KR100631879B1 - Method for manufacturing field emission emitter electrodes using nanosphere lithography - Google Patents

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KR100631879B1 KR1020040093874A KR20040093874A KR100631879B1 KR 100631879 B1 KR100631879 B1 KR 100631879B1 KR 1020040093874 A KR1020040093874 A KR 1020040093874A KR 20040093874 A KR20040093874 A KR 20040093874A KR 100631879 B1 KR100631879 B1 KR 100631879B1
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Abstract

나노스피어 리소그래피를 이용하여 탄소나노튜브 에미터 분포의 균일성을 높이고 탄소나노튜브 에미터의 밀도를 조절할 수 있는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법은, 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계와; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 금을 증착하여 상기 기판 상에 금 패턴을 형성하는 단계와; 상기 금 패턴 표면에 티올기를 형성하는 단계와; 상기 티올기가 형성된 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기 조립에 의해 결합하는 단계를 포함한다.Disclosed is a method of manufacturing a field emission emitter electrode that can increase the uniformity of carbon nanotube emitter distribution and control the density of the carbon nanotube emitter using nanosphere lithography. The method of manufacturing a field emission emitter electrode according to the present invention comprises the steps of arranging spherical nanoparticles on a substrate; Depositing gold using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a gold pattern on the substrate; Forming a thiol group on the gold pattern surface; Bonding carbon nanotubes to the gold patterned surface on which the thiol group is formed by self-assembly.

나노스피어 리소그래피, 탄소나노튜브, 전계방출 에미터, 폴리스티렌 비드Nanosphere Lithography, Carbon Nanotubes, Field Emission Emitters, Polystyrene Beads

Description

나노스피어 리소그래피를 이용한 전계방출 에미터 전극의 제조 방법{FABRICATION METHOD OF FIELD EMITTER ELECTRODE USING NANOSPHERE LITHOGRAPHY}Manufacturing method of field emission emitter electrode using nanosphere lithography {FABRICATION METHOD OF FIELD EMITTER ELECTRODE USING NANOSPHERE LITHOGRAPHY}

도 1a 및 도 1b는 종래의 탄소나노튜브-금속의 복합 도금법을 이용한 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a field emission emitter electrode using a conventional carbon nanotube-metal composite plating method.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.2 to 6 are views for explaining a method of manufacturing a field emission emitter electrode according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제조된 전계방출 에미터 전극의 개략적인 단면도이다.7 is a schematic cross-sectional view of a field emission emitter electrode made in accordance with another embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.8 and 9 are views for explaining a method of manufacturing a field emission emitter electrode according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101: 기판 104: 폴리스티렌 비드101: substrate 104: polystyrene beads

110, 110a, 110b: 금속 패턴 140, 160, 180: 탄소나노튜브110, 110a, 110b: metal patterns 140, 160, 180: carbon nanotubes

150, 185: 금속 도금층 170: 양극산화 알루미늄막 150, 185: metal plating layer 170: anodized aluminum film

175: 기공175: pore

본 발명은 전계방출 에미터 전극을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노스피어 리소그래피(Nanosphere Lithography)법을 이용하여 에미터 분포의 균일성을 향상시키고 에미터 밀도를 조절할 수 있는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a field emission emitter electrode, and more particularly, a field emission emitter capable of improving the uniformity of the emitter distribution and adjusting the emitter density using a nanosphere lithography method. It relates to a manufacturing method of the electrode electrode.

나노 과학의 발전에 따라 규칙적이고 미세한 입자들을 배열하는 방법에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 연구 경향을 반영하여, 바텀-톱(bottom-top) 방식에 의해 원하는 입자 배열이나 층 구조를 제조하는 방법이 개발되고 있다. 이런 방법 중에 하나로 나노스피어 리소그래피법이 있다. 나노스피어 리소그래피법에 따르면, 자연적으로 생성되는 2차원 박막을 이용하여 마이크로 미터 이하 크기의 구형 입자들의 연속된 배열을 형성한다. 이 연속된 배열의 구형 입자들은 증착 마스크로 사용될 수 있다.As nanoscience advances, much research is being conducted on how to arrange regular and fine particles. Reflecting this research trend, a method for producing a desired particle arrangement or layer structure by a bottom-top method has been developed. One such method is nanosphere lithography. According to the nanosphere lithography method, naturally occurring two-dimensional thin films are used to form a continuous array of spherical particles of sub-micrometer size. This continuous array of spherical particles can be used as a deposition mask.

1986년 Deckman은 평탄한 실리콘 기판 위에 지름이 약 0.8 ㎛인 구형 폴리스티렌(polystyren) 입자들을 스핀 코팅(spin coating)법으로 도포하여 최대 105 개 정도의 폴리스티렌 입자들이 단단히 배열된 벌집 구조를 갖는 2차원 단층 결정을 제조하였다고 보고한 바 있다. 이러한 "자연적 리소그래피(Natural Lithography)" 기법으로 형성된 단층 결정체를 증착 마스크로 사용하여 금속, 산화물 또는 유기 화합물들의 나노 크기의 패턴을 제조할 수 있다. Van Duyne과 공동 연구자들은 수백 나노 미터의 지름을 가진 폴리스티렌 구형 입자들을 운모와 유리 표면 상에 스 핀 코팅으로 도포하여 2차원 단층 및 이층 배열을 형성하고 이를 증착 마스크로 하여 은을 증착하였다. 그 다음에 증착 마스크를 제거하여 은 입자로 이루어진 패턴을 제조하였다. In 1986, Deckman applied spin-coating spherical polystyrene particles, about 0.8 μm in diameter, onto a flat silicon substrate to give a two-dimensional monolayer crystal with a honeycomb structure in which up to 105 polystyrene particles were firmly arranged. It was reported that was prepared. Monolayer crystals formed by this "natural lithography" technique can be used as deposition masks to produce nanoscale patterns of metals, oxides or organic compounds. Van Duyne and co-workers applied polystyrene spherical particles with diameters of several hundred nanometers with a spin coating on mica and glass surfaces to form two-dimensional monolayers and bilayer arrays, and deposited silver as a deposition mask. The deposition mask was then removed to form a pattern of silver particles.

