KR101100819B1 - 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 - Google Patents

전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101100819B1
KR101100819B1 KR1020050103464A KR20050103464A KR101100819B1 KR 101100819 B1 KR101100819 B1 KR 101100819B1 KR 1020050103464 A KR1020050103464 A KR 1020050103464A KR 20050103464 A KR20050103464 A KR 20050103464A KR 101100819 B1 KR101100819 B1 KR 101100819B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electron emission
emission source
composition
forming
electron
Prior art date
Application number
KR1020050103464A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070046615A (ko
Inventor
황명익
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020050103464A priority Critical patent/KR101100819B1/ko
Publication of KR20070046615A publication Critical patent/KR20070046615A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101100819B1 publication Critical patent/KR101100819B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/304—Field-emissive cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/304—Field-emissive cathodes
    • H01J1/3048—Distributed particle emitters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
    • H01J2201/30449—Metals and metal alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
    • H01J2201/30453—Carbon types
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
    • H01J2201/30496—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2329/00—Electron emission display panels, e.g. field emission display panels
    • H01J2329/02—Electrodes other than control electrodes
    • H01J2329/04—Cathode electrodes
    • H01J2329/0407—Field emission cathodes
    • H01J2329/0439—Field emission cathodes characterised by the emitter material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

본 발명은 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 패널 발광시 패널 내부에 잔존하는 산소에 의한 전자 방출원의 열화가 방지되면서도 전자 이동에 기여할 수 있으며, 저밀도에 의한 상분리 현상이 억제되고, 전자 방출원 도트의 비저항 조절에 기여하는 전자 방출원을 제공할 수 있고, 전자 방출원 형성용 조성물의 분산성이 향상되므로 균일한 전자 방출원 형성이 가능하다는 효과가 있다.
산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제, 전자 방출 소자

Description

전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자{A composition for preparing an electron emitter, the electron emitter prepared using the composition, and an electron emission device comprising the electron emitter}
도 1은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
200: 전자 방출 소자 201: 상판
202: 하판 110: 하면기판
120: 캐소드 전극 130: 절연체층
140: 게이트 전극 160: 전자방출원
본 발명은 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전자 방출원 형성용 조성물의 구성 성분으로서 산소결핍 결정 구조 (pyroclore crystalline structure)의 산화물 첨가제를 포함함으로써, 패널 발광시 패널 내부에 잔존하는 산소에 의한 전자 방출원의 열화가 방지되면서도 전자 이동에 기여할 수 있고, 저밀도에 의한 상분리 현상을 억제하며, 전자 방출원 형성용 조성물의 분산성을 향상시킴으로써 균일한 전자 방출원의 형성을 가능하게 하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 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.
전자 전도성이 탁월한 탄소 나노 튜브 (Carbon Nano Tube: CNT)를 포함한 카본계 물질은 전도성 및 전계 집중 효과가 우수하고, 일함수가 낮고 전계 방출 특성이 우수하여 저전압 구동이 용이하고, 대면적화가 가능하므로 전자 방출 소자의 이상적인 전자 방출원으로 기대되고 있다.
종래기술에 따른 조성물은 카본나노튜브 분말, 폴리머 및 유기 용매를 포함하는 비이클, 무기질계 바인더 및 기타 첨가제를 포함하며, 예를 들어, 대한민국 특허 공개 번호 제2004-46141호는 흑연 또는 카본나노튜브, 비이클, 필러, 프리트 및 감광 물질을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 개시하고 있다.
종래기술에 따른 전자 방출원 형성용 조성물에 있어서, 필러는 기판과 충분히 접착되지 못한 카본나노튜브의 전도성을 향상시키는 역할을 하며, 구체적으로는, Ag, Al 및 Pd 등의 금속 입자들 또는 그 산화물, 질화물, 탄화물 등의 물질이 널리 사용되어 왔다.
