電界放出ディスプレイ
電子の放出に電界電子放出を用いているため熱電子放出に比べて効率がよく低消費電力である。
画素ごとに電子放出部をもっているため高輝度と広視野角な画像が得られる。
電子放出部が薄く作れるため薄型ディスプレイ向き。
発熱が少ないため高寿命。
↑ 双葉電子工業
↑ 「FED事業の見直しおよび特別損失の発生に関するお知らせ」 - 双葉電子工業
↑ 2008年11月6日付南日本新聞記事
A History of Field Emission Displays
基本原理はブラウン管(CRT)と同じで陰極部分から電子を電界放出によって真空中に放出し、蛍光体へぶつけることで発光を得る。CRTとは異なり、FEDは各画素毎に電子放出部を持っている。またCRTは陰電極部分にフィラメントなどの熱陰極を使用しているがFEDは熱を加えることなく電子を放出することから冷陰極方式ともいわれる。
電界電子放出とは、外部から電界を加えることによりトンネル確率を上げることで固体表面から電子が放出する現象である。
電子が固体表面から真空中などの外部へ放出されるには固体の電子準位から真空準位になるまで仕事関数(Φ)分のエネルギーを与えられなければならず、それ以下のエネルギーでは鏡像ポテンシャルの壁に跳ね返されてしまう。そこへ外部から電圧を加えることで外部電場ポテンシャルが形成され、それと鏡像ポテンシャルの合成ポテンシャルの壁が出来上がる。すると、仕事関数以下の(合成ポテンシャルの山の分の)エネルギーで電子が固体表面から真空中へ放出されるようになる(ショットキー効果)。外部から与えられる電圧を大きくしていくと外部電場ポテンシャルの傾きは大きくなり、フェルミ準位EFを基準とした幅dの合成ポテンシャルの壁(図で言う幅dの山)ができる。
電子は粒子と波動の二重性を持っているためトンネル効果によって幅dの壁を抜ける電子が存在するようになる。ポテンシャルの壁を抜けた電子は外部電場ポテンシャルによって外部へ放出・加速されていく。
このとき、外部からの電圧を大きくすることによってポテンシャルの幅dは薄くなりトンネル確率は増加していく。また、固体の形状を円錐型やナノコイルなどの形状にすることで不平等集中電界を作り表面からのトンネル確率を増加させることができる。