尽管TFT LCD显示屏具有薄而轻、省电、寿命长、亮度高等优点，目前也正逐渐取代CRT成为PC显示器的霸主，且正以其多样化的优点满足人们的各种需求大举侵入平板电视市场；但其存在视角窄、黑水平深度不够问题，因此对比度不足。由于它是靠TFT LCD分子的排列与偏振过滤器来调节背光的，所以横看时会出现两侧颜色变淡的视角问题。另一个缺点是无法显示纯正的黑色，因为在显示黑色图像时，TFT LCD显示屏无法将背照光完全遮断，仔细观察会发现黑色部分有少许的白色。

PDP显示屏的最大特点是其屏幕大。PDP电视巨头——松下电机的下个目标是推出100吋的产品。而PDP显示屏的致命弱点则是由于没有偏振过滤器，外部光线在反射到屏幕上时会造成图像模糊的现象。此外，PDP显示屏在发光效率、能耗、寿命等方面需要改进和提高。PDP显示屏具有比LCD更宽的视角；但是，PDP电视与尺寸相当的 CRT电视一样，耗电量很大；且不能长时间显示静止图像，否则会发生烧蚀。目前看来，PDP电视的发展是良好的，但是业界形成一个共识：10年后，会从低端的LCD和高端的DLP(数字光处理)形成双向压力，PDP体将成为无足轻重的技术。

正是由于PDP电视和TFT LCD电视存在缺陷，不少公司早已着手新型平板显示的研发，以使电视机能达到更为理想的状态。这些新兴显示技术包括LED、OLED、LCOS、FED、SED、VFD等。其中，SED（Surface-conduction Electron-emitter Display）显示技术在沉默多年后频频亮相，使世人对其刮目相看。

FED显示原理与SED

FED (Field Emission Display)称为场发射显示技术。而场发射技术相关研究的历史已有一百多年。人们于1897年便发现金属或半导体在高电场下有电子射出现象。场发射电极理论最早于1928年提出。继而以半导体制作技术制造出场发射电极组件，以场发射电极为显示器的技术于1968年提出后，吸引了后续研究者投入研发。而场发射电极是于1991年由法国LETI公司展出一款以场发射电极技术制成的显示器成品后，才受到高度注意，并吸引了像Candescent、Pixtech、Micron、Ricoh、Motorola、Samsung、Philips等公司的投入，也使得FED加入众多平板显示器技术的行列。而第一个全彩FED试制品由Motorola公司于1997年推出。

FED的发光原理近似CRT，并且都是在真空环境中发射电子。FED的发光方式，是作为阴极的后面板放电，发射电子到前面板的萤光层上，激发磷光体发光。CRT的热阴极产生电子，由电压加速聚成电子束，并利用电磁场控制电子射出方向的偏转，将电子束在磷光屏幕上进行扫瞄以使之发光。由于要预留电子束的扫瞄空间，因此CRT体积较大，又因为要支撑内部真空状态，需要使用厚玻璃，因此增加了重量。

FED则是利用与象素数量相当的发射电极将电子发射到屏幕上。发射电极是按规律排列的，电子直接射出而无需偏转，大大减小内部空间。同时FED使用衬垫粉(Spacer)支撑前、后面板，在维持内部真空的同时也缩减了玻璃基板的厚度，使重量也随之减轻。

SED属于FED的一种。此外，目前正进行研发中的FED技术尚有薄膜(Spindt)型、弹道电子表面发射(Ballistic Electron Surface emitting display, BSD)型及碳纳米管(Carbon Nano Tube, CNT)型等多种。

1) Spindt型是FED最早的构造设计方式，作为FED发射体主流有30多年的历史。它采用圆锥形发射电极，其材料通常为钼(Mo)，直径为1um。Futaba公司投入Spindt型FED的研究，预计2006年可以进入量产阶段，但主要是生产11吋或更小尺寸的面板，应用在汽车或工业设备。

2) CNT型FED具有低导通电场、高发射电流密度以及高稳定性等优点，适合作为电子供应源。碳奈米管有单壁奈米管(SWNT) 和多壁奈米管(MWNT) 两种。SWNT的电子射出效果较佳，但是稳定性较差；MWNT则相反。

