High-Definition Carbon Nanotube-TV

Kolnanorörsskärmar som överträffar dagens platta TV-apparater är redo att flytta ut från labbet och in i fabriker, säger forskare vid Motorola . Kolnanorören möjliggör högupplösta TV-apparater med färg, kontrast och snabb respons som är karakteristisk för skrymmande skärmar baserade på katodstrålerör (CRT), men i ett platt-format.

De nya TV-skärmarna är en nanoversion av fältemissionsskärmarna (FED) som utvecklades av Motorola och andra under 1990-talet. Även om den tekniken producerade bländande prototypskärmar, kostade det för mycket att konkurrera med LCD-skärmar (liquid crystal displays). Det var inte vettigt att bygga en fabrik [för konventionella FEDs]. Kostnaden [för LCD-skärmar] halverades varje år, säger Kenneth Dean, som leder utvecklingen för nanorörsskärmar i kol på Motorola. Men, säger han, har kolnanorör gett fältutsläppstekniken en andra vind genom att ge billigare komponenter som kan tillverkas lättare.

Motorola har inte för avsikt att bygga egna fabriker för att tillverka bildskärmarna, så företaget för nu licensförhandlingar med flera tillverkande företag. James Jaskie, chefsforskare på Motorola, säger att två företag i Asien nu bygger fabriker för att producera kol-nanorör-baserade skärmar som kan använda vissa aspekter av Motorola-tekniken.

Fältemissionsskärmar, som CRT:er, fungerar genom att rikta elektroner mot röda, gröna och blå fosforer på skärmen. Men i stället för att använda en elektronpistol placerad en och en halv fot bakom skärmen, som i CRT:er, använder fältemissionsskärmar miljontals små elektronsändare placerade inom millimeter från skärmen. Tidiga fältemissionsskärmar använde vassa metallpunkter för sändarna, men dessa var svåra att göra över stora ytor, och de krävde så höga spänningar att dyr elektronik behövdes för att kontrollera var och när pixlar lyste upp.

Kolnanorör är dock så tunna att de gör det möjligt att sänka spänningen och använda billigare elektronik. Vi använder ett elektriskt fält för att dra ut elektroner, och ju högre och skarpare det är, desto lägre spänning behöver du, säger Dean. Eftersom nanorören fungerar så bra som elektronsändare kan de också placeras längre från kontrollelektroniken, vilket Dean säger borde göra stora skärmar lättare att producera.

Men att arbeta med nanorör ger sina egna utmaningar. Forskare behövde en lågtemperaturmetod för att göra dem som inte skulle smälta glaset i displayen; de var också tvungna att hitta ett sätt att fördela nanorören enhetligt, eftersom ögat kan upptäcka subtila skillnader i ljusstyrka mellan närliggande pixlar. Slutligen måste nanorören placeras på ett visst avstånd från varandra, eftersom de fungerar bäst när de inte är för nära intilliggande nanorör. Dean säger att Motorola-lösningen innefattar material som självmonteras för att bilda små partiklar som bara är tre nanometer i diameter. Utsatta för en kolvätegas som metan, katalyserar dessa partiklar bildandet av nanorör tre nanometer i diameter, mycket mindre än de 20 nanometer spetsar som användes tidigare.

Dessa problem lösta, tekniken är nu redo att flytta ut ur labbet. Vi är genom laboratoriedemonstrationsfasen, säger Jaskie. Tillverkningsutveckling – att bygga en fabrik och ha all tillverkningsutrustning igång – är nästa stora steg.

Steve Jurichich, chef för displayteknologi på DisplaySearch , ett konsultföretag i Austin, TX, varnar för att framgång delvis beror på hur mycket befintlig tillverkningsteknik kan användas: LCD-skärmar är juggernauten just nu. Om nanorörs-TV-tillverkare var tvungna att börja om från början med nya typer av utrustning, säger han, skulle det vara omöjligt att konkurrera.

Men en potentiell fördel med kolnanorörsskärmar är att de kan använda samma fosforskärmar som redan massproduceras för CRTs idag. Och Jaskie säger att processen att odla nanorören kan använda utrustning som är mycket lik den som används för att deponera kisel för LCD-skärmar idag.

Motorolas teknik kommer att ha mycket konkurrens. Inte bara LCD-skärmar och plasmaskärmar förbättras snabbt, utan Motorola måste konkurrera med andra tillverkare som utvecklar nya versioner av fältemissionsskärmar. Samsung , för en, har också arbetat på kol-nanorör-baserade skärmar (se Nanotech on Display). Och Canon och Toshiba planerar att börja leverera sina egna fältemissionsdisplayer i slutet av 2007; deras teknologi använder nanostora luckor i en elektronemitterande platta snarare än kolnanorör. Ytterligare konkurrens kan komma från andra kommande teknologier som använder organiska ljusavgivande enheter eller till och med nanokristaller (se Nanokristallskärmar).

Det här är alla bra saker, och med rätt tidsram kommer några av dem att klara det, säger Jurichich. Men förvänta dig dem inte till jul.

Dölj