Сегодня на рынке дисплеев безраздельно властвуют привычные ЭЛТ, ЖК, плазменные панели и проекционные экраны с микродисплеями (как на основе ЖК, так и LCoS — жидких кристаллах на кремниевой подложке). Не за горами мировое господство ЖК-дисплеев — инженеры все-таки смогли преодолеть ряд конструктивных ограничений. Теперь стало возможным выпускать панели с огромным размером диагонали и более совершенными техническими данными, превосходящими даже ЭЛТ-модели, — с широкими углами обзора, малым энергопотреблением, высокой яркостью и низким временем отклика (а это ахиллесова пята ЖК). Подсветка у них тоже эволюционирует — на смену прожорливым катодным лампам придет более экономичная и долговечная LED-подсветка.

У всех вышеперечисленных технологий есть опасные конкуренты — тот же OLED, например. Матрица в таких экранах создается на основе органических веществ, испускающих свет под воздействием электрического тока. OLED-экраны не требуют подсветки, а по таким параметрам, как время отклика, контрастность, потребление энергии и яркость, цветная органика с легкостью превосходит ЖК. Но минусы у новой технологии тоже есть — OLED еще не доведена до ума, «живет» органический слой недолго.

Сегодня OLED-дисплеи применяются в сотовых телефонах и MP3-плеерах. Опытные образцы телевизоров с большим размером диагонали (от 40 дюймов и выше) можно встретить на многих выставках. Доработка технологии займет не так уж много времени — всего несколько лет.

Новое — хорошо забытое старое

Как говорится, в тихом омуте черти водятся. Технология, о которой мы вам расскажем, тихо развивалась у нас под носом много лет, и только сейчас мы увидели ее во всей красе.

Ровно двадцать лет назад в лабораториях Canon были начаты работы над новой технологией вывода изображения — SED (Surface Conduction Electron Emitter Display — дисплеи с электронной эмиссией на базе поверхностной проводимости). В основе технологии лежали известные всем электронно-лучевые трубки, выводящие изображения построчно с помощью электронной пушки на поверхность со слоем люминофора. Проект закрыли, так и не доведя его до ума. Что послужило причиной, неизвестно — то ли деньги кончились, то ли работа продвигалась тяжело. Так или иначе про SED компания на какое-то время забыла.

Лишь к 1999 году дело сдвинулось с мертвой точки. Canon, обеспокоенная появлением новых технологий на рынке дисплеев, приняла решение вернуться на оставленный когда-то рынок. Договорившись о сотрудничестве с Toshiba и получив доступ к патентам для производства электронно-лучевых трубок, компания начала интенсивные работы над незаслуженно забытой разработкой.

Парадоксально, но факт — первый прототип SED-дисплея был показан годом ранее, в 1998-м. Правда, экран имел ряд серьезных недостатков, и разработку никто не воспринял всерьез. Спустя шесть лет, в сентябре 2004 года Toshiba и Canon объявили о создании совместного предприятия SED , Inc. Контрольный пакет (50,002%) достался Canon как специалисту по принтерам и сканерам. Стартовый капитал новоиспеченной компании составил скромные $9 млн, но оба родителя пообещали в скором времени вложить в благое дело порядка $2 млрд. В штаб-квартире SED, Inc. в Японии трудится порядка 300 сотрудников.

Чтобы запустить производство SED-дисплеев, Toshiba пришлось переоборудовать свой завод по выпуску традиционных кинескопов. Первые прототипы новых мониторов были показаны журналистам уже через месяц после образования совместного предприятия. В октябре 2004 на японской выставке CEATEC-2004 были представлены широкоэкранные (16:9) телевизоры с размером диагонали 42 дюйма.

Представители Canon и Toshiba пообещали начать массовый выпуск SED-экранов (до 50 тыс. в месяц) в начале 2005 года, но свое обещание так и не сдержали. На недавней выставке CES-2006 в Лас-Вегасе обе компании снова продемонстрировали SED-телевизор. На этот раз была представлена 32 дюймовая модель с разрешением 720p («p» означает «прогрессивная развертка»).

Наладить полномасштабное производство экранов союзники теперь обещают в 2007 году. По оценкам ряда специалистов, наибольшую выгоду будут приносить дисплеи размером 42 дюйма. Кроме того, все грядущие SED-телевизоры будут поддерживать телевидение высокой четкости — HDTV (High Definition Television). Насколько быстро технология захватит рынок и окажется успешной, мы сможем узнать уже совсем скоро, а сейчас поговорим о технических особенностях.

