专利名称：发射器的形成方法和场致发射装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种形成发射器的方法和一种制造场致发射装置(FED)的方法，尤其涉及一种能够在低温下形成发射器且能够应用到复杂结构的发射器形成方法以及一种FED的制造方法。
背景技术：
FED是通过在阴极电极和栅电极之间施加强电场而从形成于阴极电极上的发射器发射电子的装置。近来，主要将使用碳纳米管(CNT)作为电子发射材料的碳纳米管发射器用作FED中的电子发射器。
形成碳纳米管发射器的方法包括一种直接在基板上生长CNT的方法和一种用浆料制造CNT的方法。
不过，在前一种方法中，由于CNT是直接在基板上生长的，因此难以制造大的FED。此外，该方法要求高温，因此使用玻璃基板可能会导致问题。后一种方法需要额外的对准CNT的工序，因此可能难于将CNT应用于复杂的结构。
发明内容
本发明提供了一种形成发射器的方法，这种方法能够在低温下形成发射器且能够应用到复杂的结构上。
本发明还提供了一种使用所述发射器形成方法制造场致发射装置(FED)的方法。
根据本发明的一方面，提供了一种形成发射器的方法，包括在电极上形成由聚合物组成的体积可变结构，该聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；将电子发射材料注入到体积可变结构中；排列电子发射材料；以及除去聚合物以形成发射器。
体积可变结构的形成可以包括在基板以及形成于基板上的电极上涂布聚合物并构图聚合物。体积可变结构的形成还可以包括从已构图聚合物除去水。
聚合物可以由电活化聚合物(EAP)或水凝胶组成。聚合物可以由选自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种组成。
可以通过体积可变结构的反复膨胀和收缩将电子发射材料注入体积可变结构中。可以将体积可变结构置入包括电子发射材料的第一水溶液中，并向体积可变结构反复施加外部刺激和从体积可变结构撤除外部刺激，由此反复使体积可变结构膨胀和收缩。
外部刺激可以是选自温度、pH、电场和光中的至少一种。电子发射材料可以由一种选自碳纳米管(CNT)、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。
第一水溶液还可以包括用于在电极上支撑电子发射材料的导电纳米颗粒，导电纳米颗粒和电子发射材料一起被注入体积可变结构中。
可以通过膨胀体积可变结构来排列电子发射材料。可以将体积可变结构置入第二水溶液中，并向体积可变结构施加外部刺激或从体积可变结构撤除外部刺激，由此使体积可变结构膨胀。
聚合物可以通过加热或等离子体处理除去。
根据本发明的另一个方面，提供了一种形成发射器的方法，包括形成由电子发射材料和聚合物组成的体积可变结构，该聚合物响应于外部刺激在电极上可逆地膨胀和收缩；排列电子发射材料；以及除去聚合物以形成发射器。
体积可变结构的形成可以包括在基板以及形成于基板上的电极上涂布聚合物并构图聚合物。体积可变结构的形成还可以包括从构图的聚合物除去水。
可以通过膨胀体积可变结构来排列电子发射材料。可以将体积可变结构置入水溶液中，并向体积可变结构施加外部刺激或从体积可变结构撤除外部刺激，由此使体积可变结构膨胀。
根据本发明的又一方面，提供了一种制造FED的方法，包括依次在基板上形成阴极电极、绝缘层和栅电极，并在绝缘层中形成暴露阴极电极一部分的发射器孔；在发射器孔中形成由聚合物组成的体积可变结构，该聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；将电子发射材料注入体积可变结构中；排列电子发射材料；以及除去聚合物以形成发射器。
体积可变结构的形成可以包括在栅电极和阴极电极上涂布光致抗蚀剂并构图光致抗蚀剂以暴露阴极电极的一部分；在光致抗蚀剂和暴露的阴极电极的顶表面上涂布聚合物；通过背侧曝光使用光刻工艺构图聚合物，其中光致抗蚀剂用作光掩模；以及除去光致抗蚀剂。
根据本发明的再一方面，提供了一种制造FED的方法，包括依次在基板上形成阴极电极、绝缘层和栅电极，并在绝缘层中形成暴露阴极电极一部分的发射器孔；在发射器孔中形成由电子发射材料和聚合物组成的体积可变结构，该聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；排列电子发射材料；以及除去聚合物以形成发射器。
体积可变结构的形成可以包括在栅电极和阴极电极上涂布光致抗蚀剂并构图光致抗蚀剂以暴露阴极电极的一部分；在光致抗蚀剂和暴露的阴极电极的顶表面上涂布包含电子发射材料的聚合物；通过背侧曝光使用光刻工艺构图聚合物，其中光致抗蚀剂用作光掩模；以及除去光致抗蚀剂。
