本文围绕场发射显示器（Field Emission Display－FED）的实用化研究，开展 了场发射显示器样管的设计和制作、场发射显示器阳极荧光粉层的制作、ZnO:Zn 荧光薄膜发光特性研究三部分工作。 一、与企业合作，率先在我国开展了FED器件的研制，先后设计和制作了两种 FED样管，是国内最早见诸报道的FED器件研制工作之一。在样管制作基 础上总结出的FED器件制作工艺与生产结合紧密。 无矩阵选址单色FED样管借鉴了真空荧光显示器件的结构，独到地采用 阴极引线作为隔离柱，有效显示面积1．5×1英寸，内部真空度达到10⁵-10⁶Pa， 完全满足器件要求。在结合阴阳极材料研究最新成果的基础上，设计了1×1英 寸矩阵选址单色 FED样管，50×50条电极条组成该样管的矩阵。设计和制作 了阴阳极模板，用于阴阳极的图形化。巧妙采用腐蚀法制作了厚度仅为 50-100um玻璃隔离柱，用于直接封装阴阳极板获得成功，为FED走向实用化提供了重要 途径。样管制作中使用的零部件制作和封装工艺均采取了常用生产工艺规范， 可以普遍适用于二极管型FED器件的制作，符合产业化发展要求。 二、针对FED器件制作出现的阳极荧光粉层脱落现象，采用电泳法制备了FED 阳极ZnO:Zn荧光粉层，井用 NaSio3溶液进行了后处理，彻底防止了荧光 粉层的脱落，解决了FED器件实用化中的一个关键问题。 建立了荧光粉层的厚度模型，计算结果表明2-3层荧光粉时发光效率最 佳。研究了电泳时间和电泳电压对荧光粉层的增重和光致发光强度的影响，电 泳时间为2-4min，电泳电压为200V时，荧光粉层可望获得层厚和光强的最佳 综合性能。经Na2SiO3溶液后处理的荧光粉层，其光致发光波长特性不变，光 致发光强度下降约15％。通过SEM和SIMS检测发现，Na2SiO3粘结剂薄膜包 覆在荧光粉颗粒上，颗粒之间相互连结，同时荧光粉层表面形成粘结剂保护层， 而In2O3添加剂也在表面附近富集。建立了真空FED模拟测试系统，对荧光粉 层的场致发光强度和粉层的破坏进行了测试和观察。经过Na2SiO3溶液后处理 的荧光粉层，需要比较高的电压才能点亮，但是经3000V测试3h仍不发生脱 漱 要落破坏。测试中还观察到了放电破坏和熔化破坏两种破坏形式。三、作为前瞻性研究，考察了＊ ｛n荧光薄膜的发光特性和机理。这项工作 的目标在于荧光薄膜最终替代荧光粉层用于FED器件提供技术支持。研究 结果表明，Zno：Zn ＄膜在不同的热处理范围内，其发光强度受到三个因素 的不同影响。另外还发现，FAD沉积的拥有互相独立尖锥状结构的＊ ｛n 薄膜表现出很高的发光强度。 应用离子束溅射＊BS卜 离子束辅助电子束蒸发（IBED及磁过滤弧源沉积（FAD）等多种方法制备了ZnOZn荧光薄膜，对其进行了N。保护下的热处理，采用 RBS、XIU3、AFM、Hall、PL谱和台阶测厚等多种手段对这些薄膜进行了表征，对其发光特性和发光机理进行了研究。所制备的薄膜都含有过量 Zn的成分，部分薄膜出现金属Zn相。沉积态的薄膜同时含有结晶相和非晶相。随着热处理温度的提高，IBS制备薄膜的自由载流子浓度迅速下降，而 Hall迁移率大幅度提高。各种方法制备的薄膜表现出基本相同的光致发光波长特性，其发光可以分为紫外／紫光＊80A）和蓝光／绿光k70巧40tun俩组。前者来自于ZnO的带带跃迁和带尾跃迁，而Zno晶格中的一价o空位克当了后者的发光中，。。不同温度范围的热处理对IBS制备薄膜蓝绿光的发光强度有着不同的影响，主。要的影响因素包括结构缺陷的修复、薄膜成分的均匀化和过量Zn的蒸发，以上三个效应分别在不同热处理温度范围所起的作用不同。MD制备hO：Zn荧光薄膜时，薄膜的沉积速度受沉积工艺参数的影响很大。在某些 FAD工艺参数组合下沉积的薄膜由互相独立的尖锥状结构组成，其光致发光强度超过一般薄膜3倍甚至数量级以上。