Jump to content

Плоский дисплей

Информация о двух типах плоских дисплеев на железнодорожной станции Zürich Hauptbahnhof : оранжевый светодиодный дисплей (вверху справа) и ЖК-экран (внизу).

Плоский дисплей ( FPD ) — это электронный дисплей, используемый для отображения визуального контента, такого как текст или изображения. Он присутствует в потребительском, медицинском, транспортном и промышленном оборудовании.

Плоские дисплеи тонкие, легкие, обеспечивают лучшую линейность и более высокое разрешение, чем типичные телевизоры потребительского класса прежних эпох. Обычно их толщина составляет менее 10 сантиметров (3,9 дюйма). В то время как самое высокое разрешение для ЭЛТ- телевизоров потребительского класса было 1080i , многие плоские дисплеи в 2020-х годах поддерживают разрешение 1080p и 4K .

В 2010-х годах в портативной бытовой электронике, такой как ноутбуки, мобильные телефоны и портативные камеры, использовались плоские дисплеи, поскольку они потребляют меньше энергии и имеют небольшой вес. По состоянию на 2016 год плоские дисплеи почти полностью заменили ЭЛТ-дисплеи.

В большинстве плоских дисплеев 2010-х годов используются ЖК-дисплеев или светодиодов технологии (LED), иногда комбинированные. Большинство ЖК-экранов имеют подсветку и цветные фильтры, используемые для отображения цветов. Во многих случаях плоские дисплеи сочетаются с технологией сенсорного экрана , что позволяет пользователю естественным образом взаимодействовать с дисплеем. Например, в современных дисплеях смартфонов часто используются OLED- панели с емкостными сенсорными экранами .

Плоские дисплеи можно разделить на две категории устройств отображения: энергозависимые и статические. Первый требует, чтобы пиксели периодически обновлялись электронным способом, чтобы сохранять свое состояние (например, жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи)), и могут отображать изображение только при наличии питания. С другой стороны, статические плоские дисплеи основаны на материалах, цветовые состояния которых являются бистабильными, например дисплеи, использующие технологию электронных чернил , и поэтому сохраняют контент даже при отключении питания.

Первое инженерное предложение по плоскопанельному телевизору было сделано компанией General Electric в 1954 году в результате ее работы над радиолокационными мониторами. Публикация их выводов дала все основы будущих плоских телевизоров и мониторов. Но GE не продолжила необходимые исследования и разработки и в то время так и не создала работающую плоскую панель. [1] Первым серийным плоским дисплеем была трубка Айкена , разработанная в начале 1950-х годов и выпущенная в ограниченном количестве в 1958 году. Она нашла некоторое применение в военных системах в качестве проекционного дисплея и осциллографического монитора, но традиционные технологии опередили ее развитие. Попытки коммерциализировать систему для использования в домашнем телевидении наталкивались на постоянные проблемы, и система так и не была выпущена в продажу. [2] [3] [4]

Деннис Габор , более известный как изобретатель голографии , запатентовал ЭЛТ с плоским экраном в 1958 году. Это было существенно похоже на концепцию Эйкена и привело к многолетней патентной битве . К тому времени, когда судебные процессы были завершены, когда Эйкен подал заявку на патент в США, а Габор - в Великобритании, коммерческие аспекты уже давно утратили свою актуальность, и они стали друзьями. [5] Примерно в это же время Клайв Синклер наткнулся на работу Габора и начал в конечном итоге безуспешную десятилетнюю попытку коммерциализировать ее. [6]

Philco Predicta отличался относительно плоской (на свое время) электронно-лучевой трубкой и стал первой коммерчески выпущенной «плоской панелью» после ее запуска в 1958 году; Predicta потерпела коммерческую неудачу. плазменная панель была изобретена в 1964 году в Университете Иллинойса . Согласно «Истории плазменных панелей», [7]

Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи или ЖК-дисплеи)

[ редактировать ]