通过参照附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的上述和其他特征和优点将变得更加明了，在附图中图1A到1F为示出根据本发明实施例形成发射器的方法的视图；图2A到2E为示出根据本发明另一实施例形成发射器的方法的视图；图3A到3G为示出根据本发明实施例制造场致发射装置(FED)的方法的视图；以及图4A到4F为示出根据本发明另一实施例制造FED的方法的视图。
具体实施例方式
以下将参照如下实例更详细地描述本发明。在所有附图中，类似的附图标记指示类似的元件。
图1A到1F为示出根据本发明实施例形成发射器的方法的视图。
参照图1A，在基板100上以及形成于基板100上的电极110上涂布预定的聚合物120’。聚合物120’可以是一种受外界刺激后可逆地膨胀和收缩(reversibly swell and shrink)的材料，例如电活化聚合物(EAP)和水凝胶。具体而言，聚合物120’可以由至少一种选自PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMA(聚甲基丙烯酸)、PAA(聚丙烯酸)、PNIPAAm(聚(N-异丙基丙烯酰胺)、PAM(聚芳酰胺)、HA(透明质胶)、AL(海藻胶质)、PVA(聚乙烯醇)、PDADMAC(聚(氯化二烯丙基二甲基铵))、SA(海藻酸钠)、AAm(丙稀酰胺)、NIPAAm(N-异丙基丙稀酰胺)、PVME(聚(乙烯基甲基醚))、PEG(聚乙二醇)、PPG(聚丙二醇)、MC(甲基纤维素)、PDEAEM(聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯))、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的材料组成。
然后，如图1B所示，构图涂布在基板100上的聚合物120’。接着，如图1C所示，当从构图的聚合物120’除去水后，在电极110的顶表面上形成了体积可变的结构130，该结构130由响应于外界刺激可逆地膨胀收缩的聚合物120组成。或者，该体积可变结构130可以由通过在基板100以及形成于基板100上的电极110上进行电聚合(electropolymerization)而形成的聚合物组成。
参照图1D，将图1C所示的所得产物置入第一容器150中容纳的第一水溶液160中。电子发射材料141和导电纳米颗粒142散布在第一水溶液160中。电子发射材料141可以由至少一种选自碳纳米管(CNT)、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的材料组成。导电纳米颗粒142用于支撑电极110上的电子发射材料141，主要由纳米金属颗粒构成。当反复向体积可变结构130施加和撤除外部刺激时，在体积可变结构130浸泡在第一水溶液160中的条件下，体积可变结构130反复地膨胀和收缩。这样一来，散布在第一水溶液160中的电子发射材料141和导电纳米颗粒142就被注入到体积可变结构130中。该外部刺激可以是选自温度、pH、电场和光中的至少一种。
参照图1E，将图1D所示的所得产物置入第二容器170中容纳的第二水溶液180。第二水溶液180既不包含电子发射材料141也不包含导电纳米颗粒142。当向体积可变结构130施加外部刺激或从体积可变结构130撤除外部刺激时，在体积可变结构130浸泡在第二水溶液180中的条件下，体积可变结构130膨胀。因此，体积可变结构130中的电子发射材料141就基本垂直于电极110的表面排列。电子发射材料由导电纳米颗粒142支撑在电极110上。外部刺激可以是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
然后，当从图1E所示的所得产物中除去聚合物120时，就获得了由电子发射材料141和导电纳米颗粒142组成的发射器140，如图1F所示。可以通过加热或等离子体处理除去聚合物120。
图2A到2E为示出根据本发明另一实施例形成发射器的方法的视图。
参照图2A，在基板200以及形成于基板200上的电极210上涂布含有电子发射材料241和导电纳米颗粒242的预定聚合物220’。电子发射材料241可以由选自CNT、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。导电纳米颗粒242可以主要由纳米金属颗粒组成。聚合物220’可以是响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩的材料，例如EAP和水凝胶。具体而言，聚合物220’可以由至少一种选自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的材料组成。
然后，如图2B所示，构图聚合物220’。接着，如图2C所示。当从已构图聚合物220’除去水之后，在电极210的顶表面上形成了体积可变结构230，该结构包括电子发射材料241、导电纳米颗粒242和聚合物220，聚合物220响应于外界刺激可逆地膨胀和收缩。或者，体积可变结构230可以由通过在基板200和形成于基板200上的电极210上进行电聚合而形成的、包含电子发射材料241和导电纳米颗粒242的聚合物组成。
