نمایشگرهای صفحه تخت (FPD) به جریان اصلی تلویزیون‌های آینده تبدیل شده‌اند. این یک روند کلی است، اما تعریف دقیقی در جهان وجود ندارد. به طور کلی، این نوع نمایشگر نازک است و شبیه یک پنل تخت به نظر می‌رسد. انواع مختلفی از نمایشگرهای صفحه تخت وجود دارد. طبق محیط نمایش و اصل کار، نمایشگر کریستال مایع (LCD)، نمایشگر پلاسما (PDP)، نمایشگر الکترولومینسانس (ELD)، نمایشگر الکترولومینسانس ارگانیک (OLED)، نمایشگر انتشار میدان (FED)، نمایشگر پروجکشن و غیره وجود دارد. بسیاری از تجهیزات FPD از گرانیت ساخته می‌شوند. زیرا پایه دستگاه گرانیتی دقت و خواص فیزیکی بهتری دارد.
روند توسعه
در مقایسه با CRT سنتی (لامپ پرتو کاتدی)، نمایشگرهای صفحه تخت مزایایی مانند نازکی، سبکی، مصرف برق کم، تابش کم، عدم سوسو زدن و مفید بودن برای سلامت انسان را دارند. این نمایشگرها در فروش جهانی از CRT پیشی گرفته‌اند. تا سال ۲۰۱۰، تخمین زده می‌شود که نسبت ارزش فروش این دو به ۵ به ۱ برسد. در قرن بیست و یکم، نمایشگرهای صفحه تخت به محصولات اصلی در صنعت نمایشگر تبدیل خواهند شد. طبق پیش‌بینی منابع معروف استنفورد، بازار جهانی نمایشگرهای صفحه تخت از ۲۳ میلیارد دلار آمریکا در سال ۲۰۰۱ به ۵۸.۷ میلیارد دلار آمریکا در سال ۲۰۰۶ افزایش خواهد یافت و میانگین نرخ رشد سالانه در ۴ سال آینده به ۲۰ درصد خواهد رسید.
فناوری نمایش
نمایشگرهای صفحه تخت به نمایشگرهای ساطع کننده نور فعال و نمایشگرهای ساطع کننده نور غیرفعال طبقه‌بندی می‌شوند. مورد اول به دستگاه نمایشگری اشاره دارد که خود محیط نمایشگر، نور ساطع می‌کند و تابش مرئی را فراهم می‌کند، که شامل نمایشگر پلاسما (PDP)، نمایشگر فلورسنت خلاء (VFD)، نمایشگر انتشار میدانی (FED)، نمایشگر الکترولومینسانس (LED) و نمایشگر دیود ساطع کننده نور ارگانیک (OLED) می‌شود. مورد دوم به این معنی است که به خودی خود نور ساطع نمی‌کند، بلکه از محیط نمایشگر برای مدوله شدن توسط یک سیگنال الکتریکی استفاده می‌کند و ویژگی‌های نوری آن تغییر می‌کند، نور محیط و نور ساطع شده توسط منبع تغذیه خارجی (نور پس زمینه، منبع نور پروژکتور) را مدوله می‌کند و آن را روی صفحه نمایش یا صفحه نمایش اجرا می‌کند. دستگاه‌های نمایشگر، از جمله نمایشگر کریستال مایع (LCD)، نمایشگر سیستم میکرو الکترومکانیکی (DMD) و نمایشگر جوهر الکترونیکی (EL) و غیره.
ال سی دی
نمایشگرهای کریستال مایع شامل نمایشگرهای کریستال مایع ماتریس غیرفعال (PM-LCD) و نمایشگرهای کریستال مایع ماتریس فعال (AM-LCD) هستند. نمایشگرهای کریستال مایع STN و TN هر دو متعلق به نمایشگرهای کریستال مایع ماتریس غیرفعال هستند. در دهه 1990، فناوری نمایشگر کریستال مایع ماتریس فعال، به ویژه نمایشگر کریستال مایع ترانزیستور فیلم نازک (TFT-LCD) به سرعت توسعه یافت. به عنوان یک محصول جایگزین STN، از مزایای سرعت پاسخ سریع و عدم سوسو زدن برخوردار است و به طور گسترده در رایانه‌های قابل حمل و ایستگاه‌های کاری، تلویزیون‌ها، دوربین‌های فیلمبرداری و کنسول‌های بازی ویدیویی دستی استفاده می‌شود. تفاوت بین AM-LCD و PM-LCD این است که اولی دارای دستگاه‌های سوئیچینگ اضافه شده به هر پیکسل است که می‌تواند بر تداخل متقاطع غلبه کند و نمایشگر با کنتراست و وضوح بالا را به دست آورد. AM-LCD فعلی از دستگاه سوئیچینگ TFT سیلیکون آمورف (a-Si) و طرح خازن ذخیره‌سازی استفاده می‌کند که می‌تواند سطح خاکستری بالایی را به دست آورد و نمایش رنگ واقعی را محقق کند. با این حال، نیاز به وضوح بالا و پیکسل‌های کوچک برای کاربردهای دوربین و پروژکتور با چگالی بالا، توسعه نمایشگرهای P-Si (پلی‌سیلیکون) TFT (ترانزیستور فیلم نازک) را برانگیخته است. تحرک P-Si 8 تا 9 برابر بیشتر از a-Si است. اندازه کوچک P-Si TFT نه تنها برای نمایشگرهای با چگالی و وضوح بالا مناسب است، بلکه مدارهای جانبی را نیز می‌توان روی زیرلایه ادغام کرد.
روی هم رفته، LCD برای نمایشگرهای نازک، سبک، کوچک و متوسط با مصرف انرژی کم مناسب است و به طور گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترهای نوت‌بوک و تلفن‌های همراه استفاده می‌شود. LCDهای 30 و 40 اینچی با موفقیت توسعه یافته‌اند و برخی از آنها به کار گرفته شده‌اند. پس از تولید انبوه LCD، هزینه آن به طور مداوم کاهش می‌یابد. یک مانیتور LCD 15 اینچی با قیمت 500 دلار در دسترس است. جهت توسعه آینده آن جایگزینی نمایشگر کاتدی کامپیوتر و استفاده از آن در تلویزیون LCD است.
نمایشگر پلاسما
نمایشگر پلاسما یک فناوری نمایشگر ساطع‌کننده نور است که با اصل تخلیه گاز (مانند جو) تحقق می‌یابد. نمایشگرهای پلاسما مزایای لامپ‌های پرتو کاتدی را دارند، اما بر روی ساختارهای بسیار نازک ساخته می‌شوند. اندازه اصلی محصول ۴۰-۴۲ اینچ است. ۵۰ محصول ۶۰ اینچی در حال توسعه هستند.
فلورسانس خلاء
نمایشگر فلورسنت خلاء، نمایشگری است که به طور گسترده در محصولات صوتی/تصویری و لوازم خانگی استفاده می‌شود. این یک دستگاه نمایشگر خلاء از نوع لامپ الکترونی تریود است که کاتد، شبکه و آند را در یک لامپ خلاء محصور می‌کند. الکترون‌های ساطع شده توسط کاتد توسط ولتاژ مثبت اعمال شده به شبکه و آند شتاب می‌گیرند و فسفر پوشش داده شده روی آند را برای انتشار نور تحریک می‌کنند. این شبکه ساختار لانه زنبوری دارد.
الکترولومینسانس)
نمایشگرهای الکترولومینسانس با استفاده از فناوری لایه نازک حالت جامد ساخته می‌شوند. یک لایه عایق بین دو صفحه رسانا قرار می‌گیرد و یک لایه نازک الکترولومینسانس رسوب می‌کند. این دستگاه از صفحات روکش‌دار روی یا روکش‌دار استرانسیم با طیف انتشار وسیع به عنوان اجزای الکترولومینسانس استفاده می‌کند. لایه الکترولومینسانس آن ۱۰۰ میکرون ضخامت دارد و می‌تواند همان اثر نمایش واضح نمایشگر دیود ساطع‌کننده نور ارگانیک (OLED) را ایجاد کند. ولتاژ محرک معمول آن ۱۰ کیلوهرتز و ولتاژ AC 200 ولت است که به آی‌سی درایور گران‌تری نیاز دارد. یک میکرونمایشگر با وضوح بالا با استفاده از طرح محرک آرایه فعال با موفقیت توسعه داده شده است.
رهبری کرد
نمایشگرهای دیود ساطع کننده نور از تعداد زیادی دیود ساطع کننده نور تشکیل شده‌اند که می‌توانند تک رنگ یا چند رنگ باشند. دیودهای ساطع کننده نور آبی با راندمان بالا در دسترس قرار گرفته‌اند که تولید نمایشگرهای LED تمام رنگی با صفحه نمایش بزرگ را ممکن می‌سازند. نمایشگرهای LED دارای ویژگی‌های روشنایی بالا، راندمان بالا و عمر طولانی هستند و برای نمایشگرهای صفحه بزرگ برای استفاده در فضای باز مناسب هستند. با این حال، هیچ نمایشگر میان رده‌ای برای مانیتورها یا PDAها (رایانه‌های دستی) را نمی‌توان با این فناوری ساخت. با این حال، مدار مجتمع یکپارچه LED می‌تواند به عنوان یک نمایشگر مجازی تک رنگ استفاده شود.
سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی (MEMS)
این یک میکرودیسپلر است که با استفاده از فناوری MEMS ساخته شده است. در چنین نمایشگرهایی، ساختارهای مکانیکی میکروسکوپی با پردازش نیمه‌هادی‌ها و سایر مواد با استفاده از فرآیندهای نیمه‌هادی استاندارد ساخته می‌شوند. در یک دستگاه میکروآینه دیجیتال، ساختار یک میکروآینه است که توسط یک لولا پشتیبانی می‌شود. لولاهای آن توسط بارهای روی صفحات متصل به یکی از سلول‌های حافظه زیرین فعال می‌شوند. اندازه هر میکروآینه تقریباً قطر موی انسان است. این دستگاه عمدتاً در پروژکتورهای تجاری قابل حمل و پروژکتورهای سینمای خانگی استفاده می‌شود.
گسیل میدانی
اصل اساسی نمایشگرهای گسیل میدانی مشابه لامپ پرتو کاتدی است، یعنی الکترون‌ها توسط یک صفحه جذب شده و با فسفری که روی آند پوشانده شده برخورد می‌کنند تا نور ساطع کنند. کاتد آن از تعداد زیادی منبع الکترونی کوچک تشکیل شده است که به صورت آرایه‌ای، یعنی به شکل آرایه‌ای از یک پیکسل و یک کاتد، مرتب شده‌اند. درست مانند نمایشگرهای پلاسما، نمایشگرهای گسیل میدانی برای کار به ولتاژهای بالا، از 200 ولت تا 6000 ولت، نیاز دارند. اما تاکنون به دلیل هزینه بالای تولید تجهیزات تولیدی، به یک نمایشگر تخت رایج تبدیل نشده است.
نور ارگانیک
در یک نمایشگر دیود ساطع‌کننده نور ارگانیک (OLED)، جریان الکتریکی از یک یا چند لایه پلاستیک عبور می‌کند تا نوری شبیه به دیودهای ساطع‌کننده نور معدنی تولید کند. این بدان معناست که آنچه برای یک دستگاه OLED مورد نیاز است، یک پشته فیلم حالت جامد روی یک زیرلایه است. با این حال، مواد ارگانیک به بخار آب و اکسیژن بسیار حساس هستند، بنابراین آب‌بندی ضروری است. OLEDها دستگاه‌های ساطع‌کننده نور فعال هستند و ویژگی‌های نوری عالی و ویژگی‌های مصرف انرژی کم را نشان می‌دهند. آنها پتانسیل بالایی برای تولید انبوه در یک فرآیند رول به رول روی زیرلایه‌های انعطاف‌پذیر دارند و بنابراین تولید آنها بسیار ارزان است. این فناوری طیف گسترده‌ای از کاربردها را دارد، از نورپردازی ساده تک‌رنگ در سطح وسیع گرفته تا نمایشگرهای گرافیکی ویدیویی تمام‌رنگ.
