(57)【要約】  本発明によるナノ素子構造物はナノ物質層（２０）を容易に塗布し、ナノ物質層（２０）と電極の間の接触抵抗を減少させるように整列基準部（１６）が形成された基板（１０）と、前記基板上に塗布された複数のナノ物質層（２０）及び前記ナノ物質層（２０）の上面と接するように形成された電極を含む。
2009543327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整列基準部が形成された基板;
前記基板上に塗布された複数のナノ物質層;及び
前記ナノ物質層の上面と接するように形成された電極；を含むことを特徴とするナノ素子構造物。
【請求項２】
前記ナノ物質層は０次元構造物または１次元構造物からなることを特徴とする、請求項１に記載のナノ素子構造物。
【請求項３】
前記基板は絶縁性を有する素材でガラスやポリマーフィルムまたはウエハー上に形成された絶縁層からなることを特徴とする、請求項１に記載のナノ素子構造物。
【請求項４】
前記電極は前記ナノ物質層を間において離隔配置されることを特徴とする、請求項１に記載のナノ素子構造物。
【請求項５】
前記整列基準部は複数個が前記基板の中央を基準に対称する位置に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のナノ素子構造物。
【請求項６】
前記ナノ物質層はジェッティング（Ｊｅｔｔｉｎｇ）方式によって塗布されることを特徴とする、請求項１に記載のナノ素子構造物。
【請求項７】
前記ナノ物質層は炭素ナノチューブまたはナノワイヤーからなることを特徴とする、請求項１に記載のナノ素子構造物。
【請求項８】
基板に整列基準部を形成する段階;
整列基準部が形成された基板上に前記整列基準部を基準にナノ物質が含まれた溶液を既に設定されたパターンで塗布する段階;及び
ナノ物質の配列上に電極を塗布する段階;を含むことを特徴とするナノ素子構造物の製造方法。
【請求項９】
前記ナノ物質が含まれた溶液は基板に向かってジェッティングされて基板上に塗布されることを特徴とする、請求項８に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１０】
前記ナノ物質が含まれた溶液を塗布した後、不純物を除去する段階を含むことを特徴とする、請求項８に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１１】
前記電極の塗布は化学気相蒸着法、スパッタリング、電子ビーム蒸着法、熱蒸着法の中で選択されるいずれかの方法で行うことを特徴とする、請求項８に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１２】
前記ナノ物質が含まれた溶液を塗布した後、ナノ物質が固まることを防止するために、前記基板を加熱する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１３】
基板に整列基準部を形成する段階;
前記整列基準部が形成された基板上に金属電極層を形成する段階;及び
前記整列基準部を利用してナノ物質パターンを形成する段階;を含むことを特徴とするナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１４】
前記ナノ物質パターンはナノ物質が含まれた溶液が基板上にジェッティングされて形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１５】
前記基板に金属電極層を形成した後、前記金属電極層をアニーリングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１６】
前記基板にナノ物質パターンを形成した後、前記ナノ物質の少なくとも一部を垂直に立てるためにナノ物質パターンを表面処理する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【請求項１７】
ナノ物質がよく塗布されるように基板を加熱する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のナノ素子構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノ素子構造物及びその製造方法に関するもので、より詳しくはナノ物質パターンを容易に形成することができるナノ素子構造物及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノ物質は１μｍ以下の大きさを有する物質を言い、代表的には炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ  ＮａｎｏＴｕｂｅ；ＣＮＴ）がある。
【０００３】
ナノ物質はナノ粒子、量子点などの０次元構造物または炭素ナノチューブ、ナノワイヤーなどの１次元構造物、ナノディスクなどの２次元構造物を含む。
【０００４】
