專利名稱：電子發(fā)射源表面活化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射源表面活化的方法，特別涉及一種利用噴涂技術(shù)將溶液均勻噴涂灌注于陰極結(jié)構(gòu)的各像素內(nèi)，以形成貼覆層，再于貼覆層表面貼覆一層膠膜，利用剝膜設(shè)備移除膠膜時(shí)，一并移除貼覆層的方法，由于膠膜材質(zhì)的強(qiáng)度在脫膜過(guò)程中可使貼覆層不致破損或斷裂，因此本發(fā)明可應(yīng)用于大尺寸面板，而且對(duì)使用貼覆層的材料具有更廣泛的適用性。
背景技術(shù)：
已知的三極場(chǎng)發(fā)射顯示器，其結(jié)構(gòu)主要包括陽(yáng)極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有支撐器(spacer)，作為陽(yáng)極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)間真空區(qū)域的間隔、以及作為陽(yáng)極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)間的支撐，該陽(yáng)極結(jié)構(gòu)包括陽(yáng)極基板、陽(yáng)極導(dǎo)電層及熒光粉體層(phosphors layer)；而該陰極結(jié)構(gòu)則包括陰極基板、陰極導(dǎo)電層、電子發(fā)射源層、介電層及柵極層；其中該柵極層上提供有電位差以使得電子發(fā)射源層發(fā)射電子，通過(guò)陽(yáng)極導(dǎo)電層所提供的高電壓，使電子束加速，從而使電子有足夠的動(dòng)能撞擊(impinge)陽(yáng)極結(jié)構(gòu)上的熒光粉體層以使其激發(fā)從而發(fā)光。因此，為了使電子在場(chǎng)發(fā)射顯示器中運(yùn)動(dòng)，需要使用真空設(shè)備將顯示器的真空度保持在至少10-5托(torr)以下，以使電子具有足夠的平均自由程(mean freepath)，同時(shí)應(yīng)避免電子發(fā)射源和熒光粉區(qū)的污染及毒化。另外，為使電子具有足夠能量以撞擊熒光粉，在兩板間需要有適當(dāng)間隙，使電子有足夠的加速空間來(lái)撞擊熒光粉體，以使熒光粉體能充分產(chǎn)生發(fā)光效應(yīng)。
其中所謂的電子發(fā)射源層以碳納米管(Carbon nanotubes)為主要成分，碳納米管自1991年被Iijima提出(Nature 354，56(1991))具備極高的電子特性后，其已被多種電子組件所使用。碳納米管可以有很高的深寬比(aspect ratio)，其深寬比大于500以上，并且具有高的剛性，其楊氏系數(shù)多在1000GPn以上，而碳納米管的尖端或缺陷處均為原子量級(jí)的露出，由于其具有以上這些特性，因此被認(rèn)為是一種理想的場(chǎng)電子發(fā)射源(electron field emitter)材料，例如用于一種場(chǎng)發(fā)射顯示器的陰極結(jié)構(gòu)上的電子發(fā)射源。由于碳納米管具備以上所述的物理特性，因此也可被設(shè)計(jì)用于多種制作過(guò)程，如網(wǎng)印或薄膜制作過(guò)程等，以用于布圖電子組件。
而所謂的陰極結(jié)構(gòu)制作技術(shù)，是將碳納米管作為電子發(fā)源材料制作于陰極導(dǎo)電層上，其制作方法可以有化學(xué)真空沉積(CVD)，或是一種可以將感光型碳納米管溶液圖騰化制作于各像素內(nèi)的陰極導(dǎo)電層上的方法，也可為噴圖碳納米管溶液搭配網(wǎng)罩制作，或是一種將碳納米管涂布沉積于陰極導(dǎo)電層上的電泳法，然而不論是上述哪種做法，均須在圖樣制作后進(jìn)行500℃以上的高溫?zé)Y(jié)，以使在完成上述各制作過(guò)程后殘留的溶劑移除，并使碳納米管固著于陰極導(dǎo)電層上，以增加其附著力。
