KR20090038655A - Boron nitride nanotube containing photosensitive composition for preparing electron emitter and an emitter prepared using the same - Google Patents

Boron nitride nanotube containing photosensitive composition for preparing electron emitter and an emitter prepared using the same Download PDF

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KR20090038655A
KR20090038655A KR1020070104064A KR20070104064A KR20090038655A KR 20090038655 A KR20090038655 A KR 20090038655A KR 1020070104064 A KR1020070104064 A KR 1020070104064A KR 20070104064 A KR20070104064 A KR 20070104064A KR 20090038655 A KR20090038655 A KR 20090038655A
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boron nitride
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최영철
남중우
박종환
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

A photosensitive composition for forming an electron emitter and the electron emitter using the same are provided to improve the stability and lifetime property of the electron emitter or an electron emitting device. A photosensitive composition for forming an electron emitter(160) comprises boron nitride nanotube and vehicle. The vehicle comprises a photosensitive monomer and photoinitiator. The photosensitive monomer is selected from the group consisting of thermally decomposable acrylate-based monomer, benzophenone-based monomer, acetphenone-based monomer, and thiochitosan-based monomer.

Description

보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물 및 이를 이용한 전자 방출원{Boron nitride nanotube containing photosensitive composition for preparing electron emitter and an emitter prepared using the same} Boron nitride nanotube containing photosensitive composition for preparing electron emitter and an emitter prepared using the same}

본 발명은 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장수명의 전자 방출원을 제조할 수 있는 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive composition for forming an electron emission source including boron nitride nanotubes and a vehicle, an electron emission source prepared using the same, and an electron emission device including the electron emission source, and more particularly, to a long lifespan. The present invention relates to a photosensitive composition for forming an electron emission source including a boron nitride nanotube and a vehicle capable of producing an electron emission source, an electron emission source prepared using the same, and an electron emission device including the electron emission source.

일반적으로 전자 방출 소자는 전자방출원으로 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. In general, an electron emission device has a method using a hot cathode and a cold cathode as an electron emission source. Examples of electron-emitting devices using cold cathodes include Field Emitter Array (FEA), Surface Conduction Emitter (SCE), Metal Insulator Metal (MIM), Metal Insulator Semiconductor (MIS), and Ballistic electron Surface Emitting (BSE). ) And the like are known.

상술한 바와 같은 전자 방출 소자 중, 전자를 방출시키는 전자 방출원을 이루는 물질로서, 카본계 물질, 예를 들면, 전도성, 전계 집중 효과 및 전계 방출 특성이 우수하고, 일함수가 낮은 탄소 나노 튜브가 널리 사용되고 있다.Among the electron emission devices described above, as the material forming the electron emission source for emitting electrons, carbon-based materials such as carbon nanotubes having excellent conductivity, field concentration effect and field emission characteristics and low work function It is widely used.

그러나, 탄소 나노 튜브는 공정시 매우 고온이므로 미량의 산소라도 존재하는 경우 CO 또는 CO2로 연소 반응이 일어나게 되어, 말단 부분이 타버릴 수 있다. 또한, 탄소 나노 튜브가 말린 방향에 따라 밴드 갭 등의 특성이 변하는데, 그 말리는 방향을 통제할 수 없어서, 도체 또는 반도체성 특성을 제어할 수 없는 단점이 있다. 즉, 탄소 나노 튜브는 고온에서 산소와의 반응으로 재료의 균일성 (uniformity) 및 수명 등에서 많은 문제점을 갖고 있다. However, since the carbon nanotubes are very hot during the process, even when a small amount of oxygen is present, a combustion reaction occurs with CO or CO 2 , and the terminal portion may burn out. In addition, the characteristics of the band gap and the like changes depending on the direction in which the carbon nanotubes are curled, but the direction of curling cannot be controlled, and thus, the conductor or semiconducting characteristics cannot be controlled. That is, carbon nanotubes have many problems in uniformity and lifespan of materials due to reaction with oxygen at high temperatures.

