JP2005197247A - 電子放出素子の電子放出源形成用組成物及びそれから製造される電子放出源 - Google Patents

電子放出素子の電子放出源形成用組成物及びそれから製造される電子放出源 Download PDF

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Abstract

【課題】 電子放出効率に優れた電子放出素子の電子放出源形成用組成物及び、前記電子放出源形成用組成物から製造される電子放出源を提供する。
【解決手段】 電子放出素子の電子放出源形成用組成物及びこれから成る電子放出源に関し、前記組成物は有機バインダー樹脂、炭素系物質、溶媒、炭素系粉末及びR'-Si(R)3（前記式でRはアルコキシ基、アルキル基、塩素、フッ素、及び臭素からなる群より選択され、R’はビニル、エポキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト及び２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル基からなる群より選択される。）のシラン系化合物を含む。また、有機バインダー樹脂、炭素系物質、溶媒、感光性モノマー、感光性オリゴマー及び感光性ポリマーからなる群より選択される感光性成分、光重合開始剤、及び化学式１のシラン系化合物を含む感光性電子放出源形成用組成物を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子放出素子の電子放出源形成用組成物及びそれから製造される電子放出源に関し、さらに詳しくは、接着力が優れていて有効発光面積を増加させることによって電子放出効率に優れた電子放出素子の電子放出源形成用組成物及びそれから製造される電子放出源に関する。
電子放出素子のうち、初期に提案された電界放出表示素子は、電子放出源としてモリブデンやシリコンなどの物質を積層させて、その先端を鋭い針状に形成したスピントタイプを使用したが、このスピントタイプ電子放出源は超微細構造であるため、製造方法が複雑であり、高精密度の製造技術が要求されるため電界放出表示素子を大面積化して製作するのに限界があった。
したがって、最近は低い仕事関数を有する炭素系物質を電子放出源として適用する研究が活発に行われている。前記炭素系物質の中で特に高い縦横比を有するカーボンナノチューブは端部の曲率半径が１００Å程度できわめて微細であるので、１乃至３V/μmの電界を印加するだけで電子放出を円滑に起こす理想的な電子放出源として期待されている。
一般にカーボンナノチューブのような炭素系物質はガラスフリット、溶媒及び有機バインダー樹脂などと共に混合してペースト状、特に最近は光硬化型の感光性ペースト状に製造され、カソード電極上にスクリーン印刷してから紫外線照射によって硬化した後、４００℃以上の空気雰囲気で高温焼成されて、電子放出源に形成される。この時用いるカーボンナノチューブは低い仕事関数特性によって低電圧駆動が可能であり、製造が容易で大面積ディスプレイ実現に一層有利な長所を有する。しかし、一般に炭素系物質は酸素を含む空気雰囲気において、４００℃以上の高温になると非常に不安定で、前記の高温焼成時に多量のカーボンナノチューブが消失するため、電子放出量に寄与する放出点の個数が減少して電子放出素子として不適であるという問題点があった。
一般に炭素系物質は、カソード電極として使用されるITO（インジウム錫酸化物）や金属物質に対する膜付着力が弱く、これを用いた電子放出素子からの電界放出時に、アノード電極に向かう強い電場のため炭素系物質が脱離する可能性があるので、これにより素子の電界放出特性を低下させ、さらに寿命も低下する問題がある
厚膜の電子放出源を製造するために、組成物の固形分比率を固定して、カーボンナノチューブ粉末とガラスフリットの比率を４:１にする方法が知られている。しかし、焼成後の膜厚さを増加させる目的で固形分含量を増やすと、カーボンナノチューブ含量が相対的に多くなるが、カーボンナノチューブ・ペーストの露光部位の厚さが著しく減少するという問題点があった。したがって、高い放出電流密度を得るためにカーボンナノチューブの含量を増加させるのには限界がある。
前記問題点を解決するためにガラスフリットの含量は固定し、単純にカーボンナノチューブの含量のみを増加させる方法が知られている。しかし、この方法で製造されたカーボンナノチューブ・ペーストで電子放出源を製造すれば、露光時に露光厚さが減少するだけでなく、焼成後にも残炭として残るカーボンナノチューブの量が減少して好ましい厚さのカーボンナノチューブ電子放出源の膜を得ることが難しいという問題点がある。また、厚膜の電子放出源を含む電子放出素子を製造することにおいて、厚膜の接着特性と電導性を増加させるために微細金属粉末を添加する方法が知られている。しかし、厚膜表面が微細金属粉末で覆われると、素子の電界放出特性が低下する問題点がある。
大韓民国特許出願第２０００-５７１１６号には感光性樹脂を使用して、現像過程において表面にカーボンナノチューブを突出させる方法が記載されている。また、米国特許第５,０２６,６２４号には、このような感光性樹脂としてエポキシ系感光性樹脂を製造する方法が記載されている。しかし、電界放出に対する感光性物質の安定性が確保されなければならず、加工過程の安定化時間が必要であるという問題点がある。また、米国特許第５,９１２,１０６号には光架橋樹脂を光重合開始剤として使用して電子放出素子の画質及び解像度を向上させる方法が記載されている。
大韓民国特許出願第２０００-５７１１６号 米国特許第５,９１２,１０６号明細書
