(57)【要約】【課題】他のデバイス構造部にダメージを与えることなく、より多くのエミッタ材料を垂直に配向できるようにする。【解決手段】電子放出素子の製造工程として、支持基板４に形成したカソード電極５上に繊維状のカーボンナノチューブ１１を含むエミッタ層１０を形成する第１の工程と、紫外線照射処理によって体積収縮する粘着材２２を支持基板４に貼り付けてカーボンナノチューブ１１に付着させるとともに、その付着させた粘着材２２を紫外線照射処理によって体積収縮させることにより、エミッタ層１０の表面でカーボンナノチューブ１１を垂直に配向する第２の工程とを有する。【選択図】        図６
2004349187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板に形成したカソード電極上に繊維状のエミッタ材料を固着状態に設ける第１の工程と、
所定の処理によって体積収縮する粘着材を前記エミッタ材料に付着させるとともに、その付着させた粘着材を前記所定の処理によって体積収縮させることにより、前記エミッタ材料を垂直に配向する第２の工程と
を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程において、前記粘着材の粘着力を前記所定の処理によって低下させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３】
前記所定の処理は、紫外線照射処理又は加熱処理である
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記粘着材をフィルム状とし、このフィルム状の粘着材を前記支持基板上に貼り付けることにより、当該粘着材を前記エミッタ材料に付着させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、前記粘着材を液状又はゲル状とし、この液状又はゲル状の粘着材を前記支持基板上に塗布することにより、当該粘着材を前記エミッタ材料に付着させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程において、前記エミッタ材料にカーボンナノチューブを用いる
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項７】
電子放出素子の製造工程として、
支持基板に形成したカソード電極上に繊維状のエミッタ材料を固着状態に設ける第１の工程と、
所定の処理によって体積収縮する粘着材を前記エミッタ材料に付着させるとともに、その付着させた粘着材を前記所定の処理によって体積収縮させることにより、前記エミッタ材料を垂直に配向する第２の工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放出型の電子放出素子の製造方法と、その電子放出素子を備える表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空中におかれた金属等の導体あるいは半導体の表面に、ある閾値以上の電界を与えると、トンネル効果によって電子が障壁を通過し、常温時においても真空中に電子が放出される。この現象は電界放出（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれ、これによって電子を放出するカソード（電子放出素子）は電界放出型カソード（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃａｔｈｏｄｅ）と呼ばれている。近年では、ミクロンサイズの電界放出型カソードを、半導体加工技術を駆使して基板上に多数形成したフラットディスプレイ装置（平面型表示装置）としてＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。ＦＥＤは、電気的に選択（アドレッシング）されたエミッタから電界の集中によって電子を放出させるとともに、この電子をアノード基板側の蛍光体に衝突させて、蛍光体の励起・発光により画像を表示するものである。
【０００３】
また最近では、電界放出型カソードの構成として、非常に鋭利な先端が無数に得られるカーボンナノチューブを用いたエミッタ構造が提案されている。一般にカーボンナノチューブは高いアスペクト比を有し、先端の曲率半径も非常に小さいため、高い発光効率を実現するエミッタ材料（電子放出源）として注目されている。実際にカーボンナノチューブをエミッタ材料に用いた場合、エミッタからの電子放出を安定的に効率良く行うには、カソード基板に対してエミッタ材料（カーボンナノチューブ）を垂直に配向（直立配向）することが有効となる。
【０００４】