그러나, 필러로서 상기와 같은 금속 입자들을 사용하는 경우에는 금속 입자들이 소성 등의 과정을 거치며 열화된다는 문제점이 있으며, 산화물, 질화물 또는 탄화물 등과 같은 물질을 필러로 사용하는 경우에는 이러한 물질들은 모두 부도체 특성을 지니므로 전자 이동에 전혀 기여할 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자 방출원 형성용 조성물의 구성 성분으로서 산소결핍 결정 구조 (pyroclore crystalline structure)의 산화물 첨가제를 포함함으로써, 패널 발광시 패널 내부에 잔존하는 산소에 의한 전자 방출원의 열화가 방지되면서도 전자 이동에 기여할 수 있고, 저밀도에 의한 상분리 현상을 억제하며, 전자 방출원 형성용 조성물의 분산성을 향상시킴으로써 균일한 전자 방출원의 형성을 가능하게 하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 그 일 구현예에서,
카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명은 다른 구현예에서,
상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 전자 방출원을 제공한 다.
본 발명은 또 다른 구현예에서,
기판;
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.
본 발명은 또 다른 구현예에서,
카본계 물질, 비이클 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계;
기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계;
상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하는 단계; 및
상기 소성된 결과물을 활성화시켜 전자 방출원을 얻는 단계를 포함하는 전자 방출원의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물은 카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함한다. 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물은 전자 방출원 형성용 조성물의 구성 성분으로서 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함함으로써, 산소에 의한 전자 방출원의 열화가 방지되면서도 전자 이동성이 향상되고, 저밀도에 의한 상분리 현상이 억제되며, 전자 방출원 형성용 조성물의 분산성이 향상된다.
본 발명에 따른 조성물 중, 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 카본나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드 및 플러렌 등이 포함된다. 이 중, 카본나노튜브가 바람직하다.
카본나노튜브는 그라파이트 시트가 나노 크기의 직경으로 둥글게 말려 튜브형태를 이루고 있는 카본동소체 (allotrope)로서, 단일벽 나노튜브 (single wall nanotube) 및 다중벽 나노튜브 (multi wall nanotube) 모두를 사용할 수 있다. 본 발명의 카본나노튜브는 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.
본 발명에 따른 조성물 중, 비이클은 전자 방출원 형성용 조성물의 점도 및 인쇄성을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 이는 폴리머 성분 및 유기 용매 성분을 포함한다.
비이클 내에 포함되는 폴리머 성분에 대한 비제한적인 예로는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등이 있으며, 유기 용매 성분에 대한 비제한적인 예로는 부틸 카르비톨 아세테이트 (BCA), 터피네올 (TP), 톨루엔, 텍사놀 및 부틸 카르비톨 (BC) 등이 있다.
상기 폴리머 성분의 함량은 카본계 물질 100 중량부를 기준으로 100 내지 500 중량부, 보다 바람직하게는 200 내지 300 중량부일 수 있다. 한편, 상기 유기 용매 성분의 함량은 카본계 물질 100 중량부를 기준으로 하여 500 내지 1500 중량부, 바람직하게는 800 내지 1200 중량부일 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 있다는 문제점이 있다
본 발명에 따른 조성물은 상기 카본계 물질, 및 비이클 이외에도, 산소결핍 결정 구조 (pyroclore crystalline structure)의 산화물 첨가제를 포함한다.
본 발명에 따른 조성물은 카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 함께 혼합함으로써 제조될 수 있으며, 상기 조성물 중의 산화물 첨가제는 종래 금속 입자 필러 및 산화물, 질화물 또는 탄화물 필러가 갖는 단점들을 보완하여 전자 방출원의 열화를 방지하면서도 전자 이동에 기여하게 된다.
