(57)【要約】【課題】  カーボンナノチューブの整列方法及びそれを利用した電界放出素子の製造方法を提供する。【解決手段】  陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップ、基板の表面に、両親媒性の有機物とカーボンナノチューブとを含む水溶液を塗布するステップ、モールドを基板の表面に密着させて、毛細管力により陰刻パターンの内部に水溶液を流入させるステップ、及びモールドを除去して、基板の表面にカーボンナノチューブを垂直に整列させるステップを含むカーボンナノチューブの整列方法である。【選択図】            図２
2006086125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップと、
基板の表面に、両親媒性の有機物とカーボンナノチューブとを含む水溶液を塗布するステップと、
前記モールドを前記基板の表面に密着させて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップと、
前記モールドを除去して、前記基板の表面に前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップと、を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２】
前記基板の表面に前記水溶液を塗布した後、前記有機物を構成する有機分子と前記カーボンナノチューブとを整列させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項３】
前記モールドは、ＰＤＭＳモールドであることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項４】
前記モールドを準備するステップは、
リソグラフィ工程によりナノスケールの陽刻パターンが形成されたマスタを形成するステップと、
前記マスタ上にＰＤＭＳを塗布し、それを硬化させるステップと、
硬化された前記ＰＤＭＳを前記マスタから分離して、前記陽刻パターンに対応する形状の前記陰刻パターンを有するモールドを形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項３に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項５】
前記モールドが疎水性の表面を有するように、前記モールドの表面を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項６】
前記モールドの表面は、ＣＦ４プラズマにより処理することを特徴とする請求項５に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項７】
前記基板は、親水性の表面を有することを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項８】
前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項７に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項９】
前記基板の表面には、導電性のＰＭＭＡがコーティングされていることを特徴とする請求項８に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１０】
前記水溶液は、親水性の溶媒を含むことを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１１】
前記カーボンナノチューブは、両親媒性のカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１０に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１２】
前記水溶液中で、前記カーボンナノチューブの側面に前記有機物を構成する有機分子の親水性基が付着していることを特徴とする請求項１１に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１３】
前記水溶液は、熱可塑性の有機物をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１４】
前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップで、前記有機分子の疎水性基は、前記陰刻パターンの内壁に付着されることを特徴とする請求項１２に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１５】
前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップで、前記カーボンナノチューブの一端が前記基板の表面に垂直に付着されることを特徴とする請求項１４に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１６】
陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップと、
両親媒性の有機物とカーボンナノチューブとを含む水溶液を準備するステップと、
前記モールドを前記水溶液に入れて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップと、
前記モールドを基板の表面に密着させるステップと、
