KR20070046614A

KR20070046614A - 절연체층 또는 전자 방출원 형성용 조성물, 이로부터 얻은절연체층 또는 전자 방출원 및 이들을 구비한 전자 방출소자

Info

Publication number: KR20070046614A
Application number: KR1020050103463A
Authority: KR
Inventors: 황명익
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-03
Also published as: US20070096617A1

Abstract

본 발명은 절연체층 또는 전자 방출원 형성용 조성물, 이로부터 얻은 절연체층 또는 전자 방출원 및 이들을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 구체적으로는 나노 단위의 크기를 갖는 글라스 프릿을 상기 조성물에 사용하여 두께가 낮고 균일도가 향상된 절연체층 또는 접착력이 증가하고 균일도가 개선된 전자 방출원을 얻을 수 있으며, 이와 같은 개선된 절연체층 또는 전자 방출원을 구비함으로써 신뢰도 및 성능이 향상된 전자 방출소자를 제조하는 것이 가능해진다.

Description

절연체층 또는 전자 방출원 형성용 조성물, 이로부터 얻은 절연체층 또는 전자 방출원 및 이들을 구비한 전자 방출 소자{Composition for preparing insulating layer or electron emitter, an electron emission device comprising the insulating layer or electron emitter obtained from the same}

도 1은 본 발명을 따르는 전자 방출 소자 및 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다.

<도면 부호의 간단한 설명>

60: 스페이서 70: 형광체층

80: 애노드 전극 90: 제2기판

100: 전자 방출 디스플레이 장치 101: 전자 방출 소자

102: 전면 패널 103: 발광 공간

110: 제1기판 120: 캐소드 전극

130: 제1절연체층 131: 전자 방출원 홀

135: 제2절연체층 140: 게이트 전극

145: 집속 전극 150: 전자 방출원

일반적으로 전자 방출 소자는 전자 방출원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다. 냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 소자로는, FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal Insulator Metal)형 및 MIS (Metal Insulator Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.

상기 FEA형은 일함수(Work Function)가 낮거나 베타 함수(베타 Function)가 높은 물질을 전자 방출원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계 차이에 의하여 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 등을 주된 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁(tip)구조물이나 그래파이트(graphite), DLC(Diamond Like Carbon) 등의 탄소계 물질 그리고 최근 나노 튜브(Nano Tube)나 나노와이어(Nano Wire)등의 나노 물질을 전자 방출원으로 적용한 소자가 개발되고 있다.

상기 SCE형은 제1기판 위에 서로 마주보며 배치된 제1전극과 제2전극 사이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출원을 형성한 소자이다. 상기 소자는 상기 전극들에 전압을 인가하여 상기 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 미세 균열인 전자 방출원으로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다.

상기 MIM형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출원을 형성하고, 유전층을 사이에 두고 위치하는 두 금속 또는 금속과 반도체 사이에 전압을 인가할 때 높은 전자 전위를 갖는 금속 또는 반도체로부터, 낮은 전자 전위를 갖는 금속 방향으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한 소자이다.

상기 BSE형은 반도체의 사이즈를 반도체 중의 전자의 평균 자유 행정 보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여, 오믹(Ohmic) 전극 상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자 공급층을 형성하고, 전자 공급층 위에 절연체층과 금속 박막을 형성하여 오믹 전극과 금속 박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다.

이중에서 FEA형 전자 방출 소자는 캐소드 전극과 게이트 전극의 배치 형태에 따라 크게 탑 게이트형(top gate type)과 언더 게이트형(under gate type)형으로 나눌 수 있으며, 사용되는 전극의 개수에 따라 2극관, 3극관 또는 4극관 등으로 나눌 수 있다. 예를 들면, 대한민국 특허공개공보 제2004-0057420호를 참조한다.

이러한 전자 방출 소자의 절연체층은 통상적으로 절연성 물질로서 글라스 프릿을 사용하는 바, 종래기술에 따른 기계적 분쇄에 의하여 최소 수미크론 크기의 무정형 글라스 프릿이 얻어지며, 이를 전자 방출 표시장치용 후막 절연체층으로 사용하는 경우, 소성 후 절연체층 미세구조가 불균일해지고 수미크론 단위의 얇은 두께를 갖는 절연체층을 형성하는 것이 곤란하였다.

