專利名稱：發(fā)射器的形成方法和場(chǎng)致發(fā)射裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成發(fā)射器的方法和一種制造場(chǎng)致發(fā)射裝置(FED)的方法，尤其涉及一種能夠在低溫下形成發(fā)射器且能夠應(yīng)用到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的發(fā)射器形成方法以及一種FED的制造方法。
背景技術(shù)：
FED是通過(guò)在陰極電極和柵電極之間施加強(qiáng)電場(chǎng)而從形成于陰極電極上的發(fā)射器發(fā)射電子的裝置。近來(lái)，主要將使用碳納米管(CNT)作為電子發(fā)射材料的碳納米管發(fā)射器用作FED中的電子發(fā)射器。
形成碳納米管發(fā)射器的方法包括一種直接在基板上生長(zhǎng)CNT的方法和一種用漿料制造CNT的方法。
不過(guò)，在前一種方法中，由于CNT是直接在基板上生長(zhǎng)的，因此難以制造大的FED。此外，該方法要求高溫，因此使用玻璃基板可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。后一種方法需要額外的對(duì)準(zhǔn)CNT的工序，因此可能難于將CNT應(yīng)用于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種形成發(fā)射器的方法，這種方法能夠在低溫下形成發(fā)射器且能夠應(yīng)用到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)上。
本發(fā)明還提供了一種使用所述發(fā)射器形成方法制造場(chǎng)致發(fā)射裝置(FED)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種形成發(fā)射器的方法，包括在電極上形成由聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，該聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；將電子發(fā)射材料注入到體積可變結(jié)構(gòu)中；排列電子發(fā)射材料；以及除去聚合物以形成發(fā)射器。
體積可變結(jié)構(gòu)的形成可以包括在基板以及形成于基板上的電極上涂布聚合物并構(gòu)圖聚合物。體積可變結(jié)構(gòu)的形成還可以包括從已構(gòu)圖聚合物除去水。
聚合物可以由電活化聚合物(EAP)或水凝膠組成。聚合物可以由選自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種組成。
可以通過(guò)體積可變結(jié)構(gòu)的反復(fù)膨脹和收縮將電子發(fā)射材料注入體積可變結(jié)構(gòu)中?？梢詫Ⅲw積可變結(jié)構(gòu)置入包括電子發(fā)射材料的第一水溶液中，并向體積可變結(jié)構(gòu)反復(fù)施加外部刺激和從體積可變結(jié)構(gòu)撤除外部刺激，由此反復(fù)使體積可變結(jié)構(gòu)膨脹和收縮。
外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光中的至少一種。電子發(fā)射材料可以由一種選自碳納米管(CNT)、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。
第一水溶液還可以包括用于在電極上支撐電子發(fā)射材料的導(dǎo)電納米顆粒，導(dǎo)電納米顆粒和電子發(fā)射材料一起被注入體積可變結(jié)構(gòu)中。
可以通過(guò)膨脹體積可變結(jié)構(gòu)來(lái)排列電子發(fā)射材料?？梢詫Ⅲw積可變結(jié)構(gòu)置入第二水溶液中，并向體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激或從體積可變結(jié)構(gòu)撤除外部刺激，由此使體積可變結(jié)構(gòu)膨脹。
聚合物可以通過(guò)加熱或等離子體處理除去。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種形成發(fā)射器的方法，包括形成由電子發(fā)射材料和聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，該聚合物響應(yīng)于外部刺激在電極上可逆地膨脹和收縮；排列電子發(fā)射材料；以及除去聚合物以形成發(fā)射器。
體積可變結(jié)構(gòu)的形成可以包括在基板以及形成于基板上的電極上涂布聚合物并構(gòu)圖聚合物。體積可變結(jié)構(gòu)的形成還可以包括從構(gòu)圖的聚合物除去水。
可以通過(guò)膨脹體積可變結(jié)構(gòu)來(lái)排列電子發(fā)射材料?？梢詫Ⅲw積可變結(jié)構(gòu)置入水溶液中，并向體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激或從體積可變結(jié)構(gòu)撤除外部刺激，由此使體積可變結(jié)構(gòu)膨脹。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造FED的方法，包括依次在基板上形成陰極電極、絕緣層和柵電極，并在絕緣層中形成暴露陰極電極一部分的發(fā)射器孔；在發(fā)射器孔中形成由聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，該聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；將電子發(fā)射材料注入體積可變結(jié)構(gòu)中；排列電子發(fā)射材料；以及除去聚合物以形成發(fā)射器。
