利用表面?zhèn)鲗?dǎo)的場(chǎng)發(fā)射顯示器件分析

1、利用表面?zhèn)鲗?dǎo)的場(chǎng)發(fā)射顯示器件分析 發(fā)射體材料以及發(fā)射構(gòu)造是SED 中最為核心的部分，上文中提到的Spindt 鉬錐微尖陣列由于其工藝難度高以及成本投資較高，很難滿足大屏幕顯示的需要；而碳納米管（CNTs）自從被日本科學(xué)家Iijima 發(fā)現(xiàn)以來，被認(rèn)為是SED 中優(yōu)良的發(fā)射體。但在使用碳納米管作為發(fā)射體時(shí)，對(duì)器件內(nèi)部的真空度要求非常高，在高溫環(huán)境下殘留的氧會(huì)對(duì)發(fā)射尖端氧化；而在封接過程中，較高的溫度會(huì)使陰極表面的納米碳管丟失，在封接好的顯示器件中碳管的分布不均勻，從而在很大程度上影響到器件發(fā)射的均勻性與穩(wěn)定性。相對(duì)于碳納米管來說，氧化鋅(ZnO)納米構(gòu)造具有生長(zhǎng)簡(jiǎn)單，構(gòu)造均勻，抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，因此

2、氧化鋅納米構(gòu)造的場(chǎng)發(fā)射性能也逐漸受到研究人員的重視。而在發(fā)射構(gòu)造方面，目前大多采用三極發(fā)射構(gòu)造替代傳統(tǒng)的二極構(gòu)造，通過在柵極施加電壓來控制電子的發(fā)射，這在很大程度上改善了發(fā)射性能并提高了器件的工作壽命。 利用碳納米管和氧化鋅復(fù)合式材料作為陰極發(fā)射體是近年來研究的一個(gè)新方向，該復(fù)合陰極材料將碳納米管大的電子傳導(dǎo)特性和氧化鋅晶體構(gòu)造的均一取向性結(jié)合，大大改善了陰極的性能。本文采用了自制的氧化鋅與碳納米管的混合材料作為陰極發(fā)射體，提出了一種新型的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射構(gòu)造，并結(jié)合了絲網(wǎng)印刷工藝，降低了制作成本，實(shí)現(xiàn)了器件的封裝，得到了穩(wěn)定、均勻的電子發(fā)射以及較為可觀的發(fā)光效果。隨著研究的不斷深入，SED在

3、今后的平板顯示市場(chǎng)中將會(huì)有更大的發(fā)展空間。 2、SED基本原理及構(gòu)造 SED的基本原理即為場(chǎng)致發(fā)射，但與一般的場(chǎng)致發(fā)射也是有一定的區(qū)別的，它主要依靠在陽極上施加一高電壓（一般在幾千伏），在真空環(huán)境下將由陰極板產(chǎn)生的表面?zhèn)鲗?dǎo)電流拉向陽極，轟擊在陽極板上熒光粉而發(fā)光。在實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)柵極施加一電壓，而陰極接地，這樣?xùn)艠O與陰極間便產(chǎn)生一電勢(shì)差，在這一電勢(shì)差的影響下，發(fā)射體薄膜層中就會(huì)有傳導(dǎo)電流產(chǎn)生，最后在陽極電壓的作用下，傳導(dǎo)電流中的部分電子被提取來轟擊熒光粉，從而到達(dá)發(fā)光的目的。若在柵極通過外部電路施加掃描電壓，便可實(shí)現(xiàn)陣列顯示與灰度控制，也就是實(shí)現(xiàn)了SED 在顯示中應(yīng)用。下列圖是我們目前所采用的S

4、ED 構(gòu)造示意圖： SED 的制備主要包括陽極板的制備、陰極板的制備以及后續(xù)的封裝排氣。其中陽極板(Anode)的制備較為簡(jiǎn)單，我們采用ITO 玻璃作為陽極基板，利用絲網(wǎng)印刷工藝在ITO 膜上印制熒光粉層并引出銀電極，經(jīng)烘干箱高溫烘干即可。而對(duì)于陰極板的制備，我們?cè)诔浞挚紤]成本與性能的根底上，也采用了絲網(wǎng)印刷工藝開展制備。首先在玻璃基板上印制銀電極作為陰極(cathode)，并在其上利用絲網(wǎng)印刷工藝涂覆帶有微孔的介質(zhì)層(dielectric layer)。 經(jīng)加熱煅燒，使陰極和介質(zhì)層牢固地附著于后玻璃基板上。之后，在介質(zhì)層上印制柵極(gate)，同時(shí)在介質(zhì)層微孔中填入銀漿將陰極引出，使柵極與陰極處于同一平面，從而構(gòu)成表面?zhèn)鲗?dǎo)構(gòu)造，圖中陰極與柵極在空間上是相互垂直的。最后在陰極與柵極上印上發(fā)射體(emit