종래에 전자 방출원 형성용 조성물에 사용되던 필러 (filler)는 수 nm 내지 수백 ㎛의 입도 분포가 큰 불규칙한 저밀도 필러로서, 이러한 필러를 사용할 경우 필러의 분산성이 떨어지며 결과적으로 균일한 전자 방출원의 형성이 불가능해지게 된다. 더욱이, 종래의 통상적인 필러는 전자 방출 소자의 패널 발광시 패널 내부에 잔존하는 산소에 의한 전자 방출원의 열화 문제를 효과적으로 해결할 수 없다는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점들을 효과적으로 해결할 수 있는 전자 방출원 형성용 조성물에의 첨가제로서 산소결핍 결정 구조 (pyroclore crystalline structure)의 산화물 첨가제를 제안한다.
산소결핍 결정 구조는 페로브스카이트 (Perovskite) 결정 구조에서 산소가 결핍된 구조로써 산소가 부족한 구조이므로 결정 구조 내에 음이온 또는 전자가 이동할 수 있는 채널을 갖고 있으며, 이에 따라 전자방출소자에서 소성시 발생할 수 있는 산소를 재흡수할 수 있으며, 전자 방출시 전자이동 채널에 기여할 수 있다.
바람직하게는, 상기 산소결핍 결정 구조는 A2B2O7-x계의 결정 구조이며, 여기에서, A 및 B는 각각, 중금속, 귀금속 또는 고원자량의 알칼리 토류 금속이고, x는 0 < x < 1의 값을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 상기 A 및 B는 각각, Pb, Ru, Ba 및 Sr로 이루어진 군으로부터 선택된 것이다.
본 발명에서는 상기와 같이, 산소에 의한 열화를 방지할 수 있는 산소결핍 결정 구조에 고원자량의 중금속, 귀금속 또는 알카리 토류 금속을 사용함으로써 저밀도에 의한 상분리 현상을 억제할 수 있게 된다. 이는, 저밀도의 필러를 사용시 페이스트 인쇄 후 가벼운 필러의 뜸 현상이 발생할 수 있으나, 귀금속계 고비중 필러를 사용시에는 이를 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 바람직하게는 상기 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제는 구형의 형상을 가지며, 30 내지 200 nm의 입도를 갖는다.
본 발명에서는 종래의 수 nm 내지 수백 ㎛ 크기의 입도 분포가 큰 불규칙한 저밀도 필러에 비해서 좁은 입도 분포를 가지므로, 분산성이 향상되고, 결과적으로 균일한 전자방출원의 형성을 가능하게 한다. 또한, 구형의 형상을 가지므로 충진 율이 향상되는 효과를 갖는다.
바람직하게는, 상기 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제는 전체 전자 방출원 형성용 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 함량으로 포함된다. 상기 산소결핍 결정 구조 산화물 첨가제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 첨가의 효과가 미미한 문제점이 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 소성 후 결합력이 현저히 저하되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 조성물은, 바람직하게는 접착 성분 (binder), 감광성 수지, 광개시제, 점도 개선제, 해상도 개선제, 분산제, 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
접착 성분은 카본나노튜브와 기판과의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 무기 접착 성분, 유기 접착 성분 및 저융점 금속으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 것을 사용할 수 있다. 전자 방출원 형성용 조성물 중 접착 성분의 함량은 카본계 물질 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 50 중량부, 바람직하게는 15 내지 35 중량부이다. 접착 성분의 함량이 카본계 물질 100 중량부를 기준으로 10 중량부 미만인 경우에는 만족할 만한 접착력을 얻을 수 없고, 50 중량부를 초과하는 경우에는 인쇄성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
감광성 수지는 전자 방출원의 패터닝에 사용되는 물질로서, 이러한 감광성 수지의 구체적인 예로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 열분해성 아크릴레이트 계열의 모노머, 벤조페논계 모노머, 아세트페논계 모노머, 또는 티오크산톤계 모노머 등이 있으며, 보다 구체적으로는 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이 트, 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.
광개시제는 상기 감광성 수지가 노광될 때 감광성 수지의 가교결합을 개시하는 역할을 한다. 상기 광개시제의 비제한적인 예로는 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 않다.