参照图2D，将如图2C所示的所得产物置入容器270中容纳的水溶液280中。水溶液280既不含有电子发射材料241也不含有导电纳米颗粒242。当向体积可变结构230施加外部刺激或从体积可变结构230撤除外部刺激时，在体积可变结构浸泡在水溶液280中的条件下，体积可变结构230膨胀。因此，体积可变结构230中的电子发射材料241基本垂直于电极210的表面排列。电子发射材料241由导电纳米颗粒242支撑在电极210上。外部刺激可以是选自温度、pH、电场和中的至少一种。
然后，当从图2D所示的所得产物中除去聚合物220后，获得了由电子发射材料241和导电纳米颗粒242组成的发射器240，如图2E所示。可以通过加热或等离子体处理除去聚合物220。
以下将描述根据本发明实施例使用发射器形成方法制造FED的方法。
图3A到3G为示出根据本发明实施例制造FED的方法的视图。
参照图3A，在基板300上依次形成阴极电极310、绝缘层312和栅电极314，并在绝缘层312中形成暴露阴极电极310一部分的发射器孔315。基板300一般地可以由玻璃组成。阴极电极310可以由导电透明材料氧化铟锡(ITO)组成。栅电极314可以由导电金属，例如铬(Cr)组成。
具体而言，在基板300上沉积预定厚度的由ITO组成的阴极电极层，然后构图成为预定的图案，例如条的形式，从而获得阴极电极310。然后在阴极电极310和基板300的整个表面上形成预定厚度的绝缘层312。接着，在绝缘层312上形成栅电极层。栅电极层是通过溅射由沉积导电金属形成的。将栅电极层构图成预定的图案以获得栅电极314。然后，蚀刻通过栅电极314暴露的绝缘层312的部分，由此形成发射器孔，暴露阴极电极310的一部分。
参照图3B，在图3A所示的所得产物的整个表面上形成预定厚度的光致抗蚀剂316，并进行构图，暴露阴极电极310的一部分。然后，在光致抗蚀剂316和暴露的阴极电极310的部分上涂布预定的聚合物320’。聚合物320’可以是响应于外部刺激而可逆地膨胀收缩的材料，例如EAP和水凝胶。具体而言，聚合物320’可以由选自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种材料组成。
参照图3C，通过背侧曝光使用光刻工艺构图聚合物320’，在背侧曝光中光致抗蚀剂316用作光掩模，然后除去光致抗蚀剂316。参照图3D，当从聚合物320’除去水后，在整个孔315中形成了体积可变结构330，该结构由响应于外部刺激而可逆地膨胀收缩的聚合物320组成。
参照图3E，将图3D所示的所得产物置入第一容器350中所容纳的第一水溶液360中。电子发射材料341和导电纳米颗粒342散布在第一水溶液360中。电子发射材料341可以由选自CNT、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。导电纳米颗粒342用于在电极310上支撑电子发射材料341，主要包括纳米金属颗粒。当反复向体积可变结构330施加和撤除外部刺激时，体积可变结构330浸泡在第一水溶液360中，体积可变结构330反复地膨胀和收缩。这样一来，散布在第一水溶液360中的电子发射材料341和导电纳米颗粒342被注入体积可变结构330中。外部刺激可以是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
参照图3F，将图3E所示的所得产物置入第二容器370容纳的第二水溶液380中。第二水溶液380既不包含电子发射材料341也不包含导电纳米颗粒342。当向体积可变结构330施加外部刺激或从体积可变结构330撤除外部刺激时，在体积可变结构330浸泡在第二水溶液380中的条件下，体积可变结构330膨胀。因此，体积可变结构330中的电子发射材料341基本上垂直于电极310的表面排列。电子发射材料341由导电纳米颗粒342支撑在电极310上。外部刺激可以是选自温度、pH、电场和光至少一种组成。
然后，当如图3F所示的所得产物除去聚合物320后，在发射器孔315中形成了包括电子发射材料341和导电纳米颗粒342的发射器340，如图3G所示。这样一来，就完成了FED。可以通过加热或等离子体处理除去聚合物320。
图4A到图4F为示出根据本发明另一实施例制造FED的方法的视图。
参照图4A，在基板400上依次形成阴极电极410、绝缘层412和栅电极414，并在绝缘层412中形成暴露阴极电极410的一部分的发射器孔415。