최근에, 탄소 나노 튜브의 이러한 단점을 해결하고자 저가의 카바이드 계열 화합물들로부터 탄소 나노 튜브를 대체할 수 있는 물질을 개발하기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 구체적으로 대한민국 공개특허공보 제2001-13225호는 카바이드를 탄소 전구 물질로 사용하여 운반 공극율을 갖는 작업편을 형성하고, 열화학 처리에 의해서 상기 작업편에 나노크기의 공극을 형성하는 단계를 포함하는 다공성 탄소 제품의 제조방법 및 상기 제조된 다공성 탄소 제품을 전기층 캐패시터에서 전극 물질로 사용하는 것을 개시하고 있으나, 재질이 탄소인 이상 산소가 존재하는 고온에서 작동시 연소되어 쉽게 소실된다는 문제점은 여전히 남아있다.Recently, in order to solve this disadvantage of carbon nanotubes, researches are being conducted to develop a material which can replace carbon nanotubes from low-cost carbide-based compounds, and more specifically, Korean Patent Publication No. 2001-13225 Forming a workpiece having a carrier porosity using carbide as a carbon precursor, and forming nano-sized pores in the workpiece by thermochemical treatment and the prepared porous carbon article Has been disclosed as an electrode material in an electric layer capacitor, but there remains a problem in that it is easily burned and burned when operating at a high temperature where oxygen is present as long as the material is carbon.

본 발명의 목적은 상기와 같이 탄소 나노 튜브에 있어서의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 안정성 및 수명 개선 효과를 갖는 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems in the carbon nanotubes as described above, and to provide a photosensitive composition for forming an electron emission source comprising boron nitride nanotubes and a vehicle having an effect of improving stability and lifespan.

본 발명의 다른 목적은 상기 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출 형성용 감광성 조성물을 사용하여 형성된 전자 방출원을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an electron emission source formed using the photosensitive composition for electron emission formation including the boron nitride nanotube and the vehicle.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 전자 방출원을 포함하고 있는 전자 방출 소자를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an electron emission device including the electron emission source.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 태양은, In order to achieve the technical problem of the present invention, the first aspect of the present invention,

보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 제공한다.Provided is a photosensitive composition for forming an electron emission source including boron nitride nanotubes and a vehicle.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 태양은,In order to achieve said another technical subject, the 2nd aspect of this invention is

상기 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 사용하여 제조된 전자 방출원을 제공한다.It provides an electron emission source prepared using the photosensitive composition for forming an electron emission source.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 제3 태양은,In order to achieve said another technical subject, the 3rd aspect of this invention is

기판;Board;

상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및A cathode electrode formed on the substrate; And

상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.It is formed to be electrically connected to the cathode electrode formed on the substrate, and provides an electron emission device having the electron emission source.

본 발명에 따르면, 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 사용하게 되므로 전자 방출원 또는 전자 방출 소자의 수명 특성이 향상된다는 효과가 있다.According to the present invention, since the photosensitive composition for forming an electron emission source including boron nitride nanotubes and a vehicle is used, there is an effect of improving the life characteristics of the electron emission source or the electron emission device.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 감광성 조성물은 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함한다.The photosensitive composition for forming an electron emission source according to the present invention includes boron nitride nanotubes and a vehicle.

보론 나이트라이드 나노 튜브는 탄소 나노 튜브와 동일한 구조를 가지고 있으나, 산소와 반응하지 않기 때문에 안정성이 뛰어나고, 고온에서의 내열성 또한 더욱 우수하다. Boron nitride nanotubes have the same structure as carbon nanotubes, but because they do not react with oxygen, they have excellent stability and heat resistance at high temperatures.