또한 상기 전자 방출 소자의 전자 방출원에는 페이스트의 소성 후 접착력을 부여하기 위하여 글라스 프릿을 사용하는 경우, 종래의 기계적 분쇄로는 수미크론의 글라스 프릿을 제조할 수 밖에 없어, 이로 인해 고정세 전자 방출 표시장치용 전자 방출원에는 큰 글라스 프릿 입자가 이물로 작용하여 성능을 저하시키는 문제가 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 나노 단위의 크기를 갖는 글라스 프릿을 포함하는 절연체층 형성용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 나노 단위의 크기를 갖는 글라스 프릿을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 절연체층 형성용 조성물을 사용하여 얻어진 절연체층을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 사용하여 얻어진 전자 방출원을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 절연체층 및 전자 방출원을 구비하는 전자 방출 소자를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

나노단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿, 분산제, 용매 및 바인더를 포함하는 절연체층 형성용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 글라스 프릿은 1 내지 1,000nm의 평균입경을 갖는다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 글라스 프릿은 10 내지 100nm의 평균입경을 갖는다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 글라스 프릿은 플라스마 스프레이법에 의해 얻어질 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 글라스 프릿은 구 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 글라스 프릿은 PbO-B₂O₃계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃계 글라스 프릿, ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, Na₂O-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿 및 BaO-Ca0-SiO₂계 글라스 프릿으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 글라스 프릿 100중량부에 대하여, 분산제 0.01 내지 10중량부 및 바인더 100 내지 2000중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 분산제로서는 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 비이온성 계면 활성제, 폴리카르복실산형 고분자 계면 활성제, 폴리에테르에스테르산아민염 및 실란 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 바인더로서는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지등을 사용할 수 있으며, 아크릴계 수지로서는 예를 들어 (메트)아크릴레이트 화합물의 단독 중합체, (메트)아크릴레이트 화합물의 2 종 이상의 공중합체, (메트)아크릴레이트 화합물과 다른 공중합성 단량체와의 공중합체 등을 사용할 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

나노 단위의 평균 입경을 갖는 글라스 프릿;

탄소계 물질; 및

비이클;을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿 100중량부에 대하여 탄소계 물질 0.1 내지 50중량부 및 비이클 500 내지 1000중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 탄소계 물질로서는 탄소나노튜브가 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 비이클은 폴리머 성분 및 유기 용매 성분을 포함할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 비이클 내에 포함되는 폴리머 성분으로서는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스 테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등을 사용할 수 있으며, 그 함량은 전자 방출원 형성용 조성물의 전체 중량에 대하여 5 내지 60중량%일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 비이클 내에 포함되는 유기 용매 성분으로서는 부틸 카르비톨 아세테이트 (BCA), 터피네올 (TP), 톨루엔, 텍사놀 및 부틸 카르비톨 (BC) 등이 있으며, 그 함량은 전자 방출원 형성용 조성물의 전체 중량에 대하여 40 내지 80 중량%일 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 전자 방출원 형성용 조성물은 무기 접착 성분, 유기 접착 성분, 및 저융점 금속으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 전자 방출원 형성용 조성물은 필러, 감광성 수지, 점도 개선제, 해상도 개선제 등을 더 포함할 수 있다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

상기 절연체층 형성용 조성물로부터 얻어진 절연체층을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면 상기 절연체층의 두께는 2 내지 10미크론의 범위를 갖는다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

상기 전자 방출원 형성용 조성물로부터 얻어진 전자 방출원을 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 배치된 복수 개의 캐소드 전극과, 상기 캐 소드 전극들과 교차하도록 배치된 복수 개의 게이트 전극과, 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 사이에 배치되어 상기 캐소드 전극들과 상기 게이트 전극들을 절연하는 절연체층과, 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극이 교차하는 지점에 형성된 전자 방출원 홀과, 상기 전자 방출원 홀 내에 배치된 전자 방출원을 구비하며,

상기 절연체층 및 상기 전자 방출원이 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿을 포함하는 전자 방출 소자를 제공한다.

이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 절연체층 형성용 조성물은 글라스 프릿, 분산제, 용매 및 바인더를 포함한다. 상기 글라스 프릿은 나노 단위의 평균입경을 가지며, 이와 같은 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿은 플라즈마 스프레이법에 의해 얻어질 수 있다. 즉 일반적인 글라스 프릿을 300 내지 450의 플라즈마를 사용하여 용융시킨 후, 이를 소정 크기의 상압 혹은 진공 챔버 내에 소정 속도로 분사시켜 나노 단위의 크기를 갖는 미세 입자를 형성할 수 있게 되며, 본 발명은 이와 같은 나노 단위의 크기를 갖는 미세 입자를 절연체층 형성용 조성물에 사용함으로써 절연체층의 두께를 낮춤과 동시에 균일한 미세구조를 형성할 수 있게 된다.

