Przegląd nowoczesnych technik wyświetlania

FED – czyli emisja polowa

Technika FED (ang. Field Emission Display), która od lat określana jest jako następca wszelkich płaskich wyświetlaczy telewizyjnych, ma zalety ekranów ciekłokrystalicznych, choć jest oparta na zjawiskach będących podstawą działania tradycyjnego kineskopu CRT.

Zasada działania FED polega na emisji elektronów poprzez niewielką przestrzeń wypełnioną próżnią wprost na luminofor, z którego wybijane są fotony. Dzięki temu każdy z pikseli obrazu jest rozświetlany z osobna – nie ma potrzeby stosowania jednolitego podświetlenia z tyłu ekranu. Pozwala to uzyskać bardzo szerokie kąty widzenia oraz duży kontrast obrazu. Podobnie jak w CRT, także i tutaj wykorzystano próżnię jako ośrodek, w którym elektrony są przyspieszane w kierunku anody. Co więcej, musi to być próżnia wyższej jakości niż w CRT, co wymaga zastosowania hermetycznej szklanej obudowy oraz – ze względu na płaski kształt wyświetlacza – odpowiednich wsporników, które pozycjonują płytę anody w odpowiedniej odległości od źródła elektronów.

Sam wyświetlacz składa się z dwóch płyt-elektrod. Czarna, wykonana z metalu, wysoko kontrastowa matryca jest pokryta przemiennymi trójkolorowymi filtrami. Na katodę nadrukowuje się emitery w postaci nanorurek węglowych (CNT – ang. Carbon Nano Tubes) lub tzw. mikrokońcówek. Wysokie napięcie przykładane pomiędzy katodę a anodę i dodatkową elektrodę, tzw. bramkę, powoduje emisję elektronów przyspieszanych zgodnie z kierunkiem powstałego pola elektrycznego. Zmiana różnicy potencjałów pomiędzy katodą a bramką wpływa na zmianę intensywności płynącego prądu elektronowego. W praktyce, z przyczyn technicznych, do regulacji odcieni kolorów wykorzystuje się technikę PWM.

Obraz na wyświetlaczach FED jest tworzony w podobny sposób jak w kineskopach: linia po linii. Wyświetlacze te nie zawierają żadnych układów pamiętających, które podtrzymywałyby stan każdego piksela z osobna. Obraz utrzymuje się dzięki bezwładności zachodzących zjawisk oraz ograniczeniom ludzkiego oka.

Jednak wyświetlacze FED nie są proste w produkcji. Trudno jest bowiem wytworzyć jednorodną powierzchnię emiterów oraz sterować nimi w taki sposób, by ekran był równomiernie rozświetlony. Co więcej, ostatnio prace nad FED praktycznie ustały. Dotąd zajmowały się nimi głównie firmy Sony i Motorola, przy czym ta pierwsza stworzyła nawet oddział o nazwie Field Emission Technologies, który miał zajmować się rozwojem FED. Udało się stworzyć prototypowe panele, ale z powodu problemów finansowych firma Field Emission Technologies została zamknięta w 2009 roku. Jej zasoby zostały wykupione w styczniu tego roku przez AU Optronics, ale dalsze plany nowego właściciela co do matryc FED nie są obecnie znane.