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JP4749231B2 - Manufacturing method of electron emission device - Google Patents
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Description

本発明は、カーボンナノチューブが電子源として用いられている電子放出装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an electron emission device in which carbon nanotubes are used as an electron source.

従来から、カーボンナノチューブを電子源として用いる電子放出装置の研究が行なわれている。従来の電子放出装置においては、カーボンナノチューブから放出される電子のエミッション分布の均一化を図るために、エージングが行なわれている。エージングとは、電子放出能力が高いカーボンナノチューブに過大電流を流すことにより、選択的にその先端を消失させる方法である。従来のエージングにおいては、カソード層とゲート電極層との間に定格値以上の電圧を印加することにより、電子放出能力が高いカーボンナノチューブを消失させることによって、エミッション分布の均一化が実現されている。
特開2006−12578号公報
Conventionally, research has been conducted on electron emission devices using carbon nanotubes as an electron source. In conventional electron emission devices, aging is performed in order to make the emission distribution of electrons emitted from carbon nanotubes uniform. Aging is a method of selectively eliminating the tip of a carbon nanotube having a high electron emission capability by flowing an excessive current. In conventional aging, a uniform emission distribution is realized by applying a voltage higher than the rated value between the cathode layer and the gate electrode layer to eliminate carbon nanotubes with high electron emission capability. .
JP 2006-12578 A

上記のエージングによれば、電子のエミッション分布の均一化のためにカーボンナノチューブに過大な電流を流す。そのため、カーボンナノチューブが飛散してゲート電極層に付着することによって、カソード層とゲート電極層との間の絶縁性が低下する。また、カーボンナノチューブの飛散によって、カーボンナノチューブ層に電子を放出しないエリアが形成されてしまう。その結果、輝度が低下したり、画素欠陥が発生したりする。したがって、電子放出装置の表示性能が低下してしまう。   According to the above aging, an excessive current is passed through the carbon nanotubes in order to make the electron emission distribution uniform. Therefore, the carbon nanotubes scatter and adhere to the gate electrode layer, so that the insulation between the cathode layer and the gate electrode layer is lowered. Moreover, the area which does not discharge | release an electron will be formed in a carbon nanotube layer by scattering of a carbon nanotube. As a result, the luminance is reduced or pixel defects are generated. Therefore, the display performance of the electron emission device is degraded.

本発明は、上述のような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、エミッション分布の均一な電子放出装置の製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an electron-emitting device having a uniform emission distribution.

本発明の製法により製造される電子放出装置は、真空状態に維持された空間を介して対向するカソード基板およびアノード基板を備えている。カソード基板は、アノード基板から電気的に絶縁された状態で、アノード基板に対向するように基板上に設けられたカソード層と、カソード層上に設けられカーボンナノチューブを含有するカーボンナノチューブ層と、カーボンナノチューブ層上に設けられた絶縁層と、絶縁層上に設けられたゲート電極層とを有している。本発明の電子放出装置の製造方法においては、カソード層と他の電極層との間にパルス電圧が印加され、カーボンナノチューブのエージングが実行される。   The electron-emitting device manufactured by the manufacturing method of the present invention includes a cathode substrate and an anode substrate that face each other through a space maintained in a vacuum state. The cathode substrate is electrically insulated from the anode substrate, the cathode layer provided on the substrate so as to face the anode substrate, the carbon nanotube layer containing carbon nanotubes provided on the cathode layer, and carbon It has an insulating layer provided on the nanotube layer and a gate electrode layer provided on the insulating layer. In the manufacturing method of the electron-emitting device of the present invention, a pulse voltage is applied between the cathode layer and the other electrode layer, and aging of the carbon nanotube is performed.