炭素ナノチューブのようなナノ物質は製造する時に半導体性あるいは金属性の性質を有するのが一般的であり、このような性質を利用してＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ‐Ｅｆｆｅｃｔ‐Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｔｏｒ）、ＳＥＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの電子素子及び各種センサーとして活用が可能である。そして、電流を加えると電子及びＸ線（Ｘ-ｒａｙ）を作り出せる特徴も有していて電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やランプ用として開発されることもある。
【０００５】
このようなナノ物質はその大きさが大体１μｍ以下で、ナノ物質を所望する位置に配置させることも難しいだけでなく、ナノ物質を所望する形態に成長させることも非常に難しい。
【０００６】
ナノ物質を基板に定着させる方法としては電子顕微鏡を利用してナノ物質を１つずつ移して付ける方法から、電極の間でナノ物質を成長させる方法、薄膜の形態に作った後、光エッチングによってパターンを形成する方法、原子顕微鏡やディップペン（ｄｉｐ ｐｅｎ）を利用する方法、電場や磁場を利用して溶液に含まれたナノ物質を移動させる方法などの多様な方法がある。
【０００７】
ナノ物質を基板上に直接成長させる方法は、２つの電極の間にナノ物質を成長させる触媒を塗布し、反応炉で適切な温度とガスを注入してナノ物質が電極を連結する形態で育つように誘導する。
【０００８】
この方法は大面積で大量のナノ物質が得られる長所があるが、成長するナノ物質が各素子ごとに異なる形態で成長するため、ナノ物質の数や大きさが調節し難い問題がある。それだけでなく、ナノ物質の成長形態に応じて一部電極がナノ物質と連結されない問題が発生することもある。
【０００９】
一方、電極の間にナノ物質を含む溶液を滴下してナノ素子を作ることができるが、この方法はナノ物質を溶液に分散させた後、既に形成された電極上にピペット（ｐｉｐｅｔｔｅ）などを利用してナノ物質を滴下する方法である。この時、接触抵抗を低くするために電極の間にナノ物質層が形成された後、アニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程を実施したり、追加的に電極を蒸着させることもできる。
【００１０】
しかし、このような従来の方法は均一なナノ素子を得ることが難しいだけでなく、ナノ素子の特性を一定にすることが難しい問題がある。このようにナノ素子の特性が不均一であれば生産性が低下する問題が発生する。
【００１１】
図１は従来技術によるナノ素子構造物を示す概略的な構成図で、図２は従来技術によるナノ素子構造物を示す断面図である。前記図面を参照して説明すると、このナノ素子構造物は基板１１０上に塗布された２枚の電極（１２１、１２２）と、電極（１２１、１２２）上に形成されて電極（１２１、１２２）を連結するナノ物質１３０を含む。そして、前記電極（１２１、１２２）はそれぞれ互いに異なる電源（１４１、１４２）に連結される。
【００１２】
このようなナノ素子構造物を製造するためには基板１１０上に一定のパターンで電極（１２１、１２２）を形成した後、電極（１２１、１２２）の間に均一な量のナノ物質１３０を注射しなければならない。このようなナノ物質（１３０）は電極（１２１、１２２）の間に注射されるが、このような工程はナノ物質（１３０）が手動で電極（１２１，１２２）間に注射されるため、生産性が低いという問題がある。
【００１３】
また、前記従来の構造はナノ物質１３０と電極（１２１、１２２）の間の接触抵抗が大きい問題がある。このような接触抵抗を減少させるためには別途のアニーリング工程や追加的な電極が必要であるが、そのために製造工程が複雑になる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は前記のような問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、製作が簡単で電極とナノ物質の間に接触抵抗を減少させるナノ素子構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために本発明によるナノ素子構造物は、整列基準部が形成された基板と、前記基板上に塗布された複数のナノ物質層及び前記ナノ物質層の上面と部分的に接するように形成された電極を含む。
【００１６】
前記整列基準部は複数個が対称する位置に形成されることができる。
【００１７】
前記ナノ物質は０次元構造物または１次元構造物からなることができる。
【００１８】
前記基板は絶縁性を有する素材またはウエハー上に形成された絶縁層からなることができる。
【００１９】
前記基板はポリマーフィルム、絶縁性を有するガラスまたは半導体であるシリコンウエハーからなることができる。
【００２０】
前記電極はナノ物質を間において離隔配置されることができる。
【００２１】
前記ナノ物質は炭素ナノチューブまたはナノワイヤーからなることができる。
【００２２】
本発明によるナノ素子構造物の製造方法は基板に整列基準部を形成する段階と、前記整列基準部を基準に基板上にナノ物質が含まれた溶液を所定のパターンで塗布する段階及びナノ物質のパターン上に電極を塗布する段階を含む。