구형의 폴리스티렌 입자외에도 구형의 실리콘 입자를 이용하여 패턴을 제조한 예가 보고되었으며, 단백질 분자를 이용하여 10 나노미터 정도 크기의 입자들의 배열을 제조한 예도 있다. 또한, 나노스피어 리소그래피법은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)용 박막 제조에 이용될 수도 있다. 이러한 나노스피어 리소그래피법은 다른 패턴 형성 방법에 비하여 공정이 간단하고 비용이 저렴하며 도포되는 물질에 거의 제약이 없는 장점을 가지고 있다. In addition to spherical polystyrene particles, an example of a pattern manufactured using spherical silicon particles has been reported, and an example of preparing an array of particles having a size of about 10 nanometers using protein molecules has been reported. In addition, the nanosphere lithography method may be used to manufacture a thin film for an organic light emitting diode. The nanosphere lithography method has advantages in that the process is simple, inexpensive, and hardly restricted to the applied material, compared to other pattern forming methods.

한편, 전계방출 표시장치(Field Emission Display; FED)는 진공에서의 전자 방출을 기반으로 한 광원으로서, 강한 전계에 의해 전자를 방출하는 미세한 팁 또는 에미터를 구비한다. 이 방출된 전자들은 진공 중에서 형광체 스크린으로 가속되어 형광체를 여기시킴으로써 빛을 발한다. 전계방출 표시장치의 성능은 전자를 방출하는 이미터 전극에 의해 크게 좌우된다. 최근에 우수한 전계방출 특성을 갖는 에미터 재료로 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)가 사용되고 있다. 대표적인 탄소나노튜브 에미터 전극 제조 방법으로는 통상의 프린팅 방법, 전기영동을 이용하여 전극 상에 CNT를 부착하는 방법, 및 CNT가 분산된 도금액을 사용하여 음전극 상에 금속 도금층과 함께 CNT를 부착시키는 방법등이 있다.On the other hand, a field emission display (FED) is a light source based on electron emission in a vacuum, and has a fine tip or emitter that emits electrons by a strong electric field. These emitted electrons are accelerated to the phosphor screen in a vacuum to emit light by exciting the phosphor. The performance of the field emission display is largely dependent on the emitter electrode that emits electrons. Recently, carbon nanotubes (CNTs) have been used as emitter materials having excellent field emission characteristics. Representative carbon nanotube emitter electrode manufacturing methods include a conventional printing method, a method of attaching CNT on the electrode using electrophoresis, and attaching the CNT together with the metal plating layer on the negative electrode using a plating solution in which CNT is dispersed. There are ways.

도 1은 종래의 CNT-금속의 복합 도금법을 이용한 전계방출 에미터 전극의 제 조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 1a를 참조하면, 먼저, 지지 기판(11) 상에 금속층(12)을 형성하여 도금될 기판을 준비한다. 이 금속층(12)은 라인 형태로 패터닝된 것일 수도 있다. 그 후, CNT가 분산되어 있는 도금액 내에 상기 기판을 침지하여 무전해 도금 등의 방법으로 상기 금속층(14) 상에 금속 도금층(14)을 형성한다. 이 때, 금속층(12) 상에는 금속 도금층(14)과 함께 CNT(16)가 부착된다. 이에 따라, CNT가 배열되어 있는 전계방출 에미터 전극이 제조된다. 그러나, 이러한 종래의 CNT-금속의 복합 도금을 이용한 에미터 전극의 제조 방법에 따르면, CNT 에미터가 금속층(12) 상에 균일하게 분포되지 못하여, CNT 에미터의 밀도가 불균일하게 된다. 이것은 전계방출 효율을 저하시키고 전계방출 표시장치의 수명을 악화시키는 요인이 된다. 또한, 종래의 방법에 따르면, 에미터 밀도를 원하는 값으로 조절하기가 어렵다.1 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a field emission emitter electrode using a conventional CNT-metal composite plating method. Referring to FIG. 1A, first, a metal layer 12 is formed on a support substrate 11 to prepare a substrate to be plated. The metal layer 12 may be patterned in a line form. Thereafter, the substrate is immersed in a plating solution in which CNTs are dispersed to form a metal plating layer 14 on the metal layer 14 by a method such as electroless plating. At this time, the CNT 16 is attached to the metal layer 12 together with the metal plating layer 14. Thus, a field emission emitter electrode in which CNTs are arranged is produced. However, according to the conventional method of manufacturing the emitter electrode using the composite plating of CNT-metal, the CNT emitter is not uniformly distributed on the metal layer 12, resulting in uneven density of the CNT emitter. This lowers the field emission efficiency and causes a deterioration of the lifetime of the field emission display device. In addition, according to the conventional method, it is difficult to adjust the emitter density to a desired value.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 나노스피어 리소그래피법을 이용하여 고효율의 전계방출을 구현할 수 있고, 전체적으로 에미터 분포의 균일성을 높일 수 있으며, 에미터 밀도를 조절할 수 있는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to implement a high-efficiency field emission using the nanosphere lithography method, to improve the uniformity of the emitter distribution as a whole, the emitter density can be adjusted It is to provide a method for producing a field emission emitter electrode.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법은, 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계와; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 금(Au)을 증착하여 상기 기판 상에 금 패턴을 형성하는 단계와; 상기 금 패턴 표면에 티올기(thiol-group)를 형성하는 단계와; 상기 티올기가 형성된 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기 조립(self-assemble)에 의해 결합하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 구형 나노입자는 폴리스티렌 비드(polystyrene bead) 입자이다.In order to achieve the above technical problem, a method of manufacturing a field emission emitter electrode according to an aspect of the present invention comprises the steps of arranging spherical nanoparticles on a substrate; Depositing gold (Au) using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a gold pattern on the substrate; Forming a thiol group on the surface of the gold pattern; Bonding the carbon nanotubes to the gold patterned surface on which the thiol group is formed by self-assembly. Preferably, the spherical nanoparticles are polystyrene bead particles.

