KR20090111100A - Visible light element using cabon nano tube and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A visible light element using a carbon nano tube and a manufacturing method of the same are provided to increase the durability and the luminous efficiency using a carbon nanotube in which the structure is fixed. CONSTITUTION: A manufacturing method of visible light element using a carbon nano tube includes the following contents. An insulating layer(11) is formed on an upper part of substrate(10). Two metal posts include the first metal layer(12), a catalyst layer(13), and the second metal layer(14). A plurality of carbon nano tubes(15A,15B) are formed without contacting the catalyst layer.

Description

탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자 및 그 광소자의 제조방법{Visible light element using cabon nano tube and manufacturing method of the same}Visible light element using carbon nanotubes and manufacturing method thereof

본 발명은 차세대 디스플레이에 적용하기 위하여 탄소나노튜브와 전자투과 현상을 이용한 가변 에너지 가시광 광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 바늘형태의 탄소나노튜브를 일정한 간격으로 서로 마주보도록 형성하고, 한 쪽 전극에 붙어 있는 탄소나노튜브에는 양극을 다른 쪽 전극에 붙어있는 탄소 나노튜브에는 음극의 전원을 인가함으로써 두 전극간의 전류는 양자 투과 현상에 의해 흐르며, 인가전위의 가변에 따라 원하는 가시광을 방출할 수 있는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a variable energy visible light optical device using carbon nanotubes and an electron transmission phenomenon and a method for manufacturing the same, in particular to form needle-shaped carbon nanotubes facing each other at regular intervals, and applied to a next-generation display. The anode is applied to the carbon nanotubes attached to the electrode, and the cathode is applied to the carbon nanotubes attached to the other electrode, so that the current between the two electrodes flows through a quantum transmission phenomenon. It provides a visible light optical device using a carbon nanotube and a method of manufacturing the same.

최근 들어 발광소자는 대형 디스플레이 개발에 적용되고 있으며, 종래의 음극선관을 이용한 디스플레이는 부피가 크고 무거우며 전력소모가 크다는 문제점이 있었다. Recently, a light emitting device has been applied to the development of a large display, and a conventional display using a cathode ray tube has a problem of being bulky, heavy, and high in power consumption.

이를 해결하기 위하여 액정, 플라즈마, 유기발광, 전자방출 등을 이용한 평판 디스플레이 기술이 개발되어 실시되고 있다. 특히 유기발광 디스플레이와 전자 방출 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기 전자방출 디스플레이는 탄소나노튜브의 출현과 그 우수성 때문에 많은 연구가 진행되고 있으나 전자방출의 균일성, 시간에 따라 급격하게 변하는 전자방출, 주변기체와의 반응에 의한 성능 저하 등이 문제점으로 남아 있다. In order to solve this problem, flat panel display technology using liquid crystal, plasma, organic light emission, electron emission, and the like has been developed and implemented. In particular, researches on organic light emitting displays and electron emitting displays have been actively conducted. The electron-emitting display has been studied a lot because of the appearance and superiority of carbon nanotubes, but uniformity of electron emission, electron emission rapidly changing with time, and performance degradation due to reaction with surrounding gas remain. .

또한, 현재 칼라 디스플레이는 다양한 색을 표현하기 위해 각각의 삼원색을 방출하는 3개의 형광물질을 사용하거나 또는 3개의 발광장치로 구성하고, 각각의 삼원색의 빛의 강도를 조절하고 합성하여 원하는 색상을 표시되도록 하였다.In addition, current color displays use three fluorescent materials emitting three primary colors or three light emitting devices to express various colors, and display desired colors by adjusting and synthesizing the light intensity of each three primary colors. It was made.

일반적인 가시광 발광소자는 무기물 발광소자와 유기물 발광소자로 구분할 수 있으며, 상기 무기물 발광소자의 주재료는 주기율표상의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물로 구성된 화합물 반도체이다, 특히 삼원색을 방출하는데 반드시 필요한 청색 빛의 발광소자는 최근에서야 개발이 이루어졌으나 큰 크기의 반도체 결정성장이 아직도 어렵기 때문에 무기물로 대형 발광장치를 제조하기에는 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.A general visible light emitting device may be classified into an inorganic light emitting device and an organic light emitting device, and the main material of the inorganic light emitting device is a compound semiconductor composed of group III-V compounds on the periodic table. Particularly, the blue light emitting device necessary for emitting three primary colors Although development has only recently been made, there is a problem in that it is expensive to manufacture large light emitting devices using inorganic materials because the growth of large size semiconductor crystals is still difficult.

