KR20020051592A - 카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자 및이를 이용한 삼극형 고주파 진공 장치와 전계 방출디스플레이 장치 - Google Patents

카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자 및이를 이용한 삼극형 고주파 진공 장치와 전계 방출디스플레이 장치 Download PDF

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KR20020051592A
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조경익
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Abstract

본 발명은 전자원 장치(Electron Source Device)에 관한 것으로, 카본 나노튜브(Carbon Nanotube) 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 캐소드(Cathode), 게이트(Gate) 및 아노드(Anode)를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서, 절연성 기판(210) 위에 형성된 캐소드 전극(220)과; 상기 캐소드 전극(220) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(240)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(240)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(250)과; 상기 캐소드 전극(220) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(260)과; 상기 게이트 절연막(260) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 형성된 게이트(270)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자가 제공된다.

Description

카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자 및 이를 이용한 삼극형 고주파 진공 장치와 전계 방출 디스플레이 장치 {Triode - type field emission device with carbon nanotube cathode, triode - type RF vacuum device and field emission display using it}
본 발명은 전자원(Electron Source) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 카본 나노튜브(Carbon Nanotube) 캐소드(Cathode)를 가진 삼극형 전계 방출 소자에 관한 것이다.
전계 방출 소자는 진공 또는 특정 가스 분위기에서 전계(Electric Field)를 인가하여 전극(이하 캐소드라 명기함)으로부터 전자를 방출시키는 장치이다. 이러한 전계 방출 소자는 진공 마이크로파 장치 및 센서, 평판 디스플레이 장치 등의 전자원으로 이용된다.
전계 방출 소자에서 전자의 방출은 소자 구조 및 캐소드 물질, 캐소드 모양에 따라 그 효율이 크게 달라진다. 현재 전계 방출 소자의 구조는 크게 캐소드와 아노드로 구성된 이극형(Diode)과 캐소드, 게이트 및 아노드로 구성된 삼극형 (Triode)으로 분류할 수 있다.
삼극형 구조는 전자 방출을 위한 전계를 캐소드와 인접한 게이트로 인가하기 때문에 이극형에 비해 저전압 구동이 가능하고, 또한 아노드 뿐만 아니라 게이트로 방출 전류를 쉽게 제어할 수 있기 때문에 많이 개발되고 있다. 캐소드 물질로는 금속, 실리콘, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(Diamond Like Carbon), 카본 나노튜브 등이 있으며, 카본 나노튜브를 캐소드 물질로 이용하면 카본 나노튜브의 높은 전계 방출 특성과 높은 화학적 및 기계적 안정성 등의 특성으로 인해 매우 우수한 전계 방출 소자를 제작할 수 있다. 특히, 카본 나노튜브를 캐소드로 채택한 삼극형 구조의 전계 방출 소자를 제조하면, 마이크로파 진공 장치, 평판 디스플레이 장치 등으로의 응용이 매우 쉽게 이루어질 수 있다.
도 1은 종래의 카본 나노튜브를 캐소드로 채택한 삼극형 전계 방출 소자에서 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1의 구조를 살펴보면, 종래의 카본 나노튜브를 캐소드로 채택한 삼극형 전계 방출 소자는 절연성 기판(110), 상기 절연성 기판(110) 위에 금속으로 이루어진 캐소드 전극(120), 상기 캐소드 전극(120)의 일부 위에 주로 전이 금속(Transition Metal)으로 이루어진 촉매제(130), 상기 촉매 금속(130) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(140), 상기 카본 나노튜브 캐소드(140)의 측면에 상기 캐소드(140)와 일정한 거리를 두고 산화막 등으로 이루어진 게이트 절연막(150) 및 상기 게이트 절연막(150) 위에 금속 등으로 이루어진 게이트(160)로 구성되어 있다.
상기 도 1의 구조에서 상기 캐소드 전극(120)과 상기 게이트(160) 사이에 전압을 인가하면, 상기 카본 나노튜브 캐소드(140) 부근에 강한 전계가 유발되고, 이에 따라 상기 카본 나노튜브 캐소드(140)로부터 전자가 방출된다.