상기 글라스 프릿은 절연성을 제공하는 공지된 글라스 프릿 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 글라스 프릿은, PbO-B₂O₃계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃계 글라스 프릿, ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, Na₂O-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿 및 BaO-Ca0-SiO₂계 글라스 프릿으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 글라스 프릿은 예를 들면, 구 형상의 분말일 수 있는데, 이 때, 1 내지 1,000nm, 바람직하게는 10 내지 100nm의 평균 입경을 갖는 분말일 수 있다. 상기 글라스 프릿의 평균 입경이 1nm 미만일 경우 생산 단가가 지나치게 상승할 수 있고, 상기 글라스 프릿의 평균 입경이 1,000를 초과할 경우 이를 사용하여 형성한 절연체층의 두께가 높아지고 표면 평탄화 및 균일도가 저하되어 고정세 소자의 제조가 곤란해질 수 있다.

상기 절연체층 형성용 조성물에 사용되는 분산제는 전술한 바와 같은 글라스 프릿을 균일하게 분산시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 공지된 분산제 중에서 선택될 수 있다.

예를 들어, 상기 분산제는 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 비이온성 계면 활성제, 폴리카르복실산형 고분자 계면 활성제, 폴리에테르에스테르산아민염 및 실란 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 음이온성 계면 활성제의 예에는, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산나트륨염, 알킬술포숙신산나트륨염, 알킬디페닐에테르디술폰산나트륨염, 포르말린축합물나트륨염, 방향족 술폰산포르말린축합물나트륨염 등이 포 함될 수 있고; 상기 양이온성 계면 활성제의 예에는, 알킬아민염, 제 4 급 암모늄염 등이 포함될 수 있고; 상기 비이온성 계면 활성제의 예에는, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트, 폴리에틸렌글리콜모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜모노올레이트, 라우르산디에탄올아미드, 데실글루코시드, 라우릴글루코시드 등의 포함될 수 있고; 상기 폴리카르복실산형 고분자 계면 활성제의 예에는, α-올레핀/무수말레산 공중합물의 부분 에스테르, 지방족 폴리카르복실산염, 지방족 폴리카르복실산 특수 실리콘 등이 포함될 수 있고; 상기 폴리에테르에스테르아민염의 예에는, 폴리에테르폴리에스테르산, 폴리에테르폴리올폴리에스테르산 등의 폴리에테르에스테르산류와, 고분자 폴리아민 등의 유기 아민류로부터 얻어지는 고분자 분산제 등이 포함될 수 있고; 상기 실란 커플링제의 예에는, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-베타-(N-비닐벤질아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란ㆍ염산염, N-(베타-아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 베타-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-아닐리노프로필트리메톡시실란, 옥타데실디메틸(3-(트리메톡시실릴)프로필)암모늄클로라이드, γ-우레이도프로필트리에톡시실란 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

이와 같은 분산제의 함량은 상기 글라스 프릿 100중량부 당 0.01중량부 내지 10중량부, 바람직하게는 0.01중량부 내지 2중량부일 수 있다. 상기 분산제의 함량이 글라스 프릿 100중량부 당 0.01중량부 미만인 경우, 글라스 프릿이 효과적으로 분산될 수 없다는 문제점이 있을 수 있고, 상기 분산제의 함량이 글라스 프릿 100중량부 당 10중량부를 초과할 경우, 상대적으로 점도 및 분산성이 감소하여 절연체층의 절연성이 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

상기 절연체층 형성용 조성물에 사용되는 바인더는 절연체층을 전자 방출 소자의 기판 상부에 접착시키는 역할을 하는 것으로서, 공지된 통상의 바인더 중에서 선택될 수 있다. 상기 바인더의 예에는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등이 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 아크릴계 수지의 예에는, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 화합물의 단독 중합체, (메트)아크릴레이트 화합물의 2 종 이상의 공중합체, (메트)아크릴레이트 화합물과 다른 공중합성 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.

