Мониторы

Монитор (дисплей) – устройство визуального отображения (вывода) информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.). Для персональных компьютеров используются мониторы следующих типов:

• на основе электроннолучевой трубки;

• на основе жидкокристаллических индикаторов;

• плазменные мониторы;

• электролюминесцентные мониторы;

• мониторы электростатической эмиссии;

• органические светодиодные мониторы.

1. Мониторы на основе электроннолучевой трубки (ЭЛТ) аналогичны применяемым в обычных телевизионных приемниках. Пучёк (луч) электронов, перемещаемый системой развертки изображения, попадает на люминофор экрана, который под действием потока электронов светится, образуя точку. Для цветных мониторов засветка каждой точки осуществляется тремя пучками электронов, вызывающими свечение люминофора соответствующего цвета - красного, зеленого и синего. Цвет точки создается смешением этих трех основных цветов и зависит от интенсивности каждого электронного луча. Цветной монитор может отображать до 16 млн. оттенков в каждой точке.

2. Основным элементом ЖК-монитора (LCD -Liquid Crystal Display) является ЖК-экран, состоящий из двух панелей, выполненных из стекла, между которыми размещен слой жидкокристаллического вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического поля, создаваемого матрицей транзисторов, могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них. Следовательно, формирование изображения в ЖК-мониторах основано на взаимосвязи между изменением электрического напряжения, приложенного к жидкокристаллическому веществу, и изменением ориентации его молекул.

Жидкокристаллическая панель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен, жидкокристаллические панели работают на отражение или на прохождение света). В качестве источников света используются специальные электролюминесцентные лампы.

К основным характеристикам ЖК-мониторов относятся:

- поле обзора ЖК-мониторов, которое характеризуется углами обзора, отсчитываемыми от перпендикуляра к плоскости экрана по горизонтали и вертикали. Современные модели ЖК-мониторов обеспечивают значения углов обзора: по горизонтали - от 45 до 70°; по вертикали - от 15 до 50° (вниз) и от 20 до 70° (вверх).

- Разрешение ЖК-монитора определяется размером отдельной ЖК-ячейки, т.е. фиксированным размером пикселов. Например, если LCD-монитор имеет разрешение 1024x768, это значит, что на каждой из 768 линий расположено 1024 ячеек, а значит и пикселов.

- Палитра ЖК-мониторов, по сравнению с обычными, ограничена определенным количеством воспроизводимых на экране оттенков цветов. Типовой размер палитры современных ЖК-мониторов составляет 262144 или 16 777 216 оттенков цветов.

3. Плазменные дисплеи (Plasma Display Panel - PDP) создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например, аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность наносят миниатюрные прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком.

Фактически каждый пиксел на экране работает как обычная лампа дневного света. Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствием дрожания являются важнейшими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть изображение на плазменных мониторах, существенно больше, чем у ЖК-мониторов. Основными недостатками такого типа мониторов являются высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора, и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Кроме того, свойства люминофорных элементов со временем ухудшаются, и экран становится менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10 000 ч, что составляет около 5 лет при интенсивном использовании. Из-за этих ограничений подобные мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, т.е. там, где требуются большие размеры экрана для отображения информации.

4. Электролюминесцентные мониторы (ELD - ElectricLuminiescent displays)по своей конструкции аналогичны ЖК-мониторам. Принцип действия электролюминесцентных мониторов основан на явлении испускания света при возникновении туннельного эффекта в полупроводниковом р-n-переходе. Такие мониторы имеют высокие частоты развертки и яркость свечения, кроме того, они надежны в работе. Вместе с тем, они уступают ЖК-мониторам по энергопотреблению, поскольку на ячейки подается относительно высокое напряжение - около 100 В. При ярком освещении цвета электролюминесцентных мониторов тускнеют.

5. Мониторы электростатической эмиссии (FED - Field Emission Display)являются сочетанием традиционной технологии, основанной на использовании ЭЛТ, и жидкокристаллической технологии. Мониторы FED основаны на процессе, который несколько похож на тот, что применяется в ЭЛТ-мониторах, так как в обоих методах применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. В качестве пикселов применяются такие же зерна люминофора, как и в ЭЛТ-мониторе, что позволяет получить чистые и сочные цвета, свойственные обычным мониторам. Однако активизация этих зерен производится не электронным лучом, а электронными ключами, подобными тем, что используются в ЖК-мониторах. Управление этими ключами осуществляется специальной схемой, принцип действия которой аналогичен принципу действия контроллера ЖК-монитора. Для функционирования монитора электростатической эмиссии необходимо высокое напряжение - около 5000 В. Энергопотребление мониторов электростатической эмиссии значительно выше, чем ЖК-мониторов, но на 30% ниже, чем энергопотребление ЭЛТ-мониторов с экраном того же размера

6. Органические светодиодные мониторы (Organic Light-Emitting Diode Displays - OLEDs), или LEP-мониторы (Light Emission Plastics) по своей технологии похожи на ЖК- и ELD-мониторы, но отличаются материалом, из которого изготавливается экран. В LEP-мониторах используется специальный органический полимер (пластик), обладающий свойством полупроводимости. При пропускании электрического тока такой материал начинает светиться.

Основные преимущества технологии LEP по сравнению с рассмотренными:

- низкое энергопотребление (подводимое к пикселу напряжение менее 3 В);

- простота конструкции и технологии изготовления;

- тонкий (около 2 мм) экран;

- малая инерционность (менее 1 мкс).

К существенным недостаткам этой технологии следует отнести малую яркость свечения экрана; малый размер экрана. LEP-мониторы используются пока только в портативных устройствах, например, в сотовых телефонах.