상기 본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기 조립에 의해 결합하는 단계는, 탄소나노튜브에 카르복실기를 형성시키는 단계와; 상기 카르복실기가 형성된 탄소나노튜브를 NH2(CH2)2SH 로 처리하는 단계와; 상기 티올기가 형성된 금 패턴에 NH2(CH2)2SH 로 처리된 상기 탄소나노튜브를 제공하여 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브들을 수직으로 배열하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 수직으로 배열하는 단계에서 상기 금 패턴에 커플링제(coupling reagent)를 제공할 수 있다. 상기 커플링제로는 DCC(dicyclohexylcarbodiimide), 염화옥살산(oxalic acid chloride) 또는 EDC(1-[3-(dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide hydrochloride)를 사용할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the step of bonding the carbon nanotubes by self-assembly on the gold pattern surface, forming a carboxyl group on the carbon nanotubes; Treating the carboxyl group-formed carbon nanotubes with NH 2 (CH 2 ) 2 SH; And providing carbon nanotubes treated with NH 2 (CH 2 ) 2 SH on the gold pattern on which the thiol group is formed, and arranging the carbon nanotubes vertically on the gold pattern surface. In this case, in the step of arranging carbon nanotubes vertically on the surface of the gold pattern, a coupling reagent may be provided on the gold pattern. As the coupling agent, dicyclohexylcarbodiimide (DCC), oxalic acid chloride, or EDC (1- [3- (dimethylamino) propyl] -3-ethylcarbodiimide hydrochloride) may be used.

또한, 상기 금 패턴에 티올기를 형성하는 단계는, 상기 금 패턴이 형성되어 있는 상기 기판을 11-메르캡토-1-언디캐놀(11-mercapto-1-undecanol) 용액 또는 11-메르캡토언디캐노익 애시드(11-mercaptoundecanoic acid)의 알코올 용액에 침지하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브에 카르복실기를 형성시키는 단계는, 탄소나노튜브를 질산과 황산의 혼합 용액에 넣고 초음파를 가해주는 단계 를 포함할 수 있다.In addition, the step of forming a thiol group in the gold pattern, the 11-mercapto-1-undecanol (11-mercapto-1-undecanol) solution or 11-mercaptoundi canoic to the substrate on which the gold pattern is formed It may include immersing in an alcohol solution of acid (11-mercaptoundecanoic acid). In addition, the step of forming a carboxyl group on the carbon nanotubes may include the step of applying ultrasonic waves to the carbon nanotubes in a mixed solution of nitric acid and sulfuric acid.

본 발명의 다른 양태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법은, 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계와; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 상기 기판 상에 니켈(Ni)을 증착하여 니켈 패턴을 형성하는 단계와; 전기도금 또는 전기영동을 이용하여 상기 니켈 패턴 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계를 포함한다. 이 경우, 바람직하게는 상기 구형 나노입자는 폴리스티렌 비드 입자이다. 상기 니켈 패턴 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계는, 상기 니켈 패턴 상에 니켈-탄소나노튜브 복합 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a field emission emitter electrode, comprising: arranging spherical nanoparticles on a substrate; Depositing nickel (Ni) on the substrate using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a nickel pattern; Attaching carbon nanotubes on the nickel pattern using electroplating or electrophoresis to form an emitter of carbon nanotubes. In this case, preferably the spherical nanoparticles are polystyrene bead particles. Forming the carbon nanotube emitter by attaching carbon nanotubes on the nickel pattern may include forming a nickel-carbon nanotube composite plating layer on the nickel pattern.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법은, 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계와; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 알루미늄(Al)을 증착하여 알루미늄 패턴을 형성하는 단계와; 상기 알루미늄 패턴에 대해 양극산화를 실시하여 상기 알루미늄 패턴 상에 양극산화 알루미늄(Anodized Aluminium Oxide; AAO)막을 형성하는 단계와; 전기도금 또는 전기영동을 이용하여 상기 AAO막 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계를 포함한다. 이 경우, 바람직하게는 상기 구형 나노입자는 폴리스티렌 비드 입자이다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a field emission emitter electrode, comprising: arranging spherical nanoparticles on a substrate; Depositing aluminum (Al) using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form an aluminum pattern; Anodizing the aluminum pattern to form an anodized aluminum oxide (AOO) film on the aluminum pattern; Attaching carbon nanotubes on the AAO film using electroplating or electrophoresis to form an emitter of carbon nanotubes. In this case, preferably the spherical nanoparticles are polystyrene bead particles.

상기 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 AAO막을 형성하는 단계는, 상 기 알루미늄 패턴에 대해 양극산화를 실시하는 단계와, 상기 양극산화된 알루미늄 패턴을 인산 용액으로 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 AAO막 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계는, 상기 AAO막에 형성된 기공에 니켈-탄소나노튜브 복합 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the forming of the AAO film may include anodizing the aluminum pattern, and etching the anodized aluminum pattern with a phosphoric acid solution. . In addition, attaching carbon nanotubes on the AAO film to form an emitter made of carbon nanotubes may include forming a nickel-carbon nanotube composite plating layer in pores formed in the AAO film. .

본 발명은, 에미터 분포의 균일성을 향상시킬 수 있고 에미터의 밀도를 용이하게 제어할 수 있는 방안을 제공해준다. 이를 위해서, 나노스피어 리소그래피법을 이용하여 기판 상에 균일하게 분포된 금속 패턴을 형성한 후에 이 금속 패턴 상에 탄소나노튜브 에미터를 형성한다. 금속 패턴의 균일성이 매우 높기 때문에 에미터의 균일성도 매우 높아지게 된다. 또한, 적절한 크기의 구형 나노입자를 선택함으로써 원하는 금속 패턴 밀도를 얻을 수 있고, 이에 따라 탄소나노튜브의 밀도도 용이하게 제어할 수 있게 된다.The present invention provides a way to improve the uniformity of the emitter distribution and to easily control the emitter density. To this end, a nanosphere lithography method is used to form a uniformly distributed metal pattern on the substrate, and then a carbon nanotube emitter is formed on the metal pattern. Since the uniformity of the metal pattern is very high, the uniformity of the emitter is also very high. In addition, by selecting the spherical nanoparticles of the appropriate size it is possible to obtain the desired metal pattern density, thereby easily controlling the density of the carbon nanotubes.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 2 내지 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이 실시형태에서는 나노스피어 리소그래피에 의해 금(Au) 패턴을 형성한 후 금-탄소나노튜브 간의 자기 조립법에 의해 탄소나노튜브 에미터를 기판 상에 형성한다.2 to 6 are views for explaining a method of manufacturing a field emission emitter electrode according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, after the gold (Au) pattern is formed by nanosphere lithography, a carbon nanotube emitter is formed on the substrate by self-assembly between gold and carbon nanotubes.