本発明は上述した問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、接着力が優れていて有効発光面積を増加させることにより、電子放出効率に優れた電子放出素子の電子放出源形成用組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記電子放出源形成用組成物から製造される電子放出源を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記電子放出源を含む電子放出素子を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明は、有機バインダー樹脂、炭素系物質、溶媒、及び下記化学式１のシラン系化合物を含む電子放出源形成用組成物を提供する:
[化学式１]
R'-Si(R)3
前記式でRはアルコキシ基、アルキル基、塩素、フッ素、及び臭素からなる群より選択され、R’はビニル、エポキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト及び２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル基からなる群より選択される。
本発明はまた、炭素系物質、溶媒、感光性モノマー、感光性オリゴマー及び感光性ポリマーからなる群より選択される感光性成分、光重合開始剤、及び下記化学式１のシラン系化合物を含む電子放出源形成用組成物を提供する:
[化学式１]
R'-Si(R)3
前記式でRはアルコキシ基、アルキル基、塩素、フッ素、及び臭素からなる群より選択され、好ましくはメトキシ、メトキシエトキシ、エトキシ、またはプロポキシであり、R’はビニル、エポキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト及び２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル基からなる群より選択される。前記アルコキシ基とアルキル基は炭素数１乃至１０のアルコキシ基またはアルキル基であるのが好ましい。
本発明はまた、前記電子放出源形成用組成物を印刷、コーティングして形成された電子放出源及びこれを含む電子放出素子を提供する。前記で電子放出素子は電界放出表示装置であるのが好ましい。
本発明の電子放出素子の電子放出源形成用組成物は、シラン系化合物を含むことによって露光、現像後、基材との接着力を向上させて均一な露光パターンを得ることができるので、素子の均一な電界放出効果と放出電流を向上させる。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の電子放出源形成用組成物は有機バインダー樹脂、炭素系物質、溶媒、及び下記化学式１のシラン系化合物を含む。
[化学式１]
R'-Si(R)3
式中、Rはアルコキシ基、アルキル基、塩素、フッ素、及び臭素からなる群より選択され、好ましくはメトキシ、メトキシエトキシ、エトキシ、またはプロポキシであり、R’はビニル、エポキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト及び２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル基からなる群より選択される。前記アルコキシ基とアルキル基は炭素数１乃至１０のアルコキシ基またはアルキル基であるのが好ましい。
前記有機バインダー樹脂は通常電子放出素子の電子放出源に使用されているものであればいずれでもよく、前記有機バインダー樹脂の好ましい例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エチルセルロースまたはニトロセルロースのようなセルロース系樹脂などが使用可能である。
前記有機バインダー樹脂は５乃至６０重量部の量で使用されるのが好ましい。前記有機バインダー樹脂の含量が５重量部未満であれば、組成物の粘度が低くなりすぎて印刷性、流れなどが悪くなるためパターン形成がよくできず、６０重量部を超えれば組成物の粘度が高まってやはり印刷性、流れなどが悪くなってよく乾燥されないためパターン形成がよくできないという問題点が発生する。
前記炭素系物質としては、従来より電子放出素子の電子放出源として用いられている炭素系物質であればいずれでもよく、好ましい例としては、カーボンナノチューブ、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンド状カーボン、フラーレン(Ｃ６０)などがある。炭素系物質の含量は１乃至２０重量部が好ましい。前記炭素系物質の含量が１重量部未満であれば、放出電流密度が低いため好ましくなく、２０重量部を超えれば露光時に炭素系物質からなる膜に対する紫外線の透過量が少ないため好ましい膜の厚さの電子放出源が得られないという問題点がある。
前記溶媒の好ましい例としては、ブチルセロソルブ（BC）、ブチルカルビトールアセテート（BCA）、テルピネオール（TP）、トルエン、テキサノールなどの有機溶媒を使用することができる。前記溶媒の好ましい含量は３０乃至６０重量部である。前記溶媒の含量が３０重量部未満であれば、組成物の粘度が大きすぎて印刷性が悪くなり、６０重量部を超えれば、組成物の粘度が過度に低くなるという問題点がある。
前記シラン系化合物は電子放出源の接着力を向上させて均一な露光パターン形成を可能にし、電界放出効果の均一性と放出電流量を向上させる。前記シラン系化合物の 一般式R'-Si(R)3のうちのRは基板との接着力を向上させ、R’は感光性重合体マトリックスと反応して接着力を形成する。また、シラン系化合物は感光性成分と直接反応して露光された部位の接着力を向上させパターンの品質を向上させる。シラン系化合物は蛍光膜形成時に熱処理工程によってシリカになるが、このようなシリカは蛍光膜の表面硬度を増加させることができる。