레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐(메트)아크릴레이트, 보르닐(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 트리시클로데카닐(메트)아크릴레이트 등의 시클로알킬(메트)아크릴레이트; 벤질(메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

다른 공중합성 단량체로는, 상기 (메트)아크릴레이트 화합물과 공중합 가능한 화합물이면 특별히 제약은 없지만, 예를 들어 (메트)아크릴산, 비닐벤조산, 말 레산, 비닐프탈산 등의 불포화 카르복실산류; 비닐벤질메틸에테르, 비닐글리시딜에테르, 스티렌, α-메틸스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등의 비닐기 함유 라디칼 중합성 화합물; 등을 사용할 수 있다.

상기 바인더의 함량은 상기 글라스 프릿 100중량부 당 100중량부 내지 2000중량부, 바람직하게는 300중량부 내지 1000중량부일 수 있다. 상기 바인더의 함량이 글라스 프릿 100중량부 당 100중량부 미만인 경우, 점도가 높아 그린 시트가 형성되기 힘들며, 상기 바인더의 함량이 글라스 프릿 100중량부 당 2000중량부를 초과할 경우, 소성시 수축율이 커서 기판 변형이 발생할 수 있기 때문이다.

상기 용매는 그린 시트 형성용 조성물에 소정의 점도를 제공하여, 그린 시트 형성용 조성물의 인쇄성을 증가시키는 역할을 한다. 상기 용매는 전술한 바와 같은 글라스 프릿, 분산제 및 바인더와의 혼화성이 우수하면서도 건조가 용이한 물질이라면 특별히 제한되지 않는다.

상기 용매의 예에는, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 1,2-디메톡시에탄, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산 등의 에테르류; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 락트산메틸 등의 에스테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류: N,N'-디메틸포름아미드, N,N'-디메틸아세트아미드, 헥사메틸인산포스포로아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; -카프롤락탐 등의 락탐류; γ-락톤, δ-락톤 등의 락톤류; 디메틸술폭사이드, 디에틸술폭사이드 등의 술폭사이드류; 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸 등의 지방족 탄화수소류; 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로옥 탄 등의 지환식 탄화수소류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 디클로로메탄, 클로로포름, 4 염화탄소, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 및 이들의 2 종 이상으로 이루어지는 혼합 용매; 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 용매의 함량은 상기 글라스 프릿 100중량부 당 10중량부 내지 1000중량부, 바람직하게는 100중량부 내지 400중량부일 수 있다. 상기 용매의 함량이 글라스 프릿 100중량부 당 10중량부 미만인 경우, 그린 시트 형성용 조성물의 인쇄성이 불량해 질 수 있고, 상기 용매의 함량이 글라스 프릿 100중량부 당 1000중량부를 초과할 경우, 그린 시트 건조에 지나치게 많은 비용 및 시간이 소요될 수 있기 때문이다.

이 밖에, 상기 절연체층 형성용 조성물은 가소제를 더 포함할 수 있다.

상기 가소제는 그린시트 형성시 휨 특성 등의 공정성 개선 역할을 하는 것으로서, 예를 들면, 폴리비닐부트럴, 글리세린 등을 사용할 수 있다.

상기 절연체층 형성용 조성물은 절연체층 형성시 사용될 수 있는 바, 이를 이용하면 수미크론 정도의 두께를 갖는 박막의 절연체층이면서, 균일한 미세구조를 갖는 절연체층을 저렴한 비용을 대량 생산할 수 있다는 이점을 갖게 된다. 이와 같은 절연체층은 각종 전자 소자 및 표시소자, 예를 들면, 전자 방출 소자 및 전자 방출 표시소자 등에 적용될 수 있다.

이와 같은 절연체층의 두께는 2 내지 5㎛일 수 있다. 이는 종래의 절연체층, 예를 들면, 스크린 인쇄법을 이용하여 형성된 절연체층이 5㎛ 미만의 두께를 가질 수 없었다는 점을 고려할 때 유의미한 수준에서 향상된 수치로서, 이는 상기 절연체층에 포함되는 글라스 프릿의 크기를 나노 수준으로 조절함으로써 이들을 사용하여 형성된 층의 두께를 제어할 수 있기 때문에 가능해질 수 있다.

본 발명은 또한 상술한 바와 같은 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물은 상기 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿, 탄소계 물질; 및 비이클;을 포함한다. 상기 미세구조의 글라스 프릿은 상기 조성물을 페이스트화시켜 소성시킨 후 얻어지는 전자 방출원에 높은 접착력을 부여하게 된다.

