KR100856671B1 - Electron emission source forming composition and formation of electron emission source film - Google Patents

Electron emission source forming composition and formation of electron emission source film Download PDF

Info

Publication number
KR100856671B1
KR100856671B1 KR1020050107436A KR20050107436A KR100856671B1 KR 100856671 B1 KR100856671 B1 KR 100856671B1 KR 1020050107436 A KR1020050107436 A KR 1020050107436A KR 20050107436 A KR20050107436 A KR 20050107436A KR 100856671 B1 KR100856671 B1 KR 100856671B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
composition
electron emission
film
emission source
Prior art date
Application number
KR1020050107436A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060052583A (en
Inventor
케이 요시무라
미노루 시라히게
Original Assignee
히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 filed Critical 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤
Publication of KR20060052583A publication Critical patent/KR20060052583A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100856671B1 publication Critical patent/KR100856671B1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 카본 나노튜브가 소성 중에 소실(燒失)되지 않고 적당히 고정되며, 발광성이 우수한 전자 방출원용 피막을 형성 가능한 피막 형성용 조성물 및 전자 방출원의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a composition for forming a film and a method for forming an electron emission source, in which carbon nanotubes are not lost during firing and are properly fixed and can form an electron emission source film having excellent luminescence.

본 발명의 구성에 따르면, 전자 방출원 형성용 조성물은 카본 나노튜브와, 유리 프릿과, 유기 바인더 수지와, 유기 용제를 함유하며, 유리 프릿의 연화점은 500℃ 이하이다. 기판에 도포되는 전자 방출원 형성용 조성물로부터 유기 용제를 제거해서 얻어지는 도막을, 400℃∼450℃의 온도에서 소성해서 유기 바인더 수지를 제거하여, 카본 나노튜브와 유리를 함유하는 피막을 형성한다.According to the structure of this invention, the composition for electron emission source formation contains a carbon nanotube, a glass frit, an organic binder resin, and an organic solvent, The softening point of a glass frit is 500 degrees C or less. The coating film obtained by removing an organic solvent from the composition for electron emission source formation apply | coated to a board | substrate is baked at the temperature of 400 degreeC-450 degreeC, organic binder resin is removed, and the film containing a carbon nanotube and glass is formed.

카본 나노튜브, 유리 프릿, 유기 바인더 수지, 유기 용제 Carbon nanotubes, glass frits, organic binder resins, organic solvents

Description

전자 방출원 형성용 조성물 및 전자 방출원용 피막의 형성방법{ELECTRON EMISSION SOURCE FORMING COMPOSITION AND FORMATION OF ELECTRON EMISSION SOURCE FILM}The composition for forming an electron emission source and the film formation method for an electron emission source {ELECTRON EMISSION SOURCE FORMING COMPOSITION AND FORMATION OF ELECTRON EMISSION SOURCE FILM}

도 1은 시료 2의 조성물로 형성되는 피막의 주사전자현미경 사진이다.1 is a scanning electron micrograph of a film formed from the composition of Sample 2. FIG.

도 2는 시료 14의 조성물로 형성되는 피막의 주사전자현미경 사진이다.2 is a scanning electron micrograph of a film formed from the composition of Sample 14.

도 3은 시료 19의 조성물로 형성되는 피막의 주사전자현미경 사진이다.3 is a scanning electron micrograph of a film formed from the composition of Sample 19.

도 4는 시료 1의 조성물로 형성되는 피막의 DTA 곡선이다.4 is a DTA curve of the film formed from the composition of Sample 1. FIG.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 2000-123712호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-123712

[특허문헌 2] 일본국 특허공개 평11-260249호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-260249

[특허문헌 3] 일본국 특허공개 2003-331713호 공보[Patent Document 3] Japanese Patent Publication No. 2003-331713

본 발명은 전계의 인가로 전자를 방출하는 전자 방출원에 적합한 피막을 형성하기 위한 전자 방출원 형성용 조성물 및 전자 방출원용 피막의 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for forming an electron emission source for forming a film suitable for an electron emission source for emitting electrons by the application of an electric field, and a method for forming the film for an electron emission source.

카본 나노튜브는 높은 애스펙트비를 가지며, 전계를 인가함으로써 고효율로 전자 방출을 행할 수 있기 때문에, 최근, 자발광(自發光) 패널형 표시장치의 전자 방출원으로서 이용하는 것이 많이 보고되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 카본 나노튜브와, 흑연, 카본블랙 등의 도전성 입자를 에탄올 등의 액체 중에 분산시킨 페이스트를 스핀코터에 의해 도포, 건조시킴으로써 전자 방출원이 되는 피막을 제작하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 은페이스트에 카본 나노튜브(기둥형상 그래파이트(graphite))를 혼합한 페이스트를, 스크린 인쇄에 의해 도포, 건조, 소성해서 전자 방출원이 되는 피막을 제작하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 노광성, 현상성 및 방출 전류 특성의 향상을 목적으로, 카본 나노튜브와, 유리 프릿과, 에틸셀룰로오스 수지, 아크릴 수지 등의 유기 바인더와, 테르피네올(terpineol) 등의 유기 용매를 사용한 전자 방출원 조성물이 제안되어 있다.Since carbon nanotubes have a high aspect ratio and can emit electrons with high efficiency by applying an electric field, many reports have recently been used as electron emission sources of self-luminous panel display devices. For example, Patent Literature 1 discloses that a film serving as an electron emission source is produced by applying a spin coater and drying a paste obtained by dispersing carbon nanotubes and conductive particles such as graphite and carbon black in a liquid such as ethanol. It is described. In addition, Patent Document 2 describes that a paste obtained by mixing carbon nanotubes (column graphite) with silver paste is coated, dried, and baked by screen printing to produce a film that becomes an electron emission source. . In addition, Patent Document 3 discloses carbon nanotubes, glass frits, organic binders such as ethyl cellulose resins, acrylic resins, terpineol, etc., for the purpose of improving exposure properties, developability and emission current characteristics. The electron emission source composition using the organic solvent of is proposed.

특허문헌 1에 기재되는 바와 같은, 카본 나노튜브와, 흑연, 카본블랙 등의 도전성 입자로 구성되는 전자 방출원용의 피막은 큐어링(curing)(경화 처리) 피막이라고 불리며, 특허문헌 3에서 행해지는 바와 같은 소성 공정은 불필요하므로, 작업 공정의 점에서 유리하지만, 얻어지는 피막의 강도가 약하여, 예를 들면 진동에 의한 피막의 벗겨짐이나 전계의 인가에 의해 카본 나노튜브나 도전성 입자의 벗겨짐이 발생할 우려가 있다. 따라서, 피막의 강도를 개선할 필요가 있다. The film for an electron emission source comprised of carbon nanotubes and electroconductive particles, such as graphite and carbon black, as described in patent document 1 is called a curing (curing treatment) film, and is performed by patent document 3 Although the baking process as described above is unnecessary, it is advantageous in terms of the work process, but the strength of the obtained film is weak, so that peeling of the coating film due to vibration or application of an electric field may cause peeling of carbon nanotubes or conductive particles. have. Therefore, it is necessary to improve the strength of the film.

한편, 특허문헌 2에 있어서 형성되는 전자 방출원용의 피막은 은과 카본 나 노튜브로 이루어지며, 피막의 강도는 적절하지만, 이 피막을 형성한 후에, 도전층, 유전층 등의 제막(製膜)이나 패널 봉지(封止)를 위해서 400∼450℃정도의 온도로 가열하면, 피막 중의 카본 나노튜브가 연소해서, 전자 방출원으로서의 기능은 손상된다. 따라서, 실제로 표시장치의 제조에 적용하면, 만족스러운 발광 기능을 발휘하는 것은 얻어지지 않는다. On the other hand, the film for electron emission source formed in patent document 2 consists of silver and a carbon nanotube, Although the strength of a film is suitable, after forming this film, it forms a film, such as a conductive layer and a dielectric layer, When the panel is heated to a temperature of about 400 to 450 ° C. for encapsulation, the carbon nanotubes in the film are burned and the function as an electron emission source is impaired. Therefore, when actually applied to the manufacture of display devices, it is not possible to achieve satisfactory light emission function.

또한, 특허문헌 3의 전자 방출원 조성물은 유기 바인더 및 유리 프릿을 함유하고 있고, 이 조성물을 사용해서 형성되는 후막을 건조시킨 후에 소성함으로써 유기 바인더가 연소하여, 카본 나노튜브와 유리로 이루어지는 전자 방출원용의 피막이 얻어진다. 그러나, 이 문헌에 따라서 실제로 조성물의 소성을 행하면, 가령 원료 카본 나노튜브의 산화 분위기 중에서의 내열 온도가 450℃를 넘고 있더라도, 400∼450℃에서의 열처리에 있어서 카본 나노튜브가 소실되어 버린다. 카본 나노튜브의 소실을 방지하기 위해서 소성 온도를 저하시키면, 유기 바인더의 연소가 불완전하게 되어 피막 중에 잔류하고, 진공 봉지한 후의 패널에 있어서, 잔류 유기 바인더가 분해해서 발생하는 가스로 패널 내의 진공도가 저하하며, 주위가 분해 가스 성분에 의해 오염된다. 게다가, 피막의 강도가 저하하기 때문에, 전계의 인가에 의해 카본 나노튜브가 벗겨질 우려가 있다. In addition, the electron emission source composition of Patent Document 3 contains an organic binder and a glass frit, and after drying the thick film formed by using the composition, the organic binder is burned by firing, and electron emission consisting of carbon nanotubes and glass is burned. A raw film is obtained. However, when the composition is actually fired according to this document, even if the heat resistance temperature of the raw material carbon nanotubes in the oxidizing atmosphere exceeds 450 ° C, the carbon nanotubes are lost in the heat treatment at 400 to 450 ° C. When the firing temperature is lowered in order to prevent the carbon nanotubes from disappearing, combustion of the organic binder becomes incomplete and remains in the coating, and in the panel after vacuum encapsulation, the degree of vacuum in the panel is a gas generated by decomposition of the residual organic binder. The surroundings are contaminated by the decomposition gas component. In addition, since the strength of the coating decreases, the carbon nanotubes may be peeled off by application of an electric field.

본 발명의 목적은 표시장치의 전자 방출원으로서 적당한 발광성을 가지며, 전계의 인가에 의해 카본 나노튜브의 벗겨짐이 발생하지 않는 적절한 강도를 갖는 피막을 양호하게 형성할 수 있는 전자 방출원 형성용 조성물 및 이것을 사용한 전자 방출원용 피막의 형성방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a composition for forming an electron emission source, which has a suitable luminescence as an electron emission source of a display device, and which can form a film having an appropriate strength that does not cause peeling of carbon nanotubes by application of an electric field, and It is providing a method for forming an electron emission source film using the same.

또한, 본 발명의 목적은 전자 방출원으로서 형성한 피막 중의 카본 나노튜브가 제막 및 그 후의 표시장치 제조 프로세스에 있어서의 산화 분위기 중에서의 가열에 의해 소실되지 않고, 양호한 발광성을 담보할 수 있는 피막을 형성 가능한 전자 방출원 형성용 조성물 및 이것을 사용한 전자 방출원용 피막의 형성방법을 제공하는 데 있다. It is also an object of the present invention to provide a film which can ensure good luminescence without losing carbon nanotubes in the film formed as an electron emission source by heating in an oxidizing atmosphere in the film forming and subsequent display device manufacturing processes. There is provided a composition for forming an electron emission source that can be formed and a method for forming an electron emission source film using the same.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 한 형태에 따르면, 전자 방출원 형성용 조성물은 카본 나노튜브와, 유리 프릿과, 유기 바인더 수지와, 유기 용제를 함유하는 전자 방출원 형성용 조성물로서, 상기 유리 프릿의 연화점은 500℃ 이하인 것을 요지로 한다. In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the composition for electron emission source formation is a composition for electron emission source formation containing carbon nanotubes, glass frit, organic binder resin, and an organic solvent, The softening point of a glass frit is made into 500 degrees C or less.

또한, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 전자 방출원 형성용 조성물은 카본 나노튜브와, 유리 프릿과, 유기 바인더 수지와, 유기 용제를 함유하는 전자 방출원 형성용 조성물로서, 상기 유리 프릿의 유리 조성은 V2O5를 실질적으로 포함하지 않거나, 또는, 함유량이 5㏖% 이하이고, PbO를 실질적으로 포함하지 않거나, 또는, 함유량이 3㏖% 이하인 것을 요지로 한다. Moreover, according to another aspect of the present invention, the composition for electron emission source formation is a composition for electron emission source formation containing carbon nanotubes, glass frit, organic binder resin, and organic solvent, wherein the glass composition of the glass frit are either not contain V 2 O 5 in a substantially, or, and the content is less than 5㏖%, does not contain PbO substantially, or, when the content is to be a base is not more than 3㏖%.

또한, 본 발명의 한 형태에 따르면, 전자 방출원용 피막의 형성방법은 기판에 도포되는 상기의 전자 방출원 형성용 조성물로부터 유기 용제를 제거해서 도막을 형성하고, 400∼450℃의 온도에서 상기 도막을 소성하여 유기 바인더 수지를 제거함으로써 카본 나노튜브와 유리를 함유하는 피막을 형성하는 것을 요지로 한다. Moreover, according to one aspect of the present invention, in the method for forming an electron emission source coating film, an organic solvent is removed from the composition for forming an electron emission source applied to a substrate to form a coating film, and the coating film is formed at a temperature of 400 to 450 ° C. It is made to form a film containing carbon nanotubes and glass by baking and removing an organic binder resin.

