Jste zde

SED - zajímavá technologie pro displeje

Antonín Vojáček, 21. Únor 2007 - 21:34

SED (Surface-conduction Electron-emitter Display) je relativně nová technologie firem Canon a Toshiba pro velké displeje s vynikajícím zobrazením a nízkou spotřebou. Tato technologie kombinuje základní principy klasických obrazovek, i LCD a plazmových displejů. Základní popis této zajímavé technologie, princip a vlastnosti SED najdete v následujícím článku.

Existuje hodně technologií, které lze použít nebo se již používají pro zobrazení obrazových informací. Jmenovat lze klasickou elektronkovou obrazovku, LCD displej, plazmový displej, nejnověji i OLED displej. Mezi ně již lze započítat i dlouhodobě vznikající technologii SED (Surface-conduction Electron-emitter Display), která je vyvíjena a v nejbližší době snad již i vypuštěna konsorciem firem Canon a Toshiba. Technologie SED umožňuje vyrábět velké avšak velmi tenké displeje s výborným kontrastem, barevným podáním a vykreslovací rychlostí, tedy to, co zároveň neumožňuje žádný současný konkurent. Tak alespoň to prezentují obě zmíněné firmy a i lidé, které viděli prvním funkční prototypy na světových výstavách v roce 2005 a 2006.

Trocha historie i budoucnosti

Technologie SED začal Canon vyvíjet již v roce 1986, ale dlouho nebyly k dispozici vhodné technologie pro možnost praktického využití. V roce 1999 se Canon spojil s firmou Toshiba a v roce 2004 založili společné konsorcium SED Inc. Bohužel původně avizovaný začátek produkce prvních displejů na konci roku 2006 vzal za své a špatně to vypadá i v letošním roce. Prý jsou snad nějaké problémy s dodavateli částí. Současný nejzazší termín pro začátek masivní produkce SED displejů a televizí je nastaven na jaro/léto v roce 2008, protože cílem je zachycení velké poptávky po HDTV vysílání letních olympijských her v Pekingu.

Princip funkce SED a porovnání s klasickou obrazovkou

SED je nový typ plochého displeje využívající elektronovou emisi vyvinutou firmou Canon a technologii mikrovýroby "dodané" firmou Toshiba. Podobně jako klasické vakuové obrazovky (CRT) pracující na principy elektronky, i SED využívá kolizi urychlených elektronů s luminoforem umístěným na stínítku, který pak generuje světlo. Zatímco však u obrazovky jsou elektrony "stříleny" elektronovým dělem a následně vychylovány na určité místo na stínítko, v případě SED má každý pixel vlastní generátor elektronů a tedy odpadá napěťově, mechanicky i prostorově náročná vychylovací soustava. SED tak má miliony elektronových mikroděl, jejichž počet odpovídá počtu jednotlivých pixelů, tedy trojnásobku počtu obrazových RGB plošek. Každý pixel je podobně jako u LCD a plazmových displejů separátně elektricky adresován.

Elektronový zářič, srdce SED, je charakterizován tzv. nanomezerou (nanogap), což jse extrémně úzká mezera mezi dvěma elektrodami elektronového zářiče, měřící na šířku pouze několik nanometrů. Díky tomu stačí přiložit napětí (Vf) pouze 10 V k tomu, aby byl elektron uvolněn a emitován z materiálu. Některé z těchto elektronů jsou rozptýleny u protější elektrody a urychleny napětím Va = 10 kV přiloženého mezi horní a spodní skleněnou desku (substrát) displeje. Urychlené elektrony pak narážejí na skleněné stínítko pokryté luminoforem. Ten stejně jako u klasických obrazovek emituje světlo. Také jsou opatřeny tříbarevnými filtry RGB, jak je tomu doposud u všech barevných zobrazovacích zařízení běžné. Protože zde odpadá nepřesnost vychylování (všechny urychlované elektrony letí přímo na stínítko ze zářičů umístěných hned pod každým pixelem) je výsledkem velmi ostrý obraz s přesně definovanými konturami. Na krátké vzdálenosti mezi zářiči a stínítkem je totiž jen nízká možnost odchýlení elektronu natolik, aby dopadl na luminofor vedlejšího pixelu. Proto je tato technologie vhodná i pro velmi velké a úplně rovní panely a monitory.

Vlastnosti a výroba

Díky využití základnímu principu shodného s klasickou obrazovkou, má obraz lepší dynamické barevné zobrazení, ostřejší obraz a hlavně rychlejší odezvu proti současným LCD displejům i plazmovým panelům (PDP - plazma display panels). Zvláště je to markantní v rychlých obrazových sekvencích s výraznými barvami a barevnými kontrasty. Navíc proti klasickým obrazovkám nepoužívá žádnou vychylovací soustavu, což například umožňuje při úhlopříčce 40" mít displej s tloušťkou pouhých několika cm. Uvedená technologie se k tomu vyznačuje nízkou spotřebou, což se zvláště u plazmových obrazovek rozhodně říct nedá (spíše naopak). SED totiž provádějí konverzi elektrické energie na světlo s výrazně vyšší účinností než jiné běžně užívané typy displejů. Proti plazmovým displejům tak je spotřeba asi 1/3.

Již první vyrobené prototypy 36" SED s rozlišením 1280x768 pixelů dosahovaly kontrastu 100 000:1, podobně jako současné prototypy 50" SED s rozlišením 1920x1080 pixelů. Hlasy nezávislých pozorovatelů na světových výstavách se shodují na tom, že v porovnání kvality obrazu se současnými LCD nebo plazmovými obrazovkami má SED zatím výrazně návrh. Prý se v obraze nevyskytují žádné rušivé artefakty, a čistota barev i úroveň černé je lepší. Otázkou však zůstává, zda do doby masové produkce SED se LCD i plazma nevylepší do té míry, že rozdíl již bude méně výrazný.

Realizace matice elektronových zářičů na skleněné podložce se provádí tiskem, čímž se dosahuje vysoké přesnosti a nízké ceny. Touto technologií již v současné době není problém sériově realizovat úhlopříčky do 55". Testováním se zjistila kvalitní dlouhodobá výdrž SED displejů, kdy se po 60 tisících provozních hodinách snížila se elektronové zářiče opotřebovaly o pouze o 10%. To v praxi znamená, že všechny komponenty SED (elektronové zářiče, luminofor, barevné filtry a elektrody) mají zhruba stejnou životnost a maximalizuje se tak dlouhodobá výdrž celého monitoru.

První prototyp monitoru/televizoru SED firem Canon/Toshiba, který je prezentován na výstavách

Závěr

I když již existují funkční a bezproblémové prototypy SED, stále se ještě nedostaly do sériové výroby a prodeje. Původní plán firem Canon a Toshiba bylo začít prodávat SED již na konci roku 2006. Tento termín byl poté posunut na konec roku 2007 a i ten možná nebude dodržen. Z ekonomického hlediska je pak limitní léto 2008, protože v létě budou olympijské hry v Pekingu a očekává se velký nárůst špičkových monitorů a televizorů pro sledování přenosu v HDTV (vysílání ve vysokém rozlišení). Každé otálení však dává čas konkurenci k vylepšování technologie LCD a plazmových displejů, čímž se kvalitativní náskok SED snižuje.

Antonín Vojáček
vojacek@ hwg.cz