Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Монітори
Моніто́р, диспле́й - універсальний пристрій візуального відображення усіх видів інформації. Розрізняють алфавітно-цифрові і графічні монітори, а також монохромні монітори і монітори кольорового зображення - активно-матричні і пасивно-матричні ЖКМ.
Класифікація моніторів
По виду інформації що виводиться:
По будові:
Основні параметри моніторів:
ЕПТ монітори
Електро́нно-променева тру́бка (ЕПТ)кінеско́п - електровакуумний прилад, що перетворює електричні сигнали у світлові.
У строгому сенсі, електронно-променевими трубками називають ряд електронно-променевих приладів, одним з яких є кінескоп.
Принциповий пристрій:
-електронна гармата, призначена для формування електронного променя, в кольорових кінескопах і багатопроменевих осцилографічних трубках об'єднуються в електронно-оптичний прожектор;
-екран, покритий люмінофором - речовиною, що світиться при попаданні на нього пучка електронів;
-система, що відхиляє, управляє променем таким чином, що він формує необхідне зображення.
Принцип дії
У балоні 9 створений глибокий вакуум - спочатку викачується повітря, потім усі металеві деталі кінескопа нагріваються індуктором для виділення поглинених газів, для поступового поглинання залишків повітря використовується геттер. Для того, щоб створити електронний промінь (2) застосовується пристрій, що називається електронною гарматою. Катод (8) що нагрівається ниткою напруження (5) випускає електрони. Зміною напруги на електроді (модуляторі), що управляє, (12) можна змінювати інтенсивність електронного променя і, відповідно, яскравість зображення (також існують моделі з управлінням по катоду). Окрім електроду, що управляє, гармата сучасних ЕПТ містить фокусуючий електрод (до 1961 року у вітчизняних кінескопах застосовувалося електромагнітне фокусування за допомогою фокусуючої котушки (3) з сердечником (11)), призначений для фокусування плями на екрані кінескопа в точку, прискорюючий електрод для додаткового розгону електронів в межах гармати і анод. Покинувши гармату, електрони прискорюються анодом (14) що є металізованим покриттям внутрішньої поверхні конуса кінескопа, сполученим з однойменним електродом гармати. Далі промінь проходить через відхиляючу систему (1) яка може міняти напрям променя Електронний промінь потрапляє в екран (10) покритий люмінофором (4). Від бомбардування електронами люмінофор світиться і пляму змінної яскравості, що швидко переміщається, створює на екрані зображення. Кінескоп підключається через виводи 13 і високовольтне гніздо 7.
Кут відхилення променя
Кутом відхилення променя ЕПТ називається максимальний кут між двома можливими положеннями електронного променя усередині колби, при яких на екрані ще видно пляму, що світиться. Від величини кута залежить відношення діагоналі (діаметру) екрану до довжини ЕПТ.
Іонна пастка
Оскільки усередині ЕПТ неможливо створити ідеальний вакуум, усередині залишається частина молекул повітря. При зіткненні з електронами з них утворюються іони, які, маючи масу, що багаторазово перевищує масу електронів, практично не відхиляються, поступово випалюючи люмінофор в центрі екрану і утворюючи так звану іонну пляму. Для боротьби з цим до середини 1960-х років застосовувався принцип "іонної пастки" : вісь електронної гармати була розташована під деяким кутом до осі кінескопа, а розташований зовні регульований магніт забезпечував поле, що повертає потік електронів до осі. Масивні ж іони, рухаючись прямолінійно, потрапляли у власне пастку. На початку 1960-х років був розроблений новий спосіб захисту люмінофора : алюмініювання екрану, крім того, це дозволило удвічі підвищити максимальну яскравість кінескопа, і необхідність в іонній пастці відпала.
Кольорові кінескопи
Облаштування кольорового кінескопа. 1 -Электронні гармати. 2 - Електронні промені. 3 - Фокусуюча котушка. 4 - котушки, що Відхиляють. 5 - Анод. 6 - Маска, завдяки якій червоний промінь потрапляє на червоний люмінофор, і т. д. 7 - Червоні, зелені і сині зерна люмінофора. 8 - Маска і зерна люмінофора
Кольоровий кінескоп відрізняється від чорно-білого тим, що в ньому три гармати - "червона", "зелена" і "синя" (1). Відповідно, на екран (7) нанесені в деякому порядку три види люмінофора - червоний, зелений і синій (8). Залежно від типу застосованої маски, гармати в горловині кінескопа розташовані дельтаподібно (у кутах рівностороннього трикутника) або планарно (на одній лінії). Деякі однойменні електроди різних електронних гармат сполучені провідниками усередині кінескопа. Це прискорюючі електроди, що фокусують електроди, підігрівачі (сполучені паралельно) і, часто, модулятори На червоний люмінофор потрапляє тільки промінь від червоної гармати, на зелений - тільки від зеленої, і т. д. Це досягається тим, що між гарматами і екраном встановлені металеві грати, що іменуються маскою (6). У сучасних кінескопах маска виконана з інвару - сорти стали з невеликим коефіцієнтом температурного розширення.