미세구조를 갖는 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿은 상술한 바와 같이 300 내지 450의 저온 플라즈마를 사용하여 글라스 프릿을 용융시킨 후, 이를 상압 혹은 진공 챔버 내에 분사시켜 제조할 수 있다. 상기 글라스 프릿의 종류는 이미 상술한 바와 같으며, 그 평균입경의 크기도 1 내지 1,000nm이 바람직하며, 10 내지 100nm가 더욱 바람직하다. 상기 평균입경이 1nm 미만인 경우에는 제조 비용이 지나치게 높아질 수 있으며, 1,000nm를 초과하는 경우에는 상기 조성물의 소성 후 접착력이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.

상기 전자 방출원 형성용 조성물에서 직접적인 전자의 방출원으로서 사용되는 탄소계 물질로서는 탄소나노튜브를 포함하는 카본계 물질이 주로 사용되는 바, 이들은 전도성 및 전계 집중 효과가 우수하고, 일함수가 낮고 전계 방출 성능이 우수하여 저전압 구동이 용이하고, 대면적화가 가능하므로 전자 방출 소자의 이상적인 전자 방출원 형성 재료로서 사용될 수 있다.

이와 같은 탄소계 물질은 상기 글라스 프릿 100중량부에 대하여 0.1 내지 50중량부의 함량으로 사용될 수 있으며, 상기 탄소계 물질의 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 충분한 전자의 방출이 이루어질 수 없으며, 50중량부를 초과하는 경우에는 미분산 및 인쇄 불가능과 같은 문제가 있어 바람직하지 않다.

또한 상기 전자 방출원 형성용 조성물은 조성물의 점도 및 인쇄성을 조절하기 위한 비이클을 포함하며, 이와 같은 비이클의 함량은 상기 글라스 프릿 100중량부에 대하여 500 내지 1000중량부의 함량으로 사용할 수 있다. 상기 비이클의 함량이 500중량부 미만이면 충분한 점도 및 인쇄성을 얻을 수 없으며, 1000중량부를 초과하는 경우에는 글라스 프릿의 함량이 지나치게 적어져 충분한 접착력을 얻을 수 없다는 문제가 있다.

상기 전자 방출원 형성용 조성물에 사용되는 비이클은 폴리머 성분 및 유기 용매 성분을 포함하며, 이와 같은 폴리머 성분에 대한 비제한적인 예로는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등이 있으며, 그 함량은 전체 전자 방출원 형성용 조성물에 대하여 5 내지 60 중량%일 수 있다.

비이클 내에 포함되는 유기 용매 성분에 대한 비제한적인 예로는 부틸 카르비톨 아세테이트 (BCA), 터피네올 (TP), 톨루엔, 텍사놀 및 부틸 카르비톨 (BC) 등이 있으며, 그 함량은 전체 전자 방출원 형성용 조성물에 대하여 40 내지 80 중량%일 수 있다.

또한 상기 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물은, 카본나노튜브와 기판과의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 접착 성분으로서, 무기 접착 성분, 유기 접착 성분, 및 저융점 금속으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 것을 더 포함할 수도 있다.

이 밖에도, 상기 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물은 필러, 감광성 수지, 점도 개선제, 해상도 개선제 등을 더 포함할 수 있다. 이 중, 필러는 기판과 충분히 접착되지 못한 카본나노튜브의 전도성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 이의 구체적인 예에는 Ag, Al, Pd 등이 있다. 감광성 수지는 전자 방출원 형성 영역에 따라 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄할 때 사용되는 것으로서, 이의 구체적인 예에는 PMMA, TMPTA, 메틸 아크릴산 (Methyl acrylic acid) 등이 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기 전자 방출원 형성용 조성물은 필요에 따라 통상의 감광성 모노머와 광개시제, 폴리에스테르 아크릴레이트계와 같은 감광성 수지, 또는 셀룰로오스, 아크릴레이트와 비닐계 같은 비감광성 폴리머, 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수 있다.

상기 감광성 모노머는 패턴의 분해 향상제로 첨가되며, 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 모노머의 함량은 조성물 전체 중량에 대 하여 3 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.

상기 광개시제의 종류는 통상 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 그 함량은 조성물 전체 중량에 대하여 0.05 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.

