19.其他顯示技術(shù)-FED顯示技術(shù)

課次19.其他光電顯示技術(shù)1.場發(fā)射平板顯示（FED）1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史在半導(dǎo)體發(fā)明前，有源電子器件是真空電子管。后來半導(dǎo)體器件、集成電路出現(xiàn)并迅猛發(fā)展，電子管微型化工作一度停了下來。但是利用電子在真空中渡越的真空器件，由于電子運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)比固體中的電子漂移速度快，可以獲得更高的開關(guān)速度和更快的工作頻率。真空微電子器件具有抗輻射，無加熱源、可工作于極高和極低溫的特性，非常適合軍用和航天器。如能解決生產(chǎn)成本問題也可進(jìn)入民用。

FED是真空微電子學(xué)應(yīng)用中的一個(gè)重要方面。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史

1928年，由R.H.Eowler與L.W.Nordheim共同提出了場發(fā)射電極理論。

1961年，K.R.Shoulders首次提出用電子束加工制造微米量級(jí)真空場致發(fā)射三極管概念。

1968年，C.A.Spindt首次報(bào)告鉬錐場致發(fā)射陰極的制備，形成Spindt陰極概念。這是真正以半導(dǎo)體制程技術(shù)研發(fā)出場發(fā)射電極元件，開啟了運(yùn)用場發(fā)射電子做為顯示器技術(shù)。吸引后續(xù)研究者投入研究。

1970年，Crost提出使用Spindt陰極制備平板顯示屏的設(shè)想。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史

1974年，Thomas首次報(bào)告場致發(fā)射硅尖制備技術(shù)。

1979年，Spindt等制作的Spindt陰極壽命超過25000h（12A/cm2），真空度可低到1.3Mpa。

1983年，Spindt首次報(bào)告金屬邊緣場致發(fā)射陰極。

1986年，Meyer等首次報(bào)告矩陣選址單色FED。

1991年，Meyer等研制成功256×256像素單色FED電視機(jī)樣機(jī)（法國LETICHENG公司在第四屆國際真空微電子會(huì)議上展出）。此后FED技術(shù)才真正被注意。

1993年，Meyer等研制出6英寸×6英寸彩色FED電視機(jī)樣機(jī)。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史

1994年，C.Xie等研制出1英寸×1英寸單色金剛石薄膜顯示屏。

1997年，佳能與東芝公司合作研制出10英寸240×240像素表面?zhèn)鞯斤@示SED樣管。

1999年，松下推出彈道電子表面發(fā)射顯示BSO樣管。

2001年，日本伊勢公司展出亮度達(dá)到了1萬流明的15英寸FED產(chǎn)品。2002年又開發(fā)出了40英寸FED面板。

2004年，三星研制出彩色40英寸碳納米管FED樣機(jī)。

2005年，佳能與東芝聯(lián)合推出彩色36英寸SED電視屏，并宣稱55英寸FED電視屏將于2006年投產(chǎn)。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史由于FED具有突出的潛在優(yōu)點(diǎn)和市場前景，自20世紀(jì)80年代初至90年代末，顯示業(yè)界發(fā)起了研究FED的熱潮，美、日、德、法、英、俄羅斯、韓國及中國臺(tái)灣等國家和地區(qū)均大量投入用于研究開發(fā)FED。

FED的發(fā)展在很大程度上依賴于材料工業(yè)的發(fā)展，因此只有納米技術(shù)發(fā)展到今天，F(xiàn)ED技術(shù)才得到了良好發(fā)展。

2000年以后，由于受到平板顯示器件行業(yè)特別是數(shù)字化高清晰度電視機(jī)市場需求激增的拉動(dòng)，加上FED一些關(guān)鍵技術(shù)得到突破，更是掀起了FED研發(fā)的第二次熱潮。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史目前，韓國三星及日本佳能-東芝在50英寸的CNT-FED面板都可達(dá)到60～80W低耗電量，且FED的溫度耐受范圍比LCD廣，更適合置于戶外及寒冷的地區(qū)。更重要的是，F(xiàn)ED面板受到廠商青睞的主要原因之一是其生產(chǎn)成本較低。據(jù)估計(jì)，到2008年，40英寸LCD面板的成本約為700美元，42英寸的PDP則為680美元，而42英寸的FED面板則僅需450美元。