본 발명에서 사용되는 보론 나이트라이드 나노 튜브는 탄소 나노 튜브와 동일한 구조를 가지고 있으며, 이때 탄소 대신에 랜덤하게 보론과 질소가 치환된 구조이다. 이러한, 보론 나이트라이드 나노 튜브는 보론과 질소만으로 이루어질 수도 있고, 탄소를 더 포함할 수도 있다.The boron nitride nanotubes used in the present invention have the same structure as the carbon nanotubes, in which boron and nitrogen are randomly substituted instead of carbon. Such, boron nitride nanotubes may be composed of only boron and nitrogen, may further comprise carbon.

상기 보론 나이트라이드 나노 튜브는 기존의 탄소 나노 튜브의 제조방법인 전기방전법, 레이저증착법, 기상합성법, 화학 기상 증착법 등을 포함하는 다양한 방법들로 제조될 수 있다. The boron nitride nanotubes may be manufactured by various methods including an electric discharge method, a laser deposition method, a gas phase synthesis method, a chemical vapor deposition method, and the like, which are conventional methods for manufacturing carbon nanotubes.

예를 들어, 화학 기상 증착법으로 보론 나이트라이드 나노 튜브를 제조하는 경우, 반응기 내에 Ni, Co, Fe 또는 이들의 합금 등의 촉매 금속을 장착하고 반응기의 온도를 700℃ 내지 1000℃로 가열한 상태에서 보론을 함유하는 가스 및 질소를 함유하는 가스를 흘려줌으로써 보론 나이트라이드 나노 튜브가 제조된다.For example, when preparing boron nitride nanotubes by chemical vapor deposition, a catalyst metal such as Ni, Co, Fe, or an alloy thereof is mounted in a reactor and the reactor is heated to 700 to 1000 ° C. Boron nitride nanotubes are prepared by flowing a gas containing boron and a gas containing nitrogen.

본 발명에 따른 전자 방출원 형성용 감광성 조성물 중, 비이클은 조성물의 점도 및 인쇄성을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 이는 감광성 모노머 및 광개시제 성분을 포함한다. In the photosensitive composition for forming an electron emission source according to the present invention, the vehicle serves to control the viscosity and printability of the composition, which includes a photosensitive monomer and a photoinitiator component.

상기 감광성 모노머는 전자 방출원의 패터닝에 사용되는 물질로서, 이러한 감광성 수지의 구체적인 예로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 열분해성 아크릴레이트계 모노머, 벤조페논계 모노머, 아세트페논계 모노머 및 티오키토산계 모노머 등이 있으며, 보다 구체적으로는 메틸 아크릴 산, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 트리메틸올프로판에톡시레이트트리아크릴레이트(TMPEOTA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 2,4-디에틸옥산톤 (2,4-diethyloxanthone), 또는 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논을 사용할 수 있다. The photosensitive monomer is a material used for patterning an electron emission source, and specific examples of the photosensitive resin include, but are not limited to, a thermally decomposable acrylate monomer, a benzophenone monomer, an acetphenone monomer, and a thiochitosan monomer. And more specifically, methyl acrylic acid, epoxy acrylate, polyester acrylate, ethylene glycol diacrylate (EGDA), trimethylolpropane ethoxylate triacrylate (TMPEOTA), dipentaerythritol hexaacrylate ( DPHA), 2,4-diethyloxanthone, or 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone can be used .

광개시제는 상기 감광성 모노머가 노광될 때 감광성 모노머의 가교결합을 개시하는 역할을 한다. 상기 광개시제의 비제한적인 예로는 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4-비스(디메틸아민)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 및 비 스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 등이 있다.The photoinitiator serves to initiate crosslinking of the photosensitive monomer when the photosensitive monomer is exposed. Non-limiting examples of the photoinitiator include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamino) benzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone , 2,2-dimethoxy-2-phenyl-2-phenylacetophenone, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethyl Amino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphineoxide, and bis (2,4,6 -Trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide and the like.