Типи масок
Існує два типи масок :
власне тіньова маска, яка існує двох видів :
Тіньова маска для кінескопів з дельтаподібним розташуванням електронних гармат.
Тіньова маска для кінескопів з планарным розташуванням електронних гармат. Відома також, як щілинні грати.
апертурні грати (Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron). Ця маска, на відміну від інших видів, складається з великої кількості дротів, натягнутих вертикально. Принципова відмінність маски такого типу полягає в тому, що вона не обмежує пучок електронів, а фокусує його. Прозорість апертурних грат складає приблизно 85 % проти 20 % у тіньової маски. Кінескопи з такою маскою застосовуються і в моніторах, і в телевізорах. Робилися спроби створення таких кінескопів в 1970-і роки і в СРСР
Чим менше елементи люмінофора, тим більше високу якість зображення здатна дати трубка. Показником якості зображення є крок маски.
Для тіньових грат крок маски - відстань між двома найближчими отворами маски (відповідно, відстань між двома найближчими елементами люмінофора одного кольору).
Для апертурних і щілинних грат крок маски визначається як відстань по горизонталі між щілинами маски (відповідно, горизонтальна відстань між вертикальними смугами люмінофора одного кольору).
У сучасних мониторных ЭЛТ крок маски знаходиться на рівні 0,25 мм. Телевізійні кінескопи, перегляд зображення на яких здійснюється з більшої відстані, використовують кроки близько 0,8 мм.
РК – монітори
Рідкокристалічний монітор (РК-монітор) - плоский дисплей на основі рідких кристалів, а також монітор на основі такого дисплея.
LCD TFT (англ. Thin film transistor - тонкоплівковий транзистор) - різновид рідкокристалічного дисплея, в якому використовується активна матриця, керована тонкоплівковими транзисторами. Підсилювач TFT для кожного субпіксела застосовується для підвищення швидкодії, контрастності і чіткості зображення дисплея.
Рідкокристалічний монітор призначений для відображення графічної інформації з комп'ютера, телевізора, цифрового фотоапарата, електронного перекладача, калькулятора і ін.
Зображення формується за допомогою окремих елементів, як правило, через систему розгортки. Прості прилади (електронний годинник, телефони, плеєри, термометри і ін.) можуть мати монохромний або 2-5 кольоровий дисплей. Багатоколірне зображення формується за допомогою RGB -тріад.
Технічні характеристики РК-монітора
Найважливіші характеристики РК-моніторів :
Переваги та недоліки
Спотворення колірності і контрастності зображення на ЖК-моніторі з малим кутом огляду матриці при погляді під великим кутом до нормалі
Макрофотографія типової РК-матриці. У центрі можна побачити два дефектні субпікселі (зелений і синій).
На даний час РК-монітори є основним, бурхливо розвиваючим напрямом в технології моніторів. До їх переваг можна віднести: малий розмір і вага порівняно з ЕПТ. У РК-моніторів, на відміну від ЕПТ, немає видимого мерехтіння, дефектів фокусування променів, перешкод від магнітних полів, проблем з геометрією зображення і чіткістю. Енергоспоживання РК-моніторів залежно від моделі, налаштувань і зображення, що виводиться, може як співпадати із споживанням ЕПТ і плазмових екранів порівнянних розмірів, так і бути істотно - до п'яти разів - нижче. З іншого боку, РК-монітори мають і деякі недоліки, часто принципово важко вирішені, наприклад:
OLED монітори
Органічний світлодіод (англ. Organic Light - Emitting Diode (OLED) - органічний світлодіод) - прилад, виготовлений з органічних сполук, які ефективно випромінюють світло при пропусканні через них електричного струму. Основне застосування технологія OLED знаходить при створенні приладів відображення інформації (дисплеїв). Передбачається, що виробництво таких дисплеїв буде набагато дешевше, ніж
виробництво рідкокристалічних дисплеїв.Схема OLED
Принцип дії
Для створення органічних світлодіодів (OLED) використовуються тонкоплівкові багатошарові структури, що складаються з шарів декількох полімерів. При поданні на анод позитивного відносно катода напруги, потік електронів протікає через прилад від катода до анода. Таким чином катод віддає електрони в емісійний шар, а анод забирає електрони з шару, що проводить, або іншими словами анод віддає дірки в шар, що проводить. Емісійний шар отримує негативний заряд, а шар що проводить позитивний, . Під дією електростатичних сил електрони і дірки рухаються назустріч один до одного і при зустрічі рекомбінують. Це відбувається ближче до емісійного шару, тому що в органічних напівпровідниках дірки мають більшу рухливість, ніж електрони. При рекомбінації відбувається пониження енергії електрона, яке супроводжується випусканням (емісією) електромагнітного випромінювання в області видимого світла. Тому шар і називається емісійним.
