JP2005071863A - Manufacturing method of field emission type cold cathode, field emission type cold cathode, and field emission type picture display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばフィールド・エミッション・ディスプレイ(Field Emission Display。以下、「FED」と記す。)等に用いられる電界放出型冷陰極、及びその製造方法並びに電界放出型画像表示素子に関するものであり、さらに詳しくは、カーボンナノチューブ等によって構成される電界放出型冷陰極の陰極層、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a field emission cold cathode used in, for example, a field emission display (hereinafter referred to as “FED”), a manufacturing method thereof, and a field emission image display element. More specifically, the present invention relates to a cathode layer of a field emission cold cathode constituted by carbon nanotubes and the like, and a manufacturing method thereof.
近年、画像表示装置に対する薄型化の要求が高まっており、薄型画像表示装置としてプラズマディスプレイや液晶ディスプレイの他に、FED等の電界放出型画像表示素子が提案されている。以下に、図1及び図9を用いて、一般的な電界放出型画像表示素子の構造を説明する。図1は電界放出型画像表示素子の一部拡大図である。図1において、ガラス基板1上には下部電極2がストライプ状に形成されている。この下部電極2は、印刷法または蒸着法等によりガラス基板1上に固着されたインジウム錫酸化物(以下、「ITO」と記す。)、アルミニウム、銀等である。また、下部電極2の上には、カーボンナノチューブ等のカーボン材料を主成分とする陰極層3が形成される。さらに、ガラス基板1上に設置されたスペーサ4を介し、ガラス基板1から数μm乃至数十μm離れた位置に上部引き出し電極5が配設される。上部引き出し電極5には、平面視で下部電極2と交差する位置に開口部5aが設けられている。これらガラス基板1、下部電極2、陰極層3、スペーサ4、上部引き出し電極5を主要構成部として、電界放出型冷陰極6が構成される。さらに、図示しないスペーサを介し、上部引き出し電極5から所定の距離だけ離れた位置に上部ガラス基板7が配設される。上部ガラス基板7の、上部引き出し電極5と対向する面の表面には、ITO等の無機金属材料からなる透明のアノード電極8と蛍光体膜9とが設けられる。図9は、図1のI−I断面における一部拡大図である。
In recent years, there has been an increasing demand for thinning image display devices, and field emission type image display elements such as FEDs have been proposed as thin image display devices in addition to plasma displays and liquid crystal displays. Hereinafter, the structure of a general field emission image display element will be described with reference to FIGS. 1 and 9. FIG. 1 is a partially enlarged view of a field emission type image display device. In FIG. 1, a
次に、電界放出型冷陰極の駆動方法について説明する。下部電極2と上部引き出し電極5とにそれぞれ異なる電位を与えると、陰極層3から電子が放出される。放出された電子は、上部引き出し電極5の開口部5aを通過し、上部ガラス基板7に向かう。そして、電子は、電圧が印加されたアノード電極8に向かって流れ、アノード電極8に到達する際に蛍光体9を発光させる。このような動作により所望の画像を構成し、上部ガラス基板7を通して画像を表示する。
Next, a method for driving the field emission cold cathode will be described. When different potentials are applied to the
上記で説明したように、陰極層3はカーボンナノチューブを主成分として形成されている。カーボンナノチューブは、炭素原子が規則的に配列されたグラフェンシートにより構成され、例えば直径が数乃至数十nm、長さが数十μmとアスペクト比の高い円筒形をなしている。このように高いアスペクト比を持つことから、カーボンナノチューブは先端部に電界集中を起こしやすく、この先端部から放出密度の高い電流を得ることができる。さらに、カーボンナノチューブは物理的、化学的にも安定性が高いという利点もあるので、電界放出型冷陰極の陰極層を形成する材料として用いられている。
As described above, the
ところで、陰極層3を構成するカーボンナノチューブは炭素であるので、無機金属材料により形成される下部電極2との密着性は低く、通常、両者は単に接触しているに過ぎない。そのため両者間の接触抵抗は非常に大きくなり、また抵抗の分布も一様ではない。その結果、下部電極2と陰極層3との間における導通は不安定となり、放出密度の高い電流を得ることや、変動の小さい電流を得ることが難しくなる。
By the way, since the carbon nanotubes constituting the
また、下部電極2と上部引き出し電極5との間に電位差を生じさせると、誘起された静電引力により、下部電極2から剥離した、陰極層3を構成する一部のカーボンナノチューブが上部引き出し電極5に接触し、上下電極間を短絡させ画面欠点を発生させる可能性もある。そこで、下部電極2と陰極層3との密着性を高めるために、例えば以下の特許文献に記載されているような陰極層の形成方法が提案されている。