シラン系化合物の具体的な例としては、ビニルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン、トリメチルシラン、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル-トリメトキシシラン、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニル-トリス（２-メトキシエトキシ）-シランなどがある。前記シラン系化合物は０．１乃至２０重量部、好ましくは０．１乃至１０重量部使用される。シラン系化合物の含量が０．１重量部未満であれば、接着力向上が不十分であり、２０重量部を超えれば印刷性が悪くなる問題があるため好ましくない。
また、本発明の電子放出源形成用組成物は、前記シラン系化合物を含むことによって既存の電子放出源形成用組成物に用いられていたガラスフリットを使わなくても電子放出源を形成できる。電子放出源の接着力を向上させるためにガラスフリットを追加的に添加できるの当然のことである。前記ガラスフリットとしてはPbO-SiO２系、PbO-B２O３-SiO２系、ZnO-SiO２系、ZnO-B２O３-SiO２系、Bi２O３-SiO２系、Bi２O３-B２O３-SiO２系などを使用でき、これらガラスフリット成分は単独または２種以上混合して用いることができる。
前記電子放出源形成用組成物は、これをカソード電極にスクリーン印刷して電子放出源を形成することができる。
また、感光性成分を含有させてフォトリソグラフィ工程を利用して電子放出源のパターンを形成することもできる。このようなフォトリソグラフィ工程に用いられる感光性電子放出源形成用組成物は炭素系物質、溶媒、感光性モノマー、感光性オリゴマー及び感光性ポリマーからなる群より選択される感光性成分、光重合開始剤、及び前記化学式１のシラン系化合物を含む。
前記炭素系物質及び溶媒は前述した通りである。
前記感光性成分としては感光性モノマー、オリゴマー及びポリマーからなる群より選択される少なくとも一つの成分を用いることができ、５乃至６０重量部用いられる。前記感光性成分の含量が５重量部未満であれば露光感度が低下し、６０重量部を超えればパターン性が悪くなって、表面での光反応が急激に進められ表面が硬化されて露光時に紫外線の遮蔽で露光膜の厚さが減少するという問題点がある。
前記感光性モノマーとしてはアクリレート系モノマーなどがあり、より具体的にはエポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルアクリレート、イソ-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-ペンチルアクリレート、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシトリエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、２-エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、２-ヒドロキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２-ヒドロキシプロピルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２-メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレートの中で１種または２種以上選択混合して用いることができる。前記感光性モノマーは１乃至２０重量部用いられるのが好ましい。
前記感光性オリゴマーまたは感光性ポリマーとしては炭素-炭素不飽和結合を有する化合物のうちの少なくとも１種類を重合して得られた重量平均分子量５００乃至１０のみのオリゴマーまたはポリマーを使用することができる。前記感光性オリゴマーまたはポリマーの例としては、メタクリルポリマー、ポリエステルアクリレート、トリメチルオールプロパントリアクリレート、トリメチルオールプロパントリエトキシトリアクリレート、クレゾールエポキシアクリレートオリゴマーなどがある。前記感光性オリゴマーまたはポリマーは４乃至４０重量部用いられるのが好ましい。
前記光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、４，４-ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４-ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４-ジクロロベンゾフェノン、４-ベンゾイル-４-メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２-ジエトキシアセトフェノン、２，２-ジメトキシ-２-フェニルアセトフェノン、２-ヒドロキシ-２-メチルプロピオフェノン、p-t-ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２-メチルチオキサントン、２-クロロチオキサントン、２-イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタノール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２-t-ブチルアントラキノン、２-アミルアントラキノン、β-クロロアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４-アジドベンザルアセトフェノン、２，６-ビス（p-アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６-ビス（p-アジドベンジリデン）-４-メチルシクロヘキサノン、２-フェニル-１，２-ブタジオン-２-（o-メトキシカルボニル）オキシム、２，３-ビス（４-ジエチルアミノベンザル）シクロペンタノン、２，６-ビス（４-ジメチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、２，６-ビス（４-ジメチルアミノベンザル）-４-メチルシクロヘキサノン、ミヒラケトン（Mihira ketone）、４，４-ビス（ジエチルアミノ）-ベンゾフェノン、４，４-ビス（ジメチルアミノ）カルコン、４，４-ビス（ジエチルアミノ）カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、２-（p-ジメチルアミノフェニルビニレン）-イソナフトチアゾール、１，３-ビス（４-ジメチルアミノベンザル）アセトン、１，３-カルボニル-ビス（４-ジエチルアミノベンザル）アセトン、３，３-カルボニル-ビス（７-ジエチルアミノクマリン）、N-フェニル-N-エチルエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、N-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、３-フェニル-５-ベンゾイルチオ-テトラゾール、１-フェニル-５-エトキシカルボニルチオ-テトラゾールなどを１種または２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤は感光性成分１００重量部に対して０．０５乃至１０重量部の範囲で用いられ、より好ましくは０．１乃至５重量部用いられる。光重合開始剤の量が少なすぎると光感度が不良になり、光重合開始剤の量が多すぎると露光部の残存率が過度に少なくなるおそれがある。
本発明の感光性電子放出源形成用組成物も電子放出源の接着力を向上させるためにガラスフリットを追加的に添加することができるのは当然である。前記ガラスフリットとしてはPbO-SiO２系、PbO-B２O３-SiO２系、ZnO-SiO２系、ZnO-B２O３-SiO２系、Bi２O３-SiO２系、Bi２O３-B２O３-SiO２系などがあり、これらガラスフリット成分は単独または２種以上混合して用いることができる。
本発明の電子放出源形成用組成物に不飽和カルボン酸などの不飽和酸を添加することによって感光後の現像性を向上させることができる。不飽和カルボン酸の具体的な例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニル、またはこれらの酸無水物などがあり。
本発明の電子放出源形成用組成物は消泡剤、分散剤、酸化防止剤、重合禁止剤、可塑剤、金属粉末などの添加剤をさらに含むことができる。これら添加剤は必ず用いられるわけではなく、必要に応じて用いられ、添加時には一般に知られた量を適切に調節して使用すればよい。感光性ペースト組成物の場合、エポキシ系樹脂、エチルセルロースまたはニトロセルロースのようなセルロース系樹脂などの非感光性樹脂をさらに含むことができる。
前記電子放出源形成用組成物の各成分の混合順は重要ではないが、炭素系物質、感光性成分、光重合開始剤及びシラン系化合物を混合し、有機溶媒を添加して粘度を調節して製造するのが好ましい。
前記電子放出源形成用組成物を金属、半導体、絶縁体などの基板に印刷した後、熱処理して所望の模様の電子放出素子用電子放出源を製造する。電子放出源を形成するための印刷工程はスプレー、スピンコーティング、スクリーン印刷、ロールコーティング、ディッピング工程などを利用することができる。前記熱処理工程は３００乃至５００℃の真空またはガス雰囲気で実施することができ、前記ガス雰囲気は空気、N２ガスまたは不活性ガスを含む。
前記のように製造された本発明の電子放出源は電子放出素子の負極に使用することができ、好ましくは電界放出表示素子の負極に使用することができる。
本発明の電子放出素子は第１基板;前記第１基板上に形成される電子放出源;前記第１基板と所定の間隔をおいて配置されて、前記第１基板と共に真空容器を形成する第２基板;前記第１基板と対向する前記第２基板の一面に形成されるアノード電極;前記アノード電極上に所定のパターンを有して形成されて、前記電子放出源から放出された電子によって発光する蛍光膜;及び前記アノード電極上に所定のパターンを有して形成される遮光層、つまりブラックマトリックス層を含む。
図１は本発明の電子放出素子の部分断面図である。前記電子放出素子は所定の大きさを有する第１基板（またはカソード基板）２と第２基板（またはアノード基板）４を内部空間部が形成されるように所定の間隔をおいて実質的に平行に配置し、これらを互いに結合させて装置の外郭である真空容器３０を形成している。
前記真空容器内において、第１基板２上には電子を放出できる電子放出源１２が、前記第２基板４上には前記電子放出源１２から放出された電子によって発光し所定のイメージを実現する蛍光体を含む発光部が形成される。
まず、前記電子放出源１２の構成としては、前記第１基板２上に形成されるカソード電極６、このカソード電極６上に形成される絶縁層８、この絶縁層８上に形成されるゲート電極１０と前記絶縁層８及びゲート電極１０を貫通して形成されたホール８a、１０a内に配置されて前記カソード電極６に接触形成される電子放出源１２がある。
カソード電極６は所定のパターン、たとえば、ストライプ形状をして前記第１基板２の一方向に沿って形成され、前記絶縁層８は前記カソード電極６を覆いながら前記第１基板２上に全体的に配置される。
また、前記絶縁層８上には、前記絶縁層８に形成される孔８aと貫通できる孔１０aを有する複数のゲート電極１０が形成されるが、このゲート電極１０は前記カソード電極６と直交する方向に所定の間隔をおいてストライプ形状を維持して形成される。
電子放出源１２は前記孔８a、１０a内に前記カソード電極６に接触して形成される。もちろん、前記電子放出源の形状は図面に示されたよう形態にに限定されるわけではなく、他の例では、モリブデンのような金属材を円錘形に形成しても動作する。
前記のように構成される電子放出源１２は、前記真空容器３０の外部から前記カソード電極６及びゲート電極１０に印加される電圧によって前記カソード電極６とゲート電極１０との間に形成される電界分布によって前記電子放出源１２から電子を放出する。
一方、本発明において、前記電子放出源の構成が前記例に限られるわけではない。たとえば、本発明はカソード用基板である第１基板上にゲート電極が先に形成され、このゲート電極上に絶縁層を間に置いてカソード電極が形成された後、このカソード電極に電子放出源が電気的に連結された電子放出源の構成でも適用可能である。
以下、本発明の好ましい実施例及び比較例を記載する。下記の実施例は本発明をより明確に表現するための目的で記載されるだけであり、本発明の内容は下記の実施例に限定されない。
（比較例１）
カーボンナノチューブパウダー２．５g、ガラスフリット（８０００Lガラスフリット）０．５gを混合し、ボールミル容器に１/３程度入れて粉砕した。ここにメタクリルポリマー２０g、トリメチロールプロパントリアクリレート２０g、２，２-ジメトキシ-２-フェニルアセトフェノン２g、イソプロピルチオキサントン１．４g及びエチルカルビトールアセテート３０gを添加して攪拌した後、粉砕された前記混合物に添加し攪拌して感光性カーボンナノチューブペースト組成物を製造した。製造された感光性カーボンナノチューブペースト組成物を印刷した後、適正な膜の厚さを考慮して１，０００mJ/cm2の露光エネルギーでパターンマスクを利用して平行露光器で前記感光性カーボンナノチューブペーストを露光した。露光後、前記カーボンナノチューブペーストを焼成して電子放出源を製造した。
（実施例１）
ガラスフリットを使用せず、ビニルトリメトキシエトキシシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例２）
ガラスフリットを使用せず、ビニルトリメチルシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例３）
ガラスフリットを使用せず、ビニルトリメトキシシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例４）
ガラスフリットを使用せず、ビニルトリエトキシシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例５）
ガラスフリットを使用せず、ビニルトリクロロシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例６）
ガラスフリットを使用せず、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例７）
ガラスフリットを使用せず、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル-トリメトキシシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例８）
ガラスフリットを使用せず、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
（実施例９）
ガラスフリットを使用せず、トリメチルシラン４g使用したことを除いては、前記比較例１と同一に実施して電子放出源を製造した。
前記比較例１及び実施例１乃至３によって製造された電子放出源に対して放出電流密度（μA/cm2）を測定してその結果を表１に示した。
前記比較例１及び実施例１乃至３で製造された電子放出源の接着力を評価して下記表１に共に記載した。接着力は常温で１．５×１．５cm大きさのScotch tape（３M）を電子放出源に付けた後、０．５cm/sの速力で１８０度で剥がした後、テープに付いているカーボンナノチューブパウダーの量で評価した。テープに付いているカーボンナノチューブパウダーの量が多いほど接着力が落ちると判断した。
Figure 2005197247
表１に示すように、実施例１乃至３により製造された電子放出源の電子放出特性（発光度）が比較例１により製造された電子放出源の電子放出特性より優れていることが分かる。また、シラン化合物が添加された実施例１乃至３の電子放出源の接着力が比較例１よりさらに優れていることが確認できた。
電子放出素子の部分断面図である。
符号の説明
２ 第１基板
４ 第２基板
６ カソード電極
８ 絶縁層
１０ ゲート電極
１２ 電子放出源

Claims (20)

  1. 有機バインダー樹脂、炭素系物質、溶媒、及び下記の化学式１のシラン系化合物を含む電子放出源形成用組成物:
    [化学式１]
    R'-Si(R)3