상기 도 1에 도시된 종래의 카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자는 비교적 용이한 구조로 이루어져 제조가 쉬운 장점을 지니나, 상기 카본 나노튜브 캐소드(140)와 상기 게이트(160)간의 전기적 단락(Electrical Short)이 쉽게 생길 수 있으며, 이에 따라 삼극형 전계 방출 소자의 제조 수율 및 소자의 신뢰성이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있고, 또한 상기 카본 나노튜브 캐소드(140)와 상기 게이트(160)간의 간격을 좁히는데 한계가 있어서 전자 방출의 턴-온 (Turn-on) 전압이 높을 뿐만 아니라 전계 방출의 효율이 크게 낮은 문제점을 가진다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 삼극형 전계 방출 소자에서 측벽 및 상벽 절연막을 두어 카본 나노튜브 캐소드와 게이트 간의 전기적 단락을 방지하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 카본 나노튜브를 캐소드로 채택한 삼극형 전계 방출 소자에서 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도이고,
도 6 및 도 7은 각각 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제 3, 4 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 평면도이고,
도 8은 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계 방출 소자를 고주파 진공 장치에 응용한 경우를 보여주는 단면도이고,
도 9는 도 5에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계 방출 소자를 전계 방출 디스플레이 장치에 응용한 경우를 보여주는 단면도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 캐소드(Cathode),게이트(Gate) 및 아노드(Anode)를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서, 절연성 기판(210) 위에 형성된 캐소드 전극(220)과; 상기 캐소드 전극(220) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(240)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(240)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(250)과; 상기 캐소드 전극(220) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(260)과; 상기 게이트 절연막(260) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 형성된 게이트(270)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자가 제공된다.
또한, 캐소드, 게이트 및 아노드를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서, 절연성 기판(310) 위에 형성된 캐소드 전극(320)과; 상기 캐소드 전극(320) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(340)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(340)의 측면에 형성된 측벽 절연막(350)과; 상기 캐소드 전극(320) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(360)과; 상기 게이트 절연막(360) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트(370); 및 상기 게이트(370) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(380)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자가 제공된다.
또한, 절연성 기판(310) 위에 형성된 캐소드 전극(320)과; 상기 캐소드 전극(320) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(340)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(340)의 측면에 형성된 측벽 절연막(350)과; 상기 캐소드 전극(320) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(360)과; 상기 게이트 절연막(360) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트(370); 및 상기 게이트(370) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(380)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자를 이용하는 3극형 고주파 진공 장치에 있어서, 상기 상벽 절연막(380) 위에 아노드 전극(890)을 포함하고, 상기 아노드 전극(890), 상기 측벽 절연막(350) 및 상기 캐소드 전극(320)에 의하여 둘러 싸인 공동은 진공 상태인 것을 특징으로 하는 삼극형 고주파 진공 장치가 제공된다.
또한, 캐소드, 게이트 및 아노드를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서, 절연성 기판(410) 위에 형성된 캐소드 전극(420)과; 상기 캐소드 전극(420) 위에 나노튜브를 가진 카본질 막(Carbonaceous Film)으로 이루어진 캐소드(441)와; 상기 카본질 막으로 이루어진 캐소드(441)의 측면에 형성된 측벽 절연막(450)과; 상기 캐소드 전극(420) 위에 상기 측벽 절연막(450)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(460)과; 상기 게이트 절연막(460) 위에 상기 측벽 절연막(450)과 접한 측면에 형성된 게이트(470)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자가 제공된다.
또한, 캐소드, 게이트 및 아노드를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서, 절연성 기판(510) 위에 형성된 캐소드 전극(520)과; 상기 캐소드 전극(520) 위에 나노튜브를 가진 카본질 막으로 이루어진 캐소드(541)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(540)의 측면에 형성된 측벽 절연막(550)과; 상기 캐소드 전극(520) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(560)과; 상기 게이트 절연막(560) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트(570); 및 상기 게이트(570) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(580)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자가 제공된다.
