Жазық панельдердегі видеомониторлар

Жазық панельдегі видеомониторлардың түрлері өте көп. Қзіргі таңда негізгі қолданыстағылары: 1.Сұйықкристаллдық индикатор негізіндегі мониторлар ( LCD – Liquid Crystal Display); 2.Плазмалық мониторлар ( PDP – Plasma Display Panels); 3.Электролюминисценттік мониторлар ( FED – Field Emission Display); 4.Өзіндігінен сәулеленетін мониторлар ( LEP – Light Emission Plastics).

1. LCD

Сұйық кристаллдар ( Liquid Crystal) – бұл жоғары кернеу әсерінен шығарылатын жарық сәулесінің сәулелену деңгейін өзгертетін органикалық зат. СК (Сұйық кристалл) мониторлар екі әйнек және екі пластикалық пластиналар арасында орналасқан суспензиядан, яғни, сұйық затқа қатты заттың бөлшектерін араластырып жасалған зат түрінен тұрады. Бұл суспензияда орналасқан кристаллдар бір-бірімен параллель орналасқан жарыққа панель арқылы өтуді қамтамасыз етеді. Электр тоғының әсерінен кристаллдар орны ауысып, жарықтың өтуіне кедергі келтіреді. СК технологиясы компьютерлер мен проекциялық құрылғыларда кең қолданысқа кірді. СК технологиясының негізгі даму кезеңі «бинефил» сұйық кристаллының ойланып табылынуымен байланысты. СК дисплейдің бірінші ұрпағын біз калькулятордан, электронды сағаттардан, видеоойындардан (тертрис) көре аламыз. Технологиялардың дамуына байланысты СК мониторлар ЭСТ мониторларын қолданыстан да өндірістен де ығыстырып тастады. СК мониторлардың екі түрі белгілі:

• DSTN (Dual Scan Twisted Nematic – екі сканерлеуі бар кристаллдық монитор);

• TFT (Thin Film Transistor – пленкалық транзисторларда) – сонымен қатар оларды пассивті және активті матрицалар деп атайды;

Бұл мониторлар келесі қабаттардан тұрады: өрістендіргіш фильтрдан, шыны қабаттан, электродтан, басқару қабатынан, сұйық кристаллдан, тағы бір басқару қабатынан, электродтан, шыны қабаттан, өрістендіргіш фильтрдан.

СК монитордың құрылымы

Алғашқы компьютерлерде диагоналі 20,32см болатын пасситі ақ-қара матрицалар қолданылған. Активті матрицалар технологиясына көшумен байланысты экранның өлшемдері өсе бастады. Көртеген СК мониторлар пленкалық транзистор негізіндегі панельдерді қолданды, ол суреттің жоғары сапасы мен жарықтылығын қамтамасыз етті.

СК мониторлар қалай жұмыс істейді?

Пленкалы транзисторлардағы панельдің көлденең қимасы көп қабатты бутерброд сияқты болады. Екі шеткі қабат шыны материалдан жасалған. Осы қабаттардың арасында пленкалы транзистор, түрлі-түсті панель фильтрі және сұйык кристаллдар қабаты орналасқан, оған қоса флуоресценттік жарықтандырғыш бар (флуоресценция – физикалық процесс, люминисценцияның түрі), бұл дегеніміз экранды ішінен жарықтандыру. Қалыпты электр заряды жоқ жағдайда сұйық кристаллдар аморфты күйде болады. Бұл күйде сұйық кристаллдар жарық өткізгіш қасиетке ие болады. Сұйық кристаллдар арқылы өтетін жарық көлемін электр зарядтарының көмегімен басқаруға болады, осы кезде кристаллдар ориентациясын өзгертеді. ЭСТ технологиясындағыдай пиксель қызыл, жасыл және көк аумақтарын түзеді. Ал басқа түстер электр зарядының көлемін көлемін өзгерті салдарынан туады (бұл кезде кристаллдар айналып, өтіп жатқан жарықтың жарықтылығын өзгертеді).