또한, 유기물을 이용하여 유기발광 소자가 개발되어 대형장치에도 사용되고 있으나 여전히 발광효율, 수명, 기판관련 기술 등이 부족한 상태이며 대형 디스플레이와 같은 초대형 장치에는 적용하기 적합하지 않다는 문제점이 있었다.In addition, organic light emitting devices have been developed using organic materials and are used in large devices, but there is still a lack of luminous efficiency, lifespan, substrate-related technologies, etc., and there is a problem that they are not suitable for large devices such as large displays.

따라서 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 탄소나노튜브의 구조 적 전기 전자적 특성과 전자투과 현상을 이용하여 가변 에너지 가시광 광소자를 제공함으로써 형광물질 등이 필요없는 칼라 디스플레이를 제조할 수 있는 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a variable energy visible light optical device using the structural electrical and electronic properties of the carbon nanotubes and the electron transmission phenomenon in order to solve the above problems, to provide a device capable of manufacturing a color display without the need for fluorescent materials, etc. It aims to provide.

또한, 기판 상부에 절연층과 금속층으로 이루어진 두개의 금속기둥 형태의 구조물의 마주보는 면에 다수개의 누운 바늘 형태의 탄소나노튜브를 일정 거리로 이격시켜 형성함으로써 탄소나노튜브의 구조적 전기적 특성에 따라 인가되는 전원에 의해 원하는 색상의 가시광을 방출할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, by forming a plurality of lying needle-shaped carbon nanotubes spaced at a predetermined distance on the opposite surface of the two metal pillar-shaped structure consisting of an insulating layer and a metal layer on the substrate applied according to the structural electrical characteristics of the carbon nanotubes Another object is to be able to emit visible light of a desired color by the power supply.

또한, 구조적으로 견고한 탄소나노튜브를 이용함으로써 발광 효율이 크고, 내구성이 있어 장시간 사용할 수 있으며 비교적 저렴한 자연광 광소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, it is another object of the present invention to provide a natural light optical device having a high luminous efficiency, durability and long-term use and relatively inexpensive light by using structurally strong carbon nanotubes.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 상부에 형성된 절연층과; 상기 절연층 상부에 형성된 제1금속층, 촉매층, 그리고 제2금속층으로 구성된 두개의 금속기둥과; 상기 금속기둥의 마주보는 면의 촉매층으로부터 각각 접촉되지 않도록 형성된 다수개의 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자를 제공한다.The present invention to achieve the above object, the insulating layer formed on the substrate; Two metal pillars each having a first metal layer, a catalyst layer, and a second metal layer formed on the insulating layer; Provided is a visible light optical device using carbon nanotubes comprising a plurality of carbon nanotubes formed so as not to contact each other from the catalyst layer on the opposite side of the metal pillar.

또한, 기판 상부에 절연층을 형성하는 단계와; 상기 절연층 상부에 포토레지스트를 도포하고 리소그라피 방법으로 두개의 금속기둥을 형성하기 위한 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 의해 노출된 절연층 상부에 제1금속층, 촉매층, 그리고 제2금 속층을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 절연층이 노출되도록 식각하는 단계와; 상기 식각에 의해 형성된 금속기둥 중 촉매층의 마주보는 면에 다수개의 탄소나노튜브를 바늘형태로 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 제조방법을 제공한다.In addition, forming an insulating layer on the substrate; Applying a photoresist on the insulating layer and forming a pattern for forming two metal pillars by a lithography method, the first metal layer, the catalyst layer and the second metal layer sequentially on the insulating layer exposed by the pattern Forming; Etching to expose the insulating layer; It provides a method of manufacturing a visible light optical device using carbon nanotubes comprising the step of growing a plurality of carbon nanotubes in the form of a needle on the opposite surface of the catalyst layer of the metal pillar formed by the etching.

본 발명은 탄소나노튜브의 구조적 전기적 특성을 이용하여 가변 에너지 가시광 광소자를 제공함으로써 형광물질 등이 필요 없는 칼라 디스플레이를 제조할 수 있다.The present invention can provide a variable energy visible light optical device using the structural electrical properties of the carbon nanotubes to produce a color display without the need for fluorescent materials.

