《铁电陶瓷材料的应用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁电陶瓷材料的应用.ppt（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
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
6、统的氧化物烧结法即以传统的氧化物PbOPbO、TiOTiO2 2、ZrOZrO2 2、LaLa2 2O O5 5等按一定等按一定比例经混合、预烧、压片比例经混合、预烧、压片,在在1230130012301300富铅气氛中烧结成片富铅气氛中烧结成片,然后通过抛光制成具有一定厚度的然后通过抛光制成具有一定厚度的PLZTPLZT陶瓷薄片。陶瓷薄片。制备铁电陶瓷薄膜则可采用溶胶制备铁电陶瓷薄膜则可采用溶胶-凝胶法、沉积法等方法。凝胶法、沉积法等方法。溶胶溶胶-凝胶法可以在低温下制成各种组成的凝胶法可以在低温下制成各种组成的PZTPZT、PLZTPLZT陶瓷薄膜。陶瓷薄膜。采用铅、镧、锆、钛等有机醇盐或
7、无机盐采用铅、镧、锆、钛等有机醇盐或无机盐,经过溶胶制备、陈经过溶胶制备、陈化、涂膜、热处理、退火等工序制成所需铁电陶瓷薄膜。化、涂膜、热处理、退火等工序制成所需铁电陶瓷薄膜。PLZTPLZT薄膜经过一定的极化处理后即具有铁电发射性能。薄膜经过一定的极化处理后即具有铁电发射性能。4 铁电陶瓷平板显示技术的特点铁电陶瓷平板显示技术与其他一些平板显示技术相比,具有许多优点。铁电陶瓷板和铁电薄膜制备工艺较为简单,成本较低,可有效降低平板显示器的制造成本。同时可以根据需要制作出各种尺寸和形状的陶瓷板或薄膜,易于制作出大尺寸的平板显示器,满足市场的需要。铁电陶瓷具有陶瓷材料所特有的高稳定性、良好的耐久性
8、、无衰变等特点,保证了显示器的长时间正常使用。铁电发射是一个自发射过程。从理论上讲,低于5V的电压就可改变铁电材料的极化状态,在铁电薄膜上施加很小的脉冲电压就可获得高达100A/cm2的发射电流密度,因此应用在一些手持显示设备中只需要几到几十V脉冲电压就可用于显像,大大降低了能耗。参考文献1 1 童林夙童林夙.显示器件的现状与展望显示器件的现状与展望.光电子技术光电子技术,Vol.21,No.16,Vol.21,No.16,20012001 摘要本文评述了各类显示器件的现况、技术趋势摘要本文评述了各类显示器件的现况、技术趋势,对各类显示器件的主要对各类显示器件的主要 参数进行比较并对今后的发展
9、作了预测。参数进行比较并对今后的发展作了预测。2 2 解庆红解庆红,黄文山，贺蕴秋，掺镧的锆钛酸铅透明陶瓷材料黄文山，贺蕴秋，掺镧的锆钛酸铅透明陶瓷材料Vol.28,No.12,2000,42-47Vol.28,No.12,2000,42-47 摘要摘要:介绍了近年来平板显示技术的发展及介绍了近年来平板显示技术的发展及4 4 种平板显示器主要的优缺点种平板显示器主要的优缺点 ,着重着重阐述利用掺镧的锆钛酸铅阐述利用掺镧的锆钛酸铅 (PLZT)(PLZT)透明陶瓷材料铁电发射性能在场致发射平透明陶瓷材料铁电发射性能在场致发射平板显示器上的应用和它的电光效应在大型投影平板显示器件方面的应用板显示器
10、上的应用和它的电光效应在大型投影平板显示器件方面的应用 ,并并分析了其发展趋势。分析了其发展趋势。3 3 梁立梅谭咏梅梁立梅谭咏梅,浅谈现代功能陶瓷的发展浅谈现代功能陶瓷的发展,Vol.27,2001,142-143,Vol.27,2001,142-143 摘要现代功能陶瓷的特点是品种多、价格低、应用广、功能全、技术高、摘要现代功能陶瓷的特点是品种多、价格低、应用广、功能全、技术高、更新快。功能陶瓷在现代陶瓷中占据主导地位。功能陶瓷今后在性能方面会更新快。功能陶瓷在现代陶瓷中占据主导地位。功能陶瓷今后在性能方面会向着高效能、高可靠性、低损耗、多功能、超高功能以及智能化方向发展。向着高效能、高可
11、靠性、低损耗、多功能、超高功能以及智能化方向发展。4 4 欧阳伟欧阳伟 黄尚宇黄尚宇 ,电磁成形技术及其在功能陶瓷行业电磁成形技术及其在功能陶瓷行业,Vol,NO.27,2006,237-,Vol,NO.27,2006,237-242242 电磁成形技术作为高能、高效率技术用在粉末近终成形方面有着传统成形方法电磁成形技术作为高能、高效率技术用在粉末近终成形方面有着传统成形方法不能比拟的优越性，在功能陶瓷行业有巨大的不能比拟的优越性，在功能陶瓷行业有巨大的 应用价值。本文阐述了电磁成形的基本原理和电磁粉末压制，介绍了电磁成形应用价值。本文阐述了电磁成形的基本原理和电磁粉末压制，介绍了电磁成形技术在功能陶瓷行业的应用及前景。技术在功能陶瓷行业的应用及前景。