碳纳米管场发射显示器特性测试方法的研讨

通过低压化学气相沉积法在硅片上制作碳纳米管薄膜阴极,用真空荧光显示器的封装工艺,制备了碳纳米管场发射显示器样管。改变常用的驱动电源电压测试为器件电压测试,得到非常理想的伏安特性曲线和发光特性曲线。从测试结果分析可知,直接测量碳纳米管场发射显示器的器件电压和测试电源驱动电压所得结果是不同的,用后者代替前者不够合理。从电子场发射的角度看,实际的碳纳米管场发射伏安特性曲线应比测试的伏安曲线更陡。     

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。     

三色碳纳米管场发射灯的研制

报道了以粉末状碳纳米管为原料用丝网印刷法制备图形化的碳纳米管阴极的技术.采用热处理和氢等离子体表面处理方法提高了丝网印刷法制备的碳纳米管阴极的场发射性能,处理后阴极的阈值场强从4V/μm降到～1V/μm,场发射电流密度在4.5V/μm时达到了2.53mA/cm2,发射点密度从～103/cm2增加到～105/cm2.在此基础上,成功地设计和封装了三极管结构的三色高亮度碳纳米管场发射灯器件.     

三色碳纳米管场发射灯的研制

报道了以粉末状碳纳米管为原料用丝网印刷法制备图形化的碳纳米管阴极的技术.采用热处理和氢等离子体表面处理方法提高了丝网印刷法制备的碳纳米管阴极的场发射性能,处理后阴极的阈值场强从4V/μm降到～1V/μm,场发射电流密度在4.5V/μm时达到了2.53mA/cm2,发射点密度从～103/cm2增加到～105/cm2.在此基础上,成功地设计和封装了三极管结构的三色高亮度碳纳米管场发射灯器件.     

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。     

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.     

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.     

电泳工艺制备阵列场发射阴极及其性能的研究

碳纳米管是理想的场发射冷阴极材料,阴极的图形阵列化是实现碳纳米管场发射显示器动态全彩视频显示的核心.三极管结构能够更好地进行矩阵寻址显示图像,且与常规的驱动电路相兼容,降低整体平板显示器件的制作成本.从实验出发,探索利用简单的电泳工艺制备图形化碳基薄膜阴极,采用与阴极成同一水平面的栅极的三极管结构,并对电泳的实验参数进行优化以提高阴极电压电流特性和发射的均匀性等问题,为场发射器件的制造提供优良的工艺基础.研究机械球磨和稀释悬浊液浓度对碳纳米管沉积均匀性的影响.实验结果表明稀薄的悬浊液的条件下可以在玻璃的银浆导电层上沉积较薄而均匀的碳纳米管膜,与丝网印刷工艺制备的阴极相比,均匀性更好,厚度更容易控制,具有更好的发射均匀性.测试图形化的阵列碳纳米阴极的三极管结构的场发射特性,发现当阳极电压保持在600 V,栅极电压接近500 V时,阳极电流能达到2.6 mA/cm2.荧光粉发光均匀,相比二极管结构具有更低的阈值电压,在亮度、均匀性和稳定性方面都有显著的优势.     

三色碳纳米管场发射灯的研制

报道了以粉末状碳纳米管为原料用丝网印刷法制备图形化的碳纳米管阴极的技术。采用热处理和氢等离子体表面处理方法提高了丝网印刷法制备的碳纳米管阴极的场发射性能，处理后阴极的阈值场强从4V／μm降到～1V／μm，场发射电流密度在4．5V／μm时达到了2．53mA／μm^2，发射点密度从～10^3／cm^3增加到～10^5／cm^2。在此基础上，成功地设计和封装了三极管结构的三色高亮度碳纳米管场发射灯器件。     

应用于LCD的平栅型碳纳米管场致发射显示器背光源的研制

采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀技术制备平栅型场发射阴极阵列,利用电泳将碳纳米管(CNT)发射源沉积在阴极表面,将阴极板和阳极板封接后制成51cm单色平栅型CNT场致发射显示器(CNT-FED),作为背光源模板应用于49 cm液晶显示器(LCD)器件中.场发射测试表明,器件在阳极电压3 500V、栅极电压290 V时,阳极...     