또한, 기판 상부에 절연층과 금속층들로 이루어진 두개의 기둥형태의 구조물의 마주보는 면에 다수개의 나란히 누운 바늘 형태의 탄소나노튜브를 일정 거리로 이격시켜 형성함으로써 탄소나노튜브의 구조적 전기적 특성에 따라 인가되는 전원에 의해 원하는 색상의 가시광을 방출할 수 있도록 한다.In addition, by forming a plurality of side-by-side needle-shaped carbon nanotubes spaced at a predetermined distance on the opposite surface of the two columnar structure consisting of an insulating layer and a metal layer on the substrate according to the structural electrical characteristics of the carbon nanotubes It is possible to emit visible light of a desired color by an applied power source.

또한, 구조적으로 견고한 탄소나노튜브를 이용함으로써 발광 효율이 크고, 내구성이 있어 장시간 사용할 수 있으며 비교적 저렴한 자연광 광소자를 제공한다.In addition, by using the structurally strong carbon nanotubes, the luminous efficiency is large, durable, can be used for a long time and provides a relatively inexpensive natural light optical device.

전자기학적으로 충분한 운동에너지를 가진 전자가 물질에 입사할 때, 일부는 반사되고 일부는 투과하거나 물질에 흡수되는 데, 상기 물질에 흡수된 전자의 에너지는 여러 경로를 통해 손실되고, 손실되는 과정에서 열이 방출되거나 또 다른 전자들을 여기 시키거나 또는 빛을 방출한다. 본 발명에서는 상기 에너지 손실 경로 를 조절하여 빛의 방출효율을 최대화시킬 수 있는 가시광 소자를 구현하기 위한 것이다.When electrons with electromagnetically sufficient kinetic energy enter the material, some are reflected and some are transmitted or absorbed by the material, and the energy of the electrons absorbed by the material is lost through various paths, Heat is emitted or it excites other electrons or emits light. In the present invention to implement a visible light device that can maximize the emission efficiency of light by adjusting the energy loss path It is for.

전자가 운동 에너지를 가질 경우 광자와 달리 큰 운동량을 가지므로, 전자가 포획되고 재여기에 의해 빛이 방출되기 위해서는 총 에너지와 운동량이 보존되어야 한다. 결국 일정 에너지를 가진 전자가 물질에 흡수되면서 에너지 손실과 운동량 손실과정이 고려되어야 하며, 전자의 운동에너지가 빛의 에너지로 전환되는 것은 잘 알려진 메커니즘이다. 상기 방출되는 빛의 에너지는 전자의 운동 에너지와 진공 에너지로부터 비어있는 상태의 에너지 준위의 차이이다. 따라서 방출되는 광자의 에너지를 조절할 수 있다.When electrons have kinetic energy, they have large momentum unlike photons, so the total energy and momentum must be preserved in order for the electrons to be captured and emitted by the reexcitation. As a result, the energy loss and momentum loss process should be considered as electrons with constant energy are absorbed into the material, and it is a well-known mechanism to convert the kinetic energy of electrons into light energy. The energy of the emitted light is the difference between the kinetic energy of the electron and the energy level in the empty state from the vacuum energy. Thus, the energy of photons emitted can be controlled.

본 발명에서는 상기 광자 방출을 극대화하기 위하여 특정 물질이나 구조의 기본 특성을 이용하여 전자 포획 확률을 높인 소자를 구현하고자 하는 것이다.In the present invention, to maximize the photon emission to implement the device to increase the electron trapping probability by using the basic characteristics of a specific material or structure.

그 한 물질인 탄소나노튜브는 일차원 전자구조를 가지고 있고 여러 가지 유일한 특성을 보이고 있으며, 매우 많은 전자가 들어갈 수 있는 큰 비어있는 상태와 매우 많은 전자를 보유하고 있는 상태, 즉 반호프 특이점이라는 큰 빈방과 전자로 가득한 큰방을 가지고 있다. 따라서 전자가 탄소나노튜브에 입사할 때 이 큰 방에 전자는 쉽게 포획되고, 이에 따라서 빛이 방출되게 된다.One material, carbon nanotubes, has a one-dimensional electronic structure and exhibits many unique properties, and a large void called Bahnhof singularity, a state of large voids and very many electrons. It has a big room full of food and electronics. Therefore, when electrons enter the carbon nanotubes, the electrons are easily trapped in this large room, and thus light is emitted.

