en plattskärm (FPD) är en elektronisk displayenhet som används för att göra det möjligt för människor att se innehåll (stillbilder, rörliga bilder, text eller annat visuellt material) i en rad underhållning, konsumentelektronik, persondator och mobila enheter och många typer av medicinsk, transport och industriell utrustning. Sådana paneler eller skärmar är mycket lättare och tunnare än traditionella katodstrålerör (CRT) TV-apparater och är vanligtvis mindre än 10 centimeter (3,9 tum) tjocka. Platt-skärmar kan delas in i två bildskärmskategorier: flyktig och statisk. Flyktiga skärmar kräver att pixlar regelbundet uppdateras elektroniskt för att behålla sitt tillstånd (t.ex. LCD-skärmar). En flyktig display visar bara en bild när den har batteri eller nätström. Statiska plattskärmar är beroende av material vars färgtillstånd är bistabila (t.ex. e-bokläsartabletter från Sony), och som sådan behåller platta skärmar texten eller bilderna på skärmen även när strömmen är avstängd. Från och med 2016 har plattskärmar nästan helt ersatt gamla CRT-skärmar. I många applikationer från 2010-eran, särskilt små bärbara enheter som bärbara datorer, mobiltelefoner, smartphones, digitalkameror, videokameror, punkt-och-skjut-kameror och fickvideokameror, kompenseras eventuella nackdelar med plattpaneler (jämfört med CRT) med portabilitetsfördelar (låg strömförbrukning från batterier, tunnhet och lättvikt).
de flesta platta skärmar från 2010-talet använder LCD-eller LED-teknik (LED), ibland kombinerade. De flesta LCD-skärmar är bakgrundsbelysta eftersom färgfilter används för att visa färger. Platta skärmar är tunna, lätta, ger bättre linjäritet och kan ha högre upplösning än vanliga TV-apparater från tidigare epoker. Den högsta upplösningen för CRT-TV-apparater av konsumentkvalitet var 1080i; däremot kan många plattpaneler visa 1080p eller till och med 4K-upplösning. Från och med 2016 använder vissa enheter som använder platta paneler, till exempel surfplattor, smartphones och, mindre vanligt, bärbara datorer, pekskärmar, en funktion som gör det möjligt för användare att välja ikoner på skärmen eller utlösa åtgärder (t.ex. spela en digital video) genom att peka på skärmen. Många pekskärmsaktiverade enheter kan visa ett virtuellt QWERTY-eller numeriskt tangentbord på skärmen för att göra det möjligt för användaren att skriva ord eller siffror.
en multifunktionell bildskärm (MFM) är en platt skärm som har ytterligare videoingångar (mer än en vanlig LCD-skärm) och är utformad för att användas med en mängd olika externa videokällor, såsom VGA-ingång, HDMI-ingång från utrustad VHS-videobandspelare eller videospelkonsol och i vissa fall en USB-ingång eller kortläsare för visning av digitala foton. I många fall innehåller en MFM också en TV-mottagare, vilket gör att den liknar en LCD-TV som erbjuder datoranslutning.
historia
det första tekniska förslaget till en platt-TV var av General Electric 1954 som ett resultat av sitt arbete med radarmonitorer. Publiceringen av deras resultat gav alla grunderna för framtida platt-TV och bildskärmar. Men GE fortsatte inte med R&d som krävdes och byggde aldrig en fungerande platt panel vid den tiden. Den första produktionsplattformen var Aiken tube, utvecklad i början av 1950-talet och producerad i begränsat antal 1958. Detta såg viss användning i militära system som en heads up-skärm och som en oscilloskopmonitor, men konventionell teknik överträffade dess utveckling. Försök att kommersialisera systemet för hem-tv – användning stötte på fortsatta problem och systemet släpptes aldrig kommersiellt.
Philco Predicta innehöll en relativt platt (för sin dag) katodstrålerörinstallation och skulle vara den första kommersiellt släppta ”platta” vid lanseringen 1958; Predicta var ett kommersiellt misslyckande. Plasmadisplaypanelen uppfanns 1964 vid University of Illinois, enligt historien om Plasmadisplaypaneler.
LCD-skärmar
MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, eller MOS transistor) uppfanns av Mohamed M. Atalla och Dawon Kahng på Bell Labs 1959 och presenterades 1960. Med utgångspunkt i sitt arbete utvecklade Paul K. Weimer vid RCA tunnfilmstransistorn (TFT) 1962. Det var en typ av MOSFET skiljer sig från standard bulk MOSFET. Tanken med en TFT-baserad LCD var tänkt av Bernard J. Lechner från RCA-laboratorier 1968. B. J. Lechner, F. J. Marlowe, E. O. Nester och J. Tults demonstrerade konceptet 1968 med en dynamisk spridnings-LCD som använde standard diskreta MOSFET.
den första aktiva matrisen adresserad elektroluminescerande display (ELD) gjordes med TFT av T. Peter Brody ’ s Thin-Film Devices department på Westinghouse Electric Corporation 1968. 1973 demonstrerade Brody, J. A. Asars och G. D. Dixon vid Westinghouse Research Laboratories den första tunnfilmstransistorn flytande kristalldisplay (TFT LCD). Brody och Fang-Chen Luo demonstrerade den första platta aktiva matrisen med flytande kristalldisplay (am LCD) med TFTs 1974.
