KR100691161B1 - Fabrication method of field emitter electrode - Google Patents
Fabrication method of field emitter electrode Download PDFInfo
- Publication number
- KR100691161B1 KR100691161B1 KR1020050039812A KR20050039812A KR100691161B1 KR 100691161 B1 KR100691161 B1 KR 100691161B1 KR 1020050039812 A KR1020050039812 A KR 1020050039812A KR 20050039812 A KR20050039812 A KR 20050039812A KR 100691161 B1 KR100691161 B1 KR 100691161B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon nanotubes
- substrate
- field emission
- emitter electrode
- carrier gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
- H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/304—Field emission cathodes
- H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
- H01J2201/30453—Carbon types
- H01J2201/30469—Carbon nanotubes (CNTs)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
본 발명은 전계방출 에미터전극 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 탄소나노튜브를 마련하는 단계와, 아음속 또는 초음속으로 분사되는 반송가스를 이용하여 상기 탄소나노튜브를 기판에 충돌시킴으로써 상기 탄소나노튜브를 상기 기판 상에 부착시키는 단계를 포함하는 전계방출 에미터전극 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for manufacturing a field emission emitter electrode, the present invention is to provide a carbon nanotube, and the carbon nanotubes by impinging the carbon nanotubes on a substrate using a carrier gas injected at a subsonic or supersonic speed It provides a field emission emitter electrode manufacturing method comprising the step of attaching on the substrate.
전계방출장치(field emitting device), 전계방출 에미터(field emittere), 탄소나노튜브(carbon nanotube), 콜드 스프레이(cold spray) Field emitting devices, field emitters, carbon nanotubes, cold sprays
Description
도1은 종래의 전기영동방식을 이용한 전계방출 에미터전극 제조방법에 채용되는 전기화학중합과정을 나타내는 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the electrochemical polymerization process employed in the field emission emitter electrode manufacturing method using a conventional electrophoresis method.
도2는 본 발명에 따른 전계방출 에미터전극 제조방법에 사용가능한 콜드 스프레이 시스템의 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a cold spray system that can be used in the method for manufacturing a field emission emitter electrode according to the present invention.
도3a 및 도3b는 각각 본 발명의 다른 실시형태에 따라 얻어진 전계방출 에미터전극을 나타낸다.3A and 3B respectively show field emission emitter electrodes obtained in accordance with another embodiment of the present invention.
도4은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전계방출 에미터전극 제조방법을 설명하기 위한 개략도이다.4 is a schematic view for explaining a method for manufacturing a field emission emitter electrode according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
21: 기판 22: 압축가스공급부21: substrate 22: compressed gas supply unit
25: CNT저장부 26: 분사노즐25: CNT storage 26: injection nozzle
27: 형성실 28: 기판 홀더27: formation chamber 28: substrate holder
31: 도전성 기판 35,45: 탄소나노튜브31:
41: 비도전성 기판 42: 도전층41: non-conductive substrate 42: conductive layer
본 발명은 전계방출 에미터전극(field emitter electrode)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소나노튜브의 부착강도를 향상시킨 새로운 전계방출 에미터전극 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a field emitter electrode, and more particularly to a method for manufacturing a new field emission emitter electrode with improved adhesion strength of carbon nanotubes.
일반적으로, 전계방출장치는 진공 속에서 전자의 방출을 기반한 광원으로서, 강한 전기장에 의해 미세입자에서 방출된 전자를 가속시켜 형광물질과 충돌하는 원리로 발광하는 소자를 말한다. 상기 전계방출장치는 백열전구와 같은 일반 조명광원에 비해 발광효율이 우수하고 경박단소화가 가능할 뿐만 아니라, 형광등과 같이 중금속을 사용하지 않으므로, 환경친화적이라는 장점을 갖고 있어 각종의 조명분야 및 디스플레이장치의 차세대 광원으로 각광을 받고 있다. In general, the field emission device is a light source based on the emission of electrons in a vacuum, and refers to a device that emits light on the principle of colliding with a fluorescent material by accelerating electrons emitted from fine particles by a strong electric field. The field emission device is excellent in luminous efficiency and light and short and small in comparison with general light sources such as incandescent lamps, and does not use heavy metals such as fluorescent lamps. It is in the spotlight as a light source.