또 다른 전자 포획을 높이기 위한 방법으로 탄소나노튜브 투과발광 장치를 효과적으로 배열하고 구성하여 전자의 포획율을 높이고, 전자의 방출율을 높일 수 있다.As another method for increasing the electron capture, the carbon nanotube transmissive device may be effectively arranged and configured to increase the electron capture rate and the electron emission rate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the present invention.

도1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 한 실시 예를 나타낸 것으로, 석영이나 유리 등의 기판(10) 상부에 실리콘 산화물(SiO2)를 이용하여 절연층(11)을 형성하고, 상기 절연층(11) 상부에 포토레지스트를 도포하고 리소그라피 방법으로 패턴을 형성한 후 노출된 실리콘 산화물 절연층에 제1금속층(12)과 그 제1금속층(12) 상부의 촉매층(Catalyst Layer,13)과 제2금속층(14)을 순차적으로 물리적 증착 방법에 의해 증착한 후 솔벤트를 이용하여 포토레지스트를 제거한다. 그 결과로 절연층(11) 상부에 제1금속층(12), 촉매층(13), 그리고 제2금속층(14)으로 이루어진 두개의 금속 기둥들을 형성한다. 1 illustrates an embodiment of a visible light optical device using carbon nanotubes according to the present invention. The insulating layer 11 is formed using silicon oxide (SiO 2 ) on a substrate 10 such as quartz or glass. After the photoresist is applied on the insulating layer 11 and a pattern is formed by a lithography method, the first metal layer 12 and the catalyst layer on the first metal layer 12 are exposed to the exposed silicon oxide insulating layer. 13) and the second metal layer 14 are sequentially deposited by a physical vapor deposition method, and then the photoresist is removed using a solvent. As a result, two metal pillars including the first metal layer 12, the catalyst layer 13, and the second metal layer 14 are formed on the insulating layer 11.

이때, 상기 제1금속층 및 제2금속층은 몰리브텐 또는 티타늄을 물리적 증착 방법 등을 이용하여 형성하고, 상기 촉매층은 철, 코발트, 또는 니켈 등을 물리적인 증착방법을 이용하여 형성한다. In this case, the first metal layer and the second metal layer are formed of molybdenum or titanium using a physical vapor deposition method, and the catalyst layer is formed of iron, cobalt, or nickel using a physical vapor deposition method.

상기와 같이 형성된 촉매층은 탄소나노튜브를 형성하기 위한 촉매 금속인 철, 코발트, 니켈 등을 사용함으로써 탄소나노튜브를 성장시키기 용이하고, 상기 제1 및 제2 금속층은 몰리브덴이나 티타늄으로 형성하여 탄소나노튜브 성장공정에서 탄소나노튜브가 부착되지 못하도록 하고 절연층으로부터 일정 거리 이격되어 형성될 수 있도록 한다.The catalyst layer formed as described above is easy to grow carbon nanotubes by using iron, cobalt, nickel, and the like, which are catalyst metals for forming carbon nanotubes, and the first and second metal layers are formed of molybdenum or titanium to form carbon nanotubes. In the tube growth process, carbon nanotubes are prevented from being attached and formed to be spaced apart from the insulating layer by a certain distance.

또한, 상기 절연층(11) 상부에 제1금속층(12), 촉매층(13), 그리고 제2금속층(14)을 순차적으로 형성하고, 상기 제2금속층(13) 상부에 레지스트를 도포한 후, 두개의 금속 기둥을 형성될 위치에 리소그라피 상법에 의해 패턴을 형성한 다음, 노출된 부분의 제1금속층(12), 촉매층(13), 그리고 제2금속층(14)을 식각하여 두개의 금속기둥을 형성할 수도 있다.In addition, the first metal layer 12, the catalyst layer 13, and the second metal layer 14 are sequentially formed on the insulating layer 11, and after applying a resist on the second metal layer 13, After the pattern is formed by lithography at the position where the two metal pillars are to be formed, the first metal layer 12, the catalyst layer 13, and the second metal layer 14 of the exposed portion are etched to remove the two metal pillars. It may be formed.

