Görüntü cihazları ve projektörler. Görüntüleme cihazlarının sınıflandırılması ve çalışma prensibi. Elt teknolojisi. LCD teknolojisi. Osid teknolojisi (alan). plazma monitörleri. Plazma televizyon

Ekranın ön tarafında ve arka tarafı boyunca uzanan adreslenebilir elektrotlar. Gaz deşarjı ultraviyole radyasyona neden olur ve bu da fosforun görünür parlaklığını başlatır. Renkli plazma panellerde, her bir ekran pikseli, bir inert gaz (ksenon) içeren ve ön ve arka olmak üzere iki elektrot içeren üç özdeş mikroskobik boşluktan oluşur. Elektrotlara güçlü bir voltaj uygulandıktan sonra plazma hareket etmeye başlayacaktır. Bunu yaparken, her boşluğun altındaki fosforlara çarpan ultraviyole ışık yayar. Fosforlar ana renklerden birini yayar: kırmızı, yeşil veya mavi. Renkli ışık daha sonra camdan geçerek izleyicinin gözüne girer. Bu nedenle, plazma teknolojisinde pikseller floresan tüpler gibi çalışır, ancak bunlardan paneller oluşturmak oldukça sorunludur. İlk zorluk piksel boyutudur. Bir plazma panelinin alt pikselinin hacmi 200 µm x 200 µm x 100 µm'dir ve birkaç milyon pikselin panel üzerinde teker teker istiflenmesi gerekir. İkincisi, ön elektrot mümkün olduğu kadar şeffaf olmalıdır. Bu amaçla, akımı ilettiği ve şeffaf olduğu için indiyum kalay oksit kullanılır. Ne yazık ki, plazma paneller o kadar büyük ve oksit tabakası o kadar ince olabilir ki, yüksek akımlar aktığında, iletkenlerin direnci boyunca sinyalleri büyük ölçüde azaltacak ve bozacak bir voltaj düşüşü olacaktır. Bu nedenle, kromdan yapılmış ara bağlantı iletkenleri eklemek gerekir - akımı çok daha iyi iletir, ancak ne yazık ki opaktır.

Son olarak, doğru fosforları seçmeniz gerekiyor. İstenilen renge bağlıdırlar:

• Yeşil: Zn 2 SiO 4:Mn 2+ / BaAl 12 O 19:Mn 2+
• Kırmızı: Y 2 O 3:Eu 3+ / Y0.65Gd 0.35 BO 3:Eu 3
• Mavi: BaMgAl 10 O 17: Eu 2+

Bu üç fosfor, yeşil için 510 ila 525 nm, kırmızı için 610 nm ve mavi için 450 nm dalga boyuna sahip ışık üretir. son sorun piksel adresleme kalır, çünkü daha önce gördüğümüz gibi, gerekli tonu elde etmek için renk yoğunluğunu üç alt pikselin her biri için bağımsız olarak değiştirmeniz gerekir. 1280x768 piksellik bir plazma panelde, altı milyon elektrot sağlayan yaklaşık üç milyon alt piksel vardır. Anladığınız gibi, alt piksellerin bağımsız kontrolü için altı milyon parça döşemek imkansızdır, bu nedenle izler çoklanmalıdır. Ön izler genellikle düz çizgilerle oluşturulur ve arka izler sütunlar halindedir. Bir iz matrisi kullanan plazma panelinin içine yerleştirilmiş elektronik aksam, panelde aydınlatılması gereken pikseli seçer. İşlem çok hızlıdır, bu nedenle kullanıcı hiçbir şey fark etmez - CRT monitörlerdeki ışın taramasına benzer.

Biraz tarih.

Bir plazma ekranın ilk prototipi 1964'te ortaya çıktı. Plato bilgisayar sistemi için CRT ekranına alternatif olarak Illinois Üniversitesi bilim adamları Bitzer ve Slottow tarafından tasarlandı. Bu ekran tek renkliydi, ek bellek ve karmaşık elektronik devreler gerektirmiyordu ve oldukça güvenilirdi. Amacı esas olarak harfleri ve sayıları belirtmekti. Bununla birlikte, bir bilgisayar monitörü olarak, kendini tam olarak gerçekleştirmek için hiçbir zaman zamanı olmadı, çünkü 70'lerin sonunda ortaya çıkan yarı iletken bellek sayesinde, kineskop monitörlerinin üretiminin daha ucuz olduğu ortaya çıktı. Ancak kasanın sığ derinliği nedeniyle plazma paneller ve büyük ekran havaalanlarında, tren istasyonlarında ve borsalarda bilgi panoları olarak yaygınlaşmıştır. Bilgi panelleri IBM tarafından alındı ​​ve 1987'de Bitzer'in eski bir öğrencisi olan Dr. Larry Weber, monokrom plazma ekranlar üretmeye başlayan Plasmaco'yu kurdu. İlk 21 inç renkli plazma ekran, 1992 yılında Fujitsu tarafından piyasaya sürüldü. Illinois Üniversitesi ve NHK tasarım bürosu ile ortaklaşa geliştirildi. piyasadaki plazma paneli – 42" aşamalı tarama 852x480 ekranlı Plazmavizyon. İlki Pioneer olmak üzere diğer üreticilere lisans satışı başladı. Daha sonra, plazma teknolojisini aktif olarak geliştirerek, Pioneer plazma alanında belki de herkesten daha fazla başarılı oldu ve bir dizi mükemmel plazma modeli yarattı.

Plazma panellerin ezici ticari başarısına rağmen, görüntü kalitesi, en hafif deyimiyle ilk başta iç karartıcıydı. Muhteşem paraya mal oldular, ancak TV'yi duvara asmayı mümkün kılan düz gövdeli CRT canavarlarından olumlu bir şekilde farklı olmaları ve ekran boyutları: 32'ye karşı çapraz olarak 42 inç (maksimum) nedeniyle seyirciyi hızla kazandılar. CRT TV'ler için). İlk plazma monitörlerinin ana kusuru neydi? Gerçek şu ki, resmin tüm parlaklığına rağmen, pürüzsüz renk ve parlaklık geçişleriyle hiç baş edemediler: ikincisi, hareketli görüntüde iki kat korkunç görünen yırtık kenarlı adımlara ayrıldı. Geriye sadece, sanki anlaşmaya varılmış gibi, medya tarafından yeni düz panel ekranları öven tek bir kelime bile yazılmayan bu etkinin neden ortaya çıktığını tahmin etmek kaldı. Bununla birlikte, beş yıl sonra, birkaç nesil plazma değiştirildiğinde, adımlar giderek daha az oluşmaya başladı ve diğer açılardan görüntü kalitesi hızla artmaya başladı. Ayrıca 42 inçlik panellerin yanı sıra 50" ve 61"lik paneller de karşımıza çıktı. Yavaş yavaş, çözünürlük de arttı ve 1024 x 720'ye geçiş aşamasında bir yerlerde, plazma ekranlar, dedikleri gibi, meyve suyunun kendisindeydi. Daha yakın zamanlarda, plazma yeni bir kalite eşiğini başarıyla geçerek ayrıcalıklı Full HD cihazlar çemberine girdi. Şu anda en popüler ekran boyutları çapraz olarak 42 ve 50 inç. Standart 61"e ek olarak artık 65" bir boyutun yanı sıra rekor kıran bir 103" var. Ancak, gerçek rekor ancak gelecek: Matsushita (Panasonic) kısa bir süre önce 150" bir panel duyurdu! Ancak bu, 103 inçlik modeller gibi (bu arada, ünlü Amerikan şirketi Runco, Panasonic panellerine dayalı olarak aynı boyutta plazmalar üretiyor), hem gerçek hem de daha gerçek anlamda (ağırlık, fiyat) dayanılmaz bir şey. .

Plazma panel teknolojisi.

Kompleks hakkında.

Ağırlıktan bir nedenle bahsedildi: plazma paneller, özellikle büyük modeller çok ağır. Bu, plazma panelinin metal kasa ve plastik mahfaza dışında çoğunlukla camdan yapılmış olmasının bir sonucudur. Burada cam gereklidir ve yeri doldurulamaz: zararlı ultraviyole radyasyonu durdurur. Aynı nedenle kimse plastikten flüoresan lamba yapmaz, sadece camdan.

Bir plazma ekranın tüm tasarımı, aralarında kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere üçlü alt piksellerden oluşan hücresel bir piksel yapısının bulunduğu iki cam levhadır. Hücreler sözde inert ile doldurulur. "asil" gazlar - neon, ksenon, argon karışımı. Gazın içinden geçen bir elektrik akımı parlamasına neden olur. Temelde bir plazma paneli, panelin dahili bilgisayarı tarafından kontrol edilen küçük flüoresan lambalardan oluşan bir matristir. Her piksel hücresi, elektrotları olan bir tür kapasitördür. Bir elektrik boşalması, gazları iyonize ederek onları plazmaya, yani elektronlardan, iyonlardan ve nötr parçacıklardan oluşan elektriksel olarak nötr, oldukça iyonize bir maddeye dönüştürür. Aslında her piksel kırmızı(R), yeşil(G) veya mavi(B) fosfor içeren üç alt piksele bölünmüştür: Yeşil: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+ Kırmızı: Y2O3:Eu3+ / Y0.65Gd0.35BO3 :Eu3 Mavi : BaMgAl10O17:Eu2+ Bu üç fosfor, yeşil için 510 ile 525 nm, kırmızı için 610 nm ve mavi için 450 nm dalga boyuna sahip ışık üretir. Aslında, dikey sıralar R, G ve B, ekran yapısını geleneksel bir TV'nin maskelenmiş kineskopuna çok benzer hale getiren yatay daralmalarla basitçe ayrı hücrelere ayrılır. İkincisi ile benzerlik, burada alt piksel hücrelerinin içini kaplayan aynı renkli fosforun kullanılması gerçeğinde de yatmaktadır. Sadece fosfor fosforun tutuşması, kineskopta olduğu gibi bir elektron ışını ile değil, ultraviyole radyasyon ile gerçekleştirilir. Çeşitli renk tonları oluşturmak için her bir alt pikselin parlaklığının yoğunluğu bağımsız olarak kontrol edilir. Kinescope TV'lerde bu, "plazma"da elektron akışının yoğunluğunu değiştirerek - 8 bit darbe kodu modülasyonu kullanılarak yapılır. Bu durumda toplam renk kombinasyonu sayısı 16.777.216 tona ulaşıyor.

Işık nasıl yapılır. Her bir plazma panelinin temeli gerçek plazmadır, yani iyonlardan (elektrik yüklü atomlar) ve elektronlardan (negatif yüklü parçacıklar) oluşan bir gazdır. Normal koşullar altında, gaz elektriksel olarak nötr, yani yükü olmayan parçacıklardan oluşur.

İçinden bir elektrik akımı geçirilerek gaza çok sayıda serbest elektron verilirse, durum kökten değişir. Serbest elektronlar atomlarla çarpışır ve giderek daha fazla elektronu "yok eder". Elektron olmayınca denge değişir, atom pozitif yük alır ve iyona dönüşür.

Ortaya çıkan plazmadan bir elektrik akımı geçtiğinde, negatif ve pozitif yüklü parçacıklar birbirine yönelir.

Tüm bu kaosun ortasında parçacıklar sürekli çarpışıyor. Çarpışmalar, plazmadaki gaz atomlarını "heyecanlandırır" ve ultraviyole spektrumunda fotonlar şeklinde enerji salmalarına neden olur.

Fotonlar fosfora çarptığında, ikincisinin parçacıkları heyecanlanır, kendi fotonlarını yayarlar, ancak zaten görünür olacaklar ve ışık ışınları şeklini alacaklar.

Cam duvarların arasında kırmızı, yeşil ve mavi ışıkta parlayan fosforla kaplı yüzbinlerce hücre var. Görünür cam yüzeyin altında - ekranın her yerinde - üstte bir dielektrik levha ve altta bir magnezyum oksit (MgO) tabakası ile yalıtılmış uzun, şeffaf ekran elektrotları vardır.

İşlemin kararlı ve kontrol edilebilir olması için, gazın kalınlığında yeterli sayıda serbest elektron artı iyon ve elektron akışlarının birbirine doğru hareket etmesini sağlayacak yeterince yüksek bir voltaj (yaklaşık 200 V) sağlanması gerekir.

İyonlaşmanın anında gerçekleşmesi için kontrol darbelerine ek olarak elektrotlarda artık yük vardır. Kontrol sinyalleri, bir adres ızgarası oluşturan yatay ve dikey iletkenler boyunca elektrotlara beslenir. Ayrıca, dikey (ekran) iletkenler, ön taraftan koruyucu camın iç yüzeyinde iletken yollardır. Şeffaftırlar (indiyum katkılı bir kalay oksit tabakası). Hücrelerin arka tarafında yatay (adres) metal iletkenler yer almaktadır.

Akım, ekran elektrotlarından (katotlar), ekran elektrotlarına göre 90 derecelik bir açıyla döndürülen anot plakalarına akar. Koruyucu tabaka, anot ile doğrudan teması önlemeye yarar.

Ekran elektrotlarının altında, içeriden renkli bir fosforla kaplanmış küçük kutular şeklinde yapılmış, daha önce bahsedilen RGB piksel hücreleri bulunur (her "renkli" kutu - kırmızı, yeşil veya mavi - alt piksel olarak adlandırılır). Hücrelerin altında, ekran elektrotlarına 90 derece açıyla düzenlenmiş ve karşılık gelen renkli alt piksellerden geçen adres elektrotlarından oluşan bir yapı vardır. Ardından, arka cam tarafından kapatılan, adreslenebilir elektrotlar için bir koruma seviyesi gelir.

Plazma ekran kapatılmadan önce, iki asal gazın, ksenon ve neonun bir karışımı, hücreler arasındaki boşluğa düşük basınç altında enjekte edilir. Belirli bir hücreyi iyonize etmek için, hücrenin üstünde ve altında birbirinin karşısında bulunan ekran ve adres elektrotları arasında bir voltaj farkı yaratılır.

Birkaç gerçek.