이러한 전계방출장치의 성능은 전계를 방출할 수 있는 에미터전극에 의해 크게 좌우된다. 최근에 우수한 전자방출특성을 갖는 에미터전극을 위한 전자방출재료로서 탄소나노튜브(carbon nanotube: CNT)가 적극적으로 사용되고 있다. The performance of such a field emission device is highly dependent on the emitter electrode capable of emitting an electric field. Recently, carbon nanotubes (CNTs) have been actively used as electron emission materials for emitter electrodes having excellent electron emission characteristics.
하지만, 탄소나노튜브는 대면적의 기판에서 균일한 성장이 어려우므로, 일반적으로, 별도의 공정으로 성장된 탄소나노튜브를 정제하여 기판에 부착시키는 공정이 사용된다. 대표적인 탄소나노튜브 에미터전극 제조방법으로는 통상의 프린팅방 법과 전기영동에 의한 방법이 있다.However, since carbon nanotubes are difficult to uniformly grow on a large-area substrate, generally, a process of purifying carbon nanotubes grown by a separate process and attaching them to a substrate is used. Representative carbon nanotube emitter electrode manufacturing methods include conventional printing methods and electrophoresis methods.
종래의 프린팅에 의한 에미터전극 제조방법은, 평탄한 표면을 갖는 기판 상에 전극층을 코팅한 후에, 그 전극층 상에 탄소나노튜브와 은 분말로 제조된 페이스트를 인쇄하는 방식을 이용한다. 이어, 소정의 열처리공정을 통해 상기 페이스트 중의 수지와 용매를 제거하고, 테이프법을 이용하여 탄소나노튜브가 부분적으로 표면으로부터 노출시키는 공정을 실시한다. The conventional method for manufacturing an emitter electrode by printing uses a method of printing a paste made of carbon nanotubes and silver powder on the electrode layer after coating the electrode layer on a substrate having a flat surface. Subsequently, the resin and the solvent in the paste are removed through a predetermined heat treatment step, and the carbon nanotubes are partially exposed from the surface by a tape method.
하지만, 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 탄소나노튜브의 균일한 분산을 얻기가 어려우며, 이로 인해 전계방출 에미터전극의 특성이 저하될 수 있다. 또한, 공지된 페이스트의 도포공정으로는 하부의 전극물질과의 충분한 물리적 기계적 결합을 얻기 어렵다는 문제도 있다. However, not only the process is complicated, but it is difficult to obtain uniform dispersion of carbon nanotubes, which may lower the characteristics of the field emission emitter electrode. In addition, there is a problem that it is difficult to obtain a sufficient physical mechanical bonding with the underlying electrode material in the application process of the known paste.
이와 달리, 전기영동(electrophoresis)에 의한 탄소나노튜브 에미터전극 제조방법에서는, 도1에 도시된 바와 같이, 전해액(14)에 미리 정제된 탄소나노튜브(CNT)와 분산제(예를 들어, 양이온 분산제)를 혼합한 후에, 상기 전해액(14)에 침지된 두 전극(16,17) 사이에 전압을 인가하여, 음극(16)에 마련된 기판(11)에 탄소나노튜브(CNT)를 부착시키는 방법이 사용된다. In contrast, in the method of manufacturing carbon nanotube emitter electrodes by electrophoresis, as shown in FIG. 1, carbon nanotubes (CNT) and a dispersant (for example, cations) previously purified in the
이러한 전기영동에 의한 방법은 비교적 탄소나노튜브의 균일한 분산을 실현할 수 있으며, 전체 공정을 보다 간소화시킬 수 있으나, 탄소나노튜브의 부착력이 낮아 기계적 충격에 약하므로 긴 수명이 요구되는 장치에 적합하지 않다는 문제가 있다.This electrophoresis method can realize a uniform dispersion of carbon nanotubes and can simplify the whole process, but is not suitable for a device requiring a long service life because the adhesion of carbon nanotubes is low and weak to mechanical impact. There is a problem.
