KR102352861B1 - 카본나노튜브 페이스트 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카본나노튜브 페이스트 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 카본나노튜브를 용매에 분산시키는 단계, 상기 용매에 2차전자 증폭용 물질을 첨가하여 상기 2차전자 증폭용 물질이 상기 카본나노튜브에 분산되어 접착되도록 하는 단계, 상기 용매에 유기 바인더를 첨가하는 단계 및 상기 2차전자 증폭용 물질 및 상기 유기 바인더가 균일하게 혼합되도록 믹싱 공정을 수행하여 카본나노튜브 페이스트를 제조하고, 상기 카본나노튜브 페이스트를 이용해 카본나노튜브 에미터를 제조함으로서 에미터의 전자 방출 성능이 향상된다.

Description

카본나노튜브 페이스트 및 이의 제조방법{CARBON NANOTUBE PASTE AND MANUFACTURING METHOD OF CARBON NANOTUBE PASTE}
본 발명은 카본나노튜브(CNT : Carbon Nano Tube) 페이스트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차전자 증폭용 물질을 포함하여 전자방출 특성을 크게 향상시킬 수 있는 카본나노튜브 페이스트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엑스선(X-ray) 튜브는 의료 진단용이나 비파괴 검사용 또는 화학분석용 등 다양한 검사장치 또는 진단장치에 응용되어 폭넓게 사용되고 있다.
종래의 엑스선 튜브는 엑스선 튜브는 세라믹 재질의 진공 튜브 내에 캐소드 전극, 게이트 전극, 및 애노드 전극을 구비하고 있으며, 캐소드 전극의 표면에 CNT 등의 나노 구조물로 형성된 에미터로부터 방출된 전자가 게이트 전극에 의해 여기 및 가속되어 애노드 전극 상에 형성된 타겟에 충돌하여 엑스선이 발생되는 구성을 갖는다.
상술한 종래의 엑스선 튜브는 에미터에서 방출되는 전자의 균일성을 향상시키기 위해 에미터를 미세패터닝하고 미세패터닝된 에미터를 게이트 전극에 형성된 게이트 홀과 얼라인 시켰다.
그러나, 최근에는 엑스선 튜브를 치과 치료 등의 의료용 및 비파과 검사장치 등으로 사용하기 위해서 고출력 및 소형화가 요구되고 있으나, 전술한 것처럼 게이트 홀에 대응되는 위치에만 에미터가 형성되는 경우 에미터 전체 면적이 감소하여 에미터에서 방출되는 전자량이 감소된다. 이에 따라 고출력 엑스선 튜브를 제조하기 위해서는 에미터에서 방출되는 전자량을 증가시키기 위해 엑스선 튜브의 사이즈를 크게 형성하거나, 에미터에 고전압을 인가하거나 에미터에서 방출되는 전자를 증가시키기 위한 추가적인 구조를 형성하였다. 이는 엑스선 튜브의 소형화, 에미터 수명 단축 및 안정성 등에 문제를 발생시킨다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 전자방출 특성을 크게 향상시킬 수 있는 고출력 전계방출 에미터용 카본나노튜브 페이스트 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 카본나노튜브 페이스트는 카본나노튜브를 용매에 분산시키는 단계, 상기 용매에 2차전자 증폭용 물질을 첨가하여 상기 2차전자 증폭용 물질이 상기 카본나노튜브에 분산되어 접착되도록 하는 단계, 상기 용매에 유기 바인더를 첨가하는 단계, 상기 2차전자 증폭용 물질 및 상기 유기 바인더가 균일하게 혼합되도록 믹싱 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 2차전자 증폭용 물질과 함께 상기 카본나노튜브와 상기 2차전자 증폭용 물질의 접착력을 향상시켜주는 무기필러를 상기 용매에 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.
상기 무기필러는 카바이드계, 질화물계, 지르코늄계, 카본계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무기필러는 카본나노튜브 페이스트 내 함유량이 5 ~ 20wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 2차전자 증폭용 물질은 MgO, Al2O3, SiO2 등의 녹는점이 900℃이상인 산화물 등의 2차전자 계수가 1이상인 재료인 것을 특징으로 한다.
상기 2차전자 증폭용 물질은 상기 카본나노튜브 페이스트 내 함유량이 0.1 ~ 5wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 카본나노튜브의 비율이 10 ~ 40%이고, 상기 무기필러의 비율이 50 ~ 80%이며, 상기 2차전자 증폭용 물질의 비율은 4 ~ 10%인 것을 특징으로 한다.
