KR20070079747A - 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법,상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 - Google Patents
표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법,상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070079747A KR20070079747A KR1020060010634A KR20060010634A KR20070079747A KR 20070079747 A KR20070079747 A KR 20070079747A KR 1020060010634 A KR1020060010634 A KR 1020060010634A KR 20060010634 A KR20060010634 A KR 20060010634A KR 20070079747 A KR20070079747 A KR 20070079747A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group
- electron emission
- electron
- carbon nanotubes
- carbon nanotube
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0061—Methods for manipulating nanostructures
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
본 발명은 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법, 상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 전자 방출 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 기존의 카본나노튜브에 비해서 일함수가 낮으므로, 전자방출 효율이 높고, 결과적으로 낮은 작동전압에서도 구동이 가능한 전자 방출 소자를 제공할 수 있다.
카본나노튜브, 전자쌍 공여기, 전자 방출원, 전자 방출 소자
Description
도 1은 표면에 전자쌍 공여기로서, 예를 들어 2차 아민기를 부착시킴으로써 본 발명에 따른 카본나노튜브를 제조하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 전자 방출 소자의 일 구현예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자 방출원 및 종래 기술에 따른 전자 방출원에 대하여 전류 밀도를 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
200: 전자 방출 소자 201: 상판
202: 하판 110: 하면기판
120: 캐소드 전극 130: 절연체층
140: 게이트 전극 160: 전자방출원
본 발명은 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법, 상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 표면에 전자쌍을 공여할 수 있는 관능기를 가짐으로써, 기존의 카본나노튜브에 비해서 일함수가 낮으므로, 전자방출 효율이 높고, 결과적으로 낮은 작동전압에서도 구동이 가능한 카본나튜브, 전자방출원 및 전자 방출 소자에 관한 것이다.
전자 방출 소자 (Electron Emission Device)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 캐소드 전극의 전자 방출원으로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 애노드 전극 측의 형광 물질에 충돌시켜 발광되도록 하는 디스플레이 장치이다.
전자 전도성이 탁월한 카본나노튜브 (Carbon Nano Tube: CNT)를 포함하는 카본계 물질은 전도성 및 전계집중효과가 우수하고, 일함수가 낮고 전자방출특성이 우수하여 저전압 구동이 용이하고, 대면적화가 가능하므로 전자방출소자의 이상적인 전자방출원으로 기대되고 있다.
그러나, 이러한 카본나노튜브의 전자방출특성을 더욱 향상시킴으로써 그 성능을 개선하기 위한 시도가 계속되고 있으며, 종래에는 이러한 시도의 일환으로서 카본나노튜브의 표면에 금속을 증착하는 등의 방법에 의해서 일함수 값을 낮추기 위한 방법 등이 개발되었다.
예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제2005-87265호에는 나노 크기의 금속 입 자가 첨가된 카본나노튜브 에미터 및 그 제조방법이 개시되어 있으며, 이는 금속 전구체 용액을 카본나노튜브 파우더와 혼합시킨 후 소성하여 금속 입자가 첨가된 카본나노튜브 에미터를 제조함으로써 전극과 카본나노튜브간, 카본나노튜브 상호간의 저항을 낮춤으로써 균일한 전자방출 및 전자방출 활성 사이트의 밀도를 증가시키기 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제2005-37877호에는 금속나노분말을 이용한 카본나노튜브/금속 나노복합 재료의 제조방법이 개시되어 있으며, 이는 카본나노튜브를 용매에 분산시키고 초음파 처리 등을 수행한 다음, 여기에 금속나노분말을 첨가하고, 건조 및 스파크 플라즈마 소결 등의 단계를 거쳐서 고강도, 고전도도 등의 특성을 갖는 카본나노튜브/금속 나노복합 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
그러나, 이와 같이 카본나노튜브의 표면에 금속 등을 증착시키는 방법은 전자방출특성을 향상시킬 수는 있으나, 에미터의 양산성 및 FED 제작 공정성 등이 용이하지 않으며, 더욱이 카본나노튜브의 표면에 전자방출특성을 향상시키기 위한 표면개질 처리 수단으로서 소정 특성을 갖는 관능기를 부착시키는 방법은 공지된 바가 없다.
따라서, 본 발명은 카본나노튜브에 소정 특성을 갖는 관능기를 부착시킴으로써, 카본나노튜브의 일함수, 전자방출 효율, 작동 전압 등의 특성을 향상시키고, 결과적으로 우수한 전자방출 특성을 갖는 전자방출원 및 전자방출소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제1 태양은, 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 제공한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제2 태양은, 전자쌍 공여기를 포함하는 분자를 진공 챔버 내에서 기체 상태로 카본나노튜브 말단에 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카본나노튜브의 제조방법을 제공한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제3 태양은, 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원을 제공한다.
본 발명의 또 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제4 태양은,
기판;
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및
상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 카본나노튜브는 기존의 카본나노튜브에 비해서 일함수가 낮으므로, 전자방출 효율이 높고, 결과적으로 낮은 작동전압에서도 구동이 가능한 전자 방출 소자를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 제공한다.
전자쌍 공여기 (electron donating group)란, 아민기, 수산기, 할로겐기 등과 같이, 일반적으로 분자 내에서 수소를 표준으로 하였을 때, 다른 원자 또는 분자에 전자쌍을 주는 경향이 있는 기를 의미하며, 반대로 전자쌍을 받는 경향이 있는 기는 전자쌍 수용기라 한다.
한편, 일반적으로 카본나노튜브는 일함수 (work function) 값이 낮을수록 전자방출효율이 높아지는데, 이는 카본나노튜브의 말단 전자를 방출시키는데 필요한 전기적 에너지, 즉 구동전압이 낮아지기 때문이다.
본 발명에서는 이러한 카본나노튜브의 일함수 값을 낮추기 위해서, 카본나노튜브의 표면에 전자쌍 공여기를 부착시키며, 이와 같이 전자쌍 공여기가 부착된 카본나노튜브는 말단 부위의 페르미 준위가 상승함으로 인해서 일함수 값이 더욱 낮아지게 되고, 결과적으로 우수한 전자방출 효율 및 낮은 작동전압과 같은 특성들을 보유하게 된다.
바람직하게는, 상기 전자쌍 공여기는, 아민기, 히드록시기를 포함하는 원자단 및 할로겐기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 관능기이며, 이에 제한되는 것은 아니지만, 아민기로는 -NH2, -NHR 또는 -NR2 (R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기), 히드록시기를 포함하는 원자단으로는 알코올류 또는 페놀류, 할로겐기로는 F, Cl, Br 또는 I 등을 예로 들 수 있다.
도 1에는 표면에 전자쌍 공여기로서, 예를 들어 2차 아민기 (-NR2)를 부착시 킴으로써 본 발명에 따른 카본나노튜브를 제조하는 것을 개략적으로 나타내었다.
본 발명에 따른 카본나노튜브는 상기와 같이 표면에 전자쌍 공여기를 가짐으로써, 종래 기술에 따른 카본나노튜브에 비해서 월등히 낮은 일함수 값을 갖는데, 바람직하게는 3.5 eV 내지 4.0 eV의 일함수 값을 갖는다.
본 발명은 다른 구현예에서, 전자쌍 공여기를 포함하는 분자를 진공 챔버 내에서 기체 상태로 카본나노튜브 말단에 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카본나노튜브의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 카본나노튜브의 제조방법은 표면에 전자쌍 공여기를 부착시킨다는 점을 제외하고는, 통상의 카본나노튜브의 제조방법에 따라서 제조될 수 있으며, 예를 들어 전기방전법, 레이저증착법, 기상합성법, 열화학기상증착법, 플라즈마 화학기상증착법 또는 아크 방전법 등을 포함하는 다양한 방법에 따라 합성될 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 합성된 카본나노튜브의 표면에 전자쌍 공여기를 포함하는 분자를 진공 챔버 내에서 기체 상태로 카본나노튜브 말단에 흡착시키는 단계에 의해서 전자쌍 공여기를 부착시키게 된다.
본 발명은 또 다른 구현예에서, 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원을 제공한다.
