Ecranele plate (FPD) au devenit mainstream-ul televizoarelor viitorului. Este o tendință generală, dar nu există o definiție strictă în lume. În general, acest tip de ecran este subțire și arată ca un ecran plat. Există multe tipuri de ecrane plate. În funcție de mediul de afișare și principiul de funcționare, există ecrane cu cristale lichide (LCD), ecrane cu plasmă (PDP), ecrane cu electroluminescență (ELD), ecrane cu electroluminescență organică (OLED), ecrane cu emisie de câmp (FED), ecrane cu proiecție etc. Multe echipamente FPD sunt fabricate din granit, deoarece baza mașinii este din granit și are o precizie și proprietăți fizice mai bune.
tendință de dezvoltare
Comparativ cu CRT-ul tradițional (tub catodic), ecranul cu ecran plat are avantajele de a fi subțire, ușor, consum redus de energie, radiații reduse, lipsă de pâlpâire și beneficii pentru sănătatea umană. Acesta a depășit CRT-ul în vânzările globale. Până în 2010, se estimează că raportul dintre valoarea vânzărilor celor două va ajunge la 5:1. În secolul XXI, ecranele cu ecran plat vor deveni produsele principale în domeniul ecranelor. Conform previziunilor celebrei Stanford Resources, piața globală a ecranelor cu ecran plat va crește de la 23 de miliarde de dolari americani în 2001 la 58,7 miliarde de dolari americani în 2006, iar rata medie anuală de creștere va ajunge la 20% în următorii 4 ani.
Tehnologia de afișare
Ecranele cu ecran plat se clasifică în afișaje active emițătoare de lumină și afișaje pasive emițătoare de lumină. Primele se referă la dispozitivul de afișare în care mediul de afișare emite lumină în sine și furnizează radiații vizibile, printre care se numără afișajul cu plasmă (PDP), afișajul fluorescent în vid (VFD), afișajul cu emisie de câmp (FED), afișajul electroluminescent (LED) și afișajul cu diode organice emițătoare de lumină (OLED). Cel de-al doilea înseamnă că nu emite lumină în sine, ci utilizează mediul de afișare pentru a fi modulat de un semnal electric, iar caracteristicile sale optice se modifică, modulând lumina ambientală și lumina emisă de sursa de alimentare externă (iluminare de fundal, sursă de lumină de proiecție) și realizând acest lucru pe ecranul de afișare sau ecran. Dispozitivele de afișare includ afișajul cu cristale lichide (LCD), afișajul cu sistem microelectromecanic (DMD) și afișajul cu cerneală electronică (EL) etc.
LCD-uri
Afișajele cu cristale lichide includ afișaje cu cristale lichide cu matrice pasivă (PM-LCD) și afișaje cu cristale lichide cu matrice activă (AM-LCD). Atât afișajele cu cristale lichide STN, cât și cele TN aparțin categoriei de afișaje cu cristale lichide cu matrice pasivă. În anii 1990, tehnologia afișajelor cu cristale lichide cu matrice activă s-a dezvoltat rapid, în special afișajele cu cristale lichide cu tranzistor de peliculă subțire (TFT-LCD). Ca produs de înlocuire a STN, acestea au avantajele vitezei de răspuns rapide și a lipsei de pâlpâire și sunt utilizate pe scară largă în computere portabile și stații de lucru, televizoare, camere video și console de jocuri video portabile. Diferența dintre AM-LCD și PM-LCD este că primele au dispozitive de comutare adăugate la fiecare pixel, care pot depăși interferențele încrucișate și pot obține un contrast ridicat și o rezoluție ridicată a afișajului. Actualul AM-LCD adoptă un dispozitiv de comutare TFT din siliciu amorf (a-Si) și o schemă de condensatoare de stocare, care pot obține un nivel ridicat de gri și pot realiza o afișare cu culori reale. Cu toate acestea, nevoia de rezoluție înaltă și pixeli mici pentru aplicațiile de cameră și proiecție de înaltă densitate a determinat dezvoltarea afișajelor TFT (tranzistor de peliculă subțire) P-Si (polisilicon). Mobilitatea P-Si este de 8 până la 9 ori mai mare decât cea a a-Si. Dimensiunile mici ale TFT-ului P-Si nu sunt potrivite doar pentru afișarea de înaltă densitate și rezoluție, ci și pentru integrarea pe substrat a circuitelor periferice.
În concluzie, ecranele LCD sunt potrivite pentru afișaje subțiri, ușoare, de dimensiuni mici și medii, cu consum redus de energie și sunt utilizate pe scară largă în dispozitive electronice precum laptopuri și telefoane mobile. Ecranele LCD de 30 și 40 de inci au fost dezvoltate cu succes, iar unele au fost deja puse în funcțiune. După producția la scară largă de LCD, costul este redus continuu. Un monitor LCD de 15 inci este disponibil pentru 500 de dolari. Direcția sa de dezvoltare viitoare este de a înlocui afișajul catodic al PC-urilor și de a-l utiliza în televizoarele LCD.
Ecran cu plasmă
Ecranele cu plasmă sunt o tehnologie de afișare cu emisie de lumină, realizată pe principiul descărcării gazoase (cum ar fi atmosferă). Ecranele cu plasmă au avantajele tuburilor catodice, dar sunt fabricate pe structuri foarte subțiri. Dimensiunea principală a produsului este de 40-42 de inci. 50 de produse de 60 de inci sunt în curs de dezvoltare.
fluorescență în vid
Un afișaj fluorescent în vid este un afișaj utilizat pe scară largă în produsele audio/video și electrocasnice. Este un dispozitiv de afișare în vid de tip tub electronic triodic care încapsulează catodul, grila și anodul într-un tub vidat. Electronii emiși de catod sunt accelerați de tensiunea pozitivă aplicată grilei și anodului și stimulează fosforul acoperit pe anod să emită lumină. Grila adoptă o structură de tip fagure de miere.
electroluminescență)
Afișajele electroluminescente sunt realizate folosind tehnologia peliculei subțiri în stare solidă. Un strat izolator este plasat între 2 plăci conductive și este depus un strat subțire electroluminescent. Dispozitivul utilizează plăci zincate sau acoperite cu stronțiu cu spectru larg de emisie ca și componente electroluminescente. Stratul său electroluminescent are o grosime de 100 microni și poate obține același efect de afișare clar ca un afișaj cu diode organice emițătoare de lumină (OLED). Tensiunea sa tipică de acționare este de 10 KHz, tensiune AC 200 V, ceea ce necesită un circuit integrat de acționare mai scump. Un microafișaj de înaltă rezoluție care utilizează o schemă de acționare cu matrice activă a fost dezvoltat cu succes.
LED
Afișajele cu diode emițătoare de lumină sunt alcătuite dintr-un număr mare de diode emițătoare de lumină, care pot fi monocromatice sau multicolore. Au devenit disponibile diode emițătoare de lumină albastră de înaltă eficiență, ceea ce face posibilă producerea de afișaje LED de dimensiuni mari, full-color. Afișajele LED au caracteristici de luminozitate ridicată, eficiență ridicată și durată lungă de viață și sunt potrivite pentru afișaje pe ecran mare pentru utilizare în exterior. Cu toate acestea, nu se pot realiza afișaje de gamă medie pentru monitoare sau PDA-uri (computere portabile) cu această tehnologie. Totuși, circuitul integrat monolitic LED poate fi utilizat ca afișaj virtual monocromatic.
MEMS-uri
Acesta este un microdisplay fabricat folosind tehnologia MEMS. În astfel de display-uri, structurile mecanice microscopice sunt fabricate prin procesarea semiconductorilor și a altor materiale folosind procese standard pentru semiconductori. Într-un dispozitiv digital cu microoglindă, structura este o microoglindă susținută de o balama. Balamalele sale sunt acționate de sarcinile de pe plăcile conectate la una dintre celulele de memorie de dedesubt. Dimensiunea fiecărei microoglinzi este de aproximativ diametrul unui fir de păr uman. Acest dispozitiv este utilizat în principal în proiectoare comerciale portabile și proiectoare home theater.
emisie de câmp
Principiul de bază al unui afișaj cu emisie de câmp este același cu cel al unui tub catodic, adică electronii sunt atrași de o placă și se ciocnesc cu un fosfor depus pe anod pentru a emite lumină. Catodul său este compus dintr-un număr mare de surse minuscule de electroni aranjate într-o matrice, adică sub forma unei matrice formate dintr-un pixel și un catod. La fel ca afișajele cu plasmă, afișajele cu emisie de câmp necesită tensiuni mari pentru a funcționa, variind de la 200V la 6000V. Dar până acum, nu a devenit un afișaj plat obișnuit din cauza costului ridicat de producție al echipamentului său de fabricație.
