KR101064943B1 - Carbon nano tube electrode manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어로졸 증착기술을 이용하여 유기물이 없는 탄소나노튜브 전극을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an organic-free carbon nanotube electrode using an aerosol deposition technique.

본 발명은 (a) 탄소나노튜브 원료를 에어로졸화시키는 단계; 및 (b) 에어로졸화된 탄소나노튜브를 진공팽창 원리에 의해 가속하여 기판에 분사 증착시킴으로써 탄소나노튜브 박막으로 이루어진 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 탄소나노튜브 전극 제조방법을 제공한다.The present invention (a) aerosolizing the carbon nanotube raw material; And (b) forming an electrode made of a carbon nanotube thin film by spray-depositing the aerosolized carbon nanotubes by vacuum expansion on a substrate; It provides a carbon nanotube electrode manufacturing method comprising a.

탄소나노튜브, 전극, 캐소드, 백라이트유닛, 디스플레이 Carbon nanotube, electrode, cathode, backlight unit, display

Description

탄소나노튜브 전극 제조방법{Carbon nano tube electrode manufacturing method}Carbon nano tube electrode manufacturing method

본 발명은 에어로졸 증착기술을 이용하여 유기물이 없는 탄소나노튜브 전극을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an organic-free carbon nanotube electrode using an aerosol deposition technique.

BLU 또는 FED의 전극 위에 탄소나노튜브층을 형성시켜 에미터를 제조하는 방법에는 크게 3가지가 있다. There are three main methods for manufacturing an emitter by forming a carbon nanotube layer on an electrode of a BLU or FED.

첫 번째는 Chemical vapor deposition(CVD)법으로서 촉매를 캐소드 전극 위에 형성시키고 기판을 가열하여 하이드로 카본 전구체가 열적-화학적 작용에 의해 깨지면서 촉매부에서 탄소나노튜브가 자라도록 하는 방법이다. 대부분의 탄소나노튜브들은 촉매부에서 자라나 캐소드 전극에 수직으로 성장하게 된다. 그러나 수직 성장된 탄소나노튜브들은 쓰러지기 쉬우며, 촉매 공정 추가 및 고가 CVD 장비 기술이 요구되는 단점이 있다.The first method is a chemical vapor deposition (CVD) method in which a catalyst is formed on a cathode electrode and a substrate is heated so that the carbon nanotubes grow in the catalyst part while the hydrocarbon precursor is broken by thermal-chemical action. Most of the carbon nanotubes grow in the catalyst section and grow perpendicular to the cathode electrode. However, vertically grown carbon nanotubes are prone to collapse and have the disadvantage of requiring additional catalytic process and expensive CVD equipment technology.

두 번째 방법은 탄소나노튜브를 화학적 처리를 통하여 액상에서 분산시키거 나 폴리머 또는 포토 레지스트(Photo resist)에 혼합한 후 캐소드에 코팅하는 방법이 있다. 이 방법은 매우 저렴하여 현재 많은 회사에서 이용되고 있다. 그러나 폴리머에 파묻힌 탄소나노튜브들의 물성저하 및 폴리머 자체의 내구성과 오염문제 때문에 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 더구나 폴리머 매개체의 높은 저항 때문에 에미터 부분은 고온으로 되고 소자 내부의 진공도를 떨어뜨리고 오염시킨다 (게터기술 의존성 증가). The second method is to disperse the carbon nanotubes in the liquid phase through chemical treatment or to mix the polymer or photoresist and then coat the cathode. This method is very inexpensive and is currently used by many companies. However, due to the deterioration of the properties of carbon nanotubes embedded in the polymer and durability and contamination of the polymer itself, it is an obstacle to commercialization. Moreover, due to the high resistance of the polymer carriers, the emitter portion becomes hot and degrades and contaminates the vacuum inside the device (increased getter technology dependence).

세 번째 방법은 두 번째 방법에서와 같이 화학적으로 분산된 탄소나노튜브 용액을 에어 브러쉬를 이용하여 대기압 하에서 기판에 분사하여 필름을 형성하는 방법이다. 즉, 화가들이 사용하는 일반 스프레이 페인팅 기법과 유사하다. 이 방법 또한 두 번째 방법과 마찬가지로 기판-탄소나노튜브간 약한 결합력, 폴리머 바인더 문제가 유사하게 발생한다.The third method is to form a film by spraying a chemically dispersed carbon nanotube solution on the substrate under atmospheric pressure using an air brush as in the second method. That is, it is similar to the general spray painting technique used by painters. This method, like the second method, has similar problems with weak bonding force and polymer binder between substrate and carbon nanotubes.

따라서 가장 이상적으로는 바인더 없이 캐소드-CNT, CNT-CNT간 직접적인 화학결합을 갖는 탄소나노튜브 박막을 캐소드상에 형성시키는 기술이 BLU 또는 FED 소자의 품질과 수명을 늘리는 핵심 기술로 절실히 요구되고 있다.Therefore, ideally, a technique for forming a carbon nanotube thin film having a direct chemical bond between cathode-CNT and CNT-CNT without a binder on a cathode is urgently required as a core technology for increasing the quality and life of a BLU or FED device.

본 발명은 에너지 절감형 친환경 저가 프로세스를 개발하여 폴리머 바인더를 쓰지 않고 상온에서 캐소드 전극과 탄소나노튜브간 직접 결합을 갖는 고품질/고청정 전극을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a high quality / high clean electrode having a direct bond between a cathode electrode and a carbon nanotube at room temperature without using a polymer binder by developing an energy-saving, eco-friendly low-cost process.

상기와 같은 목적은, 탄소나노튜브 원료를 에어로졸화시킨 후 상기 에어로졸을 진공팽창 원리에 의하여 고속으로 가속시켜 기판에 충돌시킴으로써 탄소나노튜브 박막을 얻어내고 이를 전극으로 적용함에 의해 달성할 수 있다. The above object can be achieved by aerosolizing a carbon nanotube raw material and then accelerating the aerosol at high speed according to a vacuum expansion principle to impinge a substrate to obtain a carbon nanotube thin film and apply it as an electrode.

상기 탄소나노튜브 원료를 에어로졸화시키기 전에는 탄소나노튜브를 물리적으로 변형시키거나 화학적으로 전처리하여 표면 개질하는 단계를 더 수행할 수 있다. 이에 대한 예로는 볼밀링을 들 수 있다.Before aerosolizing the carbon nanotube raw material, the carbon nanotube may be further physically modified or chemically pretreated to perform surface modification. An example of this is ball milling.

상기 탄소나노튜브 에어로졸을 기판에 충돌시켜 탄소나노튜브박막을 형성하는 단계에서는 일부 화학반응을 유도하기 위한 반응성 가스를 도입할 수 있다.In the forming of the carbon nanotube thin film by impinging the carbon nanotube aerosol on the substrate, a reactive gas for inducing some chemical reactions may be introduced.

