專利名稱：碳納米管發(fā)射器及利用其的場(chǎng)發(fā)射器件及它們的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳納米管發(fā)射器及其制造方法，以及使用碳納米管的場(chǎng)發(fā)射器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)碳納米管的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和電特性已知后，就有進(jìn)行將碳納米管應(yīng)用到諸如場(chǎng)發(fā)射器件(FED)、晶體管以及二次電池的器件的研究。特別地，作為場(chǎng)發(fā)射器件的發(fā)射器的碳納米管具有低驅(qū)動(dòng)電壓、高亮度、節(jié)省成本等很多優(yōu)勢(shì)。用于制造碳納米管發(fā)射器的方法的例子包括使用碳納米管粉末的絲網(wǎng)印刷、以及使用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法。使用化學(xué)氣相沉積的碳納米管生長(zhǎng)方法具有使得制造高分辯率顯示裝置成為可能的優(yōu)點(diǎn)，并且因?yàn)樗诨迳现苯由L(zhǎng)碳納米管而具有簡(jiǎn)單的工藝。因此，碳納米管生長(zhǎng)的研究進(jìn)展活躍。化學(xué)氣相沉積的有代表性的例子包括等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)以及熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)。
為制造更優(yōu)異的場(chǎng)發(fā)射器件，作為發(fā)射器的碳納米管應(yīng)該具有較低的驅(qū)動(dòng)電壓和較高的電子發(fā)射電流并且在大區(qū)域上表現(xiàn)出一致的電子發(fā)射特性。為具有較低的驅(qū)動(dòng)電壓和較高的電子發(fā)射電流，碳納米管應(yīng)該具有較細(xì)的直徑和適當(dāng)?shù)拿芏?。因?yàn)樘技{米管的直徑由管上的催化劑金屬的尺寸確定，這就需要形成和控制具有較小尺寸的催化劑顆粒從而合成具有較細(xì)直徑的碳納米管。進(jìn)一步，為調(diào)整碳納米管的密度，所生長(zhǎng)的碳納米管具有單向是必需的。為在大區(qū)域上得到一致的電子發(fā)射特性，生長(zhǎng)系統(tǒng)提供一致的溫度分布是必需的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供表現(xiàn)出一致的電子發(fā)射特性的具有低驅(qū)動(dòng)電壓以及高電子發(fā)射電流的碳納米管發(fā)射器其制造方法，以及使用碳納米管發(fā)射器的場(chǎng)發(fā)射器件極其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)發(fā)面，提供一種碳納米管發(fā)射器，包括多個(gè)固定在基板上平行于基板的第一碳納米管；以及多個(gè)形成在第一碳納米管的表面上的第二碳納米管。
多個(gè)納米催化劑顆粒可呈現(xiàn)在第一碳納米管的表面上，并且第二碳納米管可從納米催化劑顆粒生長(zhǎng)和形成。
納米催化劑可由鎳(Ni)或因瓦合金(Invar alloy)形成。
優(yōu)選地，第一碳納米管具有直徑為30到100nm，并且第二碳納米管具有直徑為1到10nm。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造碳納米管發(fā)射器的方法，包括在其上形成有催化劑材料層的第一基板上生長(zhǎng)多個(gè)第一碳納米管；從第一基板分離第一碳納米管以及將第一分離的碳納米管浸入分散溶液(dispersionsolution)；用分散溶液涂覆第二基板并且在預(yù)定溫度烘焙第二涂覆的基板以在第二基板上平行于該第二基板固定第一碳納米管；以及在第一碳納米管的表面上從多個(gè)納米催化劑顆粒生長(zhǎng)多個(gè)第二碳納米管。
催化劑材料層可由鎳(Ni)或因瓦合金形成。
優(yōu)選地，第一碳納米管通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)垂直生長(zhǎng)在第一基板上。
第一碳納米管通過超聲波與第一基板分離，并且分散溶液可為異丙醇(IPA)或者去離子水。分散溶液可包含充電劑(charging agent)。
分散溶液可通過電泳或旋涂涂覆，涂覆的分散溶液可在70到100℃的溫度烘焙。
優(yōu)選地，第二碳納米管通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)。
