1987年，原國家計委批準在西安交通大學建設電子物理與器件國家專項實驗室，1992年12月建成并通過國家驗收。1993年12月原國家教委批準該實驗室為第一批國家教委部門開放研究實驗室，并面向國內外開放。1999年9月教育部批準該實驗室為第一批教育部重點實驗室。實驗室現任主任為劉純亮教授（博士），學術委員會主任為中國科學院院士侯洵教授。
實驗室主要依托“物理電子學”二級學科，是“電子科學與技術博士后科研流動站”成員單位，建有“彩虹集團公司西安交通大學顯示器件研究中心”。
實驗室主要研究方向為：信息顯示器件與顯示系統，現代真空電子學與技術，信息光子學與技術。
實驗室現有固定研究人員38人，其中教授和研究員16人（博士生導師13人），副教授9人，高級工程師5人。
實驗室現有面積3800平方米，其中，超凈實驗室800平方米，平板顯示器件驅動電路實驗室400平方米。在平板顯示器件、真空電子器件和信息光子器件研究與開發方面，擁有一批功能完善、性能先進的實驗裝備和設計軟件，儀器設備總價值4000余萬元。實驗室現有大型儀器設備包括：電子束蒸發真空鍍膜機，多功能磁控濺射儀，激光分子束外延機，精密絲網印刷機，表面形貌分析儀，高溫燒結爐，時空分辨真空紫外光譜測量系統，超快非線性激光光譜學測量系統，飛秒光學參量放大系統，數字存儲示波器，數字邏輯分析儀等。
實驗室在“七﹒五”期間，承擔了國家重點科技攻關項目“高分辨率彩色顯示管的研制”，成功研制開發出14英寸720×515點高分辨率彩色顯示管和20英寸1024×768點高分辨率彩色顯示管，填補了國內空白。在“八﹒五”期間，承擔了國家重點科技攻關項目“高清晰度彩色顯像管的研制”， 成功研制開發出25英寸700線改進清晰度彩色顯像管，研究成果已應用于企業的新產品開發。在“九﹒五”期間，承擔了國家重點科技攻關項目“彩色等離子體顯示器件的設計及實用化關鍵技術的研究”，在國內率先研制成功21英寸全色等離子體平板顯示器件。在“十﹒五”期間，承擔了國家“863”計劃項目“全電磁PIC計算機數值模擬軟件開發”, 研制出具有自主知識產權的電磁PIC模擬軟件－UNIPIC。同時，實驗室還承擔了教育部科學技術重大項目“彩色PDP介質保護膜的制備與工藝優化”，完成了彩虹集團公司的 “42英寸VGA彩色等離子體顯示器電路”、“ 50英寸XGA彩色等離子體顯示器電路” 等重大橫向科研項目。
近年來，實驗室相繼承擔國家級、省部級和企業合作科研項目60余項，在國內外重要刊物發表學術論文400余篇，其中，SCI收錄論文90余篇，EI收錄論文130余篇。獲國家級、省部級科技進步獎6項，申請中國發明專利26項，其中15項已獲授權。
