(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードパネルと前記カソードパネルに対向して設けられたアノードパネルとを備え、
前記カソードパネルは、
カソード基板と、
前記カソード基板の前記アノードパネル側に形成されたカソード電極と、
前記カソード電極の前記アノードパネル側に設けられたカーボンナノチューブおよび粒子を含むカーボンナノチューブ含有層と
を有し、
前記アノードパネルは、
アノード基板と、
前記アノード基板に設けられて前記電子を引き寄せるアノード電極と、
前記電子から与えられるエネルギーによって光を発する蛍光体と
を有し、
前記カーボンナノチューブは、所定のレーザ光線を照射することにより起毛し、
前記粒子は、粒径が０．５μｍ〜２０μｍであり、かつ前記カーボンナノチューブ含有層の体積を１００％とした場合に、粒子含有率が体積比で１０％〜７０％であり、
前記カーボンナノチューブが起毛する際に、前記粒子が起立したカーボンナノチューブ間に流入することで前記粒径に対応した隙間を保持することを特徴とする電界放射式ディスプレイ。
【請求項２】
前記粒子は、粒径が３μｍ〜７μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電界放射式ディスプレイ。
【請求項３】
前記粒子は、粒子含有率が体積比で３０％〜５０％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電界放射式ディスプレイ。
【請求項４】
前記粒子は、前記カソード基板および前記アノード基板よりも低い温度で軟化する低融点ガラスの粒子であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電界放射式ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カーボンナノチューブを電子放出源として用いる電界放射式ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディスプレイとして陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置の進化やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度および高精細等の特性を持つとともに、軽量、省スペースおよび低消費電力である薄型ディスプレイへの期待が高まっており、液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等が既に実用化されている。
また、現在、高輝度化が可能なディスプレイとして期待される電界放射式ディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、あるいは低消費電力を特徴とする有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の様々な種類の薄型ディスプレイの開発が進められている。
【０００３】
上記の薄型ディスプレイの一つである電界放射式ディスプレイは、電子放出源およびカソード電極を有するカソードパネルと、蛍光体およびアノード電極を有するアノードパネルとが貼り合わされ、内部のガスが排気されて構成されている。ここで、アノード電極に正電位が印加され、カソード電極に負電位が印加されると、電子放出源である例えば電界放出エミッタから電子が蛍光体に向けて放出される。そして、蛍光体に電子が衝突した際に生じる発光が像として利用される。
必要に応じて、アノードパネルとカソードパネルとの間に、電子線調整用などの目的で、第３の電極が加えられる場合もある。
【０００４】
また、近年になり、電子放出源としてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅｓ）を用いる研究が行われている。カーボンナノチューブは、炭素同素体の一種であり、化学的、熱的に安定で、極めて細く、電子放出能が高いため、長期間安定して動作することが期待されている。
【０００５】
しかしながら、カーボンナノチューブを電子放出源として用いる電界放射式ディスプレイにおける問題点のひとつに、画素間で輝度のばらつきが生じることが挙げられる。数多くの微細な画素の中に、黒点と呼ばれる発光しない画素あるいは輝点と呼ばれる周囲の画素に比べて極端に輝度の大きい画素があると、ディスプレイ全体として非常に見づらくなる。
したがって、黒点や輝点をはじめとする画素間の輝度のばらつきを小さくすることが要求されている。
【０００６】
画素間の輝度のばらつきを抑制するための方法として、一般的には電子放出特性を向上させる方法が採られている。即ち、個々の画素の発光効率を向上させ、これによって暗い画素をなくすとともに、画面全体の全画素の輝度を向上させ、結果として輝度のばらつきを抑制しようとするものである。