본 발명의 전자 방출원은 예를 들면 화학기상증착법 등과 같은 방법을 이용하여 기판 상에 상기 카본나노튜브를 직접 성장시킴으로써 형성되거나, 또는 상기 카본나노튜브를 포함하는 페이스트 조성물을 이용한 페이스트법에 의해서 형성될 수 있다. 이 중, 대량 생산 용이성 및 제조 단가 측면에서는 페이스트법이 유리하다.
페이스트법을 이용하여 전자 방출원을 형성하는 경우, 본 발명의 전자 방출원은 접착 성분 및 접착 성분의 소성 결과물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 접착 성분은 카본나노튜브와 기판 간의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 무기 접착 성분의 구체적인 예에는 글래스 프리트, 실란, 물유리 등이 포함되고, 유기 접착 성분의 구체적인 예에는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이와 같은 아크릴계 수지; 비닐계 수지 등이 포함되며, 저융점 금속 또한 상기 접착 성분으로 이용될 수 있다.
본 발명은 또 다른 구현예에서, 기판; 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및 상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자를 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 부분 단면도로서, 대표적으로 3극관 구조의 전자 방출 소자를 도시하였다.
도시한 바와 같이, 전자 방출 소자 (200)는 상판 (201)과 하판 (202)을 구비하고, 상기 상판은 상면기판 (190), 상기 상면기판의 하면 (190a)에 배치된 애노드 전극 (180), 상기 애노드 전극의 하면 (180a)에 배치된 형광체층 (170)을 구비한다.
상기 하판 (202)은 내부 공간을 갖도록 소정의 간격을 두고 상기 상면기판 (190)과 대향하여 평행하게 배치되는 하면기판 (110), 상기 하면기판 (110) 상에 스트라이프 형태로 배치된 캐소드 전극 (120), 상기 캐소드 전극 (120)과 교차하도록 스트라이프 형태로 배치된 게이트 전극 (140), 상기 게이트 전극 (140)과 상기 캐소드 전극 (120) 사이에 배치된 절연체층 (130), 상기 절연체층 (130)과 상기 게이트 전극 (140)의 일부에 형성된 전자방출원 홀 (169), 상기 전자방출원 홀 (169) 내에 배치되어 상기 캐소드 전극 (120)과 통전되고 상기 게이트 전극 (140)보다 낮은 높이로 배치되는 전자방출원 (160)을 구비한다.
상기 상판 (201)과 하판 (202)은 대기압보다 낮은 압력의 진공으로 유지되며, 상기 진공에 의해 발생하는 상기 상판과 하판 간의 압력을 지지하고, 발광공간 (210)을 구획하도록 스페이서 (192)가 상기 상판과 하판 사이에 배치된다.
상기 애노드 전극 (180)은 상기 전자방출원 (160)에서 방출된 전자의 가속에 필요한 고전압을 인가하여 상기 전자가 상기 형광체층 (170)에 고속으로 충돌할 수 있도록 한다. 상기 형광체층은 상기 전자에 의해 여기되어 고에너지 레벨에서 저에너지 레벨로 떨어지면서 가시광을 방출한다. 칼라 전자 방출 소자의 경우에는 단위화소를 이루는 복수의 상기 발광공간 (210) 각각에 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광의 형광체층이 상기 애노드 전극의 하면 (180a)에 배치된다.
상기 게이트 전극 (140)은 상기 전자방출원 (160)에서 전자가 용이하게 방출될 수 있도록 하는 기능을 담당하며, 상기 절연체층 (130)은 상기 전자방출원 홀 (169)을 구획하고, 상기 전자방출원 (160)과 상기 게이트 전극 (140)을 절연하는 기능을 담당한다.
전계 형성에 의해 전자를 방출하는 상기 전자방출원 (160)은 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 (160)이다.
본 발명에 따른 전자 방출 소자는, 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제조한 후, 이를 기판 상에 인쇄하고, 소성 및 소성 결과물의 활성화를 통하여 제조할 수 있다.
상기에서 전자 방출원 형성용 조성물은 카본나노튜브 및 비이클을 포함하며, 카본나노튜브는 전자를 방출하는 역할을 하는 것으로서, 전술한 바와 같이 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브일 수 있다. 또한, 비이클은 전자 방출원 형성용 조성물의 점도 및 인쇄성을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 이는 폴리머 성분 및 유기 용매 성분을 포함한다.
