三级碳纳米管场发射显示屏的制作研究

利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射显示屏是一种新型的平板器件。介绍了三极结构碳纳米管场致发射显示屏的工作原理，基本结构以及寻址方式。重点讨论了在制作器件方面所存在的真空封装问题，荧光粉制作问题以及绝缘隔离层问题，在提出一种新型结构栅极制作工艺的基础上，成功地制作了三极碳纳米管场发射显示屏器件。     

新型三极碳纳米管场发射器件的研究

采用催化剂高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极。利用优质云母板作为绝缘材料．结合简单的丝网印刷工艺制作了新型的栅极结构。详细地给出了新型三极碳纳米管场发射器件的制作工艺．对场致发射的机理进行了初步的讨论。采用这种新型的栅极结构．不仅极大地降低了总体器件成本．同时避免了碳纳米管薄膜阴极的损伤．提高了器件的制作成功率。所制作的三极结构平板场发射器件具有良好的场致发射特性和栅极控制能力。     

碳纳米管阴极平板显示器的工艺研究

碳纳米管场致发射显示器是一种新型的真空器件，也是一种具有巨大应用潜力的平板型显示设备。本文详细地介绍了碳纳米管场致发射原理，给出了碳纳米管阴极平板显示器的基本结构和工作原理，对于显示器件的真空封装，碳纳米管阴极装配，控制栅极制作等工艺问题进行了阐述和研究。采用这些技术，已经研制出了碳纳米管阴极场致发射显示器的样品。     

高真空场发射三极显示器的制作

三极结构的场致发射显示器是一种新型的真空平板显示装置,高真空的实现与维持是确保显示器件正常工作的必要条件.通过采用低熔点玻璃粉烧结工艺和玻璃定位片装置,实现了场致发射显示器的高真空平板封装.从器件封装结构、器件烧结、器件排气和器件烤消等方面进行了工艺改进.综合采用这套技术,已经研发出三极结构的、具有高真空度的碳纳米管阴极场致发射显示器样品.     

碳纳米管场发射显示器中栅极技术的研究

碳纳米管场发射显示器件的研究已在各个国家开展了许多年,但仍然有很多的问题亟待解决,如碳纳米管作为阴极发射材料的发射均匀性、开启电场、栅极结构的制作、荧光屏制作、真空封装等困难。本文研究了碳纳米管场发射器件的几种结构、特性及其制作工艺,重点阐述了前栅极结构碳纳米管场发射显示器件中在栅极制作和阴极材料装配的瓶颈,并提出了一种栅极制作和阴极保护的方法,并运用此方法在实验室制作了三极结构器件进行验证,有效地解决了制作前栅极结构的困难,为制作大面积碳纳米管场发射显示屏提供了可行性方案。     

场致发射平板显示器的研究进展

利用碳纳米管作为阴极材料的场致发射显示器是一种新型的平板真空器件。介绍了二极管型和三极管型场致发射显示器的各种基本结构,给出了场致发射平板显示器的基本行列矩阵寻址方式原理,重点分析和讨论了在制作大面积平板器件方面所存在的支撑结构问题,这种新颖的平板显示技术将会进一步降低生产成本和提高显示质量。     

新型前栅极CNT-FED的研究

传统的前栅极场致发射显示板由于介质层和栅极的制作在生成或制作阴极场致发射源之后，在制造过程中容易破坏场致发射源；另外阴极发射对介质层厚度、阳极电压和调制极开口等参数非常敏感，所以器件的发射均匀性难以保证。为了解决这些问题，引入了类似HOP玻璃的结构。阴极上只需要丝印碳纳米管，无需制作介质层和栅极，解决了场致发射源被破坏的问题。阴极与栅极之间真空取代了介质层，由于真空的绝缘性能高于介质层，所以阴极与栅极之间的距离可以减小，栅极的调制效果更显著。由于玻璃的平整度高于一般方法制作的介质层的平整度，所以器件的发射均匀性比较好。     

碳纳米管场致发射特性的研究进展

碳纳米管(CNT)具有优良的场致发射特性,是场致发射器件的理想阴极材料。本文介绍了几种碳纳米管阵列的制作方法以及研究碳纳米管场致发射特性的理论和实验进展。     

基于计算机仿真的ZnO场致发射显示器的研究

在Spindt结构仿真方法的基础上,将四针状纳米ZnO近似处理成尖锥结构,采用C语言程序编程,求解电位、电场分布、电子运动轨迹及发射电流密度。通过计算机模拟仿真,分析了栅极孔径、栅极电压以及阳极电压等对显示器性能的影响。在理论优化设计指导下,采用丝网印刷制作带孔的介质层,用电泳方法在阴极电极上沉积ZnO发射体,制成孔状金属栅三极结构显示屏。测试了显示器的电子发射调制性能,实验表明采用计算机仿真设计的三极结构ZnO场致发射显示器具有良好的场致发射性能。     

点阵阴极寻址型三极场发射器件的制作

结合丝网印刷工艺,通过制备绝缘层和布线层的层叠式,在玻璃基底上实现了大面积的点阵阴极寻址结构.应用碳纳米管作为阴极材料,研发了三极结构的场致发射平板显示器件样品.通过点阵阴极寻址结构,可直接对发光像素进行逐点控制,从而实现整体器件的图像显示.该器件可与现有的驱动集成电路相结合进行控制,具备良好的场致发射特性和高的显示亮度.     

