JP2011108530A

JP2011108530A - Method of manufacturing field-emission element, field-emission element, field-emission light-emitting element, and electronic equipment

Info

Publication number: JP2011108530A
Application number: JP2009263332A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Kosaka; 眞由美小坂; Hide Watanabe; 秀渡辺; Tetsuya Okawa; 哲也大川
Original assignee: NEC Corp; NEC Lighting Ltd
Current assignee: NEC Corp; Hotalux Ltd
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-06-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field-emission element, a field-emission light-emitting element, and an electronic equipment which hardly cause problems such as discharge and the like during an electron-discharging period of time. <P>SOLUTION: The field-emission element includes a carbon material, an organic binder, and a solvent. Its manufacturing method comprises a step for forming a paste excluding a photosensitive monomer for coating paste on an electrode film formed on the surface of a substrate, and firing the substrate with the paste coated thereon in a vacuum atmosphere at a temperature of 400°C or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界放出素子製造方法、電界放出素子、電界放出発光素子、および、電子機器に関する。 The present invention relates to a field emission device manufacturing method, a field emission device, a field emission light emitting device, and an electronic apparatus.

カーボンナノチューブやカーボンナノファイバ等のカーボン材料は、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）、電界放出を用いた液晶用バックライトや電界放出型照明（ＦＥＬ）等の電子放出源として最近広く利用されている。特に、カーボンナノチューブは化学的および機械的耐久性に優れているだけでなく、電界放出に適した先鋭な先端形状と大きなアスペクト比を持っており、優秀な電子放出源として盛んに研究されている。 Carbon materials such as carbon nanotubes and carbon nanofibers have recently been widely used as electron emission sources for field emission displays (FED), liquid crystal backlights using field emission, field emission illumination (FEL), and the like. In particular, carbon nanotubes are not only excellent in chemical and mechanical durability, but also have a sharp tip shape and large aspect ratio suitable for field emission, and are actively studied as an excellent electron emission source. .

ＦＥＤおよびＦＥＬは、陽極電極に陽の電圧を、陰極電極に陰の電圧を印加して電極間に電界を形成することで、陰極電極上に形成された電界放出源から電子を放出させる。そして、この放出させた電子を陽極電極上に形成された蛍光物質に衝突させて発光させる表示装置および照明装置である。 The FED and FEL emit electrons from a field emission source formed on the cathode electrode by applying a positive voltage to the anode electrode and a negative voltage to the cathode electrode to form an electric field between the electrodes. And it is a display apparatus and an illuminating device which make this emitted electron collide with the fluorescent material formed on the anode electrode, and to light-emit.

電極上に電子放出源を有する電界放出素子を作製する技術としては、特許文献１乃至４に記載されたものがある。その作製方法は、まず、電子放出源としてのカーボン材料と、カーボン材料を電極上に固着させるためのガラス粉末などの無機物と、電極構造の支持部材としての有機物バインダーと、有機物バインダーを溶解させる溶剤と、を混合して、ペーストを作製する。その後、金属、金属酸化物などからなる導電性膜（電極）を成膜した基板上にこのペーストを印刷し、これを焼成する。 As a technique for manufacturing a field emission device having an electron emission source on an electrode, there are those described in Patent Documents 1 to 4. First, a carbon material as an electron emission source, an inorganic material such as glass powder for fixing the carbon material on the electrode, an organic binder as a support member for the electrode structure, and a solvent for dissolving the organic binder. Are mixed to prepare a paste. Thereafter, this paste is printed on a substrate on which a conductive film (electrode) made of metal, metal oxide or the like is formed, and this is fired.

焼成条件としては、特許文献１には、大気中、窒素雰囲気下、又は、真空中で、３００℃〜７００℃の温度で行うことが記載されている（特許文献１の［００１５］）。特許文献２には、空気中、窒素などの不活性ガス雰囲気下、真空中、又は、還元ガス雰囲気中で、１５０℃〜７００℃、好ましくは２００℃〜５５０℃の温度で行うことが記載されている（特許文献２の［０１２５］）。特許文献３には、大気中、又は、窒素雰囲気中で、４００℃〜５００℃の温度で行うことが記載されている（特許文献３の［００４８］、［００４９］）。特許文献４には、真空、又は、ガス雰囲気中で行うことが記載されているが、温度についての記載はない（特許文献４の［００３９］）。しかし、ペーストの中に感光性モノマーが含まれる場合の焼成条件としては、４５０℃〜５５０℃の温度で行うことが記載されている（特許文献４の［００４２］）。 As firing conditions, Patent Document 1 describes that the firing is performed in the air, in a nitrogen atmosphere, or in a vacuum at a temperature of 300 ° C. to 700 ° C. ([0015] of Patent Document 1). Patent Document 2 describes performing in air, in an inert gas atmosphere such as nitrogen, in a vacuum, or in a reducing gas atmosphere at a temperature of 150 ° C. to 700 ° C., preferably 200 ° C. to 550 ° C. ([0125] of Patent Document 2). Patent Document 3 describes that the process is performed at a temperature of 400 ° C. to 500 ° C. in the air or in a nitrogen atmosphere ([0048] and [0049] of Patent Document 3). Patent Document 4 describes performing in a vacuum or gas atmosphere, but does not describe temperature ([0039] of Patent Document 4). However, as a baking condition when the photosensitive monomer is contained in the paste, it is described that the paste is performed at a temperature of 450 ° C. to 550 ° C. ([0042] of Patent Document 4).

特開２００９−１８７９３４号公報JP 2009-187934 A 特開２００５−１２２９３０号公報JP 2005-122930 A 特開２００７−１１５６７５号公報JP 2007-115675 A 特開２００５−２４３６４６号公報JP 2005-243646 A

しかしながら、特許文献１乃至４に記載の焼成条件の場合、以下のような問題が発生しうる。 However, in the case of the firing conditions described in Patent Documents 1 to 4, the following problems may occur.

特許文献１および特許文献２に記載の焼成条件の場合、焼成温度が低温側に広く定められている。このため、ペーストに含まれる有機物バインダーが十分に分解消失されず、この有機物バインダーの分解物が基板の電極上に残留してしまう可能性がある。かかる場合、電子放出源からの電子放出中に、放電等の問題が引き起こされるという問題が生じる。また、特許文献１に記載の焼成条件の場合、焼成温度が高温側にも広く定められている。このため、加熱による基板およびカーボン材料の劣化という問題が生じうる。 In the case of the firing conditions described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the firing temperature is widely determined on the low temperature side. For this reason, the organic binder contained in the paste is not sufficiently decomposed and lost, and the decomposed product of the organic binder may remain on the electrode of the substrate. In such a case, there arises a problem that problems such as discharge are caused during the emission of electrons from the electron emission source. Further, in the case of the firing conditions described in Patent Document 1, the firing temperature is also widely determined on the high temperature side. For this reason, the problem of deterioration of the substrate and the carbon material due to heating may occur.