먼저, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 기판(101) 상에 폴리스티렌 비드 입자로 된 구형의 나노입자(104)를 고르게 도포하여 폴리스티렌 비드(104)의 단층막을 형성한다. 도 2b는 도 2a의 평면도를 나타낸다. 필요에 따라서는 기판(101) 상에 상기 폴리스티렌 비드(104)의 다층막을 형성할 수도 있다. 이 폴리스티렌 비드(104) 입자는 수십에서 수백 나노미터(nm)의 직경을 가질 수 있다. 폴리스티렌 비드의 직경은 원하는 에미터 분포 밀도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 상기 기판(101)은 유리 기판과 그 위에 형성된 ITO층으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 기판(101)은 단순히 유리 재질로만 이루어질 수도 있다. First, referring to FIGS. 2A and 2B, a single layer film of polystyrene beads 104 is formed by uniformly applying spherical nanoparticles 104 made of polystyrene bead particles onto a substrate 101. FIG. 2B shows the top view of FIG. 2A. If necessary, a multilayer film of the polystyrene beads 104 may be formed on the substrate 101. The polystyrene beads 104 particles may have diameters of tens to hundreds of nanometers (nm). The diameter of the polystyrene beads may be appropriately selected depending on the desired emitter distribution density. In addition, the substrate 101 is preferably made of a glass substrate and an ITO layer formed thereon. The substrate 101 may be simply made of a glass material.

기판(101) 상에 폴리스티렌 비드(104)를 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅을 이용하는 방법 또는 손으로 직접 얇게 도포하는 방법 등이 있다. 이 때 가능하면 결함(defect)가 적게 생기도록 균일하게 도포하는 것이 중요한다. 또한, 폴리스티렌 비드(104)를 잘 패킹(packing)하여야 한다. 폴리스티렌 비드(104)를 양호하게 패킹하기 위해서는, 스핀 코팅법에 의해 폴리스티렌 비드(104)를 도포하는 것이 바람직하다. 그 외에도, 기판(101) 상에 도포된 폴리스티렌 비드(104)를 기울여서 서스펜션의 용매를 증발시키고 한 쪽으로 비드를 밀어서 패킹시키는 방법, 스포이드로 폴리스티렌 비드(104)의 서스펜션을 떨어뜨려서 표면 장력과 비드의 상호작용으 로 패킹시키는 방법 등이 있다.As a method of applying the polystyrene beads 104 to the substrate 101, there is a method using spin coating or a method of applying a thin layer directly by hand. At this time, it is important to apply the coating uniformly so as to have as few defects as possible. In addition, the polystyrene beads 104 should be well packed. In order to satisfactorily pack the polystyrene beads 104, it is preferable to apply the polystyrene beads 104 by a spin coating method. In addition, the method of evaporating the solvent of the suspension by tilting the polystyrene beads 104 applied on the substrate 101 and packing them by pushing the beads to one side, by dropping the suspension of the polystyrene beads 104 with the dropper, Interactive packing.

다음으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 폴리스티렌 비드(104)를 증착 마스크로 하여 기판(101) 상에 금(Au)을 증착한다. 이에 따라, 도 3b에 도시된 바와 같이, 폴리스티렌 비드(104) 입자들 사이의 공간을 통해 금 패턴(110)이 기판(101) 상에 형성된다. 3A and 3B, gold (Au) is deposited on the substrate 101 using the polystyrene beads 104 as a deposition mask. Accordingly, as shown in FIG. 3B, a gold pattern 110 is formed on the substrate 101 through the space between the particles of the polystyrene beads 104.

다음으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 산 또는 염기 용액을 이용하여 상기 폴리스티렌 비드(104)를 완전히 제거한다. 이와 같이 폴리스티렌 비드(104)를 완전히 제거하게 되면, 기판(101) 상에는 도 4b에 도시된 바와 같은 매우 균일하고 규칙적으로 분포된 금 패턴(110)이 나타나게 된다. 금 패턴(110)에 의해 노출된 기판(101) 부분은 ITO층에 해당된다. 이 때 형성되는 금 패턴(110)의 간격 또는 분포 밀도는 상기 폴리스티렌 비드(104) 입자의 크기에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 500nm 직경의 폴리스티렌 비드(104)를 사용할 경우, 금 패턴(110)들 간의 간격은 약 280nm 정도가 되고 삼각형 모양을 이루는 하나의 금 패턴(110)의 크기는 약 100nm 정도가 된다. 따라서, 나노스피어 리소그래피에 사용되는 폴리스티렌 비드(104) 입자의 크기를 적절히 조절함으로써, 금 패턴(110)의 분포 밀도를 적절히 제어할 수 있다.Next, referring to FIGS. 4A and 4B, the polystyrene beads 104 are completely removed using an acid or base solution. As such, when the polystyrene beads 104 are completely removed, a very uniform and regularly distributed gold pattern 110 as shown in FIG. 4B appears on the substrate 101. The portion of the substrate 101 exposed by the gold pattern 110 corresponds to the ITO layer. The spacing or distribution density of the gold pattern 110 formed at this time will vary depending on the size of the polystyrene beads 104 particles. For example, when using 500 nm diameter polystyrene beads 104, the spacing between the gold patterns 110 is about 280 nm and the size of one gold pattern 110 forming a triangle is about 100 nm. Thus, by appropriately adjusting the size of the particles of polystyrene beads 104 used in nanosphere lithography, the distribution density of the gold pattern 110 can be appropriately controlled.

다음으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 금-티올 자기 조립 반응(Au-thiol self assemble reaction)을 이용하여 상기 금 패턴(110) 표면에 탄소나노튜브(140)들을 수직으로 배열한다. 도 5b는 도 5a에서 금 패턴(110)과 탄소나노튜브(140) 간의 결합 부위를 확대하여 도시한 도면이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 금 패턴(110)과 탄소나노튜브(140)는 -CONH(CH2)2S- 로 연결되어 있다. 상기 금-티올 자기 조립 반응의 자세한 과정은 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다.Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the carbon nanotubes 140 are vertically arranged on the surface of the gold pattern 110 using an Au-thiol self assemble reaction. . FIG. 5B is an enlarged view illustrating a bonding portion between the gold pattern 110 and the carbon nanotubes 140 in FIG. 5A. As shown in FIG. 5B, the gold pattern 110 and the carbon nanotubes 140 are connected to -CONH (CH 2 ) 2 S-. The detailed procedure of the gold-thiol self-assembly reaction is shown in Figures 6a and 6b.