再根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種場(chǎng)發(fā)射器件，包括基板；形成在基板上的陰極電極；形成在所述基板上方的絕緣層以覆蓋陰極電極并且具有以暴露部分陰極電極的發(fā)射器孔；形成在絕緣層上的柵極電極；以及形成在通過發(fā)射器孔暴露的陰極電極上的碳納米管發(fā)射器，其中碳納米管發(fā)射器包括多個(gè)固定在陰極電極上的平行于陰極電極的第一碳納米管，以及形成在第一碳納米管的表面上的多個(gè)第二碳納米管。
再根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造場(chǎng)發(fā)射器件的方法，包括在其上形成有催化劑材料層的第一基板上生長(zhǎng)多個(gè)第一碳納米管；從第一基板分離第一碳納米管并且將第一分離的碳納米管浸入分散溶液；然后在第二基板上形成陰極電極、絕緣層，以及柵極電極，并且形成發(fā)射器孔以暴露部分陰極電極；用光致抗蝕劑涂覆柵極電極的上表面以及發(fā)射器孔的內(nèi)壁以覆蓋它們，并且圖案化光致抗蝕劑以暴露發(fā)射器孔下面的陰極電極；用分散溶液涂覆光致抗蝕劑以及暴露的陰極電極，并且在預(yù)定的溫度烘焙它們；去除光致抗蝕劑以保留在暴露的陰極電極上的第一碳納米管；以及從第一碳納米管的表面上的多個(gè)納米催化劑顆粒生長(zhǎng)多個(gè)第二碳納米管。
再根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種顯示裝置，包括以特定距離相互間隔設(shè)置的下部和上部基板；形成在下部基板上的陰極電極；形成在下部基板上方以覆蓋陰極電極的絕緣層，絕緣層具有發(fā)射器孔以暴露部分陰極電極；形成在絕緣層上的柵極電極；形成在通過發(fā)射器孔被暴露的陰極電極上的碳納米管發(fā)射器，碳納米管發(fā)射器包括多個(gè)固定到陰極電極上的平行于陰極電極的第一碳納米管，以及多個(gè)形成在第一碳納米管的表面上的第二碳納米管；形成在上部基板的底面上的陽極電極；以及形成在陽極電極的底面上的磷層。


通過參照附圖詳細(xì)說明其示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見，在附圖中圖1A和1B為掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，示出了通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)在基板上的碳納米管；圖2A和2B為SEM圖像，示出了通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)在基板上的碳納米管；圖3A到3D示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造碳納米管發(fā)射器的方法；圖4為透射電子顯微鏡(TEM)圖像，示出了呈現(xiàn)在通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)的第一碳納米管側(cè)面的納米催化劑顆粒；圖5A到5D為根據(jù)本發(fā)明的方法生長(zhǎng)的第二碳納米管的TEM圖像；圖6A到6F示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造場(chǎng)發(fā)射器件的方法；以及圖7為應(yīng)用有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的碳納米管的顯示裝置的示意橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以許多不同形式實(shí)施并且不應(yīng)解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。相反，為使本公開徹底和完善，并且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地表達(dá)本發(fā)明的范圍，提供了這些實(shí)施例。在圖中，為清晰起見層和區(qū)域的厚度都放大了。在全部說明中，相同的附圖標(biāo)記表示相同部件。首先，討論使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)的碳納米管的生長(zhǎng)。
<實(shí)驗(yàn)例1>
圖1A和1B為掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，示出了通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)在基板上的碳納米管。
圖1A示出了在形成在玻璃基板上的未圖案化的催化劑金屬層上生長(zhǎng)了30分鐘的碳納米管。圖1A所示的碳納米管垂直生長(zhǎng)在基板上，碳納米管的長(zhǎng)度為大約5μm并且直徑為大約50到80nm。圖1B示出了通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)在催化劑金屬層上已生長(zhǎng)了20分鐘的碳納米管，其中催化劑金屬層通過光刻工藝已被圖案化成直徑為10μm的盤形狀。參照?qǐng)D1B，可以看出碳納米管選擇性地生長(zhǎng)在圓形催化劑金屬層圖案上。生長(zhǎng)的碳納米管表現(xiàn)出長(zhǎng)度和直徑分布，其中長(zhǎng)度為大約3μm并且直徑為大約50到80nm。
