(57)【要約】  本発明は、ナノサイズの金属粒子を添加した電界放出ディスプレー(Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、ＦＥＤ)用の高信頼性ＣＮＴペーストの製造方法及び前記方法により製造されたＣＮＴエミッタの製造方法に関する。本発明によるＣＮＴペーストの製造方法は、(Ｉ)カーボンナノチューブ(ＣＮＴ)パウダーを溶媒に分散させるステップ; (ＩＩ)前記ＣＮＴパウダーが混合された分散溶液に有機バインダーを添加するステップ; 及び(ＩＩＩ)前記有機バインダーが添加された分散溶液の粘度を調節するためにミーリング工程を実行するステップと、を含み、前記(Ｉ)ステップまたは前記(ＩＩＩ)ステップにナノサイズの金属粒子を添加することを特徴とする。これによって、ＣＮＴペーストの金属性充填剤をナノサイズの金属粒子で添加することにより、ＣＮＴの劣化が発生しない低い温度で金属を溶融させることができ、ＣＮＴペーストと陰電極との接着性を向上させることができ、また陰電極とＣＮＴまたはＣＮＴとＣＮＴとの間の抵抗を低めることができる。さらに、前記方法により製作されたＣＮＴペーストをＣＮＴエミッタ製造に利用することにより、ＣＮＴエミッタの電子放出を均一に得ることができ、電子放出サイトが増加できるので、ＣＮＴエミッタの信頼性を一層向上させることができる。
2009518806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(Ｉ)カーボンナノチューブ(ＣＮＴ)パウダーを溶媒に分散させるステップ、
(ＩＩ)前記ＣＮＴパウダーが混合された分散溶液に有機バインダーを添加するステップ、及び
（ＩＩＩ)前記有機バインダーが添加された分散溶液の粘度を調節するためにミーリング工程を実行するステップ、
を含み、前記(Ｉ)ステップまたは前記(ＩＩＩ)ステップは、ナノサイズの金属粒子を添加するステップを含むことを特徴とするＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項２】
（ＩＶ)前記混合された分散溶液に感光物質と、前記感光物質と反応して前記有機バインダーと高分子重合を起こすモノマーと、を添加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項３】
前記(Ｉ)ステップは、前記金属粒子がパウダー形態である場合、前記金属粒子を添加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項４】
前記(ＩＩＩ)ステップは、前記金属粒子がペースト形態である場合、前記金属粒子を添加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項５】
前記金属粒子は、前記ＣＮＴパウダーの溶融温度より低い温度で溶融される粒子であることを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項６】
前記金属粒子は、Ａｇ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、ＦｅまたはＡｕのように伝導性が高い金属を利用することを特徴とする請求項５に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項７】
前記ＣＮＴパウダーと前記金属粒子は、質量百分率(ｗｔ％)が１：２の組成からなったことを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項８】
前記溶媒は、界面活性特性が良好な溶媒を利用することを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項９】
前記溶媒は、イソプロフィルアルコール(ＩＰＡ)及びテルピネオール(ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ)であることを特徴とする請求項８に記載のＣＮＴペーストの製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載のＣＮＴペースト製造方法により製造されたＣＮＴペーストを準備するステップ、
