首次提出采用高二次发射系数铂钡合金作为冷阴极, 实现了X波段正交场放大器(CFA)宽脉冲和大工作比稳定工作。提出了双螺旋耦合翼片慢波结构与波导之间采用缝隙耦合加切比雪夫阻抗变换器输能结构设计方案。通过对慢波结构及高频系统仿真分析与设计, 实现了慢波结构与输能组件间的宽频带良好匹配, 电压驻波比及插损特性仿真结果与冷测结果具有很好的一致性。热测结果表明, 放大器在1 GHz带宽内脉冲功率大于300 kW, 效率大于57%, 增益大于14 dB, 填补了国内X波段宽带大功率正交场放大器的空白, 是当前国际上脉冲宽度最宽、工作比最大的X波段正交场放大器产品。

利用三维粒子模拟软件对大面积生长无序碳纳米管冷阴级三级结构发射特性进行仿真,对六边形、三角形和正方形3种不同网孔结构栅网下的碳纳米管冷阴极场致发射特性进行研究。通过计算冷阴极表面电场分布及场致发射电子注的通过率,得到不同图形发射效率随网孔尺寸变化的规律。进一步横向对比,得出栅网最佳图形为六边形的结论,其最大电子注通过率为75%。

基于电场叠加原理,利用悬浮球模型给出了带栅极纳米管顶端电场与电场增强因子,分析了碳纳米管与衬底之间的接触电阻、器件几何参量以及阴栅极之间的电介质对器件场发射性能的影响. 结果表明：接触电阻大大降低了碳纳米管阴极的场发射电流,当接触电阻超过100 kΩ时,发射电流密度非常小,此时需要更高的阳极开启电压;当阴栅极之间的电介质为真空时,阴极电子发射性能最佳;除了碳纳米管的长径比之外,栅孔半径、阴栅极间距以及阳极距离等的优化设计,也能提高器件发射性能;通过栅极偏压的调制,可以降低阳极驱动电压.

基于碳纳米管冷阴极实验测试结果，采用三维粒子模拟软件对大面积碳纳米管冷阴极的场致发射特性进行了仿真，研究了栅网结构不同尺寸对碳纳米管冷阴极场致发射特性及电子注通过率的影响，并在此基础上设计出面积压缩比为18，输出电流密度为14.9 A/cm2的带状注电子枪。为进一步研制碳纳米管冷阴极电子光学系统和相关微波、毫米波电真空辐射源器件提供了技术基础。

为发展场致发射冷阴极毫米波电真空辐射源器件, 对利用大面积碳纳米管冷阴极产生大电流、高电流密度电子注的电子光学系统进行了研究.通过在Pierce电子枪阴极表面引入栅网结构, 解决了碳纳米管冷阴极场致发射所需的强电场和电子聚束问题.在碳纳米管冷阴极实验测试数据的基础上, 采用粒子模拟软件对上述电子光学系统进行了仿真.研究了栅网对注电流、注腰半径和电子注散射的影响, 分析了阳极电压和外加轴向磁场对电子注的聚束作用.优化后的仿真结果表明在阴极发射面为3.03 cm2时, 该电子光学系统能够产生210 mA、60 kV, 电流密度为6.7 A/cm2, 最大注半径为1mm的电子注.

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.

实现了一种采用聚苯乙烯纳米球自组装技术和微机械制造技术加工的场发射阴极用亚微米栅极微孔阵列。设计了一套完整的工艺实验方案，首先采用微球自组装技术获得了亚微米级金属网孔掩膜，然后通过反应离子刻蚀技术获得了亚微米栅极孔阵列，从而实现了集成度高、分布均匀的周期性亚微米孔洞阵列的制备，微孔集成度达到108cm-2。实验研究了氧气刻蚀聚苯乙烯微球的规律。采用金属掩膜，四氟化碳干法刻蚀二氧化硅，获得了深度为500 nm的微孔。实验结果证明该工艺方案是一种获得大面积、均匀分布、集成度高的场发射冷阴极栅孔阵列的有效方法。

文章阐述了背光源的基本原理和主要分类, 对侧光式CCFL背光源做了深层次的研究, 并对其各主要部件的材料、工作原理、光学特性、在背光源中的主要作用都做了详细的阐述。

冷阴极荧光灯（CCFL）是液晶背光模组的主要部件之一，它的优劣会直接影响背光模组的光学性能。文章较为全面地分析了冷阴极荧光灯亮度衰减的常见原因，并对延长冷阴极荧光灯使用寿命的方法做了深入的研究和总结。

特种液晶显示器对背光源提出特殊要求。介绍了特种液晶显示器用背光源的主流类型CCFL(冷阴极荧光灯)和LED(发光二极管)。从亮度、功耗、色彩、可靠性等方面详细讨论了各自的技术特点。分析了LED背光源在特种液晶显示器技术中的重要地位。