KR100508544B1 - 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터(carbon nano tubes - emitter)를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 일 관점에 따른 제조 방법은 실리콘계 고분자를 사용하여 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법을 제시한다. 이러한 제조 방법은 카본 나노튜브 분체 및 실리콘계 고분자를 혼합하여 페이스트(paste)를 제조하고, 캐소드 상에 페이스트를 인쇄 도포하여 카본 나노튜브 막을 형성한다.도포된 페이스트에 혼합된 실리콘계 고분자가 카본 나노튜브를 캐소드 상에 결착시키도록, 카본 나노튜브 막을 열처리하여 실리콘계 고분자를 실리사이드(silicide) 형상으로 경화시킨 후, 카본 나노튜브 막을 표면 처리하여 카본 나노튜브의 끝단이 표면 바깥으로 드러나게 유도한다. 여기서, 실리콘계 고분자로는 메틸 페닐 실리콘 수지(methyl phenyl silicon resin)를 사용할 수 있다.

Description

전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법{Method for manufacturing carbon nanotube - emitter performing field emission}

본 발명은 전계 방출형 디스플레이(Field Emission Display : FED) 장치에 관한 것으로, 특히, 카본 나노튜브(carbon nanotube)를 이용하여 전계에 의한 전자 방출을 수행하는 에미터(emitter)를 형성하는 방법에 관한 것이다.

지금까지 가장 널리 사용되고 있는 디스플레이는 브라운관을 예로 들 수 있다. 브라운관은 밝기와 색순도 그리고 시야갹 측면에서 아주 우수한 특성을 가지고 있다. 반면에, 제품의 두께가 매우 두껍고 무게가 상대적으로 무거운 취약점들을 가지고 있다. 이에 따라, 브라운관은 휴대용으로는 부적합하다고 할 수 있다.

이러한 브라운관의 취약점들을 보완하기 위해서 박막형 디스플레이인 액정디스플레이(Liquid Crystalline Display : LCD)가 브라운관 시장을 대체하고 있는 중이다. 하지만 액정 디스플레이는 두께 측면에서는 만족하지만 밝기와 시야각 측면에서 다소 문제가 있어 그 사용범위가 한정되어 있다. 또한, 대형 디스플레이로서는 플라즈마 디스플레이 판넬(Plasma Display Panel : PDP)이 각광을 받고 있으며 상업화를 위한 준비를 하고 있다. 피디피는 엘시디에 비해서 화면의 크기가 크고 시야각이 넓은 장점이 있으나, 소비전력이 크며 화면의 크기를 적게 하는 것이 불가능한 취약점이 있어 휴대용으로는 불가능하다고 할 수 있다. 또한, 디스플레이로서 전계 방출형 디스플레이(FED)가 시도되고 있는 데, FED는 시야각과 소비 전력 그리고 제품의 두께 측면에서 모두 만족하고 있으므로 위의 두 디스플레이의 취약점을 모두 보완해줄 수 있는 장점이 있어 연구가 활발히 진행중이며, 상업화를 위하여 많은 투자를 하고 있다.

이러한 디스플레이를 제조하는 과정 중에는 다양한 막들을 형성하는 방법들이 사용되고 있다. 디스플레이를 제조하는 과정 중에 이용되고 있는 막을 만드는 방법들은 일반적으로 박막법과 후막법으로 나누어진다. 또한, 막을 형성한 후 이러한 막들을 패터닝하여 모양을 만드는 방법들 또한 다양한 방법들이 제시되고 있다. 모양을 만드는 방법은, 박막의 경우, 막을 만든 후 막에 감광성 물질을 도포하여 일차 모양을 만든 후 건식(Dry Etching) 혹은 습식(Wet Etching) 방식으로 에칭을 시켜 막의 모양을 만든다. 이러한 방법은 사진 식각(photo lithography) 기술로 알려져 있다. 후막 방식의 경우, 원하는 물질을 감광성 고분자 용액과 혼합 후 스핀 코팅 등의 방식으로 막을 만든 후, 광을 비추어 원하는 모양을 만들기도 하며, 도포 하고자하는 물질을 적당한 수지와 혼합 한 후 스크린 인쇄(screen printing) 방법을 이용하여 모양을 만들기도 한다. 이러한 막을 형성하고 패터닝하는 방식은 막의 특성을 고려하여 적당한 방식을 선택하여 적용하면 된다.