본 발명에 따른 조성물은 그 외에도, 필요에 따라서 통상적으로 사용되는 점도 개선제, 해상도 개선제, 분산제, 및 소포제 등을 더 포함할 수도 있다.
본 발명은 또한, 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 전자 방출원을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물을 이용하여 제조된 전자 방출원은 상기 언급한 바와 같이, 패널 내부에 잔존하는 산소에 의한 전자 방출원의 열화를 방지하면서도 전자 이동에 기여할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전자 방출원은 전자 방출원 도트 (dot)의 비저항 조절에 기여할 수 있는데, 이는 본 조성물의 산소결핍된 공동의 채널로 전자가 이동할 수 있는 채널을 형성하기 때문이다.
본 발명은 또 다른 태양에서, 기판; 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 부분 단면도로서, 대표적으로 3극관 구조의 전자 방출 소자를 도시하였다.
도시한 바와 같이, 전자 방출 소자 (200)는 상판 (201)과 하판 (202)을 구비하고, 상기 상판은 상면기판 (190), 상기 상면기판의 하면 (190a)에 배치된 애노드 전극 (180), 상기 애노드 전극의 하면 (180a)에 배치된 형광체층 (170)을 구비한다.
상기 하판 (202)은 내부 공간을 갖도록 소정의 간격을 두고 상기 상면기판 (190)과 대향하여 평행하게 배치되는 하면기판 (110), 상기 하면기판 (110) 상에 스트라이프 형태로 배치된 캐소드 전극 (120), 상기 캐소드 전극 (120)과 교차하도록 스트라이프 형태로 배치된 게이트 전극 (140), 상기 게이트 전극 (140)과 상기 캐소드 전극 (120) 사이에 배치된 절연체층 (130), 상기 절연체층 (130)과 상기 게이트 전극 (140)의 일부에 형성된 전자방출원 홀 (169), 상기 전자방출원 홀 (169) 내에 배치되어 상기 캐소드 전극 (120)과 통전되고 상기 게이트 전극 (140)보다 낮은 높이로 배치되는 전자방출원 (160)을 구비한다.
상기 상판 (201)과 하판 (202)은 대기압보다 낮은 압력의 진공으로 유지되 며, 상기 진공에 의해 발생하는 상기 상판과 하판 간의 압력을 지지하고, 발광공간 (210)을 구획하도록 스페이서 (192)가 상기 상판과 하판 사이에 배치된다.
상기 애노드 전극 (180)은 상기 전자방출원 (160)에서 방출된 전자의 가속에 필요한 고전압을 인가하여 상기 전자가 상기 형광체층 (170)에 고속으로 충돌할 수 있도록 한다. 상기 형광체층은 상기 전자에 의해 여기되어 고에너지 레벨에서 저에너지 레벨로 떨어지면서 가시광을 방출한다. 칼라 전자 방출 소자의 경우에는 단위화소를 이루는 복수의 상기 발광공간 (210) 각각에 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광의 형광체층이 상기 애노드 전극의 하면 (180a)에 배치된다.
상기 게이트 전극 (140)은 상기 전자방출원 (160)에서 전자가 용이하게 방출될 수 있도록 하는 기능을 담당하며, 상기 절연체층 (130)은 상기 전자방출원 홀 (169)을 구획하고, 상기 전자방출원 (160)과 상기 게이트 전극 (140)을 절연하는 기능을 담당한다.
전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 본 발명의 전자 방출 소자에 구비되는 전자 방출원을 제조하는 방법은 카본계 물질, 비이클 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 제공하는 단계; 기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계; 상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하는 단계; 및 상기 소성된 결과물을 활성화시켜 전자 방출원을 얻는 단계로 이루어진다.
먼저, 전자 방출원 형성용 조성물을 전술한 바와 같은 카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 혼합하여 제공한다. 인쇄 전 최종적으 로 형성된 전자 방출원 형성용 조성물의 점도는 3,000 내지 50,000cps, 바람직하게는 5,000 내지 30,000cps일 수 있다.