用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)的碳納米管生長(zhǎng)方法具有優(yōu)勢(shì)，即能夠在基板上垂直生長(zhǎng)碳納米管，并且與其他生長(zhǎng)方法相比能夠在相對(duì)較低溫度合成碳納米管。碳納米管的垂直生長(zhǎng)依賴于在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)內(nèi)陽極電極和陰極電極之間施加的電場(chǎng)的方向。這允許碳納米管的生長(zhǎng)方向根據(jù)電場(chǎng)的方向調(diào)整。另外，這種方法具有優(yōu)勢(shì)，即容易通借助于電場(chǎng)調(diào)整密度和發(fā)射電子，因?yàn)樘技{米管的生長(zhǎng)方向是一致的。然而，這種方法也有不利，即生長(zhǎng)一致的碳納米管是困難的，并且低溫生長(zhǎng)的碳納米管由于它們的相對(duì)大直徑而具有不好的電場(chǎng)發(fā)射特性。
<實(shí)驗(yàn)例2>
圖2A和2B為SEM圖像，示出了通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)在基板上的碳納米管。
平板基板(圖2A)和圖案化基板(圖2B)上的碳納米管在隨機(jī)方向生長(zhǎng)。碳納米管示出為相互纏結(jié)。生長(zhǎng)的碳納米管直徑為大約40到50nm，它比通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)的碳納米管更細(xì)，并且生長(zhǎng)長(zhǎng)度為大約4μm。
這種熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)具有優(yōu)勢(shì)，即由于整個(gè)樣本的恒溫碳納米管的生長(zhǎng)一致性是非常卓越的，并且能夠形成具有低的電子發(fā)射初始電壓(即，導(dǎo)通電壓)碳納米管，因?yàn)榈入x子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)相比，能夠生長(zhǎng)更細(xì)直徑的碳納米管。然而，熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)不利在于碳納米管的生長(zhǎng)方向不恒定，因?yàn)榕c等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)不同，生長(zhǎng)碳納米管時(shí)電場(chǎng)不施加于基板，并且與其他生長(zhǎng)方法相比，它需要更高的生長(zhǎng)溫度，因?yàn)槭褂脽崮苡糜跉怏w分解。
<實(shí)施例1>
圖3A到3D示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造碳納米管發(fā)射器的方法。
參照?qǐng)D3A，催化劑材料層(未示出)沉積在第一基板100上，并且多個(gè)碳納米管110通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)垂直生長(zhǎng)在催化劑材料層上。第一生長(zhǎng)的碳納米管110可具有大約30到100nm的直徑。玻璃基板或硅片可用作第一基板100。用于生長(zhǎng)第一碳納米管110的催化劑材料層可由Ni或因瓦合金形成。因瓦合金成分為52mol％的Fe、42mol％的Ni以及6mol％的Co。
同時(shí)，生長(zhǎng)第一碳納米管110中使用的催化劑材料層通過第一碳納米管110的碳層和催化劑材料層之間的應(yīng)力而細(xì)碎，并且以顆粒形式固定在第一生長(zhǎng)的碳納米管110的表面上。這樣，多個(gè)納米催化劑顆粒115未凝塊而是均勻地呈現(xiàn)在第一碳納米管110的表面上，其通過本發(fā)明中使用的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)。在這種情形下，納米催化劑顆粒115的尺寸可以為大約1到10nm。圖4是透射電子顯微鏡(TEM)圖像，示出了呈現(xiàn)在過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)的第一碳納米管表面上的納米催化劑顆粒(用箭頭標(biāo)示)。
參照?qǐng)D3B，第一碳納米管110與第一基板100分離并且浸入分散溶液120從而均勻分散。在這種情形下，可使用超聲波來分離第一碳納米管110。異丙醇(IPA)或者去離子水(DI水)可用作分散溶液120。同時(shí)，諸如MgNO3的充電劑可添加到分散溶液120內(nèi)，以使第一碳納米管110很好地附著于第二基板(圖3C中的130)。
