płaski wyświetlacz (FPD) to elektroniczne urządzenie wyświetlające umożliwiające oglądanie treści (nieruchomych obrazów, ruchomych obrazów, tekstu lub innych materiałów wizualnych) w zakresie rozrywki, elektroniki użytkowej, komputera osobistego i urządzeń mobilnych oraz wielu rodzajów sprzętu medycznego, transportowego i przemysłowego. Takie panele lub ekrany są znacznie lżejsze i cieńsze niż tradycyjne telewizory kineskopowe (CRT) i mają zwykle mniej niż 10 centymetrów (3,9 cala) grubości. Wyświetlacze płaskie można podzielić na dwie kategorie urządzeń wyświetlających: lotne i statyczne. Wyświetlacze lotne wymagają okresowego odświeżania pikseli elektronicznie w celu zachowania ich stanu (np. wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD)). Lotny wyświetlacz pokazuje obraz tylko wtedy, gdy ma baterię lub zasilanie sieciowe. Statyczne monitory płaskoekranowe opierają się na materiałach, których Stany kolorów są bistabilne (np. tablety z czytnikami e-booków firmy Sony) i jako takie monitory płaskoekranowe zachowują tekst lub obrazy na ekranie, nawet gdy zasilanie jest wyłączone. Od 2016 roku monitory płaskoekranowe niemal całkowicie zastąpiły stare monitory CRT. W wielu zastosowaniach z 2010 roku, szczególnie małych urządzeniach przenośnych, takich jak laptopy, telefony komórkowe, smartfony, aparaty cyfrowe, kamery wideo, kamery punktowo-fotograficzne i kieszonkowe kamery wideo, wszelkie wady wyświetlania płaskich paneli (w porównaniu z CRT) są rekompensowane zaletami przenośności (niski pobór mocy z baterii, cienkość i lekkość).
większość monitorów płaskich z 2010 roku wykorzystuje technologie LCD lub diody elektroluminescencyjne (LED), czasami połączone. Większość ekranów LCD jest podświetlana, ponieważ filtry kolorów są używane do wyświetlania kolorów. Monitory z płaskim ekranem są cienkie, lekkie, zapewniają lepszą liniowość i są w stanie uzyskać wyższą rozdzielczość niż typowe Telewizory klasy konsumenckiej z wcześniejszych epok. Najwyższa rozdzielczość dla telewizorów CRT klasy konsumenckiej to 1080i; w przeciwieństwie do tego, wiele płaskich paneli może wyświetlać rozdzielczość 1080p, a nawet 4K. Od 2016 r.niektóre urządzenia korzystające z płaskich paneli, takie jak tablety, smartfony i rzadziej laptopy, używają ekranów dotykowych, które umożliwiają użytkownikom wybieranie ikon na ekranie lub uruchamianie działań (np. odtwarzanie cyfrowego wideo) poprzez dotykanie ekranu. Wiele urządzeń obsługujących ekran dotykowy może wyświetlać na ekranie wirtualną klawiaturę QWERTY lub numeryczną, aby umożliwić użytkownikowi wpisywanie słów lub liczb.
monitor Wielofunkcyjny (MFM) to płaski wyświetlacz, który ma dodatkowe wejścia wideo (więcej niż typowy monitor LCD) i jest przeznaczony do użytku z różnymi zewnętrznymi źródłami wideo, takimi jak Wejście VGA, Wejście HDMI z odpowiednio wyposażonego magnetowidu VHS lub Konsoli Do Gier Wideo, aw niektórych przypadkach wejście USB lub czytnik kart do oglądania cyfrowych zdjęć. W wielu przypadkach MFM zawiera również tuner telewizyjny, co czyni go podobnym do telewizora LCD, który oferuje łączność z komputerem.
Historia
w wyniku prac nad monitorami radarowymi General Electric w 1954 roku opracowała pierwszą propozycję konstrukcyjną płaskiego telewizora. Publikacja ich ustaleń dała wszystkie podstawy przyszłych płaskich telewizorów i monitorów. Jednak GE nie kontynuowała pracy z wymaganym R&D i nigdy nie zbudowała w tym czasie działającego płaskiego panelu. Pierwszym płaskim wyświetlaczem produkcyjnym była lampa Aiken, opracowana na początku lat 50. i wyprodukowana w ograniczonej liczbie w 1958 roku. To widział pewne zastosowanie w systemach wojskowych jako wyświetlacz heads up i jako monitor oscyloskopu, ale konwencjonalne technologie wyprzedziły jego rozwój. Próby komercjalizacji systemu do użytku telewizji domowej napotykały na ciągłe problemy i system nigdy nie został wydany komercyjnie.