FED顯示器產(chǎn)品目前已用于國防、醫(yī)療衛(wèi)生、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史目前在我國進(jìn)行FED研發(fā)的機(jī)構(gòu)主要有：中山大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)、長春光機(jī)所、東南大學(xué)、華東師范大學(xué)、鄭州大學(xué)和福州大學(xué)。其中，福州大學(xué)在國家和政府的大力扶持下，由廈門火炬福大顯示技術(shù)有限公司、福州大學(xué)、彩虹集團(tuán)、TCL集團(tuán)共同承擔(dān)的“十五”863計(jì)劃高清晰平板顯示技術(shù)專項(xiàng)“印刷型25英寸VGA級(jí)FED顯示器的研制”課題取得突破，該課題組開發(fā)成功了印刷型25英寸顯示繪圖陣列（VGA）場致發(fā)射顯示器（FED）。1.1場發(fā)射平板顯示（FED）發(fā)展史中山大學(xué)顯示材料與技術(shù)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從1996年開始從事大面積冷陰極和場發(fā)射器件的研究，目前已研制出幾種類型的可大面積低成本制備的冷陰極材料，開發(fā)出一種采用碳納米管冷陰極的超大屏幕顯示用的發(fā)光管，正在研制采用可印制技術(shù)的FED平板顯示器。在FED的產(chǎn)業(yè)化方面，情況并不樂觀。目前FED在技術(shù)發(fā)展上仍有許多問題尚待解決，對(duì)于一家公司是否投入新技術(shù)，除考量這項(xiàng)技術(shù)是否具有市場性外，也必須視公司自身是否具有進(jìn)入此市場的核心競爭力，猛然投入新技術(shù)的開發(fā)，將造成資源分散。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介場致發(fā)射顯示器件（FieldEmissionDisplay——FED），是顯示與真空微電子相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種低電壓陰極射線熒光顯示裝置，是發(fā)光原理最接近CRT的一種薄板平面顯示器。

FED的基本技術(shù)原理是利用電場的陰極發(fā)射電子，使電子轟擊熒光物質(zhì)發(fā)光。兩者不同之處主要在于結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。

FED除了兼有了傳統(tǒng)顯示器與一般平板顯示器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有分辨率高、色再現(xiàn)性好、對(duì)比度好、耐高低溫、抗振動(dòng)沖擊、電磁輻射極微、生產(chǎn)成本較低、易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示等特點(diǎn)。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介

CRT是用一組電子槍負(fù)責(zé)整個(gè)屏幕的顯示，因此電子槍必須以掃描的方式才能生成一幅完整的畫面，需要把電子槍做得很長以覆蓋全面，因此整機(jī)體積很大。

FED實(shí)際上是將電子槍微型化，創(chuàng)造了數(shù)千個(gè)電子槍，使每一個(gè)像素點(diǎn)都有三個(gè)微型電子槍（電子源），它們分別對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)上的RGB三色，這又使得FED具備了PDP和LCD的部分特性和優(yōu)點(diǎn)——不需要掃描成像，成為所謂的“定址（Addressed）”顯示器。不同種類的FED，熒光屏側(cè)的陽極基板沒有太大不同，差別僅在于電子發(fā)射方式，即陰極基板側(cè)的電子發(fā)射源各有不同。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介

FED基本結(jié)構(gòu)為兩塊平板玻璃和一層空間，即由電子發(fā)射源板和熒光顯示屏兩部分組成：上層為熒光屏板，下層為微陣列電子發(fā)射源板，相互靠得很近。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介

