電界放出素子の製造方法、及び、電界放出素子
【課題】カソードから効率的に電子放出することができ、かつ、耐久性の高い電界放出素子を得る。
【解決手段】基板６に繊維状の電子放出材料７を固定してカソードを得た後（（ａ））、電子放出材料７を覆う接着層９を基板６上に形成し（（ｂ））、基板６から接着層９を剥離して電子放出材料７を起毛する（（ｃ））。（ｂ）の工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら電子放出材料７に接着材料を接着させて、基板６に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の接着層９を形成する。
【解決手段】基板６に繊維状の電子放出材料７を固定してカソードを得た後（（ａ））、電子放出材料７を覆う接着層９を基板６上に形成し（（ｂ））、基板６から接着層９を剥離して電子放出材料７を起毛する（（ｃ））。（ｂ）の工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら電子放出材料７に接着材料を接着させて、基板６に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の接着層９を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出素子の製造方法、及び、電界放出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子の製造方法としては、特許文献１〜５記載のものがある。
【０００３】
特許文献１には、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むペーストからなるパターンを基板上に形成し、パターン表面にレーザを照射することにより、ペーストからＣＮＴ以外の炭素成分を選択的に除去してＣＮＴより電子を放出する電子放出源の製造方法が記載されている。特許文献１では、耐性がありより多くの電子を放出させることができる電子放出源をより容易に作製できるとされている。
【０００４】
特許文献２には、エミッタとして複数のＣＮＴを含むＣＮＴ膜を形成する工程と、０．００２Ｎ／ｍｍを超え且つ０．２Ｎ／ｍｍ未満の粘着力を有する粘着シートをＣＮＴ膜上に付着させ、次いで該粘着シートを引き剥がすことによってＣＮＴを直立配向させることを特徴とするエミッタの製造方法が記載されている。特許文献２では、これにより、ＣＮＴ膜を用いながら均一で安定な放出電流を発生させ、良好なエミッション特性を得ることができるとされている。
【０００５】
特許文献３には、ＣＮＴを混合したペーストの印刷でカソードを形成し、印刷表面に固形微粒子を吹き付けて多数の微小クレータを形成すると共にＣＮＴを起毛させる工程を含む、電界放出型の表示装置等の自発光平面型表示装置の製造方法が記載されている。特許文献３では、この方法により、非接触でＣＮＴを起毛させて十分な電子放出を得ることを可能にするとされている。
【０００６】
特許文献４には、ＣＮＴを含む電子放出源である第１膜と第２膜とをカソード上に積層する工程と、第２膜表面に０．５〜１０Ｎ／ｃｍの粘着力を示す粘着材料を付着する工程と、粘着材料を剥離することによりＣＮＴを突出させる工程とを含む電子放出源の製造方法が記載されている。特許文献４では、この方法により、表面の凹凸が少なく、針状炭素が均一に突出した電子放出源を得ることが可能であり、電子放出源からの電子放出特性を著しく向上させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３６２４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５７９５３号公報
【特許文献３】特開２００５−５０７９号公報
【特許文献４】特開２００９−２０５９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記文献記載のＣＮＴを用いた電界放出素子の製造技術では、以下の課題がある。
起毛前のカソードについては、ＣＮＴ同士の接触・絡まり状態やＣＮＴと基板との接触状態に応じて、電子放出材料の基板への密着性にばらつきがある。特に、ＣＮＴをペーストやインクにして印刷する場合、ＣＮＴはランダムに存在するため、このばらつきを抑制することは難しい。こうしたカソードに対して、上記文献記載の技術では、起毛後に基板上に残るＣＮＴの基板への密着性を制御できないため、基板への密着性が低いＣＮＴを残してしまう、という課題がある。基板への密着性が低いと、ＣＮＴは、電界によって剥離したり、接触抵抗による発熱で燃焼等の損傷を受けたりして電子放出能が低下する。また、このような問題は、ＣＮＴ以外の繊維状の電子放出材料を用いた場合も同様に生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カソードから効率的に電子放出することができ、かつ、耐久性の高い電界放出素子の製造方法、及び同製造方法で製造された電界放出素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
基板に繊維状の電子放出材料を固定してカソードを得る工程と、
前記電子放出材料を覆う接着層を前記基板上に形成する工程と、
前記基板から前記接着層を剥離して前記電子放出材料を起毛する工程と、
を含み、
前記接着層を形成する前記工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら前記電子放出材料に接着材料を接着させ、前記基板に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の前記接着層を形成する、電界放出素子の製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記の方法によって製造された、電界放出素子が提供される。
【００１２】
さらに、本発明によれば、上記の電界放出素子を備える、照明装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カソードから効率的に電子放出することができ、かつ、耐久性の高い電界放出素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る電界放出素子の製造方法を説明する図である。
【図２】実施の形態に係る電界放出素子の製造方法で製造される電界放出素子を示す図である。
【図３】実施例の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。尚、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。
【００１６】