Philco Predicta wyposażony był w stosunkowo płaską (jak na swój dzień) lampę elektronopromieniową i był pierwszym komercyjnie wypuszczonym „płaskim panelem” po premierze w 1958 roku; Predicta okazała się komercyjną porażką. Panel plazmowy został wynaleziony w 1964 roku na Uniwersytecie Illinois, zgodnie z historią paneli plazmowych.
wyświetlacze LCD
MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor lub Mos transistor) został wynaleziony przez Mohameda M. Atallę i Dawona Kahnga w Bell Labs w 1959 roku i zaprezentowany w 1960 roku. Opierając się na ich pracy, Paul K. Weimer z RCA opracował cienkowarstwowy tranzystor (TFT) w 1962 roku. Był to typ mosfetu różniący się od standardowego mosfetu luzem. Pomysł Na LCD oparty na technologii TFT został wymyślony przez Bernarda J. Lechner z RCA Laboratories w 1968 roku. B. J. Lechner, F. J. Marlowe, E. O. Nester i J. Tults zademonstrowali tę koncepcję w 1968 roku za pomocą dynamicznego rozpraszającego wyświetlacza LCD wykorzystującego standardowe dyskretne Mosfety.
pierwszy wyświetlacz elektroluminescencyjny z aktywną matrycą (ELD) został wykonany przy użyciu TFTs przez Wydział cienkowarstwowych urządzeń T. Petera Brody ’ ego w Westinghouse Electric Corporation w 1968 roku. W 1973 roku Brody, J. A. Asars i G. D. Dixon w Westinghouse Research Laboratories zaprezentowali pierwszy cienkowarstwowy tranzystorowy wyświetlacz ciekłokrystaliczny (TFT LCD). Brody i Fang-Chen Luo zademonstrowali pierwszy płaski wyświetlacz ciekłokrystaliczny z aktywną matrycą (AM LCD) przy użyciu TFTs w 1974 roku.
do 1982 roku w Japonii powstawały kieszonkowe telewizory LCD oparte na technologii LCD. 2,1-calowy Epson ET-10 Epson Elf był pierwszym kolorowym telewizorem kieszonkowym LCD, wydanym w 1984 roku. W 1988 roku ostry zespół badawczy kierowany przez inżyniera T. Nagayasu zademonstrował 14-calowy kolorowy wyświetlacz LCD, który przekonał przemysł elektroniczny, że LCD ostatecznie zastąpi CRT jako standardową technologię wyświetlania telewizji. Od 2013 r.wszystkie nowoczesne urządzenia do wyświetlania obrazu o wysokiej rozdzielczości i wysokiej jakości wykorzystują wyświetlacze TFT z aktywną matrycą.
wyświetlacze LED
pierwszy użyteczny wyświetlacz LED został opracowany przez firmę Hewlett-Packard (HP) i wprowadzony w 1968 roku. Był wynikiem badań i rozwoju (R&D) nad praktyczną technologią LED w latach 1962-1968, przez zespół badawczy pod kierownictwem Howarda C. Bordena, Geralda P. Pighini i Mohameda M. Atalla, w HP Associates i HP Labs. W lutym 1969 roku wprowadzono wskaźnik numeryczny HP Model 5082-7000. Był to pierwszy alfanumeryczny wyświetlacz LED i był rewolucją w technologii wyświetlaczy cyfrowych, zastępując lampę Nixie na wyświetlaczach numerycznych i stając się podstawą dla późniejszych wyświetlaczy LED. W 1977 roku James P Mitchell prototypował, a później zademonstrował prawdopodobnie najwcześniejszy monochromatyczny płaski wyświetlacz telewizyjny LED.