<발명의 실시형태>Embodiment of the Invention

본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 카본 나노튜브 및 유리 프릿을, 유기 바인더 수지 및 유기 용제(이들 혼합물을 비이클(vehicle)이라고 부름)에 분산시킨 피막 형성용 조성물로서, 이 조성물을 기판에 도포하고, 도막의 건조 및 소성에 의해 비이클을 제거함으로써, 전자 방출원용의 피막이 형성된다. 도막의 건조는 150℃정도의 가열에 의해 가능하다. 유기 바인더 수지는 조성물에 적당한 점조성(粘稠性)을 갖게 해서 카본 나노튜브의 분산성을 향상시키는 성분이며, 분산성의 향상에 의해 피막 중의 카본 나노튜브의 균일성이 높아지고, 피막의 발광 특성이 올라간다. 또한, 패턴 형성시의 조성물의 유동성을 최적화할 수 있으며, 스크린 인쇄 등에 의해 세밀하고 평활한 패턴을 형성할 수 있다. 단, 수지 성분이 포함되는 도막을 그대로 전자 방출원으로서 사용하면, 진공 봉지한 후의 패널에 있어서, 유기 바인더의 분해물에 의한 패널 내의 진공도의 저하 및 주위의 오염이 발생하므로, 수지 성분은 연소 제거할 필요가 있으며, 이것에 요하는 온도는 350∼450℃정도이다. 한편, 전자 방출원용 피막을 형성한 후의 표시장치 제조 프로세스에 있어서 가열을 요하는 봉지 공정 등의 온도는 450℃정도이기 때문에, 수지를 완전히 연소할 수 있는 450℃정도를 소성시의 온도로 하면, 유기 바인더에 관련한 제막 후의 문제는 해소되므로 바람직하다. The composition for forming an electron emission source of the present invention is a film-forming composition in which carbon nanotubes and glass frits are dispersed in an organic binder resin and an organic solvent (the mixture of which is called a vehicle), and the composition is applied to a substrate. Then, the film for electron emission source is formed by removing the vehicle by drying and firing the coating film. Drying of a coating film is possible by heating at about 150 degreeC. Organic binder resin is a component which gives a composition the moderate viscosity, and improves the dispersibility of carbon nanotubes, The uniformity of the carbon nanotubes in a film becomes high by the improvement of dispersibility, and the light emission characteristic of a film is improved. Going up In addition, the fluidity of the composition at the time of pattern formation can be optimized, and fine and smooth patterns can be formed by screen printing. However, if the coating film containing the resin component is used as an electron emission source as it is, in the panel after vacuum encapsulation, the vacuum degree in the panel due to the decomposition products of the organic binder and the contamination of the surroundings are generated, so that the resin component cannot be burned out. It is necessary and the temperature required for this is about 350-450 degreeC. On the other hand, in the display device manufacturing process after forming the electron emission source film, the temperature of the encapsulation step requiring heating is about 450 ° C., so if the temperature at the time of firing is about 450 ° C., which can completely burn the resin, Since the problem after film forming concerning an organic binder is eliminated, it is preferable.

소성시, 유리 프릿은 연화하고, 유리 입자끼리 및 유리 입자와 기판과의 고착, 유리 입자에 의한 카본 나노튜브의 고정에 의해, 카본 나노튜브가 고정된 피막이 형성된다. 단, 소성시에 유리 프릿이 완전히 용융하면, 카본 나노튜브가 용융 유리에 매몰되어 발광이 곤란해진다. 또한, 소성 후의 피막은 카본 나노튜브를 알맞게 발광시키기 위해서, 카본 나노튜브를 적당히 기립 배향시키는 표면 처리를 실시하므로, 카본 나노튜브가 유리에 의해 강고히 접착되는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 소성시의 유리 프릿은 적당히 연화하지만, 유동 가능한 저점도의 액상(液狀)으로까지 용융하지 않는 것이 중요하다. 이와 같은 소성에 의해, 유리 입자는 서로 접촉 부분에서 결합함과 아울러 유리 기판에 접착하고, 다공성의 유리층에 의한 피막을 형성해서 피막 전체로서 강도를 발휘한다. 또한, 유리 입자는 카본 나노튜브의 외형에 대응해서 변형함으로써, 카본 나노튜브를 부분적으로 밀접 유지하거나, 또는, 국소적으로 고착하며, 이것에 의해, 유리 피막 중에 분산하는 카본 나노튜브가 고정된다. 피막에는, 유리 입자간의 미소한 틈새가 잔류하고, 이와 같은 다공질 구조는 카본 나노튜브를 기립 배향시키는 데 유익하다. During firing, the glass frit is softened, and the film in which the carbon nanotubes are fixed is formed by fixing the carbon nanotubes by the glass particles, the glass particles and the substrate being fixed, and the glass particles. However, if the glass frit melts completely during firing, the carbon nanotubes are buried in the molten glass and light emission becomes difficult. In addition, since the film after baking performs surface treatment which moderately orients carbon nanotubes in order to make light-emitting carbon nanotubes suitably, it is not preferable that carbon nanotubes adhere firmly by glass. Therefore, although the glass frit at the time of baking softens moderately, it is important not to melt even to the low-viscosity liquid state which can flow. By such baking, the glass particles are bonded to each other in contact with each other, adhere to the glass substrate, form a film by the porous glass layer, and exert strength as the entire film. In addition, the glass particles deform in correspondence with the external shape of the carbon nanotubes, thereby partially retaining the carbon nanotubes or locally fixing them, whereby the carbon nanotubes dispersed in the glass coating are fixed. In the film, minute gaps remain between the glass particles, and such a porous structure is advantageous for standing alignment of the carbon nanotubes.

이와 같은 유리 프릿의 연화를 실현하기 위해서, 450℃정도에서의 소성을 전제로 하고, 여러 가지 조성의 무기 산화물 유리를 사용해서 실제의 도막의 소성에 대하여 검토를 거듭한 바, 연화점이 500℃ 이하인 무기 산화물 유리의 유리 프릿을 사용한 전자 방출원 형성용 조성물을 사용할 때에, 적절한 강도로 카본 나노튜브가 고정된 피막이 형성되는 것이 판명되었다. 특히, 연화점이 400∼500℃인 무기 산화물 유리, 또는, SnO를 포함한 조성의 무기 산화물 유리의 유리 프릿을 사용했을 때에 피막의 고착성이 양호하고, 소성 중 및 제막 후의 카본 나노튜브의 소실이 적당히 억제되는 피막을 얻는 것도 가능하다. In order to realize the softening of such glass frit, the preservation of the actual coating film using inorganic oxide glass of various compositions was made on the premise of baking at about 450 degreeC, and the softening point is 500 degrees C or less. When using the composition for electron emission source formation using the glass frit of inorganic oxide glass, it turned out that the film in which the carbon nanotube was fixed by appropriate intensity | strength was formed. In particular, when a glass frit of inorganic oxide glass having a softening point of 400 to 500 ° C. or an inorganic oxide glass having a composition containing SnO is used, adhesion of the film is good, and loss of carbon nanotubes during firing and after film formation is appropriately suppressed. It is also possible to obtain a coating film.

이하, 본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물에 대해서 설명한다.Hereinafter, the composition for electron emission source formation of this invention is demonstrated.

전자 방출원 형성용 조성물은 카본 나노튜브와 유기 바인더 수지와 유리 프릿과 유기 용제를 함유하며, 유기 바인더 수지 및 유기 용제는 비이클의 역할을 갖는다. 이 조성물을 전술한 제막에 적당히 제공함으로써, 카본 나노튜브가 유리와 함께 기판에 고착된 전자 방출원용 피막이 얻어진다. 이 전자 방출원 형성용 조성물에, 또한, 도전성 입자로서, 은, 니켈 등의 도전성 금속이나, 흑연, 카본블랙 등의 탄소재료의 분말을 첨가하면, 형성되는 피막의 도전성이 도전성 입자에 의해 높아지고, 도전성 입자의 사용량을 적절히 변경함으로써 피막의 도전성을 조절할 수 있으므로, 이것을 이용해서 음극 배선과 피막의 카본 나노튜브와의 도통(導通)을 향상할 수도 있다. 전자 방출원 형성용 조성물을 구성하는 각 성분에 대해서 이하에 상세히 서술한다. The composition for forming an electron emission source contains carbon nanotubes, an organic binder resin, a glass frit, and an organic solvent, and the organic binder resin and the organic solvent have a role of a vehicle. By providing this composition to the above-mentioned film forming suitably, the film for electron emission sources in which carbon nanotubes were fixed to the board | substrate with glass is obtained. When the powder of carbon materials, such as silver and nickel, and carbon materials, such as graphite and carbon black, is added to this composition for electron emission source formation, electroconductivity of the formed film becomes high by electroconductive particle, Since the conductivity of a film can be adjusted by changing the usage-amount of electroconductive particle suitably, the conduction of a cathode wiring and a carbon nanotube of a film can also be improved using this. Each component which comprises the composition for electron emission source formation is explained in full detail below.

카본 나노튜브는 아크 방전법이나 레이저 증발법, CVD법 등에 의해 제조되며, 단층, 이층, 다층 등의 구조를 갖는 카본 나노튜브가 얻어진다. 본 발명에 있어서는, 단층, 이층 및 다층 중 어떠한 구조의 카본 나노튜브도 사용 가능하다. 전자 방출원용의 피막을 제작할 때의 소성 공정을 고려해서, 카본 나노튜브를 산화 분위기 중에서 단독으로 가열한 경우에 상기 소성 온도에서 연소하지 않는 카본 나노튜브가 적당히 사용된다. 카본 나노튜브는 흑연, 플러렌(fullerene), 무정형(amorphous) 탄소 등의 탄소재료를 불순물로서 함유하는 것이 있으나, 이와 같은 탄소재료를 포함한 카본 나노튜브도 전자 방출원용 카본 나노튜브로서 사용 가능하다.Carbon nanotubes are produced by the arc discharge method, laser evaporation method, CVD method, or the like, and carbon nanotubes having structures such as single layer, double layer, and multilayer are obtained. In the present invention, carbon nanotubes having any structure of a single layer, two layers, and multiple layers can be used. In consideration of the firing step in producing the coating film for the electron emission source, carbon nanotubes which do not burn at the firing temperature when the carbon nanotubes are heated alone in an oxidizing atmosphere are suitably used. Although carbon nanotubes contain carbon materials, such as graphite, fullerene, and amorphous carbon, as impurities, carbon nanotubes containing such carbon materials can also be used as carbon nanotubes for electron emission sources.

사용하는 카본 나노튜브가 결정성이 좋고 직경이 작은 것이면, 형성한 전자 방출원용 피막의 전자 방출 특성이 양호하여, 낮은 전압으로 전자를 방출할 수 있으므로, 이 피막을 이용해서 저소비전력으로 구동시키는 것이 가능한 자발광 패널형 표시장치를 제조할 수 있다. 이 점에 있어서, 양호한 전자 방출 특성을 발휘하기 위해서는, 직경이 20㎚ 이하인 카본 나노튜브를 사용하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 10㎚ 이하인 것이 사용된다. If the carbon nanotubes to be used have a good crystallinity and a small diameter, the electron emission characteristics of the formed electron emission source film are good, and electrons can be emitted at a low voltage. It is possible to manufacture a self-luminous panel type display device. In this regard, in order to exhibit good electron emission characteristics, it is preferable to use carbon nanotubes having a diameter of 20 nm or less, and preferably 10 nm or less.

유기 바인더 수지는 조성물 중의 카본 나노튜브의 분산성을 높이는 성분으로서, 예를 들면, 에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 초산셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르, 시아노아크릴산에스테르 등의 아크릴 수지; 아크릴계 단량체와 다른 단량체에 의한 아크릴 공중합체; 초산비닐계 수지; 폴리비닐알코올계 수지; 폴리비닐아세탈계 수지; 폴리에스테르계 수지 등의 수지를 사용할 수 있다. Organic binder resin is a component which improves the dispersibility of the carbon nanotube in a composition, For example, Cellulose-type resins, such as ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, hydroxymethyl cellulose; Acrylic resins such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters and cyanoacrylic acid esters; Acrylic copolymers with acrylic monomers and other monomers; Vinyl acetate type resin; Polyvinyl alcohol-based resins; Polyvinyl acetal resins; Resin, such as polyester resin, can be used.

유기 용제로서는, 스크린 인쇄 등으로 피막화되는 조성물에 통상 사용되는 각종 용제에서 적절히 선택해서 사용 가능하며, 예를 들면, 부틸셀로솔브아세테이트, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, α-테르피네올, γ-부틸로락톤 등의 저증기압 용제를 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 예를 들면, 건조 속도를 빠르게 하기 위해서는, 초산에틸, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 벤질알코올 등의 저비점 용제를 사용해도 좋다. As an organic solvent, it can select suitably from the various solvents normally used for the composition formed into a film by screen printing, etc., For example, butyl cellosolve acetate, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, (alpha)-terpineol Although low vapor pressure solvents, such as (gamma)-butyrolactone, can be mentioned, It is not limited to these. For example, in order to speed up a drying rate, you may use low boiling point solvents, such as ethyl acetate, methyl ethyl ketone, toluene, benzyl alcohol.

유리 프릿은 유리 원료의 조합물을 용융, 균일화한 후에 급랭(急冷)에 의해 유리화하고 적당한 입도로 파쇄함으로써 얻어지는 분말 유리이다. Glass frit is powder glass obtained by melting and homogenizing the combination of glass raw materials, vitrifying by quenching, and crushing to a suitable particle size.

