若干新型荧光粉阴极射线发光特性及其在场发射显示器中的应用.doc

材料物理与化学专业优秀论文材料物理与化学专业优秀论文 若干新型荧光粉阴极射线发光特性若干新型荧光粉阴极射线发光特性及其在场发射显示器中的应用及其在场发射显示器中的应用关键词：场发射关键词：场发射 荧光屏技术荧光屏技术 荧光粉荧光粉 亮度亮度 平板显示器平板显示器 工艺流程工艺流程摘要：场发射平板显示器(FED)由于其优良的性能，成为近年新型显示器研究的 热点之一制备性能优良的场发射平板显示器的关键，一个是场发射阴极的设 计和制备，另一个是荧光屏的制备荧光材料及荧光屏工艺技术的发展在 FED 达到实用化进程中起着至关重要的作用 本论文首先回顾了场发射显示器的 发展状况、场发射显示器用荧光屏及荧光粉的研究状况，并讨论了目前存在的 问题紧接着叙述了场发射显示器原理和场发射显示用荧光粉的发光理论及色 度学基本理论本论文重点描述针对上述问题开展的场发射显示器荧光屏制备 技术及新型荧光粉的研究工作和成果 本论文的主要研究工作如下： 1．针对场发射显示器件工作的特点，建立了可应用于不同工作条件下的场发射 器件的荧光屏制备工艺系统优化了沉淀法、丝网印刷法、光学曝光技术、以 及在荧光薄膜面上涂敷有机膜、蒸镀铝膜的工艺，确立了工艺规范。

采用丝网 印刷法和旋转涂覆法可以把荧光粉层控制在约一个半荧光粉颗粒的厚度，适用 于低压 FED 荧光屏，并解决了这两种工艺中荧光粉层和衬底之间的附着力问题2．研究了几种新型荧光粉在场发射工作条件下的性能主要包括 SrGalt;,2gt;Slt;,4gt;：Eult;#39;2+ gt;新型绿色荧光粉、两种光源用白光荧光粉如三基色荧光粉混合成的白光荧光 粉以及新型单一组份的 Balt;,3gt;Gd(POlt;,4gt;) lt;,3gt;：Dylt;#39;3+gt;白色荧光粉、以及掺入 导电颗粒后的高压荧光粉 ZnS：Ag,Al 的性能 3．用现有的荧光屏技术制作可 寻址的单色和彩色 FED 荧光屏从理论上分析了所设计的 2”彩色荧光屏三基 色像素点结构的彩色显示效果采用整体阴极测试性能发现，三基色像素点可 实现白场显示 4．用现有的荧光屏技术制作高亮度平面光源荧光屏，并研 究了大电流密度电子束条件下工作的平面光源荧光屏的发光性能平面光源亮 度、寿命等的影响因素除了器件结构、电子束激发条件外，主要为荧光屏制屏 工艺因此，本文从理论和实验两方面分析了相关的影响因素 5．研究了 发光管的荧光屏亮度和功耗之间的关系。

除了电子枪，荧光粉固有的性能及在 大电流密度电子束轰击下的化学稳定性、荧光屏制屏工艺也影响了发光管的亮 度、寿命 本论文的主要研究成果如下： 1．研究了采用高温固相法合成 的 SrGalt;,2gt;Slt;,4gt;：Eult;#39;2+ gt;新型荧光粉的阴极射线发光性能首次研究了该荧光粉在低电压、大电流密 度电子束条件下工作的衰减机理 2．采用 Ylt;,3gt;(Al,Ga) lt;,5gt;Olt;,12gt;：Tb(YAGG：Tb)、 Ylt;,2gt;Olt;,3gt;：Eu 和 ZnS：Ag,Al 三种荧光粉， 混合成色温为 9824.9 K～5315.9 K 的光源用白光荧光粉 3．首次研究了新 型单一组份白色荧光粉 Balt;,3gt;Gd(POlt;,4gt;) lt;,3gt;：Dylt;#39;3+gt;在中低压下的阴极射线 发光性能以及大电流密度电子束轰击下的稳定性 4．为了提高低压下的发光性能，在高压荧光粉 ZnS：Ag,Al 中掺入导电颗粒研究发现，掺杂 1％的导 电颗粒后，荧光粉在低压下的亮度性能有了明显的提高，从而证明了在荧光粉 中掺杂适当比例的导电颗粒提高中低压下荧光屏的亮度性能的可行性。