前記モールドを除去して、前記基板の表面に前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップと、を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１７】
前記水溶液を準備した後、前記有機物を構成する有機分子と前記カーボンナノチューブとを整列させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１８】
前記モールドは、水溶液の表面に対して垂直方向に入れることを特徴とする請求項１６に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項１９】
前記モールドは、ＰＤＭＳモールドであることを特徴とする請求項１６に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２０】
前記モールドを準備するステップは、
リソグラフィ工程によりナノスケールの陽刻パターンが形成されたマスタを形成するステップと、
前記マスタ上にＰＤＭＳを塗布し、それを硬化させるステップと、
硬化された前記ＰＤＭＳを前記マスタから分離して、前記陽刻パターンに対応する形状の前記陰刻パターンを有するモールドを形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１９に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２１】
前記モールドが疎水性の表面を有するように、前記モールドの表面を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２２】
前記モールドの表面は、ＣＦ４プラズマにより処理することを特徴とする請求項２１に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２３】
前記水溶液は、親水性の溶媒を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２４】
前記カーボンナノチューブは、両親媒性のカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項２３に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２５】
前記水溶液中で、前記カーボンナノチューブの側面に前記有機物を構成する有機分子の親水性基が付着していることを特徴とする請求項２４に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２６】
前記水溶液は、熱可塑性の有機物をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２７】
前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップで、前記有機分子の疎水性基は、前記陰刻パターンの内壁に付着されることを特徴とする請求項２５に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２８】
前記基板は、親水性の表面を有することを特徴とする請求項１６に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項２９】
前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項２８に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項３０】
前記基板の表面には、導電性のＰＭＭＡがコーティングされていることを特徴とする請求項２９に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項３１】
前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップで、前記カーボンナノチューブの一端が前記基板の表面に垂直に付着されることを特徴とする請求項２７に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項３２】
陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップと、
基板上に形成されたカソード電極の表面に、両親媒性の有機物と両親媒性のカーボンナノチューブとを含む水溶液を塗布するステップと、
前記モールドを前記カソード電極の表面に密着させて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップと、
前記モールドを除去して、前記カソード電極の表面に前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップと、を含むことを特徴とする電界放出素子の製造方法。
【請求項３３】
前記カソード電極の表面に前記水溶液を塗布した後、前記有機物を構成する有機分子と前記カーボンナノチューブとを整列させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載のカーボンナノチューブの整列方法。
【請求項３４】
前記モールドは、疎水性の表面を有するＰＤＭＳモールドであることを特徴とする請求項３２に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項３５】