본 발명은 상술된 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 콜드 스프레이공정을 이용하여 탄소나노튜브의 부착강도를 향상시킬 수 있는 새로운 전계방출 에미터전극의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, the object is to provide a method for producing a new field emission emitter electrode that can improve the adhesion strength of carbon nanotubes using a cold spray process.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은, In order to achieve the above technical problem, the present invention,
탄소나노튜브를 마련하는 단계와, 아음속 또는 초음속으로 분사되는 반송가스를 이용하여 상기 탄소나노튜브를 기판에 충돌시킴으로써 상기 탄소나노튜브를 상기 기판 상에 부착시키는 단계를 포함하는 전계방출 에미터전극 제조방법을 제공한다.Producing a field emission emitter electrode comprising the steps of providing a carbon nanotube, and attaching the carbon nanotubes on the substrate by impinging the carbon nanotubes on the substrate using a carrier gas injected at a subsonic or supersonic speed Provide a method.
상기 반송가스는 압축공기일 수 있으며, 이 경우에 압축공기는 충분한 분사속도를 얻기 위해서, 250∼500℃로 가열된 상태인 것이 바람직하다.The carrier gas may be compressed air, in which case the compressed air is preferably heated to 250 to 500 ℃ in order to obtain a sufficient injection rate.
바람직하게는, 상기 반송가스의 분사속도는 마하 1.5∼2범위일 수 있다. 이 경우에, 상기 반송가스가 분사되는 노즐위치와 상기 기판 사이의 거리는 약 30 ∼ 50㎝ 범위인 것이 바람직하다.Preferably, the injection speed of the carrier gas may be in the range of Mach 1.5-2. In this case, the distance between the nozzle position to which the carrier gas is injected and the substrate is preferably in the range of about 30 to 50 cm.
또한, 탄소나노튜브는 에미터의 전계방출요소로 작용하기 위해서 기판표면과 수직으로 부착되는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 상기 반송가스의 분사각도는 적절한 범위를 조정될 것이 요구되며, 바람직한 분사각도는 상기 기판 표면과 수직인 법선을 기준으로 약 -15∼+15°범위이다.In addition, the carbon nanotubes are preferably attached perpendicularly to the substrate surface in order to act as field emitters of the emitter. To this end, the injection angle of the carrier gas is required to be adjusted to an appropriate range, and the preferred injection angle is in the range of about -15 to + 15 ° based on a normal perpendicular to the substrate surface.
본 발명은 다양한 응용형태를 구현될 수 있다. 상기 기판은 상기 탄소나노튜브가 형성되는 면에 도전층이 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 도전층은 탄소나노튜브가 원래의 형태가 크게 변형되지 않고 부착될 수 있도록 구리, 알루미늄, 은과 같이 연질이면서 높은 전도성을 갖는 금속 또는 전도성 폴리머층을 사용할 수 있다. 또한, 다른 실시형태에서는, 상기 기판 자체를 구리, 알루미늄, 은 또는 그 합금인 기판을 사용할 수도 있다.The invention can be implemented in a variety of applications. The substrate may use a conductive layer formed on a surface on which the carbon nanotubes are formed. The conductive layer may be a metal or conductive polymer layer that is soft and has high conductivity, such as copper, aluminum, and silver, so that the carbon nanotubes may be attached without significantly deforming the original shape. Moreover, in another embodiment, the board | substrate itself can also use the board | substrate which is copper, aluminum, silver, or its alloy.
이와 달리, 상기 탄소나노튜브를 마련하는 단계에서, 탄소나노튜브와 전도성 폴리머 또는 금속을 혼합하고, 반송가스를 이용하여 탄소나노튜브와 함께 전도성 폴리머 및 금속을 동시에 분사시킴으로써 탄소나노튜브의 부착과 동시에 전도성 폴리머 또는 금속으로 이루어진 전극층을 기판 상에 형성할 수도 있다. On the contrary, in the preparing the carbon nanotubes, the carbon nanotubes are mixed with the conductive polymer or metal, and simultaneously the conductive polymer and the metal are sprayed together with the carbon nanotubes using the carrier gas to simultaneously attach the carbon nanotubes. An electrode layer made of a conductive polymer or metal may be formed on the substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in more detail.
도2는 본 발명에 따른 전계방출 에미터전극 제조방법에 사용가능한 콜드 스프레이 시스템의 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a cold spray system that can be used in the method for manufacturing a field emission emitter electrode according to the present invention.