또한, 상기 절연층(11) 상부에 제1금속층, 촉매층, 제2금속층으로 구성된 두개의 금속기둥을 형성하기 전에 절연층(11)의 두 금속기둥이 형성될 중간위치에 패턴을 형성하고 기판이 노출되도록 식각 한 후, 그 식각된 부분에 금속을 충진하여 게이트 전극(16)을 형성할 수도 있다. 상기 게이트 전극(16)은 전원이 인가되어 상기 형성된 탄소나노튜브(15A,15B)의 휨 정도를 조정함으로써 전자의 포획율을 높일 수 있다.  In addition, before forming two metal pillars composed of a first metal layer, a catalyst layer, and a second metal layer on the insulating layer 11, a pattern is formed at an intermediate position where two metal pillars of the insulating layer 11 are to be formed. After etching so as to be exposed, the gate electrode 16 may be formed by filling a metal with the etched portion. The gate electrode 16 may be applied with power to adjust the degree of warpage of the formed carbon nanotubes 15A and 15B, thereby increasing electron capture rate.

다음에, 상기와 같이 형성된 금속기둥을 구성하는 상기 촉매층(13)의 안쪽 면, 즉 마주보는 내면에 각각 상호 겹쳐지거나 접촉되지 않고 서로 어긋나게 바늘형태를 갖는 탄소나노튜브(15A,15B)를 형성한다. Next, carbon nanotubes 15A and 15B having a needle shape are formed on the inner surface of the catalyst layer 13 constituting the metal pillar formed as described above, that is, the inner surface facing each other, without overlapping or contacting each other. .

이때, 상기 탄소나노튜브를 제1금속층(12)에 형성하는 다른 방법으로, 이미 만들어진 탄소나노튜브를 용액에 분산시킨 후, 제1금속층(12) 상부에 그 용액으로 바늘형태의 탄소나노튜브를 형성한 후, 제2금속층(14)을 증착시켜, 상기 바늘형태의 탄소나노튜브(15A, 15B)가 두 금속층에 끼게 되는 형태로 형성할 수도 있다.At this time, the carbon nanotubes are formed in the first metal layer 12 by another method. After dispersing the already prepared carbon nanotubes in the solution, the needle-shaped carbon nanotubes are deposited on the first metal layer 12 with the solution. After the formation, the second metal layer 14 may be deposited to form the needle-shaped carbon nanotubes 15A and 15B sandwiched between the two metal layers.

또한, 상기 공정이 완료된 후 금속층을 마스크로 활용하여 절연층(11)을 이루는 실리콘 산화물을 건조이온식각방법에 의해 일정 깊이를 식각함으로써 탄소나노튜브와 절연층의 간격을 크게 할 수도 있다.In addition, after the process is completed, the gap between the carbon nanotubes and the insulating layer may be increased by etching a predetermined depth of the silicon oxide forming the insulating layer 11 using a dry ion etching method by using the metal layer as a mask.

상술한 바와 같이 구성된 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자는 서로 마주보고 있는 두 탄소나노튜브에 전압이 가해질 경우 하나는 음극에 연결되고 하나는 양극에 연결하며, 음극에 연결된 탄소나노튜브의 끝은 많은 전자로 가득하고 양극에 연결된 탄소나노튜브는 전자가 많이 빈 상태로 남아있게 된다. 이는 탄소나노튜브의 형상이 끝이 뾰족한 바늘과 같은 구조로 되어 그 끝단에 큰 전장향상 효과가 있기 때문이다. 따라서 상술한 바와 같이 일차원 전자 구조에 의해 반호프의 특이점과 아울러 전자 포획율이 향상된다.In the visible light optical device using the carbon nanotubes configured as described above, when voltage is applied to two carbon nanotubes facing each other, one is connected to the cathode, one is connected to the anode, and the end of the carbon nanotube connected to the cathode is many electrons. Carbon nanotubes filled with and connected to the anode have a lot of electrons left empty. This is because the shape of the carbon nanotubes have a pointed needle-like structure, which has a large electric field improvement effect at the ends. Therefore, as described above, the one-dimensional electronic structure improves the singularity of the Bahnhof and the electron trapping rate.

또한, 상기 음극이 인가된 탄소나노튜브로부터 방출된 전자가 다른 탄소나노튜브로 바로 포획될 수 있도록 탄소나노튜브의 캐소드와 전자를 받는 애노드가 근접하게 제조함으로써 전자의 유실을 최소화하고 전자의 포획율을 높일 수 있다.In addition, the cathode of the carbon nanotubes and the anode receiving the electrons are manufactured in close proximity so that the electrons emitted from the carbon nanotubes to which the cathode is applied can be directly captured to other carbon nanotubes, thereby minimizing the loss of electrons and the electron capture rate. Can increase.