【００２３】
前記ナノ物質が含まれた溶液はジェッティング（ｊｅｔｔｉｎｇ）方式で基板上に塗布されることができる。
【００２４】
前記ナノ素子構造物の製造方法は前記ナノ物質を塗布した後、不純物を除去する段階を含むことができる。
【００２５】
前記電極の塗布は化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ‐Ｖａｐｏｒ‐Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、電子ビーム蒸着法（ｅ-ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、熱蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）の中で選択されるいずれかの方法で行うことができる。
【００２６】
前記ナノ物質を塗布した後、ナノ物質が凝集すること（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）を防止するために前記基板を加熱する段階をさらに含むことができる。
【００２７】
前記基板はウエハーと前記ウエハー上に塗布された絶縁層からなることができる。
【００２８】
本発明によるナノ素子構造物の製造方法は、基板に整列基準部を形成する段階と、前記整列基準部が形成された基板上に金属電極層を形成する段階及び前記整列基準部を利用してナノ物質パターンを形成する段階を含むことができる。
【００２９】
本発明によるナノ素子構造物の製造方法は前記基板に電極層を形成した後、前記金属電極層をアニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）する段階をさらに含むことができる。
【００３０】
本発明の実施例によるナノ素子構造物の製造方法は、前記基板にナノ物質パターンを形成した後、前記ナノ物質の少なくとも一部を垂直に立てるためにナノ物質パターンを表面処理する段階をさらに含むことができる。
【００３１】
本発明の実施例によるナノ物質がよく塗布されるように基板を加熱する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によるとナノ素子構造物をより容易に製造することができ、その結果、生産性が向上する。
【００３３】
本発明によるナノ素子構造物は接触抵抗が顕著に減少する。また、本発明によるナノ素子構造物は高密度で製作することができるので、素子を小型化して生産原価を節減することができる。
【００３４】
前記では本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術によるナノ素子構造物を示す概略的な構成図である。
【図２】従来技術によるナノ素子構造物の部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施例によって基板にナノ物質層が形成された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例によって基板にナノ物質層を形成する過程を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例によって基板にナノ物質層が形成された状態を示す写真である。
【図６】本発明の第１実施例によって基板に形成されたナノ物質層の組織を示す写真である。
【図７】本発明の第１実施例によるナノ素子構造物を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１実施例によるナノ素子構造物の部分断面図である。
【図９】本発明の第２実施例によるナノ素子構造物の部分断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例によってナノ素子構造物を製造する過程を説明するための工程図である。
【図１１】本発明の第２実施例によってナノ素子構造物を製造する過程を説明するための工程図である。
【図１２】本発明の第２実施例によってナノ素子構造物を製造する過程を説明するための工程図である。
【図１３】本発明の第２実施例によってナノ素子構造物を製造する過程を説明するための工程図である。
【図１４】本発明の第２実施例によってナノ素子構造物を製造する過程を説明するための工程図である。
【図１５】本発明の第２実施例によってナノ素子構造物を製造する過程を説明するための工程図である。
【図１６】本発明の第３実施例によるナノ素子構造物が設けられた電界放出ディスプレイを示す断面図である。
【図１７】本発明の第４実施例によるナノ素子構造物が設けられた電界放出ディスプレイを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について当業者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様で相異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されるわけではない。
【００３７】
図３は本発明の第１実施例によって基板上に塗布されたナノ物質を示す斜視図であり、
