plochý displej (FPD) je elektronické zobrazovací zařízení, které umožňuje lidem vidět obsah (statické obrázky, pohyblivé obrázky, text nebo jiný vizuální materiál) v řadě zábavy, spotřební elektroniky, osobních počítačů a mobilních zařízení a mnoha typů zdravotnických, dopravních a průmyslových zařízení. Takové panely nebo obrazovky jsou mnohem lehčí a tenčí než tradiční televizory s katodovou trubicí (CRT)a obvykle jsou tlusté méně než 10 centimetrů (3,9 palce). Ploché displeje lze rozdělit do dvou kategorií zobrazovacích zařízení: těkavé a statické. Volatilní displeje vyžadují, aby pixely byly pravidelně elektronicky obnovovány, aby si zachovaly svůj stav (např. displeje z tekutých krystalů (LCD)). Nestálý displej zobrazuje pouze obraz, pokud má napájení z baterie nebo střídavého proudu. Statické ploché displeje se spoléhají na materiály, jejichž barevné stavy jsou bistabilní (např. tablety pro čtečky elektronických knih od společnosti Sony), a jako takové si ploché displeje zachovávají text nebo obrázky na obrazovce, i když je vypnuto napájení. Od roku 2016 ploché displeje téměř úplně nahradily staré displeje CRT. V mnoha aplikacích z roku 2010, konkrétně malých přenosných zařízeních, jako jsou notebooky, mobilní telefony, Smartphony, digitální fotoaparáty, videokamery, kamery typu point-and-shoot a kapesní videokamery, jsou všechny nevýhody displeje plochých panelů (ve srovnání s CRT) vynahrazeny výhodami přenositelnosti (nízká spotřeba energie z baterií, tenkost a lehká váha).
většina plochých displejů z období 2010s používá technologie LCD nebo světelných diod (LED), někdy kombinované. Většina LCD obrazovek je podsvícena, protože barevné filtry se používají k zobrazení barev. Ploché displeje jsou tenké, lehké, poskytují lepší linearitu a jsou schopné vyššího rozlišení než typické televizory pro spotřebitele z dřívějších období. Nejvyšší rozlišení pro televizory CRT pro spotřebitele bylo 1080i; naproti tomu mnoho plochých panelů dokáže zobrazit rozlišení 1080p nebo dokonce 4K. Od roku 2016 používají některá zařízení, která používají ploché panely, jako jsou tabletové počítače, smartphony a méně často notebooky, dotykové obrazovky, což je funkce, která uživatelům umožňuje vybrat ikony na obrazovce nebo spouštět akce (např. přehrávání digitálního videa) dotykem obrazovky. Mnoho zařízení s dotykovou obrazovkou může na obrazovce zobrazit virtuální QWERTY nebo numerickou klávesnici, která uživateli umožní psát slova nebo čísla.
multifunkční monitor (MFM) je plochý displej, který má další video vstupy (více než typický LCD monitor) a je navržen pro použití s různými externími zdroji videa, jako je vstup VGA, Vstup HDMI z schopného vybaveného videorekordéru VHS nebo herní konzole a v některých případech USB vstup nebo čtečka karet pro prohlížení digitálních fotografií. V mnoha případech MFM také obsahuje televizní tuner, takže je podobný LCD televizoru, který nabízí připojení k počítači.
historie
první technický návrh plochého televizoru byl Společností General Electric v roce 1954 v důsledku práce na radarových monitorech. Zveřejnění jejich zjištění poskytlo všechny základy budoucích plochých televizorů a monitorů. GE však nepokračovala s požadovaným R&D a nikdy v té době nepostavila funkční plochý panel. Prvním výrobním plochým panelovým displejem byla trubice Aiken, vyvinutá na počátku 50. let a vyráběná v omezeném počtu v roce 1958. Toto vidělo nějaké použití ve vojenských systémech jako heads up displej a jako osciloskop monitor, ale konvenční technologie předběhly jeho vývoj. Pokusy o komercializaci systému pro použití v domácí televizi narazily na pokračující problémy a systém nebyl nikdy komerčně vydán.