3) BSD型FED是由松下电工与东京农工大学共同开发的技术。其阴极的多孔性多晶硅层PPS (Porous poly-Si)中有微结晶粒，表面有一薄氧化层。当在阴极与阳极间加电压时，阴极电子注入PPS层并进入多晶硅的微结晶之间，电子加速运动得到高能量而放出。由于外加电压集中在微结晶的氧化层表面，在这薄层表面形成强电场，电子得以加速射出，此现象即为“弹道电子传导”。由于高能量电子是从阴极垂直方向飞出，不需要作偏向调整，因此有很好的电子束方向性，同时结构也简单。但是BSD型FED对离子轰炸较为敏感。BSD FED被松下视为下一代显示器的重心。但其产业化进程较SED为慢，目前松下电工已成功在PDP电视玻璃基板上开发出高画质的BSD显示器，下一阶段将是应用于开发大尺寸自发光显示器。

仅与CNT FED比较，SED就具有低驱动电压、无需集束电极、均匀亮度高等优点。尤其是无需集束电极有效地降低了制作成本。多一个电极意味着需增加两次光罩与一层绝缘层和金属层的制作，从而增加20%左右的制作成本。随着LCD与PDP技术与市场起飞，FED几乎消失在FPD的讨论话题中。而由佳能与东芝合资的“SED株式会社”在近两年推出的36吋SED样机，重新炒热FED话题。

SED同时又被称为SCE，其技术来源于表面传导发射电子的理论机制(Surface Conduction Emission)。1965年，科学家发现在不连续金属薄膜施以偏压会产生电子发射的现象。佳能则从1986年起开始研究其结构，随后与东芝共同开发SED技术。1996年成功试产小尺寸SED面板，证实以SED技术制作FPD显示器的可能性。

SED利用高速的电子撞击荧光粉发光，和其它FED一样有与象素数量相当的发射阴极，由于没有CRT所必需的偏转线圈，所以非常适合用来制作平板电视机。并且由于SED比其它FED组件结构简单，制造成本低(喷墨印刷与丝网印刷技术的利用)，适合制作大尺寸面板。

SED电子射出的关键在于含有超微细PdO(氧化钯)粒子的薄膜中极微细的裂隙。当电子源射出的电子传导到另一电极表面时，会有部分电子被弹性散射到两玻璃基板之间；这时前玻璃基板上所加的阳极高压将使电子加速而产生穿隧效应(Tunneling Effect)。电子这时由裂隙射出，并藉加速电压撞向阳极的磷光体使之发光。

SED面板的制作

SED面板在构造上就是将功能类似CRT电子枪的电子发射源按象素量排列在玻璃基板之上，另一片玻璃基板则涂上RGB三色萤光体，再将两片玻璃基板贴合，并把基板间的微薄空间抽成真空并将四周加以密封。其面板的制作与其它FED类的面板制作方式基本雷同，都是由上下两块面板构成，因此可把制作分成三部分：前面板制作、后面板制作及真空封合。

前面板制作第一步是形成Black Matrix遮光层；第二步是形成滤光膜；第三步是在基板上涂RGB三色荧光粉，并作为阳极；最后是MB成膜。前面板制作技术较为成熟，只是荧光粉材料仍在不断改良，以延长其寿命与增强色彩的鲜艳性。

后面板制作侧重于场发射组件的建造。一般通过丝网印刷法(Screen Printing)在后基板上制作对应每个像素的金属电极，并用喷墨印刷的方法在金属电极间制作PdO薄膜电子发射阴极。

SED发射阴极的制作重点在PdO薄膜中裂缝的生成。首先利用喷墨印刷法（Ink-Jet）形成PdO膜，再制作纳米裂缝。纳米裂缝制作的第一步是在PdO膜上加约10V的脉冲电压，沿着环状薄膜的直径会形成亚微米裂缝，施加电压直到薄膜裂成两部分；第二步是施加微量惰性气体于真空中以防止象素受损，再加以约22V脉冲电压，加强穿遂电流直到纳米裂缝形成。裂缝的最终宽度约为4～6nm，可通过控制源极气体加以调整大小。