エージングにおいては、カソード層と他の電極層との間に印加されるパルス電圧が、電子放出装置が実際に駆動されるときにカソード層と他の電極層との間に印加される電圧のピークの強度より大きい。また、カソード層と他の電極層との間に印加されるパルス電圧のデューティ比が、電子放出装置が実際に駆動されるときにカソード層と他の電極層との間に印加される電圧のデューティより小さい。また、エージングが実行されているときにカーボンナノチューブ層とカソード層との界面を通過する電流によって界面に与えられる電力の平均値が、実際に電子放出装置が駆動されるときにカーボンナノチューブ層とカソード層との界面を通過する電流によって界面に与えられる電力の平均値よりも小さい。   In aging, the pulse voltage applied between the cathode layer and the other electrode layer is a peak of the voltage applied between the cathode layer and the other electrode layer when the electron-emitting device is actually driven. Greater than the intensity. Further, the duty ratio of the pulse voltage applied between the cathode layer and the other electrode layer is such that the voltage applied between the cathode layer and the other electrode layer when the electron-emitting device is actually driven. Less than duty. In addition, when aging is being performed, the average value of the power applied to the interface by the current passing through the interface between the carbon nanotube layer and the cathode layer is the actual value when the electron emission device is driven. It is smaller than the average value of the electric power given to the interface by the current passing through the interface with the layer.

上記の構成によれば、カーボンナノチューブ層がカソード層から剥離することを防止しながら、エージングを実行することができる。その結果、電子放出装置のエミッション分布の均一化を図ることができる。   According to said structure, aging can be performed, preventing that a carbon nanotube layer peels from a cathode layer. As a result, the emission distribution of the electron emission device can be made uniform.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の電子放出装置の製造方法を説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の製造方法に用いられる電子放出装置100のカソード基板1とアノード基板11とを概略的に示す断面図である。この電子放出装置100は、エージングを行ない得るものである。
Hereinafter, a method for manufacturing an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cathode substrate 1 and an anode substrate 11 of an electron emission device 100 used in the manufacturing method of the first embodiment. This electron emission device 100 can perform aging.

図1に示すように、カソード基板1は、本発明の基板の一例としてのガラス基板2の主表面上に複数のカソード層3を備えている。カソード層3は、ライン状に設けられている。カソード層3の主表面上にはカーボンナノチューブ4aを含有するカーボンナノチューブ層4が形成されている。本実施の形態においては、カーボンナノチューブ層4は印刷法によって形成されている。また、カーボンナノチューブ層4を覆うように絶縁層5が形成されている。絶縁層5の厚さは約10μmである。さらに、絶縁層5の主表面上には複数のゲート電極層6が形成されている。ゲート電極層6はカソード層3と直交する方向に延びるライン状の金属電極層である。   As shown in FIG. 1, a cathode substrate 1 includes a plurality of cathode layers 3 on a main surface of a glass substrate 2 as an example of a substrate of the present invention. The cathode layer 3 is provided in a line shape. A carbon nanotube layer 4 containing carbon nanotubes 4 a is formed on the main surface of the cathode layer 3. In the present embodiment, the carbon nanotube layer 4 is formed by a printing method. An insulating layer 5 is formed so as to cover the carbon nanotube layer 4. The thickness of the insulating layer 5 is about 10 μm. Further, a plurality of gate electrode layers 6 are formed on the main surface of the insulating layer 5. The gate electrode layer 6 is a line-shaped metal electrode layer extending in a direction orthogonal to the cathode layer 3.

ゲート電極層6および絶縁層5には画素ごとに一つの電子通過孔7が設けられている。電子通過孔7の底面にはカーボンナノチューブ層4が露出している。カーボンナノチューブ層4は、カーボンナノチューブ4aを有している。カーボンナノチューブ4aは、電界放出を促進するための処理が施され、カソード基板1の主表面に対してほぼ垂直に延びている。なお、このような処理が施されたカーボンナノチューブを起毛と呼ぶ。また、電子通過孔7は長方形であり、その短辺の長さは30μm、その長辺の長さは300μmである。   The gate electrode layer 6 and the insulating layer 5 are provided with one electron passage hole 7 for each pixel. The carbon nanotube layer 4 is exposed on the bottom surface of the electron passage hole 7. The carbon nanotube layer 4 has carbon nanotubes 4a. The carbon nanotubes 4 a are subjected to a treatment for promoting field emission, and extend substantially perpendicular to the main surface of the cathode substrate 1. In addition, the carbon nanotube which performed such a process is called raising. The electron passage hole 7 has a rectangular shape with a short side length of 30 μm and a long side length of 300 μm.