特許文献３に記載の焼成条件の場合、電子放出源となるカーボン材料が劣化し、その結果、電子放出源としての機能が低下する恐れがある。これは、カーボン材料は、大気中、又は、窒素雰囲気中で焼成を行った場合、約４００℃〜５００の温度から燃焼が始まることなどに起因する。 In the case of the firing conditions described in Patent Document 3, the carbon material serving as the electron emission source is deteriorated, and as a result, the function as the electron emission source may be reduced. This is due to the fact that when the carbon material is fired in the air or in a nitrogen atmosphere, combustion starts from a temperature of about 400 ° C. to 500 ° C.

特許文献４に記載の焼成条件には、具体的な焼成温度が記載されていない。このため、特許文献１および特許文献２に記載の技術と同様に、有機物バインダーの分解物の残留という問題および加熱による基板およびカーボン材料の劣化という問題が生じうる。 The firing conditions described in Patent Document 4 do not describe a specific firing temperature. For this reason, similarly to the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, there may be a problem that the decomposition product of the organic binder remains and a problem that the substrate and the carbon material are deteriorated due to heating.

なお、特許文献４には、ペーストに感光性モノマーが含まれる場合の焼成条件として、４５０℃〜５５０℃の温度が示されている。そして、ペーストに感光性モノマーが含まれる場合には、ペーストの塗布後、露光、現像という工程を経て、その後、焼成を行うことが記載されている（特許文献４の［００４２］）。かかる場合、露光、現像を行うことで、基板上に塗布されたペーストに含まれる有機物バインダーおよびその周辺に存在する材料の物性、例えば、粘度、重合度などが変化する。このような状況において、特許文献４に記載された焼成条件で焼成を行った場合、ペーストに含まれる有機物バインダーが十分に分解消失されない可能性がある。 In Patent Document 4, a temperature of 450 ° C. to 550 ° C. is shown as a baking condition when a photosensitive monomer is included in the paste. And when a photosensitive monomer is contained in a paste, after application | coating of a paste, passing through the process of exposure and image development, and baking after that is described ([0042] of patent documents 4). In such a case, by performing exposure and development, physical properties such as viscosity and polymerization degree of the organic binder contained in the paste applied on the substrate and the materials present in the vicinity thereof change. In such a situation, when baking is performed under the baking conditions described in Patent Document 4, the organic binder contained in the paste may not be sufficiently decomposed and lost.

本発明によれば、カーボン材料と有機物バインダーと溶剤とを含み、感光性モノマーを含まないペーストを製造する工程と、基板の表面に設けられた電極膜の上に、前記ペーストを塗布する工程と、前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、４００℃以上で焼成する工程と、を有する電界放出素子製造方法が提供される。 According to the present invention, a step of producing a paste containing a carbon material, an organic binder, and a solvent and not containing a photosensitive monomer, and a step of applying the paste on an electrode film provided on the surface of the substrate; And a step of baking the substrate coated with the paste in a vacuum at 400 ° C. or higher.

また、前記電界放出素子製造方法を用いて製造された電界放出素子で構成されるカソード部と、前記カソード部の前記ペーストを塗布した面と対向する位置に配置され、前記カソード部と対向する面には、電子が衝突することで発光する蛍光体層が設けられているアノード部と、を有する電界放出発光素子が提供される。 Also, a cathode portion formed of a field emission device manufactured using the field emission device manufacturing method, and a surface facing the cathode portion, disposed at a position facing the surface of the cathode portion coated with the paste. Provides a field emission light emitting device having an anode portion provided with a phosphor layer that emits light when electrons collide.

また、前記電界放出発光素子を有する電子機器が提供される。 In addition, an electronic apparatus having the field emission light emitting device is provided.

本発明の製造方法によれば、電子放出中に放電等の問題が生じにくい電界放出素子、電界放出発光素子、および、電子機器が実現される。 According to the manufacturing method of the present invention, a field emission device, a field emission light emitting device, and an electronic device that are less likely to cause problems such as discharge during electron emission are realized.

本実施形態の電界放出発光素子の一例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an example of the field emission light emitting element of this embodiment. 実施例１のＳＥＭ像である。2 is an SEM image of Example 1. 比較例１のＳＥＭ像である。2 is a SEM image of Comparative Example 1. 比較例２のＳＥＭ像である。6 is an SEM image of Comparative Example 2. 実施例１、比較例１、比較例２の電界放出特性を示す図である。It is a figure which shows the field emission characteristic of Example 1, the comparative example 1, and the comparative example 2. FIG. 実施例および比較例の有機物バインダー残留具合、電界放出特性、ガラス基板歪みを示す図である。It is a figure which shows the organic substance binder residual condition, field emission characteristic, and glass substrate distortion of an Example and a comparative example.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
＜＜実施形態＞＞ Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
<< Embodiment >>

図１は、本実施形態の電界放出発光素子１の一例を模式的に示した分解斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing an example of the field emission light-emitting device 1 of the present embodiment.

この電界放出発光素子１は、アノード部１０と、カソード部２０と、を有する。アノード部１０は、アノード基板１１と、アノード電極１２と、蛍光体層１３と、を含む。カソード部２０は、カソード基板２１と、カソード電極２２と、エミッタ電極２３と、を含む。 The field emission light emitting device 1 includes an anode part 10 and a cathode part 20. The anode unit 10 includes an anode substrate 11, an anode electrode 12, and a phosphor layer 13. The cathode unit 20 includes a cathode substrate 21, a cathode electrode 22, and an emitter electrode 23.

アノード基板１１は、例えばガラス基板とすることができる。なお、アノード基板１１は、透明なガラス基板であってもよい。カソード基板２１は、金属または半導体または絶縁体で構成された基板とすることができる。なお、カソード基板２１も、アノード基板１１同様、ガラス基板であってもよい。このガラス基板は、ソーダライムガラスを用いて作製されたガラス基板であってもよい。アノード基板１１およびカソード基板２１の大きさは特段制限されないが、１ｍｍ角以上１０００ｍｍ角以下が好ましい。このような範囲にすれば、印刷機などの装置を用いて、より均一にペースト等を印刷することができる。なお、アノード基板１１およびカソード基板２１の大きさは、５０ｍｍ角以上２００ｍｍ角以下がさらに好ましい。 The anode substrate 11 can be a glass substrate, for example. The anode substrate 11 may be a transparent glass substrate. The cathode substrate 21 can be a substrate made of metal, semiconductor, or insulator. The cathode substrate 21 may also be a glass substrate like the anode substrate 11. This glass substrate may be a glass substrate produced using soda lime glass. The size of the anode substrate 11 and the cathode substrate 21 is not particularly limited, but is preferably 1 mm square or more and 1000 mm square or less. If it is in such a range, paste etc. can be printed more uniformly using apparatuses, such as a printer. The size of the anode substrate 11 and the cathode substrate 21 is more preferably 50 mm square or more and 200 mm square or less.

