Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

MONITORY Podstawy zasad działania Opracował dr hab. inż. Tadeusz Maciak prof. SGSP.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "MONITORY Podstawy zasad działania Opracował dr hab. inż. Tadeusz Maciak prof. SGSP."— Zapis prezentacji:

1 MONITORY Podstawy zasad działania Opracował dr hab. inż. Tadeusz Maciak prof. SGSP

2 1. Obrazy i schematy zaczerpnięte z Wikipedii (wersja angielska) 2. Marcin Karbowniczek; Przegląd nowoczesnych technik wyświetlania, Encyklopedia epoki obrazu, on line; 2010http://pclab.pl/art41370.html Literatura:

3 CRT (Cathode Ray Tube) "Applevision 750 Display 17”". Licencja: CC BY-SA 3.0 na podstawie Wikimedia Commons

4 Lampa obrazowa Lampa obrazowa – lampa elektronowa wyposażona w ekran, na którym możliwe jest wyświetlenie obrazu za pomocą wiązki elektronów. Składa się z trzech podstawowych elementów: źródła elektronów – katody, elektrod ogniskujących i sterujących oraz ekranu pokrytego luminoforem, na którym tworzony jest obraz. W zależności od metody odchylania strumienia elektronów, lampy obrazowe dzielą się na: - lampy oscyloskopowe z odchylaniem elektrostatycznym - kineskopy i lampy radaroskopowe z odchylaniem magnetycznym.

5 Luminofor Luminofor – związek chemiczny wykazujący luminescencję. W zależności od rodzaju aktywatora, dodawanego w niewielkiej ilości (nawet rzędu 0,0001%), można otrzymać luminofory o różnych barwach i czasach poświaty. W zależności od czynnika wywołującego świecenie, wyróżnia się następujące luminofory: katodoluminofor – świecący pod wpływem bombardowania elektronami; elektroluminofor – świecący w zmiennym polu elektrycznym; rentgenoluminofor – świecący pod wpływem promieni X; luminofor świecący pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. A phosphor, most generally, is a substance that exhibits the phenomenon of luminescence Luminophores can be further classified as fluorophores or phosphors, depending on the nature of the excited state responsible for the emission of photons.fluorophoresphosphors

6 Luminoforami mogą być związki organiczne i nieorganiczne. Do luminoforów organicznych zalicza się niektóre polimery, fluoresceinę, eozynę i wiele innych. Nieorganiczne luminofory to między innymi: Siarczki, takie jak siarczek cynku ZnS i siarczek kadmu. Cechuje je wysoka wydajność świetlna. Luminofory siarczkowe są dobrymi katodoluminoforami, elektroluminoforami i rentgenoluminoforami. Tlenosiarczek itru, aktywowany europem, okazał się bardzo dobrym luminoforem czerwonym, stosowanym w telewizji kolorowej. Luminofory z grupy halofosforanów wapnia znalazły zastosowanie w świetlówkach. Mają dobrą wydajność świetlną, są aktywowane manganem. Wolframian wapnia, aktywowany srebrem i tantalan itru, aktywowany niobem, są dobrymi rentgenoluminoforami stosowanymi do folii wzmacniających w rentgenodiagnostyce.

7 Pierwowzorem lamp obrazowych była rura Brauna wynaleziona w 1897 roku

8 Telewizja w Europie i USA została uruchomiona w 1930 roku. W Anglii Polska próby 1938 i 1938 r po wojnie 1952, 1956 WOT It's actually a 50cm Telefunken CRT from 1938 with a total length of 85 cm, these were used in mirror TV's. Philips TV projection CRT 1949 Due to distortion problems with bigger tubes Philips developed small projection CRT's.

9

10 Działanie kineskopu monochromatycznego CRT

11 Barwy podstawowe Są to minimalne zestawy kolorów, które łączone umożliwiają uzyskanie dowolnych kolorów z podanego zakresu Do addytywnego składania barw stosowanych np. w wyświetlaczach, zwykle używane są kolory czerwony, zielony i niebieski. Dla subtraktywnego mieszania kolorów, jak mieszanie pigmentów lub barwników, zwykle wykorzystywane są magenta, cyjan i żółty.