Ching W. Tang i Steven Van Slyke w Eastman Kodak zbudowali pierwsze praktyczne organiczne urządzenie LED (OLED) w 1987 roku. W 2003 roku firma Hynix wyprodukowała ekologiczny sterownik EL zdolny do oświetlenia w 4096 kolorach. W 2004 roku Sony Qualia 005 był pierwszym wyświetlaczem LCD Z Podświetleniem LED. Sony XEL-1, wydany w 2007 roku, był pierwszym telewizorem OLED.
typowe typy
Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)
Monitory LCD z efektem pola są lekkie, kompaktowe, przenośne, tanie, bardziej niezawodne i łatwiejsze dla oczu niż ekrany CRT. Ekrany LCD wykorzystują cienką warstwę ciekłego kryształu, cieczy, która wykazuje właściwości krystaliczne. Jest on umieszczony między dwiema szklanymi płytami z przezroczystymi elektrodami. Po każdej stronie wyświetlacza LCD umieszczone są dwie folie polaryzacyjne. Generując kontrolowane pole elektryczne między elektrodami, można aktywować różne segmenty lub piksele ciekłego kryształu, powodując zmiany ich właściwości polaryzacyjnych. Te właściwości polaryzacyjne zależą od wyrównania warstwy ciekłokrystalicznej i określonego zastosowanego efektu pola, tj. skręconego Nematycznego (TN), przełączania w płaszczyźnie (IPS) lub wyrównania pionowego (VA). Kolor jest wytwarzany przez zastosowanie odpowiednich filtrów kolorów (Czerwony, zielony i niebieski) do poszczególnych subpikseli. Wyświetlacze LCD są używane w różnych elektronice, takich jak zegarki, kalkulatory, telefony komórkowe, telewizory, monitory komputerowe i ekrany laptopów itp.
LED-LCD
większość wcześniejszych dużych ekranów LCD była Podświetlana za pomocą wielu świetlówek CCFL(cold cathode fluorescent lamp). Jednak małe urządzenia kieszonkowe prawie zawsze używały Diod Led jako źródła oświetlenia. Wraz z ulepszeniem Diod Led prawie wszystkie nowe wyświetlacze są teraz wyposażone w technologię podświetlenia LED. Obraz jest nadal generowany przez warstwę LCD.
panel plazmowy
wyświetlacz plazmowy składa się z dwóch szklanych płytek oddzielonych cienką szczeliną wypełnioną gazem, takim jak neon. Każda z tych płyt posiada kilka równoległych elektrod przebiegających po niej. Elektrody na dwóch płytkach są pod kątem prostym do siebie. Napięcie przyłożone między dwiema elektrodami po jednej na każdej płytce powoduje, że mały segment gazu przy dwóch elektrodach świeci. Świecenie segmentów gazu jest utrzymywane przez niższe napięcie, które jest stale przyłożone do wszystkich elektrod. Do 2010 roku wielu producentów zaprzestało produkcji konsumenckich wyświetlaczy plazmowych.
Panel elektroluminescencyjny
na wyświetlaczu elektroluminescencyjnym (ELD) obraz jest tworzony przez przyłożenie sygnałów elektrycznych do płytek, które powodują świecenie luminoforu.
Organiczna Dioda elektroluminescencyjna
OLED (organiczna Dioda elektroluminescencyjna) To Dioda elektroluminescencyjna (LED), w której emisyjna warstwa elektroluminescencyjna jest warstwą związku organicznego, który emituje światło w odpowiedzi na prąd elektryczny. Ta warstwa półprzewodnika organicznego znajduje się między dwiema elektrodami; typowo, co najmniej jedna z tych elektrod jest przezroczysta. OLED są używane do tworzenia wyświetlaczy cyfrowych w urządzeniach takich jak ekrany telewizyjne, monitory komputerowe, systemy przenośne, takie jak telefony komórkowe, przenośne konsole do gier i PDA.
Quantum-dot Light-emitting diode
QLED lub Quantum Dot LED to technologia wyświetlania płaskich paneli wprowadzona przez firmę Samsung pod tym znakiem towarowym. Inni producenci telewizorów, tacy jak Sony, już w 2013 roku wykorzystali tę samą technologię do poprawy podświetlenia telewizorów LCD. Kropki kwantowe tworzą własne, unikalne światło podświetlane przez źródło światła o krótszej długości fali, takie jak niebieskie diody LED. Ten typ telewizora LED zwiększa gamę kolorów paneli LCD, gdzie obraz jest nadal generowany przez LCD. Zdaniem Samsunga, ekrany quantum dot dla telewizorów wielkoekranowych mają w najbliższych latach stać się bardziej popularne niż wyświetlacze OLED.firmy takie jak Nanoco i Nanosys konkurują o materiały QD. W międzyczasie urządzenia Samsung Galaxy, takie jak smartfony, nadal są wyposażone w wyświetlacze OLED produkowane przez Samsunga. Samsung wyjaśnia na swojej stronie internetowej, że produkowany przez nich telewizor QLED może określić, która część wyświetlacza potrzebuje mniej lub bardziej kontrastu. Samsung ogłosił również współpracę z Microsoftem, która będzie promować nowy telewizor Samsung QLED.
