Заслужава да се прегледа :: Кратък преглед на различните технологии за плоски екрани

Постинг

Обратно към блога | Предишен постинг | Следващ постинг

18.06.2010 11:32 - Кратък преглед на различните технологии за плоски екрани

Автор: anatoli1606 Категория: Новини

Прочетен: 13544 Коментари: 15 Гласове:

Съществуват различни класове продукти, които използват плоски екрани, а това определя и голям брой технологии за реализацията на различните плоски екрани. Освен това за всяка технология съществуват различни модификации, направени с цел подобряване на качеството. В най-общ план всеки дисплей може да бъде определен като емитиращ–самостоятелен източник на светлина, или като неемитиращ, такъв който се нуждае от допълнителен източник на светлина. На фиг. 1-1 са показани трите фундаментални принципа за релизация на дисплеи.

фиг. 1-1 Основни принципи за възпроизвеждане на изображение

Дисплей с течни кристали (Liquid Crystal Display-LCD)

LCD са най-добре разработената и разпространена технология за плоски екрани. LCD намират приложение в широк обхват крайни продукти, предлагани на пазара – от мобилни телефони до широкоекранни видео системи. По същество те са неемитиращи-трансмитиращи дисплеи, т.е. пропускат светлината, излъчена от външен източник, чиято интензивност може да се контролира чрез електрично поле. Това е въз-можно благодарение на свойствата на течните кристали да поляризират премина-ващата през тях светлина според подреждането на молекулите им в кристалната решетка – свойство познато при твърдите кристали. През 60^-те години на миналия век е установено, че под действието на електрическо поле, молекулите на течните кристали се преориентират и така оказват влияние върху преминаващата светлина – свойство характерно за течностите. Фундаменталната структура на LCD е показана на (фиг. 1-2).

фиг. 1-2 Структура на течен кристал

Съществуват течни кристали с различна форма на молекулите. В случая те са с пръчковидна форма, а кристала е от тип ‘nematic’. Теченият кристал се разполага между две стъклени плочи, които предварително са финно набраздени с успоредни улейчета (Alignment Layers). Пръчковидните молекули се разполагат по дължината си в тези улейчета и също стават успоредни по между си. Двете стъклени плочи са разположени така в пространството, че направленията на улеите им да бъдат взаимно перпенидкулярни. На фигурата се вижда как в пространството между плочите молекулите се усукват на 90°. Получената структура се нарича ‘twisted nematic’ (TN) и основната и характеристика е, че преминаващата през нея светлина също се завърта на 90°. Практическото приложение на този ефект е показан на фиг. 1-3.

фиг. 1-3 Фундаментална структура на LCD

Към стъклените плочи са добавени поляризиращи филтри (Light Polarising Filters). Те пропускат само светлината, която е ориентирана успоредно на улеите. Така, ако се освети дисплея от едната страна, първият филтър ще пропусне само тази част от светлината, която е успоредна на улеите в горния край, след което преминавайки през течния кристал, тази светлина се завърта на 90° и свободно преминава през долния поляризиращ филтър, тъй като вече е ориентирана успоредно на неговите улеи. Когато се подаде напрежение между двете стъклени плочи, достатъчно да преориентира молекулите по посока на електическото поле, то преминалата през кристала светлина вече не се завърта и се филтрира от другия филтър.

Разгледаният по-горе принцип на действие се прилага в дисплеите на кал- кулаторите и електронните часовници, както и на други по-малки екрани. Характерно за тях е, че за източник на светлина се използва околната светлина, а от едната страна на дисплея има огледална повърхност. Тези дисплеи са неемитиращи-рефлектиращи. Освен това при тях се използва принципа на директно адресиране, т.е. всеки сегмент от екрна се управлява с отделни електроди. За сравнение устройството на LCDекран на лаптоп включва собствен източник на светлина (Backlight), разположен в задната част на екрана. Неговата светлина се излъчва през течния кристал към наблюдаващия потребител. На фиг. 1-4 се вижда как изглежда една такава реализация.

фиг. 1-4 Модулиране на светлината от допълнителен източник

При по-големите екрани директната адресация би довела до усложняване на управляващите схеми и загуби на енергия. Затова при тях се въвежда т.н. матрично адресиране, което може де е пасивно или активно в зависимост от реализацията. Схемата на пасивна матрица е показана на фиг.1-5.