前記ＣＮＴペーストを基板の上部に形成された電極上に塗布するステップ、
前記電極上に塗布された前記ＣＮＴペーストを露光してパターニングするステップ、
前記パターニングされたＣＮＴペーストを塑性するステップ、及び
前記塑性されたＣＮＴペーストの表面が活性化されるように前記ＣＮＴペーストの表面を処理するステップ、
を含むことを特徴とするＣＮＴエミッタの製造方法。
【請求項１１】
前記ＣＮＴペーストを塑性するステップは、大気雰囲気下で約２５０〜３００℃の温度で行われる塑性ステップ、及び真空雰囲気下で約３２０〜４５０℃の温度で行われる塑性ステップのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴエミッタの製造方法。
【請求項１２】
前記大気雰囲気下で行われる塑性ステップは、前記有機バインダーのバーニングアウト及び前記金属粒子の溶融を行うことを特徴とする請求項１１に記載のＣＮＴエミッタの製造方法。
【請求項１３】
前記真空雰囲気下で行われる塑性ステップは、残存する有機バインダーの炭素化及び追加的な前記金属粒子の溶融を行うことを特徴とする請求項１２に記載のＣＮＴエミッタの製造方法。
【請求項１４】
前記表面処理ステップは、グルーが付けないようにローリング処理することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴエミッタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＮＴペーストの製造方法及びＣＮＴエミッタの製造方法に関し、より詳細には、ナノサイズの金属粒子を金属充填剤で添加した高信頼性のＣＮＴペーストの製造方法及びＣＮＴエミッタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ディスプレー技術の発達に従って、伝統的な陰極線管（ＣＲＴ：ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）の代わりに平板表示装置が広く普及されている。このような平板表示装置としては、液晶ディスプレー装置（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレーパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）及び電界放出装置（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）などが代表的である。
【０００３】
特に、平板表示装置の中でＦＥＤは、陰極線管の電子放出源が冷陰極（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ）物質からなっている点以外は、陰極線管と類似な物理的原理を利用する。ＦＥＤは極微細構造の電界エミッタ（陰極電極）に電場を印加して電界エミッタから真空中に放出させた電子を蛍光体に衝突させて（すなわち、蛍光体を励起させて）画像を表示するので、陰極線管の優秀な表示特性をそのままいかしながら軽量、薄型化が可能である。上述のように、ＦＥＤはディスプレー素子のすべての側面で理想的な特性を有しており、最も有望な次世代平板ディスプレー装置の１つとして評価を受けている。
【０００４】
このようなＦＥＤの電子放出源（エミッタ）として最近注目を集めている物質はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ：ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｔｕｂｅ）である。カーボンナノチューブは、真空中で先端が尖った導電性エミッタに電場が印加された時電子が放出される電界放出（Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）原理を利用するエミッタとして一番優秀な性能を提供する。
【０００５】
図１は、従来のＣＮＴエミッタを利用したＦＥＤの概略的な側断面図である。以下、図１を参照してカーボンナノチューブを利用したＦＥＤの動作原理を説明する。図１によれば、ＦＥＤ１００は、電子放出源であるエミッタ１１４が形成された電子放出部１１０と、電子放出部１１０から放出された電子を衝突させることにより光を発生する蛍光膜１３５が形成されている画像具現部１３０と、を含む。