비이클 내에 포함되는 폴리머 성분에 대한 비제한적인 예로는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴계 수지; 및 비닐계 수지 등이 있고, 유기 용매 성분에 대한 비제한적인 예로는 부틸 카르비톨 아세테이트 (BCA), 터피네올 (TP), 톨루엔, 텍사놀 및 부틸 카르비톨 (BC) 등이 있다.
전자 방출원 형성용 조성물은, 카본나노튜브와 기판과의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 접착 성분으로서, 무기 접착 성분, 유기 접착 성분, 및 저융점 금속으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 것을 포함할 수도 있으며, 이 밖에도, 필러 (filler), 감광성 수지, 점도 개선제, 해상도 개선제 등을 더 포함할 수 도 있다. 이 중, 필러는 기판과 충분히 접착되지 못한 카본나노튜브의 전도성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 이의 구체적인 예에는 Ag, Al, Pd 등이 있다. 감광성 수지는 전자 방출원 형성 영역에 따라 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄할 때 사용되는 것으로서, 이의 구체적인 예에는 PMMA, TMPTA, 메틸 아크릴산 (Methyl acrylic acid) 등이 있다.
또한 전자 방출원 형성용 조성물은 필요에 따라 패턴의 분해 향상제로서 통상의 감광성 모노머, 광개시제, 폴리에스테르 아크릴레이트계와 같은 감광성 수지, 또는 셀룰로오스, 아크릴레이트와 비닐계 같은 비감광성 폴리머, 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수도 있다.
전자 방출원 형성용 조성물의 점도는 5,000 내지 50,000 cps의 범위 내일 수 있다.
전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄 방식은 전자 방출원 형성용 조성물이 감광성 수지를 포함하는 경우와 감광성 수지를 포함하지 않은 경우에 따라 상이하다. 전자 방출원 형성용 조성물이 감광성 수지를 포함하는 경우에는 별도의 포토레지스트 패턴이 불필요하다. 즉, 기판 상에 감광성 수지를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄로 코팅하고, 이를 원하는 전자 방출원 형성 영역에 따라 노광 및 현상한다. 한편, 전자 방출원 형성용 조성물이 감광성 수지를 포함하지 않는 경우에는, 별도의 포토레지스트막 패턴을 이용한 포토리소그래피 공정이 필요하다. 즉, 포토레지스트막을 이용하여 포토레지스트막 패턴을 먼저 형성한 후, 상기 포토레지스트막 패턴을 이용하여 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄로 공급한다.
이 후, 인쇄된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성시킨다. 상기 소성 단계를 통하여 카본나노튜브와 기판과의 접착력이 향상될 수 있고, 일부 이상의 접착 성분의 용융 및 고형화에 의하여 내구성 등도 향상될 수 있으며, 아웃개싱 (outgasing)도 최소화될 수 있다. 소성 온도는 전자 방출원 형성용 조성물에 포함된 비이클의 휘발 및 접착 성분의 소결가능 온도 및 시간을 고려하여 결정되어야 한다. 통상적인 소성 온도는 350 내지 500℃이다.
마지막으로 활성화 단계는, 예를 들어, 열처리 공정을 통하여 필름 형태로 경화될 수 있는 폴리이미드계 고분자를 포함하는 전자 방출원 표면 처리제를 상기 소성 결과물 상에 도포한 후, 이를 열처리한 다음, 상기 열처리로 형성된 필름을 박리함으로써 수행될 수 있다. 또한, 상기 활성화 단계는 소정의 구동원으로 구동되는 롤러 표면에 접착력을 갖는 접착부를 형성하여 상기 소성 결과물 표면에 소정의 압력으로 가압함으로써 수행될 수도 있다. 이러한 활성화 단계를 통하여 전자 방출원 표면으로 카본나노튜브가 노출되거나 카본나노튜브의 수직배향 상태가 조절될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재되는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
카본나노튜브의 제조
화학기상증착법, 아크 방전법, 레이저 제조법 (Laser ablation법) 등의 방법으로 제조된 카본나노튜브와 부틸아민 (Butylamine), 3'-아미노프로필-트리-에톡시 실란 (3'-(aminopropyl)tri-ethoxysilane) 또는 프로필아민 (Propylamine)을 같은 용기에 넣고 진공화한 후, 상기한 3종류의 전자쌍 공여기를 갖는 유기화합물을 기화시켜 카본나노튜브의 표면에 흡착시켰다.