도 6a 및 도 6b는 금-티올 자기 조립 반응에 의해 금 패턴(110) 표면에 탄소나노튜브(140)를 수직으로 결합시키는 과정을 설명한 도면이다. 먼저, 도 6a를 참조하면, 미리 단일벽 탄소나노튜브(Sigle Wall Nanotube; SWNT)(140)를 황산과 질산의 혼합용액에 넣고 약 8시간 동안 40℃의 온도에서 초음파를 가하여 상기 SWNT를 잘라준다. 상기 혼합용액은 황산과 질산을 예를 들어 3:1 정도의 부피비율로 혼합하여 제조될 수 있다. 이에 따라 상기 탄소나노튜브(140)가 잘라지면서 흑연층 끝에 카르복실기(-COOH)가 형성된다. 그 후, 상기 카르복실기가 형성된 탄소나노튜브를 NH2(CH2)2SH 로 처리한다. 이 때, DCC를 탄소나노튜브에 제공할 수 있다. 이에 따라 도 6a에 도시된 바와 같이, 탄소나노튜브에는 -CONH(CH2)2SH가 형성된다.6A and 6B illustrate a process of vertically coupling the carbon nanotubes 140 to the surface of the gold pattern 110 by a gold-thiol self-assembly reaction. First, referring to FIG. 6A, a single wall carbon nanotube (SWNT) 140 is previously placed in a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid, and the SWNT is cut by applying ultrasonic waves at a temperature of 40 ° C. for about 8 hours. . The mixed solution may be prepared by mixing sulfuric acid and nitric acid in a volume ratio of about 3: 1, for example. Accordingly, the carbon nanotubes 140 are cut off to form carboxyl groups (-COOH) at the end of the graphite layer. Thereafter, the carbon nanotubes on which the carboxyl group is formed are treated with NH 2 (CH 2 ) 2 SH. At this time, DCC can be provided to the carbon nanotubes. Accordingly, as shown in FIG. 6A, -CONH (CH 2 ) 2 SH is formed in the carbon nanotube.

한편, 상기 금 패턴(110)의 표면에는 티올기(-SH)를 형성한다. 즉, 금 패턴(110)이 형성되어 있는 상기 기판(101)을 11-메르캡토-1-언디캐놀(11-mercapto-1-undecanol) 용액 또는 11-메르캡토언디캐노익 애시드(11-mercaptoundecanoic acid)의 알코올 용액에 4 내지 12시간 동안 침지한다. 이에 따라 금 패턴(110)의 표면은 티올기를 갖게 된다. Meanwhile, a thiol group (-SH) is formed on the surface of the gold pattern 110. That is, 11-mercapto-1-undecanol solution or 11-mercapto-undecanol acid or 11-mercaptoundecanoic acid having the gold pattern 110 formed thereon. In an alcohol solution for 4-12 hours. Accordingly, the surface of the gold pattern 110 has a thiol group.

그 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 티올기가 형성된 표면(A)을 갖는 금 패턴(110)에, 상기 -CONH(CH2)2SH가 형성된 탄소나노튜브를 제공하여 상기 탄소나노튜브가 금 패턴(110)상에 결합되도록 한다. 이 때, 상기 금 패턴에 DCC(dicyclohexylcarbodiimide), 염화옥살산(oxalic acid chloride) 또는 EDC(1-[3-(dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide hydrochloride)등의 커플링제(coupling reagent)를 제공하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 금 패턴(110)의 표면에는 다수의 탄소나노튜브(140)가 수직으로 배열된다. 이와 같이 기판(101) 상에 형성된 금 패턴(110)에 탄소나노튜브(140)가 수직으로 배열됨으로써 이 기판(101)은 전계방출 소자의 에미터 전극으로 사용될 수 있게 된다. 수직으로 배열된 탄소나노튜브(140)는 이 에미터 전극의 에미터 역할을 하게 된다.Thereafter, as illustrated in FIG. 6B, the carbon nanotubes are formed by providing the carbon nanotubes on which the -CONH (CH 2 ) 2 SH is formed on the gold pattern 110 having the surface A on which thiol groups are formed. To be coupled on the pattern 110. At this time, to provide a coupling reagent (coupling reagent) such as DCC (dicyclohexylcarbodiimide), oxalic acid chloride or EDC (1- [3- (dimethylamino) propyl] -3-ethylcarbodiimide hydrochloride) to the gold pattern desirable. Accordingly, a plurality of carbon nanotubes 140 are vertically arranged on the surface of the gold pattern 110. As the carbon nanotubes 140 are vertically arranged on the gold pattern 110 formed on the substrate 101, the substrate 101 can be used as an emitter electrode of the field emission device. The vertically arranged carbon nanotubes 140 serve as emitters of the emitter electrode.

상기 실시형태에 따르면, 금 패턴(110)이 나노스피어 리소그래피법에 의해 형성되었기 때문에 상기 금 패턴(110)은 매우 균일하고 규칙적인 분포를 갖게 된다. 또한, 금 패턴(110) 형성에 사용되는 폴리스티렌 비드입자의 크기를 적절히 선택함으로써 금 패턴(110)의 분포 밀도를 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 금 패턴(110) 상에 수직으로 배열되는 탄소나노튜브 에미터의 전체적인 분포도 매우 균일하게 되고, 탄소나노튜브 에미터의 전체적인 분포 밀도도 용이하게 제어할 수 있게 된다. 결국 본 실시형태에 따라 제조된 에미터 전극은 표면 저항 및 접합 저항의 문제를 개선하여 고효율의 전계방출을 구현할 수 있게 된다.According to the above embodiment, since the gold pattern 110 is formed by the nanosphere lithography method, the gold pattern 110 has a very uniform and regular distribution. In addition, by appropriately selecting the size of the polystyrene bead particles used to form the gold pattern 110, the distribution density of the gold pattern 110 can be easily controlled. Therefore, the overall distribution of the carbon nanotube emitters arranged vertically on the gold pattern 110 is also very uniform, and the overall distribution density of the carbon nanotube emitters can be easily controlled. As a result, the emitter electrode manufactured according to the present embodiment can improve the problem of surface resistance and junction resistance to implement high-efficiency field emission.