상기 카본나노튜브와 전계방출소자의 음전극과의 접착력을 향상시키기 위해 금속 나노입자를 더 첨가할 수도 있는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 나노입자는 은(Ag), 타타늄(Ti), 납(Pd), 아연(Zn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 카본나노튜브 페이스트 및 이의 제조방법에 따르면, 2차전자 증폭용 물질을 포함하는 카본나노튜브 페이스트를 통하여 카본나노튜브 에미터(CNT Emitter)를 제조함으로써, 에미터의 전자 방출 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 2차전자 증폭용 물질을 포함하는 카본나노튜브 페이스를 통하여 제조된 카본나노튜브를 에미터로 사용하여 고출력 초소형 엑스선 튜브를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명인 카본나노튜브 페이스트로 제조된 카본나노튜브 에미터를 개략적으로 도시한 확대 단면도이다.
도 2는 본 발명인 카본나노튜브 페이스트의 제조단계를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 무기필러를 첨가한 카본나노튜브 페이스트의 제조단계를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 분말상태의 나노 사이즈의 금속 입자를 첨가한 카본나노튜브 페이스트의 제조단계를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 페이스트 상태의 나노 사이즈 금속 입자를 첨가한 카본나노튜브 페이스트 제조단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명인 카본나노튜브 페이스트로 제조된 에미터가 적용된 엑스선 튜브를 개략적으로 도시한 단면도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명인 카본나노튜브 페이스트로 제조된 카본나노튜브 에미터를 개략적으로 도시한 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카본나노튜브 페이스트를 이용하여 전계방출소자의 카본나노튜브 에미터를 제조하기 위한 것으로써, 기판(500)에 형성된 음전극(510) 상에 카본나노튜브 에미터가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카본나노튜브 페이스트는 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 카본나노튜브 페이스트는 카본나노튜브(100)를 분산시키기 위한 용매 및 상기 용매에 의해 분산된 카본나노튜브(100)가 점성을 갖도록 하는 유기 바인더를 더 포함한다. 유기 바인더는 다양한 종류의 유기 바인더를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 에틸셀룰로즈, 나이트로셀루로즈, PMMA, PVA, 아크릴레이트 등의 지용성 및 수용성 유기 바인더를 사용할 수 있다.
상기 카본나노튜브 페이스트는 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200)의 접착력을 향상시키기 위한 무기필러(300), 상기 카본나노튜브(100)와 음전극(510)의 접착력을 향사키기 위한 나노 금속입자를 더 포함할 수 있다.
2차전자 증폭용 물질(200)은 카본나노튜브(100)에서 방출되는 전자를 증폭시켜 카본나노튜브 에미터의 전자방출 성능을 향상시키는 역할을 수행한다. 2차전자 증폭용 물질(200)은 MgO, Al2O3, SiO2 등의 녹는점이 900℃이상인 산화물 등의 2차전자 계수가 1이상인 재료의 단일 물질로 형성되거나, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 형성될 수 있다. 2차전자 증폭용 물질(200)은 전체 페이스트(유기 바인더 포함) 대비 함유량이 0.1 ~ 0.5wt%이고, 유기물이 제거된 카본나노튜브 에미터 내 함유량이 4 ~ 10wt%이다.
2차전자 증폭용 물질(200)은 공유결합성 분자 사이에 작용하는 분자간 힘에의한 반데르발스 결합에 의해 카본나노튜브(100)에 접착된다. 카본나노튜브(100)가 분산된 용매에 2차전자 증폭용 물질(200)을 첨가하면 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200) 간에 작용하는 인력에 의해 서로 접착된다.
한편, 카본나노튜브 페이스트는 무기필러(300)를 더 포함함으로써, 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200) 사이의 접착성을 향상시킬 수 있다.
무기필러(300)는 2차전자 증폭용 물질(200)과 카본나노튜브(100)의 접착력을 향상시켜주는 역할을 수행한다. 무기필러(300)는 카바이드계, 질화물계, 지르코늄계, 카본계 중 1종으로 형성되거나, 또는 이들 중 2종이상의 혼합물로 형성될 수 있다. 무기필러(300)는 전체 페이스트(유기 바인더 포함) 대비 함유량이 5 ~ 20wt%이고, 유기물이 제거된 카본나노튜브 에미터 내 함유량이 50 ~ 80wt%이다.
무기필러(300)는 카본나노튜브 페이스트를 소성 및 표면처리하여 카본나노튜브 에미터를 형성한 후에도 카본나노튜브 에미터에 남아서 카본나노튜브 Tip과 2차전자 증폭용 물질이 서로 접착되도록 도와준다.