陽極板：三基色熒光粉條，由黑矩陣隔開。（黑矩陣可以適當(dāng)減小環(huán)境光的反射，提高對(duì)比度，同時(shí)降低打它色的可能性）。

陰極板：行列尋址的微尖場發(fā)射陣列（納米電子管發(fā)射器）和柵極。

支撐結(jié)構(gòu)（Spacer）：陽極板和陰極板之間，抵抗大氣壓。一般為柱狀或墻狀結(jié)構(gòu)，目前多采用后者，其材料常用陶瓷或玻璃。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介根據(jù)金屬表面場發(fā)射方程F-N公式，要得到較大的場發(fā)射，只有兩種方法：降低發(fā)射體的功函數(shù)；或增加其表面電場。對(duì)于常用材料，功函數(shù)低意味著化學(xué)性質(zhì)活潑，易氧化。這類材料只能在真空下處理，限制了它們在場發(fā)射中的應(yīng)用。對(duì)于一般金屬發(fā)射體，要得到有效的場發(fā)射，發(fā)射體表面電場要達(dá)到109V/m。這么高的電場，一般是通過尖端效應(yīng)得到的。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介從場發(fā)射現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)至今，人們一直用難熔金屬尖端作為陰極。一直在被使用的鎢絲通過電化學(xué)腐蝕可得到曲率半徑10nm以下的尖端，現(xiàn)在還被用在場發(fā)射電子顯微鏡中。將場發(fā)射陰極用到電子顯示器件中，必須解決以下兩個(gè)問題：

1.需要分布密度足夠高的均勻微尖陣列，而非單一微尖，以得到一定面積上的均勻發(fā)射；

2.需要近距離的引出電極——柵極或門極，與微尖距離小于1微米，引出電壓幾十伏。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介

1968年美國斯坦福研究院（SRI）的C.A.Spindt等人采用微細(xì)加工技術(shù)，制造出了柵控金屬鉬微尖場發(fā)射陣列(FEA)，解決了上述問題。玻璃底電極電阻層?xùn)艠O介質(zhì)層微尖1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介該場發(fā)射陣列結(jié)構(gòu)包括：玻璃襯底、引出底電極、串聯(lián)電阻層、發(fā)射微尖、帶微孔的柵極、柵極與底電極之間的介質(zhì)等。柵極微孔直徑1微米左右，尖端處一般與柵極平面等高。發(fā)射體為圓錐鉬尖，底部直徑和高度都為1微米左右。隔離介質(zhì)采用二氧化硅，厚度約1微米。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)柵極電壓為幾十伏時(shí)，發(fā)射體尖端處的場強(qiáng)可達(dá)109V/m，如此大的場強(qiáng)可使金屬表面勢壘變低、變薄，金屬中的自由電子可以通過隧道效應(yīng)發(fā)射到真空中。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介

FED依據(jù)發(fā)射方式不同，可以分為7類。目前的技術(shù)主流為圓錐發(fā)射體Spindt方式，Spindt型的發(fā)射體(emitter)是圓錐狀的立體構(gòu)造。新的技術(shù)是向較簡單的平面構(gòu)造發(fā)展，以滿足低成本制程、大型化的需求。近年來較受到注目的新技術(shù)有表面?zhèn)鲗?dǎo)型（SCE，SurfaceConductionElectronEmitterDisplay）、碳納米管型（CNT，Carbonanotube）、彈道電子面放射型（BSD，BallisticelectronSurfaceemittingDisplay）等類型。目前最為看好的是CNT和SED兩大技術(shù)體系。1.2場發(fā)射平板顯示（FED）簡介1.3Spindt圓錐發(fā)射體型FED

Spindt型發(fā)射體是由美國SRI（StanfordResearchInstitute）的C.A.Spindt等人開發(fā)，這是FED最早的構(gòu)造設(shè)計(jì)方式，其發(fā)射體陣列如下圖所示：后來法國研究機(jī)構(gòu)LETI應(yīng)用此發(fā)射體制作了彩色FED，吸引了多方注目，90年代初期全球有許多研究機(jī)構(gòu)及顯示器廠商投入研究開發(fā)的行列。1.3Spindt圓錐發(fā)射體型FED

法國LETI最初發(fā)表的彩色FED尺寸為6英寸，256×256像素，加400V電壓可以達(dá)到300cd/m2

的亮度表現(xiàn)，壽命為5000小時(shí)。雙葉電子推出了對(duì)角線18.2cm，陽極低電壓驅(qū)動(dòng)方式(驅(qū)動(dòng)電壓200V)的單色FED，解析度為VGA(640×480)，另外還有開發(fā)800V驅(qū)動(dòng)電壓，300cd/m2亮度的18cm全彩FED。

高電壓驅(qū)動(dòng)的全彩FED則以Sony/Candescent頗受矚目，利用數(shù)千伏電壓，可以得到高亮度表現(xiàn)。

2001年，CandescentTech與SONY發(fā)表了13.2英寸、解析度為SVGA(800×600)的彩色FED，陽極電壓7000V，亮度達(dá)到800cd／m2。1.3Spindt圓錐發(fā)射體型FED