アノード電極１２は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＣＮＴ、カーボンナノホーン等の中のいずれか一つ以上で構成される電極である。アノード電極１２は透明電極であってもよい。カソード電極２２は、導電性材料、例えば金属や導電性を有する金属酸化物等で構成される電極である。具体的には、カソード電極２２は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｃ、ＩＴＯ、ＴｉＯ_２、ＺｎＯの中から選ばれる一つ以上を用いて構成することができる。 The anode electrode 12 is an electrode composed of at least one of ITO, ZnO, TiO ₂ , CNT, carbon nanohorn, and the like. The anode electrode 12 may be a transparent electrode. The cathode electrode 22 is an electrode composed of a conductive material, such as a metal or a conductive metal oxide. Specifically, the cathode electrode 22 is configured using one or more selected from Ag, Au, Pt, Ti, Al, Cu, Cd, Pd, Zr, C, ITO, TiO ₂ and ZnO. Can do.

蛍光体層１３には、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）に用いられるような蛍光体を利用することができる。例えば、電子線が照射されると蛍光を発する電子線励起蛍光体である硫化物蛍光体、酸化物蛍光体又は窒化物蛍光体等を利用することができる。蛍光体層１３の膜厚は、例えば、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。このような範囲にすれば、膜厚が薄すぎるため発光強度が弱くなるのを防止できる。また、膜厚が厚すぎるため、剥がれ落ちやすくなるのを回避することができる。このような蛍光体層１３は、スプレー法、スクリーン印刷、手塗り印刷、又は沈降法を用いて形成することが可能である。 For the phosphor layer 13, a phosphor such as that used in CRT (Cathode Ray Tube) can be used. For example, a sulfide phosphor, an oxide phosphor or a nitride phosphor, which is an electron beam excited phosphor that emits fluorescence when irradiated with an electron beam, can be used. The film thickness of the phosphor layer 13 is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, for example. In such a range, it is possible to prevent the emission intensity from being weakened because the film thickness is too thin. Moreover, since the film thickness is too thick, it can be avoided that the film easily peels off. Such a phosphor layer 13 can be formed by spraying, screen printing, hand-painting, or sedimentation.

エミッタ電極２３は、ナノカーボン材料が含まれる電子放出層である。ナノカーボン材料としては、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノホーン（ＣＮＨ）、ナノチューブナノホーン（ＮＴＮＨ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、フラーレンなどがあげられる。カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）が単層（ＳＷＮＴ）、または、２層（ＤＷＮＴ）、または、多層（ＭＷＮＴ）の同軸管状になった構造である。エミッタ電極２３は、ナノカーボン材料が表面から起毛した構成となっており、この起毛したナノカーボン材料が、電子放出源となる。 The emitter electrode 23 is an electron emission layer containing a nanocarbon material. Examples of the nanocarbon material include carbon nanotube (CNT), carbon nanohorn (CNH), nanotube nanohorn (NTNH), diamond-like carbon (DLC), fullerene and the like. The carbon nanotube (CNT) has a structure in which a six-membered ring network (graphene sheet) made of carbon has a single-layer (SWNT), double-layer (DWNT), or multi-layer (MWNT) coaxial tube. The emitter electrode 23 has a structure in which a nanocarbon material is raised from the surface, and this raised nanocarbon material becomes an electron emission source.

アノード部１０は、蛍光体層１３がカソード部２０のエミッタ電極２３を有する面と対向するように配置される。なお、アノード部１０とカソード部２０の間にはスペーサ３０を配置してもよい。本実施形態の電界放出発光素子１は、図１の分解斜視図に示すようなアノード部１０、スペーサ３０、カソード部２０がこの順に積み重ねられた構造となる。 The anode part 10 is disposed so that the phosphor layer 13 faces the surface of the cathode part 20 having the emitter electrode 23. A spacer 30 may be disposed between the anode unit 10 and the cathode unit 20. The field emission light-emitting device 1 of the present embodiment has a structure in which an anode portion 10, a spacer 30, and a cathode portion 20 are stacked in this order as shown in the exploded perspective view of FIG.

すなわち、かかる構成の場合、アノード電極１２とカソード電極２２との電極間距離は、アノード基板１１及びカソード基板２１の間に位置するスペーサ３０の厚さにより決定される。アノード電極１２とカソード電極２２との電極間距離が長すぎる場合、構造上電子が放出されるべき場所以外に電子が放出されるため、発光効率の低下や放電が生じてしまう。他方、アノード電極１２とカソード電極２２との電極間距離が短すぎる場合には、電子を容易に放出することはできるが、蛍光体層１３を十分に発光させる電圧を得ることができない。以上のことから、アノード電極１２とカソード電極２２との電極間距離は０．１ｍｍ〜２００ｍｍが好ましく、より好適は１ｍｍ〜１０ｍｍである。すなわち、スペーサ３０の厚さは、０．１ｍｍ〜２００ｍｍが好ましく、より好適は１ｍｍ〜１０ｍｍである。 That is, in the case of such a configuration, the distance between the anode electrode 12 and the cathode electrode 22 is determined by the thickness of the spacer 30 positioned between the anode substrate 11 and the cathode substrate 21. When the interelectrode distance between the anode electrode 12 and the cathode electrode 22 is too long, electrons are emitted in places other than where the electrons should be emitted structurally, resulting in a decrease in luminous efficiency and discharge. On the other hand, when the interelectrode distance between the anode electrode 12 and the cathode electrode 22 is too short, electrons can be easily emitted, but a voltage for sufficiently emitting the phosphor layer 13 cannot be obtained. From the above, the distance between the anode electrode 12 and the cathode electrode 22 is preferably 0.1 mm to 200 mm, more preferably 1 mm to 10 mm. That is, the thickness of the spacer 30 is preferably 0.1 mm to 200 mm, and more preferably 1 mm to 10 mm.