體積可變結(jié)構(gòu)的形成可以包括在柵電極和陰極電極上涂布光致抗蝕劑并構(gòu)圖光致抗蝕劑以暴露陰極電極的一部分；在光致抗蝕劑和暴露的陰極電極的頂表面上涂布聚合物；通過(guò)背側(cè)曝光使用光刻工藝構(gòu)圖聚合物，其中光致抗蝕劑用作光掩模；以及除去光致抗蝕劑。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種制造FED的方法，包括依次在基板上形成陰極電極、絕緣層和柵電極，并在絕緣層中形成暴露陰極電極一部分的發(fā)射器孔；在發(fā)射器孔中形成由電子發(fā)射材料和聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，該聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；排列電子發(fā)射材料；以及除去聚合物以形成發(fā)射器。
體積可變結(jié)構(gòu)的形成可以包括在柵電極和陰極電極上涂布光致抗蝕劑并構(gòu)圖光致抗蝕劑以暴露陰極電極的一部分；在光致抗蝕劑和暴露的陰極電極的頂表面上涂布包含電子發(fā)射材料的聚合物；通過(guò)背側(cè)曝光使用光刻工藝構(gòu)圖聚合物，其中光致抗蝕劑用作光掩模；以及除去光致抗蝕劑。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明了，在附圖中圖1A到1F為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成發(fā)射器的方法的視圖；圖2A到2E為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例形成發(fā)射器的方法的視圖；圖3A到3G為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造場(chǎng)致發(fā)射裝置(FED)的方法的視圖；以及圖4A到4F為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例制造FED的方法的視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照如下實(shí)例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在所有附圖中，類似的附圖標(biāo)記指示類似的元件。
圖1A到1F為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成發(fā)射器的方法的視圖。
參照?qǐng)D1A，在基板100上以及形成于基板100上的電極110上涂布預(yù)定的聚合物120’。聚合物120’可以是一種受外界刺激后可逆地膨脹和收縮(reversibly swell and shrink)的材料，例如電活化聚合物(EAP)和水凝膠。具體而言，聚合物120’可以由至少一種選自PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMA(聚甲基丙烯酸)、PAA(聚丙烯酸)、PNIPAAm(聚(N-異丙基丙烯酰胺)、PAM(聚芳酰胺)、HA(透明質(zhì)膠)、AL(海藻膠質(zhì))、PVA(聚乙烯醇)、PDADMAC(聚(氯化二烯丙基二甲基銨))、SA(海藻酸鈉)、AAm(丙稀酰胺)、NIPAAm(N-異丙基丙稀酰胺)、PVME(聚(乙烯基甲基醚))、PEG(聚乙二醇)、PPG(聚丙二醇)、MC(甲基纖維素)、PDEAEM(聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯))、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的材料組成。
然后，如圖1B所示，構(gòu)圖涂布在基板100上的聚合物120’。接著，如圖1C所示，當(dāng)從構(gòu)圖的聚合物120’除去水后，在電極110的頂表面上形成了體積可變的結(jié)構(gòu)130，該結(jié)構(gòu)130由響應(yīng)于外界刺激可逆地膨脹收縮的聚合物120組成。或者，該體積可變結(jié)構(gòu)130可以由通過(guò)在基板100以及形成于基板100上的電極110上進(jìn)行電聚合(electropolymerization)而形成的聚合物組成。
參照?qǐng)D1D，將圖1C所示的所得產(chǎn)物置入第一容器150中容納的第一水溶液160中。電子發(fā)射材料141和導(dǎo)電納米顆粒142散布在第一水溶液160中。電子發(fā)射材料141可以由至少一種選自碳納米管(CNT)、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的材料組成。導(dǎo)電納米顆粒142用于支撐電極110上的電子發(fā)射材料141，主要由納米金屬顆粒構(gòu)成。當(dāng)反復(fù)向體積可變結(jié)構(gòu)130施加和撤除外部刺激時(shí)，在體積可變結(jié)構(gòu)130浸泡在第一水溶液160中的條件下，體積可變結(jié)構(gòu)130反復(fù)地膨脹和收縮。這樣一來(lái)，散布在第一水溶液160中的電子發(fā)射材料141和導(dǎo)電納米顆粒142就被注入到體積可變結(jié)構(gòu)130中。該外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光中的至少一種。