도2를 참조하면, 압축가스공급부(22)와 CNT저장부(25) 및 형성실(27)을 포함하는 콜드스프레이 시스템이 예시되어 있다. 상기 압축가스공급부(22)는 노즐(26)을 통해 아음속 또는 초음속의 고속기류를 형성하기 위해 통상의 공기 또는 헬륨과 질소와 같은 불활성가스를 높은 압력으로 압축시킨다. 또한, 압축효율을 높히기 위해서, 상기 압축가스공급부(22) 내부는 250∼500℃의 온도를 유지할 수 있다. 반송가스로서 압축공기는 노즐(26)로부터 아음속 또는 초음속의 기류를 분사시킬 수 있는 조건으로 형성한다. 이 경우에, 충분한 부착강도를 고려한 바람직한 분사속도가 마하 1.5∼2범위일 수 있다. 2, there is illustrated a cold spray system comprising a compressed
CNT저장부(25)는 반송관을 통해 압축가스공급부(22)와 노즐(26) 사이에 연결된다. 압축가스공급부(22)로부터 제공되는 고속 기류는 상기 저장부(25)의 탄소나노튜브(CNT)를 노즐(26)로 향해 수송시킨다. 상기 탄소나노튜브는 CVD법 또는 아크-방전(arc-discharge)법으로 제조된 다중벽(multi wall) 또는 단일벽(single wall) 탄소나노튜브를 분쇄한 후에, 필드 플럭스 플로우 분리법과 같은 공지된 공정을 통해 정제하여 얻어질 수 있다. 바람직하게 본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브는 약 1∼ 2㎛의 길이를 가질 수 있다. The
상기 노즐(26)은 기판홀더(28)상에 위치한 기판(21)과 대향하도록 형성실(27) 내부에 배치되며, 노즐(26)로 통해 분사되는 탄소나노튜브는 상기 기판(21) 상면에 고속으로 충돌하여 부착된다. 이러한 콜드스프레이 공정은, 상기 기판에 대한 별도의 열처리없이 상온에서 실시될 수 있다. The
본 발명에서 전계 방출 에미터전극의 기재로 사용되는 기판(21)은 도전층일 수 있다. 바람직하게는 비교적 연질이면서 전기적 전도성이 우수한 도전층을 포함한다. 즉 상기 기판(21)은 그 상면에 구리, 알루미늄, 은 또는 합금과 같은 금속층 또는 전도성 폴리머와 같은 도전층이 마련되거나, 그 자체가 이러한 도전물질로 구성될 수 있다. 상기 기판(21)은 비교적 연질인 금속으로 이루어지므로, 탄소나노튜브는 큰 변형없이 용이하게 부착될 수 있다. 이에 대해서는 도3a 및 도3b에서 보다 상세히 설명한다.In the present invention, the
일반적으로, 콜드 스프레이공정은 금속분말을 고속으로 분사하여 금속층을 형성하는 공정으로 알려져 있으며, 부분적으로 훼손된 금속층을 수선하는데 주로 사용되었다. 본 발명에서는 통상의 분말형태과 상이한 탄소나노튜브를 부착하는데 사용함으로써 부착강도향상 뿐만 아니라, 탄소나뉴튜브의 원하는 부착각도를 보다 용이하게 실현할 수 있다는 장점을 제공한다. 즉, 탄소나노튜브는 고속기류에 의해 가속되어 기판 상에 부착되므로, 부착강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노즐로부터 기판을 향해 분사되는 동안에 고속 기류에 의해 일축으로 배열되므로 기판 표면과 수직방향으로 부착될 확률을 높힐 수 있다. In general, the cold spray process is known as a process of forming a metal layer by spraying the metal powder at high speed, and was mainly used to repair a partially damaged metal layer. In the present invention, by using to attach carbon nanotubes different from ordinary powder forms, not only the adhesion strength is improved, but also the desired adhesion angle of carbon nanotubes can be more easily realized. That is, since carbon nanotubes are accelerated by high velocity airflow and adhered to the substrate, not only can the adhesion strength be improved, but also they are arranged uniaxially by the high velocity airflow while being sprayed from the nozzle toward the substrate so that the carbon nanotubes are perpendicular to the surface of the substrate. Can increase the probability of attachment.