이와 같은 성분 및 함량을 갖는 전자 방출원 형성용 조성물을 사용하여 전자 방출원을 제조할 수 있으며, 본 발명에 따른 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿 분말을 사용함으로써 균일도가 향상되고, 소성 후 접착력이 개선된 전자 방출원을 제조하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같은 조성물을 사용하여 얻어진 절연체층 및/또는 전자 방출원은 전자 방출 소자에 유용하게 적용될 수 있는 바, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는, 제1기판과, 상기 제1기판 상에 배치된 캐소드 전극 및 전자방출원; 상기 캐소드 전극과 전기적으로 절연되도록 배치된 게이트 전극; 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 사이에 배치되어 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극을 절연하는 절연체층을 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 상기 전자 방출원 및 절연체층은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 절연체층 및 전자 방출원 형성용 조성물을 사용하여 얻어진 것이다.

본 발명을 따르는 전자 방출 소자는, 상기 게이트 전극의 상측을 덮는 제2절연체층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 절연체층에 의하여 상기 게이트 전극과 절연되고, 상기 게이트 전극과 나란한 방향으로 배치된 집속 전극을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제2절연층도 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 절연체층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 절연체층 형성용 조성물을 사용하여 절연체층을 형성하는 방법으로서는, 이들을 필름 형태로 성형하여 적용하는 방법, 예를 들어 상술한 조성물을 사용하여 소정 패턴을 갖는 시트 형태로 별도로 제조한 후 이들을 기판 상에 부착시키는 방법, 혹은 상술한 조성물을 기판 상에 인쇄법으로 직접 인쇄한 후 이들을 소성하는 방법 등을 사용할 수 있으며, 당해 기술분야에서 알려져 있는 어느 방법이나 제한없이 사용할 수 있다.

상기 절연체층 형성용 조성물을 기판에 직접 도포하는 방법은 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 스크린 인쇄법 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 나서, 전자 방출 소자의 기판 상부에 접착된 조성물을 소성시켜, 용매는 휘발되고, 바인더는 일부 이상 열분해되고, 글라스 프릿 등은 일부 이상 용융시킴으로써, 절연체층을 완성한다. 상기 소성 공정은 상기 조성물 및 절연체층의 두께에 따라 다양하게 변화될 수 있으나, 예를 들면, 400 내지 600의 소성 온도 및 5분 내지 30분의 소성 시간 하에서 수행될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물을 사용하여 전자 방출원을 형성하는 방법으로서는, 일반적으로 알려져 있는 페이스트법을 적용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 본 발명의 전자 방출 소자에 구비되는 전자 방출원을 제조하는 방법으로서는, 상기와 같은 본 발명에 따른 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿, 탄소계 물질 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계; 기판 상에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하는 단계; 상기 인쇄된 전자 방출원 형성 용 조성물을 소성하는 단계; 및 상기 소성된 결과물을 활성화시켜 전자 방출원을 얻는 단계로 이루어진다.

먼저, 전자 방출원 형성용 조성물을 전술한 바와 같은 글라스 프릿, 탄소계 물질, 비이클, 접착 성분 및 기타 첨가제를 혼합하여 제공한다. 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 제공된 전자 방출원 형성용 조성물을 기판에 인쇄한다. 상기 "기판"이란 전자 방출원이 형성될 기판으로서, 형성하고자 하는 전자 방출 소자에 따라 상이할 수 있으며, 이와 같은 기판은 소정의 두께를 가지는 판상의 부재로, 석영 유리, 소량의 Na과 같은 불순물을 함유한 유리, 판유리, SiO₂가 코팅된 유리 기판, 산화 알루미늄 또는 세라믹 기판이 사용될 수 있다. 또한, 플랙서블 디스플레이 장치(flexible display apparatus)를 구현하는 경우에는 유연한 재질이 사용될 수도 있다.

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 바인더의 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 바인더의 소결가능 온도 및 시간을 고려하여 결정되어야 한다. 통상적인 소성 온도는 400 내지 500, 바람직하게는 450이다. 소성 온도가 400 미만이면 비이클 등의 휘발이 충분히 이루어지지 않는다는 문제점이 발생할 수 있고, 소성 온도가 500를 초과하면 카본나노코일이 손상될 수 있다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.

이와 같이 소성된 소성 결과물 표면의 카본계 물질, 예를 들어 카본나노튜브는 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 카본나노튜브가 노출되거나 수직배향 상태로 조절될 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 얻어진 절연체층 및 전자방출원은 전자 방출 소자 등에 적용될 수 있으며, 이와 같은 전자 방출 소자는 각종 장치에서 이용될 수 있는데, 예를 들면, LCD 등의 백라이트 유니트로서 이용되거나, 전자 방출 디스플레이 장치 등으로 이용될 수 있다.