Aslında, gerçek plazma ekranların yapısı çok daha karmaşıktır ve sürecin fiziği hiç de o kadar basit değildir. Yukarıda açıklanan matris ızgarasına ek olarak, ek bir yatay iletken sağlayan ortak paralel başka bir çeşit daha vardır. Ek olarak, en ince metal izler, ikincisinin potansiyelini tüm uzunluk boyunca eşitlemek için çoğaltılır, bu oldukça önemlidir (1 m veya daha fazla). Elektrotların yüzeyi, bir yalıtım işlevi gören ve aynı zamanda pozitif gaz iyonları ile bombardıman edildiğinde ikincil emisyon sağlayan bir magnezyum oksit tabakası ile kaplanmıştır. Farklı piksel sıra geometrisi türleri de vardır: basit ve "waffle" (hücreler çift dikey duvarlar ve yatay köprülerle ayrılır). Şeffaf elektrotlar, farklı düzlemlerde olmalarına rağmen adres elektrotları ile iç içe geçtiklerinde çift T veya kıvrımlı şeklinde yapılabilir. Başlangıçta oldukça düşük olan plazma ekranların verimliliğini artırmayı amaçlayan başka birçok teknolojik hile var. Aynı amaçla, üreticiler hücrelerin gaz bileşimini değiştirirler, özellikle ksenon yüzdesini %2'den %10'a çıkarırlar. Bu arada iyonize haldeki gaz karışımı kendi kendine hafifçe parlar, bu nedenle fosfor spektrumunun bu parlama ile kirlenmesini ortadan kaldırmak için her hücreye minyatür ışık filtreleri takılır.

Sinyal yönetimi.

Son sorun piksel adreslemedir, çünkü gördüğümüz gibi, istenen tonu elde etmek için renk yoğunluğunu üç alt pikselin her biri için bağımsız olarak değiştirmeniz gerekir. 1280x768 piksel plazma panelde, altı milyon elektrot sağlayan yaklaşık üç milyon alt piksel vardır. Anladığınız gibi, alt piksellerin bağımsız kontrolü için altı milyon parça döşemek imkansızdır, bu nedenle izler çoklanmalıdır. Ön izler genellikle düz çizgilerle oluşturulur ve arka izler sütunlar halindedir. Bir iz matrisi kullanan plazma panelinin içine yerleştirilmiş elektronik aksam, panelde aydınlatılması gereken pikseli seçer. İşlem çok hızlıdır, bu nedenle kullanıcı hiçbir şey fark etmez - CRT monitörlerdeki ışın taramasına benzer. Piksel kontrolü, üç tür darbe kullanılarak gerçekleştirilir: başlatma, destekleme ve söndürme. Frekans yaklaşık 100 kHz'dir, ancak gaz kolonunda daha düzgün bir deşarj yoğunluğu sağlayacak olan radyo frekansları (40 MHz) ile kontrol darbelerinin ek modülasyonu için fikirler bilinmektedir.

Aslında, piksellerin lüminesansının kontrolü, ayrık darbe genişliği modülasyonunun doğasındadır: pikseller tam olarak destek darbesi sürdüğü sürece parlar. 8 bitlik kodlama ile süresi sırasıyla 128 ayrık değer alabilir, aynı sayıda parlaklık derecesi elde edilir. Pürüzlü gradyanların basamaklara bölünmesinin nedeni bu olabilir mi? Sonraki nesillerin plazması çözünürlüğü kademeli olarak artırdı: 10, 12, 14 bit. Full HD kategorisindeki en yeni Runco modelleri, 16 bit sinyal işleme kullanır (muhtemelen kodlama da yapar). Her iki durumda da, merdivenler gitti ve umarım artık görünmez.

Panelin kendisine ek olarak.

Kademeli olarak, yalnızca panelin kendisi değil, aynı zamanda sinyal işleme algoritmaları da geliştirildi: ölçekleme, aşamalı dönüştürme, hareket dengeleme, gürültü bastırma, renk sentezi optimizasyonu vb. ama kısmen kendilerine ait. Bu nedenle, neredeyse herkes DCDi Faroudja'nın ölçeklendirme ve uyarlanabilir aşamalı dönüştürme algoritmalarını kullanırken, bazıları orijinal geliştirmeler sipariş etti (örneğin, Runco'dan Vivix, Fujitsu'dan Gelişmiş Video Hareketi, Pioneer'den Dinamik HD Dönüştürücü, vb.). Kontrastı arttırmak için kontrol darbeleri ve voltajlarının yapısında ayarlamalar yapılmıştır. Parlaklığı artırmak için, fosforla kaplı yüzeyi artırmak ve bitişik piksellerin (Pioneer) aydınlatmasını azaltmak için hücrelerin şekline ek atlama telleri eklendi. "Akıllı" işleme algoritmalarının rolü giderek arttı: kare kare parlaklık optimizasyonu, dinamik kontrast sistemi ve gelişmiş renk sentezi teknolojileri tanıtıldı. Orijinal sinyalde düzeltmeler, yalnızca sinyalin kendi özelliklerine (geçerli sahnenin ne kadar karanlık veya aydınlık olduğu veya nesnelerin ne kadar hızlı hareket ettiği) bağlı olarak değil, aynı zamanda yerleşik kullanılarak izlenen ortam ışığı seviyesine göre de yapıldı. fotosensörde. Gelişmiş işleme algoritmalarının yardımıyla harika bir başarı elde edildi. Böylece Fujitsu, enterpolasyon algoritması ve buna karşılık gelen modülasyon sürecindeki iyileştirmeler aracılığıyla, karanlık parçalardaki renk tonlamalarının sayısını 1019'a çıkardı; bu, geleneksel yaklaşımla ekranın kendi kapasitesini çok aşar ve insan hassasiyetine karşılık gelir görsel aparat (Düşük Parlaklık Çoklu Derecelendirme İşleme teknolojisi). Aynı şirket, daha sonra Hitachi, Loewe ve diğerlerinin modellerinde kullanılan çift ve tek yatay kontrol elektrotlarının (ALIS) ayrı modülasyonu yöntemini geliştirdi. Plazma modelleri 1024 × 1024 gibi alışılmadık bir çözünürlüğe sahipti. tabi ki sanaldı ama etkisi oldukça etkileyiciydi.

Avantajlar ve dezavantajlar.

Plazma, tıpkı bir kineskop TV gibi, ışık valfleri kullanmayan, ancak zaten modüle edilmiş ışığı doğrudan fosfor üçlüleriyle yayan bir ekrandır. Bu, bir dereceye kadar, plazmayı çok tanıdık olan ve on yıllardır değerini kanıtlamış olan katot ışını tüplerine benzer hale getirir.

Plazma, belirgin şekilde daha geniş bir renk uzayı kapsamına sahiptir ve bu, lambanın ışık akısını filtrelerden ve ışık valflerinden geçirerek değil, "aktif" fosfor elementlerinden oluşan renk sentezinin özellikleriyle de açıklanır.

Ek olarak, plazma kaynağı yaklaşık 60.000 saattir.

Yani, plazma TV'ler:

Büyük ekran boyutu + kompaktlık + titreşimsiz öğe; - Yüksek çözünürlüklü görüntü; - Geometrik bozulma olmayan düz ekran; - Her yöne 160 derece görüş açısı; - Mekanizma manyetik alanlardan etkilenmez; - yüksek çözünürlük ve görüntünün parlaklığı; - Kullanılabilirlik bilgisayar girişleri; - Çerçeve formatı 16:9 ve aşamalı tarama modunun varlığı.

Hücrelerden geçen akım dalgalanmasının ritmine bağlı olarak, bağımsız olarak kontrol edilen her bir alt pikselin ışımasının yoğunluğu farklı olacaktır. Işığın yoğunluğunu artırarak veya azaltarak çeşitli renk tonları oluşturabilirsiniz. Plazma panelin bu çalışma prensibi sayesinde renk ve geometrik bozulmalar olmadan yüksek görüntü kalitesi elde etmek mümkündür. Zayıf taraf, nispeten düşük kontrast oranıdır. Bunun nedeni, hücrelere sürekli olarak düşük voltajlı akım sağlanması gerektiğidir. Aksi takdirde, piksellerin tepki süresi (ateşleme ve zayıflama) artacaktır ki bu kabul edilemez.

Şimdi dezavantajlar için.

Ön elektrot mümkün olduğu kadar şeffaf olmalıdır. Bu amaçla, akımı ilettiği ve şeffaf olduğu için indiyum kalay oksit kullanılır. Ne yazık ki, plazma paneller o kadar büyük ve oksit tabakası o kadar ince olabilir ki, yüksek akımlar aktığında, iletkenlerin direnci boyunca sinyalleri büyük ölçüde azaltacak ve bozacak bir voltaj düşüşü olacaktır. Bu nedenle, kromdan yapılmış ara bağlantı iletkenleri eklemek gerekir - akımı çok daha iyi iletir, ancak ne yazık ki opaktır. Plazmadan korkuyor ve çok hassas taşıma yapmıyor. Güç tüketimi çok önemlidir, ancak son nesillerde önemli ölçüde azaltılmış ve aynı zamanda gürültülü soğutma fanlarını ortadan kaldırmıştır.

Plazma Ekranlar (PDP)

Plazma paneller artık düz panel ekran pazarında LCD TV'lerle birlikte hüküm sürüyor ve neredeyse tamamen CRT ve projeksiyon TV'lerin yerini alıyor. Şaşılacak bir şey yok: birkaç santimetrelik kasa kalınlığıyla bu "canlı resimler" çok daha rahat ve iç mekana kolayca sığıyor. Ve LCD TV'ler şimdiye kadar hızlanırken, 15 yılda çok yol kat eden plazmalar zirveye ulaşmış görünüyor. Başka bir rakip düz panel ekran teknolojisi ufukta görünüyor - mantıksal olarak er ya da geç hem plazmayı hem de LCD'yi acımasızca gömecek olan OLED (organik ışık yayan diyot ekranlar). Bazen, görüntü kalitesinde inanılmaz bir atılım vaat eden başka bir ilerici teknoloji hakkında bilgi vardır - yüzey katotları. Bu yön, nanoteknoloji alanından kaynaklanır ve tünel geçişinin etkisini kullanır. LED'lerle her şey çok daha basit olsa da, geleceğin ona ait olması mümkündür: anlaşılır, gülünç derecede basit bir matris tasarımı, devasa bir kaynak. Elbette er ya da geç plazma sahneyi terk edecek, ancak bunun ne kadar yakında olacağını kimse bilmiyor. Bu nedenle plazma, yalnızca haber ve spor yayınlarını gözden geçirmek için "görev" TV rolü için değil, aynı zamanda ev tiyatrosu nispeten mütevazı ölçek.

Plazma Ekranların Tarihçesi

Bir plazma ekranın ilk prototipi 1964'te ortaya çıktı. Plato bilgisayar sistemi için CRT ekranına alternatif olarak Illinois Üniversitesi bilim adamları Bitzer ve Slottow tarafından tasarlandı. Bu ekran tek renkliydi, ek bellek ve karmaşık elektronik devreler gerektirmiyordu ve oldukça güvenilirdi. Amacı esas olarak harfleri ve sayıları belirtmekti. Bununla birlikte, bir bilgisayar monitörü olarak tam olarak anlayacak zamanı yoktu, çünkü 70'lerin sonlarında ortaya çıkan yarı iletken bellek sayesinde kineskop monitörlerin üretimi daha ucuzdu. Ancak plazma paneller, kasanın sığ derinliği ve büyük ekranı nedeniyle havaalanlarında, tren istasyonlarında ve borsalarda bilgi panoları olarak yaygınlaştı. Bilgi panelleri IBM tarafından alındı ​​ve 1987'de Bitzer'in eski bir öğrencisi olan Dr. Larry Weber, monokrom plazma ekranlar üretmeye başlayan Plasmaco'yu kurdu. İlk 21 inç renkli plazma ekran, 1992 yılında Fujitsu tarafından piyasaya sürüldü. Illinois Üniversitesi ve NHK tasarım bürosu ile ortaklaşa geliştirildi. piyasadaki plazma paneli – 42" aşamalı tarama 852 x 480 ekranlı Plazmavizyon. İlki Pioneer olmak üzere diğer üreticilere lisans satışı başladı. Daha sonra, plazma teknolojisini aktif olarak geliştirerek, Pioneer plazma alanında belki de herkesten daha fazla başarılı oldu ve bir dizi mükemmel plazma modeli yarattı.

Söylemeliyim ki, ilk tek renkli prototipler modern plazmaya bir şempanzeden modern bir insana ne kadar benziyorsa, o zaman ilk nesillerin renkli plazma panelleri Pithecanthropus seviyesinin üzerine çıkmadı. Plazma panellerin ezici ticari başarısına rağmen, görüntü kalitesi, en hafif deyimiyle ilk başta iç karartıcıydı. Muhteşem paraya mal oldular, ancak TV'yi duvara asmayı mümkün kılan düz gövdeli CRT canavarlarından olumlu bir şekilde farklı olmaları ve ekran boyutları: 32'ye karşı çapraz olarak 42 inç (maksimum) nedeniyle seyirciyi hızla kazandılar. CRT TV'ler için). İlk plazma monitörlerinin ana kusuru neydi? Gerçek şu ki, resmin tüm parlaklığına rağmen, pürüzsüz renk ve parlaklık geçişleriyle hiç baş edemediler: ikincisi, hareketli görüntüde iki kat korkunç görünen yırtık kenarlı adımlara ayrıldı. Geriye sadece, sanki anlaşmaya varılmış gibi, medya tarafından yeni düz panel ekranları öven tek bir kelime bile yazılmayan bu etkinin neden ortaya çıktığını tahmin etmek kaldı. Bununla birlikte, beş yıl sonra, birkaç nesil plazma değiştirildiğinde, adımlar giderek daha az oluşmaya başladı ve diğer açılardan görüntü kalitesi hızla artmaya başladı. Ayrıca 42 inçlik panellerin yanı sıra 50" ve 61"lik paneller de karşımıza çıktı. Yavaş yavaş, çözünürlük de arttı ve 1024 x 720'ye geçiş aşamasında bir yerlerde, plazma ekranlar, dedikleri gibi, meyve suyunun kendisindeydi. Daha yakın zamanlarda, plazma yeni bir kalite eşiğini başarıyla geçerek ayrıcalıklı Full HD cihazlar çemberine girdi. Şu anda en popüler ekran boyutları çapraz olarak 42 ve 50 inç. Standart 61"e ek olarak artık 65" bir boyutun yanı sıra rekor kıran bir 103" var. Ancak, gerçek rekor ancak gelecek: Matsushita (Panasonic) kısa bir süre önce 150" bir panel duyurdu! Ancak bu, 103 inçlik modeller gibi (bu arada, ünlü Amerikan şirketi Runco, Panasonic panellerine dayalı olarak aynı boyutta plazmalar üretiyor), hem gerçek hem de daha gerçek anlamda (ağırlık, fiyat) dayanılmaz bir şey. .

plazma teknolojisi

Ağırlıktan bir nedenle bahsedildi: plazma paneller, özellikle büyük modeller çok ağır. Bu, plazma panelinin metal kasa ve plastik mahfaza dışında çoğunlukla camdan yapılmış olmasının bir sonucudur. Burada cam gereklidir ve yeri doldurulamaz: zararlı ultraviyole radyasyonu durdurur. Aynı nedenle kimse plastikten flüoresan lamba yapmaz, sadece camdan. Ve bir plazma paneli aslında büyük bir flüoresan lambadır, yalnızca dikdörtgen bir gözleme şeklinde yuvarlanır ve birçok hücreye bölünür.