Philco Predicta představoval relativně plochý (pro svůj den) Nastavení katodové trubice a byl by prvním komerčně vydaným „plochým panelem“ po jeho uvedení na trh v roce 1958; Predikta byla komerční selhání. Plazmový zobrazovací panel byl vynalezen v roce 1964 na University of Illinois, podle historie plazmových zobrazovacích panelů.
LCD displeje
MOSFET (tranzistor s efektem polovodičového pole s oxidem kovu nebo tranzistor MOS) byl vynalezen Mohamedem m. Atallou a Dawonem Kahngem v Bell Labs v roce 1959 a představen v roce 1960. V návaznosti na jejich práci vyvinul Paul k. Weimer v RCA v roce 1962 tenkovrstvý tranzistor (TFT). Byl to Typ MOSFETu odlišný od standardního hromadného MOSFETu. Myšlenku LCD na bázi TFT vymyslel Bernard J. Lechner z RCA Laboratories v roce 1968. B. J. Lechner, F. J. Marlowe, e. o. Nester a J. Tults demonstrovali koncept v roce 1968 s dynamickým rozptylem LCD, který používal standardní diskrétní MOSFETy.
první elektroluminiscenční displej s aktivní maticí (ELD) byl vyroben pomocí TFT oddělením tenkovrstvých zařízení T. Petera Brodyho ve Westinghouse Electric Corporation v roce 1968. V roce 1973 Brody, J. a. Asars a G. D. Dixon ve Westinghouse Research Laboratories předvedli první tenkovrstvý tranzistorový displej z tekutých krystalů (TFT LCD). Brody a Fang-Chen Luo předvedli první plochý displej z tekutých krystalů s aktivní matricí (AM LCD) pomocí TFT v roce 1974.
do roku 1982 byly v Japonsku vyvinuty kapesní LCD televizory založené na technologii LCD. 2, 1palcový Epson ET-10 Epson Elf byl první barevný LCD kapesní televizor, který byl vydán v roce 1984. V roce 1988 ukázal ostrý výzkumný tým vedený inženýrem T. Nagayasu 14palcový plně barevný LCD displej, který přesvědčil elektronický průmysl, že LCD nakonec nahradí CRT jako standardní technologii televizního displeje. Od roku 2013 používají všechna moderní elektronická vizuální zobrazovací zařízení s vysokým rozlišením a vysokou kvalitou aktivní maticové displeje založené na TFT.
LED displeje
první použitelný LED displej byl vyvinut společností Hewlett-Packard (HP) a představen v roce 1968. Byl to výsledek výzkumu a vývoje (R&D) o praktické technologii LED v letech 1962 až 1968 výzkumným týmem pod vedením Howarda C. Bordena, Geralda P. Pighiniho a Mohameda m. Atally v HP Associates a HP Labs. V únoru 1969 představili číselný Indikátor HP Model 5082-7000. Byl to první alfanumerický LED displej a byla to revoluce v technologii digitálního zobrazení, která nahradila digitronovou trubici pro číselné displeje a stala se základem pro pozdější LED displeje. V roce 1977 James P Mitchell prototypoval a později předvedl, co bylo možná nejčasnějším monochromatickým LED televizním displejem s plochým panelem.
Ching W. Tang a Steven Van Slyke z Eastman Kodak postavili první praktické organické LED (OLED) zařízení v roce 1987. V roce 2003 vyrobil Hynix ekologický ovladač EL schopný osvětlení ve 4 096 barvách. V roce 2004 byl Sony Qualia 005 prvním LED podsvíceným LCD displejem. Sony XEL-1, vydaný v roce 2007, byl první televizí OLED.
