專利名稱：平板顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于平板顯示器的陰極組件的制造方法以及包括該陰極組件的平板顯示器，更具體地說(shuō)，涉及一種平板顯示器用的陰極組件的制造方法，在其上通過(guò)不需要附加表面處理步驟的簡(jiǎn)化方法形成電子發(fā)射區(qū)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括由上述方法形成的電子發(fā)射區(qū)的平板顯示器。
背景技術(shù)：
平板顯示器通常由兩個(gè)基板組成；即，發(fā)出電子的陰極區(qū)域和通過(guò)陰極區(qū)域發(fā)射的電子來(lái)發(fā)射光線的陽(yáng)極區(qū)域。對(duì)基板進(jìn)行排列以顯示預(yù)定的圖像。
根據(jù)平板顯示器的基本結(jié)構(gòu)，電子發(fā)射顯示通過(guò)排列一對(duì)基板形成，也就是在其上形成作為冷陰極(cold-cathode)電子源的電子發(fā)射區(qū)域的陰極基板，和在其上形成綠、藍(lán)和紅熒光屏的陽(yáng)極基板，這些熒光屏具有由黑層(black layer)定義的圖樣。磷光劑由陰極基板發(fā)出的電子激發(fā)并產(chǎn)生有色光。
該平板顯示器在電子發(fā)射區(qū)域使用spindt型發(fā)射器，其中使用尖頭電極，由例如鉬或硅這樣的材料層壓而成。這種spindt型電子發(fā)射器具有超微結(jié)構(gòu)，因此，其制造過(guò)程需要相當(dāng)復(fù)雜的方法并且需要高精度的技術(shù)，因此很難制造大型顯示器。
含碳材料由于其低的功函數(shù)，近來(lái)已經(jīng)逐漸成為潛在的可用電子發(fā)射源。由于含碳材料，碳納米管(CNT)，具有高縱橫比和曲率為100的小的尖端半徑的特點(diǎn)，因而特別期望其成為理想的電子發(fā)射源，并且因此通過(guò)施加1～3V/μm的低外部電壓可以容易地發(fā)射電子。
通常有兩種方法來(lái)形成具有碳納米管(CNTs)的電子發(fā)射區(qū)絲網(wǎng)印刷法和化學(xué)氣相沉積(CVD)法。通過(guò)對(duì)碳納米管、石墨、樹(shù)脂和溶劑形成的糊劑進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并對(duì)其進(jìn)行燒結(jié)來(lái)實(shí)施絲網(wǎng)印刷法。然而，這種方法具有一些缺點(diǎn)，因?yàn)殡y以制備適當(dāng)?shù)暮齽?。此外，通常需要在燒結(jié)方法后進(jìn)行電子發(fā)射源的附加表面處理步驟。
另一方面，制造平板顯示器之后，通過(guò)在需要的位置上直接生長(zhǎng)陰極材料來(lái)進(jìn)行CVD。然而，這種方法難以形成用于大型顯示器的均勻電子發(fā)射區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，這種方法使電子發(fā)射區(qū)和基板之間的粘合力提高，并且附加表面處理步驟不是必需的。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種包括由上述方法制造的陰極組件的平板顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，制造用于平板顯示器的陰極組件的方法包括在基板上形成陰極電極；在陰極電極涂上包括含硅材料的導(dǎo)電組合物以制備導(dǎo)電層；并且在導(dǎo)電層上涂覆包括碳納米管的電子發(fā)射組合物。
本發(fā)明的平板顯示器包括基板、在基板上的陰極電極、在陰極電極上包括含硅材料的導(dǎo)電層和在導(dǎo)電層上的電子發(fā)射區(qū)。


通過(guò)參考如下的具體描述結(jié)合附圖來(lái)考慮本發(fā)明時(shí)，本發(fā)明的更加完整的評(píng)價(jià)和隨之而來(lái)的許多優(yōu)點(diǎn)將十分明晰，同時(shí)更加容易理解，其中圖1是工序流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于平板顯示器的陰極組件制造方法；和圖2是曲線圖，表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的陰極組件的電子發(fā)射性質(zhì)和對(duì)比例1的比較。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其總體方法比現(xiàn)有方法簡(jiǎn)單。此外，由于電子發(fā)射區(qū)形成在陰極組件的外表面，因此這種方法不需要附加表面處理步驟。使用這種方法能夠提高電子發(fā)射區(qū)和基板之間的粘合力。
參照?qǐng)D1說(shuō)明了本發(fā)明的一種制造陰極組件的方法。首先，陰極電極3形成在基板1上。陰極電極可以通過(guò)使用如銀糊劑、銦錫氧化物(ITO)等材料，或如絡(luò)或鉬等的薄金屬層形成。取決于所使用的材料，可以選擇使用照相平版印刷或厚膜印刷來(lái)制造這些陰極電極。
包括含硅材料的導(dǎo)電組合物涂在陰極電極3上以形成導(dǎo)電層5。這一導(dǎo)電層增強(qiáng)了陰極電極和電子發(fā)射區(qū)之間的粘合，并且減小了燒結(jié)后殘留有機(jī)材料的數(shù)量。這導(dǎo)致耐用性提高。
