談到平板顯示技術(shù),多數(shù)人可能只知道液晶和等離子,有人可能還知道有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示技術(shù)、電致發(fā)光EL顯示技術(shù)和電子紙,但對(duì)SED這種顯示技術(shù),知道的人可能就不多了。
在畫質(zhì)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(gè)選擇。那么,SED究竟是個(gè)什么樣的技術(shù)呢?讓我們先來了解一下吧。 SED結(jié)構(gòu) SED顯示原理SED中文名稱是“表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示(Surface-conduction Electron-emitter Display)”,其發(fā)光原理與傳統(tǒng)的CRT顯示器有相似之處,也是利用陰極發(fā)射電子,然后通過電場加速,使電子轟擊熒光粉發(fā)出亮光。但SED在結(jié)構(gòu)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。 SED工作原理 SED的工作過程同樣是利用帶電粒子轟擊熒光粉,但SED產(chǎn)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,然后利用陽極把電子從陰極上拉出來,并利用偏轉(zhuǎn)線圈讓電子束在熒光屏的水平和垂直兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)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(chǎn)生電子的方式也不同。SED屏幕上的每個(gè)像素內(nèi)都有一個(gè)屬于自己的電子發(fā)射裝置(陰極),這個(gè)電子發(fā)射裝置其實(shí)就是一個(gè)寬度約為5nm(納米)的碳納米間隙。由于間隙寬度極小,只要在間隙兩端施加10伏特左右的電壓便能產(chǎn)生電子流(這與閃存芯片中存儲(chǔ)元的充放電原理相同,被稱作“F-N隧道效應(yīng)”)。此時(shí),如果給金屬背板(陽極)施加一個(gè)正電壓,與陰極之間形成一個(gè)電場,電子流便會(huì)在電場力的作用下逃離間隙,奔向陽極,轟擊熒光粉,發(fā)出熒光。 SED的電子源可靠嗎 前面我們已經(jīng)提到,SED通過碳納米間隙中的隧道效應(yīng)產(chǎn)生電流,然后利用陽極和陰極之間的電場改變電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。我們知道,閃存也是利用隧道效應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的,由于其充放電過程會(huì)導(dǎo)致浮置柵極介質(zhì)的氧化降解,因此NAND型閃存的讀寫壽命為100萬次左右,而NOR型閃存因?yàn)橥ㄟ^熱電子注入方式寫入數(shù)據(jù),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(huì)產(chǎn)生電火花,從而導(dǎo)致介質(zhì)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。 SED像素剖面圖為了延長電子源的壽命,佳能的工程師們?cè)赟ED介質(zhì)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(huì)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(wěn)定的導(dǎo)電材料,氧化鈀常被用作厚膜電阻中的導(dǎo)電相,溫度超過820℃時(shí),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,以電脈沖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,冷卻后因收縮而產(chǎn)生裂隙,形成放電間隙。這樣就讓碳納米間隙的壽命達(dá)到了60000小時(shí)。 特殊的制作工藝,加上性能穩(wěn)定的材料,保證了常溫下SED面板的工作穩(wěn)定性。 比液晶、等離子優(yōu)勢(shì)更明顯 在顯示器、電視機(jī)市場上,這些年來CRT技術(shù)雖然十分成熟,但因體積和功耗方面的問題,市場表現(xiàn)已顯出疲態(tài),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(shù)也并非完美的顯示技術(shù),特別在顯示質(zhì)量、功耗和價(jià)格方面都還遠(yuǎn)沒有達(dá)到令人滿意的地步。SED的出現(xiàn),其卓越的表現(xiàn)無疑讓人們產(chǎn)生了對(duì)這種新型顯示產(chǎn)品的期待。日本靜岡大學(xué)納米視覺研究中心先進(jìn)納米機(jī)械實(shí)驗(yàn)室主任中本正幸教授指出,SED將在未來自發(fā)光型顯示器以及納米技術(shù)時(shí)代,具有廣泛的產(chǎn)品應(yīng)用空間。他認(rèn)為,SED將是全彩高畫質(zhì)電視產(chǎn)品的極佳選擇。與傳統(tǒng)的平板顯示技術(shù)相比,SED在性能和成本方面具有優(yōu)勢(shì)。 從顯示質(zhì)量上來說,SED采用與普通電視顯像管同樣的熒光粉,亮度可達(dá)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由電子轟擊熒光粉發(fā)光,屬于自發(fā)光器件,不存在液晶顯示的可視角不夠和響應(yīng)時(shí)間過長的問題。SED發(fā)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(yù)放電問題,黑亮度只有0.04cd/㎡,暗處對(duì)比度高達(dá)10000∶1,黑色表現(xiàn)力極強(qiáng)。 在功耗方面,SED的發(fā)光效率可達(dá)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(jié)構(gòu)基本上是平面結(jié)構(gòu),不同于液晶和等離子的立體化結(jié)構(gòu),因此可以采用先進(jìn)的印刷工藝進(jìn)行批量制造,從而提高生產(chǎn)效率并降低成本。來自TRI(拓璞產(chǎn)研)的研究報(bào)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