1982 utvecklades pocket LCD-TV-apparater baserade på LCD-teknik i Japan. 2,1-tums Epson ET-10 Epson Elf var den första LCD-fick-tv: n i färg, släppt 1984. 1988 demonstrerade ett Sharp-forskargrupp under ledning av ingenjör T. Nagayasu en 14-tums LCD-skärm i fullfärg, vilket övertygade elektronikindustrin om att LCD så småningom skulle ersätta CRT som standard-TV-skärmteknik. Från och med 2013 använder alla moderna högupplösta och högkvalitativa elektroniska visuella bildskärmar TFT-baserade aktiva matrisskärmar.
LED-skärmar
den första användbara LED-skärmen utvecklades av Hewlett-Packard (HP) och introducerades 1968. Det var resultatet av forskning och utveckling (r&D) på praktisk LED-teknik mellan 1962 och 1968, av ett forskargrupp under Howard C. Borden, Gerald P. Pighini och Mohamed M. Atalla, vid HP Associates och HP Labs. I februari 1969 introducerade de HP Model 5082-7000 numerisk indikator. Det var den första alfanumeriska LED-displayen och var en revolution inom digital displayteknik, som ersatte Nixie-röret för numeriska skärmar och blev grunden för senare LED-skärmar. 1977 prototyper James p Mitchell och demonstrerade senare vad som kanske var den tidigaste monokromatiska platta LED – tv-skärmen.
Ching W. Tang och Steven Van Slyke på Eastman Kodak byggde den första praktiska organiska LED-enheten (OLED) 1987. 2003 producerade Hynix en organisk El-drivrutin som kan belysa i 4 096 färger. 2004 var Sony Qualia 005 den första LED-bakgrundsbelysta LCD-skärmen. Sony XEL-1, släppt 2007, var den första OLED-TV.
vanliga typer
flytande kristalldisplay (LCD)
fälteffekt LCD-skärmar är lätta, kompakta, bärbara, billiga, mer tillförlitliga och lättare för ögonen än CRT-skärmar. LCD-skärmar använder ett tunt lager flytande kristall, en vätska som uppvisar kristallina egenskaper. Den är inklämd mellan två glasplattor som bär transparenta elektroder. Två polariserande filmer placeras på vardera sidan av LCD-skärmen. Genom att generera ett kontrollerat elektriskt fält mellan elektroder kan olika segment eller pixlar av den flytande kristallen aktiveras, vilket orsakar förändringar i deras polariserande egenskaper. Dessa polariserande egenskaper beror på inriktningen av det flytande kristallskiktet och den specifika fälteffekten som används, antingen Twisted Nematic (TN), In-Plane Switching (IPS) eller Vertical Alignment (VA). Färg produceras genom att använda lämpliga färgfilter (röd, grön och blå) till de enskilda subpixlarna. LCD-skärmar används i olika elektronik som klockor, miniräknare, mobiltelefoner, tv-apparater, datorskärmar och bärbara skärmar etc.
LED-LCD
de flesta tidigare stora LCD-skärmar var bakgrundsbelysta med ett antal CCFL(cold cathode fluorescerande lampor). Men små fickstorleksenheter använde nästan alltid lysdioder som belysningskälla. Med förbättringen av lysdioder är nästan alla nya skärmar nu utrustade med LED-bakgrundsbelysningsteknik. Bilden genereras fortfarande av LCD-skiktet.
plasmapanel
en plasmaskärm består av två glasplattor åtskilda av ett tunt gap fyllt med en gas som neon. Var och en av dessa plattor har flera parallella elektroder som löper över den. Elektroderna på de två plattorna är i rät vinkel mot varandra. En spänning som appliceras mellan de två elektroderna en på varje platta får ett litet segment av gas vid de två elektroderna att glöda. Glödet av gassegment upprätthålls av en lägre spänning som kontinuerligt appliceras på alla elektroder. År 2010 hade konsumentplasmaskärmar avbrutits av många tillverkare.
elektroluminescerande panel
i en elektroluminescerande display (ELD) skapas bilden genom att applicera elektriska signaler på plattorna som får fosforen att glöda.
organisk ljusemitterande diod
en OLED (organisk ljusemitterande diod) är en ljusemitterande diod (LED) i vilken det emissiva elektroluminescerande skiktet är en film av organisk förening som avger ljus som svar på en elektrisk ström. Detta lager av organisk halvledare ligger mellan två elektroder; typiskt är minst en av dessa elektroder transparent. Oled: er används för att skapa digitala skärmar i enheter som tv-skärmar, datorskärmar, bärbara system som mobiltelefoner, handhållna spelkonsoler och handdatorer.
