应用带保护气进行烧结的方法, 制作了一种双半导体底层碳纳米管薄膜阴极.利用烧结的银浆形成条形银电极, 在条形银电极表面制作了具有相同宽度且平行排列的ZnO掺杂底层和TiO2掺杂底层, 在掺杂底层上面制备了碳纳米管膜层.由于保护气的防氧化屏蔽, 碳纳米管膜层中的碳纳米管未受损害, ZnO粒子和TiO2粒子也在烧结过程中得到了很好地保护, 双半导体底层碳纳米管薄膜阴极获得更优的电子发射特性, 且电子发射稳定性也得到有效增强.与普通条形银电极碳纳米管阴极相比, 双半导体底层碳纳米管薄膜阴极能够将开启电场从2.09 V/μm降低到1.91 V/μm, 将最大电子发射电流从1 653.5 μA提高到2 672.9 μA.在2.69 V/μm电场作用下, 普通条形银电极碳纳米管阴极的电子发射电流仅为421.1 μA, 而双半导体底层碳纳米管薄膜阴极的电子发射电流能够达到723.5 μA.从发射电流稳定性实验曲线可以看出, 双半导体底层碳纳米管薄膜阴极实现了稳定的电子发射, 表明ZnO掺杂底层和TiO2掺杂底层能够应用于真空环境.利用数码相机获得了具有良好质量的发射图像, 验证了双半导体底层碳纳米管薄膜阴极制作的可行性和适用性.

研制了一种六角密排多迭层碳纳米管阴极.在这种结构中, 衬底银电极由烧结的银浆制作在透明锡铟氧化物电极上, 且具有六角形边缘, 相邻衬底银电极交错排列于阴极面板上.用ZnO和SnO2颗粒作为掺杂材料, 在衬底银电极和单一碳纳米管层之间制作了底部混杂层; 单一碳纳米管层中的碳纳米管主要被用于发射阴极电子.给出了六角密排多迭层碳纳米管阴极的制作工艺, 并研究了六角密排多迭层碳纳米管阴极用于电子源的可行性.将氮气作为保护气体, 采用烧结方法除掉制备浆料中的有机粘合剂及其它有机杂质.将六角密排多迭层碳纳米管阴极真空密封进三极场发射显示器中, 能够形成稳定的电子发射电流.测试结果表明, 与普通碳纳米管阴极相比, 六角密排多迭层碳纳米管阴极具有更优的电子发射特性, 其开启电场为1.83 V/μm, 最大电子发射电流为2 718.6 μA; 且其具有良好的电子发射曲线趋势, 当电场强度从2.17 V/μm增强到3.06 V/μm时, 电子发射电流的增幅约为1 410.3 μA.对电子发射电流随时间的波动变化进行了测试, 测试结果显示六角密排多迭层碳纳米管阴极具有可靠且稳定的电子发射电流.绿色发射图像表明六角密排多迭层碳纳米管阴极具有良好的电子发射均匀性及高的电子发射亮度.鉴于其简单的制作结构和制作工艺, 六角密排多迭层碳纳米管阴极具有一定的实际应用性.

基于烧结工艺和丝网印刷技术，研发了一种新的沟槽形冷阴极.底部绝缘层由黑色绝缘浆料被烧结后制成,且在底部绝缘层中存在倾斜面.将银浆丝网印刷在条形电极上，依次经烘烤和烧结工艺后形成银电极.利用细砂纸，对银电极进行适当的抛光工艺，以便获得光滑的电极表面.由于特有的银电极形状，从而易于获得更大的场增强因子.将碳纳米管制备在银电极上，形成场发射极.致密的碳纳米管层完全覆盖银电极表面，特有的边缘场增强效应能够使得碳纳米管发射出更多的电子.顶部绝缘层则用于抑制碳纳米管的横向电子发射.结合沟槽形冷阴极，制作了三极结构的场致发射显示器，该显示器具有良好的场致发射特性及优良的发光图像均匀性.与普通冷阴极场致发射显示器相比，沟槽形冷阴极场致发射显示器能够将开启电场从1.86 V/μm降低到1.78 V/μm，将最大场致发射电流从1 537 μA增加到2 863 μA，且将最大发光图像亮度从1 386 cd/m2提高到1 865 cd/m2.该制作技术在场致发射显示器中具有较强的实际应用性.