Bir plazma ekranın tüm tasarımı, aralarında kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere üçlü alt piksellerden oluşan hücresel bir piksel yapısının bulunduğu iki cam levhadır. Aslında, dikey sıralar R, G ve B, ekran yapısını geleneksel bir TV'nin maskelenmiş kineskopuna çok benzer hale getiren yatay daralmalarla basitçe ayrı hücrelere ayrılır. İkincisi ile benzerlik, burada alt piksel hücrelerinin içini kaplayan aynı renkli fosforun kullanılması gerçeğinde de yatmaktadır. Yalnızca fosfor fosforun tutuşması, bir kineskopta olduğu gibi bir elektron ışını tarafından değil, ultraviyole radyasyonla gerçekleştirilir ("camın ardındaki yaşam" için sadece kaçınılmazdır). zararlı etkiler insan vücudunda).

Ultraviyole nereden geliyor? Hücreler inert bir gazla doldurulur - bir neon ve ksenon karışımı (ikincisi karışımın yalnızca yüzde birkaçını oluşturur), bazı plazma üreticileri ayrıca helyum ekler. Bir gaz, atomları bir elektron kaybederek pozitif iyonlara dönüştüğünde, nispeten kolay bir şekilde plazma durumuna geçme eğilimindedir. Bu durumda madde daha yüksek bir enerji düzeyine geçer. Serbest elektronlar periyodik olarak nötr atomlarla çarpışır, onlardan bir elektron koparır ve onları pozitif iyonlara dönüştürür. Ve diğer kısmı, iyonlara çarparak, onları aynı zamanda ultraviyole fotonlar şeklinde enerji yayan nötr atomlara geri döndürür. İkincisi, görünür spektrumda parlamaya başlayan fosfor fosfor üzerinde hareket eder. İşlemin kararlı ve kontrol edilebilir olması için, gazın kalınlığında yeterli sayıda serbest elektron artı iyon ve elektron akışlarının birbirine doğru hareket etmesini sağlayacak yeterince yüksek bir voltaj (yaklaşık 200 V) sağlanması gerekir. Aynı prensipte çalışan bir flüoresan lambada bu nasıl yapılır? Başlama anında tüpün uçlarındaki tungsten spiraller ısınır ve elektron yaymaya başlar (termiyonik emisyon). Ve aynı zamanda bu spiraller arasına yüksek bir voltaj uygulanır, bir iyon-elektron akımı akmaya başlayarak gazın plazma haline geçmesine, ultraviyole radyasyona ve iç yüzeyinde biriken fosforun parlamasına neden olur. cam tüp. Sadece buradaki fosfor beyaz bir parıltıdır. Plazma ekranda spiral yoktur, ancak elektrotlar birbirine çok daha yakındır ve gazı iyonize etmek için yeterince yüksek voltajlı bir elektrik darbesi yeterlidir. İyonlaşmanın anında gerçekleşmesi için kontrol darbelerine ek olarak elektrotlarda artık yük vardır. Kontrol sinyalleri, bir adres ızgarası oluşturan yatay ve dikey iletkenler boyunca elektrotlara beslenir. Ayrıca, dikey (ekran) iletkenler, ön taraftan koruyucu camın iç yüzeyinde iletken yollardır. Şeffaftırlar (indiyum katkılı bir kalay oksit tabakası). Hücrelerin arka tarafında yatay (adres) metal iletkenler yer almaktadır.

Aslında, gerçek plazma ekranların yapısı çok daha karmaşıktır ve sürecin fiziği hiç de o kadar basit değildir. Yukarıda açıklanan matris ızgarasına ek olarak, ek bir yatay iletken sağlayan ortak paralel başka bir çeşit daha vardır. Ek olarak, en ince metal izler, şeffafın potansiyelini tüm uzunluk boyunca eşitlemek için şeffafa paralel olarak çoğaltılır, bu oldukça önemlidir (1 m veya daha fazla). Elektrotların yüzeyi, bir yalıtım işlevi gören ve aynı zamanda pozitif gaz iyonları ile bombardıman edildiğinde ikincil emisyon sağlayan bir magnezyum oksit tabakası ile kaplanmıştır. Farklı piksel sıra geometrisi türleri de vardır: basit ve "waffle" (hücreler çift dikey duvarlar ve yatay köprülerle ayrılır). Şeffaf elektrotlar, farklı düzlemlerde olmalarına rağmen adres elektrotları ile iç içe geçtiklerinde çift T veya kıvrımlı şeklinde yapılabilir. Başlangıçta oldukça düşük olan plazma ekranların verimliliğini artırmayı amaçlayan başka birçok teknolojik hile var. Aynı amaçla, üreticiler hücrelerin gaz bileşimini değiştirirler, özellikle ksenon yüzdesini %2'den %10'a çıkarırlar. Bu arada iyonize haldeki gaz karışımı kendi kendine hafifçe parlar, bu nedenle fosfor spektrumunun bu parlama ile kirlenmesini ortadan kaldırmak için her hücreye minyatür ışık filtreleri takılır.

Piksel kontrolü, üç tür darbe kullanılarak gerçekleştirilir: başlatma, destekleme ve söndürme. Frekans yaklaşık 100 kHz'dir, ancak gaz kolonunda daha düzgün bir deşarj yoğunluğu sağlayacak olan radyo frekansları (40 MHz) ile kontrol darbelerinin ek modülasyonu için fikirler bilinmektedir. Aslında, piksellerin lüminesansının kontrolü, ayrık darbe genişliği modülasyonunun doğasındadır: pikseller tam olarak destek darbesi sürdüğü sürece parlar. 8 bitlik kodlama ile süresi sırasıyla 128 ayrık değer alabilir, aynı sayıda parlaklık derecesi elde edilir. Pürüzlü gradyanların basamaklara bölünmesinin nedeni bu olabilir mi? Sonraki nesillerin plazması çözünürlüğü kademeli olarak artırdı: 10, 12, 14 bit. Full HD kategorisindeki en yeni Runco modelleri, 16 bit sinyal işleme kullanır (muhtemelen kodlama da yapar). Her iki durumda da, merdivenler gitti ve umarım artık görünmez.

Kademeli olarak, yalnızca panelin kendisi değil, aynı zamanda sinyal işleme algoritmaları da geliştirildi: ölçekleme, aşamalı dönüştürme, hareket dengeleme, gürültü bastırma, renk sentezi optimizasyonu vb. ama kısmen kendilerine ait. Bu nedenle, neredeyse herkes DCDi Faroudja'nın ölçeklendirme ve uyarlanabilir aşamalı dönüştürme algoritmalarını kullanırken, bazıları orijinal geliştirmeler sipariş etti (örneğin, Runco'dan Vivix, Fujitsu'dan Gelişmiş Video Hareketi, Pioneer'den Dinamik HD Dönüştürücü, vb.). Kontrastı arttırmak için kontrol darbeleri ve voltajlarının yapısında ayarlamalar yapılmıştır. Parlaklığı artırmak için, fosforla kaplı yüzeyi artırmak ve bitişik piksellerin (Pioneer) aydınlatmasını azaltmak için hücrelerin şekline ek atlama telleri eklendi. "Akıllı" işleme algoritmalarının rolü giderek arttı: kare kare parlaklık optimizasyonu, dinamik kontrast sistemi ve gelişmiş renk sentezi teknolojileri tanıtıldı. Orijinal sinyalde düzeltmeler, yalnızca sinyalin kendi özelliklerine (geçerli sahnenin ne kadar karanlık veya aydınlık olduğu veya nesnelerin ne kadar hızlı hareket ettiği) bağlı olarak değil, aynı zamanda yerleşik kullanılarak izlenen ortam ışığı seviyesine göre de yapıldı. fotosensörde. Gelişmiş işleme algoritmalarının yardımıyla harika bir başarı elde edildi. Böylece Fujitsu, enterpolasyon algoritması ve buna karşılık gelen modülasyon sürecindeki iyileştirmeler aracılığıyla, karanlık parçalardaki renk tonlamalarının sayısını 1019'a çıkardı; bu, geleneksel yaklaşımla ekranın kendi kapasitesini çok aşar ve insan hassasiyetine karşılık gelir görsel aparat (Düşük Parlaklık Çoklu Derecelendirme İşleme teknolojisi). Aynı şirket, daha sonra Hitachi, Loewe ve diğer plazma modellerinin modellerinde kullanılan çift ve tek yatay kontrol elektrotlarının (ALIS) ayrı modülasyonu yöntemini geliştirdi, 1024 × 1024 gibi alışılmadık bir çözünürlük ortaya çıktı. tabii ki sanaldı ama etkisi çok etkileyiciydi.

Plazmanın avantajları ve dezavantajları

Paradoks şu ki, plazma fiyatları çok, çok vasat görüntü kalitesiyle gerçekten korkutucuyken, rakipleri yoktu (hantallıkları nedeniyle projeksiyonlu TV'ler değerli bir alternatifi temsil etmiyordu). O zaman mantıksal olarak acilen LCD teknolojisini geliştirmek gerekliydi. Ama ya şanslı ya da tam tersine, her şey düşünülmüş, bu rakip, plazma sağlam bir şekilde ayağa kalktığında ortaya çıktı. Dahası, bir zamanlar plazma ile aynı ham ve inandırıcı olmayan biçimde ortaya çıktı. Bildiğiniz gibi ilk gözleme topaklı ve görünüşe göre ekran da. Bugün, aşağı yukarı eşit düzeyde rekabet hakkında konuşabiliriz, ancak daha önce başlamış olan plazma, plazmaya benzer bir statü elde etmek için hala geliştirilecek alanı olan LCD'lerden çok daha fazlasını yapmayı başardı.

Plazmanın LCD'ye göre avantajları ve dezavantajları nelerdir? Kuşkusuz ki kimse bunu inkar edemez, plazma ekranların görüntü kalitesi çok daha iyidir. Daha derin siyahlar, karanlık sahnelerde daha yüksek çözünürlük ve LCD ekranda her şey hızla zifiri karanlığa kayar (daha doğrusu koyu gri bir kütle, çünkü artık ışık burada oldukça önemlidir). Durum beyazla daha iyi değil: görüntünün en parlak parçaları genellikle tek tip bir nokta durumuna beyazlatılır. Plazma için tüm bunlar uzak geçmişin talihsiz detayları.

Görüş açısı

Biri zayıflıklar sıvı kristaller, bildiğiniz gibi, geleneksel olarak sınırlı bir görüş açısı olmuştur. Polarize ışık, ekran kaplamasındaki saçılma dışında, öncelikle ekran yüzeyine dik açılarda yayılır. Doğru, son zamanlarda bu dezavantaj büyük ölçüde aşıldı, ancak plazma ile karşılaştırıldığında hala fark ediliyor. Plazma, tıpkı bir kineskop TV gibi, ışık valfleri kullanmayan, ancak zaten modüle edilmiş ışığı doğrudan fosfor üçlüleriyle yayan bir ekrandır. Bu, bir dereceye kadar, plazmayı çok tanıdık olan ve on yıllardır değerini kanıtlamış olan katot ışını tüplerine benzer hale getirir.

Renksel geriverim

Plazma, belirgin şekilde daha geniş bir renk uzayı kapsamına sahiptir ve bu, lambanın ışık akısını filtrelerden ve ışık valflerinden geçirerek değil, "aktif" fosfor elementlerinden oluşan renk sentezinin özellikleriyle de açıklanır. Renk ve ton çözünürlüğünün saflığı, koşulsuz olarak plazma ekranların lideridir: LCD ekranlar, özellikle film karakterlerinin yüzlerinde ve arka plan, plazma mükemmel alan derinliği ve resmin üç boyutluluğunu gösterirken, genellikle kelimenin tam anlamıyla bir tür şekilsiz kütleye yıkanır.

Plazma matrisleri, yalnızca fosfor fosforun sonradan parlaması nedeniyle, şüphesiz belirli bir eylemsizliğe sahiptir, ancak bu eylemsizlik, sıvı kristallerin yavaşlığı ile karşılaştırılamaz. Plazma ekrandaki görüntü her zaman daha enerjik, canlı ve net hatlara sahip.

plazma kaynağı

Bir plazma ekranın büyük kaynağının (60.000 saat) likit kristaller tarafından aşılması ve hatta tekrarlanması pek olası değildir. Dahası, ölü piksellerle ilgili "korku hikayeleri" (ilk başta Fujitsu bir standart bile getirdi - 42 inçlik bir ekranda 16 ölü pikselin kabul edilebilir olduğu görülüyor) yanlış bir alarm olduğu ortaya çıktı: henüz bir alarm olmadı. çalışma sırasında sayılarını artırma eğilimi. Ve üretim teknolojilerinin gelişmesi, bu doğuştan gelen kusurdan tamamen kurtulmayı mümkün kıldı.

Ekran boyutları

Son olarak, plazma, ekran boyutu açısından LCD'lere kıyasla hala liderdir ve LCD'ler için maksimum boyutu 50 inç olarak alırsak, bu tür bir plazmanın maliyeti daha düşüktür. Elbette önümüzdeki bir iki yıl içinde burada her şey değişebilir ama şimdilik işler bu şekilde.

Şimdi dezavantajlar için. Ne yazık ki, en büyük plazma ekranlar o kadar ağırdır ki, sağlam betondan yapılmadıkça duvara asmak her zaman mümkün değildir. Plazmadan korkuyor ve çok hassas taşıma değil: sonuçta cam. Güç tüketimi çok önemlidir, ancak son nesillerde önemli ölçüde azaltılmış ve aynı zamanda gürültülü soğutma fanlarını ortadan kaldırmıştır.