そこで従来においては、絶縁基板上にカソード導体を被着する工程と、カソード導体上にカーボンナノチューブを含むカーボン材料の分散液を塗布してカーボン層を形成する工程と、カーボン層を乾燥させる工程と、乾燥したカーボン層に粘着テープを貼り付けた後、この粘着テープを剥離させてエミッタを形成する工程とを含む電子放出源の製造方法に関する発明が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また従来においては、基板上に、複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むエミッタを構成するＣＮＴ膜を形成し、このＣＮＴ膜表面のＣＮＴを、ＣＮＴ膜上に粘着シートを付着させ、次いで該粘着シートを引き剥がすことにより直立配向させる、エミッタの製造方法に関する発明が開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３５３６０号公報（段落００３８、第１０図）
【特許文献２】
特開２００２−１５７９５３号公報（請求項１、請求項２、段落００５２，００５３、第４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の従来技術のように、粘着テープの付着（貼り付け）、引き剥がしによってエミッタ材料（カーボンナノチューブ）を垂直に配向する方法では、粘着テープにエミッタ材料が強固に貼り付いた状態で当該粘着テープを強制的に引き剥がすことになる。そのため、粘着テープを引き剥がすときに、引き剥がしによる引っ張り力が強く作用して、エミッタの表面からエミッタ材料が切り離されたり、他のデバイス構造部にダメージを与えたりする恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、他のデバイス構造部にダメージを与えることなく、より多くのエミッタ材料を垂直に配向させることができる電子放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子放出素子の製造方法は、支持基板に形成したカソード電極上に繊維状のエミッタ材料を固着状態に設ける第１の工程と、所定の処理によって体積収縮する粘着材をエミッタ材料に付着させるとともに、その付着させた粘着材を所定の処理によって体積収縮させることにより、エミッタ材料を垂直に配向する第２の工程とを有するものである。
【００１０】
この電子放出素子の製造方法においては、カソード電極上に固着状態で設けた繊維状のエミッタ材料に粘着材を付着させ、この状態で粘着材を所定の処理によって体積収縮させると、支持基板上でエミッタ材料が粘着材の体積収縮によって垂直に引っ張られる。これにより、支持基板上でエミッタ材料が垂直に配向されるとともに、この垂直配向によるエミッタ材料の突出量が粘着材の体積収縮量に依存したものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の方法が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図であり、図２はその表示パネルの構成を示す斜視図である。図１及び図２においては、平板状のカソード基板（カソードパネル）１と、同じく平板状のアノード基板（アノードパネル）２とを、所定の間隙を介して対向状態に配置するとともに、それら２つの基板１，２の間に枠体３を介装して一体的に組み付けることにより、画像表示のための一つのパネル構体（表示パネル）が構成されている。
【００１３】
カソード基板１上には複数の電子放出素子が形成されている。これら複数の電子放出素子は、カソード基板１の有効領域（実際に表示部分として機能する領域）に２次元マトリックス状に多数形成されている。各々の電子放出素子は、カソード基板１のベースとなる絶縁性の支持基板（例えば、ガラス基板）４と、この支持基板４上に積層状態で順に形成されたカソード電極５、絶縁層６及びゲート電極７と、ゲート電極７及び絶縁層６に形成されたゲートホール８と、このゲートホール８の底部に形成された電子放出部９とによって構成されている。
【００１４】
カソード電極５は、複数のカソードラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲート電極７は、各々のカソードラインと交差（直交）する複数のゲートラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲートホール８は、ゲート電極７に形成された第１の開口部８Ａと、この第１の開口部８Ａに連通する状態で絶縁層６に形成された第２の開口部８Ｂとから構成されている。電子放出部９は、主としてエミッタ材料とバインダ材料（マトリックス）とを含むエミッタ層１０によって形成されている。エミッタ層１０の表面には、繊維状のエミッタ材料となる複数のカーボンナノチューブ１１が配置されている。各々のカーボンナノチューブ１１は、一端側がエミッタ層１０の表面から垂直に突出し、他端側はエミッタ層１０のバインダ材料中に埋め込まれた状態となっている。
【００１５】