또한, 절연성 기판(510) 위에 형성된 캐소드 전극(520)과; 상기 캐소드 전극(520) 위에 나노튜브를 가진 카본질 막으로 이루어진 캐소드(541)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(540)의 측면에 형성된 측벽 절연막(550)과; 상기 캐소드 전극(520) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(560)과; 상기 게이트 절연막(560) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트(570); 및 상기 게이트(570) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(580)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자를 이용하는 전계 방출 디스플레이 장치에 있어서, 상기 삼극형 전계 방출 소자로 구성된 하판(Lower Plate) 및 상판(Upper Plate)을 포함하고, 상기 상판은 유리 기판(991); 상기 유리 기판(991) 밑에 형성된 투명 전극(992); 상기 투명 전극(992) 밑에 형성된 형광체(993)를 포함하고, 상기 하판과 상기 상판을 평행하게 기계적으로 연결시키고 내부에 공동이 형성되도록 상기 상벽 절연막(580) 및 상기 형광체(993)를 잇는 스페이서(Spacer, 994)가 설치되며, 상기 공동은 진공 상태인 것을 특징으로 하는 전계 방출 디스플레이 장치가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 카본 나노튜브캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에서 제안한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 도 2 내지 도 5의 실시예를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트는 석영, 유리, 또는 실리콘 웨이퍼 위에 산화막, 질화막 등이 형성된 절연성 기판(210) 상에, 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 캐소드 전극(220)과, 상기 캐소드 전극(220)의 일부 위에 전이 금속으로 이루어진 촉매제(230)와, 상기 촉매제(230) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(240)와, 상기 카본 나노튜브 캐소드(240)의 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 측벽(Side Wall) 절연막(250)과, 상기 캐소드 전극(220) 위에 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 게이트 절연막(260)과, 상기 게이트 절연막(260) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 게이트(270)로 구성된다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트는 석영, 유리, 또는 실리콘 웨이퍼 위에 산화막, 질화막 등이 형성된 절연성 기판(310) 상에, 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 캐소드 전극(320)과, 상기 캐소드 전극(320)의 일부 위에 전이 금속으로 이루어진 촉매제(330)와, 상기 촉매제(330) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(340)와, 상기 카본 나노튜브 캐소드(340)의 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 측벽(Side Wall) 절연막(350)과, 상기 캐소드 전극(320) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 게이트 절연막(360)과, 상기 게이트 절연막(360) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 게이트(370)와, 상기 게이트(370) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 상벽 (Upper Wall) 절연막(380)을 가지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 상기 카본 나노튜브 캐소드(240, 340)는 화학 기상 증착법 (Chemical Vapor Deposition : CVD)을 이용하여 상기 촉매제(230, 330) 위에 선택적으로 성장시켜 형성된 것이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 카본 나노튜브 캐소드와 게이트는 석영, 유리, 또는 실리콘 웨이퍼 위에 산화막, 질화막 등이 형성된 절연성 기판(410) 상에, 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 캐소드 전극(420)과, 상기 캐소드 전극(420)의 일부 위에 나노튜브를 가진 카본질 막(Carbonaceous Film, 441)과, 상기 나노튜브를 가진 카본질 막(441)의 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 측벽 절연막(450)과, 상기 캐소드 전극(420) 위에 상기 측벽 절연막(450)과 접한 측면에 산화막, 질화막등으로 이루어진 게이트 절연막(460)과, 상기 게이트 절연막(460) 위에 상기 측벽 절연막(450)과 접한 측면에 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 게이트(470)를 가지는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 단면도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 카본 나노튜브 캐소드와 게이트는 석영, 유리, 또는 실리콘 웨이퍼 위에 산화막, 질화막 등이 형성된 절연성 기판(510) 상에, 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 캐소드 전극(520)과, 상기 캐소드 전극(520)의 일부 위에 나노튜브를 가진 카본질 막(Carbonaceouse Film, 541)과, 상기 나노튜브를 가진 카본질 막(541)의 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 측벽(Side Wall) 절연막(550)과, 상기 캐소드 전극(520) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 게이트 절연막(560)과, 상기 게이트 절연막(560) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 게이트(570)와, 상기 게이트(570) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 산화막, 질화막 등으로 이루어진 상벽(Upper Wall) 절연막(580)을 가지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 도 4 및 도 5에 도시된 상기 나노튜브를 가진 카본질 막(441, 541)은 카본 나노튜브, 비정질 카본, 유기 바인더(Organic Binder)등의 혼합물을 기판에 선택적으로 프린팅한 후, 열처리를 통하여 상기 유기 바인더를 제거하여 형성한 것이다.
도 6 및 도 7은 각각 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제 3, 4 실시예에 의한 삼극형 전계 방출 소자의 카본 나노튜브 캐소드와 게이트를 보여주는 평면도이다.
도 6, 7에서 보는 바와 같이 상기 나노튜브를 가진 카본질 막(441, 541)에 전계를 효과적으로 유도하기 위하여 다양한 모양의 캐소드와 게이트를 생각할 수 있는데, 도 6은 이러한 상기 나노튜브를 가진 카본질 막(441, 541)을 원형으로 구성한 일 예이고, 도 7은 사각형으로 구성한 일 예이다. 물론 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 원형 또는 사각형 모양의 캐소드와 게이트는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 제 1, 2 실시예에도 적용될 수 있다.