도2에 도시된 콜드스프레이 시스템은, 단일 노즐(26)을 갖는 형태를 예시하여 설명하였으나, 분사면적을 고려하여 다수의 노즐이 배열된 콜드 스프레이 시스템을 사용할 수도 있다. 또한, 이동식 노즐을 구비하여 기판 상면을 일정한 속도로 스캐닝함으로써 기판 전체 면적에 균일하게 탄소나노튜브를 부착할 수 있다.Although the cold spray system shown in FIG. 2 has been described by way of example with a
도3a 및 도3b는 각각 본 발명의 다른 실시형태에 따라 얻어진 전계방출 에미터전극을 나타낸다.3A and 3B respectively show field emission emitter electrodes obtained in accordance with another embodiment of the present invention.
도3a를 참조하면, 전계방출 에미터전극은 탄소나노튜브(35)가 부착된 상면을 갖는 도전성 기판(31)이 도시되어 있다. 상기 기판(31)은 탄소나노튜브(35)의 부착을 보다 용이하게 실현하기 위해서 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 그 합금과 같은 비교적 연질이면서 전도성이 우수한 금속기판이 바람직하다. 탄소나노튜브(35)는 도2에서 설명된 콜드스프레이공정을 고속기류에 의해 기판(31) 상면에 부착된다. 탄소나노튜브(35)는 분사각도에 따라 상기 기판과 일정한 각도(α)를 갖도록 부착된다. 예를 들어, 노즐의 분사각도가 지나치게 클 경우에는 일부 탄소나노튜브는 기판 평면과 수직인 법선과 큰 각도를 갖도록 부착될 수 있으나, 이러한 형태로 부착된 탄소나노튜브는 전계방출요소로 작용하는데 적절치 않다. 따라서, 본 발명에 따른 콜드스프레이공정에서는 적절히 분사각도범위를 조절할 것이 요구된다. 이에 대해서는 도4에서 보다 상세히 설명한다. Referring to FIG. 3A, the field emission emitter electrode has a
도3b에 도시된 바와 같이, 전계방출 에미터전극은 비도전성 기판(41)을 포함할 수 있다. 상기 비도전성 기판(41) 상에는 추가적인 도전층(42)이 형성된다. 상기 도전층(42)은 금속층 또는 전도성 폴리머층으로 이루어질 수 있으며, 탄소나노튜브와 연결된 전극으로 작용한다. 이러한 도전층(42)은 탄소나노튜브의 일단이 충 분히 노출될 수 있도록 얇은 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 약 0.2㎛ ∼ 약 1㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 도전층(42)이 금속인 경우에는, 앞서 설명된 구리, 알루미늄, 은 또는 그 합금과 같은 비교적 연질이면서 전도성이 우수한 금속으로 구성되는 것이 바람직하며, 전도성 폴리머로 구성될 경우에는, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리(3,4-에틸렌에디오시티오펜), 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌), 폴리티오펜, 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 및, 폴리(티에닐렌 비닐렌)로 구성된 그룹으로부터 선택하여 형성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3B, the field emission emitter electrode may include a
이러한 도전층(42)은 기판(41) 상에 미리 마련하고, 콜드스프레이공정을 통해 탄소나노튜브(45)만을 부착시킬 수 있으나, 콜드스프레이공정을 이용하여 탄소나노튜브와 함께 금속분말 또는 전도성 폴리머입자를 함께 분사시킴으로써 도3b와 같은 에미터를 얻을 수도 있다. 이 경우에, 금속분말 또는 전도성 폴리머입자는 고속기류에 의해 기판(41) 상에 충돌하고 그 충격에 의해 고화됨으로써 우수한 부착강도를 갖는 도전층(42)을 얻을 수 있다. The
도4은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전계방출 에미터전극 제조방법을 설명하기 위한 개략도이다.4 is a schematic view for explaining a method for manufacturing a field emission emitter electrode according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 전계방출 에미터전극 제조방법으로 사용되는 콜드스프레이공정은 적절한 분사각도(θ)와 분사거리(d)로 한정하는 것이 바람직하다. 특히, 분사각도θ)의 경우에는 탄소나노튜브의 부착상태를 결정함으로써 중요한 공정요소가 된다. The cold spray process used in the field emission emitter electrode production method of the present invention is preferably limited to an appropriate spray angle θ and a spray distance d. In particular, in the case of the injection angle θ), it is an important process element by determining the attachment state of the carbon nanotubes.
