? Дисплеи @

 

Монитор предназначен для вывода текстовой и графиче­ской информации на экран. Это устройство отображения визуальной (зрительной) информации. Иногда мониторы называют дисплеями, реже - видеотерминалами. Обычно так называют монитор, значительно удаленный от других частей компьютера. Он является одной из основных частей компьютера и от его харак­теристик в значительной степени зависит удобство использова­ния компьютера. Монитор совместно с видеоадаптером и набором соответствующих программ-драйверов образует видеоподсистему. Программы-драйверы - это своего рода переводчики, которые сообщают системе, какой именно монитор будет рабо­тать с данной системой.

Информационную связь между секретарем-референтом и компьютером обеспечивает система отображения компьютера, которая состоит из двух главных компонентов: монитора (дисплея) и видеоадаптера (называемого также видеокартой, видеоплатой или графической платой).

    Одной из основных характеристик монитора является размер экрана по диагонали, который измеряется в дюймах и обозначается символом «"» (1" = 2,54 см). Мониторы для персональных компьютеров бывают с размером экрана по диагонали 14", 15", 17", 19", 21" и больше. Как правило, чем больше экран монитора, тем выше его качество и тем больше информации он может отобразить.

Информация на мониторе может отображаться несколькими способами.  Самый распространенный способ

- отображение на эк­ране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) (см. рисунок).

Основные принципы реализации монитора на базе ЭЛТ:

1 - стекло; 2 - фосфоресцирующий экран; 3 - монтажные крепления; 4 -   отклоняющая система; 5 - электронная пушка; 6 - горловина трубки; 7 - катушка отклонения по вертикали; 8 -  ферритовый сердечник; 9 - катушка    отклонения по горизонтали; 10 - теневая маска; 11 - внутренний магнитный экран


 

ЭЛТ представляет собой электронный вакуумный прибор в стек­лянной колбе, в горловине которого находится электронная пуш­ка, а на дне - экран, покрытый люминофором. Нагреваясь, элек­тронная пушка испускает поток электронов, которые с большой скоростью двигаются к экрану. Поток электронов - электронный луч - проходит через фокусирующую и отклоняющую катушки, которые направляют его в определенную точку покрытого люми­нофором экрана. Под воздействием ударов электронов люмино­фор излучает свет, который видит пользователь, сидящий перед экраном компьютера. Химическое вещество, используемое в ка­честве люминофора, характеризуется временем послесвечения, ко­торое отображает длительность свечения люминофора после воз­действия электронного пучка. Время послесвечения и частота об­новления изображения должны соответствовать друг другу, чтобы не было заметно мерцание изображения (если время послесвече­ния очень мало) и отсутствовали размытость и удвоение контуров  в результате наложения последовательных кадров (если время послесвечения слишком велико). Электронный луч движется очень  быстро, прочерчивая экран строками слева направо и сверху вниз по траектории, которая получила наименование растр. Период сканирования по горизонтали определяется скоростью перемещения луча. В процессе развертки (перемещения по экрану) луч воздействует на те элементарные участки  люминофорного покрытия экрана, в которых должно появиться изображение. Интенсивность луча постоянно меняется, в результате чего изменяется яркость свечения соответствующих участков экрана. Поскольку свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен вновь и вновь пробегать по экрану, возобновляя его. Этот процесс называется возобновлением (или регенерацией) изображения. Снижение частоты регенерации приводит к мерцанию изображения, которое утомляет глаза. Следовательно, чем выше частота регенерации, тем комфортнее себя чувствует пользователь.

 Очень важно, чтобы частота регенерации, которую может обеспечить монитор, соответствовала частоте, на которую настроен видеоадаптер. Если такого соответствия нет, изображение на экра­не вообще не появится, а монитор может выйти из строя. В одних мониторах установлена фиксированная частота развертки. В других поддерживаются разные частоты в некотором диапазоне - такие мониторы называются многочастотными (multiple-frequency monitor). Большинство современных мониторов является многочастотными, т. е. могут работать с разными стандартами видеосиг­нала, которые получили широкое распространение. Фирмы-про­изводители для обозначения мониторов такого типа используют различные термины: синхронизируемые (multisync), многочастотные (multifrequency), многорежимные (multicar), автосинхронизирующиеся (auto synchronous) и с автонастройкой (auto tracking).

Экраны мониторов могут быть двух типов: выпуклые и плоские. Экран типичного дисплея выпуклый. Такая конструкция характерна для большинства ЭЛТ. Обычно экран искривлен как по вертикали, так и по горизонтали. В некоторых моделях используется инструкция Trinitron, в которой поверхность экрана имеет небольшую кривизну только в горизонтальном сечении. В таком эк­ране возникает гораздо меньше бликов и улучшается качество изображения.

 Сигналы, которые управляют работой монитора, поступают от электронных схем, размещенных внутри компьютера. В некото­рых компьютерах (чаще всего с системными платами LPX или BLX) эти схемы располагаются на системной плате. Однако в большинстве систем (с системными платами Baby-AT и АТХ) используются отдельные платы, которые вставляются в разъемы системной платы. Независимо от типа исполнения (в виде отдельной платы или путем интеграции на системной плате) все видеоадаптеры работают по одним и тем же принципам.

Существуют альтернативные конструкции средств отображения, основанные на других физических явлениях. Позаимствовав технологию от изготовителей плоских индикационных панелей, некоторые компании разработали жидкокристаллические дисплеи, называемые также LCD дисплеями.

 В последнее время жидкокристалличе­ские дисплеи (ЖКД или LCD - liquid crystal display) стали серьезными конкурента­ми традиционным мониторам на электронно­лучевых трубках. И причины тут достаточно се­рьезные.

   Во-первых, ЖКД занимают на рабочем столе гораздо меньше места. Их вообще можно пове­сить на стену, как картину средних размеров.

   Во-вторых, изображение на них не мерца­ет, и при частоте смены кадров d 72 Гц ЖКД практически безопасны для глаз. Добавим сюда же практически нулевое излучение.

   В-третьих, идеально плоская картинка ис­ключает любые искажения графики.

   В-четвертых, несравненно более низкое энергопотребление...

Первооткрыватель жид­ких кристаллов австрийский ботаник Фрид­рих Райнитцер, разгля­дывая холестерилбензоат под поляри­зационным микроскопом, отметил, что вещество по-разному пропуска­ет свет в зависимости от угла по­ворота образца.

Известно, что так называемые "кри­сталлы-поляроиды" способны пропус­кать только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, парал­лельной оптической плоскости поля­роида. Для оставшейся части свето­вого потока поляроид будет непроз­рачным. Таким образом, поляроид как бы "просеивает" свет. Этот эффект называется "поляризацией света". С этим эффектом сталкивался каждый, кто хоть раз в жизни видел стереоки­но или использовал стереоочки для просмотра объемных изображений.  В них каждое из поляризованных стекол пропускает только ту часть света, которая предназначена для левого или правого глаза.

Оказалось, что некоторый класс жидких веществ, длинные молекулы которых чувствительны к электроста­тическому и электромагнитному полю, тоже способен поляризовать свет. И, что более важно, появилась возможность­  динамически управлять поля­ризацией. Работа ЖКД как раз и ос­нована на явлении поляризации све­тового потока. В качестве жидкокри­сталлического вещества, как прави­ло, используют цианофенил.

Экран LCD  представляет собой массив маленьких сегментов, назы­ваемых пикселями, которыми можно манипу­лировать для отображения информации. LCD имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного мате­риала, называемого субстратом или подлож­кой. Между слоями собственно и содержится тонкий слой жидких кристаллов.

На панелях имеются бороздки, которые на­правляют кристаллы, сообщая им специаль­ную ориентацию. Бороздки расположены та­ким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя па­нелями. Продольные бороздки получаются в результате размещения на стеклянной поверх­ности тонких пленок из прозрачного пласти­ка, который затем специальным образом об­рабатывается. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируют­ся одинаково во всех ячейках. Молекулы од­ной из разновидностей жидких кристаллов (нематиков) при отсутствии напряжения повора­чивают вектор электрического (и магнитного) поля в световой волне на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной оси распрост­ранения пучка. Нанесение бороздок на поверх­ность стекла позволяет обеспечить одинако­вый угол поворота плоскости поляризации для всех ячеек. Две панели располо­жены очень близко друг к другу.

Жидкокрис­таллическая па­нель освещается источником све­та (в мониторе, в отличие от боль­шинства кальку­ляторов, жидко­кристаллические; панели работают на прохождение света). Плоскость поляри­зации светового луча поворачивается, на 900 при прохождении одной панели.  Наличие же еще двух поляризационных фильтров, пропускаю­щих только ту компоненту светового пучка, у которой ось поляризации соответствует задан­ному из расположенных под углом 900 друг от­носительно друга, приводит к тому, что при от­сутствии напряжения ячейка прозрачна.  Ведь благодаря жидким кристаллам вектор поляри­зации света поворачивается, и к моменту прохождения пучка ко второму поляри­затору он уже повернут так, что проходит через второй поля­ризатор без проблем.

В присутствии же электрического поля по­ворот вектора поляризации происходит на меньший угол, и тем самым второй поляриза­тор пропускает лишь часть света. Если разность потенциалов будет такой, что поворота плос­кости поляризации в жидких кристаллах не про­изойдет совсем, то световой луч будет полно­стью поглощен вторым поляризатором; и эк­ран при освещении сзади будет спере­ди казаться чер­ным (лучи подсвет­ки поглощаются в экране полностью).

Способность из­менять интенсив­ность светового потока, проходя­щего через ячейку жидкого кристалла в зависимости от напряжения, и сде­лала возможным создать цветной экран на основе всем известных пикселей, с помощью которых можно показать полноцветное изображение.

Среди преимуществ ЖКД можно  также отметить отличную фокусировку, отсутствие геометрических искажений и ошибок совмещения цветов. Кроме того, у них никогда не мерцает экран.

Запоминающие транзисторы должны производиться из прозрачных материалов, что позволит световому лучу проходить сквозь них, а значит, транзисторы можно располагать на тыльной стороне панели, которая содержит жидкие кристаллы. Для этих целей используются пластиковые пленки, так называемые тонкопленочные транзисторы (Thin Film Transistor - TFT). TFT  действительно очень тонкие , их толщина 0,1. 0,01 микрона.

TFT мониторы обладают рядом преимуществ перед ЭЛТ мониторами: пониженное потребление энергии и теплоотдача, плоский экран и отсутствие следа от движущихся объектов.

 Совсем недавно специалистами компании Hitachi была создана новая технология многослойных ЖК панелей Super TFT, которая значительно увеличила угол уверенного обзора ЖК панели. Технология Super TFT использует простые металлические электроды, установленные на нижней стеклянной пластине, и заставляет моле­кулы вращаться. Многослойные ЖК панели постоянно находятся в плоскости, параллельной плоскости экрана

 

Среди преимуществ TFT можно отметить отличную фокусн­ику, отсутствие геометрических искажений и ошибок совмещения цветов. Кроме того, у них никогда не мерцает экран.