カーボンナノチューブ１１は、グラフェンシートを丸めた１層又は多層の円筒状をなすもので、直径が０．７〜５０ｎｍ程度で、長さが数μｍの高いアスペクト比をもつ材料である。このカーボンナノチューブ１１は、非常に先鋭なエッジを有する材料であるから、これをエミッタ材料に用いることにより、電子放出特性に優れた電子放出素子を得ることができる。ただし、エミッタ材料として利用可能な微細な繊維状を有する物質であれば、カーボンナノチューブ１１以外のものをエミッタ材料に用いてもよい。
【００１６】
一方、アノード基板２は、ベースとなる透明基板１２と、この透明基板１２上に形成された蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４と、これら蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４を覆う状態で透明基板１２上に形成されたアノード電極１５とを備えて構成されている。蛍光体層１３は、赤色発光用の蛍光体層１３Ｒと、緑色発光用の蛍光体層１３Ｇと、青色発光用の蛍光体層１３Ｂとから構成されている。ブラックマトリックス１４は、各色発光用の蛍光体層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの間に形成されている。アノード電極１５は、カソード基板１の電子放出素子と対向するように、アノード基板２の有効領域の全域に積層状態で形成されている。
【００１７】
これらのカソード基板１とアノード基板２とは、それぞれの外周部（周縁部）で枠体３を介して接合されている。また、カソード基板１の無効領域（有効領域の外側の領域で、実際に表示部分として機能しない領域）には真空排気用の貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６には、真空排気後に封じ切られるチップ管１７が接続されている。ただし、図１は表示装置の組み立て完了状態を示しているため、チップ管１７は既に封じ切られた状態となっている。また、図１及び図２においては、各々の基板１，２間のギャップ部分に介装される耐圧用の支持体（スペーサ）の表示を省略している。
【００１８】
上記構成のパネル構造を有する表示装置においては、カソード電極５に相対的な負電圧がカソード電極制御回路１８から印加され、ゲート電極７には相対的な正電圧がゲート電極制御回路１９から印加され、アノード電極１５にはゲート電極７よりも更に高い正電圧がアノード電極制御回路２０から印加される。かかる表示装置において、実際に画像の表示を行う場合は、例えば、カソード電極５にカソード電極制御回路１８から走査信号を入力し、ゲート電極７にゲート電極制御回路１９からビデオ信号を入力する。あるいは又、カソード電極５にカソード電極制御回路１８からビデオ信号を入力し、ゲート電極７にゲート電極制御回路１９から走査信号を入力する。
【００１９】
これにより、カソード電極５とゲート電極７との間に電圧が印加され、これによって電子放出部９の先鋭部（カーボンナノチューブ１１の先端部）に電界が集中することにより、量子トンネル効果によって電子がエネルギー障壁を突き抜けて電子放出部９から真空中へと放出される。こうして放出された電子はアノード電極１５に引き付けられてアノード基板２側に移動し、透明基板１２上の蛍光体層１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）に衝突する。その結果、蛍光体層１３が電子の衝突により励起されて発光するため、この発光位置を画素単位で制御することにより、表示パネル上に所望の画像を表示することができる。
【００２０】
続いて、本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例について、図３〜図６を用いて説明する
【００２１】
先ず、図３（Ａ）に示すように、カソード基板１のベースとなる支持基板４上にカソード電極形成用の導電材料を用いてカソード電極（導電層）５を形成する。このカソード電極５は、例えばスパッタリング法により形成される厚さ約０．２μｍのクロム層によって形成される。
【００２２】
次に、支持基板４の全面に例えばスパッタリング法によりＳｉＣＮ膜を成膜することにより、図３（Ｂ）に示すように、カソード電極５を覆う状態でＳｉＣＮ膜からなる厚さ約０．２μｍの抵抗層２１を形成する。この抵抗層２１は、エミッタへの放電電流が大きくなった場合に、抵抗による電圧降下の増大によってエミッタに作用する実効電圧を減少させ、逆にエミッタへの放電電流が小さくなった場合はエミッタに作用する実効電圧を増加させることにより、放電電流を安定化させる役目を果たすものである。抵抗層２１は必要に応じて形成される。
【００２３】