카본나노튜브 페이스트에 무기필러가 더 첨가되는 경우 카본나노튜브(100)의 함유 비율은 10 ~ 40%이고, 2차전자 증폭용 물질(200)의 함유 비율은 4 ~ 10%이며, 무기필러(300)의 함유 비율은 50 ~ 80%이다.
한편, 카본나노튜브 페이스트는 카본나노튜브 에미터 제조 시 카본나노튜브(100)의 열화가 일어나지 않는 낮은 온도에서 용융 가능한 나노 크기의 금속 및/또는 금속산화물 나노입자를 더 포함함으로써, 카본나노튜브(100)와 음전극(510) 사이의 접착성을 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 금속의 용융온도는 금속 나노입자의 표면적과 질량과의 상대비에 따르게 된다. 통상 800℃의 용융점을 가지는 금속의 경우, 입자의 크기가 ㎛이하로 작아질 경우 50%정도인 약 400℃의 온도에서 용융가능하며, 수 ~ 수십nm 크기로 매우 작게 쪼개질 경우 100℃ 근방의 온도에서도 용융될 수 있다. 물론 상기 특성은 금속의 종류 및 용융되는 주위 분위기에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 카본나노튜브 페이스트 내에 나노 사이즈의 금속 나노입자를 첨가함으로써, 낮은 온도에서도 금속 나노입자가 금속 나노입자층(400)으로 용융되어 음전극(510)과 카본나노튜브(100) 간의 계면 저항을 낮추고, 접착성 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
금속 나노입자는 카본나노튜브(100)의 열 손상 온도보다 낮은 온도에서 용융되는 입자 사이즈를 갖는다. 금속 나노입자는 은(Ag), 티타늄(Ti), 납(Pd), 아연(Zn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 금(Au) 등이 단독 또는 혼합물로 사용될 수 있다.
한편, 금속 또는 금속산화물 나노입자가 파우더 형태일 경우 카본나노튜브(100)와 같이 혼합되어 함께 분산되며, 금속 또는 금속산화물 나노입자가 페이스트 형태일 경우 유기 바인더와 같이 혼합되어 카본나노튜브 페이스트를 형성하게 된다. 또한, 금속 또는 금속산화물 나노입자는 무기필러(300) 내에 포함되어 카본나노튜브 페이스트에 혼합될 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시에에 따른 카본나노튜브 페이스트의 제조방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카본 나노튜브 페이스트의 제조단계를 나나탠 흐름도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 카본나노튜브 페이스트의 제조방법은 카본나노튜브(100)를 용매에 분산시키는 단계(S10)와 용매에 2차전자 증폭용 물질(200)을 첨가하는 단계(S20)와, 용매에 유기 바인더를 첨가하는 단계(S30)와 2차전자 증폭용 물질(200)과 유기 바인더가 균일하게 혼합되도록 믹싱 공정을 수행하는 단계(S40)를 포함한다.
카본나노튜브 페이스트를 제조하기 위해서는 우선 카본나노튜브(100)를 용매에 분산시켜야 한다(S10). 카본나노튜브(100)는 대부분의 용매(수용성 용매, 유기 용매 등)에서 분산 가능하다. 그러나, 카본나노튜브(100)와 같은 나노 물질은 분산이 이루어지고 소정 시간 경과 후에 재결합(뭉침)하려는 특성을 가지고 있기 때문에 계면 활성 특성이 좋은 용매를 이용하는 것이 바람직하며, 또한, 급속한 증발 방지를 위해 기화 온도가 높은 용매(끓는 점이 약 150℃ 이상인 용매)를 추가로 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
바람직하게는 활성 특성이 좋은 이소프로필 알콜(IPA)과 테르피네올(Terpineol) 등을 이용하여 카본나노튜브를 분산 처리한다. 이소프로필 알콜과 테르피네올을 혼합하여 분산 용매로 사용하는 경우에는, 카본나노튜브 페이스트가 제조 완료된 후 테르피네올만 존재하게 되는데, 이는 카본나노튜브 분산이 완료된 다음에 카본나노튜브 분산에 이용된 이소프로필 알콜을 건조시키기 때문이다.
다음으로, 용매에 2차전자 증폭용 물질(200)을 첨가한다(S20). 카본나노튜브(100)가 분산된 용매에 2차전자 증폭용 물질(200)이 첨가되면 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200) 사이에 작용하는 인력에 의해 서로 접착된다. 즉, 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200)은 공유결합성 분자 사이에 작용하는 분자간 힘에 따른 반데르발스 결합에 의해 서로 접착된다.