다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 설명한다. 도 7은 상기 다른 실시형태에 따라 제조된 전계방출 에미터 전극의 단면 구조를 개략적으로 나타내고 있다. 도 7을 참조하면, 나노스피어 리소그래피법을 이용하여 형성된 니켈 패턴(110a)상에 금속 도금층(예컨대 니켈 도금층)(150) 이 형성되어 있고, 금속 도금층(150)에는 탄소나노튜브(160)가 부착되어 있다. 금속 도금층(150)에 부착된 탄소나노튜브(160)가 전계방출 소자의 에미터가 될 수 있다. 이러한 구조의 에미터 전극을 제조하기 위한 공정은 다음과 같다.Next, the manufacturing method of the field emission emitter electrode which concerns on other embodiment of this invention is demonstrated. 7 schematically shows a cross-sectional structure of a field emission emitter electrode prepared according to the other embodiment. Referring to FIG. 7, a metal plating layer (eg, a nickel plating layer) 150 is formed on a nickel pattern 110a formed by using nanosphere lithography, and carbon nanotubes 160 are attached to the metal plating layer 150. It is. The carbon nanotubes 160 attached to the metal plating layer 150 may be emitters of the field emission device. The process for manufacturing the emitter electrode of this structure is as follows.

먼저, 전술한 실시형태와 마찬가지로 기판(101) 상에 폴리스티렌 비드 입자를 규칙적으로 배열한 후, 이 비드 입자를 증착 마스크로 하여 니켈(Ni) 금속을 증착한다. 이 후, 비드 입자를 제거하면, 도 5의 금 패턴(110)과 유사한 형태를 갖는 니켈 패턴(110a)이 기판(101) 상에 나타난다. 이 때, 니켈 패턴(110a)의 크기(L) 또는 니켈 패턴들(110a) 간의 간격(D)은 폴리스티렌 비드의 크기를 적절히 선택함으로써 조절할 수 있다. 그 다음에, 상기 니켈 패턴(110a)에 대해 전기도금을 실시하여 금속-탄소나노튜브의 복합 도금층(150, 160)이 상기 니켈 패턴(150)상에 형성되도록 한다. 예를 들어, 탄소나노튜브가 분산되어 있는 니켈 도금액에 니켈 패턴(150)이 형성된 기판(101)을 침지하고 이 기판(101)을 음전극 기판으로 하여 전류를 흘려주면 니켈 패턴(150) 표면에 니켈 도금층(150)이 형성된다. 이 때, 니켈 도금층(150)과 함께 탄소나노튜브(160)도 도금되어 도 7에 도시된 바와 같이, 탄소나노튜브가 니켈 패턴(110a) 상에 배열된다. 이와 같이 배열된 탄소나노튜브(160)는 전계방출 소자의 에미터를 이루게 된다.First, polystyrene bead particles are regularly arranged on the substrate 101 as in the above-described embodiment, and then nickel (Ni) metal is deposited using the bead particles as a deposition mask. Thereafter, when the bead particles are removed, a nickel pattern 110a having a shape similar to that of the gold pattern 110 of FIG. 5 appears on the substrate 101. In this case, the size L of the nickel pattern 110a or the spacing D between the nickel patterns 110a may be adjusted by appropriately selecting the size of the polystyrene beads. Thereafter, electroplating is performed on the nickel pattern 110a so that the composite plating layers 150 and 160 of metal-carbon nanotubes are formed on the nickel pattern 150. For example, when a substrate 101 having a nickel pattern 150 is immersed in a nickel plating solution in which carbon nanotubes are dispersed, and a current is flowed using the substrate 101 as a negative electrode substrate, nickel is formed on the surface of the nickel pattern 150. The plating layer 150 is formed. At this time, the carbon nanotubes 160 are also plated together with the nickel plating layer 150 so that the carbon nanotubes are arranged on the nickel pattern 110a. The carbon nanotubes 160 arranged as described above form an emitter of the field emission device.

다른 방안으로서, 전기영동에 의해 상기 니켈 패턴(110a)에 탄소나노튜브를 배열시킬 수도 있다(미도시). 즉, 니켈 패턴(110a)이 형성된 기판(101)을 탄소나노튜브가 분산되어 있는 전해액에 침지한 후 상기 기판(101)을 음전극 기판으로 하여 전압을 인가한다. 이에 따라 전해액 내에 분산되어 있는 탄소나노튜브는 전기영동 에 의해 니켈 패턴(110a) 상에 부착된다. 이와 같이 전기영동에 의해 부착된 탄소나노튜브는 전계방출 소자의 에미터로 사용될 수 있다.Alternatively, carbon nanotubes may be arranged on the nickel pattern 110a by electrophoresis (not shown). That is, the substrate 101 on which the nickel pattern 110a is formed is immersed in an electrolyte in which carbon nanotubes are dispersed, and then voltage is applied using the substrate 101 as a negative electrode substrate. Accordingly, the carbon nanotubes dispersed in the electrolyte are deposited on the nickel pattern 110a by electrophoresis. The carbon nanotubes attached by electrophoresis may be used as emitters of the field emission device.

상기한 바와 같이 나노스피어 리소그래피에 의한 니켈 패턴(110a) 상에 전기도금 또는 전기영동을 이용하여 탄소나노튜브 에미터를 형성하는 경우에도, 전술한 금 티올-자기조립 반응을 이용하는 경우와 마찬가지로, 탄소나노튜브는 나노스피어 리소그래피에 의한 니켈 패턴(110a) 상에만 부착된다. 따라서, 본 실시형태에서도, 탄소나노튜브 에미터를 전체적으로 균일하게 분포시킬 수 있으며 그 분포 밀도를 용이하게 제어할 수 있게 된다.As described above, even when the carbon nanotube emitter is formed on the nickel pattern 110a by nanosphere lithography using electroplating or electrophoresis, the carbon thiol-self-assembly reaction described above is similar to carbon. The nanotubes are only attached onto the nickel pattern 110a by nanosphere lithography. Therefore, also in this embodiment, a carbon nanotube emitter can be distributed uniformly as a whole and the distribution density can be controlled easily.

다음으로, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전계방출 에미터 전극의 제조 방법을 설명한다. 이 실시형태에서는, 알루미늄의 양극산화를 이용하여 양극산화 알루미늄(Anodized Aluminium Oxide; AAO)막 패턴을 형성한 후에 전기도금 또는 전기영동을 이용하여 상기 AAO막 상에 탄소나노튜브를 부착시킨다.Next, the manufacturing method of the field emission emitter electrode which concerns on another embodiment of this invention is demonstrated. In this embodiment, after forming an anodized aluminum oxide (AAO) film pattern by using anodization of aluminum, carbon nanotubes are attached onto the AAO film by electroplating or electrophoresis.

구체적으로 설명하면, 먼저 폴리스티렌 비드를 이용하여 나노스피어 리소그래피를 행함으로써 기판 상에 알루미늄 패턴을 형성한다. 본 실시형태에서는 금(Au) 대신에 알루미늄(Al)을 증착하여 도 5에 도시된 금 패턴(110)과 유사한 형태를 갖는 알루미늄 패턴을 형성한다. 그 후, 상기 알루미늄 패턴을 양극산화(anodization)하여 Al 패턴 상에 다공성의 양극산화 알루미늄(Anodized Aluminium Oxide; AAO)막을 형성한다. 예를 들어, 알루미늄 패턴이 형성된 기판을 3중량%의 인산 용액에 침지하고 이 기판을 양극 기판으로 하여 50V의 전압을 가하여 0.5A 의 전류를 약 15분동안 흘려주어 알루미늄 패턴을 양극산화한다. 그 후, 상기 알루미늄 패턴을 5중량%의 인산으로 50℃에서 약 20분동안 에칭하면, 정렬된 기공을 갖는 AAO막이 알루미늄 패턴 상에 형성된다. 도 8은 이와 같이 형성된 다공성 AAO막을 나타내는 평면 사진이다.Specifically, first, aluminum spheres are formed on a substrate by performing nanosphere lithography using polystyrene beads. In this embodiment, aluminum (Al) is deposited instead of gold (Au) to form an aluminum pattern having a shape similar to that of the gold pattern 110 shown in FIG. 5. Thereafter, the aluminum pattern is anodized to form a porous Anodized Aluminum Oxide (AOA) film on the Al pattern. For example, an aluminum pattern is immersed in a 3% by weight phosphoric acid solution, and this substrate is used as an anode substrate to apply a voltage of 50V to flow a current of 0.5 A for about 15 minutes to anodize the aluminum pattern. Thereafter, the aluminum pattern is etched with 5% by weight of phosphoric acid at 50 ° C. for about 20 minutes to form an AAO film having aligned pores on the aluminum pattern. 8 is a planar photograph showing the porous AAO membrane thus formed.

다음으로, 전기도금을 이용하여 상기 다공성 AAO막에 탄소나노튜브를 부착한다. 예를 들어, 다공성 AAO막이 형성된 기판을 탄소나노튜브가 분산된 니켈 도금액에 침지하여 전기도금을 실시하면, AAO막 표면의 기공에 니켈-탄소나노튜브의 복합 도금층이 형성된다. 도 9는 니켈-탄소나노튜브의 복합 도금층(185, 180)이 형성된 알루미늄 패턴의 단면도를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 나노스피어 리소그래피에 의한 알루미늄 패턴(110b) 상에는 정렬된 기공(175)을 갖는 AAO막(170)이 형성되어 있고, 이 기공(175)에는 니켈 도금층(185) 및 탄소나노튜브(180)가 도금되어 있다. 이 탄소나노튜브(180)는 전계방출 소자의 에미터로 사용될 수 있다. 다른 방안으로서, 전기영동을 이용하여 상기 다공성 AAO막에 탄소나노튜브를 부착할 수도 있다.Next, carbon nanotubes are attached to the porous AAO membrane using electroplating. For example, when a substrate on which a porous AAO film is formed is immersed in a nickel plating solution in which carbon nanotubes are dispersed, electroplating is performed to form a composite plating layer of nickel-carbon nanotubes in pores on the surface of the AAO film. 9 is a cross-sectional view of an aluminum pattern on which composite plating layers 185 and 180 of nickel-carbon nanotubes are formed. Referring to FIG. 9, an AAO film 170 having aligned pores 175 is formed on the aluminum pattern 110b by nanosphere lithography, and the nickel plating layer 185 and carbon nanotubes are formed in the pores 175. 180 is plated. The carbon nanotubes 180 may be used as emitters of field emission devices. Alternatively, carbon nanotubes may be attached to the porous AAO membrane using electrophoresis.

이 실시예에서도, 전체적으로 균일한 분포를 나타내는 탄소나노튜브 에미터를 얻을 수 있고, 에미터의 분포 밀도를 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브 에미터가 주로 AAO막의 정렬된 기공 부위에 부착되기 때문에 탄소나노튜브 에미터의 균일성을 더 개선시킬 수 있다.Also in this embodiment, a carbon nanotube emitter exhibiting a uniform distribution as a whole can be obtained, and the distribution density of the emitter can be easily controlled. In addition, since the carbon nanotube emitter is mainly attached to the aligned pore portion of the AAO membrane, it is possible to further improve the uniformity of the carbon nanotube emitter.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 또한, 본 발명은 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be substituted, modified, and changed in various forms without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 나노스피어 리소그래피에 의해 형성된 금속 패턴을 이용하여 탄소나노튜브 에미터를 형성함으로써 에미터 분포의 균일성을 향상시킬 수 있고, 나노스피어 리소그래피에 사용된 구형 나노입자의 크기를 적절히 선택함으로써 탄소나노튜브 에미터의 밀도를 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 전계방출 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by forming a carbon nanotube emitter using a metal pattern formed by nanosphere lithography, the uniformity of the emitter distribution can be improved, and the spherical nanoparticles used in the nanosphere lithography By appropriately selecting the size, the density of the carbon nanotube emitter can be easily controlled. Therefore, the field emission efficiency can be greatly improved.