次に、抵抗層２１の上（抵抗層２１を形成しない場合はカソード電極５の上）に、エミッタ材料となるカーボンナノチューブ１１を配置するための処理を行う。具体的には、バインダ材料として熱分解性有機金属である有機スズ及び有機インジウムを用いるとともに、エミッタ材料としてカーボンナノチューブの粉末を用い、これらを下記の条件で揮発性溶液、例えば酢酸ブチル中に分散させた混合溶液を得る。その際、カーボンナノチューブの分散性を向上させるために超音波処理を行ってもよい。希釈剤は水系でも非水系でもかまわないが、どちらを使用するかによって分散剤も変わることを前提とする。また、他の添加剤を混ぜることも可能である。カーボンナノチューブは、例えば平均直径１ｎｍ、平均長さ１μｍといった非常に細長いチューブ構造（繊維状）を有するものを用いる。このカーボンナノチューブは、例えば、アーク放電法によって作成される。
【００２４】
（混合溶液の生成条件）
有機スズ及び有機インジウム：１０〜５０質量％
酢酸ブチル：３０〜８０質量％
分散剤（例えば、ドデチル硫酸ナトリウム）：０．１〜５質量％
カーボンナノチューブ：０．０１〜２０質量％
【００２５】
なお、エミッタ材料としては、カーボンナノチューブ以外にも、カーボンナノファイバを用いることが可能である。また、バインダ材料としては、上述した熱分解性有機金属以外にも、例えば塩化スズ、塩化インジウムなどの金属塩を用いることが可能である。
【００２６】
続いて、上記の混合溶液をスプレー法等により支持基板４上に塗布することにより、図３（Ｃ）に示すように、カーボンナノチューブとバインダ材料とを含むエミッタ層（複合体層）１０を形成する。このエミッタ層１０は印刷法を用いて形成することも可能である。このとき、必要に応じて、上記混合溶液と同じ質量配分のバインダ材料でかつカーボンナノチューブを含まない溶液（マトリックス溶液）をエミッタ層１０の表面にスプレー法等によって塗布（トップコーティング）するようにしてもよい。また、この溶液中にフィラーとして、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）微粒子を混入してもよい。
【００２７】
その後、エミッタ層１０を下記の条件で焼成する。これにより、有機成分の蒸発によってバインダ材料中（マトリックス中）にカーボンナノチューブが埋め込まれた状態の固体化したエミッタ層１０が得られる。よって、カソード電極５上にカーボンナノチューブが固着した状態となる。
【００２８】
（焼成条件）
雰囲気：大気中
焼成温度：５００℃
焼成時間：３０分
【００２９】
次いで、エミッタ層１０をストライプ状に加工する。具体的には、レジスト材料（フォトレジスト）をスピンコート法によって塗布することにより、エミッタ層１０を覆うレジスト膜を形成するとともに、このレジスト膜をフォトリソグラフィ技術によってパターニングすることにより、エッチングマスクとなるレジストパターンをエミッタ層１０上に形成する。次に、レジストパターンで被覆されたエミッタ層１０を除く部分を、例えば下記の条件に基づくウェットエッチングで除去することにより、図３（Ｄ）に示すように、支持基板４上でエミッタ層１０をストレイプ状に形成する。
【００３０】
（ウェットエッチング条件）
エッチング液：塩酸（ＨＣＬ）
エッチング時間：１０秒〜３０分
エッチング温度：１０〜６０℃
【００３１】
このとき、所望の領域以外にカーボンナノチューブが存在する場合は、この不要なカーボンナノチューブを、酸素プラズマ又は酸化溶液を使用して下記の条件でエッチングにより除去する。
【００３２】
（酸素プラズマエッチングの条件）
装置：ＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ）装置
導入ガス：酸素を含むガス
プラズマ励起パワー：５００Ｗ
バイアスパワー：０〜１５０Ｗ（ＤＣでもＲＦでもよいが、ＲＦが好ましい）
エッチング時間：１０秒以上
【００３３】
（酸化溶液エッチングの条件）
溶液：ＫＭｎＯ４
エッチング温度：２０〜８０℃
エッチング時間：１０秒〜２０分
【００３４】
続いて、周知のリソグラフィ技術及び反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）により、抵抗層２１及びカソード電極５をパターニングすることにより、図３（Ｅ）に示すように、支持基板４上でカソード電極５をストライプ状に形成する。この時点で支持基板４上に複数本のカソードラインが形成される。
【００３５】
次に、図４（Ａ）に示すように、支持基板４上において、カソード電極５、抵抗層２１及びエミッタ層１０の積層部を覆うように絶縁層６を形成し、さらにその絶縁層６の上に、図４（Ｂ）に示すように、ゲート電極形成用の導電材料を用いてゲート電極（導電層）７を形成する。具体的には、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガスとして使用するＣＶＤ法により、支持基板４の全面に例えばＳｉＯ２からなる厚さ約１μｍの絶縁層６を形成し、次いで、絶縁層６の上にクロムからなるゲート電極７をスパッタリング法によって形成する。
【００３６】
