Плоскопанельні дисплеї (FPD) стали мейнстрімом майбутніх телевізорів. Це загальна тенденція, але у світі немає чіткого визначення. Як правило, цей тип дисплеїв тонкий і виглядає як плоска панель. Існує багато типів плоских дисплеїв. Залежно від середовища відображення та принципу роботи, розрізняють рідкокристалічні дисплеї (LCD), плазмові дисплеї (PDP), електролюмінесцентні дисплеї (ELD), органічні електролюмінесцентні дисплеї (OLED), дисплеї з польовою емісією (FED), проекційні дисплеї тощо. Багато обладнання FPD виготовляється з граніту, оскільки гранітна основа машини має кращу точність та фізичні властивості.
тенденція розвитку
Порівняно з традиційними ЕПТ (електронно-променевою трубкою), плоскі дисплеї мають такі переваги, як тонкість, легкість, низьке енергоспоживання, низьке випромінювання, відсутність мерехтіння та користь для здоров'я людини. Вони перевершили ЕПТ за світовими продажами. За оцінками, до 2010 року співвідношення вартості продажів досягне 5:1. У 21 столітті плоскі дисплеї стануть основними продуктами в дисплеях. Згідно з прогнозом відомого Stanford Resources, світовий ринок плоских дисплеїв зросте з 23 мільярдів доларів США у 2001 році до 58,7 мільярда доларів США у 2006 році, а середньорічні темпи зростання досягнуть 20% протягом наступних 4 років.
Технологія відображення
Плоскопанельні дисплеї класифікуються на активні світловипромінювальні дисплеї та пасивні світловипромінювальні дисплеї. Перші стосуються пристроїв відображення, у яких носій відображення сам випромінює світло та забезпечує видиме випромінювання, що включає плазмовий дисплей (PDP), вакуумний флуоресцентний дисплей (VFD), дисплей з польовою емісією (FED), електролюмінесцентний дисплей (LED) та дисплей на органічних світлодіодах (OLED). Останній означає, що він не випромінює світло самостійно, а використовує носій відображення, який модулюється електричним сигналом, і його оптичні характеристики змінюються, модулюючи навколишнє світло та світло, що випромінюється зовнішнім джерелом живлення (підсвічування, проекційне джерело світла), та відображаючи його на екрані або екрані дисплея. Пристрої відображення, включаючи рідкокристалічний дисплей (LCD), мікроелектромеханічний системний дисплей (DMD) та дисплей з електронним чорнилом (EL) тощо.
РК-дисплей
Рідкокристалічні дисплеї включають пасивно-матричні рідкокристалічні дисплеї (PM-LCD) та активно-матричні рідкокристалічні дисплеї (AM-LCD). Як STN, так і TN рідкокристалічні дисплеї належать до пасивно-матричних рідкокристалічних дисплеїв. У 1990-х роках технологія активно-матричних рідкокристалічних дисплеїв швидко розвивалася, особливо тонкоплівкові транзисторні рідкокристалічні дисплеї (TFT-LCD). Як замінник STN, він має переваги швидкої швидкості відгуку та відсутності мерехтіння, і широко використовується в портативних комп'ютерах та робочих станціях, телевізорах, відеокамерах та портативних ігрових консолях. Різниця між AM-LCD та PM-LCD полягає в тому, що перший має комутаційні пристрої, додані до кожного пікселя, що може подолати перехресні перешкоди та отримати дисплей з високою контрастністю та роздільною здатністю. Сучасний AM-LCD використовує схему комутаційного пристрою TFT на основі аморфного кремнію (a-Si) та конденсатора зберігання даних, що дозволяє отримувати високий рівень сірого та реалізувати відображення справжнього кольору. Однак потреба у високій роздільній здатності та малих пікселях для камер високої щільності та проекційних застосувань стимулювала розробку P-Si (полікремнієвих) TFT (тонкоплівкових транзисторних) дисплеїв. Рухливість P-Si у 8-9 разів вища, ніж у a-Si. Невеликий розмір P-Si TFT підходить не тільки для дисплеїв високої щільності та роздільної здатності, але й для інтеграції периферійних схем на підкладку.
