后栅结构SnO2场致发射显示器件的研制

采用高温气相法生长SnO2纳米线,扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析表明所生长的SnO2纳米线大小均匀,直径约为150 nm,长可达10μm。结合丝网印刷法转移SnO2,制备成阴极阵列。封接阴极板与荧光屏成后栅型场致发射显示(FED)器件,测试其场致发射性能,分析讨论栅极电压和阳极电压对场发射性能的影响。实验表明后栅型SnO2-FED具有良好的栅极调控作用,在1600 V阳极电压和200 V栅极电压下工作实现全屏发光,平均发光亮度为560 cd/m2,具有潜在的应用前景。     

平栅极氧化锌场致发射电子源的制备及性能研究

采用传统的光刻技术制备平栅极场致发射阴极阵列,利用水热法原位合成ZnO发射源,并组装成平栅极ZnO场致发射电子源;利用光学显微镜、SEM和XRD表征其微观结构,分析ZnO发射源的生长机制,并结合场发射测试系统研究其发射特性。结果表明,ZnO发射源是平均直径为300nm的六方纤锌矿氧化锌纳米棒,且沉积在平栅极场致发射阴极阵列的阴极电极表面。场发射测试表明,平栅极ZnO场致发射电子源的发射特性完全由栅极控制。当阳极电压为2000V,器件的开启电压为150V;当栅极电压为275V时,发射电流可达345μA;在栅极电压为260V时,器件的发射电流波动范围为±5.5%左右,发光亮度高达750cd/m~2,表明该器件具有较好的场发射特性。     

常开型后栅极场致发射显示板工作特性的研究

常开型后栅极场致发射显示板是一种新型的场致发射器件.它直接利用阳极使阴极产生场致电子发射,而通过埋在阴极之下的栅极上施加负电压来阻止阴极产生场致电子发射来调制显示所需的图像.为了研究该场致发射显示板的阴极发射特性,本文采用有限元法对场致发射区域内的电场分布进行了模拟计算,用Fowler-Nordheim(F-N)公式计算了阴极表面的发射情况.并研究了阳极电压、阴极电压、阴调距、阴极宽度和阴极厚度等参数的改变对阴极发射特性和栅极调制能力的影响.计算结果显示阴极发射特性和栅极调制能力与上述电参数和结构参数关系密切,从而为优化设计这种显示器件提供了方向.     

新型前栅场发射器件的研究

采用刻蚀型介质制作前栅场发射器件。该器件中阴栅结构的形成是利用刻蚀工艺刻蚀介质层,一次性实现栅孔和阴极电极的连通,最后利用电泳沉积工艺转移碳纳米管制备成阴极发射点阵。该工艺避免了对准或套印,使前栅场发射器件制作工艺更简单,降低了成本,更容易实现大面积制作。场发射测试表明当阳压在1500和2000 V时,栅压都能够有效地控制阴极的电子发射。     

平栅型双层膜阴极的脉冲电压处理及场致发射性能研究

采用脉冲电压法对平栅双层膜阴极进行处理,进一步提高其场致发射性能。采用磁控溅射法在平行栅电极上溅射氧化铋薄膜和氧化锡薄膜,并对薄膜进行AFM分析,通过场致发射测试结果表明,经过脉冲电压法处理后的平行栅双层膜阴极的发射性能,如亮度、均匀度等有了很大的提高,阳压为3 000 V,栅压为190 V,其腔体亮度可达462 cd/m2。平行栅双层膜阴极的脉冲电压处理可以有效改善阴极的场发射性能,为改善SED阴极结构及材料提供了一条有效的实验方法。     

SiO2/聚酰亚胺/SiO2复合薄膜绝缘性能及基于聚酰亚胺复合薄膜的后栅型场致发射性能的研究

使用射频磁控溅射和化学溶液法制备了SiO2/聚酰亚胺(PI)/SiO2绝缘膜。分别使用X射线衍射、扫描电镜对薄膜结构和薄膜表面形貌进行了表征;利用超高阻微电流测试仪测试了SiO2/PI/SiO2复合绝缘膜漏电流和电压击穿特性;采用SiO2/PI/SiO2作为绝缘膜,制作了后栅型场致发射器件,使用场发射测试系统测试了器件的开启电压、发射电流以及发光亮度。结果表明:SiO2/PI/SiO2复合绝缘膜具有高的击穿电压和低的漏电流密度,后栅器件中栅极对阴极表面的电场强度调控作用明显,阳极电压为750V时,栅极开启电压为91 V,阳极电流可达384μA,栅极漏电流仅为59μA,器件最高亮度可达600 cd/m2。     

后栅极场发射显示板结构参数在公差范围内变化对工作特性的影响

后栅极场发射显示板是一种常用的场致发射器件。该器件结构由阳极、阴极和栅极组成,并且栅极置于阴极背面。本文采用模拟计算的方法研究了标准结构场发射区域内的电场分布、阴极表面的发射情况、电子轨迹和着屏束斑。并研究了关键结构参数在公差范围内变化对阴极发射特性和阳极着屏束斑的影响。计算结果显示结构参数在公差范围内的变化对阴极发射状况,阳极束斑栅极调制特性的影响很小,进而证明了后栅极结构对工艺一致性要求较低。     

Hf栅极栅电子发射的研究

栅发射在栅控行波管及速调管中是较为普遍的现象,为了降低栅发射,通常采用高功函数金属作为栅极或在栅极表面沉积高功函数物质或沉积能与蒸散到栅极上的活性物质反应形成高功函数化合物的金属。本文直接采用纯金属Hf作为栅极,与普通Mo栅极对比,研究了Hf栅极在模拟电子管中管子激活前、阴极激活后栅发射的情况,并对氧化物阴极加速寿命中栅发射情况进行测试分析。结果表明:在阴极激活前后及寿命过程中,纯Hf栅极具有较小的栅发射电流。     

基于氧化锌纳米线表面传导场发射阴极的研究

利用热蒸发和丝网印刷技术在玻璃基底上成功制备了氧化锌纳米线表面传导场发射阴极阵列,并测试其场发射性能。扫描电镜表明,在氩气和氧气流量分别为60和1mL/min,反应温度550℃保温30min条件下制备的氧化锌纳米线均匀垂直生长在玻璃基底上,直径大约在80～200nm,长度〉7μm。场发射测试表明,在阳压2000V和阴阳间距为500μm时,ZnO纳米线表面传导场发射阴极的开启电压为70V;在栅压为96V时,电子发射效率为26.2%,高于传统报道的表面传导电子发射器件,在经过80min的老练后发射接近稳定,平均发射电流接近135μA,表明ZnO纳米线表面传导场发射阴极有着稳定高效的场发射性能。     

前栅极碳纳米管场发射显示板关键结构参数的研究

前栅极碳纳米管场发射显示板是一种常用的场致发射器件。该器件通过栅极与阴极之间形成的电场产生场致发射电子,在阳极高压的作用下,电子从电场中获得能量,轰击荧光粉产生可见光。本文采用模拟计算的方法研究了标准结构场发射区域内的电场分布、阴极表面的发射情况、电子轨迹和着屏束斑。并研究了关键结构参数在公差范围内变化对阴极发射特性和阳极着屏束斑的影响。计算结果显示,阴极发射状况和阳极束斑对结构参数的变化非常敏感,也证明了前栅极结构对工艺要求十分严格。