běžné typy
displej z tekutých krystalů (LCD)
LCD displeje s efektem pole jsou lehké, kompaktní, přenosné, levné, spolehlivější a jednodušší na očích než obrazovky CRT. LCD obrazovky používají tenkou vrstvu tekutých krystalů, kapaliny, která vykazuje krystalické vlastnosti. Je vložen mezi dvě skleněné desky nesoucí průhledné elektrody. Na každé straně LCD jsou umístěny dvě polarizační fólie. Generováním řízeného elektrického pole mezi elektrodami lze aktivovat různé segmenty nebo Pixely tekutého krystalu, což způsobuje změny jejich polarizačních vlastností. Tyto polarizační vlastnosti závisí na zarovnání vrstvy tekutých krystalů a použitém specifickém efektu pole, a to buď zkrouceným Nematickým (TN), přepínáním v rovině (IPS) nebo svislým zarovnáním (VA). Barva se vytváří použitím vhodných barevných filtrů (červené, zelené a modré) na jednotlivé subpixely. LCD displeje se používají v různých elektronikách, jako jsou hodinky, kalkulačky, mobilní telefony, televizory, počítačové monitory a obrazovky notebooků atd.
LED-LCD
většina dřívějších velkých LCD obrazovek byla podsvícena pomocí řady CCFL (zářivky se studenou katodou). Malá kapesní zařízení však téměř vždy používala LED jako zdroj osvětlení. Se zlepšením LED jsou nyní téměř všechny nové displeje vybaveny technologií podsvícení LED. Obraz je stále generován vrstvou LCD.
plazmový panel
plazmový displej se skládá ze dvou skleněných desek oddělených tenkou mezerou vyplněnou plynem, jako je neon. Každá z těchto desek má přes ni několik paralelních elektrod. Elektrody na obou deskách jsou v pravém úhlu k sobě. Napětí aplikované mezi dvěma elektrodami na každé desce způsobuje, že malý segment plynu na obou elektrodách svítí. Záře plynových segmentů je udržována nižším napětím, které je nepřetržitě aplikováno na všechny elektrody. Do roku 2010 byly spotřebitelské plazmové displeje přerušeny mnoha výrobci.
elektroluminiscenční panel
v elektroluminiscenčním displeji (ELD) je obraz vytvořen aplikací elektrických signálů na desky, které vytvářejí záři fosforu.
organická světelná dioda
OLED (organická světelná dioda) je světelná dioda (LED), ve které je emisní elektroluminiscenční vrstva filmem organické sloučeniny, která emituje světlo v reakci na elektrický proud. Tato vrstva organického polovodiče je umístěna mezi dvěma elektrodami; obvykle je alespoň jedna z těchto elektrod průhledná. OLED se používají k vytváření digitálních displejů v zařízeních, jako jsou televizní obrazovky, počítačové monitory, přenosné systémy, jako jsou mobilní telefony, ruční herní konzole a PDA.
Quantum-dot light-emitting diode
QLED nebo quantum dot LED je technologie plochého displeje zavedená společností Samsung pod touto ochrannou známkou. Ostatní výrobci televizorů, jako je Sony, použili stejnou technologii ke zlepšení podsvícení LCD televizorů již v roce 2013. Kvantové tečky vytvářejí své vlastní jedinečné světlo, když jsou osvětleny světelným zdrojem kratší vlnové délky, jako jsou modré LED diody. Tento typ LED televizoru zvyšuje barevný gamut LCD panelů, kde je obraz stále generován LCD. Podle názoru společnosti Samsung se očekává, že displeje quantum dot pro velkoplošné televizory se v nadcházejících letech stanou populárnějšími než displeje OLED; firmy jako Nanoco a Nanosys soutěží o poskytování materiálů QD. Mezitím jsou zařízení Samsung Galaxy, jako jsou smartphony, stále vybavena OLED displeji vyrobenými společností Samsung. Společnost Samsung na svých webových stránkách vysvětluje, že televizor QLED, který vyrábějí, může určit, která část displeje potřebuje více či méně kontrastu. Společnost Samsung také oznámila partnerství se společností Microsoft, které bude propagovat nový televizor Samsung QLED.
