Pantaila lau

Pantaila laua edo Panel lauko pantaila (FPD) edukiak bistaratzeko erabiltzen den gailu elektroniko bat da. Hainbat dispositibotan jarrita, testua, irudiak eta bideoa ikus daitezke: ordenagailuetan, gailu mugikorretan eta baita medikuntzako, garraioko edo industriako ekipamenduetan ere. Garai bateko izpi katodikozko CRT telebisten pantailekin alderatuz, arinagoak eta meheagoak dira. XX. mendearen amaiera aldera agertu ziren lehenak. Gerora agertu diren berrikuntza teknologikoei esker, kristal likidoa eta LED diodoak kasu, pantaila finagoak sortu dira: plasmazkoa, LCD, OLED, etab. Hegakorrak ala estatikoak izan daitezke. Hegakorretan pixelak aldizka eguneratu behar dira beren egoera mantentzeko eta horrek energiaren kontsumoa dakar. Estatikoetan, aldiz, irudia pantailan mantentzeko energiarik behar ez denez, energiaren erabilera eraginkorragoa da. Hala ere, pantaila abiadura motelagoan eguneratzen dutenez, ez dira egokiak aplikazio guztietarako. Pantaila lauen azken modeloek 3 zentimetrotik beherako lodiera dute eta bereizmen altua (1080p, 4K). Bereziki garrantzitsua da arina eta mehea izatea gailu eramangarrietan: ordenagailu eramangarrietan, telefono mugikorretan, argazki kamera digitaletan, eskuko bideokameretan, etab. Telefono adimendun gehienek OLED pantailak dituzte.

 Historia 
1954an General Electric (GE)-ek pantaila laua zuen telebista baten lehen ingeniaritza-proposamen bat egin zuen. Radar-monitoreetan egindako lanaren ondorioz sortutako proposamena izan zen, eta egindako lanaren argitalpen hartan etorkizuneko pantaila lauko telebisten eta monitoreen oinarriak argitaratu ziren. Hala ere, GE-ek ez zuen jarraitu beharrezkoa zen ikerkuntzarekin, eta une hartan ez zuen pantaila laurik ekoitzi."Proposed Television Sets Would Feature Thin Screens." Popular Mechanics, November 1954, p. 111. 


1958an holografiaren asmatzaile gisa ezaguna den Dennis Gaborrek izpi katodikozko hodiez (CRT) osatutako pantaila laua patentatu zuen. Ideia Aiken-ek asmatutako Aiken hodiaren oso antzekoa zen, eta urte luzez borroketan ibili ziren Aiken eta Gabor patenteagatik. Auzia epaitegietan amaitu zenerako, Aiken-ek patentea AEBetan lortu zuen, Gaborrek Erresuma Batuan eta haien arteko tirabirak amaitu ziren. Garai hartan, Clive Sinclair-ek Gaborren lana ezagutu zuen eta hamarkada luze batez hura komertzializatzeko ahalegina egin bazuen ere, ez zuen arrakastarik izan. 

1958an Philco enpresaren Predicta telebista merkaturatu zen. Izpi katodikozko telebista zen eta pantaila nahiko laua zuen garai hartarako. Merkaturatu zen lehen pantaila laua izan zen, baina komertzialki porrota izan zen.  

1964an Plasmazko pantaila asmatu zen Illinoisko Unibertsitatean.

Gaur egun, pantailen fabrikazioan LCD (Liquid Crystal Display), LED (light-emitting diode) eta OLED (Organic light-emitting diode) dira gehien erabiltzen diren teknologiak. Jarraian azaltzen da, modu laburrean, haien garapen historikoa:

 Kristal likidozko pantailak (LCD) 
eskuinera|thumb|200x200px|Kristal likidozko pantaila (LCD), bidaiariei informazioa erakusten.1959an Bell laborategietako Mohamed M. Atalla eta Dawon Kahng- ek MOSFET trantsistorea (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) asmatu zuten eta 1960an aurkeztu zuten. Bestalde, 1962an RCA enpresako Paul K. Weimerrek bere kabuz lan eginez, MOSFET trantsistore mota bat garatu zuen: geruza meheko transistorea (TFT, Thin-Film Transistor). 1968an, RCA laborategietako Bernard J. Lechner-ek TFT trantsistorean oinarritutako kristal likidozko pantaila (LCD) (Liquid Crystal Display) garatzeko poposamena egin zuen. Urte berean, B.J. Lechner, F.J. Marlowe, E.O. Nesterrek eta J. Tultsek ideia posiblea zela frogatu zuten, MOSFET diskretu estandarrak erabiltzen zituen LCD batekin.

