KR20060080728A - 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법 및 이를이용한 전계방출소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법 및 이를 이용한 전계방출소자의 제조방법이 개시된다. 개시된 촉매층의 패터닝 방법은, 기판 상에 약산 음이온 기를 가지는 금속염으로 이루어진 촉매층을 형성하는 단계; 촉매층 상에 포토레지스트를 형성하는 단계; 포토마스크를 이용하여 포토레지스트를 소정 패턴으로 노광시키는 단계; 포토레지스트 및 촉매층의 소정 영역을 강염기 현상액을 이용하여 제거하는 단계; 및 포토레지스트를 제거하는 단계;를 포함한다.
Description
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따라 패터닝된 촉매층 상에 형성된 탄소나노튜브들을 찍은 사진들이다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110,210... 기판 120,220... 촉매층
130,230... 포토레지스트 150... 포토마스크
212... 캐소드 전극 214... 절연층
216... 게이트 전극 240... 에미터홀
본 발명은 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법 및 이를 이용한 전계방출소자의 제조방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브(CNT; Carbon Nanotubes)는 독특한 구조적, 전기적 특성이 알려진 이래로 전계방출소자(FED; Field Emission Device), 액정 표시소자(LCD; Liquid Crystal Display)용 백라이트(back-light), 나노전자 소자(nanoelectronic device), 액츄에이터(actuator), 배터리(battery) 등 수많은 소자에 응용되고 있다.
전계방출소자(FED)는 캐소드(cathode) 전극 위에 형성된 에미터(emitter)부터 전자들을 방출시키고, 이 전자들을 애노드(anode) 전극 상에 형성된 형광체층에 충돌시켜 발광되도록 하는 표시장치이다. 이러한 전계방출소자의 에미터로서 최근에는 전자방출특성이 우수한 탄소나노튜브(CNT)가 주로 사용되고 있으며, 이러한 탄소나노튜브를 에미터로 사용하는 전계방출소자는 낮은 구동전압과 높은 휘도, 가격 경쟁력 등 많은 장점을 가지고 있다.
일반적으로, 기판 상에 탄소나노튜브를 형성하는 방법으로는 탄소나노튜브 패이스트(paste)를 이용한 스크린 프린팅(screen printing)법과 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 이용한 탄소나노튜브 성장법이 있다. 그 중 화학기상증착법을 이용한 탄소나노튜브 성장법은 고해상도의 디스플레이장치의 제작이 가능하고 기판에 탄소나노튜브들을 직접 성장시키기 때문에 프로세스가 간단한 장점을 가지고 있어 이를 이용한 활발한 연구가 진행 중이다. 이러한 화학기상증착법에는 플라즈마 화학기상증착법(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)과 열 화학기상증착법(Thermal CVD; Thermal Chemical Vapor Deposition)이 대표적이다.
플라즈마 화학기상증착법을 이용한 탄소나노튜브 성장법은 탄소나노튜브를 기판에 수직한 방향으로 성장시킬 수 있고 열 화학기상증착법보다 상대적으로 낮은 온도에서 합성이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그리고, 탄소나노튜브의 수직 성장은 플라즈마 화학기상증착 시스템에서의 애노드 전극와 캐소드 전극사이에 인가되는 전계의 방향에 의존하므로, 전계의 방향에 따라 탄소나노튜브의 성장방향의 조절이 가능하다. 또한 탄소나노튜브의 성장 방향이 일정하므로 밀도 조절이 용이하며 전계에 의한 전자 방출이 용이한 장점을 가진다. 하지만 균일한 탄소나노튜브의 성장이 어려운 단점이 있으며, 저온에서 성장한 탄소나노튜브는 직경이 비교적 크기 때문에 전계방출 특성이 좋지 않은 단점이 있다. 한편, 열 화학기상증착법을 이용한 탄소나노튜브 성장법은 탄소나노튜브의 성장 균일도가 매우 우수하고, 플라즈마 화학기상증착법에 비해 작은 직경을 가지는 탄소나노튜브를 성장시킬 수 있으므로 전자방출 개시전압(turn on voltage)이 낮은 탄소나노튜브를 형성할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 플라즈마 화학기상증착법과는 달리 탄소나노튜브의 성장시 기판에 전계가 걸리지 않기 때문에 탄소나노튜브의 성장 방향이 일정하지 않고 가스분해가 열에너지에 의해 이루어져 성장 온도가 높다는 단점이 있다.
