SED(表面傳導電子發射顯示的縮寫)

SED（Surface-conduction Electron-emitter Display）談到平板顯示技術，多數人可能只知道液晶和等離子，有人可能還知道有機發光二極體（OLED）顯示技術、電致發光EL顯示技術和電子紙，但對SED這種顯示技術，知道的人可能就不多了。在畫質上，SED全面勝過了液晶和等離子電視，而且功耗也比同尺寸的液晶和等離子電視低得多。SED的橫空出世，讓人們又多了一個選擇。

基本介紹

• 中文名：表面傳導電子發射顯示
• 外文名：Surface-conduction Electron-emitter Display
• 縮寫：SED
• 工作原理：利用帶電粒子轟擊螢光粉

顯示原理

SED中文名稱是“表面傳導電子發射顯示（Surface-conduction Electron-emitter Display）”，其發光原理與傳統的CRT顯示器有相似之處，也是利用陰極發射電子，然後通過電場加速，使電子轟擊螢光粉發出亮光。但SED在結構上與CRT完全不同，是一種平板式顯示器，厚度比液晶和等離子顯示器都要薄。

工作原理

同樣是利用帶電粒子轟擊螢光粉，但SED產生電子的原理與CRT顯示器有很大的不同。CRT的電子槍通過加熱金屬陰極，使它具有表面活性，生成活潑電子，然後利用陽極把電子從陰極上拉出來，並利用偏轉線圈讓電子束在螢光屏的水平和垂直兩個方向上同時進行掃描，生成一幅完整的畫面。

相比之下，SED不僅沒有掃描裝置，而且產生電子的方式也不同。SED螢幕上的每個像素內都有一個屬於自己的電子發射裝置（陰極），這個電子發射裝置其實就是一個寬度約為5nm（納米）的碳納米間隙。由於間隙寬度極小，只要在間隙兩端施加10伏特左右的電壓便能產生電子流（這與快閃記憶體晶片中存儲元的充放電原理相同，被稱作“F-N隧道效應”）。此時，如果給金屬背板（陽極）施加一個正電壓，與陰極之間形成一個電場，電子流便會在電場力的作用下逃離間隙，奔向陽極，轟擊螢光粉，發出螢光。

電子源

前面我們已經提到，SED通過碳納米間隙中的隧道效應產生電流，然後利用陽極和陰極之間的電場改變電子的運動軌跡。我們知道，快閃記憶體也是利用隧道效應進行數據存取的，由於其充放電過程會導致浮置柵極介質的氧化降解，因此NAND型快閃記憶體的讀寫壽命為100萬次左右，而NOR型快閃記憶體因為通過熱電子注入方式寫入數據，壽命更短，只有10萬次。SED中的碳納米間隙在放電瞬間是否會產生電火花，從而導致介質氧化降解，從而縮短SED面板的壽命，這是最讓人放心不下的地方。

像素剖面

為了延長電子源的壽命，佳能的工程師們在SED介質材料的選擇上可謂挖空心思，甚至將鉑金（鉑，Pt）都給用上了。讓我們看看圖3，這是SED面板單一像素的剖面圖。SED像素中的電極材料是鉑，而碳納米間隙兩端的材料則是鈀。鉑在1800℃的高溫下也不會氧化，鋼鐵廠、玻璃廠常用它作為熱電偶套管或輔助加熱電極。碳納米間隙是利用氧化鈀（PdO）分解得到的。作為一種性能非常穩定的導電材料，氧化鈀常被用作厚膜電阻中的導電相，溫度超過820℃時，氧化鈀分解為金屬鈀。碳納米間隙正是利用了氧化鈀的這種特性，以電脈衝形成的熱量加工出來的。加工過程中氧化鈀被分解為金屬鈀，冷卻後因收縮而產生裂隙，形成放電間隙。這樣就讓碳納米間隙的壽命達到了60000小時。