이 중, 본 발명을 따르는 전자 방출 소자를 이용한 전자 방출 디스플레이 장치는, 제1기판과, 상기 제1기판 상에 배치된 복수 개의 캐소드 전극과, 상기 캐소오드 전극들과 교차하도록 배치된 복수 개의 게이트 전극과, 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 사이에 배치되어 상기 캐소드 전극들과 상기 게이트 전극들을 절연하는 절연체층과, 상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극이 교차하는 지점에 형성된 전자 방출원 홀과, 상기 전자 방출원 홀 내에 배치된 전자 방출원과, 상기 제1 기판과 실질적으로 평행하게 배치되는 제2기판과, 상기 제2 기판에 배치된 애노드 전극과, 상기 애노드 전극에 배치된 형광체층을 포함할 수 있다.

상기 전자 방출 소자가 포함된 전자 방출 디스플레이 장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 전자 방출 디스플레이 장치(100)는 나란하게 배치되어 진공인 발광 공간(103)을 형성하는 전자 방출 소자(101) 및 전면 패널(102)과, 상기 전자 방출 소자(101) 및 전면 패널(102) 사이의 간격을 유지하여 주는 스페이서(60)를 구비한다.

상기 전자 방출 소자(101)는, 제1기판(110), 상기 제1기판(110) 상에 교차되도록 배치된 게이트 전극(140)들과 캐소드 전극(120)들 및 상기 게이트 전극(140)과 상기 캐소드 전극(120) 사이에 배치되어 상기 게이트 전극(140)과 상기 캐소드 전극(120)을 전기적으로 절연하는 절연체층(130)을 구비한다. 상기 절연체층(130)은 전술한 바와 같은 본 발명의 절연체층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 것으로, 5미크론 이하의 낮은 두께를 가지면서도 균일하게 형성될 수 있다.

상기 게이트 전극(140)들과 상기 캐소드 전극(120)들이 교차하는 영역들에는 전자 방출원 홀(131)들이 형성되어 있으며, 그 내부에 전자 방출원(150)이 배치되어 있다. 이와 같은 전자 방출원(150)은 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 조성물을 사용하여 얻어진 것으로서 소성 후 높은 접착력을 가지므로 제품의 신뢰성을 증가시킬 수 있게 된다.

상기 전면 패널(102)은 제2 기판(90), 상기 제2 기판(90)의 저면에 배치된 애노드 전극(80), 상기 애노드 전극(80)의 저면에 배치된 형광체층(70)을 구비한다.

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 1

글라스 프릿으로서, PbO(60 중량%)-B₂O₃(10 중량%)-SiO₂(25 중량%)-Al₂O₃(5 중량%)계 글라스 프릿을 400의 플라즈마 화염을 이용하여 용융시킨 후, 이를 상압 챔버 내에 분사시켜 평균입경 0.1 내지 0.5미크론의 분말을 얻은 후, 이 분말 100중량부, 분산제로서 폴리카르복실산계 고분자 계면 활성제 0.5중량부, 바인더로서 2- 에틸헥실메타크릴레이트와 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 몰비 95:5로 공중합하여 얻어진 공중합체 25중량부, 가소제로서, 아디프산디-2-에틸헥실 2중량부, 용매로서 아세트산에틸과 메틸이소부틸케톤의 1:1 혼합 용매를 40중량부를 혼합 및 교반하여 절연체층 형성용 조성물을 제조하였다.

상기 조성물을 투명 전극(ITO전극)이 형성된 유리 기판(50㎜X50㎜) 표면에 메쉬 형태의 패턴 마스크를 사용하여 상기 조성물을 스크린 인쇄한 후, 가열로 안에 넣고, 500의 온도에서 15분간 소성시켜, 3미크론 두께의 절연체층을 얻었다. 이어서 Cr 게이트 전극을 형성하였다.

