[00891941]大屏幕印刷型FED场致发射显示器

场致发射显示器(FED)是利用场致发射冷阴极发射的电子束轰击荧光粉而发光的显示器。它很像阴极射线管(CRT)，有阴极电子枪和阳极荧光屏，只不过电子枪和荧光屏是两片平板玻璃，相互靠得很近。因此有时人们将FED称为扁平CRT。FED显示技术能把CRT阴极射线管的明亮清晰与液晶显示器的轻薄结合起来，结果是具有液晶显示器的轻便、CRT显示器的快速响应速度和比液晶显示器大得多的亮度和视角。开发的必要性：显示器走向平面化已是大势所趋CRT器件自身具有庞大、笨重、X射线辐射等自身固有的缺点，将逐步被平面显示器所取代。随着平板显示器技术的竟相的发展，CRT行业的状况出现每况愈下的局面，平板显示器将逐渐成为显示产品的主流。发展自有自主知识产权的平板显示器 现在平板显示器的主流产品为LCD和PDP，其技术在国外已基本成熟，进入批量生产，几乎所有LCD和PDP的生产制造专利都属于外国公司所有。中国是电视机生产大国，因附加值太低而不是电视机生产强国。面对国外强大对手，中国高档LCD和PDP平板显示器行业将面临艰难的局面，难于设计和自行生产，需向国外公司缴纳大笔知识产权费用。因此必须发展自有自主知识产权的平板显示器。该项目开发的印刷型FED场致发射显示器具有自主知识产权。有望为中国在国际上大屏幕平板显示器业占一席之地做出一定的贡献。应平板显示器平民化的市场需要，目前LCD和PDP电视机价格对于中国老百姓过于昂贵。福大FED的开发及其产业化将使壁挂式电视进入千家万户的梦想得以实现。四、福大FED技术水平和创新优势，福大FED技术水平，2003年7月，国家863计划新材料技术领域办公室在福州组织召开“新型可印刷FED场致发射显示器的研制”课题验收会，验收结论：该课题采用丝网印刷、真空镀膜、阴极激活技术制作大尺寸低逸出功FED显示器，原理正确，技术路线可行。在印刷式低逸出功FED显示器制作上有重大创新和突破，具有自主知识产权，开辟了制作大屏幕低成本FED显示器的一条全新技术途径，具有良好的产业化前景。采用丝网印刷技术、真空镀膜和阴极激活技术来制作FED显示屏，可与目前大规模生产的CRT显象管技术兼容，有利于迅速产业化。相对于PDP和LCD，福大FED大屏幕平板显示器(彩色电视机)的制造技术工艺简单、投资少、成本低，可望进入千家万户。福大FED显示器与传统CRT显示器比较具有的优点：壁挂式--薄、轻、平面(参阅5.4技术指标)；健康新概念--几乎没有X射线；全数字；功耗低；福大FED与其他平板显示器(包括国内外FED)比较具有优点：工艺简单成本低(从图2-5的比较可看出PDP、LCD、其他类型的FED工艺比福大FED较复杂)，投资少，易于实现产业化(其他平板显示器投资须20亿以上，福大FED的产业化需10亿投资)；大屏幕、超大屏幕的价格优势十分明显；近期开发计划：大屏幕壁挂式FED电视机；目标：34英寸壁挂式FED电视机；预期研发期限：2.5年。预期专利数量：20个；预计增加经费投入：6500万元；知识产权状况：福大FED具有自主知识产权，现已申请了发明专利7项，实用新型专利4项，预期到2004年底可增加专利15项。市场前景：FED的应用领域：受益于其高可靠性与恶劣环境的适应性，FED显示器极其适用于各种场所的大、中、小屏幕显示器材。如：壁挂彩色电视机(会议室、演播室、指挥中心、家用电视机、手提式旅行电视机)；电脑显示器(PC机、笔记本电脑、掌上电脑)；广告牌(大型户外和室内广告、机场、车站、码头交通信息和股市信息)；平板显示器件的市场需求：平板显示器件市场：美国SRI和日本EIAJ的平板显示器件市场分析表明，1993年全球平板显示器件市场为71.5亿美元，占显示器件总市场的34.5%。