前記水溶液の中で、前記カーボンナノチューブは、その側面が前記有機物を構成する有機分子の親水性基に付着されていることを特徴とする請求項３２に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項３６】
前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップで、前記有機分子の疎水性基は、前記陰刻パターンの内壁に付着されることを特徴とする請求項３５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項３７】
前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップで、前記カーボンナノチューブの一端が前記カソード電極の表面に垂直に付着されることを特徴とする請求項３６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項３８】
陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップと、
両親媒性の有機物と両親媒性のカーボンナノチューブとを含む水溶液を準備するステップと、
前記モールドを前記水溶液に入れて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップと、
前記モールドを基板上に形成されたカソード電極の表面に密着させるステップと、
前記モールドを除去して、前記カソード電極の表面に前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップと、を含むことを特徴とする電界放出素子の製造方法。
【請求項３９】
前記水溶液を準備した後、前記有機物を構成する有機分子と前記カーボンナノチューブとを整列させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３８に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４０】
前記モールドは、水溶液の表面に対して垂直方向に入れることを特徴とする請求項３８に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４１】
前記モールドは、疎水性の表面を有するＰＤＭＳモールドであることを特徴とする請求項３８に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４２】
前記水溶液中で、前記カーボンナノチューブの側面に前記有機物を構成する有機分子の親水性基が付着していることを特徴とする請求項３８に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４３】
前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップで、前記有機分子の疎水性基は、前記陰刻パターンの内壁に付着されることを特徴とする請求項４２に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項４４】
前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップで、前記カーボンナノチューブの一端が前記カソード電極の表面に垂直に付着されることを特徴とする請求項４３に記載の電界放出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ＮａｎｏＴｕｂｅ：ＣＮＴ）の整列方法、及びそれを利用した電界放出素子（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ：ＦＥＤ）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＥＤは、カソード電極上に形成されたエミッタから電子を放出させる装置である。最近には、このようなＦＥＤにＣＮＴからなるエミッタが広く使われている。ＣＮＴは、優秀な電子放出特性、化学的及び機械的耐久性を有し、現在にもその物性及び応用性に関する研究が進められ続けている。
【０００３】
ＣＮＴエミッタを形成する方法としては、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を利用してＣＮＴを基板に直接成長させて形成する方法、及びＣＮＴと樹脂とを混合したペーストを使用して形成する方法がある。前記ＣＶＤ法を利用する場合には、高温工程によりガラス基板を使用し難いという問題があり、ペーストを利用する場合には、ＣＮＴの整列状態が不良になるという問題点がある。
【０００４】
ＣＮＴエミッタの形成時に重要な点は、ＣＮＴがカソード電極上に垂直に整列されねばならないということである。すなわち、放出電流は、ＣＮＴの整列状態によって差があるので、ＣＮＴを垂直に整列させることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、有機物を薄膜で形成する方法のうち一つであるラングミュア−ブロジェット法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ  ｍｅｔｈｏｄ）、及びマイクロ−コンタクトプリンティングで使われるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）モールドの毛細管力を利用して、基板上にＣＮＴを垂直に整列させる方法及びそれを利用したＦＥＤの製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態によるＣＮＴの整列方法は、陰刻パターン（ｉｎｔａｇｌｉｏ  ｐａｔｔｅｒｎ）が形成されたモールドを準備するステップ、基板の表面に両親媒性の有機物とＣＮＴとを含む水溶液を塗布するステップ、前記モールドを前記基板の表面に密着させて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップ、及び前記モールドを除去して、前記基板の表面に前記ＣＮＴを垂直に整列させるステップを含む。