分段圆型碳纳米管阴极结构的三极FED制作

利用钠钙平板玻璃形成阴极板;结合丝网印刷技术在阴极板上制作了分段圆型碳纳米管阴极结构。烧结固化的银浆层用于分别构成矩形底电极和圆型底电极,其良好的导电性能确保阴极电势能够被顺利传导给碳纳米管。对矩形底电极采取了分段条形电极形式,多个分段条形电极整体排列在阴极板表面,形成分段条形电极矩阵,改进的矩形底电极能够有效降低整体显示器的无效电压降;而制作的圆型碳纳米管层和圆型底电极用于提高碳纳米管的场发射性能。结合分段圆型碳纳米管阴极,研制了三极结构的场致发射显示器。该显示器具有良好的场致发射特性和高的图像发光亮度,能够正确显示简单的字符图像,其开启场强为2.16 V/μm。     

可驱动碳纳米管冷阴极数码管的研制

采用印刷技术实现了碳纳米管阴极的大面积、低成本制备，并采用等离子体表面改性技术来提高阴极的发射性能。在此工艺基础上，自行设计和封装了七段显示的碳纳米管冷阴极数码管，配以简单的驱动电路，实现了碳纳米管冷阴极数码管的动态显示。     

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。     

三极FED分段复合衬底电极的特性和制作

结合丝网印刷技术、烘烤工艺和烧结工艺,采用印刷ZnO层和银浆层相结合的方案,进行了分段复合衬底电极的制作。该分段复合衬底电极能够降低无效的阴极电压降,增强三极场发射显示器的发光亮度并改善其发光均匀性,且制作成本低廉。分段复合衬底电极避免了过长过细衬底电极现象,促使碳纳米管提供更多电子,同时有效改善了碳纳米管的场发射均匀性。利用碳纳米管作为阴极材料,进行了三极场发射显示器的研制,并进行点阵图像显示,从而证实了这种分段复合衬底电极制作工艺的可行性。与普通银电极场发射显示器相比,分段复合衬底电极场发射显示器能够将开启场强从1.92 V/μm降低到1.81 V/μm,其最大场发射电流由1 332.5μA提高到2 137.8μA,具有典型的场致发射特性以及优良的图像发光均匀性。     

The fabrication and operation of fully printed Carbon nanotube field emission displays

Screen-printing is undoubtedly the most cost effective process for the fabrication of large-sized carbon nanotube field emission display (CNT-FED). A novel post-treatment method of mechnical crushing and blowing was presented to solve the problem of poor field emission properties of printed CNT films. The turn-on electric field of the treated film decreased and the emission current increased distinctly. Then a technique was developed to fabricate fully printed CNT-FED in which all the inner cells were fabricated by screen-printing process. Based on this technique, fully printed matrix-addressable diode CNT-FEDs, which can display moving image and be driven by the integrated drive circuits of commercial plasma display panel (PDP), were fabricated subsequently. A very high brightness of 1×10⁴ cd/m² can be achieved at 220 V.     

碳纳米管场发射器件新型阴极的研究

碳纳米管场发射显示器件（CNT-FFDs）中阴极的制备和表面处理一直是其中的关键环节而备受关注,本文通过光刻技术、丝网印刷技术、表面超声等流程制作带有平整电阻层的发射阴极,并对该阴极进行场发射测试,并通过扫描电镜（SEM）照片分析阴极表面,发现开启电场、发射均匀性及电流稳定性比以前未加处理的阴极有很大程度上的改善。此法适合于大面积的碳纳米管场发射显示的阴极制作。     

碳纳米管及其应用

综述了碳纳米管材料当前的研究状况、独特性质及其应用潜力,对碳纳米管材料的制备技术进行了简单介绍,详细说明了碳纳米管场致发射显示器的工作原理和制作技术、方法,讨论了碳纳米管材料在各种应用领域中的巨大应用前景,包括高强度复合材料、微机械、信息存储、纳米电子器件、平板场致发射显示器以及碳纳米管微操作等。利用碳纳米管材料制作的平板显示器具有优越的视觉性能,而且可以极大地降低生产成本。     

三极结构场致发射显示器件的制作

利用钙钠玻璃作为阴极和阳极面板,并采用低熔点玻璃粉进行高温烧结,制作了三极管型的碳纳米管阴极场致发射平板显示器件样品。高效的烧结排气工艺提高了器件的制作成功率,避免了碳纳米管阴极和阳极荧光粉的损伤。改进的消气剂装配确保了器件的良好密封性能。整体显示器件具有高的显示亮度和低的制作成本。