參照?qǐng)D1E，將圖1D所示的所得產(chǎn)物置入第二容器170中容納的第二水溶液180。第二水溶液180既不包含電子發(fā)射材料141也不包含導(dǎo)電納米顆粒142。當(dāng)向體積可變結(jié)構(gòu)130施加外部刺激或從體積可變結(jié)構(gòu)130撤除外部刺激時(shí)，在體積可變結(jié)構(gòu)130浸泡在第二水溶液180中的條件下，體積可變結(jié)構(gòu)130膨脹。因此，體積可變結(jié)構(gòu)130中的電子發(fā)射材料141就基本垂直于電極110的表面排列。電子發(fā)射材料由導(dǎo)電納米顆粒142支撐在電極110上。外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
然后，當(dāng)從圖1E所示的所得產(chǎn)物中除去聚合物120時(shí)，就獲得了由電子發(fā)射材料141和導(dǎo)電納米顆粒142組成的發(fā)射器140，如圖1F所示?？梢酝ㄟ^(guò)加熱或等離子體處理除去聚合物120。
圖2A到2E為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例形成發(fā)射器的方法的視圖。
參照?qǐng)D2A，在基板200以及形成于基板200上的電極210上涂布含有電子發(fā)射材料241和導(dǎo)電納米顆粒242的預(yù)定聚合物220’。電子發(fā)射材料241可以由選自CNT、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。導(dǎo)電納米顆粒242可以主要由納米金屬顆粒組成。聚合物220’可以是響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮的材料，例如EAP和水凝膠。具體而言，聚合物220’可以由至少一種選自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的材料組成。
然后，如圖2B所示，構(gòu)圖聚合物220’。接著，如圖2C所示。當(dāng)從已構(gòu)圖聚合物220’除去水之后，在電極210的頂表面上形成了體積可變結(jié)構(gòu)230，該結(jié)構(gòu)包括電子發(fā)射材料241、導(dǎo)電納米顆粒242和聚合物220，聚合物220響應(yīng)于外界刺激可逆地膨脹和收縮?；蛘?，體積可變結(jié)構(gòu)230可以由通過(guò)在基板200和形成于基板200上的電極210上進(jìn)行電聚合而形成的、包含電子發(fā)射材料241和導(dǎo)電納米顆粒242的聚合物組成。
參照?qǐng)D2D，將如圖2C所示的所得產(chǎn)物置入容器270中容納的水溶液280中。水溶液280既不含有電子發(fā)射材料241也不含有導(dǎo)電納米顆粒242。當(dāng)向體積可變結(jié)構(gòu)230施加外部刺激或從體積可變結(jié)構(gòu)230撤除外部刺激時(shí)，在體積可變結(jié)構(gòu)浸泡在水溶液280中的條件下，體積可變結(jié)構(gòu)230膨脹。因此，體積可變結(jié)構(gòu)230中的電子發(fā)射材料241基本垂直于電極210的表面排列。電子發(fā)射材料241由導(dǎo)電納米顆粒242支撐在電極210上。外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和中的至少一種。
然后，當(dāng)從圖2D所示的所得產(chǎn)物中除去聚合物220后，獲得了由電子發(fā)射材料241和導(dǎo)電納米顆粒242組成的發(fā)射器240，如圖2E所示?？梢酝ㄟ^(guò)加熱或等離子體處理除去聚合物220。
以下將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用發(fā)射器形成方法制造FED的方法。
圖3A到3G為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造FED的方法的視圖。
參照?qǐng)D3A，在基板300上依次形成陰極電極310、絕緣層312和柵電極314，并在絕緣層312中形成暴露陰極電極310一部分的發(fā)射器孔315。基板300一般地可以由玻璃組成。陰極電極310可以由導(dǎo)電透明材料氧化銦錫(ITO)組成。柵電極314可以由導(dǎo)電金屬，例如鉻(Cr)組成。
具體而言，在基板300上沉積預(yù)定厚度的由ITO組成的陰極電極層，然后構(gòu)圖成為預(yù)定的圖案，例如條的形式，從而獲得陰極電極310。然后在陰極電極310和基板300的整個(gè)表面上形成預(yù)定厚度的絕緣層312。接著，在絕緣層312上形成柵電極層。柵電極層是通過(guò)濺射由沉積導(dǎo)電金屬形成的。將柵電極層構(gòu)圖成預(yù)定的圖案以獲得柵電極314。然后，蝕刻通過(guò)柵電極314暴露的絕緣層312的部分，由此形成發(fā)射器孔，暴露陰極電極310的一部分。
參照?qǐng)D3B，在圖3A所示的所得產(chǎn)物的整個(gè)表面上形成預(yù)定厚度的光致抗蝕劑316，并進(jìn)行構(gòu)圖，暴露陰極電極310的一部分。然后，在光致抗蝕劑316和暴露的陰極電極310的部分上涂布預(yù)定的聚合物320’。聚合物320’可以是響應(yīng)于外部刺激而可逆地膨脹收縮的材料，例如EAP和水凝膠。具體而言，聚合物320’可以由選自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種材料組成。
