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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
elektrischen Feldvorrichtung und insbesondere ein Verfahren zur
Herstellung einer elektrischen Feldvorrichtung, die gleichmäßig Licht
mit einer hohen Helligkeit emittieren kann.
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Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs)
weisen einen geringen Durchmesser und ein hohes Aspektverhältnis des
Durchmessers zur Länge
auf und können
daher selbst bei einer niedrigen Spannung Elektronen emittieren.
Da die CNTs ausgezeichnete Elektronenemissionscharakteristiken aufweisen
und chemisch und physikalisch stabil sind, wurden ausführliche
Untersuchungen zu ihren physikalischen Eigenschaften und ihrer Anwendbarkeit
unternommen. Hierbei verwenden Feldemissionsvorrichtungen vom Spindt-Typ
Metallmikrospitzen als Elektronenemitter. Die Mikrospitzen haben
ein Problem, dass die Lebensdauer unter atmosphärischem Gas vermindert ist,
und ein ungleichmäßiges elektrisches
Feld bei der Emission von Elektronen. Es ist eine geringe Austrittsarbeit
eines Emitters erforderlich, um die Betriebsspannung zur Emission
von Elektronen zu senken, aber herkömmliche Mikrospitzen erreichen
das technische Limit. Zur Überwindung
dieser Probleme wurden Feldemissionsarrays (FEAs) unter Verwendung
der zuvor genannten CNTs als Elektronenemissionsquelle entwickelt,
weil die CNTs ein hohes Aspektverhältnis aufweisen und in hohem
Maß stabil und
leitfähig
sind.
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US-Patent Nr. 6,440,761 offenbart
ein FEA unter Verwendung einer Pastenmischung aus Elektronenemissionsmaterialien
und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
US-Patent Nr. 6,339,281 offenbart ein
FEA und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei CNTs durch ein
Züchtungsverfahren
gebildet und als Emitter verwendet werden. Da es leichter ist, Emitter
unter Verwendung einer Pastenmischung auszubilden, als nach einem
Züchtungsverfahren,
ist das erstgenannte Verfahren allgemein bevorzugt.
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Das
herkömmliche
Verfahren zur Herstellung einer Feldemissionsvorrichtung unter Verwendung einer
Pastenmischung wird nun kurz mit Bezug zu den 1A bis 1G beschrieben.
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Mit
Bezug zu 1A ist eine Kathodenelektrode 2 auf
einem Substrat 1 ausgebildet, das zum Beispiel aus Natronkalkglas
gebildet ist. Die Kathodenelektrode 2 wird durch Abscheiden
von Indiumzinnoxid (ITO) und Strukturieren desselben unter Anwendung
eines Photolithographieprozesses ausgebildet.
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Mit
Bezug zu 1B ist eine Gate-Isolierschicht 3 über dem
Substrat 1 ausgebildet. Die Gate-Isolierschicht 3 weist Öffnungen 3a auf,
die Teile der Kathodenelektrode 2 freilegen. Die Gate-Isolierschicht 3 kann
zum Beispiel unter Anwendung einer Siebdrucktechnik ausgebildet
werden.
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Mit
Bezug zu 1C ist eine Gate-Elektrode 4 auf
der Gate-Isolierschicht 3 ausgebildet. Die Gate-Elektrode 4 weist Öffnungen 4a auf,
die den Öffnungen 3a entsprechen.
Die Gate-Elektrode 4 wird durch Abscheiden eines Metalls
und Strukturieren desselben unter Anwendung eines Dünnfilmbildungsprozesses
oder eines Dickfilmbildungsprozesses ausgebildet. Alternativ kann
die Gate-Elektrode 4 nach einer Siebdrucktechnik unter
Verwendung einer Metallpaste ausgebildet werden.
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Mit
Bezug zu 1D ist eine pastenartige Elektronenemissionsmaterialschicht 5 so
ausgebildet, dass sie die Gate-Elektrode 4 bedeckt und
die Gate-Öffnungen 4a füllt. Die
pastenartige Elektronenemissionsmaterialschicht 5 ist aus
Photoresist und Elektronenemissionsmaterialien, wie CNTs oder Nanopartikeln,
gebildet.
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Mit
Bezug zu 1E wird die Elektronenemissionsmaterialschicht 5 unter
Verwendung einer Maske 6 freigelegt. Da die Elektronenemissionsmaterialschicht 5 einen
negativen Photoresist enthält, wird
der Photoresist in den Öffnungen 3a,
bei Einstrahlung von Ultraviolett(UV)-Strahlen in die Öffnungen 3a,
durch den Belichtungsprozess gehärtet.