Все гениальное просто

Изображение в SED формируется благодаря бомбардировке пучком электронов алюминиевой поверхности со слоем люминофора. Получив заряд энергии, фосфоресцирующие вещества начинают излучать свет. Похоже на ЭЛТ, не правда ли? Неправда — в отличие от традиционных кинескопов, в SED каждый пиксель оборудован собственной электронной пушкой. В чем преимущество: новые дисплеи не имеют такого параметра, как частота развертки. Все пиксели работают одновременно и независимо друг от друга, не требуются даже и лампы подсветки, как ЖК-дисплеях.

Думаете, это означает сложную конструкцию и огромную толщину экрана? Ошибаетесь! SED-экраны очень компактны и лишь немногим уступают ЖК-аналогам и плазме. Талия 32-дюймового прототипа составляет всего 7 см против 6 см у плазменной панели.

Здесь стоит вспомнить, что Canon специализируется на печатных устройствах и в этой области у нее много патентов. Так вот, SED-дисплеи производятся не с помощью сложных процессов, типа фотолитографии, а через трафаретную и струйную печать. На стеклянные подложки наносятся схема разводки и катоды-эмиттеры, лишь затем между стеклами вводится люминофор.

Сечение электронной пушки (по батюшке — эмиттера) должно быть строго от 4 до 6 нм, так что производственный процесс надо максимально выверить, чтобы обеспечить требуемый результат. Малейшая оплошность, и вы получите экран с мертвыми пикселями, которые в свое время были стихийным бедствием для ЖК-мониторов.

Говоря о SED, стоит упомянуть и ее близнеца — FED (Field Emitter Display, «зонные» дисплеи). Эта технология не получила должного развития и отличается несколько иным устройством эмиттера. В SED для создания электронной пушки применяется оксид палладия, в FED — нестабильные молибденовые конусы. Изображение в SED-трубке формируется за счет потока электронов из палладиевых эмиттеров (катод), которые заставляют светиться люминофор (анод). В связи с этим любопытно отметить, что в августе 2004 года Canon приобрела у малоизвестной американской компании Candescent Technologies , долгое время работавшей над развитием FED, патент на технологию ThinCRT за кругленькую сумму в $11,34 млн. И хотя представители Canon всячески отрицают причастность этой разработки к SED, очевидно, что значение патента было весьма высоко.

Технические характеристики SED-дисплеев очень даже впечатляющие: коэффициент контрастности должен составить 8000:1, яркость — 500 кд/м2, отличная цветопередача, большие углы обзора (180 градусов), время отклика — менее 1 мс. Что же касается энергопотребления, то тут все тоже тип-топ — SED-экраны потребляют почти в два раза меньше энергии, чем плазменные панели и на треть меньше, чем ЖК. Не стоит забывать и о сроке службы. По предварительным испытаниям, SED могут проработать по меньшей мере 60 тыс. часов.

Почем и когда?

В завершение хочется выразить надежду на то, что SED улыбнется удача, — уж больно интересной получилась технология.

Конечно, у нее есть свои минусы. SED-экраны, как и ЭЛТ, выделяют электромагнитное излучение, они сложны в производстве (собственно, это и тормозит их развитие). Стоимость SED-экранов намного ниже аналогичных ЖК и плазменных панелей, 42-дюймовый экран будет стоить порядка $1000.

Toshiba и Canon составили невероятный бизнес-план — к 2010 году ежегодно выпускать порядка 3 млн. SED-экранов и захватить 30% рынка телевизоров. Остается только пожелать удачи.

Техническая справка

Катодом в ЭЛТ и SED-трубках называется электронно-лучевая пушка или эмиттер, испускающий электроны. На поверхности катода скапливаются электроны (всегда заряжены отрицательно), которые отправляются к положительно заряженному электроду — аноду.

Люминофор на аноде получает электроны, которые заставляют его молекулы перейти на более высокий энергетический уровень. Это состояние для вещества нестабильно, и оно стремится вернуться к прежнему уровню. Выделение фотонов дает свечение.

Люминофоры — химические соединения, способные светиться под действием энергии, например, ультрафиолета или электронов. В ЭЛТ и SED применяются катодолюминесцентные люминофоры. Они активируется под действием пучка электронов. Обычно это неорганическое вещество. За преобразование энергии в свет отвечает кристаллическая структура.