KR20050106670A - Ｃｎｔ 전계방출소자의 제조방법 - Google Patents

Ｃｎｔ 전계방출소자의 제조방법 Download PDF

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KR20050106670A
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정태원
허정나
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Abstract

CNT 에미터 및 이를 이용하는 전자소자의 제조방법에 관해 개시된다. 제조방법은, 분말 상의 CNT를 제 1 기판에 부착한 후, 이의 표면에 금속을 증착하며, 이를 음전극의 표면에 압접한다. 압접 후 제 1 기판과 제 2 기판을 격리시켜 CNT를 1차 긴장시킴으로써 CNT를 기판에 수직으로 정렬시킨다. 이러한 방법은 CVD에 의하지 않고도 기판에 수직인 CNT 에미터를 제조할 수 있다. 또한 제조된 CNT 에미터는 전기적 특성이 우수하고 순도가 매우높다.

Description

ＣＮＴ 전계방출소자의 제조방법{Manufacturing method of carbon nano tube field emission device}
본 발명은 CNT 전계방출소자의 제조방법(manufacturing method of carbon nano tube field emission device)에 관한 것으로서, 특히 고온공정에 따른 소자에 대한 열적충격을 감소할 수 있는 전계방출소자의 제조방법에 관한 것이다.
카본나노튜브(CNT; Carbon Nanotube)는 전계방출 표시소자((FED; Field Emission Display), 액정 표시소자(LCD; Liquid Crystal Display)용 백라이트(backlight) 등의 전계방출원(Field Emitter)으로 최근에 널리 이용되고 있다. 이러한 카본나노튜브는 우수한 전자방출 특성, 화학적 및 기계적 내구성을 가지고 있으며, 현재에도 그 물성 및 응용성에 관한 연구가 계속 진행되고 있다.
전계방출원으로서 종래에는 몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 이루어진 마이크로 팁이 많이 사용되었다. 그러나, 마이크로 팁은 분위기 가스 및 불균일한 전계 등의 영향으로 그 수명이 단축되는 문제가 있다. 또한 낮은 전압에서 구동되기 위해서는 일함수(work function)의 감소가 요구되나 마이크로 팁은 일함수의 감소에 한계가 있다. CNT는 이러한 문제를 극복하기 위한 물질로서 높은 에스펙트 비(aspect ratio), 우수한 내구성, 높은 전도성을 가지며, 따라서 전계방출원으로서 선호된다.
CNT 에미터로부터 높은 전류밀도를 얻기 위해서는 CNT가 고르게 분포되고 그리고 기판으로 부터 수직으로 정렬되는 것이 필요하며, 특히 모든 CNT로 부터 전자방출이 가능하도록 기판(또는 음전극)과의 양호한 전기적 접촉이 요구된다.
CNT 에미터는 주로 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition)법에 의해 기판 상에 직접 성장된다. CNT 에미터 제조를 위한 다른 방법은 CNT와 수지를 혼합한 페이스트(paste)를 이용한다. CNT 페이스트를 이용한 에미터의 제조방법은 CVD 에 의한 방법에 비해 용이하고 비용면에서 저렴하기 때문에 선호된다.
미국특허 6,339,281에는 CNT 페이스트를 이용한 전계방출어레이 및 제조방법에 관해 개시되며, 미국특허 6,440,761호에는 성장법에 의해 얻어진 CNT를 이용하는 전계방출어레이 및 그 제조방법가 개시된다.
기판에 대한 직접적인 성장은 주로 CVD가 이용된다. CVD는 CNT의 순도를 높이기 위해 500℃ 이상의 고온에서 진행된다. 따라서 CVD 공정시, 기판 또는 기판 상의 구조물에 대한 열적 충격이 불가피하다. 한편, CVD 공정을 낮은 온도에서 실시하면 CNT의 순도가 떨어지므로 바람직하지 않다. 양질의 CNT를 얻기 위해 적용되는 CVD 장비는 고가이며 따라서 생산비용측면에서 불리하다.
CNT 페이스트는 스크린프린팅이나 포토리소그래피 등에 의해 기판(또는 음전극)에 도포되는데, 페이스트 물질 내에 각종 유기물 및 무기물이 함유되어 있기 때문에 순도 높은 CNT 전자방출원을 얻기 어렵다.