또한, 상기 전자 방출원 형성용 감광성 조성물은 바람직하게는 접착 성분 (binder), 분산제, 부착 증진제, 유기 용매 및 필러 (filler)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.In addition, the photosensitive composition for forming an electron emission source may further include one or more additives preferably selected from the group consisting of an adhesive component, a dispersant, an adhesion promoter, an organic solvent, and a filler.

접착 성분은 보론 나이트라이드 나노 튜브와 기판과의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 무기 접착 성분, 유기 접착 성분 및 저융점 금속으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 것을 사용할 수 있다.The adhesive component serves to improve adhesion between the boron nitride nanotubes and the substrate, and at least one selected from the group consisting of an inorganic adhesive component, an organic adhesive component, and a low melting point metal may be used.

유기 용매 성분으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 유기 용매들이 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니지만, 에틸카비톨, 부틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 부틸 카르비톨 아세테이트, 텍사놀, 테르핀유, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 트리프로필렌글리콜, 터피네올 (TP), 톨루엔 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.As the organic solvent component, organic solvents commonly used in the art may be used, but are not limited thereto, but are not limited to ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, texanol, terpin oil, di Propylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, tripropylene glycol, terpineol (TP), toluene or their Mixtures and the like can be used.

필러는 기판과 충분히 접착되지 못한 보론 나이트라이드 나노 튜브의 전도성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 이러한 필러의 구체적인 예로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, Ag, Al, Pd, In2O3,SnO2 등이 있다.The filler serves to improve conductivity of the boron nitride nanotubes that are not sufficiently adhered to the substrate. Specific examples of the filler include, but are not limited to, Ag, Al, Pd, In 2 O 3 , SnO 2, and the like. There is this.

상기 전자 방출원 형성용 감광성 조성물은 그 외에도, 필요에 따라서 통상적으로 사용되는 분산제 및 부착 증진제 등을 더 포함할 수도 있다.In addition, the photosensitive composition for forming an electron emission source may further include a dispersing agent, an adhesion promoter, and the like, which are commonly used as necessary.

이하, 상기 전자 방출원 형성용 감광성 조성물의 각 성분들의 함량에 대해 설명한다.Hereinafter, the content of each component of the photosensitive composition for forming an electron emission source will be described.

상기 접착 성분의 함량은 보론 나이트라이드 나노 튜브 100 중량부를 기준으로, 2000 내지 6000 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량의 범위 내에서 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 기판과의 접착력이 가장 우수하다.The content of the adhesive component is preferably 2000 to 6000 parts by weight based on 100 parts by weight of the boron nitride nanotubes. Within this range of content, the adhesion with the boron nitride nanotubes and the substrate is the best.

상기 감광성 모노머의 함량은 보론 나이트라이드 나노 튜브 100 중량부를 기준으로, 100 내지 500 중량부인 것이 바람직하다. The content of the photosensitive monomer is preferably 100 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of boron nitride nanotubes.

상기 광개시제의 함량은 보론 나이트라이드 나노 튜브 100 중량부를 기준으로, 60 내지 500 중량부인 것이 바람직하다. 감광성 모노머 및 광개시제의 상기 함량의 범위 내에서 전자 방출원의 패터닝 후 감광성 모노머가 노광될 때 감광성 모노머의 가교결합이 최적이 된다.The content of the photoinitiator is preferably 60 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of boron nitride nanotubes. The crosslinking of the photosensitive monomer is optimal when the photosensitive monomer is exposed after the patterning of the electron emission source within the above content range of the photosensitive monomer and the photoinitiator.

상기 용매의 함량은 보론 나이트라이드 나노 튜브 100 중량부를 기준으로, 200 내지 2000 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량의 범위 내에서 전자 방출원 형성용 감광성 조성물의 점도가 공정상 적합하다.The content of the solvent is preferably 200 to 2000 parts by weight based on 100 parts by weight of the boron nitride nanotubes. Within the range of the above content, the viscosity of the photosensitive composition for electron emission source formation is suitable for the process.