Spindt型FED厚度為2~3mm，陰極、門電極和聚焦極由鈮(Nb)制成，發(fā)射微尖材料為鉬(Mo)，陽極材料為鋁(Al)。納米Spindt型FED的特點(diǎn)是微尖為納米量級(jí)，可以用類似TFT工藝制造高密度微尖陣列，使得每個(gè)像素中包含有上萬個(gè)納米微尖。1.3Spindt圓錐發(fā)射體型FED

26英寸納米Spindt型FEDSpindt型FED最適合中、小型顯示屏。1.3Spindt圓錐發(fā)射體型FED

Spindt-FED的制造難度較高。高電壓型FED在耐電壓方面，由于陰極與陽極之間的間隔在1mm以上，需要有高縱橫比的支柱構(gòu)造以穩(wěn)定最終顯示表現(xiàn)；維持放射電流的均一性才能聚集電子束；擁有高可靠度才可確保高耐電壓特性；如何面對(duì)低成本、大型化的需求等。以上問題都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困難點(diǎn)。具體來說，電子源微尖陣列FEA的制作、成膜技術(shù)、蝕刻技術(shù)、復(fù)雜的微細(xì)加工技術(shù)、高成本的制程，與array制作過程的均一性、高真空度要求，以及最終面板的組裝都是FED實(shí)用化有待解決的課題。1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED

SED(又稱為SCE，SurfaceConductionElectronEmitterDisplay)，是由Canon開發(fā)的技術(shù)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED

由粒徑在5～10nm的超微細(xì)PdO（氧化鈀）粒子所形成的薄膜，在發(fā)射體電極間有極微細(xì)的間隙（nm級(jí)），當(dāng)外加電壓產(chǎn)生隧道效應(yīng)時(shí)，電子發(fā)射出并經(jīng)由陽極的引向而射向熒光板。

SCE與Spindt最大的不同在于其平面構(gòu)造，因此有應(yīng)用印刷技術(shù)的可能性，降低成本，只是目前效率只有0.1~0.2%，若朝大尺寸化發(fā)展，消耗電力會(huì)是很大的問題。

在Canon的3.1英寸試驗(yàn)樣品中，陰極與陽極間距2~5mm，像素尺寸720×230μm，像素?cái)?shù)80×80×3，加6000V的加速電壓可以達(dá)到640cd/m2的高亮度。1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED與其它平板顯示器的不同，SED在兩玻璃基板覆蓋的內(nèi)部必須處于高度真空狀態(tài)，一般要保證有1×10-7Pa左右的真空度。為此，兩板基板間要安排支撐隔板，把上層的大氣壓力轉(zhuǎn)移到下層相互抵消。

SED制作了采用傳統(tǒng)晶體管的光刻工藝和液晶電視制作工藝，即先用光刻法在底層基板上制造出電極，然后以噴墨技術(shù)同時(shí)生成像素膜，再施加“通電成形處理”。這種工藝比只用噴墨技術(shù)形成的單元模的均勻性好。比起生產(chǎn)碳納米管工藝技術(shù)，SED要簡單得多。1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED

SED的顯示性能兼顧C(jī)RT與液晶技術(shù)所長，畫質(zhì)超越液晶和等離子電視。其優(yōu)勢：1.對(duì)比度高

SED的解析力如同液晶電視，而色彩、對(duì)比度層次的表現(xiàn)則勝過高級(jí)的CRT電視。與等離子和液晶電視比，其暗室對(duì)比度高達(dá)8600:1（等離子最高為5000:1，液晶僅為600:1）。在“2005東京平板顯示器展”會(huì)上，佳能與東芝展示的SED電視對(duì)比度竟高達(dá)100000:1，比以前提高了十多倍，這應(yīng)該是目前顯示器對(duì)比度參數(shù)的頂峰了！1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED

SED的顯示性能兼顧C(jī)RT與液晶技術(shù)所長，畫質(zhì)超越液晶和等離子電視。其優(yōu)勢：2.具有CRT的一切優(yōu)點(diǎn)