Загалом, РК-дисплеї підходять для тонких, легких, малих та середніх дисплеїв з низьким енергоспоживанням і широко використовуються в електронних пристроях, таких як ноутбуки та мобільні телефони. 30-дюймові та 40-дюймові РК-дисплеї були успішно розроблені, і деякі з них вже введені в експлуатацію. Після масового виробництва РК-дисплеїв вартість постійно знижується. 15-дюймовий РК-монітор доступний за 500 доларів. Його майбутній напрямок розвитку полягає в заміні катодного дисплея ПК та застосуванні його в РК-телевізорах.
Плазмовий дисплей
Плазмовий дисплей — це технологія світловипромінювання, що реалізується за принципом газового (наприклад, атмосферного) розряду. Плазмові дисплеї мають переваги електронно-променевих трубок, але виготовляються на дуже тонких структурах. Основний розмір продукції становить 40-42 дюйми. 50 60-дюймових продуктів знаходяться в розробці.
вакуумна флуоресценція
Вакуумний люмінесцентний дисплей – це дисплей, який широко використовується в аудіо/відео продукції та побутовій техніці. Це вакуумний дисплейний пристрій на основі електронної трубки з тріодним механізмом, який інкапсулює катод, сітку та анод у вакуумній трубці. Електрони, що випромінюються катодом, прискорюються позитивною напругою, що прикладається до сітки та анода, і стимулюють випромінювання світла люмінофором, нанесеним на анод. Сітка має стільникову структуру.
електролюмінесценція)
Електролюмінесцентні дисплеї виготовляються за допомогою технології твердотільних тонких плівок. Між двома провідними пластинами розміщується ізоляційний шар, а потім наноситься тонкий електролюмінесцентний шар. Як електролюмінесцентні компоненти пристрій використовує пластини з цинковим або стронцієвим покриттям та широким спектром випромінювання. Його електролюмінесцентний шар має товщину 100 мікрон і може досягти такого ж чіткого ефекту відображення, як і дисплей на органічних світлодіодах (OLED). Його типова напруга керування становить 10 кГц, 200 В змінного струму, що вимагає дорожчої мікросхеми драйвера. Було успішно розроблено мікродисплей високої роздільної здатності з використанням схеми керування активним масивом.
світлодіодний
Світлодіодні дисплеї складаються з великої кількості світлодіодів, які можуть бути монохроматичними або різнокольоровими. Стали доступними високоефективні сині світлодіоди, що дозволяє виготовляти повнокольорові великоекранні світлодіодні дисплеї. Світлодіодні дисплеї мають характеристики високої яскравості, високої ефективності та тривалого терміну служби, і підходять для великоекранних дисплеїв для зовнішнього використання. Однак за цією технологією неможливо виготовити дисплеї середнього класу для моніторів або КПК (кишенькових комп'ютерів). Однак монолітну інтегральну схему світлодіода можна використовувати як монохроматичний віртуальний дисплей.
МЕМС
Це мікродисплей, виготовлений за технологією MEMS. У таких дисплеях мікроскопічні механічні структури виготовляються шляхом обробки напівпровідників та інших матеріалів за допомогою стандартних напівпровідникових процесів. У цифровому мікродзеркальному пристрої структура являє собою мікродзеркало, що підтримується шарніром. Його шарніри приводяться в дію зарядами на пластинах, підключених до однієї з комірок пам'яті нижче. Розмір кожного мікродзеркала приблизно дорівнює діаметру людської волосини. Цей пристрій в основному використовується в портативних комерційних проекторах та проекторах для домашніх кінотеатрів.
польова емісія
Основний принцип роботи дисплея з польовою емісією такий самий, як і в електронно-променевій трубці: електрони притягуються пластиною та стикаються з люмінофором, нанесеним на анод, що призводить до випромінювання світла. Його катод складається з великої кількості крихітних джерел електронів, розташованих у масиві, тобто у формі масиву з одного пікселя та одного катода. Як і плазмові дисплеї, дисплеї з польовою емісією потребують високої напруги для роботи, від 200 В до 6000 В. Але досі вони не стали масовим плоским дисплеєм через високу вартість виробничого обладнання.
