙４が多数存在することになる。炭素ナノ繊維素２の軸と直交する方向の断面構造は、図５（ａ）では円形の例を、図５（ｂ）では六角形の例を示している。 In addition, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, a plurality of carbon nanofiber elements 2 are close-packed and stacked to form a carbon nanofiber element group (hereinafter also referred to as “nanorod”) 3, thereby the carbon nanofibers. There will be a large number of nanovoids 4 along the axis formed by the elements 2 (X-axis direction in FIG. 5). The cross-sectional structure in the direction orthogonal to the axis of the carbon nanofiber element 2 shows a circular example in FIG. 5A and a hexagonal example in FIG. 5B.
この炭素ナノ繊維素２を構成する炭素ヘキサゴナル網面の軸幅（Ｄ）は２．５ｎｍ±０．５ｎｍであり、長さ（Ｌ）は１７ｎｍ±１５ｎｍであるのが好ましい。 The axial width (D) of the carbon hexagonal network surface constituting the carbon nanofiber element 2 is preferably 2.5 nm ± 0.5 nm, and the length (L) is preferably 17 nm ± 15 nm.
このように炭素ナノ繊維素２からなる炭素ナノ繊維素群３であるナノロッドが複数三次元的に繊維状に集合することで、例えば、図６に示すように、繊維状ナノ炭素（いわゆるカーボンナノファイバＣａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ−Ｆｉｂｅｒ：ＣＮＦ）５を形成する。この図６は、炭素ナノ繊維素２の中心軸を平行にして紙面に上下方向に複数積層して炭素ナノ繊維素群１３を構成し、繊維状ナノ炭素５を形成してなるものであり、後述のプレートレット構造である。 As shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. 6, a plurality of nanorods, which are carbon nanofiber element groups 3 composed of carbon nanofiber elements 2, are aggregated in a three-dimensional fiber shape. The fiber Carbon Nano-Fiber (CNF) 5 is formed. This FIG. 6 is formed by forming a plurality of carbon nanofiber elements 13 by stacking a plurality of carbon nanofiber elements 2 in parallel in the vertical direction on the paper surface with the central axis of the carbon nanofiber elements 2 parallel, The platelet structure will be described later.
上記炭素ナノ繊維素群３が複数三次元的に集合してなる繊維状ナノ炭素５の代表的な構造としては、例えば、図７（ａ）に示すように、炭素ナノ繊維素が複数積層された炭素ナノ繊維素群３が繊維軸（ａｘｉｓ）に対して垂直、すなわち、炭素ヘキサゴナル網面が繊維軸に対して垂直に集合配列したプレートレット（Ｐｌａｔｅｌｅｔ）構造、図７（ｂ）に示すように、炭素ナノ繊維素群１３が繊維軸に対して傾斜、すなわち、炭素ヘキサゴナル網面が繊維軸に対して傾斜して集合配列したヘリングボーン（Ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ）構造、図７（ｃ）に示すように、炭素ナノ繊維素群１３が繊維軸に沿って、すなわち、炭素ヘキサゴナル網面が繊維軸に平行に集合配列したチューブラ（Ｔｕｂｕｌａｒ）構造が挙げられる。 As a typical structure of the fibrous nanocarbon 5 in which the carbon nanofiber element group 3 is assembled in a three-dimensional manner, for example, a plurality of carbon nanofiber elements are laminated as shown in FIG. As shown in FIG. 7 (b), the carbon nanofiber element group 3 is perpendicular to the fiber axis (axis), that is, the carbon hexagonal network surface is assembled and arranged perpendicular to the fiber axis. In addition, the carbon nanofiber element group 13 is inclined with respect to the fiber axis, that is, a herringbone structure in which the carbon hexagonal network surfaces are inclined and arranged with respect to the fiber axis, as shown in FIG. A tubular structure in which the carbon nanofiber element groups 13 are arranged along the fiber axis, that is, the carbon hexagonal network surfaces are arranged in parallel to the fiber axis.
