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아크 방전챔버내에 기판을 삽입하고 아크 방전시키는 단계;
상기 아크 방전 챔버내에서 아크 플라즈마에 의해 기화된 탄소 원자와 촉매 금속원자들을 상기 기판상에 증착시켜 단일벽 또는 이중벽 탄소나노튜브를 기판의 상부에 배치하며,
이때 상기 탄소나노튜브의 벽면 및 끝 부분에는 정제 공정 처리를 하지 않은 아크 방전에 의해 생성된 Ni, Fe, Co, Mo, Pt, Pd, Au의 혼합물 혹은 단일 금속 입자가 불순물로서 탄소나노튜브와 강한 물리적 결합을 이루게 되며, 나아가 이들 불순물은 비정질 탄소로 둘러쌓여 있는 형태로 형성되어 있는, 단계;
상기 탄소나노튜브가 배치된 기판을 유기용매로 표면처리하여 상기 기판상에 탄소나노튜브를 수평으로 정렬하는 단계;
상기 기판을 불활성 가스, 산화성 가스 혹은 진공 분위기하에 열처리하여 상기 기판상에서 유기용매와 비정질 탄소를 제거하고 불순물로서 탄소나노튜브의 벽면 및 끝 부분에 강한 물리적 결합을 갖는 불순물들인 Ni, Fe, Co, Mo, Pt, Pd, Au의 혼합물 혹은 단일 금속 입자를 노출시키는 단계; 및
상기 불순물이 노출된 기판을 전계소자로 활성화하여 탄소나노튜브를 수직으로 정렬한 탄소나노튜브를 제작하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 표면처리시 사용되는 유기 용매로는 메탄올, 아세톤, 에탄올, 트리클로로 에틸렌, 이소프로필 알콜, 톨루엔, n-헥산 및 DMF로 부터 선택된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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제2항에 있어서, 상기 유기 용매는 기판이 완전히 담궈질 정도의 함량으로 기판을 침지하거나 기판 표면을 완전히 덮을 함량으로 도포하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 기판으로는, ITO 코팅된 유리 기판, 코닝 유리, 소다라임 유리기판, SiO2가 증착되어 있는 Si 기판, 석영기판, 사파이어 기판, GaAs 기판, MgO 기판으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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ITO 코팅된 유리 기판, 코닝 유리, 소다라임 유리기판, SiO2가 증착되어 있는 Si 기판, 석영기판, 사파이어 기판, GaAs 기판 또는 MgO 기판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기판상에 주석 접합층을 증착시킨 다음 아크 방전챔버내에 상기 기판을 삽입하고 아크 방전시키는 단계;
상기 아크 방전 챔버내에서 아크 플라즈마에 의해 기화된 탄소 원자와 촉매 금속원자들을 상기 기판상에 증착시켜 단일벽 또는 이중벽 탄소나노튜브를 기판의 상부에 배치하며,
이때 상기 탄소나노튜브의 벽면 및 끝 부분에는 정제 공정 처리를 하지 않은 아크 방전에 의해 생성된 Ni, Fe, Co, Mo, Pt, Pd, Au의 혼합물 혹은 단일 금속 입자가 불순물로서 탄소나노튜브와 강한 물리적 결합을 이루게 되며, 나아가 이들 불순물은 비정질 탄소로 둘러쌓여 있는 형태로 형성되어 있는, 단계;
상기 탄소나노튜브가 배치된 기판을 유기용매로 표면처리하여 상기 기판상에 탄소나노튜브를 수평으로 정렬하는 단계;
상기 기판을 산화성 가스 분위기하에 열처리하여 유기용매를 제거하고 상기 기판상에서 유기용매와 비정질 탄소를 제거하고 불순물로서 탄소나노튜브의 벽면 및 끝 부분에 강한 물리적 결합을 갖는 불순물들인 Ni, Fe, Co, Mo, Pt, Pd, Au의 혼합물 혹은 단일 금속 입자를 노출시키고, 상기 기판상에 증착된 주석 접합층으로부터 주석 산화물을 생성하는 단계; 및
상기 주석 산화물이 생성된 기판을 전계소자로 활성화하여 탄소나노튜브를 수직으로 정렬한 탄소나노튜브를 제작하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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제5항에 있어서, 상기 주석 접합층은 기판상에 주석 및 주석 산화물을 스퍼터링, 진공 승화법, 유기금속 화학 증착법, 혹은 무전해 또는 전해 도금의 코팅을 수행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 산화성 가스 분위기는 공기, 산소, 오존, 질소산화물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 열처리 조건은 300～420℃ 범위내에서 20～360분간 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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삭제
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제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 활성화는 상기 수직으로 정렬된 탄소나노튜브 필름상에 접합 본드를 도포한 테이프를 부착한 다음 상기 테이프를 탈착하거나, 또는 상기 탄소나노튜브에 전계를 걸어 전계 방출에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 전계 방출 소자의 제조방법
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12
제1항 또는 제5항의 방법에 의해 제조되어 전계 방출 안정성 및 광 투과성을 갖고, 양면 발광성 전계 방출 램프 또는 양면 발광형 탄소나노튜브 전계 방출 디스플레이를 제작가능한, 탄소나노튜브 전계 방출 소자
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