アノード基板11とカソード基板1とは、絶縁体のスペーサを介して60μmの距離を隔てて設置される。エージングにおいては、カソード層3とゲート電極層6との間に電圧が印加される。この電圧は、所定のパルス波形の電圧である。これにより、カソード層3からカーボンナノチューブ層4へエミッション電流が流れる。アノード層9には、カソード層3の電位を基準としてゲート電極層6に与えられる電位のピークよりも大きな電位が与えられる。この電位は、一定値である。   The anode substrate 11 and the cathode substrate 1 are installed at a distance of 60 μm via an insulating spacer. In aging, a voltage is applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6. This voltage is a voltage having a predetermined pulse waveform. Thereby, an emission current flows from the cathode layer 3 to the carbon nanotube layer 4. The anode layer 9 is applied with a potential that is higher than the potential peak applied to the gate electrode layer 6 with reference to the potential of the cathode layer 3. This potential is a constant value.

たとえば、カソード層3には0Vの電位が与えられ、ゲート電極層6に正のパルス電位が与えられる。カソード層3とゲート電極層6との間に印加されるパルス電圧においては、周波数480Hzであり、かつ、ピークが150Vである。また、パルス電圧においては、デューティDyが1/6144であり、パルス幅が3.4μsecである。また、パルス電圧は、線順次で、カソード層3とゲート電極層6との間に印加される。   For example, a potential of 0 V is applied to the cathode layer 3 and a positive pulse potential is applied to the gate electrode layer 6. The pulse voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 has a frequency of 480 Hz and a peak of 150V. In the pulse voltage, the duty Dy is 1/6144, and the pulse width is 3.4 μsec. The pulse voltage is applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 in a line sequential manner.

カソード層3とゲート電極層6との間に定格値より大きな電圧が印加されると、カソード層3とゲート電極層6との間に生じる電界によって、カーボンナノチューブ4aの先端から電子が放出される。所定の閾値電流、たとえば、1μAよりも大きな電流が1本のカーボンナノチューブ4aに流れると、ジュール熱によって、カーボンナノチューブ4aが破壊され消失する。一方、閾値電流以下の電流が流れるカーボンナノチューブ4aは、破壊されず、残存する。そのため、電子のエミッション量が多いカーボンナノチューブ4aのみが、選択的に消失する。言い換えれば、電子のエミッション量が所定の閾値以下のカーボンナノチューブ4aのみがカソード層3上に残存する。そのため、カーボンナノチューブ層4のエミッション分布の均一化が図られる。   When a voltage larger than the rated value is applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6, electrons are emitted from the tip of the carbon nanotube 4 a due to an electric field generated between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6. . When a predetermined threshold current, for example, a current larger than 1 μA flows through one carbon nanotube 4a, the carbon nanotube 4a is destroyed and disappears by Joule heat. On the other hand, the carbon nanotubes 4a through which a current equal to or lower than the threshold current flows are not destroyed and remain. Therefore, only the carbon nanotubes 4a having a large amount of electron emission are selectively lost. In other words, only the carbon nanotubes 4 a having an electron emission amount equal to or less than a predetermined threshold remain on the cathode layer 3. Therefore, the emission distribution of the carbon nanotube layer 4 can be made uniform.

前述の工程は、エージングと呼ばれる。図3には、エージング前および後の輝度分布の変化が、ヒストグラムによって示されている。図3から、エージング前に比較して、エージング後においては、輝度大きいドットの数が少なくなり、輝度分布の範囲が狭くなっていることが分かる。   The aforementioned process is called aging. In FIG. 3, the change in the luminance distribution before and after aging is shown by a histogram. From FIG. 3, it can be seen that after aging, the number of dots with high luminance is reduced and the range of the luminance distribution is narrower than before aging.

ただし、1μA以下の電流がカーボンナノチューブ4aに流れる場合においても、カーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面の接触抵抗がカーボンナノチューブ層4自身の抵抗よりも大きいため、その界面がジュール熱によって破壊され易い。カーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面で発生する熱量は、カーボンナノチューブ4aに電流が流れている時間に比例する。そのため、ゲート電極層6とカソード層3との間に印加される電圧のデューティ(Dy)が小さければ、カーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面で発生する熱量が小さいため、その界面における熱に起因する破壊は生じ難い。   However, even when a current of 1 μA or less flows through the carbon nanotube 4a, the contact resistance at the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 is larger than the resistance of the carbon nanotube layer 4 itself, and the interface is destroyed by Joule heat. It is easy to be done. The amount of heat generated at the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 is proportional to the time during which a current flows through the carbon nanotube 4a. For this reason, if the duty (Dy) of the voltage applied between the gate electrode layer 6 and the cathode layer 3 is small, the amount of heat generated at the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 is small. Destruction caused by is unlikely to occur.

