[发明专利]具有高可靠性的可精细构图的碳纳米管发射体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高可靠性的场发射装置(FED)的可精细构图的碳纳米管(CNT)发射体的制造方法，更具体地，涉及一种采用包括纳米尺寸的金属颗粒、有机粘合剂、光敏材料和单体的CNT浆料的CNT发射体的制造方法，和制造所述CNT发射体的精细构图工艺。

背景技术

除了CRT的电子发射源由冷阴极材料形成之外，场发射装置(FED)的物理功能原则上与阴极射线管(CRT)相同。在FED中，电场施加到具有超精细结构的场发射体，并且发射至真空中的电子撞击荧光介质(即激励荧光介质)，从而显示图像。因此，FED是具有CRT的杰出的显示特性，并且可以为轻薄的显示装置。此外，由于FED在所有方面具有显示装置的理想特性，它已经作为有前途的下一代平板显示装置而广受关注。

最近作为FED的电子发射源(发射体)而获得注意的是碳纳米管(CNT)。CNT是应用场发射原理的发射体，其中当在真空状态下电场被施加到在具有尖端的导电发射体时发射电子，并且提供杰出的性能。

图1是包括CNT发射体的常规FED的侧截面图。图2是图1的区II的放大截面图。

参考图1，FED 100包括电子发射体110，其中电子发射源形成为发射体114，和包括荧光层135的图像产生部130，从电子发射体110发出的电子击中荧光层125，由此产生光线。

图像产生部130包括第二基底131、形成于第二基底131上的正电极133(阳极)、在正电极133上相互间隔开形成的荧光层135、和在荧光层135之间形成的光屏蔽层(黑矩阵)137。光屏蔽层137负责界定像素边界。

电子发射体110包括第一基底111、在第一基底111上以预定形状相互间隔开形成的负电极(阴极)113、在负电极113上使用CNT形成的CNT发射体、和与负电极113绝缘的栅极119。绝缘层118形成于栅极119下面。支撑电子发射体110和图像产生部130的隔离体140形成于电子发射体110和图像产生部130之间。

为了制造组成电子发射体110的CNT发射体114，应当首先制造CNT浆料。CNT浆料通过下列方法制造：(1)分散CNT和无机填充剂；(2)添加有机粘合剂；和(3)使用溶剂混合添加物并且调整粘度。参考图2，在通过工艺(1)至(3)制造了CNT浆料之后，CNT浆料被涂覆在电子发射体110的负电极113上，由此形成CNT发射体114。

但是，当使用上述CNT浆料制造CNT发射体114时，传统CNT浆料使用通常具有几个μm的尺寸的熔料玻璃作为无机(金属)填充剂115。在这种情形，熔料玻璃与CNT具有不同的物理和化学特性。因此，难于相等地分布将作为发射体而实现的CNT。此外，阴极113和CNT 117之间的粘合也是不均匀的。此外，显著地增加了或非均匀地展示出负电极113和CNT117或一个CNT 117和另一个CNT 117之间的电阻，并且因而这成为实现FED功能的障碍。

由于CNT发射体114形成于负电极113上方而没有强力粘接，所以当CNT发射体114产生强电场时，CNT发射体114可以变得从负电极113分离。结果，CNT发射体114和负电极113之间的接触电阻可以非均匀或增加。此外，由于仅有部分CNT发射体114贡献于电子发射，所以首先恶化电子发射特性，然后恶化电子发射的位置并且出现电子发射的不均匀分布。此外，由于仅有部分CNT发射体114用于电子发射，所以可以显著地减小CNT发射体114的寿命。由于在印刷工艺中所涉及的障碍，难于实施精细构图，精细构图不仅对于适于高分辨率的精细像素的制造而且对于改善非均匀的电子发射都是必须的。

为了克服这些问题，在韩国专利申请No.2006-84912(申请人：韩国电子通信研究院)中公开了其它的CNT浆料的制造方法。在所述方法中，添加可以在CNT不恶化的低温下熔化的纳米尺寸的金属颗粒，从而通过熔化的金属可以改善CNT发射体和负电极之间的粘接，并且可以减小电极和CNT以及各CNT之间的电阻。同时，施加均匀的电阻使得均匀地发射电子并且增加贡献于电子发射的有效发射位置的密度。结果，可以制造可以获得相当的可靠性的CNT。