破茧欲出 平板显示技术SED解析

　　谈到平板显示技术，多数人可能只知道液晶和等离子，有人可能还知道有机发光二极管（OLED）显示技术、电致发光EL显示技术和电子纸，但对SED这种显示技术，知道的人可能就不多了。在画质上，SED全面胜过了液晶和等离子电视，而且功耗也比同尺寸的液晶和等离子电视低得多。SED的横空出世，让人们又多了一个选择。那么，SED究竟是个什么样的技术呢？让我们先来了解一下吧。

　　与CRT原理相似的SED技术

　　SED显示原理

　　SED中文名称是“表面传导电子发射显示（Surface-conduction Electron-emitter Display）”，其发光原理与传统的CRT显示器有相似之处，也是利用阴极发射电子，然后通过电场加速，使电子轰击荧光粉发出亮光。但SED在结构上与CRT完全不同，是一种平板式显示器，厚度比液晶和等离子显示器都要薄。

　　SED的工作过程

　　同样是利用带电粒子轰击荧光粉，但SED产生电子的原理与CRT显示器有很大的不同。CRT的电子枪通过加热金属阴极，使它具有表面活性，生成活泼电子，然后利用阳极把电子从阴极上拉出来，并利用偏转线圈让电子束在荧光屏的水平和垂直两个方向上同时进行扫描，生成一幅完整的画面。相比之下，SED不仅没有扫描装置，而且产生电子的方式也不同。SED屏幕上的每个像素内都有一个属于自己的电子发射装置（阴极），这个电子发射装置其实就是一个宽度约为5nm（纳米）的碳纳米间隙。由于间隙宽度极小，只要在间隙两端施加10伏特左右的电压便能产生电子流（这与闪存芯片中存储元的充放电原理相同，被称作“F-N隧道效应”）。此时，如果给金属背板（阳极）施加一个正电压，与阴极之间形成一个电场，电子流便会在电场力的作用下逃离间隙，奔向阳极，轰击荧光粉，发出荧光。

　　SED的电子源可靠吗？

　　前面我们已经提到，SED通过碳纳米间隙中的隧道效应产生电流，然后利用阳极和阴极之间的电场改变电子的运动轨迹。我们知道，闪存也是利用隧道效应进行数据存取的，由于其充放电过程会导致浮置栅极介质的氧化降解，因此NAND型闪存的读写寿命为100万次左右，而NOR型闪存因为通过热电子注入方式写入数据，寿命更短，只有10万次。SED中的碳纳米间隙在放电瞬间是否会产生电火花，从而导致介质氧化降解，从而缩短SED面板的寿命，这是最让人放心不下的地方。

　　SED像素剖面图

　　为了延长电子源的寿命，佳能的工程师们在SED介质材料的选择上可谓挖空心思，甚至将铂金（铂，Pt）都给用上了。让我们看看图3，这是SED面板单一像素的剖面图。SED像素中的电极材料是铂，而碳纳米间隙两端的材料则是钯。铂在1800℃的高温下也不会氧化，钢铁厂、玻璃厂常用它作为热电偶套管或辅助加热电极。碳纳米间隙是利用氧化钯（PdO）分解得到的。作为一种性能非常稳定的导电材料，氧化钯常被用作厚膜电阻中的导电相，温度超过820℃时，氧化钯分解为金属钯。碳纳米间隙正是利用了氧化钯的这种特性，以电脉冲形成的热量加工出来的。加工过程中氧化钯被分解为金属钯，冷却后因收缩而产生裂隙，形成放电间隙。这样就让碳纳米间隙的寿命达到了60000小时。

　　特殊的制作工艺，加上性能稳定的材料，保证了常温下SED面板的工作稳定性。