디스플레이에 있어서 막의 모양을 만드는 방법은 디스플레이에 따라서 약간의 차이가 있으나, 후막의 경우에는 이러한 사진 식각법과 인쇄법이 주로 사용되고 있다. 예를 들어, 브라운관의 형광막 형성과 엘시디의 칼라 필터(color filter)는 광에 반응하는 감광성 수지를 이용하는 사진 식각 방식을 사용하고 있으며, 플라즈마 디스플레이 패널의 형광막 모양은 인쇄법으로 만들고 있다. 인쇄법의 경우는 감광성 수지를 사용하는 사진 식각법에 비해서 간단하게 만들 수 있으며, 사용되는 수지도 다양하게 선택할 수 있는 장점을 가지고 있다.

한편, 전계 방출형 디스플레이의 경우 주로 팁형(tip type)의 에미터를 채용하는 구조에 대해서 주로 연구되어 왔다.

도 1은 종래의 팁 형태의 전계 방출형 디스플레이를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 배면 유리(10)와 전면(前面) 유리(20)가 실링(sealing) 벽(90)에 의해서 이격되고, 배면 유리(10) 상에는 캐소드(cathode:30)가 도입되고, 캐소드(30) 상에는 마이크로(micro) 크기의 팁(tip:40)이 도입된다. 이러한 팁(40)은 절연층(50)에 의해서 상호간에 분리될 수 있고, 절연층(50) 상에는 게이트 전극(gate node:60)이 도입된다. 팁(40)에 대향되는 전면 유리(20) 상에는 애노드 전극(anode node:80)이 도입되고 애노드 전극(80) 상에는 형광막(70)이 도입되어 전계 방출형 디스플레이가 기본적으로 구성된다.

이러한 팁형 전계 방출형 디스플레이는 제조과정에서 반도체 공정이 사용되므로 제조 비용이 많이 드는 취약점을 가지고 있다. 이러한 팁형 전계 방출형 디스플레이의 취약점들을 개선하기 위해서 카본 나노튜브를 전계 방출을 위한 에미터로 이용하려는 시도가 많이 연구되고 있다.

도 2는 전형적인 카본 나노튜브 형태의 전계 방출형 디스플레이를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 부를 확대 도시한 단면도이다. 도 4는 후막으로 카본 나노튜브 막을 형성하였을 때 카본 나노튜브의 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 도 1에 제시된 바와 같은 팁(40)을 카본 나노튜브(41)로 대체하여 카본 나노튜브 형태의 전계 방출형 디스플레이를 구현할 수 있다.

이와 같이 카본 나노튜브(41)를 에미터로 이용할 경우, 카본 나노튜브(41)를 일정한 매질, 예컨대, 캐소드(30) 상에 세우는 방안이 주로 연구되고 있다.

카본 나노튜브(41)를 포함하는 카본 나노튜브(41) 막은 주로 후막법을 이용하여 형성하고 있다. 후막 법으로 형성된 카본 나노튜브(41) 막에 있어서 카본 나노튜브(41)만 있는 경우는 주사 전자 현미경으로 막의 형상을 관찰 해보면 도 4에 도시된 바와 같이 카본 나노튜브(41)가 모두 누워 있는 형상을 하고 있는 것으로 관측된다. 따라서, 후막법으로 카본 나노튜브(41) 막을 형성한 후 카본 나노튜브(41)들의 끝단이 직립하거나 적어도 비스듬히 세워지게 하기 위한 표면 처리가 수행되고 있다.