【０００６】
画像具現部１３０は、第２の基板１３１と、第２の基板１３１上に形成される陽電極（アノード）１３３と、陽電極１３３上に相互離隔されて形成される蛍光膜１３５と、蛍光膜１３５の間に形成される光遮蔽膜１３７と、を含む。光遮蔽膜１３７は各画素の境界を担当する。
【０００７】
電子放出部１１０は、第１の基板１１１と、第１の基板１１１上に所定の形状で相互に離隔して形成された陰電極（カソード）１１３と、陰電極１１３上にＣＮＴを利用して製造されたＣＮＴエミッタ１１４と、陰電極１１３と絶縁されて交差する方向に配置されるゲート電極１１９と、を含む。ゲート電極１１９の下部には絶縁層１１８が形成されている。電子放出部１１０と画像具現部１３０との間にはこれらをサポートするスペーサ１４０が形成される。
【０００８】
ＣＮＴエミッタ１１４を製造するためには、まずＣＮＴペーストを製造しなければならない。ＣＮＴペーストは、（１）ＣＮＴ及び金属充填剤を分散した後、（２）有機バインダー及び感光樹脂を添加して、（３）溶媒を利用して添加物を混合して粘度を調節することにより製造される。（１）〜（３）の過程を通じてＣＮＴペーストを製造した後、電子放出部１１０の陰極電極１１３上に塗布し、露光及びパターニングすることにより、ＣＮＴエミッタ１１４を製造することができる。
【０００９】
しかし、上述のＣＮＴペーストを利用してＣＮＴエミッタ１１４を製造する場合、陰電極１１３とＣＮＴエミッタ１１４との間の接着性が不均一なので、陰電極１１３とＣＮＴエミッタ１１４またはＣＮＴエミッタ１１４のＣＮＴとＣＮＴとの間に抵抗が大きいか不均一になってＦＥＤの機能実行に限界がある。すなわち、ＣＮＴエミッタ１１４が陰電極１１３上に強い接着力を有して形成されないので、ＣＮＴエミッタ１１４で強い電場を発生する場合、ＣＮＴエミッタ１１４が陰電極１１３から脱離することがある。これによって、ＣＮＴエミッタ１１４と陰電極１１３との間の接触抵抗が増加するかバラツキが発生し、ＣＮＴエミッタ１１４の中で一部だけが電子放出に寄与するようになって、電子放出特性を低下させて、電子放出サイトの低下及び不均一な電子放出分布を示すようになる。また、ＣＮＴエミッタ１１４のＣＮＴとＣＮＴとの間の抵抗が不均一になって、ＣＮＴエミッタ１１４の中で一部だけが電子放出を担当するようになることにより、ＣＮＴエミッタ１１４の寿命が大きく低下される。
【００１０】
上述の問題点を解消するため、最近にはＣＮＴペーストに添加される金属充填剤の役目を強化する方法が開示されている。図２は、図１のＣＮＴエミッタ１１４領域（ＩＩ）を拡大した部分側断面図で、図２は、従来の問題点を解消するため、ＣＮＴペーストに添加される金属充填剤（Ｆｉｌｌｅｒ）１１５の役目を強化した図である。
【００１１】
図２に示した金属充填剤１１５の場合、粒子のサイズがサブマイクロメーター単位でＣＮＴ１１７に比べて著しく大きいので、ＣＮＴペースト内の分散精度が非常に弱いだけではなく、金属充填剤１１５とＣＮＴ１１７がお互いに凝集する現象（Ａ）が発生する。凝集現象（Ａ）を減らすため、金属充填剤１１５のサイズを最大限小さくして金属充填剤１１５とＣＮＴ１１７との間の不均一な分散精度を部分的に解決することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、金属充填剤１１５のサイズを減少させることだけでは、陰電極１１３とＣＮＴエミッタ１１４との間の接着性問題及び陰電極１１３とＣＮＴエミッタ１１４またはＣＮＴエミッタ１１４のＣＮＴとＣＮＴとの間の抵抗不均一性を全て解消することは不可能である。
【００１３】
