[发明专利]碳纳米管分散液及使用其制造薄层和显示面板的方法

说明书

本申请要求享有于2009年12月1日提交的韩国专利申请No.10-2009-0117722的权益，在此为所有目的通过援引该专利申请而将其引入本文，如同在此完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管分散液及使用其制造薄层和显示面板的方法。

背景技术

自从在1991年由明治大学的Iijima用电子显微镜发现了碳纳米管(CNTs)以来，对于碳纳米管已经开展了大量的研究。碳纳米管具有包裹成完全的圆柱体的石墨烯层，并且具有1-20nm的直径。石墨具有独特的排列，并且是牢固的平面六角管形层结构。管形层的顶部和底部填充有自由电子并且这些电子以离散态平行于管形层移动。石墨烯层包裹成螺旋形以形成碳纳米管，并且因此边缘在不同点结合。当碳纳米管的螺旋或手性改变时，自由电子的运动发生改变。

当自由电子的运动变成完全自由时，碳纳米管像金属一样反应或像半导体一样克服其带隙。带隙是由纳米管的直径所确定的。当纳米管的直径是最小值时，能级可减小至1eV。碳纳米管具有卓越的机械强度和化学稳定性并且包括金属属性和半导体属性。此外，碳纳米管直径小且长度长并且是中空的。因此，碳纳米管作为显示装置、晶体管和能量存储器的材料具有卓越的特性，并且作为纳米尺寸的电子装置具有高适用性。

为了在基板上形成碳纳米管，将与溶剂混合的碳纳米管分散液涂覆在基板上。然而，碳纳米管分散液对基板粘附力低，因此先将碳纳米管分散液涂覆于基板上形成薄膜，然后在该薄膜上涂覆粘附聚合物。

这样的碳纳米管形成方法包括附加的粘附聚合物涂覆工序，从而由于设备投入和长的粘性维持时间而造成生产率降低，以及由于粘附聚合物造成在碳纳米管之间的接触电阻增加。

发明内容

本发明的一方面是提供一种能够用于容易地形成碳纳米管薄膜的碳纳米管分散液以及使用其制造薄膜和显示面板的方法。

一方面，碳纳米管分散液包括：碳纳米管；在其一端具有-NR₂且在其另一端具有-Si(OR)₃或-SH的自组装材料；以及溶剂。这里，R是H或C_nH_(2n+1)，其中n是自然数。此外，-NR₂、-Si(OR)₃以及-SH分别是官能团。

在其另一端具有-Si(OR)₃的自组装材料可以是氨烷基硅烷。

在其另一端具有-SH的自组装材料可以是氨烷硫醇。

在碳纳米管分散液中的碳纳米管的含量可以在10wt％以下。

在碳纳米管分散液中的碳纳米管的含量在0.1wt％～1wt％之间。

溶剂可以包括选自DI(去离子)水、DMF(二甲基甲酰胺)、DCE(二氯乙烯)、醇基材料、甲苯基材料以及炔基材料中的至少一种。

在碳纳米管分散液中的自组装材料的含量可以在1vol％以下。

在碳纳米管分散液中的自组装材料的含量在0.1vol％～1vol％之间。

另一方面，一种制造碳纳米管薄膜的方法包括提供基板以及在基板上涂覆碳纳米管分散液以形成薄膜，该碳纳米管分散液包括碳纳米管、在其一端具有-NR₂并且在其另一端具有-Si(OR)₃或-SH的自组装材料以及溶剂。

基板可以是选自Si、SiN_x、SiO₂以及电介质层中的一种。

另一方面，一种制造显示装置的方法包括：提供基板；在基板上形成栅极；在包括栅极的基板上形成栅绝缘层；以及在栅绝缘层上涂覆碳纳米管分散液以在栅极上面形成薄膜，该碳纳米管分散液包括碳纳米管、在其一端具有-NR₂并且在其另一端具有-Si(OR)₃或-SH的自组装材料以及溶剂。

薄膜可以是透明导电层或半导体层。

附图说明

将参考以下附图详细描述本发明的实现，其中相同的标号指代相同的元件。

图1、2A和2B图解了碳纳米管分散液的自组装材料和碳纳米管的结合；

图3A、3B和3C图解了碳纳米管在基板上的键合；

图4是根据本发明实施方式在基板上形成的碳纳米管薄膜的扫描电子显微镜(SEM)图；

图5图解了显示面板的单元像素，其包括使用根据本发明实施方式的碳纳米管分散液形成的薄膜晶体管的半导体层；以及

图6A、6B、6C和6D是沿线A-A’所取的图5的剖面图，示出制造显示面板的方法。

具体实施方式