KR101018346B1 - 전자 방출원 형성용 조성물, 이로부터 형성된 전자 방출원, 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

전자 방출원 형성용 조성물, 이로부터 형성된 전자 방출원, 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판; 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원 및 이를 구비한 전자 방출 소자에 관한 것이다. 상기 폭발성 물질에 의하여 전자 방출원 형성용 조성물의 소성 시 폭발을 일으켜 카본계 물질이 표면에 잘 드러나도록 하여 수직배향하여 활성화(activation)시킬 수 있다. 이로써, 전자 방출 성능 및 수명이 향상된 전자 방출 소자를 얻을 수 있다.
전자 방출원, 폭발성 물질, 전자 방출 소자

Description

전자 방출원 형성용 조성물, 이로부터 형성된 전자 방출원, 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 및 그 제조방법{Composition for forming electron emission source, electron emission source formed therefrom, electron emission device including the electron emission source and method of manufacturing electron emission device}
도 1은 카본계 물질 및 폭발성 물질을 첨가한 조성물을 인쇄한 일실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 소성 후 카본계 물질의 돌출 및 상향배향된 일실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 전자 방출 소자의 일실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 전자 방출 소자 및 종래의 전자 방출 소자의 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
11,21...기판 12,22...조성물
30...제1 기판 31...제1 전극
32...전자 방출원 33...절연층
34...게이트 전극 35...홀
36...제2 기판 37...제2 전극
38...형광층 39...스페이서
본 발명은 전자 방출 소자로서, 보다 구체적으로는 카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것이다.
전자 방출 소자 (Electron Emission Device)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 캐소드 전극의 전자 방출원으로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 애노드 전극 측의 형광 물질에 충돌시켜 발광되도록 하는 디스플레이 장치이다.
이러한 전자 방출 소자의 전자 방출원으로서, 종래에는 몰리브덴과 같은 금속으로 이루어진 마이크로 팁이 많이 사용되었으나, 이러한 마이크로 팁은 표시 면적이 대면적화됨에 따라서 제작 단가가 상당히 증대된다는 문제점이 있으며 전자 방출 소자의 마이크로팁으로 이용되는 금속 또는 반도체 물질은 큰 일함수(work function)때문에 게이트 전극에 인가되는 전압이 높아야 한다. 또한, 진공에서의 잔류 가스입자들이 전자들과 충돌하여 이온화되고, 상기 가스 이온들이 마이크로팁과 충돌하여 마이크로팁에 손상을 입히게 되므로, 마이크로팁이 파괴되기도 하며, 전자에 의해 충돌된 형광체 입자가 떨어져 나와 마이크로팁을 오염시키게 되므로 전자 방출 소자의 성능과 수명을 저하시킨다는 문제점이 있는 바, 이를 해결하기 위하여, 최근에는 전자 방출원으로서 카본계 물질을 이용하고 있다. 카본계 물질은 전자 방출 전압이 낮고 화학적 안정성이 우수하며, 기계적으로도 강한 특성을 가지기 때문에 전자 방출원으로서 기존의 금속이나 반도체 물질을 대체할 것으로 기대되고 있다.
이러한 카본계 물질 중에서도 특히 카본 나노 튜브를 포함하는 전자 방출원을 형성하기 위한 조성물로서, 예를 들면, 대한민국 특허 공개 번호 제2003-0083790호에는 카본 나노 튜브 분말, 글래스 프리트, 아크릴레이트계 수지, 에틸 셀룰로오스, 광개시제 및 유기 용매를 포함하는 전자 방출 표시 소자용 카본 나노 튜브 에미터 페이스트 조성물이 개시되어 있다.