不過(guò)陰極結(jié)構(gòu)的制作過(guò)程于此尚未完成，通常在高溫?zé)Y(jié)過(guò)程后仍需進(jìn)行所謂的表面活化制作過(guò)程，由于高溫?zé)Y(jié)仍不足以移除電子發(fā)射源表面的其它非碳納米管的碳質(zhì)塊材結(jié)構(gòu)、或者其它不良晶體類型的碳納米管、或者其它碳球結(jié)構(gòu)等、以及其它因高溫?zé)Y(jié)所形成的高溫有機(jī)材料，以上物質(zhì)仍影響碳納米管電子發(fā)射源的電子產(chǎn)出效率，因此仍需經(jīng)過(guò)上述所謂的表面活化程序而加以移除或改質(zhì)，以達(dá)到活化電子發(fā)射源、提高電子束產(chǎn)生的效果，此類活化技術(shù)可以包括一種現(xiàn)有技術(shù)是在貼膜后進(jìn)行剝膜處理，其利用一種膠帶貼覆于電子發(fā)射源表面，再將該膠帶剝除，以移除上述所謂的多余材料或結(jié)構(gòu)以達(dá)到活化的目的；或是利用近來(lái)發(fā)展的激光或電漿進(jìn)行熱處理，即利用瞬間區(qū)域的高溫使不良結(jié)構(gòu)的碳材料再結(jié)晶或是分解移除；或是進(jìn)行噴砂處理，通過(guò)物理作用將不良材料及結(jié)構(gòu)加以破壞以移除。然而上述方法仍各有其缺點(diǎn)，如以膠帶剝膜的方式，雖然成本低，但不適用于電子發(fā)射源已制作于三極的陰極結(jié)構(gòu)內(nèi)的情況，因?yàn)槟z帶貼覆不到電子發(fā)射源，另外，以激光或電漿處理的方式不利于大型面板結(jié)構(gòu)，且實(shí)施方式成本過(guò)高，此外，噴砂處理方式可能會(huì)傷害到原碳管結(jié)構(gòu)，且不利于實(shí)現(xiàn)高解析的像素陰極結(jié)構(gòu)。
另一種現(xiàn)有技術(shù)是利用一種熱熔膠或可熔性涂料，利用熱鑄型灌注于三極結(jié)構(gòu)的各像素內(nèi)的電子發(fā)射源表面，成形后再將該熔膠剝除，以達(dá)到活化電子發(fā)射源表面的目的，該制作過(guò)程雖然過(guò)程簡(jiǎn)易且成本低廉，但由于該技術(shù)是以熱熔涂料灌注，因此其仍然存在限制，其中限制其實(shí)施的一個(gè)重要因素是，該涂料為一種高黏度材料，即使在熱熔過(guò)程中其黏度仍在1000cps以上，這樣場(chǎng)發(fā)射顯示器組件如果是高分辨率的產(chǎn)品，其像素的長(zhǎng)寬更小，而這種高黏度熔膠即便加熱鑄熔，在涂布覆蓋過(guò)程，部分區(qū)域的熔膠往往也會(huì)與像素孔隙間形成空氣間隙，這種空氣間隙將影響熔膠與碳納米管電子發(fā)射源的緊密結(jié)合，因此將難以全面活化表面，致使電子發(fā)射源表面活化區(qū)域無(wú)法均勻，影響顯示畫(huà)面的效果。
另外，本發(fā)明的申請(qǐng)人曾提出一種利用噴涂成膜方式以利于貼覆材料深入電子發(fā)射源結(jié)構(gòu)的技術(shù)，該技術(shù)是利用熱熔膠或高分子材料在三極結(jié)構(gòu)的陰極電極表面形成所謂的貼覆層，再脫除該貼覆層以達(dá)到活化電子發(fā)射源的效果。以上所述的熱熔膠或高分子材料形成貼覆層的制作過(guò)程雖過(guò)程簡(jiǎn)易且成本低廉，且可應(yīng)用于大量生產(chǎn)，然而對(duì)于所形成的貼覆層的脫膜機(jī)制仍不明確，由于受所貼覆的材料限制，若直接對(duì)于該脫膜層材料進(jìn)行脫膜，如果其依賴于所形成的貼覆層強(qiáng)度，則在脫膜過(guò)程將可能發(fā)生斷裂或破損，尤其是對(duì)于未來(lái)大尺寸面板的需求，更需要提供一種脫膜機(jī)制，其可用于大量生產(chǎn)以提供大尺寸面板陰極的脫膜，以達(dá)到均勻活化效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)種存在的問(wèn)題。本發(fā)明于貼覆層表面再貼覆膠膜，在脫膜過(guò)程中，由于膠膜材質(zhì)的強(qiáng)度可以在脫膜過(guò)程中使貼覆層不致破損或斷裂，因此本發(fā)明可應(yīng)用于大尺寸面板，而且對(duì)使用貼覆層的材料適用性更廣。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電子發(fā)射源表面活化的方法，是在陰極結(jié)構(gòu)制作完成并進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)后，利用噴涂技術(shù)將溶液均勻噴涂灌注于陰極結(jié)構(gòu)的表面上，此時(shí)溶液將覆蓋柵極電極層，并由穿孔及凹陷區(qū)域滲入至電子發(fā)射源的表面上，以形成噴涂貼覆層，再使其干燥后，將至少一側(cè)具有黏膠的膠膜貼覆于貼覆層表面上，利用滾筒式脫膜裝置進(jìn)行脫膜處理，在滾筒將膠膜剝除時(shí)，一并移除貼覆層，以移除電子發(fā)射源表面的殘余碳材或有機(jī)氧化物等，以達(dá)到活化電子發(fā)射源表面的效果。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的陰極結(jié)構(gòu)噴涂溶液制作流程示意圖。
