Wyświetlacze płaskie (FPD) stały się głównym nurtem w telewizorach przyszłości. Jest to powszechny trend, ale nie ma ścisłej definicji na świecie. Zazwyczaj ten rodzaj wyświetlacza jest cienki i wygląda jak płaski panel. Istnieje wiele rodzajów wyświetlaczy płaskich. W zależności od medium wyświetlania i zasady działania, wyróżnia się wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD), plazmowe (PDP), elektroluminescencyjne (ELD), organiczne elektroluminescencyjne (OLED), wyświetlacze z emisją polową (FED), projekcyjne itp. Wiele urządzeń FPD jest wykonanych z granitu. Ponieważ granitowa podstawa maszyny charakteryzuje się lepszą precyzją i właściwościami fizycznymi.
trend rozwoju
W porównaniu z tradycyjnym kineskopem (CRT), wyświetlacz płaski charakteryzuje się smukłą konstrukcją, niską wagą, niskim poborem mocy, niskim promieniowaniem, brakiem migotania i korzystnym wpływem na zdrowie. Przewyższył on CRT pod względem globalnej sprzedaży. Szacuje się, że do 2010 roku stosunek wartości sprzedaży obu wyświetlaczy osiągnie 5:1. W XXI wieku wyświetlacze płaskie staną się głównym nurtem w branży wyświetlaczy. Według prognoz słynnego Stanford Resources, globalny rynek wyświetlaczy płaskich wzrośnie z 23 miliardów dolarów w 2001 roku do 58,7 miliarda dolarów w 2006 roku, a średnioroczna stopa wzrostu osiągnie 20% w ciągu najbliższych 4 lat.
Technologia wyświetlania
Wyświetlacze płaskie dzielą się na aktywne i pasywne wyświetlacze emitujące światło. Pierwszy z nich odnosi się do urządzenia wyświetlającego, w którym medium wyświetlające samo emituje światło i zapewnia promieniowanie widzialne. Należą do nich wyświetlacze plazmowe (PDP), próżniowe wyświetlacze fluorescencyjne (VFD), wyświetlacze z emisją polową (FED), wyświetlacze elektroluminescencyjne (LED) i organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED). Drugi oznacza, że nie emituje światła samodzielnie, ale wykorzystuje medium wyświetlające do modulacji sygnałem elektrycznym, a jego właściwości optyczne zmieniają się, modulując światło otoczenia i światło emitowane przez zewnętrzne źródło zasilania (podświetlenie, źródło światła projekcyjnego) i wyświetlając je na ekranie wyświetlacza. Urządzenia wyświetlające, w tym wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD), wyświetlacze mikroelektromechaniczne (DMD) i wyświetlacze z elektronicznym atramentem (EL) itp.
LCD
Wyświetlacze ciekłokrystaliczne obejmują pasywne wyświetlacze ciekłokrystaliczne z matrycą (PM-LCD) i aktywne wyświetlacze ciekłokrystaliczne z matrycą (AM-LCD). Zarówno wyświetlacze ciekłokrystaliczne STN, jak i TN należą do pasywnych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych z matrycą. W latach 90. technologia aktywnych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych z matrycą szybko się rozwinęła, zwłaszcza wyświetlacze ciekłokrystaliczne z cienkowarstwowymi tranzystorami (TFT-LCD). Jako produkt zastępujący STN, charakteryzuje się on zaletami szybkiej reakcji i braku migotania i jest szeroko stosowany w komputerach przenośnych i stacjach roboczych, telewizorach, kamerach i przenośnych konsolach do gier wideo. Różnica między AM-LCD a PM-LCD polega na tym, że ten pierwszy posiada dodane do każdego piksela układy przełączające, które pozwalają przezwyciężyć interferencje i uzyskać wysoki kontrast i rozdzielczość obrazu. Obecny AM-LCD wykorzystuje układ przełączający TFT z amorficznego krzemu (a-Si) i kondensator, co pozwala uzyskać wysoki poziom szarości i wyświetlać rzeczywiste kolory. Jednak zapotrzebowanie na wysoką rozdzielczość i małe piksele w zastosowaniach kamerowych i projekcyjnych o dużej gęstości doprowadziło do rozwoju wyświetlaczy P-Si (polikrzemowych) TFT (tranzystorów cienkowarstwowych). Mobilność P-Si jest od 8 do 9 razy większa niż a-Si. Niewielkie rozmiary P-Si TFT nie tylko nadają się do wyświetlaczy o wysokiej gęstości i rozdzielczości, ale także umożliwiają integrację obwodów peryferyjnych z podłożem.
