基本介紹
- 中文名：FED電視機
- 外文名：Field Emission Display
- 可分：CNT和SED
- 中文意：為場發光顯示器
分類,開發狀況,橫斷,結構,技術原理,
分類
FED依電子發射源而分，FED（碳納米管型）、表面傳導型）、Spindt（圓錐發射體型）、BSD（彈道電子放射型）等類型。目前最為看好的套用主要是CNT和SED兩大技術體系。
開發狀況
FED的發光原理和傳統的CRT電視非常相似，都是利用電場吸引陰極電子源發射電子束，撞擊螢光物質發光。但FED在物理結構上卻與CRT截然不同。CRT是用一組電子槍負責整個螢幕的顯示，因此電子槍必須以掃描的方式才能生成一幅完整的畫面。而FED則將電子槍微型化，每一個像素點都有三個微型電子槍分別對應像素點上RGB三色。不同種類的FED，螢光屏側的陽極基板沒有太大不同，差別僅在於電子發射方式，即陰極基板側的電子發射源各有不同。比如佳能公司開發的SED技術，三星、三菱和摩托羅拉一直在研發的碳納米管技術，飛利浦、日立和先鋒公司也在研製類似FED的技術等。
橫斷
FED 基本結構為兩塊平板玻璃和一層空間，即由電子發射源板和螢光顯示屏兩部分組成，上層為螢光屏板，下層為微陣列電子發射源板，相互靠得很近。在每個像素點後面不到3mm處都放置了成千上萬個極小的電子發射器。電子源撞擊像素點上的螢光物質（RGB），顯示屏就呈現出不同的圖形與色彩。所以，FED和等離子（PDP）、液晶（LCD）一樣，都屬於“定址（Addressed）顯示器”，在顯示畫面時不需要掃描。
早在1928年場發射電極理論就被提出，但直到1990年法國電子學實驗室LEII的Meyer小組研究成功FED世界第一個顯示器樣機，FED才引起廣泛的重視。在FED 技術發展初期，以法國為代表的FED研究主要套用于軍事設備上。FED的發展在很大程度上依賴於材料工業的發展，因此只有納米技術發展到今天，FED技術才得到了良好發展。近幾年隨著日本公司和韓國公司的加入，FED加快了民用化發展步伐。2001年，日本伊勢公司展出的一款亮度就達到了1萬流明的15英寸FED產品，2002年伊勢電子又開發出了40英寸FED面板。韓國三星公司也在2002 年研製成功32英寸的FED面板。
結構
從理論上說，FED產品能比等離子或液晶平板電視更輕薄，能量消耗比等離子或液晶小得多。並具備CRT電視的高亮度、高對比度、高解析度、高回響速度和寬視角的優勢，從任一角度都可看到清晰圖像，並無CRT的電磁輻射和X射線輻射，成本也不高。
目前，日本、韓國和英國等各大顯示器件大公司投入巨資研發大尺寸FED，掀起了第二代FED研發熱潮。他們有韓國三星、LG，日本的佳能、東芝、索尼、松下、先鋒、日立、富士通，以及我國的TCL、海信、創維、長虹等電視廠商等。
技術原理
場發射電極理論最早是在1928年由R.H.Eowler與L.W.Nordheim共同提出，不過真正以半導體製程技術研發出場發射電極元件，開啟運用場發射電子做為顯示器技術，則是在1968年由C.A.Spindt提出,隨後吸引後續的研究者投入研發.
不過,場發射電極的套用是到1991年法國LETI CHENG公司在第四屆國際真空微電子會議上展出一款運用場發射電極技術製成的顯示器成品之後,場發射電極技術才真正被注意,並吸引Candescent、Pixtech 、Micron、Ricoh、Motorola、Samsung、Philips等公司投入，也使得FED加入眾多平面顯示器技術的行列。
在場發射顯示器的套用，發射與接收電極中間為一段真空帶，因此必須在發射與接收電極中導入高電壓以產生電場，使電場刺激電子撞擊接收電極下的螢光粉，而產生髮光效應。此種發光原理與陰極射線管（CRT）類似，都是在真空中讓電子撞擊螢光粉發光，其中不同之處在CRT由單一的電子槍發射電子束，透過偏向軌（Deflation Yoke）來控制電子束髮射掃瞄的方向，而FED顯示器擁有數十萬個主動冷發射子，因此在構造上FED可以達到比CRT節省空間的效果。其次在於電壓部分，CRT大約需要15~30KV左右的工作電壓，而FED的陰極電壓約小於1KV。
雖然FED被視為可取CRT的技術，不過在發展初期卻無法與CRT的成本相比，主要原因是場發射元件的問題。最早被提出的Spindt形式微尺寸陣列雖然是首度實現發射顯示的技術，但它的陣列特性卻限制顯示的尺寸，主要原因是它的結構是在每個陣列單元上包含一個圓孔，圓孔內含一個金屬錐，在製作過程中微影與蒸鍍技術均會限制尺寸的大小。
解決之道是採用取代Spindt場發射元件的技術.1991年NEC發表一篇有關奈米碳管的文章後,研究人員發現以奈米結構合成的石墨,或是奈米碳管作為場發射元件能夠得到更好的場發射效率,因此奈米碳管合成技術成為FED研發的新方向.
目前在奈米碳管場發射顯示器領域,以日本伊勢電子與韓國Samsung投入較早,而SONY、日立、富士寫真、Canon、松下、Toshiba、Nikon與NEC等廠商也以提出與奈米技術相關的專利申請，其中又以奈米碳管為主要的研發項目.
在大尺寸場發射顯示面板則首推日本伊勢電子，該公司曾使用化學氣相沈積法成功製作出14.5寸的彩色奈米碳管場發射顯示器，其亮度達10,000cd/m2.另外，韓國Samsung也發表單色、600cd/m2的15寸奈米碳管場發射顯示器，並計畫發展使用在電視機的32寸奈米碳管場發射顯示器，成功實現100伏特以下的低電壓驅動結果。