Further, when a potential difference is generated between the
上記特許文献1に記載されている陰極層の形成方法は、アーク法により生成したカーボンナノチューブに対し、通常行われる粒子状不純物を取り除く精製処理を敢えて実施しない。そして、この粒子状不純物を充填材として用い、陰極層と下部電極との密着性を高めようとするものである。
The method for forming a cathode layer described in
しかし、アーク法によって得られる粒子状不純物は、主に粒子状グラファイト、アモルファスカーボン等のカーボン系の不純物、つまり炭素である。したがって、これらカーボン系の不純物を充填材として用いても、陰極層と、無機金属材料により構成される下部電極との密着性を十分に確保することができず、静電引力によるカーボンナノチューブの剥離を防止するには不十分である。 However, particulate impurities obtained by the arc method are mainly carbon-based impurities such as particulate graphite and amorphous carbon, that is, carbon. Therefore, even if these carbon-based impurities are used as fillers, sufficient adhesion between the cathode layer and the lower electrode made of an inorganic metal material cannot be ensured, and carbon nanotubes are peeled off by electrostatic attraction. Is not enough to prevent.
上記特許文献2に記載されている陰極層の形成方法は、電気泳動法を用いる方法である。すなわち、アルミニウムや金により構成される下部電極に対し、電気泳動法によりカーボンナノチューブを付着させた後、無酸素雰囲気下で加熱処理を行い、溶解した下部電極を陰極層に浸透させて密着性を確保する方法である。
The cathode layer forming method described in
しかしこの方法では、下部電極を溶融させるために、アルミニウムであれば670〜800℃、金であれば1100〜1200℃の温度まで加熱する必要がある。このような高温の下では、図1に示すような構造の電界放出型冷陰極では下部電極を保持するガラス基板1が変形したり、割れが発生する可能性がある。
However, in this method, in order to melt the lower electrode, it is necessary to heat to a temperature of 670 to 800 ° C. for aluminum and 1100 to 1200 ° C. for gold. Under such a high temperature, there is a possibility that the
その他に、上記特許文献3には電気泳動法を用いた、特許文献2に記載の方法とは異なる陰極層の形成方法が記載されている。まず、下部電極上に半導体もしくは導体粒子を含有するポリシラン膜による保持層を設け、このポリシラン膜に紫外線を照射して、ポリシラン膜内部にあるSi原子間の結合を解離させる。そして、解離が生じた部分にカーボンナノチューブを電気泳動法により配列、埋め込んだのちに加熱硬化させる方法である。
In addition,
この方法により陰極層を形成すると、陰極層と下部電極との間の十分な密着性を確保することができる。しかし、Si原子間の結合解離エネルギーは、低く見積もっても数100KJ/molである。したがって、カーボンナノチューブを保持するために必要な量のSi原子間の結合解離を生じさせるためには、非常に大きなエネルギーが必要となる。そのため、Si原子間の結合解離のために、例えば、高圧水銀灯のような定常紫外線光を用いると、数時間以上の照射時間が必要となり、生産性が悪くなる。一方、光子密度の高いレーザー光を照射すると短時間での処理が可能となる。しかし、高光子密度のレーザー光を照射するためには大きな発振器等の設備が必要となる上、照射位置、照射時間等の条件を正確に制御する必要が生じるので、やはり生産性が悪くなる可能性がある。 When the cathode layer is formed by this method, sufficient adhesion between the cathode layer and the lower electrode can be ensured. However, the bond dissociation energy between Si atoms is several hundred KJ / mol at a low estimate. Therefore, very large energy is required to cause bond dissociation between Si atoms in an amount necessary to hold the carbon nanotube. Therefore, for example, when stationary ultraviolet light such as a high-pressure mercury lamp is used for bond dissociation between Si atoms, irradiation time of several hours or more is required, resulting in poor productivity. On the other hand, when laser light with a high photon density is irradiated, processing in a short time becomes possible. However, in order to irradiate high-photon density laser light, equipment such as a large oscillator is required, and conditions such as the irradiation position and irradiation time need to be accurately controlled, so that productivity may also deteriorate. There is sex.
