Кіріспе

Электрондық дисплей технологиясы

Жазық панельді дисплей (FPD) – мәтін немесе кескіндер сияқты визуальды мазмұнды көрсетуге арналған электрондық дисплей. Ол тұтынушы тауары, медициналық, көлік және өнеркәсіптік жабдықтарда қолданылады. Жазық панельді дисплейлер жұқа, жеңіл, жақсы сызықтыққа ие және бұрынғы кезеңдердегі тұтынушылық деңгейдегі теледидарларға қарағанда жоғарырақ ажыратымдылыққа қабілетті. Олар әдетте бірнеше миллиметрден кем қалыңдыққа ие. Тұтынушылық деңгейдегі CRT теледидарлар үшін ең жоғары ажыратымдылық 1080i болса, 2020 жылдары көптеген жазық панельді дисплейлер 1080p және 4K ажыратымдылығына қол жеткізе алады. 2010 жылдары ноутбуктер, ұялы телефондар және портативті камералар сияқты портативті тұтынушы электроникасы, аз қуат тұтынуы мен жеңіл салмағының арқасында жазық панельді дисплейлерді пайдаланды. 2016 жылдан бастап жазық панельді дисплейлер CRT дисплейлерін толығымен ығыстырды. 2010 жылдардағы жазық панельді дисплейлердің көпшілігі LCD немесе жарықдиодты (LED) технологияларды пайдаланады, кейде олар біріктіріледі. Көптеген LCD экрандар түсті көрсету үшін түс сүзгілерімен артқы жарықтандырылады. Көп жағдайда жазық панельді дисплейлер сенсорлық экран технологиясымен үйлестіріледі, бұл пайдаланушыға дисплеймен табиғи түрде өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді. Мысалы, қазіргі заманғы смартфондарда көбінесе сыйымдылықты сенсорлық экрандары бар OLED панельдері қолданылады. Жазық дисплейлерді екі негізгі санатқа бөлуге болады: өзгермелі және статикалық. Біріншісі пикселдердің күйін сақтау үшін мерзімді түрде электрондық жаңартуды қажет етеді (мысалы, сұйық кристалды дисплейлер (LCD)) және тек қуат қосылғанда ғана кескінді көрсетуге қабілетті. Екінші жағынан, статикалық жазық панельді дисплейлер бояу күйі бистабильді материалдарға негізделген, мысалы, электронды сия технологиясын пайдаланатын дисплейлер, сондықтан қуатты ажыратқанда да мазмұнды сақтай алады.

Тарих

Тұңғыш рет жапсырмалы теледидар жасау туралы ұсынысты 1954 жылы General Electric компаниясы жасады, бұл олардың радарлық мониторлар бойынша жұмысының нәтижесінде болды. Олардың зерттеулерінің жариялануы болашақ жапсырмалы телевизорлар мен мониторлардың негізгі қағидаларын берді. Бірақ GE қажетті ғылыми-зерттеу жұмыстарын жалғастырмады және сол кезде жұмыс істейтін жаппақ панельді жасаған жоқ. Алғашқы өндірістік жаппақ дисплей – Айкен түтігі, ол 1950 жылдардың басында әзірленді және 1958 жылы шектеулі санда шығарылды. Бұл әскери жүйелерде бас дисплей ретінде және осциллограф мониторы ретінде қолданылды, бірақ дәстүрлі технологиялар оның дамуын озып кетті. Үйге арналған теледидар ретінде жүйені коммерцияландыруға жасалған тырысулар мәселелерге соқты және жүйе ешқашан коммерциялық түрде шығарылмады. 1958 жылы голографияны ойлап тапқан Деннис Габор жаппақ экранды катодты сәулелі түтікті патенттеді. Бұл Айкеннің тұжырымдамасына өте ұқсас болды және бірнеше жылдық патенттік дауға әкелді. Сот процестері аяқталғаннан кейін, Айкеннің патенты АҚШ-та, ал Габордың патенты Ұлыбританияда қолданылған кезде коммерциялық мәселелер ұзақ бұрын ескірген еді, содан кейін екеуі дос болып кетті. Осы шақта Клайв Синклер Габордың жұмысына тап болып, оны коммерцияландыруға бағытталған он жылдық сәтсіз күш-жігерді бастады. Philco Predicta салыстырмалы түрде жазық (сол кезге қарағанда) катодты сәулелі түтік жиынтығымен жабдықталған және 1958 жылы шығарылған кезде алғашқы коммерциялық "жаппақ панель" атанды; Predicta коммерциялық сәтсіздікке ұшырады. Плазмалық дисплей панелі 1964 жылы Иллинойс университетінде ойлап табылды, деп хабарлайды "The History of Plasma Display Panels" кітабы.