12 Z reguły rozmiar plamki wynosi od 0,1 mm do 0,42 mm. Im mniejszy piksel w monitorze, tym bardziej dokładny, ostry i kontrastowy obraz. W fotografii cyfrowej, piksel, jest to fizyczny punkt w obrazie rastrowym. W wyświetlaczu jest to najmniejszy sterowany element obrazu przedstawionego na ekranie. Piksel

13 Subpiksel Każdy piksel składa się z trzech subpikseli. Mają one kolor czerwony, zielony i niebieski (standard RGB).

14 Przed warstwą luminoforu znajduje się maska ( shadow mask), która pełni funkcję filtru dbającego o to, aby elektrony uderzały idealnie w powierzchnię wyznaczonych pól luminoforu (subpikseli) Działanie kineskopu kolorowego CRT Rola maski

15

16

17

18 Ekrany ciekłokrystaliczne Wyświetlacz ciekłokrystaliczny, LCD (Liquid Crystal Display) – urządzenie wyświetlające obraz, którego zasada działania oparta jest na zmianie polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego.

19 Friedrich Reinitzer (1858–1927) odkrywa naturę ciekłego kryształu cholesterolu uzyskanego z marchewek Georges Friedel opisał cienkie kryształy i sklasyfikował je w 3 podstawowe grupy (nematics, smectics and cholesterics) – firma Marconi Wireless Telegraph opatentowało pierwszą aplikację wykorzystującą ciekłe kryształy ("The Liquid Crystal Light Valve") Williams w laboratoriach RCA odkrył właściwości optyczno-elektryczne ciekłego kryształu Heilmeier stworzył pierwszy wyświetlacz LCD 1970 – La Roche, Helfrichi, Schadt opatentowali w Szwajcarii efekt skręconego nematyka (twisted nematic field effect) w ciekłym krysztale (identyczny patent wniesiono w USA 44 kwietnia 1971) Historia

20 the company of Fergason ILIXCO (now LXD Incorporated) wyprodukowało pierwszy LCDs wykorzystujący efekt skręconego nematyka (TN-effect) T. Peter Brody stworzył pierwszy wyświetlacz LCD z matrycą aktywną Westinghouse, in Pittsburgh, Pennsylvania – sprzedaż monitorów LCD przewyższyła sprzedaż monitorów CRT

21 Ciekłe kryształy Nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii (Mezofaza) Ciekłe kryształy można otrzymać na 2 sposoby: 1/ Poprzez ogrzanie stałych kryształów. Nazywa się je wtedy mezofazą termotropową. Jest to możliwe ponieważ kryształy nie topią się od razu, lecz przechodzą do fazy ciekłokrystalicznej. Przejście w ciecz następuje dopiero w wyższej temperaturze. 2/ Poprzez rozpuszczenie cząsteczek mających tendencję do tworzenia ciekłych kryształów w odpowiednim rozpuszczalniku. Nazywa się je wtedy mezofazą liotropową

22 Faza nematyczna (gr. nema – nić) to takie ułożenie cząsteczek ciekłego kryształu, że są one zorientowane w tym samym kierunku, lecz ich środki ciężkości nie są uporządkowane. Faza nematyczna jest zwykle oznaczana symbolem Ngr. Materiały nematyczne są stosowane powszechnie w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych Podział ciekłych kryształów

23 Faza smektyczna – rodzina faz ciekłokrystalicznych, których charakterystyczną cechą jest uporządkowanie cząsteczek w warstwach. Cząsteczki w warstwach są względem siebie uporządkowane, układając się równolegle swoimi dłuższymi osiami. Oś, wzdłuż której następuje uporządkowanie cząsteczek w warstwach, jest nazywana direktorem. smektyki ortogonalne smektyki pochylone (nieortogonalne)

24 Faza cholesterolowa – faza ciekłokrystaliczna, odmiana fazy nematycznej, w której jedynym rodzajem dalekozasięgowego uporządkowania cząsteczek jest układanie się ich osi wzdłuż wersora o kształcie helisy. Faza cholesterolowa posiada unikalną cechę zmiany barwy wraz ze zmianą temperatury, a także zmianę barwy w zależności od kąta padania światła. Obie te własności wynikają z faktu, że długość skoku helisy wersora jest zbliżona do długości światła widzialnego, co powoduje selektywną dwójłomność tych materiałów. Dodatkowo długość skoku helisy jest silnie zależna od temperatury. Materiały generujące fazę cholesterolową znalazły zastosowania jako indykatory temperatury

