JP2007188686A

JP2007188686A - Method for activating electron emission surface of field emission type display device

Info

Publication number: JP2007188686A
Application number: JP2006004128A
Authority: JP
Inventors: Kuei-Wen Cheng; 奎文鄭; Jin-Lung Tsai; 金龍蔡; Shie-Heng Lee; 協恆李; Yu-An Li; 裕安李; Chun-Yen Hsiao; 俊彦蕭
Original assignee: TOGEN DENKI KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: TOGEN DENKI KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of uniformly activating an electron emission source layer, and of preventing damage of the electron emission source layer. <P>SOLUTION: This method is used for activating the electron emission source layer 5 of the field emission type display device. The method forms a protective layer 6 by covering one surface of the electron emission source layer 5 with a solution after a cathode board 1 is manufactured. A covering layer 8 is formed on a surface of the electron emission source layer 5 by applying a covering material 7 to cover the protective layer 6. The covering layer 8 is cured, and the dried covering layer is separated by using a mold separating cylindrical body 9. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界放出型表示装置の電子放出面（電子放出源層の表面）を活性化処理する方法に関し、特に、本発明は、電子放出源層が損傷されることを防止しつつ、より効果的に電子放出源層の表面を活性化処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for activating an electron emission surface (surface of an electron emission source layer) of a field emission display device, and more particularly, the present invention further prevents the electron emission source layer from being damaged, The present invention relates to a method for effectively activating the surface of an electron emission source layer.

従来の三極型の電界放出型表示装置（ＦＥＤ：ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）は、アノード構造とカソード構造とを含む。これらアノード構造とカソード構造との間にはスペーサが配置されており、この結果、アノード構造とカソード構造との間に空間が提供されるとともに当該空間が真空に保たれるように支持される。アノード構造は、アノード基板、アノード導電層、および蛍光体層を含む。一方、カソード構造（カソード板）は、カソード基板、カソード導電層（電極層）、電子放出源層、誘電体層、およびゲート層を含む。 A conventional triode type field emission display (FED: Field Emission Display) includes an anode structure and a cathode structure. Spacers are disposed between the anode structure and the cathode structure, and as a result, a space is provided between the anode structure and the cathode structure and the space is supported so as to be kept in a vacuum. The anode structure includes an anode substrate, an anode conductive layer, and a phosphor layer. On the other hand, the cathode structure (cathode plate) includes a cathode substrate, a cathode conductive layer (electrode layer), an electron emission source layer, a dielectric layer, and a gate layer.

電子放出源層は、複数のカーボンナノチューブから構成される。飯島によって１９９１年に提案されたカーボンナノチューブは、種々のデバイスを構成するために使用可能な優れた特性を有している。また、カーボンナノチューブは、５００を超えるような高いアスペクト比（縦横比）を有するとともに、ヤング率が１０００ＧＰａを超えるような非常に高い剛性を有する。さらに、複数のカーボンナノチューブを配列させた場合、カーボンナノチューブが存在し突出した部分およびカーボンナノチューブが欠損している部分を原子スケールで形成することができる。上記のような種々の性質は、電界放出型表示装置におけるカソード構造の電子放出源層など電子放出エミッタを形成する上で理想的な材料であると考えられる。このようにカーボンナノチューブは、上述した物理的性質を備えていることから、カーボンナノチューブを用いたカソード構造の製造方法に関しても、スクリーン印刷や薄膜処理のような種々の製造方法が開発されている。 The electron emission source layer is composed of a plurality of carbon nanotubes. The carbon nanotubes proposed by Iijima in 1991 have excellent characteristics that can be used to construct various devices. Carbon nanotubes have a high aspect ratio (aspect ratio) exceeding 500, and a very high rigidity such that the Young's modulus exceeds 1000 GPa. Further, when a plurality of carbon nanotubes are arranged, the carbon nanotubes can be formed on the atomic scale at the protruding portion and the carbon nanotube missing portion. The various properties as described above are considered to be ideal materials for forming an electron emission emitter such as an electron emission source layer having a cathode structure in a field emission display device. As described above, since carbon nanotubes have the above-described physical properties, various manufacturing methods such as screen printing and thin film processing have been developed with respect to a cathode structure manufacturing method using carbon nanotubes.

ここで、カソード構造の製造技術は、カーボンナノチューブを前記カソード導電層上に形成される電子放出材料として採用している。この製造方法では、化学気相成長法（ＣＶＤ）、または、前記カソード導電層の個々の画素上で光感受性をもつカーボンナノチューブ含有液をパターン形成することが可能な他の方法を用いることができる。あるいは、マスク技術を用いつつカーボンナノチューブ含有液を塗布することにより、あるいは、電気泳動法によってカソード導電層上にカーボンナノチューブを堆積させることにより、カソード構造を形成することもできる。以上のようにカーボンナノチューブ付着した後、カソード構造上に残った残存液を除去するとともにカソード導電層上に付着するカーボンナノチューブの結合力を高めるために、カソード構造を５５０℃の炉内においてシンターリング（ｓｉｎｔｅｒ）する必要がある。 Here, the manufacturing technique of the cathode structure employs carbon nanotubes as an electron emission material formed on the cathode conductive layer. In this manufacturing method, chemical vapor deposition (CVD) or another method capable of patterning a light-sensitive carbon nanotube-containing liquid on each pixel of the cathode conductive layer can be used. . Alternatively, the cathode structure can be formed by applying a carbon nanotube-containing solution using a mask technique, or by depositing carbon nanotubes on the cathode conductive layer by electrophoresis. After the carbon nanotubes are attached as described above, the cathode structure is sintered in a furnace at 550 ° C. in order to remove the remaining liquid remaining on the cathode structure and increase the bonding force of the carbon nanotubes attached to the cathode conductive layer. (Sinter) is required.