органічне світло
У дисплеї на органічних світлодіодах (OLED) електричний струм пропускається через один або кілька шарів пластику для створення світла, що нагадує неорганічні світлодіоди. Це означає, що для OLED-пристрою потрібна твердотільна плівка, нанесена на підкладку. Однак органічні матеріали дуже чутливі до водяної пари та кисню, тому герметизація є важливою. OLED – це активні світлодіодні пристрої, які демонструють чудові світлові характеристики та низьке енергоспоживання. Вони мають великий потенціал для масового виробництва рулонним способом на гнучких підкладках і тому дуже недорогі у виробництві. Ця технологія має широкий спектр застосування, від простого монохроматичного освітлення великої площі до повнокольорових відеографічних дисплеїв.
Електронне чорнило
Електронні чорнильні дисплеї – це дисплеї, які керуються шляхом прикладання електричного поля до бістабільного матеріалу. Він складається з великої кількості мікрогерметизованих прозорих сфер, кожна діаметром близько 100 мікрон, що містять чорний рідкий забарвлений матеріал і тисячі частинок білого діоксиду титану. Коли до бістабільного матеріалу прикладається електричне поле, частинки діоксиду титану мігрують до одного з електродів залежно від їхнього стану заряду. Це призводить до того, що піксель випромінює світло чи ні. Оскільки матеріал є бістабільним, він зберігає інформацію протягом місяців. Оскільки його робочий стан контролюється електричним полем, вміст його дисплея можна змінювати з дуже невеликою витратою енергії.
детектор полум'я
Полум'яний фотометричний детектор FPD (скорочено полум'яний фотометричний детектор, FPD)
1. Принцип FPD
Принцип ФПД базується на згорянні зразка в полум'ї, багатому на водень, завдяки чому сполуки, що містять сірку та фосфор, відновлюються воднем після згоряння, і утворюються збуджені стани S2* (збуджений стан S2) та HPO* (збуджений стан HPO). Дві збуджені речовини випромінюють спектри близько 400 нм та 550 нм, коли вони повертаються до основного стану. Інтенсивність цього спектру вимірюється за допомогою фотоелектронного помножувача, а інтенсивність світла пропорційна масовій швидкості потоку зразка. ФПД – це високочутливий та селективний детектор, який широко використовується в аналізі сполук сірки та фосфору.
2. Структура FPD
FPD – це структура, що поєднує в собі FID та фотометр. Спочатку він був однополум'яним FPD. Після 1978 року, щоб компенсувати недоліки однополум'яного FPD, був розроблений двополум'яний FPD. Він має два окремих повітряно-водневих полум'я, нижнє полум'я перетворює молекули зразка на продукти згоряння, що містять відносно прості молекули, такі як S2 та HPO; верхнє полум'я утворює люмінесцентні фрагменти збудженого стану, такі як S2* та HPO*, є вікно, спрямоване на верхнє полум'я, а інтенсивність хемілюмінесценції визначається фотоелектронним помножувачем. Вікно виготовлене з твердого скла, а сопло полум'я – з нержавіючої сталі.
3. Ефективність FPD
FPD – це селективний детектор для визначення сполук сірки та фосфору. Його полум'я багате на водень, а подачі повітря достатньо лише для реакції з 70% водню, тому температура полум'я низька для утворення збуджених фрагментів сірки та фосфору. Швидкість потоку газу-носія, водню та повітря має великий вплив на FPD, тому керування потоком газу має бути дуже стабільним. Температура полум'я для визначення сполук, що містять сірку, повинна бути близько 390 °C, що може генерувати збуджений S2*; для визначення сполук, що містять фосфор, співвідношення водню та кисню має бути від 2 до 5, а співвідношення водню до кисню слід змінювати залежно від різних зразків. Газ-носій та підживлювальний газ також слід належним чином регулювати для отримання хорошого співвідношення сигнал/шум.
Час публікації: 18 січня 2022 р.