專利名稱：：碳納米管發(fā)射器的形成方法及場致發(fā)射顯示器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種形成碳納米管發(fā)射器的方法及使用該碳納米管發(fā)射器的場致發(fā)射顯示器的制造方法，更確切地，涉及一種利用簡單的工藝形成無雜質(zhì)碳納米管發(fā)射器的方法和使用該碳納米管發(fā)射器的場致發(fā)射顯示器的制造方法。
背景技術(shù)：
：顯示器作為重要的信息傳遞媒介的典型應用是個人電腦的監(jiān)視器和電視屏幕。顯示器包括利用高速熱電子發(fā)射的陰極射線管(CRT)和平板顯示器。平板顯示器包括液晶顯示器(LCD)、等離子顯示板(PDP)和場致發(fā)射顯示器(FED)。FED是一種能夠通過場發(fā)射器和柵電極(gateelectrode)之間的強電場從以規(guī)則間隔分布在陰極電極上的場發(fā)射器發(fā)射電子、并通過電子與陽極電極的熒光材料碰撞而發(fā)光的顯示器。由金屬、如鉬(Mo)形成的微尖(micro-tip)被廣泛地用作場發(fā)射器，但近來采用碳納米管(CNT)發(fā)射器。因為采用CNT發(fā)射器的FED具有寬視角、高分辨率、低功耗和溫度穩(wěn)定性的優(yōu)點，所以在汽車導航裝置或電子圖像顯示器的取景器方面也有很高的應用性。另外，采用CNT發(fā)射器的FED可以用作個人電腦、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、醫(yī)療設(shè)備的可更換顯示器或高清晰度電視。它也可以用作液晶顯示器背光的FED發(fā)射器。通常使用兩種常規(guī)的方法形成CNT發(fā)射器。第一種方法包括通過在襯底上生長CNT形成CNT發(fā)射器，第二種方法包括通過制造CNT糊料(paste)機械地形成發(fā)射器。當利用第一種方法時，因為CNT必須在襯底上生長，所以難以形成大尺寸器件。另外，當玻璃用作襯底時，依據(jù)生長的方法，高溫成為一個問題，因此在此領(lǐng)域需要進一步的研究。另一方面，利用第二種方法時，在機械形成發(fā)射器期間，純碳納米管中可能會包含雜質(zhì)，如粘合劑(binder)、樹脂或填充物。已知雜質(zhì)對碳納米管發(fā)射器的壽命和穩(wěn)定性有負面影響。另外，在碳納米管的純化過程中會發(fā)生大量的缺陷。這些缺陷也會減短碳納米管的壽命。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述及其它問題，本發(fā)明提供了一種利用簡單的工藝制造無雜質(zhì)碳納米管發(fā)射器的方法以及使用該碳納米管發(fā)射器的FED的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造碳納米管發(fā)射器的方法，包括在其上形成有多個電極的襯底上形成碳納米管層，在碳納米管層上涂覆光致抗蝕劑，對光致抗蝕劑進行構(gòu)圖使得所述光致抗蝕劑只保留在所述電極上方，通過利用圖案化的光致抗蝕劑作為蝕刻掩模進行蝕刻來去除碳納米管層的暴露部分，以及去除圖案化的光致抗蝕劑并在電極上形成碳納米管發(fā)射器。碳納米管層可以通過在電極和襯底上涂覆溶劑和碳納米管的混合物而形成，并且通過旋涂法或臺面涂覆法(tablecoatingmethod)涂覆溶劑和碳納米管的混合物?？梢岳梅磻x子蝕刻法蝕刻碳納米管層，可以在氧氣氛下通過等離子處理蝕刻碳納米管層。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造FED器件的方法，包括在襯底上依次形成陰極、絕緣層和柵電極；通過蝕刻絕緣層和柵電極而形成暴露一部分陰極的發(fā)射器孔；在柵電極、絕緣層和陰極上形成碳納米管層；在碳納米管層上涂覆光致抗蝕劑；對光致抗蝕劑進行構(gòu)圖使得光致抗蝕劑只保留在發(fā)射器孔底部的中心部分中；通過利用圖案化的光致抗蝕劑作為蝕刻掩模進行蝕刻，去除碳納米管層的暴露部分；以及去除圖案化的光致抗蝕劑并在發(fā)射器孔中的陰極上形成碳納米管發(fā)射器。