이와 같이, 일반적으로 페이스트화 하여 사용되는 카본 나노 튜브는 나노 물질로서 서로 응집이 잘 되고, 비표면적이 크기 때문에 전체 페이스트 중에 카본 나노 튜브의 함량이 낮다. 직경이 미세해질수록 카본 나노 튜브의 함량이 줄어들며, 어떤 경우에는 1% 이하로 떨어진다. 이렇게 되면 방출 밀도가 떨어져서 방출 전류가 줄어들게 되는 문제점이 존재하게 된다. 페이스트 상태에서 제조되어진 카본계 물질의 전자 방출원의 방출효율을 향상시키기 위하여 테이프나 고분자 수지를 이용한 물리적인 방법 등을 사용하여 표면을 활성화하였다. 그러나, 이와 같은 방법은 표면처리물의 접착력과 수축력이 높으면 카본 나노 튜브의 수직 정렬이 향상되지만, 전자 방출 소자의 전극이 박리 과정에서 파손된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 전자 방출이 균일하고 수명이 향상된 전자 방출원을 제공하고, 또한 본 발명은 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공하고, 또한 본 발명은 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
기판;
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
기판;
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계(가);
기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계(나); 및
상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하여 전자 방출원을 제조하는 단계(다);를 포함하는 전자 방출 소자의 제조방법을 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 전자 방출원은 전자 방출원 형성 영역에 조성물을 인쇄한 후 소성 시, 폭발에 의하여 카본계 물질을 활성화시킨다. 따라서, 이와 같은 소성 조건에서 형성된 본 발명의 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자는 카본계 물질이 돌출 및 수직배향되므로 개선된 전자 방출 특성을 가질 수 있다. 카본계 물질의 활성화를 위하여 본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 카본계 물질, 비이클 및 폭발성 물질을 포함한다.
상기 카본계 물질은 전도성 및 전자 방출 특성이 우수하여 전자 방출 소자 작동시 애노드부의 형광막으로 전자를 방출시켜 형광체를 여기시키는 역할을 한다. 이러한 카본계 물질의 비제한적인 예에는 카본 나노 튜브, 그라파이트, 다이아몬드 및 플러렌 등이 포함되고, 바람직하게는 카본 나노 튜브이다.
카본 나노 튜브는 그라파이트 시트가 나노 크기의 직경으로 둥글게 말려 튜브형태를 이루고 있는 카본동소체(allotrope)로서, 단일벽 나노튜브(single wall nanotube) 및 다중벽 나노튜브(multi wall nanotube)를 모두를 사용할 수 있다. 본 발명의 카본 나노 튜브는 열(Thermal) 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: 이하, "CVD법"이라고도 함), DC 플라즈마 CVD법, RF 플라즈마 CVD법, 마이크로파 플라즈마 CVD법과 같은 CVD법을 이용하여 제조된 것일 수 있다.
상기 비이클은 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄성 및 점도를 조절하는 역할을 하는 것이다. 상기 비이클은 수지형 비이클과 용매형 비이클로 나눌 수 있으 며, 이들 모두를 사용할 수 있다. 수지형 비이클의 비제한적인 예에는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등이 있으며, 용매형 비이클의 예에는 부틸 카르비톨 아세테이트(BCA), 터피네올(TP), 톨루엔, 텍사놀 및 부틸 카르비톨(BC) 등이 있다. 이 중, 수지형 비이클로는 아크릴 수지가 바람직하며, 용매형 비이클로는 터피네올이 바람직하다.
상기 수지형 비이클의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 100 내지 500중량부, 보다 바람직하게는 200 내지 300중량부일 수 있다. 한편, 상기 용매형 비이클의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 500 내지 1500중량부, 바람직하게는 800 내지 1200중량부일 수 있다. 비이클의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄성 및 흐름성이 저하되는 문제점이 생길 수 있다. 특히, 비이클의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 건조시간이 지나치게 길어질 수 있어 바람직하지 못하다.
도 1은 카본계 물질(13) 및 폭발성 물질을 첨가한 조성물(12)을 기판(11)의 일면에 인쇄한 일실시예를 도시한다. 상기 폭발성 물질은 전자 방출원 형성용 조성물(12)의 소성시 폭발에 의하여 카본계 물질(13)을 활성화시키는 역할을 한다. 따라서 전자 방출원 형성용 조성물의 통상적인 소성 온도인 400℃ 내지 500℃의 온도에서 순간적이고 급격한 폭발이 있어날 수 있는 물질인 것이 바람직하다. 상기 폭발성 물질의 비제한적인 예에는 알칼리금속화합물, 알칼리토금속화합물, 니트로글리세린(nitro glycerin), 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), 에틸렌 글리콜 디 나이트레이트(ethylene glycol dinitrate), 암모늄 나이트레이트(ammonium nitrate), 헥소겐(hexogen), 옥토겐(octogen), 디니트로톨루엔(dinitrotoluene), 트리니트로톨루엔이고, 바람직하게는 니트로글리세린이다. 그러나, 본 발명의 폭발성 물질은 이에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 폭발성 물질의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 100중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 폭발성 물질의 함량이 카본계 물질 100중량부를 기준으로 0.1중량부 미만인 경우에는, 함량이 미미하여 소성 시 카본계 물질의 활성화시킬 수 없고, 상기 폭발성 물질의 함량이 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 100중량부를 초과하는 경우에는 상대적인 카본계 물질의 함량이 감소하여 전자 방출 특성을 저해시킬 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
도 2는 본 발명에 따른 소성 후 카본계 물질의 돌출 및 상향배향된 일실시예를 도시한다. 상기 폭발성 물질을 포함한 전자 방출원 형성용 조성물(22)이 소성되면, 열에 의하여 국부적이고 미세한 폭발이 발생되고 표면과 내부에 묻혀 있던 카본계 물질(23)이 기판(21) 위에 세워지고 표면으로 나오도록 하는 수직배향 효과, 즉 카본계 물질의 활성화 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 요인에 의하여 전자 방출원 형성용 조성물에 폭발성 물질을 추가함으로써 전자 방출 소자의 전자 방출 특성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 필요에 따라 접착 성분, 통상의 감광성 수지와 광개시제 또는 필러 (filler)등을 더 포함할 수 있다.
