أصبحت شاشة العرض المسطحة (FPD) هي الاتجاه السائد في أجهزة التلفاز المستقبلية.إنه الاتجاه العام، لكن لا يوجد تعريف صارم له في العالم.بشكل عام، يكون هذا النوع من شاشات العرض رفيعًا ويبدو مثل لوحة مسطحة.هناك أنواع عديدة من شاشات العرض المسطحة.، وفقًا لوسط العرض ومبدأ العمل، هناك شاشة الكريستال السائل (LCD)، وشاشة البلازما (PDP)، وشاشة التألق الكهربائي (ELD)، وشاشة التألق الكهربائي العضوي (OLED)، وشاشة الانبعاث الميداني (FED)، وشاشة الإسقاط، وما إلى ذلك. العديد من معدات FPD مصنوعة من الجرانيت.لأن قاعدة آلة الجرانيت لديها دقة وخصائص فيزيائية أفضل.
اتجاه التنمية
بالمقارنة مع CRT التقليدي (أنبوب أشعة الكاثود)، فإن شاشة العرض المسطحة تتميز بمزايا رقيقة، خفيفة، استهلاك منخفض للطاقة، إشعاع منخفض، عدم الوميض، ومفيدة لصحة الإنسان.لقد تجاوزت CRT في المبيعات العالمية.وبحلول عام 2010، من المقدر أن تصل نسبة قيمة مبيعات الاثنين إلى 5:1.في القرن الحادي والعشرين، ستصبح شاشات العرض المسطحة هي المنتجات الرئيسية في شاشات العرض.وفقًا لتوقعات شركة Stanford Resources الشهيرة، فإن سوق شاشات العرض المسطحة العالمية سترتفع من 23 مليار دولار أمريكي في عام 2001 إلى 58.7 مليار دولار أمريكي في عام 2006، وسيصل متوسط معدل النمو السنوي إلى 20% في السنوات الأربع القادمة.
تكنولوجيا العرض
يتم تصنيف شاشات العرض المسطحة إلى شاشات باعثة للضوء النشطة وشاشات باعثة للضوء السلبي.يشير الأول إلى جهاز العرض الذي ينبعث منه وسط العرض نفسه الضوء ويوفر إشعاعًا مرئيًا، والذي يتضمن شاشة البلازما (PDP)، وشاشة الفلورسنت الفراغي (VFD)، وشاشة الانبعاث الميداني (FED)، وشاشة التألق الكهربائي (LED) والضوء العضوي الذي ينبعث منه عرض الصمام الثنائي (OLED) )انتظر.ويعني الأخير أنه لا ينبعث الضوء من تلقاء نفسه، ولكنه يستخدم وسيط العرض ليتم تعديله بواسطة إشارة كهربائية، وتتغير خصائصه البصرية، وتعدل الضوء المحيط والضوء المنبعث من مصدر الطاقة الخارجي (الإضاءة الخلفية، مصدر ضوء الإسقاط )، وتنفيذها على شاشة العرض أو الشاشة.أجهزة العرض، بما في ذلك شاشة الكريستال السائل (LCD)، وشاشة عرض النظام الكهروميكانيكي الصغير (DMD)، وشاشة الحبر الإلكتروني (EL)، وما إلى ذلك.