도 8은 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계 방출 소자를 고주파 진공 장치에 응용한 경우를 보여주는 단면도로서, 상기 상벽 절연막(380)의 일부 위에 금속 또는 도핑된 반도체 박막으로 이루어진 아노드 전극(890)을 가진 삼극형 고주파 진공 장치이다.
상기 아노드 전극(890)은 상기 도 3의 구조에 전자 - 빔 승착기(Electron - Beam Evaporator)의 경사 증착을 이용하여 상기 카본 나노튜브 캐소드(340)와 상기 상벽 절연막(380)의 두께만큼 거리를 두고 인 - 시튜(In - Situ)진공 상태로 형성될 수 있다.
도 9는 도 5에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계 방출 소자를 전계 방출 디스플레이 장치에 응용한 경우를 보여주는 단면도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 9에 도시된 전계 방출 디스플레이 장치는 상기 도 5의 구조로 이루어진 하판(Lower Plate)과, 유리 기판(991)과, 상기 유리 기판(991)의 일부 위에 인듐틴옥사이드(ITO : Indium Tin Oxide --> InxSnyO3, x+y=1)로 이루어진 투명 전극(992)과, 상기 투명 전극(992)의 일부 위에 적색, 녹색, 청색의 캐소도루미네선스(Cathodoluminecsence)용 형광체(993)으로 구성된 상판(Upper Plate)이 유리 또는 세라믹(Ceramic)으로 이루어진 스페이서(Spacer, 994)를 지지대로 하여 서로 평행하게 진공 패키징 되어 있다.
한편, 도 2 내지 도 9에 도시된 실시예에서 상기 측벽 절연막(250, 350, 450, 550) 및 상벽 절연막(280, 380, 480, 580)은 상기 카본 나노튜브 캐소드(240, 340) 또는 상기 나노튜브를 가진 카본질 막 캐소드(441, 541)와 상기 게이트(270, 370, 470, 570)간의 전기적 단락을 방지하는 역할을 한다. 이에 따라 본 발명은 삼극형 전계 방출 소자의 제조 수율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전자 방출 특성의 안정화와 전자 방출 효율을 크게 증대시킬 수 있다.
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술 사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 카본 나노튜브 캐소드를 가진 삼극형 전계 방출 소자를 제공함으로써, 측벽 절연막 및 상벽 절연막이 캐소드와 게이트 간의 전기적 단락을 방지하는 효과를 나타낸다.
이에 따라, 본 발명을 이용하면 삼극형 전계 방출 소자의 제조 수율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전자 방출 특성의 안정화와 전자 방출 효율을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 캐소드(Cathode), 게이트(Gate) 및 아노드(Anode)를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서,
    절연성 기판(210) 위에 형성된 캐소드 전극(220)과;
    상기 캐소드 전극(220) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(240)와;
    상기 카본 나노튜브 캐소드(240)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(250)과;
    상기 캐소드 전극(220) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(260)과;
    상기 게이트 절연막(260) 위에 상기 측벽 절연막(250)과 접한 측면에 형성된 게이트(270)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 기판(210)은 석영, 유리 및 절연막 중 어느 하나를 선택하여 형성된 실리콘 웨이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카본 나노튜브 캐소드(240)와 상기 캐소드 전극(220) 사이에 전이 금속으로 이루어진 촉매제(230)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 카본 나노튜브 캐소드(240)는 화학 기상 증착법 (Chemical Vapor Deposition : CVD)을 이용하여 상기 촉매제(230) 위에 선택적으로 성장시킨 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  5. 캐소드(Cathode), 게이트(Gate) 및 아노드(Anode)를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서,
    절연성 기판(310) 위에 형성된 캐소드 전극(320)과;
    상기 캐소드 전극(320) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(340)와;
    상기 카본 나노튜브 캐소드(340)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(350)과;
    상기 캐소드 전극(320) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(360)과;
    상기 게이트 절연막(360) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된게이트(370); 및
    상기 게이트(370) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(380)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연성 기판(310)은 석영, 유리 및 절연막 중 어느 하나를 선택하여 형성된 실리콘 웨이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 카본 나노튜브 캐소드(340)와 상기 캐소드 전극(320) 사이에 전이 금속으로 이루어진 촉매제(330)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 카본 나노튜브 캐소드(340)는 화학 기상 증착법 (Chemical Vapor Deposition : CVD)을 이용하여 상기 촉매제(330) 위에 선택적으로 성장시킨 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  9. 