zmienne wyświetlacze wymagają okresowego odświeżania pikseli w celu zachowania ich stanu, nawet w przypadku obrazu statycznego. W związku z tym, Lotny ekran potrzebuje energii elektrycznej, albo z sieci elektrycznej (jest podłączony do gniazdka ściennego) lub baterii, aby utrzymać obraz na wyświetlaczu lub zmienić obraz. To Odświeżanie Zwykle występuje wiele razy na sekundę. Jeśli nie zostanie to zrobione, na przykład, jeśli wystąpi przerwa w zasilaniu, piksele stopniowo stracą swój spójny stan, a obraz „zniknie” z ekranu.
przykłady
następujące technologie płaskich wyświetlaczy zostały skomercjalizowane w latach 90-tych do 2010:
- Panel Wyświetlacza plazmowego (PDP)
- Wyświetlacz ciekłokrystaliczny z aktywną matrycą (AMLCD)
- projekcja tylna: cyfrowa obróbka światła (DLP), LCD, LCOS
- papier elektroniczny: e Ink, Gyricon
- wyświetlacz diody elektroluminescencyjnej (LED)
- dioda emitująca światło organiczne z aktywną matrycą (AMOLED)
- wyświetlacz quantum dot (QLED)
technologie, które były szeroko badane, ale ich komercjalizacja była ograniczona lub została ostatecznie porzucona:
- Wyświetlacz elektroluminescencyjny z aktywną matrycą (ELD)
- wyświetlacz modulatora Interferometrycznego (IMOD)
- wyświetlacz emisji pola (FED)
- Wyświetlacz emitera elektronów przewodzenia powierzchniowego (SED, SED-TV)
statyczne
statyczne Wyświetlacze płaskie opierają się na materiałach, których Stany kolorów są bistabilne. Oznacza to, że obraz, który trzymają, nie wymaga energii do utrzymania, ale zamiast tego wymaga energii do zmiany. Skutkuje to znacznie bardziej energooszczędnym wyświetlaczem, ale z tendencją do powolnych częstotliwości odświeżania, które są niepożądane w interaktywnym wyświetlaczu. Bistabilne wyświetlacze płaskoekranowe zaczynają być stosowane w ograniczonych zastosowaniach (wyświetlacze ciekłokrystaliczne, produkowane przez Magink, w reklamie zewnętrznej; wyświetlacze elektroforetyczne w czytnikach e-booków Sony i iRex; anlabels; interferometric modulator wyświetla w smartwatch).
Zobacz także
- monitor komputera
- wyświetlacz Rozmycie ruchu
- papier elektroniczny
- FPD-Link
- elastyczny wyświetlacz
- Technologia telewizorów wielkoekranowych
- LCD
- telewizor LCD z podświetleniem LED
- lista producentów wyświetlaczy płaskich
- microled
- wyświetlacz mobilny
- OLED
- Panel Wyświetlacza plazmowego
- wyświetlacz quantum dot
- Sony Watchman
- stereoskopia wyświetlacze 3D nie wymagające specjalnych okularów
- panel dotykowy
- przezroczysty wyświetlacz
- ^ „proponowane telewizory będą wyposażone w cienkie ekrany.”Popular Mechanics, November 1954, P. 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.
- ^ „Flat Screen TV in 1958 – Popular Mechanics (Jan, 1958)”.
- ^ „Geer Experimental Color CRT”. www.earlytelevision.org.
- ^ telewizory plazmowe.org-Historia paneli plazmowych
- ^ „1960 – Tranzystor Metal Oxide Semiconductor (MOS) demonstrowany”. Silikonowy Silnik. Muzeum Historii Komputerów. 29.07.2010 R.
- ^ Atalla, M.; Kahng, D. (1960). Silicon-silicon dioxide field induced surface devices (ang.). Ire-Aiee Solid State Device Research Conference.