1997年全球平板显示器产值为140亿美元，到2000年全球平板显示器件市场达350亿美元，约占显示器件总市场的44%。FED显示器件：FED显示器件是一种新型平板显示器件，直至1998年美国Pixtech公司才有小批量5英寸彩色FED显示器面市。由于Pixtech公司采用微电子技术制作Spindt尖锥阴极，设备投资大，工艺难度也大，成本很高，5英寸彩色FED市场售价高达2500美元。尽管如此，2000年销售额将达1亿美元。根据国际权威调查机构美国SRI和日本EIAJ的市场资料表明：从2000年到2010年左右，FED市场将占平板显示器市场的份额将从0.3%急剧上升到10%。因此，到2010年FED销售额将达50亿美元以上。最近日本和韩国大举进军FED领域，这预示着FED应该很快就可进入民用市场。竞争与风险分析：总体状况：经过一段时间的调整和反思后，国外各大显示器件公司又开始掀起第二代FED研发热潮。日本伊势、佳能、东芝、双叶、日立、旭硝子、NHK、Futuba、NEC，韩国Samsung、Orion，英国PFE等投入巨资研发大尺寸FED。主要特点：各大厂商大多直接开发大尺寸(30英寸以上)FED，而不是像第一代FED那样从1-2英寸开始逐年缓慢扩大尺寸；第二代FED的主要研发国家是日本和韩国，而不像第一代FED那样主要研发国家是美国。国外有代表性企业现状日本伊势；开发成功14.5英寸大画面彩色FED，可显示视频图象。正在研制纳米碳管阴极的40英寸彩色FED面板，通过扫描线条展现了全面均匀的显示，但其三原色(RGB)的间距为7.6mm，且尚不能显示图像，同时栅极电压为数百伏。韩国三星；展示了5.2英寸240×320像素的FED显示器；宣布试制32英寸480×720的FED面板，但亮度较低，无法演示视频图象英国PFE公司；未来3-5年后将能制造宽1米、厚仅1公分、具有良好的视觉质量的FED电视机或监视器。印刷型FED价格和CRT一样；42英寸的FED电视机制造价格小于600美元，几乎是PDP最低价格的一半。日立与旭硝子；日立目前已成功试做5寸FED，今后3-4年内将把画面尺寸一举推升至40寸。日立与旭硝子 联合研发；日本经济产业省计划在3年内提供总值达20亿日圆的资金，赞助FED的研发工作，目标是在5年后使大尺寸30寸FED显示器商业化。摩托罗拉；发表了一款15寸样品；加紧试制30英寸产品；可以把驱动IC的成本控制在100美元左右；生产超过30英寸的大尺寸面板模块时，与液晶面板相比，成本大约可以降低30%。双叶电子；日前成功开发出了8英寸彩色FED面板；2003年2月26日-28日，分辨率为16×16像素的面板产品。每个像素的尺寸为4mm×3mm。像素间隔为2mm。亮度“可以达到1000cd/m<'2>左右”。施加于阴极的电压为200V，耗电量为7W。国内现有FED技术基础，中国在FED研发方面比较有代表性的研究单位主要有：中山大学、西安交通大学、清华大学、长春光机所、东南大学、华东师范大学、郑州大学和福州大学等。来自PDP、LCD的竞争 PDP和LCD近年虽然发展迅速，但还不能平民化。FED的市场风险主要是来自其他平板显示器件如LCD和PDP的竞争。但是根据Motorola等公司预测，30英寸以上FED商品成本至少比LCD低30%。PFE等公司表示，预期42英寸印刷型FED电视机制造价格小于600美元，几乎是PDP最低价格的一半，而且具有良好的视觉质量。