5．研究了高亮度平面光源荧光屏的影响因素实验证明，选用 YAGG：Tb 荧光 粉，用沉淀法制作荧光屏，荧光粉量为 6.8 mg/cmlt;#39;2gt;， 衬底选用导热性较好、散热较快的石英玻璃，铝膜厚度为 200 nm，荧光屏性能 较好，最高亮度可达 11 万 cd/mlt;#39;2gt;对电子轰击前 后荧光屏被轰击区域的分析显示，大电流长时间轰击后 YAGG：Tb 荧光粉表面碳 含量增加，并且发生了化学变化，Ga 的价态降低 6．研究了发光管用荧光 粉 ZnS：Cu,Au,Al 和 Ylt;,2gt;Olt;,2gt;S：Eu 在电子 轰击下的稳定性实验分析显示，在大电流密度电子束长时间轰击后，发光管 用荧光粉 ZnS：Cu,Au,Al 和 Ylt;,2gt;Olt;,2gt;S：Eu 的表面各自形成了不透光的 ZnO 和 Ylt;,2gt;Olt;,3gt; 氧化物层，和碳层一起导致了发光管荧光屏的性能降低 本论文对场发射显 示器用荧光屏技术及荧光粉的性能研究，对场发射器件不同工作条件下的荧光 屏制作和荧光粉的选取具有实际的指导意义正文内容正文内容场发射平板显示器(FED)由于其优良的性能，成为近年新型显示器研究的热 点之一。

制备性能优良的场发射平板显示器的关键，一个是场发射阴极的设计 和制备，另一个是荧光屏的制备荧光材料及荧光屏工艺技术的发展在 FED 达 到实用化进程中起着至关重要的作用 本论文首先回顾了场发射显示器的发 展状况、场发射显示器用荧光屏及荧光粉的研究状况，并讨论了目前存在的问 题紧接着叙述了场发射显示器原理和场发射显示用荧光粉的发光理论及色度 学基本理论本论文重点描述针对上述问题开展的场发射显示器荧光屏制备技 术及新型荧光粉的研究工作和成果 本论文的主要研究工作如下： 1．针 对场发射显示器件工作的特点，建立了可应用于不同工作条件下的场发射器件 的荧光屏制备工艺系统优化了沉淀法、丝网印刷法、光学曝光技术、以及在 荧光薄膜面上涂敷有机膜、蒸镀铝膜的工艺，确立了工艺规范采用丝网印刷 法和旋转涂覆法可以把荧光粉层控制在约一个半荧光粉颗粒的厚度，适用于低 压 FED 荧光屏，并解决了这两种工艺中荧光粉层和衬底之间的附着力问题 2．研究了几种新型荧光粉在场发射工作条件下的性能主要包括 SrGalt;,2gt;Slt;,4gt;：Eult;#39;2+ gt;新型绿色荧光粉、两种光源用白光荧光粉如三基色荧光粉混合成的白光荧光 粉以及新型单一组份的 Balt;,3gt;Gd(POlt;,4gt;) lt;,3gt;：Dylt;#39;3+gt;白色荧光粉、以及掺入 导电颗粒后的高压荧光粉 ZnS：Ag,Al 的性能。

3．用现有的荧光屏技术制作可 寻址的单色和彩色 FED 荧光屏从理论上分析了所设计的 2”彩色荧光屏三基 色像素点结构的彩色显示效果采用整体阴极测试性能发现，三基色像素点可 实现白场显示 4．用现有的荧光屏技术制作高亮度平面光源荧光屏，并研 究了大电流密度电子束条件下工作的平面光源荧光屏的发光性能平面光源亮 度、寿命等的影响因素除了器件结构、电子束激发条件外，主要为荧光屏制屏 工艺因此，本文从理论和实验两方面分析了相关的影响因素 5．研究了 发光管的荧光屏亮度和功耗之间的关系除了电子枪，荧光粉固有的性能及在 大电流密度电子束轰击下的化学稳定性、荧光屏制屏工艺也影响了发光管的亮 度、寿命 本论文的主要研究成果如下： 1．研究了采用高温固相法合成 的 SrGalt;,2gt;Slt;,4gt;：Eult;#39;2+ gt;新型荧光粉的阴极射线发光性能首次研究了该荧光粉在低电压、大电流密 度电子束条件下工作的衰减机理 2．采用 Ylt;,3gt;(Al,Ga) lt;,5gt;Olt;,12gt;：Tb(YAGG：Tb)、 Ylt;,2gt;Olt;,3gt;：Eu 和 ZnS：Ag,Al 三种荧光粉， 混合成色温为 9824.9 K～5315.9 K 的光源用白光荧光粉。