일반적으로, 유리는 무기 유리, 금속 유리(금속 합금) 및 유기 유리(유기 고 분자)로 크게 나뉘며, 무기 유리는 또한, 산화물 유리, 칼코게나이드 유리(chalcogenide glass) 및 핼라이드 유리로 분류된다. 본 발명의 유리 프릿은 산화물 유리에 속하며, 연화점이 500℃ 이하인 유리 프릿이 사용된다. 유리의 상태 변화는 연화점에 있어서 현저하게 일어나는 것이 아니라, DTA 곡선에 있어서, 브로드(broad)한 피크로서 나타나는(예를 들면, 도 4 참조) 것으로부터도 알 수 있듯이, 연화점의 ±50℃ 또는 이것보다 폭 넓은 온도 범위에 있어서 서서히 일어난다. 구체적으로는, 연화점이 500℃인 유리는 450℃정도라도 점도 저하를 발생시켜서 다소의 변형 및 접착이 가능하지만, 500℃에서 완전히 액상화(液狀化)하고 있는 것은 아니다. 따라서, 450℃정도의 소성에 있어서, 연화점이 500℃ 이하인 유리 프릿에 의해 카본 나노튜브의 고정이 가능하다. 단, 유리가 완전히 용융, 액상화하면, 용융한 유리가 카본 나노튜브를 덮어서 전자 방출을 곤란하게 하고, 또한, 소성 후의 피막에 있어서 카본 나노튜브가 강고히 고착되기 때문에 기립 배향시키는 것이 곤란해진다. 이 점을 고려하면, 연화점이 너무 낮은 것도 바람직하지 않고, 450℃정도에서의 소성을 기준으로 하면, 유리 프릿의 연화점은 400∼500℃정도가 적절하다. 단, 유리 조성이 SnO를 포함하는 경우는 이에 해당되지 않으며, 연화점이 400℃ 미만이더라도 사용 가능하고, 구체적으로는, 연화점이 300∼500℃정도인 것을 적당히 사용할 수 있다. 이 이유는 유리 프릿이 SnO를 함유하는 경우에는, 산화 분위기 중에 있어서 탄소가 공존하는 상태에서 가열했을 때에, SnO가 탄소의 산화를 억제함과 동시에 스스로가 SnO2로 산화되어, 유리 입자 표면의 조성이 변화하는 것 에 의한다고 생각된다(도 4의 DTA 곡선의 300∼500℃에 있어서의 변동은 이것을 나타낸다고 생각된다). SnO가 SnO2로 변화하면 유리의 연화점은 상당히 높아지므로, 유리 프릿은 입자 표면의 연화점이 상승하여, 내부가 용융하더라도 완전히는 액상화하지 않으며, 인접물과의 접착 정도에 그친다. 따라서, SnO를 포함하는 조성의 유리 프릿은 연화점이 400℃ 미만이더라도, 프릿의 입자 원형을 완전히는 잃어버리지 않고 어느 정도 남긴 상태에서 인접물과 결합 또는 밀접한다. 이 결과, 연화점이 400∼500℃정도인 유리 프릿의 경우와 마찬가지로, 제막 후의 카본 나노튜브를 기립 배향시키는 것이 가능한 정도의 고정과, 유리 기판에의 적당한 고착을 형성한다. SnO를 포함하는 조성의 유리 프릿은 카본 나노튜브의 산화를 억제해서 피막 중에서의 내열성(연소 온도)을 올리므로, 특히 바람직하다. In general, glass is broadly divided into inorganic glass, metal glass (metal alloy) and organic glass (organic high molecular weight), and inorganic glass is also classified into oxide glass, chalcogenide glass and halide glass. The glass frit of the present invention belongs to oxide glass, and a glass frit having a softening point of 500 ° C. or less is used. The change in the state of glass does not occur remarkably at the softening point, but as can be seen from the broad peak in the DTA curve (for example, see FIG. 4), ± 50 ° C. of the softening point or the like. It occurs slowly over a wider temperature range. Specifically, the glass having a softening point of 500 ° C. generates a viscosity decrease even at about 450 ° C., so that some deformation and adhesion can be performed. However, the glass is not completely liquefied at 500 ° C. Therefore, in baking at about 450 degreeC, the carbon nanotube can be fixed by the glass frit whose softening point is 500 degrees C or less. However, when the glass is completely melted and liquefied, the molten glass covers the carbon nanotubes, making it difficult to release electrons, and the carbon nanotubes are firmly fixed in the film after firing. Considering this point, it is also not preferable that the softening point is too low, and based on firing at about 450 ° C, the softening point of the glass frit is preferably about 400 to 500 ° C. However, this does not correspond to the case where the glass composition contains SnO, and even if the softening point is less than 400 ° C., specifically, a softening point of about 300 to 500 ° C. can be suitably used. The reason for this is that when the glass frit contains SnO, when heated in a state where carbon coexists in an oxidizing atmosphere, SnO suppresses the oxidation of carbon and itself is oxidized to SnO 2 , and the composition of the glass particle surface This change is considered to be caused (the change in 300-500 degreeC of the DTA curve of FIG. 4 is considered to show this). When SnO changes to SnO 2 , the softening point of the glass is considerably higher, so that the glass frit increases the softening point of the particle surface, and does not completely liquefy even if the inside melts, but only adheres to the neighbors. Thus, a glass frit with a composition comprising SnO bonds or is in close contact with its neighbors, even if the softening point is less than 400 ° C., without leaving the particle prototype of the frit completely lost. As a result, similarly to the case of the glass frit whose softening point is about 400-500 degreeC, the fixation of the grade which can orientate the carbon nanotube after film forming, and the suitable fixation to a glass substrate are formed. Glass frit having a composition containing SnO is particularly preferable because it inhibits oxidation of carbon nanotubes and raises heat resistance (combustion temperature) in the coating.

유리 프릿의 조성은 유리 원료 및 조합에 따라 여러 가지 것이 포함된다. The composition of the glass frit includes various things depending on the glass raw material and the combination.

본 발명에 있어서, 유리 원료로서는, B2O3, SiO2, Al2O3, P2O5, V2O5, Sb2O5, ZrO2, ZnO, SnO, BaO, Bi2O3, TeO2, GeO2, MgO, CaO, SrO, TiO2, MnO, Sb2O3, CaO, NiO, Y2O3, MoO, Rh2O3, PdO, Ag2O, In2O3, WO3 등의 무기 산화물을 들 수 있으며, 이와 같은 산화물에서 적절히 선택되는 원료를 용융해서 유리화한다. 필요에 따라서, 코디어라이트(cordierite), 윌레마이트(Willemite), 멀라이트(mullite) 등의 내화물(耐火物) 필러를 첨가해도 좋으며, 내화물 필러의 첨가에 의해 유리의 팽창계수를 조절할 수 있다. In the present invention, as the glass raw material, B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 , V 2 O 5 , Sb 2 O 5 , ZrO 2 , ZnO, SnO, BaO, Bi 2 O 3 , TeO 2 , GeO 2 , MgO, CaO, SrO, TiO 2 , MnO, Sb 2 O 3 , CaO, NiO, Y 2 O 3 , MoO, Rh 2 O 3 , PdO, Ag 2 O, In 2 O 3 , can include inorganic oxides such as WO 3, and is vitrified by melting the raw material is appropriately selected from these oxides. As needed, you may add refractory fillers, such as cordierite, willemite, and mullite, and can adjust the expansion coefficient of glass by addition of a refractory filler.

일반적인 저융점 유리는 PbO(산화납)를 주성분으로 하는 납 유리이지만, PbO 는 탄소재료에 대해서 산화제로서 작용하기 때문에, 산화 분위기 중에서의 소성에 있어서는 도막 중의 카본 나노튜브의 연소를 촉진해서 소실시킨다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 종래의 납 유리가 아니라, 원료로서 PbO를 사용하지 않는 유리 프릿을 사용하는 것이 바람직하다(단, 완전히 PbO를 배제하는 것을 필수로 하는 것은 아니며, 이 점에 관해서는 후술한다). 또한, 작업 공정이나 환경 등의 관점에서 납의 인체에 대한 유해성에의 염려를 고려하면, 납을 제외하는 것이 강하게 요구되고 있다. A general low melting point glass is lead glass containing PbO (lead oxide) as a main component. However, PbO acts as an oxidizing agent on a carbon material, and therefore, in firing in an oxidizing atmosphere, combustion of carbon nanotubes in the coating film is accelerated and lost. Therefore, in this invention, it is preferable to use the glass frit which does not use PbO as a raw material instead of the conventional lead glass (However, it does not necessarily require to exclude PbO completely, and this point is mentioned later. do). In addition, when lead is concerned about the harmfulness of lead from the viewpoint of a work process or the environment, it is strongly required to remove lead.

유리의 연화점에 관해서, 상기 유리 원료 산화물 중, Bi2O3, TeO2 및 SnO는 첨가에 의해 유리의 연화점을 낮추는 것이 가능한 성분이며, 필요에 따라서 이들 성분을 유리 원료에 배합하는 양을 조절함으로써, 얻어지는 유리 프릿의 연화점을 조정할 수 있다. 요컨대, 이와 같은 연화점을 낮추는 성분을 사용하면, PbO를 사용하지 않고 저융점 유리를 적절히 구성할 수 있다. 이렇게 해서 얻어지는 연화점이 500℃ 이하인 유리 프릿을 사용해서 조제되는 전자 방출원 형성용 조성물을 사용하면, 400℃∼450℃정도에서의 도막의 열처리에 의해 피막 강도 및 고착성이 양호한 피막이 얻어진다. Regarding the softening point of glass, of the glass raw material oxides, Bi 2 O 3 , TeO 2 and SnO are components that can lower the softening point of glass by addition, and by adjusting the amount of these components blended into the glass raw material as necessary , The softening point of the glass frit obtained can be adjusted. In short, when the component which lowers such a softening point is used, a low melting glass can be comprised suitably without using PbO. When the composition for electron emission source formation prepared using the glass frit which softening point obtained in this way is 500 degrees C or less is used, the film with favorable film strength and adhesiveness is obtained by heat processing of the coating film in about 400 degreeC-450 degreeC.

상술한 유리 원료 산화물은 유리(비정질)의 골격인 3차원 그물코를 유리 조성 중에서 형성하는 유리 형성능을 갖는 산화물(그물코 형성 산화물); 단독으로는 유리를 형성할 수 없고, 그물코 형성 산화물의 그물코 중에 들어가서 유리의 일부를 구성하는 산화물(그물코 수식 산화물); 및, 단독으로는 유리를 형성할 수 없고, 3차원 그물코를 형성하는 산화물과 치환해서 그물코 형성에 참가하는 산화물(중간 산화물)로 분류할 수 있다. 중간 산화물은 그물코 수식 산화물로서의 역할도 수행할 수 있으며, 그물코 수식 산화물은 유리의 물성에 영향을 미친다. 그물코 형성 산화물에는, B2O3, SiO2, P2O5, Al2O3(Al의 산소 배위수=4), V2O5, Sb2O5, ZrO2(Zr의 산소 배위수=6) 등이 있다. 그물코 수식 산화물에는, SnO, BaO, ZnO, PbO, TeO2, Bi2O3 등이 있다. 중간 산화물에는, ZnO, PbO, Al2O3(Al의 산소 배위수=6), TeO2, Bi2O3, ZrO2(Zr의 산소 배위수=8) 등이 있다. The above-mentioned glass raw material oxides include oxides (net nose forming oxides) having a glass forming ability of forming a three-dimensional mesh, which is a skeleton of glass (amorphous), in a glass composition; An oxide which cannot form glass by itself and enters in the mesh of the mesh forming oxide and constitutes a part of the glass (net-modified oxide); And glass alone cannot be formed, and may be classified into an oxide (intermediate oxide) that participates in mesh formation by substituting with an oxide forming a three-dimensional network. The intermediate oxide may also serve as a mesh modified oxide, and the mesh shaped oxide affects the physical properties of the glass. The mesh formation oxide includes B 2 O 3 , SiO 2 , P 2 O 5 , Al 2 O 3 (oxygen coordination number of Al = 4), V 2 O 5 , Sb 2 O 5 , ZrO 2 (oxygen coordination number of Zr). = 6) and the like. Examples of the mesh oxide include SnO, BaO, ZnO, PbO, TeO 2 , Bi 2 O 3, and the like. Examples of the intermediate oxide include ZnO, PbO, Al 2 O 3 (oxygen coordination number of Al = 6), TeO 2 , Bi 2 O 3 , ZrO 2 (oxygen coordination number of Zr = 8) and the like.

본 발명에 있어서는, 유리 프릿의 유리 조성을 구성하는 산화물로서, 적어도 1종의 그물코 형성 산화물과, 적어도 1종의 중간 산화물 또는 그물코 수식 산화물을 포함하는 것이 바람직하고, 특히, 그물코 형성 산화물은 B2O3, SiO2, Al2O3, P2O5로 이루어지는 군에서 선택하며, 중간 산화물 또는 그물코 수식 산화물은 ZnO, SnO, BaO, Bi2O3, TeO2로 이루어지는 군에서 선택하면 적당하다. 이와 같은 유리 조성에 있어서는, 상기의 그물코 형성 산화물이 카본 나노튜브의 연소를 촉진하지 않는 유리 골격을 구성하고, 상기의 중간 산화물 또는 그물코 수식 산화물의 존재에 의해, 500℃ 이하의 연화점이 실현되며, 또한, 유리의 안정성이 향상한다. 그 결과, 산화 분위기 중에서 건조 도막을 450℃정도의 온도에서 소성(열처리)함으로써 얻어지는 피막에 있어서는, 카본 나노튜브가 적당히 고정되어, 진동이나 전계의 인가에 의한 카본 나노튜브의 벗겨짐이 발생하지 않고, 게다가, 카본 나노튜브의 산 화에 의한 내열성의 저하가 억제되므로, 카본 나노튜브의 연소는 방지된다. 따라서, 본 발명의 유리 조성은 상기의 유리 조성을 기본으로 하고, 상기의 유효성을 손상시키지 않는 범위에서, GeO2, MgO, CaO, SrO, TiO2, MnO, Sb2O3, CaO, NiO, Y2O3, ZrO2, MoO, Rh2O3, PdO, Ag2O, In2O3, WO3 등을 포함하도록 응용할 수 있으며, 또한, 코디어라이트, 윌레마이트, 멀라이트 등의 내화물 필러를 첨가해서 유리의 팽창계수를 조절하는 것이 가능하다. In the present invention, the oxide constituting the glass composition of the glass frit includes at least one kind of mesh forming oxide and at least one kind of intermediate oxide or mesh modifying oxide, and particularly, the mesh forming oxide is B 2 O. It is selected from the group consisting of 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 , and the intermediate oxide or mesh-form oxide is appropriately selected from the group consisting of ZnO, SnO, BaO, Bi 2 O 3 , and TeO 2 . In such a glass composition, the mesh forming oxide forms a glass skeleton which does not promote combustion of carbon nanotubes, and a softening point of 500 ° C. or lower is realized by the presence of the intermediate oxide or mesh modification oxide. In addition, the stability of the glass is improved. As a result, in the film obtained by baking (heat-processing) a dry coating film at the temperature of about 450 degreeC in an oxidizing atmosphere, a carbon nanotube is fixed suitably and peeling of a carbon nanotube by vibration or application of an electric field does not arise, In addition, since degradation of heat resistance due to oxidation of the carbon nanotubes is suppressed, combustion of the carbon nanotubes is prevented. Thus, the glass composition of the present invention and a base wherein the glass composition in a range that does not impair the validity of the above, GeO 2, MgO, CaO, SrO, TiO 2, MnO, Sb 2 O 3, CaO, NiO, Y It can be applied to include 2 O 3 , ZrO 2 , MoO, Rh 2 O 3 , PdO, Ag 2 O, In 2 O 3 , WO 3 and the like, and also refractory fillers such as cordierite, willemite and mullite It is possible to adjust the expansion coefficient of the glass by adding.