본 발명에 따르면 (a) 별도의 바인더 수지를 포함하지 않고, (b) 대부분 탄소나노튜브들이 나란히 기판 위에 직접 결합(화학결합)되어 있고, (c) 이들 탄소나노튜브는 일단 또는 양단이 상층부로 돌출되어 있거나, 탄소나노튜브 중단부가 굴 곡져 돌출해 있어, (d) 이러한 탄소나노튜브의 돌출된 부분에 의하여 전계방출이 일어남으로서 전계방출형 탄소나노튜브 에미터 제작이 가능하게 된다. 이러한 전계방출형 탄소나노튜브 에미터는 고품질, 장수명, 에너지 절감형, 친환경 BLU, FED 개발에 응용될 수 있다.According to the present invention (a) does not include a separate binder resin, (b) most of the carbon nanotubes are directly bonded (chemically bonded) side by side on the substrate, (c) these carbon nanotubes at one or both ends of the upper layer Protruding or protruding carbon nanotube stops, (d) the field emission is caused by the protruding portion of the carbon nanotubes, it is possible to manufacture a field emission-type carbon nanotube emitter. The field emission type carbon nanotube emitter can be applied to the development of high quality, long life, energy saving, eco-friendly BLU, FED.

본 발명은 탄소나노튜브 원료가 저장된 에어로졸챔버; 내부에 기판이 배치되어 있으며 내부의 가스를 배기하는 배기부가 구비되어 있는 증착챔버; 일단은 상기 에어로졸챔버에 연통되어 있고 타단은 상기 증착챔버에 관입되어 있으며 상기 증착챔버측의 말단에는 분사노즐이 결합되어 있는 에어로졸수송관; 상기 에어로졸수송관의 관로 중간에 구비된 에어로졸개폐수단; 및 외부의 일반공기를 흡입하여 상기 에어로졸챔버에 공급하는 유량조절부; 를 포함하여 구성되는 펄스 에어로졸 증착장치에 의해 이루어지는 탄소나노튜브 전극 제조방법으로서, (a) 상기 에어로졸챔버 내에 상기 유량조절부에서 흡입한 외부의 일반공기를 수송가스로서 공급하여 상기 탄소나노튜브 원료를 에어로졸화시키는 단계; 및 (b) 에어로졸화된 탄소나노튜브를 진공팽창 원리에 의해 가속하여, 상기 에어로졸챔버와 연통되어 있는 증착챔버 내에 배치된 기판에 분사 증착시킴으로써 탄소나노튜브 박막으로 이루어진 전극을 형성하는 단계; 를 포함하되, 상기 (b)단계는 상기 에어로졸개폐수단으로 상기 에어로졸수송관을 간헐적으로 개폐함에 따라 상기 증착챔버의 감압을 유도하여 에어로졸화된 탄소나노튜브의 분사속도를 증가시키고, 에어로졸화된 탄소나노튜브가 증착챔버로 분사되기 전에 에어로졸챔버 내에서 다공질 가로막을 거치도록 하여 미세하게 분산된 탄소나노튜브 에어로졸 입자만이 상기 기판에 증착되도록 하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법을 제공한다.The present invention is an aerosol chamber in which carbon nanotube raw material is stored; A deposition chamber having a substrate disposed therein and having an exhaust unit for exhausting an internal gas; An aerosol transport tube having one end communicating with the aerosol chamber, the other end penetrating the deposition chamber, and an injection nozzle coupled to the end of the deposition chamber; Aerosol opening and closing means provided in the middle of the pipeline of the aerosol transport pipe; And a flow rate controller for sucking external general air and supplying the aerosol chamber to the aerosol chamber. A method of manufacturing a carbon nanotube electrode made by a pulsed aerosol deposition apparatus comprising a: (a) supplying external general air sucked by the flow rate control unit into the aerosol chamber as a transport gas to supply the carbon nanotube raw material; Aerosolization; And (b) accelerating the aerosolized carbon nanotubes by a vacuum expansion principle to form a thin film of carbon nanotubes by spray deposition on a substrate disposed in a deposition chamber in communication with the aerosol chamber. Including, but the step (b) increases the injection rate of the aerosolized carbon nanotubes by inducing a reduced pressure of the deposition chamber by intermittently opening and closing the aerosol transport pipe to the aerosol opening and closing means, aerosolized carbon It provides a method of manufacturing a carbon nanotube electrode, characterized in that the finely dispersed carbon nanotube aerosol particles are deposited on the substrate by passing through the porous membrane in the aerosol chamber before the nanotube is injected into the deposition chamber.

상기 (a)단계에서는 수송가스를 탄소나노튜브 원료가 저장된 에어로졸챔버로 공급하여 탄소나노튜브가 에어로졸화 되도록 할 수 있다. 상기 수송가스는 상기 유량조절부에서 흡입한 외부의 일반공기이다. 또한, 상기 (b)단계에서는 에어로졸수송관(10)에 의해 상기 에어로졸챔버(1)와 연통되어 있고 내부에 기판이 배치된 증착챔버(12)에 에어로졸화된 탄소나노튜브를 분사시킬 수 있다. 상기 기판은 투명전도막 또는 불투명전도막이 코팅된 것을 적용할 수 있으며, 이는 이하에서 설명하는 모든 실시예에서도 마찬가지이다.In step (a), the transport gas may be supplied to the aerosol chamber in which the carbon nanotube raw material is stored so that the carbon nanotubes may be aerosolized. The transport gas is external general air sucked by the flow control unit. In addition, in step (b), the aerosolized carbon nanotubes may be injected into the deposition chamber 12 in communication with the aerosol chamber 1 by the aerosol transport tube 10 and the substrate disposed therein. The substrate may be coated with a transparent conductive film or an opaque conductive film, which is the same in all the embodiments described below.