또한, 상기 도1과 같이 촉매층에 장방향으로 탄소나노튜브가 매달려 있으므로 전자의 포획을 증가시킬 수 있다. 즉 매달려 있는 탄소나노튜브는 휘기 쉽기 때문에 운동에너지를 가지고 있는 전자가 탄소나노튜브에 접근할 때 그 전자를 되튕기지 아니하고 탄소나노튜브가 약간 휘면서 그 입사하는 전자를 포획하게 된다. 따라서 매달려 있는 탄소나노튜브를 이용하여 전자 포획율을 높이고 이에 따라 광방 출량을 증가시킬 수 있다.In addition, since carbon nanotubes are suspended in the catalyst layer in the longitudinal direction as shown in FIG. 1, the capture of electrons may be increased. That is, the suspended carbon nanotubes are easy to bend, so when electrons with kinetic energy approach the carbon nanotubes, they do not bounce the electrons, but the carbon nanotubes bend slightly to capture the incident electrons. Therefore, suspended carbon nanotubes can be used to increase the electron capture rate and thus increase the light emission.

또한, 도1에 도시된 바와 같이 촉매층에 매달려 있는 탄소나노튜브 밑에 게이트 전극을 형성하여 전원을 인가함으로써 양측의 탄소나노튜브간의 거리를 게이트 전극에 인가되는 전압 크기로 조절함으로써 투과확률을 높이고 최적화할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, by forming a gate electrode under the carbon nanotubes suspended from the catalyst layer and applying power, the distance between both carbon nanotubes is adjusted to the voltage applied to the gate electrode to increase and optimize the transmission probability. Can be.

이상과 같이 본 발명은 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but it is only for illustrating the invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications or equivalents from the detailed description of the invention. It will be appreciated that one embodiment is possible. Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims.

본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자는 종래의 유기 발광소자나 무기 발광소자와 확연히 구분되고, 형광물질 없이도 원하는 종류의 색상의 빛을 표시할 수 있는 가시광 광소자로서 조명, 디스플레이, 광통신 광소자 등에 직접 활용할 수 있으며, 초소형으로 제조할 경우에는 분광기, 초고정밀 제어장치 등에 적용할 수 있다.Visible light optical device using a carbon nanotube according to the present invention is clearly distinguished from the conventional organic light emitting device or inorganic light emitting device, and is a visible light optical device that can display light of a desired color without a fluorescent material, lighting, display, optical communication light It can be used directly in devices, etc., and can be applied to spectrometers, ultra high precision control devices, etc. when manufactured in a very small size.

도1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 자연광 광소자의 구성을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing the configuration of a natural light optical device using carbon nanotubes according to the present invention.

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

10 : 기판 11 : 절연층10 substrate 11 insulating layer

12 : 제1금속층 13 : 촉매층12: first metal layer 13: catalyst layer

14 : 제2금속층 15A, 15B : 탄소나노튜브14: second metal layer 15A, 15B: carbon nanotubes

16 : 게이트 전극16: gate electrode

Claims (12)