因此FED的市场前景还是比较好的。等离子显示器(PDP)是近年迅速发展并进入实用化的平板显示器，但它功耗大(由气体辉光放电原理决定)一般等离子显示器的耗电量高于250瓦，是不折不扣的耗电大户。由于发热量大，所以PDP显示器背板上装有多组风扇用于散热投资巨大(由气体辉光放电、障壁结构以及驱动特点决定)；驱动电路复杂(由于放电电压高并且驱动显示脉冲复杂)；价格较高；液晶显示器(LCD)也是未来取代CRT显示器的主要品种，其市场成为各个商家竞相争夺的热点。液晶彩电(LCTV)作为平板显示技术是另一个重要发展方向，近年一直处于一个高速成长的时期。现在壁挂液晶彩电的主要困难是屏幕需要进一步加大和成本要进一步降低，和同尺寸的显像管相比，它的售价过高，且：视角还不够宽(不如PDP、CRT、FED)；响应速度慢(不如PDP、CRT、FED)；投资巨大(类似于IC工艺，受高分辨率的曝光设备限制)；技术风险分析：FED研制所涉及的技术包括阴极技术、荧光屏技术、隔离子技术、封接技术、结构设计和驱动技术。荧光屏技术、隔离子技术、封接技术和器件结构设计方面可采用比较成熟的材料、工艺和技术来进行设计研制和开发，技术风险较小。驱动技术可寻求合作，由已经在数字电视、平板显示领域国内专业公司承担，技术风险也较小。阴极技术的技术方面，福州大学已经有14年的研究历史，FED显示器样机尺寸已有4英寸和20英寸两种规格，FED样机的显示内容从简单字符、动画图形发展到现在的单色视频图象。课题组已研制成功可显示视频图象的的20英寸单色样机，可以在一定程度上验证了FED阴极技术的技术可行性。福大FED显示屏的进展对设备的依赖度比较高，福大FED的每次标志性进展，新设备都起到了关键性作用。2000年福大FED能显示简单图像，是在研发设备比较初级的条件下完成的，因此许多工艺过程只能在自制设备上完成甚至靠手工制作。尽管如此，得益于课题组团队对福大FED事业理想的执着追求和技术攻关路线的正确性，做出了手工级的顶级样机(可惜损失不少时间)。2002年7月起在国家科技部863计划、厦门火炬投资开发有限公司的支持下，研发条件得到改善，福大FED的性能取得上突破性进展，2003年1月福大FED能显示视频图像，证明了福大FED的原理正确，技术路线可行。因此课题组有理由相信：只要有相应高级设备和资金的投入，福大FED课题组将在三年内开发出大屏幕普及型壁挂式FED场致发射显示器。结论：福大FED技术可行，风险相对较小；研发单位情况：福州大学是一所以工为主，理、工、经、管、文、法、艺多学科协调发展的国家“211工程”重点建设大学，在FED的研发方面具有长期的技术、人才和基本设施的积累，从89年开始福州大学进行研究FED显示器，在国家自然科学基金，国防科工委，兵总，国家重点实验室开放课题，福建省科技厅的支持下，完成了FED的基础研究、应用基础研究阶段和FED动画显示屏研制，特别是2002-2003年在国家863计划“十五”平板显示重大专项的资助和厦门火炬投资开发有限公司的支持下福大FED的各项光电性能指标得到极大的提高，显示内容从简单扫描、简单字符、动画图形、简单图象发展到现在可显示视频图象。正在承担国家863计划第二阶段的研发任务，进行25英寸彩色FED显示器的研发。开发单位：厦门火炬福大显示技术有限公司；厦门火炬福大显示技术有限公司是由厦门火炬投资开发有限公司和福州大学于2002年7月1日注册成立的，公司注册资本1500万元，以研发印刷型FED显示器为其主要业务。合作方式：组建有限责任公司共同开发和生产大屏幕印刷型FED显示器。