Principios y desarrollo de la tecnología FED de visualización de emisiones de campo
Sin embargo, la aplicación de electrodos de emisión de campo no existió hasta que la compañía francesa Cheng exhibió una exhibición terminada hecha de tecnología de electrodos de emisión de campo en la 4ª Conferencia Internacional de Microelectrónica de Vacío en 1991, atrayendo la atención de Candescent, Pixtech. y las inversiones de Micron, Ricoh, Samsung, Philips y otras empresas han permitido a FED unirse a las filas de muchas tecnologías de pantalla plana.
Aunque FED se considera una tecnología CRT, en las primeras etapas de desarrollo su costo no era comparable al de CRT, principalmente debido al problema de los componentes de emisión de campo. Aunque la matriz de tamaño micro de Spindt fue la primera tecnología en realizar pantallas emisivas, sus características de matriz limitaron el tamaño de la pantalla, principalmente porque su estructura incluía un orificio circular en cada unidad de matriz, que contenía un cono de metal. Durante el proceso de fabricación, las técnicas de fotolitografía y evaporación limitan las dimensiones.
La solución es utilizar esta tecnología para sustituir los componentes de emisión del campo Spindt. Después de que NEC publicara un artículo sobre nanotubos de carbono en 1991, los investigadores descubrieron que el uso de grafito sintetizado con nanoestructuras o nanotubos de carbono como componentes de emisión de campo podría lograr una mejor eficiencia de emisión de campo, por lo que la tecnología de síntesis de nanotubos de carbono se convirtió en FED Nuevas direcciones para la investigación y el desarrollo.
En la actualidad, en el campo de las pantallas de emisión de campo de nanotubos de carbono, la japonesa Shiyi Electronics y la surcoreana Samsung también han invertido anteriormente: Sony, Hitachi, Fuji Photo, Canon, Panasonic, Toshiba, Nikon y NEC. de solicitudes de patentes relacionadas con la nanotecnología, de las cuales los nanotubos de carbono son el principal proyecto de I+D.
Shiyi Electronics es la primera empresa en términos de paneles de visualización de emisiones de campo a gran escala. La empresa produjo con éxito una pantalla de emisión de campo de nanotubos de carbono en color de 14,5 pulgadas mediante deposición química de vapor, con un brillo de 10.000 CD/m2/m2. Además, Samsung de Corea del Sur también lanzó una pantalla monocromática de emisión de campo de nanotubos de carbono de 15 pulgadas, 600 cd/m2, y planea desarrollar una pantalla de emisión de campo de nanotubos de carbono de 32 pulgadas para televisores, logrando con éxito un funcionamiento de bajo voltaje por debajo de 100 voltios. resultado.
1. Canon y Toshiba desarrollan SED TV
En la tecnología de visualización de emisión de campo, Canon y Toshiba están desarrollando pantallas de emisión de electrones de conducción superficial (SED) El principio técnico de SED se basa principalmente. sobre conducción superficial Teoría de los electrones emitidos. La diferencia entre SED y CNT FED es que SED tiene las ventajas de un voltaje de conducción más pequeño, no necesita electrodos de evaporación de coque y un brillo más uniforme. No existe un electrodo de enfoque, lo que puede reducir efectivamente los costos de fabricación. La uniformidad del brillo es un problema para los FED de película gruesa, porque la falta de uniformidad de la película gruesa significa que bajo el mismo voltaje, la corriente que fluye en cada píxel no es igual, lo que resulta en. brillo desigual en la pantalla.
Tabla 1 Diferencias técnicas entre sed y CNT FED
Tecnología SED CNT FED
Ventajas 1 El emisor tiene una eficiencia y un brillo uniformes.
2 El voltaje de conducción es pequeño
3. No se necesita electrodo de enfoque. 1. Alta eficiencia de emisiones.
2. Más fácil de construir una estructura.
Desventajas 1: Las grietas son difíciles de controlar y la tasa de rendimiento es difícil de mejorar.