本発明は、上述の問題点を解消するためになされたもので、カーボン材料を用いて電界放出型冷陰極の陰極層を形成するにあたり、大きな設備の必要がない簡易な方法で、下部電極と陰極層との間の密着性を確保することができる電界放出型冷陰極、及び電界放出型冷陰極の製造方法並びに電界放出型画像表示素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in forming a cathode layer of a field emission cold cathode using a carbon material, a simple method that does not require a large facility, It is an object of the present invention to provide a field emission cold cathode capable of ensuring adhesion to the cathode layer, a method for manufacturing the field emission cold cathode, and a field emission image display element.
この発明は、
ガラス基板上に下部電極を形成する工程Aと、
導電性微小粒子を含むシリカゾル溶液にカーボン材料を分散する工程Bと、
シリカゲル溶液を加熱処理する工程Cと、
工程Cにより生成した、シリカゲル層が表面に定着したカーボン材料を溶媒に分散し、ペースト又はスラリーを生成する工程Eと、
ペースト又はスラリーを下部電極上に塗布し、所定の第1の温度で加熱処理する工程Fと
を備えることとしたものである。
This invention
Forming a lower electrode on the glass substrate;
Step B of dispersing a carbon material in a silica sol solution containing conductive fine particles;
Step C of heat-treating the silica gel solution;
Step E, in which the carbon material produced by Step C and having the silica gel layer fixed on the surface is dispersed in a solvent to produce a paste or slurry;
And a step F of applying a paste or slurry on the lower electrode and performing heat treatment at a predetermined first temperature.
この発明は、ガラス基板上に下部電極を形成する工程と、導電性微小粒子を含むシリカゾル溶液にカーボン材料を分散する工程と、シリカゲル溶液を加熱処理する工程と、加熱処理により生成した、表面にシリカゲル層が定着したカーボン材料を溶媒に分散し、ペースト又はスラリーを生成する工程と、ペースト又はスラリーを下部電極上に塗布し、所定の温度で加熱処理し陰極層を形成する工程とを備えることとしたので、下部電極と陰極層との密着性が高い電界放出型冷陰極を得ることができる。 The present invention includes a step of forming a lower electrode on a glass substrate, a step of dispersing a carbon material in a silica sol solution containing conductive fine particles, a step of heat-treating the silica gel solution, and a surface generated by the heat treatment. Dispersing the carbon material with the silica gel layer fixed in a solvent to produce a paste or slurry, and applying the paste or slurry onto the lower electrode and heat-treating it at a predetermined temperature to form a cathode layer. Therefore, a field emission type cold cathode having high adhesion between the lower electrode and the cathode layer can be obtained.
実施の形態1.
本発明は、下部電極上の陰極層を形成する材料として、導電性微小粒子を含むシリカゲル層を表面に定着したカーボンナノチューブを用いる。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
In the present invention, a carbon nanotube having a silica gel layer containing conductive fine particles fixed on its surface is used as a material for forming the cathode layer on the lower electrode.