Прилад не працює при поданні на анод негативного відносно катода напруги. В цьому випадку дірки рухаються до анода, а електрони в протилежному напрямі до катода, і рекомбінації не відбувається. Як матеріал анода зазвичай використовують оксид індію, легований оловом. Він прозорий для видимого світла і має високу роботу виходу, яка сприяє інжекції дірок в полімерний шар. Для виготовлення катода часто використовують метали, такі як алюміній і кальцій, оскільки вони мають низьку роботу виходу, сприяючій інжекції електронів в полімерний шар.
Переваги в порівнянні c Плазмовими дисплеями
Переваги в порівнянні c LCD –дисплеями
менші габарити і вага
відсутність необхідності в підсвічуванні
відсутність такого параметра як кут огляду - зображення видно без втрати якості з будь-якого кута
миттєвий відгук (на порядок вище, ніж у LCD) - по суті повна відсутність інерційності
якісніше перенесення (високий контраст) кольорів
нижче енергоспоживання при тій же яскравості
можливість створення гнучких екранів
великий діапазон робочих температур (від − 40 до +70° C)
PHOLED
PHOLED (Phosphorescent OLED) - технологія, що є досягненням Universal Display Corporation (UDC) спільно з Принстонским університетом і університетом Південної Каліфорнії. Як і всі OLED, PHOLED функціонують таким чином: електричний струм підводиться до органічних молекул, які випускають яскраве світло. Проте, PHOLED використовують принцип електрофосфоресценції, щоб перетворити до 100 % електричної енергії у світло. Приміром, традиційні флуоресцентні OLED перетворюють у світло приблизно 25-30 % електричній енергії.
Через їх надзвичайно високий рівень ефективності енергії, навіть в порівнянні з іншим OLED, PHOLED вивчаються для потенційного використання у великих дисплеях типу телевізійних моніторів або екранів для потреб освітлення. Потенційне використання PHOLED для освітлення: можна покрити стіни велетенськими PHOLED -дисплеями. Це дозволило б усім кімнатам освітлюватися рівномірно, замість використання лампочок, які розподіляють світло нерівномірно по кімнаті. Чи монітори-стіни або вікна - зручно для організацій або любителів поэкспериментувати з інтер'єром. Також до переваг PHOLED -дисплеев можна віднести яскраві, насичені кольори, а також досить довгий термін служби.
TOLED
TOLED - прозорі світловипромінюючі прилади TOLED (Transparent and Top - emitting OLED) - технологія, що дозволяє створювати прозорі (Transparent) дисплеї, а також досягти більш високого рівня контрастності.
Прозорі TOLED -дисплеи: напрям випромінювання світла може бути тільки вгору, тільки вниз або в обидва напрями (прозорий). TOLED може істотно поліпшити контраст, що покращує читабельність дисплея при яскравому сонячному світлі. Оскільки TOLED на 70 % прозорі при виключенні, то їх можна кріпити прямо на лобове скло автомобіля, на вітрини магазинів або для установки в шоломі віртуальної реальності. Також прозорість TOLED дозволяє використати їх з металом, фольгою, кремнієвим кристалом і іншими непрозорими підкладками для дисплеїв з відображенням вперед (можуть використовуватися в майбутніх динамічних кредитних картах). Прозорість екрану досягається при використанні прозорих органічних елементів і матеріалів для виготовлення електродів. За рахунок використання поглинача з низьким коефіцієнтом відображення для підкладки TOLED -дисплея контрастне відношення може на порядок перевершити ЖКИ (мобільні телефони і кабіни військових літаків-винищувачів). За технологією TOLED також можна виготовляти багатошарові пристрої(наприклад SOLED) і гібридні матриці (Двонаправлені TOLED TOLED робить можливим подвоїти область, що відображається, при тому ж розмірі екрану - для пристроїв, у яких бажаний об'єм інформації, що виводиться, ширший, ніж існуючий).