このような電界放出発光素子１の発光の原理について簡単に説明する。まず、アノード部１０と、カソード部２０と、スペーサ３０とで囲まれた空間は真空状態にされる。すなわち、蛍光体層１３とエミッタ電極２３とで挟まれる空間は真空状態にされる。この状態で、アノード電極１２に陽の電圧を、カソード電極２２に陰の電圧を印加して、カソード電極２２からアノード電極１２に向かって正の電界をかけると、エミッタ電極２３に含まれる起毛したカーボン材料から電子が放出される。放出された電子はカソード電極２２とアノード電極１２との間の電位差により加速し、その後、蛍光体層１３に照射する。その結果、蛍光体層１３が発光する。 The principle of light emission of the field emission light emitting device 1 will be briefly described. First, the space surrounded by the anode portion 10, the cathode portion 20, and the spacer 30 is evacuated. That is, the space sandwiched between the phosphor layer 13 and the emitter electrode 23 is evacuated. In this state, when a positive voltage was applied to the anode electrode 12 and a negative voltage was applied to the cathode electrode 22, and a positive electric field was applied from the cathode electrode 22 toward the anode electrode 12, the nail included in the emitter electrode 23 was raised. Electrons are emitted from the carbon material. The emitted electrons are accelerated by the potential difference between the cathode electrode 22 and the anode electrode 12 and then irradiate the phosphor layer 13. As a result, the phosphor layer 13 emits light.

アノード電極１２およびアノード基板１１を透明に構成した場合、蛍光体層１３から放射された光は、アノード電極１２およびアノード基板１１を透過し、外部を照射する。 When the anode electrode 12 and the anode substrate 11 are configured to be transparent, the light emitted from the phosphor layer 13 passes through the anode electrode 12 and the anode substrate 11 and irradiates the outside.

なお、図１の電界放出発光素子１は、平面発光する光源として使用する場合の例を示しているが、本実施形態の電界放出発光素子はこれに限定されるものではない。例えば、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）の１画素の発光単位であるＲＧＢ等の１つとして適用することも可能である。また、本実施形態の電界放出発光素子は、平面光源として使用するだけでなく、立体的な構造にも適用可能である。 Although the field emission light emitting device 1 of FIG. 1 shows an example in the case of being used as a light source for planar light emission, the field emission light emitting device of the present embodiment is not limited to this. For example, it is also possible to apply as one of RGB or the like, which is a light emission unit of one pixel of a field emission display (FED: Field Emission Display). Further, the field emission light-emitting device of the present embodiment can be applied not only to a planar light source but also to a three-dimensional structure.

ここで、本実施形態の電界放出発光素子のカソード部は、以下のような電界放出素子製造方法を用いて製造される。以下、本実施形態の電界放出素子製造方法について説明する。なお、本実施形態の電界放出発光素子のアノード部の製造方法、および、スペーサの製造方法、および、アノード部とカソード部とスペーサとを組み合わせて電界放出発光素子を製造する方法については、従来技術に準じて実現することができるので、ここでの説明は省略する。 Here, the cathode part of the field emission light emitting device of the present embodiment is manufactured using the following field emission device manufacturing method. The field emission device manufacturing method of this embodiment will be described below. In addition, the manufacturing method of the anode part of the field emission light-emitting device of this embodiment, the manufacturing method of the spacer, and the method of manufacturing the field emission light-emitting device by combining the anode part, the cathode part, and the spacer are related to the prior art. Therefore, the description thereof is omitted here.

本実施形態の電界放出素子製造方法は、カーボン材料と有機物バインダーと溶剤とを含み、感光性モノマーを含まないペーストを製造する工程と、基板の表面に設けられた電極膜の上に、前記ペーストを塗布する工程と、前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、４００℃以上で焼成する工程と、を有する。 The field emission device manufacturing method of this embodiment includes a step of manufacturing a paste including a carbon material, an organic binder, and a solvent, and not including a photosensitive monomer, and the paste on the electrode film provided on the surface of the substrate. And a step of baking the substrate coated with the paste in a vacuum at 400 ° C. or higher.

前記焼成する工程は、前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、４００℃以上６００℃未満で焼成する工程であってもよい。または、前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、５００℃以上６００℃未満で焼成する工程であってもよい。 The step of baking may be a step of baking the substrate coated with the paste in a vacuum at 400 ° C. or higher and lower than 600 ° C. Alternatively, the substrate coated with the paste may be baked in a vacuum at 500 ° C. or higher and lower than 600 ° C.

＜ペーストを製造する工程＞ <Process for producing paste>

最初に、カーボン材料と有機物バインダーと溶剤とを含み、感光性モノマーを含まないペーストを製造する。 First, a paste containing a carbon material, an organic binder, and a solvent and containing no photosensitive monomer is manufactured.

カーボン材料としては、ナノカーボン材料が好ましい。ナノカーボン材料としては、上述の通り、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノホーン（ＣＮＨ）、ナノチューブナノホーン（ＮＴＮＨ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、フラーレンなどがあげられる。カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）が単層（ＳＷＮＴ）、または、２層（ＤＷＮＴ）、または、多層（ＭＷＮＴ）の同軸管状になった構造である。 As the carbon material, a nanocarbon material is preferable. Examples of the nanocarbon material include carbon nanotubes (CNT), carbon nanohorns (CNH), nanotube nanohorns (NTNH), diamond-like carbon (DLC), fullerene and the like as described above. The carbon nanotube (CNT) has a structure in which a six-membered ring network (graphene sheet) made of carbon has a single-layer (SWNT), double-layer (DWNT), or multi-layer (MWNT) coaxial tube.

有機物バインダーとしては、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、プロピレングリコール、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂の中のいずれか一つ以上とすることができる。 As organic binder, any one of cellulose resin, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, propylene glycol, urethane resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin Can be more than one.

溶剤は特段制限されないが、例えばテルピネオールとすることができる。 The solvent is not particularly limited, but can be, for example, terpineol.

ペーストの中には、その他、ガラス材料などの無機物が含まれてもよい。ガラス材料は、例えばガラス粉末であってもよい。なお、このペーストの中に、感光性モノマーは含まれない。 In addition, the paste may contain an inorganic material such as a glass material. The glass material may be glass powder, for example. This paste does not contain a photosensitive monomer.

各材料の割合は、例えば、カーボン材料と有機物バインダーと無機物とを質量比で１：１：１としてもよい。溶剤の量については、ペーストの所望の粘度等に応じて定められる任意の設計事項である。 For example, the ratio of each material may be 1: 1: 1 by mass ratio of the carbon material, the organic binder, and the inorganic substance. About the quantity of a solvent, it is the arbitrary design matters defined according to the desired viscosity etc. of a paste.