Podsumowując, LCD nadaje się do cienkich, lekkich, małych i średnich wyświetlaczy o niskim zużyciu energii i jest szeroko stosowany w urządzeniach elektronicznych, takich jak notebooki i telefony komórkowe. 30- i 40-calowe wyświetlacze LCD zostały z powodzeniem opracowane, a niektóre z nich zostały już wdrożone. Dzięki masowej produkcji LCD, ich koszt stale spada. 15-calowy monitor LCD jest dostępny za 500 dolarów. Jego przyszłym kierunkiem rozwoju jest zastąpienie wyświetlacza katodowego w komputerach PC i zastosowanie go w telewizorach LCD.
Wyświetlacz plazmowy
Wyświetlacz plazmowy to technologia wyświetlania emitująca światło, realizowana w oparciu o zasadę wyładowania gazowego (np. atmosferycznego). Wyświetlacze plazmowe mają zalety lamp elektronopromieniowych, ale są wytwarzane na bardzo cienkich strukturach. Rozmiar popularnych produktów to 40-42 cale. W fazie rozwoju znajdują się modele o przekątnej 50-60 cali.
fluorescencja próżniowa
Próżniowy wyświetlacz fluorescencyjny to wyświetlacz powszechnie stosowany w produktach audio/wideo i sprzęcie AGD. Jest to próżniowy wyświetlacz typu trioda elektronowa, który zawiera katodę, siatkę i anodę w lampie próżniowej. Elektrony emitowane przez katodę są przyspieszane przez dodatnie napięcie przyłożone do siatki i anody, stymulując luminofor pokryty anodą do emisji światła. Siatka ma strukturę plastra miodu.
elektroluminescencja)
Wyświetlacze elektroluminescencyjne są wytwarzane w technologii cienkowarstwowej ze stanu stałego. Warstwę izolacyjną umieszcza się pomiędzy dwiema płytkami przewodzącymi, a następnie osadza się cienką warstwę elektroluminescencyjną. Urządzenie wykorzystuje ocynkowane lub strontowe płytki o szerokim spektrum emisji jako elementy elektroluminescencyjne. Warstwa elektroluminescencyjna ma grubość 100 mikronów i pozwala uzyskać ten sam wyraźny efekt wyświetlania, co wyświetlacz OLED (organiczna dioda elektroluminescencyjna). Typowe napięcie sterujące wynosi 10 kHz i 200 V AC, co wymaga droższego układu sterownika. Opracowano z powodzeniem mikrowyświetlacz o wysokiej rozdzielczości wykorzystujący układ sterowania z aktywną matrycą.
prowadzony
Wyświetlacze LED składają się z dużej liczby diod elektroluminescencyjnych (LED), które mogą być monochromatyczne lub wielokolorowe. Dostępne są wysokowydajne niebieskie diody LED, które umożliwiają produkcję pełnokolorowych, wielkoekranowych wyświetlaczy LED. Wyświetlacze LED charakteryzują się wysoką jasnością, wysoką wydajnością i długą żywotnością, dzięki czemu nadają się do wyświetlaczy wielkoekranowych do użytku zewnętrznego. Jednak technologia ta nie umożliwia produkcji wyświetlaczy średniej klasy do monitorów ani komputerów przenośnych (PDA). Monolityczny układ scalony LED może być jednak wykorzystywany jako monochromatyczny wyświetlacz wirtualny.
MEMS
To mikrowyświetlacz wyprodukowany w technologii MEMS. W tego typu wyświetlaczach mikroskopijne struktury mechaniczne są wytwarzane poprzez przetwarzanie półprzewodników i innych materiałów przy użyciu standardowych procesów półprzewodnikowych. W cyfrowym urządzeniu z mikrozwierciadłem, struktura jest mikrozwierciadłem podpartym zawiasem. Zawiasy są aktywowane ładunkami na płytkach połączonych z jedną z komórek pamięci znajdujących się poniżej. Rozmiar każdego mikrozwierciadła jest w przybliżeniu równy średnicy ludzkiego włosa. Urządzenie to jest wykorzystywane głównie w przenośnych projektorach komercyjnych i projektorach kina domowego.
emisja polowa
Podstawowa zasada działania wyświetlacza z emisją polową jest taka sama jak w przypadku lampy elektronopromieniowej, czyli elektrony są przyciągane przez płytkę i zderzane z luminoforem pokrytym anodą, emitując światło. Katoda składa się z dużej liczby maleńkich źródeł elektronów ułożonych w matrycę, czyli w formie matrycy składającej się z jednego piksela i jednej katody. Podobnie jak wyświetlacze plazmowe, wyświetlacze z emisją polową wymagają do działania wysokiego napięcia, od 200 V do 6000 V. Jednak jak dotąd nie stały się one powszechnym wyświetlaczem płaskim ze względu na wysokie koszty produkcji sprzętu.