このような、繊維状ナノ炭素は、鉄（Ｆｅ）,コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）に代表する純粋な転移金属の単独または合金を触媒とし、４００℃から１２００℃の温度範囲で一酸化炭素又はメタン（ＣＨ４ ）、エチレン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）等の炭化水素を、水素分圧０％乃至９０％の混合ガス中で一定時間触媒に接触することによって合成され、例えば、特開２００３−３４２８４０号公報に、その製造方法および製造装置が開示されている。 Such fibrous nanocarbons are catalyzed in the temperature range of 400 ° C. to 1200 ° C. using a pure transition metal alone or an alloy represented by iron (Fe), cobalt (Co), and nickel (Ni) as a catalyst. By contacting hydrocarbons such as carbon or methane (CH 4 ), ethylene (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), etc. in a mixed gas having a hydrogen partial pressure of 0% to 90% for a certain period of time. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-342840 discloses a manufacturing method and a manufacturing apparatus.
この実施形態では、以上のような繊維状ナノ炭素を、ファイバ３０として用いるものである。かかる繊維状ナノ炭素は、上述のように、炭素ナノ繊維素群であるナノロッドが、複数三次元的に集合してなるものであり、多数のナノロッドの端面が、電子放出点として機能することができる。 In this embodiment, the fibrous nanocarbon as described above is used as the fiber 30. As described above, the fibrous nanocarbon is composed of a plurality of three-dimensional nanorods that are carbon nanofiber element groups, and the end surfaces of a large number of nanorods function as electron emission points. it can.
従って、例えば、ヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素を、ファイバ３０として用いると、図３の一部を円Ｃで拡大して模式的に示す図８のように、繊維軸（ａｘｉｓ）に対して傾斜した多数のナノロッド３の端面３ａが、電子放出点となり、良好な電子放出特性が得られることなる。 Therefore, for example, when a fibrous nanocarbon having a herringbone structure is used as the fiber 30, a part of FIG. 3 is enlarged by a circle C and schematically shown in FIG. 8, with respect to the fiber axis (axis). The inclined end surfaces 3a of the nanorods 3 serve as electron emission points, and good electron emission characteristics can be obtained.
ファイバ３０として、カーボンナノチューブを用いた場合、カーボンナノチューブの長手方向の両末端が電子放出点となるのに対して、ヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素では、長手方向に延びる繊維軸の両末端のみならず、繊維軸に対して傾斜して配列されている多数のナノロッドの端面も電子放出点となるので、繊維軸に沿って、すなわち、長手方向に沿って多数の電子放出点が構成されることになり、電子放出点の密度が向上する。
さらに、多数の電子放出点に電界が均等にかかることになり、電子放出点が少ない場合のように、電子放出点に電界が集中してジュール熱や蒸発によって劣化が進むことがなく、寿命特性が向上する。
When carbon nanotubes are used as the fibers 30, both ends in the longitudinal direction of the carbon nanotubes serve as electron emission points, whereas in fibrous nanocarbon having a herringbone structure, only both ends of the fiber axis extending in the longitudinal direction are used. In addition, since the end surfaces of a large number of nanorods arranged at an inclination with respect to the fiber axis are also electron emission points, a large number of electron emission points are configured along the fiber axis, that is, along the longitudinal direction. As a result, the density of electron emission points is improved.
In addition, the electric field is applied uniformly to a large number of electron emission points, and the electric field is concentrated on the electron emission points and deterioration due to Joule heat or evaporation does not proceed as in the case where the number of electron emission points is small. Will improve.
次に、ヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素をファイバ３０として用いた冷陰極電子源の実施例について説明する。 Next, an embodiment of a cold cathode electron source using a fibrous nanocarbon having a herringbone structure as the fiber 30 will be described.
図９は、この冷陰極電子源の製造工程を示す図である。
先ず、ヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素（カーボンナノファイバ：ＣＮＦ）を予め準備する（ステップＳ１）。このヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素は、例えば、上述の特開２００３−３４２８４０号公報に開示されている製造装置によって製造される。
この実施例では、ヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素の繊維径は、例えば、８０〜４００ｎｍであり、繊維長さは、例えば、１０〜２５μｍである。
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of this cold cathode electron source.