25 twisted nematic field effect

26

27 Podział matryc LCD 1. Twisted Nematic (TN) 2. Vertically Aligned a/ Multi-Domain Vertical Aligment (MVA) b/ Patterned Vertical Aligment (PVA) c/ Advanced Super View (ASV) 3. In Plane Switching (IPS) a/ In Plane Switching b/ Super in Plane Switching or Dual Domain in Plane Switching

28 Twisted Nematic Zalety: 1.czas reakcji (2-12 milisekund), 2.Tani Wady: 1.Smużenie 2.Kąt – poziom – pion 3.Brak dokładności odwzorowywania barw 4.Padnięte piksele świecą

29 Matryce typu VA Matryca PVA

30 In-Plane Switching Zalety: 1.Najlepiej odwzorowywują kolory 2.Kąt do Wady: 1. Elektrody grzebieniowe po jednej stronie redukcja kontrastu silniejsze podświetlanie Korzystają graficy

31

32 Matryca pasywna i aktywna STN (Super Twisted Nematic) CSTN (Color Super Twisted Nematic) TFT (Thin Film Transistor),

33 Podświetlenie dyfuzora Przykładowy sposób rozmieszczenia lamp CCFL za matrycą LCD. Cold Cathode Fluorescent Lamp

34 Jeden ze sposobów podświetlenia matryc LCD za pomocą LED, w którym wykorzystano szereg równomiernie rozmieszczonych diod

35 Poprawiają najgorszą wadę LCD tj. bardzo słabą czerń (spranie kolorów) nienasycone kolory w ciemnym przedziale odcieni.

36 Organiczna dioda elektroluminescencyjna OLED (Organic Light-Emitting Diode) Dioda elektroluminescencyjna (LED) wytwarzana jest ze związków organicznych. OLED oznacza także klasę wyświetlaczy graficznych, opartych na tej technologii. Pierwszym związkiem organicznym, w którym odkryto zjawisko emisji światła pod wpływem przyłożenia napięcia elektrycznego, był polifenylenowinylen; odkrycia tego dokonano w roku 1989 w laboratorium Uniwersytetu Cambridge. Pierwszym seryjnie produkowanym urządzeniem wyposażonym w wyświetlacz OLED był palmtop CLIE PEG-VZ90 firmy Sony – wyświetlacz o przekątnej 3,8 cala, rozdzielczości 480 × 320 pikseli, jasności 150 cd/m², grubości 1,9 mm i kącie widzenia 180°. W październiku 2007 firma Sony zaprezentowała telewizor wykonany w technologii OLED. W kwietniu 2008 firma Samsung zaprezentowała dwa pierwsze monitory komputerowe OLED o wymiarach 15 oraz 30 cali W 2012 Samsung zaprezentował 55 calowy telewizor

37 Oznaczenia: 1 – katoda, 2 – warstwa emisyjna, 3 – emisja promieniowania, 4 – warstwa przewodząca, 5 – anoda Zasada działania diod OLED

38

39 EKRANY OLED przezroczyste giętkie

40 Typy wyświetlaczy OLED RGB OLED Active-matrix OLED (AMOLED) Passive-matrix OLED (PMOLED) Polymer LED (PLED) Transparent OLED (TOLED) Top-emitting OLED (TEOLED) Foldable OLED (FOLED) White OLED (WOLED)

