平板顯示技術(shù)：第八章_場致發(fā)射

1、1顯顯示示器器發(fā)光型發(fā)光型受光型受光型CRT(陰極射線管陰極射線管)PDP(等離子顯示器等離子顯示器) AMOLED （TFT-OLED）FED(場發(fā)射顯示器場發(fā)射顯示器)LED(發(fā)光二極管發(fā)光二極管)VFD(真空熒光顯示器真空熒光顯示器)LCD(液晶顯示器液晶顯示器) TFT-LCDE-ink（電子墨水顯示器）（電子墨水顯示器）平平板板顯顯示示器器28.1 場致發(fā)射顯示器概述場致發(fā)射顯示器概述場致發(fā)射顯示器件場致發(fā)射顯示器件( (Field Emission Display，F(xiàn)ED) )是顯示與是顯示與真空微電子相結(jié)合的產(chǎn)物，是發(fā)光原理最接近真空微電子相結(jié)合的產(chǎn)物，是發(fā)光原理最接近CRTCR

2、T的一種的一種新新興興平板顯示器件平板顯示器件，也是當(dāng)今世界龐大的顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品更，也是當(dāng)今世界龐大的顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要候選之一。新?lián)Q代的重要候選之一。 真空微電于的概念最早出現(xiàn)在真空微電于的概念最早出現(xiàn)在2020世紀世紀6060年代初，將真空電子年代初，將真空電子器件的尺寸做到微米級，與當(dāng)時的半導(dǎo)體器件相當(dāng)，并具備器件的尺寸做到微米級，與當(dāng)時的半導(dǎo)體器件相當(dāng)，并具備真空器件的獨特優(yōu)勢，也可以實現(xiàn)器件的集成。真空器件的獨特優(yōu)勢，也可以實現(xiàn)器件的集成。這類器件只能用微型場發(fā)射冷陰極，因此真空微電子技術(shù)是這類器件只能用微型場發(fā)射冷陰極，因此真空微電子技術(shù)是和場發(fā)射緊密相連共同發(fā)展的。

3、和場發(fā)射緊密相連共同發(fā)展的。場致發(fā)射顯示是現(xiàn)今正在研發(fā)的平板顯示模式中的一種，是場致發(fā)射顯示是現(xiàn)今正在研發(fā)的平板顯示模式中的一種，是真空微場電子在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。真空微場電子在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。3場致發(fā)射顯示可利用冷陰極電子源替代傳統(tǒng)場致發(fā)射顯示可利用冷陰極電子源替代傳統(tǒng)CRT中的熱中的熱電子源，壓縮龐大的電子槍空間；采用交叉矩陣尋址替電子源，壓縮龐大的電子槍空間；采用交叉矩陣尋址替代代CRT電子束掃描尋址，節(jié)省電子束偏轉(zhuǎn)空間。電子束掃描尋址，節(jié)省電子束偏轉(zhuǎn)空間。由于發(fā)光機制相同，因此場致發(fā)射顯示既可以保留由于發(fā)光機制相同，因此場致發(fā)射顯示既可以保留CRT優(yōu)異的顯示性能，又順應(yīng)了顯示技術(shù)向著平板

4、化方向發(fā)優(yōu)異的顯示性能，又順應(yīng)了顯示技術(shù)向著平板化方向發(fā)展的趨勢；展的趨勢；由于場致發(fā)射平板顯示器與由于場致發(fā)射平板顯示器與CRT同屬于真空電子器件，同屬于真空電子器件，許多器件制作工藝技術(shù)和原理是相同的，許多器件制作工藝技術(shù)和原理是相同的，CRT產(chǎn)業(yè)可以產(chǎn)業(yè)可以為場致發(fā)射平板顯示器未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一個完善的技為場致發(fā)射平板顯示器未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一個完善的技術(shù)平臺。術(shù)平臺。19911991年法國年法國LETI CHENGLETI CHENG公司在第四屆國際真空微電子會公司在第四屆國際真空微電子會議上展出一款運用場發(fā)射電極技術(shù)制成的顯示器成品，并議上展出一款運用場發(fā)射電極技術(shù)制成的顯示器成品，并