표면 처리는 모양을 형성한 막을 열처리 공정을 거친 후 행하여지게 된다. 그런데, 이제까지의 카본 나노튜브(41) 막은 열처리 후의 막의 강도 또는 부착력이 아주 약한 경향을 가져 표면 처리 방법의 제한과 과도한 탈락이 발생하게 된다. 즉, 표면 처리에 따라 카본 나노튜브(41)가 캐소드(30)에서 떨어져 나가는 현상이 빈번하게 발생하게 된다. 또한, 카본 나노튜브(41) 막의 부착력이 약하여 인가하는 전계에 의한 카본 나노튜브(41) 막의 탈락 현상이 발생되기도 하여 전자 방출 특성을 떨어뜨리는 문제가 발생될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 카본 나노튜브 막을 형성할 때 새로운 결합제(binder)를 사용하여 카본 나노튜브 막의 하부 막질에 대한 접착력을 향상시킬 수 있는 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 실리콘계 고분자를 사용하여 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법을 제시한다.

상기 제조 방법은 카본 나노튜브(carbon nanotubes) 분체 및 실리콘계 고분자를 혼합하여 페이스트(paste)를 제조하는 단계와, 캐소드(cathode)를 도입하는 단계와, 상기 캐소드 상에 상기 페이스트를 도포하여 카본 나노튜브 막을 형성하는 단계와, 상기 도포된 페이스트에 혼합된 상기 실리콘계 고분자가 상기 카본 나노튜브를 상기 캐소드 상에 결착시키도록 상기 카본 나노튜브 막을 열처리하여 상기 실리콘계 고분자를 경화시키는 단계, 및 상기 카본 나노튜브 막을 표면 처리하여 상기 카본 나노튜브의 끝단이 표면 바깥으로 드러나게 유도하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 실리콘계 고분자는 메틸 페닐 실리콘 수지(methyl phenyl silicon resin)일 수 있다.

상기 페이스트를 제조하는 단계는 상기 페이스트에 점도의 유지를 위하여 첨가제로 알파터피네올을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 페이스트를 도포하여 카본 나노튜브 막을 형성하는 단계는 인쇄법으로 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, 카본 나노튜브 막의 하부 막질에 대한 접착력을 향상시킬 수 있으며, 카본 나노튜브 막이 보다 증가된 강도를 가지도록 할 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예들의 기재를 통해서 상세히 설명한다. 그러나, 기술되는 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층 또는 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다.

이하, 첨부하는 도면들을 참조하며 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에서는 카본 나노튜브를 에미터로 이용하기 위해서 카본 나노튜브를 포함하는 카본 나노튜브 막을 형성할 때, 카본 나노튜브를 잡아주는 역할을 하는 결합제(binder)를 실리콘계 고분자로 사용하는 바를 제시한다.

현재, 카본 나노튜브는 전자를 발생 및 방출시키기 위한 문턱 전압이 매우 낮게 구현할 수 있어, 디스플레이 및 발광 소자에 응용하기 위해서 많은 연구가 시도되고 있다. 특히, 카본 나노튜브를 브라운관 또는 전계 방출형 디스플레이 소자의 전자 발생 장치인 캐소드에 에미터로서 응용하기 위한 연구가 심도있게 진행되고 있다.

카본 나노튜브를 캐소드에 이용하기 위해서, 캐소드로 이용될 매질 상에 이러한 카본 나노튜브를 결착 또는 성장시키고 있다. 즉, 카본 나노튜브를 분말로서 사용하는 방법과 진공 쳄버(chamber)에서 캐소드 상에 곧 바로 성장시키는 방법이 있다. 진공 쳄버에서 성장시키는 방법은 비용이 많이 발생하는 취약점이 있는 것으로 알려져 있다. 반면에, 분말을 이용하여 후막으로 모양을 형성하는 방법은 비용과 공정의 간편한 장점들을 가지고 있다.

후막으로 모양을 형성하는 방법으로 고분자 수지(polymer resin)를 이용한 인쇄법과 감광성 수지를 이용하는 방법을 사용할 수 있다. 인쇄법은 공정의 간편 성과 결합제로 이용되는 고분자 수지 선택에 다양성을 구현할 수 있다. 이에 반해, 감광성 수지를 이용하는 경우는 감광성 수지의 제한과 현탁액의 제조과정에서 카본 나노튜브들의 균일한 분산에 어려움이 있다. 본 발명의 실시예에서는 감광성 수지를 이용하는 경우의 어려움을 극복하기 위해서 인쇄법을 이용하여 카본 나노튜브가 분산된 결합제 용액을 이용하는 카본 나노튜브 막을 형성하는 바를 제시한다.

