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场致发射显示器被认为是最有可能真正与等离子体(PDP)和液晶显示器件(LCD)相竞争的平板显示器。其产生图像的原理与阴极射线管(CRT)相同,均为电子撞击荧光粉发光,但采用的是矩阵选址方式,画面质量和分辨率可做到优于CRT。FED这一系列的优点,使得它有可能成为新一代性能优良的平板显示器件,应用前景十分广阔。
进入九十年代后,性能优异的纳米材料也为场发射显示器的研究提供了更多的选择,而且当今,大面积的平板显示已经成为市场的发展主流,而从制备工艺和成本方面考虑,丝网印刷则为大面积制备场发射三极结构显示器件提供了一种廉价,高效新的发展道路,同时还能满足低压驱动。
本文通过讨论在场致发射显示器件中存在的普遍问题,例如:驱动电压过高,微米级栅极结构成本过高,器件寿命短,电子束发射等,针对现有的种种问题,我们设计了新型的表面传导结构场发射((Surface Conduction Field Emission-SCFE)阴极结构,并且用廉价的丝网印刷技术,制备了表面传导结构的样品器件,采用丝网印刷,解决了成本过高的问题,通过实验验证了该结构场发射性能的改进,并最终实现了大面积显示器件的封装。
本文首先研究了四针状纳米氧化锌场发射材料的性能,分析了该材料相对于其他材料的优势。并以纳米氧化锌作为主要材料,采用丝网印刷的方式制备了二极样品器件。通过对其在真空室中的测试显示验证了其发射效率高,发光均匀等优点,证实了在场发射中应用的可行性。
其次,针对现有几种场发射器件中存在的问题,在原有的SED结构基础上设计了新型的表面传导场发射阴极结构,同样以丝网印刷技术制备了表面传导型场发射样品器件,并对样品测试,实验结果显示,这种阴极结构的栅极开启电压约为160V,而驱动电压范围约为120V左右,这样的的驱动电压对于驱动电路的设计十分有利。
最后本文以新型表面传导型场发射结构作为阴极结构,制作了分辨率320×240的10寸显示屏,为后期准备制作的分辨率为1230×636的25寸的显示屏奠定了良好的基础。文章中详细介绍了显示屏的制作工艺流程、参数及其注意点。并对制作完成的显示屏进行了测试。在静态测试中,显示屏的栅极开启电压约为160V。在动态视频测试中,实现了数字动态字符和动画的显示。显示图像清晰稳定,达到了实验预期的目的