[도 1]은 연속 에어로졸 증착장치의 개략도로서, 도시된 바와 같이 에어로졸챔버(1)와 증착챔버(12)가 구비되어 있는 것이다. 상기 에어로졸챔버(1)에는 탄소나노튜브 원료(2)가 도입되며, 외부에서 수송가스가 정량 투입된다. 상기 수송가스는 [도 2]에 도시된 유량조절부(4)에 의하여 그 정량을 조절하며 투입할 수 있다. 상기 수송가스는 가스수송관(5)을 지나 에어로졸챔버(1) 내의 탄소나노튜브 원료(2)로 분사된다. 수송가스 분사에 의해 탄소나노튜브 입자들은 기상으로 분산되어 탄소나노튜브 에어로졸(9)이 된다. 생성된 탄소나노튜브 에어로졸은 상기 에어로졸챔버(1)와 증착챔버(12)를 연결하는 관, 즉 에어로졸수송관(10)을 지나 선단부의 노즐(11)를 통해 증착챔버(12)로 진공 팽창원리에 의하여 고속으로 분사된다. 고속으로 가속된 탄소나노튜브 에어로졸은 기판(14)에 부딪혀 증착이 일어난다. 상기 기판은 기판홀더(15)에 고정되어 있는데, 기판홀더(15)는 홀더 높이 조절부(16)를 통하여 기판과 노즐간의 거리 조절이 가능하게 구성할 수 있다. 증착챔버(12) 내의 가스들은 배기부(17)를 통하여 연속적으로 배기시킨다. 탄소나노튜브의 가속은 배기부를 통한 배기속도(펌핑속도)가 클수록 커지며 노즐에서 배출되는 순간 가속이 극대화된다. 한편 모재, 즉 기판은 피에조 물질 혹은 모터와 같은 구동장치와 연계하여 x, y, z 축으로 이동이 가능하도록 설계될 수 있다. 이와 달리 또는 이와 병행하여 상기 구동장치는 노즐부와 연계하여 노즐부가 이동하도록 구동시킬 수도 있다. 1 is a schematic diagram of a continuous aerosol deposition apparatus, in which an aerosol chamber 1 and a deposition chamber 12 are provided. The carbon nanotube raw material 2 is introduced into the aerosol chamber 1, and the transport gas is quantitatively input from the outside. The transport gas may be introduced by adjusting the quantity by the flow control unit 4 shown in FIG. The transport gas is injected into the carbon nanotube raw material 2 in the aerosol chamber 1 through the gas transport pipe (5). By transport gas injection, the carbon nanotube particles are dispersed in a gaseous phase to form a carbon nanotube aerosol (9). The generated carbon nanotube aerosol is vacuum expansion principle to the deposition chamber 12 through the nozzle 11 of the tip through the tube connecting the aerosol chamber 1 and the deposition chamber 12, that is, the aerosol transport tube 10. By spraying at high speed. The carbon nanotube aerosol accelerated at high speed hits the substrate 14 and deposition occurs. The substrate is fixed to the substrate holder 15, the substrate holder 15 may be configured to enable the distance between the substrate and the nozzle through the holder height adjusting unit 16. The gases in the deposition chamber 12 are continuously exhausted through the exhaust 17. Acceleration of carbon nanotubes increases as the exhaust velocity (pumping speed) through the exhaust portion is increased, and the acceleration at the moment of discharge from the nozzle is maximized. On the other hand, the base material, that is, the substrate may be designed to be movable in the x, y, z axis in connection with a driving device such as a piezo material or a motor. Alternatively or in parallel thereto, the driving device may be driven to move the nozzle unit in association with the nozzle unit.

한편, 본 발명에서는 상기 에어로졸수송관(10))를 간헐적으로 개폐함에 따라 상기 증착챔버(12)의 감압을 유도하여 에어로졸화된 탄소나노튜브의 분사속도를 증가시키도록 할 수 있다. [도 2]는 본 발명을 실시하기 위해 구성된 펄스 에어로졸 증착장치의 개략도이다. [도 1]에 도시된 장치에 의하는 경우 연속적인 탄소나노튜브 플로우에 의하여 탄소나노튜브가 기판에 증착이 되는 반면, [도 2]는 단속적인 펄스 탄소나노튜브 플로우에 의하여 탄소나노튜브가 기판에 증착이 된다. 이는 클러스터 소스의 원리를 이용한 기술이다. 단속적인 펄스 빔을 얻는 방법은 외부의 수송가스의 공급을 간헐적으로 차단하거나, 에어로졸화된 탄소나노튜브의 분사를 간헐적으로 차단하는 방법으로 수행될 수도 있으며, 이들 두 방법을 동시 또는 순차적으로 적용할 수도 있다. Meanwhile, in the present invention, the aerosol transport pipe 10 may be intermittently opened and closed to induce a reduced pressure of the deposition chamber 12 to increase the injection speed of the aerosolized carbon nanotubes. 2 is a schematic diagram of a pulsed aerosol deposition apparatus configured to practice the present invention. In the device shown in FIG. 1, carbon nanotubes are deposited on a substrate by a continuous carbon nanotube flow, while FIG. 2 shows that a carbon nanotube is a substrate by an intermittent pulsed carbon nanotube flow. Is deposited. This technique uses the principle of the cluster source. The method of obtaining an intermittent pulse beam may be performed by intermittently blocking the supply of external transport gas or intermittently blocking the injection of aerosolized carbon nanotubes. These two methods may be applied simultaneously or sequentially. It may be.

[도 2]에 도시된 펄스 에어로졸 증착장치는 원료공급부(3)와 증착챔버(12)로 구성된다. 상기 원료공급부(3)는 외부로부터 수송가스(외부의 일반 공기)를 도입하여 공급하기 위한 가스수송관(5)과 탄소나노튜브 원료분말을 분산하여 기상 미립자로 만들고 이를 에어로졸수송관(10)을 통해 수송하기 위한 에어로졸챔버(1)를 포함한다. 상기 원료공급부(3)와 증착챔버(12)는 [도 2]에 도시된 바와 같이 별도의 체결수단(13)을 통해 결속된 구조를 가질 수 있다. [도 2]에서 상기 에어로졸챔버(1)에는 탄소나노튜브 원료 분말이 정치되어 있고, 에어로졸챔버(1) 내부의 상부 공간에는 다공질 가로막(6)이 설치되어 있다. 또한, 수송가스를 에어로졸챔버(1) 내로 도입함에 있어서 가스수송관(5)에 장착된 유량조절부(4)로 가스개폐를 조절토록 하고, 또한 에어로졸수송관(10)에도 마찬가지로 별도의 에어로졸개폐수단(7)을 구비함으로써, 수송가스를 펄스형태(증착 시간 : △t1, 휴지기간 : △t2 조절)로 도입시켜 원료분말의 기상 분산을 펄스형태로 생성시키거나, 에어로졸 미립자를 펄스형태로 기판(14)에 충돌시킬 수 있다.The pulse aerosol deposition apparatus shown in FIG. 2 includes a raw material supply unit 3 and a deposition chamber 12. The raw material supply unit 3 disperses the gas transport pipe 5 and carbon nanotube raw material powder for introducing and supplying a transport gas (external general air) from the outside to form gaseous particulates, and then form the aerosol transport pipe 10. An aerosol chamber 1 for transporting through. The raw material supply unit 3 and the deposition chamber 12 may have a structure bound through a separate fastening means 13 as shown in FIG. In FIG. 2, carbon nanotube raw material powder is left in the aerosol chamber 1, and a porous diaphragm 6 is provided in the upper space inside the aerosol chamber 1. In addition, in order to introduce the transport gas into the aerosol chamber 1, the gas opening and closing is controlled by the flow rate adjusting unit 4 mounted on the gas transportation pipe 5, and the aerosol opening and closing is similarly applied to the aerosol transportation pipe 10. By means of the means 7, the transport gas is introduced in pulse form (deposition time: Δt1, rest period: Δt2 adjustment) to generate gas phase dispersion of the raw material powder in the form of a pulse, or aerosol fine particles in the form of a pulse It may collide with (14).