상기 접착 성분은 전자 방출원을 기판에 부착시켜주는 역할을 하는 것으로 서, 무기 바인더 등일 수 있다. 이러한 무기 바인더의 비제한적인 예에는 산화납-산화아연-보론옥사이드(PbO-ZnO-B2O3) 성분의 글래스 프리트, 실란, 물유리 등일 수 있다. 이들 중 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 무기 바인더 중 글래스 프리트가 바람직하다.
전자 방출원 형성용 조성물 중 무기 바인더의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 10 내지 50중량부, 바람직하게는 15 내지 35중량부 일 수 있다. 무기 바인더의 함량이 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 10중량부 미만인 경우에는 만족할 만한 접착력을 얻을 수 없고, 50중량부를 초과하는 경우에는 인쇄성이 저하될 수 있어서 바람직하지 못하다.
상기 감광성 수지는 전자 방출원의 패터닝에 사용되는 물질이다. 상기 감광성 수지의 비제한적인 예에는 열분해성 아크릴레이트 계열의 모노머, 벤조페논계 모노머, 아세트페논계 모노머, 또는 티오키산톤계 모노머 등이 있으며, 보다 구체적으로는 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 2,4-디에틸옥산톤(2,4-diethyloxanthone), 또는 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논을 사용할 수 있다. 상기 감광성 수지의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 300 내지 1000중량부, 바람직하게는 500 내지 800중량부일 수 있다. 감광성 수지의 함량이 카본계 물질 100중량부를 기준으로 300중량부 미만인 경우에는 노광 감도가 떨어지고, 카본계 물질 100중량부를 기준으로 1000중량부를 초과하는 경우에는 현상이 잘 되지 않기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 광개시제는 상기 감광성 수지가 노광될 때 감광성 수지의 가교결합을 개시하는 역할을 한다. 상기 광개시제의 비제한적인 예에는 벤조피논 등이 있다. 상기 광개시제의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 300 내지 1000중량부, 바람직하게는 500 내지 800중량부일 수 있다. 광개시제의 함량이 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 300중량부 미만인 경우에는 효율적인 노광이 안되어 패턴 형성에 문제가 생길 수 있고, 카본계 물질 100중량부를 기준으로 1000중량부를 초과하면 제조비용 상승의 원인이 될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 필러는 기판과 충분히 접착하지 못한 카본계 물질의 전도성을 향상시키는 역할을 하는 물질로서 이의 비제한적인 예에는 Ag, Al, Pd 등이 있다.
상기한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 본 발명의 전자 방출 소자에 구비되는 전자 방출원을 제조하는 방법은 카본계 물질, 무기 바인더, 비이클, 및 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계(가); 기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계(나); 및 상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하여 전자방출원을 얻는 단계(다);를 포함한다.
먼저, 상기 단계(가)의 전자 방출원 형성용 조성물은 카본계 물질, 비이클, 및 폭발성 물질을 혼합하여 제조한다. 상기 전자 방출원 형성용 조성물에 포함되는 물질의 종류 및 함량은 전술한 바와 같으므로, 생략한다. 인쇄 전 최종적으로 형성된 전자 방출원 형성용 조성물의 점도는 3,000 내지 50,000cps, 바람직하게는 5,000 내지 30,000cps일 수 있다.