5、吸引吸引CandescentCandescent、PixtechPixtech 、MicronMicron、RicohRicoh、MotorolaMotorola、SamsungSamsung、PhilipsPhilips等公司投入，也使得等公司投入，也使得FEDFED加入眾多平面加入眾多平面顯示器技術(shù)的行列。顯示器技術(shù)的行列。 456問題的提出問題的提出上個世紀由上個世紀由CRTCRT統(tǒng)治整個顯示技術(shù)領(lǐng)域！統(tǒng)治整個顯示技術(shù)領(lǐng)域！CRTCRT（Cathode Ray Tube Cathode Ray Tube ）突出優(yōu)點：突出優(yōu)點：1 1 、具有高分辨率、具有高分辨率2 2 、輕易實現(xiàn)的高亮度

6、及很好的對比度、輕易實現(xiàn)的高亮度及很好的對比度3 3 、能夠顯示豐富的彩色色調(diào)和圖象層次、能夠顯示豐富的彩色色調(diào)和圖象層次4 4 、顯示速度快、顯示速度快 被人們認為是圖文顯示的標準被人們認為是圖文顯示的標準 8.2 7CRT由高能電子束激發(fā)熒光材料而發(fā)光。由高能電子束激發(fā)熒光材料而發(fā)光。8電子發(fā)射是指電子從陰極逸出進入真空或其它氣電子發(fā)射是指電子從陰極逸出進入真空或其它氣體媒質(zhì)中的過程。體媒質(zhì)中的過程。電子發(fā)射按照其獲得外加能量的方式，即電子的電子發(fā)射按照其獲得外加能量的方式，即電子的受激發(fā)方式分為以下四種：熱電子發(fā)射，光電子受激發(fā)方式分為以下四種：熱電子發(fā)射，光電子發(fā)射，次級電子發(fā)射及場致

7、電子發(fā)射。發(fā)射，次級電子發(fā)射及場致電子發(fā)射。主要有：主要有：1 1 、熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射 傳統(tǒng)傳統(tǒng)CRTCRT的原理的原理2 2 、場致電子發(fā)射場致電子發(fā)射 FEDFED技術(shù)核心技術(shù)核心9熱電子發(fā)射：熱電子發(fā)射：靠升高物體溫度給發(fā)射體內(nèi)部的電子靠升高物體溫度給發(fā)射體內(nèi)部的電子以附加能量，使一些電子越過發(fā)射體表面勢壘逸出以附加能量，使一些電子越過發(fā)射體表面勢壘逸出而形成的電子發(fā)射方式。這種方式的發(fā)射能耗高，而形成的電子發(fā)射方式。這種方式的發(fā)射能耗高，同時還有時間的延遲性。同時還有時間的延遲性。場致發(fā)射：不場致發(fā)射：不需要提供給體內(nèi)電子以額外的能量，需要提供給體內(nèi)電子以額外的能量，而是靠強的外加

8、電場來壓抑物體的表面勢壘，使表而是靠強的外加電場來壓抑物體的表面勢壘，使表面勢壘的高度降低，寬度變窄，這樣發(fā)射體內(nèi)的大面勢壘的高度降低，寬度變窄，這樣發(fā)射體內(nèi)的大量電子由于隧道效應(yīng)穿透表面勢壘逸出形成場致電量電子由于隧道效應(yīng)穿透表面勢壘逸出形成場致電子發(fā)射。又稱為子發(fā)射。又稱為冷電子發(fā)射冷電子發(fā)射。它沒有時間延遲，功。它沒有時間延遲，功耗低，是一種非常有效的電子發(fā)射方式。耗低，是一種非常有效的電子發(fā)射方式。10場致發(fā)射理論場致發(fā)射理論場場( (致致) )電子發(fā)射是指在強電場作用下，固體電子發(fā)射是指在強電場作用下，固體( (非絕緣體非絕緣體) )發(fā)射電子的現(xiàn)象。發(fā)射電子的現(xiàn)象。場致電子發(fā)射與需要

9、激發(fā)的光電子發(fā)射、次級電子場致電子發(fā)射與需要激發(fā)的光電子發(fā)射、次級電子發(fā)射和熱陰極電子發(fā)射不同，基于電子隧道效應(yīng)，發(fā)射和熱陰極電子發(fā)射不同，基于電子隧道效應(yīng)，無需能量激發(fā)無需能量激發(fā)。即固體中總能量低于表面勢壘即固體中總能量低于表面勢壘( (逸出功逸出功 ) )的電子不需的電子不需要增加任何能量也有可能透過固體表面而進入真空要增加任何能量也有可能透過固體表面而進入真空中。外電場起到中。外電場起到降低勢壘高度降低勢壘高度和和減薄勢壘寬度減薄勢壘寬度( ( -E-EF F) )的作用。的作用。場致發(fā)射時，隨外加電場的增強，發(fā)射體的表面勢場致發(fā)射時，隨外加電場的增強，發(fā)射體的表面勢壘的高度越來越低，

10、寬度越來越窄，從發(fā)射體表面壘的高度越來越低，寬度越來越窄，從發(fā)射體表面逸出的電子越來越多，場致發(fā)射電流越來越大。逸出的電子越來越多，場致發(fā)射電流越來越大。11在加速場下金屬表面的勢壘曲線在加速場下金屬表面的勢壘曲線12問題的分析問題的分析 為了獲得可利用的場致發(fā)為了獲得可利用的場致發(fā)射電流，陰極表面必須有射電流，陰極表面必須有相當(dāng)相當(dāng)高的加速電場強度高的加速電場強度 。由靜電學(xué)知識可知，極小由靜電學(xué)知識可知，極小曲率半徑的金屬針尖表面曲率半徑的金屬針尖表面容易形成極強的電場，即容易形成極強的電場，即“尖端放電尖端放電”。因而將場致發(fā)射體（陰極）因而將場致發(fā)射體（陰極）做成曲率半徑很小的針尖做成

11、曲率半徑很小的針尖 。13可行性分析可行性分析1 1、制造工藝制造工藝 試想用該技術(shù)制造一個試想用該技術(shù)制造一個1717英寸顯示器（顯示屏長英寸顯示器（顯示屏長320mm320mm，寬寬240mm240mm），），實現(xiàn)實現(xiàn)1600160012001200的分辨率。的分辨率。每個發(fā)射尖端占有面積約：每個發(fā)射尖端占有面積約： 平均邊長為：平均邊長為： 2 2、制造材料制造材料 在其他條件不變時，隨著逸出功在其他條件不變時，隨著逸出功 的減小，場發(fā)射的減小，場發(fā)射電流會顯著增大。尋求逸出功足夠低的材料，可以電流會顯著增大。尋求逸出功足夠低的材料，可以實現(xiàn)在很低控制電壓下獲得相當(dāng)可觀的發(fā)射電流！實現(xiàn)在

12、很低控制電壓下獲得相當(dāng)可觀的發(fā)射電流！242103 . 1013. 03112001600240320mmmmmmmmm110103 . 12414問題的解決問題的解決FED結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖15微型真空三極管結(jié)構(gòu)微型真空三極管結(jié)構(gòu)實際上是一種薄的實際上是一種薄的CRT顯示器，其單元結(jié)構(gòu)是一個微型真空三極顯示器，其單元結(jié)構(gòu)是一個微型真空三極管。包括作為陰極的發(fā)射尖錐，孔狀的金屬柵極以及有透明導(dǎo)電管。包括作為陰極的發(fā)射尖錐，孔狀的金屬柵極以及有透明導(dǎo)電層形成的陽極，陽極表面涂有熒光粉。層形成的陽極，陽極表面涂有熒光粉。FED發(fā)光過程：發(fā)光過程：在柵極和陰極間加上不高的電壓（低于在柵極和陰極間加

13、上不高的電壓（低于100V）形成電場，由于之）形成電場，由于之間距離很小，在陰極的尖端會產(chǎn)生很強的電場，逸出電子，再經(jīng)間距離很小，在陰極的尖端會產(chǎn)生很強的電場，逸出電子，再經(jīng)過陽極和陰極之間的高壓電場加速，轟擊熒光粉實現(xiàn)發(fā)光顯示。過陽極和陰極之間的高壓電場加速，轟擊熒光粉實現(xiàn)發(fā)光顯示。16問題的展望問題的展望1 1、實現(xiàn)顯示器件平板化的解決方案眾多。、實現(xiàn)顯示器件平板化的解決方案眾多。2 2、目前大部分平板顯示器件的圖像顯示質(zhì)量，特、目前大部分平板顯示器件的圖像顯示質(zhì)量，特 別是性能價格比和傳統(tǒng)別是性能價格比和傳統(tǒng)CRTCRT顯示器件仍然有一定顯示器件仍然有一定的距離。的距離。3 3、FEDF