図１は、本実施の形態の電界放出素子の製造方法を説明する図である。本実施の形態の方法は、基板６に繊維状の電子放出材料７を固定してカソードを得る工程と（図１（ａ））、電子放出材料７を覆う接着層９を基板６上に形成する工程と（図１（ｂ））、基板６から接着層９を剥離して電子放出材料７を起毛する工程と（図１（ｃ））を含む。図１（ｂ）の工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら電子放出材料７に接着材料を接着させて、基板６に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の接着層９を形成する。
【００１７】
本実施の形態の方法で製造される電界放出素子の一例を図２に示す。電界放出素子には、カソード１及びアノード２を配置する。これらはそれぞれカソード基板３及びアノード基板４の上に形成することができる。カソード１には電子輸送部１Ａと電子放出部１Ｂとを形成することができ、アノード２には電子輸送部２Ａと電子衝突部２Ｂとを形成することができる。カソード１とアノード２との間にスペーサを配置し封着する等の方法で、これらの間を真空に保つことができる。電圧源５によって電圧を印加することで、電子放出部１Ｂから電子を放出させることができる。また、図示してはいないが、カソード１とアノード２との間に電子引き出し用のゲート電極など、追加の電極を１つまたは２つ以上加えることもできる。
【００１８】
カソード１の電子輸送部１Ａには、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属電極、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの金属酸化物電極、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどの炭素電極を用いることができる。電子放出部１Ｂは、図１の電子放出層８に対応し、繊維状の電子放出材料７を含有する。電子放出材料７は、図１で示す方法によりカソード基板３に対して直立方向に起立させることができる。電子放出材料７自身が十分に導電性を有する場合や、電子放出材料７にさらに導電性材料を混ぜる場合は、電子輸送部１Ａは必ずしも必要ではない。したがって、図１で示す基板６は、図２で示すカソード基板３であってもよいし、カソード基板３上に電子輸送部１Ａを積層した積層体であってもよい。
【００１９】
アノード２の電子輸送部２Ａには、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２などの金属酸化物、あるいはカーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどの炭素電極、といった透明電極を用いることができる。電子衝突部２Ｂは、電子線励起蛍光体とすることができる。以上の材料では発光素子を形成可能であるが、Ｘ線管・増幅素子など発光素子以外の用途においては、電子輸送部２ＡにＡｌ、Ｃｕなどの透明でない電極も用いることができ、また電子衝突部２Ｂに蛍光体以外も用いることができ、さらに電子衝突部２Ｂは必ずしも必要ではない。
【００２０】
カソード基板３及びアノード基板４には、ガラス基板や石英基板、非ドープのシリコン基板など、電気的に絶縁性を有するものを用いることができる。カソード１とアノード２との間隔は０．１ｍｍから３００ｍｍであることが好ましく、より好適には１ｍｍから１０ｍｍである。カソード１とアノード２との間の空間は、１．０×１０−３Ｐａ以下、より好適には１．０×１０−４Ｐａ以下の真空度とすることが好ましい。
【００２１】
図１に示す工程についてさらに詳細に説明する。まず基板６に電子放出材料として繊維状の電子放出材料７を固着させ、電子放出材料７を含有する電子放出層８を形成する（図１（ａ））。
【００２２】
基板６には導電性を持つ金属や金属酸化物を用いてもよいが、電子放出層８が十分に導電性を持つ場合はガラスや石英、非ドープシリコンなどの絶縁体を用いることも可能である。
【００２３】
繊維状の電子放出材料７としては、電界集中が起こる程度にアスペクト比が高く、かつ、導電性を有するものを用いることができ、例えば、炭素材料、金属ナノワイヤー、スピント型エミッタを用いることができる。炭素材料としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体、カーボンファイバー、カーボンスティック、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
【００２４】
カーボンナノチューブは、ナノメートル程度の直径を持つ炭素の筒状構造体であるが、特にアスペクト比が高く、耐電流密度性が高いために好ましい。カーボンナノチューブとしては、単層、二層、三層以上の多層のいずれのカーボンナノチューブを用いることもできる。特に低電圧で電子を放出させる場合は単層が好ましく、また特に耐久性をより上げたい場合は多層とすることが好ましく、低電圧で電子を放出させ、かつ耐久性も上げたい場合は二層をとすることができる。
【００２５】
また、繊維状の電子放出材料７として、例えば、金属ナノワイヤーや金属ナノチューブを用いることもできる。金属ナノワイヤーに含まれる金属材料としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕが挙げられるが、これらに限定されない。また、金属ナノチューブに含まれる金属材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２６】
電子放出材料７を含むペーストやインクを基板６に印刷することで、電子放出材料７を基板６に固着し、電子放出層８を形成させることができる。印刷法は、大面積化が容易であり、また、コストを削減できるため好ましい。ペースト中にはエチルセルロースなどの有機バインダーや、テルピネオールなどの溶媒を混合することもできる。さらに、電子放出材料７の固着を補助するため、ガラスフリットや金属、金属酸化物なども含有させることができる。金属は導電性を増大させる効果も持つ。印刷後には、焼成処理を行ってもよい。焼成環境は、例えば、大気などの酸素含有雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空とすることができる。
【００２７】
また、電子放出層８は、電子放出材料７を基板６上に直接合成することもできる。例えば、カーボンナノチューブの場合、化学気相成長法によって直接合成することができる。この場合、まず、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏなどのカーボンナノチューブ成長触媒を基板６上に配置する。その後、エチレン、アセチレンなどのガスやエタノール、メタノール、ベンゼン、トルエンなどの蒸気を炭素源として基材上に流し、高温にさらすことでカーボンナノチューブを成長させることができる。この際、希釈ガスとしてアルゴン、窒素、水素などを用いることができる。
【００２８】
次に、電子放出材料７の表面を覆うように接着材料を接着させて、接着層９を形成する（図１（ｂ））。このとき、電子放出材料７の表面の全面を覆うように接着材料を接着させると好ましい。接着層９を形成する接着材料は、塩化ビニル系、アクリル系、シリコーン系、ポリイミド系などの接着材料であっても良いが、これらに限られない。特に、プロセスの簡便性からは、感圧型接着材料あるいは粘着材が有用である。接着材料は、液状であっても、シート状であってもよいが、シート状の接着材料であれば、電子放出層８に容易に接着層９を形成することができる。このとき、接着材料を支持する基材があれば、接着の工程の制御がしやすくなるためより好ましい。また、接着層９に基材が設けられることで（図示せず）、剥離の工程も制御しやすくなるためより好ましい。
【００２９】
ここで、電子放出層８と接着層９との界面の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上となるように接着層９を形成することが好ましい。ここでいう剥離強さとは、基板６に対して剥離角度１８０度で接着層９を剥離する時、接着層９の剥離に要する力を接着層９と電子放出層８との界面の幅で割った値とする。例えば、上記０．６ｇ／ｍｍとは、剥離界面が２０ｍｍ幅である場合に１２ｇの力が必要であることを示す。剥離強さ０．６ｇ／ｍｍ以上にすることで、密着性の低い電子放出材料７を基板６から取り除き、密着性の高い電子放出材料７のみ起毛した状態にて基板６に残すことができる。すなわち、電場による剥離や接触抵抗による発熱が少ない電子放出材料７を有する、耐久性の高い電界放出素子を得ることができる。また、剥離強さが１．１ｇ／ｍｍ以上であれば、さらに密着性の高い電子放出材料７のみ残り、より耐久性の高い電子放出素子を得ることができるので、より好ましい。また、剥離強さ１００ｇ／ｍｍ以下にすることで、基板６に損傷を与えることなく、また、良好な密着性を有する電子放出材料７を基板６に残すことができる。なお、剥離角度とは、接着層９のうち電子放出層８に接着している領域と、電子放出層８から剥離した領域とがなす角度である。
【００３０】
上記剥離強さを生じせしめるため、本実施の形態では、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら接着材料を電子放出材料７に接着させるが、０．６ＭＰａ以上加圧するとより好ましい。このとき、１００℃以上に加熱しながら接着材料を電子放出層８に接着させるとより好ましく、１３０℃以上がさらに好ましい。また、接着強度が大きな、任意の接着材料を用いてもよいし、接着強度が増大する他の任意の条件を採用することもできる。加圧及び加熱の手段は特に限定されないが、シート状の接着材料を用いた場合は、このシート状の接着材料を電子放出層８に載置し、接着材料上に重しを載せて加圧することができる。また、接着材料の表面からロールを用いて加圧加熱してもよい。
【００３１】
最後に、接着層９を剥離し、繊維状の電子放出材料７を起毛させる（図１（ｃ））。接着層９が柔軟性を持つ場合、任意の角度で接着層９を剥離することができる。剥離角度１８０度で剥離することは制御性の良さから好ましいが、これに限られるものではない。接着層９を直線的に引っ張ることで剥離することもできるし、あるいはローラーに巻き取るように剥離することもできる。
【００３２】
また、剥離は凝集破壊でないこと、すなわち、接着層９の内部での剥離が起きないことが好ましい。剥離が接着層９内部で起きてしまうと、接着層９の一部が電子放出層８に付着したまま残ってしまい、電子放出を妨げたりガス放出源となってしまったりする。剥離のそのほかの条件は任意とすることができるが、温度２０〜３０℃、剥離速度０．１〜８ｍｍ／秒とすることができる。
【００３３】
本実施の形態において、繊維状の電子放出材料７が起毛した状態としては、繊維状の電子放出材料７が基板６に対して実質的に直立配向していればよく、具体的には、基板６に対して、１０度〜１７０度の範囲に配向していることが好ましく、４５度〜１３５度の範囲で配向しているとより好ましく、６０度〜１２０度の範囲で配向しているとさらに好ましい。
【００３４】
このようにして、カソード基板３又は電子輸送部１Ａ上に、繊維状の電子放出材料７が起毛されたカソード１と、任意の方法により用意されたアノード２とを対向配置させ、電圧源５を介して接続し、電界放出素子を得る。
【００３５】
本実施の形態の方法で得られる電界放出素子は、カソード１とアノード２との間を真空状態にし、電界を印加することで、起毛した繊維状の電子放出材料７の先端に電界が集中し、電子を放出させることができる。
【００３６】
この電界放出素子には、アノード２に電子線励起発光蛍光体を配置して、発光素子を形成してもよい。こうすることで、放出された電子を電界によって加速し、同蛍光体に衝突させ、発光を得ることができる。本実施の形態で得られる電界放出素子を利用した、フィールドエミッションディスプレイやフィールドエミッションランプによれば、省電力で、かつ、平面で高輝度な発光素子が形成可能である。
【００３７】
また、本実施の形態で得られる電界放出素子は、電子を衝突させるターゲットを適切に選んだり、ゲート電極を追加したりすることで、Ｘ線源や増幅素子などを形成してもよい。
【００３８】
また、電界放出素子はさらに、通常の照明装置に必要なその他の部品を備えることにより、照明装置を構成することもできる。
【００３９】
つづいて、本実施の形態の効果について図１を用いつつ説明する。本実施の形態の方法によれば、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら接着材料を繊維状の電子放出材料７に接着させて、基板６に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の接着層９を形成する。これにより、十分に大きな剥離強さで接着層９を起毛することができ、密着性の低い電子放出材料７を基板６表面から取り除き、密着性の高い電子放出材料７のみ起毛した状態にて基板６表面に残すことができる。これにより、起毛した電子放出材料７により良好な電界集中特性が得られ、かつ、電場による剥離や接触抵抗に起因する損傷を受けにくい電子放出層８とすることができる。したがって、カソードが効率的に電子放出でき、かつ、耐久性の高い電界放出素子を得ることができる。
【００４０】
カーボンナノチューブを含め、電子放出材料を含有したペーストを印刷してカソードを形成する場合、電子放出材料が基板に対しておおよそ平行に向いてしまうことが多い。また他のカソード形成方法を採る場合でも電子放出材料が基板に平行に向くことが考えられる。しかし、電子放出材料の先端に電界を集中させるためには、電子放出材料を基板に対しておおよそ垂直に起毛させる必要がある。その方法としては、接着材料の剥離、レーザ照射、プラズマ照射、ドライアイスブラストといった方法が知られている。特に、接着材料の剥離は、簡便で量産性に優れるために一般的な方法である。
【００４１】
しかしながら、起毛前のカソードについては、電子放出材料同士の接触・絡まり状態や電子放出材料と基板の接触状態に応じて、電子放出材料の基板への密着性にばらつきがある。特に電子放出材料をペーストやインクにして印刷する場合、電子放出材料はランダムに存在するため、このばらつきを抑制することは難しい。基板への密着性が低いと、電子放出材料は、電界によって剥離したり、接触抵抗による発熱で燃焼等の損傷を受けたりしてしまう。
【００４２】
一方、本実施の形態の方法では、電子放出材料の基板６への密着性を制御することができるため、密着性の低い電子放出材料をカソード１から取り除き、密着性の高い電子放出材料のみ起毛した状態にてカソード１に残すことができる。したがって、電場による剥離や接触抵抗に起因する損傷が少ない電子放出材料を有する、耐久性の高い電界放出素子を得ることができる。
【００４３】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００４４】
具体的な実施例を用いて、本発明の電界放出素子の製造方法を説明する。
実施例１
電子放出材料としてカーボンナノチューブを用い、カーボンナノチューブ含有ペーストを印刷する方法によってカソードを形成した。ペーストの組成は、カーボンナノチューブ６００ｍｇ、セルロース系有機バインダー１２０ｍｇ、ガラスフリット４２０ｍｇ、αテルピネオール６ｍｌとした。これらを混合後、７時間機械的混練を行った。ペーストを、ＩＴＯ付きガラス基板上にスクリーン印刷した。その後、有機バインダー及びαテルピネオールを除去するために、乾燥空気中４８０℃で１時間焼成し、さらに窒素中５００℃で１時間焼成した。以上の工程で、カソードを備えたガラス基板を作製した。次に、圧力をかけずに粘着テープ（テクニテープＴ４、株式会社テクニスコ社製）をカソードに載せた後、ローラーで約０．６ＭＰａの圧力、及び、約１３０℃の温度をかけて粘着テープをカソードに接着させた。その後、７．４ｍｍ／秒の速さ、１８０度の剥離角度、２５℃でテープを剥離することでカーボンナノチューブの起毛を行った。このときの剥離強さを室温（２５℃）で測定した。具体的には、万能試験機（静的引張試験機）（Ｉｎｓｔｒｏｎ社製、型番５５６７）を使用し、粘着テープとカソード基板とをそれぞれ万力で固定し、粘着テープ側にはロードセル（荷重センサ）を付け、粘着テープとカソード基板とが１８０度の角度をなすように引き離した。ロードセルが検出した剥離に要した力（単位：ｇ）をテープの幅（単位：ｍｍ）で割り、剥離強さを求めた。得られた剥離強さは、１．１ｇ／ｍｍであった。最後に、カソードに対向する形でアノード（図２に示す構成において、電子衝突部２Ｂが蛍光体Ｐ２２(白色)、電子輸送部２ＡがＩＴＯとしたもの）を設置して電圧源を介して接続し、電界放出素子を作製した。
【００４５】
なお、剥離強さは０．１〜８ｍｍ／秒の範囲で剥離速度にあまり依存しなかった。また、電子顕微鏡で観察すると、カソードへの粘着材料の残留は見られず、凝集破壊は起きていないことが示唆された。さらに、粘着テープの幅を１０ｍｍとした場合に比べて２０ｍｍとした場合は、剥離強さは２倍程度となり、剥離強さは剥離界面の幅に比例していることがわかった。
【００４６】
実施例２
実施例１において、粘着テープをカソードに接着させるときの温度を２５℃に変えた以外は同様にし、電界放出素子を作製した。剥離強さを実施例１と同様に測定したところ、０．６ｇ／ｍｍであった。
【００４７】
比較例１
実施例１において、圧力をかけずに粘着テープをカソードに載せた後、室温（２５℃）で、重りを載せることで０．００１ＭＰａの圧力を１分間印加して接着させた以外は同様にし、電界放出素子を作製した。剥離強さを実施例１と同様に測定したところ、０．２ｇ／ｍｍであった。
【００４８】
［評価］
実施例１、２、比較例１のそれぞれの電界放出素子に、１０μＡ/ｃｍ２程度の比較的小さな電流を２．５〜３時間流し、排気を行って、真空状態（１〜７×１０−６Ｐａ）にした。次に、２５μＡ/ｃｍ２に電流を上げ、定電圧下での電流の時間変化を評価した。電圧は６〜８ｋＶであった。結果を図３に示す。
【００４９】
なお、電圧を半分に変えて評価しても電流の時間変化変わらなかった。また電流の初期値を半分に変えても電流の時間変化は変わらなかった。電流はおおむね時間の経過とともに減少したが、実施例１、実施例２、比較例１の順に電流の減少率は小さかった。１００時間後に外挿したときの電流の維持率は、それぞれ約１００％、約８０％、約３０％であった。すなわち、粘着テープの剥離強さが大きいほどカソードの耐久性が高く、剥離強さはおおむね０．６ｇ／ｍｍ以上が好ましく、さらに１．１ｇ／ｍｍ以上がより好ましいことがわかった。
【００５０】
実施例１、２比較例１における粘着シートの接着条件、及び、評価結果を表１にまとめた。
【００５１】
【表１】
【符号の説明】
【００５２】
１ カソード
１Ａ 電子輸送部
１Ｂ 電子放出部
２ アノード
２Ａ 電子輸送部
２Ｂ 電子衝突部
３ カソード基板
４ アノード基板
５ 電圧源
６ 基板
７ 電子放出材料
８ 電子放出層
９ 接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出素子の製造方法、及び、電界放出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子の製造方法としては、特許文献１〜５記載のものがある。
【０００３】
特許文献１には、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むペーストからなるパターンを基板上に形成し、パターン表面にレーザを照射することにより、ペーストからＣＮＴ以外の炭素成分を選択的に除去してＣＮＴより電子を放出する電子放出源の製造方法が記載されている。特許文献１では、耐性がありより多くの電子を放出させることができる電子放出源をより容易に作製できるとされている。
【０００４】
特許文献２には、エミッタとして複数のＣＮＴを含むＣＮＴ膜を形成する工程と、０．００２Ｎ／ｍｍを超え且つ０．２Ｎ／ｍｍ未満の粘着力を有する粘着シートをＣＮＴ膜上に付着させ、次いで該粘着シートを引き剥がすことによってＣＮＴを直立配向させることを特徴とするエミッタの製造方法が記載されている。特許文献２では、これにより、ＣＮＴ膜を用いながら均一で安定な放出電流を発生させ、良好なエミッション特性を得ることができるとされている。
【０００５】