본 발명은 순도가 높고 양호한 전기적 특성을 가지는 CNT 에미터와 이를 이용하는 장치의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 제조공정이 용이하고 기판을 포함하는 다른 구성부품을 열적으로 보호할 수 있는 CNT 에미터와 이를 이용하는 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면,
분말 상의 CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계;
상기 제 1 기판 상의 CNT 위에 금속을 증착하여 상기 CNT에 의한 적층 표면에 제 1 금속막을 형성하는 단계;
별도의 제 2 기판의 표면에 제 2 금속막을 형성하는 단계;
상기 제 1 기판의 제 1 금속막과 상기 제 2 기판의 제 2 금속막을 밀착 가압하여 접합하는 단계;
상기 제 2 기판과 상기 제 1 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막과 제 2 금속막에 의해 제 2 기판에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
상기 제 2 기판과 제 1 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 제 1 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 유형에 따르면,
분말 상의 CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계;
별도의 제 2 기판의 표면에 제 2 금속막을 형성하는 단계;
상기 제 2 금속막 위에 상기 CNT와의 접착성을 가지는 제 1 금속막을 소정패턴으로 형성하는 단계;
상기 제 1 기판의 CNT를 상기 제 2 기판의 제 1 금속막에 밀착 가압하여 CNT를 상기 제 1 금속막에 접합하는 단계;
상기 제 2 기판과 상기 제 1 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막에 의해 제 2 기판에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
상기 제 2 기판과 제 1 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 제 1 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 전자소자의 제조방법에 따르면,
내면에 양전극이 형성되는 전면판과; 상기 전면판과 소정 거리를 유지하며 그 내면에 음전극이 형성되는 배면판과; 상기 음전극에 마련되는 CNT에 의한 전자방출원을 구비하는 전자소자의 제조방법에 있어서,
상기 배면판의 내면에 상기 음전극을 형성하는 단계;
상기 음전극에 대응하는 분말 상의 CNT를 별도의 스탬프 기판에 부착하는 단계;
상기 스탬프 기판 상에 부착된 CNT 위에 금속을 증착하여 상기 CNT에 제 1 금속막을 형성하는 단계;
상기 스탬프 기판의 제 1 금속막과 상기 배면판의 음전극를 밀착 가압하여 접합하는 단계;
상기 배면판과 상기 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막과 제 2 금속막에 의해 배면판의 음전극에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
상기 배면판과 상기 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 전자소자의 제조방법의 다른 유형에 따르면,
내면에 양전극이 형성되는 전면판과; 상기 전면판과 소정 거리를 유지하며 그 내면에 음전극이 형성되는 배면판과; 상기 음전극에 마련되는 CNT에 의한 전자방출원을 구비하는 전자소자의 제조방법에 있어서,
상기 배면판의 내면에 상기 음전극을 형성하는 단계;
상기 음전극 위에 상기 CNT 접합을 위한 금속성 본딩층을 형성하는 단계
상기 음전극에 대응하는 분말 상의 CNT를 별도의 스탬프 기판에 부착하는 단계;
상기 스탬프 기판의 CNT와 상기 배면판의 음전극 상에 형성된 금속성 본딩층에 밀착 가압하여 접합하는 단계;
상기 배면판과 상기 스탬프 기판을 1차 이격시켜 상기 제 1 금속막에 의해 배면판의 음전극에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계; 그리고
상기 배면판과 상기 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 스탬프 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 제조방법이 제공된다.
상기 본 발명의 구체적인 실시예는, CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계는: 상기 분말 상의 CNT를 액상 분산제에 혼합하는 단계; 분산제에 분산된 CNT를 상기 제 1 기판에 도포하는 단계; 그리고 상기 분산제를 제거하여 상기 CNT를 제 1 기판에 부착되게 하는 단계;를 포함한다. 상기 분산제는 유기성 용매, 예를 들어 에탄올을 이용한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 접합 단계에서 상기 제 2 금속막은 제2기판과 함께 소정온도로 가열됨으로써 열간 압접이 수행되며, 이를 통해 효과적인 제2기판에 대한 CNT 고정이 가능하게 된다.