기판 상부에 형성된 절연층과; An insulating layer formed on the substrate; 상기 절연측 상부에 형성된 제1금속층, 촉매층, 그리고 제2금속층을 구비한 두개의 금속기둥과; Two metal pillars each having a first metal layer, a catalyst layer, and a second metal layer formed on the insulating side; 상기 금속기둥의 마주보는 면의 촉매층에 각각 접촉되지 않도록 형성된 다수개의 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자Visible optical device using carbon nanotubes, characterized in that it comprises a plurality of carbon nanotubes formed so as not to contact each of the catalyst layer on the opposite side of the metal pillar 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연층은 실리콘산화물(SiO2)인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자.The insulating layer is a visible light device using carbon nanotubes, characterized in that the silicon oxide (SiO 2 ). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1금속층과 제2금속층은 몰리브덴 또는 티타늄인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자.The first metal layer and the second metal layer is a visible light device using carbon nanotubes, characterized in that the molybdenum or titanium. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 촉매층은 철, 코발트, 니켈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소나 노튜브를 이용한 가시광 광소자.The catalyst layer is visible light optical device using carbon nanotubes, characterized in that any one of iron, cobalt, nickel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 두 금속 기둥 사이의 절연층에는 게이트 전극이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자.Visible optical device using carbon nanotubes, characterized in that the gate electrode is further formed in the insulating layer between the two metal pillars. 기판 상부에 절연층을 형성하는 단계와; Forming an insulating layer on the substrate; 상기 절연층 상부에 제1금속층, 촉매층, 그리고 제2금속층을 순차적으로 형성하는 단계와; Sequentially forming a first metal layer, a catalyst layer, and a second metal layer on the insulating layer; 상기 제2금속층 상부에 포토레지스트를 도포하고 리쏘그라피 방법으로 두개의 금속기둥을 형성하기 위한 패턴을 형성하고, 상기 절연층이 노출되도록 식각하는 단계와; Applying a photoresist on the second metal layer, forming a pattern for forming two metal pillars by a lithography method, and etching the insulating layer to expose the insulating layer; 상기 식각에 의해 형성된 금속기둥 중 촉매층의 마주보는 면에 다수개의 탄소나노튜브를 바늘형태로 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 제조방법.The method of manufacturing a visible light optical device using carbon nanotubes, comprising the step of growing a plurality of carbon nanotubes in a needle shape on the opposite surface of the catalyst layer of the metal pillar formed by the etching. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 절연층은 실리콘산화물(SiO2)인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 제조방법.The insulating layer is a method of manufacturing a visible light device using carbon nanotubes, characterized in that the silicon oxide (SiO 2 ). 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 절연층을 형성한 후, 상기 절연층에 형성된 두개의 금속 기둥 사이에 포토리소그라피 방법으로 게이트 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자 제조방법.After the insulating layer is formed, forming a gate electrode between the two metal pillars formed on the insulating layer by a photolithography method further comprising a visible light optical device using a carbon nanotubes. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 탄소나노튜브를 형성한 다음, 절연층을 건조이온식각장치를 이용하여 일정 높이로 식각하는 단계를 더 포함하여서 절연층으로부터 탄소나노튜브의 간격을 크게 하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자 제조방법.After forming the carbon nanotubes, further comprising the step of etching the insulating layer to a predetermined height by using a dry ion etching apparatus to increase the distance of the carbon nanotubes from the insulating layer, visible light using carbon nanotubes Optical device manufacturing method. 기판 상부에 절연층을 형성하는 단계와; Forming an insulating layer on the substrate; 상기 절연층 상부에 포토레지스트를 도포하고 두개의 금속기둥이 형성될 위치에 패턴을 형성하는 단계와;Applying a photoresist over the insulating layer and forming a pattern at a position where two metal pillars are to be formed; 상기 형성된 패턴에 의해 노출된 절연층 상부에 제1금속층, 촉매층, 그리고 제2금속층을 순차적으로 형성하여 두개의 금속기둥을 제조하는 단계와; Manufacturing two metal columns by sequentially forming a first metal layer, a catalyst layer, and a second metal layer on the insulating layer exposed by the formed pattern; 상기 도포된 포토레지스트를 제거하는 단계와; Removing the applied photoresist; 상기 식각에 의해 형성된 금속기둥 중 촉매층의 마주보는 면에 다수개의 탄소나노튜브를 바늘형태로 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 제조방법.The method of manufacturing a visible light optical device using carbon nanotubes, comprising the step of growing a plurality of carbon nanotubes in a needle shape on the opposite surface of the catalyst layer of the metal pillar formed by the etching. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1금속층, 촉매층, 제2금속층은 전자빔 증착장치를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 제조방법.The first metal layer, the catalyst layer, the second metal layer is a method of manufacturing a visible light optical device using carbon nanotubes, characterized in that formed using an electron beam deposition apparatus. 기판 상부에 절연층을 형성하는 단계와; Forming an insulating layer on the substrate; 상기 절연층 상부에 포토레지스트를 도포하고 두개의 금속기둥이 형성될 위치에 패턴을 형성하는 단계와;Applying a photoresist over the insulating layer and forming a pattern at a position where two metal pillars are to be formed; 상기 형성된 패턴에 의해 노출된 절연층 상부에 제1금속층을 형성하는 단계와;Forming a first metal layer on the insulating layer exposed by the formed pattern; 상기 제1금속층에 탄소나노튜브를 용액에 분산시켜 형성한 바늘형태의 탄소나노튜브를 위치시키는 단계와;Positioning carbon nanotubes having a needle shape formed by dispersing carbon nanotubes in a solution in the first metal layer; 상기 탄소나노튜브가 위치한 제1금속층 상부에 제2금속층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 가시광 광소자의 제조방법.And forming a second metal layer on the first metal layer on which the carbon nanotubes are located.
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