圖3為本發(fā)明的陰極結(jié)構(gòu)噴涂溶液制作流程完成示意圖。
圖4為本發(fā)明的陰極結(jié)構(gòu)表面膠膜及貼覆層進(jìn)行剝除處理示意圖。
附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下陰極結(jié)構(gòu)..................10基板......................1電極層....................2介電層....................3柵極電極..................4穿孔......................5凹陷區(qū)域..................6電子發(fā)射源................7溶液......................8貼覆層....................9膠膜......................101噴涂裝置..................20滾筒式脫膜裝置............30滾筒......................301、302、30具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案作出詳細(xì)說(shuō)明圖1是本發(fā)明的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的電子發(fā)射源表面活化方法，主要是將溶液噴涂于陰極結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射源表面上以形成貼覆層，再將所述貼覆層剝除以達(dá)到活化電子發(fā)射源表面的效果。
利用所述噴涂方式可完全將貼覆溶液灌注于三極的陰極結(jié)構(gòu)的各像素內(nèi)，以克服傳統(tǒng)熱熔鑄形技術(shù)無(wú)法完全灌注所造成的均勻性不佳的現(xiàn)象，待灌注后的溶液干燥成膜后，再貼覆一層膠模，然后進(jìn)行剝膜處理，以移除電子發(fā)射源表面的殘余碳材或有機(jī)氧化物等，配合此剝膜機(jī)制并提供均勻性剝膜機(jī)構(gòu)以達(dá)到均勻性剝膜活化的效果。這種方法成本低廉，實(shí)施簡(jiǎn)易，能夠克服結(jié)構(gòu)上活化的限制，以噴涂方式覆膜活化區(qū)域，再搭配以滾筒式剝膜機(jī)制可以提高剝膜均勻性。
首先，在噴涂溶液前先制作三極陰極結(jié)構(gòu)10，陰極結(jié)構(gòu)10的制作方法如下提供基板1，基板1為玻璃材質(zhì)，再利用銀膠在基板1上形成電極層2，電極層2上形成有介電層(Dielectric)3，在介電層3上形成有柵極電極層4，利用如微影或蝕刻方法，在柵極電極層4上形成穿孔(hole)5以及暴露電極層2的凹陷區(qū)域6，再利用碳納米管在電極層2上形成電子發(fā)射源7。
圖2和圖3是本發(fā)明的陰極結(jié)構(gòu)噴涂溶液制作流程及完成示意圖。如圖所示，當(dāng)陰極結(jié)構(gòu)10制作完成，并利用高溫?zé)Y(jié)后，再進(jìn)行電子發(fā)射源7的表面活化制作。
利用噴涂技術(shù)來(lái)進(jìn)行電子發(fā)射源7的表面活化制作。所述噴涂技術(shù)中使用噴涂裝置20，噴涂裝置20內(nèi)部填充有溶液8，噴涂裝置20利用高壓空氣將待噴涂的溶液8均勻噴涂灌注于陰極結(jié)構(gòu)10的表面上，此時(shí)溶液將覆蓋柵極電極層4，并由穿孔(hole)5及凹陷區(qū)域6滲入至電子發(fā)射源7的表面上，以形成噴涂貼覆層9(如圖3所示)，然后使其干燥成膜。