参照图4B，在图4A所示的所得产物的整个表面上形成预定厚度的光致抗蚀剂416，并进行构图，以暴露阴极电极410的一部分。然后，在光致抗蚀剂416和暴露的阴极电极410的部分上涂布由电子发射材料441和导电纳米颗粒442组成的预定的聚合物420’。电子发射材料441可以由选自由CNT、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。导电纳米颗粒442可以主要由纳米金属颗粒组成。聚合物420’可以是一种响应于外部刺激而可逆地膨胀和收缩的材料，例如EAP和水凝胶。具体而言，聚合物420’可以由选自PDMS、PMA、PAA、PNIPAAm、PAM、HA、AL、PVA、PDADMAC、SA、AAm、NIPAAm、PVME、PEG、PPG、MC、PDEAEM、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种材料组成。
参照图4C，通过背侧曝光使用光刻工艺构图聚合物420’，在背侧曝光中光致抗蚀剂416用作光掩模，然后除去光致抗蚀剂416。参照图4D，当从聚合物420’除去水后，在发射器孔415中形成了由电子发射材料441、导电纳米颗粒442和聚合物420组成的体积可变结构430，其中聚合物320响应于外部刺激而可逆地膨胀和收缩。
参照图4E，将图4D所示的所得产物置入容器470所容纳的水溶液480中。水溶液480既不包含电子发射材料441也不包含导电纳米颗粒442。当向体积可变结构430施加外部刺激或者从体积可变结构430撤除外部刺激时，在体积可变结构430浸泡在水溶液480中的条件下，体积可变结构430膨胀。因此，体积可变结构430中的电子发射材料441就基本垂直于电极410的表面排列。电子发射材料441由导电纳米颗粒442支撑在电极410上。外部刺激可以是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
然后，当从图4E所示的所得产物除去聚合物420后，在发射器孔415中形成了由电子发射材料441和导电纳米颗粒442组成的发射器440，如图4F所示。这样就完成了FED的制作。聚合物420可以通过加热或等离子体处理除去。
如上所述，使用根据本发明的形成发射器的方法和制造FED的方法，即使在低温下也可以形成发射器而且能够应用到复杂的结构。
尽管已经参照本发明的示范性实施例对其进行了特定的展示和描述，本领域的一般技术人员应当理解，在不背离如权利要求所界定的本发明的精神和范围，可在本发明中做出各种形式和细节的变化。
权利要求
1.一种形成发射器的方法，包括在电极上形成由聚合物组成的体积可变结构，所述聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；将电子发射材料注入所述体积可变结构中；排列所述电子发射材料；以及除去所述聚合物以形成所述发射器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成包括在基板以及形成于基板上的电极上涂布所述聚合物并构图所述聚合物。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成还包括从构图的聚合物除去水。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物包括电活化聚合物或水凝胶。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述聚合物由选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明质胶、海藻胶质、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基铵)、海藻酸钠、丙稀酰胺、N-异丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纤维素、聚(N，N-乙基氨基乙基 甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种组成。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述电子发射材料是通过反复膨胀和收缩所述体积可变结构注入所述体积可变结构中的。
7.如权利要求6所述的方法，其中，将所述体积可变结构置入包括所述电子发射材料的第一水溶液中，并反复向所述体积可变结构施加外部刺激和从所述体积可变结构撤除外部刺激，由此实现所述体积可变结构的反复膨胀和收缩。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述外部刺激是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述电子发射材料由选自碳纳米管、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一水溶液还包括用于在所述电极上支撑所述电子发射材料的导电纳米颗粒，所述导电纳米颗粒和所述电子发射材料一起被注入到所述体积可变结构中。
11.如权利要求1所述的方法，其中，通过膨胀所述体积可变结构排列所述电子发射材料。
12.如权利要求11所述的方法，其中，将所述体积可变结构置入第二水溶液中，并向所述体积可变结构施加外部刺激或从所述体积可变结构撤除所施加的外部刺激，由此实现所述体积可变结构的膨胀。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述外部刺激是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物通过加热或等离子体处理除去。
15.一种形成发射器的方法，包括在电极上形成由电子发射材料和聚合物组成的体积可变结构，所述聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；排列所述电子发射材料；以及除去所述聚合物以形成发射器。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成包括在基板以及形成于基板上的电极上涂布所述聚合物并构图所述聚合物。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成还包括从构图的聚合物除去水。
18.如权利要求15所述的方法，其中，所述电子发射材料由选自碳纳米管、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线构的至少一种组成。
19.如权利要求15所述的方法，其中，所述聚合物由括电活化聚合物或水凝胶组成。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述聚合物由选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明质胶、海藻胶质、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基铵)、海藻酸钠、丙稀酰胺、N-异丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纤维素、聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种组成。
21.如权利要求15所述的方法，其中，所述体积可变结构还包括用于在所述电极上支撑所述电子发射材料的导电纳米颗粒。
22.如权利要求15所述的方法，其中，所述电子发射材料是通过膨胀所述体积可变结构排列的。
23.如权利要求22所述的方法，其中，将所述体积可变结构置入水溶液中，并向所述体积可变结构施加外部刺激和从所述体积可变结构撤除所施加的外部刺激，由此实现所述体积可变结构的膨胀。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述外部刺激是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
25.如权利要求15所述的方法，其中，所述聚合物通过加热或等离子体处理除去。
26.一种制造场致发射装置的方法，包括在基板上依次形成阴极电极、绝缘层和栅电极，并在所述绝缘层中形成暴露所述阴极电极一部分的发射器孔；在所述发射器孔中形成由聚合物组成的体积可变结构，所述聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；将电子发射材料注入所述体积可变结构中；排列所述电子发射材料；以及除去所述聚合物以形成发射器。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成包括在所述栅电极和所述阴极电极上涂布光致抗蚀剂并构图所述光致抗蚀剂，以暴露所述阴极电极的一部分；在所述光致抗蚀剂和所述暴露的阴极电极的顶表面上涂布所述聚合物；通过背侧曝光使用光刻工艺构图所述聚合物，其中所述光致抗蚀剂用作光掩模；以及除去所述光致抗蚀剂。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成还包括从已构图聚合物除去水。
29.如权利要求26所述的方法，其中，所述聚合物由电活化聚合物或水凝胶组成。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述聚合物由选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明质胶、海藻胶质、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基铵)、海藻酸钠、丙稀酰胺、N-异丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纤维素、聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种组成。