參照?qǐng)D3C，第二基板130被涂覆其中均勻分布有第一碳納米管110的分散溶液120，使得第一碳納米管110平行于第二基板130均勻排列在第二基板130上。這時(shí)，可使用電泳或旋涂以涂覆分散溶液120。涂覆的分散溶液120在溫度大約為70到100℃烘焙，使得第一碳納米管110固定到第二基板130的一側(cè)。
參照?qǐng)D3D，多個(gè)具有細(xì)微直徑的第二碳納米管150通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)在固定在第二基板130上的第一碳納米管110每個(gè)的表面上。在這個(gè)過程中，第二碳納米管150從第一碳納米管110的表面上的納米催化劑顆粒115以隨機(jī)方向生長(zhǎng)。第二碳納米管150可具有大約1到10nm的直徑。圖5A到5D為通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)從第一碳納米管表面生長(zhǎng)的第二碳納米管的TEM圖像。參照?qǐng)D5A到5D，可以看出，第二碳納米管從第一碳納米管的表面上的納米催化劑顆粒生長(zhǎng)，該第一碳納米管通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)生長(zhǎng)。另外，可以看出，第二碳納米管具有與第一碳納米管表面上的納米催化劑顆粒的直徑相同的直徑，并且在隨機(jī)方向生長(zhǎng)。
<實(shí)施例2>
下面，將討論通過應(yīng)用用于制造上述實(shí)施例的制造碳納米管發(fā)射器的方法，來制造場(chǎng)發(fā)射器件的方法。
圖6A到6F示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射器件的方法。
參照?qǐng)D6A，多個(gè)第一碳納米管210通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)垂直生長(zhǎng)在其上形成有催化劑材料層的第一基板200上。第一形成的碳納米管210具有的直徑為大約30到100nm。納米催化劑顆粒215呈現(xiàn)在第一生長(zhǎng)的碳納米管210的表面上，如上所述，其中納米催化劑顆粒215可由例如Ni或因瓦合金形成為具有大約1到10nm的尺寸。
參照?qǐng)D6B，第一碳納米管210通過例如超聲波從第一基板200分離，并且浸入諸如異丙醇(IPA)或者去離子水(DI水)的分散溶液220從而均勻分散。
參照?qǐng)D6C，陰極電極232、絕緣層234、以及柵極電極236順序形成在第二基板230上，并且發(fā)射器孔240形成在絕緣層234內(nèi)，以暴露部分陰極電極232。在這種情形下，通常玻璃基板可用作第二基板230。陰極電極232可由導(dǎo)電透明材料的氧化銦錫(ITO)形成，并且柵極電極236可由導(dǎo)電材料例如鉻(Cr)形成。特別地，陰極電極232通過在基板230上沉積ITO的陰極電極層至預(yù)定厚度以及圖案化沉積的陰極電極層為例如帶狀的預(yù)定形狀而形成。然后絕緣層234在陰極電極232和第二基板230的整個(gè)表面上形成至預(yù)定厚度。隨后，柵極電極層形成在絕緣層234上，柵極電極層通過例如濺射沉積導(dǎo)電金屬至預(yù)定厚度形成。柵極電極236通過圖案化該柵極電極層為預(yù)定形狀形成。通過柵極電極236暴露的絕緣層234然后被蝕刻以形成暴露部分陰極電極232的發(fā)射器孔240。
然后光致抗蝕劑238被涂覆到預(yù)定厚度以覆蓋柵極電極236的上表面以及發(fā)射器孔240的內(nèi)壁，并且被圖案化從而暴露位于發(fā)射器孔240下面的陰極電極232。
參照?qǐng)D6D，其中均勻分布有第一碳納米管210的分散溶液220涂覆在圖6C所示的產(chǎn)物整個(gè)表面上。這時(shí)，可使用電泳或旋涂來涂覆分散溶液220。涂覆的分散溶液220然后在大約70到100℃的溫度烘焙，使得第一碳納米管210固定到光致抗蝕劑238及暴露的陰極電極232的一側(cè)。
參照?qǐng)D6E，光致抗蝕劑230通過例如丙酮被去除，使得只有固定到暴露的陰極電極232的至少一個(gè)第一碳納米管210保留。
參照?qǐng)D6F，具有細(xì)微直徑的多個(gè)第二碳納米管250通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)在固定到陰極電極232的第一碳納米管210的表面上。在此過程中，第二碳納米管250從第一碳納米管210的表面的納米催化劑顆粒215以隨機(jī)方向生長(zhǎng)。第二碳納米管250具有可大約1到10nm的直徑。
<應(yīng)用例>
圖7為應(yīng)用上述場(chǎng)發(fā)射器件的顯示裝置的示意橫截面圖。