Piksel yanması

Plazmanın önemli bir dezavantajı, statik bir görüntünün uzun süre oynatılması sırasında düzensiz piksel yanmasıdır ve daha sonra sahne değiştiğinde konturları görünür. Ekranların yanma nedeniyle bozulmasını önlemek için çeşitli yöntemler kullanılır: ekran koruyucular (bilgisayar monitörlerinde olduğu gibi), statik bir sinyal veya yokluğunda bir süre sonra otomatik kapanma ve ekran boyunca yumuşak görüntü hareketleri.

parlama

Ancak, belki de, plazma ekranların ana dezavantajı parlamadır. Cam camdır. Evet, plazma pratik olarak ortam ışığına karşı duyarsızdır, ekrandaki renkler parlak kalır ve görüntü netliğini kaybetmez ancak bu görüntü, izleyicinin kendisi dahil arkasındaki her şeyin yansımasıyla üst üste bindirilir. Ve oraya bir pencereden veya yanan bir zemin lambasından bir yansıma gelirse, o zaman bu yaşayan bir cehennemdir. Herhangi bir videonun ana karakterleri haline gelen bu öğelerdir! Prensip olarak, plazmanın önünde durup ona en parlak sahneleri göstererek tıraş bile olabilirsiniz. Ve tüm bunlar, üreticiler tarafından yeni ve giderek daha fazla geliştirilmiş yansıma önleyici kaplamaların duyurulmasına rağmen. Burada bir LCD TV ekranının yüzeyi istemeden akla geliyor: kadifemsi mat, pratik olarak hiçbir şeyi yansıtmaz... Ama açık bir pencerenin yansımasıyla bile bir plazmadaki kadar netlik ve netlik nerede? Plazma ve LCD olmak üzere iki ekranı yan yana koyarsanız, ikinci ekrandaki görüntü hafif bir pus içinde görünecektir.

Tek kelimeyle, kötü olmadan iyi olmaz. Teselli, bu cümlenin kelimelerin ters sıralamasında doğru olmasıdır.

Çerçeve

göstergeler

Göstergeler çoğunlukla bilgisayarlara kurulur ve çevre birimleri. Bunlar çeşitli LED'ler, küçük ekranlar veya başka cihazlardan ödünç alınmıştır. Bir göstergenin basit bir örneği, bir sabit sürücüye giden bir tel üzerine yerleştirilmiş bir ampermetre olacaktır. Bellekle çalışırken ok hareket edecektir. Ancak gösterge, dekoratif ve bilgilendirici bir işleve ek olarak taşıyabilir - sistem biriminin içindeki bir sıcaklık sensörü, bilgisayarın aşırı ısınıp ısınmadığını size söyleyecektir. En karmaşık gösterge sistemleri bir mikrodenetleyici üzerine monte edilir ve bazen renkli olmak üzere metin ve hatta grafik gösterebilen bir ekran içerir. Bu tür devreleri tasarlamak oldukça zordur. Dijital teknoloji ve mikrodenetleyiciler hakkındaki ders kitapları bu zor görevde yardımcı olacaktır.

Bazen, yaratıcı bir fikri gerçekleştirmek için, bir modcu, mevcut bir vakayı elden geçirmek yerine, daha güzel bir tane satın almaya ve hatta yeni bir tane yapmaya (bazen mevcut bir vakanın ayrıntılarını kullanarak) karar verir. Çoğu zaman, özellikle modlama için özel olarak tasarlanmış minyatür anakartlar (örneğin, Mini-ITX) kullanılırken, bilgisayar, örneğin bir elektrikli süpürge gibi başka bir teknik cihazdan bir kasaya monte edilir (böyle bir mod gerçekten mevcuttur). İlginç bir çözüm, tamamen şeffaf bir kasa kullanmaktır. Hazır bir şeffaf kılıf pahalı olduğundan (yaklaşık 150 $), genellikle sıfırdan bağımsız olarak yapılır. Kasanın imalatında metalin tesadüfen kullanılmadığı unutulmamalıdır. Bilgisayar çok fazla radyo paraziti üretir ve metal kasa bunu emer. Şeffaf kasa bilgisayarın yakınındaki radyoların, TV'lerin ve yüksek kaliteli ses ekipmanlarının performansını düşürebilir, bu nedenle kasayı korumaya hazır olun. Aynısı ahşap kasalar için de geçerlidir. Bazı ülkelerde (Rusya hariç) metal olmayan muhafazalar yasaktır.

monitörler

Katot ışın tüpü monitörlerinin çağı, kaçınılmaz olarak geçmişte kaldı. İnanılmaz bir şekilde, yalnızca altı ay içinde, geleneksel monitörlerin en son modelleriyle ilgili çok sayfalı dergi incelemeleri yerini, başta likit kristal ekranlar ve şimdi de plazma ekranlar olmak üzere düz panel ekranların özelliklerinin ayrıntılı açıklamalarına bıraktı. Evet, teknoloji yerinde durmuyor ve şimdi maddenin en yüksek enerji hali olan plazma, ışık hızında bilgi alışverişinin, inanılmaz verimliliğin ve göz kamaştırıcı yeniliğin gerekli olduğu yerlerde çalışıyor. Bununla birlikte, herhangi bir buluşun ticari döngüsü sonsuz değildir ve şimdi LCD panellerin seri üretimini başlatan üreticiler, yeni nesil bilgi görüntüleme teknolojilerini hazırlamaktadır. Likit kristal cihazların yerini alacak cihazlar açık Farklı aşamalar gelişim. LEP (Işık Yayan Polimer) gibi bazıları bilimsel laboratuvarlardan yeni ortaya çıkarken, plazma teknolojisine dayalı olanlar gibi diğerleri zaten tamamlandı. ticari Ürünler. Plazma etkisi uzun zamandır bilim tarafından bilinmesine rağmen (1966'da Illinois Üniversitesi laboratuvarlarında keşfedildi), plazma paneller Japonya'da ancak 1997'de ortaya çıktı. Neden oldu? Bunun nedeni, bu tür ekranların yüksek maliyeti ve somut "oburlukları" - güç tüketimidir. Plazma ekranların üretim teknolojisi, likit kristal ekranlardan biraz daha basit olsa da, henüz ticarileştirilmemiş olması, bu henüz egzotik ürün için yüksek fiyatların korunmasına yardımcı oluyor. Eşsiz görüntü kalitesi ve benzersiz tasarım özellikleri, plazma tabelaları özellikle hükümet, kurumsal, sağlık, eğitim ve eğlence sektörleri için cazip hale getirir.

Görüntü oluşturma yöntemine göre monitörler iki gruba ayrılabilir:

• LCD ekranlar
• Plazma ekranlar
• Katot ışını tüplü (CRT)

Plazma görüntüler.

1968 gibi erken bir tarihte başlayan plazma ekranlarının gelişimi, 1966'da Illinois Üniversitesi'nde keşfedilen plazma etkisinin kullanımına dayanıyordu.
Şimdi monitörün çalışma prensibi plazma teknolojisine dayanmaktadır: elektriğin etkisi altında inert bir gazın parlamasının etkisi kullanılır (neon lambaların çalışmasıyla hemen hemen aynı). Plazma cihazlarda (LCD'lerde olduğu gibi) elektron ışını diye bir şey olmadığından ve aynı zamanda ekranın yanında yer alan dinamik ses yayıcıları oluşturan güçlü mıknatısların görüntüyü hiçbir şekilde etkilemediğini unutmayın. CRT'nin titreşimden etkilenen tüm elemanları.

Bir plazma ekranda görüntü oluşumu, soy gazların (ksenon ve neon) karışımıyla dolu iki cam plaka arasındaki yaklaşık 0,1 mm genişliğindeki bir boşlukta gerçekleşir. En ince şeffaf iletkenler veya elektrotlar ön tarafa, şeffaf plakaya ve karşılıklı iletkenler arkaya uygulanır. Elektrotlara uygulama elektrik voltajı, istenen görüntüyü oluşturan ışık emisyonu ile birlikte istenen hücredeki gazın parçalanmasına neden olmak mümkündür. Esas olarak neonla doldurulmuş ilk paneller tek renkliydi ve karakteristik bir turuncu renge sahipti. Renkli bir görüntü oluşturma sorunu, birincil renklerin (kırmızı, yeşil ve mavi) komşu hücrelerin üçlü fosforları uygulanarak ve deşarj sırasında fosforları uyaran ve zaten görünür bir renk oluşturan görünmez bir ultraviyole yayan bir gaz karışımı seçilerek çözüldü. görüntü (her piksel için üç hücre).

Bununla birlikte, doğru akım deşarjlı panellerdeki geleneksel plazma ekranlar, bu tip deşarj hücresinde meydana gelen işlemlerin fiziğinden kaynaklanan bir takım dezavantajlara da sahiptir.

Gerçek şu ki, DC panelinin görece basitliği ve üretilebilirliği ile zayıf nokta, yoğun erozyona maruz kalan deşarj aralığının elektrotlarıdır. Bu, cihazın hizmet ömrünü önemli ölçüde sınırlar ve deşarj akımını sınırlayarak yüksek görüntü parlaklığına ulaşılmasına izin vermez. Sonuç olarak, tipik durumda on altı tonla sınırlı olan yeterli sayıda renk tonu ve tam teşekküllü bir televizyon veya bilgisayar görüntüsünü göstermeye uygun performans elde etmek mümkün değildir. Bu nedenle, alfanümerik ve grafiksel bilgileri görüntülemek için skorbord olarak plazma ekranlar yaygın olarak kullanıldı.

Sorun, deşarj elektrotlarına bir dielektrik koruyucu kaplama uygulanarak fiziksel düzeyde temel olarak çözülebilir. Bununla birlikte, görünüşte basit bir çözüm, tüm cihazın çalışma prensibini kökten değiştirir. Uygulanan dielektrik sadece elektrotları korumakla kalmaz, aynı zamanda deşarj akımının akmasını da engeller. Aslında, bir dielektrik ile kaplanmış bir elektrot sistemi, içinden akımın yeniden şarj etme anlarında yüzlerce nanosaniyelik bir süre ve onlarca amperlik bir genlikle aktığı karmaşık bir kapasitör oluşturur. Bu durumda, kontrol algoritması daha karmaşık ve oldukça yüksek frekanslı hale gelir. Karmaşık şekle sahip darbelerin tekrarlama frekansı iki yüz kilohertz'e ulaşabilir. Tüm bunlar, kontrol sisteminin devresini büyük ölçüde karmaşıklaştırır, ancak ekranın parlaklığında ve dayanıklılığında bir büyüklük sırasına göre daha fazla artışa izin verir ve standart kare hızlarında tam renkli bir televizyon ve bilgisayar görüntüsünün görüntülenmesini mümkün kılar.

Bir bilgisayar için monitör olarak kullanılan modern plazma ekranlarda (ve tasarım dizgi değildir), sözde teknoloji kullanılır - plazma görüşü - bu, renkleri ileten üç alt pikselden oluşan bir hücre kümesidir, başka bir deyişle piksellerdir - kırmızı, yeşil ve mavi.

Plazma halindeki gaz, bir renk (kırmızı, yeşil veya mavi) üretmek üzere her alt pikseldeki fosforla reaksiyona girmek için kullanılır. Plazma (gaz deşarjlı) ekrandaki bir piksel, geleneksel bir flüoresan lambaya benzer - elektrik yüklü bir gazın ultraviyole radyasyonu fosfora çarpar ve onu uyararak görünür bir parlamaya neden olur. Bazı tasarımlarda fosfor hücrenin ön yüzeyine, bazılarında - arkaya uygulanır ve ön yüzey şeffaf hale getirilir. Her bir alt piksel ayrı ayrı elektronik olarak kontrol edilir ve 16 milyondan fazla farklı renk üretir. İÇİNDE modern modeller kırmızı, mavi veya yeşilin her bir noktası 256 parlaklık seviyesinden birinde parlayabilir; Bilgisayar jargonunda bu renk derinliği “Gerçek Renk” olarak adlandırılır ve fotoğraf kalitesinde bir görüntünün iletilmesi için oldukça yeterli kabul edilir. Aynı miktar geleneksel CRT'ler tarafından verilir. En son geliştirmenin ekran parlaklığı, 400:1 kontrast oranıyla metrekare başına 320 cD'dir. Profesyonel bir bilgisayar monitörü 350 kD ve bir TV seti - 150 ... 200: 1 kontrast oranıyla metrekare başına 200 ila 270 kD verir.

Bu diyagram, plazma teknolojisine genel bir bakış sunar. Grafik bileşenleri:

1. Elektrik deşarj aşaması
2. Yayıcı uyarma aşaması

1. dış cam tabakası
2. dielektrik katman
3. Koruma Katmanı
4. Ekran (alma) elektrodu
5. Boşaltma yüzeyi
6. Ultraviyole ışınlar
7. görülebilir ışık
8. bariyer bariyeri
9. Floresan (ışıma)
10. Elektrot Adresleri (köklendirme)
11. dielektrik katman
12. İç cam tabakası

Plazma monitör teknolojisini aşağıdaki şema şeklinde göstermek uygundur:

Ekran aşağıdaki işlevlere ve özelliklere sahiptir:

• Hem yatay hem de dikey olarak geniş görüş açısı (160 derece veya daha fazla).
• Çok hızlı tepki süresi (satır başına 4 µs).
• Yüksek renk saflığı (üç CRT ana renginin saflığına eşdeğer).
• Geniş formatlı panellerin üretim kolaylığı (ince film işlemiyle elde edilemez).
• Küçük kalınlık - gaz tahliye paneli yaklaşık bir santimetre veya daha az kalındır ve kontrol elektroniği birkaç santimetre daha ekler;
• Görüntüde geometrik bozulma yok.
• Geniş sıcaklık aralığı.
• Mekanik dayanım.

Direnç ve fosfor olmak üzere iki yeni teknolojik yapının devreye alınması, ekranın parlaklığının ve kullanım ömrünün pratik uygulamalar için gerekli seviyede elde edilmesini mümkün kıldı. Yeni fotolitografik teknoloji ve stanblasting yöntemi, 40 inçlik bir plazma panelinin yüksek hassasiyetle üretilmesini mümkün kıldı.

Ana avantajlar.

Son zamanlarda, çeşitli kontrol odaları için bilgi görüntüleme sistemleri oluşturulurken, gaz-plazma ekranlar (plazma paneller) kullanılmaktadır.Plazma ekranlar (PDP'ler), bilgi görüntüleme sistemleri alanındaki en son gelişmelerden biridir (ilk PDP'ler ortaya çıktı) 1997'de Japonya). Böylece, görüntü kalitesi açısından, plazma paneller, zamanımızda standart olarak kabul edilen iyi kineskopları bile geride bırakıyor. Plazma panellerin katot ışınlı tüplerin aksine kesinlikle sağlığa zararsız olması çok önemlidir.

