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Téléviseurs à nanotubes de carbone haute définition
Les écrans à nanotubes de carbone qui surpassent les téléviseurs à écran plat d'aujourd'hui sont prêts à quitter le laboratoire pour entrer dans les usines, selon des chercheurs de Motorola . Les nanotubes de carbone rendent possibles des téléviseurs haute définition avec la couleur, le contraste et la réponse rapide caractéristiques des écrans volumineux à base de tubes cathodiques (CRT), mais dans un format d'écran plat.
Les nouveaux écrans de télévision sont une version nano des écrans à émission de champ (FED) développés par Motorola et d'autres au cours des années 1990. Bien que cette technologie produise des prototypes d'écrans éblouissants, elle coûte trop cher pour concurrencer les écrans à cristaux liquides (LCD). Cela n'avait pas de sens de construire une usine [pour les FED conventionnels]. Le coût [des écrans LCD] diminuait de moitié chaque année, explique Kenneth Dean, qui dirige le développement des écrans à nanotubes de carbone chez Motorola. Cependant, dit-il, les nanotubes de carbone ont donné un second souffle à la technologie d'émission de champ en produisant des composants moins chers qui peuvent être fabriqués plus facilement.
Motorola n'a pas l'intention de construire ses propres usines pour fabriquer les écrans, c'est pourquoi la société est actuellement en pourparlers de licence avec plusieurs sociétés de fabrication. James Jaskie, scientifique en chef chez Motorola, a déclaré que deux sociétés en Asie construisaient actuellement des usines pour produire des écrans à base de nanotubes de carbone qui pourraient utiliser certains aspects de la technologie Motorola.
Les écrans à émission de champ, comme les écrans cathodiques, fonctionnent en dirigeant les électrons vers des phosphores rouges, verts et bleus disposés sur l'écran. Mais plutôt que d'utiliser un canon à électrons placé à un pied et demi derrière l'écran, comme dans les écrans cathodiques, les écrans à émission de champ utilisent des millions de minuscules émetteurs d'électrons placés à quelques millimètres de l'écran. Les premiers écrans à émission de champ utilisaient des pointes métalliques pointues pour les émetteurs, mais celles-ci étaient difficiles à réaliser sur de grandes surfaces, et elles nécessitaient des tensions si élevées qu'une électronique coûteuse était nécessaire pour contrôler où et quand les pixels s'allumaient.
Les nanotubes de carbone, cependant, sont si fins qu'ils permettent d'abaisser la tension et d'utiliser une électronique moins chère. Nous utilisons un champ électrique pour extraire les électrons, et plus il est haut et pointu, plus la tension dont vous avez besoin est basse, explique Dean. Parce que les nanotubes fonctionnent si bien en tant qu'émetteurs d'électrons, ils peuvent également être placés plus loin de l'électronique de commande, ce qui, selon Dean, devrait faciliter la production de grands écrans.
Mais travailler avec des nanotubes apporte ses propres défis. Les chercheurs avaient besoin d'une méthode à basse température pour les fabriquer qui ne ferait pas fondre le verre de l'écran ; ils ont également dû trouver un moyen de répartir les nanotubes de manière uniforme, car l'œil peut détecter de subtiles différences de luminosité entre les pixels voisins. Enfin, les nanotubes doivent être espacés d'une certaine distance les uns des autres, car ils fonctionnent mieux lorsqu'ils ne sont pas trop proches des nanotubes voisins. Dean dit que la solution de Motorola implique des matériaux qui s'auto-assemblent pour former de minuscules particules de seulement trois nanomètres de diamètre. Exposées à un gaz hydrocarboné tel que le méthane, ces particules catalysent la formation de nanotubes de trois nanomètres de diamètre, bien plus petits que les pointes de 20 nanomètres utilisées auparavant.
Ces problèmes résolus, la technologie est maintenant prête à sortir du laboratoire. Nous sommes dans la phase de démonstration en laboratoire, dit Jaskie. Le développement de la fabrication - la construction d'une usine et la mise en service de tous les équipements de fabrication - est la prochaine grande étape.
Steve Jurichich, directeur de la technologie d'affichage à AfficherRechercher , un cabinet de conseil à Austin, Texas, prévient que le succès dépend en partie de la quantité de technologie de fabrication existante qui peut être utilisée : les écrans LCD sont actuellement le mastodonte. Si les fabricants de téléviseurs à nanotubes devaient repartir de zéro avec de nouveaux types d'équipements, dit-il, il serait impossible de rivaliser.
Mais l'un des avantages potentiels des écrans à nanotubes de carbone est qu'ils peuvent utiliser les mêmes écrans au phosphore déjà produits en masse pour les tubes cathodiques aujourd'hui. Et Jaskie dit que le processus de croissance des nanotubes peut utiliser un équipement très similaire à celui utilisé aujourd'hui pour déposer du silicium pour les écrans LCD.
La technologie de Motorola aura beaucoup de concurrence. Non seulement les écrans LCD et plasma s'améliorent rapidement, mais Motorola devra rivaliser avec d'autres fabricants qui développent de nouvelles versions d'écrans à émission de champ. Samsung , pour sa part, a également travaillé sur des écrans à base de nanotubes de carbone (voir Nanotech on Display ). Et Canon et Toshiba prévoient de commencer à expédier leurs propres écrans d'émission de champ d'ici la fin 2007 ; leur technologie utilise des espaces de taille nanométrique dans une plaque émettrice d'électrons plutôt que des nanotubes de carbone. Une concurrence supplémentaire pourrait provenir d'autres technologies émergentes utilisant des dispositifs électroluminescents organiques ou même des nanocristaux (voir Nanocrystal Displays ).
Ce sont toutes de bonnes choses, et avec le bon délai, certaines d'entre elles y parviendront, dit Jurichich. Mais ne les attendez pas pour Noël.