Кіріспе

Өнерлі сәуле шығару дисплейі (FED) – кең аумақты электронды сәуле шығару көздерін пайдаланатын, түсті суретті жасау үшін түсті люминофорға соққы беретін электронды сәуле шығаруды қамтамасыз ететін жалпақ панельді дисплей технологиясы. Жалпы алғанда, FED катодты сәуле түтіктерінің матрицасынан тұрады, әр түтік бір субпикселді шығарады, олар қызыл, жасыл, көк (RGB) пикселдерін құру үшін үштікке топтастырылады. FED дисплейлері CRT-нің артықшылықтарын, атап айтқанда жоғары контраст деңгейлері мен өте жылдам жауап беру уақытын, ЖКТ және басқа да жалпақ панельді технологиялардың ыңғайлылығымен үйлестіреді. Олар сондай-ақ ЖК дисплейлерімен салыстырғанда шамамен екі есе аз қуатты талап ету мүмкіндігін ұсынады. FED дисплейлерін мөлдір етуге де болады. Sony FED дизайнының негізгі жақтаушысы болды және 2000 жылдары жүйеге елеулі зерттеу және әзірлеу жұмыстарын жұмсады, 2009 жылы жаппай өндіріс жоспарланды. Sony-дің FED жұмыстары 2009 жылы LCD-нің басым жазық панельді технологияға айналуымен аяқталуға бет бұрды. 2010 жылдың қаңтар айында AU Optronics компаниясы Sony компаниясынан FED активтерін сатып алғанын және технологияны дамытуды жалғастыру ниетін білдірді. Металл тор, әдетте, сиялы принтерлерден дамытылған әдістерді пайдалана отырып, жабылады. Металл тор автомат құрылымын аяқтау үшін коммутациялық қақпалардың үстіне орналастырылады. Процестің сызықтық еместігі белсенді матрицалық адрестеу схемаларын қолдану қажеттілігін жояды – пиксел жарықтанғаннан кейін ол табиғи түрде жарқырайды. Сызықтық еместік сонымен қатар субпикселдің жарықтығы өндірілетін электрондардың санын басқару үшін импульс енімен модуляцияланатынын білдіреді.

Кемшіліктер

Жеке адрестелетін субпиксельдері бар кез келген дисплей сияқты, FED дисплейлері де өндірістік ақаулар салдарынан өлі пиксельдердің пайда болуына ұшырауы мүмкін. Дегенмен, эмиттерлер соншалықты кішкентай болғандықтан, бір субпикселді қуаттау үшін көптеген "мұздатқыштар" қолданылуы мүмкін.

Катодты сәулелі түтік

FED-тер катодты сәулелі түтіктердің көп бөлігін құрайтын электрлік күрделілікті жояды, соның ішінде электрондарды жасауға қолданылатын электрондық қарудағы қыздырылатын жіптерді және сәулені басқаруға арналған бұрылу орамдарындағы электромагниттерді, осылайша олар бірдей өлшемдегі КЭТ-ке қарағанда әлдеқайда қуаттырақ жұмыс істейді. Дегенмен, FED-тер КЭТ-терге қарағанда техникалық тұрғыдан нашар, себебі олар көп реттік сканерлеуге қолдау көрсетпейді.