【０００７】
ここで、各画素における電子放出特性を向上させるための方法として、１画素内における電子放出箇所の数を増やすという方法が採られている。これは、１画素内における電子放出箇所数が少ない場合には、画素間での電子放出箇所数の差が各画素の輝度に大きな差を生じるが、逆に、１画素内における電子放出箇所の数が多い場合には、仮に画素間で電子放出箇所数の差が多少あったとしても、各画素の輝度に大きな差を生じないというものである。
【０００８】
１画素内における電子放出箇所の数を増やすために、例えば特許文献１に記載の電子放出素子は、支持部材上に形成された第１の電極と、第１の電極上に配置され、電子放出効率の異なる第１の粒子および第２の粒子を含む混成粒子からなる冷陰極部材とを有している。ここで、第２の粒子は、第１の電極表面にめり込んでいる。第１の粒子は、棒状、柱状、筒状、針状、テトラポット状または平板状形状であって、その一部が第２の粒子相互の隙間に入り込んだ形で第２の粒子により第１の電極に対して水平ではなくある角度をもって姿勢規整されている。
【０００９】
また、例えば特許文献２に記載のフラットパネルディスプレイは、アノード電極および蛍光体層を有する前面パネルと、画素毎に設けたカソード電極およびこのカソード電極に近接し電気的に絶縁して配置された格子電極を有する背面パネルとを具備し、内部に密閉空間を形成するように前面パネルおよび背面パネルの対向する周縁をシール材により貼り合わせ固定したフラットパネルディスプレイが知られている。ここで、カソード電極が背面パネルの内面に形成したカソード用電極と、カソード用電極上に積層した導電性材料からなる錨着層、および錨着層に少なくとも一部が錨着して密閉空間に露出したカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ集合体を有している。
【００１０】
【特許文献１】特許第３４８１５７８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１および特許文献２に記載のものでは、１画素内における電子放出箇所の数を増やすことはできるものの、第１の電極およびカソード電極表面の電位分布が一様になってしまい、特定のカーボンナノチューブに電界集中が起こりにくくなり、結果として１画素全体としては電子放出が起こりにくくなるという問題点があった。
【００１２】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、カーボンナノチューブ含有層にカーボンナノチューブどうしの起毛間隔を定めるための粒子を添加することにより、カーボンナノチューブを起毛した際に、起立したカーボンナノチューブを適切な間隔で配置することのできる電界放射式ディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る電界放射式ディスプレイは、カソードパネルとカソードパネルに対向して設けられたアノードパネルとを備え、カソードパネルは、カソード基板と、カソード基板のアノードパネル側に形成されたカソード電極と、カソード電極のアノードパネル側に設けられたカーボンナノチューブおよび粒子を含むカーボンナノチューブ含有層とを有し、アノードパネルは、アノード基板と、アノード基板に設けられて電子を引き寄せるアノード電極と、電子から与えられるエネルギーによって光を発する蛍光体とを有し、カーボンナノチューブは、所定のレーザ光線を照射することにより起毛し、粒子は、粒径が０．５μｍ〜２０μｍであり、かつカーボンナノチューブ含有層の体積を１００％とした場合に、粒子含有率が体積比で１０％〜７０％であり、カーボンナノチューブが起毛する際に、粒子が起立したカーボンナノチューブ間に流入することで粒径に対応した隙間を保持するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の電界放射式ディスプレイによれば、カーボンナノチューブどうしの起毛間隔を定めるために、粒径が０．５μｍ〜２０μｍであり、かつカーボンナノチューブ含有層の体積を１００％とした場合に、粒子含有率が体積比で１０％〜７０％である粒子をカーボンナノチューブ含有層に添加することにより、カーボンナノチューブを起毛した際に、起立したカーボンナノチューブを適切な間隔で一様に配置することができる。そのため、個々の起立したカーボンナノチューブに対して十分な電界集中を起こすことができ、画素間の輝度のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電界放射式ディスプレイを示す断面図である。
図１において、この電界放射式ディスプレイは、カソードパネル１とアノードパネル２とを備えている。
【００１７】
カソードパネル１は、ガラス板であるカソード基板３と、カソード基板３上に形成されたカソード電極４と、カソード電極４を覆うように形成されたカーボンナノチューブ含有層７と、カーボンナノチューブ含有層７上に設けられた格子状の絶縁層８と、絶縁層８上に形成されたゲート電極９とを有している。