한편, 상기와 같은 화학기상증착법에 의하여 탄소나노튜브를 성장시키기 위해서는 기판 상에 패터닝된 촉매층(catalyst layer)이 형성되어야 한다. 여기서, 상기 촉매층은 기판 상에 성장되는 탄소나노튜브의 밀도, 직경, 길이 등을 제어하 게 된다. 기판 상에 패터닝된 촉매층을 형성하기 위해서 종래에는 기판 상에 소정의 촉매 금속을 박막 형태로 증착하고, 이를 패터닝하는 방법이 사용되었다. 그러나, 상기와 같은 방법은 촉매 금속의 박막 형성을 위한 증착 비용이 소요되고, 복잡한 패터닝(patterning) 공정, 즉 노광(exposure), 현상(development), 에칭(etching) 및 스트립(strip) 공정을 거쳐야 하므로, 이에 따른 비용도 상승하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 패터닝 공정을 단순화시킬 수 있는 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법 및 이를 이용한 전계방출소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명에 일 구현예에 따르면,
기판 상에 약산 음이온 기를 가지는 금속염(metal salt)으로 이루어진 촉매층을 형성하는 단계;
상기 촉매층 상에 포토레지스트를 형성하는 단계;
포토마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 소정 패턴으로 노광시키는 단계;
상기 포토레지스트 및 촉매층의 소정 영역을 강염기 현상액을 이용하여 제거하는 단계; 및
상기 포토레지스트를 제거하는 단계;를 포함하는 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법이 개시된다.
상기 금속염은 아세테이트(acetate) 기, 옥살레이트(oxalate) 기 및 카보네이트(carbonate) 기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 금속염은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 이트륨(Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 현상액은 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide)를 포함할 수 있다.
상기 촉매층을 형성하는 단계는 소정 용매에 상기 금속염이 용해된 용액을 상기 기판 상에 도포하고, 이를 건조시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 용매는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 금속염은 상기 용매에 대해서 상온에서 1mM 이상의 용해도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 용액은 상기 기판 상에 스핀코팅(spin coating) 방법 또는 디핑(dipping) 방법에 의하여 도포될 수 있다.
상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 상기 촉매층 상에 상기 포토레지스트를 도포하고, 이를 건조시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트가 포지티브(positive) 포토레지스트인 경우에는 상기 포토레지스트의 노광 영역 및 그 하부에 위치한 상기 촉매층이 상기 현상액에 의하여 제거될 수 있다.
한편, 상기 포토레지스트는 네가티브(negative) 포토레지스트인 경우에는 상기 포토레지스트의 비노광 영역 및 그 하부에 위치한 상기 촉매층이 상기 현상액에 의하여 제거될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면,
기판 상에 캐소드 전극, 절연층 및 게이트 전극을 순차적으로 적층하고, 상기 절연층에는 상기 캐소드 전극을 노출시키는 에미터 홀을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 및 노출된 상기 캐소드 전극을 덮도록 약산 음이온 기를 가지는 금속염으로 이루어진 촉매층을 형성하는 단계;
상기 촉매층을 덮도록 포토레지스트를 형성하는 단계;
상기 포토레지스트를 소정 패턴으로 노광시키는 단계;
상기 포토레지스트 및 촉매층이 상기 에미터 홀 내부에만 남도록 상기 포토레지스트 및 촉매층의 소정 영역을 강염기 현상액을 이용하여 제거하는 단계;
상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및
패터닝된 상기 촉매층 상에 탄소나노튜브를 성장시키는 단계;를 포함하는 전계방출소자의 제조방법이 개시된다.
