FED显示驱动电路结构及其场发射特性分析

从场发射的基本原理出发,分析了影响场发射电流的内外因素。阴极表面强电场是产 生发射电流的必要条件,但像素的不均匀性和场发射特性的非线性导致无法产生精确的发射电流,由此带来了亮度调节的可控性差;阴极驱动电路作为发射电流回路的一部分,其电路结构直接影响发射电流的控制特性,分析表明电流驱动模式能对阳极束电流进行精确控制,是实现FED亮度控制的理想驱动方式。     

应用于LCD的平栅型碳纳米管场致发射显示器背光源的研制

采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀技术制备平栅型场发射阴极阵列,利用电泳将碳纳米管(CNT)发射源沉积在阴极表面,将阴极板和阳极板封接后制成51cm单色平栅型CNT场致发射显示器(CNT-FED),作为背光源模板应用于49 cm液晶显示器(LCD)器件中.场发射测试表明,器件在阳极电压3 500V、栅极电压290 V时,阳极...     

碳纳米管场致发射平面背光源

通过酸化、球磨、超声分散等工艺制备碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNT)悬浮液,利用电泳沉积技术制备CNT阴极,并真空封装制备成25.4cm(10in)的CNT场致发射平面背光源器件。采用扫描电子显微镜对CNT阴极样品的表面形貌进行表征,并对器件的场致发射性能进行测试。结果表明,当电场为1.76V/μm时,CNT场致发射平面背光源器件的亮度为6500cd/m2,亮度均匀性为89%,可应用于液晶显示器的背光源。     

大面积碳纳米管冷阴极的制备与研究

针对碳纳米管(CNT)阴极场发射均匀性这一关关键难题，根据CNT场发射理论制备了一种新型碳纳米管阴极印刷浆料，实验表明：质量分数约为20％的纯化CNT与4．2％的导电氧化物粘接材料混合形成的印刷浆料，其阴极具有较佳的发射均匀特性，用丝网印刷技术制作成的大面积(对角线长度大于12．5cm)阴极，再经过快速烧结技术及两步后处理工艺，既能除掉粘接材料又能使CNT很好地与衬底固定，并使碳纳米管部分直立和充分暴露，进一步改善了发射均匀性，该均匀发射的阴极开启场为2．0V／μm在电场强度阴极可望应用于场致发射显示器，液晶显示的背光源、电光源等器件。     

CNT-FED背光源中支撑体高度的优化研究

利用丝网印刷技术制备碳纳米管阴极并真空封装碳纳米管场发射(CNT-FED)背光源原型器件,研究了支撑体高度对碳纳米管背光源发射性能的影响,实验表明:支撑体高度增加,开启电压随之增加;达到同样的发射电流密度,支撑体越高,亮度也越高.支撑体高度为1 000 μm和2 000μm时,CNT-FED背光源发射性能较好,在电流密度为4 mA/cm~2情况下,支撑体高度为1 OOO μm时,亮度为1 800 cd/m~2;支撑体高度为2 OOO μm时,亮度为3 100 cd/m~2.选用支撑体高度为2 000 μm,制备出86.4 cm液晶平板显示器(LCD)用CNT-FED背光源,亮度最高可达8 000cd/m~2,发光均匀性为82%,稳定发射30 h,发射电流无明显衰减.     

电泳工艺制备阵列场发射阴极及其性能的研究

碳纳米管是理想的场发射冷阴极材料,阴极的图形阵列化是实现碳纳米管场发射显示器动态全彩视频显示的核心.三极管结构能够更好地进行矩阵寻址显示图像,且与常规的驱动电路相兼容,降低整体平板显示器件的制作成本.从实验出发,探索利用简单的电泳工艺制备图形化碳基薄膜阴极,采用与阴极成同一水平面的栅极的三极管结构,并对电泳的实验参数进行优化以提高阴极电压电流特性和发射的均匀性等问题,为场发射器件的制造提供优良的工艺基础.研究机械球磨和稀释悬浊液浓度对碳纳米管沉积均匀性的影响.实验结果表明稀薄的悬浊液的条件下可以在玻璃的银浆导电层上沉积较薄而均匀的碳纳米管膜,与丝网印刷工艺制备的阴极相比,均匀性更好,厚度更容易控制,具有更好的发射均匀性.测试图形化的阵列碳纳米阴极的三极管结构的场发射特性,发现当阳极电压保持在600 V,栅极电压接近500 V时,阳极电流能达到2.6 mA/cm2.荧光粉发光均匀,相比二极管结构具有更低的阈值电压,在亮度、均匀性和稳定性方面都有显著的优势.     

限流电阻层改善碳纳米管场发射显示器发光均匀度的研究

针对碳纳米管(CNT)场发射阴极薄膜中,CNT个体差异及其与衬底的不良接触对发光均匀性的影响,引入反馈限流电阻层以改善阴极薄膜的场发射发光均匀性.采用丝网印刷工艺在衬底上制备氧化锌作为电阻限流层,在其上制备CNT阴极薄膜.对CNT薄膜阴极的发射电流稳定性和均匀性进行了测试,给出了电阻限流层对场发射特性曲线的影响效果.SEM分析表明,氧化锌电阻层有利于消除CNT阴极的尖端屏蔽效应,并且使得CNT与衬底具有更加紧密的接触.场发射特性和场发射发光照片表明,虽然随着限流层厚度增加,阈值电压有所增加,发射电流有所减小,然而限流层的存在有效地改善了发射电流的稳定性,使得发射电流和场发射发光点分布更加均匀.     

限流电阻层改善碳纳米管场发射显示器发光均匀度的研究

针对碳纳米管(CNT)场发射阴极薄膜中,CNT个体差异及其与衬底的不良接触对发光均匀性的影响,引入反馈限流电阻层以改善阴极薄膜的场发射发光均匀性.采用丝网印刷工艺在衬底上制备氧化锌作为电阻限流层,在其上制备CNT阴极薄膜.对CNT薄膜阴极的发射电流稳定性和均匀性进行了测试,给出了电阻限流层对场发射特性曲线的影响效果.SEM分析表明,氧化锌电阻层有利于消除CNT阴极的尖端屏蔽效应,并且使得CNT与衬底具有更加紧密的接触.场发射特性和场发射发光照片表明,虽然随着限流层厚度增加,阈值电压有所增加,发射电流有所减小,然而限流层的存在有效地改善了发射电流的稳定性,使得发射电流和场发射发光点分布更加均匀.     

碳纳米管场致发射阴极浆料的研制

通过筛选阴极浆料中的载体、不同种类的粘结剂和添加剂,开发出具有优良场致发射性能的大面积、低成本丝网印刷复合阴极浆料并烧结制成阴极。结果表明:在电场强度为3.2V/μm下其电流密度约为42×10–3A/cm2,场发射均匀性很好,二极管型发光板发光亮度为625cd/m2。该阴极适用于制作大面积的CNT-FED阴极和液晶显示器的背光源。     

低成本制备的高稳定性碳纳米管复合阴极

通过改变SiO2纳米溶胶与碳纳米管的比例,选择合适的表面活性剂解决SiO2表面湿润问题,使SiO2得以均匀包裹CNT.采用Sol-Gel工艺制备CNT/SiO2复合物阴极,使用TEM对复合物的形貌、结构进行表征,对其场发射性能与稳定性进行了研究,获得了高增强因子及低屏蔽效应的阴极.发射测试实验表明:复合物中SiO2/CNT含量为80%时,阴极具有高发射电流和较佳的场发射稳定性能.在场强为2 V/mm时,发射电流为56 mA/cm2,开启场为0.71 V/mm,发射电流波动3 h,波动<3%.该阴极发射电流高,稳定性良好,容易采用低成本的丝网工艺制备成各种不同尺寸FED阴极.