カーボンナノチューブ含有層７は、先端がアノードパネル２側に露出して電子を放出するカーボンナノチューブ５と、カーボンナノチューブ５どうしの起毛間隔を定めるためのガラス粒子６とを含んでいる。
【００１８】
アノードパネル２は、ガラス板であるアノード基板１０と、アノード基板１０上に形成されたアノード電極１１と、アノード電極１１上に形成された蛍光体１２とを有している。
カソード電極４、ゲート電極９およびアノード電極１１は、電源１３で互いに電気的に接続されている。
【００１９】
カソード電極４は、以下の手順で形成される。
まず、カソード基板３の全面にスパッタリング法によってアルミニウム薄膜を形成する。次に、感光性の樹脂を含むペーストを全面的に塗布し、所定の形状のマスクを介してレーザ光を照射し、現像することによって感光性樹脂のマスクを形成する。続いて、化学的エッチングによってアルミニウム薄膜のうち不必要な部分を除去する。ここで形成されたアルミニウム薄膜のパターンがカーボンナノチューブ５に負の電位を印加する。
【００２０】
カーボンナノチューブ含有層７は、以下の手順で形成される。
まず、カーボンナノチューブ５と、印刷性を向上させるためのエチルセルロースと、起立したカーボンナノチューブ５の間隔を定めるためのガラス粒子６と、アルコール等の溶剤とを混合し、撹拌することにより、カーボンナノチューブ含有ペーストを調製する。次に、このカーボンナノチューブ含有ペーストをカソード基板３に所定のパターンで印刷する。続いて、カーボンナノチューブ含有ペーストを印刷したカソード基板３を電気炉に入れ、２００℃〜６００℃に加熱することにより、溶剤を完全に蒸発させるとともに、エチルセルロースを分解する。
【００２１】
絶縁層８は、以下の手順で形成される。
まず、感光性樹脂を含むペーストを全面的に塗布し、マスキングしたい部分にのみ所定の形状のマスクを介してレーザ光を照射することにより感光性樹脂を硬化させる。次に、剥離液を使用して未硬化の感光性樹脂を除去した後に焼成する。
ゲート電極９は、クロム等を用いて、カソード電極４と同様の手順で形成する。
【００２２】
アノード電極１１は、カソード電極４と同様の手順で形成する。
蛍光体１２は、まず、アノード基板１０上に図示しない障壁（隔壁、リブ）およびアドレス用の電極を形成し、その後にスクリーン印刷法を用いて蛍光体ペーストをアノード基板１０上に所定のパターンで印刷して形成する。
【００２３】
カソードパネル１とアノードパネル２とは、互いに溶着され、カソードパネル１とアノードパネル２との間が真空にされることによってディスプレイを形成している。
【００２４】
ここで、カーボンナノチューブ含有層７を形成した段階では、個々のカーボンナノチューブ５はカーボンナノチューブ含有層７の中で、基板面に平行な状態、即ち、寝た状態で存在している。このような状態のままディスプレイを形成して電圧を印加したとしても、カーボンナノチューブ５先端からの電子放出はほとんど期待できない。カーボンナノチューブ含有層７のうち表面付近に存在するカーボンナノチューブ５が偶然に若干飛び出している場合には電子放出源となり得るが、このようなカーボンナノチューブ５は数が少ないため、高い発光効率は得られない。
【００２５】
そこで、カーボンナノチューブ５の起毛が必要となる。起毛とは、何らかの方法で、カーボンナノチューブ含有層７の中で寝た状態にあるカーボンナノチューブ５を、基板面に対し垂直またはそれに近い角度に起こすことである。起毛された、即ち、起立したカーボンナノチューブ５は非常に先端が鋭い形状であるため、電界集中が起こりやすい。
【００２６】
カーボンナノチューブ５を起毛する方法としては、本実施の形態１では、ライン状または円形のレーザ光線をカーボンナノチューブ含有層７に照射する方法を使用した。カーボンナノチューブ５等の黒色の物質は、レーザ光線を吸収しやすいため、レーザ光線が照射された部分が急激に加熱される。そのため、一部のカーボンナノチューブ５が切断されて爆発的に起立する。この起立したカーボンナノチューブ５の周辺に存在するカーボンナノチューブ５の一部もそれに引きずられて起立する。この起立したカーボンナノチューブ５が電界放射式ディスプレイの電子放出源となる。
【００２７】
以下、上記構成の電界放射式ディスプレイについての動作を説明する。
アノード電極１１およびゲート電極９に正電位が印加され、カソード電極４に負電位が印加される。カソード電極４に負電位が印加されることにより、カーボンナノチューブ５の先端部分には、強い電界集中が生じる。その結果、ゲート電極９とカソード電極４との電位差によって、カーボンナノチューブ５から電子が放出される。
放出された電子は、アノード電極１１に吸引され、蛍光体１２に衝突する。蛍光体１２は、電子の有するエネルギーに応じて発光する。
【００２８】
