[发明专利]使用碳纳米管的场发射电极及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用碳纳米管的场发射电极及其制造方法，且更特别地，涉及其中碳纳米管形成在ZnO层上的场发射电极及其制造方法。

背景技术

随着显示技术的发展，近来，平板显示器取代传统的阴极射线管(CRTs)被广泛提供。液晶显示(LCD)装置和等离子显示装置是代表性的平板显示器。近来，发展了使用碳纳米管的场发射显示器。由于具有CTR的优点，即，高亮度和宽视角并且具有LCD装置的优点，即重量轻和纤细，场发射显示器预期成为下一代显示器。

当荧光体材料通过与阳极电极发射的电子的撞击被激发时，场发射显示器从涂覆在阳极电极上的该荧光体材料发出特定颜色的光。然而，场发射显示器与CRT不同在于电子发射源由冷阴极材料形成。

碳纳米管主要用作场发射显示器的发射器，该发射器是电子发射源。在碳纳米管中，单壁碳纳米管作为场发射电极的发射器引起注意，这是因为，由于它的与多壁碳纳米管相比的小直径，单壁碳纳米管能够在低电压发射电子。

如美国专利No.6,057,637中公开的，使用碳纳米管的传统场发射电极通过导电胶(conductive paste)与碳纳米管混和之后在基板上涂覆导电胶来制造。然而，在这种情形下，与导电胶混和的有机材料在随后的工艺中被脱气，因此减少了装置的寿命。

另外，如韩国专利公开2000-66907公开的，当等离子体化学汽相淀积方法用于在基板上直接生长碳纳米管时，单壁碳纳米管未形成，但是主要生长多壁碳纳米管。

发明内容

本发明提供场发射电极，其中碳纳米管在高温下生长在化学稳定电极上。

本发明还提供了制造场发射电极的方法。

根据本发明的一个方面，提供了使用碳纳米管的场发射电极，其包括基板、形成在基板上的ZnO层、及形成在ZnO层上的碳纳米管。

碳纳米管可为单壁碳纳米管。

ZnO层可具有1×10^-5～10Ωcm的电阻率。

根据本发明的另一方面，提供了使用碳纳米管的场发射电极的制造方法，包括：在基板上形成ZnO层、在ZnO层上形成催化剂、及在ZnO层上形成碳纳米管。

ZnO层可使用CVD方法、溅射方法、及原子层淀积方法之一形成。

ZnO层可在温度为100到500℃及压力为5托(Torr)或更小的条件下使用二乙基锌(diethylzinc)和水通过原子层淀积方法形成。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显，其中：

图1是根据本发明的实施例的场发射电极的结构的横截面图；

图2是使用根据本发明的实施例的场发射电极的场发射显示器的横截面图；

图3A到3C是示出了制造根据本发明的实施例的场发射电极的方法的横截面图；

图4是根据本发明的实施例的形成在ZnO层上的单壁碳纳米管的透射电子显微镜(TEM)图像；

图5是曲线图，示出了根据本发明的实施例的场发射电极的场发射特性；及

图6是示出了从根据本发明的实施例的场发射电极发射绿光的照片。

具体实施方式

现在将参照附图更详细地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的实施例的场发射电极100的结构的横截面图。参照图1，场发射电极100包括基板10、形成在基板10上的ZnO层12、及形成在ZnO层12上的碳纳米管16。碳纳米管16可生长在催化剂材料14上。

基板10可以是玻璃基板或半导体基板。

形成在基板10上的ZnO层12可用作电极层。ZnO单晶在室温是绝缘体，并且由于诸如氧、间隙(interstitial)Zn的点缺陷或者氢缺陷可以具有大约10²Ωcm的电阻率。

当使用ZnO形成薄膜时，薄膜ZnO可具有1×10^-5～10⁸Ωcm的电阻率范围。薄膜ZnO可根据形成方法和工艺条件形成为绝缘体、半导体、或者导体。