фиг. 1-5 Структура на пасивна матрица от електроди

Тя се състои от сканиращи електроди по редове и информационни елктроди по колони. Образува се мрежа от пресечните точки на електродите чрез, която се управляват отделните елементи на дисплея т. н. суб-пиксели. Електродите са направени от прозрачен, проводящ материал, като най-често се използва тънък индиев оксид – Indium Thin Oxide (ITO). При цветните дисплеи един пиксел се състои от три суб-пиксела, по един за всеки от трите основни цвята – R,G,B. Вътрешният източник излъчва бяла светлина. За да се получи цветно излъчване трябва към всеки суб-пиксел да се прибави филтър за съответния цвят. Структурата на цветен дисплей е показана на фиг. 1-6.

фиг. 1-6 Структура на цветен LCD дисплей

Основното предимство на пасивната матрица е ниския призводствен разход и постигане на добро качество при сравнително малки графични дисплеи. С увеличаване на броя на редовете и колоните, намалява контраста на дисплея, тъй като времето за което се прилага управляващото напрежение на даден пиксел, значително намалява. В резултат на това управляващото напрежение бързо спада и течният кристал започва да се връща в нормалното си състояние. Параметърът, който описва този недостатък на LCD се нарича ‘response time’ или време за отговор. Основният проблем, произтичащ от голямото време на отговор, е възпроизвеждането на бързи движения на мишката или на графиката, които водят до размазване на изображението. Причината за това е, че LCD екрана не може да отговори с достатъчна бързина на измененията в картината. До голяма степен този проблем е преодолян с въвеждането на активната матрица. Разликата при нея е, че във всеки суб-пиксел се вграждат усилвателен елемент – транзистор и кондензатор, който да запомня стойността на управляващото напрежение за целия цикъл на управление. На фиг. 1-7 са показани схемите по, които се осъществява активната матрица.

фиг. 1-7 Опростена схема на активна матрица

Използването на TFT (Thin Film Transistor) значително подобрява контраста и яркостта на дисплея. Недостатък на тази технология е високата производствена цена, дължаща се на използваните методи фотолитография, високотемпературен процес и необходимостта от т.н. чисто производство, характерно за полупроводниковите продукти. Освен това транзисторите, управляващи отделните суб-пиксели са направени по традиция от аморфен силиций, отложен върху стъклена основа. Той се използва в повечето лаптоп компютри, десктоп монитори и други. Характерна за аморфния силиций е слабата подвижност на електроните, която е причина за по-големи транзистори, пиксели и сравнително по-мощни управлващи интегрални схеми. Направени са разработки в, които аморфния силиций е заместен от полисилиций и споменатите недостатъци са избегнати.

Основен проблем при LCD е малкият зрителен ъгъл. Той се дължи на това, че като цяло LCD е неемитиращ екран, който модулира светлината излъчена от допълнителен източник. Усилията за подобряване на зрителния ъгъл са довели до няколко разработки в тази насока – Super Twisted Nematic (STN) за пасивна матрица и In-Plane Switching (IPS), Vertical Alignment (VA) и Multi-domain Vertical Alignment (MVA) за активна матрица, които тук само ще бъдат споменати.

Плазмен дисплей (Plasma Display Panel-PDP)

Структурата, различните реализации на панела и принципът на работа на плазмените екрани са подробно разгледани в следващите глави на тази работа, затова тук ще бъдат посочени фундаменталните особености, които да се използват за сравнение със съществуващите технологии за плоски екраниПо същество PDP са екрани емитиращи светлина и използват фосфор, както и електроннолъчевите тръби. Те са изградени от пиксели, всеки от които се състои от три суб-пиксела, съответно по един за всеки от основните три цвята R, G, B. На фиг. 1-8 е показана структурата на такъв пиксел от панела.

фиг. 1-8 Структура на пиксел от плазмен панел

Принципът на работа на PDP се основава на фотолуминесцентния ефект на фосфора, а именно: когато фосфорът се облъчи с ултравиолетова (UV) светлина, той преминава във възбудено състояние, в което свети със съответната светлина червена, синя или зелена за съответния суб-пиксел. Суб-пикселите са разделени и образуват малки клетки, запълнени със смес от инертни газове аргон, неон и ксенон. Стените на клетките са покрити съответно с червен, син или зелен фосфор. Инертните газове затворени при ниско налягане имат свойството да излъчват ултравиолетова светлина при настъпване на елктрически, газов разряд в тях. Когато се приложи достатъчно високо напрежение, в даден суб-пиксел газът се йонизира, т.е. преминава в плазмено състояние. При този процес се излъчват и фотони светлина, спектърът на която в случая е в ултравиолетовия обхват. Освободената UV светлина предизвиква светене на дадения суб-пиксел със съответния цвят на фосфора. За да се управлява и подава напрежение, към всеки суб-пиксел в PDP се използва пасивна матрица от елктроди, които са отделени от клетките с диелектричен слой и в горната част на панела са направени от прозрачен материал. По конкретно структурата на пиксела и протичащите процеси са показани в напречно сечение на фиг.1-9.