Сұйық кристалл дисплейлері (LC дисплейлері немесе LCD)

MOSFET (металл-оксид-жартылайөткізгіштік өрістік эффектілі транзистор немесе MOS транзисторы) 1959 жылы Bell Labs-те Мохамед М. Атала және Давон Канг ойлап тапты және 1960 жылы таныстырды. Олардың жұмысына сүйене отырып, 1962 жылы RCA-дағы Пол К. Веймер жұқа пленкалы транзисторды (TFT) әзірледі. Бұл стандартты MOSFET-тен ерекшеленетін MOSFET түрі болды. TFT негізіндегі СКД (сұйық кристалды дисплей) идеясын 1968 жылы RCA Laboratories-тің Бернард Дж. Лехнер ойлап тапты. Б. Дж. Лехнер, Ф. Дж. Марлоу, Э. О. Нестер және Дж. Тултс 1968 жылы стандартты дискретті MOSFET-терді қолданатын динамикалық шашыраулы СКД арқылы осы тұжырымдаманы көрсетті. Алғашқы белсенді матрицалық адрестік электролюминесцентті дисплей (ELD) TFT-ні пайдаланып, 1968 жылы Westinghouse Electric Corporation компаниясының Т. Питер Бродидің жұқа пленкалы құрылғылар бөлімінде жасалды. 1973 жылы Броди, Дж. А. Ассарс және Г. Д. Диксон Westinghouse Research Laboratories-те алғашқы жұқа пленкалы транзисторлы сұйық кристалды дисплейін (TFT СКД) көрсетті. Броди және Фанг Чен Луо 1974 жылы TFT-ні қолдана отырып, бірінші жалпақ белсенді матрицалы сұйық кристалды дисплейін (AM СКД) көрсетті. 2,1 дюймдік Epson ET 10 Epson Elf 1984 жылы шыққан алғашқы түсті СКД қалталы теледидары болды. 1988 жылы Sharp компаниясының инженері Т. Нагаясу басқарған зерттеу тобы 14 дюймдік толық түсті СКД дисплейін көрсетті, бұл электронды өнеркәсіпті СКД дисплейінің ақырында CRT-ны стандартты теледидар дисплейі ретінде алмастыратынына көндірді.

LED дисплейлері

Бірінші пайдалы LED дисплейін Hewlett Packard (HP) компаниясы 1968 жылы жасады және ұсынды. Ол 1962 және 1968 жылдар аралығында практикалық LED технологиясы бойынша зерттеу және әзірлеме (R&D) жұмыстарының нәтижесінде, Говард С. Борден, Джеральд П. Пигини және Мохамед М. Атала басшылығымен HP Associates және HP Labs зерттеу тобының еңбегімен құрылды. 1969 жылдың ақпан айында олар HP 5082 7000 модельдік сандық индикаторды таныстырды. Бұл алғашқы әріптік-цифрлық LED дисплейі болды және сандық дисплейлерде Nixie түтігін ығыстырып, келешектегі LED дисплейлерінің негізін қалаған цифрлық дисплей технологиясындағы революцияға айналды. 1977 жылы Джеймс П. Митчелл, мүмкін, ең алғашқы монохроматикалық жалпақ панельді LED теледидар дисплейінің прототипін жасады және оны көрсетті. Шың В. Тан және Стивен Ван Слайк 1987 жылы Eastman Kodak компаниясында алғашқы практикалық органикалық LED (OLED) құрылғысын құрастырды. 2003 жылы Hynix 4096 түспен жарық бере алатын органикалық EL драйверін өндірді. 2004 жылы Sony Qualia 005 алғашқы LED артқы жарықтандырылған LCD дисплейі болды. Sony XEL 1, 2007 жылы шыққан, алғашқы OLED теледидары еді.

Сұйық кристалл дисплейі (LCD)

Өңдеу әсері бар ЖК-дисплейлер жеңіл, ықшам, тасымалданатын, арзан, КРТ-экрандарға қарағанда сенімдірек және көзге жағымдырақ. ЖК-экрандар кристаллдық қасиеттері бар сұйық кристаллдың жұқа қабатын қолданады. Бұл қабат мөлдір электродтары бар екі шыны пластинаның арасына орналастырылады. ЖК-дисплейдің екі жағына екі поляризациялық пленка орналастырылады. Электродтар арасында бақыланатын электр өрісін тудыру арқылы сұйық кристаллдың әртүрлі сегменттері немесе пиксельдері қосылып, олардың поляризациялық қасиеттерінде өзгерістерге әкеледі. Бұл поляризациялық қасиеттер сұйық кристалл қабатының бағытына және қолданылатын нақты өңдеу әсеріне байланысты: бұрылған нематикалық (TN), жазықтықтағы ауысу (IPS) немесе тік бағытталу (VA). Түс жеке субпиксельдерге тиісті түс сүзгілерін (қызыл, жасыл және көк) қолдану арқылы жасалады. LC-дисплейлер сағаттарда, калькуляторларда, ұялы телефондарда, теледидарларда, компьютерлік мониторларда және ноутбук экрандарында сияқты түрлі электроникада қолданылады.