本実施の形態の電子放出装置の製造方法によれば、エージングにおいては、図4に示されるように、カソード層3とゲート電極層6との間に印加されるパルス電圧(Kp)が、電子放出装置100が実際に駆動されるときにカソード層3とゲート電極層6との間に印加される電圧のピークの強度(K)より大きい。また、エージングにおけるカソード層3とゲート電極層6との間に印加されるパルス電圧のデューティ比(P/P)が、電子放出装置100が実際に駆動されるときにカソード層3とゲート電極層6との間に印加される電圧のデューティ比(Q/Q)より小さい。さらに、図4に示されるように、エージングを実行しているときにカーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面を通過する電流によって界面に与えられる電力の平均値(図4の斜線部の面積)は、実際に電子放出装置100が駆動されるときにカーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面を通過する電流によって界面に与えられる電力の平均値(図4の破線によって囲まれた領域の面積)よりも小さい。その結果、カーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面の熱的な破壊を抑制しながら、不要なカーボンナノチューブ4aを消失させることができる。したがって、カーボンナノチューブ4aがカソード層3から剥離することを防止しながら、エミッション分布の均一化を図ることができる。 According to the manufacturing method of the electron-emitting device of the present embodiment, in aging, as shown in FIG. 4, the pulse voltage (Kp) applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 is an electron. It is larger than the intensity (K Q ) of the peak of the voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 when the emission device 100 is actually driven. In addition, the duty ratio (P / P O ) of the pulse voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 in aging is such that the cathode layer 3 and the gate electrode when the electron emission device 100 is actually driven. It is smaller than the duty ratio (Q / Q O ) of the voltage applied between the layers 6. Further, as shown in FIG. 4, the average value of the electric power applied to the interface by the current passing through the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 during the aging (the area of the hatched portion in FIG. 4). ) Is the average value of the power applied to the interface by the current passing through the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 when the electron emission device 100 is actually driven (in the region surrounded by the broken line in FIG. 4). Smaller than area). As a result, unnecessary carbon nanotubes 4a can be eliminated while suppressing thermal destruction of the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3. Therefore, the emission distribution can be made uniform while preventing the carbon nanotubes 4a from being separated from the cathode layer 3.

なお、前述のように、エージングにおけるカソード層3とゲート電極層6との間に印加される電圧のデューティ(Dy=P/P)が小さくても、電子のエミッション量が大きいカーボンナノチューブ4aが破壊されるため、エミッション分布の均一化の効果が低減されることはない。 As described above, even when the duty (Dy = P / PO ) of the voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 in aging is small, the carbon nanotubes 4a having a large electron emission amount are obtained. Since it is destroyed, the effect of equalizing the emission distribution is not reduced.

図5は、カソード層3とゲート電極層6との間に印加される電界のデューティ比と、エージングのときに生じ、カーボンナノチューブ層4をカソード層3から剥離させる電流との関係を示している。図5から分かるように、エージングにおける電圧パルスのデューティが小さくなると、カーボンナノチューブ層4をカソード層3から剥離させるときの電流密度が高くなる。したがって、エージングにおける電圧パルスのデューティ比を小さくすることによって、カーボンナノチューブ4aの剥離を防止しながら、エミッション分布の均一化を図ることができる。   FIG. 5 shows the relationship between the duty ratio of the electric field applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 and the current that occurs during aging and causes the carbon nanotube layer 4 to peel off from the cathode layer 3. . As can be seen from FIG. 5, when the duty of the voltage pulse in aging is reduced, the current density when the carbon nanotube layer 4 is separated from the cathode layer 3 is increased. Therefore, by reducing the duty ratio of the voltage pulse in aging, the emission distribution can be made uniform while preventing the carbon nanotubes 4a from being peeled off.

実施の形態2.
次に、図2を用いて、本発明の実施の形態2の電子放出装置の製造方法を説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the manufacturing method of the electron-emitting device of Embodiment 2 of this invention is demonstrated using FIG.

図2は、本実施の形態の製造方法に用いられる電子放出装置のカソード基板1とアノード基板11とを概略的に示す断面図である。この電子放出装置は、エージングを行ない得るものである。なお、図1および図2において、同一の参照符号が付されている部位は、同一の機能を果たす部位であるため、その説明は繰り返さない。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the cathode substrate 1 and the anode substrate 11 of the electron emission device used in the manufacturing method of the present embodiment. This electron emission device can perform aging. In FIGS. 1 and 2, the portions denoted by the same reference numerals are portions that perform the same function, and thus description thereof will not be repeated.

実施の形態1の電子放出装置の製造方法においては、カソード層3とゲート電極層6との間に電圧パルスが印加されるが、本実施の形態の電子放出装置の製造方法においては、カソード層3とアノード層9との間に電圧パルスが印加される。電圧パルスにおいては、ピークが1000Vであり、周波数が48Hzであり、デューティDy(=P/P)が1/6144であり、幅が3.4μsecである。パルス電圧は、線順次で、印加される。 In the manufacturing method of the electron-emitting device of the first embodiment, a voltage pulse is applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6. In the manufacturing method of the electron-emitting device of the present embodiment, the cathode layer A voltage pulse is applied between 3 and the anode layer 9. In the voltage pulse, the peak is 1000 V, the frequency is 48 Hz, the duty Dy (= P / P O ) is 1/6144, and the width is 3.4 μsec. The pulse voltage is applied in a line sequential manner.

アノード層9は、ストライプ状に形成されている。アノード層9の中心線とカソード層3の中心線とが、互いに平行に対向するように、カソード層3とアノード層9とが配置されている。アノード層9がストライプ状に形成されているため、カソード層3とアノード層9との間の静電容量が小さい。したがって、アノード層9とカソード層3との間に印加されるパルス電圧の立ち上がり時間が数十nsである。カソード層3とアノード層9との間に電圧が印加されることにより、カーボンナノチューブ4aの先端から電子が放出される。   The anode layer 9 is formed in a stripe shape. The cathode layer 3 and the anode layer 9 are arranged so that the center line of the anode layer 9 and the center line of the cathode layer 3 face each other in parallel. Since the anode layer 9 is formed in a stripe shape, the capacitance between the cathode layer 3 and the anode layer 9 is small. Therefore, the rise time of the pulse voltage applied between the anode layer 9 and the cathode layer 3 is several tens of ns. When a voltage is applied between the cathode layer 3 and the anode layer 9, electrons are emitted from the tip of the carbon nanotube 4a.

実施の形態1と同様に、所定の閾値電流、たとえば、1μAよりも大きな電流が1本のカーボンナノチューブ4aに流れると、ジュール熱によって、カーボンナノチューブ4aが破壊され消失する。一方、閾値電流以下の電流が流れるカーボンナノチューブ4aは、破壊されず、残存する。そのため、電子のエミッション量が多いカーボンナノチューブ4aのみが、選択的に消失する。言い換えれば、電子のエミッション量が所定の閾値以下のカーボンナノチューブ4aのみがカソード層3上に残存する。その結果、カーボンナノチューブ層4のエミッション分布の均一化が図られる。   As in the first embodiment, when a current larger than a predetermined threshold current, for example, 1 μA, flows through one carbon nanotube 4a, the carbon nanotube 4a is destroyed and disappears due to Joule heat. On the other hand, the carbon nanotubes 4a through which a current equal to or lower than the threshold current flows are not destroyed and remain. Therefore, only the carbon nanotubes 4a having a large amount of electron emission are selectively lost. In other words, only the carbon nanotubes 4 a having an electron emission amount equal to or less than a predetermined threshold remain on the cathode layer 3. As a result, the emission distribution of the carbon nanotube layer 4 can be made uniform.

また、実施の形態1と同様に、1μA以下の電流がカーボンナノチューブ4aに流れる場合においても、カソード層3とゲート電極層6との間に印加される電圧のデューティ(Dy)が小さければ、カソード層3とカーボンナノチューブ層4との界面で発生する熱量は小さい。   Similarly to the first embodiment, even when a current of 1 μA or less flows through the carbon nanotube 4a, if the duty (Dy) of the voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 is small, the cathode The amount of heat generated at the interface between the layer 3 and the carbon nanotube layer 4 is small.