상기 포토레지스트는 후면 노광(back-side exposure)법에 의하여 노광될 수 있다. 이때, 상기 포토레지스트는 네가티브(negative) 포토레지스트이며, 상기 캐소드 전극 상에는 소정의 포토마스크 패턴이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 포토레지스트는 전면 노광(front-side exposure)법에 의하여 노광될 수 도 있으며, 이때 상기 포토레지스트는 포지티브(positive) 포토레지스트인 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브는 화학기상증착법(CVD)에 의하여 성장될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매층의 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 기판(110) 상에 금속염(metal salt)으로 이루어진 촉매층(120')을 형성한다. 구체적으로는, 상기 촉매층(120')은 소정 용매에 상기 금속염이 용해된 용액을 상기 기판(110) 상에 도포하고, 이를 건조시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 용액은 스핀코팅(spin coating) 방법 또는 디핑(dipping) 방법에 의하여 기판(110) 상에 도포될 수 있다.
상기 금속염은 후술되는 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide)와 같은 강염기 현상액에 용해될 수 있도록 약산 음이온 기를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 약산 음이온 기로는 아세테이트(acetate) 기, 옥살레이트(oxalate) 기 및 카보네이트(carbonate) 기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 금속염은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 이트륨(Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 용매로서는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 이때, 상기 금속염은 상기 용매에 대해서 상온에서 대략 1mM 이상의 용해도를 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 금속염은 아세톤(acetone), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 포토레지스트 스트립(photoresist strip) 용 용매에는 용해되지 않는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 1b를 참조하면, 상기 촉매층(120') 상에 포토레지스트(130')를 형성한다. 상기 포토레지스트(130')는 상기 촉매층(120')의 상면을 덮도록 포토레지스트(130')를 도포하고, 이를 건조함으로써 형성된다. 여기서, 상기 포토레지스트(130')는 강염기 현상액에 의하여 현상되는 물질로 이루어진다. 그리고, 상기 포토레지스트(130')는 포지티브(positive) 포토레지스트 또는 네가티브(negative) 포토레지스트가 될 수 있다.
이어서, 도 1c를 참조하면, 포토마스크(150)를 이용한 자외선 노광(UV exposure) 공정에 의하여 상기 포토레지스트(130')를 원하는 패턴으로 노광시킨다.
다음으로, 도 1d를 참조하면, 현상 공정에 의하여 포토레지스트(130')의 소정 영역과 그 하부에 위치한 촉매층(120')을 제거함으로써 기판(110) 상에 패터닝된 포토레지스트(130)와 촉매층(120)을 형성한다. 도 1d에는 상기 포토레지스트(130')가 포지티브 포토레지스트인 경우가 도시되어 있으며, 이 경우에는 현상공정에 의하여 상기 포토레지스트(130')의 노광 영역 및 그 하부에 위치한 촉매층(120')이 제거된다. 한편, 상기 포토레지스트(130')가 네가티브 포토레지스트인 경우에는 현상공정에 의하여 상기 포토레지스트(130')의 비노광 영역 및 그 하부에 위치한 촉매층(120')이 제거되게 된다.
한편, 상기한 현상공정에 의하여 포토레지스트(130') 및 촉매층(120')을 현상하기 위해서는 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide) 등과 같은 강염기 현상액이 사용되는 것이 바람직하다. 이는 강염기 현상액이 상기 포토레지스트(130')를 현상할 수 있을 뿐만 아니라 그 하부에 위치한 촉매층(120')을 구성하는 약산 음이온 기를 가지는 금속염과 치환 반응을 함으로써 상기 촉매층(120')을 용해시킬 수 있기 때문이다. 구체적으로는, 상기 촉매층(120')을 구성하는 금속염으로서 예를 들어 철 아세테이트(iron acetate)를 사용하고, 상기 현상액으로서 예를 들어 TMAH를 사용하게 되면 다음과 같은 치환 반응이 일어나게 된다.