FOLED
FOLED (Flexible OLED) - головна особливість - гнучкість OLED -дисплея. Використовується пластик або гнучка металева пластина в якості підкладки з одного боку, і OLED -ячейки в герметичній тонкій захисній плівці - з іншої. Переваги FOLED : ультратонкість дисплея, наднизька вага, міцність, довговічність і гнучкість, яка дозволяє застосовувати OLED -панелі в найнесподіваніших місцях.
SOLED
Staked OLED - технологія екрану від UDC (складені OLED). SOLED використовують наступну архітектуру: зображення підпікселів складається (червоні, сині і зелені елементи в кожному пікселі) вертикально замість того, щоб розташовуватися поруч, як це відбувається в ЖК-дисплеї або електронно-променевій трубці. У SOLED кожним елементом підпікселя можна управляти незалежно. Колір пікселя може бути відрегульований при зміні струму, що проходить через три кольорові елементи (у некольорових дисплеях використовується модуляція ширини імпульсу). Яскравістю управляють, міняючи силу струму. Переваги SOLED : висока щільність заповнення дисплея органічними осередками, за допомогою чого досягаєтьс високоякісна картинка.
Плазма
Газорозрядний екран (також широко застосовується англійська калька "плазмова панель") - прилад відображення інформації, монітор, що використовує у своїй роботі явища електричного розряду в газі і збуджуваного ним світіння люмінофора
Плазмова панель є матрицею газонаповнених осередків, ув'язнених між двома паралельними скляними поверхнями. Як газове середовище зазвичай використовується неон або ксенон. Розряд в газі протікає між прозорим електродом на лицьовій стороні екрану і адресними електродами, що проходять по його задній стороні. Газовий розряд викликає ультрафіолетове випромінювання, яке, у свою чергу, ініціює видиме світіння люмінофора. У кольорових плазмових панелях кожен піксель екрану складається з трьох ідентичних мікроскопічних порожнин, що містять інертний газ (ксенон) і мають два електроди, спереду і ззаду. Після того, як до електродів буде прикладено високочастотну напругу, з'явиться ємнісною високочастотний розряд. У міжелектродному просторі утворюється плазма. При цьому вона випромінює ультрафіолетове світло, яке потрапляє на люмінофори в нижній частині кожної порожнини. Люмінофори випромінюють один з основних кольорів : червоний, зелений або синій. Потім кольорове світло проходить через скло і потрапляє в око глядача. Таким чином, в плазмовій технології пікселі працюють, подібно до люмінесцентних трубок, але створення панелей з них досить проблематичне. Перша трудність - розмір пікселя. Суб-пиксель плазмової панелі має об'єм 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм, а на панелі треба укласти декілька мільйонів пікселів, один до одного. По-друге, передній електрод має бути максимально прозорим. Для цієї мети використовується оксид індію і олова, оскільки він проводить струм і прозорий. На жаль, плазмові панелі можуть бути такими великими, а шар оксиду настільки тонким, що при протіканні великих струмів на опорі провідників буде падіння напруги, яке сильно зменшить і спотворить сигнали. Тому доводиться додавати проміжні сполучні провідники з хрому - він проводить струм набагато краще, але, на жаль, непрозорий.
Останньою проблемою залишається адресація пікселів, оскільки, як ми вже бачили, щоб отримати необхідний відтінок треба міняти інтенсивність кольору незалежно для кожного з трьох суб-пикселей. На плазмовій панелі 1280x768 пікселів є присутніми приблизно три мільйони суб-пикселей, що дає шість мільйонів електродів. Як ви розумієте, прокласти шість мільйонів доріжок для незалежного управління суб-пикселями неможливо, тому доріжки необхідно мультиплексувати. Передні доріжки зазвичай вибудовують в цілісні рядки, а задні - в стовпці. Вбудована в плазмову панель електроніка за допомогою матриці доріжок вибирає піксель, який необхідно запалити на панелі. Операція відбувається дуже швидко, тому користувач нічого не помічає, - подібно до сканування променем на ЕПТ-мониторах.
Проектори
DLP
DLP (Digital Light Processing) - технологія, яка використовується в проекторах. Її створив Ларі Хорнбек з компанії Texas Instruments в 1987 році. У DLP -проекторах зображення створюється мікроскопічно маленькими дзеркалами, які розташовані у вигляді матриці на напівпровідниковому чіпі, Digital Micromirror Device (DMD, цифровий дзеркальний пристрій). Кожне таке дзеркало є одним пікселем в проектованому зображенні.