【０００７】
ここで、前記基板の表面に前記水溶液を塗布した後、前記有機物を構成する有機分子と前記ＣＮＴとを整列させるステップがさらに含まれることが望ましい。
【０００８】
前記モールドは、ＰＤＭＳモールドであることが望ましい。
【０００９】
前記モールドを準備するステップは、リソグラフィ工程によりナノスケールの陽刻パターンが形成されたマスタを形成するステップ、前記マスタ上にＰＤＭＳを塗布し、それを硬化させるステップ、及び硬化された前記ＰＤＭＳを前記マスタから分離して、前記陽刻パターンに対応する形状の前記陰刻パターンを有するモールドを形成するステップを含むことができる。ここで、前記モールドが疎水性の表面を有するように、前記モールドの表面を処理するステップがさらに含まれることが望ましい。この際、前記モールドの表面は、ＣＦ４プラズマにより処理されうる。
【００１０】
前記基板は、親水性の表面を有することが望ましい。前記基板は、ガラス基板であり、この際、前記基板の表面には、導電性のポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）がコーティングされうる。
【００１１】
前記水溶液は、親水性の溶媒を含むことが望ましく、前記ＣＮＴは、両親媒性のＣＮＴであることが望ましい。
【００１２】
前記水溶液中で、前記ＣＮＴの側面に前記有機物を構成する有機分子の親水性基が付着していることが望ましい。前記水溶液は、熱可塑性の有機物をさらに含むことができる。
【００１３】
前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップで、前記有機分子の疎水性基は、前記陰刻パターンの内壁に付着されることが望ましい。
【００１４】
前記ＣＮＴを垂直に整列させるステップで、前記ＣＮＴの一端が前記基板の表面に垂直に付着されることが望ましい。
【００１５】
本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法は、陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップ、両親媒性の有機物とＣＮＴとを含む水溶液を準備するステップ、前記モールドを前記水溶液に入れて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップ、前記モールドを基板の表面に密着させるステップ、及び前記モールドを除去して、前記基板の表面に前記ＣＮＴを垂直に整列させるステップを含む。
【００１６】
前記方法は、両親媒性の有機物とＣＮＴとを含む水溶液を準備するステップ、および、前記モールドを前記水溶液に入れて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップ以外は、上述したＣＮＴの整列方法と同様である。
【００１７】
ここで、前記水溶液を準備した後、前記有機物を構成する有機分子と前記ＣＮＴとを整列させるステップがさらに含まれることが望ましい。前記モールドは、前記水溶液の表面に対して垂直方向に入れることが望ましい。
【００１８】
一方、本発明の一実施形態によるＦＥＤの製造方法は、陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップ、基板上に形成されたカソード電極の表面に、両親媒性の有機物と両親媒性のＣＮＴとを含む水溶液を塗布するステップ、前記モールドを前記カソード電極の表面に密着させて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップ、及び前記モールドを除去して、前記カソード電極の表面に前記ＣＮＴを垂直に整列させるステップを含む。前記ＦＥＤの製造方法は、上述した本発明の一実施形態によるＣＮＴの整列方法において用いた基板に代わって、カソード電極が形成された基板を用いる以外は同様に行われる。
【００１９】
前記方法において、前記カーボンナノチューブを垂直に整列させるステップで、前記カーボンナノチューブの一端が前記カソード電極の表面に垂直に付着されるのが望ましい。
【００２０】
本発明の他の実施形態によるＦＥＤの製造方法は、陰刻パターンが形成されたモールドを準備するステップ、両親媒性の有機物と両親媒性のＣＮＴとを含む水溶液を準備するステップ、前記モールドを前記水溶液に入れて、毛細管力により前記陰刻パターンの内部に前記水溶液を流入させるステップ、前記モールドを基板上に形成されたカソード電極の表面に密着させるステップ、及び前記モールドを除去して、前記カソード電極の表面に前記ＣＮＴを垂直に整列させるステップを含む。前記ＦＥＤの製造方法は、上述した本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法において用いた基板に代わって、カソード電極が形成された基板を用いる以外は同様に行われる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、有機物を薄膜で形成する方法のうち一つであるラングミュア−ブロジェット法、及びマイクロ−コンタクトプリンティングで使われるＰＤＭＳモールドの毛細管力を利用することによって、基板上にＣＮＴを垂直に整列できる。これにより、優秀な電界放出特性を有するＦＥＤを製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。図面で、同じ参照符号は同じ要素を指称し、図面上で、各要素の大きさや厚さは、説明の明瞭性のために、便宜上誇張されることがある。