1968an Westinghouse Electric enpresako Thin-Film Devices saileko T. Peter Brody-k helbideratze-matrize aktiboak erabiltzen zituen lehen pantaila elektroluminiszentea (ELD, Electroluminescent Display) sortu zuen TFT trantsistoreak erabiliz. 1973an, enpresa bereko T. Peter Brodyk, J.A. Asarsek eta G.D. Dixonek geruza meheko TFT transistorez egindako kristal likidozko lehen pantaila aurkeztu zuten (TFT LCD). 1974an, Brodyk eta Fang-Chen Luok TFT transistorez egindako matrize aktiboko kristal likidozko lehen pantaila laua aurkeztu zuten (AM LCD, Active-Matrix Liquid-Crystal Display).  

1982rako, LCD teknologian oinarritutako poltsikoko LCD telebistak garatu ziren Japonian. 1984an merkaturatu zen poltsikoko lehen LCD telebista: Epson ET-10 Epson Elf zen, 2,1 hazbeteko koloretako telebista.  1988an, Sharp enpresako T. Nagayasu ingeniariak zuzendutako ikerketa-taldeak 14 hazbeteko koloretako LCD pantaila bat aurkeztu zuen. Horri esker, elektronikaren industriak argi ikusi zuen kristal likidozko LCD pantailek izpi katodikozko CRT pantailak ordezkatuko zituztela, telebisten display edo pantaila estandar gisa. 

2013tik aurrera, bereizmen handiko eta kalitate altuko bistaratze elektronikoko gailuek TFT trantsistoreetan oinarritutako matrize aktiboak erabiltzen dituzte.

 LED eta OLED pantailak 
1968an agertu zen lehen LED pantaila. Hewlett-Packard (HP) enpresak garatu zuen, LED teknologiari buruz 1962-1968 bitartean egindako ikerketa-lanaren emaitza gisa. Ikerketa-taldea Howard C. Borden, Gerald P. Pighini eta Mohamed M. Atallaren ikerlariek zuzendu zuten. 1969ko otsailean, "HP Model 5082-7000 Numeric Indicator" aurkeztu zuten. Lehen LED pantaila alfanumerikoa izan zen eta iraultza eragin zuen pantaila digitalen teknologian. Nixie tube izeneko pantailak ordezkatu zituen eta etorkizuneko LED pantailen oinarri bihurtu zen. 1977an, James P. Mitchell-ek seguraski lehena izan zen pantaila lauko LED telebista monokromatikoaren prototipoa aurkeztu zuen.

1987an, Kodak enpresako Ching W. Tang-ek eta Steven Van Slyke-k lehen diodo argi-igorle organikoa OLED (Organic Ligth-Emitting Diode) sortu zuten. 2003an, Hynix enpresak eroale elektroluminiszente organiko bat sortu zuen, 4.096 koloretako argiak sortzeko gai zena. 2004an, Sony enpresak "Qualia 005" izeneko telebista merkaturatu zuen. Kristal likidozko LCD telebista zen, pantailaren atzetik LED bidez argiztatzen zen lehen LCD pantaila. 2007an merkaturatu zen "Sony XEL-1" telebista lehen OLED telebista izan zen.

 Modeloak 
Pantailen fabrikazioan erabiltzen diren LCD eta LED/OLED teknologietan oinarrituz, hainbat pantaila modelo merkaturatu dira. Hona hemen ohikoenak diren modeloak:

 LCD (Kristal likidozkoa) 

Kristal likidozko pantailak (LCD, Liquid Crystal Display) arinak, trinkoak, eramangarriak eta merkeak dira. Hizpi katodikozko hodiez (CRT, Cathode Ray Tube) osatutako pantailekin konparatuz, fidagarriagoak dira eta begietarako egokiagoak. LCD pantailek kristal likidozko geruza mehe bat dute. Propietate kristalinoak dituen likido hori elektrodo gardenak dituzten beirazko bi plaken artean dago. LCDaren alde bakoitzean geruza polarizatzaile bat dago. Elektrodoen artean eremu elektriko bat modu kontrolatuan sortzean, kristal likidoaren segmentu edo pixel batzuk aktiba daitezke, haien polarizazio-propietateak aldatuz. Propietate horiek kristal likidozko geruzak lerrokatzeko moduaren eta erabilitako eremu elektrikoaren araberakoak dira. Lerrokatzeko hainbat modu daude: Twisted Nematic (TN), In-Plane Switch (IPS) eta Vertical Alignment (VA). Kolorea sortzeko azpipixelei iragazkiak aplikatzen zaizkie (gorria, berdea eta urdina). Hainbat gailu elektronikotan erabiltzen dira LCD pantailak: erlojuetan, kalkulagailuetan, telefono mugikorretan, telebistetan, ordenagailuen monitoreetan, ordenagailu eramangarrietan, etab. 