Volatilní
Volatilní displeje vyžadují, aby pixely byly pravidelně obnovovány, aby si zachovaly svůj stav, a to i pro statický obraz. Jako takový, Volatilní obrazovka potřebuje elektrickou energii, buď ze síťové elektřiny (zapojené do zásuvky) nebo z baterie, aby udržovala obraz na displeji nebo měnila obraz. K tomuto obnovení obvykle dochází mnohokrát za sekundu. Pokud se tak nestane, například pokud dojde k výpadku napájení, pixely postupně ztratí svůj koherentní stav a obraz „zmizí“ z obrazovky.
příklady
následující technologie plochého displeje byly komercializovány v 1990s na 2010s:
- plazmový zobrazovací panel (PDP)
- displej z tekutých krystalů s aktivní maticí (AMLCD)
- zadní projekce: digitální zpracování světla (DLP), LCD, LCOS
- elektronický papír: E Ink, Gyricon
- světelný diodový displej (LED)
- aktivní maticová organická světelná dioda (AMOLED)
- kvantová bodový displej (QLED)
technologie, které byly rozsáhle zkoumány, ale jejich komercializace byla omezená nebo byla nakonec opuštěna:
- elektroluminiscenční displej s aktivní maticí (ELD)
- interferometrický modulátor (IMOD)
- displej s emisemi pole (FED)
- povrchově vodivý elektronový emitor (SED, SED-TV)
statické
statické ploché displeje se spoléhají na materiály, jejichž barevné stavy jsou bistabilní. To znamená, že obraz, který drží, nevyžaduje žádnou energii k udržení, ale místo toho vyžaduje změnu energie. Výsledkem je mnohem energeticky účinnější displej, ale s tendencí k pomalým obnovovacím frekvencím, které jsou na interaktivním displeji nežádoucí. Bistabilní ploché displeje se začínají nasazovat v omezených aplikacích (cholesterové displeje z tekutých krystalů, vyráběné společností Magink, ve venkovní reklamě; elektroforetické displeje v zařízeních pro čtečky elektronických knih od Sony a iRex; anlabels; interferometrický modulátor se zobrazuje v chytrých hodinkách).
Viz také
- počítačový monitor
- displej motion blur
- elektronický papír
- FPD-Link
- flexibilní displej
- velkoplošná televizní technologie
- LCD
- LED podsvícený LCD televizor
- seznam výrobců plochých panelů
- MicroLED
- mobilní displej
- OLED
- plazmový zobrazovací panel
- kvantový bodový displej
- Sony watchman
- stereoskopické 3D displeje vyžadující žádné speciální brýle
- dotykový panel
- transparentní Zobrazit
- ^ „navrhované televizory by měly tenké obrazovky.“Popular Mechanics, Listopad 1954, s. 111.
- ^ William Ross Aiken, „History of the Kaiser-Aiken, thin cathode ray tube“, IEEE Transactions on Electron Devices, Volume 31 Issue 11 (November 1984), PP.1605-1608.
- ^ “ TV s plochou obrazovkou v roce 1958-Populární mechanika (Jan, 1958)“.
- ^ „Geer Experimental Color CRT“. www.earlytelevision.org.
- ^ plazmová TV věda.org-historie plazmových zobrazovacích panelů
- ^ „1960 – demonstrován tranzistor Metal Oxide Semiconductor (MOS)“. Křemíkový Motor. Muzeum Počítačové Historie. Citováno 29 Červenec 2019.
- ^ Atalla, M.; Kahng, D. (1960). „Křemík-oxid křemičitý pole indukované povrchové zařízení“. IRE-AIEE Solid State Device Research Conference.
- ^ Weimer, Paul K. (Červen 1962). „TFT nový tenkovrstvý tranzistor“. Sborník zloby. 50 (6): 1462–1469. doi: 10.1109 / JRPROC.1962.288190. ISSN 0096-8390. S2CID 51650159.
- ^ Kimizuka, Noboru; Yamazaki, Shunpei (2016). Fyzika a technologie krystalického oxidu polovodičového CAAC-IGZO: základy. John Wiley & Synové. s. 217. ISBN 9781119247401.