즉, 상기 유량조절부(4)을 통해 수송가스는 펄스 형태로 가스수송관(5)을 통하여 에어로졸챔버(1)로 들어간다. 이때 펄스 형태로 도입된 가스는 탄소나노튜브 원료(2)를 순간적으로 반대편으로 불어 탄소나노튜브 원료들을 에어로졸화시킨다.이 때 분산이 안 된 덩어리들은 다공질 가로막(6)에 의하여 걸러지고 미세한 탄소나노튜브 에어로졸(9) 입자들만 다공질 가로막(6)을 빠져나가 에어로졸수송관(10)을 통하여 배출되고 그 끝에 있는 노즐(11)을 통하여 최종적으로 증착챔버(12) 내로 가속되어 들어간다. 즉 에어로졸수송관(10)을 통해 공급된 탄소나노튜브 에어로졸 입자는 가속되어 기판홀더(15)에 고정된 기판(14)에 증착된다. 기판홀더(15)는 홀도 높이 조절부(16)에 의하여 상하 이동이 가능하게 설치될 수 있다. 이때 에어로졸수송관(10)에는 에어로졸개폐수단(7)을 둘 수 있다. 본 발명에서 상기 가스개폐를 위한 유량조절부(4)와 상기 에어로졸개폐수단(7)을 연동시킬 수 있는데, 예컨대 유량조절부(4)를 개방하여 수송가스를 에어로졸챔버(1) 내로 유입시킨 후 상기 유량조절부(4)를 폐쇄하고 에어로졸개폐수단(7)을 개방하여 에어로졸화된 탄소나노튜브 원료가 에어로졸수송관(10)을 통해 증착챔버(12)로 유입되게 할 수 있다. 물론 본 발명에서는 상기 유량조절부(4)가 개방된 동안 에어로졸개폐수단(7)을 개방하여 원료를 증착챔버(12)로 유입시킬 수도 있다. 또 이와 달리, 본 발명에서는 상기 유량조절부(4) 없이 에어로졸개폐수단(7)만을 구비하여 에어로졸개폐수단(7)의 동작에 의해 탄소나노튜브 원료를 펄스형으로 유입시킬 수도 있다. 이 때 탄소나노튜브 에어로졸(9)과 함께 증착챔버(12) 내로 도입된 가스는 배기부(17)에 의해 배기된다. 또한 상기 원료공급부(3) 외부에는 별도의 시료통(도시하지 않음)을 장착하여 원료공급부(3)에 원료가 부족할 때 연속 또는 비연속적으로 시료를 공급할 수도 있다. 통상의 에어로졸 증착법에 있어서 증착챔버에는 진공펌프가 구비되는데, [도 2]에서는 진공펌프의 도시를 생략하였다. 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 기판에 피에조 물질을 부가하여 x,y,z축으로 정밀 미세 이동이 가능하다.In other words, the transport gas enters the aerosol chamber 1 through the gas transport pipe 5 in the form of a pulse through the flow rate adjusting unit 4. At this time, the gas introduced in the form of pulse blows the carbon nanotube raw material (2) to the opposite side in an instant to aerosolize the carbon nanotube raw materials. Only the tube aerosol 9 particles exit the porous diaphragm 6 and are discharged through the aerosol transport tube 10 and finally accelerated into the deposition chamber 12 through the nozzle 11 at its end. That is, the carbon nanotube aerosol particles supplied through the aerosol transport tube 10 are accelerated and deposited on the substrate 14 fixed to the substrate holder 15. The substrate holder 15 may be installed to move up and down by the height adjusting unit 16. At this time, the aerosol transport pipe 10 may be provided with an aerosol opening and closing means (7). In the present invention, the flow rate control unit 4 and the aerosol opening and closing means 7 for interlocking the gas can be interlocked, for example, after opening the flow rate adjusting unit 4 to introduce the transport gas into the aerosol chamber 1. The flow control unit 4 may be closed and the aerosol opening and closing unit 7 may be opened so that the aerosolized carbon nanotube raw material may be introduced into the deposition chamber 12 through the aerosol transport pipe 10. Of course, in the present invention, the raw material may be introduced into the deposition chamber 12 by opening the aerosol opening and closing means 7 while the flow rate control unit 4 is open. Alternatively, in the present invention, only the aerosol opening and closing means 7 without the flow control unit 4 may be introduced to the carbon nanotube raw material in a pulse by the operation of the aerosol opening and closing means (7). At this time, the gas introduced into the deposition chamber 12 together with the carbon nanotube aerosol 9 is exhausted by the exhaust unit 17. In addition, a separate sample container (not shown) may be installed outside the raw material supply unit 3 to supply a sample continuously or discontinuously when the raw material supply unit 3 is short of raw materials. In the conventional aerosol deposition method, a vacuum pump is provided in the deposition chamber, and in FIG. 2, the illustration of the vacuum pump is omitted. As described above, in the present invention, the piezoelectric material is added to the substrate to enable precise fine movement along the x, y, and z axes.

이하에서는 에어로졸화된 탄소나노튜브를 기판에 고속으로 증착시키는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of depositing aerosolized carbon nanotubes on a substrate at high speed will be described.

용사법은 모재 파우더를 플라즈마 또는 열에너지를 이용하여 고온 활성화시키고 고온/고압 압축 공기를 노즐을 통하여 모재에 직접적으로 분사시켜 코팅물을 얻는 방법이다. 이러한 용사법은 전형적으로 항공기 혹은 대형 구조물에 대한 세라믹 코팅 분야에 많이 이용되어 왔다. 그러나 폐쇄된 공간에서 방화복을 입고 작업을 해야 하며 소음 공해, 불꽃, 공기오염, 에너지 낭비 문제가 심한 단점이 있다. The thermal spraying method is a method of obtaining a coating by activating a base powder at a high temperature by using plasma or thermal energy and injecting a high temperature / high pressure compressed air directly into the base material through a nozzle. Such spraying methods have typically been used in the field of ceramic coatings for aircraft or large structures. However, work must be done in fireproof clothing in an enclosed space, and there are serious disadvantages of noise pollution, sparks, air pollution and energy waste.