ペーストを製造するために上記材料を混合する手段としては特段制限されず、例えば三本ロールミルを用いて混錬することができる。 The means for mixing the above materials to produce a paste is not particularly limited, and can be kneaded using, for example, a three roll mill.

ここで、より具体的なペーストの例としては、カーボン材料と有機物バインダーと溶剤とガラス材料とからなるペーストであってもよい。さらに具体的には、このペーストは、カーボン材料と有機物バインダーとガラス材料の質量比が１：１：１であってもよい。なお、このペーストの中には、不可避的不純物が含まれてもよい。
＜ペーストを塗布する工程＞ Here, a more specific example of the paste may be a paste made of a carbon material, an organic binder, a solvent, and a glass material. More specifically, this paste may have a mass ratio of carbon material, organic binder, and glass material of 1: 1: 1. In addition, inevitable impurities may be contained in this paste.
<Process of applying paste>

次に、基板の表面に設けられた電極膜の上に、前記工程で製造したペーストを塗布する。 Next, the paste produced in the above step is applied on the electrode film provided on the surface of the substrate.

この基板は、上述したカソード基板２１の構成と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、この電極膜は、上述したカソード電極２２と同様であるので、ここでの説明は省略する。基板の表面に電極膜を設ける手段としては特段制限されず、任意の従来技術を利用して実現することができる。 Since this substrate is the same as the structure of the cathode substrate 21 described above, description thereof is omitted here. Further, since this electrode film is the same as the cathode electrode 22 described above, description thereof is omitted here. The means for providing the electrode film on the surface of the substrate is not particularly limited, and can be realized using any conventional technique.

また、基板の表面に設けられた電極膜の上に前記ペーストを塗布する手段としても特段制限されないが、例えば、スクリーン印刷機を利用して塗布してもよい。この印刷後、乾燥工程を行ってもよい。すなわち、ペーストを塗布する工程の中には、基板の電極膜上に塗布したペーストを乾燥する工程を含んでもよい。乾燥工程は、例えば８０℃程度の温度で乾燥する工程とすることができる。
＜焼成する工程＞ The means for applying the paste on the electrode film provided on the surface of the substrate is not particularly limited, but may be applied using, for example, a screen printer. A drying process may be performed after this printing. That is, the step of applying the paste may include a step of drying the paste applied on the electrode film of the substrate. A drying process can be made into the process dried at the temperature of about 80 degreeC, for example.
<Step of firing>

次に、ペーストを塗布した基板を、真空中、４００℃以上で焼成する。焼成時間は任意の設計事項であるが、例えば１時間とすることができる。このような「真空中４００℃以上」という本実施形態の焼成条件によれば、基板の電極膜上に塗布したペーストに含まれる溶剤が十分に取り除かれるのみならず、ペーストに含まれる有機物バインダーをも十分に分解消失させることができる。その結果、カーボン材料からの電子放出中に放電等の問題が生じるのを抑制することができる。 Next, the substrate coated with the paste is baked at 400 ° C. or higher in a vacuum. Although baking time is arbitrary design matters, it can be made into 1 hour, for example. According to the firing condition of this embodiment of “400 ° C. or higher in vacuum”, not only the solvent contained in the paste applied on the electrode film of the substrate is sufficiently removed, but also the organic binder contained in the paste is removed. Can be sufficiently decomposed and eliminated. As a result, it is possible to suppress the occurrence of problems such as discharge during the emission of electrons from the carbon material.

なお、焼成条件は、「真空中５００℃以上」とすることもできる。このような本実施形態の焼成条件によれば、基板の電極膜上に塗布したペーストに含まれる溶剤および有機物バインダーの除去を、より十分に行うことが可能となる。その結果、カーボン材料からの電子放出中に放電等の問題が生じるのをより抑制することができる。 The firing condition may be “500 ° C. or higher in vacuum”. According to such firing conditions of this embodiment, it is possible to more sufficiently remove the solvent and the organic binder contained in the paste applied on the electrode film of the substrate. As a result, it is possible to further suppress the occurrence of problems such as discharge during the emission of electrons from the carbon material.

その他、焼成条件の温度の上限は６００℃未満であってもよい。すなわち、焼成条件を「真空中４００℃以上６００℃未満」または「真空中５００℃以上６００℃未満」としてもよい。このように焼成温度を６００℃未満とすることで、加熱による基板およびカーボン材料の劣化を抑制することができる。例えば、ソーダライムガラスなどを使用したガラス基板の場合、６００℃以上の焼成を行うと、歪みが生じてしまうが、焼成温度を上記のように定めると、この基板の歪みを抑制することができる。 In addition, the upper limit of the temperature of the firing conditions may be less than 600 ° C. That is, the firing condition may be “400 ° C. or more and less than 600 ° C. in vacuum” or “500 ° C. or more and less than 600 ° C. in vacuum”. Thus, by making a calcination temperature less than 600 degreeC, deterioration of the board | substrate and carbon material by heating can be suppressed. For example, in the case of a glass substrate using soda lime glass or the like, distortion occurs when baking at 600 ° C. or higher, but if the baking temperature is set as described above, distortion of the substrate can be suppressed. .

なお、焼成条件の温度の上限は５５０℃未満であってもよい。すなわち、焼成条件を「真空中４００℃以上５５０℃未満」または「真空中５００℃以上５５０℃未満」としてもよい。このように焼成温度を５５０℃未満とすることで、加熱による基板およびカーボン材料の劣化を十分に抑制することができる。 In addition, the upper limit of the temperature of baking conditions may be less than 550 degreeC. That is, the firing condition may be “400 ° C. or more and less than 550 ° C. in vacuum” or “500 ° C. or more and less than 550 ° C. in vacuum”. Thus, by making a calcination temperature below 550 degreeC, deterioration of the board | substrate and carbon material by heating can fully be suppressed.

ここで、本実施形態のペースト中には感光性モノマーが含まれない。よって、本実施形態の電界放出素子製造方法においては、ペーストを塗布する工程と焼成する工程との間に、露光、現像という工程が含まれることはない。なお、本実施形態の素子製造方法は、基板上にペーストを塗布後、焼成を行うまでの間に、乾燥のための加熱による物性変化および保管時の自然変化以外に、ペーストの物性を変化させるような処理を行わないようにしてもよい。 Here, the paste of this embodiment does not contain a photosensitive monomer. Therefore, in the field emission device manufacturing method of this embodiment, the steps of exposure and development are not included between the step of applying the paste and the step of baking. The element manufacturing method according to the present embodiment changes the physical properties of the paste in addition to the change in physical properties due to heating for drying and the natural change during storage, after applying the paste on the substrate and before firing. Such processing may not be performed.