- ^ Weimer, Paul K. (Czerwiec 1962). The TFT A New Thin-Film Transistor (ang.). Postępowanie IRE. 50 (6): 1462–1469. doi: 10.1109 / JRPROC.1962.288190. ISSN 0096-8390. S2CID 51650159
- ^ Kimizuka, Noboru; Yamazaki, Shunpei (2016). Fizyka i technologia krystalicznego tlenku półprzewodnika CAAC-IGZO: podstawy. John Wiley & Synowie. s. 217. ISBN 9781119247401.
- ^ A b c d Kawamoto, H. (2012). The Inventors of TFT Active-Matrix LCD Receive the 2011 IEEE Nishizawa Medal (ang.). Journal of Display Technology. 8 (1): 3–4. doi: 10.1109 / JDT.2011.2177740. ISSN 1551-319x.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Liquid Gold: Historia wyświetlaczy ciekłokrystalicznych i tworzenia przemysłu. Światowej Nauki. S. 41-2. ISBN 9789812389565.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Płynne złoto: the story of liquid crystal displays and the creation of an industry (ed.). New Jersey: World Scientific. S. 176-7. ISBN 981-238-956-3.
- ^ Kuo, Yue (1 Stycznia 2013). Thin Film Transistor Technology-Past, Present, and Future (ang.). Interfejs Towarzystwa Elektrochemicznego. 22 (1): 55–61. 10.1149/2F06131if. ISSN 1064-8208.
- ^ Brody, T. Peter; Asars, J. A.; Dixon, G. D. (November 1973). A 6 × 6 inch 20 lines-per-inch liquid-crystal display panel (ang.). Transakcje IEEE na urządzeniach elektronowych. 20 (11): 995–1001. 10.1109 / t-ED.1973.17780. ISSN 0018-9383.
- ^ Morozumi, Shinji; Oguchi, Kouichi (12 Października 1982). Current Status of LCD-TV Development in Japan (ang.). Kryształów molekularnych i ciekłych kryształów. 94 (1–2): 43–59. doi: 10.1080 / 00268948308084246. ISSN 0026-8941.
- ^ Souk, Jun; Morozumi, Shinji; Luo, Fang-Chen; Bita, Ion (2018). Produkcja Płaskich Wyświetlaczy Panelowych. John Wiley & Synowie. S. 2-3. ISBN 9781119161356.
- ^ „ET-10”. Epson. 29.07.2010 R.
- ^ Nagayasu, T.; Oketani, T.; Hirobe, T.; Kato, H.; Mizushima, S.; Take, H.; Yano, K.; Hijikigawa, M.; Washizuka, I. (October 1988). „14-in.- przekątna pełnokolorowa a-Si TFT LCD”. Record of the 1988 International Display Research Conference: 56-58. doi: 10.1109 / DISPL.1988.11274. S2CID 20817375
- Wprowadzenie do tranzystorów cienkowarstwowych: fizyka i technologia TFTs. Springer Science & Media Biznesowe. s. 74. ISBN 9783319000022.
- ^ Kramer, Bernhard (2003). Postępy w fizyce ciała stałego. Springer Science & Media Biznesowe. s. 40. ISBN 9783540401506.
- ^ Borden, Howard C.; Pighini, Gerald P. (February 1969). Solid-State Displays (ang.). Hewlett-Packard Journal: 2-12.
- ^ „Hewlett-Packard 5082-7000”. Stowarzyszenie Technologii Vintage. 15.08.2010 R.
- ^ Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. (1987). Organic electroluminescent diodes (ang.). Applied Physics Letters. 51 (12): 913. Bibcode: 1987ApPhL..51..913T. doi: 10.1063/1.98799.
- ^ „Historia: 2000s”. SK Hynix. [2010-08-19 22: 19]
- ^ Wilkinson, Scott (19 Listopada 2008). Sony KDL-55XBR8 LCD TV (ang.). Dźwięk & Wizja. [2010-03-03 19: 40]
- ^ Sony XEL-1:Pierwsza na świecie telewizja OLED zarchiwizowana 2016-02-05 w Wayback Machine, OLED-Info.com (2008-11-17)
- ^ CES 2015 obstawianie nowych technologii telewizyjnych. IEEE Spectrum, 7 stycznia 2015. Retrieved October 21, 2017
- ^ LG przeskoczył Quantum dot rywali z nowym telewizorem. CNET, 16 grudnia 2014. Retrieved October 21, 2017