최근 용사법을 발전시킨 콜드스프레이법을 이용한 금속 나노입자 코팅법이 많이 각광받고 있이며, 이는 금속나노입자의 직접 배선과 관련이 있는 것이다. 콜드스프레이법은 용사법과 비슷하게 압축공기를 노즐을 통하여 분사시키고 상온에서 금속입자를 고속으로 모재에 부딪혀 코팅물을 생성시키는 방법이다. 이때 고압가스를 얻기 위하여 압축가스 용기를 수백도로 가열한다. 단지 용사법에서의 플라즈마처럼 파우더 활성화 과정을 거치지는 않는다. 증착부의 저항 기체 압력 때문에 초고속 가속력이 필요하여 독특한 노즐 설계와 고온/고압 압축 가스 유지 기술이 필요하고 코팅시 소음 발생 문제가 심하다.Recently, the coating method of the metal nanoparticles using the cold spray method, which has been developed by the thermal spraying method, has received much attention, which is related to the direct wiring of the metal nanoparticles. Cold spraying is a method of spraying compressed air through a nozzle similarly to a thermal spraying method and forming a coating by hitting a metal particle at a high speed with a base material at room temperature. At this time, the compressed gas container is heated to several hundred degrees to obtain a high pressure gas. It doesn't just go through the powder activation process like plasma in thermal spraying. Due to the resistive gas pressure in the deposition zone, ultra-fast acceleration is required, which requires a unique nozzle design, high temperature / high pressure compressed gas retention technology, and severe noise generation during coating.

본 발명에서 사용되는 에어로졸 증착방법은 진공 팽창 원리에 기초를 두며 그 근간은 기초과학분야에서 많이 이용되고 있는 클러스터 빔 소스에 근원을 둔다. 초음속 클러스터 소스는 기체를 펄스 혹은 초단파로 진공중에 분사함으로서 103 - 104 m/s의 가속력을 얻는다. 펄스법을 사용하는 이유는 고진공 유지를 위해서이다. 고진공이 유지된 상태로 간헐적으로 들어오는 캐리어 기체는 압력차 및 펌프의 펌핑스피드에 의하여 최고의 가속력을 얻을 수 있다. 만일 용사법 또는 콜드스프레이법에서처럼 많은 양의 가스가 들어오면 진공 유지가 불가능하다. 에어로졸이 기판에 증착하는 동안에도 클러스터 소스에서는 10-4 - 10-5 torr를 유지하며 AD법에서는 5-20torr의 저압을 유지한다.The aerosol deposition method used in the present invention is based on the principle of vacuum expansion, the basis of which is based on the cluster beam source which is widely used in the basic science field. Supersonic cluster source by a vacuum injection of gas into a pulse or ultrashort 10 3 - 10 4 to obtain the acceleration in m / s. The reason for using the pulse method is to maintain high vacuum. Carrier gas intermittently entering a high vacuum state can obtain the best acceleration force by the pressure difference and the pumping speed of the pump. If a large amount of gas enters, such as in a spray or cold spray method, it is impossible to maintain a vacuum. The cluster source also during the aerosol is deposited on the substrate 10-4 - maintaining the 10 -5 torr, and the AD method maintains a low pressure of 5-20torr.

AD법은 좀 더 무거운 파우더를 쓰기 때문에 클러스터 소스와 같은 엄청난 가속력을 얻지는 못하지만 아음속에서도 좋은 증착막을 얻어 낼 수 있다. 한 예로서 4nm의 에어로졸 증착 방법이 있다(Huh et. al. Appl. Phys. Lett. 91, 093118, 2007). 이 논문에서는 진공 팽창 원리에 의하여 4nm의 입자가 약 200m/s로 가속된 채 실리콘 기판 위에 충돌하여 기판간 그리고 입자간 직접적인 결합을 갖게 된 예를 제시하고 있다. 따라서 에어로졸이 탄소나노튜브인 경우도 위와 같은 진공 팽창 원리에 의하여 CNT-캐소드 전극, CNT-CNT간 직접 결합 형성이 가능하다. 이와 같은 에어로졸 증착법은 무엇보다도 용사법이나 콜드스프레이법에 비하여 매우 조용하고 CVD, PVD, 용사법, cold spray법에 비하여 친환경 에너지 절약 공정 기술이다. 또한 클러스터 소스와는 달리 저진공 기술로 구현이 가능하다.The AD method uses heavier powders, so it doesn't gain tremendous acceleration like a cluster source, but it can produce a good deposition film even at subsonic speeds. An example is a 4 nm aerosol deposition method (Huh et. Al. Appl. Phys. Lett. 91, 093118, 2007). This paper presents an example in which 4 nm particles are accelerated to about 200m / s by a vacuum expansion principle and collide on a silicon substrate to have direct bonding between the substrates and the particles. Therefore, even when the aerosol is carbon nanotubes, it is possible to form a direct bond between the CNT-cathode electrode and the CNT-CNT by the same vacuum expansion principle. The aerosol deposition method is, above all, very quiet compared to the spraying method or the cold spray method, and is an environmentally friendly energy saving process technology compared to the CVD, PVD, spraying method, and cold spray method. Unlike the cluster source, it can be implemented with low vacuum technology.

[도 3]은 본 발명을 통해 탄소나노튜브 전극을 제조할 때 증착현상을 간단한 도면으로 나타낸 모식도이다. 즉 [도 3]은 탄소나노튜브가

Figure 112009024857065-pat00001
의 운동 에너지(k)를 가지고 기판위에 충돌하는 도시한 것이다. [도 3]의 (a)는 탄소나노튜브가 수직 혹은 약간 비슴듬하게 기판에 충돌하는 경우를 보여준다. 탄소나노튜브가 기판에 충돌하는 순간 탄소나노튜브의 속도 v는 거의 0이 된다. 즉, 탄소나노튜브 선단부의 전진력 또는 움직임은 기판에 의하여 제지당하게 된다. 그 후 위쪽 기다란 꼬리 같은 탄소나노튜브 부분은 관성력에 의하여 계속 앞으로 전진하려한다. 따라서 탄소나노튜브 선단부측에서는 힘의 균형에 의하여 큰 굴곡현상이 일어나 탄소나노튜브가 접히고(bending) 접힌 탄소나노튜브 뒷부분들이 강하게 기판을 때리며 요동치게 된다(탄소나노튜브의 탄성계수는 매우 뛰어나 쉽게 구부려 질 수 있음). 이 과정에서 기판과의 직접적인 결합이 일어난다. 따라서 탄소나노튜브가 수직으로 기판에 박힌채 형태를 유지하기는 매우 어렵다. 그러나 기계적으로 절단된 짧은 탄소나노튜브들인 경우는 수직으로 기판에 서 있을 수 있다. 3 is a schematic view showing a simple phenomenon of deposition phenomenon when manufacturing a carbon nanotube electrode through the present invention. 3 is a carbon nanotube
Figure 112009024857065-pat00001
It is shown to impinge on a substrate with its kinetic energy (k). (A) of FIG. 3 shows a case where the carbon nanotubes collide with the substrate vertically or slightly. The moment the carbon nanotubes strike the substrate, the velocity v of the carbon nanotubes becomes almost zero. That is, the forward force or movement of the carbon nanotube tip is restrained by the substrate. Afterwards, the carbon nanotube section, like the long tail, tries to move forward with inertia. Therefore, the carbon nanotubes are bent at the tip of the carbon nanotubes due to the balance of forces, causing the carbon nanotubes to bend and the back of the folded carbon nanotubes to strike the substrate strongly (the elastic modulus of the carbon nanotubes is very excellent and easily bent Can be lost). In this process, direct bonding with the substrate occurs. Therefore, it is very difficult to keep the shape of the carbon nanotubes embedded in the substrate vertically. However, mechanically cut short carbon nanotubes can stand vertically on the substrate.