ここで、本願発明者は、カーボンナノチューブ含有層７に添加するガラス粒子６の粒径および粒子含有率を変化させながら、発光率を測定する実験を行った。発光率を求める方法としては、真空容器の中に小規模のカソードパネル１およびアノードパネル２を挿入し、カソード電極４とアノード電極１１との間に電圧を印加して発光させる方法を採った。
【００２９】
図２は、図１の電界放射式ディスプレイの発光率を測定するための装置のカソードパネルを示す説明図である。
図２において、１００μｍ角の正方形の画素を縦に１０個、横に１０個並べ、計１００個の画素を有するテストパターンを作成した。この１００個の画素のうち、発光した画素の数をそのまま発光率％とする。
【００３０】
また、添加するガラス粒子６の条件は、粒径が０．５μｍ〜２０μｍの範囲であり、それぞれの粒径について、粒子含有率が焼成後のカーボンナノチューブ含有層７の体積を１００％とした場合に、体積比で１０％〜１００％の範囲である。なお、ガラス粒子６を添加しない場合についても発光率を測定した。
この実験における発光率の測定結果を図３に示す。
【００３１】
図３より、ガラス粒子６を添加することにより、粒径が０．５μｍ〜２０μｍであり、粒子含有率が体積比１０％〜７０％である場合に、ガラス粒子６を添加しない場合と比べて発光率が向上することが分かる。
【００３２】
これは、０．５μｍ〜２０μｍのガラス粒子６を添加した場合には、起立したカーボンナノチューブ５の密度が、ガラス粒子６を添加しない場合よりも小さくなったことによって電界集中が起こりやすくなり、発光率が高まるという効果が得られたものと考えられる。
【００３３】
これに対して、ガラス粒子６を添加しない場合には、発光する画素はあったが、発光率は６０％と十分な値を示すものではない。これは、起毛時にカーボンナノチューブ５が隙間なく起立したことにより、電界集中が起こりにくい画素が生じたためであると考えられる。
【００３４】
粒径が２０μｍ以上であるガラス粒子６についても、本願発明者は、一部の粒子含有率において発光率を測定する実験を行った。このとき、起立したカーボンナノチューブ５の間隔が定められることによって発光率はガラス粒子６を添加しない場合に比べて向上するものの、１画素内における発光点の数が減少し、結果的に輝度が小さくなるという結果が得られた。
従って、カーボンナノチューブ含有層７に添加するガラス粒子６の粒径は、０．５μｍ〜２０μｍが適当であるとの結論が得られる。
【００３５】
また、体積比１０％〜７０％のガラス粒子６を添加した場合には、カーボンナノチューブ５を適当な密度で分布させることにより、電界集中が起こりやすくなり、発光率が高まるという効果が得られるものと考えられる。
【００３６】
これに対して、粒子含有率が小さい場合には、画素全体にカーボンナノチューブ５が高密度で起立してしまい、起立したカーボンナノチューブ５を適当な間隔で配置させることができないため、発光率が小さくなるものと考えられる。
また、粒子含有率が７０％を超える場合には、カーボンナノチューブ含有層７において導電性が確保できなくなるため、発光しなくなるものと考えられる。
従って、カーボンナノチューブ含有層７に添加するガラス粒子６の粒子含有率は、体積比で１０％〜１００％が適当であるとの結論が得られる。
【００３７】
ここで、図３において、粒子含有率が体積比で３０％である場合に、粒径を０．５μｍ〜２０μｍまで変化させたときの粒径と発光率との関係を示す特性図を図４に示す。また、図３において、粒径が３μｍである場合に、粒子含有率を体積比で１０％〜１００％まで変化させたときの粒子含有率と発光率との関係を示す特性図を図５に示す。
図３〜図５より、ガラス粒子６の粒径が３μｍ〜７μｍで、かつ粒子含有率が体積比で３０％〜５０％である場合に、発光率は１００％となり、最もよい発光率を示すことが分かる。
【００３８】
これは、この範囲の粒径で、かつこの範囲内の粒子含有率のガラス粒子６が起立したカーボンナノチューブ５に容易に電界集中を起こすのに適当な大きさであることと、１画素内において発光点の数が少なくなることのない極めて好適な範囲であったためと考えられる。
【００３９】
この発明の実施の形態１に係る電界放射式ディスプレイによれば、カーボンナノチューブ５どうしの起毛間隔を定めるために、粒径が０．５μｍ〜２０μｍであり、かつ前記カーボンナノチューブ含有層７の体積を１００％とした場合に、粒子含有率が体積比で１０％〜７０％であるガラス粒子６を添加することにより、カーボンナノチューブ５を起毛した際に、起立したカーボンナノチューブ５を適切な間隔で配置することができる。そのため、個々の起立したカーボンナノチューブ５に対して十分な電界集中を起こすことができるので、一画素の中で一定の分布状態で確実に電子放出点を形成することができる、画素間の輝度のばらつきを低減することができる。
【００４０】