ここで、一般に、上記の高温シンターリング処理の後に、電子放出源層の表面の活性化処理（ｓｕｒｆａｃｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ばれる処理が、必要となる。ここで、電子放出源層の表面の活性化処理とは、電子放出源層の表面に生じた不純物（電子放出に関して有効に機能しない材料層の領域）を除去して、電子放出源層内の下方にある電子放出に関して有効に機能する電子放出源層（カーボンナノチューブ）を露出させる処理である。すなわち、高温シンターリング処理では、非カーボンナノチューブ状態であるカーボンのバルク、非結晶状態のカーボンナノチューブ、バルク状のカーボン塊状体、および高温シンターリング処理の間に形成された他の有機材料などの不純物を除去することができず、これらの不純物は、カーボンナノチューブ電子エミッタの電子生成レートに悪影響を与える。このような不純物を除去するための電子放出源層の表面の活性化処理として、大別して何種類かの手法が知られている。第１の手法は、熱酸化処理を用いるものである。この手法では、たとえば、レーザーまたはイオンビームを用いて、下方にあるナノチューブを露出させる。第２の手法は、表面熱処理を用いて凝集不純物を破壊または分解して、下方にあるナノチューブを露出させるものである。第３の手法は、ペースト状物質を電子放出源層に付着して、このペースト状物質を、凝集不純物、すなわち電子放出源層の表層に存在する有効に機能しない層とともに剥離することによって、下方にあるナノチューブを露出させるものである。これらの手法の中では、第３の手法が、費用が安く顕著な効果を有する。 Here, generally, after the high temperature sintering process, a process called a surface activation process of the surface of the electron emission source layer is required. Here, the activation treatment of the surface of the electron emission source layer is to remove impurities (a region of the material layer that does not function effectively with respect to electron emission) generated on the surface of the electron emission source layer, This is a process of exposing an electron emission source layer (carbon nanotube) that functions effectively with respect to the electron emission below. That is, in the high temperature sintering process, impurities such as carbon in a non-carbon nanotube state, carbon nanotubes in an amorphous state, bulk carbon aggregates, and other organic materials formed during the high temperature sintering process These impurities can adversely affect the electron production rate of the carbon nanotube electron emitter. As an activation treatment of the surface of the electron emission source layer for removing such impurities, several types of methods are known. The first method uses thermal oxidation treatment. In this technique, for example, the underlying nanotube is exposed using a laser or ion beam. In the second method, the aggregated impurities are destroyed or decomposed using surface heat treatment to expose the underlying nanotubes. The third method is to attach a paste-like substance to the electron emission source layer and peel this paste-like substance together with a coherent impurity, that is, a layer that does not function effectively present on the surface layer of the electron emission source layer. It exposes the nanotubes in Among these methods, the third method has a remarkable effect at low cost.

この第３の手法の従来例が、特許文献１に開示されている。この方法では、テープ状に形成された材料を電子放出源層の表面に付着した後に、フィルム剥離処理がなされる。テープは、上述したように表面に残留する不純物を除去するために剥離されて、この結果、活性化処理の目的が達成される。また、第３の手法の他の従来例が、特許文献２に開示されている。この方法では、電子放出源層の表面上の三極構造の各画素上へ付着させる熱樹脂（ｔｈｅｒｍａｌｇｌｕｅ）または溶性ペイント（ｓｏｌｕｂｌｅｐａｉｎｔ）を用いる。電子放出源の表面を活性化処理するために、電子放出源層上に塗布された熱樹脂等を硬化させてテープ状に形成した後に、熱樹脂を剥離する。さらに、本発明の出願人による別の特許出願では、吹き付け処理が用いられている。吹き付け処理では、三極構造のカソード板にポリマー材料を吹き付けて、そのポリマー材料からなる溶融樹脂をテープ状に形成し、このテープ、すなわち被覆層を除去することによって活性化処理が実現される。 A conventional example of this third technique is disclosed in Patent Document 1. In this method, a film peeling treatment is performed after a material formed in a tape shape is attached to the surface of the electron emission source layer. The tape is peeled off to remove impurities remaining on the surface as described above, and as a result, the purpose of the activation process is achieved. Another conventional example of the third technique is disclosed in Patent Document 2. In this method, a thermal resin or a soluble paint that is deposited on each pixel having a triode structure on the surface of the electron emission source layer is used. In order to activate the surface of the electron emission source, the thermal resin applied on the electron emission source layer is cured and formed into a tape shape, and then the thermal resin is peeled off. Furthermore, in another patent application by the applicant of the present invention, a spraying process is used. In the spraying process, a polymer material is sprayed on a cathode plate having a triode structure, a molten resin made of the polymer material is formed into a tape shape, and the activation process is realized by removing the tape, that is, the coating layer.