Існує два основні методи створення кольорового зображення. Один метод має на увазі використання одночіпових проекторів, інший - трьохчіпових.
Одночіпні проектори
У проекторах з одним DMD -чипом кольору утворюються шляхом приміщення кольорового диска, що обертається, між лампою і DMD. Кольоровий диск зазвичай ділиться на 4 сектори: три сектори під основні кольори (червоний, зелений і синій), а четвертий сектор - прозорий, для збільшення яскравості. Червоний, зелений і синій компоненти зображення відображаються поперемінно, але з дуже високою частотою. У деяких останніх high - end моделях кольоровий диск, що обертається, замінений на блок з дуже яскравих світлодіодів трьох основних кольорів. Завдяки тому, що світлодіоди можна дуже швидко включати і вимикати, цей прийом дозволяє ще більше збільшити частоту оновлення одноколірної картини.
Трьохчіпові проектори
Цей тип DLP -проекторов використовує призму для розділення променя, що випромінюється лампою, і кожен з основних кольорів потім спрямовується на свій чіп DMD. Потім ці промені об'єднуються, і зображення проектується на екран. Трьохчіпові проектори здатні видати більшу кількість градацій тіней і кольорів, чим одночіпові, тому що кожен колір доступний триваліший період часу і може бути модульований з кожним відео кадром. До того ж, зображення менш схильне до мерехтіння і "ефекту веселки".
LCoS
LCoS (англ. Liquid Crystal on Silicon - рідкі кристали на напівпровіднику) - технологія отримання зображення, використовувана в проекторах. Є третьою за поширеністю після технологій DLP і 3LCD (LCD), але займає значно меншу частку ринку.
D - ILA - офіційно зареєстрований товарний знак компанії JVC, який означає, що в цьому продукті застосована оригінальна розробка на основі дисплея виконаного за технологією LCoS, сітчастого поляризаційного фільтру і ртутної лампи. D - ILA має на увазі трьохчіпове LCoS рішення. Також часто можна зустріти абревіатуру HD - ILA - технологія D - ILA з дозволом Full HD.
SXRD™ - зареєстрований торговий знак Sony для продукції, зробленої з використанням технології LCoS
Принцип роботи
Принцип роботи сучасного LCoS -проектора близький до 3LCD, але на відміну від останньої використовує не просвітні РК-матриці, а матриці що відбивають (цим LCoS споріднена вже до DLP технології). На напівпровідниковій підкладці LCoS -кристалла розташований відбиваючий шар, поверх якого знаходиться рідкокристалічна матриця і поляризатор. Під впливом електричних сигналів рідкі кристали або закривають відзеркалювальну поверхню, або відкриваються, дозволяючи світлу від зовнішнього спрямованого джерела відбиватися від дзеркальної підкладки кристала. Як і в LCD -проекторах, в LCoS проекторах сьогодні використовуються тільки трьохчіпові схеми на основі монохромних LCoS -матриц. Так само, як і в технології 3LCD для формування кольорового зображення використовуються три кристали LCoS, призма, дихроїчні дзеркала і світлофільтри червоного, синього і зеленого кольорів. Одночіпові LCoS проектори не отримали широкого поширення із-за ряду недоліків : триразові втрати світлового потоку при проходженні фільтру, що у тому числі накладало обмеження унаслідок перегрівання матриці, невисока якість перенесення кольорів, складніша технологія виробництва кольорових LCoS чіпів.
Переваги та недоліки
Переваги, визначені технологічними можливостями LCoS в порівнянні з конкуруючими 3LCD і DLP технологіями :
РК Проектор
Рідкокристалічний проектор - пристрій, що проектує на екран зображення, створене однією або декількома рідкокристалічними матрицями. Механічною основою LCD (матриця на рідких кристалах - англ. liquid crystal display - LCD) і reflective LCD -проекторів є твердотіла скляна підкладка з нанесеною на неї системою управління шаром структурованого рідкого кристала. Тому і LCD - і reflective LCD - проектори дають зображення стабільне по геометрії і іншим параметрам. При експлуатації залежно від сюжету зображення іноді потрібно тільки підстроювання яскравості і контрасту зображення. Трьохматричні проектори можуть додатково мати точне підстроювання зведення кольору, компенсуючу неточність виготовлення кріплення матриць і дзеркал.