14、ED顯象原理和顯象原理和CRTCRT幾乎完全相同（電子束激幾乎完全相同（電子束激發(fā)熒光粉發(fā)光），因此它完全有能力達到和超越發(fā)熒光粉發(fā)光），因此它完全有能力達到和超越CRTCRT的顯示質(zhì)量。的顯示質(zhì)量。4 4、未來的、未來的FEDFED將向高亮度、高分辨率、大尺寸方將向高亮度、高分辨率、大尺寸方向發(fā)展。向發(fā)展。1718相同點：處于真空狀態(tài)；靠電子轟擊熒光粉發(fā)光，具有基本相同相同點：處于真空狀態(tài)；靠電子轟擊熒光粉發(fā)光，具有基本相同的熒光屏結(jié)構(gòu)。的熒光屏結(jié)構(gòu)。不同之處在于不同之處在于電子的發(fā)射和掃描方式電子的發(fā)射和掃描方式。CRT需藉需藉偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)磁場控制電子槍射出的電子束磁場控制電子槍射出的電子束在

15、顯示屏上進行掃描在顯示屏上進行掃描，陰極到陽極距離陰極到陽極距離達到幾十厘米。達到幾十厘米。FED的冷陰極為面發(fā)射源，的冷陰極為面發(fā)射源， 由百萬多電子源直接激發(fā)熒光材料，由百萬多電子源直接激發(fā)熒光材料，陰陽極距離小于陰陽極距離小于3mm，易于實現(xiàn)平板化和矩陣驅(qū)動。易于實現(xiàn)平板化和矩陣驅(qū)動。連同極板連同極板玻璃在內(nèi)，器件厚度不過玻璃在內(nèi)，器件厚度不過67mm。CRT的加速電場電壓通常在的加速電場電壓通常在13 30kV之間；而之間；而FED一般加速電壓一般加速電壓小于小于10kV，為達到與，為達到與CRT相當(dāng)?shù)牧炼龋枰^高的消耗電流。相當(dāng)?shù)牧炼龋枰^高的消耗電流。19FED的三個基本工藝的

16、三個基本工藝20電子束發(fā)射技術(shù)電子束發(fā)射技術(shù)（發(fā)射體表面幾何形狀，（發(fā)射體表面幾何形狀，束流密度一致性，束流軌道等）束流密度一致性，束流軌道等）電子發(fā)射材料的起始電場越低越好電子發(fā)射材料的起始電場越低越好電子發(fā)射極密度需大于電子發(fā)射極密度需大于106A/cm2每個發(fā)射極需均勻發(fā)射電子每個發(fā)射極需均勻發(fā)射電子在高真空、高電壓下發(fā)射極維持穩(wěn)定性與壽命在高真空、高電壓下發(fā)射極維持穩(wěn)定性與壽命支撐間隔材料支撐間隔材料真空密封技術(shù)真空密封技術(shù)低壓熒光粉技術(shù)低壓熒光粉技術(shù)21支撐間隔材料支撐間隔材料隔離支撐材料：隔離支撐材料： 熱壓氮化硅、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、石英玻璃。熱壓氮化硅、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶

17、瓷、石英玻璃。22 美國美國Micron Display Technology 是以直徑是以直徑25m，長長350m，間距為，間距為100m的玻璃纖維直接結(jié)合在陽的玻璃纖維直接結(jié)合在陽極板或陰極板之間。極板或陰極板之間。此圓柱設(shè)計的優(yōu)點是提供足夠的抽氣通路，使后續(xù)此圓柱設(shè)計的優(yōu)點是提供足夠的抽氣通路，使后續(xù)真空封合可以順利進行。缺點在于單支玻璃纖維的真空封合可以順利進行。缺點在于單支玻璃纖維的垂直度不易維持垂直度不易維持。垂直度良好方能確保在另一面板垂直度良好方能確保在另一面板(陽極板或陰極板陽極板或陰極板)上，也獲得正確的定位，而不會造成混色問題。上，也獲得正確的定位，而不會造成混色問題。2

18、3Spacer Wall美國美國CandescentCandescent與日本與日本SonySony于于20002000年合作，將年合作，將FEDFED尺寸尺寸由由5.3”5.3”擴大至擴大至13.2”13.2”。其其SpacerSpacer是采用長壁是采用長壁(Wall)(Wall)方方式，為壁厚式，為壁厚55m55m，壁高，壁高1270m1270m，壁長，壁長278mm278mm的陶的陶瓷板，其瓷板，其SpacerSpacer高寬比為高寬比為2 2：3 3。擺置方式采用水平橫式。擺置方式采用水平橫式放置在發(fā)射微尖之間隙上。放置在發(fā)射微尖之間隙上。2425低壓熒光粉技術(shù)低壓熒光粉技術(shù)26要得