TFT экраны бүтін пиксельдер торынан тұрады, әр пиксельдің түстік аумағын арнайы транзистор басқарады. Осы жерде үлкейту қасиеті жайлы айта кеткен жөн. 1024х768 үлкейту қасиетінде (SVGA режимі) монитор 786432 пиксельдерге ие болуы керек. СК мониторлардың басты ерекшелігі – ол кинескопсыз жұмыс істейді. Ал бұл өз ретінде өте ыңғайлы, жұқа, жеңіл, кез келген өлшемдегі мониторлар шығаруға мүмкіндік береді. СК мониторлардың барлығы сандық сигналмен жұмыс істейді. Бұл мониторларға сандық-аналогтық түрлендіргіштің қажеті жоқ. Аналогты VGA видеоадаптерлерге (видеотақта) СК мониторларды қосу үшін түрлендіргіш қолдану керек, сол себепті сол себепті жаңа стандарттар видеотақталардың көбісіне сандық шығыстар орнатуда. СК мониторлардың артықшылықтары: СК мониторлар аз қуат жейді; электромагниттік сәулелерді ЭСТ мониторларға қарағанда аз шығарады; ЭСТ мониторларға қарағанда жыпылықтамайды; жеңіл және ыңғайлы; көру ауқымы үлкен.

2. Плазмалық мониторлар

Плазмалық экрандық матрицаның (Plasma Display Panels) негізі кәдімгі күндізгі жарық лампалары болып табылады. Плазмалық экрандар мониторлар газбен толтырылған шыны панельден тұрады. Ішкі бөлігінің беткі қабырғаларында екі симметриялық матрица құрайтын микроскопиялық электродтар шығарылған, ал сыртында бұл құрылым люминоформен қапталған. Контакттарға тоқ берілген кезде ішкі және сыртқы қабат арасында кішкентай электр разряды туындайды, ол разряд газ молекулаларын қыздырып, сәулелендіреді. Соның нәтижесінде ЭСТ мониторлардағыдай люминофорлық аумақтар жарықтандырылады. Бұл технологияның негізгі артықшылықтары: біріншіден, плазмалық мониторлардағы сурет жоғары сапалы жарықтылық пен контрастқа ие; екіншіден, өте жұқа және жеңіл. Плазмалық мониторлардың ішкі құрылымы.

Плазмалық монитордың ішкі құрылымы

Плазмалық мониторлардың жұмыс істеу принципі. «Инициализация». Инициализация кезінде орта зарядтарының орындары реттеледі де келесі кезеңге (адресация) дайындалады. Бұл кезде адресация электродында кернеу болмайды, ал сканерлеу инициализация импульсі беріледі. Бұл импульстің бірінші әсері ионды – газдық ортаны ретейді, екінші – газда разрядталады, үшінші – реттеуді аяқтайды. «Адресация». Адресация кезінде пиксельдер жарқырауға дайындалады. Адресация шинасына оң импульс (+75В), ал сканерлеу шинасына теріс импульс (-75В) беріледі. Жарықтатқыш (подсветка) шинасында кернеу тұрақтанады. «Жарықтатқыш» . Жарықтатқыш кезінде сканерлеу шинасына оң мипульс, ал жарықтатқыш шинасына теріс импульс беріледі, оның мәні 190В. Әр шинадағы және қосымша импульстердің потенциалдары алғашқы потенциалдың өсуі мен газдың разрядталуына әкеледі. Разрядтан кейін қайтадан иондардың орны реттеледі. Импульстердің өрістерінің өзгеруі плазмадағы разрядталуды қайталайды. Осылайша импульстердің өрісінің өзгеруі ұяшықтардың көптеп разрядталуына ыңғай жасайды. «Инизиалызация – адресация – жарықтатқыш» циклі бір суреттің 1/8 бөлігін орындайды. Плазмалы мониторда бір сурет шығуы үшін сегіз цикл жүруі қажет. Электродтарға үлкен кернеуді қосқанда газдың иондалуы жүріп, плазма пайда болады. Плазмада орналған үлкенжиілікті разряд ультракүлгін сәулелерді тудырады. Ультра күлгін сәулелер болса люминофордың қызыл, жасыл, көк бөліктерін жарықтандырады. Бұл жарық алдыңғы шыны экранна өтіп адамның көзіне түседі.

3. Электролюминисцентті мониторлар

Электролюминисцентті мониторлар (FED — Field Emission Display) – панель ретінде екі жұқа пластиналарды қолданады, пластиналарға жұқа проводтар жүргізілген. Осы пластиналардың біріне люминофор қабаты жүргізілген. Пластиналарды олардың проводтары тор жасайтындай қылып орналастырады. Қиылысатын проводтар арасында пиксельдер пайда болады. Екі қиылысқан проводқа кернеу беріледі, ол кернеу электр өрісін туғызады, ал электр өрісі пиксельдердің ішіндегі люминофордың жарқырауын қамтамасыз етеді.