SED電視的響應(yīng)速度和CRT電視相當(dāng)，動(dòng)態(tài)畫面全然沒有殘影；顯示像素采用等間距均勻分布，畫面無幾何失真，不需要電子束掃描，不會(huì)產(chǎn)生閃爍和聚焦不良；其色彩表現(xiàn)力也和CRT一樣，色彩、色溫的準(zhǔn)確性很高。初期試SED顯示器樣品，可實(shí)現(xiàn)每通道10位色（可顯示10.7億色彩），并可增加到每通道11-12位色的高水準(zhǔn)。1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED

SED的顯示性能兼顧C(jī)RT與液晶技術(shù)所長，畫質(zhì)超越液晶和等離子電視。其優(yōu)勢：3.具有平板電視的一切優(yōu)勢

SED因不需要控制電子束掃描的偏轉(zhuǎn)線圈，厚度可達(dá)5cm，甚至可以制造出更薄更大的屏幕電視墻；視角能達(dá)到160度以上；發(fā)光效率比等離子和液晶都高；耗電量低。不需要背光照明，其電壓不過數(shù)十伏量級(jí)，耗電量也只有相同尺寸的液晶電視的2/3；不會(huì)產(chǎn)生X射線，無CRT輻射之憂，環(huán)保性好于等離子電視和液晶電視。1.4SED表面?zhèn)鲗?dǎo)型FED

SED顯示器惟一的缺點(diǎn)是畫面的亮度僅為300cd/m2，尚不及等離子顯示器。但由于是熒光粉發(fā)光，其亮度應(yīng)該是可以做得更高的。佳能和東芝對(duì)改善峰值亮度頗有信心，并已經(jīng)進(jìn)行了多種試驗(yàn)。例如，在陰極發(fā)射電子束一側(cè)，將現(xiàn)有的1%的電子發(fā)射效率提高幾倍。據(jù)說，這種新的制造方法已經(jīng)建立起來，即改進(jìn)像素單元膜的形成工藝，并對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓最優(yōu)化。1.5CNT碳納米管型FED

碳納米管以其優(yōu)異的場致發(fā)射特性和可以用較簡單工藝制造大尺寸發(fā)射陣列，特別適于用制造大尺寸FED顯示屏，但由于均勻性的限制，一直未能進(jìn)入高質(zhì)量圖像顯示市場。金屬網(wǎng)間隔物ITO玻璃基板熒光粉層碳納米管玻璃基板1.5CNT碳納米管型FED從微觀尺度來看，石墨是碳原子以sp2鍵結(jié)而成的片狀（層狀）結(jié)構(gòu)，一般是作為筆芯或是電極材料，但若將石墨平面卷曲，便稱為蜂窩狀碳原子薄層，緊密包裹而成的中空圓柱體，直徑只有數(shù)nm，圓筒可以是單壁納米管（SWNT,SingleWallNanotube），也可以堆積數(shù)層成為多層同軸心套管——多壁納米管（MWNT，Multi-WallNanotube）。

一般應(yīng)用在場發(fā)射顯示器，作為電子射出材料用的是MWNT。1.5CNT碳納米管型FED碳納米管特別適合于制作FED發(fā)射體，因?yàn)椋?/p>

1.碳納米管場致發(fā)射閾值電場強(qiáng)度在10V/μm以下，而金屬鉬微尖錐的閾值電場強(qiáng)度在103V/μm左右，相比較低2個(gè)數(shù)量級(jí)，這對(duì)于降低驅(qū)動(dòng)電路的功率十分有利；

2.熔點(diǎn)高、熱傳導(dǎo)好，且熱阻是負(fù)溫度系數(shù)，使得能承載大電流密度而不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞或燒毀；

