Барабанные сканеры.

Вбарабанных сканерах в качестве светочувствительных оптикоэлектронных преобразователей используются специальные фототрубки ФЭУ (фотоэлектронные умножители). Приемные сенсоры ФЭУ очень чувствительны к свету и разным вариациям световой интенсивности. ФЭУ способны уловить разницу в экстремально светлых и темных “значениях”, в то время как большинство сканирующих элементов на ПЗС скорее определят и запишут эти значения как просто “черное” или “белое”.

Преимущества: более высокое, чем в сканерах других типов, максимальное оптическое разрешение, максимальное разрешение по всей области оригинала, независимо от размеров.

Недостатки: большие габариты, высокая цена.

Штриховые коды. Сканеры штриховых кодов.

Штриховой код – чередование темных и светлых полос разной ширины и их сочетаний, иногда к ним добавляют цифры. При штриховом кодировании, как правило, используют 10-разрядный штриховой код, удобный для машинной обработки данных. Для образования кода применяют регистрационный и классификационный порядок. Регистрационное кодирование осуществляется порядковым номером, кодовые обозначения – натуральные числа. В классификационном методе применяют последовательный метод кодирования (учитываются признаки классификации объектов кодирования/товаров) и параллельный метод (для объектов, разделенных иерархическим методом).

Сканер штрих-кода предназначен для считывания, декодирования и передачи в ЭВМ информации, закодированной в штриховом коде. Информация передается в виде последовательности цифр и букв, содержащихся в штриховом коде. Применяются сканеры, использующие лазерный луч, и сканеры с использованием ПЗС технологий. Различие их в использовании считывающих сенсоров. В лазерных сканерах используются полупроводниковые лазерные диоды видимого спектра (красный, зеленый), в сканерах с использованием ПЗС технологий – световые источники видимого диапазона – светодиоды. Лазерные сканеры считывают штрих-код с расстояния более 20см, ПЗС сканеры считывают информацию практически только контактным путем (бывают сканеры, считывающие информацию на расстоянии до 5см). Ширина считывания у лазерных сканеров не ограничена, у ПЗС сканеров – 6-9см. Скорость сканирования у лазерных сканеров в 2-3 раза выше. Но, при всех своих преимуществах, лазерные сканеры считаются вредными для зрения. Лазерные сканеры делятся на однолучевые, многолучевые и голографические (многоплоскостные), в зависимости от излучающих лазерных элементов (чем больше, тем лучше). Все сканеры также можно разделить на ручные, стационарные и индустриальные. Подключение к ЭВМ осуществляется либо через коммуникационные порты, либо в разрыв клавиатуры (кабельное соединение), либо посредствам радиоканала.

Плазменные дисплеи, основные характеристики, достоинства и недостатки. Устройство и принцип работы ячейки плазменного дисплея.

Изображение в плазменном дисплее формируется посредствам света, излучаемого люминофором, на который воздействует ультрафиолетовое излучение, инициируемое электрическим разрядом. Пространство внутри плазменного дисплея заполнено инертным газом, обычно гелием или ксеноном. Наименьшим структурным элементом плазменного дисплея является светоизлучающая ячейка. Три ячейки (синяя, зеленая и красная) в совокупности образуют один пиксель экрана. Для включения ячеек может использоваться постоянный или переменный электрический ток. Большинство выпускаемых в настоящее время цветных плазменных дисплеев работают от переменного тока. Электрический разряд, возникающий между управляющими электродами, вызывает ионизацию содержащегося в ячейке газа (состояние холодной плазмы), в результате чего возникает ультрафиолетовое излучение, воздействующее на люминофор, который, в свою очередь, излучает свет видимого диапазона.

Для успешного соперничества плазменных дисплеев с другими типами дисплеев, разработчикам пришлось решить ряд серьезных проблем.

1. Сохранить высокую четкость изображения, избежав при этом потери яркости. Дело в том, что при увеличении количества пикселей на экране площадь каждого из них уменьшается, что влечет за собой снижение яркости. Поскольку в плазменных панелях интенсивность свечения ячейки определяется числом инициирующих импульсов на единицу времени, для повышения яркости белого цвета необходимо увеличить количество таких импульсов, что, в свою очередь, требует повышения скорости работы системы управления. Однако в силу ограничений, связанных с конечной скоростью возникновения разряда и ресурсом защитной пленки на электродах, возможности увеличения частоты зажигания небезграничны. Для повышения яркости и расширения динамического диапазона компанией Matsushita Electric Industrial была разработана система обработки сигнала Advanced Plasma AI (Adaptable brightness Intensification system — адаптивное повышение яркости). Автоматическая коррекция соотношения между самой яркой и самой темной точкой на экране производится с учетом подаваемого на вход видеосигнала. Сочетание технологии Advanced Plasma AI и разработанной ранее асимметричной структуры ячеек позволило повысить яркость плазменной панели до 650 кд/м² при размере экрана 40 дюймов по диагонали (ранее типичные для плазменных панелей значения находились в пределах 350-400 кд/м²), что уже сопоставимо с параметрами телевизоров и мониторов на основе ЭЛТ.