Quantum-dot light-emitting diode
QLED eller quantum dot LED är en platt skärmteknik introducerad av Samsung under detta varumärke. Andra TV-apparater som Sony har använt samma teknik för att förbättra bakgrundsbelysningen på LCD-tv redan 2013. Kvantprickar skapar sitt eget unika ljus när de belyses av en ljuskälla med kortare våglängd som blå lysdioder. Denna typ av LED-TV förbättrar färgomfånget på LCD-paneler, där bilden fortfarande genereras av LCD-skärmen. Enligt Samsung förväntas quantum dot-skärmar för storbilds-TV-apparater bli mer populära än OLED-skärmarna under de kommande åren; företag som Nanoco och Nanosys tävlar om att tillhandahålla QD-material. Under tiden är Samsung Galaxy-enheter som smartphones fortfarande utrustade med OLED-skärmar tillverkade av Samsung också. Samsung förklarar på sin webbplats att QLED-TV de producerar kan avgöra vilken del av skärmen som behöver mer eller mindre kontrast. Samsung tillkännagav också ett partnerskap med Microsoft som kommer att marknadsföra den nya Samsung QLED TV.
Flyktig
flyktiga skärmar kräver att pixlar uppdateras regelbundet för att behålla sitt tillstånd, även för en statisk bild. Som sådan behöver en flyktig skärm elektrisk ström, antingen från elnätet (ansluts till ett vägguttag) eller ett batteri för att behålla en bild på skärmen eller ändra bilden. Denna uppdatering sker vanligtvis många gånger per sekund. Om detta inte är gjort, till exempel om det finns ett strömavbrott, kommer pixlarna gradvis att förlora sitt sammanhängande tillstånd, och bilden kommer att ”blekna” från skärmen.
exempel
följande plattskärmstekniker har kommersialiserats under 1990-talet till 2010-talet:
- Plasmaskärmspanel (PDP)
- aktiv matris flytande kristalldisplay (AMLCD)
- bakprojektion: Digital Ljusbearbetning (DLP), LCD, LCOS
- elektroniskt papper: E bläck, Gyricon
- Ljusdioddisplay (LED)
- aktiv matris organisk ljusemitterande diod (AMOLED)
- quantum dot display (QLED)
tekniker som undersöktes i stor utsträckning, men deras kommersialisering var begränsad eller har slutligen övergivits:
- elektroluminescerande display med aktiv matris (fält)
- Interferometrisk modulatordisplay (IMOD)
- fältutsläppsdisplay (FED)
- elektron-emitterdisplay för Ytledning (SED, SED-TV)
statisk
statiska plattskärmar är beroende av material vars färgtillstånd är bistabila. Det betyder att bilden de håller inte kräver någon energi att behålla, utan istället kräver energi att förändras. Detta resulterar i en mycket mer energieffektiv skärm, men med en tendens till långsamma uppdateringsfrekvenser som är oönskade i en interaktiv skärm. Bistabila plattskärmar börjar distribueras i begränsade applikationer (kolesteriska LCD-skärmar, tillverkade av Magink, i utomhusreklam; elektroforetiska skärmar i e-bokläsarenheter från Sony och iRex; anlabels; interferometrisk modulator visas i en smartwatch).
Se även
- datorskärm
- Visa rörelseoskärpa
- elektroniskt papper
- FPD-Link
- Flexibel display
- storbilds-TV-teknik
- LCD
- LED-bakgrundsbelyst LCD-tv
- lista över tillverkare av plattskärmar
- MicroLED
- mobilskärm
- OLED
- plasmaskärm
- quantum dot display
- Sony watchman
- stereoskopi 3D-skärmar kräver inga speciella glasögon
- pekskärm
- transparent visa
- ^ ”föreslagna TV-apparater skulle ha tunna skärmar.”Populär mekanik, November 1954, s. 111.
- ^ William Ross Aiken,” Kaiser-Aikens historia, tunt katodstrålerör”, IEEE-transaktioner på Elektronanordningar, volym 31 nummer 11 (November 1984), s.1605-1608.
- ^ ” platt – TV 1958-Populär mekanik (Jan, 1958)”.
- ^ ”Geer experimentell färg CRT”. www.earlytelevision.org.
- ^ Plasma – TV-vetenskap.org – historien om Plasma displaypaneler
- ^ ”1960 – metalloxid halvledare (MOS) Transistor demonstrerad”. Silikon Motor. Computer History Museum. Hämtad 29 Juli 2019.
- ^ Atalla, M.; Kahng, D. (1960). ”Kisel-kiseldioxidfältinducerade ytanordningar”. Ire-AIEE Solid State Device Research Conference.
- ^ Weimer, Paul K. (Juni 1962). ”TFT en ny tunnfilmstransistor”. Förfaranden av IRE. 50 (6): 1462–1469. doi: 10.1109 / JRPROC.1962.288190. ISSN 0096-8390. S2CID 51650159.
- ^ Kimizuka, Noboru; Yamazaki, Shunpei (2016). Fysik och teknik för kristallin oxid halvledare CAAC-IGZO: Fundamentals. John Wiley & Söner. s. 217. ISBN 9781119247401.
- ^ a b c d Kawamoto, H. (2012). ”Uppfinnarna av TFT Active-Matrix LCD får 2011 IEEE Nishizawa-medaljen”. Journal of Display Technology. 8 (1): 3–4. doi: 10.1109/JDT.2011.2177740. ISSN 1551-319X.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Flytande guld: historien om flytande kristallskärmar och skapandet av en industri. Världens Vetenskapliga. s. 41-2. ISBN 9789812389565.
- ^ Castellano, Joseph A. (2005). Flytande guld: historien om flytande kristallskärmar och skapandet av en industri ( Red.). New Jersey: World Scientific. s. 176-7. ISBN 981-238-956-3.
- ^ Kuo, Yue (1 Januari 2013). ”Tunnfilmstransistorteknik-dåtid, nutid och framtid” (PDF). Det Elektrokemiska Samhällets Gränssnitt. 22 (1): 55–61. doi: 10.1149 / 2.F06131if. ISSN 1064-8208.
- ^ Brody, T. Peter; Asars, J. A.; Dixon, G. D. (November 1973). ”En 6-6-tums 20-linjer-per-tums LCD-skärm”. IEEE-transaktioner på Elektronenheter. 20 (11): 995–1001. doi: 10.1109 / t-ED.1973.17780. ISSN 0018-9383.
- ^ Morozumi, Shinji; Oguchi, Kouichi (12 Oktober 1982). ”Nuvarande status för LCD-TV-utveckling i Japan”. Molekylära kristaller och flytande kristaller. 94 (1–2): 43–59. doi: 10.1080 / 00268948308084246. ISSN 0026-8941.
- ^ Souk, Juni; Morozumi, Shinji; Luo, Fang-Chen; Bita, Jon (2018). Platt Display Tillverkning. John Wiley & Söner. PP. 2-3. ISBN 9781119161356.
- ^ ”ET-10”. Epson. Hämtad 29 Juli 2019.
- ^ Nagayasu, T.; Oketani, T.; Hirobe, T.; Kato, H.; Mizushima, S.; Ta, H.; Yano, K.; Hijikigawa, M.; Washizuka, I. (Oktober 1988). ”En 14-in.- diagonal fullfärg a-Si TFT LCD”. Konferensrekord för 1988 International Display Research Conference: 56-58. doi: 10.1109 / DISPL.1988.11274. S2CID 20817375.
- ^ Brotherton, S. D. (2013). Introduktion till Tunnfilmstransistorer: fysik och teknik för TFTs. Springer Vetenskap & Affärsmedia. s. 74. ISBN 9783319000022.
- ^ Kramer, Bernhard (2003). Framsteg inom fast Tillståndsfysik. Springer Vetenskap & Affärsmedia. s. 40. ISBN 9783540401506.
- ^ Borden, Howard C.; Pighini, Gerald P. (Februari 1969). ”Solid State Displays” (PDF). Hewlett-Packard Journal: 2-12.
- ^ ”Hewlett-Packard 5082-7000”. Vintage Technology Association. Hämtad 15 Augusti 2019.
- ^ Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. (1987). ”Organiska elektroluminescerande dioder”. Tillämpad Fysik Bokstäver. 51 (12): 913. Bibcode: 1987ApPhL..51..913T. doi: 10.1063 / 1.98799.
- ^ ”historia: 2000-talet”. SK Hynix. Hämtad 8 Juli 2019.
- ^ Wilkinson, Scott (19 November 2008). ”Sony KDL – 55XBR8 LCD-TV”. Ljud & Vision. Hämtad 3 Oktober 2019.
- ^ Sony XEL-1:Världens första OLED – TV Arkiverad 2016-02-05 på Wayback Machine, OLED-Info.com (2008-11-17).
- ^ CES 2015 placera spel på ny TV-teknik. IEEE Spectrum, 7 januari 2015. Hämtad oktober 21, 2017
- ^ LG hoppar quantum dot rivaler med ny TV. CNET, December 16, 2014. Hämtad oktober 21, 2017