參照?qǐng)D3C，通過(guò)背側(cè)曝光使用光刻工藝構(gòu)圖聚合物320’，在背側(cè)曝光中光致抗蝕劑316用作光掩模，然后除去光致抗蝕劑316。參照?qǐng)D3D，當(dāng)從聚合物320’除去水后，在整個(gè)孔315中形成了體積可變結(jié)構(gòu)330，該結(jié)構(gòu)由響應(yīng)于外部刺激而可逆地膨脹收縮的聚合物320組成。
參照?qǐng)D3E，將圖3D所示的所得產(chǎn)物置入第一容器350中所容納的第一水溶液360中。電子發(fā)射材料341和導(dǎo)電納米顆粒342散布在第一水溶液360中。電子發(fā)射材料341可以由選自CNT、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。導(dǎo)電納米顆粒342用于在電極310上支撐電子發(fā)射材料341，主要包括納米金屬顆粒。當(dāng)反復(fù)向體積可變結(jié)構(gòu)330施加和撤除外部刺激時(shí)，體積可變結(jié)構(gòu)330浸泡在第一水溶液360中，體積可變結(jié)構(gòu)330反復(fù)地膨脹和收縮。這樣一來(lái)，散布在第一水溶液360中的電子發(fā)射材料341和導(dǎo)電納米顆粒342被注入體積可變結(jié)構(gòu)330中。外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
參照?qǐng)D3F，將圖3E所示的所得產(chǎn)物置入第二容器370容納的第二水溶液380中。第二水溶液380既不包含電子發(fā)射材料341也不包含導(dǎo)電納米顆粒342。當(dāng)向體積可變結(jié)構(gòu)330施加外部刺激或從體積可變結(jié)構(gòu)330撤除外部刺激時(shí)，在體積可變結(jié)構(gòu)330浸泡在第二水溶液380中的條件下，體積可變結(jié)構(gòu)330膨脹。因此，體積可變結(jié)構(gòu)330中的電子發(fā)射材料341基本上垂直于電極310的表面排列。電子發(fā)射材料341由導(dǎo)電納米顆粒342支撐在電極310上。外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光至少一種組成。
然后，當(dāng)如圖3F所示的所得產(chǎn)物除去聚合物320后，在發(fā)射器孔315中形成了包括電子發(fā)射材料341和導(dǎo)電納米顆粒342的發(fā)射器340，如圖3G所示。這樣一來(lái)，就完成了FED?？梢酝ㄟ^(guò)加熱或等離子體處理除去聚合物320。
圖4A到圖4F為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例制造FED的方法的視圖。
參照?qǐng)D4A，在基板400上依次形成陰極電極410、絕緣層412和柵電極414，并在絕緣層412中形成暴露陰極電極410的一部分的發(fā)射器孔415。
參照?qǐng)D4B，在圖4A所示的所得產(chǎn)物的整個(gè)表面上形成預(yù)定厚度的光致抗蝕劑416，并進(jìn)行構(gòu)圖，以暴露陰極電極410的一部分。然后，在光致抗蝕劑416和暴露的陰極電極410的部分上涂布由電子發(fā)射材料441和導(dǎo)電納米顆粒442組成的預(yù)定的聚合物420’。電子發(fā)射材料441可以由選自由CNT、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。導(dǎo)電納米顆粒442可以主要由納米金屬顆粒組成。聚合物420’可以是一種響應(yīng)于外部刺激而可逆地膨脹和收縮的材料，例如EAP和水凝膠。具體而言，聚合物420’可以由選自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種材料組成。
參照?qǐng)D4C，通過(guò)背側(cè)曝光使用光刻工藝構(gòu)圖聚合物420’，在背側(cè)曝光中光致抗蝕劑416用作光掩模，然后除去光致抗蝕劑416。參照?qǐng)D4D，當(dāng)從聚合物420’除去水后，在發(fā)射器孔415中形成了由電子發(fā)射材料441、導(dǎo)電納米顆粒442和聚合物420組成的體積可變結(jié)構(gòu)430，其中聚合物320響應(yīng)于外部刺激而可逆地膨脹和收縮。
參照?qǐng)D4E，將圖4D所示的所得產(chǎn)物置入容器470所容納的水溶液480中。水溶液480既不包含電子發(fā)射材料441也不包含導(dǎo)電納米顆粒442。當(dāng)向體積可變結(jié)構(gòu)430施加外部刺激或者從體積可變結(jié)構(gòu)430撤除外部刺激時(shí)，在體積可變結(jié)構(gòu)430浸泡在水溶液480中的條件下，體積可變結(jié)構(gòu)430膨脹。因此，體積可變結(jié)構(gòu)430中的電子發(fā)射材料441就基本垂直于電極410的表面排列。電子發(fā)射材料441由導(dǎo)電納米顆粒442支撐在電極410上。外部刺激可以是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
然后，當(dāng)從圖4E所示的所得產(chǎn)物除去聚合物420后，在發(fā)射器孔415中形成了由電子發(fā)射材料441和導(dǎo)電納米顆粒442組成的發(fā)射器440，如圖4F所示。這樣就完成了FED的制作。聚合物420可以通過(guò)加熱或等離子體處理除去。