なお、上述したような方法は、未だに不都合な点をもっている。本来であれば、テープ処理によって表面材料が除去された後にも、多くのナノチューブをカソード電極層に付着されたまま残すことができる。一般に、スクリーン印刷によって作られた電子放出源層では、複数のナノチューブがカソード板に付着するようにガラス粉体または銀粉体をシンターリングすることによって複数のナノチューブが形成されている。他にも、電子放出源としてのナノチューブを形成するために種々の方法が提案されている。具体的には、印刷およびＣＶＤによる堆積の他にも、たとえば、吹き付けおよび電気泳動による堆積が提案されている。しかしながら、電子放出源層であるナノチューブのカソード電極への付着能力は、それぞれ異なり、製造技術に依存している。上述したテープ処理によって活性化処理された電子放出源層は、以下に示すように損傷を受けやすく、満足いく結果を出せていない。 Note that the method described above still has disadvantages. Originally, many nanotubes can remain attached to the cathode electrode layer even after the surface material is removed by tape treatment. Generally, in an electron emission source layer made by screen printing, a plurality of nanotubes are formed by sintering glass powder or silver powder so that the plurality of nanotubes adhere to a cathode plate. In addition, various methods have been proposed for forming nanotubes as electron emission sources. Specifically, in addition to deposition by printing and CVD, for example, deposition by spraying and electrophoresis has been proposed. However, the ability of the nanotubes, which are electron emission source layers, to adhere to the cathode electrode is different and depends on the manufacturing technique. The electron emission source layer activated by the tape treatment described above is easily damaged as described below, and a satisfactory result cannot be obtained.

図１は、シンターリングの後、テープ処理による活性化処理の前の段階におけるカソード板１の断面図を示す。カソード板１の層構造は、基板２と、前記基板２上の電極層３と、主としてガラス粉体、銀粉体、および複数のナノチューブを含んでおり電極層３と隣接する接合層４と、主としてナノチューブを含んでおり接合層４に隣接する電子放出源層５とを含む。電子放出源層において有効に機能しない層（以下、「非有効材料層」と称する）５１は、電子放出源層において有効に機能する層、すなわち、ナノチューブを主成分としている電気放出源層５の上部に隣接しており、主として高温シンターリングされたカーボンの塊からなる。一般的なテープによる活性化処理は、この非有効材料層５１を除去してナノチューブ構造を露出させて、電子ビームの放出を促進させるものである。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of the cathode plate 1 at a stage after sintering and before activation processing by tape processing. The cathode plate 1 has a layer structure including a substrate 2, an electrode layer 3 on the substrate 2, a bonding layer 4 that mainly includes glass powder, silver powder, and a plurality of nanotubes and is adjacent to the electrode layer 3; An electron emission source layer 5 that mainly contains nanotubes and is adjacent to the bonding layer 4 is included. The layer 51 that does not function effectively in the electron emission source layer (hereinafter referred to as “ineffective material layer”) 51 is a layer that functions effectively in the electron emission source layer, that is, the electric emission source layer 5 mainly composed of nanotubes. Adjacent to the top, it consists mainly of a mass of carbon that is hot sintered. In the general activation process using a tape, the non-effective material layer 51 is removed to expose the nanotube structure, thereby promoting the emission of an electron beam.

シンターリングの後の状態において、非有効材料層５１は、稠密な形態であるのに対し、ナノチューブを主成分とする電子放出源層（以下、「ナノチューブベース電子放出源層」と称する）は、主として、稠密ではない形態のナノチューブを含んでいる。したがって、ナノチューブベース電子放出源層５の構造耐力（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｏｒｃｅ）は、その上の層である非有効材料層およびその下の層である接合層の値と比べてかなり小さい。非有効材料層５１は、一般的なテープ処理による活性化処理によって除去されて、ナノチューブを主成分とする電子放出源層５のナノチューブ構造が露出されて表面の活性化処理が達成される。しかしながら、このような従来のテープによる活性化処理は、ホットメルティング法またはポリマー吹き付け法によって電子放出源層上に樹脂等の被覆材料を塗布してキュアリングすることによってテープ状の被覆層を形成し、この被覆層を剥離することによってなされるが、充分に満足できるものではない。
台湾特許出願公開第４８０５３７号明細書台湾特許発明第Ｉ２２３３０８号明細書 In a state after sintering, the non-effective material layer 51 is in a dense form, whereas an electron emission source layer mainly composed of nanotubes (hereinafter referred to as “nanotube-based electron emission source layer”) It mainly contains nanotubes in a non-dense form. Therefore, the structural strength of the nanotube-based electron emission source layer 5 is considerably smaller than the values of the non-effective material layer that is the upper layer and the bonding layer that is the lower layer. The non-effective material layer 51 is removed by an activation process by a general tape process, and the nanotube structure of the electron emission source layer 5 mainly composed of the nanotubes is exposed to achieve the surface activation process. However, the activation treatment with such a conventional tape forms a tape-like coating layer by applying a coating material such as a resin on the electron emission source layer by a hot melting method or a polymer spraying method and curing. Although this is done by peeling off the coating layer, it is not fully satisfactory.
Taiwan Patent Application Publication No. 480537 Taiwan Patent Invention No. I223308 Specification