3.化學(xué)物理穩(wěn)定性好，比金屬鉬尖錐更耐離子轟擊，對(duì)工作氣氛相對(duì)不敏感。1.6BSD彈道電子面放射型FED

BSD（BallisticelectronSurfaceemittingDisplay）是由松下電工與東京農(nóng)工大學(xué)共同開發(fā)的。

在陰極形成一多孔性多晶硅層，當(dāng)中有細(xì)的微結(jié)晶粒(直徑約5nm)，表面有一薄的氧化層。當(dāng)在陽極與陰極間加電位差時(shí)，陰極電子注入多晶硅層并進(jìn)入其微結(jié)晶之間，電子加速運(yùn)動(dòng)得到高能量而放出，電子放出效率約為1%。由于外加電壓集中在微結(jié)晶的氧化層表面，薄層表面形成強(qiáng)電場，電子得以加速射出，此現(xiàn)象即為「彈道電子傳導(dǎo)」。由于高能量的電子是從陰極的垂直方向飛出，不需要作偏向調(diào)整，因此可以達(dá)到高發(fā)光效率、高亮度、低功耗（40英寸-100W）的特點(diǎn)，且在制程方面有制作簡單、容易大型化、低成本的特色。1.7FED的基礎(chǔ)工藝與特點(diǎn)

(1)真空工藝：包括真空包裝，上、下玻璃板間的支撐、吸氣劑、表面處理、真空封接材料。

(2)光電子、半導(dǎo)體工藝：包括熒光粉，熒光粉的涂敷，保護(hù)熒光粉不受離子轟擊的膜層。

(3)微、納米制造工藝：包括場發(fā)射陣列、電極結(jié)構(gòu)形成，聚焦電極、場發(fā)射控制，防止放電的結(jié)構(gòu)。1.8FED與LCD顯示對(duì)比2.真空熒光顯示（VFD）2.1真空熒光顯示（VFD）簡介真空熒光顯示屏（VacuumFluorecrntDisplay）是從真空電子管發(fā)展而來的，利用真空熒光管進(jìn)行顯示的低能電子發(fā)光顯示器件。

VFD是由置于密封的玻璃腔體內(nèi)的陰極、柵極和表面涂有發(fā)光材料的陽極構(gòu)成，利用電子撞擊發(fā)光材料，使之發(fā)光。陽極電壓一般為10~20V——低能陰極射線材料。由于它可以做多色彩顯示，亮度高，又可以用低電壓來驅(qū)動(dòng)，易與集成電路配套，所以被廣泛應(yīng)用在家用電器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)儀器儀表及汽車等各種領(lǐng)域中。2.1真空熒光顯示（VFD）簡介

根據(jù)結(jié)構(gòu)一般可分為：二極管和三極管兩種；

根據(jù)顯示內(nèi)容可分為：數(shù)字顯示、字符顯示、圖案顯示、點(diǎn)陣顯示；

根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式可分為：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)(直流)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)(脈沖)。

優(yōu)點(diǎn)：工作電壓低；亮度高；平板結(jié)構(gòu)；顯示圖案靈活2.1真空熒光顯示（VFD）簡介

典型的VFD的結(jié)構(gòu)：發(fā)射電子的陰極（直熱式，統(tǒng)稱燈絲）、加速控制電子流的柵極（光刻法制造）、玻璃基板上印有電極和熒光粉的陽極及柵網(wǎng)和玻蓋。陰極燈絲是覆蓋有堿土和金屬氧化物粉末的極細(xì)鎢絲。陰極能夠發(fā)射電子，金屬氧化物粉末的功能是要降低燈絲的最小電子溢出功，從而降低燈絲的溫度，提高壽命。柵極是由金屬柵網(wǎng)薄膜制成的，起到控制和分散陰極發(fā)射電子的作用。陽極是導(dǎo)電極，用熒光粉印刷出圖樣。2.1真空熒光顯示（VFD）簡介1.GlassSubstrate(AnodePlate)玻璃基板(陽極板)2.ConductiveLayer導(dǎo)電層3.Anode(Base)陽極(基極)

4.InsulationLayer絕緣層5.phosphor(熒光粉：磷)6.ConductivePaste導(dǎo)電膠7.GridMesh柵極網(wǎng)孔

8.ConductiveFritGlass導(dǎo)電玻璃9.Filament(cathode)燈絲(陰極)

10.Getter(吸氣劑)11.FaceGlass(CoverGlass)玻璃面板12.SpacerGlass間隔用玻璃13.EvacuationTube排氣管14.NESA(orITO)coating(導(dǎo)電膜)15.LeadPin引腳2.1真空熒光顯示（VFD）簡介陰極支架上還固定有吸氣劑環(huán)，在器件排氣后通過加熱蒸散出的吸氣劑吸收屏內(nèi)的殘留氣體，保證VFD發(fā)光材料和陰極具有高的效率和壽命。柵極陰極燈絲透明導(dǎo)電膜絕緣層通孔引腳陽極引線熒光粉前蓋玻璃陽極基板2.1真空熒光顯示（VFD）簡介前蓋玻璃板內(nèi)側(cè)的透明導(dǎo)電膜：與陰極支架相連，用于保持玻璃板的電位，防止電荷在玻璃板上積累或防止外界電場對(duì)陰極發(fā)射有影響。陰極發(fā)射的電子在陽極和柵極正電位吸引下形成電子流，其中一部分穿過柵網(wǎng)轟擊陽極表面熒光粉發(fā)光。當(dāng)柵極上加一正電位時(shí)，相對(duì)位置的陰極發(fā)射的電子才有可能向柵極移動(dòng)，并在陽極電位吸引下，部分電子繼續(xù)向陽極移動(dòng)，轟擊陽極表面的熒光粉發(fā)光；當(dāng)柵極或陽極中至少一個(gè)電極加負(fù)壓時(shí)，電子受排斥，不能流向陽極，發(fā)光被截止，這是柵極和陽極的選址原理。2.1真空熒光顯示（VFD）簡介VFD發(fā)展簡況：

1967年，日本伊勢公司的中村正發(fā)明了用改進(jìn)的ZnO：Zn作為發(fā)光材料的綠色顯示管，并將其產(chǎn)業(yè)化。隨后，日本電氣公司NEC和雙葉公司Futaba也加入了生產(chǎn)的行列。

1972年，雙葉公司開發(fā)了帶玻璃外殼的平板多位管。

1978年，多色低壓熒光粉開始實(shí)用。電子收款機(jī)開始實(shí)用VFD。

20世紀(jì)80年代，開始使用薄膜技術(shù)制造陽極基板，使VFD分辨力大大提高。

20世紀(jì)90年代，日本則武公司用肋柵技術(shù)代替金屬網(wǎng)刻蝕的柵網(wǎng)，使顯示靈活性大大提高。2.1真空熒光顯示（VFD）簡介VFD發(fā)展簡況：我國VFD的研究和生產(chǎn)開始于20世紀(jì)70年代。

90年代，VFD開始在VCD、音響和其他家電中有了廣泛的應(yīng)用。目前我國陽極基板有厚膜和薄膜技術(shù)；柵極有自立柵和島柵技術(shù)；還有無排氣管VFD技術(shù)。我國已成為世界VFD主要生產(chǎn)國之一，主要以數(shù)碼和字符顯示為主。2.1真空熒光顯示（VFD）簡介VFD發(fā)展方向：開發(fā)高效低壓彩色發(fā)光材料，是VFD進(jìn)一步發(fā)展必不可少的，特別是在解決藍(lán)粉的亮度和壽命方面。分辨力的進(jìn)一步提高是需要解決的另一問題。增加顯示面積也是一個(gè)重要內(nèi)容。陰極功耗較大，提高陰極的發(fā)射效率也是非常重要的內(nèi)容。3.電致發(fā)光顯示（ELD）3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介電致發(fā)光是指對(duì)物質(zhì)施加電場而發(fā)光的現(xiàn)象。電致發(fā)光器件分為兩大類：一類是指電子—空穴對(duì)在pn結(jié)附近復(fù)合發(fā)光，即LED或OLED；另一類是指電子從108V/cm量級(jí)高電場獲得能量，碰撞激勵(lì)激活劑（發(fā)光中心）而發(fā)光，即高電場電致發(fā)光?；诟唠妶鲭娭掳l(fā)光現(xiàn)象已開發(fā)出四類ELD，按熒光粉外貌和驅(qū)動(dòng)電壓波形分為：交流薄膜電致發(fā)光器件（ac-TFELD）、交流粉末電致發(fā)光器件（ac-PELD）、直流薄膜電致發(fā)光器件（dc-TFELD）和交流粉末電致發(fā)光器件（dc-PELD）。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介電致發(fā)光顯示器件（ELD）的分類按發(fā)光層的材料來分：無機(jī)電致發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光按結(jié)構(gòu)上又可分：薄膜型：薄膜型的發(fā)光層以致密的熒光體薄膜構(gòu)成分散型：分散型的發(fā)光層以粉末熒光體的形式構(gòu)成；從驅(qū)動(dòng)方式上：交流驅(qū)動(dòng)型EL