2 La eficiencia de emisión de electrones es pobre. 1. El transmisor es difícil de controlar y el brillo es desigual.
2 El voltaje de conducción es alto.
3 El haz de electrones se expande fácilmente, por lo que se requiere un electrodo de enfoque.
Tabla 2 Comparación de rendimiento de varias tecnologías de visualización
Soporte técnico LCD PDP CRT
Consumo de energía◎◎△△
Peso◎ ◎ ◎△
Tamaño-○○
Finura ◎◎◎
Entorno operativo ◎◎
Brillo ◎◎◎
Coordinación ◎◎◎
Pureza de color ◎◎◎
Velocidad de respuesta ◎△ ◎
Ángulo de visión ◎△ ◎
Proceso - Delta χ χ
Costo de material-Delta χ χ
Circuito de accionamiento ◎ ◎△ ◎
En términos de costo, según Canon y Toshiba, The El costo del material del circuito de control del panel SED es similar al del panel LCD, mientras que el costo del material del panel en sí es similar al del PDP, por lo que tiene una ventaja de costo general en comparación con el LCD y el PDP. Los costos fijos serán más altos en las primeras etapas de la producción en masa, pero Canon y Toshiba planean reducirlos para 2010 para competir con otras tecnologías.
2. El desarrollo de la emisión de campo de nanotubos de carbono en módulos de retroiluminación.
En los últimos años, debido al costo relativamente alto de los módulos de retroiluminación para televisores LCD de gran tamaño, lo que ha dificultado el espacio y la velocidad de reducción general de costos, además de los tubos de cátodo frío originales, la luz- Los diodos emisores de luz (LED), la tecnología de fuente de luz plana y la tecnología de emisión de campo de nanotubos de carbono han comenzado a desarrollarse hacia paneles LCD de gran tamaño.
Actualmente Samsung Corning, LG Electronics, etc. de Corea del Sur. Ha invertido en la investigación y el desarrollo de módulos de retroiluminación de emisión de campo de nanotubos de carbono, y el Instituto de Electrónica del Instituto de Tecnología de Taiwán también desarrollará muestras de módulos de retroiluminación de emisión de campo de nanotubos de carbono.
Además, Nissin Machinery Co., Ltd. de Japón también demostró una muestra de un módulo de retroiluminación de emisión de campo de nanotubos de carbono en junio de 2005.
5438+0 En junio de 2005, Nissin Machinery Co., Ltd. y la empresa japonesa Displaytech21 desarrollaron conjuntamente un módulo de retroiluminación de panel LCD utilizando nanotubos de carbono. El tamaño de la imagen de muestra para esta exposición es de 3 pulgadas. El principio técnico es utilizar un sustrato de vidrio recubierto con nanotubos de carbono como cátodo y un sustrato de vidrio recubierto con material fluorescente como ánodo, que se superponen a cierta distancia. Los nanotubos de carbono se utilizan como fuente de radiación de electrones y se emiten. Los electrones se emiten sobre el material fluorescente. Emiten luz blanca. El diámetro del nanotubo de carbono utilizado es de 20 nm, que es un nanotubo de carbono multicapa con un diámetro exterior más pequeño que el de un nanotubo de carbono. La intensidad del campo eléctrico al comienzo de la luminiscencia era de 0,74 V/um, que era inferior al promedio anterior de 1 ~ 2 v/um. Dado que se puede reducir la intensidad del campo eléctrico de la emisión de luz, se puede reducir el voltaje aplicado entre el nanotubo de carbono y el electrodo positivo, reduciendo así el consumo de energía. Cuando se utiliza como retroiluminación LCD TFT de 32 pulgadas, el brillo es de 10.000 cd/m2, lo que equivale a unos 60 W. Menor consumo de energía en comparación con los tubos de cátodo frío (CCFL) y los diodos emisores de luz (LED). Cuando se espera que alcance niveles prácticos en 2006, el objetivo es un brillo realista de 30.000 CD/m2 y una vida útil de 50.000 horas. En términos de aplicación, se trata de paneles LCD pequeños y medianos para teléfonos móviles y productos terminales montados en vehículos. En el futuro, planea convertirse en productos a gran escala, como televisores LCD de pantalla grande y equipos de iluminación.