МОП -транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник или МОП-транзистор) был изобретен Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году. [8] и представленный в 1960 г. [9] Опираясь на свою работу, Пол К. Веймер из RCA в 1962 году разработал тонкопленочный транзистор (TFT). [10] Это был тип МОП-транзистора, отличный от стандартных объемных МОП-транзисторов. [11] Идея ЖК-дисплея на основе TFT была задумана Бернардом Дж. Лехнером из RCA Laboratories в 1968 году. [12] Б. Дж. Лехнер, Ф. Дж. Марлоу, Э. О. Нестер и Дж. Талтс продемонстрировали эту концепцию в 1968 году на ЖК-дисплее с динамическим рассеянием , в котором использовались стандартные дискретные МОП-транзисторы. [13]

Первый активной матрицей с электролюминесцентный дисплей (ELD) был изготовлен с использованием TFT Т. Питера Броуди отделом тонкопленочных устройств в Westinghouse Electric Corporation в 1968 году. [14] В 1973 году Броуди, Дж. Асарс и Дж. Д. Диксон из исследовательских лабораторий Westinghouse продемонстрировали первый жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах (TFT LCD). [15] [16] Броуди и Фанг-Чен Луо продемонстрировали первый плоский жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (AM LCD) с использованием TFT в 1974 году. [12]

К 1982 году в Японии были разработаны карманные ЖК-телевизоры на основе ЖК-технологии. [17] 2,1-дюймовый Epson ET-10 [18] Epson Elf — первый карманный цветной ЖК-телевизор, выпущенный в 1984 году. [19] В 1988 году исследовательская группа Sharp под руководством инженера Т. Нагаясу продемонстрировала 14-дюймовый полноцветный ЖК-дисплей, [12] [20] Это убедило электронную промышленность в том, что ЖК-дисплеи в конечном итоге заменят ЭЛТ в качестве стандартной технологии телевизионных дисплеев . [12] По состоянию на 2013 год Во всех современных высокого разрешения и высокого качества электронных устройствах визуального отображения используются дисплеи с активной матрицей на основе TFT. [21]

Светодиодные дисплеи

[ редактировать ]

Первый пригодный для использования светодиодный дисплей был разработан компанией Hewlett-Packard (HP) и представлен в 1968 году. [22] Это был результат исследований и разработок (НИОКР) в области практической светодиодной технологии в период с 1962 по 1968 год, проведенных исследовательской группой под руководством Говарда К. Бордена, Джеральда П. Пигини и Мохамеда М. Аталлы в HP Associates и HP Labs . В феврале 1969 года они представили цифровой индикатор HP Model 5082-7000. [23] Это был первый буквенно-цифровой светодиодный дисплей, который произвел революцию в технологии цифровых дисплеев , заменив трубку Nixie для цифровых дисплеев и став основой для более поздних светодиодных дисплеев. [24] В 1977 году Джеймс П. Митчелл создал прототип, а затем продемонстрировал, пожалуй, самый ранний монохромный плоский светодиодный телевизионный дисплей.

Чинг В. Тан и Стивен Ван Слайк из Eastman Kodak создали первое практичное устройство на органических светодиодах (OLED) в 1987 году. [25] В 2003 году Hynix выпустила органический электролюминесцентный драйвер, способный освещать 4096 цветов. [26] В 2004 году Sony Qualia 005 стала первым ЖК-дисплеем со светодиодной подсветкой . [27] Sony XEL-1 , выпущенный в 2007 году, стал первым OLED-телевизором. [28]

Распространенные типы

[ редактировать ]

Жидкокристаллический дисплей (ЖКД)

[ редактировать ]
ЖК-экран, используемый в качестве информационного дисплея для путешественников.