본 발명에 있어서의 유리 프릿의 바람직한 유리 조성의 구체예로서, SnO-P2O5계 유리, Bi2O3-B2O3계 유리, TeO2-B2O3-BaO계 유리, SnO-B2O3계 유리 및 SnO-B2O3-P2O5계 유리를 들 수 있다. 이들 유리는 PbO 등의 산화 촉진 성분을 포함하지 않는 저융점 유리이며, 카본 나노튜브 피막을 형성하기 위한 페이스트형상 조성물에 적용하는 유리 프릿으로서 적당하다. In an embodiment of the preferred glass composition of the glass frit of the present invention, SnO-P 2 O 5 based glass, Bi 2 O 3 -B 2 O 3 based glass, TeO 2 -B 2 O 3 -BaO based glasses, SnO -B 2 O 3 -based glass and SnO-B 2 O 3 -P 2 O 5 -based glass. These glasses are low melting glass which does not contain oxidation promoting components, such as PbO, and are suitable as a glass frit applied to the paste-like composition for forming a carbon nanotube film.

SnO-P2O5계 유리는, 그물코 형성 산화물로서 P2O5를, 연화점을 500℃ 이하로 조정하는 성분으로서 SnO를 포함하며, 이들을 주성분으로 해서 구성된다. 이 유리는 카본 나노튜브의 연소를 억제한다. 후술하는 실시예에서는, 연화점이 308℃인 SnO2-P2O5계 유리, 또는, 연화점이 350℃인 SnO-P2O5계 유리를 사용한 전자 방출원 형성용 조성물의 경우는, 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도가 620℃ 전후로 가장 높아지고, 패널의 봉지 작업 온도이기도 한 450℃정도에 있어서 카본 나노튜브의 연소가 보여지지 않는다. 따라서, 패널 내에 형성하는 도전층이나 유전층의 소 성에 500℃ 이상의 온도가 필요한 경우에, 도전층이나 유전층의 성막(成膜) 공정의 순서를 변경하는 것에도 대응 가능하며, 제조 프로세스의 설계의 자유도가 크고, 제품 성능뿐만 아니라 공정의 간략화에도 유리하다. P 2 O 5 based glass-SnO, as a mesh forming oxide comprises a SnO a P 2 O 5, as a component for adjusting the softening point of below 500 ℃, is configured by them as a main component. This glass suppresses the combustion of carbon nanotubes. In Examples described later, in the case of the composition for electron emission source formation using SnO 2 -P 2 O 5 based glass having a softening point of 308 ° C or SnO-P 2 O 5 based glass having a softening point of 350 ° C, The combustion temperature of carbon nanotube is the highest around 620 degreeC, and combustion of carbon nanotube is not seen in about 450 degreeC which is also the sealing operation temperature of a panel. Therefore, when the temperature of 500 degreeC or more is required for baking of the conductive layer and dielectric layer formed in a panel, it is also possible to respond to changing the order of the film forming process of a conductive layer and a dielectric layer, and the freedom of design of a manufacturing process is also supported. Is large, and is advantageous not only for product performance but also for simplification of the process.

Bi2O3-B2O3계 유리는, 그물코 형성 산화물로서 B2O3를, 500℃ 이하로 연화점을 낮추기 위한 성분으로서 Bi2O3를 포함하며, 이들을 주성분으로 해서 구성된다. 이 유리는 카본 나노튜브의 연소를 억제한다. 후술하는 실시예에서는, 연화점이 430℃인 Bi2O3-B2O3계 유리를 사용한 전자 방출원 형성용 조성물의 경우는, 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도가 504℃, 연화점이 462℃인 Bi2O3-B2O3계 유리를 사용한 조성물의 경우는 521℃이고, 패널의 봉지 작업 온도이기도 한 450℃정도에 있어서 카본 나노튜브의 연소가 보여지지 않으며, 소성 후의 전자 방출 특성이 양호하다. Bi 2 O 3 -B 2 O 3 based glass, as a mesh forming oxide comprises a Bi 2 O 3 to B 2 O 3, as a component for lowering the softening point of below 500 ℃, is configured by them as a main component. This glass suppresses the combustion of carbon nanotubes. In the embodiment to be described later for example, a softening point of 430 ℃ of Bi 2 O 3 -B 2 O 3 system, if the composition for an electron emission source formed using glass, the combustion temperature of the carbon nanotube in the coating film 504 ℃, a softening point of 462 ℃ In the case of the composition using the phosphorus Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -based glass, the combustion of the carbon nanotubes was not observed at about 450 ° C., which is also the encapsulation working temperature of the panel. Good.

TeO2-B2O3-BaO계 유리는, 그물코 형성 산화물로서 B2O3를, 500℃ 이하로 연화점을 낮추기 위한 성분으로서 TeO2를, 유리의 안정화 효과를 갖는 성분으로서 BaO를 포함하며, 이들을 주성분으로 해서 구성된다. 이 유리는 카본 나노튜브의 연소를 억제한다. 후술하는 실시예에서는, 연화점이 472℃인 TeO2-B2O3-BaO계 유리를 사용한 전자 방출원 형성용 조성물의 경우는, 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도가 512℃이고, 패널의 봉지 작업 온도이기도 한 450℃정도에 있어서 카본 나노튜브의 연소가 보여지지 않으며, 소성 후의 전자 방출 특성이 양호하다.The TeO 2 -B 2 O 3 -BaO-based glass contains B 2 O 3 as a mesh forming oxide, TeO 2 as a component for lowering the softening point to 500 ° C. or lower, and BaO as a component having a stabilizing effect of the glass. It consists of these as a main component. This glass suppresses the combustion of carbon nanotubes. In Examples described later, in the case of the composition for electron emission source formation using TeO 2 -B 2 O 3 -BaO-based glass having a softening point of 472 ° C, the combustion temperature of the carbon nanotubes in the coating was 512 ° C, and the panel was encapsulated. The combustion of carbon nanotubes is not observed at about 450 ° C, which is also a working temperature, and the electron emission characteristics after firing are good.

SnO-B2O3계 유리는, 그물코 형성 산화물로서 B2O3를, 연화점을 500℃ 이하로 조정하기 위한 성분으로서 SnO를 포함하며, 이들을 주성분으로 해서 구성된다. 이 유리 성분은 카본 나노튜브의 연소를 억제한다. 후술하는 실시예에서는, 연화점이 393℃인 SnO-B2O3계 유리를 사용한 전자 방출원 형성용 조성물의 경우는, 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도가 506℃이고, 패널의 봉지 작업 온도이기도 한 450℃정도에 있어서 카본 나노튜브의 연소가 보여지지 않으며, 소성 후의 전자 방출 특성이 양호하다. SnO-B 2 O 3 based glass, a B 2 O 3 as a mesh forming oxide, including SnO, and as a component for adjusting the softening point of below 500 ℃, is configured by them as a main component. This glass component suppresses combustion of carbon nanotubes. In the embodiment to be described later for example, also a softening point of 393 ℃ the SnO-B 2 O 3 system, if the composition for an electron emission source formed using a glass, and the combustion temperature of the carbon nanotube in the coating film 506 ℃, sealing the working temperature of the panel At about 450 ° C., combustion of the carbon nanotubes was not observed, and the electron emission characteristics after firing were good.

SnO-B2O3-P2O5계 유리로서는, 그물코 형성 산화물로서 B2O3 및 P2O5를, 연화점을 저하시키기 위한 성분으로서 SnO를 포함하며, 이들을 주성분으로 해서 구성된다. 이 유리는 카본 나노튜브의 연소를 억제한다. 후술하는 실시예에서는, 연화점이 391℃인 SnO-B2O3-P2O5계 유리를 사용한 전자 방출원 형성용 조성물의 경우는, 카본 나노튜브의 연소 온도가 506℃ 및 511℃이고, 패널의 봉지 작업 온도이기도 한 450℃정도에 있어서 카본 나노튜브의 연소가 보여지지 않으며, 소성 후의 전자 방출 특성도 양호하다. The SnO-B 2 O 3 -P 2 O 5 -based glass includes B 2 O 3 and P 2 O 5 as mesh forming oxides, and SnO is included as a component for lowering the softening point, and these components are composed mainly of them. This glass suppresses the combustion of carbon nanotubes. In Examples described later, in the case of the composition for electron emission source formation using SnO-B 2 O 3 -P 2 O 5 -based glass having a softening point of 391 ° C, the combustion temperatures of the carbon nanotubes are 506 ° C and 511 ° C, The combustion of carbon nanotubes was not observed at about 450 ° C., which is also the sealing operation temperature of the panel, and the electron emission characteristics after firing were also good.

본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물에 배합하는 유리 프릿에는, 최대 입자경이 10㎛ 이하, 바람직하게는 2∼5㎛, 보다 바람직하게는 3㎛정도의 것을 사용한다. 형성되는 전자 방출원으로부터 균일하게 전자가 방출되기 위해서는, 피막 중의 카본 나노튜브가 균일하게 분포할 필요가 있다. 유리 프릿의 입자가 조대(粗大)하면, 유리 입자상에는 소량의 카본 나노튜브밖에 존재하지 않고, 유리 입자 사이에 다량의 카본 나노튜브가 존재하게 되어, 얻어지는 피막의 전자 방출이 불균일해진 다. 또한, 피막 표면의 평탄도가 저하해서, 카본 나노튜브에 균일하게 전계가 집중하지 않기 때문에, 발광도 불균일해진다. 또한, 산화 분위기 중에서의 열처리(450℃정도에서의 소성)에 있어서 조대한 유리 입자가 연화했을 때에 카본 나노튜브 전체를 덮어, 전자의 방출이 곤란한 것을 발생시키기 쉬워진다. 이와 같은 이유에서, 유리 프릿의 입자경은 10㎛ 이하로 한다. The maximum particle diameter is 10 micrometers or less, Preferably it is 2-5 micrometers, More preferably, about 3 micrometers is used for the glass frit mix | blended with the composition for electron emission source formation of this invention. In order for electrons to be uniformly emitted from the electron emission source formed, the carbon nanotubes in the film need to be uniformly distributed. When the particles of the glass frit are coarse, only a small amount of carbon nanotubes are present on the glass particles, and a large amount of carbon nanotubes is present between the glass particles, resulting in uneven electron emission of the resulting film. In addition, since the flatness of the surface of the coating decreases and the electric field is not uniformly concentrated on the carbon nanotubes, the light emission also becomes nonuniform. In addition, when the coarse glass particles soften in the heat treatment (calcination at about 450 ° C.) in an oxidizing atmosphere, the entire carbon nanotubes are covered and it is easy to generate an electron. For this reason, the particle size of the glass frit is 10 μm or less.

한편, 유리 프릿의 유리 조성을 구성하는 산화물에 V2O5 및/또는 PbO가 포함되는 경우, V2O5의 함유량은 5㏖% 이하, PbO의 함유량은 3㏖% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것은 이하의 이유에 의한다.On the other hand, if the content of the case that contains the V 2 O 5 and / or PbO in the oxides forming the glass composition of the glass frit, the content of V 2 O 5 is less than 5㏖%, PbO is preferably not more than 3㏖%. This is based on the following reasons.

Pb는 탄소와 동족(IV족)의 융점이 낮은 원소이며, PbO(산화납)를 탄소의 존재하에서 고온으로 가열하면, 하기 식 1로 나타내는 반응이 진행되어 PbO는 메탈화(환원)되고, PbO로부터 해리(解離)한 산소는 용이하게 탄소와 반응한다. V2O5도 가열에 의해 탄소를 산화시키는 성질을 갖는 점에서는 동일하다. Pb is an element having a low melting point of carbon and cognate (Group IV). When PbO (lead oxide) is heated to high temperature in the presence of carbon, the reaction represented by the following formula 1 proceeds and PbO is metallized (reduced) and PbO Oxygen dissociated from reacts with carbon easily. V 2 O 5 is also the same in that it has a property of oxidizing carbon by heating.

PbO+C→Pb+CO (식 1)PbO + C → Pb + CO (Equation 1)

따라서, 이와 같은 산화물을 포함하는 유리 프릿과, 카본 나노튜브와 같은 비교적 결함이 많은 결정구조를 가지며, 비표면적이 큰 탄소재료를 유기 바인더 수지로 분산한 조성물을 사용한 경우, 건조 후의 도막을 가열하면, 카본 나노튜브 본래의 내열 온도보다도 낮은 온도에서 연소가 시작된다. 요컨대, 카본 나노튜브의 내열성을 저하시키지 않기 위해서는, 상술과 같은 탄소를 산화시키는 성분을 힘을 다해 감소시킬 필요가 있다. 단, 유리 원료에의 PbO나 V2O5의 배합은 유리제 기판에 의 프릿의 젖음성이나 전자 방출원용 피막과 기판과의 밀착성의 개선에 유효하며, 또한, 유리 프릿의 융점의 조정에 유효한 경우가 있다. 이 점을 고려해서, 카본 나노튜브의 내열 온도가 소성 온도(450℃정도) 이하로 저하하지 않는 배합량을 검토한 결과, PbO의 함유량은 유리 원료의 3㏖% 이하, V2O5의 함유량은 5㏖% 이하로 제한할 필요가 있는 것이 판명되었다. 그러므로, 이 범위에서 유리 프릿의 조성을 조정한 전자 방출원용 조성물을 사용하면, 450℃ 전후의 소성에 있어서도 카본 나노튜브의 연소에 의한 소실이 억제되어, 전자 방출 특성이 좋은 피막이 제작 가능해진다. Therefore, in the case of using a composition containing a glass frit containing such an oxide and a relatively defective crystal structure such as carbon nanotubes, and a carbon material having a large specific surface area dispersed with an organic binder resin, heating the coated film after drying The combustion starts at a temperature lower than the intrinsic heat resistance temperature of the carbon nanotubes. In short, in order not to reduce the heat resistance of the carbon nanotubes, it is necessary to reduce the components for oxidizing the carbon as described above with full force. However, the mixing of PbO and V 2 O 5 to the glass raw material is effective for improving the wettability of the frit to the glass substrate, the adhesion between the film for electron emission source and the substrate, and also for the adjustment of the melting point of the glass frit. have. In consideration of this point, as a result of examining a compounding amount in which the heat resistance temperature of the carbon nanotubes does not fall below the firing temperature (about 450 ° C), the content of PbO is 3 mol% or less of the glass raw material, and the content of V 2 O 5 is It turned out that it is necessary to limit it to 5 mol% or less. Therefore, when the composition for electron emission sources in which the composition of the glass frit is adjusted in this range is used, the loss due to combustion of the carbon nanotubes is suppressed even in the firing at around 450 ° C., whereby a film having good electron emission characteristics can be produced.

스크린 인쇄 등에 의해 양호하게 도막을 형성하기 위해서는, 전자 방출원 형성용 조성물 중의 각 성분의 배합 비율은 카본 나노튜브:2∼10질량%, 유기 바인더 수지:5∼12질량%, 유리 프릿:2∼25질량%, 유기 용제:60∼85질량%정도가 바람직하다. 도전성 입자를 배합하는 경우는, 조성물 중의 비율이 5∼80질량%정도인 것이 바람직하다. 이와 같은 배합 비율에 따라서, 상기 성분을 균일하게 혼합 분산시킴으로써 페이스트형상의 전자 방출원 형성용 조성물이 조제된다. 유리 조성이 다른 복수종의 유리 프릿을 혼합해서 사용하는 것도 가능하다. In order to form a coating film satisfactorily by screen printing etc., the compounding ratio of each component in the composition for electron emission source formation is carbon nanotube: 2-10 mass%, organic binder resin: 5-12 mass%, glass frit: 2- 25 mass% and organic solvent: About 60-85 mass% is preferable. When mix | blending electroconductive particle, it is preferable that the ratio in a composition is about 5-80 mass%. According to such a compounding ratio, the paste-form composition for electron emission source formation is prepared by uniformly mixing and dispersing the above components. It is also possible to mix and use the several types of glass frit from which a glass composition differs.

전자 방출원용의 피막은, 예를 들면, 이하와 같은 제작방법에 따라 얻어진다. 우선, 전력 공급용의 음극 배선이 표면에 형성된 유리 기판 등과 같은, 피막을 형성하는 기판에, 전자 방출원 형성용 조성물을 스크린 인쇄 등으로 패터닝하여, 원하는 형상의 도막을 형성한다. 도막의 두께는 0.5∼10㎛정도가 바람직하다. 이 도막을 150℃정도에서 가열함으로써 유기 용제가 제거되고, 건조 도막이 얻어진다. 도막의 건조 온도는 사용하는 유기 용제의 기화 온도에 따라 적절히 변경해도 좋다. 얻어진 건조막을, 대기 등의 산화 분위기 중에서 400∼450℃정도의 온도에서 소성함으로써, 수지 성분이 분해 제거됨과 아울러, 연화한 유리 프릿이 형성하는 피막에 의해 카본 나노튜브가 고정된 전자 방출원용 피막이 제작된다. PbO 및 V2O5를 실질적으로 포함하지 않는 조성의 유리 프릿을 사용한 경우에는, 소성 온도가 480℃정도까지 상승하더라도 카본 나노튜브의 소실은 억제되며, SnO를 포함하는 조성의 유리 프릿의 경우에는 500℃정도 또는 그 이상까지 올리는 것이 가능해진다. 소성 후의 전자 방출원용 피막은 카본 나노튜브를 적당히 기립 배향시키기 위해서, 예를 들면 점착 테이프 등을 접착한 후에 박리함으로써 표면의 기모(起毛) 처리가 실시된다. 상술한 조성의 유리 프릿을 채용함으로써, 소성 온도에 있어서의 카본 나노튜브의 산화, 연소가 방지되고, 얻어진 피막은 균일하게 분포한 카본 나노튜브에 의해 양호한 전자 방출 특성을 발휘한다. 따라서, 이 피막을 전자 방출원으로서 사용한 표시장치는 저소비전력으로 구동할 수 있다. The film for electron emission sources is obtained by the following manufacturing methods, for example. First, the composition for electron emission source formation is patterned by screen printing etc. on the board | substrate which forms a film, such as the glass substrate in which the cathode wiring for power supply was formed in the surface, and the coating film of a desired shape is formed. As for the thickness of a coating film, about 0.5-10 micrometers is preferable. By heating this coating film about 150 degreeC, the organic solvent is removed and a dry coating film is obtained. You may change suitably the drying temperature of a coating film according to the vaporization temperature of the organic solvent to be used. By baking the obtained dry film at a temperature of about 400 to 450 ° C. in an oxidizing atmosphere such as air, the resin component is decomposed and removed, and an electron emission source film in which carbon nanotubes are fixed is formed by a film formed by a softened glass frit. do. In the case of using a glass frit having a composition substantially free of PbO and V 2 O 5 , even if the firing temperature rises to about 480 ° C., the loss of carbon nanotubes is suppressed, and in the case of a glass frit having a composition containing SnO It becomes possible to raise to about 500 degreeC or more. The film for electron emission source after baking is surface-raised by peeling after adhering an adhesive tape etc., for example to orientate carbon nanotubes suitably. By employing the glass frit having the composition described above, oxidation and combustion of the carbon nanotubes at the firing temperature are prevented, and the obtained film exhibits good electron emission characteristics by the carbon nanotubes uniformly distributed. Therefore, the display device using this film as the electron emission source can be driven with low power consumption.

<실시예><Example>

이하, 실시예를 들어 본 발명의 유효성을 명백하게 하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, although an Example is given and the effectiveness of this invention is made clear, this invention is not limited to the following Example.

유리 프릿(유리 조성물)의 제작방법, 유리 프릿을 사용한 전자 방출원 형성용 조성물의 조제방법 및 각 조성물의 평가방법에 대해서 설명한다. The manufacturing method of a glass frit (glass composition), the preparation method of the composition for electron emission source formation using a glass frit, and the evaluation method of each composition are demonstrated.

<유리 프릿의 제작><Making of glass frit>

표 1∼4에 나타내는 비율에 따라 유리 원료 산화물을 조합 및 혼합하고, 백금 도가니에 넣어, 대기 분위기 중에서 800∼1400℃에서 1시간 가열해서 용융하였다. 단, SnO를 함유하는 유리를 제작하는 경우는, SnO가 SnO2로 산화되지 않도록 질소 등의 비산화성 분위기 중에서 용융하였다. 그 후, 용융물을 60℃ 이하로 급랭해서 유리화하고, 유성 볼밀 등을 사용해서 분쇄함으로써 유리 프릿을 제작하였다. According to the ratio shown to Tables 1-4, glass raw material oxide was combined and mixed, it put in the platinum crucible, and it heated and melted at 800-1400 degreeC in air atmosphere for 1 hour. However, in the case of manufacturing a glass containing SnO is, SnO were melted in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen to avoid oxidation of SnO 2. Thereafter, the melt was quenched to 60 ° C. or lower and vitrified, and a glass frit was produced by grinding using a planetary ball mill or the like.

<입도의 측정><Measurement of particle size>

상술한 유리 프릿의 입자경을, 레이저 회절식 입도 분포계(SALD-2100, 시마쯔 세이사쿠쇼제)를 사용해서 측정하였다. The particle diameter of the glass frit mentioned above was measured using the laser diffraction type particle size distribution analyzer (SALD-2100, the Shimadzu Corporation).

<전자 방출원 형성용 조성물의 조제><Preparation of the composition for electron emission source formation>

상술한 유리 프릿 27질량부, 카본 나노튜브 3질량부 및 에틸셀룰로오스 수지 9질량부에, 유기 용제로서 α-테르피네올 61질량부를 첨가하고, 삼본롤밀(three roll-mill) 등으로 혼합 반죽함으로써, 페이스트형상의 전자 방출원 형성용 조성물(시료 1∼19)을 조제하였다. 한편, 여기에서 사용한 카본 나노튜브는 CVD법으로 제작되며, 산화 분위기 중에서 450℃ 이상의 내열성을 갖는, 직경이 10㎚(시료 1∼11, 14∼19), 20㎚(시료 12), 또는 30㎚(시료 13)인 다층 카본 나노튜브이다.To 27 parts by mass of the glass frit, 3 parts by mass of carbon nanotubes, and 9 parts by mass of ethyl cellulose resin, 61 parts by mass of α-terpineol was added as an organic solvent, and mixed and kneaded with a three roll-mill or the like. , The paste-form composition for electron emission source formation (samples 1-19) was prepared. On the other hand, the carbon nanotubes used here are produced by CVD and have a diameter of 10 nm (samples 1 to 11, 14 to 19), 20 nm (sample 12), or 30 nm, which have heat resistance of 450 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere. It is a multilayer carbon nanotube which is (sample 13).

<피막의 제작><Production of film>

상술한 전자 방출원 형성용 조성물(시료 1∼19)을 사용해서, 유리 기판에 형성된 음극 배선상에 한 변이 3㎜인 정사각형 패턴을 막두께 5㎛로 스크린 인쇄법에 의해 인쇄하고, 150℃에서 15분간 가열 건조시킨 후, 대기 분위기 중에 있어서 450℃에서 30분간 소성(열처리)하여 전자 방출원용의 피막을 제작하였다. Using the composition for electron emission source formation (Samples 1 to 19) described above, a square pattern having a side thickness of 3 mm was printed on the cathode wiring formed on the glass substrate by a screen printing method with a film thickness of 5 μm at 150 ° C. After drying for 15 minutes by heating, the film was baked (heat treated) at 450 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere to prepare a film for an electron emission source.

<내열성의 평가><Evaluation of heat resistance>

상술에서 제작한 피막을, 주사전자현미경으로 관찰함으로써, 카본 나노튜브의 내열성을 평가하였다. 평가는 소성에 의한 카본 나노튜브의 소실이 보여지지 않은 경우를 ○, 부분적인 소실이 보여진 경우를 △, 완전히 소실된 경우를 ×로 해서 표 1∼4에 기재한다. 한편, 평가의 참고로서, 도 1은 카본 나노튜브의 소실이 보여지지 않은 경우의 사진, 도 2는 부분적인 소실이 보여진 경우의 사진, 도 3은 완전히 소실된 경우의 사진이다. The heat resistance of carbon nanotubes was evaluated by observing the film produced above with the scanning electron microscope. The evaluation is shown in Tables 1 to 4, in which the disappearance of carbon nanotubes due to firing was not observed, the case in which partial disappearance was observed in Δ, and the complete disappearance were ×. On the other hand, as a reference for evaluation, Figure 1 is a photograph when no disappearance of carbon nanotubes, Figure 2 is a photograph when partial disappearance is shown, Figure 3 is a photograph when completely disappeared.

<카본 나노튜브의 연소 온도의 측정><Measurement of combustion temperature of carbon nanotubes>

시차열천평(TAS-100, 리가쿠사제)을 사용해서, 상술한 피막의 제작에 있어서 소성하기 전의 건조 도막을 대기 분위기 중에서 1분간에 10℃의 승온 속도로 실온에서 800℃까지 가열했을 때의 DTA 곡선을 측정하고, TG-DTA(열중량-시차열) 분석에 따라 카본 나노튜브가 연소할 때의 발열 피크로부터 카본 나노튜브의 연소 온도를 결정하였다. 한편, 시료 접시는 백금제의 것을 사용하고, 대조 시료로서 Al2O3를 사용하며, 측정에 있어서의 샘플링 조건은 0.8초로 하였다. 도 4는 시료 1의 피막 9.54㎎을 사용해서 측정한 DTA 곡선이다. When using the differential thermal balance (TAS-100, Rigaku Co., Ltd.), the dry coating film before firing in the production of the coating film described above was heated from room temperature to 800 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C. in 1 minute in an air atmosphere. The DTA curve was measured and the combustion temperature of the carbon nanotubes was determined from the exothermic peak when the carbon nanotubes were burned according to TG-DTA (thermogravimetric-differential heating) analysis. On the other hand, the sample plate is used in the platinum, uses the Al 2 O 3 as a control sample, sampling conditions in the measurement was 0.8 seconds. 4 is a DTA curve measured using 9.54 mg of the coating of Sample 1. FIG.

<밀착성의 평가><Evaluation of adhesion>

상술에서 제작한 유리 기판상의 피막의 표면에 점착 테이프(상표명:스카치 멘딩 테이프, 3M사제)를 접착한 후에 박리하는 박리 시험을 행하여, 박리 시험 후의 피막의 상태에 따라 피막의 밀착력을 평가하였다. 평가는 점착 테이프 박리 후에 피막이 남아 있으며, 음극 배선이 노출하고 있지 않은 경우를 ○, 피막은 남아 있으나, 부분적으로 음극 배선이 노출하는 경우를 △, 피막이 남아 있지 않은 경우를 ×로 해서 표 1∼4에 기재한다.The peeling test which peels after sticking the adhesive tape (trade name: Scotch Mending Tape, the product made by 3M) on the surface of the film on the glass substrate produced above was performed, and the adhesive force of the film was evaluated according to the state of the film after a peeling test. Evaluation was performed when the film remained after the adhesive tape peeled, and the case where the negative electrode wiring was not exposed was ○, and the film remained, but the case where the negative electrode wiring was partially exposed was △ and the case where the coating was not left was set to Tables 1 to 4 It describes in.