lumină organică
Într-un afișaj cu diode organice emițătoare de lumină (OLED), un curent electric este trecut printr-unul sau mai multe straturi de plastic pentru a produce o lumină care seamănă cu diodele anorganice emițătoare de lumină. Aceasta înseamnă că ceea ce este necesar pentru un dispozitiv OLED este o stivă de pelicule în stare solidă pe un substrat. Cu toate acestea, materialele organice sunt foarte sensibile la vaporii de apă și oxigen, așa că etanșarea este esențială. OLED-urile sunt dispozitive active emițătoare de lumină și prezintă caracteristici excelente de lumină și caracteristici de consum redus de energie. Acestea au un mare potențial pentru producția de masă într-un proces roll-by-roll pe substraturi flexibile și, prin urmare, sunt foarte ieftine de fabricat. Tehnologia are o gamă largă de aplicații, de la iluminarea monocromatică simplă pe suprafețe mari până la afișaje grafice video full-color.
Cerneală electronică
Ecranele cu cerneală electronică sunt ecrane controlate prin aplicarea unui câmp electric asupra unui material bistabil. Acestea constau dintr-un număr mare de sfere transparente micro-sigilate, fiecare cu un diametru de aproximativ 100 de microni, care conțin un material lichid vopsit în negru și mii de particule de dioxid de titan alb. Atunci când se aplică un câmp electric materialului bistabil, particulele de dioxid de titan vor migra către unul dintre electrozi, în funcție de starea lor de încărcare. Acest lucru face ca pixelul să emită sau nu lumină. Deoarece materialul este bistabil, acesta reține informațiile timp de luni de zile. Deoarece starea sa de funcționare este controlată de un câmp electric, conținutul afișajului său poate fi modificat cu foarte puțină energie.
detector de lumină flacără
Detector fotometric cu flacără FPD (Detector fotometric cu flacără, pe scurt FPD)
1. Principiul FPD-ului
Principiul FPD se bazează pe arderea probei într-o flacără bogată în hidrogen, astfel încât compușii care conțin sulf și fosfor sunt reduși de hidrogen după ardere, generând stările excitate ale S2* (starea excitată a S2) și HPO* (starea excitată a HPO). Cele două substanțe excitate radiază spectre în jurul a 400 nm și 550 nm atunci când revin la starea fundamentală. Intensitatea acestui spectru este măsurată cu un tub fotomultiplicator, iar intensitatea luminii este proporțională cu debitul masic al probei. FPD este un detector extrem de sensibil și selectiv, utilizat pe scară largă în analiza compușilor de sulf și fosfor.
2. Structura FPD-ului
FPD este o structură care combină FID și fotometru. A început ca FPD cu o singură flacără. După 1978, pentru a compensa deficiențele FPD cu o singură flacără, a fost dezvoltat FPD cu flacără dublă. Acesta are două flăcări separate aer-hidrogen, flacăra inferioară transformă moleculele probei în produse de ardere care conțin molecule relativ simple, cum ar fi S2 și HPO4; flacăra superioară produce fragmente în stare excitată luminescentă, cum ar fi S2* și HPO4*, există o fereastră îndreptată spre flacăra superioară, iar intensitatea chemiluminescenței este detectată de un tub fotomultiplicator. Fereastra este fabricată din sticlă dură, iar duza flăcării este fabricată din oțel inoxidabil.
3. Performanța FPD
FPD este un detector selectiv pentru determinarea compușilor de sulf și fosfor. Flacăra sa este bogată în hidrogen, iar alimentarea cu aer este suficientă doar pentru a reacționa cu 70% din hidrogen, astfel încât temperatura flăcării este scăzută pentru a genera sulf și fosfor excitați. Fragmente de compuși. Debitul gazului purtător, al hidrogenului și al aerului are o influență mare asupra FPD, așadar controlul debitului de gaz ar trebui să fie foarte stabil. Temperatura flăcării pentru determinarea compușilor care conțin sulf ar trebui să fie în jur de 390 °C, ceea ce poate genera S2* excitat; pentru determinarea compușilor care conțin fosfor, raportul hidrogen-oxigen ar trebui să fie între 2 și 5, iar raportul hidrogen-oxigen ar trebui modificat în funcție de diferitele probe. Gazul purtător și gazul de completare ar trebui, de asemenea, ajustate corespunzător pentru a obține un raport semnal-zgomot bun.
Data publicării: 18 ian. 2022