上述した従来の技術における大きな課題は、被覆層の形成工程（モールディング工程）または吹き付け工程の際に、非有効材料層５１の外側の表面上のみならず、非有効材料層の内側に位置するナノチューブベース電子放出源層５までも充填された被覆材料によって覆われてしまうことである。被覆材料として用いられる樹脂等は、さらに内側の接合層４に至るまで充填されてしまうおそれもある。具体的には、被覆材料である溶融樹脂またはポリマー材料がキュアリングされる際に、当該溶融樹脂またはポリマー材料は、電子放出源層の各層、すなわち非有効材料層およびナノチューブベース電子放出源層に実質的に含浸して充填される。この結果、被覆材料がキュアリングされてなる被覆層、すなわちテープ（フィルム）剥離処理の際に、非有効材料層５１およびナノチューブベース電子放出源層の一部のナノチューブが除去されるのみならず、ナノチューブベース電子放出源層の多くの領域が損傷を受けてしまう。このため一部の画素における電子放出源が除去され、または損傷を受ける。したがって、像の均一性が影響を受けてしまう。 The major problem in the above-described conventional technique is that the nanotubes are positioned not only on the surface outside the ineffective material layer 51 but also inside the ineffective material layer during the coating layer forming process (molding process) or spraying process. Even the base electron emission source layer 5 is covered with the filled coating material. There is a possibility that the resin or the like used as the coating material is further filled up to the inner bonding layer 4. Specifically, when the molten resin or polymer material that is the coating material is cured, the molten resin or polymer material is applied to each layer of the electron emission source layer, that is, the ineffective material layer and the nanotube-based electron emission source layer. It is substantially impregnated and filled. As a result, in the coating layer formed by curing the coating material, that is, in the tape (film) peeling process, not only the non-effective material layer 51 and a part of the nanotubes of the nanotube-based electron emission source layer are removed, Many regions of the nanotube-based electron emission source layer are damaged. For this reason, the electron emission source in some pixels is removed or damaged. Therefore, the uniformity of the image is affected.

本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、三極構造のカソード板の電子放出源層の表面を溶融樹脂またはポリマー材料を用いて活性化処理する方法において、個々の画素での電子放出源の損傷の問題を解決するためのものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In the method of activating the surface of an electron emission source layer of a cathode plate having a triode structure using a molten resin or a polymer material, individual pixels are provided. This is intended to solve the problem of damage to the electron emission source in the above.

以上の課題は、以下のような手段によって解決される。 The above problems are solved by the following means.

本発明の電子放出源層の表面を活性化処理する方法は、電界放出型表示装置の電子放出源層の表面を活性化処理する方法であって、活性化処理されていない状態のカソード板を提供する段階と、前記カソード板における活性化処理されていない電子放出源層の一の面に液剤を塗布して含浸させ、当該電子放出源層において有効に機能しない層および有効に機能する層の一部まで含浸した分の前記液剤を除去して、有効に機能する電子放出源層の表面およびその周辺のみに前記液剤が残存するように表面熱処理を実行することによって、保護層を形成する段階と、前記保護層を覆うように被覆材料を塗布して前記電子放出源層の表面上に被覆層を形成する段階と、前記被覆層をキュアリングするために当該被覆層を加熱し、次いで、前記被覆層を前記有効に機能しない層とともに剥離して前記電子放出源層の表面を均一に活性化処理し、前記剥離の後に前記電子放出源層を再度加熱して、残存する前記液剤を除去する段階と、を有する。 The method of activating the surface of the electron emission source layer according to the present invention is a method of activating the surface of the electron emission source layer of the field emission display device, wherein the cathode plate that has not been activated is treated. A step of providing a liquid agent on one surface of the cathode plate that is not activated in the cathode plate and impregnating the surface, so that a layer that does not function effectively in the electron emission source layer and a layer that functions effectively A step of forming a protective layer by removing the part of the liquid impregnated to a part and performing a surface heat treatment so that the liquid agent remains only on the surface of the electron emission source layer that functions effectively and in the vicinity thereof. Applying a coating material to cover the protective layer to form a coating layer on the surface of the electron emission source layer; heating the coating layer to cure the coating layer; and The coating layer Peeling together with the layer that does not function effectively, uniformly activating the surface of the electron emission source layer, heating the electron emission source layer again after the peeling, and removing the remaining liquid agent; Have

上記カソード板は、三極構造である。 The cathode plate has a tripolar structure.

上記カソード板を提供する段階は、ガラス基板を提供する段階と、前記ガラス基板上に銀ペーストによって電極層を形成する段階と、前記電極層の表面上に接合層を形成する段階と、前記接合層の表面上に電子放出源層を形成する段階と、を有する。 Providing the cathode plate includes providing a glass substrate, forming an electrode layer with a silver paste on the glass substrate, forming a bonding layer on a surface of the electrode layer, and bonding Forming an electron emission source layer on the surface of the layer.

上記電子放出源層は、ナノチューブである。 The electron emission source layer is a nanotube.

上記の液剤は、エタノールである。 The liquid agent is ethanol.

上記の保護層は、前記電子放出源層において有効に機能しない層および有効に機能する層の一部まで含浸した分の前記液剤を除去するために４０℃で３０秒にわたって熱処理される。 The protective layer is heat-treated at 40 ° C. for 30 seconds in order to remove the liquid agent impregnated up to a part of the electron emission source layer that does not function effectively and a part of the layer that functions effectively.

上記の電子放出源層の表面上に前記被覆材料を塗布するために、ガス噴射により被覆材料を噴霧化する吹き付け器が用いられる。 In order to apply the coating material onto the surface of the electron emission source layer, a sprayer that atomizes the coating material by gas injection is used.

上記の吹き付け器の前記ガスの流入速度は、少なくとも２００リットル／分である。 The inflow rate of the gas in the spray gun is at least 200 liters / minute.

上記の被覆材料は、ポリビニルアルコール溶液およびポリビニルピロリドン溶液のどちらか一つである。 The coating material is one of a polyvinyl alcohol solution and a polyvinyl pyrrolidone solution.

上記の被覆材料は、濃度５％〜１０％の水溶液である。 The coating material is an aqueous solution having a concentration of 5% to 10%.

上記の被覆材料の室温における粘度は、１０００ｃＰｓ以下である。 The above-mentioned coating material has a viscosity at room temperature of 1000 cPs or less.