탄소나노튜브 뒤쪽 부분들이 기판과 충돌하여 요동치는 현상을 조금 더 살펴보면 매우 재미있다. 탄소나노튜브가 갖고 있는 운동에너지 k는 기판에 닿는 순간 충돌에너지(Eimpact)로 바뀌고 탄소나노튜브들이 이 충돌에너지(Eimpact)를 소모시키기 위한 여러 현상들이 벌어지게 된다. 운동에너지의 소멸은 크게 5가지로 나눌 수 있 다. 첫 번째로 충돌시 기판에 의한 에너지 흡수, 두 번째로 CNT-기판, CNT-CNT간 결합형성, 3번째로 CNT 굽힘/결함형성/변형, 4번째로 CNT 요동(fluctuation), 5번째로 열에너지 생성(마찰 등)을 들 수가 있다. 이 중 결합형성과 요동 현상이 매우 중요하다. 결합형성은 유기물이나 바인더가 없는 순수한 탄소나노튜브 구조체를 제조할 수 있음을 의미한다. 요동현상은 기판 위에서 강하게 요동치다가 화학결합, 접힘, 변형을 일으키며 완전히 에너지를 잃게 되는 현상이다. 그 결과물로서 기판에 나란하게 증착된 탄소나노튜브들에서도 상당한 양의 돌출부위를 갖게 된다. [도 3]의 (b)는 탄소나노튜브가 나란하게 기판에 충돌하는 경우을 나타낸 그림이다. 탄소나노튜브 전체가 기판에 충돌하는 순간의 충격에너지(Eimpact)를 소멸시키기 위하여 [도 4]의 (a)와 비슷한 과정을 거친다. 결과적으로 탄소나노튜브가 기판에 충돌함으로서 대부분 누운 형태의 탄소나노튜브들이 형성되고([도 3]에서 "b") 국부적인 돌출부위를 갖게 된다([도 3]에서의 "a"). 즉, 탄소나노튜브 일단 또는 양단 또는 중간 접힘에 의한 돌출부위가 에어로졸증착에 의하여 형성된다. 탄소나노튜브가 에어로졸 챔버를 나오는 순간 유체 역학에 의하여 기판에 수직으로 날아갈 확률은 크지만 팽창되어 기판에 충돌할때는 매우 저압이고 캐리어 기체의 움직임이 기판에 의하여 방해받는 만큼 충돌되는 탄소나노튜브들의 방향은 무질서할 것으로 예상된다.It is very interesting to look at the phenomenon of the back of carbon nanotubes colliding with the substrate. The kinetic energy k of carbon nanotubes is converted into collision energy (E impact ) at the moment of contact with the substrate, and various phenomena occur for carbon nanotubes to consume this impact energy (E impact ). The disappearance of kinetic energy can be divided into five categories. Firstly, energy absorption by the substrate during collision, secondly CNT-substrate, CNT-CNT bond formation, thirdly CNT bending / defect formation / deformation, fourthly CNT fluctuation, fifthth generation of thermal energy (Friction, etc.) can be mentioned. Among them, bond formation and fluctuation are very important. Bond formation means that a pure carbon nanotube structure without organic matter or binder can be prepared. The rocking phenomenon is a phenomenon in which a strong swing on a substrate causes chemical bonds, folds, deformations, and complete loss of energy. As a result, even carbon nanotubes deposited side by side on a substrate have a significant amount of protrusions. (B) of FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the carbon nanotubes collide with the substrate side by side. In order to dissipate the impact energy (E impact ) at the moment when the entire carbon nanotubes hit the substrate, a process similar to (a) of FIG. 4 is performed. As a result, the carbon nanotubes collide with the substrate to form mostly lying carbon nanotubes (“b” in FIG. 3) and have local protrusions (“a” in FIG. 3). That is, the protruding portion by one or both ends or intermediate folding of the carbon nanotubes is formed by aerosol deposition. When carbon nanotubes exit the aerosol chamber, there is a high probability that they will fly perpendicularly to the substrate by hydrodynamics, but when they expand and impinge on the substrate, they will be very low pressure and the direction of the carbon nanotubes colliding as the carrier gas movement is hindered by the substrate. It is expected to be disordered.

또한, 본 발명은 기판 위에 마스크를 배치한 후 탄소나노튜브를 분사 증착시 켜 상기 탄소나노튜브 박막을 패터닝 처리하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 캐소드 제조방법을 함께 제공한다. 즉, 본 발명에서는 기판 상면에 소정의 패턴을 갖는 마스크를 설치하여, 기판의 원하는 위치에만 탄소나노튜브 에어로졸을 증착시킬 수 있는 것이다.In another aspect, the present invention provides a carbon nanotube cathode manufacturing method characterized in that the carbon nanotube thin film patterning process by spray deposition of carbon nanotubes after the mask is disposed on the substrate. That is, in the present invention, by installing a mask having a predetermined pattern on the upper surface of the substrate, the carbon nanotube aerosol can be deposited only at a desired position of the substrate.

또한, 전극 표면에 리소그래피 공정에 의해서 형성된 레지스트 패턴을 갖게 하고 증착한 후 통상의 lift-off 방법에 따라 레지스트막을 식각하는 공정을 더 수행할 수도 있다.In addition, the resist surface formed by a lithography process on the surface of the electrode may be further deposited and then etched using a conventional lift-off method.

[도 4]는 발명을 이용하여 제조된 BLU 또는 FED의 실시예에 관한 모식도이다. 도시된 예에서는 하부기판과 상부기판이 공간적으로 분리되어 대향되게 배치되어 있다. 그 사이에는 스페이서가 구비되어 있다. 내부공간은 진공으로 유지되거나 적당한 가스를 채울 수 있다. 상부기판은 한 예로 ITO (에노드)가 코탕된 유리 기판일 수 있다. 상부 기판상 애노드위에는 형광막이 도포되어 있다. 형광막 표면에는 별도의 얇은 도전막을 코팅하여 형광체 노화 방지와 형광체에서 나온 빛을 반사시켜 상부 유리기판을 통하여 내보낼 수 있다. 형광체 층은 하부의 에미터에 대향하여 적당한 패턴을 가질 수 있다.4 is a schematic diagram of an embodiment of a BLU or FED manufactured using the invention. In the illustrated example, the lower substrate and the upper substrate are spaced apart to face each other. In between, a spacer is provided. The interior space can be maintained in vacuum or filled with a suitable gas. The upper substrate may be, for example, a glass substrate coated with ITO (anode). A fluorescent film is coated on the anode on the upper substrate. A separate thin conductive film may be coated on the surface of the fluorescent film to prevent phosphor aging and to reflect light from the fluorescent material and to be exported through the upper glass substrate. The phosphor layer may have a suitable pattern against the underlying emitter.