したがって、本発明は前述のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ＣＮＴが劣化しない低い温度で溶融可能なナノサイズの金属粒子を添加することにより、ＣＮＴエミッタと陰電極との間の接着性を向上させることができるＣＮＴペーストを製造する方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、ナノサイズの金属粒子が添加されたＣＮＴペーストを利用してＣＮＴエミッタを製造することにより、電子放出の均一度を向上させて電子放出サイトを増加させることができる高信頼性ＣＮＴエミッタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明の一側面によれば、本発明のＣＮＴペースト製造方法は、（Ｉ）カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）パウダーを溶媒に分散させるステップ; （ＩＩ）前記ＣＮＴパウダーが混合された分散溶液に有機バインダーを添加するステップ; 及び （ＩＩＩ）前記有機バインダーが添加された分散溶液の粘度を調節するためにミーリング工程を実行するステップと、を含み、前記（Ｉ）ステップまたは前記（ＩＩＩ）ステップでナノサイズの金属粒子を添加する。
【００１６】
好ましくは、（ＩＶ）前記混合された分散溶液に感光物質と、前記感光物質と反応して前記有機バインダーと高分子重合を起こすモノマーと、を添加するステップをさらに含む。
【００１７】
前記金属粒子がパウダー形態である場合、前記金属粒子を前記（Ｉ）ステップで添加し、前記金属粒子がペースト形態である場合、前記金属粒子を前記（ＩＩＩ）ステップで添加する。前記金属粒子は前記ＣＮＴパウダーの熱損傷（劣化）温度より低い温度で溶融される粒子である。前記金属粒子はＡｇ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、ＦｅまたはＡｕなどのように伝導性が優秀な金属を利用する。前記ＣＮＴパウダーの劣化温度は４００℃〜５５０℃である。
【００１８】
前記ＣＮＴパウダーと前記金属粒子は質量百分率（ｗｔ％）が１：２の組成からなる。前記溶媒はイソプロフィルアルコール（ＩＰＡ）及びテルピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）のような界面活性特性が良好な溶媒を利用する。
【００１９】
本発明の他の一側面によれば、本発明のＣＮＴエミッタの製造方法は、第１項〜第９項の中でいずれの１項によるＣＮＴペーストの製造方法により製造されたＣＮＴペーストを準備するステップ; 前記ＣＮＴペーストを基板の上部に形成された電極上に塗布するステップ; 前記電極上に塗布された前記ＣＮＴペーストを露光してパターニングするステップ; 前記パターニングされたＣＮＴペーストを塑性するステップ; 及び前記塑性されたＣＮＴペーストの表面が活性化されるように前記ＣＮＴペーストの表面を処理するステップと、を含む。
【００２０】
好ましくは、前記ＣＮＴペーストを塑性するステップは、大気雰囲気下で約２５０℃〜３００℃の温度で行われる塑性ステップと、真空雰囲気下で約３２０℃〜４５０℃の温度で行われる塑性ステップと、の中で少なくとも一つのステップを含む。
【００２１】
前記大気雰囲気下で行われる塑性ステップでは前記有機バインダーのバーニングアウト及び前記金属粒子の溶融が行われる。前記真空雰囲気下で行われる塑性ステップでは残存する有機バインダーの炭素化及び追加的な前記金属粒子の溶融が行われる。前記表面処理ステップではグルーが付けないようにローリング処理する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ＣＮＴが劣化されない低い温度で溶融可能なナノサイズの金属粒子を添加することにより、ＣＮＴエミッタと陰電極との間の接着性を向上させることができる。また、溶融された金属粒子により伝導性が優秀な導体にＣＮＴペーストが均一に混合されるので、本発明によるＣＮＴエミッタではＣＮＴエミッタと金属粒子がＦＥＤに安定的に接着され、これによって、均一な電子放出を誘導することができる。
【００２３】
また、ＣＮＴエミッタと陰電極との間に溶融された金属粒子を通じて接着性を向上させ、これによって、陰電極とＣＮＴとの間の抵抗及びＣＮＴとＣＮＴとの間の抵抗を低減することができ、電子放出を均一に維持して電子放出に寄与する活性放出サイト密度を増加させることができるので、信頼性が大きく確保されたＣＮＴエミッタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図３は、本発明によるＣＮＴペーストの製造方法を示した製造ブロック図である。図３を参照すれば、ＣＮＴペーストを製造するためには、まず、ＣＮＴパウダーとナノサイズの金属粒子を溶媒に分散させる（ステップＳ３１０）。