First, fibrous nanocarbon (carbon nanofiber: CNF) having a herringbone structure is prepared in advance (step S1). The fibrous nanocarbon having the herringbone structure is manufactured by, for example, a manufacturing apparatus disclosed in the above-described Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-342840.
In this embodiment, the fiber diameter of the fibrous nanocarbon having a herringbone structure is, for example, 80 to 400 nm, and the fiber length is, for example, 10 to 25 μm.
このヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素を、例えば、テルピノールのようなアルコール系の溶媒に混ぜてスラリー化し（ステップＳ２）、更に、エチルセルロースなどの樹脂を加えてペースト化する（ステップＳ３）。 The herringbone fibrous nanocarbon is mixed with an alcohol solvent such as terpinol to form a slurry (step S2), and further a resin such as ethyl cellulose is added to form a paste (step S3).
次に、予め準備したカソード電極が形成されたガラス基板上に、ペースト化した繊維状ナノ炭素をスクリーン印刷などによって印刷し（ステップＳ４）、焼成する（ステップＳ５）。更に、表面の不純物を除去して活性化するための表面処理を施す（ステップＳ６）。 Next, pasted fibrous nanocarbon is printed by screen printing or the like on a glass substrate on which a cathode electrode prepared in advance is formed (step S4), and fired (step S5). Further, surface treatment is performed to remove and activate the surface impurities (step S6).
図１０は、以上のようにして得られたエミッタ表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真であり、繊維状ナノ炭素が水平に配置されていることが分かる。 FIG. 10 is a photograph taken by the scanning electron microscope (SEM) of the emitter surface obtained as described above, and it can be seen that the fibrous nanocarbons are arranged horizontally.
次に、エミッタ特性を、図１１に示す装置を構成して評価した。すなわち、上述のようにして、繊維状ナノ炭素５がカソード電極２０上に配置されたガラス基板１０に対して、５００μｍの間隔をあけて、蛍光体６がアノード電極７上に形成されたガラス基板８を対向配置し、両ガラス基板の電極６，２０間に、０〜５ｋＶの電圧を印加して電子放出特性を評価した。 Next, the emitter characteristics were evaluated by configuring the apparatus shown in FIG. That is, as described above, the glass substrate 10 in which the phosphor nano 6 is formed on the anode electrode 7 with an interval of 500 μm from the glass substrate 10 on which the fibrous nanocarbon 5 is disposed on the cathode electrode 20. 8 was placed facing each other, and a voltage of 0 to 5 kV was applied between the electrodes 6 and 20 of both glass substrates to evaluate the electron emission characteristics.
図１２が、そのときの発光状態を示す図である。この図１２は、蛍光面のサイズが２０×２０ｍｍであり、電界強度が１０Ｖ／μｍ、エミッション電流が３０μＡのときの状態を示している。 FIG. 12 is a diagram showing a light emission state at that time. FIG. 12 shows a state where the phosphor screen size is 20 × 20 mm, the electric field strength is 10 V / μm, and the emission current is 30 μA.
ヘリングボーン構造の繊維状ナノ炭素は、多数のナノロッドが繊維軸に対して傾斜しているので、多数のナノロッドの端面が、電子放出点となり、図１２に示すように、多数の発光点が認められる。 In the fibrous nanocarbon having a herringbone structure, since many nanorods are inclined with respect to the fiber axis, the end surfaces of many nanorods become electron emission points, and as shown in FIG. It is done.
また、多数の発光点を有するので、電界の印加が、少ない発光点に集中して発光点が劣化するということも抑制されるので、寿命特性が向上する。
この実施形態では、炭素ナノ繊維素群は、ロッド状のナノロッドであったけれども、プレート状のナノプレートであってもよい。
In addition, since there are a large number of light emitting points, the application of an electric field is prevented from concentrating on a small number of light emitting points and the light emitting points are deteriorated, so that the life characteristics are improved.