FED технологиясы өзіне ЭСТ және LCD технологияларын біріктіреді. FED мониторлардың жұмысы ЭСТ мониторларының жұмыс істеу процесіне ұқсас, себебі екі әдісте де люминофор қолданылады. FED мониторларды кейде жалпақ ЭСТ деп атайды. FED пен ЭСТ негізгі айырмашылығы: ЭСТ үш түске ие электрондық мылтықпен жабдықталған; FED монитордағы сурет жоғарғы жылдамдықта қозғалатын электрондардың жарқырауына негізделген. FED мониторлар суреттің аса жоғары жарықтылығын, 160° көру бұрышын ұсынады. Қазіргі таңда FED мониторлар суретті 240Гц жиілікте көрсетеді, бұл мониторлар арасындағы ең жоғарғы жиілік деп айтуға келмейді. Бұл мониторлардың сәулеленетін электрондарының 20 % істен шыққанның өзінде де монитордың жұмыс істеу мүмкіндігі төмендемейді.

4. Өздігінен сәулеленетін мониторлар

Өздігінен сәулеленетін мониторлар (LEP — Light Emission Plastics) – панель ретінде жартылай өткізгіш пластиналарды қолданады, оның элементтері кернеудің , яғни электр тоғының әсерінен сәулеленеді. Оның құрылымы FED мониторларына ұқсас, бірақ пластинаның жартылай өткізгіш пиксельдері арқылы тоқ жүреді (электр өрісі пайда болмайды). Сәулеленетін полимерлер – бұл көптеген электрөткізгіштік қасиеттері әртүрлі полимерлердің қоспасынан тұратын, электродтар арасына орналастырылғанда сәулеленетін полимер түрі. Бұл полимерлер (полифениленвинилен (PPV) и циано-PPV (CN-PPV)) жартылайөткізгіш қасиетіне де ие. Сәулеленетін полимерлер 1989 жылы ойлап табылды. Сәулеленетін полимерлердің қолданылу аймағы алғашында әртүрлі электрлік сұлбаларда болды.

1990 жылы британдық Cambridge Display Technology компаниясы LEP технологиясын визуалды ақпаратты шығаруға арналған құрылғыларға қолданып бастады. Жапондық Seiko Epson корпорациясының көмегімен 1998 жылы алғашқы «пластик монитор» жасалып шықты. Жаңадан шыққан монитор монохромды секілді ақ – қара емес қара – сары түсті болды, оның үлкейту қасиеті 800х236 нүктелі болды. Дисплейдің әрбір пикселін бір пленкалық транзистор (ТFТ) басқарды. LEP мониторлар 5В кернеуде жұмыс істейді, LEP мониторлар өте жеңіл сол себепті оларды кішкентай құрылғыларда қолданады, мысалы, мобильді телефондар, сандық фотоаппараттар, калькуляторлар, планшеттер және т.б.

LEP монитор құрылымы қарапайым, полимерлер қабатын TFT матрицаға және мөлдір қабатқа тікелей жабады.

LEP технологияның ең негізгі проблемасы әлсіз сәулелену мен пластиктердің шығаратын түстің диапазонының тарлығы, олардың қызмет көрсету ұзақтығының аздығы болатын. Бірақ бұл кемшіліктердің барлығын өңдеушілер түзеді, сәулелену қуаттылығын арттырды, түстер диапазонын көктен инфрақызылға дейін кеңейтті, қолданылу мерзімін 5 жылға дейін ұзартты. Қазіргі таңда монохромды LEP дисплейлер (сары жарқырау) бар, олар эффективтілігі жағынан LCD дисплейлерді қуып жетіп қалды, бірақ қолдану ұзақтылығы жағынан нашар. LEP панельдердің дамуы негізінде көктен инфрақызылға дейінгі диапазонда сәулеленетін органикалық жартылайөткізгіш ойланып табылды. LEP панельдердің артықшылықтары:

• Пластик өзі сәулеленеді, қосымша жарықтандырудың қажеті жоқ;

• LEP мониторлары 180 градустық көру бұрышына ие;

• LEP мониторлар төмен кернеуде жұмыс істейді (5В-қа дейін), өте жеңіл – сол себепті портативті құрылғыларда қолданылады.

• LEP дисплей өте аз ауысу уақытына ие (1мс), сол себепті оны видеоақпаратты ойнату үшін қолдануға болады.