다음으로, 카본나노튜브(100)가 분산되어 있는 분산용액에 유기 바인더를 첨가한다(S30). 유기 바인더는 다양한 종류의 유기 바인더를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 에틸셀룰로즈, 나이트로셀루로즈, PMMA, PVA, 아크릴레이트 등의 지용성 및 수용성 유기 바인더를 사용할 수 있다.
다음으로, 2차전자 증폭용 물질(200) 및 유기 바인더가 균일하게 혼합되도록 믹싱 공정을 수행한다(S40).
즉, 페이스트 믹서 내에 용매, 카본나노튜브 파우더, 2차전자 증폭용 물질, 무기필러, 유기 바인더, 금속 나노입자 및 밀링 볼(Milling Ball) 등을 투입한 후, 이들의 믹싱을 통해 카본나노튜브 페이스트를 제조할 수 있다. 페이스트 믹서는 공전과 자전을 동시에 고 RPM으로 운전하여 원심력과 구심력 그리고 마찰력을 이용하여 페이스틀 혼합하는 장치로, 내부 임펠러(Impeller) 없이 깨끗하고 신속하게 믹싱과 기포제거가 가능하도록 제작된 장치이다. 이와 같은 페이스트 믹서를 통해 카본나노튜브 페이스를 제조함으로써, 양질의 카본나노튜브 페이스트를 다량으로 신속히 제조할 수 있다.
한편, 카본나노튜브 페이스트에 무기필러(300)를 더 첨가함으로써, 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
무기필러(300)는 도 3의 흐름도와 같이 S20 단계에서 2차전자 증폭용 물질(200)과 함께 용매에 첨가되어 카본나노튜브(100)와 2차전자 증폭용 물질(200) 간의 접착력을 향상시킨다(S21).
한편, 카본나노튜브 페이스트에 나노 사이즈의 금속 나노입자를 더 첨가함으로써, 카본나노튜브(100)들간의 계면 저항 및 카본나노튜브 페이스트로 제작된 카본나노튜브 에미터와 음전극(510) 간의 계면 저항 등을 낮추고, 접착성 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
금속 나노입자는 수 ~ 수십nm의 크기로 형성되며, 파우더 형태나 페이스트 형태 모두 사용이 가능하다. 금속 나노입자가 파우더 형태이면, 도 4의 흐름도와 같이 S10 단계에서 카본나노튜브(100)와 함께 금속 나노입자를 용매에 분산시키고(S11), 금속 나노입자가 페이스트 형태이면, 도 5의 흐름도와 같이 후공정인 믹싱 단계(S40)에 앞서 금속 나노입자를 첨가한다(S31). 또한, 금속 나노입자는 무기필러(300)에 포함되어 S21단계에서 2차전자 증폭용 물질(200)과 함께 첨가될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 카본나노튜브 에미터를 제조함에 있어, 카본나노튜브(100), 2차전자 증폭용 물질(200), 무기필러(300), 유기 바인더 및 금속 나노입자가 첨가된 카본나노튜브 페이스트를 음전극(510) 상에 도포한 후, 카본나노튜브 페이스트를 소성하는 단계 및 카본나노튜브의 표면처리하는 단계를 수행하여 카본나노튜브 에미터를 제조한다.
카본나노튜브 페이스트를 소성하는 단계는 대기 분위기에서 약 250 ~ 300℃의 온도로 1차 소성하는 단계와, 진공 분위기에서 약 320 ~ 450℃의 온도에서 2차 소성하는 단계를 포함할 수 있다. 1차 소성단계에서는 카본나노튜브 페이스에 포함된 유기 바인더의 버닝 아웃이 이루어짐과 동시에 금속 나노입자의 종류에 따라 금속 나노입자의 용융이 이루어진다. 2차 소성단계에서는 금속 나노입자의 전제척인 용융이 이루어진다. 이와 같은 카본나노튜브 페이스트의 소성 공정을 통해 금속 나노입자가 용융되며, 결국 도 1에 도시된 바와 같이 음전극(510) 상에 금속 나노입자층(400)을 형성하여 음전극(510)과 카본나노튜브 에미터간의 접착성 및 전기적 특성을 향상시킨다.
금속 나노입자는 카본나노튜브(100)들 간의 계면 저항 및 카본나노튜브(100)와 음전극(510)간의 계면 저항 등을 낮추기 위해 옴접촉(Ohmic Contact)이 가능한 고전도성 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 나노입자는 은(Ag), 티타늄(Ti), 아연(Zn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 구리(Cu), 금(Au) 등이 각각 개별적으로 사용되거나, 이들이 적절하게 혼합된 혼합물 형태로 사용될 수 있다.