這里使用的導(dǎo)電組合物包括Si化合物，例如，甲基硅氧烷聚合物(Si-O-CH3)或式1表示的化合物。
其中R1、R2、R3和R4是相同或獨(dú)立地選自線型或支鏈烷基、環(huán)烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷基鹵化物、芳基鹵化物、芳烷基鹵化物、苯基、硫醇、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、環(huán)氧或乙烯醚；其中烷基具有1至18個(gè)碳，環(huán)烷基具有3至18個(gè)碳，烯基具有2至18個(gè)碳，并且芳烷基具有6至18個(gè)碳；n和m相同或不同，且為1到100,000之間的整數(shù)。
導(dǎo)電組合物包括12到17wt％的含硅材料，11到19wt％的丙酮，28到36wt％的乙醇，25到35wt％的異丙醇，和余量的水。
導(dǎo)電組合物還包括例如銀、鋁、鎳、鈷或銅的導(dǎo)電金屬。用于制備導(dǎo)電層的涂覆步驟采用普通的涂覆方法進(jìn)行，例如，旋涂、絲網(wǎng)印刷或?yàn)R射法。基于導(dǎo)電組合物的總重量為100重量份時(shí)，導(dǎo)電金屬的量最好為0.01到50重量份。因此，導(dǎo)電層包括數(shù)量為0.01到50wt％的導(dǎo)電金屬。如果導(dǎo)電金屬的量超出這一范圍，導(dǎo)電金屬造成的影響將大于電子發(fā)射區(qū)材料造成的影響，并且難以在外表面形成電子發(fā)射區(qū)。
其次，包括電子發(fā)射材料的電子發(fā)射組合物涂在導(dǎo)電層5上以形成電子發(fā)射區(qū)7。電子發(fā)射材料可以是任何材料，只要該材料發(fā)射電子即可。示例性的材料為碳納米管、石墨、碳或金剛石類碳。形成電子發(fā)射區(qū)的方法可以通過(guò)例如空氣擴(kuò)散(airspreading)、旋涂、絲網(wǎng)印刷或?yàn)R射法的方法來(lái)進(jìn)行。在電子發(fā)射組合物中電子發(fā)射材料的數(shù)量?jī)?yōu)選為從0.01到50wt％。如果電子發(fā)射材料的數(shù)量少于0.01wt％，將難于發(fā)射電子。如果電子發(fā)射材料的數(shù)量多于50wt％，不能均勻地形成電子發(fā)射區(qū)的表面。
電子發(fā)射組合物還可以包括載體以改善組合物的特性，例如控制組合物的粘性和密度使其便于印刷。在糊劑組合物中用作載體的示例性材料包括增稠劑、粘合劑和溶劑。
增稠劑用于加強(qiáng)各層之間的粘合力，并且其可以包括硅樹(shù)脂基材料，或礦物油例如萜品醇。粘合劑可以包括有機(jī)樹(shù)脂例如乙基纖維素、丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂。溶劑可以包括丁基卡必醇醋酸酯、萜品醇、乙基纖維素、乙基卡必醇或任何有機(jī)溶劑，例如動(dòng)物油或植物油。
雖然載體使糊劑組合物的印刷變得容易，但載體應(yīng)該在印刷基板的燒結(jié)過(guò)程中，通過(guò)蒸發(fā)而完全去除。因此，再次參照?qǐng)D1，在燒結(jié)之后，形成的電子發(fā)射區(qū)7比其第一次涂在導(dǎo)電層上之后要薄。載體的數(shù)量或在電子發(fā)射組合物中載體的數(shù)量根據(jù)主材料例如碳納米管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，但是對(duì)其沒(méi)有具體的限定。
根據(jù)這種方法生產(chǎn)的平板顯示器包括基板、形成在基板上的陰極電極、包括含硅材料的導(dǎo)電層和形成在導(dǎo)電層上的電子發(fā)射區(qū)層。
有利的實(shí)施例和對(duì)比例如下。然而，這里的實(shí)施例并不代表本發(fā)明所有可能的有利實(shí)施方式。
實(shí)施例1具有銦錫氧化物的陰極電極組合物涂在玻璃基板上形成陰極電極。包括15wt％的甲基硅氧烷聚合物、17wt％的丙酮、32wt％的乙醇、30wt％的異丙醇和余量的水的導(dǎo)電層組合物涂在陰極電極上以形成導(dǎo)電層。
碳納米管和萜品醇溶劑相混合以制備電子發(fā)射組合物并將該組合物涂在導(dǎo)電層上，從而生產(chǎn)具有基板、導(dǎo)電層和電子發(fā)射區(qū)的陰極組件。
對(duì)比例1制備實(shí)施例1的陰極組件，只是省略了導(dǎo)電層。
測(cè)量根據(jù)實(shí)施例1和對(duì)比例1的陰極組件的電子發(fā)射特性。結(jié)果表示在圖2中。圖2顯示與對(duì)比例1的陰極組件相比，實(shí)施例1的陰極組件在更低的電壓下發(fā)射電子。
制造本發(fā)明的用于平板顯示器的陰極組件的方法能更加簡(jiǎn)單地制造電子發(fā)射區(qū)，而不需要附加表面處理，增強(qiáng)了基板和電子發(fā)射區(qū)之間的粘合力，并且通過(guò)使燒結(jié)之后殘留的有機(jī)材料的數(shù)量最小化而提高了耐久性。
權(quán)利要求