また、本実施の形態のエージングにおいても、実施の形態1のエージングと同様に、エージングにおけるパルス電圧と実際の電子放出装置が駆動されるときの電圧との関係は、図4に示すようなものとなる。   Also in the aging of the present embodiment, as in the aging of the first embodiment, the relationship between the pulse voltage in aging and the voltage when the actual electron emission device is driven is as shown in FIG. It becomes.

つまり、本実施の形態の電子放出装置100の製造方法においても、実施の形態1と同様に、エージングにおいては、図4に示されるように、カソード層3とゲート電極層6との間に印加されるパルス電圧(Kp)が、電子放出装置100が実際に駆動されるときにカソード層3とゲート電極層6との間に印加される電圧のピークの強度(K)より大きい。また、エージングにおけるカソード層3とゲート電極層6との間に印加されるパルス電圧のデューティ比(P/P)が、電子放出装置100が実際に駆動されるときにカソード層3とゲート電極層6との間に印加される電圧のデューティ比(Q/Q)より小さい。 That is, in the manufacturing method of the electron-emitting device 100 of the present embodiment, as in the first embodiment, the aging is applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 as shown in FIG. The pulse voltage (Kp) applied is larger than the peak intensity (K Q ) of the voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 when the electron-emitting device 100 is actually driven. In addition, the duty ratio (P / P O ) of the pulse voltage applied between the cathode layer 3 and the gate electrode layer 6 in aging is such that the cathode layer 3 and the gate electrode when the electron emission device 100 is actually driven. It is smaller than the duty ratio (Q / Q O ) of the voltage applied between the layers 6.

さらに、図4に示されるように、エージングを実行しているときにカーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面を通過する電流によって界面に与えられる電力の平均値(図4の斜線部の面積)は、実際に電子放出装置100が駆動されるときにカーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面を通過する電流によって界面に与えられる電力の平均値(図4の破線によって囲まれた領域の面積)よりも小さい。その結果、カーボンナノチューブ層4とカソード層3との界面の熱的な破壊を抑制しながら、不要なカーボンナノチューブ4aを消失させることができる。したがって、カーボンナノチューブ4aがカソード層3から剥離することを防止しながら、エミッション分布の均一化を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 4, the average value of the electric power applied to the interface by the current passing through the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 during the aging (the area of the hatched portion in FIG. 4). ) Is the average value of the power applied to the interface by the current passing through the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3 when the electron emission device 100 is actually driven (in the region surrounded by the broken line in FIG. 4). Smaller than area). As a result, unnecessary carbon nanotubes 4a can be eliminated while suppressing thermal destruction of the interface between the carbon nanotube layer 4 and the cathode layer 3. Therefore, the emission distribution can be made uniform while preventing the carbon nanotubes 4a from being separated from the cathode layer 3.

なお、上記実施の形態1および2においては、エージングに用いられるゲート電極層またはアノード層と電子放出装置が実際に駆動されるときに用いられるゲート電極層またはアノード層とが同一のものである。しかしながら、エージングにおいてゲート電極層またはアノード層が多大な電子放出によって損傷することを防止するために、エージングに用いられるゲート電極層またはアノード層と電子放出装置が実際に駆動されるときに用いられるゲート電極層またはアノード層とが異なっていてもよい。これによれば、エージングに起因して損傷したゲート電極層またはアノード層が実施の電子放出装置に組み込まれていないため、エージングに起因した電子放出装置の性能の低下が防止される。   In the first and second embodiments, the gate electrode layer or anode layer used for aging and the gate electrode layer or anode layer used when the electron-emitting device is actually driven are the same. However, in order to prevent the gate electrode layer or the anode layer from being damaged by a large amount of electron emission during aging, the gate electrode layer used for aging or the gate used when the electron emission device is actually driven. The electrode layer or the anode layer may be different. According to this, since the gate electrode layer or the anode layer damaged due to aging is not incorporated in the actual electron emission device, deterioration of the performance of the electron emission device due to aging is prevented.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

実施の形態1の電界放出装置の製造方法に用いられるカソード基板およびアノード基板を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cathode substrate and an anode substrate used in the method for manufacturing the field emission device of the first embodiment. 実施の形態2の電界放出装置の製造方法に用いられるカソード基板およびアノード基板を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cathode substrate and an anode substrate used in the method for manufacturing the field emission device of the second embodiment. エージング前およびエージング後のパネルの輝度分布のヒストグラムである。It is a histogram of the luminance distribution of the panel before aging and after aging. エージングにおけるパルス電圧と実際の電子放出装置が駆動されるときのパルス電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pulse voltage in an aging, and the pulse voltage when an actual electron emission apparatus is driven. 印加される電界のデューティとカーボンナノチューブの剥離の電流密度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the duty of the electric field applied, and the current density of peeling of a carbon nanotube.