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
図1はこの発明の実施の形態1に係る及び電界放出型画像表示素子の構造を示す図、図2は図1のI−I断面における一部拡大図である。この実施の形態1に係る電界放出型冷陰極の基本的な構造は、従来の電界放出型冷陰極と同様である。しかし、陰極層3が、導電性微小粒子を含むシリカゲル層を表面に定着したカーボンナノチューブを用いて形成されている点で異なる。したがって、以下に、陰極層3の製造方法を説明する。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a field emission type image display device according to
まず、導電性微小粒子を含むシリカゾル溶液にカーボンナノチューブを分散する。次に、このシリカゾル溶液を加熱処理し、カーボンナノチューブの表面に、導電性微小粒子を含むシリカゲル層を定着させる。さらに、このカーボンナノチューブを加熱し、シリカゲル層が有するシラノール基の一部を脱水重合、架橋し表面の一部にSiO2膜を生成する。次に、このカーボンナノチューブを極性溶媒に分散し、ペースト又はスラリーを生成する。生成したペースト又はスラリーを下部電極上に塗布した後、加熱処理により陰極層と下部電極とを結合させる。なお、陰極層を形成する前に、陰極層を載せる下部電極を形成しておく必要がある。
以下、詳細に説明する。
First, carbon nanotubes are dispersed in a silica sol solution containing conductive fine particles. Next, this silica sol solution is heat-treated to fix a silica gel layer containing conductive fine particles on the surface of the carbon nanotubes. Further, this carbon nanotube is heated, and a part of silanol group of the silica gel layer is dehydrated and crosslinked to form a SiO 2 film on a part of the surface. Next, the carbon nanotubes are dispersed in a polar solvent to produce a paste or slurry. After the produced paste or slurry is applied on the lower electrode, the cathode layer and the lower electrode are bonded by heat treatment. Before forming the cathode layer, it is necessary to form a lower electrode on which the cathode layer is placed.
Details will be described below.
まず、下部電極2の製造法について説明する。下部電極2は、ITO、アルミニウム、銀等の無機金属材料を蒸着法や印刷法等を用いて、ガラス基板1上にストライプ状に形成される(工程A)。なお、この工程Aは、後述するペースト又はスラリーを下部電極2上に塗布する工程の前に行えばよく、ペースト又はスラリーの塗布前であれば、後述する他の工程との前後は問わない。図3は、この工程により形成された下部電極2の一部拡大図である。
First, a method for manufacturing the
次に、陰極層3の製造方法について説明する。まず、陰極層3の主成分となるカーボンナノチューブ3aを、アーク法等により製造する。なお、カーボンナノチューブの製造方法は、アーク法以外の方法であってもよい。また、陰極層3には、カーボンナノチューブ以外のカーボン材料、例えばダイヤモンドや、カーボンナノチューブよりも直径が大きいグラファイトナノファイバーを用いても良い。以下、カーボンナノチューブを用いて説明する。
Next, the manufacturing method of the
次に、超音波分散法等を用いて、アーク法等により製造したカーボンナノチューブ3aを導電性微小粒子3bを含むシリカゾル溶液に分散する(工程B)。導電性微粒子3bには、ITO、アンチモン錫酸化物(ATO)、酸化ルテニウム等の金属酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属微粒子、その他、窒化チタン、フッ化マグネシウム等を用いる。導電性微粒子3bの粒径は、例えば数nmから数十nm程度である。また、シリカゾル溶液中に溶媒としてアルコールを混入してもよく、シリカゾル溶液へのカーボンナノチューブ3aの分散を促進するために、有機系分散剤を添加してもよい。さらに、工程Bにおける、シリカゾル溶液へ導電性微小粒子3bを混入するタイミングは、カーボンナノチューブ3aをシリカゾル溶液に入れる前でもよく、また、カーボンナノチューブ3aと導電性微小粒子3bを同じタイミングで混入してもよい。
Next, the
次に、工程Bにより製造されたシリカゾル溶液を加熱し、カーボンナノチューブの表面に導電性微小粒子3bを含むシリカゲル層3cを析出、定着させる(工程C)。なお、工程Cにおける加熱処理は、加熱後の残留物が目視で乾燥していることを確認できる程度の処理でよい。
Next, the silica sol solution produced in the process B is heated to deposit and fix the