【００２６】
ここで、金属粒子は数〜数十（ｎｍ）のサイズが可能であり、金属粒子はパウダー形態やペースト形態が両方とも使用可能であり、ＣＮＴパウダーとナノサイズの金属粒子を一緒に分散させる場合にはパウダー形態の金属粒子を使用する。本実施例ではパウダー形態の金属粒子をＣＮＴパウダーと一緒に分散させるステップが開示されているが、ペースト形態の金属粒子を利用してＣＮＴペーストを製作することもでき、この場合にはペースト形態の金属粒子を後工程であるミーリングステップで添加する。
【００２７】
前記金属粒子は、ＣＮＴとＣＮＴとの間の界面抵抗及びＣＮＴペーストで製作されたＣＮＴエミッタにおいてＣＮＴと陰極電極（図示せず）との間の界面抵抗などを低減するためにオーミック接触（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）が可能な高伝導性金属を使用することが望ましい。ＣＮＴペーストに使用可能な高伝導性金属ではＡｇ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｒｕなどがあり、これらを各々個別に使用できるだけではなく、適切に混合して使用することもできる。多様な金属を混合してナノサイズの金属粒子を形成することにより、接着性及び電気的特性を向上させることができる。
【００２８】
ＣＮＴパウダーとナノサイズの金属粒子は大部分の溶媒（水溶性溶媒、有機溶媒など）で分散可能である。しかし、一般的に、ＣＮＴのようなナノ物質は分散が行われてから所定時間が経過した後に再結合（凝集）しようとする特性を有しているので、界面活性特性が良い溶媒を利用することが望ましくて、また急速な蒸発防止のために気化温度が高い溶媒（沸点が約１５０℃以上の溶媒）を追加で利用することがより望ましい。
【００２９】
本実施例では界面活性特性が良いイソプロフィルアルコール（ＩＰＡ）とテルピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）などを利用してＣＮＴパウダーとナノサイズの金属粒子を分散処理する。イソプロフィルアルコールとテルピネオールを混合して分散溶媒で使用する場合には、ＣＮＴ分散が完了された後にＣＮＴ分散に利用されたイソプロフィルアルコールを乾燥させるため、ＣＮＴペーストが製造完了された後テルピネオールだけが存在するようになる。ＣＮＴペーストの製造後に存在するテルピネオールの沸点は１２０〜１７０℃程度である。
【００３０】
また、ＣＮＴペーストを製造する時、使用されるＣＮＴパウダーとナノサイズの金属粒子はこれを利用して製造されるＣＮＴエミッタの形状を考慮して適切な組成比を取る必要があり、本実施例では質量百分率（ｗｔ％）で、ＣＮＴパウダーと金属粒子の組成比を１：２で構成する。
【００３１】
その後、ＣＮＴパウダーとナノサイズの金属粒子が分散されている分散溶液に有機バインダー、感光物質及びモノマーを添加する（ステップＳ３２０）。分散溶液に添加される有機バインダーは多様な種類のポリマーを利用することができるが、一般的にアクリルレジン系列またはエチルセルローズなどを使用する。感光物質は光を受ければモノマーの反応を指示する物質（光開始剤）で、添加された有機バインダーの種類によって選択することが望ましくて、特に、有機バインダーとマッチングされる物質を選択することが一番望ましい。
【００３２】
モノマーは露光によるパターニング特性を得るために添加する物質で、感光物質により反応してポリマーと高分子重合を起こす役目を果たす。感光物質はモノマー及び有機バインダーとの適切な質量比で最適化する必要があり、この割合が適切ではない場合、最終ＣＮＴエミッタの形象に影響を与えることがある。したがって、感光物質の質量は有機バインダー対比１／１０〜１／１００の範囲で添加し、モノマーも有機バインダー対比１／１０〜１／１００の範囲で添加する。このように、ＣＮＴペーストに感光物質が混合されている場合には基板や電極上に塗布されたＣＮＴペーストを、感光作用を通じて特定の模様で形成することができる。
【００３３】