參照?qǐng)D7，下部基板330和上部基板360設(shè)置為相互間隔特定距離。陰極電極332形成在下部基板330上，并且具有暴露部分陰極電極332的發(fā)射器孔340的絕緣層334形成在陰極電極332上。柵極電極336形成在絕緣層334上。碳納米管發(fā)射器形成在陰極電極332上，其通過發(fā)射器孔340暴露。在這種情形下，碳納米管發(fā)射器由平行于陰極電極332地固定到陰極電極332的至少一個(gè)第一碳納米管310，以及形成在第一碳納米管310上的多個(gè)第二碳納米管350構(gòu)成。在這種情形下，多個(gè)納米催化劑顆粒315呈現(xiàn)在第一碳納米管310的表面上，并且第二碳納米管350通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)從納米催化劑顆粒315上生長(zhǎng)和形成。同時(shí)，對(duì)應(yīng)于陰極電極332的陽極電極362形成在上部基板360的底面上，并且熒光層(phosphor layer)364形成在陽極電極362的底面上。
如上所述，本發(fā)明具有下述效果第一，通過在第一碳納米管的表面上形成具有納米尺寸的直徑的多個(gè)第二碳納米管，能夠得到低的電子發(fā)射電壓。
第二，通過在第一碳納米管的表面上均勻分布第二碳納米管，能夠得到一致的電子發(fā)射特性。
第三，通過調(diào)整第一碳納米管的濃度，能夠控制發(fā)射器密度。
第四，由于分散溶液的使用，本發(fā)明易于應(yīng)用到大尺寸器件。
盡管本發(fā)明參照其實(shí)施例進(jìn)行了特定示出和描述，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明的下面權(quán)利要求所定義的精神和范圍可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種碳納米管發(fā)射器，包括多個(gè)平行于基板地固定在所述基板上的第一碳納米管；以及多個(gè)形成在所述第一碳納米管表面上的第二碳納米管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中多個(gè)納米催化劑顆粒呈現(xiàn)在所述第一碳納米管的所述表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射器，其中所述第二碳納米管從所述納米催化劑顆粒生長(zhǎng)和形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射器，其中所述納米催化劑顆粒由鎳(Ni)或因瓦合金形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中所述第一碳納米管具有30到100nm的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中所述第二碳納米管具有1到10nm的直徑。
7.一種制造碳納米管發(fā)射器的方法，包括在其上形成有催化劑材料層的第一基板上生長(zhǎng)多個(gè)第一碳納米管；從所述第一基板分離所述第一碳納米管以及將所述第一分離的碳納米管浸入分散溶液；用所述分散溶液涂覆第二基板并且在預(yù)定溫度烘焙所述第二涂覆的基板從而在所述第二基板上平行于所述第二基板固定所述第一碳納米管；以及從所述第一碳納米管的所述表面上的多個(gè)納米催化劑顆粒生長(zhǎng)多個(gè)第二碳納米管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述催化劑材料層由鎳(Ni)或因瓦合金形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一碳納米管通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)垂直生長(zhǎng)在所述第一基板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一碳納米管通過超聲波與所述第一基板分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分散溶液為異丙醇(IPA)或者去離子水。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分散溶液包含充電劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分散溶液通過電泳或旋涂被涂覆。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分散溶液在70到100℃的溫度烘焙。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二碳納米管通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)。
