Плоская панель дисплей

Дисплей с плоской панелью ( FPD )-это электронный дисплей, используемый для отображения визуального контента, такого как текст или изображения. Он присутствует в потребительском, медицинском, транспортном и промышленном оборудовании.
Флотологические дисплеи тонкие, легкие, обеспечивают лучшую линейность и способны к более высокому разрешению, чем типичные телевизоры потребительского уровня из более ранних эпох. Они обычно имеют толщину менее 10 сантиметров (3,9 дюйма). потребительского уровня CRT В то время как наивысшее разрешение для телевизоров было 1080i , многие дисплеи с плоской панелью в 2020-х годах способны к разрешению 1080p и 4K .
В 2010-х годах портативная потребительская электроника, такая как ноутбуки, мобильные телефоны и портативные камеры, использовали дисплеи с плоской панелью, поскольку они потребляют меньше мощности и легкие. По состоянию на 2016 год дисплеи с плоской панелью почти полностью заменили ЭЛТ-дисплеи.
Большинство дисплеев с плоской панелью эпохи 2010-х годов используют технологии LCD или светоизлучания (светодиодов), иногда комбинированные. Большинство ЖК-экранов обратно освещены цветными фильтрами, используемыми для отображения цветов. Во многих случаях дисплеи плоской панели объединяются с технологией сенсорного экрана , которая позволяет пользователю естественным образом взаимодействовать с дисплеем. Например, современные дисплеи смартфона часто используют OLED -панели с емкостными сенсорными экранами .
Главные дисплеи могут быть разделены на две категории отображения: летучие и статические. Первый требует, чтобы пиксели периодически обновлялись в электронном виде, чтобы сохранить свое состояние (например, жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплей)), и может показать изображение только тогда, когда оно имеет мощность. С другой стороны, статические дисплеи с плоской панелью полагаются на материалы, цветные состояния которых бистабируются, такие как дисплеи, которые используют технологию E-ink , и, как таковое, сохраняют контент, даже когда мощность удаляется.
История
[ редактировать ]Первое инженерное предложение для телевизора с плоской панелью было от General Electric в 1954 году в результате работы на радиолокационных мониторах. Публикация их выводов дала все основы будущих телевизоров и мониторов с плоской панелью. Но GE не продолжал с необходимыми исследованиями и разработками и никогда не строил рабочую плоскую панель в то время. [ 1 ] Первым производственным дисплеем с плоской панелью была трубка Aiken , разработанная в начале 1950-х годов и произведенная в ограниченном количестве в 1958 году. Это видно, что некоторые используются в военных системах в качестве демонстрации Heads Up и в качестве монитора осциллографа, но обычные технологии обогнали его развитие. Попытки коммерциализации системы использования домашнего телевидения сталкивались с постоянными проблемами, и система никогда не была выпущена в коммерческих целях. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Деннис Габор , более известный как изобретатель голографии , запатентовал плоскую экрану в 1958 году. Это было в значительной степени похоже на концепцию Айкена и привело к многолетней патентной битве . К тому времени, когда судебные процессы были завершены, а патент Айкена подал заявку в США и Габоре в Великобритании, коммерческие аспекты давно испадались, и они стали друзьями. [ 5 ] Примерно в это же время Клайв Синклер наткнулся на работу Габора и начал в конечном итоге безуспешные усилия по десятилетиям для их коммерциализации. [ 6 ]
Philco Predicta показала относительно плоскую (для своего дня) настройку катодной лучевой трубки и станет первой коммерчески выпущенной «плоской панелью» после ее запуска в 1958 году; Предсказание была коммерческим провалом. панель плазменного дисплея была изобретена в 1964 году в Университете Иллинойса . По данным истории плазменных панелей плазменных панелей, [ 7 ]
Жидкокристаллические дисплеи (дисплеи ЖК или ЖК-дисплей)
[ редактировать ]МОСФЕТ Мохамедом (Метал-оксид-Семемический проводник-транзистор, или транзистор MOS) был изобретен М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году, [ 8 ] и представлено в 1960 году. [ 9 ] Основываясь на их работе, Пол К. Веймер в RCA разработал тонкий фильм-транзистор (TFT) в 1962 году. [ 10 ] Это был тип MOSFET, отличный от стандартного объемного MOSFET. [ 11 ] Идея ЖК-дисплея на основе TFT была задумана Бернардом Дж. Лехнером из RCA Laboratories в 1968 году. [ 12 ] BJ Lechner, FJ Marlowe, Eo Nester и J. Tults продемонстрировали концепцию в 1968 году с динамическим рассеяющим ЖК -дисплеем, в котором использовались стандартные дискретные тела. [ 13 ]
Первая активная матрица, адресованная электролюминесцентным дисплеем (ELD), была изготовлена с использованием TFTS от Т. Питера Броди департамента устройств в Westinghouse Electric Corporation в 1968 году. [ 14 ] В 1973 году Броди, JA ASARS и GD Dixon в Westinghouse Research Laboratories продемонстрировали первый тонкопленочный жидкокристаллический дисплей (TFT LCD). [ 15 ] [ 16 ] Броди и Фанг-Чен Луо продемонстрировали первый плоский жидкокристаллический дисплей с жидко-кристаллом (AM LCD) с использованием TFTS в 1974 году. [ 12 ]
К 1982 году в Японии были разработаны карманные ЖК -телевизоры, основанные на ЖК -технологии. [ 17 ] 2,1-дюймовый Epson ET-10 [ 18 ] Epson Elf был первым цветным ЖК -карманным телевидением, выпущенным в 1984 году. [ 19 ] В 1988 году руководила резкой исследовательской группой инженера Т. Нагаясу продемонстрировала 14-дюймовый полноцветный ЖК-дисплей, [ 12 ] [ 20 ] что убедило индустрию электроники в том, что ЖК -дисплей в конечном итоге заменит CRTS как стандартную технологию телевизионного дисплея . [ 12 ] По состоянию на 2013 год [update]Все современные высококачественные и высококачественные электронные устройства визуального отображения используют дисплеи Active-Matrix на основе TFT. [ 21 ]
Светодиодные дисплеи
[ редактировать ]Первый полезный светодиодный дисплей был разработан Hewlett-Packard (HP) и представлен в 1968 году. [ 22 ] Это было результатом исследований и разработок (R & D) по практической технологии светодиодов в период с 1962 по 1968 год, исследовательской группой при Говарде С. Бордене, Джеральде П. Пигини и Мохамедо М. Аталле , в HP Associates и HP Labs . В феврале 1969 года они представили цифровой индикатор HP модели 5082-7000. [ 23 ] Это был первый буквенно -цифровой светодиодный дисплей, и он был революцией в технологии цифрового дисплея , заменив трубку Nixie для числовых дисплеев и стал основой для последующих светодиодных дисплеев. [ 24 ] В 1977 году Джеймс П. Митчелл прототип, а затем продемонстрировал, что, пожалуй, самый ранний монохроматический телевизионный показ с плоской панелью.
Чинг В. Тан и Стивен Ван Слайк из Истмана Кодака построили первое практическое устройство органического светодиода (OLED) в 1987 году. [ 25 ] В 2003 году Hynix произвел органический водитель EL, способный осветить в 4096 цветах. [ 26 ] В 2004 году Sony Qualia 005 был первым LCD LED-Backlit . [ 27 ] Sony Xel-1 , выпущенный в 2007 году, был первым OLED-телевидением. [ 28 ]
Общие типы
[ редактировать ]Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей)
[ редактировать ]
Полевые ЖКБ являются легкими, компактными, портативными, дешевыми, более надежными и простыми на глазах, чем экраны CRT. ЖК -экраны используют тонкий слой жидкого кристалла, жидкость, которая демонстрирует кристаллические свойства. Он зажат между двумя стеклянными пластинами с прозрачными электродами. Две поляризационные пленки размещены на каждой стороне ЖК -дисплея. Сгенерируя контролируемое электрическое поле между электродами, могут быть активированы различные сегменты или пиксели жидкого кристалла, вызывая изменения в их поляризационных свойствах. Эти поляризационные свойства зависят от выравнивания жидкокристаллического слоя и используемого поля, используемого либо скрученным нематичным (TN) , переключения в плоскости (IPS) или вертикального выравнивания (VA). Цвет производится путем применения соответствующих цветовых фильтров (красный, зеленый и синий) к отдельным субпикселям. Дисплеи LC используются в различных электроники, таких как часы, калькуляторы, мобильные телефоны, телевизоры, компьютерные мониторы, экраны ноутбуков и т. Д.
Светодиод
[ редактировать ]Большинство более ранних крупных ЖК-экранов были зажжены с использованием ряда CCFL (флуоресцентные лампы холодного катода). Тем не менее, небольшие карманные устройства почти всегда использовали светодиоды в качестве источника освещения. С улучшением светодиодов почти все новые дисплеи теперь оснащены технологией светодиодной подсветки. Изображение все еще генерируется LCD -слоем.
Плазматическая панель
[ редактировать ]Плазменный дисплей состоит из двух стеклянных пластин, разделенных тонким зазором, заполненным газом, таким как неоновый . Каждая из этих пластин имеет несколько параллельных электродов, проходящих по ней. Электроды на двух пластинах находятся под прямым углом друг к другу. Напряжение, приложенное между двумя электродами, по одному на каждой пластине, вызывает небольшой сегмент газа на двух электродах. Свечение газовых сегментов поддерживается более низким напряжением, которое непрерывно применяется ко всем электродам. К 2010 году многочисленные производители потребительские плазменные дисплеи были прекращены.
Электролюминесцентная панель
[ редактировать ]На электролюминесцентном дисплее (ELD) изображение создается путем применения электрических сигналов на пластины, которые заставляют свечение фосфора.
Органический светодиод диод
[ редактировать ]OLED . (органический световолудимый диод) представляет собой светодиод, излучающий светодиод (светодиод), в котором эмиссивный электролюминесцентный слой представляет собой пленку органического соединения, которая излучает свет в ответ на электрический ток Этот слой органического полупроводника расположен между двумя электродами; Как правило, 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 приставки и КПК.
Квантово-световолудимый диод
[ редактировать ]QLED или QUANTUM DOT LED - это технология дисплея с плоской панелью, представленную Samsung в соответствии с этой товарной маркой. Другие производители телевизионных наборов, такие как Sony, использовали ту же технологию для улучшения подсветки ЖК -телевизоров уже в 2013 году. [ 29 ] [ 30 ] Квантовые точки создают свой уникальный свет при освещении источником света более короткой длины волны , такого как синие светодиоды. Этот тип светодиодного телевизора усиливает цветную гамму ЖК -панелей, где изображение все еще генерируется ЖК -дисплеем. Ожидается, что в виде Samsung дисплеи Quantum Dot для телевизоров с крупным экраном станут более популярными, чем OLED-дисплеи в ближайшие годы; Такие фирмы, как Nanoco и Nanosys, конкурируют, чтобы предоставить материалы QD. В то же время устройства Samsung Galaxy , такие как смартфоны, по -прежнему оснащены OLED -дисплеями, изготовленными Samsung. На своем веб -сайте Samsung объясняет, что производимый телевизор QLED может определить, какая часть дисплея нуждается в более или менее контрастном. Samsung также объявил о партнерстве с Microsoft, которое будет продвигать новый Samsung Qled TV.
Нестабильный
[ редактировать ]
Волатильные дисплеи требуют, чтобы пиксели были периодически обновляться, чтобы сохранить свое состояние даже для статического изображения. Таким образом, летучий экран нуждается в электрической мощности, либо от сетевого электричества (подключаемое в стеновое гнездо ), либо аккумулятор для поддержания изображения на дисплее или изменения изображения. Это обновление обычно происходит много раз в секунду. Если это не сделано, например, если есть отключение электроэнергии , пиксели постепенно потеряют свое когерентное состояние, а изображение «исчезнет» с экрана.
Примеры
[ редактировать ]Следующие технологии с фиксированной диски были коммерциализированы в 1990-х по 2010 год:
- Панель дисплея в плазме (НДП)
- Активно-матричный жидкокристаллический дисплей (AMLCD)
- Задняя проекция : цифровая обработка света (DLP), LCD, LCOS
- Электронная бумага : E чернила , гиричон
- Светлый диод-дисплей (светодиод)
- Активно-матричный органический светодиод (AMOLED)
- Quantum Dot Display (QLED)
Технологии, которые были тщательно исследованы, но их коммерциализация была ограничена или в конечном итоге была заброшена:
- Active-Matrix Электролюминесцентный дисплей (ELD)
- Дисплей интерферометрического модулятора (IMOD)
- Полевой дисплей (FED)
- Электрон-эмиттерный дисплей поверхности (SED, SED-TV)
Статический
[ редактировать ]Статические дисплеи с плоской панелью полагаются на материалы, цветные состояния которых бистабильны . Это означает, что изображение, которое они хранят, не требует энергии для поддержания, но вместо этого требуется энергия для изменения. Это приводит к гораздо более энергоэффективному дисплею, но с тенденцией к медленной скорости обновления, которые нежелательны на интерактивном дисплее. Бистабильные дисплеи с плоской панелью начинают развертывание в ограниченных приложениях ( холестерические жидкокристаллические дисплеи, изготовленные Magink, в наружной рекламе; электрофоретические дисплеи в устройствах считывателей электронной книги от Sony и IREX; Anlabels; интерферометрический модулятор в умных часах).
Смотрите также
[ редактировать ]- Компьютерный монитор
- Отображать движение размытие
- Электронная бумага
- FPD-Link
- Гибкий дисплей
- Телевизионная технология крупноэкранов
- ЖК -дисплей
- LED-BACKLIT ЖК-телевизор
- Список производителей дисплеев плоских панелей
- Микроль
- Мобильный дисплей
- Ты
- Панель дисплея плазмы
- Quantum Dot Display
- Sony Watchman
- 3D -дисплеи стереоскопии, не требующие особых очков
- Сенсорная панель
- Прозрачный дисплей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Предложенные телевизионные наборы будут иметь тонкие экраны». Популярная механика , ноябрь 1954, с. 111.
- ^ Уильям Росс Айкен, «История Кайзера-Айкена, тонкая катодная трубка» , IEEE Transactions на электронных устройствах, том 31 Выпуск 11 (ноябрь 1984 г.), с. 1605–1608.
- ^ «ТВ -экрана в 1958 году - популярная механика (январь 1958 г.)» .
- ^ «Гиер экспериментальный цвет CRT» . www.earlytelevision.org .
- ^ Кобли, Джеймсон (30 октября 1996 г.). «Интервью с Уильямом Россом Айкен» (PDF) (интервью). IEEE History Center '. Архивировано из оригинала (PDF) 14 января 2007 года.
- ^ Адамсон, Ян; Кеннеди, Ричард (1986). Синклер и технология «восход солнца» . Пингвин.
- ^ Plasma TV Science.org - История панелей плазменного дисплея
- ^ «1960 - продемонстрировал транзистор оксида металла (MOS)» . Силиконовый двигатель . Музей компьютерной истории . Получено 29 июля 2019 года .
- ^ Аталла, М .; Канг Д. (1960). «Силиконовое диоксидное поле, индуцированное поверхностным устройством». IRE-AIEE SOLIDATE DEVICE Conference .
- ^ Веймер, Пол К. (июнь 1962 г.). «TFT новый тонкопленочный транзистор». Материалы IRE . 50 (6): 1462–1469. doi : 10.1109/jrproc.1962.288190 . ISSN 0096-8390 . S2CID 51650159 .
- ^ Кимизука, Нобору; Yamazaki, Shunpei (2016). Физика и технология кристаллического оксидного полупроводника CAAC-IGZO: Основы . Джон Уайли и сыновья. п. 217. ISBN 9781119247401 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Kawamoto, H. (2012). «Изобретатели TFT Active-Matrix LCD получают медаль IEEE Nishizawa 2011 года». Журнал технологии дисплея . 8 (1): 3–4. Bibcode : 2012jdist ... 8 .... 3K . doi : 10.1109/jdt.2011.2177740 . ISSN 1551-319X .
- ^ Кастеллано, Джозеф А. (2005). Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создание отрасли . Мировой научный . С. 41–2. ISBN 9789812389565 .
- ^ Кастеллано, Джозеф А. (2005). Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создание отрасли ([Online-Ausg.] Ред.). Нью -Джерси [UA]: World Scientific. С. 176–7. ISBN 981-238-956-3 .
- ^ Куо, Юэ (1 января 2013 г.). «Тонкая пленка транзисторная технология - паст, настоящая и будущее» (PDF) . Интерфейс электрохимического общества . 22 (1): 55–61. Bibcode : 2013ecsin..22a..55k . doi : 10.1149/2.f06131if . ISSN 1064-8208 .
- ^ Броди, Т. Петр ; Асарс, JA; Диксон, GD (ноябрь 1973 г.). «6 × 6 дюймов 20 линий на дюйм жидкокристаллической панели». IEEE транзакции на электронных устройствах . 20 (11): 995–1001. Bibcode : 1973ited ... 20..995b . doi : 10.1109/t-ed.1973.17780 . ISSN 0018-9383 .
- ^ Морозумими, Синдзи; Профессионал, Куши (12 октября 1982 г.). «Текущий статус развития ЖК-ТВ в Японии» Молекулярные кристаллы и жидкие кристаллы 94 (1–2): 43–5 Doi : 10.1080/ 00268948308084246 ISSN 0026-8
- ^ Souk, Jun; Морозуми, Синдзи; Luo, Fang-chen; Bita, Ion (2018). Производство дисплея с плоской панелью . Джон Уайли и сыновья . С. 2–3. ISBN 9781119161356 .
- ^ "ET-10" . Эпсон . Архивировано из оригинала 4 февраля 2020 года . Получено 29 июля 2019 года .
- ^ Нагаясу, Т.; Oketani, T.; Hirobe, T.; Като, Х.; Mizushima, S.; Взять, h.; Яно, К.; Hijikigawa, M.; Washizuka, I. (октябрь 1988 г.). "14-дюймовый диагональный полноцветный A-Si TFT LCD" Конференция конференции Международной конференции по исследованию демонстрации 1988 года Стр. 56–58. Doi : 10.1109/disph.1988.11274 . S2CID 20817375
- ^ Brotherton, SD (2013). Введение в тонкие пленки транзисторы: физика и технология TFTS . Springer Science & Business Media . п. 74. ISBN 9783319000022 .
- ^ Крамер, Бернхард (2003). Достижения в области физики твердого состояния . Springer Science & Business Media . п. 40. ISBN 9783540401506 .
- ^ Борден, Говард С.; Пигини, Джеральд П. (февраль 1969 г.). «Твердовые дисплеи» (PDF) . Hewlett-Packard Journal : 2–12.
- ^ "Hewlett-Packard 5082–7000" . Ассоциация старинных технологий . Получено 15 августа 2019 года .
- ^ Тан, CW; Vanslyke, SA (1987). «Органические электролюминесцентные диоды». Прикладные физические буквы . 51 (12): 913. Bibcode : 1987apphl..51..913t . doi : 10.1063/1,98799 .
- ^ «История: 2000 -е» . SK Hynix . Архивировано из оригинала 6 августа 2020 года . Получено 8 июля 2019 года .
- ^ Уилкинсон, Скотт (19 ноября 2008 г.). «Sony KDL-55XBR8 ЖК-телевизор» . Звук и видение . Получено 3 октября 2019 года .
- ^ Sony Xel-1: Первый в мире ALED TV Archived 5 февраля 2016 года на Machine Wayback , OLED-NFO.com (17 ноября 2008 г.).
- ^ CES 2015 СТАВЛИ СТАВКИ НОВЫХ ТЕЛЕВИДЕНИЯХ. IEEE Spectrum, 7 января 2015 года. Получено 21 октября 2017 г.
- ^ LG Скалы Квантовые точки соперника с новым телевизором. CNET, 16 декабря 2014 года. Получено 21 октября 2017 г.