本実施例ではＣＮＴペーストの製造時に感光物質を添加して製造する方法が開示されているが、これに替えて、ＣＮＴペーストの製造時に感光物質を添加しない場合には、スクリーンプリンティング方法を利用してパターニングすることができる。勿論、この場合には１００ｕｍ以上の大きいパターン形成に一層効果的である。
【００３４】
次に、有機バインダー、感光物質及びモノマーが添加された分散溶液の粘度を調節する（ステップＳ３３０）。分散溶液の粘度を調節するためには、ミーリング工程を利用する。以下、上述したステップＳ３１０〜ステップＳ３３０を経て製作されたＣＮＴペーストを利用してＣＮＴエミッタを製造する方法について説明する。
【００３５】
図４は、図３で製造されたＣＮＴペーストを利用したＣＮＴエミッタの製造方法を示す製造ブロック図であり、図５Ａは、本発明の一実施形態によるナノサイズの金属粒子が添加されたＣＮＴペーストでパターニングされたＣＮＴエミッタを概略的に示した拡大断面図であり、図５Ｂは、図３のＣＮＴエミッタの塑性ステップ後に製造完了されたＣＮＴエミッタを概略的に示した拡大断面図である。
【００３６】
図４及び図５Ａを参照すれば、ＣＮＴエミッタ５００を製造するためには、まず、ＣＮＴパウダー５３１とナノサイズの金属粒子５３２が含まれたＣＮＴペースト５３０を準備する（ステップＳ４１０）。ＣＮＴペースト５３０を製造する過程は、図３のステップＳ３１０〜ステップＳ３３０を参照する。ＣＮＴペースト５３０が準備された後、ＦＥＤの基板５１０上に形成された電極（陰電極）５２０上にＣＮＴペースト５３０を塗布する（ステップＳ４２０）。次のステップでは、陰極電極５２０上に塗布されたＣＮＴペースト５３０を希望するパターンによって露光してパターニングする（ステップＳ４３０）。
【００３７】
図４及び図５Ｂを参照すれば、ＣＮＴペースト５３０がパターニングされた後には、パターニングされたＣＮＴペースト５３０の塑性を実行する（ステップＳ４４０）。ＣＮＴペースト５３０の塑性ステップは、大気雰囲気下で約２５０〜３００度の温度で実行する１次塑性工程と、真空雰囲気下で約３２０〜４５０度の温度範囲で実行する２次塑性工程と、を含む。１次塑性工程では、ＣＮＴペースト５３０に含まれた有機バインダーのバーニングアウトが可能であり、また金属粒子の種類によって金属粒子の溶融が可能である。２次塑性工程では、上述の条件（真空雰囲気下で３２０〜４５０℃の温度範囲）で金属粒子を溶融させることができる。一般的に、金属の溶融温度は金属粒子の表面積と質量との相対比によって決定される。通常８００℃の溶融点を有する金属の場合、粒子のサイズがｕｍ以下で小さくなる場合５０％程度である約４００℃の温度で溶融が可能であり、数〜数十ｎｍサイズで非常に小さく割れる場合、１００℃あたりの温度でも溶融できる。もちろん、前記特性は金属の種類及び溶融される周り雰囲気によって相違になる。
【００３８】
ステップＳ４４０の塑性を経て、有機バインダーのバーニングアウト及び金属粒子の溶融が行われると、図５Ｂに示したように、ＣＮＴエミッタ５００が陰電極５２０上に強く接着される。その後、塑性されたＣＮＴペースト５３０の表面が活性化されるように表面処理を実行する（ステップＳ４５０）。表面処理方法ではプラズマ処理、高電界処理、テーピング処理及びローリング処理などが多様な処理が可能であるが、真空中での脱ガス問題を除去してグルーが付けないローリング処理を行うことが一番望ましい。
【００３９】
上述の製造ステップを経て製作されたＣＮＴエミッタ５００は、図２に示した従来のＣＮＴエミッタとは違い、ナノサイズの金属粒子５３２ａとナノサイズのＣＮＴ５３１が均一に分散されている。また、ＣＮＴとＣＮＴとの間の接触も溶融された金属により均一に行われ、最終的に物理的表面処理ステップを通して向上された電子放出特性を有するＣＮＴエミッタ５００が含まれたＦＥＤの製造が可能である。特に、前記製造工程を経てＣＮＴエミッタ５００を製造する場合には、単純に金属充填剤により接着する場合に比べて接着性が非常に向上した理想的な形態を示し、接着性が向上されることにより電気抵抗が減少して抵抗の均一度を向上させることができる。