圖1A至1E是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的碳納米管發(fā)射器制造方法的截面圖；圖2A至2C是在根據(jù)圖1A至1E所示方法形成碳納米管發(fā)射器時獲得的SEM圖像；以及圖3A至3F是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的FED器件制造方法的截面圖。具體實施例方式以下將參考表示本發(fā)明實施例的附圖更全面地描述本發(fā)明。附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。圖1A至1E是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的碳納米管發(fā)射器制造方法的截面圖。參見圖1A，制備襯底10，其上以預定分布形成多個電極12。玻璃可以用作襯底10，電極12可以由透明導電材料組成，如氧化銦錫(ITO)。電極12可以以條狀形成在襯底10上。在襯底10和電極12上形成預定厚度的碳納米管層14。更具體地說，可以使用旋涂法或臺面涂覆法在襯底10和電極12的整個表面上涂覆以1∶1的比例混合的溶劑與碳納米管的混合物來形成碳納米管層14?？梢岳眯糠ɑ蚺_面涂覆法實現(xiàn)大尺寸器件的形成。圖2A是形成在襯底10上的碳納米管層14的SEM圖像。參見圖1B，在碳納米管層14上沉積光致抗蝕劑16。參見圖1C，將光致抗蝕劑16構(gòu)圖為預定的形狀。結(jié)果是只在電極12的正上方保留了圖案化的光致抗蝕劑16’。圖2B是形成在碳納米管層14上的圖案化光致抗蝕劑16’的SEM圖像。參見圖1D，利用圖案化的光致抗蝕劑16’作為蝕刻掩模，蝕刻暴露的碳納米管層14，由此暴露襯底10的上表面?？梢岳梅磻x子蝕刻法(RIE)蝕刻碳納米管層14。用于蝕刻碳納米管層14的RIE方法可以通過在氧氣氛下的等離子處理來執(zhí)行。由此在電極12上形成碳納米管發(fā)射器14’。參見圖1E，通過剝離器、如納米剝離器去除圖案化的光致抗蝕劑16’。結(jié)果，在電極12上只剩下碳納米管發(fā)射器14’。圖2C是形成在襯底10上的碳納米管發(fā)射器14’的SEM圖像。圖3A至3F是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的FED制造方法的截面圖。參見圖3A，在襯底110上依次形成陰極112、絕緣層120和柵電極122之后，通過蝕刻絕緣層120和柵電極122形成暴露部分陰極112的發(fā)射器孔130。襯底110可以由玻璃形成。陰極112可以由透明導電材料如ITO形成，柵電極122可以由導電金屬如鉻形成。更具體地說，在襯底110上沉積預定厚度的由ITO形成的陰極層之后，可以通過將陰極電極層構(gòu)圖為預定的形狀、如條形來形成陰極112。然后，在陰極112和襯底110的整個表面上形成預定厚度的絕緣層120。然后，在絕緣層120上形成柵電極層?？梢岳脼R射法由導電金屬形成預定厚度的柵電極層，并且可以通過將柵極電極層構(gòu)圖為預定的形狀來形成柵電極122。然后，可以通過利用柵電極122作為蝕刻掩模蝕刻暴露的絕緣層120，來形成發(fā)射器孔130。結(jié)果，通過發(fā)射器孔130暴露一部分陰極112。參見圖3B，在圖3A中所得的產(chǎn)品上形成預定厚度的碳納米管層114。更具體地說，可以利用旋涂法或臺面涂覆法在陰極112、絕緣層120和柵電極122上涂覆以1∶1的比例混合的溶劑與碳納米管的混合物而形成碳納米管層114。參見圖3C，在碳納米管層114上涂覆光致抗蝕劑116。然后，參見圖3D，將光致抗蝕劑116構(gòu)圖為預定的形狀。結(jié)果，只在發(fā)射器孔130底部的中心部分上保留圖案化的光致抗蝕劑116’。參見圖3E，通過利用圖案化的光致抗蝕劑116’作為蝕刻掩模進行蝕刻，來去除暴露的碳納米管層114?？梢岳梅磻x子蝕刻法(RIE)蝕刻碳納米管層114。用于蝕刻碳納米管層114的RIE方法可以通過在氧氣氛下的等離子處理來執(zhí)行。由此，在陰極112上形成碳納米管發(fā)射器114’。參見圖3F，在去除圖案化的光致抗蝕劑116’之后，在陰極112上只剩下碳納米管發(fā)射器114’。