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계; Arranging spherical nanoparticles on the substrate; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 금을 증착하여 상기 기판 상에 금 패턴을 형성하는 단계; Depositing gold using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a gold pattern on the substrate; 상기 금 패턴 표면에 티올기를 형성하는 단계; 및Forming a thiol group on the gold pattern surface; And 상기 티올기가 형성된 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기 조립에 의해 결합하는 단계를 포함하되,Including the carbon nanotubes by self-assembly on the surface of the gold pattern formed thiol group, 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기조립에 의해 결합하는 단계는, 탄소나노튜브에 카르복실기를 형성시키는 단계와, 상기 카르복실기가 형성된 탄소나노튜브를 NH2(CH2)2SH 로 처리하는 단계와, 상기 티올기가 형성된 금 패턴에 NH2(CH2)2SH 로 처리된 상기 탄소나노튜브를 제공하여 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브들을 수직으로 배열하는 단계를 포함하고, Coupling the carbon nanotubes on the surface of the gold pattern by self-assembly, forming a carboxyl group on the carbon nanotubes, and treating the carbon nanotubes formed with the carboxyl group with NH 2 (CH 2 ) 2 SH and And arranging the carbon nanotubes vertically on the surface of the gold pattern by providing the carbon nanotubes treated with NH 2 (CH 2 ) 2 SH on the gold pattern on which the thiol group is formed. 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 수직으로 배열하는 단계에서 상기 금 패턴에 커플링제를 제공하고, Providing a coupling agent to the gold pattern in the step of arranging carbon nanotubes vertically on the gold pattern surface; 상기 커플링제는, DCC, 염화옥살산 또는 EDC인 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법.The coupling agent is a method of producing a field emission emitter electrode, characterized in that the DCC, oxalic acid chloride or EDC. 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계; Arranging spherical nanoparticles on the substrate; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 금을 증착하여 상기 기판 상에 금 패턴을 형성하는 단계; Depositing gold using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a gold pattern on the substrate; 상기 금 패턴 표면에 티올기를 형성하는 단계; 및Forming a thiol group on the gold pattern surface; And 상기 티올기가 형성된 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기 조립에 의해 결합하는 단계를 포함하되,Including the carbon nanotubes by self-assembly on the surface of the gold pattern formed thiol group, 상기 금 패턴에 티올기를 형성하는 단계는, 상기 금 패턴이 형성되어 있는 상기 기판을 11-메르캡토-1-언디캐놀 용액 또는 11-메르캡토언디캐노익 애시드의 알코올 용액에 침지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법.Forming a thiol group in the gold pattern, the step of immersing the substrate on which the gold pattern is formed in an alcohol solution of 11-mercapto-1-undicanol solution or 11-mercaptoundi cananoic acid A method for producing a field emission emitter electrode, characterized in that. 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계; Arranging spherical nanoparticles on the substrate; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 금을 증착하여 상기 기판 상에 금 패턴을 형성하는 단계; Depositing gold using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a gold pattern on the substrate; 상기 금 패턴 표면에 티올기를 형성하는 단계; 및Forming a thiol group on the gold pattern surface; And 상기 티올기가 형성된 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기 조립에 의해 결합하는 단계를 포함하되,Including the carbon nanotubes by self-assembly on the surface of the gold pattern formed thiol group, 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브를 자기조립에 의해 결합하는 단계는, 탄소나노튜브에 카르복실기를 형성시키는 단계와, 상기 카르복실기가 형성된 탄소나노튜브를 NH2(CH2)2SH 로 처리하는 단계와, 상기 티올기가 형성된 금 패턴에 NH2(CH2)2SH 로 처리된 상기 탄소나노튜브를 제공하여 상기 금 패턴 표면에 탄소나노튜브들을 수직으로 배열하는 단계를 포함하고, Coupling the carbon nanotubes on the surface of the gold pattern by self-assembly, forming a carboxyl group on the carbon nanotubes, and treating the carbon nanotubes formed with the carboxyl group with NH 2 (CH 2 ) 2 SH and And arranging the carbon nanotubes vertically on the surface of the gold pattern by providing the carbon nanotubes treated with NH 2 (CH 2 ) 2 SH on the gold pattern on which the thiol group is formed. 상기 탄소나노튜브에 카르복실기를 형성시키는 단계는, 상기 탄소나노튜브를 질산과 황산의 혼합 용액에 넣고 초음파를 가해주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법.Forming a carboxyl group on the carbon nanotubes, the carbon nanotubes in a mixed solution of nitric acid and sulfuric acid comprising the step of applying ultrasonic waves, characterized in that the manufacturing method of the field emission emitter electrode. 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계; Arranging spherical nanoparticles on the substrate; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 니켈을 증착하여 상기 기판 상에 니켈 패턴을 형성하는 단계; 및Depositing nickel using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form a nickel pattern on the substrate; And 전기도금 또는 전기영동을 이용하여 상기 니켈 패턴 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법.And attaching carbon nanotubes on the nickel pattern using electroplating or electrophoresis to form an emitter made of carbon nanotubes. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 구형 나노입자는 폴리스티렌 비드 입자인 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법. The spherical nanoparticles are polystyrene bead particles, characterized in that the manufacturing method of the field emission emitter electrode. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 니켈 패턴 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계는, 상기 니켈 패턴 상에 니켈-탄소나노튜브 복합 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법.Forming an emitter made of carbon nanotubes by attaching carbon nanotubes on the nickel pattern may include forming a nickel-carbon nanotube composite plating layer on the nickel pattern. Method for producing emitter electrode. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판 상에 구형 나노입자를 배열하는 단계; Arranging spherical nanoparticles on the substrate; 상기 구형 나노입자들을 증착 마스크로 하여 알루미늄을 증착하여 상기 기판 상에 알루미늄 패턴을 형성하는 단계; Depositing aluminum using the spherical nanoparticles as a deposition mask to form an aluminum pattern on the substrate; 상기 알루미늄 패턴에 대해 양극산화를 실시하여 상기 알루미늄 패턴 상에 양극산화 알루미늄막을 형성하는 단계; 및Anodizing the aluminum pattern to form an anodized aluminum film on the aluminum pattern; And 전기도금 또는 전기영동을 이용하여 상기 양극산화 알루미늄막 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계를 포함하되, Attaching carbon nanotubes on the anodized aluminum film using electroplating or electrophoresis to form an emitter of carbon nanotubes, 상기 양극산화 알루미늄막 상에 탄소나노튜브를 부착하여 상기 탄소나노튜브로 된 에미터를 형성하는 단계는, 상기 양극산화 알루미늄막에 형성된 기공에 니켈-탄소나노튜브 복합 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출 에미터 전극의 제조 방법.Attaching carbon nanotubes on the anodized aluminum film to form an emitter made of carbon nanotubes includes forming a nickel-carbon nanotube composite plating layer in pores formed in the anodized aluminum film. A method for producing a field emission emitter electrode, characterized in that.
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