شاشات الكريستال السائل
تشتمل شاشات الكريستال السائل على شاشات الكريستال السائل ذات المصفوفة السلبية (PM-LCD) وشاشات الكريستال السائل ذات المصفوفة النشطة (AM-LCD).تنتمي كل من شاشات الكريستال السائل STN وTN إلى شاشات الكريستال السائل ذات المصفوفة السلبية.في التسعينيات، تطورت تكنولوجيا شاشات الكريستال السائل ذات المصفوفة النشطة بسرعة، وخاصة شاشات الكريستال السائل ذات ترانزستور الأغشية الرقيقة (TFT-LCD).كمنتج بديل لـ STN، فهو يتميز بمزايا سرعة الاستجابة السريعة وعدم الوميض، ويستخدم على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ومحطات العمل وأجهزة التلفزيون وكاميرات الفيديو وأجهزة ألعاب الفيديو المحمولة.الفرق بين AM-LCD و PM-LCD هو أن الأول يحتوي على أجهزة تبديل تضاف إلى كل بكسل، والتي يمكنها التغلب على التداخل المتبادل والحصول على تباين عالي وشاشة عرض عالية الدقة.يعتمد AM-LCD الحالي جهاز تبديل TFT من السيليكون غير المتبلور (a-Si) ونظام مكثف تخزين، والذي يمكنه الحصول على مستوى رمادي مرتفع وتحقيق عرض ملون حقيقي.ومع ذلك، فإن الحاجة إلى دقة عالية وبكسلات صغيرة للكاميرات عالية الكثافة وتطبيقات العرض دفعت إلى تطوير شاشات P-Si (البولي سيليكون) TFT (ترانزستور الغشاء الرقيق).إن قدرة P-Si على الحركة أعلى بـ 8 إلى 9 مرات من قدرة a-Si.الحجم الصغير لـ P-Si TFT ليس مناسبًا للعرض عالي الكثافة والدقة فحسب، بل يمكن أيضًا دمج الدوائر الطرفية على الركيزة.
وبشكل عام، تعتبر شاشات الكريستال السائل مناسبة لشاشات العرض الرفيعة والخفيفة والصغيرة والمتوسطة ذات الاستهلاك المنخفض للطاقة، وتستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة.وقد تم تطوير شاشات LCD مقاس 30 بوصة و40 بوصة بنجاح، وتم وضع بعضها قيد الاستخدام.بعد إنتاج شاشات LCD على نطاق واسع، يتم تقليل التكلفة بشكل مستمر.شاشة LCD مقاس 15 بوصة متاحة بسعر 500 دولار.اتجاه التطوير المستقبلي هو استبدال شاشة الكاثود للكمبيوتر الشخصي وتطبيقها على تلفزيون LCD.
عرض البلازما
شاشة البلازما هي تقنية عرض باعثة للضوء يتم تحقيقها من خلال مبدأ تفريغ الغاز (مثل الغلاف الجوي).تتميز شاشات البلازما بمزايا أنابيب أشعة الكاثود، ولكنها مصنوعة على هياكل رقيقة جدًا.حجم المنتج السائد هو 40-42 بوصة.50 منتجًا مقاس 60 بوصة قيد التطوير.
مضان فراغ
شاشة الفلورسنت الفراغية هي شاشة تستخدم على نطاق واسع في منتجات الصوت/الفيديو والأجهزة المنزلية.إنه جهاز عرض فراغ من نوع أنبوب الإلكترون ثلاثي الصمام الذي يقوم بتغليف الكاثود والشبكة والأنود في أنبوب مفرغ.وهي أن الإلكترونات المنبعثة من الكاثود يتم تسريعها بواسطة الجهد الموجب المطبق على الشبكة والأنود، وتحفيز الفوسفور المطلي على الأنود لإصدار الضوء.الشبكة تتبنى هيكل قرص العسل.
تلألؤ كهربائي)
يتم تصنيع شاشات العرض الكهربية باستخدام تقنية الأغشية الرقيقة ذات الحالة الصلبة.يتم وضع طبقة عازلة بين لوحتين موصلتين ويتم ترسيب طبقة رقيقة من اللمعان الكهربائي.يستخدم الجهاز ألواحًا مطلية بالزنك أو مطلية بالسترونتيوم ذات طيف انبعاث واسع كمكونات مضيئة كهربائيًا.تبلغ سماكة طبقتها المتألقة كهربائيًا 100 ميكرون ويمكنها تحقيق نفس تأثير العرض الواضح مثل شاشة الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي (OLED).جهد المحرك النموذجي هو 10 كيلو هرتز، 200 فولت تيار متردد، الأمر الذي يتطلب محرك IC أكثر تكلفة.تم بنجاح تطوير شاشة عرض صغيرة عالية الدقة باستخدام نظام قيادة المصفوفة النشطة.