図４は基板上にナノ物質を塗布する過程を示す概略的な図面である。
【００３８】
前記図面を参照して説明すると、整列基準部１６が形成された基板１０に所定の間隔で複数のナノ物質層２０が塗布される。本実施例によるナノ物質はナノ粒子、量子点などの０次元構造物または炭素ナノチューブ、ナノワイヤーを含む１次元構造物からなることができる。
【００３９】
前記基板１０はシリコンウエハーやガラスなど、光露光に一般に使用される基板を通称するもので、光露光が適用できるものであればその種類を制限しない。
【００４０】
整列基準部１６は基板上に陰刻構造で形成されたり、特定物質が塗布された構造で形成されたりすることができる。このような整列基準部１６は複数個が基板の中央を基準に互いに対称な位置に配置される。
【００４１】
このようなナノ物質層２０は図４に示されているようにナノ物質が含まれた溶液をジェッティング方式（液滴噴射方式）で噴射して形成されるが、このようなジェッティング方式は熱、圧力などによって一定の大きさの液滴が噴射ノズル３１から基板１０に落下して基板上にナノ物質層２０を形成する。
【００４２】
ジェッティング方式は所望する大きさの溶液を所望する位置に落として点や線の形状を任意に作れる長所がある。このような方式において最も代表的なものがインクジェット方式である。インクジェット方式は溶液滴の大きさを数十μｍ以下に減らすことが可能であり、パターン化された点や線の大きさも数十μｍまで実現することが可能である。
【００４３】
ナノ物質を基板に塗布する塗布装置３０はナノ物質溶液２５を基板１０に噴射する噴射ノズル３１と、この噴射ノズル３１を移送する移送部材３５、ナノ物質溶液を収容する容器３７、この容器３７と噴射ノズル３１を連結する連結管及び整列基準部１６を探索するセンサー３６を含む。
【００４４】
塗布装置３０の作動原理は以下のとおりである。まず、センサー３６が整列基準部１６を検出すると移送部材３５が噴射ノズル３１を整列基準部１６の直上方に位置させる。この位置を基準に移送部材３５が噴射ノズル３１を予定された距離（ＤＸ、ＤＹ）だけ移送させる。そして、噴射ノズル３１は所定の量のナノ物質溶液２５を基板１０上にジェッティングする。このような過程の反復を通じて基板１０全体にナノ物質層２０を均等に塗布することができる。また、製作しようとする電極パターンに応じて不規則なナノ物質溶液の塗布が可能である。
【００４５】
但し、前記移送メカニズムは本発明の一例に過ぎず、噴射ノズル３１と基板１０が相対的に移送できるとよい。したがって、噴射ノズル３１が固定されて基板１０が噴射ノズル３１に対して移送されることもできる。
【００４６】
このような噴射装置３０を利用してナノ物質層２０を形成することによって大きさの非常に小さいナノ物質層２０を迅速で正確に基板１０上に形成することができる。そして、ナノ物質溶液２５は一定の濃度を有するように調節することができるので、ナノ物質層２０内にあるナノ物質の量を調節することが可能である。
【００４７】
図５は本発明の第１実施例による噴射方式によって炭素ナノチューブが基板に塗布された状態を撮影した写真であるが、図５を見るとナノ物質層２０が円形に近い形態で一定間隔で離隔されて形成されたことが分かる。また、図６はナノ物質層を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真であるが、これを見ると炭素ナノチューブが均一な密度で分布していることが確認できる。
【００４８】
図７は本発明の第１実施例によってナノ物質層の両側周縁に電極が形成されたナノ素子構造物を示す斜視図で、図８はその部分断面図である。
【００４９】
ナノ物質層２０の両側周縁には金属電極１５が塗布されるが、このような金属電極１５は光露光方式などの多様な方法で塗布されることができる。
【００５０】
金属電極１５はナノ物質層２０の周縁を部分的に覆う構造で設けられるが、２つの金属電極１５が１つのナノ物質層２０に対称的に設けられる。
【００５１】
本実施例による金属電極１５の塗布は化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、電子ビーム蒸着法（ｅ-ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、熱蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などで行うことができ、これらの方法は公知されているために詳しい説明は省略する。
【００５２】
前記で列挙した金属電極１５の塗布方法は本実施例の一例に過ぎず、本発明がこれに限定されるわけではない。したがって、前記方法の他にも通常の多様な方法を適用することができる。
【００５３】
一方、本実施例では金属電極１５が点形態で形成されたことを例示しているが、本発明がこれに限定されることではなく、金属電極１５はナノ物質層２０とより効果的に接触するために図１に示された電極のように線形態の電極が交差する構造で形成されることもある。このような交差構造は公知されているために具体的な説明は省略する。
【００５４】