절연성 기판(310) 위에 형성된 캐소드 전극(320)과; 상기 캐소드 전극(320) 위에 카본 나노튜브로 이루어진 캐소드(340)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(340)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(350)과; 상기 캐소드 전극(320) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(360)과; 상기 게이트 절연막(360) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 게이트(370); 및 상기 게이트(370) 위에 상기 측벽 절연막(350)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(380)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자를 이용하는 3극형 고주파 진공 장치에 있어서,
    상기 상벽 절연막(380) 위에 아노드 전극(890)을 포함하고,
    상기 아노드 전극(890), 상기 측벽 절연막(350) 및 상기 캐소드 전극(320)에 의하여 둘러 싸인 공동은 진공 상태인 것을 특징으로 하는 삼극형 고주파 진공 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 아노드 전극(890)은 전자 - 빔 승착기(Electron - Beam Eavaporator)의 경사 증착을 이용하여 인 - 시튜(In - Situ) 진공 상태로 형성된 것을 특징으로 하는 삼극형 고주파 진공 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 카본 나노튜브 캐소드(340)와 상기 캐소드 전극(320) 사이에 전이 금속으로 이루어진 촉매제(330)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 고주파 진공 장치.
  12. 캐소드(Cathode), 게이트(Gate) 및 아노드(Anode)를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서,
    절연성 기판(410) 위에 형성된 캐소드 전극(420)과;
    상기 캐소드 전극(420) 위에 나노튜브를 가진 카본질 막(Carbonaceous Film)으로 이루어진 캐소드(441)와;
    상기 카본질 막으로 이루어진 캐소드(441)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(450)과;
    상기 캐소드 전극(420) 위에 상기 측벽 절연막(450)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(460)과;
    상기 게이트 절연막(460) 위에 상기 측벽 절연막(450)과 접한 측면에 형성된 게이트(470)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연성 기판(410)은 석영, 유리 및 절연막 중 어느 하나를 선택하여 형성된 실리콘 웨이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 측벽 절연막(450)은 산화막 또는 질화막 중 어느 하나를 선택하여 형성된 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  15. 캐소드(Cathode), 게이트(Gate) 및 아노드(Anode)를 포함하는 삼극형 전계 방출 소자에 있어서,
    절연성 기판(510) 위에 형성된 캐소드 전극(520)과;
    상기 캐소드 전극(520) 위에 나노튜브를 가진 카본질 막(Carbonaceous Film)으로 이루어진 캐소드(541)와;
    상기 카본 나노튜브 캐소드(540)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(550)과;
    상기 캐소드 전극(520) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트 절연막(560)과;
    상기 게이트 절연막(560) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트(570); 및
    상기 게이트(570) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(580)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연성 기판(510)은 석영, 유리 및 절연막 중 어느 하나를 선택하여 형성된 실리콘 웨이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 측벽 절연막(550)은 산화막 또는 질화막 중 어느 하나를 선택하여 형성된 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자.
  18. 절연성 기판(510) 위에 형성된 캐소드 전극(520)과; 상기 캐소드 전극(520) 위에 나노튜브를 가진 카본질 막(Carbonaceous Film)으로 이루어진 캐소드(541)와; 상기 카본 나노튜브 캐소드(540)의 측면에 형성된 측벽(Side Wall) 절연막(550)과; 상기 캐소드 전극(520) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트절연막(560)과; 상기 게이트 절연막(560) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 게이트(570); 및 상기 게이트(570) 위에 상기 측벽 절연막(550)과 접한 측면에 형성된 상벽 절연막(580)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삼극형 전계 방출 소자를 이용하는 전계 방출 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 삼극형 전계 방출 소자로 구성된 하판(Lower Plate) 및 상판(Upper Plate)을 포함하고,
    상기 상판은 유리 기판(991); 상기 유리 기판(991) 밑에 형성된 투명 전극(992); 상기 투명 전극(992) 밑에 형성된 형광체(993)를 포함하고,
    상기 하판과 상기 상판을 평행하게 기계적으로 연결시키고 내부에 공동이 형성되도록 상기 상벽 절연막(580) 및 상기 형광체(993)를 잇는 스페이서(Spacer, 994)가 설치되며,
    상기 공동은 진공 상태인 것을 특징으로 하는 전계 방출 디스플레이 장치.
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