이와 같이, 카본나노튜브 페이스트에 카본나노튜브의 열화가 발생되지 않는 낮은 온도에서 용융될 수 있는 작은 사이즈의 금속 나노입자를 첨가함으로써, 전계방출소자의 제조시 카본나노튜브 에미터와 음전극(510) 사이의 접착성을 향상시킬 수 있다.
다음으로 카본나노튜브 페이스트의 표면이 활성화 되도록 표면처리를 수행한다. 표면처리 방법으로는 플라즈마 처리, 고전계 처리, 테이핑 처리 및 롤링 처리 등이 다양하게 사용될 수 있지만, 진공 중에서 아웃 개싱의 문제를 제거하고 글루가 묻어나지 않으며 공정이 간단한 롤링 처리를 이용하는 것이 바람직하다. 카본나노튜브 페이스트는 표면처리에 의해 수직 카본나노튜브 Tip이 형성된다.
도 6은 본 발명인 카본나노튜브 페이스로 제조된 카본나노튜브 에미터를 적용한 엑스선 튜브를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면 엑스선 튜브는 엑스선 튜브(600)는 세라믹 재질의 진공 튜브(610) 내에 캐소드 전극(620), 게이트 전극(640), 및 애노드 전극(630)을 구비하고 있으며, 캐소드 전극(620)의 표면에 본 발명의 카본나노튜브 페이스트로 제조된 에미터(622)로부터 방출된 전자가 게이트 전극(640)에 의해 여기 및 가속되어 애노드 전극(630) 상에 형성된 타겟(632)에 충돌하여 엑스선이 발생되는 구성을 갖는다.
이때, 본 발명의 카본나노튜브 페이스트로 제조된 에미터(622)를 사용하는 에미터의 CNT Tip에서 방출되는 전자가 2차전자 증폭용 물질에 충돌되어 다량의 2차전자가 발생되므로 엑스선 튜브의 출력을 향상시킬 수 있다. 또한, 엑스선 튜브의 출력을 향상시키기 위해 에미터에 고전압을 인가할 필요가 없어 에이터의 수명이 안정화되고, 엑스선 튜브의 출력을 향상시키기 위한 구조를 추가로 형성할 필요가 없이 엑스선 튜브를 소형화할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.
100 : 카본나노튜브 200 : 2차전자 증폭용 물질
300 : 무기필러 400 : 금속 나노입자층
500 : 기판 510 : 음전극
600 : 엑스선 튜브 610 : 절연케이스
620 : 캐소드 전극 622 : 에미터
630 : 애노드 전극 632 : 타겟
640 : 게이트 전극

Claims (9)

  1. 카본나노튜브를 용매에 분산시키는 단계;
    상기 용매에 2차전자 증폭용 물질을 첨가하여 상기 2차전자 증폭용 물질이 상기 카본나노튜브에 분산되어 접착되도록 하는 단계;
    상기 용매에 유기 바인더를 첨가하는 단계;
    상기 2차전자 증폭용 물질 및 상기 유기 바인더가 균일하게 혼합되도록 믹싱 공정을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 용매에 2차전자 증폭용 물질을 첨가하여 상기 2차전자 증폭용 물질이 상기 카본나노튜브에 분산되어 접착되도록 하는 단계는
    상기 2차전자 증폭용 물질과 함께 상기 카본나노튜브와 상기 2차전자 증폭용 물질의 접착력을 향상시켜주는 무기필러를 상기 용매에 더 첨가하며,
    카본나노튜브 페이스트 내 상기 카본나노튜브의 함유량이 10 ~ 40wt%이고,
    상기 카본나노튜브 페이스트 내 상기 무기필러의 함유량이 50 ~ 80wt%이며,
    상기 카본나노튜브 페이스트 내 상기 2차전자 증폭용 물질의 함유량은 4 ~ 10wt%인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브 페이스트 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기필러는 카바이드계, 질화물계, 지르코늄계, 카본계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 카본나노튜브 페이스트 제조방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 무기필러는 카본나노튜브 페이스트 내 함유량이 5 ~ 20wt%인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브 페이스트 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차전자 증폭용 물질은 MgO, Al2O3, SiO2의 녹는점이 900℃이상인 산화물의 2차전자 계수가 1이상인 재료인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브 페이스트 제조방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 2차전자 증폭용 물질은 상기 카본나노튜브 페이스트 내 함유량이 0.1 ~ 5wt%인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브 페이스트 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 카본나노튜브와 전계방출소자의 음전극과의 접착력을 향상시키기 위해 금속 나노입자를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 카본나노튜브 페이스트 제조방법
  9. 삭제
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