前記のようにジェッティング方式でナノ物質を塗布することにおいて金属電極１５とナノ物質層２０の間の接着力を高めることと、ナノ物質層２０にナノ物質を均一に分布させることも非常に重要である。しかし、ナノ物質溶液２５が乾燥される過程でナノ物質が凝集する現象が発生することがある。このような現象はナノ物質溶液２５が塗布された後、基板１０を加熱してナノ物質溶液に含まれた液体を迅速に蒸発させることで防止することができる。
【００５５】
前記のように本発明の第１実施例によるナノ素子構造物を製造する方法は、配列基準部１６が形成された基板１０にジェッティング方式でナノ物質が含まれた溶液２５を塗布する段階と、ナノ物質層２０上に電極１５を塗布する段階を含むことができる。
【００５６】
ナノ物質溶液２５を基板に塗布した後には溶液に含まれた不純物を除去し、基板を加熱して溶液に含まれた液体を蒸発させてナノ物質が凝集することを防止することができる。
【００５７】
図９は本発明の第２実施例によるナノ素子構造物の一部を示した断面図で、図１０乃至図１５は本発明の第２実施例によるナノ素子構造物の製造過程を示す図面である。
【００５８】
図９に示されているように本実施例によるナノ素子構造物はウエハー４１とウエハー４１上に形成された絶縁層４２からなる基板４０と、前記基板４０の上に噴射方式で形成されたナノ物質層４３及び前記ナノ物質層４３の両側周縁と接するように形成された電極４５を含む。
【００５９】
このようなナノ素子構造物の製造方法は以下のとおりである。まず、図１０に示されているようにウエハー４１上に絶縁層４２が塗布されて基板４０を形成する。
【００６０】
図１１に示されているように、基板４０上にはナノ物質層４３が形成されるが、この時、ナノ物質層４３は本発明の第１実施例のように整列基準部が形成された基板４０上にインクジェット方式でナノ物質を含む溶液が噴射されて形成される。
【００６１】
図１２に示されているように、ナノ物質層４３が形成された基板４０上にはフォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）４４が塗布される。そして、図１３に示されているように、フォトレジスト４４が形成された基板４０上に電極４５が形成される部分に光を照射してフォトレジスト４４を所定のパターンで除去する。図１４に示されているように、フォトレジスト４４が所定のパターンで除去された基板４０には金属電極（４５、４６）を塗布する。この時、金属電極（４５、４６）の塗布は化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、スパッタリング、電子ビーム蒸着、熱蒸着法のような多様な方法で行うことができる。
【００６２】
金属電極（４５、４６）の塗布が完了すると、図１５のようにリフトオフ（Ｌｉｆｔ-ｏｆｆ）方式でフォトレジスト４４及びフォトレジスト４４上に塗布された金属電極４６を除去する。
【００６３】
このように、ウエハー４１と絶縁層４２からなる基板４０にナノ物質層４３を塗布し、ナノ物質層４３上に電極４５を所定パターンで塗布すると、ナノ素子構造物が電界効果トランジスター（ＦＥＴ）として使用されることができる。
【００６４】
図１６は本発明の第３実施例によるナノ素子構造物及びこれと反応する上部基板を示す断面図で、ダイオード（ｄｉｏｄｅ）構造の電界効果ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｄｉｓｐｌａｙ；ＦＥＤ）を示す。
【００６５】
前記図面を参照して説明すると、本実施例によるナノ素子構造物５０は整列基準部（図示せず）が形成された基板５１と、基板５１上に形成された金属層５２と金属層５２上に一定のパターンで形成されたナノ物質層５３を含む。そして、ナノ素子構造物５０上には上部基板６０が設けられるが、この上部基板６０はナノ素子構造物５０と離隔して設けられた透明伝導体層６１と透明伝導体層６１下に形成された蛍光体層６２を含む。
【００６６】
ナノ素子構造物５０と上部基板６０は電源５８によってナノ素子構造物５０に陰極を連結して上部基板６０を陽極を連結する形態で、電気的に連結される。ナノ物質層５３から電子ビームが蛍光体層６２に噴射されて蛍光体層が光を発散する。この時、ナノ物質層５３に含まれたナノ物質５４は蛍光体層６２に向かって垂直に配列されるのが好ましい。
【００６７】
ナノ素子構造物が製造される過程は以下のとおりである。まず、基板５１にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの金属層５２が塗布され、この金属層５２上に一定のパターンでナノ物質層５３が塗布される。ジェッティング方式によって金属層５３上に噴射されて所定のパターンを形成する。この時、ナノ物質層５３は基板５１または金属層５３に形成された整列基準部（図示せず）を基準とする。このようなジェッティング方式は本発明の第１実施例で説明したジェッティング方式と同一であるためにその説明を省略する。
【００６８】
適正な電界放出（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）特性を有するためには噴射されたナノ物質層５３と金属層５２がよく接着されなければならない。このためにはナノ物質５４が含まれた溶液に各種接着剤を添加することができ、高温熱処理によって接着力を向上させることができる。