전자 방출원의 제조
실시예
상기 방법에 의해서 제조된, 표면에 전자쌍 공여기가 부착된 카본나노튜브, 글래스 프리트, 에틸 셀룰로오스, 메틸 아크릴산, 부틸 카르비톨 아세테이트를 혼합하여 25000cps의 점도를 갖는 전자 방출원용 조성물을 제조하여 기판 상에 코팅한 후, 패턴 마스크를 이용하여 2000 mJ/cm2의 노광 에너지로 평행 노광기를 이용하여 조사하였다. 노광 후 스프레이하여 현상하고, 450 ℃의 온도에서 소성하여 전자 방출원을 얻었다.
비교예
표면에 전자쌍 공여기가 부착되지 않은 종래의 카본나노튜브를 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예와 동일한 방법에 따라 전자 방출원을 제조하였다.
전류 밀도 측정
상기 실시예 및 비교예의 전자 방출원에 대하여 전류 밀도를 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 따르면, 본 발명에 따른 전자 방출원의 전류 밀도 기울기가 비교예에 따른 전자 방출원의 전류 밀도 기울기에 비해서 더욱 샤프하다는 것을 확인할 수 있다.
전자 방출 소자의 제조
하면 기판을 준비하고, 상기 하면 기판 상에 ITO 물질로 이루어진 투명한 다수의 캐소드 전극을 스트라이프 형태로 형성하였다. 이후, 상기 캐소드 전극이 덮이도록 폴리이미드 절연 물질을 스크린 인쇄하여 절연체층을 형성하고, 상기 절연체층의 상면에 도전성이 우수한 은(Ag) 또는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 도체를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하여 게이트 전극을 형성하였다. 이후 게이트 전극과 절연체층을 에칭하여 상기 캐소드 전극의 표면이 드러나도록 전자방출원 홀을 형성하고, 상기 게이트 전극을 포토리소그래피 공정으로 패터닝하여 상기 캐소드 전극들과 교차하도록 스트라이프 형태로 형성하였다.
다음으로, 표면에 전자쌍 공여기가 부착된 카본나노튜브 및 비이클을 포함하는 전자방출원 형성용 페이스트를 도포하여 전자방출원을 형성하고, 소성 및 활성화 단계를 거쳐서 전자 방출 소자를 제조하였다.
본 발명에 따르면 기존의 카본나노튜브에 비해서 일함수가 낮으므로, 전자방출 효율이 높고, 결과적으로 낮은 작동전압에서도 구동이 가능한 전자 방출 소자를 제공할 수 있다.
Claims (10)
- 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브.
- 제1항에 있어서, 상기 전자쌍 공여기는 아민기, 히드록시기를 포함하는 원자단 및 할로겐기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 관능기인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브.
- 제2항에 있어서, 상기 아민기는 -NH2, -NHR 또는 -NR2 (R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기), 상기 히드록시기를 포함하는 원자단은 알코올류 또는 페놀류이며, 할로겐기로는 F, Cl, Br 또는 I인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브.
- 제1항에 있어서, 상기 카본나노튜브는 3.5 eV 내지 4.0 eV의 일함수 값을 갖는 것을 특징으로 하는 카본나노튜브.
- 전자쌍 공여기를 포함하는 분자를 진공 챔버 내에서 기체 상태로 카본나노튜브 말단에 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카본나노튜브의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 전자쌍 공여기는 아민기, 히드록시기를 포함하는 원자단 및 할로겐기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 관능기인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 아민기는 -NH2, -NHR 또는 -NR2 (R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기), 상기 히드록시기를 포함하는 원자단은 알코올류 또는 페놀류이며, 할로겐기로는 F, Cl, Br 또는 I인 것을 특징으로 하는 카본나노튜브의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따른 카본나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원.