ЖЖҚ

Жазық панельді ЖҚД-лар (LCD) жарқын жарық көзін пайдаланады және поляризатормен жарықтың жартысын сүзіп тастайды, содан кейін қызыл, жасыл және көк (RGB) субпиксельдері үшін жарықтың көп бөлігін шығарады. Бұл дегеніміз, ең жақсы жағдайда, панельдің арт жағында генерирленген жарықтың 1/6 ғана (немесе практикада одан да аз) экранға жетеді. Көп жағдайда сұйық кристалдық матрица субпиксельдердің жарықтығын өзгерту және түс гаммасын жасау үшін қосымша жарықты сүзіп тастайды. Сондықтан, суық катодты люминесцентті шамдар немесе жоғары қуатты ақ LED сияқты өте тиімді жарық көздерін пайдаланғанына қарамастан, ЖҚД-ның жалпы тиімділігі өте жоғары емес. FED-те қолданылатын жарықтандыру процесі тиімділігі төмен болғанымен, тек жарықтандырылған субпиксельдерге қуат қажет, яғни FED-тер ЖҚД-дан тиімдірек. Sony-дің 36 дюймдік FED прототиптері жарқын көріністерді көрсеткенде тек 14 Вт тұтынады, ал ұқсас өлшемдегі стандартты ЖҚД экран әдетте 100 Вт-тан астам тұтынады. Артқы жарықтандыру жүйесінің және жұқа пленкалық транзисторлық белсенді матрицаның қажеттілігін жою, сонымен қатар құрылғының күрделілігін азайтады және оның алдыңғы-артқы қалыңдығын қысқартады. FED ЖҚД-дегі бір шыны табақтың орнына екі шыны табақтан тұрғанымен, жалпы салмағы ұқсас өлшемдегі ЖҚД-дан кем болуы мүмкін. FED-ті өндіру де арзанға түседі, себебі олардың құрамдас бөліктері мен процестері аз. Дегенмен, оларды сенімді коммерциялық құрылғы ретінде өндіру оңай емес, сондықтан өндірісте елеулі қиындықтар туындады. Бұл теледидардағы ЖҚД-ны алмастыруға талпынған екі басқа алдыңғы қатарлы технологиямен бәсекелесуге әкелді: белсенді матрицалы OLED және беттік өткізгіш электронды эмитерлік дисплей (SED).

OLED

Органикалық жарық шығаратын диодтар (OLED) жасушалары тікелей жарық шығарады. Сондықтан OLED-терге қосымша жарық көзі қажет емес және олар жарық шығару тиімділігі жағынан жоғары. Олар FED технологиясы сияқты жоғары контраст деңгейі мен жылдам жауап беру уақытын қамтамасыз етеді. OLED-тер FED-терге тұңғыш рет бәсекелес болып табылады, бірақ жаппай өндіріске енгізуде олар да сол проблемаларға тап болады.

SED

SED-тер FED-терге өте ұқсас, екі технологияның арасындағы басты айырмашылық – SED әр бағана үшін FED-тегі жеке нүктелердің орнына бір ғана шығарушыны (эмиттерді) пайдаланады. FED электрондарды экранның алдыңғы бетіне тікелей бағыттайтын болса, SED панель жазықтығына параллель жатқан, кішкентай "аралықтан" шығарылатын және бастапқы қозғалыс бағытынан жанына бұрылатын электрондарды қолданады. SED сияқатты шашырату немесе жібек экран әдісімен салынған палладий оксидіне негіделген эмитерлер массивін пайдаланады. SED FED-тің көптеп өндіруге қолайлы түрі деп есептелді, бірақ 2009 жылдың соңына дейін өнеркәсіп SED дисплейлерін коммерциялық өнім ретінде ұсынбады.

