新型场发射显示用纳米发光材料及图案结构制造探索

场发射显示（FED）是未来平板显示最有竞争力的技术之一。目前FED的制备大部分还采用传统阴极射线管（CRT）的荧光粉和涂屏工艺，但由于FED和CRT的工作条件和环境的差异，使得这些CRT荧光粉的功效不能在FED上面有效地发挥和实现，探索新型场发射发光材料及涂屏技术成为场发射显示能否实用化的关键技术之一。本项目拟通过溶胶-凝胶、水热/溶剂热和共沉淀等方法制备导电性好、稳定的、低电压下发光效率高的FED用纳米荧光材料，主要包括Eu3+/Tb3+/Pr3+/Mn2+/Zn2+等离子掺杂的氧化物、钒酸盐、镓酸盐、硅酸盐及钛酸盐等为基质的各种颜色的发光材料。同时结合纳米发光材料的制备方法及特点，研究使用低成本的、基于非光刻的喷墨打印、软刻蚀及选择性自组装膜沉积等各种软印刷技术制备FED阳极屏像素图案的方法。

本项目主要通过喷墨打印和软印刷等新颖的加工技术并结合溶胶-凝胶方法实现了稀土掺杂荧光粉的微图案化，成功地在石英基底和ITO玻璃上制备了微米级图案，并详细表征了发光图案在紫外激发或阴极射线激发下的发光性质。另外，我们通过高温固相法、水热、溶胶-凝胶、共沉淀等方法合成了多种稳定的、低电压下高发光效率的FED用纳米荧光材料，主要包括Eu3+/Tb3+/Sm3+/Mn2+/Dy2+等离子掺杂的氧化物、钒酸盐、铝酸盐、钛酸盐等为基质的各种颜色的发光材料，这些发光材料丰富了场发射显示的色域，其中某些荧光粉材料具有和商业粉可比的亮度值。因此，本研究中所探索的低成本的、基于非光刻的图案化技术及性质优异的稀土荧光粉为FED器件的制造提供了新颖的思路和技术储备。项目执行期间共发表研究性论文 28 篇，其中影响因子大于10的有 3 篇，大于3的有25篇，培养研究生5名。