上記の被覆材料の加熱後における粘度は、５００ｃＰｓ以下である。 The viscosity of the coating material after heating is 500 cPs or less.

上記の被覆層の膜厚は、０．１〜０．５ｍｍである。 The film thickness of said coating layer is 0.1-0.5 mm.

上記の被覆層は、剥離用筒状体によって巻き取られて剥離される。 Said coating layer is wound up and peeled off by the peeling cylinder.

上記のカソード板は、前記被覆層をキュアリングするために６０〜８０℃で１０〜２０分間にわたって加熱される。 The cathode plate is heated at 60 to 80 ° C. for 10 to 20 minutes to cure the coating layer.

上記のカソード板は、残存する前記液剤を除去するために６０〜８０℃で１０〜２０分間にわたって加熱される。 The cathode plate is heated at 60 to 80 ° C. for 10 to 20 minutes in order to remove the remaining liquid agent.

したがって、本発明は、電界放出型表示装置の電子放出源層の電子放出面を活性化処理する方法を提供する。当該方法は、以下のような処理を含む。活性化処理前のカソード板が製造された後、電子放出源層の一の面にエタノール溶液を塗布することによって保護層が形成される。電子放出源層において有効に機能しない層および有効に機能する層の一部（ナノチューブの一部）において前記溶液を除去するために、電子放出源層の表面に熱処理が施される。保護層は、有効に機能する電子放出源層、すなわちナノチューブベース電子放出源層の表面および当該電子放出源層の周囲にのみ残存する。 Accordingly, the present invention provides a method for activating the electron emission surface of the electron emission source layer of the field emission display device. The method includes the following processing. After the cathode plate before the activation treatment is manufactured, a protective layer is formed by applying an ethanol solution to one surface of the electron emission source layer. In order to remove the solution in a layer that does not function effectively in the electron emission source layer and a part of the layer that functions effectively (part of the nanotube), the surface of the electron emission source layer is subjected to heat treatment. The protective layer remains only on the surface of the electron emission source layer that functions effectively, that is, on the surface of the nanotube-based electron emission source layer and around the electron emission source layer.

被覆材料は、水溶液によって調合されて、吹き付け器（スプレーガン）によって高い空気圧を用いて噴霧化されて、カソード板に吹き付けられて塗布される。被覆材料が、水溶液によって調合されているので、この塗布処理は、複数回繰り返して実行することができる。したがって、被覆層を、電子放出源層の表面上に実質的に形成することができる。 The coating material is formulated with an aqueous solution, atomized with a spray gun (spray gun) using high air pressure, sprayed onto the cathode plate and applied. Since the coating material is prepared by an aqueous solution, this coating process can be repeated a plurality of times. Therefore, the coating layer can be substantially formed on the surface of the electron emission source layer.

カソード板上に被覆材料が塗布されて被覆層が形成された後に、前記被覆層をキュアリング（硬化）するためにベーキング過程（加熱）が数分間なされる。モールド剥離用筒状体がモールド状態となった被覆層を剥離するために用いられて、電子放出源層の表面が均一に活性化処理される。電子放出源層において残存する溶液は、後続する再度のベーキング過程で除去される。 After the coating material is applied on the cathode plate to form the coating layer, a baking process (heating) is performed for several minutes in order to cure the coating layer. The cylindrical body for mold peeling is used to peel the coating layer in the molded state, and the surface of the electron emission source layer is uniformly activated. The solution remaining in the electron emission source layer is removed in a subsequent subsequent baking process.

以上のように構成される本発明によれば、被覆材料として溶融樹脂またはポリマー材料が注入される前に、前記電子放出源層におけるナノチューブを保護するための保護層が形成される。この結果、注入された溶融樹脂またはポリマー材料が充填される範囲は、電子放射層において有効に機能しない層および有効に機能する層（ナノチューブ）の一部に制限される。したがって、複数のナノチューブの多くは、電子放出源層に残存することとなる。この活性化処理は、電子放出源層における複数のナノチューブの重要な部分を除去しない。保護層は、その後に除去することができ、電子放出源層の特性は、影響を受けない。 According to the present invention configured as described above, the protective layer for protecting the nanotubes in the electron emission source layer is formed before the molten resin or polymer material is injected as the coating material. As a result, the extent to which the injected molten resin or polymer material is filled is limited to a layer that does not function effectively and a part of the layer (nanotube) that functions effectively in the electron emission layer. Therefore, most of the plurality of nanotubes remain in the electron emission source layer. This activation process does not remove important parts of the plurality of nanotubes in the electron emission source layer. The protective layer can then be removed and the properties of the electron emission source layer are not affected.

以下、図面を参照しつつ本発明の活性化処理方法を説明する。新規かつ独創的と考えられる本発明の特徴は、特許請求の範囲に詳細に示されている。本発明は、添付図面とともに実施例を示す発明の詳細な説明を参照して理解される。 Hereinafter, the activation processing method of the present invention will be described with reference to the drawings. The features of the invention believed to be novel and original are set forth with particularity in the appended claims. The present invention will be understood with reference to the detailed description of the invention, given by way of example in conjunction with the accompanying drawings.

＜図面の簡単な説明＞
図１は、活性化処理の前段階におけるカソード構造の断面図である。図２は、カソード板上に保護層を形成する工程を説明する断面図である。図３は、カソード板上に被覆材料を塗布する工程を説明する断面図である。図４は、カソード板から被覆層を剥離する工程を説明する断面図である。図５は、活性化処理されたカソード板の断面図を示す図である。 <Brief description of drawings>
FIG. 1 is a cross-sectional view of the cathode structure in the previous stage of the activation process. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a protective layer on the cathode plate. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a process of applying a coating material on the cathode plate. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a process of peeling the coating layer from the cathode plate. FIG. 5 is a cross-sectional view of the activated cathode plate.