상기 필러의 함량은 보론 나이트라이드 나노 튜브 100 중량부를 기준으로, 100 내지 2000 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량의 범위 내에서 기판과 충분히 접착되지 못한 보론 나이트라이드 나노 튜브의 전도성이 최적이 된다.The content of the filler is preferably 100 to 2000 parts by weight based on 100 parts by weight of the boron nitride nanotubes. The conductivity of boron nitride nanotubes that do not adhere sufficiently to the substrate within the above range of contents is optimal.

본 발명은 또한, 상기 전자 방출원 형성용 감광성 조성물를 사용하여 제조된 전자 방출원을 제공한다.The present invention also provides an electron emission source manufactured using the photosensitive composition for electron emission source formation.

전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 이용하여 전자 방출원을 형성하는 경우, 본 발명의 전자 방출원은 접착 성분 및 접착 성분의 소성 결과물 중 하나 이상 을 포함할 수 있다. 상기 접착 성분은 보론 나이트라이드 나노 튜브와 기판 간의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 무기 접착 성분의 구체적인 예에는 글래스 프리트, 실란, 물유리 등이 포함되고, 유기 접착 성분의 구체적인 예에는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등이 포함된다.When forming an electron emission source using the photosensitive composition for electron emission source formation, the electron emission source of the present invention may include at least one of an adhesive component and a firing result of the adhesive component. The adhesive component serves to improve adhesion between the boron nitride nanotubes and the substrate, and specific examples of the inorganic adhesive component include glass frit, silane, water glass, and the like, and specific examples of the organic adhesive component include ethyl cellulose and nitro. Cellulose resins such as cellulose; Acrylic resins such as polyester acrylate, epoxy acrylate and urethane acrylate; And vinyl-based resins.

본 발명은 또한, 기판; 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.The invention also provides a substrate; A cathode electrode formed on the substrate; And an electron emission device formed to be electrically connected to a cathode electrode formed on the substrate and having the electron emission source.

도 1은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 부분 단면도로서, 대표적으로 3극관 구조의 전자 방출 소자를 도시하였다.1 is a partial cross-sectional view of an electron emission device according to the present invention, and typically shows an electron emission device having a triode structure.

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.As shown, the electron emission device 200 includes an upper plate 201 and a lower plate 202, and the upper plate is an upper electrode 190 and an anode electrode 180 disposed on the lower surface 190a of the upper substrate. And a phosphor layer 170 disposed on the bottom surface 180a of the anode electrode.

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 게 이트 전극 (140)의 일부에 형성된 전자 방출원 홀 (169), 상기 전자 방출원 홀 (169) 내에 배치되어 상기 캐소드 전극 (120)과 통전되고 상기 게이트 전극 (140)보다 낮은 높이로 배치되는 전자 방출원 (160)을 구비한다.The lower plate 202 has a lower surface substrate 110 disposed in parallel with the upper substrate 190 at predetermined intervals to have an inner space, and a cathode electrode disposed in a stripe shape on the lower substrate 110 ( 120, a gate electrode 140 arranged in a stripe shape to intersect the cathode electrode 120, an insulator layer 130 disposed between the gate electrode 140 and the cathode electrode 120, and the insulator layer ( 130 and an electron emission source hole 169 formed in a part of the gate electrode 140, disposed in the electron emission hole 169, and energized with the cathode electrode 120 and lower than the gate electrode 140. And an electron emission source 160 disposed at a height.

상기 상판 (201)과 하판 (202)은 대기압보다 낮은 압력의 진공으로 유지되며, 상기 진공에 의해 발생하는 상기 상판과 하판 간의 압력을 지지하고, 발광공간 (210)을 구획하도록 스페이서 (192)가 상기 상판과 하판 사이에 배치된다.The upper plate 201 and the lower plate 202 are maintained in a vacuum at a pressure lower than atmospheric pressure, and the spacer 192 supports the pressure between the upper plate and the lower plate generated by the vacuum and partitions the light emitting space 210. It is disposed between the upper plate and the lower plate.