本発明者は、本実施形態の電界放出素子製造方法によれば、基板の電極膜上に塗布したペースト中から溶剤のみならず有機物バインダーをも十分に除去した電界放出素子を製造できることを実験により確認した。この実験については、以下の実施例で説明する。 According to the experiment, the inventor of the present invention can manufacture a field emission device in which not only the solvent but also the organic binder is sufficiently removed from the paste applied on the electrode film of the substrate. confirmed. This experiment is described in the following example.

すなわち、本実施形態の電界放出素子製造方法によれば、電子放出中に放電等の問題が生じにくく、発光効率の良い電界放出素子、および、電界放出発光素子、および、電子機器を製造することが実現される。 That is, according to the field emission device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a field emission device, a field emission light emitting device, and an electronic device that are less likely to cause problems such as discharge during electron emission and have high luminous efficiency. Is realized.

電界放出発光素子とは、本実施形態の電界放出素子製造方法を用いて製造された電界放出素子をカソード部として利用する本実施形態の電界放出発光素子が該当する。 The field emission light-emitting device corresponds to the field emission light-emitting device of this embodiment using a field emission device manufactured using the field emission device manufacturing method of this embodiment as a cathode portion.

電子機器とは、本実施形態の電界放出発光素子を利用したあらゆる電子機器が該当し、例えば、蛍光表示管、蛍光発光管、電界放出型ディスプレイ、電界放出を用いたバックライト、電界放出型照明、などが該当する。
＜＜実施例＞＞
＜実験１＞
以下のような実施例１、比較例１、比較例２のサンプルを作製し、焼成後のサンプル表面の様子を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察した。
（実施例１） The electronic device corresponds to any electronic device using the field emission light emitting device of the present embodiment. For example, a fluorescent display tube, a fluorescent light emission tube, a field emission display, a backlight using field emission, a field emission illumination. , Etc.
<< Example >>
<Experiment 1>
The following samples of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were prepared, and the appearance of the surface of the sample after firing was observed with a scanning electron microscope (SEM: Scanning Electron Microscope).
Example 1

まず、カーボンナノチューブ（カーボン材料）と、エチルセルロース（有機物バインダー）と、ガラス粉末（ガラス材料）と、テルピネオール（溶剤）とを、三本ロールミルを用いて混錬し、ペーストを製造した。カーボンナノチューブ（カーボン材料）と、エチルセルロース（有機物バインダー）と、ガラス粉末（ガラス材料）の質量比は１：１：１とした。 First, carbon nanotubes (carbon material), ethyl cellulose (organic binder), glass powder (glass material), and terpineol (solvent) were kneaded using a three-roll mill to produce a paste. The mass ratio of carbon nanotubes (carbon material), ethyl cellulose (organic binder), and glass powder (glass material) was 1: 1: 1.

次に、表面にＩＴＯ膜（カソード電極）を成膜したガラス基板（カソード基板）上に、スクリーン印刷機を用いて、前記ペーストを印刷した。その後、約８０℃の温度で約１０分間乾燥した。 Next, the paste was printed on a glass substrate (cathode substrate) on which an ITO film (cathode electrode) was formed using a screen printer. Thereafter, it was dried at a temperature of about 80 ° C. for about 10 minutes.

次に、５×１０^−３Ｔｏｒrの真空中５００℃で１時間の焼成を行うことで、電界放出素子を作製した。この電界放出素子のペーストを塗布した表面を走査電子顕微鏡で観察した結果を図２に示す。 Next, the field emission device was manufactured by performing baking for 1 hour at 500 degreeC in the vacuum of 5 * 10 < ^-3 > Torr. FIG. 2 shows the result of observing the surface of the field emission device coated with the paste with a scanning electron microscope.

図２に示すように、実施例１の場合、有機物バインダー残留物である白い点は全く観察されなかった。
（比較例１） As shown in FIG. 2, in the case of Example 1, no white spots as organic binder residues were observed.
(Comparative Example 1)

比較例１と実施例１とは、焼成条件が異なる。すなわち、比較例１は、実施例１と同様にペーストを印刷、乾燥後、窒素中５００℃で１時間の焼成を行うことで電界放出素子を作製した。この電界放出素子のペーストを塗布した表面を走査電子顕微鏡で観察した結果を図３に示す。 Comparative Example 1 and Example 1 have different firing conditions. That is, in Comparative Example 1, a field emission device was fabricated by printing and drying a paste in the same manner as in Example 1, and then baking in nitrogen at 500 ° C. for 1 hour. FIG. 3 shows the result of observation of the surface of the field emission device coated with the paste with a scanning electron microscope.

図３に示すように、比較例１の場合、図中丸印で示すような約５０ｎｍ径の有機物バインダー残留物の白い点がいくつか観察された。
（比較例２） As shown in FIG. 3, in the case of the comparative example 1, some white spots of the organic binder residue having a diameter of about 50 nm as shown by a circle in the figure were observed.
(Comparative Example 2)

比較例２と実施例１とは、焼成条件が異なる。すなわち、比較例２は、実施例１と同様にペーストを印刷、乾燥後、空気中４００℃で１時間の焼成を行うことで電界放出素子を作製した。この電界放出素子のペーストを塗布した表面を走査電子顕微鏡で観察した結果を図４に示す。 Comparative Example 2 and Example 1 have different firing conditions. That is, in Comparative Example 2, a field emission device was produced by printing and drying a paste in the same manner as in Example 1, followed by baking in air at 400 ° C. for 1 hour. FIG. 4 shows the result of observation of the surface of the field emission device coated with the paste with a scanning electron microscope.

図４に示すように、比較例２の場合、比較例１の場合より少ないが、図中丸印で示すような有機物バインダー残留物の白い点が観察された。 As shown in FIG. 4, in the case of the comparative example 2, the white point of the organic binder residue as shown by a circle in the figure was observed although it was less than that in the comparative example 1.

以上より、次のことが分かる。実施例１の焼成条件によれば、ガラス基板上に塗布した有機物バインダーをほぼ分解消失させることができる。しかし、比較例１および比較例２の焼成条件によれば、有機物バインダーが多少残存してしまう。
＜実験２＞ From the above, the following can be understood. According to the firing conditions of Example 1, the organic binder applied on the glass substrate can be substantially decomposed and eliminated. However, according to the firing conditions of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, some organic binder remains.
<Experiment 2>

基板の表面にアノード電極を設けたアノード部を用意し、上記実施例１、比較例１、比較例２の電界放出素子それぞれをカソード部とし、前記カソード電極とアノード電極が対向するように、アノード部およびカソード部を配置した。なお、カソード電極とアノード電極間の距離は３ｍｍとした。そして、それぞれの電界放出素子の電子放出測定を行った。この結果を図５に示す。 An anode part provided with an anode electrode on the surface of the substrate is prepared. The field emission elements of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 are each used as a cathode part, and the anode electrode is disposed so that the cathode electrode and the anode electrode face each other. Part and cathode part were arranged. The distance between the cathode electrode and the anode electrode was 3 mm. And the electron emission measurement of each field emission element was performed. The result is shown in FIG.

