un afișaj cu ecran plat (FPD) este un dispozitiv electronic de afișare utilizat pentru a permite oamenilor să vadă conținut (imagini statice, imagini în mișcare, text sau alte materiale vizuale) într-o gamă de divertisment, electronice de larg consum, computer personal și dispozitive mobile și multe tipuri de echipamente medicale, de transport și industriale. Astfel de panouri sau ecrane sunt mult mai ușoare și mai subțiri decât televizoarele tradiționale cu tub catodic (CRT) și au de obicei o grosime mai mică de 10 centimetri (3,9 in). Afișajele cu ecran plat pot fi împărțite în două categorii de dispozitive de afișare: volatile și statice. Afișajele Volatile necesită reîmprospătarea periodică electronică a pixelilor pentru a-și păstra starea [de exemplu, afișaje cu cristale lichide (LCD)]. Un afișaj Volatil afișează o imagine numai atunci când are o baterie sau o rețea de curent alternativ. Afișajele statice cu ecran plat se bazează pe materiale ale căror stări de culoare sunt bistabile (de exemplu, tablete de citire a cărților electronice de la Sony) și, ca atare, afișajele cu ecran plat păstrează textul sau imaginile pe ecran chiar și atunci când alimentarea este oprită. Începând cu 2016, afișajele cu ecran plat au înlocuit aproape complet afișajele CRT vechi. În multe aplicații din epoca 2010, în special dispozitive portabile mici, cum ar fi laptopuri, telefoane mobile, smartphone-uri, camere digitale, Camere video, Camere point-and-shoot și camere video de buzunar, orice dezavantaje ale afișajului panourilor plate (în comparație cu CRT-urile) sunt compensate de avantajele portabilității (consum redus de energie din baterii, subțire și greutate redusă).
majoritatea afișajelor cu ecran plat din anii 2010 utilizează tehnologii LCD sau diode emițătoare de lumină (LED), uneori combinate. Majoritatea ecranelor LCD sunt iluminate din spate, deoarece filtrele de culoare sunt utilizate pentru afișarea culorilor. Ecranele cu ecran plat sunt subțiri, ușoare, oferă o liniaritate mai bună și sunt capabile de o rezoluție mai mare decât televizoarele tipice de consum din epocile anterioare. Cea mai mare rezoluție pentru televizoarele CRT de calitate pentru consumatori a fost 1080i; în schimb, multe panouri plate pot afișa rezoluție 1080p sau chiar 4K. Începând cu 2016, unele dispozitive care utilizează panouri plate, cum ar fi tablete, smartphone-uri și, mai puțin frecvent, laptopuri, utilizează ecrane tactile, o caracteristică care permite utilizatorilor să selecteze pictograme pe ecran sau să declanșeze acțiuni (de exemplu, redarea unui videoclip digital) prin atingerea ecranului. Multe dispozitive cu ecran tactil pot afișa pe ecran o tastatură virtuală QWERTY sau numerică, pentru a permite utilizatorului să tasteze cuvinte sau numere.
un monitor multifuncțional (MFM) este un ecran cu ecran plat care are intrări video suplimentare (mai mult decât un monitor LCD tipic) și este proiectat pentru a fi utilizat cu o varietate de surse video externe, cum ar fi intrarea VGA, intrarea HDMI de la VCR VHS sau consola de jocuri video și, în unele cazuri, o intrare USB sau un cititor de carduri pentru vizualizarea fotografiilor digitale. În multe cazuri, un MFM include, de asemenea, un tuner TV, făcându-l similar cu un televizor LCD care oferă conectivitate la computer.
istoric
prima propunere de inginerie pentru un televizor cu ecran plat a fost făcută de General Electric în 1954 ca urmare a lucrărilor sale pe monitoarele radar. Publicarea constatărilor lor a dat toate elementele de bază ale viitoarelor Televizoare și monitoare cu ecran plat. Dar GE nu a continuat cu R&d necesar și nu a construit niciodată un panou plat funcțional în acel moment. Primul ecran cu ecran plat de producție a fost tubul Aiken, dezvoltat la începutul anilor 1950 și produs în număr limitat în 1958. Acest lucru a văzut o anumită utilizare în sistemele militare ca afișaj heads-up și ca monitor osciloscop, dar tehnologiile convenționale au depășit dezvoltarea sa. Încercările de comercializare a sistemului pentru utilizarea televiziunii la domiciliu au întâmpinat probleme continue și sistemul nu a fost niciodată lansat comercial.