본 발명에 따르면,
내면에 양전극이 형성되는 전면판과;
상기 전면판과 소정 거리를 유지하며 그 내면에 음전극이 형성되는 배면판과;
상기 음전극에 마련되는 CNT에 의한 전자방출원을 구비하는 전계방출소자의 제조방법에 있어서,
배면판의 내면에 음전극를 형성하는 단계;
분말 상의 CNT를 상기 음전극에 음전극에 대응하는 형태로 별도의 스탬프 기판에 부착하는 단계;
상기 스탬프 기판 상에 분산된 CNT 위에 금속을 증착하여 상기 CNT에 제 1 금속막을 형성하는 단계;
상기 스탬프 기판의 제 1 금속막과 상기 배면판의 음전극를 밀착 가압하여 접합하는 단계;
상기 배면판과 상기 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막과 제 2 금속막에 의해 배면판의 음전극에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
상기 배면판과 상기 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 CNT 에미터 제조방법이 제공된다.
상기 본 발명의 구체적인 실시예는, CNT를 제 1 기판 또는 스탬프 기판에 부착하는 단계는: 상기 분말 상의 CNT를 액상 분산제에 혼합하는 단계; 분산제에 분산된 CNT를 상기 제 1 기판 또는 스탬프 기판에 도포하는 단계; 그리고 상기 분산제를 제거하여 상기 CNT를 제 1 기판 또는 스탬프 기판에 부착되게 하는 단계;를 포함한다. 상기 분산제는 유기성 용매, 예를 들어 에탄올, 또는 물과 같은 무기 분산제를 이용한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 CNT 에미터의 제조방법 및 CNT를 에미터로 적용하는 전계방출소자의 제조방법의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 CNT를 포함한 전계방출소자가 편의상 과장되게 도시되었고 특히 필요에 따라 어느 한 요소가 다른 요소에 비해 크게 도시되었음을 밝힌다.
도 1a 내지 도 1e 는 본 발명에 따른 CNT 에미터의 제조방법의 한 실시예를 개념적으로 보이는 공정도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 CNT 분말을 유기용재된 분산액, 예를 들어 에탄올 또는 무기 분산제 예를 들어 물(2)에 혼합한 후 Si 또는 소다라임 유리기판 등의 제 1 기판(1)의 표면에 도포한다.
도 1b에 도시된 바와 같이 자연 또는 강제 건조에 의해 상기 분산액(2)을 제거하고 CNT 만이 제 1 기판(1)에 남도록 한다. 이때에 CNT 는 반데르발스력, 즉 분자력에 의해 기판에 흡착되어 있는 상태이다.
도 1c에 도시된 바와 같이 상기 CNT 표면 위에 본딩을 위한 Ag 등의 금속에 의한 제 1 금속막(3)을 소정 두께로 형성된다. 이때에 증착되는 금속량의 조절에 의해 CNT 에 의한 적층 상부측에만 금속층이 형성된다.
도 1d에 도시된 바와 같이 별도의 제 2 기판(4)을 준비한 후 이의 표면에 Ag, Cu 또는 Ti 등의 금속에 의한 제 2 금속막(5)을 형성한다. 여기에서 제 2 기판(4)은 실제 적용대상에 따라 특정 제품의 한 요소가 된다. 예를 들어 FED에 적용되는 경우 배면판에 해당되며, 이 경우 상기 제 2 금속막(5)은 FED 의 음전극에 해당된다. 따라서 이 단계에서 사용되는 FED의 배면판, 즉 본 실시예에서의 제 2 기판(4)은 FED 에서 요구하는 패턴의 음전극이 마련되어 있고, 경우에 따라서는 게이트 절연층 및 게이트 전극이 형성되어 있을 수 도 있고 없을 수 도 있다. 본 실시예에서는 게이트 절연층 및 게이트 전극이 형성되어 있든 되어 있지 않든 생략되어 있다.
도 1e에 도시된 바와 같이 상기 제 1 기판(1)을 뒤집어서 CNT 가 제 2 기판(4)의 상면을 향하도록 한 상태에서 상호 접촉시킨다. 이때에 제 2 기판(4)의 제 2 금속막(5)과 상기 제 1 기판(1)의 CNT는 상호 대응하며 접촉한다.