Полевые ЖК-дисплеи легкие, компактные, портативные, дешевые, более надежные и менее раздражающие глаза, чем ЭЛТ-экраны. В ЖК-экранах используется тонкий слой жидких кристаллов — жидкости, обладающей кристаллическими свойствами. Он зажат между двумя стеклянными пластинами с прозрачными электродами. С каждой стороны ЖК-дисплея размещены две поляризационные пленки. Генерируя контролируемое электрическое поле между электродами, можно активировать различные сегменты или пиксели жидкого кристалла, вызывая изменения их поляризационных свойств. Эти поляризационные свойства зависят от ориентации жидкокристаллического слоя и конкретного используемого полевого эффекта: витого нематика (TN) , плоскостного переключения (IPS) или вертикального выравнивания (VA). Цвет создается путем применения соответствующих цветовых фильтров (красного, зеленого и синего) к отдельным субпикселям. ЖК-дисплеи используются в различной электронике, такой как часы, калькуляторы, мобильные телефоны, телевизоры, компьютерные мониторы, экраны ноутбуков и т. д.

LED-ЖК-дисплей

[ редактировать ]

Большинство ранних больших ЖК-экранов имели заднюю подсветку с использованием ряда CCFL (люминесцентных ламп с холодным катодом). Однако в небольших карманных устройствах в качестве источника освещения почти всегда использовались светодиоды. Благодаря усовершенствованию светодиодов почти все новые дисплеи теперь оснащены технологией светодиодной подсветки. Изображение по-прежнему генерируется слоем ЖК-дисплея.

Плазменная панель

[ редактировать ]

Плазменный дисплей состоит из двух стеклянных пластин, разделенных тонким зазором, заполненным газом, например неоном . Поперек каждой из этих пластин проходит несколько параллельных электродов. Электроды на двух пластинах расположены под прямым углом друг к другу. Напряжение, приложенное между двумя электродами, по одному на каждой пластине, заставляет небольшой сегмент газа на двух электродах светиться. Свечение газовых сегментов поддерживается за счет более низкого напряжения, которое непрерывно подается на все электроды. К 2010 году многие производители прекратили выпуск потребительских плазменных дисплеев.

Электролюминесцентная панель

[ редактировать ]

В электролюминесцентном дисплее (ЭЛД) изображение создается путем подачи электрических сигналов на пластины, которые заставляют люминофор светиться.

Органический светодиод

[ редактировать ]

OLED . (органический светоизлучающий диод) — это светоизлучающий диод (LED), в котором излучающий электролюминесцентный слой представляет собой пленку органического соединения, излучающую свет в ответ на электрический ток Этот слой органического полупроводника расположен между двумя электродами; обычно по крайней мере один из этих электродов является прозрачным. OLED используются для создания цифровых дисплеев в таких устройствах, как телевизионные экраны, компьютерные мониторы, портативные системы, такие как мобильные телефоны, портативные игровые консоли и КПК.

Светодиод на квантовых точках

[ редактировать ]

QLED или светодиод с квантовыми точками — это технология плоских дисплеев, представленная компанией Samsung под этой торговой маркой. Другие производители телевизоров, такие как Sony, уже в 2013 году использовали ту же технологию для улучшения подсветки ЖК-телевизоров. [29] [30] Квантовые точки создают свой собственный уникальный свет при освещении источником света с более короткой длиной волны , например синими светодиодами. Этот тип светодиодных телевизоров расширяет цветовую гамму ЖК-панелей, где изображение по-прежнему генерируется ЖК-дисплеем. По мнению Samsung, в ближайшие годы дисплеи на квантовых точках для телевизоров с большим экраном станут более популярными, чем OLED-дисплеи; Такие компании, как Nanoco и Nanosys, конкурируют за предоставление материалов QD. Между тем, устройства Samsung Galaxy , такие как смартфоны, по-прежнему оснащены OLED-дисплеями, также производимыми Samsung. Samsung объясняет на своем веб-сайте, что производимый ими QLED-телевизор может определять, какая часть дисплея требует большей или меньшей контрастности. Samsung также объявила о партнерстве с Microsoft, которое будет продвигать новый телевизор Samsung QLED.

Неустойчивый

[ редактировать ]
На большом светодиодном экране Тайбэй-Арены отображаются рекламные ролики и трейлеры к фильмам .