이 후, 상기 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 포토레지스트 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 포토레지스트막 패턴을 이용한 포토리소그래피 공정이 필요하다. 즉, 포토레지스트막을 이용하여 포토레지스트막 패턴을 먼저 형성한 후, 상기 포토레지스트막 패턴을 이용하여 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄로 공급한다.
전술한 바와 같이 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물은 소성 단계를 통하여 카본계 물질과 기판과의 접착력이 향상될 수 있고, 일부 이상의 접착 성분의 용융 및 고형화에 의하여 내구성 등도 향상될 수 있으며, 아웃개싱 (outgasing)도 최소화될 수 있다. 소성 온도는 전자 방출원 형성용 조성물에 포함된 비이클의 휘발 및 접착 성분의 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 있다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
이와 같이 소성된 소성 결과물 표면의 카본계 물질은 활성화 단계를 거친다. 상기 활성화 단계의 일 구현예에 따르면, 열처리 공정을 통하여 필름 형태로 경화될 수 있는 용액, 예를 들면 폴리이미드계 고분자를 포함하는 전자 방출원 표면 처리제를 상기 소성 결과물 상에 도포한 후, 이를 열처리한 다음, 상기 열처리로 형성된 필름을 박리한다. 활성화 단계의 다른 구현예에 따르면 소정의 구동원으로 구동되는 롤러 표면에 접착력을 갖는 접착부를 형성하여 상기 소성 결과물 표면에 소정의 압력으로 가압함으로써 활성화 공정을 수행할 수도 있다. 이러한 활성화 단계를 통하여 전자 방출원 표면으로 카본계 물질이 노출되거나 수직배향 상태를 조절될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재되는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
터피네올 10g에 카본나노튜브 분말 (일진 나노텍사) 1g, 프리트 (신흥요업사) 0.2g, 아크릴 수지 (Elvacite) 3g, 폴리에스테르 아크릴레이트 5g, 벤조피논 5g을 첨가하여 교반한 후, 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제로서 Ba2Ru2O7 -x (0<x<1) 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. 형성된 전자 방출원에 접착부를 갖는 롤러 표면을 대고 가압 후 떼어내어 활성화 공정을 수행함으로써 최종적인 전자 방출원을 완성하였다. 이 후, 형광막과 애노드 전극으로서 ITO를 채용한 기판을 상기 전자 방출원이 형성된 기판과 배향되게 배치하고, 양 기판 사이에는 기판 간 셀 갭을 유지하는 스페이서를 형성함으로써 본 발명에 따른 전자 방출 소자를 제조하였다.
비교예
산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 사용하지 않았다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1의 제조 방법에 기재된 성분 및 함량에 따라 전자 방출 소자를 제조하였다.
본 발명에 따르면, 패널 발광시 패널 내부에 잔존하는 산소에 의한 전자 방출원의 열화가 방지되면서도 전자 이동에 기여할 수 있으며, 저밀도에 의한 상분리 현상이 억제되고, 전자 방출원 도트의 비저항 조절에 기여하는 전자 방출원을 제공 할 수 있고, 전자 방출원 형성용 조성물의 분산성이 향상되므로 균일한 전자 방출원 형성이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함하며
    상기 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제는 전체 전자 방출원 형성용 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 함량으로 포함되는 전자 방출원 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산소결핍 결정 구조는 A2B2O7-x계의 결정 구조이며, 여기에서, A 및 B는 각각, 중금속, 귀금속 또는 고원자량의 알칼리 토류 금속이고, x는 0 < x < 1의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 A 및 B는 각각, Pb, Ru, Ba 및 Sr로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제는 구형의 형상을 가지며, 30 내지 200 nm의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 접착 성분 (binder), 감광성 수지, 광개시제, 점도 개선제, 해상도 개선제, 분산제, 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
  7. 제1항 내지 제4항, 제6항중의 어느 한 항에 따른 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 전자 방출원.