符号の説明Explanation of symbols

1 カソード基板、2 ガラス基板、3 カソード層、4 カーボンナノチューブ層、4a カーボンナノチューブ、5 絶縁層、6 ゲート電極層、7 電子通過孔、9 アノード層、10 基板、11 アノード基板、100 電子放出装置。   1 cathode substrate, 2 glass substrate, 3 cathode layer, 4 carbon nanotube layer, 4a carbon nanotube, 5 insulating layer, 6 gate electrode layer, 7 electron passage hole, 9 anode layer, 10 substrate, 11 anode substrate, 100 electron emission device .

Claims (4)

真空状態に維持された空間を介して対向するカソード基板およびアノード基板を備え、
前記カソード基板は、
前記アノード基板から電気的に絶縁された状態で、前記アノード基板に対向するように基板上に設けられたカソード層と、
前記カソード層上に設けられカーボンナノチューブを含有するカーボンナノチューブ層と、
前記カーボンナノチューブ層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられたゲート電極層とを有する電子放出装置の製造方法であって、 前記カソード層と他の電極層との間にパルス電圧を印加して、前記カーボンナノチューブのエージングを実行するステップを備え、
前記エージングにおいては、前記カソード層と他の電極層との間に印加されるパルス電圧が、前記電子放出装置が実際に駆動されるときに前記カソード層と前記他の電極層との間に印加される電圧のピークの強度より大きく、
前記カソード層と前記他の電極層との間に印加されるパルス電圧のデューティ比が、前記電子放出装置が実際に駆動されるときに前記カソード層と前記他の電極層との間に印加される電圧のデューティより小さく、かつ、
前記エージングが実行されているときに前記カーボンナノチューブ層と前記カソード層との界面を通過する電流によって前記界面に与えられる電力の平均値が、実際に前記電子放出装置が駆動されるときに前記カーボンナノチューブ層と前記カソード層との界面を通過する電流によって前記界面に与えられる電力の平均値よりも小さい、電子放出装置の製造方法。
A cathode substrate and an anode substrate facing each other through a space maintained in a vacuum state;
The cathode substrate is
A cathode layer provided on the substrate so as to face the anode substrate while being electrically insulated from the anode substrate;
A carbon nanotube layer provided on the cathode layer and containing carbon nanotubes;
An insulating layer provided on the carbon nanotube layer;
A method for manufacturing an electron-emitting device having a gate electrode layer provided on the insulating layer, wherein a pulse voltage is applied between the cathode layer and another electrode layer to perform aging of the carbon nanotubes Comprising the steps of
In the aging, a pulse voltage applied between the cathode layer and another electrode layer is applied between the cathode layer and the other electrode layer when the electron-emitting device is actually driven. Greater than the peak intensity of the voltage
A duty ratio of a pulse voltage applied between the cathode layer and the other electrode layer is applied between the cathode layer and the other electrode layer when the electron emission device is actually driven. Less than the duty of the voltage to be
When the aging is being performed, the average value of the power given to the interface by the current passing through the interface between the carbon nanotube layer and the cathode layer is the carbon when the electron emission device is actually driven. A method for manufacturing an electron-emitting device, wherein the method is smaller than an average value of electric power applied to the interface by a current passing through the interface between the nanotube layer and the cathode layer.
前記他の電極層が前記ゲート電極層である、請求項1に記載の電子放出装置の製造方法。   The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the other electrode layer is the gate electrode layer. 前記他の電極層が前記アノード層である、請求項1に記載の電子放出装置の製造方法。   The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the other electrode layer is the anode layer. 前記エージングに用いられる前記他の電極層と前記電子放出装置が実際に駆動されるときに用いられる前記他の電極層とが異なっている、請求項1に記載の電子放出装置の製造方法。   The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the other electrode layer used for the aging is different from the other electrode layer used when the electron-emitting device is actually driven.
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