电泳淀积三极管结构的碳纳米管场发射显示阴极

本研究探索了一种电泳选域组装碳纳米管发射器到正栅极结构的衬底中作为三极管结构的场发射显示阴极的工艺.在这个工艺中,悬浊液中的碳纳米管在施加于栅极电极和阴极电极的电压的作用下移向并淀积到三极管结构的衬底中.同时,这个栅极电极的正电压能够排斥悬浊的碳纳米管,使栅极电极不吸附碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管选域组装到栅极孔洞中去,并且每一个孔洞中碳纳米管具有相同的组装密度.该工艺成本低、可实现大面积阴极的制备,是一种在制备三极管型碳纳米管场发射显示阴极中可供选择的工艺.     

碳纳米管场致发射结构的研究

碳纳米管以其特有的电学性质而成为一种优良的冷阴极材料。在场致发射器件中，真空度是决定发射稳定性的一个重要因素。如果碳纳米管阴极附近的真空度太低，将产生打火、气体电离、离子回轰阴极等问题，将导致阴极发射电流的迅速衰减。本文通过对基于碳纳米管冷阴极的二极管和三极管的场发射特性的实验，分挤了残余气体压强与外加电压、发射体工作时间的关系以及碳纳米管阵列的I-E曲线，利用这些结果可以优化碳纳米管场致发射结构的设计。     

电泳法制备平栅极碳纳米管场发射阴极及场发射特性研究

采用电泳法在ITO玻璃基板上选择性制备了碳纳米管(CNTs)阴极薄膜,采用电子扫描(SEM)分析了CNTs薄膜的表面形貌,并测试了碳纳米管阴极的场致发射特性.结果表明,利用电泳法制得的碳纳米管阴极薄膜均匀性、致密性良好,且具有较大发射电流密度;通过控制共面栅控CNTs场发射阴极的栅极电位能够有效控制阴极的场发射电流密度...     

Low turn-on voltage field emission triodes with selective growth ofcarbon nanotubes

A low turn-on voltage, field emission triode array has been fabricated using the selective deposition of carbon nanotubes (CNTs) in a microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) system. The field emission triodes exhibited a low turn-on voltage of 13 V and a large emission current of 23 μA with the gate voltage at 60 V. Short-term stress reveals a 10% current fluctuation within 1800 sec. The excellent electric properties suggest that the array shows potential for application in field emission displays and vacuum microelectronics     

酞菁裂解法制备定向碳纳米管阵列及其场发射性能研究

碳纳米管作为一种新型的光电材料有着广泛的应用,可用于平板显示器中的电子发射器件。定向碳纳米管阵列是碳纳米管的一种取向形态,具有其独特的性质。与缠绕无序的碳纳米管相比,定向碳纳米管更易分散、测量和应用。文章在低压条件下采用酞菁铁高温裂解法,在800～1000℃,以石英玻璃为基底,制备了大面积高度定向的碳纳米管。通过SEM和TEM对定向碳纳米管的结构进行分析。结果表明该法制备的碳纳米管长20μm,管径40～70nm,为竹节状结构的多壁碳纳米管。实验中发现系统真空度和生长温度都对定向碳纳米管生长有影响。通过对该碳纳米管进行场发射测试,结果表明此定向碳纳米管的开启电压仅为0.67V.μm-1(I=1μA),阈值电压为2.5V.μm-1,具有良好的场发射性能。     

Fabrication and field emission characteristics of a novel planar-gate electron source with patterned carbon nanotubes for backlight units

This paper describes the fabrication of backlight units(BLUs) for a liquid crystal display(LCD) based on a novel planar-gate electron source with patterned carbon nanotubes(CNTs) formed by electrophoretic deposition. The electric field distributions and electron trajectories of this triode structure are simulated according to Ansys software.The device structure is optimized by supporting numerical simulation.The field emission results show that the emission current depends strongly on the cathode-gate gap and the gate voltage.Direct observation of the luminous images on a phosphor screen reveals that the electron beams undergo a noticeable expansion along the lateral direction with increasing gate voltage,which is in good agreement with the simulation results.The luminous efficiency and luminance of the fabricated device reaches 49.1 lm/W and 5500 cd/m2,respectively.All results indicate that the novel planar-gate electron source with patterned CNTs may lead to practical applications for an electron source based on a flat lamp for BLUs in LCD.     

图案化定向碳纳米管阵列的场发射性能研究

考虑到碳纳米管的几何形貌会在一定程度上影响其场发射性能,如驱动电场,发射电流强度等,因此本文设计了三种不同的几何图案,并采用热气相化学沉积（TCVD）法制备出了相应几何结构的定向碳纳米管阵列;通过模拟计算和场发射测试实验,我们对以上三种结构的场发射性能进行比较,发现具有规则六边形蜂窝形状的碳纳米管阵列具有最强的边缘效应,最小的屏蔽效应,以及相同电场下最大的发射电流。