【００６９】
また、ナノ物質層５３から蛍光体層６２へ電子ビームを放出させるためにはナノ物質５４が垂直に配列されなければならない。このためにはテープを付けて取りはずす方法、レーザー照射（Ｌａｓｅｒ  Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）、イオンビーム照射（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）、ミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）、マイクロウエーブ照射（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）などの方法でナノ物質層の表面を処理することができる。
【００７０】
図１７は本発明の第４実施例によるナノ素子構造物及びこれと反応する上部基板を示す断面図で、トライオード（ｔｒｉｏｄｅ）構造の電界放出ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ；ＦＥＤ）を示す。
【００７１】
本実施例によるナノ素子構造物７０は伝導性基板７１と伝導性基板７１上に形成された絶縁層７２、絶縁層７２上に形成されたゲート電極７３を含む。そして、絶縁層７２内側にはエミッタホール７６が形成され、このエミッタホール７６の底にはＩＴＯなどの透明伝導体からなるカソード電極７７が形成される。このカソード電極７７上にナノ物質層７４が形成される。そして、ナノ物質層７４に含まれたナノ物質７５は垂直に配列されるのが好ましい。
【００７２】
なお、ナノ素子構造物７０の上部には上部基板８０が設けられるが、この上部基板８０はナノ素子構造物７０と離隔して設けられた透明伝導体層８１と透明伝導体層８１の下に形成された蛍光体層８２を含む。
【００７３】
このようなトライオード電界放出ディスプレイ構造はゲート電極７３にゲート電圧７９が印加され、上部基板８０に主電圧７８が印加される。ナノ物質層７４下に形成されたカソード電極７７は陰極と連結される。その結果、ゲート電圧７９によってナノ物質７５から電子ビームが放出され、このような電子ビームは主電圧７８によって上部基板８０側に移動する。結果として、電子ビームは、蛍光体層８２に衝突して光を発生させる。
【００７４】
本実施例によるナノ素子構造物の製造過程を見てみると、基板７１に絶縁層７２を形成する段階、絶縁層７２上にゲート電極７３を塗布する段階、エミッタホール７６を形成し、エミッタホール７６にカソード電極７７を形成する段階、カソード電極７７上にナノ物質溶液をジェッティングして物質層７４を形成する段階、ナノ物質７５を垂直に配列する段階を含む。
【００７５】
ここで、基板７１はガラス基板などを用いることができ、ゲート電極７３は導電性のある金属をスパッタリングなどの方法で蒸着することによって形成することができる。そして、エミッタホール７６はエッチングなどの方法で形成され、カソード電極はＩＴＯなどからなる。一方、ナノ物質層７４はナノ物質７５が含まれた溶液をジェッティング（Ｊｅｔｔｉｎｇ）でエミッタホール７６に噴射して形成する。この時、ジェッティングは基板上に形成された整列基準部を基準に行われる。
【００７６】
このように、基板に整列基準部が形成され、この整列基準部に基づいてナノ物質が含まれた溶液をジェッティング方式によって基板上に塗布するためにナノ物質層を容易に形成することができ、ナノ物質層と電極の間の接触抵抗を減少させることができる。
【００７７】
本実施例ではナノ素子構造物が電界放出ディスプレイに適用された例を説明しているが、本発明がこれに限定されるわけではない。本発明のナノ素子構造物はＸ線ソース（Ｘ-ｒａｙ  ｓｏｕｒｃｅ）、マイクロウェーブ増幅器（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などに適用される冷陰極ソースとしても用いることができる。
【図１】
2009543327.tif 000003
【図２】
2009543327.tif 000004
【図３】
2009543327.tif 000005
【図４】
2009543327.tif 000006
【図５】
2009543327.tif 000007
【図６】
2009543327.tif 000008
【図７】
2009543327.tif 000009
【図８】
2009543327.tif 000010
【図９】
2009543327.tif 000011
【図１０】
2009543327.tif 000012
【図１１】
2009543327.tif 000013
【図１２】
2009543327.tif 000014
【図１３】
2009543327.tif 000015
【図１４】
2009543327.tif 000016
【図１５】
2009543327.tif 000017
【図１６】
2009543327.tif 000018
【図１７】
2009543327.tif 000019
【国際調査報告】
2009543327.tif 000020
2009543327.tif 000021
2009543327.tif 000022