High-Definition Carbon Nanotube TV

Carbon nanorør-skærme, der overgår nutidens fladskærms-tv, er klar til at flytte ud af laboratoriet og ind på fabrikker, siger forskere ved Motorola . Kulstof-nanorørene muliggør high-definition-tv'er med farve, kontrast og hurtig respons, der er karakteristisk for voluminøse skærme baseret på katodestrålerør (CRT'er), men i et fladskærmsformat.

De nye tv-skærme er en nanoversion af field emission displays (FED'er), udviklet af Motorola og andre i løbet af 1990'erne. Selvom denne teknologi producerede blændende prototypeskærme, kostede det for meget at konkurrere med flydende krystalskærme (LCD'er). Det gav ikke mening at bygge en fabrik [til konventionelle FED'er]. Omkostningerne [ved LCD'er] blev halveret hvert år, siger Kenneth Dean, der leder udviklingen af ​​carbon nanorør-skærme hos Motorola. Men, siger han, har kulstof-nanorør givet feltemissionsteknologien en anden vind ved at give billigere komponenter, der lettere kan fremstilles.

Motorola har ikke til hensigt at bygge sine egne fabrikker til at fremstille skærmene, så virksomheden er nu i licensforhandlinger med flere produktionsvirksomheder. James Jaskie, chefforsker hos Motorola, siger, at to virksomheder i Asien nu bygger fabrikker til at producere kulstof-nanorør-baserede skærme, der kan bruge nogle aspekter af Motorola-teknologien.

Felt-emissionsskærme, ligesom CRT'er, virker ved at rette elektroner mod røde, grønne og blå phosphorstoffer, der er opstillet på skærmen. Men i stedet for at bruge en elektronkanon placeret halvanden fod bag skærmen, som i CRT'er, bruger feltemissionsskærme millioner af bittesmå elektronemittere placeret inden for millimeter fra skærmen. Tidlige feltemissionsskærme brugte skarpe metalpunkter til emitterne, men disse var svære at lave over store områder, og de krævede så høje spændinger, at der var brug for dyr elektronik til at kontrollere, hvor og hvornår pixels lyste op.

Kulstof nanorør er dog så tynde, at de gør det muligt at sænke spændingen og bruge billigere elektronik. Vi bruger et elektrisk felt til at trække elektroner ud, og jo højere og skarpere det er, jo lavere spænding har du brug for, siger Dean. Fordi nanorørene fungerer så godt som elektronudsendere, kan de også placeres længere fra kontrolelektronikken, hvilket Dean siger skal gøre store skærme nemmere at producere.

Men arbejdet med nanorør bringer sine egne udfordringer. Forskere havde brug for en lavtemperaturmetode til at lave dem, der ikke ville smelte glasset i displayet; de skulle også finde en måde at fordele nanorørene ensartet på, da øjet kan registrere subtile forskelle i lysstyrke mellem nabopixel. Endelig skal nanorørene placeres i en bestemt afstand fra hinanden, da de fungerer bedst, når de ikke er for tæt på nabo nanorør. Dean siger, at Motorola-løsningen involverer materialer, der samler sig selv for at danne små partikler på kun tre nanometer i diameter. Udsat for en kulbrintegas såsom methan, katalyserer disse partikler dannelsen af ​​nanorør på tre nanometer i diameter, meget mindre end de 20 nanometer spidser, der blev brugt før.

Disse problemer er løst, teknologien er nu klar til at flytte ud af laboratoriet. Vi er igennem laboratoriedemonstrationsfasen, siger Jaskie. Produktionsudvikling – at bygge en fabrik og have alt produktionsudstyr i gang – er det næste store skridt.

Steve Jurichich, direktør for displayteknologi hos DisplaySøg , et konsulentfirma i Austin, TX, advarer om, at succes delvist afhænger af, hvor meget eksisterende produktionsteknologi kan bruges: LCD-skærme er juggernauten lige nu. Hvis nanorør-tv-producenter skulle starte fra bunden med nye slags udstyr, siger han, ville det være umuligt at konkurrere.

Men en potentiel fordel ved carbon nanorør-skærme er, at de kan bruge de samme fosforskærme, der allerede masseproduceres til CRT'er i dag. Og Jaskie siger, at processen med at dyrke nanorørene kan bruge udstyr, der ligner meget det, der bruges til at afsætte silicium til LCD-skærme i dag.

Motorolas teknologi vil have masser af konkurrence. Ikke alene forbedres LCD- og plasmaskærme hurtigt, men Motorola bliver nødt til at konkurrere med andre producenter, der udvikler nye versioner af feltemissionsskærme. Samsung , for en, har også arbejdet på kulstof-nanorør-baserede skærme (se Nanotech on Display). Og Canon og Toshiba planlægger at begynde at sende deres egne feltemissionsvisninger ved udgangen af ​​2007; deres teknologi bruger huller i nanostørrelse i en elektronemitterende plade i stedet for kulstofnanorør. Yderligere konkurrence kunne komme fra andre kommende teknologier, der bruger organiske lysemitterende enheder eller endda nanokrystaller (se Nanokrystalskærme).

Det er alle gode ting, og givet den rigtige tidsramme, vil nogle af dem klare det, siger Jurichich. Men forvent dem ikke til jul.

skjule