도 1f에 도시된 바와 같이 상기 제 2 기판(4)에 대해 제 1 기판(1)을 가압하여 CNT 위에 코팅된 제 1 금속막(3)과 제 2 기판(4)의 표면에 형성된 제 2 금속막(5)을 상호 압접한다. 가압에 더하여 상기 양 금속막(3, 5)에 열을 가함으로서 효과적인 접합이 가능한 열간압접이 이루어진다. 이러한 압접, 특히 열간압접에 의하면 결과적으로 제 1 금속층(3)이 마련되어 있는 CNT가 제 2 금속막(5)이 강하게 접합된 상태가 된다. 이때에 사용되는 가압장치는 일반적인 프레스 장치를 이용한다.
도 1g에 도시된 바와 같이 제 2 기판(4)에 대해 제 1 기판(1)을 수직으로 소정 간격을 두고 1차 이격시켜 이들 사이에 있는 CNT 를 긴장시켜 제 2 기판(4)에 대해 대해 수직이 되도록 정렬한다.
도 1h에 도시된 바와 같이 상기 제 2 기판(4)에 대해 제 1 기판(1)을 2 차로 더 이격시켜 분자력에 의해 제 1 기판(1)에 부착되어 있는 CNT를 제 1 기판(1)으로 부터 분리시킴으로써 도 1i에 도시된 바와 같이 제 2 기판(4)에 수직으로 정렬된 CNT 어레이, 즉 CNT 에미터를 얻게 된다.
도 2a는 도 1b에 대응하는 것으로 제 1 기판 또는 스탬프 기판에 분산제와 함께 도포된 후 건조된 상태에 있는 CNT를 보이는 SEM 이미지이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 제 1 기판을 이용해 실제로 제작된 에미터의 SEM 이미지이다. 도 2에 도시된 에미터는 실리콘 기판에 음전극으로서 Ti 금속막이 형성되고, CNT는 Ag에 의해 접합되어 있는 구조를 가진다. 상기 양 금속막의 두께는 1000~2000 Å정도이다. 압접시의 3MPa 정도의 압력이 약 60~270초 정도 가하여 졌고 이때의 온도는 약 300℃가 되도록 조절하였다. 도 2를 살펴보면, CNT가 기판으로 부터 수직 방향으로 세워져 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 성장에 의하지 않고도 기판에 수직한 방향으로 배열되는 CNT의 제조가 가능함을 확인시켜준다.
위에서 설명된 공정은 에미터의 형태에 무관하게 설명되었다. 그러나 실제 에미터의 경우 소정의 형상 및 크기를 가져야 하며 따라서 이를 위한 방법이 제안되어야 한다.
도 3a는 에미터를 소정 패턴을 형성할 수 있는 본 발명에 따른 에미터 제조방법의 다른 실시예를 도시한다.
도 3a에 도시된 바와 같이 유기 또는 무기 용재에 분산된 CNT 분말을 제 1 기판(1)의 분산 시킨 후 건조시킨다.
도 3b에 도시된 바와 같이 제 1 기판(1)에 흡착되어 있는 CNT 분말에 의한 적층 위에 소정패턴의 제 1 금속막(3)을 형성한다. 이때에 금속은 예를 들어 Ag이며, 제 1 기판(3)과 전방에 증착영역을 제한하는 마스크를 위치시킨다.
도 3c에 도시된 바와 같이 CNT 분말에 의한 적층위에 제 1 금속막이 완성된 후 도 3d에 도시된 바와 같이 미리 준비된 제 2 기판(4)에 대해 전술한 바와 같은 방식으로 압착을 수행한다. 제 2 기판(4)의 상면에는 제 2 금속막(5) 즉 음전극이 형성되어 있고, 이 음전극에 대해 상기 소정 패턴의 제 2 금속막(3)이 접합된다.
도 3e에 도시된 바와 같이 제 1 기판(1)을 제 2 기판(4)으로 부터 수직방향으로 1차 이격시켜 이들 사이에 있는 CNT 를 긴장시켜 제 2 기판(4)에 대해 대해 수직이 되도록 정렬한다. 이때에 긴장이 되는 CNT 즉 제 1 기판(4)에 대해 수직방향으로 정렬되는 CNT는 상기 제 1 금속막(3)이 형성된 부분의 CNT 이며 그 나머지 부분의 CNT는 제 1 기판(1)의 내면에 그대로 남아 있게 된다.
