光电显示10 第12章 场致发显示FED.pptVIP

第12章 场致发射显示FED 4）场致发射阵列可工作与500℃以下的高温； 5）工作频率可高达1000GHz，是GaAs器件的10倍； 一、支撑技术 二、FED中真空度的维持 （4）具有足够大的支撑强度。 （1）排气过程中器件内部各部件去气彻底； （2）封离前器件内真空度高； （3）用消气剂以维持封离后期间内高真空。 三、FED中的荧光粉 一、Spindt型FED的结构 二、几种具体型号的FED * 光电显示技术Photoelectric Display Technology §12.1 概述 场致发射显示（Field Emission Display） ——真空微电子在显示领域的应用 真空微电子学是真空电子学与微电子工艺的结合物，兼有真空电子器件和固体器件的优点： 1）电子源采用薄膜工艺制成场致发射阵列，可在室温下工作； 2）可利用硅集成电路工艺制造场致发射阵列，其电流密度是氧化物热阴极发射电流密度的100~1000倍； 3）抗辐射能力强，可以工作于极低温的宇宙空间； 总之，FED非常适合于军用 6）由于电子的极间渡越距离小于1mm，所以如果只从电子在真空中的自由路程来考虑，可以工作于低真空。 各类电视机功耗的比较 一、场致发射显示原理 原理：在栅极和阴极之间有一个电压差形成电场，使得微尖释出电子，再经过阳极和阴极之间的高压电场加速电子使之轰击荧光粉而发光。 结构：由阳极基板和阴极基板构成，阳极基板为红绿蓝三色荧光粉粉条；为了保证色纯度，之间用黑矩阵隔开，阴极基板由可以行列寻址的发射阵列和栅极组成；两基板之间有支撑以抵抗大气压力，基板之间用低熔点玻璃封接；器件中置放有合适消气剂以维持真空度。 FED的三个基本工艺 FED与CRT比较 相同点： 1、都工作于真空环境中，靠发射电子轰击荧光粉发光； 2、对于彩色显示，都是采用周期分布的红、绿、蓝三基色荧光粉和黑矩阵； 不同点： CRT只有一根电子束（对于彩色显示则为3根电子束），利用电磁偏转场使电子束扫描整个荧光屏；FED中电子发射源是一个面矩阵，荧光屏像素与阴极电子发射源像素是一一对应的，为平板显示型。 二、FED兼有CRT和LCD的优点 1.CRT显示 优点：无可匹敌的性能价格比；分辨率调整很容易；形状和尺寸可以大范围变化（屏幕从1.4cm到114厘米）；寻址极为简单，只需7根导线；高亮度、高对比度、可视性佳；发光效率高，达10 lm/W；彩色好（1024种彩色，接近全色）；寿命长，可达10万小时；显示灰度能力非常好；已有大规模的生产基础，产量达每年约3亿支。 在目前显示器市场中，图像质量最好、性价比最高的显示器仍是CRT，而使用最广泛的平板显示器是LCD。 缺点：体积大；质量大；工作电压高（≥20 kV）；屏内有光散射；图像有闪烁和抖动；非数字寻址。 2.LCD显示 优点：平板结构、厚度只有几毫米；低压运用；易于彩色化；无辐射、无污染；长寿命。 缺点：响应速度慢；显示视角小；受环境限制大。 CRT和LCD的优缺点是互补的 FED兼有CRT和LCD的优点于一身：利用电子束流轰击荧光粉发光，具有CRT显示的主要优点，同时又是平板型显示，又具有LCD的主要优点；但真正进入视场的只有小屏幕尺寸的Spindt微尖形FED，因为在开发和生产大屏幕FED过程中遇到了一些列重大困难，需进一步解决。 三、FED显示技术的发展趋势 根据FED的发展史，可将FED的发展现状总结如下： （1）Spindt钼锥微尖发射阵列制造技术已经成熟，是众多FED品种中唯一已商品化的FED产品，但是由于制造工艺涉及亚微米量级光刻工艺和制造设备庞大昂贵，造成价格高，产品只限于小屏幕尺寸和军事应用，以及部分医学、工业上的应用。 （2）硅微尖发射阵列因其制造工艺可与硅集成电路工艺兼容，但电导率只有钼的百分之一，工作不稳定，寿命低。 （3）20世纪末，曾开发出一系列无需亚微米光刻技术和庞大蒸镀设备的边缘场发射体和热助场发射体，但是由于电流利用率低、发射不均匀、电子束发散角大、阴极间极间电容大原因，未获推广。 （4）金刚石薄膜具有负电子亲和势、工作电压低、发射体耐高温等优点，曾一度成为研究热点，但是金刚石薄膜大的发射不均匀性使其在显示应用中被拒之门外。 （5）三星公司将多晶硅发射体与MOS-TFT集成在一起，希望能解决硅微锥体发射的不稳定性，多年前曾一度宣称，已处于大规模生产的前夕，但近年来未见有进一步的报道。 （6）由于碳纳米管优异的场致发射特性，许多研究者希望能 将其用作场致发射阵列，特别是采用印刷型碳纳米管有可能 实现低价位的彩色大屏幕显示器，但由于其不稳定性和不均 匀性，在离成功数步之遥止步了。 （7）佳能与东芝公司利用历史上曾出现过的表面传导发射技术 ，研究