фиг. 1-9 Напречен разрез на пиксел от плазмен екран

LCD адресиран с плазма (Plasma Addressed LCD-PALCD)

PALCD представлява хибридна технология между PDP и LCD. Тук плазмата не се използва, като средство за възбуждане на светлинен източник, както е при PDP. Характерна особеност на йонизирания газ е, че той е елктронеутрален, но е съставен от свободни електрони и йони, т.е. от елементарни електрически заряди, които са в еднакво количество. Казано на кратко плазмата е добър проводник. В PALCD активната матрица от TFT технологията е заместена от мрежа аноди и катоди, която използва газов разряд и протичащия в следствие на него ток, за да се активират пикселите на LCD екрана. Техниката за излъчване на светлината е същата, както при LCD и беше вече описана в 1.1.1., а свойствата на плазмата се използват за адресиране. Предимството на тази технология пред TFT e, че производствените разходи се намаляват, тъй като се избягват затрудненията, свързани с използването на сложните полупроводникови процеси.

Дисплей с полева емисия (Field Emission Display-FED)

FED са наследник на мониторите с катодно-лъчева тръба (Cathode Ray Tube – CRT). Вместо една вакумна тръба (кинескоп),те могат да се разглеждат, като съставени от множество мини тръби за всеки пиксел. Пикселите се състоят, както при другите разгледани технологии, от три суб-пиксела, направени от фосфорно покритие за основните цветове: червен, зелен и син. Особеностите в конструкцията на FED са показани на фиг. 1-10.

фиг. 1-10 Конструктивни особености на FED дисплей

Принципът на работа се основава на ускорение на електрони към предната част на панела чрез катодно-анодно напрежение, където удряйки се във фосфора, предизвикват излъчване на светлина. Катодът е свързан към множество миниатюрни източници, емитиращи електрони, които са разположени в задната част на панела. Те са направени от молибден и е достатъчно да се приложи анодно напрежение, за да се отделят електрони от тях, без да е необходима отоплителна нишка както при CRT. На фиг. 1-11 се дава представа за структурата на един пиксел.

фиг. 1-11 Структура на пиксел на FED дисплей

Формата на емитиращите елементи има значение за ефективността на електронната емисия. На фиг. 1-12 е показана структурата на част от катода.

фиг. 1-12 Структура на катода на FED

Като вакуумно устройство FED трябва да са здраво запечатани, да работят при добър вакуум, който да им гарантира дълъг експлоатационен живот.

Светодиоден дисплей (Light Emitting Diodes-LED)

Светодиодният дисплей е съставен от множество светодиоди (LED). Може да бъде цветен или монохромен. Подходящи са както за големи информационни екрани, така и за по-малки, предимно за работа във външни условия.

Полимери, излъчващи светлина (Light-Emitting Polymers-LEP)

Технологията на LEP е все още в етап на развитие, но се предвижда, че ще бъде една от най-переспективните в областта на плоските екрани. Технологията се среща и под друго име – органични светодиоди (Organic LED – OLED). За разликата от LED, които използват традиционния полупроводников преход при излъчване на светлина, LEP се базира на преход между специални полимери. Това са полимери, които имат физически свойства на проводници и полупроводници и излизат от общоприетото схващане за пластмасите, които са най-често използваните като изолатор материали. Направените проучвания с някои полимери от този вид показват, че при протичането на ток през тях се излъчва светлина. Постигнатите резултати на излъчване покриват целия видим спектър от синя до инфрачервена светлина. На фиг. 1-13 е показана структурата на LEP.

фиг. 1-13 Структура на LEP

Прожекционни апарати

Принципът на работа на прожекционните апарати се основава на модулиране на светлинен поток според данните за изображението и прожектирането му през специален оптичен елемент върху бял екран. Фиг. 1-14 дава обща представа за структурата на един LCD прожектор.