直流驅(qū)動(dòng)型EL3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光均可組合出4種EL顯示器件。對(duì)于無機(jī)EL已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的有薄膜型交流EL和分散型交流EL，其熒光體母體都是以硫化鋅為主體的無機(jī)材料。無機(jī)薄膜型交流EL具有高輝度、高可靠性等特點(diǎn)，主要用于發(fā)橙黃色光的平板顯示器。無機(jī)分散型交流EL價(jià)格低，容易實(shí)現(xiàn)多彩色顯示，常用作平面光源，如液晶顯示器的背光源。對(duì)于有機(jī)EL主要是薄膜型交流驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光元件。其它類型還沒有達(dá)到實(shí)用化。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介電致發(fā)光顯示器的特點(diǎn)

1.圖像顯示質(zhì)量高

2.受溫度變化的影響小

3.EL是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動(dòng)沖擊的特性極好，適合坦克、裝甲車等軍事應(yīng)用。

4.具有小功耗、薄型、質(zhì)量輕等特征。

5.快速顯示響應(yīng)時(shí)間小于1ms6.低電磁泄漏。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介交流薄膜電致發(fā)光器件（ac-TFELD）優(yōu)點(diǎn)：發(fā)光效率相對(duì)最高；三基色El熒光粉都有合理的發(fā)光效率；具有很尖的閾值；受環(huán)境光影響??；能適應(yīng)惡劣環(huán)境；視角大；主動(dòng)發(fā)光；壽命長。缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電壓高，使得驅(qū)動(dòng)電路昂貴；負(fù)載電容大，對(duì)大面積、高信息量面板，RC大，脈沖延時(shí)，波形改變，有效電壓下降；大面積無缺陷均勻薄膜工藝難度大，成品率下降；制作車間潔凈度要求高；藍(lán)光熒光粉亮度和發(fā)光效率提高困難；總體制造成本較高。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介交流薄膜電致發(fā)光器件（ac-TFELD）多采用雙絕緣層ZnS：Mn薄膜結(jié)構(gòu)，器件由三層組成。發(fā)光層夾在兩絕緣層間，起消除漏電流與避免擊穿的作用。摻入不同雜質(zhì)則發(fā)不同光，其中摻Mn的發(fā)光效率最高，加200V，5000Hz電壓時(shí)亮度高達(dá)5000cd/m2。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介在向彩色大屏幕顯示器發(fā)展過程TFELD中遇到兩個(gè)瓶頸：

1.絕緣層的厚度只有零點(diǎn)幾微米，當(dāng)工作面積增大時(shí)，疵點(diǎn)數(shù)迅速上升，使成品率大幅下降；

2.彩色化后亮度、色均勻性、三基色不同步老化等問題使彩色圖像質(zhì)量不能與CRT、LCD、PDP等相比。加拿大iFire公司經(jīng)過十余年的努力，在2005年開發(fā)出34英寸厚膜無機(jī)電致發(fā)光顯示器（TDELD）一舉克服了TFELD上述缺點(diǎn)，為無機(jī)電致發(fā)光顯示器進(jìn)軍彩色大屏幕電視機(jī)領(lǐng)域創(chuàng)造了可能。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介單色EL發(fā)展史：

1936年，法國人G.Destriau發(fā)現(xiàn)高電場下電致發(fā)光；

1950年，發(fā)光透明導(dǎo)電層SnO2，開發(fā)出ac-EL器件；

1950~1960年，對(duì)ac-EL器件進(jìn)行基礎(chǔ)研究，以解決低亮度和壽命短的問題；

1960年，Vlasenko和Popkov提出ZnS：MnTFEL結(jié)構(gòu)；

1964~1970年，對(duì)TFEL進(jìn)行研究；

1967年，Russ和Kennedy提出雙絕緣層ac-TFEL器件結(jié)構(gòu)；

1974年，Inoguchi制出高亮度和長壽命的TFEL器件；

1981年，ac-TFEL器件生產(chǎn)工藝成熟；

1983年，ac-TFEL顯示屏開始大批量生產(chǎn)。3.電致發(fā)光顯示（ELD）簡介彩色EL發(fā)展史：

1981年，以摻入稀土