Şunlar gibi net avantajlar nedeniyle mevcut CRT monitörlerini değiştirdikleri açıktır:

• Yeterince büyük ekran boyutlarıyla (40 - 50 inç) kompaktlık (derinlik 10 - 15 cm'yi geçmez) ve hafiflik.
• İnce - HID paneli, kontrol elektroniği birkaç santimetre daha ekleyerek yaklaşık bir santimetre veya daha az kalındır.
• Yüksek yenileme hızı (bir LCD panelden yaklaşık beş kat daha iyi).
• hareket halindeyken oluşan titreme ve bulanıklık eksikliği dijital işleme. çünkü bir CRT'de olduğu gibi dönüş darbesi sırasında ekranda kararma olmaz.
• Geometrik bozulma olmadan yüksek parlaklık, kontrast ve netlik.
• Elektron ışınlarının yakınsaması ve odaklanma sorunlarının olmaması, tüm düz panel ekranların doğasında vardır.
• Ekranda eşit olmayan parlaklık yok.
• Görüntü için ekran alanının %100 kullanımı.
• 160° veya daha fazla geniş görüş açısı.
• Yüksek voltaj kullanılmadığı için X ışınları ve diğer sağlığa zararlı radyasyonlar kullanılmamaktadır.
• Manyetik alanlara karşı bağışıklık.
• CRT monitörler gibi titreşimden etkilenmez.
• Görüntü hizalamasına gerek yok.
• mekanik dayanım.
• Geniş sıcaklık aralığı.
• Kısa yanıt süresi (bir pikselin parlaklığını değiştirmek için sinyal gönderme ile gerçek değişiklik arasındaki süre), bunların video ve TV sinyallerini görüntülemek için kullanılmasını mümkün kılar.
• Daha yüksek güvenilirlik.

Plazma ekran bir video kamera ile çekilebilir ve farklı bir bilgi görüntüleme ilkesi kullanıldığından resim titremez

Tüm bunlar, plazma ekranların kullanımını çok çekici kılıyor. Dezavantajlar, mevcut çoğu plazma monitörün 640x480 pikseli aşmayan sınırlı çözünürlüğünü içerir. Bunun istisnası, Pioneer PDP-V501MX ve 502MX modelleridir. 1280x768 piksel gerçek çözünürlük sağlayan, bu ekran bugün için çapraz olarak 50 inçlik (110x62 cm) maksimum ekran boyutuna ve iyi bir parlaklık göstergesine (350 Nit) sahiptir. yeni teknoloji hücre oluşumu ve geliştirilmiş kontrast. Sonuç olarak, bu cihaz şunları sağlar:

• Bilgisayar bilgilerini gerçek XGA çözünürlüğünde (1024x768) görüntüleyin.
• 5 metreye kadar mesafeden video bilgilerinin rahat bir şekilde izlenmesini sağlayın.
• 150 - 200 Lüks ekrana yakın bir ortam ışığı seviyesinde yaklaşık 20'lik bir görüntü kontrastı sağlayın.

Dolayısıyla bizim açımızdan bu tür ekranlar zaten profesyonel kullanıma uygundur. Bununla birlikte, teknolojideki önemli farklılıklara rağmen, plazma ekranların, CRT'lerin aksine elektronlar tarafından değil, bir gaz deşarjından gelen ultraviyole radyasyon tarafından uyarılan ve aynı zamanda tabi olan katot ışını tüpleriyle aynı fosforu kullandığı unutulmamalıdır. daha az derecede de olsa bozulma. Çeşitli üreticiler, parlaklığı yarıya indirme kriterine göre bir kaynağı 15.000 saatten (NEC) 20.000-30.000 saate (Pioneer) çağırır.

Görüntü statik olduğu için ekranları yanmaya karşı korumak için özel önlemler alınmıştır. Bu durumda, kontrol bilgisayarlarına yüklenen özel bir yazılım geliştirildi, bu da "yörüngede", yani görüntünün yavaş, dairesel hareketini gerçekleştirmeyi mümkün kılıyor, bu da hizmet ömrünü uzatmayı mümkün kılıyor. Plazma birkaç kez görüntüler. Bu işlevin bir donanım uygulaması da mümkündür. Extron Electronics'in VS-200-SL'si gibi birden çok ekranda eş zamanlı olarak "yörüngede dönebilen" özel cihazlar vardır. Ancak unutulmamalıdır ki verimlilik Bu method Plazma ekranların yanmaya karşı korunması, yalnızca görüntünün doğası için belirli gereksinimler karşılanırsa gerçekleştirilir. Özellikle görüntünün arka planı beyaz olmamalıdır.

Ana dezavantajlar.

Dezavantajlar, mevcut çoğu plazma monitörün 640x480 pikseli aşmayan sınırlı çözünürlüğünü içerir. Bunun istisnası, Pioneer PDP-V501MX ve 502MX modelleridir. 1280x768 piksel gerçek çözünürlük sağlayan bu ekran, yeni hücre oluşturma teknolojisi ve iyileştirilmiş kontrast sayesinde 50 inç (110x62 cm) çapraz olarak bugüne kadarki en büyük ekran boyutuna ve iyi bir parlaklığa (350 Nit) sahiptir.

Plazma ekranların dezavantajları arasında, ekranın çevresinde geniş bir çerçevenin bulunması nedeniyle birkaç ekranı kabul edilebilir bir boşlukla bir "video duvarına" "dikmenin" imkansızlığı da yer alır.

Ticari plazma ekranların tipik olarak kırk inçten başlaması gerçeği, daha küçük ekranlar üretmenin ekonomik olarak uygun olmadığını gösterir, bu nedenle, örneğin dizüstü bilgisayarlarda plazma panelleri görmemiz pek olası değildir. Bu varsayım başka bir gerçek tarafından desteklenmektedir: "plazmanın" enerji tüketimi seviyesi, onları ağa bağlamak anlamına gelir ve pillerden çalışma olasılığı bırakmaz. Uzmanlar tarafından bilinen başka bir hoş olmayan etki, bitişik ekran öğelerinde mikro deşarjların "örtüşmesi" olan girişimdir. Bu "karıştırma" sonucunda görüntü kalitesi doğal olarak bozulur.

Ayrıca, plazma ekranların dezavantajları, örneğin ortalama parlaklığın Beyaz renk plazma görüntüler şu anda tüm büyük üreticiler için yaklaşık 300 cd/m2. Genel olarak, bu oldukça parlak, ancak plazma ekranlar, 700 cd/m2'lik bir CRT'nin parlaklığının yakınında bile değil. Bu parlaklık, ışık çıkışının 0,7 - 1,1'den 2 lm / W'ye çıkarılmasıyla elde edilebilir, ancak bu eşiğin üstesinden gelinmesi kolay olmayacaktır. Ve ayrıca şu anda herkesin erişemeyeceği çok yüksek plazma ekran fiyatlarını fark etmemek imkansız.

LCD ekranlar.

Bir sıvı kristal, bir maddenin hem sıvı (akışkanlık) hem de katı kristallerin (örneğin, anizotropi) bazı özelliklerine sahip olduğu belirli bir durumdur. LCD ekranların üretimi için, molekülleri çubuk veya uzun plakalar şeklinde olan nematik kristaller kullanılır. LCD öğesi, kristallere ek olarak şeffaf elektrotlar ve polarizörler içerir. Bir elektrik alanın yokluğunda, nematik kristallerin molekülleri bükülmüş spiraller oluşturur. Bu anda LCD elemanından bir ışık huzmesi geçtiğinde, polarizasyon düzlemi belirli bir açıyla döner. Bu elemanın girişine ve çıkışına polarizörler birbirlerine göre aynı açıda kaydırılmış olarak yerleştirilirse, ışık bu elemanın içinden engellenmeden geçebilir. Saydam elektrotlara bir voltaj uygulanırsa, moleküllerin sarmalı düzleşir ve polarizasyon düzleminin dönüşü artık gerçekleşmez. Sonuç olarak, çıkış polarizörü ışığı iletmez. Bir örnek, elektronik kol saatinin LCD ekranıdır.
LCD ekran, LCD öğelerinden oluşan bir matristir. Şu anda LCD öğelerini ele almak için iki ana yöntem vardır: doğrudan (veya pasif) ve dolaylı (veya aktif). LCD elemanlarının pasif bir matrisinde, seçilen görüntü noktası, satır ve sütunun karşılık gelen şeffaf adres iletken elektrotlarına voltaj uygulanarak etkinleştirilir. Bu durumda, elektrik alanı yalnızca adres iletkenlerinin kesişme noktasında değil, aynı zamanda tüm akım yayılma yolu boyunca meydana geldiğinden, yüksek bir görüntü kontrastı elde etmek imkansızdır. Bu sorun, görüntünün her noktası kendi elektronik anahtarı tarafından kontrol edildiğinde, sözde aktif LCD elemanları matrisi kullanıldığında oldukça çözülebilir. Aktif matris LCD öğelerini kullanırken kontrast 50:1 ile 100:1 arasındaki değerlere ulaşabilir. Tipik olarak, aktif matrisler ince filme dayalıdır Alan Etkili Transistörler(İnce Film Transistörü, TFT). İki görüntü satırının aynı anda güncellendiği Dual Scan (DSTN) teknolojisini kullanan ekranlar, aktif ve pasif bir matris arasında bir tür uzlaşmadır.

Görüntü çıktı yöntemlerinin genel özellikleri

Bir görüntüyü görüntülemek için iki ana yöntem vardır: vektör yöntem ve bit eşlem yöntem.

vektör yöntemi . Bu yöntemle, çizim aracı şeklin sadece görüntüsünü çizer ve yörüngesi görüntülenen görüntü tarafından belirlenir. Görüntü grafik ilkellerden oluşur: çizgi parçaları - vektörler, yaylar, daireler vb. karmaşık bir yörünge boyunca hızlı ve doğru sağlayan bir ışın kontrol sistemi oluşturmanın karmaşıklığından dolayı, bu yöntem henüz geniş bir uygulama bulamamıştır.

Tarama Yöntemi tüm görüntü çıktı yüzeyini tarar ve görünür bir işaret bırakabilen bir çizim öğesi sağlar. Takım yolu sabittir ve görüntülenen görüntüye bağlı değildir, ancak takım tek tek noktalar çizebilir veya çizmeyebilir. Görüntü çizme aracı olarak Video monitörünün kullanılması durumunda, kontrollü bir ışın kullanılır. siyah beyaz görüntü ve renkli bir görüntü için üç temel ışın (Kırmızı, Yeşil, Mavi). Işın, ekranı satır satır tarar ve ekranın iç yüzeyinde biriken fosforun parlamasına neden olur, Şek. 29.

Bu durumda ışın soldan sağa hareket ettiğinde açık, sağdan sola döndüğünde ise kapalıdır. Her satır, her birinin aydınlatması görüntüyü oluşturan cihaz (grafik kartı) tarafından kontrol edilebilen belirli sayıda noktaya - piksele (Resim Öğeleri - temel resimler) bölünmüştür.

Pirinç. 29 - Aşamalı Tarama

olan sistemlerde ilerici veya serpiştirilmemiş kiriş, farklı çerçevelerde (Şekil 29) ve sistemlerde aynı hatlar boyunca gider geçmeliışın, çizgi aralığının yarısı kadar kaydırılan çizgilerden geçer ve bu nedenle ışın, çerçevenin tüm yüzeyini iki çerçeve tarama döngüsünde geçer. Bu, yatay tarama sıklığının ve dolayısıyla görüntü noktalarının ekranda görüntülenme hızının yarıya indirilmesini mümkün kılar (Şek. 30).

Pirinç. 30 - Geçmeli

İnsan görüşünün ataleti 40-60 Hz frekansta olduğu için çerçeve değişim frekansı bu değerden düşük olmamalıdır ki kişi bu değişimi fark etmesin, yani. 50Hz'de. Ekranda yüksek kaliteli bir görüntü sağlamak için, ışının ekranda mümkün olduğu kadar çok ışık noktası olması gerekir. Örneğin: Her satırda 800 nokta bulunan 600 satır. Bu nedenle, hatların sıklığı şöyle olacaktır:

50Hz x (600)=30.000Hz=30kHz

Aynı zamanda, her noktayı görüntülemek için bir frekans gereklidir:

30kHz x 800= 24000kHz= 48MHz

Bu da elektronik devreler için yüksek bir frekanstır.

Ek olarak, çıkış sinyalinin komşu noktaları birbirine bağlı değildir, bu nedenle ışın şiddeti kontrol frekansı %25 daha artırılmalı ve ardından yaklaşık 60 MHz olacaktır.

Bu bant genişliği, video yolunun tüm cihazları tarafından sağlanmalıdır: video yükselticiler, arabirimlerin sinyal hatları ve grafik adaptörünün kendisi. Sinyal işleme ve iletiminin tüm bu aşamalarında, yüksek frekans teknik zorluklar yaratır. Çizgilerin sıklığını azaltmak için görüntü tek bir yarım çerçeve içinde taramalı hale getirilir:

eşitçizgiler bir yarım çerçevede vurgulanır;

garipçizgiler - başka bir yarım çerçevede.

Bununla birlikte, görüntünün kendisinin görüntülendiği monitör ekranının boyutunda bir artış olduğu gibi, görüntü titremesini ortadan kaldırmak için görüntü kalitesi kare hızında bir artış gerektirir. Bu durumda, frekans ne kadar yüksek olursa, görüntü oluştururken grafik sisteminin performansı o kadar düşük olur.

Bu nedenle, bir grafik düzenleyicinin çalışması ile bir görüntü çıkış monitörünün çalışması arasında bazı optimal oranlar vardır: grafik düzenleyici bir ana cihazdır ve tarama üreteçleriyle birlikte monitör, ışın ve çerçeve taramaları için belirtilen senkronizasyon parametrelerini sağlamalıdır.

Sınıflandırmayı izleyin

monitör- bilgileri görsel olarak görüntülemek için tasarlanmış bir cihaz. Modern bir monitör bir muhafaza, bir güç kaynağı, kontrol panoları ve bir ekrandan oluşur. Monitöre çıkış için bilgi (video sinyali), video kartı yoluyla bir bilgisayardan veya video sinyali üreten başka bir cihazdan gelir.

Görüntülenen bilgilerin türüne göre monitörler şu şekilde ayrılır:

alfanümerik [karakter görüntüleme sistemi - MDA'dan]

• yalnızca alfasayısal bilgileri görüntüleyen görüntüler;

  sözde karakterleri gösteren görüntüler.

Metin ve grafik (video dahil) bilgilerini görüntülemek için grafik.

• vektör (vektör tarama görüntüsü) - lazer ışığı gösterisi;

  raster tarama ekranı - hemen hemen her PC grafik alt sisteminde kullanılır.