<발광 균일성의 평가><Evaluation of Luminance Uniformity>

상술한 밀착성의 평가를 행한 후, 10-6Torr의 진공 상태에서, 피막이 제작된 유리 기판의 표면으로부터 300㎛의 거리에 양극 전극을 설치해서 전자 방출을 행하고, 피막의 발광 상태를 관찰하여 발광의 균일성을 평가하였다. 평가는 피막의 전면이 균일하게 발광한 경우를 ○, 부분적으로 발광이 보여진 경우를 △, 전혀 발광이 보여지지 않은 경우를 ×로 해서 표 1∼4에 기재한다. After evaluating the adhesiveness described above, in a vacuum state of 10 −6 Torr, an anode electrode was provided at a distance of 300 μm from the surface of the glass substrate on which the film was produced, and electrons were emitted, and the light emission state of the film was observed to emit light. Uniformity was evaluated. The evaluation is described in Tables 1 to 4, with the case where the entire surface of the coating uniformly emits light, the case where light emission was partially observed, and the case where no light emission was observed at all.

Figure 112005064666399-pat00001
Figure 112005064666399-pat00001

표 1의 시료 1∼5는 CVD법으로 제작한 직경 10㎚의 다층 카본 나노튜브와, 연화점이 500℃ 이하인 유리 프릿과, 유기 바인더 수지로서 에틸셀룰로오스와, 유기 용제로서 α-테르피네올을 사용해서 제작한 전자 방출원 형성용 조성물이다. 이들 조성물은 스크린 인쇄로 전자 방출원용 피막이 되는 도막을 음극 배선상에 용이하게 형성할 수 있다. 그리고, 전자 방출원용 피막을 구성하는 유리 프릿의 조성을, 연화점 500℃ 이하의 유리 조성물에서 선택함으로써, 도막을 대기 중에 있어서 450℃에서 소성할 때에 도막 중의 카본 나노튜브의 소성이 억제되는 것을 알 수 있다. 또한, 대기 중에 있어서의 450℃에서의 소성에 의해, 카본 나노튜브를 고정하는 데 충분한 밀착력을 갖는 피막이 얻어지며, 이들 피막은 표시장치의 전자 방출원에 적합한 균일한 발광을 나타낸다. Samples 1 to 5 of Table 1 use multilayer carbon nanotubes having a diameter of 10 nm produced by CVD method, glass frits having a softening point of 500 ° C. or lower, ethyl cellulose as an organic binder resin, and α-terpineol as an organic solvent. It is the composition for electron emission source formation produced by the said process. These compositions can easily form the coating film which becomes a film for electron emission sources by screen printing on a cathode wiring. And by selecting the composition of the glass frit which comprises the film for electron emission sources from the glass composition of 500 degrees C or less of softening point, it turns out that baking of the carbon nanotube in a coating film is suppressed when baking a coating film at 450 degreeC in air | atmosphere. . Further, by firing at 450 ° C. in the air, a film having sufficient adhesion to fix the carbon nanotubes is obtained, and these films exhibit uniform light emission suitable for the electron emission source of the display device.

시료 1∼5에서 사용한 유리 프릿은 그물코 형성 산화물로서, B2O3, SiO2, P2O5, Al2O3의 1종 이상을 포함하고, 그물코 수식 산화물 또는 중간 산화물로서, ZnO, SnO, BaO, Bi2O3, TeO2의 1종 이상을 포함하고 있으며, 연화점이 500℃ 이하이다. 이들 전자 방출원 형성용 조성물에 있어서는, 피막 중의 카본 나노튜브의 연소는 촉진되지 않는다. 이에 비하여, 연화점이 518℃인 SiO2-B2O3-ZnO계 유리 프릿을 사용한 시료 8의 전자 방출원 형성용 조성물에서는, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서 유리가 연화하지 않기 때문에, 카본 나노튜브가 확실히 고정되지 않으며, 피막의 밀착력은 약하다. 그 때문에, 카본 나노튜브는 진동이나 전계의 인가에 의해 벗겨지기 쉬워진다. 게다가, 발광 균일성의 평가에 있어서도, 드문드문한 발광밖에 보여지지 않는다. The glass frit used in Samples 1 to 5 contains at least one of B 2 O 3 , SiO 2 , P 2 O 5 , Al 2 O 3 as a mesh forming oxide, and ZnO, SnO as a mesh modification oxide or intermediate oxide. , BaO, Bi 2 O 3 , TeO 2 and one or more are included, and the softening point is 500 ° C. or less. In these compositions for electron emission source formation, combustion of carbon nanotubes in the coating is not promoted. On the other hand, in the composition for electron emission source formation of Sample 8 using the SiO 2 -B 2 O 3 -ZnO-based glass frit having a softening point of 518 ° C., the glass did not soften at firing at 450 ° C. in the air. The nanotubes are not firmly fixed, and the adhesion of the film is weak. Therefore, the carbon nanotubes are likely to peel off due to vibration or application of an electric field. In addition, in the evaluation of luminescence uniformity, only sparse luminescence is seen.

유리 조성에 관해서, 시료 1 및 2의 유리 프릿은 SnO-P2O5계 유리이다. 시료 1에 있어서의 유리 조성은 SnO:71.2㏖%, P2O5:28.8㏖%이고, 유리의 연화점은 308℃이며, 프릿의 최대 입자경은 6㎛이다. 시료 2에 있어서의 유리 조성은 SnO:46.5㏖%, P2O5:26.5㏖%, SiO2:21.0㏖%, Al2O3:6.0㏖%이고, 유리의 연화점은 350℃이며, 프릿의 최대 입자경은 5㎛이다. 어떠한 것에 있어서도, 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 전 시료 중에서 가장 높은 620℃정도(시료 1: 도 4 참조)이고, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서도 카본 나노튜브의 소실은 보여지지 않는다(시료 2: 도 1 참조). 또한, 유리 프릿의 연화점이 낮음으로써, 소성에 의해 형성되는 피막의 밀착력도 적당히 얻어진다. 발광 균일성의 평가에 있어서도 균일한 발광이 얻어지고 있다. 이들 유리 프릿에 있어서, P2O5는 유리의 필수 성분인 그물코 형성 산화물로서, 이것이 부족하면 유리가 불안정해진다. SnO는 유리의 연화점을 낮게 하는 성분으로서, 유리의 안정화에 유효하며, 소성시에 카본 나노튜브의 산화 억제 및 자기 산화에 의해 프릿 표면을 막화(膜化)해서 유리의 연화를 적당히 억제한다. SiO2, Al2O3는 유리의 안정화에 유효한 성분이지만, 과잉이면 유리의 연화점이 높아진다. Regarding the glass composition, the glass frits of Samples 1 and 2 are SnO-P 2 O 5 -based glasses. Glass composition according to the sample 1 is SnO: 71.2㏖%, P 2 O 5: a 28.8㏖%, the softening point of the glass is 308 ℃, the maximum particle size of the frit is 6㎛. The glass composition in Sample 2 was SnO: 46.5 mol%, P 2 O 5 : 26.5 mol%, SiO 2 : 21.0 mol%, Al 2 O 3 : 6.0 mol%, the softening point of the glass was 350 ° C., The maximum particle diameter is 5 micrometers. In any case, the combustion temperature of the carbon nanotubes in the formed film was about 620 ° C (sample 1: Figure 4), which is the highest among all the samples, and no loss of carbon nanotubes was observed even in the firing at 450 ° C in the atmosphere. (Sample 2: see FIG. 1). Moreover, since the softening point of glass frit is low, the adhesive force of the film formed by baking is also obtained suitably. Even in evaluation of luminescence uniformity, uniform luminescence is obtained. In these glass frits, P 2 O 5 is a mesh forming oxide which is an essential component of glass, and when this is insufficient, the glass becomes unstable. SnO is a component that lowers the softening point of glass, and is effective for stabilizing the glass. The SnO surface is formed by the oxidation suppression and self-oxidation of carbon nanotubes during firing to moderately soften the glass. SiO 2 and Al 2 O 3 are effective components for stabilizing the glass, but if excessive, the softening point of the glass is increased.

시료 3 및 4의 유리 프릿은 Bi2O3-B2O3계 유리이다. 시료 3에 있어서의 유리 조성은 Bi2O3:48.3㏖%, B2O3:47.1㏖%, SiO2:4.6㏖%이고, 유리의 연화점은 430℃이며, 프릿의 최대 입자경은 3㎛이다. 시료 4에 있어서의 유리 조성은 Bi2O3:33.4㏖%, B2O3:29.5㏖%, ZnO:25.2㏖%, Al2O3:6.4㏖%, BaO:5.5㏖%이고, 유리의 연화점은 462℃이며, 프릿의 최대 입자경은 6㎛이다. 어떠한 것에 있어서도, 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 504℃(시료 3), 521℃(시료 4)로 높으며, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서도 카본 나노튜브의 소실은 보여지지 않는다. 또한, 소성에 의해 형성되는 피막의 밀착력도 적당히 얻어진다. 발광 균일성의 평가에 있어서도 균일한 발광이 얻어지고 있다. 이들 유리 프릿에 있어서, B2O3는 유리의 필수 성분인 그물코 형성 산화물로서, 이것이 부족하면 유리가 불안정해진다. Bi2O3는 유리의 연화점을 낮게 하는 성분으로서, 부족하면 유리의 연화점이 500℃를 넘는다. SiO2, ZnO, Al2O3, BaO는 유리의 안정화에 유효한 성분이지만, 과잉이면 유리의 연화점이 높아진다. The glass frits of Samples 3 and 4 are Bi 2 O 3 -B 2 O 3 based glasses. The glass composition of the sample 3 is Bi 2 O 3: 48.3㏖%, B 2 O 3: 47.1㏖%, SiO 2: and 4.6㏖%, the softening point of the glass is 430 ℃, the maximum particle size of the frit is 3㎛ . The glass composition of the sample 4 is Bi 2 O 3: 33.4㏖%, B 2 O 3: 29.5㏖%, ZnO: 25.2㏖%, Al 2 O 3: 6.4㏖%, BaO: 5.5㏖% , and the glass The softening point is 462 ° C., and the maximum particle size of the frit is 6 μm. In any case, the combustion temperatures of the carbon nanotubes in the formed film were high at 504 ° C (sample 3) and 521 ° C (sample 4), and no loss of carbon nanotubes was observed even at firing at 450 ° C in the atmosphere. Moreover, the adhesive force of the film formed by baking is also obtained suitably. Even in evaluation of luminescence uniformity, uniform luminescence is obtained. In these glass frits, B 2 O 3 is a mesh forming oxide which is an essential component of glass, and when this is insufficient, the glass becomes unstable. Bi 2 O 3 is a component that lowers the softening point of the glass, and if insufficient, the softening point of the glass exceeds 500 ° C. SiO 2 , ZnO, Al 2 O 3 , and BaO are effective components for stabilizing the glass, but excessively increases the softening point of the glass.

시료 5의 유리 프릿은 TeO2-B2O3-BaO계 유리로서, 유리 조성은 TeO2:40.2㏖%, SiO2:24.5㏖%, B2O3:15.2㏖%, BaO:11.2㏖%, ZnO:8.9㏖%이고, 유리의 연화점은 472℃이며, 프릿의 최대 입자경은 4㎛이다. 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 512℃로 높고, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서도 카본 나노튜브의 소실은 보여지지 않는다. 유리의 연화점이 472℃이므로, 450℃의 소성에 있어서 유리 프릿은 완전히는 연화하지 않는다. 이 때문에, 피막의 박리 시험에 있어서 피막 표층의 박리가 보여지지만, 음극 배선은 노출하지 않고, 카본 나노튜브는 양호하게 고정되어 있다. 표 1 중의 피막의 밀착력의 평가 "△∼○"는 이와 같은 상태를 의미한다. 발광 균일성의 평가에 있어서는 균일한 발광이 얻어지고 있다. 이 유리 프릿에 있어서, B2O3는 유리의 필수 성분인 그물코 형성 산화물로서, 이것이 부족하면 유리가 불안정해진다. TeO2는 유리의 연화점을 낮게 하는 성분으로서, 부족하면 유리의 연화점이 500℃를 넘는다. BaO, SiO2, ZnO는 유리의 안정화에 유효한 성분이지만, 과잉이면 유리의 연화점이 높아진다.The glass frit of Sample 5 is TeO 2 -B 2 O 3 -BaO-based glass, and the glass composition is TeO 2 : 40.2 mol%, SiO 2 : 24.5 mol%, B 2 O 3 : 15.2 mol%, BaO: 11.2 mol% , ZnO: 8.9 mol%, the softening point of glass is 472 degreeC, and the largest particle diameter of a frit is 4 micrometers. The combustion temperature of the carbon nanotubes in the formed film was as high as 512 ° C, and no loss of the carbon nanotubes was observed even when firing at 450 ° C in the air. Since the softening point of glass is 472 degreeC, glass frit does not fully soften at the baking of 450 degreeC. For this reason, although peeling of a film surface layer is seen in the peeling test of a film, a carbon nanotube is fixed well without exposing a cathode wiring. Evaluation of the adhesion of the film in Table 1 "(triangle | delta)-(circle)" means such a state. In evaluation of luminescence uniformity, uniform luminescence is obtained. In this glass frit, B 2 O 3 is a mesh forming oxide which is an essential component of glass, and when this is insufficient, the glass becomes unstable. TeO 2 is a component that lowers the softening point of glass, and if insufficient, the softening point of glass exceeds 500 ° C. BaO, SiO 2 , and ZnO are effective components for stabilizing the glass, but when excessive, the softening point of the glass is increased.