카본 나노튜브가 전계 방출용 에미터로 이용될 때, 카본 나노튜브는 상대적으로 낮은 전압에서 전자를 방출하고 우수한 전기 특성을 구현하기 위해서 카본 나노튜브가 하부 매질, 예컨대, 캐소드의 표면에 누워있으면 안되고 똑바로 혹은 비스듬히 일어서 있어야 한다. 이는 카본 나노튜브의 끝단에서 전자가 쉽게 튀어나올 수 있도록 하기 위해서이다.

실질적으로 카본 나노튜브를 입자 수준에서 자세히 관찰해보면, 카본 나노튜브의 입자의 모양이 폭이 대략 30㎚ 이하이고 길이는 대략 수 ㎛에 다다르는 튜브 형상이다. 따라서, 카본 나노튜브들의 분체를 이용하여 막을 형성하여 주사 전자 현미경 등으로 관찰하여 보면, 카본 나노튜브의 입자가 기판인 유리 면과 평행하게 누워있는 것을 관찰 할 수 있다. 카본 나노튜브들 중 누워 있는 것이 많으면 방출되는 전류의 밀도가 낮아지고 또한 전자를 방출시키기 위한 전압은 높아지게 된다. 따라서, 카본 나노튜브 막에서 카본 나노튜브가 기판 면에 대해서 세운 상태를 가지도록 하여 카본 나노튜브에서 방출되는 전류 밀도를 높이기 위해서, 일반적으로 카본 나노튜브 막을 후막법 등으로 형성한 후 카본 나노튜브 막의 표면에 대해서 다양한 방법들로 표면 처리를 수행하고 있다.

이러한 표면 처리 과정 중에 카본 나노튜브 막이 하부 매질에서 떨어지는 현상이 빈번하게 발생할 수 있는 데, 본 발명의 실시예에서는 새로운 결합제로 실리콘계 고분자를 도입하여 형성되는 카본 나노튜브 막의 부착력 또는 접착력을 증가시키는 방안을 제시한다.

스크린 인쇄법 등으로 형성된 카본 나노튜브 막의 표면 처리는 모양을 형성한 카본 나노튜브 막을 열처리한 후 행하여지게 된다. 열처리는 카본 나노튜브 막을 구성하는 결합제로 이용된 실리콘계 고분자를 경화시키는 과정이다. 이제까지의 결합제들을 이용하여 카본 나노튜브 막을 구성한 후 열처리를 통해서 구현되는 막은 막의 강도 또는 부착력이 아주 약한 경향을 가져 표면 처리 방법의 제한과 과도한 막의 탈락이 빈번하게 발생하고 있다.

본 발명의 실시예에서 제시하는 실리콘계 고분자는 열처리를 통해서 매우 강한 실리콘을 중심으로 하는 결합을 구현하게 되므로, 카본 나노튜브 막의 강도 및 결합력 또는 부착력 및 접착력이 매우 강한 특성을 나타낸다. 이에 따라, 후속되는 표면 처리 시에 카본 나노튜브 막이 탈락하는 현상이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 전계 방출을 위해서 카본 나노튜브 막에 강한 전계가 인가될 때, 카본 나노튜브 막이 탈락되는 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 공정 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법에 의해서 형성된 카본 나노튜브 에미터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 카본 나노튜브 에미터를 제조하기 위해서 어떤 특정한 매질의 하부 막 상에 카본 나노튜브 막을 형성한다. 이때, 카본 나노튜브 막은 다양한 방법으로 형성될 수 있으나, 페이스트(paste)를 사용하는 스크린 인쇄법으로 형성되는 경우를 예로 들어 상세히 설명한다.

