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《cntfed性能的改進與電磁干擾研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、第一章緒論水平，所以，第二代場致發(fā)射顯示應該致力于尋找具有更好發(fā)射性能的新型電子發(fā)射材料取代目前的硅錐、鉬錐發(fā)射陰極，這種材料應該能實現(xiàn)低驅(qū)動電壓．由此降低驅(qū)動電路的生產(chǎn)成本。第二代對角線尺寸大于40英寸的場致發(fā)射顯示器的主要競爭對手是等離子體顯示器(PDP)嗍和背投式CRT顯示器，而PDP和背投式CF玎顯示器都不需要精細光刻技術(shù)和薄膜工藝，所以FEDs要在市場上具有競爭力就必須摒棄生產(chǎn)成本高昂的薄膜工藝，采取成本較低的厚膜工藝，在產(chǎn)量和尺寸上提高市場競爭力。所以，適合大尺寸(>40英寸)FEDs和傳統(tǒng)小尺寸(<15英寸)FEDs在選擇陰極
2、發(fā)射材料上存在很大的區(qū)別。目前介于15～40英寸之間的平板顯示技術(shù)由于沒有解決生產(chǎn)成本的問題而存在空白。液晶顯示器由于其復雜的結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)大屏幕顯示，POP則由于氣體放電物理過程中放電空間的限制而無法實現(xiàn)小于40英寸的顯示，這就為場致發(fā)射顯示提供了一個極好的市場機會。采用薄、厚膜復合工藝的中等尺寸的FED成為填補這一空白的有力競爭者。對第二代尺寸小于15英寸的場致發(fā)射顯示器件而言，研究人員通過應用其他冷陰極場發(fā)射材料取代難熔金屬發(fā)射體材料來降低整個顯示器件的生產(chǎn)成本。近年來，研究人員的研究對象集中在具有較低逸出功或較高場增強因子的發(fā)射材料。
3、在各種場致發(fā)射陰極材料中，各種形態(tài)的碳材料顯示出優(yōu)越的場發(fā)射性能。早期研究熱點在金剛石薄膜發(fā)射材料，經(jīng)過特殊表面處理的金剛石薄膜具有負電子親和勢(NEA)。實驗表明，金剛石，石墨復合材料具有良好的場發(fā)射性質(zhì)104]，類金剛石碳膜的開啟場強也很低。許多研究者認為實驗結(jié)果并不能完全由負電子親和勢(NEA)來解釋。近來研究人員發(fā)現(xiàn)純石墨態(tài)材料包括納米級石墨顆粒和納米碳管也是優(yōu)良的場發(fā)射材料．與Spindt微尖結(jié)構(gòu)相比，由于納米碳管的的長徑比(>1000)有更大的場增強因子，因此，納米碳管的開啟電場很低，可采用厚膜工藝集成到場致發(fā)射顯示中。當前。世
4、界上大多數(shù)研究小組均采用納米碳管作為第二代場發(fā)射顯示器件的陰極發(fā)射材料．在選擇FEDs新型場發(fā)射材料時需要考慮以下幾個問題：①發(fā)射材料必須在玻璃軟化溫度(500℃左右)以下能應用到FEDs中：⑦為了能用低壓驅(qū)動電路獲得較高的亮度及實現(xiàn)視頻顯示，必須采用三極結(jié)構(gòu)的FEDs．下一代FEDs發(fā)展方向是顯示尺寸在15”～45”的大屏幕平板顯示器件，它將是現(xiàn)有CRT的最直接換代產(chǎn)品．如果采用厚膜工藝的FED的開啟電壓能低于lOOV。則在驅(qū)動電路成本方面將明顯優(yōu)于PDPs。Spindt型微尖FED通過精確控制柵極與發(fā)射體的問距獲得低于100V的開啟電壓
5、，而厚膜工藝無法做到這一點。研究者一般通過引入采用非光刻工藝實現(xiàn)微米級電極間隙或者采用能顯著增強發(fā)射體尖端場強的發(fā)射材料來解決這一問題。近年來，許多研究機構(gòu)包括東南大學都提出了各自的采用印刷式納米碳管陰極的低成本、大面積場致發(fā)射顯示器．1．1．2納米碳管場發(fā)射顯示1991年NEC公司的S．1ijima在高分辨率電子顯微鏡下觀察采用電弧法制備的富勒烯中發(fā)現(xiàn)了一種管狀結(jié)構(gòu)?。經(jīng)過研究表明它們是同軸多層富勒管，被稱為多壁納米碳管(MWCNT)。隨后NEC公司的TWEbbesen和PMAjayan找到了大量制備MWCNT方法唧J。雖然在70年代，研
6、究氣相熱解碳的過程中，已經(jīng)觀察到這種納米結(jié)構(gòu)的碳，但是沒有引起足夠的重視，并加以深入研究．1993年S．1ijimapsi和IBM公司的研究小組pg]同時報道了觀察到了SWC'NT。在早期的實驗中，制備的SWCNT產(chǎn)率很低，SWCNT的物理性質(zhì)研究開始與1995年，Rice大學的RichardSmalley研究小組發(fā)現(xiàn)激光蒸發(fā)方法可以得到極高產(chǎn)率的SWCN一?。此后，法國的Montpellier大學的Bemier研究小組11”采用電弧法也可以得到高產(chǎn)率的SWCNT。圖1-2給出了納米碳管的結(jié)構(gòu)．3東南大學碩士論文圖1．2單壁、多壁納米碳管結(jié)
7、構(gòu)示意圖有關納米碳管的制備方法111】主要有：電弧法一熱解法、激光蒸發(fā)法【”。電弧法與Wolfgang--Kratschmer法制備富勒烯類似，在惰性氣體中，兩根石墨電極直流放電。陰極上產(chǎn)生納米碳管。熱解法則是采用過渡金屬作為催化劑，在700—1600K的條件下，通過碳氫化合物的分解得到碳納米管。激光刻蝕法采用激光刻蝕高溫爐中的石墨靶，納米碳管就存在與惰性氣體夾帶的石墨蒸發(fā)產(chǎn)物中。納米碳管的直徑和直徑分布取決于制備方法、所用的催化劑、生長溫度等反應條件。納米碳管的導電性質(zhì)和其結(jié)構(gòu)密切相關，根據(jù)納米碳管的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，可以是金屬性的，半導體性
8、的l例114J。這個結(jié)果已經(jīng)通過掃描隧道電子顯微鏡(STM)的觀察證實【15】【?。納米碳管具有特別的場發(fā)射性能，可以看作為電子槍陰極材料，具有尺寸小、發(fā)射電壓低、發(fā)射密度大、穩(wěn)