41

42

43 Posiada większą skalę barw i jasność, niż LCD, ponieważ piksele OLED bezpośrednio emitują światło, które nie jest zatrzymywane przez filtry polaryzacyjne, tak jak jest w wypadku LCD. Nie wymaga podświetlenia, dzięki temu kontrast może wynosić nawet :1, a czerń jest idealnie czarna. Zmniejsza to pobór energii w chwili wyświetlania ciemnego obrazu. Brak podświetlenia obniża też koszt produkcji oraz eksploatacji. Kolor punktu obrazu na wyświetlaczu OLED pozostaje prawidłowy nawet gdy kąt patrzenia bliski jest 90° względem wektora normalnego. Przy wykorzystaniu przezroczystego, elastycznego podłoża, wyświetlacz taki może wyświetlać obraz z obu stron, a tym samym kąt widzenia jest praktycznie nieograniczony. Posiada znacznie krótszy czas reakcji w porównaniu do monitora LCD, który cechuje się czasem reakcji na poziomie 2 ‒ 12 milisekund, natomiast OLED nawet około 0,01 milisekundy. W procesie produkcji OLED nie jest wykorzystywana rtęć. Dzięki prostej budowie, braku podświetlenia oraz mniejszej liczbie warstw wyświetlacza, szacunkowe koszty masowej produkcji są znacznie niższe niż produkcja wyświetlaczy LCD oraz paneli plazmowych. Także mniejsze zużycie energii i mniejsza liczba elementów ma wpływ na niższy koszt eksploatacji wyświetlaczy OLED. Zalety ekranów OLED

44 Największy kontrast oraz jasność spośród obecnych technologii wyświetlaczy, dzięki podświetleniu każdego piksela. Odwzorowanie barw pozwalające uzyskać WIDE Gamut RGB (skalibrowane, profesjonalne monitory dla grafików typu LED LCD tylko zbliżają się do tego poziomu). Bardzo mała grubość, niska waga. Zalety ekranów OLED

45 Większe zużycie energii od ekranów LCD w trakcie wyświetlania białych i jasnych elementów, np. podczas przeglądania stron internetowych lub dokumentów w edytorze tekstu (podczas testów mieszanych wyświetlacz pobiera o 30% mniej energii). W przypadku rozszczelnienia matrycy wyświetlacza, spowodowanego mechanicznym uszkodzeniem, wilgoć może zniszczyć materiał organiczny. Rozwój technologii jest ograniczony patentami posiadanymi przez Eastman Kodak, żądającego nabycia licencji przez inne firmy. W przeszłości, wiele technologii wyświetlaczy stawało się szeroko rozpowszechnionych dopiero po wygaśnięciu patentów, klasycznym przykładem jest maska szczelinowa CRT. Wady ekranów OLED

46 Wyświetlacz plazmowy PDP (plasma display panel) – wyświetlacz, który do tworzenia obrazu wykorzystuje plazmę i luminofor. 152 calowa plazma na targach IFA w 2010r

47 Zasada działania ekranu plazmowego polega na doprowadzeniu mieszaniny gazów (głównie ksenon i neon) zamkniętych w małych komorach do stanu plazmy. Zjonizowane gazy zaczynają emitować fotony światła ultrafioletowego, które padając na luminofor pobudzają go do emisji światła widzialnego odpowiedniego dla danego koloru luminoforu. Zasada działania

48

49 cienki, łatwy do zamontowania na ścianie szerszy kąt widzenia, niż w LCD, oraz lepsza konsystencja kolorów lepszy współczynnik kontrastu od LCD ma większą głębię czerni niż wyświetlacze LCD deklarowany czas działania wyświetlaczy plazmowych dochodzi do godzin (2009 rok) odporniejszy na uszkodzenia mechaniczne od ekranu LCD Zalety

50 większa masa niż panele LCD większe zużycie prądu niż LCD duże trudności techniczne przy budowie ekranów plazmowych małych rozmiarów (<30") tendencja do nierównomiernego wypalania luminoforu, zwłaszcza przy wyświetlaniu statycznego obrazu aby uniknąć efektu nierównomiernego wypalania wyświetla się na ekranie „śnieg” lub specjalnie spreparowany obraz przez kilka sekund na godzinę wiele telewizorów plazmowych ma specjalną funkcję (np. „orbitowanie”, w której obraz jest okresowo nieznacznie przesuwany), by ten problem zminimalizować przy wyświetlaniu obrazu o bardzo wysokim kontraście, pojawia się czasami „efekt tęczy” polegający na zielonych błyskach w czasie szybkiego przełączania z bieli do czerni migotanie obrazu, widoczne szczególnie podczas wyświetlania jasnych scen Wady

51 Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "MONITORY Podstawy zasad działania Opracował dr hab. inż. Tadeusz Maciak prof. SGSP."

Podobne prezentacje


Reklamy Google