在金属电极间加上10几伏的电压，极间将形成超高电场，PdO膜中的电子会被牵引出来，形成电子发射。由于金属电极是沿着同一块玻璃基板排列，所以刚发射出来的电子是在玻璃基板表面传导的。这是被命名为表面传导电子发射显示器的原因，也是SED与其它的FED的区别所在。

SED的构造看来简单，但漫长开发过程中却遭遇不少困难。一般CRT的电压虽是3万伏特，但电子枪到萤光体的距离却有30～50公分，而SED的电子发射素子到萤光体之间的距离仅2mm，控制其间的高压就相当困难。

此外，这2mm的空间必须抽成真空，这正是SED生产上的难关。由2005年中佳能收购NEC旗下真空设备厂商ANELVA，以强化佳能的真空设备制造技术，可见高真空度对于SED相当重要。此外，要支撑两片玻璃基板以维持一定间隔必须使用衬垫粉(Spacer)，但令人惊异的是，55吋SED也只有在横向位置使用数个衬垫粉，更增加制造上的困难度。

而在真空封合制作，佳能采取的方式则是买下Candescent所有的专利，为SED的发展扫除了技术和专利的双重障碍。Candescent公司之前是由索尼所投资的子公司，主要是生产薄膜式FED产品，但是因LCD面板发展快速，而于2004年宣布破产，随后进行清算。其相关专利于2004年8月进行标售，佳能则以1,134万美金买下所有专利权。直到佳能于2004年10月份展出成熟的SED电视试制品，业界才明了佳能此举的缘由。

SED成本低廉

SED是将PDP及TFT LCD零组件结构中，集各自低成本长处于一身，并集自发光、视角大、黑色表现强、响应快、亮度高与低耗电等优点于一身的FPD显示技术。

就目前大尺寸FPD两大主流PDP和TFT LCD电视而言，它们的材料及成本分布各有高低。若单纯将FPD显示模块成本区分为面板及驱动回路部分，TFT LCD面板成本约占显示模块整体模块材料成本比例的7成。特别是LCD电视超过30吋以上之后，背光模块成本愈显昂贵。尺寸愈大则需要愈多的冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)，增加了背光模块的价格，同时增加了耗电量。可见，TFT LCD尺寸愈大，材料成本及耗电量愈高。

PDP方面，驱动回路方面的材料成本则占整体模块成本7成，与TFT LCD恰好相反。因为PDP须以高压驱动，所以需要使用价格昂贵的高压驱动IC及大容量电容，这也是PDP降低价格与耗电量的最大障碍。而SED则同时具备PDP和TFT LCD在成本方面的各自优点。东芝和佳能称SED制造成本只有PDP和LCD的二分之一到三分之一。SED器件基本上是平面结构，可完全采用印刷工艺生产，使材料成本大大降低，与PDP相当。而在驱动回路方面，SED使用约10V的驱动电压，因此驱动IC及电容要求与TFT LCD接近，其驱动回路成本比例估计与TFT LCD接近。

SED性能突出

由于CRT是目前最成熟的显示技术，因此CRT电视的亮度、对比及反应速度都是FPD技术发展的目标，也是须超越的对手。目前在CES 2006、CEATEC JAPAN2005中展出的36吋SED分辨率是WXGA级，对比度则高达100,000：1，亮度为430cd/m2，响应速度为1ms以下，视角上下左右各160度，耗电量则为130W。

SED显示器最主要的特点就是对比度高，这是由它的发光原理决定的。由于发光原理和CRT相同，所以SED显示器具有CRT高对比度的特点，这是TFT LCD和PDP显示器所无法比拟的。PDP一般在3,000：1左右、TFT LCD仅在1,000：1左右。SED高达100,000：1对比度，据称已达测量仪器的极限，而这也是目前CRT等级的性能表现。佳能与东芝认为其实SED的瞬间亮度表现优于CRT，对比表现也应优于CRT。由于SED的对比表现极佳，因此灰阶也达到10位，相较TFT LCD目前使用的8位色阶占有优势。

