用于制备电子发射器的水基复合物及使用其制备的发射器制造技术

本发明专利技术提供一种用于制备电子发射器的水基复合物及使用其制备的发 射器。一种用于形成电子发射器的水基复合物，其包括含碳化合物、硅酸盐 化合物和水。一种电子发射器包括含碳化合物和硅酸盐化合物，并且使用水 基复合物来制备。一种电子发射器件包括该电子发射器。用于形成电子发射 器的水基复合物适于形成特别的图案，且采用水基复合物制备的电子发射器 具有非常小的残余碳量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的方案涉及水基复合物，其用于形成电子发射器并包括含碳化合 物、硅酸盐化合物和水，还涉及使用水基复合物制备的电子发射器和包括电子发射器的电子发射器件；更具体地，涉及水基复合物，其用于形成电子发 射器并适于形成特别的或勾画干净的图案，还涉及使用水基复合物制备的电 子发射器和包括电子发射器的电子发射器件，在该水基复合物中残余碳的含 量很小。
技术介绍
通常，电子发射器件被分为热电极型电子发射器件，在其中热电极作为 电子发射器，和冷电极型电子发射器件，在其中冷电极作为电子发射器。冷 电极型电子发射器件的例子为场发射器阵列(FEA, field emitter array )型电 子发射器件、表面传导发射器(SCE, surface conduction emitter)型电子发射 器件、金属绝缘体金属(MIM)型电子发射器件、金属绝缘体半导体(MIS ) 型电子发射器件和弹道电子表面发射(BSE， ballistic electron surface emitting) 型电子发射器件。FEA型电子发射器件基于以下原理运行，当电子发射器由具有低功函数 或高贝塔函数(betaftmction)的材料形成时，由于真空条件中的场差异导致 电子容易地发射出。目前，正在开发包括由Mo或Si形成的尖端结构并具有 锐利端部作为电子发射器的电子发射器件。此外，正在开发包括由含碳材料 例如石墨或类金刚石碳(DLC)形成的电子发射器的电子发射器件和包括由 纳米材料例如纳米管或纳米线形成的电子发射器的电子发射器件。此外，根据阴极和栅电极的配置，FEA型电子发射器件被分为顶栅型(top gate-type)电子发射器件和栅下型(under gate-type )电子发射器件。根据使 用的电极数量，FEA电子发射器件还能被分为双电极型电子发射器件、三电 极型电子发射器件和四电极型电子发射器件。图l为FEA型电子发射器件 的透视图。当如上文所述发射电子的电子发射器形成在电子发射器件中，特别地，形成在其中阴极面对栅电极的平行侧栅型(parallel lateral gate-type )电子发 射器件中时，采用多次光刻工艺以在阴极和栅电极之间形成牺牲层，或在阴 极和电子发射部之间形成牺牲层。当阴极形成为厚层时，需要复杂的光刻工 艺。当使用银膏(Agpaste)将阴极形成为厚层时，有机光致抗蚀剂材料能 用于形成牺牲层。然而，在由有机光致抗蚀剂材料形成的牺牲层和阴极之间 的界面处有机光致抗蚀剂材料与银膏反应，因此不能获得特别的或勾画干净 的图案。通常，在上文所述的工艺中使用的用于形成电子发射器的复合物包括光 敏成分，其在执行了烧结工艺之后以残余碳形式保留下来并给电子发射器件 的性能和寿命带来不利影响。
技术实现思路
本专利技术的方案包括用于形成电子发射器且适于形成勾画干净的图案的 水基复合物、使用该水基复合物制备的电子发射器和包括该电子发射器的电 子发射器件，在该电子发射器中残余碳的含量非常小。根据本专利技术的方案，用于形成电子发射器的水基复合物包括含碳化合 物、A圭酸盐4t合物和水。根据本专利技术另 一方案，电子发射器包括含碳化合物和硅酸盐化合物。根据本专利技术另一方案，电子发射器件包括电子发射器。根据本专利技术另一方案，场发射器阵列(FEA)电子发射器件的电子发射 器的形成方法包括在电子发射器件的基板上的电极图案之间形成光致抗蚀 剂；在基板上的光致抗蚀剂和电极图案之间涂敷水基复合物以形成一层，由 该层形成电子发射器；干燥基板上涂敷的水基复合物；去除光致抗蚀剂；和 烧结基板以在基板上获得由水基复合物形成的电子发射器。根据本专利技术另一方案，场发射器阵列(FEA)电子发射器件包括基板； 形成在基板上的电极图案；和电子发射器，其有水基复合物形成并具有通过 去除光致抗蚀剂而形成的间隙。本专利技术的附加方案和/或优点将会在随后的说明书中得到部分地说明，并 且将会由说明书变得显而易见，或者可以通过实践本专利技术而习知。附图说明通过下文结合附图对本专利技术进行描述，本专利技术的这些和其它方案和优点将变得更加清楚和更易于理解，附图中图1为典型电子发射器件的示意透视图2A为形成在基板上的侧栅电子发射器的电极图案之间涂敷的光致抗 蚀剂的透视图，和根据本专利技术的方案的涂敷的光致抗蚀剂的放大图2B为根据本专利技术的方案的涂敷在基板上的水基复合物的透视图，用 于侧栅电子发射器的电极图案在该基板上；图2C为根据本专利技术的方案在执行了烧结工艺之后通过剥离涂敷的光致 抗蚀剂而形成的电子发射器的透视图，和电极发射器的截面放大图2D为作为线顺序操作发射器的图2C的电子发射器的截面图3为根据本专利技术的方案的涂敷有水基复合物的光致抗蚀剂图案的扫描 电子显微镜(SEM)图片，该水基复合物用于形成电子发射器；和图4为才艮据本专利技术的方案在去除光致抗蚀剂之后相互密封的电子发射器 的光学图像；图5为采用典型有机复合物制备的电子发射器与光致抗蚀剂之间界面的 截面的SEM图片；和图6为根据实例2制备的电子发射器件和根据比较例2制备的电子发射 器件的电场与电流密度关系图。具体实施例方式现将详细参照本专利技术的方案，本专利技术的实例在附图中得到说明，其中通 篇相似的附图标记指示相似的元件。为了解释本专利技术，在下文参考附图来描 述本专利技术的方案。根据本专利技术的方案用于形成电子发射器的水基复合物包括含碳化合物、 硅酸盐化合物和水。水基复合物的含碳化合物可以是碳纳米管、碳化物诱导 (carbide-driven)(或》灰化物基(carbide-based))石灰或它们的混合物。碳纳米管是碳的同素异形体，包括被巻成纳米尺寸的直径以形成管形或 类似管形的石墨片，可以是单壁(或单片)纳米管、多壁(或多片)纳米管 或它们的混合物，但并不限于此。根据本专利技术的方案的碳纳米管可通过热化 学气相沉积(CVD )、直流(DC )等离子体CVD、射频(RF )等离子体CVD或微波等离子体CVD来制备。碳化物诱导碳可以是，例如碳与元素周期表中2、 4、 13、 14、 15和16 族的元素的化合物。具体地，碳化物诱导碳可以是金刚石基碳，例如碳化 硅(SiC)或碳化硼(B-C);金属碳化物，例如碳化钛(Ti-C)或碳化锆(Zr-C); 盐基碳化物，例如碳化铝(Al-C)或碳化钙(Ca-C);复合碳化物，例如碳 化钛铊(Ti-Tl-C )或碳化钼鴒(Mo-W-C );碳氮化物，例如碳氮化钛(Ti-C-N) 或碳氮化锆(Zr-C-N);或它们的混合物，但不限于此。本专利技术的方案中，水基复合物的含碳化合物的含量可以基于100重量份 硅酸盐化合物在10至200重量份的范围内。当含碳化合物的含量小于10重 量份时，其导电网络不稳定且使用水基复合物的电子发射器的发光(或发射 电子)性能会退化。另一方面，当含碳化合物的含量大于200重量份时，其 场增强性能由于屏蔽效应而降低，由此使用水基复合物的电子发射器的发光 (或发射电子)性能会退化。同时，水基复合物的硅酸盐化合物的相反离子(能够使电荷中和)可以 是，例如l、 2和13族的金属元素。硅酸盐化合物可以是，但不限于，硅酸 锂、硅酸钾、硅酸4丐、硅酸铝、硅酸硼、硅酸镁或硅酸钠；特别是，硅酸锂、 硅酸钾、硅酸铝、硅酸镁、硅酸钠或它们的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成电子发射器的水基复合物，所述复合物包括：　含碳化合物；　硅酸盐化合物；和　水。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金润珍，金载明，朱圭楠，朴铉基，李邵罗，文希诚，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR