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简论溶胶用于PDPZn~(2+)掺杂MgO薄膜制备和结论

收藏本文 2024-01-24 点赞:22001 浏览:96511 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:相比液晶显示器件(LCD),等离子显示(PDP)具有宽视角、高亮度、全彩色、大尺寸、响应速度快、色彩还原性好等优点,在大尺寸(50〞+)高端显示市场中占据非常重要的地位。在PDP探讨生产历程中,也有着着产品生产成本较高,发光效率低,中小尺寸PDP显示器件无法满足高清晰度和高分辨率的要求。解决以上不足需要以材料、制作工艺、后期面板结构设计以及驱动电路设计等方面进行改良。在AC-PDP中,放电材料介质保护层直接与放电气体接触,其材料成分、制作工艺、性能优劣等对于AC-PDP的生产成本、提升显示器件的发光效率以而降低整机功耗、优化电路设计以及改善气体放电性能有着至关重要的作用。目前国内外的探讨主要集中在对MgO放电材料进行掺杂改性上。由于ZnO具有低于MgO的功函数,故而放电材料掺入Zn2+离子有可能提升薄膜的二次电子发射效率,进而提升气体发光效率,降低整机功耗。而采取溶胶-凝胶(sol-gel)工艺能够获得掺杂比例严格的的掺杂薄膜。本课题采取溶胶-凝胶工艺制备Zn2+掺杂MgO薄膜,并对其结构与放电特性进行浅析。主要实验案例及相关结论如下:1.采取硝酸镁为镁元素的前驱物,醋酸锌作为掺杂材料的前驱物,无水乙醇作为溶剂,火棉胶作为表面活性剂,按照一定比例混合并搅拌均匀,静置陈化制备成溶胶,通过旋转涂覆镀膜和高温退火处理的方式,制备成Zn2+掺杂MgO薄膜,探讨不同溶胶比例,不同退火温度以及掺杂量转变条件下,薄膜的结晶情况、表面形貌、光电特性。2.当火棉胶与无水乙醇体积比为3:7时,制备的溶胶比较稳定,并且经过成膜处理后,薄膜表面平整,致密性最好。薄膜在500℃时出现结晶态,随着退火温度的增加,薄膜(200)面择优取向比较显著。进一步提升退火温度时,在600℃时出现氧化镁(220)面的衍射峰。通过对薄膜厚度的测试可知,经过退火处理后,掺杂浓度对薄膜的厚度影响非常小,单次制备的薄膜厚度在25nm左右,工艺重复进行十次,制得的薄膜厚度在250nm左右;通过制约旋涂次数,可获得所需厚度的薄膜样品。对薄膜光学透过率的浅析可知,薄膜掺杂比例对透过率的影响较小制备厚度约150nm的薄膜,可见光范围内平均透过率在85%以上;N2氛围下的透过率高于空气氛围下退火得到的透过率3.探讨制备了PDP模拟放电单元模块,进行了气体放电性能测试。不同掺杂比例的模拟放电单元具有不同的着火电压,不同压强下最小着火电压多分布于掺杂比为10%的曲线上。在30torr气体压强下,混合气体成分Xe(5%)+Ne(85%),掺杂比例为10%时,最低着火电压与纯净MgO制备的放电单元最低着火电压相比,降低了3.48%。本实验的探讨结果,对AC-PDP放电材料的选择以及工艺参数的优化具有-定的指导和借鉴作用。关键词:溶胶-凝胶论文掺杂论文放电材料论文着火电压论文模拟单元论文

    摘要4-6

    ABSTRACT6-11

    第一章 绪论11-19

    1.1 课题探讨背景11-12

    1.2 PDP进展历史12-13

    1.3 等离子显示探讨近况13-18

    1.3.1 优化气体成分探讨近况14

    1.3.2 优化电极设计及改善单元结构探讨近况14

    1.3.3 新型放电材料的探讨近况14-18

    1.3.3.1 MgO薄膜探讨近况14-16

    1.3.3.2 掺杂氧化镁薄膜的探讨近况16-18

    1.4 本课题主要探讨作用及主要内容18-19

    第二章 AC-PDP工作原理及溶胶-凝胶相关知识19-30

    2.1 PDP分类19

    2.2 三电极表面放电型结构AC-PDP工作原理19-22

    2.3 气体放电论述22-26

    2.3.1 汤生放电论述23-24

    2.3.2 帕邢定律24-25

    2.3.3 气体放电相似定律25-26

    2.4 PDP放电特性和发光机理26-27

    2.5 溶胶-凝胶法的原理和特点27-29

    2.5.1 溶胶-凝胶法制制备薄膜工艺优点28

    2.5.2 浸渍提拉法28-29

    2.5.3 旋转涂覆法29

    2.6 本章小结29-30

    第三章 溶胶-凝胶法制备掺杂薄膜及性能表征30-56

    3.1 实验主要仪器设备及原材料选择30-33

    3.1.1实验主要仪器设备30-31

    3.1.2 实验原材料的选择31-32

    3.1.3 衬底表面的预处理32-33

    3.1.3.1 硅片清洗32-33

    3.1.3.2 ITO玻璃衬底清洗33

    3.2 主要实验步骤33-36

    3.2.1 溶胶制备33-35

    3.2.2 旋转涂覆法制备薄膜35

    3.2.3 薄膜的干燥处理35-36

    3.3 主要测试手段36-38

    3.3.1 薄膜厚度的测量策略36-37

    3.3.2 X射线衍射(XRD)浅析薄膜物相结构37

    3.3.3 EDS电子能谱浅析仪浅析薄膜成分37-38

    3.3.4 其他测试策略38

    3.4 溶胶-凝胶法制备掺杂薄膜测试结果38-54

    3.4.1 探讨制备纯氧化镁薄膜最佳工艺参数38-41

    3.4.1.1 火棉胶含量对薄膜成膜质量的影响38-39

    3.4.1.2 热处理历程升温速率对薄膜成膜质量的影响39-41

    3.4.2 薄膜物相结构浅析41-47

    3.4.2.1 退火温度对物相结构的影响41-44

    3.4.2.2 涂覆次数对物相结构的影响44-45

    3.4.2.3 掺杂比例对物相结构的影响45-47

    3.4.3 掺杂薄膜的成分浅析47

    3.4.4 掺杂薄膜的厚度测试47-49

    3.4.5 掺杂薄膜的透过率测试浅析49-52

    3.4.5.1 退火条件对薄膜的通光性能的影响50

    3.4.5.2 镀膜层数对薄膜的通光性能的影响50-51

    3.4.5.3 掺杂比例的转变对薄膜透过率的影响51-52

    3.4.6 Zn~(2+)掺杂MgO薄膜导电性能的探讨52-54

    3.5 本章小结54-56

    第四章 模拟放电单元放电特性测试及结果浅析56-66

    4.1 PDP模拟单元封接工艺探讨56-60

    4.1.1 模拟单元封接工艺探讨56-58

    4.1.2 PDP模拟放电单元设计与制备58-59

    4.1.3 充放气系统模块设计59

    4.1.4 模拟放电单元电路模块设计59-60

    4.2 PDP模拟放电单元放电特性相关探讨60-64

    4.2.1 气体压强与着火电压联系60-62

    4.2.2 模拟真实PDP工作放电特性浅析62-63

    4.2.3 模拟放电单元工作稳定性浅析63-64

    4.3 本章小结64-66

    第五章 结论与展望66-69

    5.1 结论66-67

    5.2 下一步工作方向67-69

    致谢69-70

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