ここで、工程Cにより製造したカーボンナノチューブをそのまま用いてペーストを調合してもよいが、工程Cが終了した時点でのシリカゲル層3cは、シラノールの架橋が十分に成長していない可能性がる。そのため、後述する工程Eにおける、ペーストやスラリーの調合作業中に生じるせん断力により、カーボンナノチューブ3aからシリカゲル層3cや導電性微小粒子3bが剥離する可能性がある。この剥離を防止するために、工程Cにより製造したカーボンナノチューブを例えば約200℃、約20分間程度加熱処理する。この処理により、カーボンナノチューブ3aの表面に定着したシリカゲル層3cが有するシラノール基(−Si−O−H)の一部を脱水重合により架橋し(−Si−O−Si−)、シリカゲル層の表面の一部にSiO2膜3cを形成する(工程D)。図4は、工程Dにより製造したカーボンナノチューブを示した図である。
Here, the paste may be prepared by using the carbon nanotubes produced in the process C as they are, but the
なお、工程Dの脱水重合の反応が促進される加熱温度は150℃以上である。一方、250℃以上の温度で加熱すると脱水重合反応が進み過ぎ、後述する極性溶媒への分散性や下部電極3への密着性に関係するシラノール基の量が少なくなる。したがって、工程Dにおける加熱温度は、150℃以上250℃以下が望ましい。
The heating temperature at which the reaction of the dehydration polymerization in step D is promoted is 150 ° C. or higher. On the other hand, when heated at a temperature of 250 ° C. or higher, the dehydration polymerization reaction proceeds excessively, and the amount of silanol groups related to dispersibility in a polar solvent and adhesion to the
次に、工程Dにより製造したカーボンナノチューブを用いて、下部電極2上に塗布するペースト又はスラリーを調合する(工程E)。ペーストは例えば、工程Dで製造したカーボンナノチューブを組成比7%、ペーストの粘度を調節する有機バインダーとしてのエチルセルロースを組成比6%、極性溶媒としてのブチルカルビトールを組成比8%、ブチルカルビトールと同様、極性溶媒としてのブチルカルビトールアセテートを組成比79%のそれぞれを混合することにより製造される。また、ペーストよりも粘度が低いスラリーは、有機バインダーの量を調節することにより製造される。
Next, a paste or slurry to be applied on the
一般的に、カーボンナノチューブのようなカーボン材料は極性が小さく、極性溶媒に対する分散性は非常に小さい。しかし、工程Cを経て製造されたカーボンナノチューブの表面にはシラノール基を有するシリカゲル層3cが定着していることから、工程Eにおける極性溶媒への分散性は、非常に良好となる。
In general, a carbon material such as a carbon nanotube has a small polarity and a dispersibility in a polar solvent is very small. However, since the
次に、工程Eにて製造したペースト又はスラリーを下部電極2上に塗布し、約120℃以上150℃以下の温度で約10分程度の加熱処理を行う(工程F)。工程Fにより、例えばダングリングボンドに起因する、下部電極2の表面上に存在する極性の大きな部分と、カーボンナノチューブ3aの表面に定着しているシリカゲル層3cが有するシラノール基とが吸着配位するため、従来よりも下部電極2と陰極層3との密着性が向上する。
Next, the paste or slurry produced in the step E is applied on the
さらに、工程Fの後、例えば約350℃、約20分にて加熱し、有機バインダーを除去し、シリカゲル層3cを脱水、固化することにより下部電極2上に陰極層3を焼成する(工程G)。図5は、工程Gにより形成された陰極層3を示す図であり、図2を一部拡大したものである。図5に示すように、陰極層3は、カーボンナノチューブ3aと、導電性微小粒子3bを含むシリカゾル層3cとからなる。なお、陰極層3は、数μmから数十μmの厚さである。
Further, after Step F, for example, heating is performed at about 350 ° C. for about 20 minutes, the organic binder is removed, and the
さらに、工程Gにおける下部電極2と陰極層3との結合について図6を用いて説明する。図6(a)は、ペーストを下部電極3に塗布した状態、(b)は、焼成後の状態をそれぞれ示す。(a)では、単に陰極層3が下部電極2上に載っているだけにすぎないが、加熱、焼成することにより、陰極層3中のシリカゲル層が持つシラノール基と、下部電極2を構成する無機金属材料(Me)とが化学的に結合する(−Si−O−Me)。これにより、下部電極2と陰極層3との密着性が向上する。
Furthermore, the coupling | bonding of the
その後、ガラス基板1上にスペーサ4を設置し、このスペーサ4上に上部引き出し電極5を配設する(工程H)。上部引き出し電極5は、平面視で下部電極2の交差する位置において開口部5aが設けられている。
After that, the spacer 4 is set on the
以上のような工程A〜工程Hにより、電界放出型冷陰極を製造する。 A field emission type cold cathode is manufactured by the process A to the process H as described above.
