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。     

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。     

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。     

后栅极场致发射显示板制作的研究

介绍了具有广阔应用前景的平板显示器件——场致发射显示板及其优良的显示性能。三极结构具有低压调制的优点，而后栅极场致发射显示板更具有结构简单、发射均匀性好的优势。采用丝网印刷工艺成功地制作了后栅极场致发射显示板，利用碳纳米管作为阴极材料，并对介质层厚度对器件的影响、老炼、发光均匀性等问题进行了探讨。     

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。     

后栅型场发射显示器窜压现象的研究

提出后栅型场发射显示器(FED)测试过程中的窜压现象,解释该现象的产生原因。阴极电极侧壁场发射电子轰击栅极导致电压表示数发生变化。针对此问题设计一种具有沟槽状介质层结构的后栅型FED从而避免阴极电极侧壁的电子发射。采用全印刷技术制作场发射显示阵列。实验表明此器件具有良好的发射稳定性及栅压调控特性,有效杜绝窜压现象的发生。阳极电压为600 V,栅极电压在100~250 V范围内对阳极电流有良好的调控作用。     

圆锥形阴极真空微三极管的计算机模拟

利用有限元法对圆锥形场致发射阴极的真空微三极管进行了计算机模拟。改变真空微三极管的各项结构参数及阳极和栅极电压 ,得到一系列模拟数据。然后对模拟结果进行分析讨论 ,总结出圆锥形阴极有效发射、阳极电流与真空微三极管的结构尺寸、阳极电压和栅极电压之间的关系 ,对于真空微三极管的实际设计和制作有一定的参考价值     

镍硅颗粒膜的表面传导电子发射特性

本文提出采用镍硅颗粒薄膜作为表面传导电子发射显示的发射体材料,通过光刻和磁控溅射在两电极(10μm间隙)之间制备30 nm厚的镍硅颗粒膜。施加三角波电压进行电形成工艺,并测试了器件的电学特性。获得主要结果有,在器件阳极电压2000 V和器件阴极电压13 V的作用下,可以重复探测到稳定的器件发射电流,并且随器件阴极电压的增加而明显增加,最大的发射电流达到了1.84μA(共18个单元);电形成过程中,单个发射体单元的薄膜电阻从13Ω增加到10913Ω;通过对器件发射电流的Fowler-Nordheim结分析,可以确定电子发射机理属于场致电子发射。     

圆锥形阴极真空微三极管的计算机模拟

利用有限元法对圆锥形场致发射阴极的真空微三极管进行了计算机模拟。改变真空微三极管的各项结构参数及阳极和栅极电压,得到一系列模拟数据。然后对模拟结果进行分析讨论,总结出圆锥形阴极有效发射、阳极电流与真空微三极管的结构尺寸、阳极电压和栅极电压之间的关系,对于真空微三极管的实际设计和制作有一定的参考价值。     

厚膜工艺制备后栅极场发射显示板的研究

讨论了包括丝网印刷、厚膜光刻、荧光粉沉积成膜、喷涂等厚膜工艺以及后栅极结构场致发射显示屏的制备工艺。研究了老炼工艺对阴极发射特性的改善。采用全厚膜工艺制备了2英寸后栅极场发射显示板样屏,在阳极距为1mm的后栅极结构中,阳极工作电压为2kV时,通过对样屏的测试分析,阴极开关范围差小于100V,达到了行列低压寻址驱动的要求,验证了全厚膜制备后栅极场发射显示板的可行性。     

A self-aligned single carbon nanotube field emission source fabricated by UV lithography

We suggest a novel process for fabricating a carbon nanotube field emission source having one carbon nanotube per gate aperture. The fabrication is based on UV lithography, instead of electron beam lithography. We used only one patterning step to define the gate, insulator, and cathode. We applied a DC voltage to the anode and a pulse signal to the gate. We then investigated the?I-V characteristics of the structure, changing the frequency and the duty-cycle of the pulse signal applied to the gate. We found that the optimum frequency and duty-cycle were 250?kHz and 22%, respectively. The structure had a turn-on voltage of 1.1?V under these conditions. The anode voltage did not have much effect. Finally, we checked the stability of the source for 40?h. We obtained an average emission current of 1.093?μA with a standard deviation of 1.019 × 10(-2)?μA.     

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。     

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。     

Forms and behaviour of vacuum emission electronic devices comprising diamond or other carbon cold cathode emitters

Nanocarbon-derived electron emission devices, specifically nanodiamond lateral field emission (FE) diodes and gated carbon nanotube (CNT) triodes, are new configurations for robust nanoelectronic devices. These novel micro/nanostructures provide an alternative and efficient means of accomplishing electronics that are impervious to temperature and radiation. For example, nitrogen-incorporated nanocrystalline diamond has been lithographically micropatterned to use the material as an electron field emitter. Arrays of laterally arranged 'finger-like' nanodiamond emitters constitute the cathode in a versatile diode configuration with a small interelectrode separation. A low diode turn-on voltage of 7V and a high emission current of 90 microA at an anode voltage of 70V (electric field of approx. 7V microm(-1)) are reported for the nanodiamond lateral device. Also, a FE triode amplifier based on aligned CNTs with a low turn-on voltage and a small gate leakage current has been developed.     

二极管型碳基膜场发射显示器的制作(英文)

介绍了一套简单、低成本的制作二极管型碳基膜场发射显示器模块的制作方法.该显示单元模块为16 * 16矩阵型点阵,可根据实际需要拼接成各种尺寸.器件的阴极和阳极均采用丝网印刷技术,包括:阴极导电图形、CNT图形、阳极荧光图形的印刷.各膜层图形经过精心设计以实现矩阵选址.使用低玻粉将阴极和阳极烧结之后,采用超高真空排气台进行排气,然后装配上驱动电路,即实现了单元碳基膜场发射显示器模块的制作.另外,为了改善CRT荧光粉的黏附性差和电阻率低的问题,我们往CRT荧光粉浆料中分别加入了碳纳米管和硝酸镁,得到了更好的发光性能.     

光电平板显示屏的实验研究

为克服场发射电子源在平板显示屏中存在的不稳定性和不均匀性问题 ,研制了以光电发射源替代场致发射源的光电平板显示屏。本文介绍了光电平板显示屏的结构 ,并对显示屏的组成部分进行了分析讨论