Philco Predicta a prezentat un relativ plat (pentru ziua sa) tub catodic configurare și ar fi primul lansat comercial „panou plat” la lansarea sa în 1958; Predicta a fost un eșec comercial. Panoul de afișare cu plasmă a fost inventat în 1964 la Universitatea din Illinois, conform istoriei panourilor de afișare cu plasmă.
afișaje LCD
MOSFET (tranzistor cu efect de câmp metal-oxid-semiconductor sau tranzistor MOS) a fost inventat de Mohamed M. Atalla și Dawon Kahng la Bell Labs în 1959 și prezentat în 1960. Bazându-se pe munca lor, Paul K. Weimer la RCA a dezvoltat tranzistorul cu film subțire (TFT) în 1962. A fost un tip de MOSFET distinct de MOSFET în vrac standard. Ideea unui LCD bazat pe TFT a fost concepută de Bernard J. Lechner al laboratoarelor RCA în 1968. B. J. Lechner, F. J. Marlowe, E. O. Nester și J. Tults au demonstrat conceptul în 1968 cu un LCD de împrăștiere dinamică care folosea MOSFET-uri discrete standard.
primul afișaj electroluminiscent cu matrice activă (ELD) a fost realizat folosind TFTs de către Departamentul de dispozitive cu Film subțire al lui T. Peter Brody de la Westinghouse Electric Corporation în 1968. În 1973, Brody, J. A. Asars și G. D. Dixon la Westinghouse Research Laboratories a demonstrat primul ecran cu cristale lichide cu tranzistor cu film subțire (TFT LCD). Brody și Fang-Chen Luo au demonstrat primul ecran plat cu matrice activă cu cristale lichide (am LCD) folosind TFT-uri în 1974.
până în 1982, Televizoarele LCD de buzunar bazate pe tehnologia LCD au fost dezvoltate în Japonia. Epson ET-10 Epson Elf de 2,1 inci a fost primul televizor LCD color de buzunar, lansat în 1984. În 1988, o echipă de cercetare Sharp condusă de inginerul T. Nagayasu a demonstrat un ecran LCD color de 14 inci, care a convins industria electronică că LCD-ul va înlocui în cele din urmă CRT-urile ca tehnologie standard de afișare a televiziunii. Începând cu 2013, toate dispozitivele moderne de afișare vizuală electronică de înaltă rezoluție și de înaltă calitate utilizează afișaje cu matrice activă bazate pe TFT.
afișaje LED
primul afișaj LED utilizabil a fost dezvoltat de Hewlett-Packard (HP) și introdus în 1968. A fost rezultatul cercetării și dezvoltării (R&D) privind tehnologia practică LED între 1962 și 1968, de către o echipă de cercetare condusă de Howard C. Borden, Gerald P. Pighini și Mohamed M. Atalla, la HP Associates și HP Labs. În februarie 1969, au introdus indicatorul Numeric HP Model 5082-7000. A fost primul afișaj LED alfanumeric și a fost o revoluție în tehnologia afișajului digital, înlocuind tubul Nixie pentru afișaje numerice și devenind baza pentru afișajele LED ulterioare. În 1977, James P Mitchell a prototipat și mai târziu a demonstrat ceea ce a fost probabil cel mai vechi ecran de televiziune LED monocromatic cu ecran plat.
Ching W. Tang și Steven Van Slyke de la Eastman Kodak au construit primul dispozitiv practic cu LED organic (OLED) în 1987. În 2003, Hynix a produs un driver el organic capabil să lumineze în 4.096 de culori. În 2004, Sony Qualia 005 a fost primul ecran LCD cu iluminare din spate cu LED-uri. Sony Xel-1, lansat în 2007, a fost primul televizor OLED.
