大面积场致发射显示器均匀性的评估与提高研究

摘要

场致发射显示器件(Field Emission Display，FED)是发光原理最接近CRT(CathodeRay Tube)的一种平板显示器件，在平板显示领域具有广阔的前景和应用优势。FED的均匀件评估与提高是重要的研究内容。由于FED还处于研发阶段，仍有许多技术瓶颈待突破，目前尚未有任何正式的测试方法或标准见诸市面。因此，构建适用于FED显示均匀性的评估模型对FED均匀性的提高研究具有重要的指导意义。另外，本文将从封接技术和发射阴极的制备方面探索提高均匀性的方法。
　　本文首先回顾FED的发展历程。比较了FED与CRT在结构与工作方式上的异同，着重介绍了平面栅极结构FED的原理、发展现状以及新型表面传导型FED研究进展。
　　在参考成熟平板显示器件评估方法的基础上，本文构建了适用于FED显示均匀性的评估模型，并提出了量化标准。采用CCD荻取FED的发射图像，将亮度均匀性转换成灰度均匀性进行研究。并利用MATLAB数理统计工具，对发射图像进行分析，从而得到对FED整屏和区域显示均匀性的评价。
　　然后，本文对封接技术和发射阴极的制备进行研究和讨论，探寻提高均匀性的方法。模拟分析表明，支撑体的等腰三角形放置与常规的长方形放置相比，具有更高的使用效率，有助于提高大面积FED显示的均匀性。另外，与CNT阴极相比，CNT-石墨烯混合阴极的开启场强由2.6V/μm降至1.6V/μm，并且场增强因子及发射电流均有提高。FED均匀性评估模型分析表明，基于CNT-石墨烯混合阴极的FED相比于基于CNT阴极的FED整屏显示均匀性也有明显改善，亮度分布相对均方差由41.14％降为16.7％，像素失控率由3.139％减少为0.194％。这可以归结为石墨烯独特的平面结构有助于降低横向开启场强，提高横向发射电流，从而有效补偿了CNT的电场屏蔽效应。
　　最后，CNT-石墨烯混合阴极对大面积FED显示均匀性的改善(分辨率为1230×636)也得到了初步实验验证。