19、到足夠大的發(fā)射電流，應(yīng)提高柵極工作電壓；要得到足夠大的發(fā)射電流，應(yīng)提高柵極工作電壓；采用低表面逸出功的發(fā)射材料或陰極表面涂敷低采用低表面逸出功的發(fā)射材料或陰極表面涂敷低逸出功材料；改變陰極的幾何形狀以增大幾何因逸出功材料；改變陰極的幾何形狀以增大幾何因子。子。可尋址的場致發(fā)射陣列是可尋址的場致發(fā)射陣列是FEDFED器件的基礎(chǔ)和核心，器件的基礎(chǔ)和核心，發(fā)射均勻、穩(wěn)定，長壽命、高可靠性、低成本的發(fā)射均勻、穩(wěn)定，長壽命、高可靠性、低成本的場致發(fā)射體及其陣列制備工藝就成為場致發(fā)射體及其陣列制備工藝就成為FEDFED研究的研究的關(guān)鍵。關(guān)鍵。2728PixTech FED 列陰極，行柵極列陰極，行柵極.

20、. 行列電極交叉點有多于行列電極交叉點有多于45004500個微尖個微尖, , 微尖直徑微尖直徑150 nm. 150 nm. 電流電流0.10.1 1 1 A/microtipA/microtip. . 場致發(fā)射是在金屬尖端上進場致發(fā)射是在金屬尖端上進行的。行的。29先制作柵極，再沉積微尖先制作柵極，再沉積微尖金剛石尖錐陣列金剛石尖錐陣列鉬微尖鉬微尖30先刻蝕微尖，再沉積柵極先刻蝕微尖，再沉積柵極3132FEDFED中的發(fā)射均勻性和穩(wěn)定性問題中的發(fā)射均勻性和穩(wěn)定性問題造成微尖發(fā)射不均勻性和不造成微尖發(fā)射不均勻性和不穩(wěn)定性的穩(wěn)定性的原因原因：微細加工工藝難以達到大面微細加工工藝難以達到大面積的

21、均勻性積的均勻性, ,如陰極微尖、柵如陰極微尖、柵極孔幾何尺寸的離散及相對極孔幾何尺寸的離散及相對位置的偏差。位置的偏差。 發(fā)射電流決定于表面電場發(fā)射電流決定于表面電場和陰極表面狀態(tài)。發(fā)射過程和陰極表面狀態(tài)。發(fā)射過程中受表面形態(tài)變化、離子轟中受表面形態(tài)變化、離子轟擊、氣體吸附等多種因素影擊、氣體吸附等多種因素影響，造成發(fā)射電流起伏不定。響，造成發(fā)射電流起伏不定。 解決辦法：解決辦法： 增加串聯(lián)電阻增加串聯(lián)電阻，其作用為，其作用為（1 1）限流作用，當(dāng)個別發(fā)射）限流作用，當(dāng)個別發(fā)射體發(fā)射過大時，由于電阻的分體發(fā)射過大時，由于電阻的分壓作用使電流受限，從而均衡壓作用使電流受限，從而均衡了各發(fā)射體的

22、發(fā)射能力；了各發(fā)射體的發(fā)射能力；（2 2）當(dāng)個別發(fā)射微尖與柵極）當(dāng)個別發(fā)射微尖與柵極發(fā)生短路時，電阻承受了電壓發(fā)生短路時，電阻承受了電壓降，其他微尖仍能正常工作。降，其他微尖仍能正常工作。由于微尖數(shù)量極大，個別微尖由于微尖數(shù)量極大，個別微尖的損失影響不大。的損失影響不大。33343536所有微針尖發(fā)射的所有微針尖發(fā)射的FEDFED：發(fā)射電流一致性和穩(wěn)定性：發(fā)射電流一致性和穩(wěn)定性CNTsCNTs必須直立必須直立CNTsCNTs的表面能很大，傾向于黏附在基底的表面能很大，傾向于黏附在基底CNTsCNTs集束力要足夠強：某一集束力要足夠強：某一CNTCNT的松弛將引起電弧的松弛將引起電弧37碳納米管