16.一種場(chǎng)發(fā)射器件，包括基板；形成在所述基板上的陰極電極；形成在所述基板上方從而覆蓋所述陰極電極并且具有暴露部分所述陰極電極的發(fā)射器孔的絕緣層；形成在所述絕緣層上的柵極電極；以及形成在通過所述發(fā)射器孔暴露的所述陰極電極上的碳納米管發(fā)射器，其中所述碳納米管發(fā)射器包括平行于所述陰極電極地固定在所述陰極電極上的多個(gè)第一碳納米管、以及形成在所述第一碳納米管的表面上的多個(gè)第二碳納米管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中多個(gè)納米催化劑顆粒呈現(xiàn)在所述第一碳納米管的所述表面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中所述第二碳納米管從所述納米催化劑顆粒生長(zhǎng)和形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中所述納米催化劑顆粒由鎳(Ni)或因瓦合金形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中所述第一碳納米管具有30到100nm的直徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中所述第二碳納米管具有1到10nm的直徑。
22.一種制造場(chǎng)發(fā)射器件的方法，包括在其上形成有催化劑材料層的第一基板上生長(zhǎng)多個(gè)第一碳納米管；從所述第一基板分離所述第一碳納米管并且將所述第一分離的碳納米管浸入分散溶液；在第二基板上順序形成陰極電極、絕緣層、以及柵極電極，并且形成發(fā)射器孔從而暴露部分所述陰極電極；用光致抗蝕劑涂覆所述柵極電極的上表面以及所述發(fā)射器孔的內(nèi)壁從而覆蓋它們，并且圖案化所述光致抗蝕劑從而暴露所述發(fā)射器孔下面的所述陰極電極；用所述分散溶液涂覆所述光致抗蝕劑以及所述暴露的陰極電極，并且在預(yù)定的溫度烘焙它們；去除所述光致抗蝕劑從而保留所述暴露的陰極電極上的所述第一碳納米管；以及從所述第一碳納米管的所述表面上的多個(gè)納米催化劑顆粒生長(zhǎng)多個(gè)第二碳納米管。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述催化劑材料層由鎳(Ni)或因瓦合金形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一碳納米管通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)垂直生長(zhǎng)在所述第一基板上。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一碳納米管通過超聲波與所述第一基板分離。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述分散溶液為異丙醇(IPA)或者去離子水。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述分散溶液包含充電劑。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述分散溶液通過電泳或旋涂涂覆。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述分散溶液在70到100℃的溫度烘焙。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述光致抗蝕劑通過丙酮去除。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二碳納米管通過熱化學(xué)氣相沉積(Thermal CVD)生長(zhǎng)。
32.一種顯示裝置，包括相互間隔特定距離設(shè)置的下部和上部基板；形成在所述下部基板上的陰極電極；形成在所述下部基板上方從而覆蓋所述陰極電極的絕緣層，所述絕緣層具有發(fā)射器孔從而暴露部分所述陰極電極；形成在所述絕緣層上的柵極電極；形成在通過所述發(fā)射器孔暴露的所述陰極電極上的碳納米管發(fā)射器，所述碳納米管發(fā)射器包括平行于所述陰極電極地固定到所述陰極電極的多個(gè)第一碳納米管，以及形成在所述第一碳納米管表面上的多個(gè)第二碳納米管；形成在所述上部基板的底表面上的陽極電極；以及形成在所述陽極電極的底表面上的熒光層。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中多個(gè)納米催化劑顆粒呈現(xiàn)在所述第一碳納米管的所述表面上。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述第二碳納米管從所述納米催化劑顆粒生長(zhǎng)和形成。
全文摘要
本發(fā)明提供碳納米管發(fā)射器及其制造方法、使用該碳納米管發(fā)射器的場(chǎng)發(fā)射器件及其制造方法。碳納米管發(fā)射器包括多個(gè)固定在基板上與基板平行的第一碳納米管，以及多個(gè)形成在所述第一碳納米管的表面上的第二碳納米管。
文檔編號(hào)H01J31/12GK1767122SQ20051011320
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者李亢雨, 陳勇完, 韓仁澤, 金夏辰, 裵民鐘 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社