具有匯聚特性的場發(fā)射電子源的模擬研究.pdf

1、顯示技術(shù)是將浩如煙海的信息轉(zhuǎn)化為視覺信息的重要技術(shù)。隨著電子產(chǎn)品，便攜式移動通信的飛速發(fā)展，人們對顯示技術(shù)和顯示器件的要求也越來越高。平板化、數(shù)字化成為顯示器件的發(fā)展趨勢。場發(fā)射顯示技術(shù)是能夠保留CRT顯示質(zhì)量，并使之平板化的重要的平板顯示技術(shù)，多年來一直都是國際平板顯示技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 場發(fā)射的陰極結(jié)構(gòu)是場發(fā)射顯示的核心技術(shù)之一，但是國內(nèi)外關(guān)于場發(fā)射的陰極結(jié)構(gòu)還沒有得出一致的共識?，F(xiàn)行提出的各種陰極結(jié)構(gòu)或發(fā)射角度大或制

2、備工藝要求高，難以滿足實(shí)際平板顯示器件的要求。本文提出了一種新型場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的場發(fā)射體將柵極和陰極的位置進(jìn)行了調(diào)換，柵極置于中間位置，被陰極所包圍，并且在柵極和陰極之間采用類似于表面導(dǎo)電發(fā)射體薄膜的島狀薄膜。由于此種結(jié)構(gòu)非常簡單，制備工藝要求較低，而且后期的模擬計算表明此種場發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)具有良好的匯聚特性，發(fā)散小，具有良好的應(yīng)用前景。 本文利用有限元方法計算了此種新型陰極結(jié)構(gòu)的電場分布和電子軌跡分布情況。通過選取柵極

3、附近的四條路徑，分別考察了柵極電場、陽極電場、總電場對發(fā)射電子的影響。模擬計算表明陰極發(fā)射體的結(jié)構(gòu)參數(shù)及所施電壓參數(shù)對島狀薄膜發(fā)射電子束匯聚程度的影響規(guī)律如下：匯聚程度隨著柵極和陰極間距的增大而增強(qiáng)；隨著柵極寬度的增大而減弱；隨著柵極厚度的增大而減弱；匯聚程度由于支撐墻的加入而明顯減弱；電子束的匯聚是柵極電壓和陽極電壓共同作用的結(jié)果，柵極電壓等于40V，陽極電壓等于1100V相對于模型(L=60μm；D=20μm；J=20μm；T＝0.

4、6μm；H=180μm)是最優(yōu)組合，也就是柵極電壓等于40V，陽極電壓等于1100V，模型匯聚程度最好。 本文還考察了凹陷柵極對陰極發(fā)射電子匯聚程度的影響。隨著柵極電壓的不斷增大，平柵極和凹陷柵極的場發(fā)射單元的發(fā)散比率不斷增大，發(fā)射效率不斷減小，但是隨著柵極電壓的不斷增大，凹陷柵極與平柵極發(fā)散比率差異性減小，凹陷柵極與平柵極發(fā)散效率差異性增大；隨著柵極寬度的不斷增大，平柵極和凹陷柵極的發(fā)散比率都有不斷減小的趨勢，只是平柵極減小的