23、陣列碳納米管陣列38將將CNTCNT配成漿料后，以絲網(wǎng)配成漿料后，以絲網(wǎng)印刷技術(shù)印在玻璃基板的電印刷技術(shù)印在玻璃基板的電極上，燒結(jié)后發(fā)射源厚度約極上，燒結(jié)后發(fā)射源厚度約1um1um，上覆蓋約，上覆蓋約10nm10nm厚的絕厚的絕緣層。緣層。在發(fā)射極上，涂布柵極和柵在發(fā)射極上，涂布柵極和柵極絕緣層極絕緣層 ，以光刻技術(shù)挖，以光刻技術(shù)挖出小孔，發(fā)射電子將透過小出小孔，發(fā)射電子將透過小孔，被陽極電場加速撞擊熒孔，被陽極電場加速撞擊熒光材料而發(fā)光。光材料而發(fā)光?？资綎艠O三極結(jié)構(gòu)示意圖孔式柵極三極結(jié)構(gòu)示意圖 3940Surface-conduction electron-emitter display,

24、 表面?zhèn)鲗?dǎo)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器電子發(fā)射顯示器屬于屬于FED顯示技術(shù)的一種，從目前來上，商業(yè)化的可能性顯示技術(shù)的一種，從目前來上，商業(yè)化的可能性最高。最高。主要研制公司：佳能和東芝合資主要研制公司：佳能和東芝合資2004年組建年組建SED Inc.公司公司 SEDSED與當(dāng)前平板顯示器市場上的主流產(chǎn)品與當(dāng)前平板顯示器市場上的主流產(chǎn)品LCDLCD、PDPPDP相比，相比，有著明顯的優(yōu)勢。最大的優(yōu)勢是畫質(zhì)好，達到了有著明顯的優(yōu)勢。最大的優(yōu)勢是畫質(zhì)好，達到了CRTCRT的水平。的水平。除此之外，除此之外，SEDSED在暗處對比度、電力消耗、層次特性的表在暗處對比度、電力消耗、層次特性的表現(xiàn)上全面勝出

25、現(xiàn)有的現(xiàn)上全面勝出現(xiàn)有的LCDLCD和和PDPPDP，而成本又低于，而成本又低于LCDLCD和和PDPPDP顯示器。顯示器。SEDSED是主動發(fā)光顯示器件，由電子撞擊熒光粉發(fā)光，因此是主動發(fā)光顯示器件，由電子撞擊熒光粉發(fā)光，因此不存在液晶顯示的可視角不夠和響應(yīng)時間過長的問題。同不存在液晶顯示的可視角不夠和響應(yīng)時間過長的問題。同時，不需要背光燈，也不需要大量薄膜晶體管，板的結(jié)構(gòu)時，不需要背光燈，也不需要大量薄膜晶體管，板的結(jié)構(gòu)比液晶板簡單，也能做得更薄。比液晶板簡單，也能做得更薄。4142SEDSED結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)與其它FEDFED技術(shù)相比其獨特性在于，技術(shù)相比其獨特性在于，針對每個像針對每個像

26、素對陽極提供的電子束流需要用兩步產(chǎn)生素對陽極提供的電子束流需要用兩步產(chǎn)生。 a a第第1 1步步 電子源橫向發(fā)出電子，穿越兩個電極之間形成的非常窄的電子源橫向發(fā)出電子，穿越兩個電極之間形成的非常窄的間隙。電極之間的這個間隙雖然小，只有數(shù)個納米數(shù)量級，間隙。電極之間的這個間隙雖然小，只有數(shù)個納米數(shù)量級，但仍是真空間隙，需要施加一定的電位才能將電子從一個但仍是真空間隙，需要施加一定的電位才能將電子從一個電極提取出來，并穿過真空隧道屏障到達另外一個電極。電極提取出來，并穿過真空隧道屏障到達另外一個電極。b. b.第第2 2步步 穿越間隙并撞擊對面電極的電子要么被吸收進對面電極穿越間隙并撞擊對面電極的