次に、ゲート電極７の上に図示しないエッチングマスクを形成し、このエッチングマスクを用いてゲート電極７の所定部位をエッチングすることにより、図４（Ｃ）に示すように、絶縁層６上でゲート電極７をストライプ状に形成するとともに、このゲート電極７を貫通する第１の開口部８Ａを形成する。このとき、ストライプ状のゲート電極７は、カソード電極５とほぼ直角に交差（直交）する状態で形成される。これにより、支持基板４上に上記カソードラインに直交する複数本のゲートラインが形成される。
【００３７】
次に、ゲート電極７の第１の開口部８Ａを通して絶縁層６を例えばＲＩＥ法でエッチングすることにより、図５（Ａ）に示すように、エミッタ層１０の表面を露出する状態で第２の開口部８Ｂを形成する。これにより、第１，第２の開口部８Ａ，８Ｂからなるゲートホール８が得られる。このゲートホール８は、例えば直径２０μｍの円形に形成される。また、ゲートホール８は、１画素当たり複数個（例えば、数十個）形成される。
【００３８】
次に、ゲートホール８を通してエミッタ層１０の上層部のバインダ材料（マトリックス）を除去することにより、図５（Ｂ）に示すように、ゲートホール８の開口部分でエミッタ層１０の表面に複数（多数）のカーボンナノチューブ１１を露出させる。エミッタ層１０の上層部でバインダ材料を除去する際の手法としては、ウェットエッチングやドライエッチングなどのエッチング法（ハーフエッチング）を好ましく用いることができる。一例として、ウェットエッチングを適用する場合の条件を以下に示す。このエッチングによりエミッタ層１０の上層部でバインダ材料を選択的に除去することにより、エミッタ層１０の表面に多数のカーボンナノチューブ１１を露出させることができる。
【００３９】
（ウェットエッチング条件）
エッチング液：塩酸  １０％
エッチング温度：１０〜６０℃
エッチング時間：５〜６０秒
【００４０】
なお、バインダ材料を除去する際の手法としては、上述したエッチング法に限らず、例えば、ラッピングテープなどを用いた機械的な研磨によって除去する方法や、サンドブラストなどのように粒子の衝突によって除去する方法などを適用することも可能である。
【００４１】
その後、図５（Ｃ）に示すように、エミッタ層１０の表面で各々のカーボンナノチューブ１１が支持基板４に対して垂直（直角）に起立するように、カーボンナノチューブ１１の配向処理を行う。この配向処理では、所定の処理によって体積収縮する粘着材を用いる。粘着材の粘着材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などを用いることができる。紫外線硬化型樹脂を用いた粘着材では、これに紫外線を照射する紫外線照射処理によって体積収縮が生じ、熱硬化型樹脂を用いた粘着材では、これを所定の温度（硬化温度）に加熱する加熱処理によって体積収縮が生じることになる。
【００４２】
また、粘着材の形態としては、フィルム状、液状、ゲル状などを採用することができる。フィルム状の粘着材を用いた場合は、これを支持基板４上に貼り付ける。フィルム状の粘着材の具体例としては、ドライフィルム構造のものや、ＵＶテープ（紫外線硬化型粘着テープ）などを挙げることができる。フィルム状の粘着材の粘着材料には、紫外線の照射によって体積収縮するアクリル系樹脂を用いることができ、同フィルム基材（テープ基材）にはポリオレフィンやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、適度な形状保持力を有する樹脂を用いることができる。ＵＶテープは、紫外線を照射する前の状態で非常に強力な粘着力を発揮し、紫外線を照射すると粘着力が急激に弱くなる性質をもつ粘着テープである。
【００４３】
フィルム状の粘着材を用いてカーボンナノチューブ１１の配向処理を行う場合は、図６（Ａ）に示すように、基材部２２Ａと粘着部２２Ｂからなるフィルム状の粘着材２２を支持基板４上に貼り付ける。このとき、粘着材２２をラミネーターで適度に加圧することにより、粘着材２２の粘着部２２をゲートホール８に押し込み、そのゲートホール８内でエミッタ層１０の表面に露出している各々のカーボンナノチューブ（エミッタ材料）に粘着部２２Ｂを付着させる。これにより、エミッタ表面に露出する各々のカーボンナノチューブが、粘着材２２の粘着部２２Ｂに密着（接着）した状態となる。
【００４４】
ちなみに、液状又はゲル状の粘着材を用いた場合は、この粘着材をディスペンサ、スピンコーター、スクリーン印刷機などを用いて支持基板４上に塗布することにより、粘着材をカーボンナノチューブに付着させる。この場合、粘着材の粘性を適度に調整することにより、粘着材をゲートホール８内に容易に充填してカーボンナノチューブとの機械的な接触状態を得ることができる。
【００４５】
また、上述のようにフィルム状の粘着材２２を用いた場合は、粘着材２２の取り扱いが容易になるとともに、紫外線照射処理後に支持基板４上から容易に粘着材２２を取り除くことができる。また、貼り付け時の加圧力を吸収する弾性シート（例えば、ゴム状弾性を有するシリコーン製のシート）の上に支持基板４を載せて粘着材２２を貼り付けることにより、フィルム状の粘着材２２を支持基板４上の凹凸構造に倣って変形させることができる。これにより、支持基板４上の凹凸構造に粘着材２２を適度に追従させて、ゲートホール８内のカーボンナノチューブに粘着部２２Ｂを確実に付着させることができる。