Ekran tipine göre:

CRT- bir katot ışını tüpüne (CRT) dayalı;

LCD- likit kristal monitörler (İngiliz likit kristal ekran, LCD);

Plazma- plazma panele göre (plazma ekran paneli, PDP, gaz-plazma ekran paneli);

projektör- video projektörü ve ekran ayrı ayrı veya tek bir kutuda birleştirildi;

oled monitör- OLED teknolojisinde (organik ışık yayan diyot - organik ışık yayan diyot).

Yönetim türüne göre:

Dijital;

Analog.

Ekran boyutuna göre:

iki boyutlu (2D) - her iki göz için bir görüntü

üç boyutlu (3D) - hacmin etkisini elde etmek için her göz için ayrı bir görüntü oluşturulur.

Arabirim kablosunun türüne göre

bileşik;

ayrılmış;

katot ışını monitörleri

Böyle bir monitörün en önemli unsuru, katot ışın tüpü olarak da adlandırılan kineskoptur. CRT, boynunda bir elektron tabancası bulunan ve alt kısmında fosforla kaplı bir ekran bulunan bir cam şişe içindeki elektronik bir vakum cihazıdır. Isıtıldığında, elektron tabancası ekrana doğru yüksek hızda koşan bir elektron akışı yayar. Elektron akışı (elektron ışını), onu fosforla kaplı ekran üzerinde belirli bir noktaya yönlendiren odaklama ve saptırma bobinlerinden geçer. Elektron çarpmalarının etkisi altında fosfor, bilgisayar ekranının önünde oturan kullanıcı tarafından görülen ışık yayar.

CRT'ler üç kat fosfor kullanır: kırmızı, yeşil Ve mavi. Elektron akışını eşitlemek için, sözde gölge maskesi kullanılır - kırmızı, yeşil ve mavi fosforu her rengin üç noktasından oluşan gruplara ayıran yuvaları veya delikleri olan metal bir plaka. Görüntü kalitesi, kullanılan gölge maskesinin türüne göre belirlenir; görüntü netliği, fosfor grupları arasındaki mesafeden (nokta aralığı) etkilenir.

Şek. Şekil 31, tipik bir katot ışını tüpünü kesit olarak göstermektedir.

Pirinç. 31 - Bağlamda renkli CRT: 1 - elektron tabancaları; 2 - elektron ışınları; 3 - odaklama bobini; 4 - saptırma bobinleri; 5 - anot; 6 - gölge maskesi; 7 - fosfor; 8 – büyütmede maske ve fosfor taneleri.

Fosfor olarak kullanılan kimyasal, bir elektron ışınına maruz kaldıktan sonra fosforun parlamasının süresini yansıtan bir son parlama süresi ile karakterize edilir. Kalıcılık süresi ve görüntü yenileme hızı, görüntüde gözle görülür bir titreme olmaması (kalıcılık süresi çok kısaysa) ve ardışık karelerin istiflenmesi sonucunda kenarlarda bulanıklık ve iki katına çıkma olmaması (sabitlik süresi çok uzun).

Elektron ışını çok hızlı hareket ederek ekranı soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru raster adı verilen bir yol boyunca izler. Yatay tarama periyodu, ışının ekran boyunca hareket ettiği hıza göre belirlenir. Tarama sürecinde (ekran boyunca hareket ederken), ışın, görüntünün görünmesi gereken ekranın fosfor kaplamasının temel bölümlerine etki eder. Işının yoğunluğu sürekli değişiyor, bunun sonucunda ekranın ilgili bölümlerinin parlaklığı değişiyor. Işıma çok hızlı bir şekilde kaybolduğu için, elektron ışını ekranın üzerinden tekrar tekrar geçerek ekranı yenilemelidir. Bu süreç denir rejenerasyon Görüntüler.

Çoğu monitörde, dikey yenileme hızı olarak da adlandırılan yenileme hızı, birçok modda yaklaşık 85 Hz'dir; Ekran görüntüsü saniyede 85 kez güncellenir. Yenileme hızının düşürülmesi görüntünün titremesine neden olur ve bu da gözleri çok yorar. Bu nedenle, yenileme hızı ne kadar yüksek olursa, kullanıcı o kadar rahat hisseder.

Monitörün sağlayabileceği yenileme hızının, video bağdaştırıcısının ayarlı olduğu hızla eşleşmesi çok önemlidir. Eğer böyle bir eşleşme yoksa görüntü ekranda hiç görünmeyebilir ve monitör arızalanabilir. Genel olarak, video bağdaştırıcıları çoğu monitörün desteklediğinden çok daha yüksek bir yenileme hızı sağlar. Bu nedenle, monitörün zarar görmesini önlemek için çoğu video bağdaştırıcısı için tanımlanan ilk yenileme hızı 60 Hz'dir.

Şu anda, CRT tabanlı monitörler modası geçmiş olarak kabul edilebilir.

LCD monitörler

LCD monitörlerin (Sıvı Kristal Ekran, likit kristal monitörler (LCD monitörler)) ekranları, sıvı halde olan bir maddeden yapılır, ancak aynı zamanda kristalin cisimlerin doğasında bulunan bazı özelliklere sahiptir. Aslında bunlar, moleküllerin oryantasyonundaki düzenlilikle ilişkili özelliklerin (özellikle optik özelliklerin) anizotropisine sahip sıvılardır.

İşin garibi, sıvı kristaller CRT'lerden neredeyse on yıl daha eskidir, bu maddelerin ilk tanımı 1888'de yapılmıştır. Ancak uzun süre kimse onları nasıl uygulamaya koyacağını bilmiyordu ve fizikçiler dışında kimsenin ilgisini çekmiyordu. ve kimyagerler. 1966'nın sonunda, RCA Corporation bir prototip LCD monitör - dijital bir saat gösterdi.

Sharp Corporation, LCD teknolojisinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynadı. Halen teknolojik liderler arasında yer almaktadır. Dünyanın ilk hesap makinesi CS10A, 1964 yılında bu şirket tarafından üretildi. Ekim 1975'te TN LCD teknolojisi kullanılarak ilk kompakt dijital saat yapıldı. 70'li yılların ikinci yarısında sekiz segmentli likit kristal göstergelerden her noktayı adresleyen matris üretimine geçiş başladı. Böylece, 1976'da Sharp piyasaya sürüldü. siyah beyaz televizyon 160x120 piksel çözünürlüğe sahip bir LCD matrisi temelinde yapılmış, 5,5 inç ekran köşegenine sahip.

LCD monitörlerin çalışma prensibi

LCD monitörlerin çalışması, ışık akısı polarizasyonu olgusuna dayanır. Sözde polaroid kristallerinin, yalnızca elektromanyetik indüksiyon vektörü polaroidin optik düzlemine paralel bir düzlemde bulunan ışık bileşenini iletme yeteneğine sahip olduğu bilinmektedir. Işık çıkışının geri kalanı için polaroid opak olacaktır. Böylece, polaroid ışığı olduğu gibi "eler", bu etkiye ışığın polarizasyonu denir. Uzun molekülleri elektrostatik ve elektromanyetik alanlara duyarlı olan ve ışığı polarize edebilen sıvı maddeler incelendiğinde polarizasyonu kontrol etmek mümkün hale geldi. Bu amorf maddeler, elektro-optik özelliklerde kristal maddelerle benzerlikleri ve ayrıca bir kap şeklini alabilmeleri nedeniyle sıvı kristaller olarak adlandırıldı.

Bir LCD monitörün ekranı, bilgileri görüntülemek için manipüle edilebilen bir dizi küçük parçadır (piksel olarak adlandırılır). LCD monitörün birkaç katmanı vardır ve burada temel rolü, alt tabaka veya alt tabaka adı verilen sodyum içermeyen ve çok saf cam malzemeden yapılmış ve aslında aralarında ince bir sıvı kristal tabakası içeren iki panel oynar, şek. 32.

Pirinç. 32 - LCD monitör ekran yapısı

Paneller, kristalleri yönlendiren ve onlara özel bir yön veren oluklara sahiptir. Çizgiler, her panelde paralel, ancak iki panel arasında dik olacak şekilde düzenlenmiştir. Boyuna oluklar, daha sonra özel bir şekilde işlenen cam yüzey üzerine ince şeffaf plastik filmler yerleştirilerek elde edilir. Oluklarla temas halinde olan sıvı kristallerdeki moleküller, tüm hücrelerde aynı şekilde yönlendirilir.

Voltaj yokluğunda sıvı kristal (nematik) çeşitlerinden birinin molekülleri, bir ışık dalgasındaki elektrik (ve manyetik) alan vektörünü, ışın yayılma eksenine dik bir düzlemde bir açı kadar döndürür. Cam yüzeyinde olukların uygulanması, tüm hücreler için polarizasyon düzleminin aynı dönüş açısının sağlanmasını mümkün kılar. İki panel birbirine çok yakın.

Likit kristal panel, bir ışık kaynağı ile aydınlatılır (konumlandırıldığı yere bağlı olarak, sıvı kristal paneller ışığın yansıması veya iletilmesi ile çalışır).

Işık huzmesinin polarizasyon düzlemi, bir panelden geçerken 90° döner, şek. 33.

Pirinç. 33 - Işık huzmesinin polarizasyon düzlemini döndürün

Bir elektrik alanı göründüğünde, sıvı kristal molekülleri kısmen alan boyunca dikey olarak sıralanır, ışık polarizasyon düzleminin dönme açısı 90 dereceden farklı olur ve ışık sıvı kristallerden herhangi bir engel olmadan geçer, Şekil 1. 34.

Pirinç. 34 - Moleküllerin bir elektrik alanı varlığındaki konumu

Işık demetinin polarizasyon düzleminin dönüşü gözle algılanamaz, bu nedenle cam panellere polarizasyon filtreleri olan iki katman daha eklemek gerekli hale geldi. Bu filtreler, yalnızca polarizasyon ekseni belirtilen eksene karşılık gelen ışık huzmesi bileşenini geçer. Bu nedenle, polarizörden geçerken ışık demeti, polarizasyon düzlemi ile polarizörün ekseni arasındaki açıya bağlı olarak zayıflayacaktır. Voltaj olmadığında hücre şeffaftır, çünkü birinci polarizör sadece karşılık gelen polarizasyon vektörü ile ışığı iletir. Sıvı kristaller sayesinde, ışık polarizasyon vektörü döner ve ışın ikinci polarizöre geçtiğinde, ikinci polarizörden sorunsuz geçecek şekilde dönmüştür, Şekil 35a.

Pirinç. 35 - Bir elektrik alanı (a) olmadan ve (b) varlığında ışığın geçişi

Bir elektrik alanın varlığında, polarizasyon vektörünün dönüşü daha küçük bir açıyla gerçekleşir, böylece ikinci polarizör radyasyona karşı sadece kısmen şeffaf hale gelir. Potansiyel fark, sıvı kristallerde polarizasyon düzleminin dönüşü hiç olmayacak şekildeyse, ışık demeti ikinci polarizör tarafından tamamen emilecek ve arkadan aydınlatıldığında ekran siyah görünecektir. ön (aydınlatma ışınları tamamen ekran tarafından emilir) Şek. 35b. Ekranın (hücre) ayrı yerlerine farklı elektrik alanları oluşturan çok sayıda elektrot yerleştirirseniz, bu elektrotların potansiyellerinin doğru kontrolü ile harfleri ve diğer görüntü öğelerini ekranda görüntülemek mümkün olacaktır. . Elektrotlar şeffaf plastik içine yerleştirilmiştir ve herhangi bir şekilde olabilir.

Teknolojik yenilikler, elektrotların boyutunu sırasıyla küçük bir nokta boyutuyla sınırlamayı mümkün kılmıştır, aynı ekran alanına daha fazla elektrot yerleştirilebilir, bu da LCD monitörün çözünürlüğünü artırır ve karmaşık bile görüntülememizi sağlar. renkli görüntüler.

Renkli bir görüntüyü görüntülemek için, ışığın arkadan gelmesi için monitörün arka ışığı gereklidir. LCD ekran. Bu, ortam aydınlık olmasa bile kaliteli bir görüntünün gözlemlenebilmesi için gereklidir. Renk, beyaz bir ışık kaynağının emisyonundan üç ana bileşeni çıkaran üç filtre kullanılarak elde edilir. Ekrandaki her nokta veya piksel için üç ana rengi birleştirerek herhangi bir rengi yeniden üretmek mümkündür.

Renk söz konusu olduğunda, birkaç olasılık vardır: birbiri ardına birkaç filtre yapabilirsiniz (iletilen radyasyonun küçük bir kısmına yol açar), bir sıvı kristal hücrenin özelliğini kullanabilirsiniz - elektrik alan şiddeti değiştiğinde, açı Radyasyon polarizasyon düzleminin dönme hızı, farklı dalga uzunluklarına sahip ışık bileşenleri için farklı şekilde değişir. Bu özellik, belirli bir dalga boyundaki radyasyonu yansıtmak (veya emmek) için kullanılabilir (sorun, voltajı doğru ve hızlı bir şekilde değiştirme ihtiyacıdır). Hangi mekanizmanın kullanılacağı belirli üreticiye bağlıdır. İlk yöntem daha basit, ikincisi daha verimli.

İlk LCD'ler çok küçüktü, 8 inç civarındayken, günümüzde dizüstü bilgisayarlarda kullanım için 15" boyutlara ulaşmış, masaüstü bilgisayarlar için 20" ve daha büyük LCD monitörler üretiliyor. Boyuttaki bir artışı, çözünürlükteki bir artış takip eder ve ortaya çıkan özel teknolojilerin yardımıyla çözülen yeni problemlerin ortaya çıkmasıyla sonuçlanır. İlk endişelerden biri, yüksek çözünürlüklerde görüntü kalitesini tanımlayan bir standarda duyulan ihtiyaçtı. Hedefe yönelik ilk adım, kristallerdeki ışığın polarizasyon düzleminin dönüş açısını STN teknolojisi kullanılarak 90°'den 270°'ye çıkarmaktı.

STN, "Süper Bükümlü Nematik"in kısaltmasıdır. STN teknolojisi, LCD ekranın içindeki kristallerin yönünün burulma açısını (bükülme açısı) 90°'den 270°'ye yükseltmeye izin verir, bu da monitör büyütüldüğünde daha iyi görüntü kontrastı sağlar.