시료 6의 유리 프릿은 SnO-B2O3계 유리로서, 유리 조성은 SnO:50.0㏖%, B2O3:50.0㏖%이고, 유리의 연화점은 393℃이며, 프릿의 최대 입자경은 4㎛이다. 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 506℃이고, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서 카본 나노튜브의 소실은 보여지지 않는다. 또한, 소성에 의해 형성되는 피막의 밀착력도 적당히 얻어진다. 발광 균일성의 평가에 있어서도 균일한 발광이 얻어지고 있다. 이 유리 프릿에 있어서, B203는 유리의 필수 성분인 그물코 형성 산화물로서, 이것이 부족하면 유리가 불안정해진다. SnO는 유리의 연화점을 낮게 하는 성분으로서, 유리의 안정화에 유효한 성분이며, 소성 중에 산화되어 프릿 표면을 막화해서 유리의 연화를 알맞게 한다.The glass frit of Sample 6 is SnO-B 2 O 3 -based glass, the glass composition is SnO: 50.0 mol%, B 2 O 3 : 50.0 mol%, the softening point of the glass is 393 ° C., and the maximum particle size of the frit is 4 μm. to be. The combustion temperature of the carbon nanotubes in the formed film was 506 ° C, and no loss of carbon nanotubes was observed in the firing at 450 ° C in the atmosphere. Moreover, the adhesive force of the film formed by baking is also obtained suitably. Even in evaluation of luminescence uniformity, uniform luminescence is obtained. In this glass frit, B 2 O 3 is a mesh forming oxide which is an essential component of glass, and when this is insufficient, the glass becomes unstable. SnO is a component that lowers the softening point of glass, and is an effective component for stabilizing the glass. The SnO is oxidized during firing to film the frit surface to moderate the softening of the glass.

시료 7의 유리 프릿은 SnO-B2O3-P2O5계 유리로서, 유리 조성은 SnO:66.6㏖%, B2O3:16.7㏖%, P2O5:16.7㏖%이고, 유리의 연화점은 391℃이며, 프릿의 최대 입자경은 6㎛이다. 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 511℃로 높고, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서도 카본 나노튜브의 소실은 보여지지 않는다. 또한, 소성에 의해 형성되는 피막의 밀착력도 적당히 얻어진다. 발광 균일성의 평가에 있어서도 균일한 발광이 얻어지고 있다. 이 유리 프릿에 있어서, B2O3는 유리의 필수 성분인 그물코 형성 산화물로서, 이것이 부족하면 유리가 불안정해진다. SnO 및 P2O5는 유리의 연화점을 낮게 하는 성분으로서, 유리의 안정화에 유효한 성분이며, SnO는 소성 중에 산화되어 프릿 표면을 막화해서 유리의 연화를 알맞게 한다. The glass frit of Sample 7 was SnO-B 2 O 3 -P 2 O 5 -based glass, and the glass composition was SnO: 66.6 mol%, B 2 O 3 : 16.7 mol%, P 2 O 5 : 16.7 mol%, and the glass The softening point of was 391 ° C, and the maximum particle size of the frit was 6 µm. The combustion temperature of the carbon nanotubes in the formed film was as high as 511 ° C, and no loss of carbon nanotubes was observed even in the firing at 450 ° C in the atmosphere. Moreover, the adhesive force of the film formed by baking is also obtained suitably. Even in evaluation of luminescence uniformity, uniform luminescence is obtained. In this glass frit, B 2 O 3 is a mesh forming oxide which is an essential component of glass, and when this is insufficient, the glass becomes unstable. SnO and P 2 O 5 are components that lower the softening point of glass, and are effective components for stabilizing the glass, and SnO is oxidized during firing to film the frit surface to moderate the softening of the glass.

상기로부터, 시료 1∼7의 전자 방출원 형성용 조성물을 사용한 피막 형성 프로세스에서는, 산화 분위기 중에서의 450℃의 소성에 있어서 카본 나노튜브가 소실되지 않고, 양호한 밀착력을 발휘하며, 전계의 인가로 용이하게 카본 나노튜브가 벗겨지지 않는 피막이 얻어지고, 피막은 전자 방출원으로서 적당한 것을 알 수 있다. From the above, in the film formation process using the composition for electron emission source formation of Samples 1 to 7, carbon nanotubes are not lost in firing at 450 ° C. in an oxidizing atmosphere, exhibit good adhesion, and are easily applied by application of an electric field. It can be seen that a film is obtained in which the carbon nanotubes do not come off, and the film is suitable as an electron emission source.

Figure 112005064666399-pat00002
Figure 112005064666399-pat00002

표 2에 기재되는 시료 9 및 시료 10에서는, 배합하는 유리 프릿의 최대 입자경이 다른 것 이외는 시료 3과 동일한 전자 방출원 형성용 조성물을 사용해서 피막을 형성하고 있다. 따라서, 이들의 결과로부터, 형성되는 전자 방출원용 피막에 대하여 유리 프릿의 입자경이 미치는 영향을 확인할 수 있다. In sample 9 and sample 10 shown in Table 2, the film is formed using the same composition for electron emission source formation as in sample 3 except that the maximum particle diameter of the glass frit to be blended is different. Therefore, from these results, the influence of the particle diameter of a glass frit on the film for electron emission sources formed can be confirmed.

시료 9 및 시료 10에 있어서는, Bi2O3-B2O3계 유리 프릿을 사용해서 전자 방출원 형성용 조성물을 조제하고 있으며, 유리 프릿의 최대 입자경은 시료 9에서는 9㎛, 시료 10에서는 13㎛이다. 전자 방출원용 피막의 발광 균일성의 평가에 있어서, 시료 9에서는 발광에 얼룩이 보여지지만, 전면이 발광하고 있으며, 표 2에 기재하는 "△∼○"는 이와 같은 상태를 의미하고 있다. 이에 비하여, 시료 10에서는, 피막은 부분적인 발광밖에 보여지지 않았다. 이 원인은 유리 프릿의 입자경이 13㎛로 크기 때문에, 피막 중의 카본 나노튜브의 분포가 불균일해지고, 또한, 피막의 평탄도가 저하해서 카본 나노튜브에 인가되는 전계가 균일해지기 어렵게 됨으로써, 발광이 불균일해진다고 생각된다. 따라서, 시료 9 및 시료 10의 결과로부터, 피막의 균일한 발광이 얻어지기 위해서는, 사용에 적합한 유리 프릿의 최대 입자경은 10㎛ 이하라고 간주된다. In Sample 9 and Sample 10, a composition for forming an electron emission source was prepared using a Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -based glass frit, and the maximum particle diameter of the glass frit was 9 μm in Sample 9 and 13 in Sample 10. [Mu] m. In the evaluation of the light emission uniformity of the film for electron emission source, in Example 9, unevenness was observed in the light emission, but the entire surface was emitting light, and "Δ- ○" shown in Table 2 means such a state. In contrast, in Sample 10, the film showed only partial light emission. The reason for this is that the particle size of the glass frit is 13 µm, which results in uneven distribution of the carbon nanotubes in the film, and also flatness of the film, which makes it difficult to make the electric field applied to the carbon nanotubes uniform. It is considered to be uneven. Therefore, in order to obtain uniform light emission of a film from the result of the sample 9 and the sample 10, it is considered that the largest particle diameter of the glass frit suitable for use is 10 micrometers or less.

Figure 112005064666399-pat00003
Figure 112005064666399-pat00003

표 3에 기재되는 시료 11∼13에서는, 배합하는 카본 나노튜브의 직경이 다른 것 이외는 시료 3과 동일한 전자 방출원 형성용 조성물을 사용해서 피막을 형성하고 있다. 따라서, 이들의 결과로부터, 형성되는 전자 방출원용 피막에 대하여 카본 나노튜브의 직경이 미치는 영향을 확인할 수 있다. In samples 11-13 shown in Table 3, the film is formed using the composition for electron emission source formation similar to sample 3 except having the diameter of the carbon nanotube mix | blended. Therefore, from these results, the influence of the diameter of a carbon nanotube on the film for electron emission sources formed can be confirmed.

시료 11∼13에 있어서 전자 방출원 형성용 조성물의 조제에 사용하고 있는 카본 나노튜브는 CVD법으로 제작한 다층 카본 나노튜브이며, 그 직경은 시료 11에서는 10㎚, 시료 12에서는 20㎚, 시료 13에서는 30㎚이다. 전자 방출원용 피막의 발광 균일성의 평가에 있어서, 시료 11에서는 균일한 발광이 보여지고, 한편, 시료 12에서는 발광에 얼룩이 보여지지만, 전면이 발광하고 있다. 표 3에 기재하는 시료 12의 "△∼○"는 이와 같은 상태를 의미하고 있다. 이에 비하여, 시료 13에서는, 피막은 부분적인 발광밖에 보여지지 않았다. 따라서, 사용하는 카본 나노튜브의 직경이 과대해지면, 피막의 발광이 불균일해진다고 말할 수 있다. 시료 11∼13의 결과로부터, 피막의 균일한 발광이 얻어지기 위해서는, 사용에 적합한 카본 나노튜브의 직경은 20㎚ 이하라고 간주할 수 있다. The carbon nanotubes used in the preparation of the composition for forming an electron emission source in Samples 11 to 13 are multilayer carbon nanotubes produced by the CVD method, and the diameter thereof is 10 nm in Sample 11, 20 nm in Sample 12, and Sample 13 30 nm. In the evaluation of the light emission uniformity of the film for electron emission source, uniform light emission was observed in Sample 11, while in Example 12, unevenness was observed in light emission, but the entire surface was emitting light. "Δ- ○" of Sample 12 shown in Table 3 means such a state. In contrast, in Sample 13, the film showed only partial light emission. Therefore, when the diameter of the carbon nanotubes to be used becomes excessive, it can be said that the light emission of the film becomes uneven. From the results of Samples 11 to 13, in order to obtain uniform light emission of the film, the diameter of the carbon nanotubes suitable for use can be considered to be 20 nm or less.

Figure 112005064666399-pat00004
Figure 112005064666399-pat00004

표 4에 기재되는 시료 14∼19에서는, PbO 또는 V2O5를 포함하는 유리 조성의 유리 프릿을 배합한 전자 방출원 형성용 조성물을 사용해서 피막을 형성하고 있다. 따라서, 이들의 결과로부터, 유리 프릿에 포함되는 PbO 및 P2O5가 형성되는 전자 방출원용 피막에 미치는 영향을 확인할 수 있다. In samples 14-19 are shown in Table 4, thereby forming a coating film by using PbO or V 2 O 5 glass frit is a composition for forming an electron emission source of the blended glass composition comprising a. Therefore, from these results, it can be seen the effect of the electron-emitting film formed is incorporated PbO and P 2 O 5 included in the glass frit.

시료 14의 유리 프릿은 V2O5를 4.8㏖% 포함한 Bi2O3-B2O3계 유리이고, 시료 15의 유리 프릿은 PbO를 2.8㏖% 포함한 Bi2O3-B2O3계 유리이다. 또한, 시료 16의 유리 프릿은 V2O5를 8㏖% 포함한 Bi2O3-B2O3계 유리이고, 시료 17의 유리 프릿은 PbO를 5㏖% 포함한 Bi2O3-B2O3계 유리이다. 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 시료 14에서는 491℃, 시료 15에서는 492℃이고, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서 약간 카본 나노튜브의 소실이 보여진다(시료 14: 도 2 참조). 표 4에 있어서의 시료 14, 15의 카본 나노튜브의 내열성의 평가의 기재 "○∼△"는 이와 같은 상태를 의미하고 있다. 또한, 발광 균일성의 평가에 대해서는, 발광에 얼룩이 보여지지만, 전면이 발광하고 있으며, 표 4에 기재하는 시료 14, 15의 "△∼○"는 이와 같은 상태를 의미하고 있다. 이들의 발광 얼룩은 카본 나노튜브의 약간의 소실에 기인한다고 생각된다. 이에 비하여, 시료 16의 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 472℃, 시료 17에서는 464℃이고, 어떠한 것에 있어서도, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서 카본 나노튜브의 부분적 소실이 보여지며, 발광 균일성의 평가에 있어서도 드문드문한 발광밖에 얻어지지 않는다. 시료 18 및 19는 시료 16 및 17보다 PbO 또는 P2O5의 함유량이 더 많고, 시료 18의 유리 프릿은 V2O5를 32.5㏖% 포함한 V2O5-BaO-TeO2계 유리이며, 시료 19의 유리 프릿은 PbO를 52.0㏖% 포함한 PbO-B2O3-SiO2계 유리이다. 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 연소 온도는 시료 18에서는 436℃, 시료 19에서는 370℃이고, 어떠한 경우도, 대기 중에서의 450℃의 소성에 있어서 카본 나노튜브는 완전히 소실하며(시료 19: 도 3 참조), 발광 균일성의 평가에 있어서 발광은 보여지지 않는다. The glass frit of Sample 14 was a Bi 2 O 3 -B 2 O 3 based glass containing 4.8 mol% of V 2 O 5 , and the glass frit of Sample 15 was a Bi 2 O 3 -B 2 O 3 based containing 2.8 mol% of PbO. It is glass. The glass frit of Sample 16 was a Bi 2 O 3 -B 2 O 3 based glass containing 8 mol% of V 2 O 5 , and the glass frit of Sample 17 contained Bi 2 O 3 -B 2 O containing 5 mol% of PbO. It is a three- based glass. The combustion temperature of the carbon nanotubes in the formed film was 491 ° C in Sample 14 and 492 ° C in Sample 15, and the carbon nanotubes were slightly lost in firing at 450 ° C in the atmosphere (sample 14: see FIG. 2). . The description "(circle)-(triangle | delta)" of evaluation of the heat resistance of the carbon nanotubes of the samples 14 and 15 in Table 4 means such a state. In addition, about the evaluation of luminescence uniformity, although unevenness is seen in luminescence, the whole surface is emitting light, and "(triangle | delta)-(circle)" of the samples 14 and 15 shown in Table 4 mean such a state. These luminescence stains are thought to be due to some loss of carbon nanotubes. In contrast, the combustion temperature of the carbon nanotubes in the film of Sample 16 was 472 ° C and 464 ° C in Sample 17. In all cases, partial loss of the carbon nanotubes was observed in the firing at 450 ° C in the atmosphere, and the emission uniformity was observed. Also in the evaluation of the sex, only infrequent light emission is obtained. Samples 18 and 19 the sample 16 and 17 many more than the content of PbO or P 2 O 5, the glass frit of the sample 18 is a V 2 O 5 -BaO-TeO 2 type glass containing 32.5㏖% of V 2 O 5, The glass frit of sample 19 is PbO-B 2 O 3 -SiO 2 -based glass containing 52.0 mol% of PbO. The combustion temperature of the carbon nanotubes in the formed film was 436 ° C in Sample 18 and 370 ° C in Sample 19. In any case, the carbon nanotubes were completely lost in firing at 450 ° C in the air (Sample 19: Fig. 3). In the evaluation of luminescence uniformity, luminescence is not seen.