카본 나노튜브 막을 스크린 인쇄법으로 형성하기 위해서, 카본 나노튜브와 실리콘계 고분자를 혼합하여 인쇄에 사용될 페이스트(paste)를 먼저 제조한다(도 5의 501). 카본 나노튜브는 분체로 제조된 것을 사용할 수 있다. 카본 나노튜브를 합성 제조하는 방법은 다양한 방법들이 개발되고 있다. 예를 들어, 아크(arc) 방전을 이용하여 카본 나노튜브 분체를 합성하거나 또는 화학적 기상 성장 등으로 성장된 카본 나노튜브를 분체화시킨 것들을 이용할 수 있다.

결합제로 이용되는 실리콘계 고분자는 실리콘 원소를 중심으로 하는 고분자 구조를 가지고 있다. 예를 들어, 실리콘계 고분자로 메틸 페닐 실리콘 수지(methyl phenyl silicon resin)를 이용할 수 있다.

이러한 분체의 카본 나노튜브들과 결합제인 실리콘계 고분자를 섞어 인쇄를 위한 페이스트를 제조한다. 이때, 실리콘계 고분자의 점도가 페이스트 제조에 보다 적합한 상태가 되도록 페이스트에 점도 조정용 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로는 알파터피네올(α-terpineol)을 이용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 점도 조정 이외의 다른 작용을 하는 다양한 첨가제들도 이러한 페이스트의 제조 시에 첨가될 수 있다.

이와 같이 카본 나노튜브 - 실리콘계 고분자 페이스트를 제조한 후, 이러한 페이스트를 이용하여 카본 나노튜브 막을 형성한다(도 5의 503). 이때, 카본 나노튜브 막(400)이 그 상에 형성될 하부 막으로 도 6에 제시된 바와 같이 캐소드(300)가 도입될 수 있다. 도 2에 제시된 바와 같은 전계 방출형 디스플레이에 본 발명의 실시예에서 설명되는 전계 방출용 카본 나노튜브 에미터가 이용되는 경우에, 카본 나노튜브 막(400)이 형성될 하부 막질로 캐소드(300)가 도입되게 된다. 캐소드(300)는 전계 방출형 디스플레이의 경우 유리 기판(100) 상에 형성된 상태일 수 있다.

스크린 인쇄법을 이용하여 이러한 캐소드(300) 상에 상기한 카본 나노튜브 - 실리콘계 고분자 페이스트를 인쇄 도포한다. 이때, 인쇄용 메쉬(mesh)로 스테인레스스틸 번호 325호 메쉬를 이용할 수 있다. 또한, 이러한 스크린 인쇄법은 인쇄를 통해서 도포와 함께 카본 나노튜브 막(400)에 모양을 부여할 수 있는 장점을 가진다. 즉, 인쇄된 카본 나노튜브 막(400)은 일정한 영역을 차지하는 모양으로 패터닝된 상태일 수 있다.

카본 나노튜브 막(400)을 인쇄한 후 열처리하여 페이스트의 실리콘계 고분자에 경화 반응을 일으켜 경화시킨다(도 5의 505). 열처리는 대략 400℃의 온도에서 진행할 수 있다. 이에 따라, 카본 나노튜브 막(400)은 경화되어 하부 막질, 예컨대, 캐소드(300)에 결착되게 된다. 도 6에 제시된 바와 같이, 실리콘계 고분자(도 6의 450), 예컨대, 메틸 페닐 실리콘 수지는 이러한 열처리에 의해서 실리콘 원소를 중심으로 가교(cross-liking)가 진행되어 실리사이드(silicide) 형상으로 경화되게 된다. 실리사이트 형상으로 경화된 실리콘계 고분자(450)는 카본 나노튜브(410)를 잡고 있어 막의 강도가 크게 향상되며, 카본 나노튜브(410)가 떨어지도록 허용하지 않고 전체 카본 나노튜브 막(400)의 강도를 유지하게 된다. 즉, 경화된 실리콘계 고분자(450)는 카본 나노튜브를 잡아 하부 막질인 캐소드(300)에 강하게 결착시키는 역할을 하게 된다. 이는 실리콘계 고분자(450)가 열처리에 의해서 실리사이드 형상의 고분자로 경화되었기 때문이다.