하부기판은 한 예로 금속 혹은 ITO 코팅된 유리 기판일 수 있다. 하부 전극캐소드 위에는 연속 탄소나노튜브 막 혹은 소정의 패터닝 공정을 통하여 패텅된 탄소나노튜브 층을 AD법을 통하여 형성시킨 에미터가 구비된다. 에미터 사이에는 패턴된 절연막이 구비되고 구비된 절연막 위에는 게이트 전극이 형성된다. 이와 같은 BLU는 캐소드 전극, 게이트 전극, 애노드 전극에 소정의 전압이 인가되면, 캐소드 전극과 게이트 전극사이에 인가되는 전압에 의하여 에미터로부터 전자들이 방출된다. 이때의 전자들은 국부적으로 돌출된 탄소나노튜브로부터 방출된다. 또한 유기물이 없으며 전극-CNT, CNT-CNT간 직접적인 결합에 의하여 접촉저항을 최소로 줄여줌으로서 냉음관의 역할을 다한다. The lower substrate may be, for example, a metal or ITO coated glass substrate. An emitter is formed on the lower electrode cathode by forming a continuous carbon nanotube film or a carbon nanotube layer etched through a predetermined patterning process through the AD method. A patterned insulating film is provided between the emitters, and a gate electrode is formed on the provided insulating film. In the BLU, when a predetermined voltage is applied to the cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode, electrons are emitted from the emitter by a voltage applied between the cathode electrode and the gate electrode. At this time, the electrons are emitted from the locally protruded carbon nanotubes. In addition, there is no organic matter and plays a role of cold sound tube by reducing contact resistance to the minimum by direct coupling between electrode-CNT and CNT-CNT.

한편, 상기 탄소나노튜브 원료에는 나노파티클형(nanoparticle), 나노선형(Nanowire), 나노로드형(Nanorod), 나노벨트형(Nanobelt) 및 분말형으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 원료가 더 포함된 이형(異形)의 탄소입자를 더 포함시킬 수 있다. Meanwhile, the carbon nanotube raw material further includes at least one raw material selected from the group consisting of nanoparticles, nanowires, nanorods, nanobelts, and powders. It is possible to further include a modified release carbon particles.

또한, 상기 탄소나노튜브 원료에는 보론(B), 인(P) 등의 불순물이 도핑된 것을 적용할 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브 원료가 화학적으로 표면 개질된 것을 적용할 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브 원료의 에어로졸화 전에 분쇄단계를 거치도록 할 수 있다. In addition, the carbon nanotube raw material may be a doped with impurities such as boron (B), phosphorus (P). In addition, the carbon nanotube raw material may be applied to the chemically surface modification. In addition, the aerosolization of the carbon nanotube raw material may be subjected to a grinding step.

정리해 보면 본 발명은 에어로졸 증착 기술을 이용하여 유기물이 없는 전계방출용 탄소나노튜브 전극을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 탄소나노튜브를 기상에서 균일하게 분산하는 장치(에어로졸 챔버) 및 여기에서 분산된 탄소나노튜브 에어로졸을 진공 팽창 가속 원리에 의하여 캐소드에 충돌시켜 전계방출 에미터 전극을 제조하는 방법을 제공한다. 탄소나노튜브 에어로졸 증착은 연속법(CFM) 혹은 펄 스법(CFM)으로 수행될 수 있다. 수송가스는 특별히 가열할 필요가 없으며 노즐과 기판과의 거리는 30cm 이하로 하는 것이 좋고 노즐과 기판과의 증착각도는 크게 문제시되지 않는다. 또한, 에어로졸챔버에는 기타 다른 성분의 재료를 혼합하여 혼합 에어로졸을 형성시키고 이어서 진공 팽창 가속원리에 의하여 기판에 증착시켜 탄소나노튜브 함유 복합체 박막 제조가 가능하다.In summary, the present invention relates to a method for manufacturing a field emission-free carbon nanotube electrode using an aerosol deposition technique, an apparatus for uniformly dispersing carbon nanotubes in the gas phase (aerosol chamber) and carbon dispersed therein The nanotube aerosol is provided with a method of producing a field emission emitter electrode by impinging on the cathode by the vacuum expansion acceleration principle. Carbon nanotube aerosol deposition can be carried out by the continuous method (CFM) or pulse method (CFM). The transport gas does not need to be heated in particular, and the distance between the nozzle and the substrate is preferably 30 cm or less, and the deposition angle between the nozzle and the substrate is not a problem. In addition, the aerosol chamber is mixed with the material of the other components to form a mixed aerosol and then deposited on the substrate by the vacuum expansion acceleration principle to produce a carbon nanotube-containing composite thin film.

이렇게 제조된 탄소나노튜브 에미터의 구조는 기존의 탄소나노튜브 에미터라는 점에서 다음과 같은 특성을 지닌다. 즉, (1) 유기물 혹은 촉매가 필요없고, (2) 대부분의 탄소나노튜브들은 나란히 기판과 직접적인 결합이 형성되고, (3) 탄소나노튜브 일단 혹은 양단 부위 돌출 또는 중간 중간에 탄소나노튜브 접힘에 의한 돌출들이 많이 형성되고, (5) 증착된 탄소나노튜브의 중간 접힘에 의하여 돌출부위 존재가 가능하고, (6) 돌출된 부위에서 전계 방출이 매우 유효하고, (7) 캐소드 전극과의 직접 화학 결합에 의한 발열이 억제되고, (8) 냉음극관에서 필수적 요소인 고진공/고청정을 유지할 수 있다.The structure of the carbon nanotube emitter thus manufactured has the following characteristics in that it is a conventional carbon nanotube emitter. That is, (1) no organic matter or catalyst is required, and (2) most carbon nanotubes form a direct bond with the substrate side by side, and (3) carbon nanotubes fold at one or both ends of the carbon nanotubes or in the middle. Due to the formation of a large number of protrusions, (5) the presence of protrusions by intermediate folding of the deposited carbon nanotubes, (6) field emission at the protrusions is very effective, and (7) direct chemistry with the cathode electrode. Heat generated by bonding can be suppressed, and (8) high vacuum / high cleanness, which is an essential element in the cold cathode tube, can be maintained.

도 1은 연속 에어로졸 증착장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a continuous aerosol deposition apparatus.

도 2는 본 발명을 실시하기 위해 구성된 펄스 에어로졸 증착장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a pulsed aerosol deposition apparatus configured to practice the present invention.

