采用刻蝕型介質(zhì)制作前柵場(chǎng)發(fā)射器件。該器件中陰柵結(jié)構(gòu)的形成是利用刻蝕工藝刻蝕介質(zhì)層,一次性實(shí)現(xiàn)柵孔和陰極電極的連通,最后利用電泳沉積工藝轉(zhuǎn)移碳納米管制備成陰極發(fā)射點(diǎn)陣。該工藝避免了對(duì)準(zhǔn)或套印,使前柵場(chǎng)發(fā)射器件制作工藝更簡(jiǎn)單,降低了成本,更容易實(shí)現(xiàn)大面積制作。場(chǎng)發(fā)射測(cè)試表明當(dāng)陽(yáng)壓在1500和2000 V時(shí),柵壓都能夠有效地控制陰極的電子發(fā)射。

　　A novel type of the normal-gate field emission display(FED) device with the etched dielectric layer and carbon nanotubes was fabricated.First,the cathode-gate structure,where the gate-hole and the cathode are connected,was made by etching the dielectric layer.Next,the device-grade,carbon nanotubes(CNTs) were installed into the holes by electrophoretic deposition to form the field emission dat-matrix.Finally,the prototyped FED device was packed and tested.The preliminary results show that the gate electrode is capable of precisely controlling the emission at voltages of 1500 V and 2000 V.The advantages of the newly-developed techniques over the conventional ones include simple procedure,low cost,no technical limitations in misalignment and overprinting.

　　場(chǎng)發(fā)射顯示器( Field Emission Display, FED) 是一種綠色節(jié)能顯示器, 是最有前途的平板顯示器之一。FED 按結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單的分為二極型FED 和三極型FED。按柵極位置的不同, 三極型FED 又分為前柵型( norma-l gate) FED、后柵型( under-gate) FED 和平行柵型( planer-gate)FED。

　　二極型FED 具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn), 但存在器件發(fā)光亮度與驅(qū)動(dòng)電壓之間的矛盾, 為解決這一問題主要采用三極結(jié)構(gòu), 使器件工作在較低的驅(qū)動(dòng)電壓和較高的陽(yáng)極電壓下。但后柵型FED 存在電子束散焦, 柵控特性差的問題 ; 平行柵型FED 矩陣尋址困難, 圖像顯示質(zhì)量差, 而且像素面積較大, 難以實(shí)現(xiàn)高分辨率顯示 。前柵結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是最有效的調(diào)制結(jié)構(gòu)之一, 傳統(tǒng)工藝采用微細(xì)加工技術(shù)來制作Spindt 型場(chǎng)發(fā)射陣列( Field EmissionArray, FEA) 結(jié)構(gòu), 目前也用常規(guī)絲網(wǎng)印刷工藝制作三極CNT-FEA。但Spindt 型微尖錐陣列對(duì)設(shè)備要求較高, 成本高, 而且較難實(shí)現(xiàn)大面積的均勻性和一致性, 因此難以在大面積平板顯示上推廣應(yīng)用;而采用絲網(wǎng)印刷制作柵孔比較簡(jiǎn)單, 成本低, 但是存在印刷時(shí)對(duì)準(zhǔn)和套印困難, 印刷精度受限, 均勻性和一致性差的問題。本文利用刻蝕型介質(zhì)制作前柵場(chǎng)發(fā)射器件, 避免了對(duì)準(zhǔn)或套印, 可以一次性實(shí)現(xiàn)柵孔和陰極電極的連通, 使柵孔制作工藝更簡(jiǎn)單, 大大降低了成本, 而且制作出的柵孔邊緣整齊, 直徑尺寸可控性好。不僅可制作出較精細(xì)、一致性好的柵孔結(jié)構(gòu), 還可大面積制作, 具有應(yīng)用價(jià)值。

　　利用刻蝕型介質(zhì)制作了前柵型FED 器件, 并對(duì)柵孔和CNT 陰極表面形貌進(jìn)行表征, 同時(shí)測(cè)試了器件的場(chǎng)發(fā)射性能。結(jié)果表明該工藝可以一次性制作出邊緣較整齊, 大小較均勻的柵孔; 器件性能測(cè)試表明, 該器件的柵控效果良好, 在合適的固定陽(yáng)極電壓下, 通過柵極可以有效地控制場(chǎng)發(fā)射電流。采用刻蝕型介質(zhì)制作前柵型FED 減小了器件的制作難度,工藝更加簡(jiǎn)單, 也更容易實(shí)現(xiàn)大面積制作, 是一種具有實(shí)用價(jià)值的制作方法。