传统的CRT的构造的缺陷使CRT图像轮廓对焦不准而产生失真。而SED显示屏的每个象素都有光线照明，使得图像边角处的犹如中间处般清晰。

TFT LCD的一大问题即为黑色显示水平不够深，因为LCD是非自发光技术，需靠微薄的TFT LCD发光，而TFT LCD不可能将背光模块的光线完全挡住。因此在全黑表现上，一直有漏光问题。因为SED的发光完全可控，不存在TFT LCD显示的背光泄漏或PDP显示的预放电问题，所以黑色表现力大大提高。

SED的高效构造只为需要发光的部分提供照明，因此节省了耗电。这种低耗电特性不单对于暗黑图像而言，同时适于明亮的图像。SED发光效率可达5lm/W，使其耗电量只有同规格的PDP和TFT LCD显示器的一半。而42吋SED显示器的能耗比36吋CRT电视还要低。

SED显示技术由电子撞击荧光粉发光，属于自发光器件，不存在TFT LCD显示的可视角不够和响应时间过长的问题。其响应时间在1ms以下，几乎看不到拖尾与轮廓模糊等现象；观看SED电视免受视角局限，无论是在上下左右的位置都可以看到清晰的图像。同时，由于SED属于自发光器件，无需CRT的偏离电子束的磁轭和LCD中的背光模组，使显示器的厚度大为减小，只有几公分。此外，SED显示器只需增加电子发射极的数量就可以轻松实现大尺寸屏幕。

SED技术挑战：商品化
 
就佳能与东芝发展SED的时间表来观察，SED于2007年开始大量生产时，TFT LCD及PDP应已站稳在FPD市场中地位，SED要拓展FPD市场，难度相当大。TFT LCD及PDP能成为现今FPD的两大主流，众多厂商的投入是其壮大重要因素之一。现在只有佳能及东芝两家投入SED，在发展初期始终显得势单力薄。另外，生产初期因规模不大，亦难以继续降低SED零组件成本及生产设备价格方面。预计佳能与东芝会通过技术授权方式，拉拢其它厂商加入SED生产行列，一面可扩大SED阵营，另一面亦可加速SED市场发展。现在由于LCD市场规模的扩大，消费者也逐渐适应LCD的画质表现。一般来说LCD的亮度及NTSC值表现较高，与传统的CRT电视相比，画面表现更为明亮，颜色更鲜艳。佳能与东芝则认为LCD的画质参杂太多人为的要素，具备CRT电视技术特性的SED电视才能完美重现自然的影像。

SED同样具有FED发展中的一些问题。我们知道SED只是FED的一种，唯一区别就是起牵引电子作用的栅极不是与电子发射阴极平行排列在下玻璃基板上，而是制作在电子发射阴极和阳极(上玻璃基板)之间，因此仅仅是电极制作工艺的区别。FED的发展除了受到阴极和栅极制造工艺的困扰之外，还有面板内部的支撑问题与真空保持、胶合等问题。从FED的命运来看，这些问题同样也是SED需要解决的。

虽然SED的制造成本要低于LCD和PDP，但是总成本里面还应该加入研发成本。新技术的发展并非一蹴而就，从佳能1986年开始研究阴极发射算起已连续投入了20年；而为能与现时TFT LCD、PDP等FPD技术的量产规模相提并论，佳能与东芝的合作也耗费了5年以上，这应该是一笔不小的投入。按照佳能和东芝的计划，SED真正量产要到2007年，到那时候LCD和PDP厂家可能已经赚回了研发费用，甚至连生产线的折旧费都已经回来了。所以SED在上市伊始在价格上可能并不占优势。而且TFT LCD在中小尺寸市场、PDP在大尺寸市场上正在逐步稳固各自的地位。同时TFT LCD与PDP的价格正在急速下降，SED能否得到普及，要看它是否有足够的能力与前两者相抗衡。

虽然SED拥有较为突出的技术优势，但由于这种技术目前还没有商品化，相比松下于2006年就可以月产40万台的PDP，短期内SED电视还不能够对FPD市场造成很大的冲击。在技术尚未成熟、成本依旧高昂的同时，包括TCL、创维、长虹在内的彩电巨头仍持观望态度，等待技术成熟时再考虑切入SED电视。