また、カーボンナノチューブ含有層７にガラス粒子６を添加することにより、非常に細く、比表面積が非常に大きく、かつ表面の活性度が高く、相当な量の吸着物質を持ち込むことになるカーボンナノチューブ５の量を削減することができる。そのことにより、ディスプレイ完成後の内部の真空度の悪化を抑制することができる。
【００４１】
また、カーボンナノチューブ含有層７にガラス粒子６を添加することにより、電界放射式ディスプレイの電子放出源として好適な、細く、長く、直線的で、均質なカーボンナノチューブ５の使用量を削減することができるので、コストダウンを図ることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態１では、カーボンナノチューブ５の間隔を定める粒子としてガラス粒子６を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、例えば窒化物、炭化物あるいは珪化物等の熱的および化学的に安定な物質であればよい。
【００４３】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、カーボンナノチューブ含有層７に添加する粒子として、ガラス粒子６を用いたが、カーボンナノチューブ含有層７に添加する粒子は、ガラス粒子６に限定されるものではない。
本実施の形態において、本願発明者は、ガラス粒子６の代わりに、粒径が０．５μｍ〜２０μｍのはんだ粒子、鉄粒子、銅粒子、金粒子等の金属粒子をカーボンナノチューブ含有層７に添加して、実施の形態１と同様に発光率を測定する実験を行った。
なお、電界放射式ディスプレイの構造および動作原理については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００４４】
発光率の測定の結果、これらの粒子を添加することによって実施の形態１と同様の傾向で発光率が上昇することが確認できた。
これは、上記実施の形態１と同様に、起立したカーボンナノチューブ５適当な密度で分布させることにより、電界集中が起こりやすくなり、発光率が高まるという効果が得られたものと考えられる。
【００４５】
さらに、ガラス粒子６の代わりに金属粒子を添加したことにより、引き出し電界の低下と発光時の電気抵抗の低下という２つの電気特性の向上を確認することができた。この効果を図６に示す。
図６は、この発明の実施の形態２に係る電界放射式ディスプレイにおいて、粒径３μｍの銀粒子およびガラス粒子を、それぞれカーボンナノチューブ含有層に体積比で３０％添加したときの引き出し電界と電子放出電流との関係を示す特性図である。
【００４６】
図６において、引き出し電界とは、ゲート電極９とカソード電極４との間の電圧を０ｋＶ／ｍｍから徐々に上昇させていった場合に、アノード・カソード間に電流が流れ始める電界のことである。電流が流れるということは、蛍光体１２に電子が衝突していることを示しており、即ち、蛍光体１２が発光していることを示している。
【００４７】
また、電気抵抗とは、引き出し電界以上の電圧領域における直線の傾きに相当するものであり、傾きが大きいほど、電気抵抗が低くなることを示している。
【００４８】
金属粒子を添加した場合のこれらの電気特性の効果は、これらの金属粒子がカーボンナノチューブ５とカソード電極４との間の導電性を良好にするという効果をもたらしたものと考えられる。
【００４９】
なお、金属粒子を添加した場合には、粒子含有率が体積比で７０％を超えると、発光率が著しく低下する。これは、本願発明がレーザを照射することによってカーボンナノチューブ５を起毛しているため、金属粒子の割合が多くなった場合には、カーボンナノチューブ５を起毛させるための熱が当該金属粒子を通して拡散することによって、十分な起毛が行われなくなったためであると考えられる。
【００５０】
この問題に対して、起毛するカーボンナノチューブ５の絶対量が少なくなる可能性があるものの、テープ剥がし法あるいはスクライブ法といった、熱を使わない機械的方法によってカーボンナノチューブ５を起毛することにより、金属粒子を添加することによる影響を小さくすることができると考えられる。
【００５１】
この発明の実施の形態２に係る電界放射式ディスプレイによれば、カーボンナノチューブ含有層７に金属粒子を添加することにより、金属粒子がカーボンナノチューブ５とカソード電極４との間の導電性を良好にするので、引き出し電界の低下および発光時の電気抵抗の低下を実現することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態２では、カーボンナノチューブ５の間隔を定める粒子として銀粒子を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、製造プロセスの中で蒸発、爆発あるいは反応等をすることがなければ、他の粒子を用いてもよい。
【００５３】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、カーボンナノチューブ含有層７に添加する粒子としてガラス粒子６を用いたが、カーボンナノチューブ含有層７に添加する粒子は、上記のガラス粒子６に限定されるものではない。