如上所述，使用根據(jù)本發(fā)明的形成發(fā)射器的方法和制造FED的方法，即使在低溫下也可以形成發(fā)射器而且能夠應(yīng)用到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示范性實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行了特定的展示和描述，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離如權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍，可在本發(fā)明中做出各種形式和細(xì)節(jié)的變化。
權(quán)利要求
1.一種形成發(fā)射器的方法，包括在電極上形成由聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，所述聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；將電子發(fā)射材料注入所述體積可變結(jié)構(gòu)中；排列所述電子發(fā)射材料；以及除去所述聚合物以形成所述發(fā)射器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成包括在基板以及形成于基板上的電極上涂布所述聚合物并構(gòu)圖所述聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成還包括從構(gòu)圖的聚合物除去水。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述聚合物包括電活化聚合物或水凝膠。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述聚合物由選自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-異丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明質(zhì)膠、海藻膠質(zhì)、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基銨)、海藻酸鈉、丙稀酰胺、N-異丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纖維素、聚(N，N-乙基氨基乙基 甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種組成。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料是通過(guò)反復(fù)膨脹和收縮所述體積可變結(jié)構(gòu)注入所述體積可變結(jié)構(gòu)中的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，將所述體積可變結(jié)構(gòu)置入包括所述電子發(fā)射材料的第一水溶液中，并反復(fù)向所述體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激和從所述體積可變結(jié)構(gòu)撤除外部刺激，由此實(shí)現(xiàn)所述體積可變結(jié)構(gòu)的反復(fù)膨脹和收縮。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述外部刺激是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料由選自碳納米管、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一水溶液還包括用于在所述電極上支撐所述電子發(fā)射材料的導(dǎo)電納米顆粒，所述導(dǎo)電納米顆粒和所述電子發(fā)射材料一起被注入到所述體積可變結(jié)構(gòu)中。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)膨脹所述體積可變結(jié)構(gòu)排列所述電子發(fā)射材料。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，將所述體積可變結(jié)構(gòu)置入第二水溶液中，并向所述體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激或從所述體積可變結(jié)構(gòu)撤除所施加的外部刺激，由此實(shí)現(xiàn)所述體積可變結(jié)構(gòu)的膨脹。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述外部刺激是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述聚合物通過(guò)加熱或等離子體處理除去。
15.一種形成發(fā)射器的方法，包括在電極上形成由電子發(fā)射材料和聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，所述聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；排列所述電子發(fā)射材料；以及除去所述聚合物以形成發(fā)射器。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成包括在基板以及形成于基板上的電極上涂布所述聚合物并構(gòu)圖所述聚合物。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成還包括從構(gòu)圖的聚合物除去水。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料由選自碳納米管、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線構(gòu)的至少一種組成。