场致电子发射又称为冷电子发射，只需要在阴极表面加一个强电场，不需要任何附加的能量，就能使阴极内的电子具有足够的能量从表面逸出。它的一个重要应用就是场致电子发射显示器即FED（field emission display, FED）。

　　其工作原理是使用电场自发射阴极（cathode emitter）材料的放出电子来轰击屏幕上的荧光粉，启动荧光粉而发光，有点类似CRT的工作原理，但不同的是CRT在显像管内部有三个电子枪，为了使电子束获得足够的偏离还不得不把显像管做得必须有一段距离长，因此CRT显示器又大又厚又重。而FED在每一个荧光点后面不到3mm处都放置了成千上万个极小的电子发射器，同时用场发射技术作为电子来源以取代传统CRT显像管中的热电子枪，由于不是使用热能，使得场发射电子束的能量分布范围较传统热电子束窄而且具有较高亮度，因而可以用于平面显示器并带来了很多特色。

　　外电场有两个作用：一是降低表面势垒，二是减少势垒宽度。Fowler和Nordheim用量子力学的观点解释了金属的场致发射现象，称为FN理论。半导体材料在电场中的行为比金属更为复杂，主要是由于存在电场渗透现象和更为复杂的表面态影响。人们做了许多实验表明半导体材料包括硅、金刚石薄膜的场发射基本符合FN理论，而且FN理论在物理图象上非常清楚，容易为人们所接受，因此在对半导体材料场发射结果的具体的讨论中，人们也通常采用FN理论。场致电子发射是量子力学中隧道效应的结果，体现电子波动性，由于外加电场使表面势垒高度降低，宽度变窄，电子穿透势垒的几率增加，因而发射电流随之增加，场致发射的电子主要来自于费米能级附近较窄的能带上。

　　场发射与其它三种电子发射有性质上的不同。热电子发射、光电子发射、次级电子发射都是以不同的形式给予物体内电子以能量，使它们能越过物体表面上的势垒而逸出。场发射的电子不是靠外部给予能量而被激发，场致电子发射或者是用外部强电场来压抑表面势垒，使得固体材料的表面势垒点降低，势垒宽度变窄，基于动力学原理使得电子可隧穿表面势垒而逸出（外场致发射）；或者用内部强电场使电子从金属基底进入介质层，并在介质层中得到加速而获得足够能量，不再需要另加能量就可逸出（内场致发射）。

　　场致电子发射的形式大体上可分为以下几种：

　　⑴外场致电子发射

　　⑵介质薄膜（介质涂层）内场电子发射

　　⑶半导体内场致电子发射。

　　FED显示技术把CRT阴极射线管的明亮清晰与液晶显示的轻、薄结合起来，结果是具有液晶显示器的厚度、CRT显示器般快速的响应速度和比液晶显示器大得多的亮度。因此，FED显示器将在很多方面具有比液晶显示器更显着的优点：更高的亮度可以在阳光下轻松地阅读；高速的响应速度使得它能适应诸如游戏电影等快速更新画面的场合；内置的千万冗余电子发射器让其表面比液晶显示器更凹凸不平，视角更宽广，面板的结构相对简单，而且发射器的数量大大过剩，使合格率更高。即使十分之一的发射器失效，亮度的损失也可以忽略。