Obrazovka / okno do virtuálnej reality

Už dobrých niekoľko desaťročí nám počítačové alebo televízne obrazovky sprostredkúvajú digitálny obraz, realitu, informácie alebo zábavu. Tieto zariadenia prešli od čiernobielych obrazoviek, s niekoľko centimetrovou uhlopriečkou, k veľkým niekoľko metrovým digitálnym obrazom zobrazujúcich úplne realistický svet.

Prehľad histórie zobrazovacích technológií

 

Eidofor - Televízny projektor používajúci sa na vytvorenie obrázkov veľkých rozmerov. Je to jedno z prvých zobrazovacích zariadení, koncipovaných v roku 1939 vo Švajčiarsku doktorm Fritzom Fischerom. Išlo o pomerne veľké zariadenie využívajúce aj v americkom NASA. Eidofor využíval podobný systém ako film projektoru, len ho nahradilo pomaly rotujúci zrkadlový disk. Disk bol zakrytý transparentným olejom. Pomocou elektrónového lúča mohol byť elektrostatický náboj uložený na olej, čo spôsobuje deformáciu povrchu oleja. 

CRT- Cathode Ray Tube (zobrazovacia katódová trubica). Vákuová elektrónka, ktorá premieňa elektrický signál na viditeľný obraz, pričom tento obraz sa vytvára tak, že pohybujúci sa elektrónový zväzok s premenlivou intenzitou dopadá na fluorescenčné tienidlo. Používajú sa dve hlavné technológie shadow mask a aperture grille.
Začiatky CRT technológie sa objavuju na replome 19. a 20. storočia. Prvý komerčne vyrábaný televízor sa objavil až v roku 1932 v Nemecku a bol vyrábaný firmou Telefunken. Moji starý rodičia tieto typy obrazoviek ešte stále s obľubou používajú.
Od začiatku 21. storočia postupne nahradzuje túto technológiu modernejšie LCD, OLED alebo plazmové technológie.

LCD - liquid crystal display (displej z tekutých kryštálov) je tenké a ploché zobrazovacie zariadenie skladajúce sa z veľkého počtu farebných alebo čiernobielych pixlov zoradených pred zdrojom svetla, ktoré vyžaduje pomerne malé množstvo el. energie. Každý pixel LCD sa skladá z molekúl tekutých kryštálov uložených medzi dvoma priehľadnými elektródami a medzi dvoma polarizačnými filtrami, pričom osi polarizácie sú na seba kolmé.

História

Pasívna matica TN
70-te roky 20. storočia - prvé stabilné LCD displaje použiteľné pre komerčné využitie v kalkulačkách a hodinkách. Využívali TN (twisted nematic) technológiu, kde pri budení elektrickým prúdom sa kryštáli otočia o 90 stupňov.
So vzrastajúcou zložitosťou zariadení, v snahe zobraziť stovky riadkov bola v roku 1985 TN technológia zlepšená na STN (super twisted nematic). V tomto prípade sa kryštály otáčajú až o 240 stupňov.

Aktívna matica TFT (Thin-film Tranzistor)
Sa objavila už v polovici 70-tych rokov, ale bola zavrhnutá kvôli finančnej náročnosti. Postupne s narastajúcimi nárokmi na zložitosť LCD sa objavuje na konci 80-tych rokov aktívna matica, ktorá sa používa dodnes v rôznych obmenách.

• TN+Film (Twisted nematic)
• IPS (In-Plane Switching) - veľký rozsah pozorovacích uhlov a vynikajúci kontrast. Existuje niekoľko verzií týchto displejov ako napríklad H-IPS, E-IPS, A-IPS, IPS-Pro...
• MVA (Multi-domain Vertical Alignment)
• PVA (Patterned Vertical Alignment)
• S-PVA (Super-PVA)
• S-IPS (Super-IPS)
• ASV (Advanced Super View)
• PLS (Plane Line Switching) - nová technológia od firmy Samsung komerčne prvý krát použitá v roku 2011 na modeloch S270A850 a S24A850
• Blue Phase Mode LCD  - displej s veľmi rýchlou odozvou, ktorý môže pracovať na frekvencii až 240Hz

DLP - digital light processing je obchodná známka firmy Texas Instruments, ktorá reprezentuje technológiu používanú v digitálnych projektoroch, ktorá bola vyvinutá v roku 1987. Obraz je tvorený pomocou mikroskopických malých zrkadiel, které sú umiestnené na polovodičovom čipe. U nás je použitá hlavne v pohostinstvách na sledovanie mastrovstiev sveta v hokeji. Samsung zapracoval do jedného zo svojich telefónov W7900 DLP projektor.