Genellikle STN hücreleri çiftler halinde kullanılır. Bu tasarıma DSTN (Double Super Twisted Nematic) adı verilir ve burada iki katmanlı bir DSTN hücresi, çalışma sırasında molekülleri zıt yönlerde dönen 2 STN hücresinden oluşur. Böyle bir yapıdan "kilitli" durumda geçen ışık, enerjisinin çoğunu kaybeder. DSTN'nin kontrastı ve çözünürlüğü oldukça yüksektir, bu nedenle piksel başına üç LCD hücresi ve üç ana renkli optik filtre bulunan renkli bir ekran yapmak mümkün hale geldi. Renkli ekranlar yansıyan ışıktan çalışamaz, bu nedenle arka ışık onların zorunlu özelliğidir. Boyutları küçültmek için lamba yanda bulunur ve karşısında bir ayna bulunur.

Pirinç. 36 - LCD arka ışığı

Ayrıca, renkli ekranların renk reprodüksiyonunu iyileştirmek veya tek renkli monitörlerin iyi kalitesini sağlamak için iki ince polimer film tabakası eklendiğinde, TSTN (Üçlü Süper Bükümlü Nematik) modunda STN hücreleri kullanılır.

Pasif matris terimi, monitörün noktalara bölünmesinden gelir; bunların her biri elektrotlar sayesinde ışının polarizasyon düzleminin yönünü diğerlerinden bağımsız olarak ayarlayabilir, böylece sonuç olarak bu tür her bir öğe ayrı ayrı olabilir. bir görüntü oluşturmak için aydınlatılmıştır. Matris pasif olarak adlandırılır çünkü yukarıda açıklanan LCD ekranlar oluşturma teknolojisi ekranda hızlı bilgi değişikliği sağlayamaz. Görüntü, tek tek hücrelere art arda bir kontrol voltajı sağlayarak onları şeffaf hale getirerek satır satır oluşturulur. Hücrelerin oldukça büyük elektrik kapasitansı nedeniyle, aralarındaki voltaj yeterince hızlı değişemez, bu nedenle resim güncellemesi yavaştır. Böyle bir ekranın kalite açısından birçok dezavantajı vardır çünkü görüntü ekranda düzgün ve titreme göstermez. Kristallerin şeffaflıklarındaki düşük değişim hızı, hareketli görüntülerin doğru şekilde görüntülenmesine izin vermez.

Yukarıda açıklanan sorunlardan bazılarını çözmek için özel teknolojiler kullanılır, dinamik görüntünün kalitesini artırmak için kontrol elektrotlarının sayısının artırılması önerildi. Yani, tüm matris, her biri daha az sayıda piksel içeren birkaç bağımsız alt matrise (Çift Tarama DSTN - görüntü taramasının iki bağımsız alanı) bölünmüştür, bu nedenle sıralı kontrolleri daha az zaman alır. Sonuç olarak, LC atalet süresi azaltılabilir.

Şu anda, LCD ekranların üretimindeki ana teknolojiler şunlardır: TN + film, IPS (SFT) ve MVA. Bu teknolojiler, yüzeylerin, polimerin, kontrol plakasının ve ön elektrotun geometrisinde farklılık gösterir. Özel geliştirmelerde kullanılan sıvı kristal özelliklere sahip polimerin saflığı ve türü büyük önem taşımaktadır.

TN + film (Bükümlü Nematik + film)

TN + film en basit teknolojidir. Film kısmı, teknoloji adına, görüş açısını (yaklaşık 90°'den 150°'ye) artırmak için kullanılan ek bir katman anlamına gelmektedir. Şu anda, film öneki genellikle atlanır ve bu tür matrislere basitçe TN denir. Ne yazık ki, TN paneller için kontrastı ve tepki süresini iyileştirmenin bir yolu henüz bulunamamıştır ve bu tür bir matris için yanıt süresi şu anda en iyilerden biridir, ancak kontrast seviyesi değildir.

TN matrisi şu şekilde çalışır: piksellere voltaj uygulanmadığında, sıvı kristaller (ve ilettikleri polarize ışık) iki plaka arasındaki boşlukta yatay bir düzlemde birbirlerine göre 90° döner. Ve ikinci plakadaki filtrenin polarizasyon yönü, birinci plakadaki filtrenin polarizasyon yönü ile 90° açı yaptığından ışık içinden geçer. Kırmızı, yeşil ve mavi alt pikseller tamamen yanıyorsa ekranda beyaz bir nokta oluşacaktır.

İLE erdemler teknolojiler, modern matrisler arasında en kısa yanıt süresinin yanı sıra düşük maliyeti içerir.

Kusurlar: En kötü renk üretimi, en küçük görüş açıları.

IPS (Düzlem İçi Geçiş) veya SFT (Süper Hassas TFT)

Düzlem İçi Geçiş (Süper Hassas TFT) teknolojisi, Hitachi ve NEC tarafından geliştirilmiştir. Bu şirketler bu iki farklı ismi aynı teknoloji için kullanıyor - NEC teknolojileri ltd. Hitachi IPS kullanırken SFT kullanır. Teknoloji, TN + filmin eksikliklerinden kurtulmayı amaçlıyordu. Ancak ilk başta IPS, 170°'ye varan görüş açısı artışı, yüksek kontrast ve renk üretimi elde edebilse de tepki süresi düşük seviyede kaldı.

IPS'ye voltaj uygulanmaz ise sıvı kristal moleküller dönmez. İkinci filtre her zaman birinciye dik olarak döndürülür ve içinden hiç ışık geçmez. Bu nedenle siyah rengin gösterimi ideale yakındır. Transistör arızalanırsa, IPS paneli için "kırık" piksel, TN matrisinde olduğu gibi beyaz değil, siyah olacaktır.

Bir voltaj uygulandığında, sıvı kristal moleküller başlangıç ​​konumlarına dik olarak dönerler ve ışığı iletirler.

IPS teknolojisinin tüm avantajlarını, yanıt süresinde eşzamanlı azalma ve kontrast artışı ile miras alan S-IPS (Süper-IPS) teknolojisinin çeşitli modifikasyonları artık IPS'nin yerini almıştır.

Avantajlar: mükemmel renk üretimi, geniş izleme açıları

Kusurlar A: uzun yanıt süresi, yüksek maliyet.

VA (Dikey Hizalama)

MVA / PVA matrisleri, hem maliyet hem de tüketici nitelikleri açısından TN ve IPS arasında bir uzlaşma olarak kabul edilir. MVA (Çok Alanlı Dikey Hizalama). Bu teknoloji, Fujitsu tarafından TN ve IPS teknolojileri arasında bir uzlaşma olarak geliştirilmiştir. MVA matrisleri için yatay ve dikey görüntüleme açıları 160°'dir (modern monitör modellerinde 176-178°'ye kadar), hızlandırma teknolojilerinin (RTC) kullanılması sayesinde bu matrisler tepki süresinde TN + Film'in çok gerisinde değildir, ancak ikinci renk derinliği ve aslına uygunluk özelliklerini önemli ölçüde aşar.

MVA, Fujitsu tarafından 1996 yılında tanıtılan VA teknolojisinin halefidir. VA matrisinin likit kristalleri, voltaj kesildiğinde ikinci filtreye dik olarak hizalanır, yani ışığı iletmezler. Voltaj uygulandığında, kristaller 90° döner ve ekranda şu gösterilir: parlak nokta. IPS matrislerinde olduğu gibi, pikseller voltaj olmadığında ışığı iletmezler, bu nedenle başarısız olduklarında siyah noktalar olarak görünürler.

Erdemler MVA teknolojileri koyu siyahtır ve hem sarmal kristal yapıdan hem de çift manyetik alandan yoksundur.

Kusurlar MVA'ya karşı S-IPS: Dikey olarak bakıldığında gölgelerde ayrıntı kaybı, görüntü renk dengesi izleme açısına bağlıdır.

MVA'nın analogları teknolojilerdir:

Samsung'tan PVA (Desenli Dikey Hizalama).

Samsung'tan Süper PVA.

CMO'dan Süper MVA.

Ana teknik özellikler LCD monitörler

İzin- piksel cinsinden ifade edilen yatay ve dikey boyutlar. CRT monitörlerin aksine, LCD'lerin bir sabit çözünürlüğü vardır, geri kalanı enterpolasyonla elde edilir;

nokta boyutu(piksel boyutu) - bitişik piksellerin merkezleri arasındaki mesafe. Doğrudan fiziksel çözünürlükle ilgili;

Ekran en boy oranı (orantılı format) - genişliğin yüksekliğe oranı (5:4, 4:3, 16:9, vb.);

Görünür Köşegen- çapraz olarak ölçülen panelin kendisinin boyutu. Görüntü alanı aynı zamanda formata da bağlıdır: 4:3 monitör, aynı köşegene sahip 16:9 monitörden daha geniş bir alana sahiptir;

Zıtlık- en açık ve en karanlık noktaların parlaklık oranı. Bazı monitörler, ek lambalar kullanan uyarlanabilir bir arka ışık seviyesi kullanır, onlar için verilen kontrast değeri (dinamik olarak adlandırılır) statik bir görüntü için geçerli değildir;

Parlaklık- ekran tarafından yayılan ışık miktarı, genellikle metrekare başına kandela olarak ölçülür;

Tepki Süresi- bir pikselin parlaklığını değiştirmesi için gereken minimum süre;

Görüş açısı- kontrast düşüşünün belirtilen değere ulaştığı açı, farklı şekiller matrisler ve farklı üreticiler farklı şekilde hesaplanır ve genellikle karşılaştırılamaz.

LCD monitörlerin avantajları ve dezavantajları

Onlara faydalar LCD şu şekilde sınıflandırılabilir:

CRT'ye kıyasla küçük boyut ve ağırlık;

CRT'lerin aksine LCD monitörlerde görünür titreme, ışın odaklama kusurları, manyetik alanlardan kaynaklanan parazit, görüntü geometrisi ve netlik sorunları yoktur;

Modele, ayarlara ve çıktı görüntüsüne bağlı olarak LCD monitörlerin güç tüketimi önemli ölçüde daha düşük olabilir;

LCD monitörlerin güç tüketimi, %95 oranında arka ışıkların veya LCD arka ışık LED dizisinin gücü tarafından belirlenir.

Öte yandan, LCD monitörlerin de bazı özellikleri vardır. kusurlar, genellikle çıkarılması temelde zordur, örneğin:

CRT'lerin aksine, net bir görüntüyü yalnızca bir (“standart”) çözünürlükte görüntüleyebilirler. Gerisi, kayıplı enterpolasyonla elde edilir;

Renk gamı ​​ve renk doğruluğu sırasıyla plazma panellere ve CRT'lere göre daha düşüktür. Birçok monitörde, parlaklık iletiminde (gradyanlardaki bantlar) düzeltilemez bir eşitsizlik vardır;

Çoğu LCD monitör nispeten düşük kontrasta ve siyah derinliğe sahiptir. Matrisin yaygın olarak kullanılan parlak kaplaması, ortam ışığı koşullarında yalnızca öznel kontrastı etkiler;

Matrislerin sabit kalınlığına yönelik katı gereksinimler nedeniyle, tekdüze renk eşitsizliği (arka ışık eşitsizliği) sorunu vardır;

Gerçek görüntü değişim oranı da CRT ve plazma ekranlardan daha düşük kalır;

Kontrastın görüş açısına bağlı olması, teknolojinin hala önemli bir dezavantajıdır;

bağlı olarak izin verilen maksimum kusurlu piksel sayısı ekran boyutları, uluslararası ISO 13406-2 standardında tanımlanmıştır (Rusya'da - GOST R 52324-2005). Standart, LCD monitörler için 4 kalite sınıfı tanımlar. En yüksek sınıf- 1, kusurlu piksellerin varlığına hiç izin vermez. En düşük değer olan 4, 1 milyon çalışan başına 262 adede kadar kusurlu piksele izin verir.

plazma monitörleri

Boyut, geniş ekran monitörler oluşturmada her zaman büyük bir engel olmuştur. CRT teknolojisi kullanılarak üretilen 24"'ten büyük monitörler çok ağır ve hantaldı. LCD monitörler düz ve hafifti, ancak 20"'den büyük ekranlar çok pahalıydı. Yeni nesil plazma teknolojisi, büyük ekranlar için idealdir.

Bir plazma paneli fikri tamamen bilimsel bir ilgiden gelmedi. Mevcut teknolojilerin hiçbiri iki basit görevin üstesinden gelemez: kaçınılmaz parlaklık kaybı olmadan yüksek kaliteli renk üretimi elde etmek ve odanın tüm alanını kaplamayan geniş ekran bir TV oluşturmak. Ve plazma paneller (PDP), o zaman sadece teorik olarak böyle bir sorunu çözebilirdi. İlk başta, deneysel plazma ekranlar tek renkliydi (turuncu) ve yalnızca, her şeyden önce geniş bir görüntü alanına ihtiyaç duyan belirli tüketicilerin talebini karşılayabiliyordu. Bu nedenle, PDP'lerin ilk partisi (yaklaşık bin adet) New York Menkul Kıymetler Borsası tarafından satın alındı.

Plazma monitörlerin yönü, ne LCD monitörlerin ne de CRT'lerin geniş köşegenlere (yirmi bir inçten fazla) sahip ekranları ucuza sağlayamadığı tamamen netleştikten sonra yeniden canlandı. Bu nedenle Hitachi, NEC ve diğerleri gibi önde gelen tüketici televizyonları ve bilgisayar monitörleri üreticileri yeniden PDP'ye döndü.

Plazma panelinin çalışma prensibi, seyreltilmiş bir gazın (ksenon veya neon) iyonize halde (soğuk plazma) kontrollü soğuk tahliyesidir. Görüntünün tek bir noktasını oluşturan çalışan öğe (piksel), sırasıyla üç ana renkten sorumlu üç alt pikselden oluşan bir gruptur. Her bir alt piksel, duvarlarında ana renklerden birinin flüoresan maddesi bulunan ayrı bir mikro odadır, Şek. 37. Pikseller, şeffaf kontrol krom-bakır-krom elektrotlarının kesişme noktalarında dikdörtgen bir ızgara oluşturacak şekilde yerleştirilmiştir.