Неустойчивые дисплеи требуют периодического обновления пикселей, чтобы сохранять свое состояние, даже для статического изображения. Таким образом, энергозависимому экрану требуется электропитание либо от сети (подключается к сетевой розетке ), либо от батареи для поддержания изображения на дисплее или изменения изображения. Это обновление обычно происходит много раз в секунду. Если этого не сделать, например, при отключении электроэнергии , пиксели постепенно потеряют связное состояние, и изображение «выцветет» с экрана.

Следующие технологии плоских дисплеев были коммерциализированы в 1990-2010-х годах:

Технологии, которые были тщательно исследованы, но их коммерциализация была ограничена или от них в конечном итоге отказались:

Статический

[ редактировать ]
Электронная книга Amazon Kindle Keyboard, отображающая страницу электронной книги. Изображение текста книги в Kindle останется на экране, даже если батарея разрядится, поскольку это технология статического экрана. Однако без питания пользователь не сможет перейти на новую страницу.

Статические плоские дисплеи основаны на материалах, цветовые состояния которых являются бистабильными . Это означает, что имидж, который они поддерживают, не требует энергии для поддержания, а вместо этого требует энергии для изменения. В результате получается гораздо более энергоэффективный дисплей, но с тенденцией к медленной частоте обновления, что нежелательно для интерактивного дисплея. Бистабильные плоские дисплеи начинают внедряться в ограниченных приложениях ( холестерические жидкокристаллические дисплеи производства Magink в наружной рекламе; электрофоретические дисплеи в устройствах для чтения электронных книг от Sony и iRex; анэтикетки; дисплеи с интерферометрическими модуляторами в умных часах).

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ «Предлагаемые телевизоры будут иметь тонкие экраны». «Популярная механика» , ноябрь 1954 г., с. 111.
  2. ^ Уильям Росс Эйкен, «История Кайзера-Айкена, тонкой электронно-лучевой трубки» , Транзакции IEEE на электронных устройствах, том 31, выпуск 11 (ноябрь 1984 г.), стр. 1605–1608.
  3. ^ «Телевизор с плоским экраном в 1958 году - Популярная механика (январь 1958 года)» .
  4. ^ «Экспериментальная цветная ЭЛТ Гира» . www.earlytelevision.org .
  5. ^ Кобли, Джеймесон (30 октября 1996 г.). «Интервью с Уильямом Росс Эйкеном» (PDF) (Интервью). Центр истории IEEE». [ мертвая ссылка ]
  6. ^ Адамсон, Ян; Кеннеди, Ричард (1986). Синклер и технология «восхода солнца» . Пингвин.
  7. ^ Plasma TV Science.org - История плазменных панелей
  8. ^ «1960 - Демонстрация металлооксидно-полупроводникового (МОП) транзистора» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 29 июля 2019 г.
  9. ^ Аталла, М .; Канг, Д. (1960). «Поверхностные устройства, индуцированные полем кремния и диоксида кремния». Конференция IRE-AIEE по исследованию твердотельных устройств .
  10. ^ Веймер, Пол К. (июнь 1962 г.). «TFT — новый тонкопленочный транзистор». Труды ИРЭ . 50 (6): 1462–1469. дои : 10.1109/JRPROC.1962.288190 . ISSN   0096-8390 . S2CID   51650159 .
  11. ^ Кимизука, Нобору; Ямадзаки, Шунпей (2016). Физика и технология кристаллических оксидов полупроводников CAAC-IGZO: Основы . Джон Уайли и сыновья. п. 217. ИСБН  9781119247401 .
  12. ^ Перейти обратно: а б с д Кавамото, Х. (2012). «Изобретатели ЖК-дисплея с активной матрицей TFT получают медаль Нисизавы IEEE 2011». Журнал дисплейных технологий . 8 (1): 3–4. Бибкод : 2012JDisT...8....3K . дои : 10.1109/JDT.2011.2177740 . ISSN   1551-319Х .
  13. ^ Кастеллано, Джозеф А. (2005). Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создания индустрии . Всемирная научная . стр. 41–2. ISBN  9789812389565 .
  14. ^ Кастеллано, Джозеф А. (2005). Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создания индустрии ([Online-Ausg.] - ред.). Нью-Джерси [ua]: World Scientific. стр. 176–7. ISBN  981-238-956-3 .
  15. ^ Куо, Юэ (1 января 2013 г.). «Технология тонкопленочных транзисторов — прошлое, настоящее и будущее» (PDF) . Интерфейс электрохимического общества . 22 (1): 55–61. Бибкод : 2013ECSIn..22a..55K . дои : 10.1149/2.F06131if . ISSN   1064-8208 .
  16. ^ Броуди, Т. Питер ; Асарс, Дж.А.; Диксон, Джорджия (ноябрь 1973 г.). «Жидкокристаллический дисплей размером 6 × 6 дюймов, 20 строк на дюйм». Транзакции IEEE на электронных устройствах . 20 (11): 995–1001. Бибкод : 1973ITED...20..995B . дои : 10.1109/T-ED.1973.17780 . ISSN   0018-9383 .
  17. ^ Морозуми, Синдзи; Огучи, Коичи (12 октября 1982 г.). «Текущее состояние развития ЖК-телевизоров в Японии» Молекулярные кристаллы и жидкие кристаллы . 94 (1–2): 43–59. дои : 10.1080/00268948308084246 . ISSN   0026-8941 .
  18. ^ Сук, Джун; Морозуми, Синдзи; Ло, Фан-Чен; Бита, Ион (2018). Производство плоских дисплеев . Джон Уайли и сыновья . стр. 2–3. ISBN  9781119161356 .
  19. ^ «ЭТ-10» . Эпсон . Архивировано из оригинала 4 февраля 2020 года . Проверено 29 июля 2019 г.
  20. ^ Нагаясу, Т.; Окетани, Т.; Хиробе, Т.; Като, Х.; Мидзусима, С.; Возьми, Х.; Яно, К.; Хидзикигава, М.; Васизука, И. (октябрь 1988 г.). «Полноцветный ЖК-дисплей a-Si TFT с диагональю 14 дюймов». Протокол конференции 1988 года по исследованиям в области дисплеев . стр. 100-1 56–58. дои : 10.1109/displ.1988.11274 . S2CID   20817375 .
  21. ^ Браттон, SD (2013). Введение в тонкопленочные транзисторы: физика и технология тонкопленочных транзисторов . Springer Science & Business Media . п. 74. ИСБН  9783319000022 .
  22. ^ Крамер, Бернхард (2003). Достижения физики твердого тела . Springer Science & Business Media . п. 40. ИСБН  9783540401506 .
  23. ^ Борден, Ховард К.; Пигини, Джеральд П. (февраль 1969 г.). «Твердотельные дисплеи» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard : 2–12.
  24. ^ «Хьюлетт-Паккард 5082–7000» . Ассоциация винтажных технологий . Проверено 15 августа 2019 г.
  25. ^ Тан, CW; Ванслик, SA (1987). «Органические электролюминесцентные диоды». Письма по прикладной физике . 51 (12): 913. Бибкод : 1987ApPhL..51..913T . дои : 10.1063/1.98799 .
  26. ^ «История: 2000-е» . СК Хайникс . Архивировано из оригинала 6 августа 2020 года . Проверено 8 июля 2019 г.
  27. ^ Уилкинсон, Скотт (19 ноября 2008 г.). «ЖК-телевизор Sony KDL-55XBR8» . Звук и видение . Проверено 3 октября 2019 г.
  28. ^ Sony XEL-1: первый в мире OLED-телевизор. Архивировано 5 февраля 2016 г. на Wayback Machine , OLED-Info.com (17 ноября 2008 г.).
  29. ^ CES 2015 делает ставку на новые телевизионные технологии. IEEE Spectrum, 7 января 2015 г. Дата обращения 21 октября 2017 г.
  30. ^ LG обходит конкурентов по квантовым точкам, предлагая новый телевизор. CNET, 16 декабря 2014 г. Дата обращения 21 октября 2017 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 210ad8de77d42f66fe8728738d6aea3f__1722386220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/21/3f/210ad8de77d42f66fe8728738d6aea3f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Flat-panel display - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)