2. Для качественного воспроизведения темных участков изображения и расширения динамического диапазона требовалось достичь высокой контрастности. Проблема здесь заключается в том, что для нормальной работы цветных ПДП необходим предварительный разряд, создающий условия для возникновения основного разряда и излучения видимого света. Под действием предварительного разряда возникает тусклое свечение, создающее на экране фоновую засветку, заметную даже при выводе абсолютно черного изображения. Сначала разработчикам удалось обеспечить двукратное увеличение значения контрастности (от 300:1 до 600:1) путем снижения яркости свечения предварительного разряда относительно общего светового потока за счет ослабления пилотной подсветки: вместо одного сильного разряда было использовано несколько более слабых. Однако это было только первым шагом в этом направлении — совсем недавно инженеры Matsushita совершили самый настоящий технологический прорыв, добившись просто невероятного значения контрастности — 3000:1. Поскольку данная технология запатентована компанией Matsushita и является ее ноу-хау, информация о подробностях этого решения крайне скупа — известно лишь, что используется один пилотный разряд малой мощности.

3. Обеспечение точности цветопередачи. Дело в том, что газ, которым заполнено внутреннее пространство плазменной дисплейной панели имеет примесь неона, под действием электрического разряда светящегося оранжевым цветом. Примешавшись в свету люминофора, это излучение снижает контрастность и искажает цветопередачу. Одним из способов борьбы с искажениями цветопередачи, вызванными оранжевым свечением неона, является применение специального цветного фильтра — CCF, разработанного корпорацией NEC. Фильтр CCF выполнен в виде полосок, расположенных поверх светоизлучающих ячеек каждого из трех базовых цветов. Этот фильтр подавляет паразитное оранжевое излучение неона, содержащегося в газовой смеси, тем самым повышая точность цветопередачи, а в сочетании с высококонтрастной системой управления он дает возможность расширить диапазон воспроизводимых оттенков в 1,6 раза. Кроме того, фильтр CCF позволяет подавлять блики от внешних источников света.

Недостатки: большой вес, большие размеры пикселей, небольшой срок службы, высокая цена.

Преимущества: яркость, контрастность, время реакции пикселя.

Дисплеи с ЭЛТ, основные характеристики, достоинства и недостатки. Устройство и принцип работы ЭЛТ. Типы теневых масок ЭЛТ-дисплеев.

Дисплеи с ЭЛТ, основные характеристики, достоинства и недостатки.

Дисплей с ЭЛТ получает сигнал от компьютера и преобразует его в форму, воспринимаемую электронно-лучевой пушкой. расположенной в горловине трубки. Пушка выпускает электроны, попадающие на экран, который состоит из теневой маски и люминесцентного покрытия, на котором создается изображение. Электромагнитные поля управляют пучком электронов: отклоняющая система изменяет направление потока частиц таким образом, что они достигают нужного места на экране, проходя через теневую маску, падают на фосфоресцирующую поверхность и формируют изображение (активизированный электронным лучом участок экрана испускает свет). Это эмиссионная технология. Экран монитора – матрица, состоящая из гнезд-триад определенной структуры и формы, каждое гнездо состоит из трех элементов, формирующих RGB триаду.

ЭЛТ современных мониторов имеют:

• Электронные пушки (по одной на каждый цвет RGB триады, либо одну, но испускающую три пучка).

• Отклоняющую систему (набор линз, формирующих пучок электронов).

• Теневую маску, обеспечивающую точное попадание электронов от пушки каждого цвета в «свои» точки экрана.

• Слой люминофора, формирующий изображение при попадании электронов в точку соответствующего цвета.

Преимущества: большие углы обзора, цветопередача, скорость реакции точки.

Недостатки: мерцание, вес, габариты.

Устройство и принцип работы ЭЛТ. Типы теневых масок ЭЛТ-дисплеев.

Электронная пушка состоит из подогревателя, катода, испускающего поток электронов, и модулятора, ускоряющего и фокусирующего электроны. В современных кинескопах применяются оксидные катоды, в которых электроны испускаются эмиссионным покрытием из редкоземельных элементов, нанесенным на никелевый колпачок с расположенной внутри него нитью накала. Подогреватель обеспечивает нагревание катода до температуры 850-880 °C, при которой и происходит испускание (эмиссия) электронов с поверхности катода. Остальные электроды трубки используются для ускорения и формирования пучка электронов.