  8. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및
    상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 제7항에 따른 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자.
  9. 카본계 물질, 비이클, 및 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계;
    기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계;
    상기 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하는 단계; 및
    상기 소성된 결과물을 활성화시켜 전자 방출원을 얻는 단계를 포함하며,
    상기 산소결핍 결정 구조의 산화물 첨가제는 전체 전자 방출원 형성용 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 함량으로 포함되는 전자 방출원의 제조방법.
KR1020050103464A 2005-10-31 2005-10-31 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 KR101100819B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050103464A KR101100819B1 (ko) 2005-10-31 2005-10-31 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050103464A KR101100819B1 (ko) 2005-10-31 2005-10-31 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070046615A KR20070046615A (ko) 2007-05-03
KR101100819B1 true KR101100819B1 (ko) 2012-01-02

Family

ID=38271935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050103464A KR101100819B1 (ko) 2005-10-31 2005-10-31 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101100819B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020051592A (ko) * 2000-12-23 2002-06-29 오길록 카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자 및이를 이용한 삼극형 고주파 진공 장치와 전계 방출디스플레이 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020051592A (ko) * 2000-12-23 2002-06-29 오길록 카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자 및이를 이용한 삼극형 고주파 진공 장치와 전계 방출디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070046615A (ko) 2007-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100670330B1 (ko) 전자 방출원 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출소자
US6489718B1 (en) Spacer suitable for use in flat panel display
KR100777113B1 (ko) 미세패터닝이 가능한 고 신뢰성의 ｃｎｔ 에미터 제조 방법
KR101082437B1 (ko) 전자 방출원, 그 제조방법 및 이를 채용한 전자 방출 소자
KR101100818B1 (ko) 전자 방출원 및 이를 채용한 전자 방출 소자
KR101100819B1 (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자
JP3633598B2 (ja) 電子放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法
KR101166014B1 (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자
KR101100814B1 (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자
KR101100820B1 (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자
JP2007026711A (ja) 微小電子源装置及びその製造方法、平面型発光装置並びに平面型表示装置
KR101020664B1 (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 전자 방출원 및 이를 구비한전자 방출 소자
KR20060019903A (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 전자 방출원 제조 방법 및전자 방출원
KR20060054545A (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자
KR20070084918A (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자, 및상기 전자 방출원의 제조방법
KR20070010661A (ko) 전자 방출원, 그 제조방법 및 이를 채용한 전자 방출 소자
JP2009117360A (ja) ボロンナイトライドナノチューブペースト組成物、それを利用して製造された電子放出源、該電子放出源を含む電子放出素子、該電子放出素子を適用したバックライト装置及び電子放出ディスプレイ装置
KR101100817B1 (ko) 카본계 물질 및 나노 사이즈를 갖는 금속 입자의 용융물을포함한 전자 방출원, 이를 포함한 전자 방출 소자 및 상기전자 방출원 형성용 조성물
KR20070046599A (ko) 탄소나노코일을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을포함하는 전자 방출 소자
KR100965545B1 (ko) 평판 표시 소자의 전자 방출원 형성용 조성물 및 이로부터형성된 전자 방출원
KR20070014748A (ko) 분지형 카본계 물질을 포함하는 전자 방출원, 이를 포함한전자 방출 소자 및 상기 전자 방출원 형성용 조성물
KR20050116430A (ko) 전자 방출 소자
KR20060021745A (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 그로부터 제조되는 전자방출원 및 이를 포함하는 전자 방출 소자
KR20070078915A (ko) 카본계 물질 및 금속 탄산염을 포함하는 전자 방출원, 상기전자 방출원의 제조 방법 및 상기 전자 방출원을 구비한전자 방출 소자
KR20070105507A (ko) 전자 방출원 및 이를 구비한 전자 방출 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee