[发明专利]电子发射源用膏和电子发射元件

说明书

技术领域

本发明涉及电子发射源用膏和使用该膏的电子发射元件。

背景技术

以碳纳米管(以下称为CNT)为首的具有尖锐的尖端形状和高纵横尺 寸比的碳纳米材料，适合用于场致发射，因此作为场致发射型显示器(FED) 和利用场致发射的液晶用背光源等的电子发射源，进行了很多的开发。使 用CNT的电子发射源，可通过将CNT与粘合剂、溶剂等有机成分混合进 行膏化后，将膏印刷在阴极电极上进行烧成来制作。

CNT为了高效率地进行电子发射，CNT与阴极电极的良好电接触很 重要。然而，由于CNT的杂质、作为有机成分的烧成残留成分的无定形 碳、和为赋予阴极电极与CNT的粘接性而添加的玻璃粉末这些绝缘性成 分的存在，有时妨碍良好的电接触。

因此，曾公开了通过混合银粒子来赋予导电性，希望保持电接触的技 术(参照专利文献1)。另外，出于不使CNT束化而是使其均匀分散的目 的，曾公开了涉及电子源用膏的技术，该电子源用膏是在具有大约100nm 以下的线经的CNT等的针状物质中至少含有粒径为上述CNT等的针状物 质的线径的约10倍以下的金属微粒子或金属氧化物微粒子的膏(专利文献 2)。

然而，专利文献1所公开的技术，根据银粒子的粒径，有时不能良好 地保持CNT与阴极电极的电接触。另外，专利文献2所公开的技术，由 于金属微粒子或具有导电性的金属氧化物的粒径小，因此尚不能得到良好 的电接触。

专利文献1：日本特开2004-504690号公报(第21段落)

专利文献2：日本特开2005-222847号公报(权利要求1、2)

发明内容

本发明着眼于上述课题，其目的是提供通过含有具有最佳范围的粒径 的导电性粒子而能够保持CNT与阴极电极的良好电接触的电子发射源用 膏。

即，本发明是一种电子发射源用膏，该膏含有直径为1nm以上且不到 10nm的碳纳米管、和平均粒径为0.1～1μm的导电性粒子。

根据本发明，可提供通过含有具有最佳范围的粒径的导电性粒子而能 够保持CNT与阴极电极的良好电接触的电子发射源用膏。

具体实施方式

以下对本发明详细地进行说明，CNT不仅物理化学耐久性优异，而且 具有适合于场致发射的曲率小的尖端形状和大的纵横尺寸比。因此，可优 选作为电子发射材料使用。除了CNT以外，也可以使用碳纳米纤维、碳 纳米壁、碳纳米角、碳纳米卷。由于当CNT的直径变大时，作为电子发 射部的尖端的曲率也变大，因此电子发射所需要的施加电压变高，因此含 有直径为1nm以上且不到10nm的CNT很重要。通过含有小于10nm小 的CNT，能够降低电子发射所需要的电压。然而，当小于1nm时，虽然 电子发射容易但容易劣化。更优选CNT的直径是1nm～7nm。通过使之 为7nm以下，能够更降低电子发射所需的电压。CNT的直径可使用透射 型电子显微镜进行测定。

在此，所谓良好的电接触，是指处于电子发射源的上表面的CNT与 阴极电极间的电阻为10⁹Ω以下。据说单层CNT的电阻率为10^-2～10^-4Ωcm (J.-P.Issi and J.-C.Charlier，Electrical Transport Properties in Carbon Nanotube In The Science and Technology of Carbon Nanotubes，ed.K. Tanaka，T.Yamabe，and K.Fukui，Elsevier，UK，1999)，因此直径1nm的 CNT的长度为1μm时，CNT的电阻为10⁵～10⁷Ω。由于也包含长度更长 的CNT；存在无定形碳等绝缘性杂质的影响；以及，存在不同的CNT彼 此的接点和CNT与电极的接点的接触电阻等，因此如果1根上述的CNT 的电阻为10⁷Ω的100倍以下即10⁹Ω，则可以称为良好的电接触。更优选 是10⁷Ω以下。