次に、上記の工程により製造された電界放出型冷陰極について行った、下部電極2と陰極層3との密着性の評価試験と、電界放出性能の評価試験との結果を示す。評価対象は、工程Aから工程Hまでのすべての工程を経て製造された第1の評価対象、及び、比較対象として、工程Bにおいて、シリカゾル溶液に導電性微小粒子の添加を行わず、シリカゾル溶液のみを用い、工程B以外はすべて工程Aから工程Hを経て製造された第2の評価対象と、さらに、シリカゾル溶液を使用せず、工程Aにより製造したカーボンナノチューブをそのまま用いてペースト又はスラリーを製造し(工程E’)、その後工程F、工程G、工程Hを経て製造された第3の評価対象との3種類である。
Next, the results of the evaluation test of the adhesion between the
したがって、第2の評価対象では、シリカゾル層には導電性微小粒子が存在せず、第3の評価対象では、カーボンナノチューブの表面にはシリカゾル層も存在しない。 Therefore, in the second evaluation object, there are no conductive fine particles in the silica sol layer, and in the third evaluation object, there is no silica sol layer on the surface of the carbon nanotube.
図7に、電界放出性能の評価試験を行った際の電界放出型画像表示素子と電流の測定系の概略を示す。図7に示すように、それぞれの評価対象につき、5つの下部電極2a〜eと、1つが2mm×2mmの大きさである陰極層3a〜eを5個形成した電界放出型画面表示素子を、約2.67×10−4Paである真空槽に設置し、上部引き出し電極4に所定の電圧、例えば400Vを印加したとき、陰極層3から放出された電子により生じる、下部電極2とアース間の電流値(以下、「カソード電流値」と記す。)Icを測定することにより行った。したがって、カソード電流値Icが大きいほど電界放出性能が良いことを示す。
FIG. 7 shows an outline of a field emission image display element and a current measurement system when a field emission performance evaluation test is performed. As shown in FIG. 7, for each evaluation object, a field emission type screen display element in which five
下部電極2と陰極層3との密着性の評価試験は、先端Rがφ0.05mmのサファイア針に一定の荷重を加え、0.5mm/secのスピードで陰極層3の表面を引っ掻いたときに、陰極層3の剥離が発生する最低荷重値を測定することにより行った。
The adhesion evaluation test between the
電界放出性能の評価試験の結果、及び下部電極2と陰極層3との密着性の評価試験の結果を図8に示す。
まず、電界放出性能の結果について説明する。第1の評価対象、第2の評価対象とも第3の評価対象と比較して、カソード電流値Icが非常に大きく、かつバラツキも小さい。これは、第1の評価対象、第2の評価対象とも陰極層3中にあるシリカゲル層が有するシラノール基と、下部電極2を構成する無機金属材料とが化学的に結合することにより、陰極層3と下部電極2との密着性が高まり、両者間の導通の状態が安定的に確保できることを示している。さらに、第1の評価対象は、シリカゲル層に導電性微小粒子が含まれているので、第2の評価対象よりもカソード電流値Icがさらに高くなっている。一方、第3の評価対象は、第1、第2の評価対象とは異なり陰極層3中にシラノール基を含むシリカゲル層が存在しないため、陰極層3と下部電極2との密着性が低く、導通の状態が不安定となる。したがって、カソード電流値Ic低くなり、バラツキも大きくなる。さらに、一部の測定対象では電界放出性能の評価試験中に陰極層3が下部電極から剥離したため、カソード電流値Icの測定ができない事態も発生した。
The results of the field emission performance evaluation test and the results of the adhesion evaluation test between the
First, the results of field emission performance will be described. Both the first evaluation object and the second evaluation object have a very large cathode current value Ic and a small variation compared to the third evaluation object. This is because both the first evaluation object and the second evaluation object are chemically bonded to the silanol group of the silica gel layer in the
次に、密着性の評価試験の結果について説明する。電界放出性能の評価試験の説明でも述べたが、第1、第2の評価対象は、陰極層3中にシラノール基を有するシリカゲル層を有するため、シラノール基と下部電極2を構成する無機金属材料とが化学的に結合し密着性を高めることができるため、第3の評価対象よりも良好な測定値を得ることができた。一方、第3の評価対象は、シラノール基と金属との化学的結合が存在しないため、密着性の評価は非常に低い値となっている。なお、今回の評価試験では、導電性微小粒子の存在しない第2の評価対象の方が、導電性微小粒子が存在する第1の評価対象よりも密着性が高い結果が出た。
Next, the result of the adhesion evaluation test will be described. As described in the explanation of the field emission performance evaluation test, since the first and second evaluation objects have a silica gel layer having a silanol group in the
ところで、上記実施の形態1では、下部電極2を形成した後に、下部電極2上にペースト又はスラリーを塗布し、乾燥、焼成することにより陰極層3を形成したが、下部電極2をパターン蒸着法で形成し、工程Eにおいてバインダーを入れることなく溶液を調合し、スピンコート法にてこの陰極層を形成した後、ブラスト法等で陰極層3の形を整える方法を採用してもよい。
また、下部電極2の形状はストライプ状以外の形状であってもよい。
In the first embodiment, the
Further, the shape of the
また、有機バインダーを除去する必要があるため、工程Gにおける加熱温度を約350℃としたが、図6(a)の状態から図6(b)の状態となる反応自体は150℃以上であれば進行する。したがって、有機バインダーを含まずにペーストを調合した場合は、工程Fの後、150℃以上の温度で加熱してもよい(工程G’)。 In addition, since it is necessary to remove the organic binder, the heating temperature in Step G was set to about 350 ° C., but the reaction itself from the state of FIG. 6A to the state of FIG. Progress. Therefore, when the paste is prepared without containing the organic binder, it may be heated at a temperature of 150 ° C. or higher after Step F (Step G ′).
1 ガラス基板
2 下部電極
3 陰極層
4 スペーサ
5 上部引き出し電極
6 電界放出型画像冷陰極
7 上部ガラス基板
8 透明電極
9 蛍光体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
導電性微小粒子を含むシリカゾル溶液にカーボン材料を分散する工程Bと、
当該シリカゲル溶液を加熱処理する工程Cと、
当該工程Cにより生成した、表面にシリカゲル層が定着したカーボン材料を溶媒に分散し、ペースト又はスラリーを生成する工程Eと、
当該ペースト又はスラリーを下部電極上に塗布し、所定の第1の温度で加熱処理する工程Fと
を備えることを特徴とする電界放出型冷陰極の製造方法。 Forming a lower electrode on the glass substrate;
Step B of dispersing a carbon material in a silica sol solution containing conductive fine particles;
Step C of heat treating the silica gel solution;
A step E of producing a paste or slurry by dispersing the carbon material produced by the step C and having a silica gel layer fixed on the surface in a solvent;
And a step F of applying the paste or slurry on the lower electrode and performing heat treatment at a predetermined first temperature.
さらに所定の第2の温度で加熱処理する工程G
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電界放出型冷陰極の製造方法。 After step F
Furthermore, the process G which heat-processes at predetermined | prescribed 2nd temperature.
The method of manufacturing a field emission cold cathode according to claim 1, comprising:
工程Cにより生成した、表面にシリカゲル層が定着したカーボン材料を加熱する工程Dを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の電界放出型冷陰極の製造方法。 After step C and before step E,
The method for producing a field emission cold cathode according to claim 1 or 2, further comprising a step D of heating the carbon material formed on the surface and having a silica gel layer fixed thereon.
当該ガラス基板上に成形された下部電極と、
当該下部電極上に形成され、導電性微小粒子を含むシリカゲル層を表面に定着したカーボン材料を含む陰極層と、
当該陰極層から所定の距離離れた位置に設置された上部引き出し電極と
を備えることを特徴とする電界放出型冷陰極。 A glass substrate;
A lower electrode formed on the glass substrate;
A cathode layer containing a carbon material formed on the lower electrode and having a silica gel layer containing conductive fine particles fixed on the surface;
A field emission cold cathode, comprising: an upper lead electrode disposed at a predetermined distance from the cathode layer.
A field emission image display device comprising the field emission cold cathode according to claim 4.
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