도3a에서 설명된 바와 같이, 탄소나노튜브가 우수한 전계방출요소로서 작용 하기 위해서는 기판(51) 표면과 거의 수직으로 부착되는 것이 가장 바람직하다. 이러한 탄소나노튜브의 부착각도는 분사각도(θ)에 의해 결정된다. 따라서, 이러한 탄소나노튜브의 부착각도를 고려하여, 노즐(56)로부터 분사되는 반송가스의 각도범위(θ)는 상기 기판(51) 표면과 수직인 법선을 기준으로 약 -15∼+15°범위인 것이 바람직하다. As illustrated in FIG. 3A, it is most preferable that the carbon nanotubes be attached almost perpendicularly to the surface of the
또한, 이와 함께 부착강도를 고려하여, 노즐(56)과 기판(51)상면과의 거리인 분사거리(d)는 중요한 공정요소이다. 이러한 분사거리(d)는 분사속도와의 관계로 적절히 정의될 수 있다. 예를 들어, 분사속도가 마하 1.5∼2범위인 경우에, 상기 반송가스가 분사되는 노즐위치와 상기 기판 사이의 거리(d)는 약 30 ∼ 50㎝ 범위인 것이 바람직하다.In addition, in consideration of the adhesion strength, the injection distance d, which is the distance between the
상기 분사각도와 분사거리에 의해 탄소나노튜브의 부착면적이 정의된다. 예를 들어, 분사각도가 ±15°이고, 분사거리가 40㎝일 때에, 부착면적은 대략 5 ×5㎝정도이다. 따라서, 보다 큰 면적의 기판에 적용하기 위해서는, 노즐당 부착면적을 고려하여 다수의 노즐이 배열된 시스템을 사용하거나, 단일 노즐을 기판 전체 면적에 걸쳐 일정한 속도로 스캐닝하는 방식을 채용할 수 있다.The adhesion area of the carbon nanotubes is defined by the injection angle and the injection distance. For example, when the spray angle is ± 15 ° and the spray distance is 40 cm, the adhesion area is about 5 x 5 cm. Therefore, in order to apply to a larger area of the substrate, a system in which multiple nozzles are arranged in consideration of the attachment area per nozzle, or a method of scanning a single nozzle at a constant speed over the entire area of the substrate may be adopted.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위 에 속한다고 할 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. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 콜드 스프레이공정을 이용하여 탄소나노튜브를 기판에 부착시킴으로써 전기화학적인 공정없이 보다 용이하게 탄소나노튜브의 부착강도가 우수한 전계방출 에미터전극을 제조할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브는 고속기류에 의해 부착과정에서 일축방향으로 기판에 부착됨으로써 전계방출요소로서 보다 유익하게 작용할 수 있다.According to the present invention as described above, by attaching the carbon nanotubes to the substrate using a cold spray process it is possible to manufacture a field emission emitter electrode excellent in the adhesion strength of the carbon nanotubes more easily without the electrochemical process. In addition, the carbon nanotubes can be more advantageously acted as field emission elements by being attached to the substrate in the uniaxial direction during the attachment process by the high speed airflow.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050039812A KR100691161B1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Fabrication method of field emitter electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050039812A KR100691161B1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Fabrication method of field emitter electrode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060117074A KR20060117074A (en) | 2006-11-16 |
KR100691161B1 true KR100691161B1 (en) | 2007-03-09 |
Family
ID=37704739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050039812A KR100691161B1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Fabrication method of field emitter electrode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100691161B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9079209B2 (en) | 2010-10-08 | 2015-07-14 | Ok Ryul Kim | Apparatus for power coating |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101336963B1 (en) | 2007-09-04 | 2013-12-04 | 삼성전자주식회사 | A carbon nano-tube(CNT) film with a transformed substrate structure and a manufacturing method thereof |
KR101110588B1 (en) * | 2009-04-22 | 2012-02-15 | 한국세라믹기술원 | Method and Apparatus depositing trans-phase aerosol |
KR102398136B1 (en) | 2020-04-03 | 2022-05-18 | 한국생산기술연구원 | Method for selective coating of nano materials |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10223133A (en) * | 1997-02-07 | 1998-08-21 | Yamaha Corp | Manufacture of field emission element |
JPH11162334A (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-18 | Ise Electronics Corp | Manufacture of fluorescent character display device |
KR20010085999A (en) * | 1998-11-05 | 2001-09-07 | 주리 베니아미노비치 디쿤 | Method for producing a coating made of powdered materials and device for realising the same |