1.一種制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，包括(a)在基板上形成陰極電極；(b)在陰極電極上涂布包括含硅材料的導(dǎo)電組合物以在陰極電極上形成導(dǎo)電層；和(c)在導(dǎo)電層上涂布電子發(fā)射組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中含硅材料是SiOCH3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中導(dǎo)電組合物包括12到17wt％的SiOCH3、11到19wt％的丙酮和25到25wt％的異丙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中導(dǎo)電組合物還包括導(dǎo)電金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中導(dǎo)電金屬選自銀、鋁、鎳、鈷、銅及其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中導(dǎo)電組合物的涂覆通過(guò)一種選自旋涂、絲網(wǎng)印刷和濺射法的方法來(lái)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中電子發(fā)射組合物含有一種選自碳納米管、石墨、碳和金剛石類碳的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中電子發(fā)射組合物的涂覆步驟通過(guò)一種選自空氣擴(kuò)散、旋涂、絲網(wǎng)印刷和濺射法的方法來(lái)進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的制造用于平板顯示器的陰極組件的方法，其中含硅材料由下式表示 其中R1、R2、R3和R4是相同或獨(dú)立地選自具有高達(dá)18個(gè)碳的線型或支鏈烷基、環(huán)烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷基鹵化物、芳基鹵化物、芳烷基鹵化物、苯基、硫醇、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、環(huán)氧或乙烯醚基；n和m相同或不同，且為1到100,000之間的整數(shù)。
10.一種平板顯示器，包括基板；在基板上的陰極電極；包括含硅材料的導(dǎo)電層；和在導(dǎo)電層上的電子發(fā)射區(qū)層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的平板顯示器，其中含硅材料選自SiOCH3和由下式表示的化合物 其中R1、R2、R3和R4是相同或獨(dú)立地選自具有高達(dá)18個(gè)碳的線型或支鏈烷基、環(huán)烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷基鹵化物、芳基鹵化物、芳烷基鹵化物、苯基、硫醇、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、環(huán)氧或乙烯醚基；n和m相同或不同，且為1到100,000之間的整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的平板顯示器，其中導(dǎo)電層包括12到17wt％的含硅材料、11到19wt％的丙酮和25到25wt％的異丙醇。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的平板顯示器，其中導(dǎo)電層還包括導(dǎo)電金屬。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的平板顯示器，其中導(dǎo)電金屬選自銀、鋁、鎳、鈷、銅及其組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的平板顯示器，其中提供導(dǎo)電金屬的數(shù)量為0.01到50重量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的平板顯示器，其中導(dǎo)電層通過(guò)一種選自旋涂、絲網(wǎng)印刷和濺射法的方法來(lái)形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的平板顯示器，其中電子發(fā)射區(qū)層包括一種選自碳納米管、石墨、碳和金剛石類碳的材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的平板顯示器，其中電子發(fā)射區(qū)層通過(guò)一種選自空氣擴(kuò)散、旋涂、絲網(wǎng)印刷和濺射法的方法來(lái)形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求10的平板顯示器，其中電子發(fā)射區(qū)層包括提供數(shù)量為0.01到50wt％的電子發(fā)射材料。
全文摘要
公開(kāi)一種制造用于平板顯示器的陰極基板的方法，該方法包括在基板上涂陰極電極組合物以形成陰極電極，在陰極電極上涂包括含硅材料的導(dǎo)電組合物以在陰極電極上制備導(dǎo)電層，并且在導(dǎo)電層上使用包括例如碳納米管材料的電子發(fā)射組合物。
文檔編號(hào)H01J31/12GK1664973SQ200510056570
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者南仲佑, 尹泰逸, 樸鐘換, 李天珪, 崔德鉉, 劉址范, 崔鐘亨 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社