фиг. 1-14 Структура на LCD прожектор

Бялата светлина, излъчена от мощна вградена лампа (High Intensity White Light Source), се насочва към три дихроични огледала (Dychroic Mirror). Всяко от тях има свойството да отразява светлина с определен спектър (Wavelength Selective), а именно едно огледало за зелена, едно – за синя и едно за червена светлина. Всеки от светлинните потоци за трите основни цвята се подава към монохроматична (grayscale) LCD матрица. LCD модулът е малък, с размери на един пиксел по-малки от 50 µm и предназначението му е да модулира интензивността на потока според изображението.

Прилижение в прожекционните апарати намира иновационната технология на Digital Light Processors (DLP). Тя е разработена от Texas Instruments. DLP са изградени по полупроводникова технология и наподобяват дизайна на статична памет. Различават се по това, че към горния край на клетките от паметта са формирани алуминиеви микро огледала с квадратна форма и размери от порядъка на 16 µm (колкото човешки косъм). Така описаната структура дава възможност за движение на огледалото. Когато се зареди бит в паметта, заряда в клетката привлича един от ъглите на квадрата и така се променя ъгъла на огладалната повърхност. Този механизъм позволява да се променя посоката на отразената светлина и всеки елемент от изображението може да бъде в две състояния – светещ или несветещ (когато светлината е отразена в друга посока). По този начин може да се модулира светлинния поток. Структурата на чипа и огледалната равнина са представени на фиг. 1-15.

фиг. 1-15 Структура на микро-чипа при DLP

Ъгълът на ротация на едно огледало е ±10°. Времето за превключване е 15 µs. Размерът на изображението е колкото пощенска марка и се преобразува до големината на прожекционния екран чрез сложна оптика. За да бъде достатъчно ярко изходното изображение, трябва да се използва мощна лампа, добре фокусирана върху чипа. Това е свързано с отделяне на топлина и нуждата от охлаждащати вентилатори, които правят тези устройства шумни.

Огледалният чип е монохроматичен и възпроизвеждането на цветно изображение може да стане като се използват три устройства – по едно за всеки от основните цветове или ако се използва едно устройство, превключващо последователно за трите цвята. Последното е възможно благодарение на това, че чипът е достатъчно бърз.

Сравнение на качествените показатели на различните технологии

Структурните особености и принципът на действие на различните технологии за плоски екрани определят и различните им качествени показатели. Сравнение между различните дисплейни устройства може да се направи по няколко основни параметъра. Това са :

· Размер на екрана – най-често се дава диагоналния размер на екрана в инчове;

· Разделителна способност – изразява се чрез броя пиксели в хоризонталната линия, умножен по броя пиксели във вертикалната линия на екрана;

· Яркост – показва интензивността на излъчената от екрана светлина и се иамерва в cd/m² или nit;

· Контраст – отношението между ниво “бяло” на яркостта и ниво “черно”. Зависи от качеството на дисплея и от влиянието на външната светлина върху екрана;

· Зрителен ъгъл – ъгълът под който наблюдаващия може да вижда изображението на дисплея;

· Брой на възппроизвежданите от екрана цветове.

В таблица 1-1 е направено сравнение между основните параметри и характеристики на три от основните FPDтехнологии и отнесени към CRT:

LCD, PDP и прожекционни апарати.

Характеристика

CRT

AM-LCD

PDP

DLP

Тип

емитиращ

неемитиращ

емитиращ

неемитиращ

Сканиращ сигнал

аналогов

цифров

Входен сигнал

аналогов

цифров

Разделителна способност

1600 x

1200

800 x 600

1920 x

1080

800 x 600

Размер на дисплея в инчове

35″

12″

Нагоре

Гласувай:

Следващ постинг

Предишен постинг

Kопривата – дразнещо полезна

Откъде идва името инверторни климатици

Коментари

1. анонимен - Подскажите, надо прошить samsung CLP 310N .....
22.01.2012 16:38

Купила на прошлой неделе себе принтер - samsung CLP 310N
, картридж кончился и что теперь делать?
Посоветуйте, может кто сталкивался с samsung?
Картридж такой дорогой! Где подешевле найти картридж для
Только здесь: <a href=http://www.filpan.ru/uslfind.php?view=1&id=375&raz=9&usl=1> заправка картриджа samsung CLP 310N</a>

цитирай

2. анонимен - payday loans online 656 870
18.10.2012 16:27

<a href=http://usapaydayloansonlinetoday.com/#13033>payday loans online</a> - <a href=http://usapaydayloansonlinetoday.com/#3970>payday loans online</a> , http://usapaydayloansonlinetoday.com/#20256 payday loans online