    前記式でRはアルコキシ基、アルキル基、塩素、フッ素、及び臭素からなる群より選択され、R’はビニル、エポキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト及び２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル基からなる群より選択される。
  2. 前記炭素系物質はカーボンナノチューブ、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンド状カーボン及びフラーレン(Ｃ６０)からなる群より選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出源形成用組成物。
  3. 前記シラン系化合物はビニルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン、トリメチルシラン、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル-トリメトキシシラン、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、及びビニル-トリス（２-メトキシエトキシ）-シランからなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出源形成用組成物。
  4. 前記組成物は５乃至６０重量部の有機バインダー樹脂、１乃至２０重量部の炭素系物質、３０乃至６０重量部の溶媒及び０．１乃至２０重量部のシラン系化合物を含むものであることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出源形成用組成物。
  5. 前記組成物は５乃至６０重量部の有機バインダー樹脂、１乃至２０重量部の炭素系物質、３０乃至６０重量部の溶媒及び０．１乃至１０重量部のシラン系化合物を含むものであることを特徴とする、請求項４に記載の電子放出源形成用組成物。
  6. 前記組成物はガラスフリットをさらに含むものであることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出源形成用組成物。
  7. 炭素系物質、溶媒、感光性モノマー、オリゴマー及びポリマーからなる群より選択される感光性成分、光重合開始剤、及び下記の化学式１のシラン系化合物を含むことを特徴とする電子放出源形成用組成物:
    [化学式１]
    R'-Si(R)3
    前記式でRはアルコキシ基、アルキル基、塩素、フッ素、及び臭素からなる群より選択され、R’はビニル、エポキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト及び２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル基からなる群より選択される。
  8. 前記炭素系物質はカーボンナノチューブ、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンド状カーボン、及びフラーレン(Ｃ６０)からなる群より選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  9. 前記シラン系化合物はビニルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン、トリメチルシラン、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチル-トリメトキシシラン、N-アミノエチル-アミノプロピル-トリメトキシシラン、２-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、及びビニル-トリス（２-メトキシエトキシ）-シランからなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  10. 前記組成物は１乃至２０重量部の炭素系物質、５乃至６０重量部の感光性成分、３０乃至６０重量部の溶媒及び０．１乃至２０重量部のシラン系化合物を含むものであることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  11. 前記組成物は１乃至２０重量部の炭素系物質、５乃至６０重量部の感光性成分、３０乃至６０重量部の溶媒及び０．１乃至１０重量部のシラン系化合物を含むものであることを特徴とする、請求項１０に記載の電子放出源形成用組成物。
  12. 前記組成物はガラスフリットをさらに含むものであることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  13. 前記感光性オリゴマーまたは感光性ポリマーは炭素-炭素不飽和結合を有する化合物のうちの少なくとも１種類を重合して得られた重量平均分子量５００乃至１０のみのオリゴマーまたはポリマーであることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  14. 前記感光性モノマーはアクリレート系モノマーであることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  15. 