＜発明の詳細な説明＞
図１は、本発明によるカソード構造の断面図を示す。なお、カソード構造、すなわち、三極構造を持つカソード板を構成して高温シンターリングするまでの工程は、従来と同様であるので、繰り返しの詳しい説明を省略する。本発明の好ましい実施形態によれば、テープ溶剤、すなわちテープ状の被覆層を形成するための被覆材料に含まれる溶剤に溶解されない材料が保護層として使用され、保護層の材料は、エタノールなど液剤でありうる。この保護層材料を、ペースト状にして塗布するペースト塗布法または浸漬法によりナノチューブ層内部に含浸させる。その後、ベーキング過程、すなわち表面熱処理または回転（ｓｐｉｎｎｉｎｇ）処理が、非有効材料層の領域または当該領域の近傍における保護層材料を選択的に除去するために用いられる。このように、非有効材料層の領域または当該領域の近傍における保護層材料を選択的に除去されているので、非有効材料層の領域または当該領域の近傍への被覆材料（接着材料）の付着が促進される。一方、ナノチューブベース電子放出源層の表面およびその周辺にのみに保護層材料が残存して保護層が形成されるので、ナノチューブを取り囲む保護層は、被覆材料である接着溶剤または溶融樹脂がナノチューブ（ナノチューブベース電子放出源層）に過剰に付着しないように防ぐために機能する。したがって、ナノチューブベース電子放出源層をうまく露出することができる。そのフィルム、すなわちテープ状になった被覆層を非有効材料層およびナノチューブベース電子放出源層の一部とともに剥離除去して、活性化処理されていない電子放出源層の中心側の層に位置していたナノチューブベース電子放出源層が露出される。その後、保護層である液剤が再度の熱処理によって除去される。 <Detailed Description of the Invention>
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a cathode structure according to the present invention. Note that the steps from the construction of the cathode structure, that is, the cathode plate having the triode structure to the high-temperature sintering are the same as in the prior art, and thus detailed description thereof is omitted. According to a preferred embodiment of the present invention, a tape solvent, that is, a material that is not dissolved in the solvent contained in the coating material for forming the tape-shaped coating layer is used as the protective layer, and the material of the protective layer is a liquid agent such as ethanol. It can be. This protective layer material is impregnated inside the nanotube layer by a paste coating method or a dipping method in which it is applied in the form of a paste. Thereafter, a baking process, ie a surface heat treatment or spinning process, is used to selectively remove the protective layer material in or near the ineffective material layer region. As described above, since the protective layer material in the region of the ineffective material layer or in the vicinity of the region is selectively removed, the coating material (adhesive material) adheres to the region of the ineffective material layer or in the vicinity of the region. Is promoted. On the other hand, since the protective layer material remains only on and around the surface of the nanotube-based electron emission source layer, a protective layer is formed. It functions to prevent excessive adhesion to the nanotube-based electron emission source layer). Therefore, the nanotube-based electron emission source layer can be well exposed. The film, i.e., the tape-shaped coating layer, is peeled off together with the non-effective material layer and a part of the nanotube-based electron emission source layer, and is located in the central layer of the electron emission source layer that is not activated. The existing nanotube-based electron emission source layer is exposed. Thereafter, the liquid agent as the protective layer is removed by a second heat treatment.

本実施の形態の方法を具体的に説明する。まず、活性化処理がされていない三極構造のカソード板１が、ガラス材料の基板２を用いて製造される。 The method of this embodiment will be specifically described. First, a cathode plate 1 having a triode structure that has not been activated is manufactured using a substrate 2 made of a glass material.

基板２の表面上に電極層３を形成するために銀ペーストが用いられる。 A silver paste is used to form the electrode layer 3 on the surface of the substrate 2.

電極層３が形成された後、電極層３の表面上に接合層４が形成される。 After the electrode layer 3 is formed, the bonding layer 4 is formed on the surface of the electrode layer 3.

接合層４が仕上がった後、接合層４の表面上に電子放出源層（ナノチューブ）５が形成される。 After the bonding layer 4 is finished, an electron emission source layer (nanotube) 5 is formed on the surface of the bonding layer 4.

活性化処理されていない状態の三極構造のカソード板１が仕上がった後、エタノールなどの液剤６が、電子放出源層５の表面に塗布される。次いで、４０℃における３０秒間の加熱を伴う熱処理が施されて、電子放出源層５における非有効材料層５１に含浸した分およびナノチューブベース電子放出源層の一部まで含浸した分のエタノールが除去され、この結果、有効に機能する電子放出源層５、すなわちナノチューブベース電子放出源層の表面および当該ナノチューブ電子放出源層５の周囲にのみにエタノールからなる保護層６が部分的に残存する。 After the triode-structured cathode plate 1 that has not been activated is finished, a liquid agent 6 such as ethanol is applied to the surface of the electron emission source layer 5. Next, a heat treatment with heating at 40 ° C. for 30 seconds is performed to remove ethanol impregnated in the ineffective material layer 51 in the electron emission source layer 5 and part of the nanotube-based electron emission source layer. As a result, the electron emission source layer 5 that functions effectively, that is, the protective layer 6 made of ethanol partially remains only on the surface of the nanotube-based electron emission source layer and the periphery of the nanotube electron emission source layer 5.

その後、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ：Polyvinylalcohol）溶液またはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ：Polyvinylpyrrolidone）溶液（５重量％〜１０％水溶液とすることができる）が、室温のもとで粘度１０００ｃＰｓ（センチポアズ）以下、より好ましくは１０００ｃＰｓとなるように調合される。また、加熱後における粘度は、５００ｃＰｓ以下、より好ましくは５００ｃＰｓとなるように設計される。図３に示されるとおり、吹き付け器（スプレーガン）１０は、被覆材料７である溶液を高い空気圧を用いてガス噴射により噴霧化して、カソード板１上に吹き付ける。被覆材料７である溶液における流動および休止比率は、適宜に選択される。吹き付け器１０の空気流入速度は、少なくとも２００リットル／分とする。その吹き付け液である被覆材料は、水溶液であり、吹き付け工程は、噴霧された被覆材料７が電子放出源層５の表面上に充分に塗布されるように、複数回にわたって繰り返される。 Thereafter, a polyvinyl alcohol (PVA) solution or a polyvinyl pyrrolidone (PVP) solution (which can be a 5% to 10% aqueous solution) has a viscosity of 1000 cPs (centipoise) or less at room temperature, more preferably Formulated to be 1000 cPs. The viscosity after heating is designed to be 500 cPs or less, more preferably 500 cPs. As shown in FIG. 3, the sprayer (spray gun) 10 sprays the solution, which is the coating material 7, on the cathode plate 1 by atomizing the solution using high air pressure by gas injection. The flow and resting ratio in the solution that is the coating material 7 are appropriately selected. The air inflow speed of the sprayer 10 is at least 200 liters / minute. The coating material that is the spraying liquid is an aqueous solution, and the spraying process is repeated a plurality of times so that the sprayed coating material 7 is sufficiently applied onto the surface of the electron emission source layer 5.

さらに、電子放出源層５の表面に被覆材料７が塗布してなる被覆層８が、モールド剥離用筒状体によるモールド剥離処理を容易にするために好ましくは０．１〜０．５ｍｍの厚さを持つように形成される。 Further, the coating layer 8 formed by applying the coating material 7 on the surface of the electron emission source layer 5 is preferably 0.1 to 0.5 mm thick in order to facilitate the mold peeling treatment by the mold peeling cylinder. It is formed to have a thickness.

具体的には、被覆材料７がカソード板１上に塗布された後、加熱温度６０〜８０℃、加熱時間１０〜２０分にわたって加熱処理が実行されて、上記被覆層８が乾燥されキュアリングされる。モールド剥離用筒状体９は、非有効材料層５１およびナノチューブベース電子放出源層５に充填されてモールド状態となった被覆層８の剥離のために用いられる。被覆層８は、非有効材料層５１およびナノチューブベース電子放出源層５の一部とともに剥離用筒状体９に巻き取られて剥離される。したがって、電子放出源層５の表面は、図４に示されるとおり、均一に活性化処理される。なお、モールド状態となった被覆層８を剥離した後も、いくらかのエタノールが電子放出源層５内に残存している。したがって、さらに、加熱温度６０〜８０℃および１０〜２０分にわたる再度の熱処理が、図５に示されるように、残されたエタノールを除去するために実行される。 Specifically, after the coating material 7 is applied on the cathode plate 1, a heating process is performed over a heating temperature of 60 to 80 ° C. and a heating time of 10 to 20 minutes, and the coating layer 8 is dried and cured. The The mold peeling cylindrical body 9 is used for peeling the coating layer 8 filled in the ineffective material layer 51 and the nanotube-based electron emission source layer 5 to be in a molded state. The covering layer 8 is wound around the peeling cylinder 9 together with the non-effective material layer 51 and a part of the nanotube-based electron emission source layer 5 to be peeled off. Therefore, the surface of the electron emission source layer 5 is uniformly activated as shown in FIG. Note that some ethanol remains in the electron emission source layer 5 even after the coating layer 8 in the molded state is peeled off. Therefore, a further heat treatment over a heating temperature of 60-80 ° C. and 10-20 minutes is carried out to remove the remaining ethanol, as shown in FIG.

総括すれば、本発明は、テープ処理によるナノチューブの活性化処理機構についての改良を提供する。活性化処理された画素は本来の特性を維持でき、テープ状の被覆材料である溶液等が電子放出源層の多くに充填されることよる電子放出源層の損傷を防止することができる。 In summary, the present invention provides improvements to the nanotube activation process mechanism by tape processing. The activated pixel can maintain its original characteristics and can prevent damage to the electron emission source layer due to filling of the electron emission source layer with a solution or the like which is a tape-shaped coating material.

本発明は、その好ましい実施形態を参照しつつ記述されたが、本発明は、これらの実施形態に制限されるものではないものと理解されなければならない。上述した記述中に示唆されている種々の置換および変形、ならびにその他の改良が、いわゆる当業者によって可能である。したがって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を逸脱しない限りにおいて種々の置換および変形が、本発明に含まれると解釈されるべきである。 Although the invention has been described with reference to its preferred embodiments, it should be understood that the invention is not limited to these embodiments. Various substitutions and modifications suggested in the description above, as well as other improvements, are possible by those skilled in the art. Accordingly, various substitutions and modifications should be construed as included in the present invention without departing from the scope of the invention as set forth in the claims.