技術優勢

特殊的製作工藝，加上性能穩定的材料，保證了常溫下SED面板的工作穩定性。

比液晶、等離子優勢更明顯

在顯示器、電視機市場上，這些年來CRT技術雖然十分成熟，但因體積和功耗方面的問題，市場表現已顯出疲態，取而代之的是液晶和等離子這兩種平板顯示器。但是，這兩種平板顯示技術也並非完美的顯示技術，特別在顯示質量、功耗和價格方面都還遠沒有達到令人滿意的地步。SED的出現，其卓越的表現無疑讓人們產生了對這種新型顯示產品的期待。日本靜岡大學納米視覺研究中心先進納米機械實驗室主任中本正幸教授指出，SED將在未來自發光型顯示器以及納米技術時代，具有廣泛的產品套用空間。他認為，SED將是全彩高畫質電視產品的極佳選擇。與傳統的平板顯示技術相比，SED在性能和成本方面具有優勢。

從顯示質量上來說，SED採用與普通電視顯像管同樣的螢光粉，亮度可達400cd/m2，在色彩飽和度及銳利度方面，都是液晶和等離子電視所難以匹敵的。而且SED由電子轟擊螢光粉發光，屬於自發光器件，不存在液晶顯示的可視角不夠和回響時間過長的問題。SED發光完全可控，不存在液晶顯示的背光泄漏或等離子顯示的預放電問題，黑亮度只有0.04cd/㎡，暗處對比度高達10000∶1，黑色表現力極強。

在功耗方面，SED的發光效率可達5lm/W，耗電量只有同尺寸等離子或液晶顯示器的一半左右。

在成本方面，SED的結構基本上是平面結構，不同於液晶和等離子的立體化結構，因此可以採用先進的印刷工藝進行批量製造，從而提高生產效率並降低成本。來自TRI（拓璞產研）的研究報告指出，40英寸的SED面板成本可以控制在600美元，而同尺寸液晶和等離子面板的成本則在700美元左右（2008年）。不過，考慮前期研發費用投入的因素，SED目 前的成本還比較高，不過到了2010年就能夠與液晶和等離子持平。隨著生產規模的擴大，SED的成本優勢會愈發顯著。

面市時間

看到這裡，有人可能要問了：既然SED這么好，為什麼市場上見不到呢？我可以告訴你，作為SED的發明者，佳能公司早在1986年就開始SED相關技術的研發，但當時缺乏半導體晶片和其他電路技術的支持，SED一直沒有走出實驗室。

1999年，東芝公司與佳能就SED顯示技術簽署了合作協定，雙方共同將該技術推向實用化。佳能經歷過噴墨印表機漫長而艱辛的獨立研發，在微細加工技術上積累了雄厚的實力，而東芝在電視技術上有很強的研發實力，兩家合作開發SED顯示技術，可謂珠聯璧合，對推進SED的產業化極為有利。又經過幾年的聯合攻關，SED終於到了成熟階段。2004年9月14日，東芝與佳能聯合宣布將成立集研發、生產和銷售SED面板及電視設備、顯示設備於一體的合資公司SED Inc.（雙方各占50%股份）。

SED公司藉助於佳能和東芝雙方強大的研發力量，SED產品眼看就要推出了。可是就在這個節骨眼上，美國Nano-Proprietary公司與佳能公司在SED面板製造工藝的專利授權方面產生了意見分歧，一紙訴狀將佳能告上法庭。2007年5月3日，美國法院做出裁定，“佳能公司將Nano-Proprietary公司的受權範圍擴大到了東芝等其他日本廠商，違反了協定，Nano-Proprietary公司有權終止與佳能的協定。”佳能在輸掉官司之後，只好讓東芝退出SED有限公司的股份。在發生了這樣的變故之後，原定於2007年第四季度SED產品上市的計畫泡了湯。

業內人士認為，SED發展道路之所以一波三折，為官司所困只是問題的冰山一角，國際利益集團想方設法阻止下一代顯示技術的上市，才是深層次的原因。有訊息稱，早在兩三年前，就有電視製造商打算購買SED技術並將其封存，因為SED電視一旦投產，對液晶和等離子製造商來說無疑是致命的打擊。假如說SED的某些關鍵技術專利被其他公司擁有，而這些公司從自身利益考慮，抱有打死也不賣的想法，將給SED的未來蒙上陰影。不過，近 期有一條好訊息傳來，說佳能公司已經開發出一種非碳製造工藝以避免採用Nano-Proprietary公司的專利技術。即便在關鍵技術上取得了突破性進展，佳能公司也並未公布SED電視的上市時間，可能其中仍有變數吧。

面對來自OLED、EL等新型顯示技術的挑戰，SED的命運會怎樣？佳能會採取哪些戰略突出重圍？讓我們拭目以待。