상기 애노드 전극 (180)은 상기 전자 방출원 (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.The anode electrode 180 applies a high voltage necessary for accelerating the electrons emitted from the electron emission source 160 to allow the electrons to collide with the phosphor layer 170 at high speed. The phosphor layer is excited by the electrons and emits visible light while falling from a high energy level to a low energy level. In the case of the color electron emission device, phosphor layers of red light emission, green light emission, and blue light emission are disposed on the lower surface 180a of the anode in each of the light emitting spaces 210 constituting the unit pixel.

상기 게이트 전극 (140)은 상기 전자 방출원 (160)에서 전자가 용이하게 방출될 수 있도록 하는 기능을 담당하며, 상기 절연체층 (130)은 상기 전자 방출원 홀 (169)을 구획하고, 상기 전자 방출원 (160)과 상기 게이트 전극 (140)을 절연하는 기능을 담당한다.The gate electrode 140 serves to facilitate the emission of electrons from the electron emission source 160, and the insulator layer 130 partitions the electron emission hole 169 and the electrons. It serves to insulate the emission source 160 and the gate electrode 140.

전계 형성에 의해 전자를 방출하는 상기 전자 방출원 (160)은 보론 나이트라이드 나노 튜브를 포함하는 전자 방출원 (160)이다.The electron emitter 160 emitting electrons by electric field formation is an electron emitter 160 including boron nitride nanotubes.

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. 또한, 본 발명에서 사용되는 반응기, 믹서기 등의 장치는 특별히 한정되는 것이 아니고, 종래 기술에서 일반적으로 사용되고 있는 장치를 사용할 수 있다. Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. The following examples are only described for the purpose of more clearly expressing the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples. In addition, apparatuses, such as a reactor and a mixer used by this invention, are not specifically limited, The apparatus generally used in the prior art can be used.

보론 Boron 나이트라이드Nitride 나노 튜브의 제조 Preparation of Nanotubes

화학 기상 증착법에 의하여 보론 나이트라이드 나노 튜브를 제조하였다. Boron nitride nanotubes were prepared by chemical vapor deposition.

촉매 금속으로서 Ni를 장착한 반응기를 900℃로 유지하면서 B2H6 및 NH3를 노즐을 통해서 흘려주어 보론 나이트라이드 나노 튜브를 제조하였다. Boron nitride nanotubes were prepared by flowing B 2 H 6 and NH 3 through a nozzle while maintaining a reactor equipped with Ni as a catalyst metal at 900 ° C.

전자 Electronic 방출원의Emission source 제조 Produce

실시예Example 1. One.

상기 방법에 의해서 제조된 보론 나이트라이드 나노 튜브 1.1g, 바인더 46.5g, 감광성 수지 (PETIA) 2 g, 광개시제 (HSP188)4g, 분산제(BYK111) 2g, 유기용매(α-Terpineol) 13.9g, 부착 증진제 (CD9051) 3g, 및 필러(In2O3) 17.5g 을 혼합하여 믹서기에서 1000rpm의 속도로 회전하면서 10 분 동안 혼합한 후, 3-롤 밀링하여, 25000cps의 점도를 갖는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 제조하였다.1.1 g of boron nitride nanotubes prepared by the above method, 46.5 g of binder, 2 g of photosensitive resin (PETIA), 4 g of photoinitiator (HSP188), 2 g of dispersant (BYK111), 13.9 g of organic solvent (α-Terpineol), adhesion promoter (CD9051) 3 g, and 17.5 g of filler (In 2 O 3 ) were mixed for 10 minutes while rotating at a speed of 1000 rpm in a mixer, and then 3-roll milled to form an electron emission source having a viscosity of 25000 cps. The composition was prepared.