이 후, 상기 단계(나)는 제공된 전자 방출원 형성용 조성물을 기판에 인쇄한다. 상기 "기판"이란 전자 방출원이 형성될 기판으로서, 형성하고자 하는 전자 방출 소자에 따라 상이할 수 있으며, 이는 당업자에게 용이하게 인식가능한 것이다.
인쇄 방식은 전자 방출원 형성용 조성물이 감광성 수지를 포함하는 경우와 감광성 수지를 포함하지 않은 경우에 따라 상이하다. 전자 방출원 형성용 조성물이 감광성 수지를 포함하는 경우에는 별도의 포토레지스트막 패턴이 불필요하다. 즉, 기판 상에 감광성 수지를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄로 코팅하고, 이를 원하는 전자 방출원 형성 영역에 따라 노광 및 현상한다.
한편, 전자 방출원 형성용 조성물이 감광성 수지를 포함하지 않는 경우에는, 별도의 마스크막 패턴을 이용한 포토리소그래피 공정이 필요하다. 즉, 포토레지스트막을 이용하여 포토레지스트막 패턴을 먼저 형성한 후, 상기 포토레지스트막 패턴을 이용하여 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄로 공급한다.
상기 단계(다)에서 상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물은 소성 단계를 통하여 카본계 물질과 기판과의 접착력이 향상될 수 있고, 일부 이상의 바인더의 용융 및 고형화에 의하여 내구성 등도 향상될 수 있으며, 아웃개싱(outgasing)도 최소화될 수 있다. 본 발명의 소성 단계에서는 전자 방출원 형성용 조성물에 포함된 폭발성 물질에 의해 수행되는 바, 순간적이고 급격한 폭발이 일어날 수 있다. 소성 온도는 전자 방출원 형성용 조성물에 포함된 비이클의 휘발 및 바인더의 소결가능 온도 및 시간을 고려하여 결정되어야 한다. 통상적인 소성 온도는 400 내지 500℃, 바람직하게는 450℃이다. 소성 온도가 400℃ 미만이면 비이클 등의 휘발이 충분히 이루어지지 않는다는 문제점이 발생할 수 있고, 소성 온도가 500℃를 초과하면 카본계 물질이 손상될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 온도에서 소성하게 되면 수지나 카본계 물질 다발에 의하여 덮혀 있던 카본게 물질들이 폭발에 의하여 표면에 드러나게 되어 이 때 상부로 배향되는 카본계 물질들이 다량 발생되어 후공정으로 활성화하는 단계없이도 균일하고 우수한 전자방출을 할 수 있는 전자 방출원을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일 구현예를 도 3에 도시하였다. 도 3을 참조하면, 제1 기판 (30)의 일면 상에는 캐소드 전극으로서의 제1 전극 (31)이 형성되어 있고, 제1 전극 (31)의 일면 상에는, 본 발명에 따른 전자 방출원 (32), 절연층 (33), 및 게이트 전극 (34)이 형성된다. 절연층 (33)에는 하나 이상의 홀 (35)이 형성되고, 그 하면에 전자 방출원 (32)이 형성된다. 상기 전자 방출원 (32)은 폭발성 물질의 폭발에 의하여 카본계 물질을 활성화한 카본 나노 튜브를 포함하는 바, 전자 방출 효율 및 수명이 향상될 수 있다.
제1 기판 (30)에 대향되는 제2 기판 (36)의 일면 상에는 애노드 전극으로서의 제2 전극 (37)이 형성되어 있고, 제2 전극 (37)의 일면 상에는 형광층 (38)이 형성되어 있다. 이들 제1 기판 (30)과 제2 기판 (36) 사이는 스페이서 (39)에 의하여 지지된다.