In this embodiment, the carbon nanofiber element group is a rod-shaped nanorod, but may be a plate-shaped nanoplate.
（実施形態２）
図１３ないし図１６を参照して本発明の他の実施の形態に係る冷陰極電子源、その製造方法ならびに表示装置を詳細に説明する。
(Embodiment 2)
A cold cathode electron source, a manufacturing method thereof, and a display device according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図１３には、基板１０上にカソード電極２０を形成した冷陰極電子源の断面図が示されている。基板１０上にスパッタもしくは蒸着により金属膜を成膜する。基板の材料には特に限定されないが、例えば、石英基板、アルミナ基板、シリコン基板、Ｍｏ基板、ＳＵＳ基板、Ｎｉ−Ｆｅ基板等である。この基板１０上の金属膜を写真製版技術を用いて所望のパターンのカソード電極２０にパターニングする。カソード電極２０のパターニング方法としては、写真製版技術を用いる以外に、パターン印刷を用いる方法もある。 FIG. 13 is a sectional view of a cold cathode electron source in which the cathode electrode 20 is formed on the substrate 10. A metal film is formed on the substrate 10 by sputtering or vapor deposition. The material of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a quartz substrate, an alumina substrate, a silicon substrate, a Mo substrate, a SUS substrate, and a Ni—Fe substrate. The metal film on the substrate 10 is patterned into a cathode electrode 20 having a desired pattern using a photoengraving technique. As a patterning method for the cathode electrode 20, there is a method using pattern printing in addition to the photolithography technique.
図１４には、カソード電極２０上に金属が含有されたファイバ３０入りのペースト４０が配置された冷陰極電子源の断面図が示されている。ファイバ３０の製造方法は特に限定されないが、例えば、カーボンファイバは、熱伝導性、電気伝導性、機械的強度等に優れた特性を有するもので、アーク放電法、レーザ蒸発法、プラズマ合成法、炭化水素触媒分解法、化学気相成長法、熱分解法等、公知の種々の生成法により生成されたものを適宜用いることができる。ファイバ３０の製造後あるいは製造過程で、ファイバ３０の外部あるいは内部に適宜の手法により金属、好ましくは磁性金属が設けられる。これによってファイバ３０は金属含有のナノチューブとなる。ファイバ３０には、円Ａで拡大して示すように、内部に金属５０を設けてもよく、あるいは、円Ｂで拡大して示すように、外部に金属５０を設けてもよい。このような金属５０はその種類に限定されないが、例えば、磁性金属としては鉄、アルミニウム、ニッケル、これらの合金等がある。含有する金属の種類は１種類でも複数種類でもよい。ファイバ３０を炭化水素ガスを流す化学気相成長法において磁性金属のイオンを含ませておいたり、あるいは、ファイバの表面に磁性金属を鍍金したり、あるいは、磁性金属を含む溶液中にファイバを浸漬したりして金属含有ファイバ３０を得ることができる。 FIG. 14 is a cross-sectional view of a cold cathode electron source in which a paste 40 containing a fiber 30 containing metal is disposed on the cathode electrode 20. Although the manufacturing method of the fiber 30 is not particularly limited, for example, the carbon fiber has excellent properties in thermal conductivity, electrical conductivity, mechanical strength, etc., and arc discharge method, laser evaporation method, plasma synthesis method, Those produced by various known production methods such as hydrocarbon catalytic decomposition, chemical vapor deposition, and thermal decomposition can be used as appropriate. After the fiber 30 is manufactured or in the manufacturing process, a metal, preferably a magnetic metal, is provided outside or inside the fiber 30 by an appropriate method. As a result, the fiber 30 becomes a metal-containing nanotube. The fiber 30 may be provided with a metal 50 inside as shown by an enlarged circle A, or may be provided with an outside metal 50 as shown by an enlarged circle B. Such a metal 50 is not limited to its kind, but examples of the magnetic metal include iron, aluminum, nickel, and alloys thereof. The kind of metal contained may be one kind or plural kinds. In the chemical vapor deposition method in which hydrocarbon gas is passed through the fiber 30, ions of magnetic metal are included, or the metal is plated on the surface of the fiber, or the fiber is immersed in a solution containing the magnetic metal As a result, the metal-containing fiber 30 can be obtained.