도 3은 탄소나노튜브가 기판에 충돌하여 증착되는 현상을 표현한 모식도이다.3 is a schematic diagram illustrating a phenomenon in which carbon nanotubes collide with a substrate and are deposited.

도 4는 본 발명을 이용하여 제조된 BLU 또는 FED의 실시예에 관한 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram of an embodiment of a BLU or FED manufactured using the present invention.

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

1 : 에어로졸챔버 2 : 탄소나노튜브 원료1: aerosol chamber 2: carbon nanotube raw material

3 : 원료공급부 4 : 유량조절부3: raw material supply part 4: flow control part

5 : 가스수송관 6 : 다공질 가로막5: gas transportation pipe 6: porous membrane

7 : 에어로졸개폐수단 9 : 에어로졸7: aerosol opening and closing means 9: aerosol

10 : 에어로졸수송관 11 : 노즐10: aerosol transport pipe 11: nozzle

12 : 증착챔버 13 : 체결수단12 deposition chamber 13 fastening means

14 : 기판 15 : 기판홀더14 substrate 15 substrate holder

16 : 홀더 높이 조절부 17 : 배기부16: holder height adjusting unit 17: exhaust unit

Claims (10)

탄소나노튜브 원료가 저장된 에어로졸챔버; An aerosol chamber in which carbon nanotube raw materials are stored; 내부에 기판이 배치되어 있으며 내부의 가스를 배기하는 배기부가 구비되어 있는 증착챔버; A deposition chamber having a substrate disposed therein and having an exhaust unit for exhausting an internal gas; 일단은 상기 에어로졸챔버에 연통되어 있고 타단은 상기 증착챔버에 관입되어 있으며 상기 증착챔버측의 말단에는 분사노즐이 결합되어 있는 에어로졸수송관;An aerosol transport tube having one end communicating with the aerosol chamber, the other end penetrating the deposition chamber, and an injection nozzle coupled to the end of the deposition chamber; 상기 에어로졸수송관의 관로 중간에 구비된 에어로졸개폐수단; 및Aerosol opening and closing means provided in the middle of the pipeline of the aerosol transport pipe; And 외부의 일반공기를 흡입하여 상기 에어로졸챔버에 공급하는 유량조절부; 를 포함하여 구성되는 펄스 에어로졸 증착장치에 의해 이루어지는 탄소나노튜브 전극 제조방법으로서,A flow rate adjusting unit which sucks external general air and supplies it to the aerosol chamber; As a carbon nanotube electrode manufacturing method made by a pulsed aerosol deposition apparatus comprising a, (a) 상기 에어로졸챔버 내에 상기 유량조절부에서 흡입한 외부의 일반공기를 수송가스로서 공급하여 상기 탄소나노튜브 원료를 에어로졸화시키는 단계; 및(a) aerosolizing the carbon nanotube raw material by supplying external general air sucked by the flow control unit into the aerosol chamber as a transport gas; And (b) 에어로졸화된 탄소나노튜브를 진공팽창 원리에 의해 가속하여, 상기 에어로졸챔버와 연통되어 있는 증착챔버 내에 배치된 기판에 분사 증착시킴으로써 탄소나노튜브 박막으로 이루어진 전극을 형성하는 단계; 를 포함하되, (b) accelerating the aerosolized carbon nanotubes by a vacuum expansion principle, thereby spray-depositing a substrate disposed in a deposition chamber in communication with the aerosol chamber to form an electrode made of a thin film of carbon nanotubes; Including, 상기 (b)단계는 상기 에어로졸개폐수단으로 상기 에어로졸수송관을 간헐적으로 개폐함에 따라 상기 증착챔버의 감압을 유도하여 에어로졸화된 탄소나노튜브의 분사속도를 증가시키고, 에어로졸화된 탄소나노튜브가 증착챔버로 분사되기 전에 에어로졸챔버 내에서 다공질 가로막을 거치도록 하여 미세하게 분산된 탄소나노튜브 에어로졸 입자만이 상기 기판에 증착되도록 하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법.In step (b), the aerosol transport pipe is intermittently opened and closed by the aerosol opening and closing means to induce a reduced pressure of the deposition chamber to increase the injection speed of the aerosolized carbon nanotubes, and aerosolized carbon nanotubes are deposited. A method of manufacturing a carbon nanotube electrode, characterized in that the finely dispersed carbon nanotube aerosol particles are deposited on the substrate by passing through the porous diaphragm in the aerosol chamber before being injected into the chamber. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에서,In claim 1, 상기 (b)단계는 기판 위에 마스크를 배치한 후 탄소나노튜브를 분사 증착시켜 상기 탄소나노튜브 박막을 패터닝 처리하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법. In the step (b), the carbon nanotube electrode manufacturing method is characterized in that the carbon nanotube thin film is patterned by spray deposition of carbon nanotubes after disposing a mask on the substrate. 제1항 또는 제5항에서, The method of claim 1 or 5, 상기 (a)단계는 상기 탄소나노튜브 원료에 이형(異形)의 탄소입자가 더 포함되되, 상기 이형의 탄소입자는 나노파티클형(nanoparticle), 나노선형(Nanowire), 나노로드형(Nanorod), 나노벨트형(Nanobelt) 및 분말형으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 원료가 더 포함된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법.In the step (a), the carbon nanotube raw material further includes heterogeneous carbon particles, wherein the heterogeneous carbon particles are nanoparticles, nanowires, nanorods, nanorods, Carbon nanotube electrode manufacturing method characterized in that it further comprises at least one raw material selected from the group consisting of nanobelt (Nanobelt) and powder type. 제1항 또는 제5항에서,The method of claim 1 or 5, 상기 (a)단계는 상기 탄소나노튜브 원료에 불순물이 도핑된 것을 적용함을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법.The step (a) is a carbon nanotube electrode manufacturing method, characterized in that the impurity is doped to the carbon nanotube raw material. 제1항 또는 제5항에서,The method of claim 1 or 5, 상기 (a)단계는 상기 탄소나노튜브 원료가 화학적으로 표면 개질된 것을 적용함을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법.Step (a) is a carbon nanotube electrode manufacturing method characterized in that the carbon nanotube raw material is chemically modified. 제1항 또는 제5항에서,The method of claim 1 or 5, 상기 (a)단계는 상기 탄소나노튜브 원료의 에어로졸화 전에 분쇄단계를 거치는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법.The step (a) is a carbon nanotube electrode manufacturing method, characterized in that the grinding step before the aerosolization of the carbon nanotube raw material. 제1항 또는 제5항에서,The method of claim 1 or 5, 상기 (b)단계에 적용되는 기판은 투명전도막 또는 불투명전도막이 코팅된 것임을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전극 제조방법.The substrate applied in the step (b) is a carbon nanotube electrode manufacturing method, characterized in that the transparent conductive film or an opaque conductive film is coated.
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