Fe(C2H3O2)2 + 2N(CH3)4OH → Fe(OH)
2 + 2N(CH3)4(C2H3O2)
이러한 치환 반응에 의하여 약산 음이온 기를 가지는 금속염으로 이루어진 촉매층(120')은 현상 공정에 의하여 포토레지스트(130')와 함께 제거될 수 있게 된다.
마지막으로, 도 1e를 참조하면, 패터닝된 촉매층(120)의 상면에 형성된 포토레지스트(130)를 스트리퍼(stripper)를 사용하여 제거하게 되면, 기판(110) 상에는 패터닝된 촉매층(120)만 남게 된다. 그리고, 이렇게 패터닝된 촉매층(120) 위에 화학기상증착법 등에 의하여 탄소나노튜브(CNT)를 합성할 수 있게 된다. 이와 같이, 기판 상에 패터닝된 촉매층 위에 성장된 탄소나노튜브를 보여주는 사진들이 도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있다.
이하에서는 상기한 촉매층의 패터닝 방법을 이용하여 전계방출소자를 제조하는 방법을 설명하기로 한다. 도 3a 내지 3g는 본 발명의 실시예에 따른 전계방출소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 기판(210) 상에 캐소드 전극(cathode electrode,212), 절연층(214) 및 게이트 전극(gate electrode,216)을 순차적으로 적층한 다음, 상기 절연층(214)에 캐소드 전극(212)을 노출시키는 에미터 홀(emitter hole,240))을 형성한다. 여기서, 상기 기판(210)으로는 일반적으로 유리기판이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 캐소드 전극(212)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 게이트 전극(214)은 크롬(Cr) 등과 같은 도전성 금속으로 이루어질 수 있다.
구체적으로는, 기판(210) 상에 ITO 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진 캐소드 전극층 소정 두께로 형성한 뒤, 이 캐소드 전극층을 소정 형상, 예컨대 스트라이프 형상으로 패터닝하면 캐소드 전극(212)이 형성된다. 다음으로, 상기 캐소드 전극(212) 및 기판(210)의 전 표면에 절연층(214)을 소정 두께로 형성한다. 이어서, 상기 절연층(214) 상에 게이트 전극층을 형성한다. 상기 게이트 전극층은 크롬(Cr) 등과 같은 도전성 금속을 스퍼터링(sputtering) 등의 방법에 의해 소정 두께로 증착함으로써 형성되며, 이 게이트 전극층을 소정 형상으로 패터닝하면 게이트 전극(216)이 형성된다. 다음으로, 상기 게이트 전극(216)을 통해 노출된 절연층(214)을 식각하여 에미터 홀(260)을 형성한다. 이때, 상기 에미터 홀(260)을 통하여 캐소드 전극(212)의 일부가 노출된다.
다음으로, 도 3b를 참조하면, 도 3a에 도시된 결과물의 상면에 금속염(metal salt)으로 이루어진 촉매층(220')을 형성한다. 구체적으로는, 상기 촉매층(220')은 소정 용매에 상기 금속염이 용해된 용액을 도 3a에 도시된 결과물의 상면에 상에 도포하고, 이를 건조시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 용액은 스핀코팅(spin coating) 방법 또는 디핑(dipping) 방법에 의하여 도포될 수 있다. 전술한 바와 같 이, 상기 금속염은 강염기 현상액에 용해될 수 있도록 약산 음이온 기를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 약산 음이온 기로는 아세테이트(acetate) 기, 옥살레이트(oxalate) 기 및 카보네이트(carbonate) 기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 금속염은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 이트륨(Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 용매로서는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 이때, 상기 금속염은 상기 용매에 대해서 상온에서 대략 1mM 이상의 용해도를 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 금속염은 아세톤(acetone), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 포토레지스트 스트립(photoresist strip) 용 용매에는 용해되지 않는 것이 바람직하다.