ファイバ３０をペースト４０の状態にする手法には特に限定されないが、例えば、有機溶剤例えば樹脂と混ぜることで樹脂ペースト状にし、カソード電極２０にスクリーン印刷や、スプレーや、コーティング等で形成することができる。カソード電極２０とファイバ３０との電気的コンタクトについては、ファイバ３０とカソード電極２０とが物理的に接触することにより両者間の電気的コンタクトを確保することができる。このコンタクト抵抗を下げるためには、ファイバ３０とカソード電極２０との間に、金属コロイド等の微細な導電性物質を配置することができる。コンタクト抵抗を低減することにより、より均一な電子放出特性を得ることが可能となり好ましい。 There is no particular limitation on the method of bringing the fiber 30 into the state of the paste 40. For example, the fiber 30 may be mixed with an organic solvent such as a resin to form a resin paste, and the cathode electrode 20 may be formed by screen printing, spraying, coating, or the like. it can. As for the electrical contact between the cathode electrode 20 and the fiber 30, the electrical contact between the fiber 30 and the cathode electrode 20 can be ensured by the physical contact between the fiber 30 and the cathode electrode 20. In order to reduce the contact resistance, a fine conductive material such as a metal colloid can be disposed between the fiber 30 and the cathode electrode 20. By reducing the contact resistance, more uniform electron emission characteristics can be obtained, which is preferable.
図１５には、ペースト４０が除去されてファイバ３０がカソード電極２０上に配置されている冷陰極電子源の断面図が示されている。ペースト４０は温度を上げることで除去される。この状態ではファイバ３０はカソード電極２０の電極面に対して水平方向に倒れ込んだ状態になっている。 FIG. 15 is a cross-sectional view of a cold cathode electron source in which the paste 40 is removed and the fiber 30 is disposed on the cathode electrode 20. The paste 40 is removed by raising the temperature. In this state, the fiber 30 is in a state of being tilted horizontally with respect to the electrode surface of the cathode electrode 20.
図１６には、ファイバ３０がカソード電極２０の電極面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に配向した冷陰極電子源の断面図が示されている。カソード電極２０の電極面に対して水平な方向（矢印方向）に外部磁界（磁場）Ｈを印加する。外部磁界Ｈの影響で金属を含有したファイバ３０はカソード電極２０上で外部磁界の方向、すなわち、カソード電極２０の電極面に水平な方向に揃う。外部磁界の発生源は、所望の値を得ることができれば、電磁石でもよいし、永久磁石でもよい。 FIG. 16 shows a cross-sectional view of a cold cathode electron source in which the fiber 30 is oriented in a horizontal or substantially horizontal direction with respect to the electrode surface of the cathode electrode 20. An external magnetic field (magnetic field) H is applied in a direction (arrow direction) horizontal to the electrode surface of the cathode electrode 20. The fibers 30 containing metal under the influence of the external magnetic field H are aligned on the cathode electrode 20 in the direction of the external magnetic field, that is, in the direction horizontal to the electrode surface of the cathode electrode 20. The source of the external magnetic field may be an electromagnet or a permanent magnet as long as a desired value can be obtained.
以上説明した実施の形態においては、図１７および図１８で示すようにファイバ３０は線径が大きくその外周面の回りに等電位面Ｅが形成されて電界集中が起こりやすくなり、有効な電子放出特性を有する冷陰極電子源を提供することができる。 In the embodiment described above, as shown in FIGS. 17 and 18, the fiber 30 has a large wire diameter, and an equipotential surface E is formed around the outer peripheral surface thereof, so that electric field concentration tends to occur, and effective electron emission occurs. A cold cathode electron source having characteristics can be provided.
