일반기술

전계방출소자의 제조방법과 전계방출용 산화아연계 나노바늘 그리고 전계방출용 산화아연계 나노바늘을 이용하여 제조된 전자 소자

본 발명은 전계방출 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전계방출소자를 수소 플라즈마 처리하여 우수한 전계방출 특성을 갖도록 한 산화아연계 전계방출소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 인가된 전기장에 의하여 전자를 방출하는 에미터로서 기판상에 산화아연계 나노바늘을 형성시키는 단계와 산화아연계 나노바늘이 형성된 기판에 대하여 수소 또는 수소가 함유된 가스를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 단계를 포함하여 이루어지며 이와 같은 방법에 의하여 제조된 전계방출소자를 제공한다. 인가된 전기장에 의하여 전자를 방출하는 에미터로서 기판상에 산화아연계 나노바늘을 형성시키는 단계와 상기 산화아연계 나노바늘이 형성된 기판에 대하여 수소 또는 수소가 함유된 가스를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 단계를 포함하는 에미터의 전계 향상 계수를 증가시킨 것을 특징으로 하는 전계방출소자의 제조방법.본 발명은 전계방출 소자로 이용될 수 있는 산화아연계 소재에 진공 분위기에서 수소 플라즈마로 후처리(post-treatment)를 실시하여 기하학적 모양을 바꾸지 않고도 낮은 턴-온(turn-on) 전압과 높은 전계향상계수(field enhancement factor, β)로 대표되는 전계방출 특성의 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.또한 본 발명에 따라 유기금속 화학증착법과 수소 플라즈마 처리를 통해 제조된 산화아연계 나노바늘은 기계적, 열적으로 안정할 뿐만 아니라, 한 쪽 끝이 뾰족하다는 형태상의 특징과 수소 도핑에 의한 전기 전도도 향상으로 인하여 전계방출 특성이 매우 우수하고, 기판 상에 수직 방향으로 균일한 크기로 매우 조밀하게 분포되어 있어 전기적,광학적 특성이 우수한 전계방출 소자에 유리하게 이용될 수 있도록 하였다. 따라서 앞으로 차세대 평판 디스플레이인 전계방출 소자 외에도 인가전압에 따른 전계방출 특성 변화를 이용한 압력소자, 광검출 소자, 마이크로파 파워튜브 등의 다양한 용도 디스플레이 산업이나 기타 전계방출을 이용한 장치 개발에 큰 공헌을 할 것으로 기대된다.