活性化処理の前段階におけるカソード構造の断面図である。It is sectional drawing of the cathode structure in the pre-stage of an activation process. カソード板上に保護層を形成する工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the process of forming a protective layer on a cathode board. カソード板上に被覆材料を塗布する工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the process of apply | coating coating material on a cathode plate. カソード板から被覆層を剥離する工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the process of peeling a coating layer from a cathode plate. 活性化処理されたカソード板の断面図である。It is sectional drawing of the cathode plate by which the activation process was carried out.

符号の説明Explanation of symbols

１カソード板、
２基板、
３電極層、
４接合層、
５電子放出源層、
５１非有効材料層、
６保護層、
７被覆材料、
８被覆層、
９モールド剥離用筒状体、
１０吹き付け器。 1 cathode plate,
2 substrates,
3 electrode layers,
4 bonding layers,
5 electron emission source layer,
51 ineffective material layer,
6 protective layer,
7 Coating material,
8 coating layer,
9 Mold peeling cylinder,
10 Spray gun.

Claims

電界放出型表示装置の電子放出源層の表面を活性化処理する方法であって、
活性化処理されていない状態のカソード板を提供する段階と、
前記カソード板における活性化処理されていない電子放出源層の一の面に液剤を塗布して含浸させ、当該電子放出源層において有効に機能しない層および有効に機能する層の一部まで含浸した分の前記液剤を除去して、有効に機能する電子放出源層の表面およびその周辺のみに前記液剤が残存するように表面熱処理を実行することによって、保護層を形成する段階と、
前記保護層を覆うように被覆材料を塗布して前記電子放出源層の表面上に被覆層を形成する段階と、
前記被覆層をキュアリングするために当該被覆層を加熱し、次いで、前記被覆層を前記有効に機能しない層とともに剥離して前記電子放出源層の表面を均一に活性化処理し、前記剥離の後に前記電子放出源層を再度加熱して、残存する前記液剤を除去する段階と、を有する方法。 A method of activating the surface of an electron emission source layer of a field emission display device,
Providing a cathode plate in an unactivated state;
A liquid agent is applied and impregnated on one surface of the electron emission source layer that is not activated in the cathode plate, and impregnated to a part of the layer that does not function effectively and a part of the layer that functions effectively in the electron emission source layer. Forming a protective layer by removing the liquid for a minute and performing a surface heat treatment so that the liquid remains only on and around the surface of the electron emission source layer that functions effectively; and
Applying a coating material to cover the protective layer to form a coating layer on the surface of the electron emission source layer;
The coating layer is heated to cure the coating layer, and then the coating layer is peeled together with the layer that does not function effectively to uniformly activate the surface of the electron emission source layer. And later heating the electron emission source layer again to remove the remaining liquid agent.

前記カソード板は、三極構造である請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the cathode plate has a triode structure.

前記カソード板を提供する段階は、
ガラス基板を提供する段階と、
前記ガラス基板上に銀ペーストによって電極層を形成する段階と、
前記電極層の表面上に接合層を形成する段階と、
前記接合層の表面上に電子放出源層を形成する段階と、を有する請求項１に記載の方法。 Providing the cathode plate comprises:
Providing a glass substrate;
Forming an electrode layer with a silver paste on the glass substrate;
Forming a bonding layer on the surface of the electrode layer;
Forming an electron emission source layer on a surface of the bonding layer.

前記電子放出源層は、ナノチューブである請求項３に記載の方法。 The method of claim 3, wherein the electron emission source layer is a nanotube.

前記液剤は、エタノールである請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the liquid agent is ethanol.

前記保護層は、前記電子放出源層において有効に機能しない層および有効に機能する層の一部まで含浸した分の前記液剤を除去するために４０℃で３０秒にわたって熱処理される請求項１に記載の方法。 The said protective layer is heat-processed at 40 degreeC for 30 second in order to remove the liquid agent which was impregnated to the layer which does not function effectively in the said electron emission source layer, and a part of layer which functions effectively. The method described.

前記電子放出源層の表面上に前記被覆材料を塗布するために、ガス噴射により被覆材料を噴霧化する吹き付け器が用いられる請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein a spraying device for atomizing the coating material by gas injection is used to apply the coating material on the surface of the electron emission source layer.

前記吹き付け器の前記ガスの流入速度は、少なくとも２００リットル／分である請求項７に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the gas inflow rate of the sprayer is at least 200 liters / minute.

前記被覆材料は、ポリビニルアルコール溶液およびポリビニルピロリドン溶液のどちらか一つである請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the coating material is one of a polyvinyl alcohol solution and a polyvinyl pyrrolidone solution.

前記被覆材料は、濃度５％〜１０％の水溶液である請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the coating material is an aqueous solution having a concentration of 5% to 10%.

前記被覆材料の室温における粘度は、１０００ｃＰｓ以下である請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the coating material has a viscosity at room temperature of 1000 cPs or less.

前記被覆材料の加熱後における粘度は、５００ｃＰｓ以下である請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the coating material has a viscosity of 500 cPs or less after heating.

前記被覆層の膜厚は、０．１〜０．５ｍｍである請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the coating layer has a thickness of 0.1 to 0.5 mm.

前記被覆層は、剥離用筒状体によって巻き取られて剥離される請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the covering layer is wound and peeled off by a peeling cylinder.

前記カソード板は、前記被覆層をキュアリングするために６０〜８０℃で１０〜２０分間にわたって加熱される請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the cathode plate is heated at 60-80 ° C. for 10-20 minutes to cure the coating layer.

前記カソード板は、残存する前記液剤を除去するために６０〜８０℃で１０〜２０分間にわたって加熱される請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the cathode plate is heated at 60 to 80 ° C. for 10 to 20 minutes to remove the remaining liquid agent.