Для обеспечения точности попадания электронов от пушки каждого цвета в «свои» точки экрана используются металлические решетки. Их строение зависит от типа дисплея. Существует три типа решеток: теневая, щелевая и апертурная. Теневая решетка представляет собой инваровую (из сплава железа и никеля) сетку. Луч проходит через ячейки этой сетки и попадает на предназначенный для него элемент триады. Щелевая решетка отличается от теневой тем, что она состоит из вертикальных линий, а триады имеют форму вертикального эллипса. В кинескопах с апертурной решеткой вместо триад используются тончайшие вертикальные люминофорные нити, содержащие полосы трех цветов (красного, зеленого и синего). Одной из важнейших характеристик качества дисплея является минимальное расстояние между одноцветными элементами триад. Для теневой решётки эта характеристика называется dot pitch, для щелевой – slot pitch, для апертурной – strip pitch. Чем она меньше, тем лучше качество изображения.

12. ЖИДКОКРИСТАЛИЧЕСКИЕ ДИСПЛЕИ.

Cуществование жидких кристаллов было установлено очень давно, почти столетие тому назад, а именно в 1888 году.

Первым, кто обнаружил жидкие кристаллы, был авст­рийский ученый-ботаник Рейнитцер. Исследуя новое син­тезированное им вещество холестерилбензоат, он обна­ружил, что при температуре 145° С кристаллы этого ве­щества плавятся, образуя мутную сильно рассеивающую свет жидкость. При продолжении нагрева по достижении температуры 179°С жидкость просветляется, т. е. начина­ет вести себя в оптическом отношении, как обычная жидкость, например вода. Неожиданные свойства холе-стерилбензоат обнаруживал в мутной фазе Рассматри­вая эту фазу под поляризационным микроскопом, Рей­нитцер обнаружил, что она обладает двупреломлением. Это означает, что показатель преломления света, т. е скорость света е этой фазе, зависит от поляризации.

Жидкий кристалл – это специфическое агрегатное со­стояние вещества, в котором оно проявляет одновре­менно свойства кристалла и жидкости. Сразу надо огово­риться, что далеко не все вещества могут находиться в жидкокристаллическом состоянии. Большинство веществ может находиться только в трех, всем хорошо известных агрегатных состояниях: твердом или кристаллическом, жидком и газообразном. Оказывается, некоторые органические вещества, обладающие сложными молеку­лами, кроме трех названных состояний, могут образовы­вать четвертое агрегатное состояние — жидкокристалли­ческое. Это состояние осуществляется при плавлении кристаллов некоторых веществ. При их плавлении обра­зуется жидкокристаллическая фаза, отличающаяся от обычных жидкостей. Эта фаза существует в интервале от температуры плавления кристалла до некоторой более высокой температуры, при нагреве до которой жидкий кристалл переходит в обычную жидкость. Чем же жидкий кристалл отличается от жидкости и обычного кристалла и чем похож на них? Подобно обычной жидкости, жидкий кристалл обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который он помещен. Этим он отличается от известных всем кристаллов. Однако, несмотря на это свойство, объединяющее его с жид­костью, он обладает свойством, характерным для кри­сталлов. Это — упорядочение в пространстве молекул, образующих кристалл. Правда, это упорядочение не та­кое полное, как в обычных кристаллах, но, тем не менее, оно существенно влияет на свойства жидких кристаллов, чем и отличает их от обычных жидкостей. Неполное про­странственное упорядочение молекул, образующих жид­кий кристалл, проявляется в том, что в жидких кристал­лах нет полного порядка в пространственном располо­жении центров тяжести молекул, хотя частичный порядок может быть. Это означает, что у них нет жесткой кри­сталлической решетки. Поэтому жидкие кристаллы, по­добно обычным жидкостям, обладают свойством текуче­сти.

Идеальный плоский дисплей¶Абсолютно идеальный прибор для отображения визуальной информации пока не придуман. Пока самым подходящим средством для показа статических и движущихся картинок считается плоский прямоугольник диагональю дюймов около двадцати, расположенный в полуметре от глаз сидящего человека. Картинка на этом прямоугольнике (будем называть его экраном) формируется из миллиона-двух дискретных точек (будем называть их пикселями). Классические пропорции сторон экрана – 4:3, то есть высота картинки составляет 0.75 от ширины. Чаще всего сейчас распространены разрешения от 1024 х 768 до 1600 х 1200 пикселей. ¶

А сейчас вы увидите, как должны выглядеть пиксели у идеального плоского дисплея. Для этого возьмём какую-нибудь картинку и увеличим её раз в десять:

¶рис.2

¶Хотя нет, лучше раз в сорок:

¶рис.2

¶Если бы идеальный плоский дисплей существовал и мы посмотрели на него в лупу с сорокакратным увеличением, то увидели бы именно это: квадратные пиксели разного цвета, из которых состоит изображение. Впрочем, сделать пиксели такими идеальными, чтобы у них совсем не было границ, очень трудно, а может даже и невозможно.

¶рис.3

¶Каждый пиксель идеального плоского дисплея должен представлять из себя маленький квадратик, способный принимать любой цвет – хоть красный, хоть синий, хоть белый - по команде управляющей схемы. Однако, дисплеев с такими пикселями пока не существует.

¶рис.4

¶Именно так формируется изображение практически на всех существующих типах дисплеев: жидкокристаллических, ЭЛТ и плазменных (разве что форма и порядок расположения субпикселей могут слегка различаться). Каждый субпиксель отвечает за свой первичный цвет – красный, зелёный или синий (Red, Green, Blue - RGB). Если зажечь все субпиксели на максимум, то получается белый цвет, если зелёный и синий субпиксели приглушить, а красный оставить гореть ярко – получается красный цвет, ну и так далее. Расстояния между центрами пикселей достаточно малы (от 0.2 до 0.3 мм – в зависимости от конкретной модели монитора), а уж субпиксели и вовсе микроскопические, поэтому издали мы не видим всей этой разноцветной мешанины и три ярко горящих субпикселя воспринимаем как одну белую точку. ¶Итак, будь жидкокристаллический монитор хоть чемпионом по цветопередаче, контрастности, скорости реакции и т. д. – ему далеко до идеала. Хотя бы потому, что картинка на нём формируется так, как показано на рис. 4, а не так, как на рис.2. Из-за того, что субпиксели разнесены в пространстве, возможны неприятные артефакты, например цветные окантовки у чёрных букв на белом фоне. Белый фон не выглядит идеально однородным из-за того, что субпиксели и пиксели разделены чёрной сеткой (BM – Black Matrix – она нужна для того, чтобы соседние субпиксели не засвечивались друг от друга). Но ничего не поделаешь – ведь идеальный дисплей, пусть даже и плоский, изобретут ещё не скоро.¶3Принцип действия TFT-LCD дисплеев¶Общий принцип формирования изображения на экране хорошо иллюстрирует рис. 4. А вот как управлять яркостью отдельных субпикселей? Новичкам обычно объясняют так: за каждым субпикселем стоит жидкокристаллическая заслонка. В зависимости от приложенного к ней напряжения она пропускает больше или меньше света от задней лампы подсветки. И все сразу представляют себе некие заслонки на маленьких петельках, которые поворачиваются на нужный угол... примерно так:

¶рис.5

¶На самом деле, конечно, всё гораздо сложнее. Нет никаких материальных заслонок на петлях. В реальной жидкокристаллической матрице световой поток управляется примерно так:

¶рис.6

¶Свет от лампы подсветки (идём по картинке снизу вверх) первым делом проходит сквозь нижний поляризующий фильтр (белая заштрихованная пластина). Теперь это уже не обычный поток света, а поляризованный. Дальше свет проходит через полупрозрачные управляющие электроды (жёлтые пластинки) и встречает на своём пути слой жидких кристаллов. Изменением управляющего напряжения поляризацию светового потока можно менять на величину до 90 градусов (на картинке слева), или оставлять неизменной (там же справа). Внимание, начинается самое интересное! После слоя жидких кристаллов расположены светофильтры и тут каждый субпиксель окрашивается в нужный цвет – красный, зелёный или синий. Если посмотреть на экран, убрав верхний поляризующий фильтр – мы увидим миллионы светящихся субпикселей – и каждый светится с максимальной яркостью, ведь наши глаза не умеют различать поляризацию света. Иными словами, без верхнего поляризатора мы увидим просто равномерное белое свечение по всей поверхности экрана.¶Но стоит поставить верхний поляризующий фильтр на место – и он «проявит» все изменения, которые произвели с поляризацией света жидкие кристаллы. Некоторые субпиксели так и останутся ярко светящимися, как левый на рисунке, у которого поляризация была изменена на 90 градусов, а некоторые погаснут, ведь верхний поляризатор стоит в противофазе нижнему и не пропускает света с дефолтной (той, что по умолчанию) поляризацией. Есть и субпиксели с промежуточной яркостью – поляризация потока света, прошедшего через них, была развёрнута не на 90, а на меньшее число градусов, например, на 30 или 55 градусов.¶ Делаем выводы:

1. Яркость каждого субпикселя может меняться плавно, аналоговыми методами. Ведь мы можем завернуть поляризацию потока света на любой угол в промежутке от 0 до 90 градусов – это определяется управляющим напряжением, приложенным к ячейке. Аналоговая природа регулировки – несомненный плюс. ЖК-матрица представляет из себя толстенький слоёный бутерброд, а скорее даже сэндвич. Теперь понятно, почему у ЖК-мониторов проблемы с углами обзора. Даже удивительно, как производители достигают углов обзора 120-160 градусов.Ведь если смотреть под острым углом к поверхности, то и слой поляризатора, и Black Matrix заглушают и искажают свет от конкретного субпикселя. Да и угол поляризации светового потока у конкретного субпикселя получается не совсем таким, как при строго перпендикулярном взгляде на матрицу.

2. Каждый субпиксель матрицы обслуживается своим персональным регулятором – тонкоплёночным транзистором (Thin Film Transistor – TFT). Здесь нет строчной развёртки, как в ЭЛТ, и это очень хорошо. Каждый субпиксель экрана светится с нужной яркостью до тех пор, пока от управляющей схемы (видеокарты) не придёт команда сменить цвет точки. Поэтому мерцания на экране нет при любой частоте кадровой развёртки – хоть при 60 герцах.

3. Однако, в том, что у каждого субпикселя есть персональный регулятор, кроется и минус: если какой-то управляющий транзистор сгорит – прощай полноценный пиксель и здравствуй «битая точка».

4. Поскольку в роли «заслонок» выступают вполне реальные жидкие кристаллы с присущей им вязкостью и отнюдь не мгновенной реакцией на управляющий импульс, смена яркости субпикселей происходит не мгновенно. Пока молекула жидкого кристалла закрутится на нужный угол, пока раскрутится обратно... Именно в фундаментальных свойствах материи, а именно – в характеристиках жидких кристаллов – кроется одна из главных проблем TFT-LCD. Это ограниченная скорость реакции и, как следствие, проблемы с качественным отображением быстро меняющихся динамических сюжетов (скроллинг текста, быстрые 3D-Action-игры с высокими FPS и т. п.).

Классификация TFT-LCD дисплеев¶Покупая ЖК-монитор, в технических характеристиках вы скорее всего увидите одну из трёх аббревиатур: TN+Film, IPS или MVA. Это названия самых распространённых на сегодня технологий изготовления TFT-LCD. Рассмотрим их по очереди.¶1) TN+Film¶Самая первая технология, по которой делаются активные ЖК-мониторы. Она отработана до предела, поэтому себестоимость матриц получается наиболее низкой. Практически все 15-дюймовые и очень многие 17-дюймовые мониторы сделаны именно по этой технологии. Аббревиатура TN+Film расшифровывается как Twisted Nematic + Film, что можно перевести как «скрученное состояние жидкого кристалла + плёнка». Под плёнкой подразумевается дополнительное внешнее покрытие экрана, расширяющее угол обзора.¶В обычном состоянии, при отсутствии управляющего напряжения, жидкие кристаллы в TN+Film находятся в скрученной фазе и субпиксель ярко горит (как в левой части рис. 6). Чем больше приложенное к ячейке напряжение – тем больше распрямляются молекулы жидких кристаллов. При максимальном управляющем напряжении субпиксель будет затемнён до предела. Из принципа работы TN+Film сразу же вытекают два самых больших недостатка этой технологии. Во-первых, если откажет управляющий транзистор, мы вынуждены будем постоянно созерцать ярко горящий субпиксель. А найти матрицу совсем без «мёртвых» точек достаточно трудно, ведь по существующим сейчас нормам наличие даже пяти битых пикселей не считается неисправностью и такой монитор вам не поменяют. Второй недостаток: из-за того, что даже при максимальном приложенном напряжении молекулы жидкого кристалла могут не раскрутиться до конца, чёрный цвет получается не идеальным, а скорее тёмно-тёмно-серым. Есть и третий недостаток: угол обзора, несмотря на специальную плёнку-покрытие редко превышает 140-150 градусов, а это маловато по сегодняшним меркам. Жаль, что эти врождённые недостатки обойти очень трудно или вовсе невозможно. Ведь в остальном TN+Film-матрицы обладают неплохими характеристиками: это и приличная скорость реакции (25-40 мс), и привлекательная цена...¶2) IPS¶In-Plane Switching – это технология, разработанная Hitachi и NEC. Отличительная особенность состоит в том, что оба управляющих полупрозрачных электрода расположены в одной плоскости – только на нижней стороне ЖК-ячейки. Жидкие кристаллы располагаются иначе, чем в случае с TN+Film: в расслабленном состоянии они не пропускают свет и субпиксель получается затемнённым. Чем больше управляющее напряжение – тем больше кристаллы закручивают поляризацию светового пучка и тем ярче горит субпиксель. За счёт другой конструкции IPS-матрицы имеют больший, чем у TN+Film, угол обзора. Чёрный цвет получается действительно чёрным, а не тёмно-серым. Кстати, именно поэтому панели IPS имеют хорошую контрастность. Ну и битые пиксели не так заметны, ведь если управляющий TFT у какого-нибудь субпикселя сгорит, мы получим тёмную точку на экране. Это плюсы, и их действительно немало, чтобы оправдать повышенную цену данных панелей. И быть бы технологии IPS самой лучшей, если бы не один значительный недостаток: большое время реакции (до 50 мс). Даже при скроллинге текста возможны шлейфы-тянучки за буквами...¶Впрочем, производители не сдаются: усовершенствованные технологии наподобие Super IPS или Dual Domain IPS позволяют достичь более быстрой скорости реакции ячеек и увеличить обзорность чуть ли не до предельных 180 градусов.¶3) MVA¶Запатентованная Fujitsu технология называется Multi-Domain Vertical Alignment. Молекулы жидких кристаллов ориентированы в вертикальном направлении (Vertical Alignment) и при отсутствии управляющего напряжения не меняют поляризации светового потока. Таким образом, битые субпиксели, как и в случае с IPS, превращаются в тёмные точки, что является несомненным плюсом. В связи с особенностями конструкции (длинные, вертикально ориентированные цепочки кристаллов), при изменении угла обзора может сильно меняться светоотдача субпикселя (а следовательно – цвет результирующего пикселя). Поэтому каждый субпиксель разделён на несколько зон (Multi-Domain), каждая из которых оптимизирована для наилучшей светоотдачи в своём секторе обзора. Таким оригинальным образом была решена проблема сильно ограниченных углов обзора в исходной технологии VA.¶MVA-матрицы обладают всеми плюсами технологии IPS (глубокий чёрный цвет фона, тёмный цвет битых пикселей, широкие углы обзора), но при этом имеют лучшую скорость реакции. Правда, не обошлось без ложки дёгтя: переключения между крайними положениями яркости субпикселя происходят быстро, но переход молекул кристаллов в промежуточное состояние длится дольше. Поэтому пиксели MVA-матрицы быстро меняют цвет с белого на чёрный (например, прокрутка текста будет выглядеть хорошо, без шлейфов), но начинают пасовать там, где сменяющие друг друга кадры имеют много плавных цветовых переходов (возможно смазывание картинки при быстрых перемещениях в динамичных играх, а также при просмотре видео).¶Существуют некоторые разновидности данной технологии, например PVA (Patterned Vertical Alignment) от Samsung, однако общий принцип функционирования остаётся неизменным, а в тонкости нам углубляться нет смысла.¶В общем-то, даже несмотря на небольшие минусы, MVA – это лучшая технология на сегодня. Ярко выраженных недостатков у этих матриц нет, а с мелкими вполне можно мириться. Главное препятствие на пути повсеместного внедрения технологии MVA – высокая цена. 17-дюймовый ЖК монитор с MVA-матрицей может стоить больше 850 долларов, а 15-дюймовый – в районе 600...¶Углы обзора TFT-LCD дисплеев¶Если вы видите в спецификациях ЖК-монитора угол обзора 160 градусов (из 180 возможных) – не спешите радоваться, 160 градусов – очень неплохой показатель. Но что он показывает? ¶Для панелей TFT-LCD углом обзора считается сектор, в пределах которого контрастность меняется не более, чем в 10 раз от максимальной. Проще говоря: если у вашего монитора угол обзора 160 градусов, это значит, что при взгляде со стороны, когда вы отклонились на 80 градусов от перпендикулярной оси монитора (160/2=80), контрастность будет составлять 10% от той, какая наблюдается при перпендикулярном взгляде на экран.¶Таким образом, цифры углов обзора не должны вводить вас в заблуждение. Даже если вы сидите перед самым лучшим и дорогим TFT-LCD, стоит вам сдвинуться на двадцать-тридцать сантиметров в сторону, как цвета заметно «уплывут» и упадёт контрастность. А на границах хвалёных углов обзора вы увидите вообще чёрт знает что (если уж контрастность упала в 10 раз, то с цветопередачей будет полный кошмар). Пока жидкокристаллическим мониторам очень далеко в этом плане до кинескопов. На хороший ЭЛТ-монитор можно посмотреть под очень острым углом (те же 10 градусов к плоскости экрана) и контрастность изменится не сильно. Максимум раза в два-три, но уж никак не в десять. А цветопередача, скорее всего, и вовсе не исказится.¶Яркость ЖК-монитора¶Яркость ЖК-монитора также не должна сбивать вас с толку. Действительно, TFT-LCD чаще всего заметно ярче ЭЛТ-мониторов, иногда в 2 раза. Но нужно ли это на практике? Скорее всего, большая яркость пригодится вам только в том случае, когда вы работаете в офисе с большими окнами и солнечный свет падает прямо на экран. Но, сидя перед компьютером вечером или ночью, вы будете только проклинать эту яркость: экран будет нещадно слепить глаза. Поверьте, это очень неприятно, и вам придётся убавлять яркость до минимума.¶Гораздо более полезным параметром является контрастность, а она у ЭЛТ-мониторов заметно выше: до 700:1 у самых лучших моделей против 400:1 или 500:1 у самых навороченных TFT-LCD. ¶Плюсы TFT-LCD мониторов ¶Разумеется, плюсов у TFT-LCD по сравнению с ЭЛТ очень много. Это:¶- намного меньшие габариты¶- заметно меньшее энергопотребление¶- несколько меньший уровень вредных электромагнитных излучений¶- меньшая чувствительность к магнитным полям¶- идеальная геометрия изображения¶- почти идеальная чёткость элементов изображения¶- отсутствие необходимости подстраивать изображение и выбирать конкретный экземпляр монитора (все экземпляры одной модели практически одинаковы, в отличие по-разному настроенных ЭЛТ)¶

Минусы TFT-LCD мониторов ¶Недостатков у TFT-мониторов немного, но они существенны.¶Во-первых, цена, на 15" TFT-монитор выше, чем у 17" CRT, почти в два раза, а у 17" TFT по сравнению с 19" CRT более чем в 2,5 раза. Большинство пользователей сегодня устраивает размер обычного CRT-монитора 15" с видимой частью не более 13,8", а TFT-монитор с размером экрана 14,5" дороже, чем недорогой 15-дюймовый CRT-монитор, почти в 3 раза.¶Во-вторых, в процессе изготовления TFT-панелей практически невозможно избежать наличия «бракованных» или «пробитых» пикселей. Что это такое? Производитель не считает браком наличие 5-ти - 8-ми (у разных производителей по-разному) пикселей, у которых одна из ЖК-ячеек (какой-либо цвет) не работает, и вы видите более яркую или менее темную точку на экране. Иногда не работает весь пиксель (его еще называют «пробитым»), т.е. вся триада, и тогда белая точка на темном экране горит всегда и портит всю картинку. Бывают случаи, когда в начале эксплуатации после нескольких часов работы бракованные пиксели появляются, но производитель не считает это браком. ¶Пожалуй, самым большим недостатком можно считать фиксированное рабочее разрешение TFT-монитора. Что это значит? В TFT-мониторе установлено определенное количество транзисторов под определенное разрешение, и хотя допускается переход на более низкое разрешение (на более высокое он перейти по-настоящему не может, т.к. все пиксели на TFT-панелях имеют фиксированный размер, в CRT-мониторах же размер пикселя в каких-то пределах может меняться, для перехода на более высокое разрешение в TFT-мониторах используется так называемая ZOOM-технология, это когда вы видите только часть экрана, но, якобы, с большим разрешением), это разрешение может формироваться даже не «ровным» количеством пикселей и картинка выглядит несколько «угловато». На новых TFT-мониторах этот недостаток удается решить (несколько «сгладить» картинку) при помощи программных средств.¶Среди мелких недостатков, которые могут быть или не быть, это более менее равномерная освещенность всей TFT-панели. Неравномерная освещенность матрицы приводит к тому, что некоторые части экрана будут как-бы не в фокусе (напоминает эффект расфокусировки у CRT-мониторов). Недаром настройку подсветки матрицы у производителей TFT-мониторов иногда сравнивают с настройкой фокусировки трубки у производителей CRT-мониторов. Некоторые считают этот процесс творческим, а не техническим.

13. ДИСПЛЕИ С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ (АВТОЭЛЕКТРОННОЙ) ЭМИССИЕЙ

Технологии, которые применяются при создании мониторов, могут быть разделены на две группы :

1)мониторы , основанные на излучении света , например традиционные ЭЛТ -

мониторы и плазменные , т . е . это устройства , элементы экрана которых излучают свет во внешний мир

2)мониторы трансляционного типа , такие как LCD мониторы .

Одним из лучших технологических направлений в области создания мониторов ,

которая совмещает в себе особенности обоих технологий , описанных выше , является технология FED (Field Emission Display).

Этот тип мониторов начал осваиваться в США и Европе в ответ на прорыв Японии в области ЖК - мониторов .

Мониторы FED основаны на процессе , который немного похож на тот , что применяется в ЭЛТ - мониторах , так как в обоих методах применяется люминофор , светящийся под воздействием электронного луча .

Также их называют плоскими ЭЛТ . Главное отличие между ЭЛТ и FED мониторами состоит в том , что ЭЛТ - мониторы имеют три пушки , которые испускают три электронных луча , последовательно сканирующих экран , покрытый люминофорным слоем , а в FED- мониторе каждый пиксель изображения формируется излучением электронов с нескольких тысяч субмикрометровых остроконечных элементов поверхности .

Благодаря этому не требуется высоковольтная эмиссия , и рабочее напряжение устройства может быть снижено . Оно во многом зависит от материала эмитирующей поверхности . Например , если электроны генерируются молибденом , то на управляющие электроды достаточно подать 12 В . Но , несмотря на привлекательность низковольтной конструкции , оказалось , что для эффективного облучения люминофора все же требуется разогнать электроны в высоковольтном поле .

Другая проблема FED-дисплеев - поддержание вакуума в экранах большого размера . Конструкция должна быть достаточно прочной , чтобы противостоять сжимающему атмосферному давлению . FED мониторы обеспечивают высокую яркость изображения (600 - 800 кд / м ²) и угол обзора 160° во всех направлениях, а также имеют очень короткое время отклика , легки , тонки , потребляют мало электроэнергии , могут работать в широком температурном диапазоне .Но , к сожалению еще не решена главная проблема FED-дисплеев - невысокий срок работы . Типичные характеристики уже действующих FED-ов : размер по диагонали 10 - 27 см , толщина - порядка нескольких миллиметров , допустимый интервал рабочей температуры - от -5 до +85°С .

14. Дисплеи на органических светоизлучающих диодах (OLED), основные характеристики, достоинства и недостатки. Устройство и принцип работы ячейки OLED - дисплея.

OLED - Organic Light Emitting Diode (органический светоизлучающий диод)

В OLED-технологии используется органический материал, который начинает светиться, когда через него проходит электрический разряд.

В настоящее время существует масса органических материалов, называемых парными (conjugated organics или conjugated polymers), которые обладают большинством характеристик неорганических полупроводников - они в чистом виде, без примесей, являются такими же плохими проводниками электричества и при их соединении между собой также могут вырабатываться свободные электроны и "дыры": это в конечном итоге приводит к выделению энергии, которая впоследствии преобразуется в свет.

Стандартная структура ячеек OLED состоит из нескольких тонких органических слоев, расположенных по типу "сэндвича" между прозрачным анодом и металлическим катодом. Органические слои состоят из слоя - источника "дыр", слоя, транспортирующего "дыры", слоя, транспортирующего электроны, и слоя, где свободные электроны и "дыры" смешиваются, вырабатывая свет.

Для "активации" OLED-экрана требуется от 2 до 10 В, что в результате дает световой поток около 40 люменов, схожий со светом, излучаемым люминесцентной лампой.¶

OLED-дисплеи делятся на экраны с пассивной и активной матрицами.

Дисплеи с пассивной матрицей состоят из массива пикселей, размещенных на подложку матрицы, из вертикальных и горизонтальных "полос". Для того чтобы "осветить" каждый определенный пиксель, электрический сигнал должен быть подан на линии, чьим пересечением он сформирован. Недостатком в данном случае является необходимость подачи тока большей силы для обеспечения более яркого свечения диода.

В дисплеях с активной матрицей массив пикселей все так же разделен на ряд строк и столбцов, где каждый пиксель формируется их пересечением. Однако в данном случае каждый пиксель содержит не только органический светодиод, но и тонкослойный транзистор (TFT), который является переключателем, регулирующим силу тока, проходящего через OLED. В дисплеях с активной матрицей информация об интенсивности свечения данного пикселя подается на транзистор, который эту информацию обрабатывает, сохраняет и на ее основе регулирует силу тока, подаваемую на своего "подчиненного".

Достоинства OLED-дисплеев:

- нет необходимости в обратной подсветке дисплея, на которую тратится энергия, а так же меньше толщина экрана.

- высокая яркость цветов

- Простота изготовления матрицы на подложках произвольных размеров

- применение SOLED технологии (прозрачные OLED) позволит значительно увеличить разрешение дисплеев, поскольку ячейки будут накладываться друг на друга, а не лежать рядом.

Чем ярче светится, тем меньше служит.

15. Дисплеи на электронных чернилах, назначение, достоинства и недостатки. Устройство и принцип работы ячейки дисплея на электронных чернилах.

1997 году, ученые из Massachusetts Institute of Technology (Массачусетский технологический институт) создали уникальную технологию формирования изображения. В том же году, создается корпорация E-Ink, задачами которой являлось дальнейшее совершенствование разработанной технологии и ее коммерциализация

Базовыми элементами таких чернил являются микрокапсулы, которые содержат большое количество пигментных частиц двух цветов: положительно заряженные белые (диоксида титана) и отрицательно заряженные черные, а все внутреннее пространство микрокапсулы заполнено прозрачной жидкостью.

Слой микрокапсул расположен между двумя рядами взаимно перпендикулярных гибких электродов (сверху — прозрачных, снизу — непрозрачных), образующих адресную сетку. При подаче напряжения на два взаимно перпендикулярных электрода в точке их пересечения возникает электрическое поле, под действием которого в расположенной между ними микрокапсуле группируются пигментные частицы. Частицы с одним зарядом собираются в верхней части микрокапсулы, а с противоположным — в нижней. Для того чтобы поменять цвет точки экрана с белого на черный или наоборот, достаточно изменить полярность напряжения, поданного на соответствующую пару электродов. Таким образом, пиксел экрана, соответствующий данной микрокапсуле, окрасится в черный, в белый, либо в промежуточный цвет.

Изображение будет поддерживаться длительное время в отсутствии напряжения. Напряжение только для перестройки изображения.

Достоинство:

- отсутствие мерцания и изменения формы, независимость от условий освещения и угла зрения

- сверхнизкое потребление энергии

- можно достичь очень высокого разрешения. диаметр частицы измеряется микронами, разрешение экрана фактически определяется разрешением электронной матрицы, управляющей состоянием капсул

- простота для производства гибких дисплеев

- чрезвычайно малые толщина и вес

Недостаток – медленное изменение состояния.