جوهر الکترونیکی
نمایشگرهای جوهر الکترونیکی، نمایشگرهایی هستند که با اعمال میدان الکتریکی بر روی یک ماده دوپایا کنترل می‌شوند. این نمایشگرها از تعداد زیادی کره شفاف میکرو آب‌بندی شده، هر کدام با قطر حدود ۱۰۰ میکرون، حاوی یک ماده رنگی مایع سیاه و هزاران ذره دی اکسید تیتانیوم سفید تشکیل شده‌اند. هنگامی که یک میدان الکتریکی بر روی ماده دوپایا اعمال می‌شود، ذرات دی اکسید تیتانیوم بسته به حالت بارشان به سمت یکی از الکترودها مهاجرت می‌کنند. این امر باعث می‌شود که پیکسل نور ساطع کند یا خیر. از آنجا که این ماده دوپایا است، اطلاعات را برای ماه‌ها حفظ می‌کند. از آنجایی که حالت کار آن توسط یک میدان الکتریکی کنترل می‌شود، محتوای نمایش آن را می‌توان با انرژی بسیار کمی تغییر داد.
آشکارساز شعله
آشکارساز فتومتریک شعله FPD (آشکارساز فتومتریک شعله، به اختصار FPD)
۱. اصل FPD
اصل FPD بر اساس احتراق نمونه در شعله غنی از هیدروژن است، به طوری که ترکیبات حاوی گوگرد و فسفر پس از احتراق توسط هیدروژن کاهش می‌یابند و حالت‌های برانگیخته S2* (حالت برانگیخته S2) و HPO* (حالت برانگیخته HPO) تولید می‌شوند. دو ماده برانگیخته هنگام بازگشت به حالت پایه، طیف‌هایی در حدود ۴۰۰ نانومتر و ۵۵۰ نانومتر تابش می‌کنند. شدت این طیف با یک لوله فوتومولتی‌پلایر اندازه‌گیری می‌شود و شدت نور متناسب با سرعت جریان جرمی نمونه است. FPD یک آشکارساز بسیار حساس و گزینش‌پذیر است که به طور گسترده در تجزیه و تحلیل ترکیبات گوگرد و فسفر استفاده می‌شود.
۲. ساختار FPD
FPD ساختاری است که FID و فتومتر را با هم ترکیب می‌کند. این دستگاه در ابتدا به عنوان FPD تک شعله شروع به کار کرد. پس از سال ۱۹۷۸، برای جبران کاستی‌های FPD تک شعله، FPD دو شعله توسعه یافت. این دستگاه دارای دو شعله جداگانه هوا-هیدروژن است، شعله پایینی مولکول‌های نمونه را به محصولات احتراق حاوی مولکول‌های نسبتاً ساده‌ای مانند S2 و HPO تبدیل می‌کند؛ شعله بالایی قطعات حالت برانگیخته لومینسانس مانند S2* و HPO* تولید می‌کند، یک پنجره به سمت شعله بالایی وجود دارد و شدت لومینسانس شیمیایی توسط یک لوله فوتومولتی پلایر تشخیص داده می‌شود. پنجره از شیشه سخت ساخته شده و نازل شعله از فولاد ضد زنگ ساخته شده است.
۳. عملکرد FPD
FPD یک آشکارساز انتخابی برای تعیین ترکیبات گوگرد و فسفر است. شعله آن شعله‌ای غنی از هیدروژن است و تأمین هوا فقط برای واکنش با 70٪ هیدروژن کافی است، بنابراین دمای شعله برای تولید گوگرد و فسفر برانگیخته شده پایین است. قطعات ترکیبی. سرعت جریان گاز حامل، هیدروژن و هوا تأثیر زیادی بر FPD دارد، بنابراین کنترل جریان گاز باید بسیار پایدار باشد. دمای شعله برای تعیین ترکیبات حاوی گوگرد باید حدود 390 درجه سانتیگراد باشد که می‌تواند S2* برانگیخته شده ایجاد کند. برای تعیین ترکیبات حاوی فسفر، نسبت هیدروژن و اکسیژن باید بین 2 تا 5 باشد و نسبت هیدروژن به اکسیژن باید با توجه به نمونه‌های مختلف تغییر کند. گاز حامل و گاز جبرانی نیز باید به درستی تنظیم شوند تا نسبت سیگنال به نویز خوبی به دست آید.
زمان ارسال: ۱۸ ژانویه ۲۰۲۲