【００４６】
次いで、紫外線の照射処理によって粘着材２２を体積収縮させると、図６（Ｂ）に示すように、基材部２２Ａの形状保持力によりゲートホール８内で粘着部２２Ｂが体積収縮して徐々に浮き上がり、これに連動して各々のカーボンナノチューブ１１が垂直に引き上げられる。このとき、紫外線の照射処理によって粘着材２２（粘着部２２Ｂ）が体積収縮し、それに伴って粘着材２２（粘着部２２Ｂ）の粘着力が低下する。したがって、粘着材２２の体積収縮（紫外線硬化処理）が完了した時点では、粘着部２２Ｂの粘着力が紫外線照射前と比較して極端に低下した状態となる。
【００４７】
本出願人が粘着材として用いたドライフィルムで、紫外線照射処理による特性変化を調べたところ、紫外線の照射条件として、照射光量を６００（ｍＪ／ｃｍ２ｓｅｃ）とした場合、紫外線を照射する前は、体積収縮率が０％、破断点伸び率が３００〜１０００（％）、粘着力がステンレス（ＳＵＳ）板上で０．５〜５．０（Ｎ／２５ｍｍ）、破断点強さが１５〜３０（Ｎ／ｍｍ２）であったものが、紫外線を照射した後は、体積収縮率が１〜１０％、破断点伸び率が１〜２００（％）、粘着力がステンレス（ＳＵＳ）板上で０．００００１〜０．５（Ｎ／２５ｍｍ）、破断点強さが５〜２５（Ｎ／ｍｍ２）となった。
【００４８】
この場合、粘着材の厚みを２０μｍとすると、紫外線照射による体積収縮量は０．２〜２．０μｍとなる。よって、カーボンナノチューブ１１は、エミッタ層１０の表面から上記体積収縮量に相当する寸法だけ垂直に起立（突出）した状態となる。
【００４９】
このことから、上述のように支持基板４上に粘着材２２を貼り付けてカーボンナノチューブ１１に付着させ、この状態で紫外線の照射処理により粘着材２２を体積収縮させることにより、エミッタ層１０の表面でカーボンナノチューブ１１を垂直に配向させることができる。その際、エミッタ層１０の表面で各々のカーボンナノチューブ１１が粘着材２２の体積収縮量に応じて垂直に配向されるため、エミッタ層１０の表面で各々のカーボンナノチューブ１１の高さを均一に揃えることができる。また、粘着材２２の体積収縮量を制御パラメータとして、エミッタ１０の表面を基準としたカーボンナノチューブ１１の高さ寸法を制御することも可能となる。
【００５０】
また、紫外線の照射処理によって粘着材２２の粘着力が低下するため、支持基板４上から粘着材２２を取り除くときカーボンナノチューブ１１が強く引っ張られることがなくなる。そのため、エミッタ層１０の表面でカーボンナノチューブ１１が切り離されることが皆無となる。また、粘着材２２の粘着力が十分に弱まった状態で、支持基板４上から粘着材２２が取り除かれるため、他のデバイス構造部にダメージを与える恐れもない。
【００５１】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、他のデバイス構造部にダメージを与えることなく、より多くのカーボンナノチューブ１１を均一な高さで垂直に配向することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、所定の処理によって体積収縮する粘着材をエミッタ材料の配向処理に用い、その粘着材の熱収縮を利用してエミッタ材料を垂直に配向させるため、他のデバイス構造部にダメージを与えることなく、より多くのエミッタ材料を垂直に配向することができる。これにより、電子放出特性に優れた電子放出素子を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される表示装置のパネル構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明が適用される表示装置のパネル構造の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例を示す工程図（その１）である。
【図４】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例を示す工程図（その２）である。
【図５】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例を示す工程図（その３）である。
【図６】エミッタ材料の配向処理の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１…カソード基板、２…アノード基板、４…支持基板、５…カソード電極、６…絶縁層、７…ゲート電極、８…ゲートホール、９…電子放出部、１０…エミッタ層、１１…カーボンナノチューブ（エミッタ材料）、２２…粘着材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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