цитирай

3. анонимен - buy generic viagra 636 12305
18.10.2012 21:57

<a href=http://buyviagraonlinemall.com/#6389>buy viagra</a> - <a href=http://buyviagraonlinemall.com/#3585>buy viagra</a> , http://buyviagraonlinemall.com/#18883 generic viagra

цитирай

4. анонимен - viagra online 483 6910
19.10.2012 06:48

<a href=http://buyviagraonlinemall.com/#14429>buy generic viagra</a> - <a href=http://buyviagraonlinemall.com/#15201>generic viagra</a> , http://buyviagraonlinemall.com/#697 generic viagra

цитирай

5. анонимен - levitra 10 mg
21.10.2012 01:56

If you want to buy levitra use keywords http://onlinelevitrabuy.com/#4055 - buy levitra online, <a href=http://onlinelevitrabuy.com/#6939>generic levitra</a> or this link http://onlinelevitrabuy.com/#6953 online

цитирай

6. анонимен - viagra 150 mg 11308
21.10.2012 16:28

<a href=http://ordercheapviagrahere.com/#uvhqf>cheap generic viagra</a> - <a href=http://ordercheapviagrahere.com/#rkist >buy viagra online</a> , http://ordercheapviagrahere.com/#tgkok cheap viagra online

цитирай

7. анонимен - cheap kamagra online 11096
21.10.2012 22:46

<a href=http://orderkamagranow.com/#sqhmo>buy kamagra soft</a> - <a href=http://orderkamagranow.com/#povsz >cheap kamagra online</a> , http://orderkamagranow.com/#uxzpv cheapest kamagra

цитирай

8. анонимен - cialis 10 mg 5956
21.10.2012 23:36

<a href=http://ordercheapcialishere.com/#tnzfg>cheap cialis</a> - <a href=http://ordercheapcialishere.com/#vcueh >buy cialis online</a> , http://ordercheapcialishere.com/#twtjt cialis online without prescription

цитирай

9. анонимен - buy levitra online 14239
23.10.2012 02:15

<a href=http://orderlevitrahere.com/#jmkrn>levitra without prescription</a> - <a href=http://orderlevitrahere.com/#aofhs >buy cheap levitra</a> , http://orderlevitrahere.com/#sehog buy levitra online

цитирай

10. анонимен - generic cialis 718 10953
24.10.2012 07:30

<a href=http://buycialisonlinesafe.com/#12345>generic cialis</a> - <a href=http://buycialisonlinesafe.com/#7942>buy cialis online</a> , http://buycialisonlinesafe.com/#16418 buy cialis online

цитирай

11. анонимен - payday loans 953 19607
24.10.2012 07:43

<a href=http://paydayloansveryquickly.com/#5407>payday loans</a> - <a href=http://paydayloansveryquickly.com/#18209>payday loans</a> , http://paydayloansveryquickly.com/#10590 payday loans

цитирай

12. анонимен - buy levitra 14892
25.10.2012 10:26

<a href=http://levitrastorehere.com/#tpbeq>cheap levitra</a> - <a href=http://levitrastorehere.com/#ysefo >buy levitra online</a> , http://levitrastorehere.com/#xdhak cheap levitra

цитирай

13. анонимен - buy cialis online 14640
25.10.2012 15:18

<a href=http://cialisstorehere.com/#zikhx>cheap cialis</a> - <a href=http://cialisstorehere.com/#tdutb >cheap cialis</a> , http://cialisstorehere.com/#idyly cheap cialis

цитирай

14. анонимен - buy kamagra 785
25.10.2012 16:00

<a href=http://kamagrastorehere.com/#mrdcx>generic kamagra</a> - <a href=http://kamagrastorehere.com/#gxmad >generic kamagra</a> , http://kamagrastorehere.com/#bvhaz cheap kamagra

цитирай

15. анонимен - buy viagra online 7238
25.10.2012 20:03

<a href=http://viagrastorehere.com/#mspos>buy viagra online</a> - <a href=http://viagrastorehere.com/#wotqv >viagra online</a> , http://viagrastorehere.com/#vknxs buy viagra

цитирай

Търсене

За този блог

Автор: anatoli1606
Категория: Бизнес
Прочетен: 3065220
Постинги: 731
Коментари: 1484

Гласове: 348

Блог вълни

Спечели и ти от своя блог!

Календар

Април, 2024

П	В	С	Ч	П	С	Н
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Блогрол

1. Ай Пи телевизия със 111 бг канала