对钠钙平板玻璃进行切割形成后封装面板。结合高效的丝网印刷技术, 在后封装面板上制作了半圆组阴栅结构。烧结的银浆层用于形成导电电极组中的双长条电极, 而固化的绝缘浆料则用于构成绝缘层。碳纳米管直接制备在长条电极的表面, 呈现双半圆形状, 用于进行电子发射。栅极则是固定在碳纳米管阴极的上方, 栅极和阴极之间依靠栅极基底而相互隔离。测试结果表明, 应用半圆组阴栅结构, 能够进一步降低阴极-栅极之间的电容效应, 提高碳纳米管的电子发射能力, 并增强三极场发射显示器的驱动灵活性。以碳纳米管作为阴极材料, 进行了三极结构小型场发射显示器的研制。该三极显示器具有良好的场致发射特性, 高的发光亮度以及优良的发光图像均匀度, 其开启场强约为2.12 V/μm, 且制作成本低廉。

在阴极玻璃面板上研发了一种新型的一体式冷阴极.印刷的银浆被烧结后用于形成银底电极.制备了薄层底电极浆料, 其中含有大量碳纳米管.将薄层底电极浆料印刷在银底电极表面, 然后再将普通碳纳米管浆料制作在烘烤的薄层底电极浆料上.利用高纯度氩气作为保护气体, 在烧结炉中对这两种浆料同时进行烧结.烧结后的薄层底电极将和银底电极相互融合在一起, 碳纳米管层则覆盖于薄层底电极的表面.同一阴极像素中制作了两个碳纳米管发射极.备用碳纳米管发射极的存在, 有利于延长整体显示器的使用寿命.利用薄层底电极作为碳纳米管层和银底电极之间的中间层, 能够有效改善碳纳米管的粘贴性能, 同时增强二者之间的可靠欧姆接触.利用碳纳米管作为阴极制作了一体式冷阴极场发射显示器.该显示器具有良好的发光图像质量以及更好的场发射特性.与普通碳纳米管阴极场发射显示器相比, 一体式冷阴极场发射显示器能够将开启场强从2.11 V/μm减小到1.68 V/μm; 将最大场发射电流从905 μA提高到1 866.2 μA; 数值为367 μA场发射电流的电流波动不超过4.5%.该一体式冷阴极场发射显示器已经以稳定的发光亮度而连续运行10余天.

结合丝网印刷技术，研发了一种碳纳米管阴极制备法.利用双壁纳米管作为原材料，并加入细小银颗粒，制作了混合纳米管浆料.将混合纳米管浆料制作在传导电极表面，再将普通纳米管浆料印刷在混合纳米管浆料的上面.在链式烧结炉中对烘烤后的纳米管浆料同时进行烧结以除掉有机溶剂.在进行适当的后处理工艺之后，就形成了二次印刷型纳米管阴极，它能显著改善阴极的场致发射特性.制作了二次印刷型纳米管阴极的三极结构场致发射显示器.该显示器具有更高的发光亮度以及更好的发光图像亮度均匀性.与普通纳米管阴极场致发射显示器相比较，它能够将开启电场从2.15 V/μm降低到1.75 V/μm，并能够将最大场发射电流从735.8 μA提高到1 588.5 μA.所研发的纳米管阴极制备方法具有很强的实际应用性，且制作成本低廉.

结合低熔点玻璃粉密封工艺, 应用钙钠平板玻璃分别形成阴极面板、阳极面板和封装面板, 研发了三极结构的场致发射显示器件。阳极面板作为相互连通的发射腔和排气腔的公共端, 用于产生器件显示图像; 具有高平整度的阳极面板处于真空环境中, 不会出现形变现象, 确保了发光图像的显示均匀性。封装面板上不存在任何电极。整体封装器件制作工艺稳定、可靠且成本低廉, 具有较高的显示亮度、良好的栅控特性和图形显示功能。

应用云母板作为栅极基底，结合常规的丝网印刷工艺，制作了改进的栅极结构。采用钙钠平板玻璃作为封装面板，利用碳纳米管作为冷阴极材料，研制了三极结构的单色场致发射显示器件。栅极基底的优良绝缘性能确保了其不易被强电场强度所击穿；改进的栅极层则能够进一步缩短栅极-阴极之间的有效距离，有利于降低栅极的工作电压。该显示器件具有高的显示亮度，良好的栅控能力以及场致发射特性。

结合丝网印刷工艺,通过制备绝缘层和布线层的层叠式,在玻璃基底上实现了大面积的点阵阴极寻址结构。应用碳纳米管作为阴极材料,研发了三极结构的场致发射平板显示器件样品。通过点阵阴极寻址结构,可直接对发光像素进行逐点控制,从而实现整体器件的图像显示。该器件可与现有的驱动集成电路相结合进行控制,具备良好的场致发射特性和高的显示亮度。

三极结构的场致发射显示器是一种新型的真空平板显示装置,高真空的实现与维持是确保显示器件正常工作的必要条件。通过采用低熔点玻璃粉烧结工艺和玻璃定位片装置,实现了场致发射显示器的高真空平板封装。从器件封装结构、器件烧结、器件排气和器件烤消等方面进行了工艺改进。综合采用这套技术,已经研发出三极结构的、具有高真空度的碳纳米管阴极场致发射显示器样品。