利用上述噴涂技術(shù)的實(shí)施方法一為可以選購(gòu)市售的噴式可剝保護(hù)膜，其傳統(tǒng)的用途是用作金屬表面的保護(hù)膜。所述的噴式可剝膜為一種高分子材料，填充于高壓氣體灌內(nèi)，其傳統(tǒng)的用途是用作五金加工業(yè)的金屬表面的抗氧化保護(hù)膜，通過(guò)高壓氣體將高分子溶液材料霧化為小液珠涂覆于被噴涂表面，利用噴涂后溶液中的揮發(fā)溶劑揮發(fā)后干燥成膜，以形成保護(hù)膜。根據(jù)這一機(jī)制，利用此市售的噴涂溶液噴涂于陰極結(jié)構(gòu)10，可以多次重復(fù)噴涂以充分填充鑄形于各所述像素，然后靜置待覆膜液揮發(fā)干燥成膜。
利用上述噴涂技術(shù)的實(shí)施方法二為調(diào)制PVA或PVP的水溶液，其濃度可以為5％～10％，常溫時(shí)其黏度控制在1000cps以下，加熱50～80℃后其黏度可控制在500cps以下。再利用一種涂裝用的噴槍，以壓送高壓空氣的方式將涂料霧化噴涂于陰極結(jié)構(gòu)10的電子發(fā)射源7的表面上，配合所使用的涂布溶液及懸浮的固體物含量比例，選用的涂裝噴槍空氣進(jìn)氣流量至少大于200升/分鐘。由于使用的噴涂溶液8是一種水溶液，因此被噴涂的陰極結(jié)構(gòu)10需被預(yù)熱，首先將陰極結(jié)構(gòu)10以50～80℃焙烤10～20分鐘，以使涂布的溶液8易于立即干燥成膜，由于使用的是噴涂程序，因此可重復(fù)噴涂，由此可確保霧化涂料充分鑄形于電子發(fā)射源7的表面。
待上述溶液干燥成膜后，利用滾筒式脫膜裝置30進(jìn)行脫膜處理(如圖4所示)，在進(jìn)行脫膜處理前，先貼覆膠膜101，利用滾筒303將膠膜101貼覆于貼覆層9的表面上，再經(jīng)滾筒301滾壓，由于滾筒301內(nèi)具有加熱單元，因此在滾壓膠膜101與貼覆層9時(shí)，除了可以讓膠膜101有效貼覆于貼覆層9表面上之外，還可以讓膠膜101及貼覆層9軟化，使?jié)L筒302可以輕易將膠膜101及貼覆層9剝除，從而可將陰極結(jié)構(gòu)10上因高溫?zé)Y(jié)無(wú)法移除的電子發(fā)射源7表面的其它非碳納米管的碳質(zhì)塊材結(jié)構(gòu)、或者其它不良晶體類型的碳納米管、或其它碳球結(jié)構(gòu)等、以及其它因高溫?zé)Y(jié)所形成的高溫有機(jī)材料一并剝除，使場(chǎng)發(fā)射顯示器的顯示畫(huà)面效果更佳。
進(jìn)一步，為配合剝膜制程，貼覆的貼覆層9形成的特定厚度可以為0.1～0.5mm，以利于脫膜滾筒黏覆脫膜。
更進(jìn)一步，在形成于陰極結(jié)構(gòu)10上的貼覆層9上，使用至少一側(cè)具有黏膠的膠膜101，且膠膜101可以為一種高強(qiáng)度的PE、PVC等高分子聚合材料，由此可避免在其脫膜過(guò)程中發(fā)生斷裂或破損，利用具有黏膠的一側(cè)使膠膜101與貼覆層9緊密貼合，再移除膠膜101，以一并移除貼覆層9，由于膠膜101具備一定的強(qiáng)度，因此脫膜不致產(chǎn)生破損，通過(guò)膠膜101一側(cè)的黏膠黏貼貼覆層9以移除貼覆層，以達(dá)到活電子發(fā)射源的效果，因此對(duì)于貼覆層9的材料選擇性更廣。
以上僅為對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施范圍。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，所做的各種變化與修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射源表面活化方法，包括a)首先選取燒結(jié)后的陰極結(jié)構(gòu)；b)利用噴涂裝置將溶液噴涂于所述陰極結(jié)構(gòu)，以形成貼覆層；c)待所述陰極結(jié)構(gòu)上形成的所述貼覆層干燥后，在所述貼覆層表面貼覆膠膜，再利用脫膜裝置將所述陰極結(jié)構(gòu)表面的所述膠膜脫模，在所述膠膜脫模時(shí)，一并移除所述貼覆層，以移除所述陰極結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射源表面的殘余碳材料或有機(jī)氧化物。