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Mit
Bezug zu 1F wird die Elektronenemissionsmaterialschicht 5 entwickelt,
wodurch Emitter 5a in den Öffnungen 3a unter
Verwendung der verbleibenden Elektronenemissionsmaterialien gebildet
werden.
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Mit
Bezug zu 1G werden die Emitter 5a vollständig gehärtet und
durch Erhitzen der Emitter 5a auf eine bestimmte Temperatur
verdichtet, so dass sie eine geringere Höhe bekommen als die Gate-Öffnungen 4a.
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Das
oben beschriebene herkömmliche
Verfahren weist die folgenden Probleme auf. Während die Emitter 5a unter
Verwendung der Elektronenemissionsmaterialschicht 5 gebildet
werden, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Teil der Elektronenemissionsmaterialien
um die Gate-Öffnungen 4a herum
verbleiben. Der verbleibende Teil der Elektronenemissionsmaterialien
verursacht einen Kurzschluss zwischen den Emittern 5a und
der Gate-Elektrode 4, was die Feldemissionsvorrichtung
nachteilig beeinflusst. Der Kurzschluss zwischen den Emittern 5a und
der Gate-Elektrode 4 macht
eine gleichmäßige Emission
von Licht mit hoher Helligkeit und Elektronenemission in einem bestimmten
Teil, an dem der Kurzschluss auftritt, unmöglich. Diese Probleme sind durch
den Photolithographieprozess bedingt, der dazu führt, dass Elektronenemissionsmaterialien
mit der Gate-Elektrode 4 in Kontakt kommen. Dementsprechend
ist es zur Lösung
der zuvor genannten Probleme erforderlich, zu verhindern, dass die
Elektronenemissionsmaterialien mit der Gate-Elektrode 4 in
Kontakt kommen. Zu diesem Zweck kann ein Lift-off-Prozess verwendet
werden. Wie bekannt ist, wird im Lift-off-Prozess eine Opfer schicht
zum Ablösen
(Lift-off) in einem Bereich ausgebildet, der die Teile ausschließt, in denen
Emitter ausgebildet werden. Auf diese Weise kann die Opferschicht
zum Ablösen
verhindern, dass Elektronenemissionsmaterialien mit einer Gate-Elektrode
in Kontakt kommen, damit kein Kurzschluss dazwischen auftritt. Ebenso kann
das Lift-off verhindern, dass unnötige Materialien um die Gate-Öffnungen
herum verbleiben. Wenn jedoch das Lift-off praktisch angewendet
wird, können
Emitter, aufgrund einer starken chemischen Kombination von photosensitiven
Materialien der Elektronenemissionsmaterialien mit bestimmten Materialien
der Opferschicht, nicht unter Verwendung einer Entwicklerlösung oder
einer Lift-off-Lösung
strukturiert werden. Wenn daher beabsichtigt ist, Emitter unter
Anwendung eines Lift-off-Prozesses auszubilden, sollte eine chemische
Kombination der Opferschicht mit den Elektronenemissionsmaterialien
vermieden werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
einer Feldemissionsvorrichtung zur Verfügung gestellt. Das Verfahren
umfasst: (a) Vorbereiten einer Substratstruktur, wobei die Substratstruktur
ein Substrat, eine auf dem Substrat ausgebildete Kathodenelektrode,
eine auf der Kathodenelektrode ausgebildete Gate-Isolierschicht,
wobei die Gate-Isolierschicht Öffnungen
aufweist, die Teile der Kathodenelektrode freilegen, und eine Gate-Elektrode
mit Gate-Öffnungen,
die den Öffnungen
entsprechen, umfasst, wobei die Kathodenelektrode, die Gate-Isolierschicht
und die Gate-Elektrode sequentiell auf dem Substrat aufgestapelt
sind, (b) Ausbilden einer Opferschicht auf einer Oberfläche der
Substratstruktur mit Ausnahme der Teile der Kathodenelektrode, die
durch die Öffnungen
freigelegt sind, und auf Innenwänden
der Öffnungen,
(c) Ausbilden einer Isolierschicht auf der Opferschicht, wobei die
Isolierschicht dazu vorgesehen ist, zu verhindern, dass Elektronenemissionsmaterialien
zum Ausbilden von Emittern mit der Opferschicht in Kontakt kommen,
(d) Ausbilden einer Elektronenemissionsmaterialschicht durch Abscheiden
der Elektronenemissionsmaterialien auf der Oberfläche der Substratstruktur,
auf der die Opferschicht ausgebildet ist, so dass die Elektronenemissionsmaterialschicht die Öffnungen
füllt,
(e) Entfernen der Isolierschicht und der Elektronenemissionsmaterialien,
die auf der Opferschicht ausgebildet sind, und Ausbilden der Emitter
im Inneren der Öffnungen
unter Verwendung der Elektronenemissionsmaterialschicht durch Ausführen eines
Lift-off-Prozesses unter Verwendung eines Ätzmittels, wobei der Lift-off-Prozess
dazu vorgesehen ist, die Opferschicht zu entfernen, die auf der Oberfläche der
Gate-Elektrode und den Innenwänden
der Öffnungen
ausgebildet ist, und (f) Erhitzen der Emitter.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auf diese Weise ein Verfahren zur Herstellung
einer Feldemissionsvorrichtung zur Verfügung, die gleichmäßig Licht
mit hoher Helligkeit emittiert. Das Verfahren verhindert auch Kurzschluss
aufgrund von verbleibenden Elektronenemissionsmaterialien, so dass
Emitter mit ausgezeichneten Elektronenemissionscharakteristiken
ausgebildet werden.
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Die
Elektronenemissionsmaterialien können Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder
Nanopartikel sein. Die Elektronenemissionsmaterialschicht kann aus
einem leitfähigen
Material gebildet werden. Das leitfähige Material wird aus Ag gebildet.
Die Isolierschicht kann aus einem resistiven Material gebildet werden.
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Die
Isolierschicht kann unter Verwendung von einem ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus einer Paste, einem Sol-Gel und einer Suspensionslösung gebildet
werden. Die Elektronenemissionsmaterialschicht kann aus einem leitfähigen Material
unter Verwendung von einem ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus einer Paste, einem Sol-Gel und
einer Suspensionslösung
gebildet werden.
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Die
Elektronenemissionsmaterialschicht und die Opferschicht können aus
einem Photoresist gebildet werden. Die Isolierschicht kann unter
Verwendung einer Polyvinylalkohol enthaltenden IPA/H2O-Lösung gebildet
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nun
werden Beispiele der Erfindung ausführlich mit Bezug zu den begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1A bis 1G Querschnittsansichten sind,
die ein herkömmliches
Verfahren zur Herstellung einer Feldemissionsvorrichtung darstellen;
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2 eine
Querschnittsansicht einer nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Feldemissionsvorrichtung ist;
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3A bis 3I Querschnittsansichten sind,
die ein Verfahren zur Herstellung einer Feldemissionsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellen;
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4A und 4B Photographien
sind, die Elektronenemission einer Feldemissionsvorrichtung zeigen,
die nach einem herkömmlichen
Verfahren umfassend eine Siebdrucktechnik und einen Photolithographieprozess
und unter Verwendung weder einer Opferschicht, noch einer Isolierschicht
hergestellt ist;
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5A und 5B Photographien
sind, die Elektronenemission einer Feldemissionsvorrichtung zeigen,
die nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist;
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6A ein
Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen einem Anodenstrom und
einer Gate-Spannung der Feldemissionsvorrichtung zeigen, die nach
einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist; und
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6B ein
Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen Helligkeit und Gate-Spannung
der Feldemissionsvorrichtung zeigen, die nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
Struktur einer nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellten Feldemissionsvorrichtung wird nun mit Bezug zu 2 beschrieben.
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Mit
Bezug zu 2 ist eine Kathodenelektrode 20 auf
einem Substrat 10 ausgebildet und eine Gate-Isolierschicht 30 ist
darauf ausgebildet. Muldenartige Öffnungen 30a mit einem
bestimmten Durchmesser und einer bestimmten Tiefe sind in der Gate-Isolierschicht 30 ausgebildet.
Am Boden der muldenartigen Öffnungen 30a,
d. h. auf Teilen der Kathodenelektrode 20, die durch die
muldenartigen Öffnungen 30a freigelegt
sind, sind Emitter 50a ausgebildet.
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Eine
typische Feldemissionsvorrichtung weist die oben beschriebene bekannte
Struktur auf, bei der das verbleibende Material, z. B. ein resistives Material,
einer Isolierschicht, die beim Verfahren der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, an unteren Teilen der Emitter 50a verbleiben
kann oder nicht.
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Eine
Gate-Elektrode 40 ist auf der Gate-Isolierschicht 30 ausgebildet.
Die Gate-Elektrode 40 beinhaltet Gate-Öffnungen 40a, über die
Elektronen aus den Emittern 50a extrahiert werden.
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Ein
Elektronenemissionsmaterial der vorliegenden Erfindung enthält CNTs
oder Nanopartikel, die Emission von Elektronen durch ein elektrisches Feld
ermöglichen.
Ebenso können
die Emitter 50a aus Partikeln von hochleitfähigen Metallen
gebildet werden, wie Ag und Ti, um die Zufuhr eines Stroms zu verstärken.
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Wenn
das resistive Material, d. h. das verbleibende Material der Isolierschicht,
an den unteren Teilen der Emitter 50a verbleibt, wie es
oben beschrieben ist, ermöglicht
das resistive Material, dass ein Strom selbst an Emissionspunkte
der CNTs oder Nanopartikel, die aufgrund der leitfähigen Metallpartikel
hochleitfähig
sind, gleichmäßig zugeführt wird. Das
resistive Material ist bevorzugt auf eine bestimmte Dicke ausgebildet,
so dass die oben beschriebene Stromzufuhr effektiv unterstützt wird.
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Wenn
eine Feldemissionsvorrichtung hergestellt wird, kann eine Opferschicht
mit Emittern in Kontakt kommen. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass
eine Reaktion von Materialien der Opferschicht auf Materialien der
Emitter auftritt. Die Opferschicht kann aus photosensitivem Novolac-Harz gebildet sein.
Wenn ein Lösungsmittel,
z. B. Texanol, das eine starke Löslichkeit
für das
Harz aufweist, in den Elektronenemissionsmaterialien enthalten ist,
ist ein Angriff auf die Opferschicht durch das Lösungsmittel unvermeidbar. Das
heißt,
wenn die Elektronenemissionsmaterialien mit der Opferschicht in
Kontakt kommen und das stark lösende
Texanol eine Novolacmatrix der Opferschicht auflöst, werden Bestandteile der aufgelösten Novolacmatrix
mit Bestandteilen einer Acrylmatrix der Elektronenemissionsmaterialien
vermischt, was dadurch eine enge Kombination der beiden Matrizen
induziert. In diesem Zustand ist es unmöglich, Emitter unter Verwendung
einer Entwicklerlösung
oder eines Lift-off-Lösungsmittels
zu strukturieren. Dementsprechend wird bei der vorliegenden Erfindung
eine Isolierschicht auf der Opferschicht ausgebildet, um zu verhindern,
dass Materialien aus der Opferschicht mit den Elektronenemissionsmaterialien
der Emitter 50a in Kontakt kommen.
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Nachfolgend
wird ein Verfahren zur Herstellung einer Feldemissionsvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den 3A bis 3I beschrieben.
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Mit
Bezug zu 3A wird eine Kathodenelektrode 20 auf
einem Substrat 10 ausgebildet, das aus Natronkalkglas gebildet
ist. Zum Ausbilden der Kathodenelektrode 20 wird ein ITO
auf dem Substrat 10 abgeschieden und unter Verwendung eines
Photolithographieprozesses strukturiert.
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Mit
Bezug zu 3B wird eine Gate-Isolierschicht 30 über dem
Substrat 10 ausgebildet. Es werden Öffnungen 30a in der
Gate-Isolierschicht 30 derart ausgebildet, dass Teile der
Kathodenelektrode 20 freigelegt sind. Die Gate-Isolierschicht 30 kann
durch eine Siebdrucktechnik oder verschiedene andere bekannte Verfahren
ausgebildet werden, darunter Abscheidung und Strukturierung eines
Isoliermaterials.
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Mit
Bezug zu 3C wird eine Gate-Elektrode 40 auf
der Gate-Isolierschlicht 30 ausgebildet. Es werden Gate-Öffnungen 40a auf
der Gate-Elektrode 40 derart
ausgebildet, dass sie den Öffnungen 30a entsprechen.
Die Gate-Elektrode 40 kann durch einen Dünnfilmbildungsprozess
ausgebildet werden, der Abscheidung und Strukturierung eines metallischen
Materials umfasst, oder einen Dickfilmbildungsprozess, der eine
Siebdrucktechnik unter Verwendung einer Metallpaste umfasst.
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Mit
Bezug zu 3D wird eine Opferschicht 60 zum
Lift-off auf einer Oberfläche
der Gate-Elektrode 40 und Innenwänden der Öffnungen 30a, unter Ausnahme
des Bodens der Öffnungen 30a,
ausgebildet. Die Opferschicht 60 wird durch eine Siebdrucktechnik
unter Verwendung einer Paste oder ein Spinbeschichtungsverfahren
unter Verwendung eines Sol-Gels oder einer Suspensionslösung gebildet
und wärmebehandelt.
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Mit
Bezug zu 3E wird eine Isolierschicht 70 auf
der Opferschicht 60 ausgebildet. Wie die Opferschicht 60 wird
die Isolierschicht 70 durch eine Siebdrucktechnik unter
Verwendung einer Paste oder ein Spinbe schichtungsverfahren unter
Verwendung eines Sol-Gels oder einer Suspensionslösung gebildet
und wärmebehandelt.
Die Isolierschicht 70 sollte aus einem Material gebildet
werden, das auf der Opferschicht 60 nicht reagiert oder
kaum darauf reagiert, so dass der gesamte Herstellungsprozess nicht
behindert wird. Ebenso sollte die Isolierschicht 70 aus
einem Material gebildet werden, das kaum mit Elektronenemissionsmaterialien
reagiert, die auf der Isolierschicht 70 ausgebildet werden.
Wie oben beschrieben, kann die Isolierschicht 70 aus einem
resistiven Material gebildet werden, so dass eine Materialschicht
gebildet wird, die auf unteren Teilen der Emitter resistiv ist,
und kann auch aus photosensitivem Photoresist gebildet werden. Das
resistive Material kann mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus SiO2, MgO, a-Si und p-Si sein. Wenn die Isolierschicht 70 kein
resistives Material enthält, sondern
nur dazu verwendet wird, Kontakt von Elektronenemissionsmaterialien
mit der Opferschicht 60 zu vermeiden, wird die Isolierschicht 70 nicht
am Boden der Öffnungen 30 ausgebildet,
so dass die Kathodenelektrode 20 nicht bedeckt wird, wie
es bei der Opferschicht 60 der Fall ist.
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Mit
Bezug zu 3F wird eine Elektronenemissionsmaterialschicht 50 auf
der erhaltenen Struktur unter Verwendung eines Photoresist und Elektronenemissionsmaterialien,
wie CNTs oder Nanopartikeln, ausgebildet. Die Elektronenemissionsmaterialschicht 50 kann
aus leitfähigen
Partikeln gebildet werden, z. B. Ag, um die Stromzufuhr zu verstärken. Diese
Elektronenemissionsmaterialschicht 50 kann durch eine Siebdrucktechnik
unter Verwendung einer Paste oder ein Spinbeschichtungsverfahren
unter Verwendung eines Sol-Gels oder einer Suspensionslösung gebildet
werden.
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Mit
Bezug zu 3G werden die Opferschicht 60 und
die Elektronenemissionsmaterialschicht 50 durch Erwärmen oder
unter Verwendung von Ultraviolett(UV)-Strahlen gehärtet.
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Mit
Bezug zu 3H wird ein Lift-off-Prozess
zum Entfernen der Opferschicht 60 unter Verwendung eines Ätzmittels
durchgeführt,
wodurch vorläufige
Emitter 50a nur in der Mitte des Bodens der Öffnungen 30a ausgebildet
werden. Die vorläufigen Emitter 50a sind
gebildet aus dem verbliebenen Teil der Isolierschicht 70 und
der Elektronenemissionsmaterialschicht 50.
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Mit
Bezug zu 3I werden die Emitter 50a auf
eine bestimmte Temperatur erhitzt und vollständig gehärtet und verdichtet. Auf diese
Weise werden die Oberseiten der Emitter 50a in der Höhe niedriger als
die Gate-Öffnungen 40a.
Als Folge des Erhitzens werden pyrolytische Bestandteile aus der
verbliebenen Isolierschicht 70 vollständig entfernt und das resistive
Material verbleibt in einer sehr geringen Dicke.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist eine Isolierschicht zwischen eine
Opferschicht und eine Elektronenemissionsschicht eingesetzt, wodurch
verhindert ist, dass die aus einem Photoresist gebildete Opferschicht
auf der Elektronenemissionsmaterialschicht reagiert. Daher kann
eine enge Kombination zwischen der Opferschicht und der Elektronenemissionsmaterialschicht
vermieden werden, was einen Lift-off-Prozess zum Ausbilden von Emittern
erleichtert.
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Wenn
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Schicht aus resistivem Material
an den unteren Teilen der Emitter angeordnet ist, ermöglicht die
resistive Materialschicht, dass ein Strom einer hochleitfähigen Elektronenemissionsmaterialschicht
gleichmäßig zugeführt wird.
Daher können
die Emitter gleichmäßige Elektronenemissionscharakteristiken
aufweisen.
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Die 4A und 4B sind
Photographien, die Elektronenemission einer Feldemissionsvorrichtung
zeigen, die nach einem herkömmlichen Verfahren
hergestellt ist, das ein Siebdruckverfahren und einen Photolithographieprozess
umfasst und weder eine Opferschicht, noch eine Isolierschicht verwendet. 4A zeigt
die Bildschirmhelligkeit unter Bedingungen einer Anodenspannung
von 1 kV, einer Gate-Spannung von 55 V und eines Elektronenemissionsstroms
von 367,5 μA,
während 4B die
Bildschirmhelligkeit unter Bedingungen einer Anodenspannung von
1 kV, einer Gate-Spannung von 50 V und eines Elektronenemissionsstroms
von 58,6 μA zeigt.
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Die 5A und 5B sind
Photographien, die Elektronenemission einer Feldemissionsvorrichtung
zeigen, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt ist. 5A zeigt die Bildschirmhelligkeit
unter Bedingungen einer Anodenspannung von 1 kV, einer Gate-Spannung
von 55 V und eines Elektronenemissionsstroms von 1,13 mA, während 5B die
Bildschirmhelligkeit unter Bedingungen einer Anodenspannung von
1 kV, einer Gate-Spannung von 60 V und eines Elektronenemissionsstroms
von 2 mA zeigt.
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Mit
Bezug zu den 4A bis 5B weist die
nach dem herkömmlichen
Verfahren hergestellte Feldemissionsvorrichtung einen geringeren
Elektronenemissionsstrom auf als die durch die vorliegende Erfindung
hergestellte, und es ist daher sehr wahrscheinlich, dass sie wenig
Elektronen emittiert. Die Feldemissionsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung kann hingegen einen Kurzschluss beheben, weist einen sehr
hohen Elektronenemissionsstrom auf und gewährleistet gleichmäßige Helligkeit.
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6A ist
ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen Anodenstrom und Gate-Spannung der
nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Feldemissionsvorrichtung
zeigt, und 6B ist ein Schaubild, das eine
Beziehung zwischen Helligkeit und Gate-Spannung hierzu zeigt. Wie
in 6A gezeigt ist, zeigt die nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellte Feldemissionsvorrichtung einen sehr
hohen Strom und sehr hohe Helligkeit. Da das Ergebnis von 6B erhalten
wird, wenn eine Lichtemissionsoberfläche um ungefähr 6 cm
von einem Sensor beabstandet ist, wird angenommen, dass die Helligkeit
der Feldemissionsvorrichtung für
eine praktische Anwendung höher
ist als das Ergebnis von 6.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine Feldemissionsvorrichtung erhalten werden, die einen
sehr hohen Strom und sehr hohe Helligkeit aufweist. Ebenso kann
unter Verwendung einer Isolierschicht ein Lift-off-Prozess effektiv
durchgeführt
werden, so dass ein Kurzschluss zwischen einer Gate-Elektrode und
Emittern verhindert wird. Auf diese Weise kann eine verbesserte
Elektronenemissionsvorrichtung erhalten werden. Ein resistives Material,
das an unteren Teilen einer Elektronenemissionsmaterialschicht verbleibt,
ermöglicht,
dass selbst an Emissionspunkten von CNTs oder Nanopoartikeln, die
in der hochleitfähigen
Elektronenemissionsmaterialschicht gleichmäßig verteilt sind, ein Strom gleichmäßig angelegt
wird. Auf diese Weise können Elektronen
gleichmäßig über die
gesamte Elektronenemissionsmaterialschicht emittiert werden. Folglich
kann die Lebensdauer der Feldemissionsvorrichtung stark erhöht werden.
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Die
Feldemissionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann bei Vorrichtungen
angewendet werden, die Emission von Elektronen erfordern, wie zum
Beispiel Anzeigevorrichtungen. Während
die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug zu bevorzugten
Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass
verschiedene Veränderungen
in Form und Details hierzu vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert
ist.