自從寫了CRT的介紹 ( http://www.wretch.cc/blog/KisPlay/1341612) 以後, 就看到有人回問說關於FED這個技術的原理. 小弟熊熊想起了好久以前的一則新聞: 友達買下了SONY負責開發FED(場發射顯示器)技術的子公司. 在好奇心的驅使下, 參考谷哥大神, 稍微整理一下FED相關的資訊跟大家一起討論囉!

要提到FED, 就不得不提到去年金融風暴最常曝光的組織, 沒錯, FED就是”美國聯準會”的縮寫… 好像有烏鴉飛過! 其實FED的英文是Field Emission Display, 中文意思就是場發射顯示器, 是藉由背面基板的陰極放電, 放出電子到前板的螢光層上激發螢光體發光. 跟傳統的CRT產生影像的機制很相似, 最直覺的差異是體積一個(CRT)很厚, 一個(FED)很薄, 這也是為什麼有人說FED是CRT的技術改良啦!

網路上可以搜尋到不少很專業的技術介紹文章, 大家有空有興趣也可以去參考一下:

http://www.pida.org.tw/optolink/optolink_pdf/91053908.pdf

http://www.pctartarus.com/?bbsthread-2324/

小弟就先摘錄部分的內容跟大家介紹囉~

以下轉載自光連雙月刊第39 期

FED顯示器是一種自發光式薄型顯示器,消耗電力較低,高亮度,廣視角,反應速度快(μsec 等級),動作溫度範圍大(-40~+80°C)以及耐環境性等。由於發光原理最近於CRT,顯示性能也有接近CRT 所呈現的等級,不過,FED 的開發歷史雖起於1950 年代,至今仍未實用化,目前待解決的問題包括壽命(數千小時)提昇、可靠度、成本等方面,如今雖有多項新技術的產生,但都面臨實用化的問題。但隨著新技術的引進與突破,因此在平面顯示器領域中頗受期待。

FED 的發光方式與CRT 相異之處,在於CRT 是加熱陰極產生熱電子,並利用電磁場控制電子偏向,在螢光幕上掃描定址,而FED 的電子發出方式是平面狀,電子直接向前射出到對應的畫素(圖1)。FED 的顯示技術可以將傳統bulk 形式的CRT 薄型化,因此有著thin CRT 的別稱,在顯示器技術領域當中,因能保有CRT 的色彩表現,同時兼顧到平面、薄型的新世代顯示器發展需求而受到矚目。

 你不知道的 FED

FED 依發射方式不同,早期的技術主流為Spindt方式,Spindt 型的發射體(emitter)是圓錐狀的立體構造,新的技術是朝向較簡單的平面構造,以因應低成本製程、大型化的需求,近年來較受到注目的新技術則有表面傳導型﹙ SCE, Surface Conduction Electron Emitter Display﹚、碳奈米管型﹙CNT,Carbon Nanotube﹚、彈道電子面放出型﹙BSD,Ballistic electron Surface emitting Display﹚等。

 

以下轉載自”經濟部產業技術資訊服務推廣計劃(Industrial Technology Intelligence Services)”

淺談次世代FPD顯示技術-SED

SED(Surface-conduction Electron-emitter Display); 表面傳導電子發射顯示器)顯示器技術為場發射顯示器(Field Emission Display, FED)技術的一種,兩者差異僅在於結構上的不同。

1965年M.I.Elinson首先發表表面傳導型(Surface-conduction electron emitter, SCE)型冷陰極的射極原理。之後1976年與1986年陸續開發冷陰極射極陣列(Field emitter array, FEA)與利用FEA之Spindt型FED試作。然而,1986年由日本Canon開發的SED型FED構造是與之前任何型FED構造皆不同的獨特構造。2004年9月14日,Canon與Toshiba共同發表36吋SED試製面板並宣布同年10月將共同投資18.2億美元,合組一家名為SED Inc.的合資公司,專事生產SED之平面顯示面板,應用此面板所生產的平面電視稱為SED TV。

因SED應用與CRT相同的發光原理,是故SED在視角、動態影像、對比能與色階再現都如CRT般出色。由於SED的構造是將類似CRT電子槍的電子發射源依畫素數量排列在玻璃基板上,另一片玻璃基板則塗布同樣依畫素數量的RGB三色螢光體再將兩片玻璃基板貼合,並把其中極薄的空間抽成真空及四周予以密閉即成。因此SED可稱為「薄型化的CRT電視」。

集自發光、廣視角、高亮度與低耗電等優點於一身的SED TV,在整體畫質方面,除明對比不及LCD TV外,在暗對比、低耗電力、動畫視認性、視角、色再現性等大都優於LCD TV與PDP TV。

 

 你不知道的 FED

 

1. 低耗能: SED將電子能量轉換為可見光的效率(發光效率)較其他顯示器佳,耗能僅為PDP的1/2、LCD的1/3、低於CRT。

2. 對比提升: 2005年4月所展示的SED面板,其對比度已由2004年CEATEC展出的8600比1,提昇至10萬比1。與PDP一般在3000比1到5000比1以及TFT-LCD僅1500比1,顯得相當卓越。

3. 反應速度: 身為FED顯示技術一員,SED擁有媲美CRT等級(低於1ms)的反應速度。

4. 色再現性: 採用Micro-filter技術改良,SED的色再現性已提昇至NTSC的94%,可謂與CRT相當。

(上述為網路歷史資料摘錄, 實際技術規格差異, 在技術演進之下應該有些許的出入囉)

你不知道的 FED

其實網路上相關的資訊很多, 只是大部分都有點歷史了. 這是可以想見的事情, 在TFT LCD快速發展之下, 連PDP這樣優異的顯示技術都漸趨於非主流, 傳統的CRT和背投影電視更不用說了. 只是FED這個技術是基於傳統CRT的顯示原理改良而來, 兼具有CRT的畫質, TFT LCD的輕薄, 而且不像TFT LCD需透過背光源穿透發出可見光, 降低了能源使用的效率, 也不像PDP需要高電壓驅動. 照技術規格來看, 改善了傳統CRT的缺點, 卻擁有TFT LCD和PDP薄型化的優點, 應該是有很大的發展潛力的. 其實小弟認為, 像這樣主動發光的顯示技術, 就好像現在最火紅的AMOLED, 可是相較之下AMOLED在大尺寸化的難度比較高, FED反而在大尺寸的顯示上, 具有一定的競爭力.

也許在產品壽命、可靠度、成本等等的困難還有待克服. 不過這些也是現階段AMOLED發展的問題, 小弟想提出來跟大家討論, 對於FED這樣的顯示技術, 大家有沒有什麼想法可以互相交流一下囉~ 

延伸閱讀

CRT顯示器介紹  http://www.wretch.cc/blog/KisPlay/1341612

顯示器的前世今生  http://www.wretch.cc/blog/KisPlay/1153488

你不知道的 FED