이어서, 도 3c를 참조하면, 상기 촉매층(220') 상에 포토레지스트(230')를 형성한다. 상기 포토레지스트(230')는 상기 촉매층(220')의 상면을 덮도록 포토레지스트(230')를 도포하고, 이를 건조함으로써 형성된다. 여기서, 상기 포토레지스트(230')는 강염기 현상액에 의하여 현상되는 물질로 이루어진다. 그리고, 상기 포토레지스트(130')는 포지티브(positive) 포토레지스트 또는 네가티브(negative) 포토레지스트가 될 수 있다.
다음으로, 도 3d를 참조하면, 자외선 노광(UV exposure) 공정에 의하여 상기 포토레지스트(230')를 원하는 패턴으로 노광시킨다. 여기서, 상기 포토레지스트(230')는 후면 노광(back-side exposure)법에 의하여 노광되는 것이 바람직하다. 이와 같은 후면 노광법이 사용되는 경우에는 상기 포토레지스트(230')는 네가티브 포토레지스트가 되고, 상기 캐소드 전극(212) 상에는 에미터 홀(240) 내부에 위치한 포토레지스트(230')만이 노광되도록 하는 포토마스크 패턴(미도시)이 형성되어 있다. 한편, 상기 포토레지스트(230')는 전면 노광(front-side exposure)법에 의하여 노광 될 수도 있다. 이 경우에는 상기 포토레지스트(230')는 포지티브 포토레지스트가 되고, 상기 포토레지스트(230')의 상부에는 에미터 홀(240) 외부에 위치한 포토레지스트(230')만이 노광되도록 하는 포토마스크가 마련된다.
이어서, 도 3e를 참조하면, 현상공정에 의하여 상기 에미터 홀(240) 외부에 위치한 상기 포토레지스트(230') 및 촉매층(220')을 제거하게 되면 패터닝된 포토레지스트(230) 및 촉매층(220)이 에미터 홀(240) 내부의 캐소드 전극(212) 상에 형성된다. 여기서, 상기 포토레지스트(230') 및 촉매층(220')은 후면 노광시 비노광 영역이 현상 공정에 의하여 제거되며, 전면 노광시 노광 영역이 현상 공정에 의하여 제거된다. 한편, 전술한 바와 같이 상기한 현상공정에 의하여 포토레지스트(230') 및 촉매층(220')을 현상하기 위해서는 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide) 등과 같은 강염기 현상액이 사용되는 것이 바람직하다. 이는 강염기 현상액이 상기 포토레지스트(230')를 현상할 수 있을 뿐만 아니라 그 하부에 위치한 촉매층(220')을 구성하는 약산 음이온 기를 가지는 금속염과 치환 반응을 함으로써 상기 촉매층(220')을 용해시켜 제거할 수 있기 때문이다.
다음으로, 도 3f를 참조하면, 상기 포토레지스트(230)를 스트리퍼(stripper)를 사용하여 제거하게 되면, 캐소드 전극(212) 상에는 패터닝된 촉매층(220)만 남게 된다.
마지막으로, 도 3g를 참조하면, 패터닝된 촉매층(220) 위에 에미터(emitter)인 탄소나노튜브(270)를 성장시키게 되면 전계방출소자가 완성된다. 여기서, 상기 탄소나노튜브는 화학기상증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition)에 의하여 성장되는 것이 바람직하다. 그리고, 이러한 화학기상증착법에는 플라즈마 화학기상증착법(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)과 열 화학기상증착법(Thermal CVD; Thermal Chemical Vapor Deposition)이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 촉매층의 패터닝 방법 및 이를 이용한 전계방출소자의 제조방법에 의하면 종래와 같은 촉매 금속의 박막 형성을 위한 증착공정이 불필요하게 되고, 포토레지스트와 촉매층을 동시에 현상함으로써 별도의 식각공정이 불필요하게 된다. 이에 따라, 촉매층의 패터닝 공정을 단순화 시킬 수 있고, 공정 비용을 절감할 수 있게 된다.
