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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

场发射显示器(field emission display, fed)是平板显示技术与真空微电子技术相结合的产物，代表了真空微电子技术的一个重要的发展方向。同时其具有广阔的应用前景，可望在技术成型后形成对液晶显示器和等离子显示器的竞争与挑战。对于fed 而言, 它具有crt 的高图像质量,lcd 的超薄型以及pop 的大面积等特性。在发光效率、亮度、视角、功耗等方面具有和lcd 和pdp相当的优势。另外fed 的制造工艺和成熟的阴极射线管(cathode ray tube, crt)制造技术有很多重叠的部分，如封接、荧光屏制备、真空排气等。这对于工业界有重大的意义，大量昂贵的crt 生产设备和技术可以直接转移到fed 的制造中。而对于液晶显示器或等离子显示器来说，一条新型的生产线的投资常以数十亿元计，这样巨额的投资对于我国的现状而言无疑是极具风险的。在军事领域，fed 的优势也非常明显。它可以工作在相当恶劣的环境之下，如低温、高温、核辐射等，并且抗震、抗打击、抗潮湿，具有很高的可靠性。

fed的工作原理主要依赖场致发射原理，利用在强电场作用下，电子可以通过隧道效应逸出发射尖端与真空间势垒的特点来获得冷阴极电子源。fed 利用冷阴极电子源替代crt 中的热电子源，省去了电子枪所占空间；采用像素矩阵寻址替代crt 中电子束扫描，无需电子束偏转，实现平板化。motorola 等公司曾经采用鉬和硅微尖阵列成功研制出场发射平板显示器，但因其加工需要亚微米超大规模集成电路的制造设备和技术，并且由于发射尖端容易被离子轰击损坏，必须保证封装后器件内的高真空度，制备成本非常昂贵而无法产业化。场发射显示器的研究也因此进展缓慢且难以实现产业化。

国内外研究现状

第一代fed 基于薄膜技术与半导体加工方法, 采用高熔点金属作发射体, 尽管色纯、亮度及寿命等性能接近crt , 尺寸也达到15 英寸, 但高成本仍困绕着fed 研发人员。

2. 研究的基本内容

a. 场效应管有限元建模理论方程

b. 场效应管内部微纳结构的有限元仿真

c. 发射器性能的影响因素研究

3. 实施方案、进度安排及预期效果

a.建立并完善场效应现象的理论描述方程

b.完成一套通用性的微纳结构场效应管的有限元模型。

c.得出场效应管基本性能的主要影响因素。

4. 参考文献

[1]李驰. 定向碳纳米管阵列的结构设计与场发射性能研究[d]. 东南大学, 2011.

[2]刘向, 李驰, 雷威. 基于α-si tft的am-fed器件的研究与仿真分析[c].中国真空学会2012学术年会论文摘要集. 2012.

[3]仲雪飞. 一种常开型后栅极场致发射显示板的研究[d]. 东南大学, 2005.