도 3f에 도시된 바와 같이 상기 제 2 기판(4)에 대해 제 1 기판(1)을 2 차로 더 이격시켜 분자력에 의해 제 1 기판(1)에 부착되어 있는 CNT를 제 1 기판(1)으로 부터 분리시킨다.
도 4는 본 발명에 의해 제 2 기판에 형성된 CNT 에미터를 보이는 SEM 이미지이다. 이와 같이 본 발명의 제조방법은 성장에 의하지 않고도 수직으로 정렬된 CNT 에미터를 제조할 수 있고 특히 제 1 금속층의 패턴에 의해 목적하는 형상으로 CNT를 제 2 기판에 전사(transfer)할 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 소정 패턴의 CNT 에미터를 얻기 위한 다른 실시예를 보이는 공정도이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(4)의 표면에 제 2 금속막 즉, 음전극(5)을 형성한 후, 이위에 소정 패턴의 금속성 본딩층 즉 제 1 금속막(3)을 형성한다. 이 금속막은 압접에 의해 CNT가 접합될 수 있는 재료, 예를 들어 Ag 이다.
도 5c에 도시된 바와 같이 제 2 기판(4)과 제 1 기판(1)의 내면이 상호 대면하게 한 상태에서 도 5d에 도시된 바와 같이 상호 압착하여 전술한 바와 같은 방식으로 압접을 수행한다. 제 2 기판(4)의 상면에 형성된 제 1 금속막(3')에 제 1 기판(1)의 내면에 흡착되어 있는 CNT가 접합되도록 한다. 이때에 제 1 금속막(3')이 없는 부분에서는 CNT의 접합이 이루어 지지 않는다.
도 5e에 도시된 바와 같이 제 1 기판(1)을 제 2 기판(4)으로 부터 수직방향으로 1차 이격시켜 이들 사이에 있는 CNT 를 긴장시켜 제 2 기판(4)에 대해 대해 수직이 되도록 정렬한다. 이때에 긴장이 되는 CNT 즉 제 1 기판(4)에 대해 수직방향으로 정렬되는 CNT는 상기 제 1 금속막(3')에 접합된 부분의 CNT 이며 그 나머지 부분의 CNT는 제 1 기판(1)의 내면에 그대로 남아 있게 된다.
도 5f에 도시된 바와 같이 상기 제 2 기판(4)에 대해 제 1 기판(1)을 2 차로 더 이격시켜 분자력에 의해 제 1 기판(1)에 부착되어 있는 CNT를 제 1 기판(1)으로 부터 분리시킨다.
도 6은 본 발명에 따라 제조되는 CNT 전계방출표시소자의 개략적 단면도이다. 도 6을 참조하면, 배면판(전술한 공정에서 제 2 기판, 5)과 전면판(10)이 소정 간격으로 이격되어 있고 이들 사이에 전자가 진행하는 진공 공간(13)이 마련되어 있다.
상기 전면판(10)의 내면에는 양전극(11)이 형성되어 있고 이의 표면에 소정 색상의 형광체층(12)이 형성되어 있다. 그리고 배면판(5)의 내면에는 상기 양전극(11)에 대응하는 음전극(전술한 공정에서 제2금속층, 4)이 형성되어 있고, 이 위에 관통공(6a)이 형성된 게이트 절연층(6)이 형성되어 있다. 상기 게이트 절연층(6)의 위에는 상기 관통공(6a)에 대응하는 게이트홀(7a)을 가지는 게이트 전극(7)이 마련되어 있다.
상기 관통공(6a)의 하부 바닥에는 수직으로 정렬된 CNT이 마련되어 있다. CNT는 음전극의 표면에 접합되어 있는 금속성 본딩층(전술한 공정에서 제 1 금속층, 3, 3')에 접합되어 있다.
이러한 구조의 본 전계방출표시소자의 제조방법은 배면판(5)에 대한 음전극 및 CNT의 형성방법, 즉 전술한 CNT 에미터의 제조방법의 제외하고는 종래의 과정을 따른다. 즉, 전술한 방법에 의해 CNT 에미터를 배면판(5)에 형성한 후 후속하여 게이트 절연층, 게이트 전극 등을 형성한다. 경우에 따라서는 배면판(5)에 음전극(4)을 형성한 후 게이트 절연층(6)을 형성한 후 CNT 에미터를 형성할 수 도 있다.
또한 본 발명은 전술한 바와 같이 LCD 등과 같은 비능동발광형 표시소자의 백라이트 장치의 제조에 적용될 수 있다. 본 발명에 의해 제조되는 백라이트 장치는 일반적인 백라이트 장치의 구조를 가지며, 다만 형광체 여기를 위해 사용되는 전자의 방출원이 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 CNT 에미터의 제조방법에 따라 제조된다.
본 발명은 고온의 CVD 공정에 의하지 않고도 기판에 대해 수직으로 정렬되는 CNT 에미터를 제조할 수 있다. 더욱이 유기용재를 제외하고 유기바인더 나 무기 고착제 등이 사용되지 않기 때문에 매우 높은 순도의 CNT 에미터를 제조할 수 있다. 이러한 본 발명은 CVD 가 가지는 한계로서 특히 기판의 크기에 제한받지 않고 넓은 면적에 대해 소정 패턴의 CNT 에미터를 제조할 수 있다. CVD를 적용하지 않는 것은 고가의 장비가 필요없기 때문에 상대적으로 낮은 비용으로 CNT 에미터를 제조할 수 있다. 종래의 방법인 CVD 에 의한 CNT 에미터는 활성화 등 후속공정이 요구하지만 본 발명은 이러한 후속공정을 요하지 않는다. 또 하나의 특징으로 저온에서 CNT 에미터를 제조하므로 고온공정에 따른 기판 및 다른 구성요소에 대한 열적 충격이 감소된다.
특히 본 발명에 의해 제조된 CNT 에미터는 CNT와 음전극이 고전도성 본딩 물질에 의해 접합되어 있으므로 전기적 특성이 우수하고 나아가서는 대부분의 CNT를 통한 전자방출이 가능하게 되며, 따라서 고른밀도의 전류발생이 가능하다.
상기와 같은 본 발명에 CNT 에미터의 제조방법은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어 전계방출표시소자, 평판램프 기타 그 밖의 용도의 전자방출원에 적용가능함, 이러한 본 발명의 제조방법은 단독적으로 수행될 수 도 있을 것이나, 일반적으로는 상기와 같은 응용분야의 한 공정으로 포함될 것이다.
도 1a 내지 도 1i는 본 발명에 따른 전계방출소자의 제조방법을 보이는 공정도이다.
도 2a는 본 발명에 의해 유기 분산제에 의해 제 1 기판인 스탬프 기판에 도포된 후 건조된 상태의 CNT를 보이는 SEM 이미지이다.
도 2b는 본 발명에 의해 제작된 에미터의 SEM 이미지이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 전계방출소자의 제조방법의 다른 실시예를 보이는 공정도이다.
도 4는 본 발명에 의해 형성된 CNT 에미터의 패턴을 보이는 SEM 이미지이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 전계방출소자의 제조방법의 또 다른 실시예를 보이는 공정도이다.
도 6은 본 발명에 따라 제조되는 CNT 전계방출소자를 적용하는 전자소자의 개략적 단면도이다.

Claims (24)

  1. 분말 상의 CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계;
    상기 제 1 기판 상의 CNT 위에 금속을 증착하여 상기 CNT에 의한 적층 표면에 제 1 금속막을 형성하는 단계;
    별도의 제 2 기판의 표면에 제 2 금속막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판의 제 1 금속막과 상기 제 2 기판의 제 2 금속막을 밀착 가압하여 접합하는 단계;
    상기 제 2 기판과 상기 제 1 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막과 제 2 금속막에 의해 제 2 기판에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
    상기 제 2 기판과 제 1 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 제 1 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계는:
    상기 분말 상의 CNT를 액상 분산제에 혼합하는 단계;
    분산제에 분산된 CNT를 상기 제 1 기판에 도포하는 단계; 그리고
    상기 분산제를 제거하여 상기 CNT를 제 1 기판에 부착되게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산제는 유기성 용매 또는 무기성 용매인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유기성 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합 단계에서 상기 금속막들을 소정온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 금속막은 마스크를 이용한 증착에 의해 소정 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금속막은 마스크를 이용한 증착에 의해 소정 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  8. 분말 상의 CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계;
    별도의 제 2 기판의 표면에 제 2 금속막을 형성하는 단계;
    상기 제 2 금속막 위에 상기 CNT와의 접착성을 가지는 제 1 금속막을 소정패턴으로 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판의 CNT를 상기 제 2 기판의 제 1 금속막에 밀착 가압하여 CNT를 상기 제 1 금속막에 접합하는 단계;
    상기 제 2 기판과 상기 제 1 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막에 의해 제 2 기판에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
    상기 제 2 기판과 제 1 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 제 1 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터 제조방법.
  9. 제 9 항에 있어서,
    상기 CNT를 제 1 기판에 부착하는 단계는:
    상기 분말 상의 CNT를 액상 분산제에 혼합하는 단계;
    분산제에 분산된 CNT를 상기 제 1 기판에 도포하는 단계; 그리고
    상기 분산제를 제거하여 상기 CNT를 제 1 기판에 부착되게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분산제는 유기성 용매 또는 무기성 용매인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기성 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합 단계에서 상기 금속막들을 소정온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 금속막은 상기 제 2 금속막에 대해 소정 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  14. 내면에 양전극이 형성되는 전면판과; 상기 전면판과 소정 거리를 유지하며 그 내면에 음전극이 형성되는 배면판과; 상기 음전극에 마련되는 CNT에 의한 전자방출원을 구비하는 전자소자의 제조방법에 있어서,
    상기 배면판의 내면에 상기 음전극을 형성하는 단계;
    상기 음전극에 대응하는 분말 상의 CNT를 별도의 스탬프 기판에 부착하는 단계;
    상기 스탬프 기판 상에 부착된 CNT 위에 금속을 증착하여 상기 CNT에 제 1 금속막을 형성하는 단계;
    상기 스탬프 기판의 제 1 금속막과 상기 배면판의 음전극를 밀착 가압하여 접합하는 단계;
    상기 배면판과 상기 기판을 1차 이격시켜 제 1 금속막과 제 2 금속막에 의해 배면판의 음전극에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계;와
    상기 배면판과 상기 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 CNT를 스탬프 기판에 부착하는 단계는:
    상기 분말 상의 CNT를 액상 분산제에 혼합하는 단계;
    분산제에 분산된 CNT를 상기 스탬프 기판에 도포하는 단계; 그리고
    상기 분산제를 제거하여 상기 CNT를 스탬프 기판에 흡착되게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 분산제는 유기성 용매 또는 무기성 용매인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 유기성 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합 단계에서 상기 금속막들을 소정온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 금속막은 마스크를 이용한 증착에 의해 소정 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  20. 내면에 양전극이 형성되는 전면판과; 상기 전면판과 소정 거리를 유지하며 그 내면에 음전극이 형성되는 배면판과; 상기 음전극에 마련되는 CNT에 의한 전자방출원을 구비하는 전자소자의 제조방법에 있어서,
    상기 배면판의 내면에 상기 음전극을 형성하는 단계;
    상기 음전극 위에 상기 CNT 접합을 위한 금속성 본딩층을 형성하는 단계
    상기 음전극에 대응하는 분말 상의 CNT를 별도의 스탬프 기판에 부착하는 단계;
    상기 스탬프 기판의 CNT와 상기 배면판의 음전극 상에 형성된 금속성 본딩층에 밀착 가압하여 접합하는 단계;
    상기 배면판과 상기 스탬프 기판을 1차 이격시켜 상기 제 1 금속막에 의해 배면판의 음전극에 본딩된 상기 CNT를 긴장시키는 단계; 그리고
    상기 배면판과 상기 기판를 2차 이격시켜 상기 CNT를 상기 스탬프 기판으로 부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 CNT를 스탬프 기판에 부착하는 단계는:
    상기 분말 상의 CNT를 액상 분산제에 혼합하는 단계;
    분산제에 분산된 CNT를 상기 스탬프 기판에 도포하는 단계; 그리고
    상기 분산제를 제거하여 상기 CNT를 제 1 기판에 부착되게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 분산제는 유기성 용매인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 유기성 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합 단계에서 상기 금속성 본딩층을 소정온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 CNT 에미터의 제조방법.
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