3．首次研究了新 型单一组份白色荧光粉 Balt;,3gt;Gd(POlt;,4gt;) lt;,3gt;：Dylt;#39;3+gt;在中低压下的阴极射线 发光性能以及大电流密度电子束轰击下的稳定性 4．为了提高低压下的发 光性能，在高压荧光粉 ZnS：Ag,Al 中掺入导电颗粒研究发现，掺杂 1％的导 电颗粒后，荧光粉在低压下的亮度性能有了明显的提高，从而证明了在荧光粉 中掺杂适当比例的导电颗粒提高中低压下荧光屏的亮度性能的可行性 5．研究了高亮度平面光源荧光屏的影响因素实验证明，选用 YAGG：Tb 荧光粉，用沉淀法制作荧光屏，荧光粉量为 6.8 mg/cmlt;#39;2gt;， 衬底选用导热性较好、散热较快的石英玻璃，铝膜厚度为 200 nm，荧光屏性能 较好，最高亮度可达 11 万 cd/mlt;#39;2gt;对电子轰击前 后荧光屏被轰击区域的分析显示，大电流长时间轰击后 YAGG：Tb 荧光粉表面碳 含量增加，并且发生了化学变化，Ga 的价态降低 6．研究了发光管用荧光 粉 ZnS：Cu,Au,Al 和 Ylt;,2gt;Olt;,2gt;S：Eu 在电子 轰击下的稳定性。

实验分析显示，在大电流密度电子束长时间轰击后，发光管 用荧光粉 ZnS：Cu,Au,Al 和 Ylt;,2gt;Olt;,2gt;S：Eu 的表面各自形成了不透光的 ZnO 和 Ylt;,2gt;Olt;,3gt; 氧化物层，和碳层一起导致了发光管荧光屏的性能降低 本论文对场发射显 示器用荧光屏技术及荧光粉的性能研究，对场发射器件不同工作条件下的荧光 屏制作和荧光粉的选取具有实际的指导意义 场发射平板显示器(FED)由于其优良的性能，成为近年新型显示器研究的热点之 一制备性能优良的场发射平板显示器的关键，一个是场发射阴极的设计和制 备，另一个是荧光屏的制备荧光材料及荧光屏工艺技术的发展在 FED 达到实 用化进程中起着至关重要的作用 本论文首先回顾了场发射显示器的发展状 况、场发射显示器用荧光屏及荧光粉的研究状况，并讨论了目前存在的问题 紧接着叙述了场发射显示器原理和场发射显示用荧光粉的发光理论及色度学基 本理论本论文重点描述针对上述问题开展的场发射显示器荧光屏制备技术及 新型荧光粉的研究工作和成果 本论文的主要研究工作如下： 1．针对场 发射显示器件工作的特点，建立了可应用于不同工作条件下的场发射器件的荧 光屏制备工艺系统。

优化了沉淀法、丝网印刷法、光学曝光技术、以及在荧光 薄膜面上涂敷有机膜、蒸镀铝膜的工艺，确立了工艺规范采用丝网印刷法和 旋转涂覆法可以把荧光粉层控制在约一个半荧光粉颗粒的厚度，适用于低压 FED 荧光屏，并解决了这两种工艺中荧光粉层和衬底之间的附着力问题 2．研究了几种新型荧光粉在场发射工作条件下的性能主要包括 SrGalt;,2gt;Slt;,4gt;：Eult;#39;2+ gt;新型绿色荧光粉、两种光源用白光荧光粉如三基色荧光粉混合成的白光荧光 粉以及新型单一组份的 Balt;,3gt;Gd(POlt;,4gt;) lt;,3gt;：Dylt;#39;3+gt;白色荧光粉、以及掺入 导电颗粒后的高压荧光粉 ZnS：Ag,Al 的性能 3．用现有的荧光屏技术制作可 寻址的单色和彩色 FED 荧光屏从理论上分析了所设计的 2”彩色荧光屏三基 色像素点结构的彩色显示效果采用整体阴极测试性能发现，三基色像素点可 实现白场显示 4．用现有的荧光屏技术制作高亮度平面光源荧光屏，并研 究了大电流密度电子束条件下工作的平面光源荧光屏的发光性能平面光源亮 度、寿命等的影响因素除了器件结构、电子束激发条件外，主要为荧光屏制屏 工艺。

因此，本文从理论和实验两方面分析了相关的影响因素 5．研究了 发光管的荧光屏亮度和功耗之间的关系除了电子枪，荧光粉固有的性能及在 大电流密度电子束轰击下的。