 PDP (Plasmazkoa) 

PDP pantailek (Plasma Display Panel) beirazko bi plaka dituzte eta haien arteko tartea plasmaz beteta dago (neoiaz edo antzeko gas batez). Plaka bakoitzean hainbat elektrodo paralelo daude, haien artean angelu egokian kokatuta. Bi plaketako bi elektrodoen artean tentsioa aplikatzen denean, gasaren segmentu txiki batek distira egiten du. Distira hori tentsio baxuan mantendu egiten da, eta elektrodo guztiei aplikatzen zaie. 2010eko hamarkadan plasmazko pantailak merkatua galtzen joan ziren eta fabrikatzaile askok ekoizpena eten zuten. 

 LED-LCD 
Hasierako LCD pantaila handi gehienek argia atzean kokatutako lanpara fluoreszenteetatik CCFL (Cold-Cathode Fluorescent Lamps)  jasotzen zuten. Gailu txikietan, aldiz, ia beti LED diodoak (Light-Emitting Diode) erabiltzen ziren argi-iturri gisa. LED diodoak hobetuz joan diren neurrian, pantaila berri gehienek atzetik argiztatzeko LED teknologia erabiltzen dute. Irudiak LCD geruzan sortzen dira.

 ELD (elektroluminiszentea) 
ELD pantailetan (ELD, ElectroLuminescent Display), plakei seinale elektrikoak aplikatzen zaizkienean fosforoak distira egin du elektroluminiszentzia sortuz; horrela sortzen dira irudiak pantailan. 

 OLED (diodo argi-igorle organikoa) 
OLED pantailetan diodo argi-igorle organikoak (OLED) (Organic Ligth-Emitting Diode) erabiltzen dira. LED mota bat dira. Elektroluminiszentzia igortzen duen geruza konposatu organikoez osatuta dago eta korronte elektrikoa aplikatzen zaionean, argia igortzen du. Geruza organiko erdieroalea bi elektrodoen artean kokatzen da. Gutxienez elektrodoetako bat gardena izaten da. OLEDak erabili ohi dira telebisten pantailetan, konputagailuen monitoreetan eta gailu mugikorren pantailetan (telefono mugikorretan, eskuko bideokontsola txikietan, PDA gailuetan, etab).

 QLED (Nanopuntuzko diodo argi-igorlea) 
Puntu kuantikozko edo nanopuntuzko diodo argi-igorlea (QLED, Quantum-dot light-emitting diode) Samsung-en pantaila lauetarako teknologia bat da. 2013an Sony-k eta beste telebista-fabrikatzaile batzuek teknologia bera erabili zuten LCD telebistetan atzetik jasotako argiztapena hobetzeko. Nanopartikulek edo puntu kuantikoek haien argi propioa sortzen dute uhin-luzera laburragoa duen argi-iturri batez argiztatzen direnean, LED urdin batez, adibidez. Horrela, LED telebista horien LCD panelaren kolore-gama hobetzen da. Irudia, hala ere, LCDan sortzen da. Samsung-en ustez, pantaila handiko telebistetan QLED pantailak OLED pantailak baino gehiago erabiliko dira datozen urteetan. Hala ere, Samsung Galaxy gailuek, telefono adimendunek kasu, Samsung-ek berak ekoitzitako OLED pantailak erabiltzen dituzte oraindik. Samsung-ek bere webgunean dio, haien QLED telebistak erabaki dezakeela pantailaren zein zonaldek behar duen kontraste gehiago.

 Teknologien merkaturatzea 
1990-2010 hamarkaden artean, pantaila lauko teknologia hauek merkaturatu ziren:

 Plasmazko pantaila (PDP, Plasma Display Panel)
 Matrize aktiboko kristal likidozko pantaila (AMLCD, Active-Matrix Liquid-Crystal Display))
 Erretroproiekzioa: argiaren prozesamendu digitala (DLP, Digital Light Processing), LCD, LCOS
 Paper elektronikoa: E Ink, Gyricon
 Diodo argi-igorle bidezko pantaila (LED, light-emitting diode)
 Matrize aktiboko argi organikoa igortzen duen diodoa (AMOLED, Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode)
 Puntu kuantikoen pantaila (QLED, Quantum dot display)

Asko ikertu arren, badira modu mugatuan merkaturatu zirenak edo sekula merkatura iritsi ez zirenak:

 Matrize aktiboko pantaila elektrolumineszentea (ELD, ElectroLuminescent Display)
 Pantaila modulatzaile interferometrikoa (IMOD, Interferometric MOdulator Display )
 Eremu-emisio pantaila (FED, field-emission display)
 Elektroi-igorle bidezko pantaila (SED, Surface-conduction Electron-emitter Display)

 Estatikoa/Hegakorra 
Pantailen teknologiari dagokionez, honako beste sailkapena egin daiteke:

 Estatikoa. Pantaila estatikoak ekoizteko erabiltzen den materialak propietate berezi bat du: koloreen egoera biegonkorra da. Horrek esan nahi du, irudia pantailan bere horretan mantentzeko ez dela energiarik behar; pantailako irudia aldatzeko behar da energia. Horri esker, pantaila hauetan energiaren erabilera eraginkorragoa da. Hala ere, pantailaren eguneratze-abiadura motela izan daiteke eta ondorioz, ez dira egokiak gertatzen pantaila interaktiboetan. Irudia denbora luzez mantentzen den aplikazioetan erabiltzeko aproposak dira: publizitatea erakusten duten pantailetan, liburu elektronikoetan eta erloju adimendunetan, adibidez.
 Hegakorra. Pantaila hagakorretan pixelak aldizka eguneratu behar dira beren egoera mantentzeko, bai irudia pantailan mantentzeko eta baita irudia aldatzeko ere. Eguneratze horrek energia elektrikoa eskatzen duenez, pantailak hornidura elektrikora konektatuta egon behar du loki baten bidez edo bestela bateria batetik jaso beharko du argindarra. Normalean eguneratzea segunduko hainbat aldiz egin behar izaten da. Eguneratzen ez bada, itzalaldia gertatu delako adibidez, pixelek beren egoera koherentea galduko dute pixkanaka eta irudia pantailatik "desagertuko" da.

 Erreferentziak 

 Bibliografia 

  Borden, Howard C.; Pighini, Gerald P. «Solid-State Displays»  Hewlett-Packard Journal, 20, 6, 1969.
  Castellano, Joseph A. Liquid gold: the story of liquid crystal displays and the creation of an industry (en anglès).  Nova Jersey: World Scientific, 2005. ISBN 981-238-956-3.
  Kawamoto, H. «The Inventors of TFT Active-Matrix LCD Receive the 2011 IEEE Nishizawa Medal» (en anglès). Journal of Display Technology, 8, 1, 2012. DOI: 10.1109/JDT.2011.2177740. ISSN: 1551-319X.
  Kimizuka, Noboru; Yamazaki, Shunpei. Physics and Technology of Crystalline Oxide Semiconductor CAAC-IGZO: Fundamentals (en anglès).  John Wiley & Sons, 2016. ISBN 9781119247401.
  Kramer, Bernhard. Advances in Solid State Physics (en anglès).  Springer Science & Business Media, 2003. ISBN 9783540401506.
  Morozumi, Shinji; Oguchi, Kouichi «Current Status of LCD-TV Development in Japan» (en anglès). Molecular Crystals and Liquid Crystals, 94, 1-2, 1982, pàg. 43–59. DOI: 10.1080/00268948308084246. ISSN: 0026-8941 ISSN 0026-8941.
  Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. «Organic electroluminescent diodes» (en anglès). Applied Physics Letters, 51, 12, 1987. Bibcode: 1987ApPhL..51..913T. DOI: 10.1063/1.98799.

 Ikus, gainera 
 Ordenagailuko monitore
 CRT
 LCD
 OLED
 PDP
 Ukimen-pantaila

 Kanpo estekak 
 TFT pantaila lauak, azken berrikuntza (Aitzol Lasa Oiarbide, Elhuyar zientzia.eus, 2006)

Kategoria:Ameriketako Estatu Batuetako asmakizunak
Kategoria:Hardwarea
Kategoria:Kontsumoko elektronika
Kategoria:Telebistako teknologia