LCoS - Liquid Crystal on Silicon (tekuté kryštáli na kremíkovom čipe) Technológia využívajúca sa hlavne v digitálnych projektoroch. Obraz je tvorený pomocou tekutých kryštálov, ktoré sú umiestnené na kremíkovom čipe.

Plazmová obrazovka - Je tvorená množstvom malých buniek medzi dvoma sklenými panelmi, ktoré obsahujú zmes vzácnych plynov. Plyn v bunkách je elektricky nabíjaný na plazmu, ktorá potom excituje luminofory na emitáciu svetla. Plazmová obrazovka má vinikajúci rozsah farieb a pozorovacie uhly. Nevýhodou je nižší kontrast, zobrazovanie stupne šedej, cena a veľkosť jedného bodu. Tá sa zatiaľ nedostala pod 0,3 mm a preto nie sú veľmi vhodné ako obrazovky počítačov.

LED obrazovka - veľký plochý panel, ktorý používa svetelné diódy na zobrazenie videa. Zhluk červenej, zelenej a modrej diódy je riadený tak, aby vytvorili plnofarebný pixel, zvyčajne štvorcového tvaru. Tieto body sú rozložené rovnomerne od seba a sú merané od stredu ku stredu pre absolútnu pixlov.

OLED - Or­ga­nic Light-emi­ting Di­ode (organická svetlo emitujúca dióda). Rozdiel oproti LED diódam, kde zá­kla­dom je po­lo­vo­di­čo­vá di­óda, kto­rá po pri­ve­de­ní jed­nos­mer­né­ho na­pä­tia emi­tu­je svet­lo, je ten, že mies­to po­lo­vo­di­čo­vé­ho prec­ho­du vy­uží­va na emi­to­va­nie svet­la elek­tro­lu­mi­nis­cen­čné or­ga­nic­ké ma­te­riá­ly – po­ly­mé­ry. Tento organický materiál je vložený medzi dve elektródy, pričom všeobecne platí, že aspoň jedna z týchto elektród je transparentná. Technológia pochádza z roku 1987, kedy ju vyvinula firma Eastman Kodak. OLED obrazovky majú vynikajúci kontrast, pozorovacie uhly, nízku energetickú náročnosť, nízka doba odozvy, kompaktnosť ale ich nevýhodou zatiaľ je nízka životnosť.

PMOLED - OLED s pasívnou matricou 
Ma­jú jed­no­duc­hú štruk­tú­ru, vďa­ka čo­mu sú ideál­ne pre lac­nej­šie ap­li­ká­cie, ale hlav­ne tam, kde bu­de zob­ra­zo­va­ný jed­no­duc­hší ob­sah. Ty­pic­kým na­sa­de­ním pa­sív­nych OLED sú al­fa­nu­me­ric­ké dis­ple­je a in­di­kač­né pr­vky.

AMOLED - OLED s aktívnou matricou
Majú na roz­diel od pa­sív­nych v substrá­te in­teg­ro­va­nú „pre­po­jo­va­ciu“ elek­tric­kú vrstvu (rov­na­ko ako v ak­tív­nych LCD) a tá pre kaž­dý ob­ra­zo­vý bod ob­sa­hu­je naj­me­nej 2 tran­zis­to­ry (a kon­den­zá­tor). Tie udr­žu­jú všet­ky ak­tív­ne bo­dy v „za­pnu­tom“ sta­ve po ce­lú do­bu pe­rió­dy ske­no­va­nia.

PHOLED (Phosphorescent OLED)
Technológia fosforeskujúcich OLED dosahuje 4× väčšiu účinnosť ako "normálne" OLED technológie. Využíva princípu elektrickej fosforescence, ktorá prevádza až 100% elektrickej energie na svetlo.

FOLED (Flexibilní OLED)
OLED štruktúra je umiestnená na pružnom materiáli. To umožňuje lepšie umiestnenie a mechanickú odlonosť.

TOLED (Transparentní OLED)
Pri tejto technológii sú obidve elektródy priehľadné. To umožňuje zobrazenie informácii aj na takých miestach ako je sklo automobilu alebo sklo prilby.