이와 같이 열처리된 카본 나노튜브 막(400)을 표면 처리하여 카본 나노튜브(410)가 끝단이 막(400)의 표면 바깥으로 드러나도록 유도한다(도 5의 507). 이러한 표면 처리 과정은 알려진 다양한 방법들로 진행될 수 있다. 예를 들어, 사포(sand paper)를 사용하여 표면을 문질러 카본 나노튜브(410)의 끝단을 노출시킬 수 있다.

이러한 표면 처리 과정은 상술한 바와 같이 카본 나노튜브 막(400)에 물리적인 힘을 가하는 경우가 다분하다. 그러나, 본 발명의 실시예에서와 같이 경화된 실리콘계 고분자(450)가 카본 나노튜브(410)를 고정하고 있는 경우, 카본 나노튜브 막(400)의 강도가 매우 높게 구현되므로, 이러한 표면 처리 과정에서 카본 나노튜브 막(400)이 탈락되어 캐소드(300)의 표면으로부터 떨어져 나가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이와 같은 과정을 통해서 도 6에 제시된 바와 같이 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터가 구성된다. 이러한 카본 나노튜브 에미터는 발광 소자의 전계 방출에 사용될 수 있고, 또한, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같은 전계 방출형 디스플레이 소자에 전계 방출용 에미터로 적용될 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 카본 나노튜브와 실리콘계 고분자를 혼합하여 인쇄를 위한 페이스트를 제조할 수 있다. 이러한 페이스트에 의한 인쇄된 카본 나노튜브 막을 열처리하면, 실리콘계 고분자가 실리사이드 형상으로 경화되며 카본 나노튜브를 하부 막질, 예컨대, 캐소드에 강하게 결착하게 되며 또한 전체 막의 강도가 크게 증가되게 된다. 이와 같이 카본 나노튜브 막의 강도를 매우 크게 증가시킬 수 있어, 이러한 카본 나노튜브 막을 표면 처리하는 과정에서 카본 나노튜브 막이 탈락되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 카본 나노튜브 막을 이용하여 전계 방출용 에미터를 제조하여 전계 방출 소자에 적용할 때, 카본 나노튜브에 강한 전계가 인가되어 카본 나노튜브가 탈락되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 팁(tip) 형태의 전계 방출형 디스플레이를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 전형적인 카본 나노튜브(carbon nanotubes) 형태의 전계 방출형 디스플레이를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2의 A 부를 확대 도시한 단면도이다.

도 4는 후막으로 카본 나노튜브 막을 형성하였을 때 카본 나노튜브의 상태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 공정 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 전계 방출을 위한 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법에 의해서 형성된 카본 나노튜브 에미터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

Claims (4)

1. 카본 나노튜브(carbon nanotubes) 분체 및 실리콘계 고분자를 혼합하여 페이스트(paste)를 제조하는 단계;

   캐소드(cathode)를 도입하는 단계;

   상기 캐소드 상에 상기 페이스트를 도포하여 카본 나노튜브 막을 형성하는 단계;

   상기 도포된 페이스트에 혼합된 상기 실리콘계 고분자가 상기 카본 나노튜브를 상기 캐소드 상에 결착시키도록 상기 카본 나노튜브 막을 열처리하여 상기 실리콘계 고분자를 경화시키는 단계; 및

   상기 카본 나노튜브 막을 표면 처리하여 상기 카본 나노튜브의 끝단이 표면 바깥으로 드러나게 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카본 나노튜브 에미터(emitter)를 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 실리콘계 고분자는

   메틸 페닐 실리콘 수지(methyl phenyl silicon resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 페이스트를 제조하는 단계는

   상기 페이스트에 점도의 유지를 위하여 첨가제로 알파터피네올을 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 페이스트를 도포하여 카본 나노튜브 막을 형성하는 단계는 인쇄법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 카본 나노튜브 에미터를 제조하는 방법.