قاد
تتكون شاشات الصمام الثنائي الباعث للضوء من عدد كبير من الثنائيات الباعثة للضوء، والتي يمكن أن تكون أحادية اللون أو متعددة الألوان.أصبحت الثنائيات الباعثة للضوء الأزرق عالية الكفاءة متاحة، مما يجعل من الممكن إنتاج شاشات LED كبيرة الحجم كاملة الألوان.تتميز شاشات LED بخصائص السطوع العالي والكفاءة العالية والعمر الطويل، وهي مناسبة لشاشات العرض الكبيرة للاستخدام الخارجي.ومع ذلك، لا يمكن إجراء شاشات عرض متوسطة المدى للشاشات أو أجهزة المساعد الرقمي الشخصي (أجهزة الكمبيوتر المحمولة) باستخدام هذه التقنية.ومع ذلك، يمكن استخدام الدائرة المتكاملة المتجانسة LED كشاشة افتراضية أحادية اللون.
ممس
هذه شاشة عرض صغيرة تم تصنيعها باستخدام تقنية MEMS.في مثل هذه العروض، يتم تصنيع الهياكل الميكانيكية المجهرية عن طريق معالجة أشباه الموصلات والمواد الأخرى باستخدام عمليات أشباه الموصلات القياسية.في جهاز المرآة الرقمية الدقيقة، يكون الهيكل عبارة عن مرآة صغيرة مدعومة بمفصلة.يتم تشغيل مفصلاتها عن طريق الشحنات الموجودة على اللوحات المتصلة بإحدى خلايا الذاكرة الموجودة بالأسفل.يبلغ حجم كل مرآة صغيرة قطر شعرة الإنسان تقريبًا.يستخدم هذا الجهاز بشكل أساسي في أجهزة العرض التجارية المحمولة وأجهزة عرض المسرح المنزلي.
انبعاث المجال
المبدأ الأساسي لعرض انبعاث المجال هو نفس مبدأ أنبوب أشعة الكاثود، أي أن الإلكترونات تنجذب بواسطة لوحة وتتصادم مع الفوسفور المطلي على الأنود لإصدار الضوء.يتكون كاثودها من عدد كبير من مصادر الإلكترونات الصغيرة مرتبة في مصفوفة، أي على شكل مصفوفة مكونة من بكسل واحد وكاثود واحد.تمامًا مثل شاشات البلازما، تتطلب شاشات انبعاث المجال جهدًا عاليًا للعمل، يتراوح من 200 فولت إلى 6000 فولت.ولكن حتى الآن، لم تصبح شاشة عرض مسطحة سائدة بسبب ارتفاع تكلفة إنتاج معدات التصنيع الخاصة بها.
الضوء العضوي
في شاشة الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء (OLED)، يتم تمرير تيار كهربائي عبر طبقة أو أكثر من طبقات البلاستيك لإنتاج ضوء يشبه الثنائيات غير العضوية الباعثة للضوء.وهذا يعني أن ما هو مطلوب لجهاز OLED هو كومة من الأفلام ذات الحالة الصلبة على الركيزة.ومع ذلك، فإن المواد العضوية حساسة جدًا لبخار الماء والأكسجين، لذا فإن الختم ضروري.تعد شاشات OLED عبارة عن أجهزة نشطة باعثة للضوء وتتميز بخصائص إضاءة ممتازة وخصائص استهلاك منخفض للطاقة.لديهم إمكانات كبيرة للإنتاج بكميات كبيرة في عملية اللف على ركائز مرنة وبالتالي فإن تصنيعها غير مكلف للغاية.تحتوي هذه التقنية على مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من الإضاءة البسيطة أحادية اللون لمساحة كبيرة وحتى عروض رسومات الفيديو بالألوان الكاملة.
الحبر الإلكتروني
شاشات الحبر الإلكتروني هي شاشات يتم التحكم فيها عن طريق تطبيق مجال كهربائي على مادة ثنائية الاستقرار.ويتكون من عدد كبير من الكرات الشفافة الدقيقة الغلق، يبلغ قطر كل منها حوالي 100 ميكرون، وتحتوي على مادة مصبوغة سائلة باللون الأسود وآلاف من جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم الأبيض.عندما يتم تطبيق مجال كهربائي على مادة ثنائية الاستقرار، فإن جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم سوف تهاجر نحو أحد الأقطاب الكهربائية اعتمادًا على حالة شحنتها.يؤدي هذا إلى انبعاث البكسل للضوء أم لا.ونظرًا لأن المادة قابلة للتحلل، فإنها تحتفظ بالمعلومات لعدة أشهر.نظرًا لأنه يتم التحكم في حالة عمله بواسطة مجال كهربائي، فيمكن تغيير محتوى العرض الخاص به باستخدام القليل جدًا من الطاقة.
كاشف ضوء اللهب
كاشف اللهب الضوئي FPD (كاشف اللهب الضوئي، FPD للاختصار)
1. مبدأ FPD
يعتمد مبدأ FPD على احتراق العينة في لهب غني بالهيدروجين، بحيث يتم تقليل المركبات التي تحتوي على الكبريت والفوسفور بواسطة الهيدروجين بعد الاحتراق، والحالات المثارة لـ S2* (الحالة المثارة لـ S2) وHPO * يتم إنشاء (الحالة المثارة لـ HPO).تشع المادتان المتحمستان أطيافًا تبلغ حوالي 400 نانومتر و550 نانومتر عند عودتهما إلى الحالة الأرضية.يتم قياس شدة هذا الطيف باستخدام أنبوب مضاعف ضوئي، وتتناسب شدة الضوء مع معدل التدفق الكتلي للعينة.FPD هو كاشف حساس للغاية وانتقائي، ويستخدم على نطاق واسع في تحليل مركبات الكبريت والفوسفور.
2. هيكل FPD
FPD عبارة عن هيكل يجمع بين FID ومقياس الضوء.لقد بدأ الأمر باعتباره FPD ذو شعلة واحدة.بعد عام 1978، من أجل تعويض أوجه القصور في FPD أحادي اللهب، تم تطوير FPD مزدوج اللهب.يحتوي على لهبين منفصلين من الهواء والهيدروجين، حيث يحول اللهب السفلي جزيئات العينة إلى منتجات احتراق تحتوي على جزيئات بسيطة نسبيًا مثل S2 وHPO؛ينتج اللهب العلوي أجزاء من الحالة المثارة المضيئة مثل S2* وHPO*، وهناك نافذة موجهة إلى اللهب العلوي، ويتم الكشف عن شدة التألق الكيميائي بواسطة أنبوب مضاعف ضوئي.النافذة مصنوعة من الزجاج الصلب، وفوهة اللهب مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
3. أداء FPD
FPD هو كاشف انتقائي لتقدير مركبات الكبريت والفوسفور.لهبها لهب غني بالهيدروجين، وإمدادات الهواء كافية فقط للتفاعل مع 70% من الهيدروجين، لذلك تكون درجة حرارة اللهب منخفضة لتوليد الكبريت والفوسفور المثار.شظايا مركبة.إن معدل تدفق الغاز الحامل والهيدروجين والهواء له تأثير كبير على FPD، لذلك يجب أن يكون التحكم في تدفق الغاز مستقرًا للغاية.يجب أن تكون درجة حرارة اللهب لتحديد المركبات المحتوية على الكبريت حوالي 390 درجة مئوية، والتي يمكن أن تولد S2* متحمسًا؛ولتقدير المركبات المحتوية على الفسفور يجب أن تكون نسبة الهيدروجين إلى الأكسجين بين 2 و5، كما يجب تغيير نسبة الهيدروجين إلى الأكسجين حسب العينات المختلفة.وينبغي أيضًا تعديل الغاز الحامل وغاز المكياج بشكل صحيح للحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء جيدة.
وقت النشر: 18 يناير 2022