- 제8항에 있어서, 상기 전자 방출원은 기판 상에 상기 카본나노튜브를 직접 성장시킴으로써 형성되거나, 또는 상기 카본나노튜브를 포함하는 페이스트 조성물을 이용한 페이스트법에 의해서 형성된 것을 특징으로 하는 전자 방출원.
- 기판;상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극; 및상기 기판 상에 형성된 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따른 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원을 구 비하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060010634A KR20070079747A (ko) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법,상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060010634A KR20070079747A (ko) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법,상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070079747A true KR20070079747A (ko) | 2007-08-08 |
Family
ID=38600295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060010634A KR20070079747A (ko) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법,상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070079747A (ko) |
-
2006
- 2006-02-03 KR KR1020060010634A patent/KR20070079747A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7728497B2 (en) | Carbon nanotube, electron emission source including the carbon nanotube, electron emission device including the electron emission source, and method of manufacturing the electron emission device | |
KR100670330B1 (ko) | 전자 방출원 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출소자 | |
CN1913075A (zh) | 电子发射源及其制备方法和采用其的电子发射装置 | |
US7764010B2 (en) | Electron emission device, electron emission display apparatus having the same, and method of manufacturing the same | |
KR101046977B1 (ko) | 카본나노튜브, 이를 포함한 전자 방출원 및 이를 구비한전자 방출 소자 | |
US7795794B2 (en) | Electron emission source, electron emission device using the same, and composition for the same | |
KR20070106231A (ko) | 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하는 전자 방출원의제조 방법, 이 방법에 의해 제조된 전자 방출원 및 전자방출 소자 | |
KR20070079747A (ko) | 표면에 전자쌍 공여기를 갖는 카본나노튜브, 그 제조방법,상기 카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 | |
KR101166014B1 (ko) | 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 | |
KR20070114553A (ko) | 개질된 카본 나노 튜브, 이를 포함한 전자 방출원 및 전자방출 소자 | |
KR20060117823A (ko) | 전자 방출원, 그 제조방법 및 이를 채용한 전자 방출 소자 | |
KR20070084918A (ko) | 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자, 및상기 전자 방출원의 제조방법 | |
KR20070010661A (ko) | 전자 방출원, 그 제조방법 및 이를 채용한 전자 방출 소자 | |
KR101100814B1 (ko) | 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 | |
KR20060047145A (ko) | 카본나노튜브, 이를 포함한 전자 방출원 및 이를 구비한전자 방출 소자 | |
KR20060021746A (ko) | 전자 방출원의 제조방법 및 전자 방출원을 포함하는 전자방출 소자 | |
EP1926121A2 (en) | Carbon-based material for electron emission source, electron emission source containing the carbon-based material, electron emission device including the electron emission source, and method of preparing electron emission source | |
KR20070014738A (ko) | 카본나노튜브, 이를 포함하는 전자 방출원 및 이를 구비한전자 방출 소자 | |
KR20050079078A (ko) | 전자 방출원 형성용 조성물과 그로부터 제조되는 전자방출원 및 이를 포함하는 평판 표시 소자 | |
KR20090027001A (ko) | 전자 방출 소자 및 이를 구비한 전자 방출 디스플레이 장치 | |
KR20070016270A (ko) | 카본나노튜브, 이를 포함한 전자 방출원 및 이를 구비한전자 방출 소자 | |
KR20070046599A (ko) | 탄소나노코일을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을포함하는 전자 방출 소자 | |
KR20070014739A (ko) | 카본나노튜브 분말의 제조방법 및 상기 방법에 의해서제조된 카본나노튜브 분말, 상기 카본나노튜브 분말을포함하는 카본나노튜브 페이스트, 상기 카본나노튜브페이스트를 사용하여 제조된 전자 방출원 및 상기 전자방출원을 구비한 전자 방출 소자 | |
KR20070078915A (ko) | 카본계 물질 및 금속 탄산염을 포함하는 전자 방출원, 상기전자 방출원의 제조 방법 및 상기 전자 방출원을 구비한전자 방출 소자 | |
KR20060021745A (ko) | 전자 방출원 형성용 조성물, 그로부터 제조되는 전자방출원 및 이를 포함하는 전자 방출 소자 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |