Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров (ЭЛТ Мониторы).pdf

ПИД-панели Samsung Display представляют собой TFT-матрицы с активной матрицей, ЖК-дисплеи Active Matrix зависят от тонкопленочных транзисторов (TFT) для поддержания состояния каждого пикселя между сканированием при одновременном улучшении времени отклика. TFT — это микропереключающие транзисторы (и связанные с ними конденсаторы), которые расположены в матрице на стеклянной подложке для управления каждым элементом изображения (или пикселем). Включение одного из TFT активирует связанный пиксель. Использование активного переключающего устройства, встроенного в саму панель дисплея, для управления каждым элементом изображения помогает уменьшить перекрестные помехи между смежными пикселями, в то же время значительно улучшая время отклика дисплея. Тщательно регулируя величину приложенного напряжения с очень небольшими приращениями, можно создать эффект серой шкалы. Большинство современных ЖК-дисплеев поддерживают минимум 256 уровней яркости на пиксель, хотя высококачественные ЖК-панели, используемые в ЖК-дисплеях, могут поддерживать до 1024 различных уровней яркости. Это приводит к улучшению характеристик оттенков серого и, следовательно, к улучшению детализации изображения в тех областях изображения, которые в основном все темные или все яркие.

Жидкий кристалл: Жидкие кристаллы изменяют ориентацию под воздействием электрического поля и могут блокировать или пропускать свет. Жидкие кристаллы представляют собой молекулы в форме палочек, которые закручиваются при воздействии на них электрического тока. Каждый кристалл действует как затвор, пропуская свет или блокируя свет. Образец прозрачных и темных кристаллов формирует изображение. Жидкие кристаллы на ЖК-дисплее имеют естественную форму.

Общий электрод: он сделан из прозрачного оксида индия-олова (ITO) для подачи напряжения на жидкокристаллический слой. Общий электрод играет решающую роль в поддержании равномерного напряжения пикселей на всем ЖК-экране. На цветных экранах ITO теперь разделен на три цвета: красный, зеленый и синий (RGB).

Цветовой фильтр (RGB): Цветовой фильтр создает цвета для изображения на ЖК-дисплее. Цветовой фильтр состоит из красного, зеленого и синего пигмента и выровнен с определенным субпикселем в ячейке. Этот фильтр состоит из тонкой стеклянной подложки и цветного резиста. На стеклянной подложке формируются три цветных рисунка (красный, зеленый и синий). Шаблоны R, G, B называются подпикселями. ЖК-дисплей, отображающий цвета, должен иметь три подпикселя с красными, зелеными и синими цветными фильтрами для создания каждого цветового пикселя. Благодаря тщательному контролю и изменению приложенного напряжения интенсивность каждого подпикселя может варьироваться в пределах 256 оттенков. Объединение подпикселей дает возможную палитру из 16,8 миллионов цветов (256 оттенков красного x 256 оттенков зеленого x 256 оттенков синего с глубиной цвета 8 бит). Эти цветные дисплеи занимают огромное количество транзисторов (TFT). Типичный ноутбук поддерживает разрешение до 1,920x1,080. Если мы умножим 1920 столбцов на 1080 строк на 3 субпикселя, мы получим 6 220 800 транзисторов, выгравированных на стекле объединительной платы.

Верхнее стеклянное основание: специальное стекло, используемое для производства цветных фильтров.

Верхний поляризатор: Свет горизонтально поляризован на верхнем поляризаторе. Функция поляризатора заключается в улучшении цвета и четкости, что позволяет видеть экраны ЖК-дисплеев. Если поляризаторы были удалены с ЖК-дисплеев, было бы невозможно распознать буквы или графику. Когда две поляризационные пленки размещаются одна поверх другой параллельно, экран ЖКД будет наиболее ярким. Однако при расположении сверху и перпендикулярно друг другу экран будет выглядеть как черный. Следовательно, как описано, оптические характеристики ЖК-дисплеев, такие как яркость и контрастность, сильно зависят от свойств поляризационных пленок.

Верхнее шасси или рама: верхнее шасси расположено сверху и использует открытую раму.

1.3 Плазменные мониторы

В июле 1964 года профессор Джин Слоттоу и профессор Дональд Блитцер из Университета Иллинойса изобрели первый прототип плазменного монитора. Этот прототип (фиг.3) имел монохромный дисплей неонового оранжевого цвета, но не был коммерчески жизнеспособным. В 1983 году IBM выпустила еще один неоново-оранжевый монохромный плазменный дисплей длиной 48 см. Первый полноцветный плазменный дисплей был выпущен в 1992 году компанией Fujitsu, его размеры составляли 53 см и были заметно ярче, чем у других дисплеев. В 1997 году Fujitsu выпустила на рынок 107-см плазменный дисплей с разрешением 852х480 пикселей. Эти дисплеи, хотя и были коммерчески доступными, были в основном дорогими, примерно по 14 999 долларов. В последнее время популярность ЖК-дисплеев и высокая цена плазменных дисплеев,

Основная идея плазменного дисплея заключается в освещении крошечных цветных флуоресцентных ламп для формирования изображения. Каждый пиксель состоит из трех флуоресцентных ламп - красного, зеленого и синего. Как и у мониторов с электронно-лучевой трубкой, плазменный дисплей изменяет интенсивность различных источников света для создания полного спектра цветов. На следующей странице вы узнаете, как работает плазма.

Центральным элементом флуоресцентного света является плазма, газ, состоящий из свободно текущих ионов (электрически заряженных атомов) и электронов (отрицательно заряженных частиц). В нормальных условиях газ состоит в основном из незаряженных частиц. То есть отдельные атомы газа включают равные количества протонов (положительно заряженных частиц в ядре атома) и электронов. Отрицательно заряженные электроны прекрасно уравновешивают положительно заряженные протоны, поэтому у атома чистый заряд равен нулю.

Если вы введете много свободных электронов в газ, установив на нем электрическое напряжение, ситуация очень быстро изменится. Свободные электроны сталкиваются с атомами, сбивая другие электроны. С отсутствующим электроном атом теряет равновесие. У него чистый положительный заряд, что делает его ионным. В плазме с проходящим через нее электрическим током отрицательно заряженные частицы устремляются к положительно заряженной области плазмы, а положительно заряженные частицы устремляются к отрицательно заряженной области. В этом безумном порыве частицы постоянно сталкиваются друг с другом. Эти столкновения возбуждают атомы газа в плазме, заставляя их высвобождать фотоны энергии. Атомы ксенона и неона, атомы, используемые в плазменных экранах, выделяют световые фотоны при возбуждении. В основном эти атомы выделяют ультрафиолетовые фотоны, которые невидимы для человеческого глаза. Но ультрафиолетовые фотоны могут быть использованы для возбуждения фотонов видимого света.

Ксенон и неоновый газ в плазменном мониторе содержатся в сотнях тысяч крошечных ячеек, расположенных между двумя стеклянными пластинами. Длинные электроды также зажаты между стеклянными пластинами с обеих сторон ячеек. В адресных электродах сидеть за клетки, вдоль задней стеклянной пластины. Прозрачные электроды дисплея, которые окружены изолирующим диэлектрическим материалом и покрыты защитным слоем из оксида магния, установлены над ячейкой вдоль передней стеклянной пластины. Оба набора электродов простираются по всему экрану. Электроды дисплея расположены в горизонтальных рядах вдоль экрана, а адресные электроды расположены в вертикальных столбцах. Как вы можете видеть на диаграмме ниже, вертикальные и горизонтальные электроды образуют базовую сетку.

Чтобы ионизировать газ в конкретной ячейке, компьютер плазменного дисплея заряжает электроды, которые пересекаются в этой ячейке. Он делает это тысячи раз за небольшую долю секунды, заряжая каждую ячейку по очереди. Когда пересекающиеся электроды заряжены (с разницей напряжения между ними), электрический ток течет через газ в элементе. Как мы видели в последнем разделе, ток создает быстрый поток заряженных частиц, который стимулирует атомы газа испускать ультрафиолетовые фотоны.

Высвободившиеся ультрафиолетовые фотоны взаимодействуют с люминофорным материалом, нанесенным на внутреннюю стенку клетки. Люминофоры — это вещества, которые испускают свет при воздействии другого света. Когда ультрафиолетовый фотон сталкивается с атомом фосфора в клетке, один из электронов люминофора переходит на более высокий энергетический уровень, и атом нагревается. Когда электрон возвращается к своему нормальному уровню, он выделяет энергию в форме фотона видимого света.

Люминофоры на плазменном дисплее испускают цветной свет при возбуждении. Каждый пиксель состоит из трех отдельных подпиксельных ячеек, каждая из которых имеет разноцветные люминофоры. Один подпиксель имеет люминофор красного света, один подпиксель имеет люминофор зеленого света, а один подпиксель имеет люминофор синего света. Эти цвета смешиваются вместе, чтобы создать общий цвет пикселя.

Изменяя импульсы тока, протекающего через разные ячейки, система управления может увеличивать или уменьшать интенсивность каждого субпиксельного цвета для создания сотен различных комбинаций красного, зеленого и синего. Таким образом, система управления может воспроизводить цвета по всему спектру.

Основным преимуществом технологии плазменного дисплея является то, что вы можете получить очень широкий экран, используя чрезвычайно тонкие материалы. А поскольку каждый пиксель освещается индивидуально, изображение очень яркое и выглядит хорошо практически со всех сторон. Качество изображения не совсем соответствует стандартам лучших наборов электронно-лучевых трубок, но, безусловно, соответствует ожиданиям большинства людей.Плазменные дисплеи показывают много преимуществ по сравнению с другими типами дисплеев. Поскольку каждая ячейка содержит источник света в форме плазмы, каждый пиксель управляется светом. Это позволяет PDP иметь более яркий дисплей, чем ЭЛТ и ЖК-экраны. В дополнение к этому PDP имеют более высокую частоту обновления, что приводит к более быстрому времени реакции и меньшему размытию при движении. По сравнению с ЭЛТ-экранами, PDP намного тоньше и легче, но примерно потребляют такое же количество энергии.

Одним из недостатков плазменных дисплеев является эффект выгорания изображения. Сжигание изображения происходит, когда изображение удерживается на плазменном дисплее слишком долго, а тень изображения прожигается на экране. Когда неподвижное изображение установлено на длительные периоды, люминофоры перегреваются и теряют свою яркость. Хотя теневое изображение встречается не всегда, со временем снижение яркости приводит к снижению общего качества изображения. Подобный эффект возникает, когда ячейки отображают яркий цвет в течение длительных периодов времени. Ячейки испытывают большое накопление заряда, и в результате получается теневое изображение, однако это решается отключением экрана и возможностью разрядки ячеек.

1.4 FED мониторы

Дисплей с полевой эмиссией (FED) - это тип плоскопанельного дисплея, который является более тонким, ярким, энергоэффективным и более дешевым дисплеем, чем жидкокристаллический дисплей (ЖКД). FED, также называемый Nano Emissive Display (NED), состоит из миллионов ускоренных электронов, заряженных очень низким напряжением по сравнению с высоким напряжением для широкоэкранных ЖК-дисплеев высокой четкости. Эти электронные излучатели управляются холодными катодами для генерации цветного света и излучаются в сторону люминофорной пластины, и это явление создает движущиеся изображения. FED имеет широкий угол обзора и обеспечивает самый яркий цвет среди плазменных и других новейших дисплеев.Вместо CRTS углеродные нанотрубки (УНТ) могут также использоваться для нацеливания электронных пучков на покрытый люминофором экран, что еще больше улучшит разрешение. FED очень тонкий, менее дюйма, поэтому мы можем очень легко повесить их на стены, например, портрет, и способен обеспечить контрастность 20 000 к одному, а также может передавать 240 изображений в секунду вдвое больше, чем самые быстрые HDTV на рынке. FED имеет другой тип дисплея электронной эмиссии с поверхностной проводимостью (SED), который основан на технологии поверхностной электронной проводимости. FED может использоваться для телевидения, настольных компьютеров, ноутбуков и т. Д. И может применяться в медицинской визуализации, обороне и многих других областях.

Процесс получения полей - Эмиссия происходит от одной среды к другой, и эта среда может быть твердой, жидкой, воздушной, вакуумной или любым диэлектриком. Эмиссию поля также называют направленным квантово-механическим туннелированием «холодной эмиссии», которое происходит из-за электростатического поля. Тепловая эмиссия, которая является основой ЭЛТ, требует высокой рабочей температуры, потребляет много энергии и не является энергоэффективной, так как теряет из-за нарушения кинетической энергии. Напротив, полевая эмиссия извлекает электроны через большое электрическое поле без высокой температуры. Полученный в результате источник электронов имеет уменьшенный эмиттанс и не создает тепловых проблем, поэтому полевые эмиттеры являются источником электронов с «холодным катодом». Источники электронов на основе полевой эмиссии имеют много применений, так как они дают меньшее пятно, но наиболее нежелательным и незаметным для инженеров аспектом является то, что они вводят электрический разряд и вакуумный пробой. Полевые эмиссионные пистолеты дают более высокую плотность тока, чем термоэлектронные пистолеты.