前記感光性モノマーはエポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルアクリレート、イソ-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-ペンチルアクリレート、アリルアクリレート（allyl acrylate）、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシトリエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、２-エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリルレート、グリシジルアクリレート、ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、２-ヒドロキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２-ヒドロキシプロピルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２-メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、及びメトキシジエチレングリコールアクリレートからなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１４に記載の電子放出源形成用組成物。
  16. 前記光重合開始剤はベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、４，４-ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４-ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４-ジクロロベンゾフェノン、４-ベンゾイル-４-メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２-ジエトキシアセトフェノン、２，２-ジメトキシ-２-フェニル-２-フェニルアセトフェノン、２-ヒドロキシ-２-メチルプロピオフェノン、p-t-ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２-メチルチオキサントン、２-クロロチオキサントン、２-イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタノール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２-t-ブチルアントラキノン、２-アミルアントラキノン、β-クロロアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４-アジドベンザルアセトフェノン、２，６-ビス（p-アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６-ビス（p-アジドベンジリデン）-４-メチルシクロヘキサノン、２-フェニル-１，２-ブタジオン-２-（o-メトキシカルボニル）オキシム、２，３-ビス（４-ジエチルアミノベンザル）シクロペンタノン、２，６-ビス（４-ジメチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、２，６-ビス（４-ジメチルアミノベンザル）-４-メチルシクロヘキサノン、ミヒラケトン、４，４-ビス（ジエチルアミノ）-ベンゾフェノン、４，４-ビス（ジメチルアミノ）カルコン、４，４-ビス（ジエチルアミノ）カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、２-（p-ジメチルアミノフェニルビニレン）-イソナフトチアゾール、１，３-ビス（４-ジメチルアミノベンザル）アセトン、１，３-カルボニル-ビス（４-ジエチルアミノベンザル）アセトン、３，３-カルボニル-ビス（７-ジエチルアミノクマリン）、N-フェニル-N-エチルエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、N-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、３-フェニル-５-ベンゾイルチオ-テトラゾール、及び１-フェニル-５-エトキシカルボニルチオ-テトラゾールからなる群より選択される少なくとも一つであることを特徴とする、請求項７に記載の電子放出源形成用組成物。
  17. 請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の電子放出源形成用組成物を印刷して形成された電子放出源。
  18. 前記電子放出源を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の電子放出素子。
  19. 前記電子放出素子は電界放出表示装置であることを特徴とする、請求項１８に記載の電子放出素子。
  20. 第１基板;
    前記第１基板上に請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の電子放出源形成用組成物で形成される電子放出源;
    前記第１基板と所定の間隔をおいて配置されて、前記第１基板と共に真空容器を形成する第２基板;
    前記第１基板と対向する前記第２基板の一面に形成されるアノード電極;前記アノード電極上に所定のパターンを有して形成されて、前記電子放出源から放出された電子によって発光する蛍光膜;及び
    前記アノード電極上に所定のパターンを有して形成されるブラックマトリックス層を含む電子放出素子。
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