Тарих

FED жүйелерін әзірлеуге жасалған алғашқы тырабыс 1991 жылы Silicon Video Corporation, кейін Candescent Technologies компаниясымен басталды. Олардың "ThinCRT" дисплейлері металл эмитерлерді пайдаланды, бастапқыда Спиндт ұштары деп аталатын ұсақ молибден конустарынан жасалған. Олар жоғары үдеу кернеуінен эрозияға ұшырады. Үдеу кернеуін төмендету және төмен қуат деңгейлерінде жұмыс істейтін, сондай-ақ жақсы материалдар арқылы эрозия мәселесін шешетін қолайлы люминофорларды табу әрекеттері сәтсіз аяқталды. Candescent мәселелерге қарамастан, 1998 жылы Silicon Valley-де Sony компаниясымен серіктестік құрып, жаңа өндіріс орнын салуға кірісті. Бірақ технология дайын болмағандықтан, компания 1999 жылдың басында "залал көзіне" сілтеме жасай отырып, жабдық сатып алуды тоқтатты. Зауыт ешқашан аяқталған жоқ, және 600 миллион доллар жұмсағаннан кейін, 2004 жылдың маусымында 11-ші тарау бойынша қорғауға өтініш берді және тамызда барлық активтерін Canon компаниясына сатты. Эрозия мәселесін шешуге тағы бір әрекет Техас штатының Остин қаласындағы SI Diamond Technology компаниясының еншілес компаниясы Advance Nanotech жасады. Advance Nanotech өткір бұрыштары идеалды эмитер болып көрінген допингтелген алмаз ұнтағын жасады. Алайда, әзірлеме сәтті болмады және 2003 жылы тоқтатылды. Advance Nanotech содан кейін өз күшін ұқсас SED дисплейіне жұмсады, технологиясын Canon компаниясына лицензиялады. Canon дисплейді әзірлеуге көмектесу үшін Toshiba компаниясын шақырғанда, Advance Nanotech сотқа жүгінді, бірақ Canon технологияны Toshiba-ға бергені туралы талабына негізделген келісімшарттарды қайта келісуге тырысып, соңында жеңіліске ұшырады. 2000 жылдан кейін FED зерттеулері эмитер ретінде көміртекті нанотүтіктерге (CNT) бағытталды. Nano emissive display (NED) – Motorola компаниясының көміртекті нанотүтіктерге негізделген FED технологиясы үшін қолданған атауы. 2005 жылдың мамырында прототиптік үлгі көрсетілді, бірақ Motorola енді FED-ке қатысты барлық әзірлемелерді тоқтатты. Futaba Corporation 1990 жылдан бері Spindt типті әзірлеме бағдарламасын жүзеге асырып келеді. Олар бірнеше жыл бойы кішірек FED жүйелерінің прототиптерін жасап, оларды түрлі көрмелерде көрсетті, бірақ Candescent-тің әрекеттері сияқты, ірі экранды өндіріс болған жоқ. Кейінірек нанотүтіктерге негізделген нұсқасы да әзірленді. Sony, Candescent компаниясымен жұмысын тоқтатқаннан кейін, Хьюстон, Техас штатындағы Carbon Nanotechnologies Inc компаниясынан CNT технологиясына лицензия алды, олар Rice университетінің Carbon Nanotechnology Laboratory-де әзірленген бірқатар технологияларға мемлекеттік лицензия беру агенті болды. 2007 жылы олар Жапониядағы көрмеде FED дисплейін көрсетті және 2009 жылы өндірістік үлгілерді ұсынатындарын мәлімдеді. Кейіннен олар FED әрекеттерін Field Emission Technologies Inc компаниясына берді, ол 2009 жылғы шығарылымға ұмтылды. 2008 жылдың соңында Кагосимадағы бұрынғы Pioneer зауытында өндірісті бастау жоспарлары қаржылық мәселелерге байланысты кейінгіге қалды. 2009 жылдың 26 наурызында Field Emission Technologies Inc. (FET) компаниясы капитал тарту мүмкін болмағандықтан жабылатынын хабарлады. 2010 жылдың қаңтарында Тайваньдық AU Optronics Corporation (AUO) "ФЕД технологиясы мен материалдарына қатысты патенттер, ноу-хау, өнертабыстар және тиісті жабдықтар" қоса алғанда, Sony-дің FET және FET Japan компанияларынан активтер сатып алғанын жариялады. 2010 жылдың қарашасында Nikkei AUO компаниясы 2011 жылдың төртінші тоқсанында FED панельдерін жаппай өндіруді жоспарлап отырғанын хабарлады, бірақ AUO технология әлі зерттеу сатысында екенін және жаппай өндірісті бастау жоспарланбағанын мәлімдеді.