図５に示すように、比較例１では、電界放出が２．４ｋＶ以上で放電が起こり、電界放出を妨げる現象が多く起きたが、実施例１では４．５ｋＶまでの測定で放電が全く起こらなかった。比較例２では、電界放出特性が著しく低下していた。これは、電子放出源であるＣＮＴの一部が燃焼したためであると考えられる。
＜実験３＞ As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, the discharge occurred when the field emission was 2.4 kV or more, and many phenomena that hindered the field emission occurred, but in Example 1, no discharge occurred in the measurement up to 4.5 kV. There wasn't. In Comparative Example 2, the field emission characteristics were remarkably deteriorated. This is considered to be because a part of CNT which is an electron emission source burned.
<Experiment 3>

有機物バインダーとして用いることができるエチルセルロースのみを、（１）窒素中５００℃で１時間、（２）５×１０^−３Ｔｏｒrの真空中５００℃で１時間、それぞれの条件で加熱した。 Only ethyl cellulose that can be used as an organic binder was heated under the following conditions: (1) 1 hour at 500 ° C. in nitrogen, and (2) 1 hour at 500 ° C. in a vacuum of 5 × 10 ⁻³ Torr.

（１）の条件の場合、加熱処理後、元重量の約１０％の分解残留物が残った。一方、（２）の条件の場合、元重量の０．１％以下の残留物しか残らなかった。本発明者は、その他のセルロース系樹脂においても同様の結果を得られることを確認した。
＜実験４＞ In the case of the condition (1), a decomposition residue of about 10% of the original weight remained after the heat treatment. On the other hand, in the condition (2), only a residue of 0.1% or less of the original weight remained. The present inventor has confirmed that similar results can be obtained with other cellulosic resins.
<Experiment 4>

実施例１の製造方法を基本にし、焼成条件を変更した製造方法を用いてサンプルを数点作製した。焼成条件はそれぞれ、「真空中３５０℃」、「真空中４５０℃」、「真空中５００℃（実施例１）」、「真空中５５０℃」、「真空中６００℃」、「窒素中５００℃（比較例１）」、「空気中４００℃（比較例２）」とした。 Based on the manufacturing method of Example 1, several samples were prepared using a manufacturing method in which the firing conditions were changed. The firing conditions were “350 ° C. in vacuum”, “450 ° C. in vacuum”, “500 ° C. in vacuum (Example 1)”, “550 ° C. in vacuum”, “600 ° C. in vacuum”, “500 ° C. in nitrogen”, respectively. (Comparative Example 1) ”and“ 400 ° C. in air (Comparative Example 2) ”.

そして、上記実験１および実験２と同様の手段を用いて、各サンプルのペースト塗布面における有機物バインダー残留具合、および、電界放出特性を確認した。さらに、各サンプルのガラス基板の焼成による歪み具合を目視にて確認した。この結果を図６に示す。 Then, using the same means as in Experiment 1 and Experiment 2, the organic binder remaining condition and the field emission characteristics on the paste application surface of each sample were confirmed. Furthermore, the distortion degree by baking of the glass substrate of each sample was confirmed visually. The result is shown in FIG.

図６に示すように、真空中３５０℃の焼成では、ペースト塗布面において有機物バインダーの残留物が多量に観察された。これは、比較例１における有機物バインダーの残留物の量（図３参照）とほぼ同等であった。そして、このサンプルの電界放出特性は、放電が非常に多く生じる低いものであった。ガラス基板の歪みは見られなかった。 As shown in FIG. 6, in baking at 350 ° C. in a vacuum, a large amount of organic binder residue was observed on the paste application surface. This was almost the same as the amount of the organic binder residue in Comparative Example 1 (see FIG. 3). The field emission characteristics of this sample were low, causing a great deal of discharge. No distortion of the glass substrate was observed.

真空中４５０℃の焼成では、ペースト塗布面において有機物バインダーの残留物がわずかに観察された。これは、比較例２における有機物バインダーの残留物の量（図４参照）とほぼ同等であった。しかし、このサンプルの電界放出特性は、放電がわずかしか生じない高いものであった。なお、有機物バインダーの残留物の量（図４参照）が、このサンプルとほぼ同等である比較例２（空気中４００℃）の電界放出特性は、上記のとおり低いものであった。これは、比較例２の場合、有機物バインダーの残留物はある程度十分に分解消失できているが、電子放出源であるＣＮＴの一部が燃焼したためと考えられる。真空中４５０℃の焼成では、ガラス基板の歪みは見られなかった。 In baking at 450 ° C. in vacuum, a slight amount of organic binder residue was observed on the paste application surface. This was almost the same as the amount of the organic binder residue in Comparative Example 2 (see FIG. 4). However, the field emission characteristics of this sample were high with little discharge. It should be noted that the field emission characteristics of Comparative Example 2 (in air at 400 ° C.) in which the amount of the organic binder residue (see FIG. 4) was almost the same as this sample were low as described above. In the case of Comparative Example 2, it is considered that the residue of the organic binder was sufficiently decomposed and disappeared to some extent, but a part of the CNT as the electron emission source was burned. In baking at 450 ° C. in vacuum, no distortion of the glass substrate was observed.

真空中５５０℃の焼成では、ペースト塗布面において有機物バインダーの残留物が全く観察されなかった。これは、実施例１における有機物バインダーの残留物の量（図２参照）と同等であった。そして、このサンプルの電界放出特性は、放電が生じない高いものであった。なお、ガラス基板の歪みはわずかに見られたが、電界放出素子、電界放出発光素子、および、電子機器に利用するにおいて問題ない程度であった。 In baking at 550 ° C. in vacuum, no organic binder residue was observed on the paste application surface. This was equivalent to the amount of organic binder residue in Example 1 (see FIG. 2). The field emission characteristics of this sample were high so that no discharge occurred. Although slight distortion of the glass substrate was observed, there was no problem in use in field emission devices, field emission light emitting devices, and electronic devices.