KR20030022721A (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-17 | 캐논 가부시끼가이샤 | Manufacture method for electron-emitting device, electron source, light-emitting apparatus, and image forming apparatus |
KR20040034522A (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-28 | 캐논 가부시끼가이샤 | Method and apparatus for carbon fiber fixed on a substrate |
KR20040090448A (en) * | 2003-04-15 | 2004-10-25 | 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드 | Method of manufacturing electron-emitting source |
-
2005
- 2005-05-12 KR KR1020050039812A patent/KR100691161B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10223133A (en) * | 1997-02-07 | 1998-08-21 | Yamaha Corp | Manufacture of field emission element |
JPH11162334A (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-18 | Ise Electronics Corp | Manufacture of fluorescent character display device |
KR20010085999A (en) * | 1998-11-05 | 2001-09-07 | 주리 베니아미노비치 디쿤 | Method for producing a coating made of powdered materials and device for realising the same |
KR20030022721A (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-17 | 캐논 가부시끼가이샤 | Manufacture method for electron-emitting device, electron source, light-emitting apparatus, and image forming apparatus |
KR20040034522A (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-28 | 캐논 가부시끼가이샤 | Method and apparatus for carbon fiber fixed on a substrate |
KR20040090448A (en) * | 2003-04-15 | 2004-10-25 | 가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드 | Method of manufacturing electron-emitting source |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9079209B2 (en) | 2010-10-08 | 2015-07-14 | Ok Ryul Kim | Apparatus for power coating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060117074A (en) | 2006-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4229917B2 (en) | Manufacturing method of field emission emitter electrode | |
KR100944828B1 (en) | Process for producing cold field-emission cathodes | |
US7811149B2 (en) | Method for fabricating carbon nanotube-based field emission device | |
KR100638616B1 (en) | Fabrication method of field emitter electrode | |
US7648406B2 (en) | Carbon nanotube array element and method for producing the same | |
US7772755B2 (en) | Thermionic emission device | |
US10732326B2 (en) | Hydrophobic window, house and vehicle using the same | |
US20090066216A1 (en) | Field emission light source | |
US20190212476A1 (en) | Hydrophobic mirror and vehicle using the same | |
KR100691161B1 (en) | Fabrication method of field emitter electrode | |
US10877186B2 (en) | Hydrophobic mirror and vehicle using the same | |
CN1538485A (en) | Manufacturing method of electron emission source | |
US11904586B2 (en) | Hydrophobic film | |
US9666400B2 (en) | Field emission electron source and field emission device | |
US8727827B2 (en) | Method for making field emission electron source | |
US7915797B2 (en) | Thermionic electron source | |
US8072126B2 (en) | Field electron emission source having carbon nanotubes and method for manufacturing the same | |
US8669696B1 (en) | Field emission electron source array and field emission device | |
JP5444893B2 (en) | Nanocarbon material composite substrate manufacturing method, electron-emitting device using the same, and illumination lamp | |
TWI464777B (en) | Method for manufacturing electron emission source and method for manufacturing cathode plate | |
JP2004327208A (en) | Electron emission source and its manufacturing method | |
JP2007160470A (en) | Method for orienting carbon nanotube and field electron emission device | |
CN1281587A (en) | Coated wire ion bombarded graphite electron emitters | |
US8662951B1 (en) | Method for making field emission electron source array | |
US20100056009A1 (en) | Method for fabricating field emission display |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130131 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140129 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150202 Year of fee payment: 9 |