tipuri comune
afișaj cu cristale lichide (LCD)
LCD-urile cu efect de Câmp sunt ușoare, compacte, portabile, ieftine, mai fiabile și mai ușoare pentru ochi decât ecranele CRT. Ecranele LCD utilizează un strat subțire de cristal lichid, un lichid care prezintă proprietăți cristaline. Este intercalat între două plăci de sticlă care transportă electrozi transparenți. Două filme polarizante sunt plasate pe fiecare parte a ecranului LCD. Prin generarea unui câmp electric controlat între electrozi, pot fi activate diferite segmente sau pixeli ai cristalului lichid, provocând modificări ale proprietăților lor polarizante. Aceste proprietăți polarizante depind de alinierea stratului de cristal lichid și de efectul de câmp specific utilizat, fiind fie Twisted Nematic (TN), comutare în plan (IPS) sau aliniere verticală (VA). Culoarea este produsă prin aplicarea filtrelor de culoare adecvate (roșu, verde și albastru) subpixelilor individuali. Display-uri LCD sunt utilizate în diverse electronice ca ceasuri, calculatoare, telefoane mobile, televizoare, monitoare de calculator și laptop-uri ecrane etc.
LED-LCD
majoritatea ecranelor LCD mari anterioare au fost iluminate din spate folosind un număr de CCFL(lămpi fluorescente cu catod rece). Cu toate acestea, dispozitivele de dimensiuni mici de buzunar au folosit aproape întotdeauna LED-uri ca sursă de iluminare. Odată cu îmbunătățirea LED-urilor, aproape toate afișajele noi sunt acum echipate cu tehnologie de iluminare din spate cu LED-uri. Imaginea este încă generată de stratul LCD.
panou cu plasmă
un afișaj cu plasmă este format din două plăci de sticlă separate printr-un spațiu subțire umplut cu un gaz, cum ar fi neonul. Fiecare dintre aceste plăci are mai mulți electrozi paraleli care trec peste ea. Electrozii de pe cele două plăci sunt în unghi drept unul față de celălalt. O tensiune aplicată între cei doi electrozi unul pe fiecare placă face ca un segment mic de gaz la cei doi electrozi să strălucească. Strălucirea segmentelor de gaz este menținută de o tensiune mai mică care este aplicată continuu tuturor electrozilor. Până în 2010, afișajele cu plasmă pentru consumatori au fost întrerupte de numeroși producători.
panou Electroluminiscent
într-un afișaj electroluminiscent (ELD), imaginea este creată prin aplicarea semnalelor electrice pe plăcile care fac fosforul să strălucească.
diodă emițătoare de lumină organică
un OLED (diodă emițătoare de lumină organică) este o diodă emițătoare de lumină (LED) în care stratul electroluminiscent emisiv este un film de compus organic care emite lumină ca răspuns la un curent electric. Acest strat de semiconductor organic este situat între doi electrozi; de obicei, cel puțin unul dintre acești electrozi este transparent. OLED – urile sunt utilizate pentru a crea afișaje digitale în dispozitive precum ecrane de televiziune, monitoare de computer, sisteme portabile precum telefoane mobile, console de jocuri portabile și PDA-uri.
diodă emițătoare de lumină cuantică
QLED sau Quantum Dot LED este o tehnologie de afișare cu ecran plat introdusă de Samsung sub această marcă comercială. Alți producători de televizoare, cum ar fi Sony, au folosit aceeași tehnologie pentru a îmbunătăți iluminarea din spate a televizoarelor LCD deja în 2013. Punctele cuantice își creează propria lumină unică atunci când sunt iluminate de o sursă de lumină cu lungime de undă mai scurtă, cum ar fi LED-urile albastre. Acest tip de Televizor LED îmbunătățește gama de culori a panourilor LCD, unde imaginea este încă generată de LCD. În opinia Samsung, se așteaptă ca afișajele Quantum dot pentru televizoarele cu ecran mare să devină mai populare decât afișajele OLED în următorii ani; firme precum Nanoco și Nanosys concurează pentru a furniza materialele QD. Între timp, dispozitivele Samsung Galaxy, cum ar fi smartphone-urile, sunt încă echipate cu afișaje OLED fabricate și de Samsung. Samsung explică pe site-ul lor că televizorul QLED pe care îl produc poate determina ce parte a afișajului are nevoie de contrast mai mult sau mai puțin. Samsung a anunțat, de asemenea, un parteneriat cu Microsoft care va promova noul televizor Samsung QLED.