- ^ a b c d Kawamoto, h. (2012). „Vynálezci LCD s aktivní maticí TFT obdrží medaili IEEE Nishizawa 2011“. Žurnál zobrazovací technologie. 8 (1): 3–4. doi: 10.1109 / JDT.2011.2177740. Issn 1551-319X.
- ^ Castellano, Joseph a. (2005). Tekuté zlato: příběh displejů z tekutých krystalů a vytvoření průmyslu. Světová Věda. s. 41-2. ISBN 9789812389565.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Tekuté zlato: příběh displejů z tekutých krystalů a vytvoření průmyslu (ed.). New Jersey: World Scientific. s. 176-7. ISBN 981-238-956-3.
- ^ Kuo, Yue (1.Ledna 2013). „Tenkovrstvá tranzistorová technologie-minulost, přítomnost a budoucnost“ (PDF). Rozhraní Elektrochemické Společnosti. 22 (1): 55–61. doi: 10.1149/2.F06131jestli. ISSN 1064-8208.
- ^ Brody, T. Peter; Asars, J. A.; Dixon, G. D. (Listopad 1973). „Panel displeje z tekutých krystalů 6 × 6 palců 20 řádků na palec“. IEEE transakce na elektronových zařízeních. 20 (11): 995–1001. doi: 10.1109 / T-ed.1973.17780. ISSN 0018-9383.
- ^ Morozumi, Shinji; Oguchi, Kouichi (12.Října 1982). „Současný stav vývoje LCD-TV v Japonsku“. Molekulární krystaly a kapalné krystaly. 94 (1–2): 43–59. doi: 10.1080 / 00268948308084246. ISSN 0026-8941.
- ^ Souk, Jun; Morozumi, Shinji; Luo, Fang-Chen; Bita, Ion (2018). Výroba Plochých Panelů. John Wiley & Synové. s. 2-3. ISBN 9781119161356.
- ^ „ET-10“. Epson. Citováno 29 Červenec 2019.
- ^ Nagayasu, T.; Oketani, T.; Hirobe, T.; Kato, H.; Mizushima, S.; Take, H.; Yano, K.; Hijikigawa, M.; Washizuka, I. (Říjen 1988). „14-in.- úhlopříčka plně barevný a-Si TFT LCD“. Záznam z konference 1988 International Display Research Conference: 56-58. doi: 10.1109 / DISPL.1988.11274. S2CID 20817375.
- ^ Brotherton, S.D. (2013). Úvod do tenkovrstvých tranzistorů: fyzika a technologie TFT. Springer Science & Obchodní Média. s. 74. ISBN 9783319000022.
- ^ Kramer, Bernhard (2003). Pokroky ve fyzice pevných látek. Springer Science & Obchodní Média. s. 40. ISBN 9783540401506.
- ^ Borden, Howard C.; Pighini, Gerald P. (Únor 1969). „Solid-State Displays“ (PDF). Hewlett-Packard Journal: 2-12.
- ^ „Hewlett-Packard 5082-7000“. Vintage Technology Association. Citováno 15 Srpen 2019.
- ^ Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. (1987). „Organické elektroluminiscenční diody“. Aplikované Fyzikální Dopisy. 51 (12): 913. Ročník 1987..51..913T. doi: 10.1063 / 1.98799.
- ^ „historie: 2000s“. SK Hynix. Retrieved 8 July 2019.
- ^ Wilkinson, Scott (19.Listopadu 2008). „LCD TV Sony KDL-55XBR8“. Zvuk & Vidění. Citováno 3 Říjen 2019.
- ^ Sony XEL-1:První OLED televizor na světě archivovaný v roce 2016. OLED-Info.com (2008-11-17).
- ^ CES 2015 sázky na nové televizní technologie. IEEE Spectrum, 7. ledna 2015. Citováno Říjen 21, 2017
- ^ LG poskakuje s novou televizí. CNET, 16. Prosince 2014. Citováno Říjen 21, 2017