本実施の形態において、本願発明者は、上記のガラス粒子６の代わりに、粒径が０．５μｍ〜２０μｍで軟化温度が３００℃〜４００℃である、酸化ビスマスを主成分とする酸化物の混合物である低融点ガラス粒子をカーボンナノチューブ含有層７に添加して、実施の形態１と同様に発光率を測定する実験を行った。
なお、電界放射式ディスプレイの構造および動作原理については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００５４】
発光率の測定の結果、この場合も、低融点ガラス粒子を添加することによって実施の形態１と同様の傾向で発光率が上昇することが確認できた。
これは、上記実施の形態１と同様に、起立したカーボンナノチューブ５適当な密度で分布させることにより、電界集中が起こりやすくなり、発光率が高まるという効果が得られたものと考えられる。
【００５５】
また、ガラス粒子６の代わりに低融点ガラス粒子を添加したことにより、さらに別の効果が確認できた。
通常のガラス粒子６をカーボンナノチューブ含有層７に添加したカソードパネル１を形成し、発光特性の長期安定性を評価した場合、画素の中に突然発光しなくなる画素が認められた。上記の画素を調べたところ、１本のカーボンナノチューブ５がカソード電極４に接触していた。即ち、長時間の使用により、カーボンナノチューブ５が何らかの原因によって折れたか、あるいはカーボンナノチューブ含有層７から抜け出した１本のカーボンナノチューブ５が静電気力によって移動し、カーボンナノチューブ含有層７とカソード電極４との間をショートさせたことにより、電子を放出できなくなっていたことが判明した。
【００５６】
しかしながら、低融点ガラスを添加した場合には、長時間連続的に発光させても、このように突然発光しなくなることは、全く生じなかった。
これは、カーボンナノチューブ含有層７を焼成する際に、低融点ガラスが軟化し、変形することによって、カーボンナノチューブ含有層７中に存在するカーボンナノチューブ５が固定されるものだと考えられる。
【００５７】
この発明の実施の形態３に係る電界放射式ディスプレイによれば、低融点ガラスをカーボンナノチューブ含有層７に添加することにより、カーボンナノチューブ含有層７を焼成する際に低融点ガラスが一度溶解し、再度硬化することでカーボンナノチューブ５を確実に固定させることができるようになり、カソード電極４およびアノード電極１１間に電圧が印加された場合にカーボンナノチューブ５が静電気力によって飛散するのを防止することができる。
【００５８】
なお、上記実施の形態３では、低融点ガラスの例として酸化ビスマスを主体としたガラス粒子６を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、軟化温度が３００℃〜４００℃のものであれば、別のものであってもよい。
【００５９】
なお、上記の実施の形態１〜３に記載した内容は、あくまでも例であって、特許請求の範囲に記載された要素が含まれていればよく、実際の電界放射式ディスプレイとしては、構成、構造、仕様材料等において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電界放射式ディスプレイを示す断面図である。
【図２】図１の電界放射式ディスプレイの発光率を測定するための装置のカソードパネルを示す説明図である。
【図３】図１の電界放射式ディスプレイの粒径と粒子含有率との関係における発光率の測定結果を示す図である。
【図４】図３において、粒子含有率が体積比で３０％である場合に、粒径を０．５μｍ〜２０μｍまで変化させたときの粒径と発光率との関係を示す特性図である。
【図５】図３において、粒径が３μｍである場合に、粒子含有率を体積比で１０％〜１００％まで変化させたときの粒子含有率と発光率との関係を示す特性図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る電界放射式ディスプレイにおいて、粒径３μｍの銀粒子およびガラス粒子を、それぞれカーボンナノチューブ含有層に体積比で３０％添加したときの引き出し電界と電子放出電流との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  カソードパネル、２  アノードパネル、３  カソード基板、４  カソード電極、５  カーボンナノチューブ、６  ガラス粒子、７  カーボンナノチューブ含有層、１０  アノード基板、１１  アノード電極、１２  蛍光体。
【図１】
0004722583.tif 000002
【図２】
0004722583.tif 000003
【図３】
0004722583.tif 000004
【図４】
0004722583.tif 000005
【図５】
0004722583.tif 000006
【図６】
0004722583.tif 000007