LED-LCD

Көптеген бұрынғы үлкен LCD экрандар CCFL (салқын катодты люминесцентті шамдар) арқылы арт жарықтандырылды. Дегенмен, кішкентай, қалтаға сыятын құрылғылардың көпшілігі жарық көзі ретінде LED-ді пайдаланды. LED-тердің жетілдірілуімен, қазіргі барлық жаңа дисплейлер LED арт жарықтандыру технологиясымен жабдықталған. Кескін әлі де LCD қабаты арқылы жасалады.

Плазмалық панель

Плазмалық дисплей екі шыны пластинадан тұрады, олар газбен, мысалы неонмен толтырылған жіңішке кеңістікпен бөлінген. Әрбір пластинада оған параллель бірнеше электродтар орналасқан. Екі пластинадағы электродтар бір-біріне тік бұрышпен орналасқан. Екі электродтың арасына, әр пластинадағы бір электродқа кернеу қолдану нәтижесінде екі электродтағы газдың шағын сегменті жарқырайды. Газ сегменттерінің жарқырауы барлық электродтарға үздіксіз қолданылатын төменгі кернеумен сақталады. 2010 жылға дейін көптеген өндірушілер тұтынушыларға арналған плазмалық дисплейлерді шығаруды тоқтатты.

Электрлі люминесцентті панель

Электролюминесценттік дисплейде (ЭЛД) сурет, фосфорды жарқырататын пластиналарға электр сигналдары жіберу арқылы құрастырылады.

Органикалық жарық шығаратын диод

OLED (органикалық жарық шығаратын диод) – жарық шығаратын диод (LED), онда жарық шығаратын электролюминесценттік қабат электр тогына реакция жасайтын органикалық қосылыстардан тұратын жұқа қабат болып табылады. Бұл органикалық жартылай өткізгіш қабат екі электродтың арасында орналасқан, және әдетте, осы электродтардың кем дегенде біреуі мөлдір болады. OLED-тер теледидар экрандары, компьютер мониторлары, ұялы телефондар, портативті ойын консольдары және жеке цифрлық ассистенттер (PDA) сияқты құрылғыларда цифрлық дисплейлер жасау үшін қолданылады.

Кванттық нүктелі жарық шығаратын диод

QLED немесе кванттық нүктелі LED – Samsung компаниясы осы товарлық белгімен ұсынған жалпақ панельді дисплей технологиясы. Sony сияқты басқа теледидар өндірушілер 2013 жылдан бастап LCD теледидарлардың артқы жарығын күшейту үшін осы технологияны қолданды. Кванттық нүктелер көк LED сияқты қысқа толқынды жарық көзімен шарықтандырылғанда, өзіндік жарық шығарады. Бұл LED теледидарлар LCD панельдердің түс спектрін кеңейтеді, бірақ кескін әлі де LCD арқылы жасалады. Samsung компаниясының пікірінше, үлкен экранды теледидарлар үшін кванттық нүктелі дисплейлер алдағы жылдары OLED дисплейлерінен басым болады деп күтілуде; Nanoco және Nanosys сияқты компаниялар QD материалдарын ұсыну үшін бәсекелеседі. Сонымен қатар, Samsung Galaxy құрылғылары, мысалы смартфондар, Samsung өндірген OLED дисплейлерімен жабдықталған. Samsung өз веб-сайтында QLED теледидарлары дисплейдің қай бөлігіне қанша контраст қажет екенін анықтай алатынын түсіндіреді. Samsung сондай-ақ Microsoft компаниясымен жаңа Samsung QLED теледидарларын ілгерілетуге бағытталған серіктестік туралы хабарлады.

Ұшпалы

Ұшпалы дисплейлер пиксельдердің күйін сақтау үшін, тіпті статикалық кескін болған жағдайда да, мерзімік жаңартылуын қажет етеді. Сондықтан, ұшпалы экранға электр қуаты керек – электр желісінен (құбыршақ розеткаға қосылу арқылы) немесе дисплейдегі кескінді сақтау немесе өзгерту үшін аккумулятор. Бұл жаңарту әдетте секунд сайын бірнеше рет жүзеге асырылады. Егер жаңарту жасалмаса, мысалы, қуат үзілсе, пиксельдер бірте-бірте өздерінің тұрақты күйін жоғалтады және кескін экраннан "сойылып" кетеді.

Статикалық

Статикалық жалпақ панельді дисплейлер түсінің күйі бистабельді материалдарға негізделген. Яғни, олар ұстап тұрған кескінін сақтау үшін энергия қажет етпейді, бірақ оны өзгерту үшін энергия керек. Бұл дисплейді әлдеқайда энергия үнемдеуші етеді, бірақ интерактивті дисплейлер үшін жағымсыз, жаңарту жылдамдығының баяу болуына әкеледі. Бистабельді жалпақ панельді дисплейлер шектеулі қолданыстарда қолданыла бастады (Magink компаниясы жасаған холестерин сұйық кристалды дисплейлер, сыртқы жарнамада; Sony және iRex компанияларының электронды кітап оқу құрылғыларындағы электрофоретикалық дисплейлер; электрондық жапсырмалар; смарт-сағаттағы интерферометриялық модулятор дисплейлері).