根據(jù)本發(fā)明的碳納米管發(fā)射器具有下列優(yōu)點。首先，因為碳納米管發(fā)射器可以以預期的形式形成在預期的位置上，所以碳納米管發(fā)射器不僅可以很容易地應用到FED，而且還可以應用到背光。第二，可以通過簡單的工藝形成無缺陷的碳納米管發(fā)射器，并且可以無需生長方法而實現(xiàn)大尺寸顯示器的形成。第三，因為在碳納米管中不包含雜質(zhì)，所以與糊料法(pastemethod)不同，可以實現(xiàn)碳納米管發(fā)射器的長壽命和穩(wěn)定性。第四，因為可以形成碳納米管發(fā)射器的精細圖案，所以可以很容易地制造高分辨率的器件。雖然已參考其優(yōu)選實施例具體展示并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的主旨和范圍的前提下，可以對本發(fā)明進行形式和細節(jié)上的各種變化。權(quán)利要求1.一種碳納米管發(fā)射器的制造方法，包括在其上形成有多個電極的一襯底上形成一碳納米管層；在所述碳納米管層上涂覆一光致抗蝕劑；對所述光致抗蝕劑進行構(gòu)圖，使得所述光致抗蝕劑只保留在所述電極上方；通過利用圖案化的光致抗蝕劑作為蝕刻掩模進行蝕刻，來去除所述碳納米管層的暴露部分；以及去除所述圖案化的光致抗蝕劑并在所述電極上形成所述碳納米管發(fā)射器。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過在所述電極和所述襯底上涂覆溶劑和碳納米管的混合物而形成所述碳納米管層。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中通過旋涂法或臺面涂覆法涂覆所述溶劑和碳納米管的混合物。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中利用反應離子蝕刻法蝕刻所述碳納米管層。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中在氧氣氛下通過等離子處理蝕刻所述碳納米管層。6.一種場致發(fā)射顯示器件的制造方法，包括在一襯底上依次形成一陰極、一絕緣層和一柵電極；通過蝕刻所述絕緣層和所述柵電極而形成暴露部分所述陰極的發(fā)射器孔；在所述柵電極、所述絕緣層和所述陰極上形成一碳納米管層；在所述碳納米管層上涂覆一光致抗蝕劑；對所述光致抗蝕劑進行構(gòu)圖，使得所述光致抗蝕劑只保留在所述發(fā)射器孔底部的中心部分中；通過利用圖案化的光致抗蝕劑作為蝕刻掩模進行蝕刻，去除所述碳納米管層的暴露部分；以及去除所述圖案化的光致抗蝕劑并在所述發(fā)射器孔中所述陰極上形成一碳納米管發(fā)射器。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中通過在所述襯底的整個表面上涂覆一溶劑和碳納米管的混合物而形成所述碳納米管層。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中通過旋涂法或臺面涂覆法涂覆所述溶劑和碳納米管的混合物。9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中利用反應離子蝕刻法蝕刻所述碳納米管層。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在氧氣氛下通過等離子處理蝕刻所述碳納米管層。全文摘要提供了一種形成碳納米管發(fā)射器的方法和使用該碳納米管發(fā)射器的FED的制造方法。形成碳納米管發(fā)射器的方法包括在其上形成有多個電極的襯底上形成碳納米管層；在碳納米管層上涂覆光致抗蝕劑；對光致抗蝕劑進行構(gòu)圖使得光致抗蝕劑只保留在電極上方；通過利用圖案化的光致抗蝕劑作為蝕刻掩模進行蝕刻，來去除碳納米管層的暴露部分；以及去除光致抗蝕劑圖案并在電極上形成碳納米管發(fā)射器。文檔編號H01J1/30GK1622252SQ200410095058公開日2005年6月1日申請日期2004年11月23日優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日發(fā)明者樸相鉉申請人:三星Sdi株式會社