Мы много уже слышали о достижениях нанотехнологий в лабораториях и институтах. Компания Samsung планирует выпустить в массовое производство плоские телевизионные дисплеи на основе нанотрубок.
Дисплей на основе нанотрубок работает благодаря принципу автоэлектронной эмиссии (сами устройства называются FED NT — Field Emission Displays based on carbon NanoTubes). Уточним, как работают подобные устройства.
Рассмотрим углеродную нанотрубку, закрепленную на катоде и ориентированную в направлении анода (рис. 1). Если на электроды подать напряжение соответствующей полярности, нанотрубка заряжается отрицательно, линии электрического поля вблизи заряженной нанотрубки искривляются и в окрестности острия нанотрубки напряженность поля становится огромной, причем тем больше, чем тоньше нанотрубка. Такое локальное поле может вырывать электроны из нанотрубки. Под действием внешнего поля летящие электроны формируются в пучок. Этот эффект, называемый автоэлектронной эмиссией, используется, кроме дисплеев, для создания выпрямителей.
В обоих случаях берут два плоских электрода, один из которых покрывают слоем из углеродных нанотрубок, ориентированных перпендикулярно ко второму. Если на электроды подается такое напряжение, что нанотрубка заряжается отрицательно, из нанотрубки на второй электрод излучается пучок электронов: ток в системе идет. При другой полярности нанотрубка заряжается положительно, электронная эмиссия из нее невозможна и ток в системе не идет.
Чтобы с помощью автоэлектронной эмиссии получить изображение, на аноде закрепляют люминофор. Электронный удар возбуждает молекулы люминофора, которые затем переходят в основное состояние, излучая фотоны. Например, при использовании в качестве люминофора сульфида цинка с добавками меди и алюминия наблюдается зеленое свечение, а при добавлении серебра — синее. Красный цвет получают с помощью легированного европием оксида иттрия.
В 2003 году компания Samsung совместно с нанокомпанией DuPont Electronic Technologies (NYSE: DD) объявил о проведении исследований, направленных на разработку технологий промышленного изготовления FED дисплеев на основе нанотрубок, поскольку еще в 1999 году были продемонстрированы рабочие прототипы подобных дисплеев.
Рис. 2. Прототип «скручивающегося» OLED-дисплея
Сегодня многие из нас приобрели достаточно дорогие плазменные панели. Но если подождать до Рождества 2006 года, то есть все шансы купить первый плоский телевизионный дисплей, который будет гораздо дешевле не только плазменных панелей, но и современных жидкокристаллических! Вместе с этим такой дисплей будет характеризоваться более высоким разрешением, контрастностью и цветопередачей. Он будет легче и тоньше плазменных и LCD панелей.
Также наноTV будет более экономичным. Средняя плазменная панель потребляет около 500 ватт, новый FED прототип таких же размеров — около 100 Вт.
Что же мешает выпустить компании Samsung новый продукт уже сейчас? Ведь прототипы и производственный процесс был разработан еще в 1999 году?
Ответ очень прост: все заключается в том, что очень трудно «вынести» даже готовый нанопродукт из лаборатории на рынок. В 1999 году оказалось, что себестоимость прототипа высока из-за высокой стоимости нанотрубок и технологии производства дисплея. Однако на сегодняшний день нанотрубки могут производиться в достаточных количествах по умеренным ценам.
Напомним, что OLEL и FOLED дисплеи уже применяются в мобильных телефонах от Nokia (NYSE: NOK) и Motorola (NYSE: MOT). Недавно компания Trident Displays представила новый FOLED дисплей (см. рис. 2), который можно сворачивать в тонкую трубку. Как сказал Мартин Кобб, представитель тайваньской компании Ritek: «Я никогда не видел инвестиций более масштабных, чем инвестиции в OLEDы». Новый гибкий дисплей от Trident имеет срок службы до 10000 часов непрерывной работы. На базе этих устройств компания Trident планирует выпустить ряд электронных газет с беспроводным интерфейсом передачи данных.
Но, как бы ни был труден переход от лаборатории к потребителю, все же компания Samsung была первой внедрившей нанотехнологии в «быт», выпустив стиральную машинку с наночастицами серебра, обеззараживающими ткань. И это дает право предположить, что FED NT появятся на рынке к зиме 2006 года.
Если компания Samsung сможет вывести на мировой рынок дисплеев нового FED NT кандидата по ценам ниже современных плазменных панелей и LCD, то вскоре на $61 миллиардном мировом рынке дисплеев будут существенные изменения. Опасения относительно того, что FED NT вскоре появится на рынке, заставили правительство Японии в 2003 году развернуть $37 миллионную программу по улучшению современных плазменных и LCD панелей, чтобы быть конкурентоспособными.
Потребителям же нужен наиболее качественный, тонкий и дешевый телевизор. Это и определит состояние рынка дисплеев к середине 2006 года.
Автор: Свидиненко Юрий.
Источники:
1. Montley Fool: Don't Buy Plasma TV
2. П.Н. Дьячков, ПРИРОДА №11-2000, Углеродные нанотрубки
3. ElectronicsWeekly: Organic LEDs Are On The Way