真空中６００℃の焼成では、ペースト塗布面において有機物バインダーの残留物が全く観察されなかった。これは、実施例１における有機物バインダーの残留物の量（図２参照）と同等であった。そして、このサンプルの電界放出特性は、放電が生じない高いものであった。しかし、ガラス基板は大きく歪んでいた。これは、電界放出素子、電界放出発光素子、および、電子機器に利用できない程度であった。 In baking at 600 ° C. in vacuum, no organic binder residue was observed on the paste application surface. This was equivalent to the amount of organic binder residue in Example 1 (see FIG. 2). The field emission characteristics of this sample were high so that no discharge occurred. However, the glass substrate was greatly distorted. This is an extent that cannot be used for field emission devices, field emission light emitting devices, and electronic devices.

真空中５００℃（実施例１）の焼成、窒素中５００℃（比較例１）の焼成、空気中４００℃（比較例２）の焼成でのペースト塗布面における有機物バインダー残留具合、および、電界放出特性は上述の通りである。各サンプルのガラス基板の焼成による歪み具合は、いずれのサンプルも歪みは見られなかった。 Organic binder residual condition on the paste application surface in baking at 500 ° C. in vacuum (Example 1), baking in nitrogen at 500 ° C. (Comparative Example 1), baking in air at 400 ° C. (Comparative Example 2), and field emission The characteristics are as described above. As for the degree of distortion due to the firing of the glass substrate of each sample, no distortion was observed in any sample.

これらの結果から、本実施形態の電界放出素子製造方法によれば、電子放出源であるカーボン材料を劣化させることなく、また、ガラス基板を大きく歪ませることなく、有機物バインダーを分解消失し、残留バインダー量を著しく減少させた電界放出素子を製造できることがわかる。すなわち、放電の少ない、発光効率の良い電界放出素子、および、電界放出発光素子、および、電子機器を製造できることがわかる。 From these results, according to the field emission device manufacturing method of the present embodiment, the organic binder is decomposed and disappeared without deteriorating the carbon material which is an electron emission source and without greatly distorting the glass substrate. It can be seen that a field emission device having a significantly reduced binder amount can be produced. That is, it can be seen that a field emission device, a field emission light emitting device, and an electronic device with low discharge and good luminous efficiency can be manufactured.

１電界放出発光素子
１０アノード部
１１アノード基板
１２アノード電極
１３蛍光体層
２０カソード部
２１カソード基板
２２カソード電極
２３エミッタ電極
３０スペーサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Field emission light emitting element 10 Anode part 11 Anode substrate 12 Anode electrode 13 Phosphor layer 20 Cathode part 21 Cathode substrate 22 Cathode electrode 23 Emitter electrode 30 Spacer

Claims

カーボン材料と有機物バインダーと溶剤とを含み、感光性モノマーを含まないペーストを製造する工程と、
基板の表面に設けられた電極膜の上に、前記ペーストを塗布する工程と、
前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、４００℃以上で焼成する工程と、
を有する電界放出素子製造方法。 A step of producing a paste containing a carbon material, an organic binder, and a solvent and not containing a photosensitive monomer;
Applying the paste on the electrode film provided on the surface of the substrate;
Baking the substrate coated with the paste in a vacuum at 400 ° C. or higher;
A method for manufacturing a field emission device comprising:

請求項１に記載の電界放出素子製造方法において、
前記焼成する工程は、
前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、４００℃以上６００℃未満で焼成する工程である電界放出素子製造方法。 In the field emission element manufacturing method according to claim 1,
The firing step includes
A method of manufacturing a field emission device, which is a step of baking the substrate coated with the paste in a vacuum at 400 ° C. or higher and lower than 600 ° C.

請求項２に記載の電界放出素子製造方法において、
前記焼成する工程は、
前記ペーストを塗布した前記基板を、真空中、５００℃以上６００℃未満で焼成する工程である電界放出素子製造方法。 The field emission device manufacturing method according to claim 2,
The firing step includes
A method of manufacturing a field emission device, which is a step of baking the substrate coated with the paste in a vacuum at 500 ° C. or higher and lower than 600 ° C.

請求項１から３のいずれか一に記載の電界放出素子製造方法において、
前記カーボン材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、ナノチューブナノホーン、ダイヤモンドライクカーボン、フラーレンの中から選択されるいずれか一つ以上である電界放出素子製造方法。 In the field emission element manufacturing method according to any one of claims 1 to 3,
The field emission device manufacturing method, wherein the carbon material is at least one selected from carbon nanotubes, carbon nanohorns, nanotube nanohorns, diamond-like carbon, and fullerenes.

請求項１から４のいずれか一に記載の電界放出素子製造方法において、
前記有機物バインダーは、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、プロピレングリコール、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂の中から選択されるいずれか一つ以上である電界放出素子製造方法。 In the field emission element manufacturing method according to any one of claims 1 to 4,
The organic binder is selected from cellulose resin, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, propylene glycol, urethane resin, melamine resin, phenol resin, and alkyd resin. A field emission device manufacturing method which is any one or more.

請求項１から５のいずれか一に記載の電界放出素子製造方法において、
前記ペーストは、前記カーボン材料と前記有機物バインダーと前記溶剤とガラス材料とからなる電界放出素子製造方法。 In the field emission element manufacturing method according to any one of claims 1 to 5,
The paste is a field emission device manufacturing method comprising the carbon material, the organic binder, the solvent, and a glass material.

請求項１から６のいずれか一に記載の電界放出素子製造方法において、
前記基板は、ガラス基板である電界放出素子製造方法。 In the field emission element manufacturing method according to any one of claims 1 to 6,
The field emission device manufacturing method, wherein the substrate is a glass substrate.

請求項１から７のいずれか一に記載の電界放出素子製造方法を用いて製造された電界放出素子で構成されるカソード部と、
前記カソード部の前記ペーストを塗布した面と対向する位置に配置され、前記カソード部と対向する面には、電子が衝突することで発光する蛍光体層が設けられているアノード部と、
を有する電界放出発光素子。 A cathode portion comprising a field emission device manufactured using the field emission device manufacturing method according to claim 1;
An anode part that is disposed at a position facing the surface of the cathode part to which the paste is applied, and on the face facing the cathode part, provided with a phosphor layer that emits light when electrons collide;
A field emission light-emitting device.

請求項８に記載の電界放出発光素子を有する電子機器。 The electronic device which has a field emission light emitting element of Claim 8.

請求項９に記載の電子機器において、
前記電界放出発光素子を有する電子機器は、蛍光表示管、蛍光発光管、電界放出型ディスプレイ、電界放出を用いたバックライト、電界放出型照明、の中のいずれか一つである電子機器。 The electronic device according to claim 9,
The electronic device having the field emission light emitting element is one of a fluorescent display tube, a fluorescent light emission tube, a field emission display, a backlight using field emission, and a field emission illumination.