상기 조성물을 기판 상에 스크린 프린팅한 후, 패턴 마스크를 이용하여 2000 mJ/cm2의 노광 에너지로 평행 노광기를 이용하여 조사하였다. 노광 후 스프레이하여 현상하고, 450℃의 온도에서 소성하여 전자 방출원을 얻었다.The composition was screen printed on a substrate and then irradiated with a parallel exposure machine at an exposure energy of 2000 mJ / cm 2 using a pattern mask. After exposure, the solution was sprayed and developed, and fired at a temperature of 450 ° C. to obtain an electron emission source.

비교예Comparative example 1. One.

통상의 카본 나노 튜브 분말을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동 일한 방법에 따라 전자 방출원을 제조하였다.An electron emission source was prepared according to the same method as Example 1 except that conventional carbon nanotube powder was used.

수명 특성 측정Life characteristic measurement

상기 실시예 1 및 비교예 1의 전자 방출원에 대하여 수명 특성을 평가하기 위해서, 각각에 대한 전자 방출 수명을 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 표 1로부터 본 발명을 따르는 전자 방출원은 종래의 전자 방출원에 비하여 향상된 수명 특성을 가짐을 알 수 있다.In order to evaluate the life characteristics of the electron emission sources of Example 1 and Comparative Example 1, the electron emission life for each was measured, and the results are shown in Table 1 below. It can be seen from Table 1 that the electron emission source according to the present invention has improved lifespan characteristics compared to the conventional electron emission source.

사용한 전자 방출원Used electron emission source 수명life span 실시예 1Example 1 보론 나이트라이드 나노튜브Boron nitride nanotubes 30,000 시간30,000 hours 비교예 1Comparative Example 1 카본 나노 튜브Carbon nanotubes 20,000 시간20,000 hours

수명은 1 mA/cm2의 조건에서 측정을 시작하여 500 시간을 측정한 그래프를 이용하여 전류가 0.5 mA/cm2가 되는 시간을 추정하는 방법을 측정하였다. 일반적으로 전자 방출 전류는 시간에 따라 초기에는 급격히 감소하다가 점차 포화되어 일정 시간이 지나면 거의 선형으로 천천히 감소하는 경향을 보인다. 따라서, 500시간이 지난 후 이러한 포화된 선을 외삽(extrapolation)하여 수명을 추정하였다.The life was measured by estimating the time when the current became 0.5 mA / cm 2 using a graph measuring 500 hours after starting the measurement under the condition of 1 mA / cm 2 . In general, the electron emission current decreases rapidly initially and then gradually saturates, and gradually decreases almost linearly after a certain time. Therefore, after 500 hours, these saturated lines were extrapolated to estimate the lifespan.

전자 방출 소자의 제조Fabrication of Electron Emission Devices

하면 기판을 준비하고, 상기 하면 기판 상에 ITO 물질로 이루어진 투명한 다수의 캐소드 전극을 스트라이프 형태로 형성하였다. 이후, 상기 캐소드 전극이 덮이도록 폴리이미드 절연 물질을 스크린 인쇄하여 절연체층을 형성하고, 상기 절연체층의 상면에 도전성이 우수한 은(Ag) 또는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 도체를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하여 게이트 전극을 형성하였다. 이후 게이트 전극과 절연체층을 에칭하여 상기 캐소드 전극의 표면이 드러나도록 전자 방출원 홀을 형성하고, 상기 게이트 전극을 포토리소그래피 공정으로 패터닝하여 상기 캐소드 전극들과 교차하도록 스트라이프 형태로 형성하였다.A lower surface substrate was prepared, and a plurality of transparent cathode electrodes made of an ITO material were formed on the lower surface substrate in a stripe form. Thereafter, an insulator layer is formed by screen printing a polyimide insulating material to cover the cathode electrode, and a conductor such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), etc. having excellent conductivity is formed on an upper surface of the insulator layer. The paste was screen printed to form a gate electrode. Thereafter, the gate electrode and the insulator layer were etched to form an electron emission source hole so that the surface of the cathode was exposed, and the gate electrode was patterned by a photolithography process to form a stripe shape to cross the cathode electrodes.