światło organiczne
W organicznym wyświetlaczu OLED (Organic Light-Emitting Diode) prąd elektryczny przepływa przez jedną lub więcej warstw tworzywa sztucznego, aby wytworzyć światło przypominające nieorganiczne diody elektroluminescencyjne. Oznacza to, że do produkcji urządzenia OLED wymagany jest układ warstw półprzewodnikowych na podłożu. Materiały organiczne są jednak bardzo wrażliwe na parę wodną i tlen, dlatego uszczelnienie jest niezbędne. Diody OLED to aktywne urządzenia emitujące światło, charakteryzujące się doskonałymi parametrami świetlnymi i niskim poborem mocy. Mają duży potencjał w zakresie masowej produkcji w procesie roll-by-roll na elastycznych podłożach, a zatem są bardzo tanie w produkcji. Technologia ta ma szeroki zakres zastosowań, od prostego monochromatycznego oświetlenia wielkopowierzchniowego po pełnokolorowe wyświetlacze wideo.
Atrament elektroniczny
Wyświetlacze E-ink to wyświetlacze sterowane poprzez przyłożenie pola elektrycznego do materiału bistabilnego. Składają się one z dużej liczby mikrouszczelnionych, przezroczystych kulek, każda o średnicy około 100 mikronów, zawierających czarny, barwiony materiał i tysiące cząsteczek białego dwutlenku tytanu. Po przyłożeniu pola elektrycznego do materiału bistabilnego, cząsteczki dwutlenku tytanu migrują w kierunku jednej z elektrod, w zależności od ich stanu naładowania. Powoduje to, że piksel emituje światło lub nie. Ponieważ materiał jest bistabilny, przechowuje informacje przez miesiące. Ponieważ jego stan roboczy jest kontrolowany przez pole elektryczne, zawartość wyświetlacza można zmieniać przy bardzo niskim zużyciu energii.
detektor światła płomieniowego
Detektor fotometryczny płomienia FPD (detektor fotometryczny płomienia, w skrócie FPD)
1. Zasada FPD
Zasada działania FPD opiera się na spalaniu próbki w płomieniu bogatym w wodór, dzięki czemu związki zawierające siarkę i fosfor są redukowane przez wodór po spaleniu, a następnie generowane są stany wzbudzone S2* (stan wzbudzony S2) i HPO* (stan wzbudzony HPO). Dwie wzbudzone substancje emitują widma około 400 nm i 550 nm po powrocie do stanu podstawowego. Intensywność tego widma mierzy się za pomocą fotopowielacza, a natężenie światła jest proporcjonalne do natężenia przepływu masy próbki. FPD to wysoce czuły i selektywny detektor, szeroko stosowany w analizie związków siarki i fosforu.
2. Struktura FPD
FPD to konstrukcja łącząca FID i fotometr. Początkowo była to jednopłomieniowa FPD. Po 1978 roku, aby zrekompensować niedociągnięcia jednopłomieniowej FPD, opracowano dwupłomieniową FPD. Posiada ona dwa oddzielne płomienie powietrze-wodór. Dolny płomień przekształca cząsteczki próbki w produkty spalania zawierające stosunkowo proste cząsteczki, takie jak S2 i HPO; górny płomień wytwarza luminescencyjne fragmenty stanu wzbudzonego, takie jak S2* i HPO*. Górny płomień posiada okienko skierowane na górny płomień, a intensywność chemiluminescencji jest mierzona za pomocą fotopowielacza. Okienko wykonane jest z twardego szkła, a dysza płomienia ze stali nierdzewnej.
3. Wydajność FPD
FPD to selektywny detektor do oznaczania związków siarki i fosforu. Jego płomień jest płomieniem bogatym w wodór, a dopływ powietrza wystarcza jedynie do reakcji z 70% wodoru, więc temperatura płomienia jest niska, aby wytworzyć wzbudzoną siarkę i fosfor. Fragmenty związków. Natężenie przepływu gazu nośnego, wodoru i powietrza ma duży wpływ na FPD, dlatego kontrola przepływu gazu powinna być bardzo stabilna. Temperatura płomienia do oznaczania związków zawierających siarkę powinna wynosić około 390 °C, co może wytworzyć wzbudzony S2*; w przypadku oznaczania związków zawierających fosfor stosunek wodoru do tlenu powinien wynosić od 2 do 5, a stosunek wodoru do tlenu powinien być zmieniany w zależności od różnych próbek. Gaz nośny i gaz uzupełniający również powinny być odpowiednio dostosowane, aby uzyskać dobry stosunek sygnału do szumu.
Czas publikacji: 18-01-2022