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탄소나노튜브 전자총

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 그 자체의 독특한 구조적 특성과 우수한 전기적 및 기계적 물성을 가지고 있어 전기전자분야를 필두로 광범위한 분야에서 나노기술로 활용할 수 있는 소재로 관심이 집중되어 왔다. 특히 최근에는 국내외에서 CNT를 이용한 전자방출소자, 진공 형광표시관(VFD), 백색광원, 전계방출 디스플레이(FED) 등의 응용이 크게 각광을 받으면서 일명 브라운관이라 불리는 음극선관(CRT)을 CNT가 가까운 장래에 대체할 것으로 전망된다.

○ 미국특허 2008/0237483 A1은 전자총(electron gun)과 전자총에 이용되는 전자원(electron source) 및 추출기 각각에 대한 제조방법에 관련한 발명기술이다. 특히, 이 발명은 전자총의 기계적, 전기적인 안정성, 신뢰성 및 내구성을 증진시키기 위해 기질(substrate)에 CNT가 부착된 것을 전자원으로 이용하고 있다. 전자원과 추출기에 각각 정렬기능을 부여함으로써 CNT와 전자원의 구멍이 실제적인 정렬을 가능하게 하여줄 뿐만 아니라 조작하는 동안 정렬을 공급․유지시킴으로써 전자총의 총괄적인 시스템의 안정성과 전계방출 특성을 개선했다.

○ CNT를 전자방출 이미터(emitter)로 사용할 경우, CNT의 수직배향 특성이 우수할 뿐만 아니라 대면적 기판 상에서 CNT의 합성이 가능하게 되면 이미터로서 전기적인 특성이나 생산성에서 유리하게 된다. 한편, CNT에 탄소분말, 촉매금속 등 불순물이 존재하거나 CNT의 결정구조가 나쁘게 되면 전자방출 특성과 안전성이 저하되는 문제점이 있다. 이에 대응한 해결과제가 남아 있다.

○ 국내의 CNT 이미터 응용기술개발은 지금까지 주로 FED 응용에 관심이 집중되어 왔다. 삼성종합기술원, 삼성전자, 모토롤라 등이 스크린 인쇄법에 의해 개발한 초기수준의 FED는 선진국에 비해 손색이 없는 수준이지만 전반적인 이미터 응용을 비롯한 각종 CNT의 응용연구 수준은 아직 선진국에 비해 상당히 떨어지는 실정이다. 현재 삼성전자, 모토롤라, 캐논 등이 CNT를 이용한 평판 디스플레이의 상용화를 추진하고 있으며, 이 기술이 발전하면 두께 1㎜의 화면으로 CRT 수준의 화질이 가능할 것으로 예상된다.

저자: Cattien V. Nguyen, Bryan P. Ribaya
자료유형: 특허정보