本実施の形態の冷陰極電子源は、表示例には限定されないが、冷陰極電子源から放出された電子の衝突による発光を利用して画像やその他を表示する表示装置に適用することができる。 The cold cathode electron source of the present embodiment is not limited to a display example, but can be applied to a display device that displays an image or the like using light emission caused by collision of electrons emitted from the cold cathode electron source. .
本実施の形態の冷陰極電子源は、表示例には限定されないが、例えば、アノード電極と蛍光体とを備える前面パネルと、冷陰極電子源を搭載しこの前面パネルに対向する背面パネルとを備え、冷陰極電子源から放出した電子と蛍光体との衝突による発光を利用して画像やその他を表示する表示装置にも適用することができる。 Although the cold cathode electron source of the present embodiment is not limited to the display example, for example, a front panel including an anode electrode and a phosphor, and a rear panel mounted with the cold cathode electron source and facing the front panel are provided. It can also be applied to a display device that displays an image or the like using light emission caused by collision between electrons emitted from a cold cathode electron source and a phosphor.
本実施の形態の冷陰極電子源は、表示例には限定されないが、例えば、行方向に複数の配線（行方向配線）を設け、この行方向配線のそれぞれとほぼ直交して複数の配線（列方向配線）を設け、行方向配線と列方向配線のそれぞれの１つに冷陰極電子源を接続し、これら各冷陰極電子源を駆動して電子を蛍光体に放出して蛍光体（画素）を発光して画像やその他を表示する表示装置にも適用することができる。 Although the cold cathode electron source of the present embodiment is not limited to the display example, for example, a plurality of wirings (row direction wirings) are provided in the row direction, and a plurality of wirings (substantially orthogonal to each of the row direction wirings ( Column-direction wiring), a cold-cathode electron source is connected to each of the row-direction wiring and the column-direction wiring, each of the cold-cathode electron sources is driven to emit electrons to the phosphor, and the phosphor (pixel) ) To display an image or the like.
２ 炭素ナノ繊維素
３ 炭素ナノ繊維素群
５ 繊維状ナノ炭素
１０ 基板
２０ カソード電極
３０ ファイバ
４０ ペースト
2 Carbon nanofiber element 3 Carbon nanofiber element group 5 Fibrous nanocarbon 10 Substrate 20 Cathode electrode 30 Fiber 40 Paste
Claims (17)
電極上にファイバをペースト状にして電極上に配置し、かつ、ペーストの表面張力によりその長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて配置した、ことを特徴とする冷陰極電子源の製造方法。 A method of manufacturing a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field,
The fiber is disposed on the electrode in the form of a paste on the electrode, and the longitudinal direction of the fiber is disposed in the horizontal or almost horizontal direction with respect to the surface of the electrode due to the surface tension of the paste. A method for producing a cathode electron source.
電極上に金属含有のファイバを電極上に配置し、磁場を印加して上記ファイバを、その長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて、配置する、ことを特徴とする冷陰極電子源の製造方法。 A method of manufacturing a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field,
A metal-containing fiber is disposed on the electrode, a magnetic field is applied, and the fiber is disposed such that the longitudinal direction thereof is horizontal or substantially horizontal with respect to the surface of the electrode. A method for manufacturing a cold cathode electron source.
電極上に金属含有のファイバをペースト状にして電極上に配置し、かつ、ペーストの表面張力によりその長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に傾けるとともに、さらに、磁場を印加して上記ファイバを、その長手方向を電極の面に対して水平もしくはほぼ水平な方向に向けて、配置する、ことを特徴とする冷陰極電子源の製造方法。 A method of manufacturing a cold cathode electron source capable of emitting electrons in a low electric field,
A metal-containing fiber is placed on the electrode in the form of a paste, and the longitudinal direction of the fiber is tilted in a horizontal or nearly horizontal direction with respect to the surface of the electrode due to the surface tension of the paste, and a magnetic field is applied. A method of manufacturing a cold cathode electron source, wherein the fiber is disposed with its longitudinal direction oriented in a direction horizontal or substantially horizontal to the surface of the electrode.
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