다음으로, 상기 전자 방출원 홀에 본 발명에 따른 보론 나이트라이드 나노 튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 도포하여 전자 방출원을 형성하고, 소성 및 활성화 단계를 거쳐서 전자 방출 소자를 제조하였다.Next, an electron emission source is formed by applying the photosensitive composition for forming an electron emission source including the boron nitride nanotube and the vehicle according to the present invention to the electron emission hole, and then firing and activating the electron emission device. Prepared.

도 1은 본 발명에 따른 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 대한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an electron emitting device having an electron emission source according to the present invention.

<도면 부호의 간단한 설명><Short description of drawing symbols>

200: 전자 방출 소자 201: 상판200: electron emission element 201: top plate

202: 하판 110: 하면기판202: lower plate 110: lower substrate

120: 캐소드 전극 130: 절연체층120: cathode electrode 130: insulator layer

140: 게이트 전극 160: 전자 방출원140: gate electrode 160: electron emission source

Claims (9)

보론 나이트라이드 나노튜브 (boron nitride nanotube) 및 비이클 (vehicle)을 포함하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물.A photosensitive composition for forming an electron emission source comprising boron nitride nanotubes and a vehicle. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비이클은 감광성 모노머 및 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물.The vehicle is a photosensitive composition for forming an electron emission source, characterized in that it comprises a photosensitive monomer and a photoinitiator. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 감광성 모노머는 열분해성 아크릴레이트계 모노머, 벤조페논계 모노머, 아세트페논계 모노머 및 티오키토산계 모노머로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물.The photosensitive monomer is at least one selected from the group consisting of pyrolytic acrylate monomers, benzophenone monomers, acetphenone monomers and thiochitosan monomers. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 감광성 모노머는 메틸 아크릴 산, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 트리메틸올프로판에톡시레이트트리아크릴레이트(TMPEOTA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 2,4-디에틸옥산톤 (2,4-diethyloxanthone), 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물.The photosensitive monomer is methyl acrylic acid, epoxy acrylate, polyester acrylate, ethylene glycol diacrylate (EGDA), trimethylolpropaneethoxylate triacrylate (TMPEOTA), dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), 2 And 4-diethyloxanthone (2,4-diethyloxanthone), 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone or a mixture thereof. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 광개시제는 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4-비스(디메틸아민)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물.The photoinitiator, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamino) benzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2- Dimethoxy-2-phenyl-2-phenylacetophenone, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( 4-morpholinophenyl) -1-butanone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphineoxide, and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylforce Photosensitive composition for forming an electron emission source, characterized in that at least one selected from the group consisting of pin oxide. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 전자 방출원 형성용 감광성 조성물은 접착 성분 (binder), 분산제, 부착 증진제, 유기 용매 및 필러 (filler)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 감광성 조성물.The photosensitive composition for forming an electron emission source further includes one or more additives selected from the group consisting of an adhesive component, a dispersant, an adhesion promoter, an organic solvent, and a filler. . 제1항에 따른 전자 방출원 형성용 감광성 조성물을 사용하여 제조된 전자 방출원.An electron emission source prepared using the photosensitive composition for electron emission source formation according to claim 1. 기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및A cathode electrode formed on the substrate; And 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 제7항에 따른 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자.An electron emission device, comprising: an electron emission source according to claim 7, formed to be electrically connected to a cathode electrode formed on the substrate. 기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및A cathode electrode formed on the substrate; And 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고,Is formed to be electrically connected to the cathode electrode formed on the substrate, 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자.An electron emission device having an electron emission source comprising boron nitride nanotubes.
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