상기로부터, 유리 프릿의 조성에 PbO 또는 V2O5가 포함되면, 형성되는 피막 중의 카본 나노튜브의 산화가 촉진되어, 소성시에 소실되기 쉬워지는 것이 명백하다. 단, 이들 유리 조성 중의 비율을 제한함으로써 카본 나노튜브의 소실을 방지 가능한 것이 시료 14, 15로부터 이해된다. PbO 및 V2O5는 유리 기판에 대한 젖음성이나 피막의 밀착성의 개선, 및, 유리 프릿의 연화점의 저하에 유효한 성분이므로, 사용하는 경우, V2O5는 5㏖% 이하, PbO는 3㏖% 이하이면, 소성 중에 카본 나노튜브의 소실을 감소시켜서 전자 방출원용 피막을 형성할 수 있다.From the above, it is apparent that when PbO or V 2 O 5 is included in the composition of the glass frit, oxidation of the carbon nanotubes in the film to be formed is promoted, and it is easy to disappear during firing. However, it is understood from Samples 14 and 15 that the loss of carbon nanotubes can be prevented by limiting the ratio in these glass compositions. PbO and V 2 O 5 are effective components for improving the wettability and coating property of the glass substrate, and the softening point of the glass frit. Therefore, when used, V 2 O 5 is 5 mol% or less, and PbO is 3 mol. If it is% or less, the loss | disappearance of a carbon nanotube can be reduced during baking, and the film for electron emission sources can be formed.

본 발명에 따르면, 전자 방출원 형성용 조성물을 사용해서 전자 방출원용 피막을 형성할 때의 소성에 있어서, 카본 나노튜브의 소실(燒失)을 방지하면서, 적당히 조성물 중의 유기 바인더 수지를 분해 제거할 수 있으며, 또한, 유리 프릿에 의한 피막의 고착이 양호하게 행해지기 때문에, 강도 및 발광 균일성이 우수한 전자 방출원용 피막이 형성된다. 얻어지는 피막은 진동이나 전계의 인가로 카본 나노튜브가 벗겨지는 일이 없으며, 전계의 인가에 의해 균일하게 발광하는 전자 방출원이 제공된다. 또한, 피막 중의 카본 나노튜브의 내열성이 높으며, 제막(製膜) 후의 표시장치 제조 프로세스에 있어서 전자 방출원으로서의 기능의 손실이 회피된다. According to the present invention, the organic binder resin in the composition can be decomposed and removed appropriately while preventing the carbon nanotubes from disappearing in firing when forming the film for electron emission source using the composition for electron emission source formation. In addition, since the adhesion of the film by the glass frit is satisfactorily performed, an electron emission source film excellent in strength and light emission uniformity is formed. The resulting film does not peel off the carbon nanotubes by vibration or application of an electric field, and provides an electron emission source that emits light uniformly by application of an electric field. In addition, the heat resistance of the carbon nanotubes in the film is high, and the loss of function as an electron emission source is avoided in the display device manufacturing process after film formation.

Claims (12)

카본 나노튜브와, 유리 프릿과, 유기 바인더 수지와, 유기 용제를 함유하는 전자 방출원 형성용 조성물로서, 상기 유리 프릿의 연화점은 300~500℃이고, As a composition for electron emission source formation containing a carbon nanotube, a glass frit, an organic binder resin, and an organic solvent, the softening point of the said glass frit is 300-500 degreeC, 상기 유리 프릿은 The glass frit is B2O3, SiO2, Al2O3(Al의 산소 배위수=4), P2O5, V2O5, Sb2O5 및 ZrO2(Zr의 산소 배위수=6)로 이루어지는 군(群)에서 선택되는 적어도 1종의 산화물과, SnO, BaO, TeO2, 및 ZrO2(Zr의 산소 배위수=8)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 산화물을 포함하는 유리 조성, 또는 Consisting of B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 (oxygen coordination number of Al = 4), P 2 O 5 , V 2 O 5 , Sb 2 O 5 and ZrO 2 (oxygen coordination number of Zr = 6) A glass composition comprising at least one oxide selected from the group and at least one oxide selected from the group consisting of SnO, BaO, TeO 2 , and ZrO 2 (oxygen coordinate number of Zr = 8), or P2O5, V2O5, Sb2O5 및 ZrO2(Zr의 산소 배위수=6)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 산화물과, ZnO, Bi2O3 및 Al2O3(Al의 산소 배위수=6)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 산화물을 포함하는 유리 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.At least one oxide selected from the group consisting of P 2 O 5 , V 2 O 5 , Sb 2 O 5, and ZrO 2 (oxygen coordinate number of Zr = 6), ZnO, Bi 2 O 3, and Al 2 O 3 The composition for electron emission source formation characterized by having a glass composition containing at least 1 sort (s) of oxide chosen from the group which consists of (oxygen coordinate number of Al = 6). 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿을 구성하는 유리는 연화점이 400∼500℃의 유리, 또는, SnO가 포함되는 조성을 갖는 유리인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The composition for forming an electron emission source according to claim 1, wherein the glass constituting the glass frit is a glass having a softening point of 400 to 500 ° C, or a glass having a composition containing SnO. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 프릿을 구성하는 유리는 SnO-P2O5계 유리, TeO2-B2O3-BaO계 유리, SnO-B2O3계 유리 및 SnO-B2O3-P2O5계 유리로 이루어지는 군에서 선택되는 무기 산화물 유리인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물. The glass constituting the glass frit is SnO-P 2 O 5 -based glass, TeO 2 -B 2 O 3 -BaO-based glass, SnO-B 2 O 3 -based glass and SnO- B 2 O 3 -P 2 O 5 based glass, the inorganic oxide characterized by the composition for forming electron emission sources that is selected from the group consisting of glass. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 프릿의 최대 입자경(粒子徑)은 2~10㎛인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The composition for electron emission source formation according to claim 1 or 2, wherein the maximum particle size of the glass frit is 2 to 10 µm. 제1항에 있어서, 상기 카본 나노튜브의 직경은 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The composition of claim 1, wherein the carbon nanotubes have a diameter of 20 nm or less. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 프릿의 유리 조성은 V2O5의 함유량이 5㏖% 이하이고, PbO의 함유량이 3㏖% 이하인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물. The composition for electron emission sources according to claim 1 or 2, wherein the glass composition of the glass frit has a content of V 2 O 5 of 5 mol% or less and a content of PbO of 3 mol% or less. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 프릿의 유리 조성은 V2O5 및 PbO의 어떠한 것도 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The composition of claim 1 or 2, wherein the glass composition of the glass frit contains none of V 2 O 5 and PbO. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 프릿의 유리 조성은 Bi2O3, TeO2 및 SnO 중 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The composition of claim 1 or 2, wherein the glass composition of the glass frit contains any one of Bi 2 O 3 , TeO 2, and SnO. 제1항에 있어서, 또한, 도전성 금속 입자 또는 탄소 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The composition for electron emission source formation according to claim 1, further comprising conductive metal particles or carbon particles. 삭제delete 기판에 도포되는 제1항에 기재된 전자 방출원 형성용 조성물로부터 유기 용제를 제거해서 도막을 형성하고, 400∼450℃의 온도에서 상기 도막을 소성하여 유기 바인더 수지를 제거함으로써 카본 나노튜브와 유리를 함유하는 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원용 피막의 형성방법.Carbon nanotubes and glass are formed by removing an organic solvent from the composition for forming an electron emission source according to claim 1 applied to a substrate to form a coating film, and baking the coating film at a temperature of 400 to 450 ° C. to remove the organic binder resin. A method for forming an electron emission source film, comprising forming a film containing the same.
KR1020050107436A 2004-11-10 2005-11-10 Electron emission source forming composition and formation of electron emission source film KR100856671B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00327104 2004-11-10
JP2004327104 2004-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060052583A KR20060052583A (en) 2006-05-19
KR100856671B1 true KR100856671B1 (en) 2008-09-04

Family

ID=37150152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050107436A KR100856671B1 (en) 2004-11-10 2005-11-10 Electron emission source forming composition and formation of electron emission source film

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2011171312A (en)
KR (1) KR100856671B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752013B1 (en) * 2006-06-28 2007-08-28 제일모직주식회사 Composition for preparing an emitter, a method for preparing an emitter, an emitter prepared therefrom, and a flat panel display comprising the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010029761A (en) * 1999-07-27 2001-04-16 이철진 Field emission display device using carbon nanotube and manufacturing method thereof
US6409567B1 (en) * 1997-12-15 2002-06-25 E.I. Du Pont De Nemours And Company Past-deposited carbon electron emitters
JP2002367505A (en) * 2001-06-01 2002-12-20 Delta Optoelectronics Inc Manufacturing method of emitter for field emission display
KR20030038044A (en) * 2001-11-08 2003-05-16 삼성에스디아이 주식회사 A carbon nanotube emitter composition for field emision device and preparation method of the same
KR20040030236A (en) * 2002-07-22 2004-04-09 제이에스알 가부시끼가이샤 Conductive Paste Composition, Transfer Film for Forming Electrode and Electrode for Plasma Display Panel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3845853B2 (en) * 1998-04-06 2006-11-15 日本電気硝子株式会社 Tin borophosphate glass and sealing material
JP4652548B2 (en) * 1999-10-15 2011-03-16 双葉電子工業株式会社 Method for manufacturing conductive thin film pattern substrate, conductive thin film pattern substrate, and display element
US7449081B2 (en) * 2000-06-21 2008-11-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for improving the emission of electron field emitters
JP2004284934A (en) * 2002-04-24 2004-10-14 Central Glass Co Ltd Lead-free low-melting point glass
JP4261861B2 (en) * 2002-09-30 2009-04-30 双葉電子工業株式会社 Sealing material for fluorescent display tube and fluorescent display tube
JP2004178891A (en) * 2002-11-26 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp Manufacturing method of electron emitting type light emitting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6409567B1 (en) * 1997-12-15 2002-06-25 E.I. Du Pont De Nemours And Company Past-deposited carbon electron emitters
KR20010029761A (en) * 1999-07-27 2001-04-16 이철진 Field emission display device using carbon nanotube and manufacturing method thereof
JP2002367505A (en) * 2001-06-01 2002-12-20 Delta Optoelectronics Inc Manufacturing method of emitter for field emission display
KR20030038044A (en) * 2001-11-08 2003-05-16 삼성에스디아이 주식회사 A carbon nanotube emitter composition for field emision device and preparation method of the same
KR20040030236A (en) * 2002-07-22 2004-04-09 제이에스알 가부시끼가이샤 Conductive Paste Composition, Transfer Film for Forming Electrode and Electrode for Plasma Display Panel

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011171312A (en) 2011-09-01
KR20060052583A (en) 2006-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060237690A1 (en) Phosphor for low-voltage electron beam, method of producing the same, and vacuum fluorescent display
JP5309629B2 (en) Lead-free glass composition having acid resistance
JP5060722B2 (en) Composition for forming electron emission source and method for forming coating film for electron emission source
US7214429B2 (en) Sealing material
JP5006756B2 (en) CNT emitter manufacturing method
JP2013545215A (en) Via fill material for solar devices
WO2013054820A1 (en) Glass for use in scattering layer of organic led element, multilayer substrate for use in organic led element and method for producing said multilayer substrate, and organic led element and method for producing same
KR20070059914A (en) The manufacturing method of cnt paste and the manufacturing method of cnt emitter with high reliability
EP1699068B1 (en) Electron emission source, its method of fabrication, an electron emission device and a display device using the electron emission source
US5571455A (en) Composition for forming electroconductive pattern and process for producing the same
KR100856671B1 (en) Electron emission source forming composition and formation of electron emission source film
TWI417935B (en) Fluorescent display device and conductive paste for the fluorecent display device
KR100814838B1 (en) A carbon nanotube emitter composition for field emision device and preparation method of the same
JP2007265749A (en) Composition for forming electron emission source, electron source formed using the composition, and field emission type display using the electron source
JP2006228555A (en) Carbon nanotube paste, display light-emitting device using it, and manufacturing method of display light-emitting device
TWI494271B (en) Paste for electron emission source, electron emission source using the same and electron emission element and method for producing the same
JP2009117360A (en) Boron nitride nanotube paste composition, electron emitting source manufactured using the same, electron emitting element including the same, and backlight device and electron emitting display device applying the same
CN1094249C (en) Two-layer cathode of electronic tube and its production method
JP4235035B2 (en) Fluorescent display tube
JP2007031563A (en) Fluorescent substance for low-speed electron beam
JP4235036B2 (en) Fluorescent display tube
JP2023552083A (en) Method for forming field emission cathodes
TWI503380B (en) Carbon nanotube slurry and field emission device using the same
KR20050052226A (en) A composition for forming a electron emitter of flat panel display and an electron emitter prepared therefrom
JP5350987B2 (en) Field emission lamp

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130614

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140623

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150623

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee