Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Плоский дисплей ( ППД ) представляет собой электронное устройство отображения используется , чтобы люди могли видеть содержимое (неподвижные изображения, движущиеся изображения, текст или другой визуальный материал) в диапазоне развлечений, бытовой электроники, персональных компьютеров и мобильных устройств, и многие виды медицинского, транспортного и промышленного оборудования. Они намного легче и тоньше традиционных телевизоров с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и обычно имеют толщину менее 10 сантиметров (3,9 дюйма). Плоские дисплеи можно разделить на две категории устройств отображения: энергозависимые и статические. Энергозависимые дисплеи требуют периодического электронного обновления пикселей для сохранения их состояния (например, жидкокристаллические дисплеи(ЖК-дисплей)). Энергозависимый дисплей показывает изображение только при питании от батареи или сети переменного тока. Статические плоские дисплеи зависят от материалов, цветовые состояния которых являются бистабильными (например, планшеты для чтения электронных книг от Sony), и поэтому плоские дисплеи сохраняют текст или изображения на экране даже при выключенном питании. По состоянию на 2016 год плоские дисплеи почти полностью заменили старые ЭЛТ-дисплеи. Во многих приложениях эпохи 2010 года, особенно в небольших портативных устройствах, таких как ноутбуки, мобильные телефоны, смартфоны, цифровые фотоаппараты, видеокамеры, компактные фотоаппараты и карманные видеокамеры, любые недостатки отображения плоских панелей (по сравнению с ЭЛТ) компенсируются преимуществами портативности (низкое энергопотребление от батарей, тонкость и легкость).

В большинстве плоских дисплеев 2010-х годов используются ЖК-дисплеи или светодиодные (LED) технологии, иногда их сочетание. Большинство ЖК-экранов имеют подсветку, поскольку для отображения цветов используются цветные фильтры. Плоские дисплеи тонкие, легкие, обеспечивают лучшую линейность и обладают более высоким разрешением, чем типичные телевизоры потребительского уровня предыдущих эпох. Наивысшее разрешение для телевизоров с ЭЛТ потребительского класса было 1080i; Напротив, многие плоские панели могут отображать разрешение 1080p или даже 4K. По состоянию на 2016 год некоторые устройства, использующие плоские панели, такие как планшетные компьютеры, смартфоны и, реже, ноутбуки, используют сенсорные экраны, что позволяет пользователям выбирать значки на экране.или запускать действия (например, воспроизведение цифрового видео), касаясь экрана. Многие устройства с сенсорным экраном могут отображать виртуальную QWERTY или цифровую клавиатуру на экране, чтобы пользователь мог вводить слова или числа.

Многофункциональный монитор ( MFM ) представляет собой плоский дисплей , который имеет дополнительные входы видеосигнала (больше , чем обычный ЖК - монитор) и предназначен для использования с различными внешними источниками видеосигнала, например, вход VGA, HDMI вход из способного оборудованного VHS Видеомагнитофон или игровая приставка и, в некоторых случаях, вход USB или кард-ридер для просмотра цифровых фотографий. Во многих случаях MFM также включает в себя ТВ-тюнер, что делает его похожим на ЖК-телевизор с возможностью подключения к компьютеру.

История [ править ]

Первое инженерное предложение по плоскому телевизору было предложено General Electric в 1954 году в результате работы над радиолокационными мониторами. Публикация их результатов дала все основы будущих плоских телевизоров и мониторов. Но GE не продолжила требуемых исследований и разработок и в то время так и не построила работающую плоскую панель. [1] Первым серийным плоскопанельным дисплеем была лампа 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 в качестве монитора осциллографа, но традиционные технологии обогнали его. его развитие. Попытки коммерциализировать систему для домашнего телевиденияпри использовании постоянно возникали проблемы, и система так и не была выпущена в продажу. [2] [3] [4]

Филко Predicta признаки относительно плоского (для его дня) установки электронно - лучевой трубки , и будет первым коммерчески выпущены «плоские панелями» после его запуска в 1958 году; Predicta оказалась коммерческой неудачей. Плазменные дисплейная панель была изобретена в 1964 году в Университете штата Иллинойс , согласно Истории плазменных дисплейных панелей. [5]

ЖК-дисплеи [ редактировать ]

МОП - транзистор (металл-оксид-полупроводник полевой транзистор, или МОП - транзистор) был изобретен Mohamed М. Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году, [6] и представлен в 1960 году [7] Основываясь на их работе, Павла К. Веймер из RCA разработал тонкопленочный транзистор (TFT) в 1962 году. [8] Это был тип полевого МОП-транзистора, отличный от стандартного объемного полевого МОП-транзистора. [9] Идея ЖК-дисплея на основе TFT была придумана Бернардом Дж. Лехнером из RCA Laboratories в 1968 году. [10]Б. Дж. Лехнер, Ф. Дж. Марлоу, Э. О. Нестер и Дж. Талтс продемонстрировали эту концепцию в 1968 году с помощью ЖК-дисплея с динамическим рассеянием, в котором использовались стандартные дискретные полевые МОП-транзисторы. [11]

Первый адресный электролюминесцентный дисплей (ELD) с активной матрицей был изготовлен с использованием TFT отделом тонкопленочных устройств Т. Питера Броуди в Westinghouse Electric Corporation в 1968 году. [12] В 1973 году Броуди, Дж. А. Асарс и Г. Д. Диксон из Westinghouse Research. Лаборатории продемонстрировали первый жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах (TFT LCD). [13] [14] Броуди и Фанг-Чен Луо продемонстрировали первый плоский жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (AM LCD) с использованием TFT в 1974 году. [10]

К 1982 году в Японии были разработаны карманные ЖК-телевизоры на основе ЖК-технологии. [15] 2,1-дюймовый Epson ET-10 [16] Epson Elf был первым карманным цветным ЖК-телевизором, выпущенным в 1984 году. [17] В 1988 году исследовательская группа Sharp под руководством инженера Т. Нагаясу продемонстрировала 14-дюймовый полноразмерный телевизор. -цветный ЖК-дисплей [10] [18], который убедил электронную промышленность, что ЖК-дисплей в конечном итоге заменит ЭЛТ в качестве стандартной технологии телевизионных дисплеев . [10] По состоянию на 2013 год все современные высококачественные электронные визуальные дисплеи высокого разрешенияустройства используют TFT-дисплеи с активной матрицей. [19]

Светодиодные дисплеи [ править ]

Первый пригодный для использования светодиодный дисплей был разработан Hewlett-Packard (HP) и представлен в 1968 году. [20] Он явился результатом исследований и разработок (НИОКР) практических светодиодных технологий в период с 1962 по 1968 годы исследовательской группой под руководством Говарда К. Борден, Джеральд П. Пигини и Мохамед М. Аталла из HP Associates и HP Labs . В феврале 1969 года они представили цифровой индикатор HP Model 5082-7000. [21] Это был первый буквенно-цифровой светодиодный дисплей, который произвел революцию в технологии цифровых дисплеев , заменив трубку Никси для цифровых дисплеев и став основой для более поздних светодиодных дисплеев. [22] В 1977 году Джеймс П. Митчелл создал прототип и позже продемонстрировал, возможно, самый ранний монохроматический плоскопанельный светодиодный телевизионный дисплей.

Чинг В. Танг и Стивен Ван Слайк из Eastman Kodak построили первое практическое устройство на органических светодиодах (OLED) в 1987 году. [23] В 2003 году Hynix выпустила органический драйвер EL, способный отображать 4096 цветов. [24] В 2004 году Sony Qualia 005 стал первым ЖК- дисплеем со светодиодной подсветкой . [25] XEL-1 , выпущенный в 2007 году, был первый OLED - телевизор. [26]

Общие типы [ править ]

Жидкокристаллический дисплей (LCD) [ править ]

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

ЖК-дисплеи с полевым эффектом легкие, компактные, портативные, дешевые, более надежные и более удобные для глаз, чем ЭЛТ-экраны. В ЖК-экранах используется тонкий слой жидкого кристалла, который проявляет кристаллические свойства. Он зажат между двумя стеклянными пластинами с прозрачными электродами. Две поляризационные пленки размещены с каждой стороны ЖК-дисплея. Создавая управляемое электрическое поле между электродами, можно активировать различные сегменты или пиксели жидкого кристалла, вызывая изменения их поляризационных свойств. Эти поляризационные свойства зависят от выравнивания жидкокристаллического слоя и конкретного используемого полевого эффекта, будь то Twisted Nematic (TN) , In-Plane Switching (IPS) или Vertical Alignment.(Вирджиния). Цвет получается 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-LCD [ править ]

Самые ранние большие ЖК-экраны имели подсветку с помощью ряда CCFL (люминесцентных ламп с холодным катодом). Однако в небольших карманных устройствах почти всегда в качестве источника освещения использовались светодиоды. Благодаря усовершенствованию светодиодов почти все новые дисплеи теперь оснащены технологией светодиодной подсветки. Изображение по-прежнему создается ЖК-слоем.

Плазменная панель [ править ]

Плазменный дисплей состоит из двух стеклянных пластин, разделенных тонкой щелью, заполненной газом, например неоном. На 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 более низким напряжением, которое непрерывно подается на все электроды. К 2010 году потребительские плазменные дисплеи были прекращены многими производителями.

Электролюминесцентная панель [ править ]

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

Органический светодиод [ править ]

OLED (органический светоизлучающий диод) представляет собой светоизлучающий диод (LED) , в котором эмиссионный электролюминесцентный слой представляет собой пленку органического соединения , которое 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 на таких устройствах, как телевизионные экраны, компьютерные мониторы, портативные системы, такие как мобильные телефоны, портативные игровые консоли и КПК.

Светоизлучающие диоды на квантовых точках [ править ]

QLED или квантовые точки LED - это технология плоских дисплеев, представленная Samsung под этой торговой маркой. Другие производители телевизоров, такие как Sony , уже в 2013 году использовали ту же технологию для усиления подсветки ЖК-телевизоров. [27] [28] Квантовые точки создают свой собственный уникальный свет при освещении источником света с меньшей 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 с квантовыми точками для широкоэкранных телевизоров станут более популярными, чем OLED-дисплеи; Такие фирмы, как Nanoco и Nanosys, конкурируют за предоставление материалов QD. А пока Samsung Galaxyтакие устройства, как смартфоны, по-прежнему оснащены OLED-дисплеями производства Samsung. Samsung объясняет на своем веб-сайте, что производимый ими QLED-телевизор может определять, какая часть дисплея нуждается в большей или меньшей контрастности. Samsung также объявила о партнерстве с Microsoft, которое будет продвигать новый телевизор Samsung QLED.

Неустойчивый [ править ]

На большом светодиодном экране Тайбэй-арены отображаются рекламные ролики и трейлеры к фильмам .

Неустойчивые дисплеи требуют периодического обновления пикселей для сохранения своего состояния даже для статического изображения. Таким образом, энергозависимому экрану требуется электроэнергия, либо от электросети (при подключении к 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, если произойдет отключение электроэнергии , пиксели будут постепенно терять свое когерентное состояние, и изображение будет «исчезать» с экрана.

Примеры [ править ]

Дополнительная информация: Сравнение CRT, LCD, Plasma

Следующие технологии плоских дисплеев были коммерциализированы с 1990-х по 2010-е годы:

  • Панель плазменного дисплея (PDP)
  • Жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (AMLCD)
  • Обратная проекция : цифровая обработка света (DLP), ЖК-дисплей, LCOS
  • Электронная бумага : E Ink , Gyricon
  • Светодиодный дисплей (LED)
  • Органический светодиод с активной матрицей (AMOLED)
  • Квантово-точечный дисплей (QLED)

Технологии, которые были тщательно изучены, но их коммерциализация была ограничена или в конечном итоге была прекращена:

  • Электролюминесцентный дисплей с активной матрицей (ELD)
  • Дисплей интерферометрического модулятора (IMOD)
  • Автоэмиссионный дисплей (FED)
  • Дисплей с электронно-эмиттерным дисплеем с поверхностной проводимостью (СЭД, СЭД-ТВ)

Статический [ править ]

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

Для статических плоских дисплеев используются материалы с бистабильным цветовым состоянием . Это означает, что изображение, которое они держат, не требует энергии для поддержания, а требует энергии для изменения. Это приводит к гораздо более энергоэффективному дисплею, но с тенденцией к низкой частоте обновления, что нежелательно для интерактивного дисплея. Бистабильные плоские дисплеи начинают применяться в ограниченном количестве приложений ( холестерические жидкокристаллические дисплеи, производимые Magink, в наружной рекламе; электрофоретические дисплеи в устройствах для чтения электронных книг от Sony и iRex; метки; дисплеи с интерферометрическими модуляторами в умных часах).

См. Также [ править ]

  • Компьютерный монитор
  • Отображение размытия при движении
  • Электронная бумага
  • FPD-Link
  • Гибкий дисплей
  • Технология телевидения с большим экраном
  • ЖК-дисплей
  • ЖК-телевизор со светодиодной подсветкой
  • Список производителей плоских дисплеев
  • MicroLED
  • Мобильный дисплей
  • OLED
  • Панель плазменного дисплея
  • Квантово-точечный дисплей
  • Sony Watchman
  • Стереоскопические 3D-дисплеи, не требующие специальных очков
  • Сенсорная панель
  • Прозрачный дисплей

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Предлагаемые телевизоры будут иметь тонкие экраны». Popular Mechanics , ноябрь 1954 г., стр. 111.
  2. ^ Уильям Росс Эйкен, "История тонкой электронно-лучевой трубки Kaiser-Aiken" , IEEE Transactions on Electron Devices, Volume 31 Issue 11 (ноябрь 1984), стр. 1605-1608.
  3. ^ «Телевизор с плоским экраном в 1958 году - Популярная механика (январь 1958 года)» .
  4. ^ "Geer Experimental Color CRT" . www.earlytelevision.org .
  5. ^ Plasma TV Science.org - История панелей плазменных дисплеев
  6. ^ "1960 - Металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор продемонстрирован" . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 29 июля 2019 года .
  7. ^ Аталла, М .; Канг Д. (1960). «Устройства на поверхности, индуцированные полем из диоксида кремния и кремния» Конференция IRE-AIEE по исследованию твердотельных устройств .
  8. ^ Веймер, Пол К. (июнь 1962 г.). «Новый тонкопленочный транзистор TFT». Труды ИРЭ . 50 (6): 1462–1469. DOI : 10.1109 / JRPROC.1962.288190 . ISSN 0096-8390 . S2CID 51650159 .  
  9. ^ Кимидзука, Нобору; Ямазаки, Шунпей (2016). Физика и технология кристаллического оксидного полупроводника CAAC-IGZO: Основы . Джон Вили и сыновья. п. 217. ISBN. 9781119247401.
  10. ^ а б в г Кавамото, Х. (2012). «Изобретатели ЖК-дисплея с активной матрицей TFT получили медаль IEEE Nishizawa 2011». Журнал дисплейных технологий . 8 (1): 3–4. DOI : 10.1109 / JDT.2011.2177740 . ISSN 1551-319X . 
  11. ^ Кастеллано, Джозеф А. (2005). Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создания индустрии . World Scientific . С. 41–2. ISBN 9789812389565.
  12. ^ Кастеллано, Джозеф А. (2005). Жидкое золото: история жидкокристаллических дисплеев и создание индустрии ([Online-Ausg.] Ред.). Нью-Джерси [ua]: World Scientific. С. 176–7. ISBN 981-238-956-3.
  13. ↑ Куо, Юэ (1 января 2013 г.). «Технология тонкопленочных транзисторов - прошлое, настоящее и будущее» (PDF) . Интерфейс электрохимического общества . 22 (1): 55–61. DOI : 10.1149 / 2.F06131if . ISSN 1064-8208 .  
  14. ^ Броуди, Т. Питер ; Asars, JA; Диксон, Дж. Д. (ноябрь 1973 г.). «Жидкокристаллический дисплей размером 6 × 6 дюймов с разрешением 20 строк на дюйм». Транзакции IEEE на электронных устройствах . 20 (11): 995–1001. DOI : 10,1109 / Т-ED.1973.17780 . ISSN 0018-9383 . 
  15. ^ Morozumi, Синдзи; Огучи, Коити (12 октября 1982 г.). «Текущее состояние развития ЖК-телевизоров в Японии». Молекулярные кристаллы и жидкие кристаллы . 94 (1-2): 43-59. DOI : 10.1080 / 00268948308084246 . ISSN 0026-8941 . 
  16. ^ Сук, июнь; Морозуми, Синдзи; Ло, Фанг-Чен; Бита, Ион (2018). Плоские дисплеи Производство . Джон Вили и сыновья . С. 2–3. ISBN 9781119161356.
  17. ^ "ET-10" . Epson . Проверено 29 июля 2019 года .
  18. ^ Нагаясу, Т .; Окетани, Т .; Hirobe, T .; Kato, H .; Mizushima, S .; Возьми, H .; Яно, К .; Hijikigawa, M .; Васидзука И. (октябрь 1988 г.). «Полноцветный ЖК-дисплей на основе тонкопленочного транзистора a-Si с диагональю 14 дюймов». Отчет о Международной научно-исследовательской конференции по дисплеям 1988 года : 56–58. DOI : 10,1109 / DISPL.1988.11274 . S2CID 20817375 . 
  19. ^ Бротертон, SD (2013). Введение в тонкопленочные транзисторы: физика и технология тонкопленочных транзисторов . Springer Science & Business Media . п. 74. ISBN 9783319000022.
  20. ^ Крамер, Бернхард (2003). Успехи физики твердого тела . Springer Science & Business Media . п. 40. ISBN 9783540401506.
  21. ^ Борден, Говард C .; Пигини, Джеральд П. (февраль 1969 г.). «Твердотельные дисплеи» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard : 2–12.
  22. ^ "Hewlett-Packard 5082-7000" . Ассоциация винтажных технологий . Проверено 15 августа 2019 .
  23. ^ Тан, CW; Ванслике, С.А. (1987). «Органические электролюминесцентные диоды». Письма по прикладной физике . 51 (12): 913. Bibcode : 1987ApPhL..51..913T . DOI : 10.1063 / 1.98799 .
  24. ^ «История: 2000-е» . SK Hynix . Проверено 8 июля 2019 .
  25. ^ Уилкинсон, Скотт (19 ноября 2008 г.). "ЖК-телевизор Sony KDL-55XBR8" . Звук и зрение . Дата обращения 3 октября 2019 .
  26. ^ Sony XEL-1: первый в мире OLED-телевизор. Архивировано 5 февраля 2016 г. на Wayback Machine , OLED-Info.com (17 ноября 2008 г.).
  27. ^ CES 2015 делает ставку на новые телевизионные технологии. IEEE Spectrum, 7 января 2015 г. Источник: 21 октября 2017 г.
  28. ^ LG опережает конкурентов по квантовым точкам с новым телевизором. CNET, 16 декабря 2014 г. Источник: 21 октября 2017 г.