실시예 2

글라스 프릿으로서, PbO(60 중량%)-B₂O₃(10 중량%)-SiO₂(25 중량%)-Al₂O₃(5 중량%)계 글라스 프릿을 400의 플라즈마 화염을 이용하여 용융시킨 후, 이를 상압 챔버 내에 분사시켜 평균입경 0.3미크론의 분말을 얻은 후, 터피네올 40g에 상기 글라스 프릿 분말 1g, 카본나노튜브 분말(일진나노텍, MWNT) 1g, 아크릴 수지(Elvacite사 제품) 8g, 감광성 수지(TMPTA, Aldrich사) 5g, 광개시제(HS-188, 동양잉크사 제품) 5g을 첨가하여 교반한 다음, 15nm의 평균 입경을 갖는 Al 입자 0.15g을 첨가하여, 30,000cps의 점도를 갖는 전자 방출원 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 Cr 게이트 전극, 절연체층 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 아세톤을 이 용하여 현상하고, 450의 온도 및 질소 가스의 존재 하에서 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 형성하여 전자 방출소자를 제조하였다.

실험예

상기 실시예 1에서 얻어진 절연체층에 대하여 그 단면에 대한 SEM 사진을 찍어 도 3에 나타내었다. 상기 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 미세 구조를 갖는 글라스 프릿을 사용함으로써 두께가 낮고, 균일한 형태로 형성된 절연체층이 형성되었음을 알 수 있다.

또한 상기 전자 방출원에 글라스 프릿을 첨가할 경우 글라스 프릿이 소성시 유동이 일어나 나노 탄소 방출원의 결합이 강해짐을 알 수 있다.

본 발명에 따른 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿을 포함하는 절연체층 형성용 조성물의 경우 두께가 낮고, 균일도가 개선된 절연체층을 형성할 수 있으며, 나노 단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물의 경우 소성 후 접착력이 개선된 전자 방출원을 제조할 수 있어 제품의 신뢰도 및 균일도 등이 개선된 전자 방출 소자를 제공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예 등을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

나노단위의 평균입경을 갖는 글라스 프릿, 분산제, 용매 및 바인더를 포함하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 1 내지 1,000nm의 평균입경을 갖는 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 10 내지 100nm의 평균입경을 갖는 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 플라스마 스프레이법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 구 형상인 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 PbO-B₂O₃계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃계 글라스 프릿, ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, Na₂O-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿 및 BaO-Ca0-SiO₂계 글라스 프릿으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글라스 프릿 100중량부에 대하여, 분산제 0.01 내지 10중량부 및 바인더 100 내지 2000중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 분산제가 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 비이온성 계면 활성제, 폴리카르복실산형 고분자 계면 활성제, 폴리에테르에스테르산아민염 및 실란 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 바인더가 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 절연체층 형성용 조성물.
나노 단위의 평균 입경을 갖는 글라스 프릿;

탄소계 물질; 및

비이클;을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 1 내지 1,000nm의 평균입경을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 10 내지 100nm의 평균입경을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 플라스마 스프레이법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 구 형상인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 글라스 프릿이 PbO-B₂O₃계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃계 글라스 프릿, ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, PbO-ZnO-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿, Na₂O-B₂O₃-SiO₂계 글라스 프릿 및 BaO-Ca0-SiO₂계 글라스 프릿으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전 자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 글라스 프릿 100중량부에 대하여 탄소계 물질 0.1 내지 50중량부, 및 비이클 500 내지 1000중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 탄소계 물질이 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 비이클이 폴리머 성분 및 유기 용매 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제18항에 있어서, 상기 폴리머 성분이 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제18항에 있어서, 상기 유기 용매가 부틸 카르비톨 아세테이트, 터피네올, 톨루엔, 텍사놀 및 부틸 카르비톨로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 무기 접착 성분, 유기 접착 성분, 및 저융점 금속으로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제10항에 있어서, 필러, 감광성 수지, 점도 개선제, 및 해상도 개선제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 절연체층 형성용 조성물로부터 얻어진 절연체층.
제23항에 있어서, 두께가 2 내지 10미크론의 범위인 것을 특징으로 하는 절연체층.
제10항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 전자 방출원 형성용 조성물로부터 얻어진 전자 방출원.
제1 기판;

상기 제1 기판 상에 배치된 복수 개의 캐소드 전극;

상기 캐소드 전극들과 교차하도록 배치된 복수 개의 게이트 전극;

상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극의 사이에 배치되어 상기 캐소드 전극들과 상기 게이트 전극들을 절연하는 제23항에 따른 절연체층;

상기 캐소드 전극과 상기 게이트 전극이 교차하는 지점에 형성된 전자 방출원 홀; 및

상기 전자 방출원 홀 내에 배치된 제25항에 따른 전자 방출원;을 구비하는 전자 방출 소자.