2.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述陰極結(jié)構(gòu)為三極場(chǎng)發(fā)射顯示器，所述陰極結(jié)構(gòu)至少包括有基板，在所述基板上形成有電極層，所述電極層上形成有介電層，所述介電層上形成有柵極電極層，所述柵極電極層上形成有穿孔以及暴露所述電極層的凹陷區(qū)域，在所述電極層上利用碳納米管形成有電子發(fā)射源。
3.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述噴涂裝置為高壓空氣填充罐或噴槍。
4.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述噴槍為了配合所使用的涂布溶液及懸浮的固體物含量比例，選用的涂裝噴槍空氣進(jìn)氣流量至少大于200升/分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述溶液為PVA或PVP溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述溶液為濃度5％～10％的水溶液。
7.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述溶液的常溫黏度控制在1000cps以下。
8.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述溶液加熱50～80℃后黏度可控制在500cps以下。
9.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，在噴涂過(guò)程中所述噴涂裝置需加熱50～80℃。
10.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，在噴涂過(guò)程中所述陰極結(jié)構(gòu)需加熱50～80℃。
11.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述脫模裝置為滾筒式脫模裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述滾筒式脫膜裝置具有至少兩個(gè)以上的滾筒，其中至少一個(gè)所述滾筒內(nèi)具有加熱單元，在滾壓陰極結(jié)構(gòu)表面的膠膜及貼覆層時(shí)，所述至少一個(gè)滾筒先對(duì)膠膜及貼覆層進(jìn)行加熱軟化。
13.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，為配合剝膜過(guò)程需使貼覆的貼覆層形成的特定厚度為0.1～0.5mm，以利于脫膜。
14.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，在進(jìn)行涂覆之后，將所述陰極結(jié)構(gòu)以50～80℃焙烤10～20分鐘，從而使貼覆層固化鑄形。
15.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述膠膜至少一側(cè)具有黏膠。
16.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射源表面活化方法，其中，所述膠膜為一種高強(qiáng)度的PE或PVC高分子聚合材料所構(gòu)成。
全文摘要
一種電子發(fā)射源表面活化方法，主要是在陰極結(jié)構(gòu)制作并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，利用噴涂技術(shù)將溶液均勻噴涂灌注于陰極結(jié)構(gòu)的表面上，以形成貼覆層，再于貼覆層表面貼覆一層膠膜，然后利用滾筒式脫膜裝置將膠膜剝除，在膠膜被剝除時(shí)，一并移除貼覆層，由于膠膜材質(zhì)的強(qiáng)度可以在脫膜過(guò)程中使貼覆層不致破損或斷裂，因此將來(lái)可應(yīng)用于大尺寸面板，而且對(duì)使用貼覆層的材料具有更廣泛的適用性。
文檔編號(hào)H01J9/02GK1873880SQ200510073548
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者鄭奎文, 李裕安, 蕭俊彥, 蔡金龍, 李協(xié)恒 申請(qǐng)人:東元電機(jī)股份有限公司