【００２３】
本発明は、有機物を薄膜で形成する方法のうち一つであるラングミュア−ブロジェット法及びマイクロ−コンタクトプリンティングで使われるＰＤＭＳモールドの毛細管力を利用して、基板上にＣＮＴを垂直に整列させる。
【００２４】
図１ないし図４は、本発明の好ましい実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。図３は、図２のＡ部分を拡大して示す図面である。
【００２５】
まず、図１に示すように、ナノスケールの陰刻パターン１０１が形成されたＰＤＭＳモールド１００を準備する。ここで、前記ＰＤＭＳモールド１００は、疎水性の表面を有する。前記ＰＤＭＳモールド１００は、マイクロ−コンタクトプリンティングで一般的に使われるモールドである。このようなＰＤＭＳモールド１００を製造するためには、まず、シリコンウェーハのような基板上にフォトレジストを所定厚さに塗布し、それをリソグラフィ工程を通じてパターニングして、ナノスケールの陽刻パターンが形成されたマスタを製造する。次いで、前記マスタ上にソフトなＰＤＭＳを塗布し、それを硬化させる。次いで、硬化されたＰＤＭＳを前記マスタから分離すれば、前記陽刻パターンに対応する形状の陰刻パターン１０１を有したＰＤＭＳモールド１００が生成される。そして、前記ＰＤＭＳモールド１００を、ＣＦ４プラズマなどを利用して表面処理すれば、前記ＰＤＭＳモールド１００の表面は、疎水性を呈する。
【００２６】
次いで、親水性の溶媒に両親媒性の有機物とＣＮＴ１４０とが混合された水溶液１２０を基板１１０の表面に塗布する。ここで、前記有機物は、親水性基１３０ａ及び疎水性基１３０ｂを有する有機分子１３０からなる。そして、前記水溶液１２０に含まれるＣＮＴ１４０としては、側面が親水性を有し、両端が疎水性を有する両親媒性のＣＮＴが使われる。これにより、前記有機分子１３０は、前記水溶液１２０の表面に存在し、前記ＣＮＴ１４０は、水溶液１２０の内部で、その側面が有機分子１３０の親水性基１３０ａに付着された状態で存在する。一方、前記水溶液１２０には、前記ＣＮＴ１４０が有機分子１３０によく付着するように、熱可塑性の有機物がさらに含まれうる。
【００２７】
前記基板１１０は、一般的にガラス基板が使われるが、この際、前記基板１１０は、親水性の表面を有するように表面処理されている。一方、前記基板１１０は、一般的な素子に適用されるように、その表面に導電性のＰＭＭＡなどがコーティングされている。
【００２８】
次いで、前記水溶液１２０の表面に位置する有機分子１３０とＣＮＴ１４０とを整列させる。ここで、前記有機分子１３０及びＣＮＴ１４０の整列は、ラングミュア−ブロジェット法を利用することによって行われる。すなわち、前記有機分子１３０に水溶液１２０の表面に対して平行な方向に圧力Ｐを加えれば、ＣＮＴ１４０が付着された有機分子１３０は、水溶液１２０の表面に対して垂直に整列される。
【００２９】
次いで、図２及び図３に示すように、前記ＰＤＭＳモールド１００を基板１１０の表面に圧力を加えて密着させれば、前記ＰＤＭＳモールド１００の陰刻パターン１０１の内部には、毛細管力により有機分子１３０とＣＮＴ１４０とが含まれた水溶液１２０が流入する。この際、前記ＰＤＭＳモールド１００の表面は、疎水性を有するので、有機分子１３０の疎水性基１３０ｂは、陰刻パターン１０１の内壁に付着される。そして、この過程で、有機分子１３０の親水性基１３０ａにファンデルワールス力により付着されたＣＮＴ１４０は、その一端が基板１１０の表面にファンデルワールス力により付着されて固定される。
【００３０】
最後に、前記ＰＤＭＳモールド１００を基板１１０の表面から除去すれば、図４に示すように、基板１１０の表面には、垂直に整列されたＣＮＴ１４０が形成される。
【００３１】
以上のように、有機物を薄膜で形成する方法のうち一つであるラングミュア−ブロジェット法、及びマイクロ−コンタクトプリンティングで使われるＰＤＭＳモールド１００の毛細管力を利用すれば、基板１００上にＣＮＴ１４０を垂直に整列できる。
【００３２】
一方、前記のような方法は、図５に示したＦＥＤ１５０を製造するのに適用されうる。すなわち、カソード電極１７０が形成された基板１６０を使用して前述した工程を行えば、カソード電極１７０の表面に垂直に整列されたＣＮＴエミッタ１８０を備えるＦＥＤを製造できる。このようなＦＥＤ１５０の製造過程は、基板１１０に代わってカソード電極１７０が形成された基板１６０を用いる以外は、前述した実施形態と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００３３】
図６ないし図９は、本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。図７は、図６のＢ部分を拡大して示す図面である。
【００３４】
まず、図６及び図７に示すように、ナノスケールの陰刻パターン２０１が形成されたＰＤＭＳモールド２００を準備する。ここで、前記ＰＤＭＳモールド２００は、疎水性の表面を有する。前記ＰＤＭＳモールド２００を製造する過程は前述したので、これについての詳細な説明は省略する。
【００３５】
次いで、容器２５０内に、親水性の溶媒に両親媒性の有機物とＣＮＴ２４０とが混合された水溶液２２０を準備する。ここで、前記有機物は、親水性基２３０ａ及び疎水性基２３０ｂを有する有機分子２３０からなる。そして、前記水溶液２２０に含まれるＣＮＴ２４０としては、側面が親水性を有し、両端が疎水性を有する両親媒性のＣＮＴが使われる。これにより、前記有機分子２３０は、前記水溶液２２０の表面に存在し、前記ＣＮＴ２４０は、水溶液２２０の内部で、その側面が有機分子２３０の親水性基２３０ａに付着された状態で存在する。一方、前記水溶液２２０には、前記ＣＮＴ２４０が有機分子２３０によく付着するように、熱可塑性の有機物がさらに含まれうる。
【００３６】
次いで、前記水溶液２２０の表面に位置する有機分子２３０とＣＮＴ２４０とを整列させる。ここで、前記有機分子２３０及びＣＮＴ２４０の整列は、ラングミュア−ブロジェット法を利用することによって行われる。すなわち、前記有機分子２３０に水溶液２２０の表面に対して平行な方向に圧力Ｐを加えれば、ＣＮＴ２４０が付着された有機分子２３０は、水溶液２２０の表面に対して垂直に整列される。
【００３７】
次いで、前記ＰＤＭＳモールド２００を、図６に示すように、水溶液２２０に垂直方向に入れれば、前記ＰＤＭＳモールド２００の陰刻パターン２０１の内部には、毛細管力により有機分子２３０とＣＮＴ２４０とが含まれた水溶液２２０が流入する。この際、前記ＰＤＭＳモールド２００の表面は、疎水性を有するので、有機分子２３０の疎水性基２３０ｂは、陰刻パターン２０１の内壁に付着される。
【００３８】
次いで、図８に示すように、前記ＰＤＭＳモールド２００を基板２１０の表面に密着させれば、有機分子２３０の親水性基２３０ａに付着されたＣＮＴ２４０は、その一端が基板２１０の表面に付着されて固定される。ここで、前記基板２１０は、一般的にガラス基板が使われるが、この際、前記基板２１０は、親水性の表面を有するように表面処理されている。一方、前記基板２１０は、一般的な素子に適用可能に、その表面に導電性のＰＭＭＡなどがコーティングされている。
【００３９】
最後に、前記ＰＤＭＳモールド２００を基板２１０の表面から除去すれば、図９に示すように、基板２１０の表面には、垂直に整列されたＣＮＴ２４０が形成される。
【００４０】
一方、前記のような方法は、図５に示したＦＥＤ１５０を製造するのに適用されうる。すなわち、カソード電極１７０が形成された基板１６０を使用して前述した工程を行えば、カソード電極１７０の表面に垂直に整列されたＣＮＴエミッタ１８０を備えるＦＥＤを製造できる。このようなＦＥＤ１５０の製造過程は、基板１１０に代わってカソード電極１７０が形成された基板１６０を用いる以外は、前述した実施形態と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００４１】
本発明において、両親媒性の有機物とは、親水性基及び疎水性基を有する有機分子が好ましく挙げられる。具体的には、陽イオン性界面活性剤であるヒドロキシエチルセルロース（ationic hydroxyethyl cellulose）等の界面活性剤などが好ましく挙げられる。
【００４２】
カーボンナノチューブとして好ましく用いられる両親媒性のカーボンナノチューブとしては、側面が親水性を有し、両端が疎水性を有するものが好ましく挙げられる。このようなカーボンナノチューブとしては、カーボンナノチューブを酸処理することにより得られる。
【００４３】
以上では、図１〜９を用いて、本発明による望ましい実施形態を説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変更及び均等な他の形態の実施が可能である。したがって、本発明の技術的な範囲は、特許請求の範囲により定められる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ＣＮＴの整列方法に関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図３】本発明の一実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図４】本発明の一実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図５】本発明の一実施形態によって製造されたＦＥＤを示す図面である。
【図６】本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図７】本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図８】本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【図９】本発明の他の実施形態によるＣＮＴの整列方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００４６】
１００、２００…ＰＤＭＳモールド、
１０１、２０１…陰刻パターン、
１１０、２１０…基板、
１２０、２２０…水溶液、
１３０、２３０…有機分子、
１３０ａ、２３０ａ…親水性基、
１３０ｂ、２３０ｂ…疎水性基、
１４０、２４０…ＣＮＴ、
１５０…ＦＥＤ、
１６０…基板、
１７０…カソード電極、
１８０…ＣＮＴエミッタ、
２５０…容器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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