31.如权利要求26所述的方法，其中，所述电子发射材料是通过反复膨胀和收缩所述体积可变结构注入所述体积可变结构中的。
32.如权利要求31所述的方法，其中，将所述体积可变结构置入包括所述电子发射材料的第一水溶液中，并反复向所述体积可变结构施加外部刺激和从所述体积可变结构撤除外部刺激，由此实现所述体积可变结构的反复膨胀和收缩。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述外部刺激是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
34.如权利要求32所述的方法，其中，所述电子发射材料由选自碳纳米管、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。
35.如权利要求32所述的方法，其中，所述第一水溶液还包括用于在所述电极上支撑所述电子发射材料的导电纳米颗粒，所述导电纳米颗粒和所述电子发射材料一起被注入到所述体积可变结构中。
36.如权利要求26所述的方法，其中，通过膨胀所述体积可变结构排列所述电子发射材料。
37.如权利要求36所述的方法，其中，将已经注入所述电子发射材料的所述体积可变结构置入第二水溶液中，并向所述体积可变结构施加外部刺激或从所述体积可变结构撤除所施加的外部刺激，由此实现所述体积可变结构的膨胀。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述外部刺激是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
39.如权利要求26所述的方法，其中，所述聚合物通过加热或等离子体处理除去。
40.一种制造场致发射装置的方法，包括在基板上依次形成阴极电极、绝缘层和栅电极，并在所述绝缘层中形成暴露所述阴极电极一部分的发射器孔；在电极上形成由电子发射材料和聚合物组成的体积可变结构，所述聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；排列所述电子发射材料；以及除去所述聚合物以形成发射器。
41.如权利要求40所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成包括在所述栅电极和所述阴极电极上涂布光致抗蚀剂并构图所述光致抗蚀剂，以暴露所述阴极电极的一部分；在所述光致抗蚀剂和所述暴露的阴极电极的顶表面上涂布所述聚合物；通过背侧曝光使用光刻工艺构图所述聚合物，其中所述光致抗蚀剂用作光掩模；以及除去所述光致抗蚀剂。
42.如权利要求41所述的方法，其中，所述体积可变结构的形成还包括从构图的聚合物除去水。
43.如权利要求40所述的方法，其中，所述电子发射材料由选自碳纳米管、无定形碳、纳米金刚石、金属纳米线和金属氧化物纳米线的至少一种组成。
44.如权利要求40所述的方法，其中，所述聚合物由电活化聚合物或水凝胶组成。
45.如权利要求44所述的方法，其中，所述聚合物由选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚芳酰胺、透明质胶、海藻胶质、聚乙烯醇、聚(氯化二烯丙基二甲基铵)、海藻酸钠、丙稀酰胺、N-异丙基丙稀酰胺、聚(乙烯基甲基醚)、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基纤维素、聚(N，N-乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、葡萄糖、脱乙酰壳多糖和明胶的至少一种组成。
46.如权利要求40所述的方法，其中，所述体积可变结构还包括用于在所述电极上支撑所述电子发射材料的导电纳米颗粒。
47.如权利要求40所述的方法，其中，所述电子发射材料是通过膨胀所述体积可变结构排列的。
48.如权利要求47所述的方法，其中，将所述体积可变结构置入水溶液中，并向所述体积可变结构施加外部刺激和从所述体积可变结构撤除所施加的外部刺激，由此实现所述体积可变结构的膨胀。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述外部刺激是选自温度、pH、电场和光的至少一种。
50.如权利要求40所述的方法，其中所述聚合物通过加热或等离子体处理除去。
全文摘要
本发明公开了一种形成发射器的方法以及一种利用该方法制造场致发射装置(FED)的方法。形成发射器的方法包括在电极上形成由聚合物组成的体积可变结构，该聚合物响应于外部刺激可逆地膨胀和收缩；将电子发射材料注入体积可变结构中；排列电子发射材料；以及除去聚合物以形成发射器。
文档编号H01J9/02GK1734698SQ200510087978
公开日2006年2月15日 申请日期2005年7月28日 优先权日2004年8月10日
发明者许廷娜, 朴相铉, 郑太远 申请人:三星Sdi株式会社