Volatile
afișajele Volatile necesită reîmprospătarea periodică a pixelilor pentru a-și păstra starea, chiar și pentru o imagine statică. Ca atare, un ecran volatil are nevoie de energie electrică, fie de la rețeaua electrică (fiind conectat la o priză de perete), fie de la o baterie pentru a menține o imagine pe afișaj sau pentru a schimba imaginea. Această reîmprospătare apare de obicei de mai multe ori pe secundă. Dacă acest lucru nu se face, de exemplu, dacă există o întrerupere a alimentării, pixelii își vor pierde treptat starea coerentă, iar imaginea va „dispărea” de pe ecran.
Exemple
următoarele tehnologii cu afișaj plat au fost comercializate în anii 1990-2010:
- Panou de afișare cu plasmă (PDP)
- afișaj cu cristale lichide cu matrice activă (Amlcd)
- proiecție spate: procesare digitală a luminii (DLP), LCD, LCOS
- hârtie electronică: e Ink, Gyricon
- afișaj cu diode emițătoare de lumină (LED)
- diodă organică cu matrice activă (AMOLED)
- afișaj cu puncte cuantice (QLED)
tehnologii care au fost cercetate pe larg, dar comercializarea lor a fost limitată sau a fost în cele din urmă abandonată:
- afișaj electroluminiscent cu matrice activă (ELD)
- afișaj Modulator Interferometric (IMOD)
- afișaj emisie de câmp (FED)
- afișaj emițător de electroni cu conducție de suprafață (sed, sed-TV)
Static
afișajele statice cu ecran plat se bazează pe materiale ale căror stări de culoare sunt bistabile. Aceasta înseamnă că imaginea pe care o dețin nu necesită energie pentru a o menține, ci necesită energie pentru a se schimba. Acest lucru are ca rezultat un afișaj mult mai eficient din punct de vedere energetic, dar cu o tendință spre rate de reîmprospătare lente, care nu sunt de dorit într-un afișaj interactiv. Afișajele cu ecran plat bistabile încep să se desfășoare în aplicații limitate (afișaje cu cristale lichide colesterice, fabricate de Magink, în publicitate în aer liber; afișaje electroforetice în dispozitive de citire a cărților electronice de la Sony și iRex; anlabels; modulator interferometric afișează într-un smartwatch).
a se vedea, de asemenea,
- monitor de Computer
- neclaritate de mișcare a afișajului
- hârtie electronică
- FPD-Link
- afișaj flexibil
- tehnologie de televiziune cu ecran mare
- LCD
- televizor LCD cu iluminare din spate cu LED-uri
- lista producătorilor de afișaje cu ecran plat
- MicroLED
- afișaj mobil
- OLED
- Panou de afișare cu plasmă
- afișaj cu punct cuantic
- watchman Sony
- stereoscopie afișaje 3d care nu necesită ochelari speciali
- panou tactil
- transparent afișare
- ^ „televizoarele propuse ar avea ecrane subțiri.”Mecanica Populară, noiembrie 1954, p.111.
- ^ William Ross Aiken, „istoria Kaiser-Aiken, tub catodic subțire”, tranzacții IEEE pe dispozitive electronice, volumul 31 numărul 11 (noiembrie 1984), pp.1605-1608.
- ^ „TV cu ecran plat în 1958 – Mecanica Populară (ianuarie 1958)”.
- ^ „Geer Experimental Color CRT”. www.earlytelevision.org.
- ^ știința TV cu plasmă.org-istoria panourilor de afișare cu plasmă
- ^ „1960 – tranzistor Semiconductor cu oxid de metal (MOS) demonstrat”. Motorul De Siliciu. Muzeul De Istorie A Calculatoarelor. Accesat La 29 Iulie 2019.
- ^ Atalla, M.; Kahng, D. (1960). „Dispozitive de suprafață induse de siliciu-dioxid de siliciu”. IRE-AIEE Conferința de cercetare a dispozitivelor în stare solidă.
- ^ Weimer, Paul K. (Iunie 1962). „TFT un nou tranzistor cu Film subțire”. Procedurile IRE. 50 (6): 1462–1469. doi: 10.1109 / JRPROC.1962.288190. ISSN 0096-8390. S2CID 51650159.
- ^ Kimizuka, Noboru; Yamazaki, Shunpei (2016). Fizica și tehnologia semiconductorului cu oxid cristalin Caac-IGZO: Fundamente. John Wiley & Fii. p. 217. ISBN 9781119247401.
- ^ a b c d Kawamoto, H. (2012). „Inventatorii TFT Active-Matrix LCD primesc Medalia IEEE Nishizawa 2011”. Jurnalul tehnologiei de afișare. 8 (1): 3–4. doi: 10.1109 / JDT.2011.2177740. ISSN 1551-319X.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Aur lichid: povestea afișajelor cu cristale lichide și crearea unei industrii. Lumea Științifică. PP. 41-2. ISBN 9789812389565.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Aur lichid: povestea afișajelor cu cristale lichide și crearea unei industrii (ed.). New Jersey: Lumea Științifică. PP. 176-7. ISBN 981-238-956-3.
- ^ Kuo, Yue (1 Ianuarie 2013). „Tehnologia tranzistorului cu Film subțire-Trecut, Prezent și viitor” (PDF). Interfața Societății Electrochimice. 22 (1): 55–61. doi: 10.1149 / 2.F06131if. ISSN 1064-8208.
- ^ Brody, T. Peter; Asars, J. A.; Dixon, G. D. (Noiembrie 1973). „Un panou de afișare cu cristale lichide cu cristale lichide de 6 inci de 6 inci 20 linii pe inch”. Tranzacții IEEE pe dispozitive electronice. 20 (11): 995–1001. doi: 10.1109 / T-ED.1973.17780. ISSN 0018-9383.
- ^ Morozumi, Shinji; Oguchi, Kouichi (12 Octombrie 1982). „Starea actuală a dezvoltării LCD-TV în Japonia”. Cristale moleculare și cristale lichide. 94 (1–2): 43–59. doi: 10.1080/00268948308084246. ISSN 0026-8941.
- ^ Souk, Iunie; Morozumi, Shinji; Luo, Fang-Chen; Bita, Ion (2018). Fabricarea Afișajului Cu Ecran Plat. John Wiley & Fii. PP. 2-3. ISBN 9781119161356.
- ^ „ET-10”. Epson. Accesat La 29 Iulie 2019.
- ^ Nagayasu, T.; Oketani, T.; Hirobe, T.; Kato, H.; Mizushima, S.; Take, H.; Yano, K.; Hijikigawa, M.; Washizuka, I. (Octombrie 1988). „Un 14-in.- diagonal full-color A-si TFT LCD”. Înregistrarea conferinței Conferinței Internaționale de cercetare a afișajului din 1988: 56-58. doi: 10.1109 / disp.1988.11274. S2CID 20817375.
- ^ Brotherton, S. D. (2013). Introducere în tranzistoarele cu Film subțire: fizica și tehnologia TFTs. Springer Știință & Mass-Media De Afaceri. p. 74. ISBN 9783319000022.
- ^ Kramer, Bernhard (2003). Progrese în Fizica stării solide. Springer Știință & Mass-Media De Afaceri. p. 40. ISBN 9783540401506.
- ^ Borden, Howard C.; Pighini, Gerald P. (Februarie 1969). „Afișaje în stare solidă” (PDF). Jurnalul Hewlett-Packard: 2-12.
- ^ „Hewlett-Packard 5082-7000”. Asociația De Tehnologie Vintage. Accesat La 15 August 2019.
- ^ Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. (1987). „Diode electroluminescente organice”. Scrisori De Fizică Aplicată. 51 (12): 913. Bibcode: 1987ApPhL..51..913T. doi: 10.1063 / 1.98799.
- ^ „Istorie: anii 2000”. SK Hynix. Accesat La 8 Iulie 2019.
- ^ Wilkinson, Scott (19 Noiembrie 2008). „Televizor LCD Sony KDL-55XBR8”. Sunet & Viziune. Accesat La 3 Octombrie 2019.
- ^ Sony XEL-1:Primul televizor OLED din lume arhivat 2016-02-05 la Wayback Machine, OLED-Info.com (2008-11-17).
- ^ CES 2015 plasarea pariurilor pe noile tehnologii TV. IEEE Spectrum, 7 ianuarie 2015. Accesat în octombrie 21, 2017
- ^ LG sare rivalii Quantum dot cu noul televizor. CNET, 16 Decembrie 2014. Accesat în octombrie 21, 2017