【００４０】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明により製造されたＣＮＴエミッタと従来の方法により製造されたＣＮＴエミッタの経時的変化による電子放出特性及び電流密度の均一度を各々示すグラフである。
【００４１】
図６Ａは、電子放出特性を示すグラフで、横軸は時間を、縦軸は電流密度を示し、電子放出環境はＤＣ電圧下で連続的な電子放出が行われる場合である。グラフ（Ｉ）は本発明により製造されたＣＮＴペーストを利用して製作されたＣＮＴエミッタの電子放出特性を示し、グラフ（ＩＩ）は従来技術により製造されたＣＮＴペーストを利用して製作されたＣＮＴエミッタの電子放出特性を示す。グラフ（Ｉ、ＩＩ）を参照すれば、二つのグラフにおいて初期電流密度は約３０ｍＡ／cm2である。電流密度測定初期には、本発明によるＣＮＴエミッタと従来技術によるＣＮＴエミッタの電流密度がほとんど同一である。しかし、２時間が経過した後には、本発明によるＣＮＴエミッタの電流密度は約３０ｍＡ／cm2であり、従来技術によるＣＮＴエミッタの電流密度は約１９ｍＡ／cm2であることが確認できる。すなわち、本発明により製造されたＣＮＴエミッタは約２時間の連続電子放出環境下で、従来ＣＮＴエミッタと電子放出に変化なしに均一に電子が放出されることが分かる。
【００４２】
図６Ｂは、電流密度の均一度を示すグラフで、横軸は時間（ログスケール）を、 縦軸は電流密度を示す。グラフ（Ｉ’）は本発明により製造されたＣＮＴペーストを利用して製作されたＣＮＴエミッタの電流密度の均一度を示し、グラフ（ＩＩ'）は従来技術により製造されたＣＮＴペーストを利用して製作されたＣＮＴエミッタの電流密度の均一度を示す。グラフ （Ｉ'）によれば、本発明による電流密度はほとんど同一であるが、従来技術による電流密度は時間の経過に従って減少することが分かる（グラフＩＩ'参照）。
【００４３】
結果的に、本発明の製造方法により製造されたＣＮＴペーストを利用して製造されたＣＮＴエミッタの場合（グラフＩ、Ｉ'）には所定時間が経過した後にも電流密度の変化がほとんどないが、従来技術により製造されたＣＮＴペーストを利用して製作されたＣＮＴエミッタ（グラフＩＩ、ＩＩ'）の場合には電流密度が著しく減少することが分かる。これによって、本発明のＣＮＴペーストに使用された溶融されたナノサイズの金属粒子によりＣＮＴエミッタの接着性が大きく向上されて電子放出の特性及び均一度を含めた信頼性が大きく向上したことが確認できる。
【００４４】
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来のＣＮＴエミッタを利用したＦＥＤの概略的な側断面図である。
【図２】図１のＣＮＴエミッタ（ＩＩ）領域を拡大した部分側断面図である。
【図３】本発明によるＣＮＴペーストの製造方法を示す製造ブロック図である。
【図４】図３で製造されたＣＮＴペーストを利用したＣＮＴエミッタ製造方法を示す製造ブロック図である。
【図５Ａ】本発明の一事実形態によるナノサイズの金属粒子が添加されたＣＮＴペーストにパターニングされたＣＮＴエミッタを概略的に示した拡大断面図である。
【図５Ｂ】図３のＣＮＴエミッタの塑性ステップ後に製造完了されたＣＮＴエミッタを概略的に示した拡大断面図である。
【図６Ａ】本発明により製造されたＣＮＴエミッタと従来の方法により製造されたＣＮＴエミッタの経時的変化による電子放出特性及び電子放出均一度を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明により製造されたＣＮＴエミッタと従来の方法により製造されたＣＮＴエミッタの経時的変化による電子放出特性及び電子放出均一度を示すグラフである。
【図１】
2009518806.tif 000003
【図２】
2009518806.tif 000004
【図３】
2009518806.tif 000005
【図４】
2009518806.tif 000006
【図５Ａ】
2009518806.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2009518806.tif 000009
【図６Ｂ】
2009518806.tif 000010
【国際調査報告】
2009518806.tif 000011
2009518806.tif 000012