特許文献３には、ＣＮＴを混合したペーストの印刷でカソードを形成し、印刷表面に固形微粒子を吹き付けて多数の微小クレータを形成すると共にＣＮＴを起毛させる工程を含む、電界放出型の表示装置等の自発光平面型表示装置の製造方法が記載されている。特許文献３では、この方法により、非接触でＣＮＴを起毛させて十分な電子放出を得ることを可能にするとされている。
【０００６】
特許文献４には、ＣＮＴを含む電子放出源である第１膜と第２膜とをカソード上に積層する工程と、第２膜表面に０．５〜１０Ｎ／ｃｍの粘着力を示す粘着材料を付着する工程と、粘着材料を剥離することによりＣＮＴを突出させる工程とを含む電子放出源の製造方法が記載されている。特許文献４では、この方法により、表面の凹凸が少なく、針状炭素が均一に突出した電子放出源を得ることが可能であり、電子放出源からの電子放出特性を著しく向上させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３６２４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５７９５３号公報
【特許文献３】特開２００５−５０７９号公報
【特許文献４】特開２００９−２０５９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記文献記載のＣＮＴを用いた電界放出素子の製造技術では、以下の課題がある。
起毛前のカソードについては、ＣＮＴ同士の接触・絡まり状態やＣＮＴと基板との接触状態に応じて、電子放出材料の基板への密着性にばらつきがある。特に、ＣＮＴをペーストやインクにして印刷する場合、ＣＮＴはランダムに存在するため、このばらつきを抑制することは難しい。こうしたカソードに対して、上記文献記載の技術では、起毛後に基板上に残るＣＮＴの基板への密着性を制御できないため、基板への密着性が低いＣＮＴを残してしまう、という課題がある。基板への密着性が低いと、ＣＮＴは、電界によって剥離したり、接触抵抗による発熱で燃焼等の損傷を受けたりして電子放出能が低下する。また、このような問題は、ＣＮＴ以外の繊維状の電子放出材料を用いた場合も同様に生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カソードから効率的に電子放出することができ、かつ、耐久性の高い電界放出素子の製造方法、及び同製造方法で製造された電界放出素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
基板に繊維状の電子放出材料を固定してカソードを得る工程と、
前記電子放出材料を覆う接着層を前記基板上に形成する工程と、
前記基板から前記接着層を剥離して前記電子放出材料を起毛する工程と、
を含み、
前記接着層を形成する前記工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら前記電子放出材料に接着材料を接着させ、前記基板に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の前記接着層を形成する、電界放出素子の製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記の方法によって製造された、電界放出素子が提供される。
【００１２】
さらに、本発明によれば、上記の電界放出素子を備える、照明装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カソードから効率的に電子放出することができ、かつ、耐久性の高い電界放出素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る電界放出素子の製造方法を説明する図である。
【図２】実施の形態に係る電界放出素子の製造方法で製造される電界放出素子を示す図である。
【図３】実施例の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。尚、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。
【００１６】
図１は、本実施の形態の電界放出素子の製造方法を説明する図である。本実施の形態の方法は、基板６に繊維状の電子放出材料７を固定してカソードを得る工程と（図１（ａ））、電子放出材料７を覆う接着層９を基板６上に形成する工程と（図１（ｂ））、基板６から接着層９を剥離して電子放出材料７を起毛する工程と（図１（ｃ））を含む。図１（ｂ）の工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら電子放出材料７に接着材料を接着させて、基板６に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の接着層９を形成する。
【００１７】
本実施の形態の方法で製造される電界放出素子の一例を図２に示す。電界放出素子には、カソード１及びアノード２を配置する。これらはそれぞれカソード基板３及びアノード基板４の上に形成することができる。カソード１には電子輸送部１Ａと電子放出部１Ｂとを形成することができ、アノード２には電子輸送部２Ａと電子衝突部２Ｂとを形成することができる。カソード１とアノード２との間にスペーサを配置し封着する等の方法で、これらの間を真空に保つことができる。電圧源５によって電圧を印加することで、電子放出部１Ｂから電子を放出させることができる。また、図示してはいないが、カソード１とアノード２との間に電子引き出し用のゲート電極など、追加の電極を１つまたは２つ以上加えることもできる。
【００１８】
カソード１の電子輸送部１Ａには、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属電極、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの金属酸化物電極、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどの炭素電極を用いることができる。電子放出部１Ｂは、図１の電子放出層８に対応し、繊維状の電子放出材料７を含有する。電子放出材料７は、図１で示す方法によりカソード基板３に対して直立方向に起立させることができる。電子放出材料７自身が十分に導電性を有する場合や、電子放出材料７にさらに導電性材料を混ぜる場合は、電子輸送部１Ａは必ずしも必要ではない。したがって、図１で示す基板６は、図２で示すカソード基板３であってもよいし、カソード基板３上に電子輸送部１Ａを積層した積層体であってもよい。
【００１９】
アノード２の電子輸送部２Ａには、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２などの金属酸化物、あるいはカーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどの炭素電極、といった透明電極を用いることができる。電子衝突部２Ｂは、電子線励起蛍光体とすることができる。以上の材料では発光素子を形成可能であるが、Ｘ線管・増幅素子など発光素子以外の用途においては、電子輸送部２ＡにＡｌ、Ｃｕなどの透明でない電極も用いることができ、また電子衝突部２Ｂに蛍光体以外も用いることができ、さらに電子衝突部２Ｂは必ずしも必要ではない。
【００２０】
カソード基板３及びアノード基板４には、ガラス基板や石英基板、非ドープのシリコン基板など、電気的に絶縁性を有するものを用いることができる。カソード１とアノード２との間隔は０．１ｍｍから３００ｍｍであることが好ましく、より好適には１ｍｍから１０ｍｍである。カソード１とアノード２との間の空間は、１．０×１０−３Ｐａ以下、より好適には１．０×１０−４Ｐａ以下の真空度とすることが好ましい。
【００２１】
図１に示す工程についてさらに詳細に説明する。まず基板６に電子放出材料として繊維状の電子放出材料７を固着させ、電子放出材料７を含有する電子放出層８を形成する（図１（ａ））。
【００２２】
基板６には導電性を持つ金属や金属酸化物を用いてもよいが、電子放出層８が十分に導電性を持つ場合はガラスや石英、非ドープシリコンなどの絶縁体を用いることも可能である。
【００２３】
繊維状の電子放出材料７としては、電界集中が起こる程度にアスペクト比が高く、かつ、導電性を有するものを用いることができ、例えば、炭素材料、金属ナノワイヤー、スピント型エミッタを用いることができる。炭素材料としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノチューブ・カーボンナノホーン複合体、カーボンファイバー、カーボンスティック、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
【００２４】
カーボンナノチューブは、ナノメートル程度の直径を持つ炭素の筒状構造体であるが、特にアスペクト比が高く、耐電流密度性が高いために好ましい。カーボンナノチューブとしては、単層、二層、三層以上の多層のいずれのカーボンナノチューブを用いることもできる。特に低電圧で電子を放出させる場合は単層が好ましく、また特に耐久性をより上げたい場合は多層とすることが好ましく、低電圧で電子を放出させ、かつ耐久性も上げたい場合は二層をとすることができる。
【００２５】
また、繊維状の電子放出材料７として、例えば、金属ナノワイヤーや金属ナノチューブを用いることもできる。金属ナノワイヤーに含まれる金属材料としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕが挙げられるが、これらに限定されない。また、金属ナノチューブに含まれる金属材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２６】
電子放出材料７を含むペーストやインクを基板６に印刷することで、電子放出材料７を基板６に固着し、電子放出層８を形成させることができる。印刷法は、大面積化が容易であり、また、コストを削減できるため好ましい。ペースト中にはエチルセルロースなどの有機バインダーや、テルピネオールなどの溶媒を混合することもできる。さらに、電子放出材料７の固着を補助するため、ガラスフリットや金属、金属酸化物なども含有させることができる。金属は導電性を増大させる効果も持つ。印刷後には、焼成処理を行ってもよい。焼成環境は、例えば、大気などの酸素含有雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空とすることができる。
【００２７】
また、電子放出層８は、電子放出材料７を基板６上に直接合成することもできる。例えば、カーボンナノチューブの場合、化学気相成長法によって直接合成することができる。この場合、まず、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏなどのカーボンナノチューブ成長触媒を基板６上に配置する。その後、エチレン、アセチレンなどのガスやエタノール、メタノール、ベンゼン、トルエンなどの蒸気を炭素源として基材上に流し、高温にさらすことでカーボンナノチューブを成長させることができる。この際、希釈ガスとしてアルゴン、窒素、水素などを用いることができる。
【００２８】
次に、電子放出材料７の表面を覆うように接着材料を接着させて、接着層９を形成する（図１（ｂ））。このとき、電子放出材料７の表面の全面を覆うように接着材料を接着させると好ましい。接着層９を形成する接着材料は、塩化ビニル系、アクリル系、シリコーン系、ポリイミド系などの接着材料であっても良いが、これらに限られない。特に、プロセスの簡便性からは、感圧型接着材料あるいは粘着材が有用である。接着材料は、液状であっても、シート状であってもよいが、シート状の接着材料であれば、電子放出層８に容易に接着層９を形成することができる。このとき、接着材料を支持する基材があれば、接着の工程の制御がしやすくなるためより好ましい。また、接着層９に基材が設けられることで（図示せず）、剥離の工程も制御しやすくなるためより好ましい。
【００２９】
ここで、電子放出層８と接着層９との界面の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上となるように接着層９を形成することが好ましい。ここでいう剥離強さとは、基板６に対して剥離角度１８０度で接着層９を剥離する時、接着層９の剥離に要する力を接着層９と電子放出層８との界面の幅で割った値とする。例えば、上記０．６ｇ／ｍｍとは、剥離界面が２０ｍｍ幅である場合に１２ｇの力が必要であることを示す。剥離強さ０．６ｇ／ｍｍ以上にすることで、密着性の低い電子放出材料７を基板６から取り除き、密着性の高い電子放出材料７のみ起毛した状態にて基板６に残すことができる。すなわち、電場による剥離や接触抵抗による発熱が少ない電子放出材料７を有する、耐久性の高い電界放出素子を得ることができる。また、剥離強さが１．１ｇ／ｍｍ以上であれば、さらに密着性の高い電子放出材料７のみ残り、より耐久性の高い電子放出素子を得ることができるので、より好ましい。また、剥離強さ１００ｇ／ｍｍ以下にすることで、基板６に損傷を与えることなく、また、良好な密着性を有する電子放出材料７を基板６に残すことができる。なお、剥離角度とは、接着層９のうち電子放出層８に接着している領域と、電子放出層８から剥離した領域とがなす角度である。
【００３０】
上記剥離強さを生じせしめるため、本実施の形態では、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら接着材料を電子放出材料７に接着させるが、０．６ＭＰａ以上加圧するとより好ましい。このとき、１００℃以上に加熱しながら接着材料を電子放出層８に接着させるとより好ましく、１３０℃以上がさらに好ましい。また、接着強度が大きな、任意の接着材料を用いてもよいし、接着強度が増大する他の任意の条件を採用することもできる。加圧及び加熱の手段は特に限定されないが、シート状の接着材料を用いた場合は、このシート状の接着材料を電子放出層８に載置し、接着材料上に重しを載せて加圧することができる。また、接着材料の表面からロールを用いて加圧加熱してもよい。
【００３１】
最後に、接着層９を剥離し、繊維状の電子放出材料７を起毛させる（図１（ｃ））。接着層９が柔軟性を持つ場合、任意の角度で接着層９を剥離することができる。剥離角度１８０度で剥離することは制御性の良さから好ましいが、これに限られるものではない。接着層９を直線的に引っ張ることで剥離することもできるし、あるいはローラーに巻き取るように剥離することもできる。
【００３２】
また、剥離は凝集破壊でないこと、すなわち、接着層９の内部での剥離が起きないことが好ましい。剥離が接着層９内部で起きてしまうと、接着層９の一部が電子放出層８に付着したまま残ってしまい、電子放出を妨げたりガス放出源となってしまったりする。剥離のそのほかの条件は任意とすることができるが、温度２０〜３０℃、剥離速度０．１〜８ｍｍ／秒とすることができる。
【００３３】
本実施の形態において、繊維状の電子放出材料７が起毛した状態としては、繊維状の電子放出材料７が基板６に対して実質的に直立配向していればよく、具体的には、基板６に対して、１０度〜１７０度の範囲に配向していることが好ましく、４５度〜１３５度の範囲で配向しているとより好ましく、６０度〜１２０度の範囲で配向しているとさらに好ましい。
【００３４】
このようにして、カソード基板３又は電子輸送部１Ａ上に、繊維状の電子放出材料７が起毛されたカソード１と、任意の方法により用意されたアノード２とを対向配置させ、電圧源５を介して接続し、電界放出素子を得る。
【００３５】
本実施の形態の方法で得られる電界放出素子は、カソード１とアノード２との間を真空状態にし、電界を印加することで、起毛した繊維状の電子放出材料７の先端に電界が集中し、電子を放出させることができる。
【００３６】
この電界放出素子には、アノード２に電子線励起発光蛍光体を配置して、発光素子を形成してもよい。こうすることで、放出された電子を電界によって加速し、同蛍光体に衝突させ、発光を得ることができる。本実施の形態で得られる電界放出素子を利用した、フィールドエミッションディスプレイやフィールドエミッションランプによれば、省電力で、かつ、平面で高輝度な発光素子が形成可能である。
【００３７】
また、本実施の形態で得られる電界放出素子は、電子を衝突させるターゲットを適切に選んだり、ゲート電極を追加したりすることで、Ｘ線源や増幅素子などを形成してもよい。
【００３８】
また、電界放出素子はさらに、通常の照明装置に必要なその他の部品を備えることにより、照明装置を構成することもできる。
【００３９】
つづいて、本実施の形態の効果について図１を用いつつ説明する。本実施の形態の方法によれば、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら接着材料を繊維状の電子放出材料７に接着させて、基板６に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の接着層９を形成する。これにより、十分に大きな剥離強さで接着層９を起毛することができ、密着性の低い電子放出材料７を基板６表面から取り除き、密着性の高い電子放出材料７のみ起毛した状態にて基板６表面に残すことができる。これにより、起毛した電子放出材料７により良好な電界集中特性が得られ、かつ、電場による剥離や接触抵抗に起因する損傷を受けにくい電子放出層８とすることができる。したがって、カソードが効率的に電子放出でき、かつ、耐久性の高い電界放出素子を得ることができる。
【００４０】
カーボンナノチューブを含め、電子放出材料を含有したペーストを印刷してカソードを形成する場合、電子放出材料が基板に対しておおよそ平行に向いてしまうことが多い。また他のカソード形成方法を採る場合でも電子放出材料が基板に平行に向くことが考えられる。しかし、電子放出材料の先端に電界を集中させるためには、電子放出材料を基板に対しておおよそ垂直に起毛させる必要がある。その方法としては、接着材料の剥離、レーザ照射、プラズマ照射、ドライアイスブラストといった方法が知られている。特に、接着材料の剥離は、簡便で量産性に優れるために一般的な方法である。
【００４１】
しかしながら、起毛前のカソードについては、電子放出材料同士の接触・絡まり状態や電子放出材料と基板の接触状態に応じて、電子放出材料の基板への密着性にばらつきがある。特に電子放出材料をペーストやインクにして印刷する場合、電子放出材料はランダムに存在するため、このばらつきを抑制することは難しい。基板への密着性が低いと、電子放出材料は、電界によって剥離したり、接触抵抗による発熱で燃焼等の損傷を受けたりしてしまう。
【００４２】
一方、本実施の形態の方法では、電子放出材料の基板６への密着性を制御することができるため、密着性の低い電子放出材料をカソード１から取り除き、密着性の高い電子放出材料のみ起毛した状態にてカソード１に残すことができる。したがって、電場による剥離や接触抵抗に起因する損傷が少ない電子放出材料を有する、耐久性の高い電界放出素子を得ることができる。
【００４３】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００４４】
具体的な実施例を用いて、本発明の電界放出素子の製造方法を説明する。
実施例１
電子放出材料としてカーボンナノチューブを用い、カーボンナノチューブ含有ペーストを印刷する方法によってカソードを形成した。ペーストの組成は、カーボンナノチューブ６００ｍｇ、セルロース系有機バインダー１２０ｍｇ、ガラスフリット４２０ｍｇ、αテルピネオール６ｍｌとした。これらを混合後、７時間機械的混練を行った。ペーストを、ＩＴＯ付きガラス基板上にスクリーン印刷した。その後、有機バインダー及びαテルピネオールを除去するために、乾燥空気中４８０℃で１時間焼成し、さらに窒素中５００℃で１時間焼成した。以上の工程で、カソードを備えたガラス基板を作製した。次に、圧力をかけずに粘着テープ（テクニテープＴ４、株式会社テクニスコ社製）をカソードに載せた後、ローラーで約０．６ＭＰａの圧力、及び、約１３０℃の温度をかけて粘着テープをカソードに接着させた。その後、７．４ｍｍ／秒の速さ、１８０度の剥離角度、２５℃でテープを剥離することでカーボンナノチューブの起毛を行った。このときの剥離強さを室温（２５℃）で測定した。具体的には、万能試験機（静的引張試験機）（Ｉｎｓｔｒｏｎ社製、型番５５６７）を使用し、粘着テープとカソード基板とをそれぞれ万力で固定し、粘着テープ側にはロードセル（荷重センサ）を付け、粘着テープとカソード基板とが１８０度の角度をなすように引き離した。ロードセルが検出した剥離に要した力（単位：ｇ）をテープの幅（単位：ｍｍ）で割り、剥離強さを求めた。得られた剥離強さは、１．１ｇ／ｍｍであった。最後に、カソードに対向する形でアノード（図２に示す構成において、電子衝突部２Ｂが蛍光体Ｐ２２(白色)、電子輸送部２ＡがＩＴＯとしたもの）を設置して電圧源を介して接続し、電界放出素子を作製した。