27、電子要么被吸收進對面電極( (因因此只產(chǎn)生熱量，不發(fā)光此只產(chǎn)生熱量，不發(fā)光) )，要么被散射出來，再被陽極電位，要么被散射出來，再被陽極電位建立的電場所捕獲，并加速撞擊某個精確熒光點，從而產(chǎn)建立的電場所捕獲，并加速撞擊某個精確熒光點，從而產(chǎn)生紅、綠或藍光點。生紅、綠或藍光點。4344一個典型的一個典型的SEDSED單元由上下兩層玻璃基板構(gòu)成，上玻璃基板單元由上下兩層玻璃基板構(gòu)成，上玻璃基板內(nèi)壁涂有紅、綠、藍三色熒光粉，并且有透明電極，下玻璃內(nèi)壁涂有紅、綠、藍三色熒光粉，并且有透明電極，下玻璃基板內(nèi)層上就是基板內(nèi)層上就是SEDSED顯示的核心單元顯示的核心單元電子發(fā)射器電子發(fā)射器。兩層。兩層基板

28、之間抽真空。基板之間抽真空。電子發(fā)射器的核心結(jié)構(gòu)是涂覆的超細氧化鈀顆粒的電極柱，電子發(fā)射器的核心結(jié)構(gòu)是涂覆的超細氧化鈀顆粒的電極柱，先通過先通過絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷法在后玻璃基板上制作對應(yīng)每個像素的金屬法在后玻璃基板上制作對應(yīng)每個像素的金屬電極，并用噴墨印刷的方法在金屬電極間制作氧化鈀薄膜電電極，并用噴墨印刷的方法在金屬電極間制作氧化鈀薄膜電子發(fā)射陰極。子發(fā)射陰極。氧化鈀電極間距只有氧化鈀電極間距只有4-64-6個納米，當(dāng)金屬電極間加上個納米，當(dāng)金屬電極間加上1010幾伏的幾伏的電壓后，極間將形成超高電場，氧化鈀膜中的電子會被牽引電壓后，極間將形成超高電場，氧化鈀膜中的電子會被牽引出來，形成電子發(fā)

29、射。出來，形成電子發(fā)射。由于金屬電極是沿著同一塊玻璃基板排列，所以剛發(fā)射出來由于金屬電極是沿著同一塊玻璃基板排列，所以剛發(fā)射出來的電子是在玻璃基板表面?zhèn)鲗?dǎo)的，這是這種器件被命名為表的電子是在玻璃基板表面?zhèn)鲗?dǎo)的，這是這種器件被命名為表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器的原因，這也是面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器的原因，這也是SEDSED與其它的場致發(fā)與其它的場致發(fā)射顯示器（射顯示器（FEDFED）的區(qū)別所在。）的區(qū)別所在。45發(fā)射出來的電子傳導(dǎo)到另一電極的表面時，會有一發(fā)射出來的電子傳導(dǎo)到另一電極的表面時，會有一部分電子被彈性散射到兩玻璃基板之間的空間中去，部分電子被彈性散射到兩玻璃基板之間的空間中去，這時前玻璃基板上

30、所加的陽極高壓將對這些電子加這時前玻璃基板上所加的陽極高壓將對這些電子加速，并使之快速撞擊到前玻璃基板所涂敷的熒光粉速，并使之快速撞擊到前玻璃基板所涂敷的熒光粉上以發(fā)出可見光。上以發(fā)出可見光。發(fā)光原理就是高速電子撞擊熒光粉發(fā)光，這與普通發(fā)光原理就是高速電子撞擊熒光粉發(fā)光，這與普通電視顯像管（電視顯像管（CRTCRT）的原理是一樣的，只是電子發(fā)）的原理是一樣的，只是電子發(fā)射陰極不同而已。射陰極不同而已。CRTCRT是目前電視用的所有顯示器件中綜合畫質(zhì)最出是目前電視用的所有顯示器件中綜合畫質(zhì)最出色的，色的，SEDSED自然也繼承了自然也繼承了CRTCRT的優(yōu)良品質(zhì)。東芝和的優(yōu)良品質(zhì)。東芝和佳能宣稱其制造成本只有佳能宣稱其制造成本只有PDPPDP和和LCDLCD的二分之一到的二分之一到三分之一。三分之一。 46由電子撞擊熒光粉發(fā)光，屬于自發(fā)光器件，不存在由電子撞擊熒光粉發(fā)光，屬于自發(fā)光器件，不存在液晶顯示的可視角不夠和響應(yīng)時間過長的問題；液晶顯示的可視角不夠和響應(yīng)時間過長的問題；發(fā)光完全可控，不存在液晶顯示的背光泄