Claims (27)
- 기판 상에 약산 음이온 기를 가지는 금속염(metal salt)으로 이루어진 촉매층을 형성하는 단계;상기 촉매층 상에 포토레지스트를 형성하는 단계;포토마스크를 이용하여 상기 포토레지스트를 소정 패턴으로 노광시키는 단계;상기 포토레지스트 및 촉매층의 소정 영역을 강염기 현상액을 이용하여 제거하는 단계; 및상기 포토레지스트를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속염은 아세테이트(acetate) 기, 옥살레이트(oxalate) 기 및 카보네이트(carbonate) 기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속염은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 이트륨(Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 현상액은 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 촉매층을 형성하는 단계는 소정 용매에 상기 금속염이 용해된 용액을 상기 기판 상에 도포하고, 이를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 용매는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 금속염은 상기 용매에 대해서 상온에서 1mM 이상의 용해도를 가지는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 용액은 상기 기판 상에 스핀코팅(spin coating) 방법 또는 디핑(dipping) 방법에 의하여 도포되는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 상기 촉매층 상에 상기 포토레지스트 를 도포하고, 이를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트는 포지티브(positive) 포토레지스트이고, 상기 현상액에 의하여 상기 포토레지스트의 노광 영역 및 그 하부에 위치한 상기 촉매층이 제거되는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트는 네가티브(negative) 포토레지스트이고, 상기 현상액에 의하여 상기 포토레지스트의 비노광 영역 및 그 하부에 위치한 상기 촉매층이 제거되는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트는 스트리퍼(stripper)에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 촉매층의 패터닝 방법.
- 기판 상에 캐소드 전극, 절연층 및 게이트 전극을 순차적으로 적층하고, 상기 절연층에는 상기 캐소드 전극을 노출시키는 에미터 홀을 형성하는 단계;상기 게이트 전극 및 노출된 상기 캐소드 전극을 덮도록 약산 음이온 기를 가지는 금속염으로 이루어진 촉매층을 형성하는 단계;상기 촉매층을 덮도록 포토레지스트를 형성하는 단계;상기 포토레지스트를 소정 패턴으로 노광시키는 단계;상기 포토레지스트 및 촉매층이 상기 에미터 홀 내부에만 남도록 상기 포토레지스트 및 촉매층의 소정 영역을 강염기 현상액을 이용하여 제거하는 단계;상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및패터닝된 상기 촉매층 상에 탄소나노튜브를 성장시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 금속염은 아세테이트(acetate) 기, 옥살레이트(oxalate) 기 및 카보네이트(carbonate) 기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 금속염은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 이트륨(Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 현상액은 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 촉매층을 형성하는 단계는 소정 용매에 상기 금속염이 용해된 용액을 상기 게이트 전극 및 노출된 상기 캐소드 전극을 덮도록 도포하고, 이를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 용매는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 금속염은 상기 용매에 대해서 상온에서 1mM 이상의 용해도를 가지는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 용액은 상기 게이트 전극 및 노출된 캐소드 전극 상에 스핀코팅(spin coating) 방법 또는 디핑(dipping) 방법에 의하여 도포되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 포토레지스트를 형성하는 단계는 상기 촉매층을 덮도록 상기 포토레지스트를 도포하고, 이를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 포토레지스트는 후면 노광(back-side exposure)법에 의하여 노광되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 포토레지스트는 네가티브(negative) 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 23 항에 있어서,상기 캐소드 전극 상에는 소정의 포토마스크 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 포토레지스트는 전면 노광(front-side exposure)법에 의하여 노광되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 25 항에 있어서,상기 포토레지스트는 포지티브(positive) 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 탄소나노튜브는 화학기상증착법(CVD)에 의하여 성장되는 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.
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2006
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20200063423A (ko) | 2018-11-27 | 2020-06-05 | 경희대학교 산학협력단 | 엑스레이 튜브용 에미터 및 그 제조방법 |
| KR20200090715A (ko) | 2020-07-22 | 2020-07-29 | 경희대학교 산학협력단 | 엑스레이 튜브용 에미터 및 그 제조방법 |
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