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述聚合物由括電活化聚合物或水凝膠組成。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述聚合物由選自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-異丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明質(zhì)膠、海藻膠質(zhì)、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基銨)、海藻酸鈉、丙稀酰胺、N-異丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纖維素、聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種組成。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)還包括用于在所述電極上支撐所述電子發(fā)射材料的導(dǎo)電納米顆粒。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料是通過(guò)膨脹所述體積可變結(jié)構(gòu)排列的。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，將所述體積可變結(jié)構(gòu)置入水溶液中，并向所述體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激和從所述體積可變結(jié)構(gòu)撤除所施加的外部刺激，由此實(shí)現(xiàn)所述體積可變結(jié)構(gòu)的膨脹。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述外部刺激是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
25.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述聚合物通過(guò)加熱或等離子體處理除去。
26.一種制造場(chǎng)致發(fā)射裝置的方法，包括在基板上依次形成陰極電極、絕緣層和柵電極，并在所述絕緣層中形成暴露所述陰極電極一部分的發(fā)射器孔；在所述發(fā)射器孔中形成由聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，所述聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；將電子發(fā)射材料注入所述體積可變結(jié)構(gòu)中；排列所述電子發(fā)射材料；以及除去所述聚合物以形成發(fā)射器。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成包括在所述柵電極和所述陰極電極上涂布光致抗蝕劑并構(gòu)圖所述光致抗蝕劑，以暴露所述陰極電極的一部分；在所述光致抗蝕劑和所述暴露的陰極電極的頂表面上涂布所述聚合物；通過(guò)背側(cè)曝光使用光刻工藝構(gòu)圖所述聚合物，其中所述光致抗蝕劑用作光掩模；以及除去所述光致抗蝕劑。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成還包括從已構(gòu)圖聚合物除去水。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述聚合物由電活化聚合物或水凝膠組成。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述聚合物由選自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-異丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明質(zhì)膠、海藻膠質(zhì)、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基銨)、海藻酸鈉、丙稀酰胺、N-異丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纖維素、聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種組成。
31.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料是通過(guò)反復(fù)膨脹和收縮所述體積可變結(jié)構(gòu)注入所述體積可變結(jié)構(gòu)中的。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，將所述體積可變結(jié)構(gòu)置入包括所述電子發(fā)射材料的第一水溶液中，并反復(fù)向所述體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激和從所述體積可變結(jié)構(gòu)撤除外部刺激，由此實(shí)現(xiàn)所述體積可變結(jié)構(gòu)的反復(fù)膨脹和收縮。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述外部刺激是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料由選自碳納米管、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第一水溶液還包括用于在所述電極上支撐所述電子發(fā)射材料的導(dǎo)電納米顆粒，所述導(dǎo)電納米顆粒和所述電子發(fā)射材料一起被注入到所述體積可變結(jié)構(gòu)中。