본 발명의 전자 방출 소자는 도 3에 도시된 바와 같은 3극관 구조의 전자 방출 소자를 예로 하여 설명하였으나, 본 발명은 3극관 구조 뿐만 아니라, 2극관을 비롯한 다른 구조의 전자 방출 소자도 포함한다. 하면기판상에 스트라이프 형태로 게이트 전극이 배치되고, 상기 게이트 전극을 덮도록 절연체층이 배치되고, 상기 절연체층상에 상기 게이트 전극과 교차하도록 스트라이프 형태로 캐소드 전극이 배치되며, 상기 캐소드 전극상에 탄소계 물질을 포함하는 전자 방출원이 형성되는 구조의 전자 방출 소자나, 방전 현상에 의하여 발생되는 것으로 추정되는 아크에 의한 게이트 전극 및/또는 캐소드 전극의 손상을 방지하고, 전자 방출원으로부터 방출되는 전자의 집속을 보장하기 위한 그리드/메쉬를 구비하는 전자 방출 소자에도 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재되는 것일뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
터피네올 10g에 카본 나노 튜브(일진 나노텍사 제품) 1g, 프리트(8000L, 신흥요업사 제품) 0.2g, 아크릴 수지(Elvacite 사 제품) 3g, 폴리에스테르 아크릴레이트 5g, 벤조피논 5g을 첨가하여 교반한 후, 폭발성 물질로서 니트로글리세린 (시그마 알드리치사 제조) 1g을 추가로 첨가하고 혼합하여 30,000cps의 점도를 갖는 전자 방출원용 조성물을 제조하였다. 상기 전자 방출원 형성용 조성물을, Cr 게이트 전극, 절연막 및 ITO 전극이 구비된 기판 상의 전자 방출원 형성 영역에 인쇄한 후, 패턴 마스크를 이용하여 2000 mJ/cm2의 노광 에너지로 평행 노광기를 이용하여 조사하였다. 노광 후 스프레이하여 현상하고, 450 ℃의 온도에서 소성하여 전자 방출원을 형성하였다. 이 후, 형광막과 애노드 전극으로서 ITO를 채용한 기판을 상기 전자 방출원이 형성된 기판과 배향되게 배치하고, 양 기판 사이에는 기판 간 셀 갭을 유지하는 스페이서를 형성하였다.
상기 전자 방출 소자를 샘플 1이라고 한다.
비교예 1
니트로글리세린을 사용하지 않았다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1의 제조 방법에 기재된 성분 및 함량에 따라 전자 방출 소자를 제조하였다. 이를 샘플 A라고 한다.
평가예
상기 샘플 1 및 A의 전류 밀도를 Pulse power source와 전류계를 이용하여 측정하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에 따르면, 폭발성 물질을 포함한 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 구비한 샘플 1은 5V/㎛에서 300㎂/cm2의 전류 밀도를 얻었으나, 폭발성 물질을 포함하지 않은 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 구비한 샘플 A는 5V/㎛에서 20㎂/cm2의 전류밀도를 가짐을 알 수 있다. 따라서, 샘플 1의 전자 방출 특성이 샘플 A의 전자 방출 특성보다 높다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 전자 방출 소자는 폭발성 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조 성물을 이용하여 형성된 전자 방출원을 구비하고 있는 바, 전자 방출원 형성용 조성물의 소성 후 추가적인 활성화 공정이 없이도 카본계 물질들이 표면에 잘 드러나게 되어 표면에서 전자 방출이 균일하고, 방출효율이 우수한 전자 방출원을 제조할 수 있다. 이로써, 수명이 증가하고 신뢰성이 개선된 전자 방출 소자를 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 카본계 물질;
    상기 카본계 물질 100 중량부를 기준으로 하여 100 내지 500 중량부의 비이클; 및
    상기 카본계 물질 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 100 중량부의 폭발성 물질을 포함하고,
    상기 폭발성 물질은 알칼리금속화합물, 알칼리토금속화합물, 니트로글리세린(nitro glycerin), 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), 에틸렌 글리콜 디나이트레이트(ethylene glycol dinitrate), 암모늄 나이트레이트(ammonium nitrate), 헥소겐(hexogen), 옥토겐(octogen), 디니트로톨루엔(dinitrotoluene) 및 트리니트로톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질인 전자 방출원 형성용 조성물.
  2. 제1항에 따른 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 형성된 전자 방출원.
  3. 제2항에 있어서, 상기 카본계 물질이 표면에서 수직 방향으로 배향되는 전자 방출원.
  4. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및
    상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 제2항 또는 제3항에 따른 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자.
  5. 제1항에 따른 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계(가);
    기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계(나); 및
    상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하여 전자 방출원을 제조하는 단계(다);를 포함하는 전자 방출 소자의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전자 방출원 형성용 조성물은 감광성 수지를 더 포함하고, 상기 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄 단계(나)는 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 코팅한 다음, 전자 방출원 형성 영역에 따라 노광 및 현상시킴으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 소성하는 단계(다)에서 조성물이 폭발하여 카본계 물질이 상승배향되는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조방법.
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