铁电陶瓷材料的应用.ppt
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1、铁电陶瓷材料在平板显示技术中的应用参考网站:陶瓷海http:/1 引言场致发射平板显示器场致发射平板显示器(FED)(FED)是一种平板显示技术是一种平板显示技术,它具有高亮度、高分辨率和响应时间、宽视角、色彩它具有高亮度、高分辨率和响应时间、宽视角、色彩丰富、体积小、低功耗、不产生丰富、体积小、低功耗、不产生X X射线等特点射线等特点,被认被认为是很有前途的平板显示技术。但场致发射显示技术为是很有前途的平板显示技术。但场致发射显示技术的核心部件微尖端场发射阵列阴极制备工艺复杂、需的核心部件微尖端场发射阵列阴极制备工艺复杂、需要超高真空技术、成本较高要超高真空技术、成本较高,制约了制约了 技术
2、的广泛使技术的广泛使用用11。近年来近年来,欧美及日本等国科学界都在日益关注和欧美及日本等国科学界都在日益关注和研究一种新型的平板显示技术研究一种新型的平板显示技术铁电陶瓷平板显示铁电陶瓷平板显示器。它较好地解决了器。它较好地解决了(FED)(FED)技术中的阴极制作工艺复技术中的阴极制作工艺复杂的问题杂的问题,同时同时,在许多性能上也有所改善。在许多性能上也有所改善。摘要1 铁电陶瓷平板显示技术就是利用一些铁电陶瓷材料所拥有的铁电发射性能制成电子发射阴极,代替场致发射平板显示器中的微尖端场发射阵列,较好地解决了(FED)技术中的阴极制作工艺复杂的问题铁电陶瓷及薄膜的制备 铁电陶瓷平板显示技术
3、的特点铁电陶瓷平板显示技术的特点 用于铁电发射的铁电陶瓷材料主要是一些锆用于铁电发射的铁电陶瓷材料主要是一些锆钛酸铅透明陶瓷钛酸铅透明陶瓷(PZT)(PZT)和掺镧的锆钛酸铅透明陶瓷和掺镧的锆钛酸铅透明陶瓷(PLZT)(PLZT)等等,这类陶瓷内部的电畴这类陶瓷内部的电畴(即极性分子即极性分子)经极经极化后趋向一致化后趋向一致,表现出铁电性能。表现出铁电性能。铁电发射平板显示器由铁电陶瓷板铁电发射平板显示器由铁电陶瓷板(膜膜)、背、背电极、栅电极、荧光粉层和电路控制系统等组成电极、栅电极、荧光粉层和电路控制系统等组成(图图1)1)。铁电陶瓷。铁电陶瓷(膜膜)可以是经预先极化的铁电陶可以是经预先
4、极化的铁电陶瓷瓷,也可以是未经极化的也可以是未经极化的PZTPZT、PLZTPLZT陶瓷陶瓷22。2 铁电陶瓷及铁电发射所谓铁电发射是指由于快速极化转换,从铁电陶瓷表面发射电子的现象,铁电发射是一种自发射现象,不需要外界的诱导发射电场。经极化后的铁电陶瓷电畴趋向一致,垂直于电极表面。在初始态时,铁电陶瓷偶极子的正电荷朝向栅极表面,并被陶瓷-栅极界面和处于栅极间隙的陶瓷-真空界面上的负电荷等离子层所中和(图2)。当一个反向于极化铁电陶瓷电畴方向的外加电场脉冲作用于铁电陶瓷板(发射态)时,陶瓷内的电畴在电场脉冲的作用下迅速转向,陶瓷板内的极化场迅速下降甚至反转,处于栅极界面的负电荷通过电路被带走,
5、而处在陶瓷-真空界面的大量自由电子从界面被推到真空中,并向外发射电子。经预先极化的铁电陶瓷板的发射电流密度要比未经极化的陶瓷大得多。同时铁电发射的电流密度还与陶瓷板的组成、厚度、脉冲电压大小和频率、加速电压、陶瓷板与加速电极距离、栅极、真空度等因素有关3。铁电发射只需要一个低真空环境,即使在高于13Pa的低真空环境下亦可产生铁电发射。研究还表明,在1.3Pa以下的真空环境中,真空度对铁电发射电荷数的影响很小。但在13Pa以上时铁电发射急剧下降4。铁电陶瓷及薄膜的制备铁电陶瓷及其薄膜的制备方法有烧结法、溶胶铁电陶瓷及其薄膜的制备方法有烧结法、溶胶-凝胶法、沉凝胶法、沉积法等。积法等。烧结法即以传
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