36.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，通過(guò)膨脹所述體積可變結(jié)構(gòu)排列所述電子發(fā)射材料。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，將已經(jīng)注入所述電子發(fā)射材料的所述體積可變結(jié)構(gòu)置入第二水溶液中，并向所述體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激或從所述體積可變結(jié)構(gòu)撤除所施加的外部刺激，由此實(shí)現(xiàn)所述體積可變結(jié)構(gòu)的膨脹。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述外部刺激是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
39.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述聚合物通過(guò)加熱或等離子體處理除去。
40.一種制造場(chǎng)致發(fā)射裝置的方法，包括在基板上依次形成陰極電極、絕緣層和柵電極，并在所述絕緣層中形成暴露所述陰極電極一部分的發(fā)射器孔；在電極上形成由電子發(fā)射材料和聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，所述聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；排列所述電子發(fā)射材料；以及除去所述聚合物以形成發(fā)射器。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成包括在所述柵電極和所述陰極電極上涂布光致抗蝕劑并構(gòu)圖所述光致抗蝕劑，以暴露所述陰極電極的一部分；在所述光致抗蝕劑和所述暴露的陰極電極的頂表面上涂布所述聚合物；通過(guò)背側(cè)曝光使用光刻工藝構(gòu)圖所述聚合物，其中所述光致抗蝕劑用作光掩模；以及除去所述光致抗蝕劑。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)的形成還包括從構(gòu)圖的聚合物除去水。
43.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料由選自碳納米管、無(wú)定形碳、納米金剛石、金屬納米線和金屬氧化物納米線的至少一種組成。
44.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述聚合物由電活化聚合物或水凝膠組成。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，所述聚合物由選自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-異丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明質(zhì)膠、海藻膠質(zhì)、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基銨)、海藻酸鈉、丙稀酰胺、N-異丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纖維素、聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脫乙酰殼多糖和明膠的至少一種組成。
46.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述體積可變結(jié)構(gòu)還包括用于在所述電極上支撐所述電子發(fā)射材料的導(dǎo)電納米顆粒。
47.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述電子發(fā)射材料是通過(guò)膨脹所述體積可變結(jié)構(gòu)排列的。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其中，將所述體積可變結(jié)構(gòu)置入水溶液中，并向所述體積可變結(jié)構(gòu)施加外部刺激和從所述體積可變結(jié)構(gòu)撤除所施加的外部刺激，由此實(shí)現(xiàn)所述體積可變結(jié)構(gòu)的膨脹。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述外部刺激是選自溫度、pH、電場(chǎng)和光的至少一種。
50.如權(quán)利要求40所述的方法，其中所述聚合物通過(guò)加熱或等離子體處理除去。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種形成發(fā)射器的方法以及一種利用該方法制造場(chǎng)致發(fā)射裝置(FED)的方法。形成發(fā)射器的方法包括在電極上形成由聚合物組成的體積可變結(jié)構(gòu)，該聚合物響應(yīng)于外部刺激可逆地膨脹和收縮；將電子發(fā)射材料注入體積可變結(jié)構(gòu)中；排列電子發(fā)射材料；以及除去聚合物以形成發(fā)射器。
文檔編號(hào)H01J9/02GK1734698SQ200510087978
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者許廷娜, 樸相鉉, 鄭太遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社