【００４５】
なお、剥離強さは０．１〜８ｍｍ／秒の範囲で剥離速度にあまり依存しなかった。また、電子顕微鏡で観察すると、カソードへの粘着材料の残留は見られず、凝集破壊は起きていないことが示唆された。さらに、粘着テープの幅を１０ｍｍとした場合に比べて２０ｍｍとした場合は、剥離強さは２倍程度となり、剥離強さは剥離界面の幅に比例していることがわかった。
【００４６】
実施例２
実施例１において、粘着テープをカソードに接着させるときの温度を２５℃に変えた以外は同様にし、電界放出素子を作製した。剥離強さを実施例１と同様に測定したところ、０．６ｇ／ｍｍであった。
【００４７】
比較例１
実施例１において、圧力をかけずに粘着テープをカソードに載せた後、室温（２５℃）で、重りを載せることで０．００１ＭＰａの圧力を１分間印加して接着させた以外は同様にし、電界放出素子を作製した。剥離強さを実施例１と同様に測定したところ、０．２ｇ／ｍｍであった。
【００４８】
［評価］
実施例１、２、比較例１のそれぞれの電界放出素子に、１０μＡ/ｃｍ２程度の比較的小さな電流を２．５〜３時間流し、排気を行って、真空状態（１〜７×１０−６Ｐａ）にした。次に、２５μＡ/ｃｍ２に電流を上げ、定電圧下での電流の時間変化を評価した。電圧は６〜８ｋＶであった。結果を図３に示す。
【００４９】
なお、電圧を半分に変えて評価しても電流の時間変化変わらなかった。また電流の初期値を半分に変えても電流の時間変化は変わらなかった。電流はおおむね時間の経過とともに減少したが、実施例１、実施例２、比較例１の順に電流の減少率は小さかった。１００時間後に外挿したときの電流の維持率は、それぞれ約１００％、約８０％、約３０％であった。すなわち、粘着テープの剥離強さが大きいほどカソードの耐久性が高く、剥離強さはおおむね０．６ｇ／ｍｍ以上が好ましく、さらに１．１ｇ／ｍｍ以上がより好ましいことがわかった。
【００５０】
実施例１、２比較例１における粘着シートの接着条件、及び、評価結果を表１にまとめた。
【００５１】
【表１】
【符号の説明】
【００５２】
１ カソード
１Ａ 電子輸送部
１Ｂ 電子放出部
２ アノード
２Ａ 電子輸送部
２Ｂ 電子衝突部
３ カソード基板
４ アノード基板
５ 電圧源
６ 基板
７ 電子放出材料
８ 電子放出層
９ 接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に繊維状の電子放出材料を固定してカソードを得る工程と、
前記電子放出材料を覆う接着層を前記基板上に形成する工程と、
前記基板から前記接着層を剥離して前記電子放出材料を起毛する工程と、
を含み、
前記接着層を形成する前記工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら前記電子放出材料に接着材料を接着させ、前記基板に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の前記接着層を形成する、電界放出素子の製造方法。
【請求項２】
前記接着層を形成する前記工程において、１００℃以上に加熱しながら前記電子放出材料に前記接着材料を接着させる、請求項１に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項３】
前記接着層を形成する前記工程において、前記電子放出材料の全面を前記接着材料で覆うようにして前記接着層を形成する、請求項１又は２に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記接着材料が感圧型接着剤である、請求項１乃至３いずれか１項に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記電子放出材料が、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、又は、これらの混合体若しくは複合体である、請求項１乃至４いずれか１項に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか１項の方法によって製造された、電界放出素子。
【請求項７】
請求項６に記載の電界放出素子を備える、照明装置。
【請求項１】
基板に繊維状の電子放出材料を固定してカソードを得る工程と、
前記電子放出材料を覆う接着層を前記基板上に形成する工程と、
前記基板から前記接着層を剥離して前記電子放出材料を起毛する工程と、
を含み、
前記接着層を形成する前記工程において、０．１ＭＰａ以上に加圧しながら前記電子放出材料に接着材料を接着させ、前記基板に対して１８０度の剥離角度で剥離した時の剥離強さが０．６ｇ／ｍｍ以上の前記接着層を形成する、電界放出素子の製造方法。
【請求項２】
前記接着層を形成する前記工程において、１００℃以上に加熱しながら前記電子放出材料に前記接着材料を接着させる、請求項１に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項３】
前記接着層を形成する前記工程において、前記電子放出材料の全面を前記接着材料で覆うようにして前記接着層を形成する、請求項１又は２に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４】
前記接着材料が感圧型接着剤である、請求項１乃至３いずれか１項に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項５】
前記電子放出材料が、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、又は、これらの混合体若しくは複合体である、請求項１乃至４いずれか１項に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか１項の方法によって製造された、電界放出素子。
【請求項７】
請求項６に記載の電界放出素子を備える、照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７４４６１（Ｐ２０１２−１７４４６１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３４８００（Ｐ２０１１−３４８００）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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