Pirinç. 37 - Plazma panelinin yapısı

Bir pikseli "tutuşturmak" için aşağıdakiler gerçekleşir. Kesişme noktasında istenen pikselin bulunduğu birbirine dik iki besleme ve kontrol elektrodu, dikdörtgen şeklinde yüksek kontrol alternatif voltajı ile beslenir. Hücredeki gaz, değerlik elektronlarının çoğunu verir ve plazma durumuna geçer. İyonlar ve elektronlar, kontrol voltajının fazına bağlı olarak odanın zıt taraflarındaki elektrotlarda dönüşümlü olarak toplanır. Tarama elektrodunu "tutuşturmak" için bir darbe uygulanır, aynı isimli potansiyeller eklenir, elektrostatik alan vektörü değerini ikiye katlar. Bir deşarj meydana gelir - yüklü iyonların bir kısmı, ultraviyole aralığında (gaza bağlı olarak) ışık kuantumu radyasyonu şeklinde enerji verir. Buna karşılık, deşarj bölgesinde bulunan flüoresan kaplama, gözlemci tarafından algılanan görünür aralıkta ışık yaymaya başlar. Göze zararlı olan ultraviyole radyasyonun %97'si dış cam tarafından emilir. Fosforun ışıltısının parlaklığı, kontrol voltajının büyüklüğü ile belirlenir.

Pirinç. 38 - Hücre tarafından görünür ışık üretme süreci

Ana avantajlar. Yüksek parlaklık (500 cd/m2'ye kadar) ve kontrast oranı (400:1'e kadar) ve titreme olmaması bu tür monitörlerin büyük avantajlarıdır (Karşılaştırma için: profesyonel bir CRT monitörün parlaklığı yaklaşık 350, TV'nin parlaklığı 200 ila 270 cd/m2 ve kontrast oranı 150:1 ila 200:1). Görüntünün yüksek çözünürlüğü, ekranın tüm çalışma yüzeyinde korunur. Ayrıca, plazma monitörlerde normal bir görüntüyü görmek için normale göre açı, LCD monitörlerdekinden önemli ölçüde daha büyüktür. Ek olarak, plazma paneller, CRT monitörler gibi manyetik alanlar oluşturmaz (bu, sağlığa zararsız olmalarını garanti eder), titreşimden etkilenmez ve kısa rejenerasyon süreleri, video ve TV sinyallerini görüntülemek için kullanılmalarına olanak tanır. Bozulma olmaması ve elektron ışınlarının yakınsaması ve odaklanma sorunları tüm düz panel ekranların doğasında vardır. Ayrıca, PDP monitörlerin endüstriyel koşullarda kullanılmasına izin veren elektromanyetik alanlara dayanıklı olduğu da belirtilmelidir - böyle bir ekranın yanına yerleştirilen güçlü bir mıknatıs bile görüntü kalitesini hiçbir şekilde etkilemeyecektir. Evde, ekranda renkli noktalardan korkmadan herhangi bir hoparlörü monitöre koyabilirsiniz.

Ana dezavantajlar Bu tür monitörlerin çoğu, görüntü öğesinin büyük boyutu nedeniyle monitörün diyagonalindeki artış ve düşük çözünürlükle artan oldukça yüksek bir güç tüketimidir. Ek olarak, fosfor elementlerinin özellikleri hızla bozulur ve ekran daha az parlak hale gelir, bu nedenle çoğu durumda plazma monitörlerin ömrü 10.000 saatle sınırlıdır (ofis kullanımı için bu yaklaşık 5 yıldır). Bu sınırlamalar nedeniyle, bu tür monitörler şu anda yalnızca konferanslar, sunumlar, bilgi panoları vb. bilgileri görüntülemek için büyük ekran boyutlarının gerekli olduğu yerlerde. Bununla birlikte, mevcut teknolojik sınırlamaların yakında aşılacağına ve maliyetin düşmesiyle bu tür cihazların televizyon ekranları veya bilgisayar monitörleri olarak başarılı bir şekilde kullanılabileceğine inanmak için her türlü neden vardır.

OLED teknolojisi

Çalışma prensibi. Organik ışık yayan diyotlar (OLED) oluşturmak için, çeşitli polimer katmanlarından oluşan ince film çok katmanlı yapılar kullanılır. Anoda katoda göre pozitif bir voltaj uygulandığında, elektron akışı katottan anoda cihaz boyunca akar. Böylece katot, emisyon tabakasına elektronları, anot ise iletken tabakadan elektronları alır, diğer bir deyişle anot, iletken tabakaya delikler verir. Yayıcı katman negatif bir yük alırken, iletken katman pozitif bir yük alır. Elektrostatik kuvvetlerin etkisi altında, elektronlar ve delikler birbirlerine doğru hareket eder ve karşılaştıklarında yeniden birleşirler. Bu, emisyon katmanına daha yakın olur, çünkü organik yarı iletkenlerde delikler elektronlardan daha fazla hareketliliğe sahiptir. Rekombinasyon sırasında, görünür ışık bölgesinde elektromanyetik radyasyonun salınması (yayımı) ile birlikte elektronun enerjisi azalır. Bu nedenle, katmana emisyon katmanı denir. Anoda katoda göre negatif bir voltaj uygulandığında cihaz çalışmaz. Bu durumda delikler anoda doğru hareket eder ve elektronlar ters yönde katoda doğru hareket eder ve rekombinasyon olmaz.

Pirinç. 39 - 2 katmanlı OLED panelinin şeması: 1 - katot (-); 2 - emisyon katmanı; 3 - yayılan radyasyon; 4 - iletken katman; 5 - anot (+)

Anot malzemesi genellikle kalay katkılı indiyum oksittir. Görünür ışığa şeffaftır ve polimer tabakasına delik enjeksiyonunu destekleyen yüksek iş fonksiyonuna sahiptir. Alüminyum ve kalsiyum gibi metaller, polimer tabakasına elektron enjeksiyonunu teşvik eden düşük iş fonksiyonuna sahip olduklarından, genellikle katodu imal etmek için kullanılır.

Yönetim yöntemine göre sınıflandırma. İki tür OLED ekran vardır - PMOLED ve AMOLED. Fark, matrisin kontrol edilme biçiminde yatmaktadır - pasif bir matris (PM) veya aktif bir matris (AM) olabilir.

İÇİNDE PMOLED -Ekranlar, görüntüyü satırlara ve sütunlara taramak için denetleyicileri kullanır. Bir pikseli aydınlatmak için ilgili satır ve sütunu açmanız gerekir: satır ve sütunun kesiştiği noktada piksel ışık yayar. Bir döngüde yalnızca bir pikselin parlamasını sağlayabilirsiniz. Bu nedenle, tüm ekranın parlamasını sağlamak için, tüm satırları ve sütunları yineleyerek tüm pikselleri çok hızlı bir şekilde sinyallemek gerekir. Eskilerde nasıl yapılır.

Pirinç. 40 - Pasif matrisli bir OLED panelinin şeması

PMOLED ekranlar ucuzdur, ancak görüntünün yatay olarak taranması gerekliliği nedeniyle kabul edilebilir görüntü kalitesine sahip büyük boyutlu ekranlar elde etmek mümkün değildir. Tipik olarak, PMOLED ekranlar 3" (7,5 cm) boyutunu aşmaz.

İÇİNDE AMOLED -Her pikselin doğrudan kontrol edildiğini görüntüler, böylece görüntüyü hızlı bir şekilde yeniden üretebilirler. Her OLED hücresini kontrol etmek için, bir pikselin parlaklığını korumak için gerekli bilgileri depolayan transistörler kullanılır. Kontrol sinyali, hücrelerin yeterince hızlı bir şekilde güncellenmesi nedeniyle belirli bir transistöre uygulanır. AMOLED ekranların boyutu büyük olabilir ve 40" (100 cm) ekranlar zaten yapılmıştır. karmaşık şema basit bir denetleyicinin kontrol etmek için yeterli olduğu PMOLED ekranların aksine piksel kontrolü.

Pirinç. 41 - Bir OLED aktif matris panelinin şeması

Işık yayan malzemeye göre sınıflandırma. Şu anda, en yüksek verimliliği gösteren başlıca iki teknoloji geliştirilmiştir. Kullanılan organik malzemelerde farklılık gösterirler, bunlar mikromoleküller (sm-OLED) ve polimerlerdir (PLED), ikincisi basit polimerlere, organopolimer bileşiklere (POLED) ve fosforlu olanlara (PHOLED) ayrılır.

Renkli OLED ekran şemaları. Üç renkli OLED ekran şeması vardır:

ayrı renk yayıcılarla şema;

WOLOD+CF şeması (beyaz yayıcılar + renkli filtreler);

kısa dalga radyasyonunun dönüşümü ile şema.

En basit ve en tanıdık seçenek, OLED teknolojisinde ayrı yayıcılara sahip bir model olarak adlandırılan olağan üç renkli modeldir. Üç organik malzeme temel renklerde ışık yayar - R, G ve B. Bu seçenek enerji kullanımı açısından en verimli olanıdır, ancak pratikte istenen dalga boyunda ışık yayacak malzemeleri bulmanın oldukça zor olduğu ortaya çıktı, ve hatta aynı parlaklıkta.

Pirinç. 42 - Renkli OLED Ekran Şemaları

İkinci seçenek, renkli filtrelerden yayılan üç özdeş beyaz yayıcı kullanır, ancak yayılan ışığın önemli bir kısmı filtrelerde kaybolduğundan, enerji verimliliği açısından birinci seçeneğe göre önemli ölçüde kaybeder.

Üçüncü seçenek (CCM - Renk Değiştiren Ortam), kısa dalga boyundaki mavi radyasyonu daha uzun dalga boylarına (kırmızı ve yeşil) dönüştürmek için mavi yayıcılar ve özel olarak seçilmiş ışıldayan malzemeler kullanır. Mavi yayıcı doğal olarak "doğrudan" yayar. Seçeneklerin her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır:

Modern araştırma ve geliştirmenin ana yönleri

PHOLED (Fosforlu OLED) - Princeton Üniversitesi ve Güney Kaliforniya Üniversitesi ile işbirliği içinde Universal Display Corporation'ın (UDC) başarısı olan bir teknoloji. Tüm OLED'ler gibi, PHOLED'ler de şu şekilde çalışır: parlak ışık yayan organik moleküllere bir elektrik akımı uygulanır. Bununla birlikte, PHOLED'ler, elektrik enerjisinin %100'e kadarını ışığa dönüştürmek için elektrofosforesans ilkesini kullanır. Örneğin, geleneksel floresan OLED'ler elektrik enerjisinin yaklaşık %25-30'unu ışığa dönüştürür. Son derece yüksek enerji verimliliği seviyeleri nedeniyle, diğer OLED'lerle karşılaştırıldığında bile, PHOLED'lerin televizyon monitörleri veya aydınlatma ihtiyaçları için ekranlar gibi büyük ekranlarda potansiyel kullanımı araştırılmaktadır. Aydınlatma için PHOLED'in potansiyel kullanımı: Duvarları dev PHOLED ekranlarla kaplayabilirsiniz. Bu, ışığı odaya eşit olmayan bir şekilde yayan ampuller kullanmak yerine tüm odaların eşit şekilde aydınlatılmasını sağlayacaktır. Veya monitörler-duvarlar veya pencereler - kuruluşlar veya iç mekanı denemek isteyenler için uygundur. Ayrıca, PHOLED ekranların avantajları arasında parlak, doygun renkler ve oldukça uzun bir hizmet ömrü yer alır.

TOLED - şeffaf ışık yayan cihazlar TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) - şeffaf (Şeffaf) ekranlar oluşturmanıza ve daha yüksek bir kontrast düzeyi elde etmenize olanak tanıyan bir teknoloji.

Pirinç. 43 - TOLED ekranı kullanma örneği

Şeffaf TOLED görüntüler: ışık yayılımının yönü sadece yukarı, sadece aşağı veya her ikisi (şeffaf) olabilir. TOLED, parlak güneş ışığında ekranın okunabilirliğini artıran kontrastı önemli ölçüde artırabilir.

TOLED'ler kapatıldığında %70 şeffaf olduğundan, doğrudan bir arabanın ön camına, vitrinlere veya bir sanal gerçeklik kaskına monte edilmek üzere monte edilebilirler. Ayrıca TOLED'lerin şeffaflığı, öne bakan ekranlar için metal, folyo, silikon kristal ve diğer opak alt tabakalarla kullanılmalarına izin verir (gelecekteki dinamik kredi kartlarında kullanılabilir). Ekran şeffaflığı, elektrotların üretimi için şeffaf organik elementler ve malzemeler kullanılarak elde edilir.

TOLED alt tabakası için düşük yansıtmalı bir soğurucu kullanarak, kontrast oranı LCD'den birkaç kat daha iyi olabilir ( Cep telefonları ve askeri savaş uçaklarının kokpitleri). TOLED teknolojisi ayrıca çok katmanlı cihazlar (örn. SOLED) ve hibrit diziler (Çift yönlü TOLED'ler, aynı ekran boyutu için görüntüleme alanını ikiye katlamayı mümkün kılar - istenen miktarda görüntülenen bilginin daha geniş olduğu cihazlar için) üretmek için kullanılabilir. mevcut olan).

FOLED (Esnek OLED) - Ana özellik, OLED ekranın esnekliğidir. Bir tarafta substrat olarak plastik veya esnek bir metal plaka, diğer tarafta sızdırmaz ince bir koruyucu filmde OLED hücreleri kullanılır. FOLED'in avantajları: OLED panellerin en beklenmedik yerlerde kullanılmasına izin veren ultra ince ekran, ultra düşük ağırlık, sağlamlık, dayanıklılık ve esneklik.

yığılmış OLED - UDC'den (istiflenmiş OLED) ekran teknolojisi. SOLED'ler aşağıdaki mimariyi kullanır: alt piksellerin görüntüsü, bir LCD veya katot ışını tüpünde olduğu gibi yan yana değil, dikey olarak istiflenir (her pikselde kırmızı, mavi ve yeşil öğeler). SOLED'de her alt piksel öğesi bağımsız olarak kontrol edilebilir. Bir pikselin rengi, üç renkli öğeden geçen akımı değiştirerek ayarlanabilir (renkli olmayan ekranlar darbe genişlik modülasyonu kullanır). Parlaklık, mevcut güç değiştirilerek kontrol edilir. SOLED'in avantajları: Ekranı organik hücrelerle doldurmanın yüksek yoğunluğu, bu sayede iyi bir çözünürlük elde edilir, bu da yüksek kaliteli bir resim anlamına gelir. .(SOLED ekranlar, LCD ve CRT'den 3 kat daha iyi görüntü kalitesine sahiptir.

Avantajlar ve dezavantajlar oled

Avantajlar:

Plazma ekranlara kıyasla avantajlar:

daha küçük boyutlar ve ağırlık;

aynı parlaklıkta daha düşük güç tüketimi;

esnek ekranlar oluşturma yeteneği.

Sıvı kristal ekranlara kıyasla avantajlar:

daha küçük boyutlar ve ağırlık;

aydınlatmaya gerek yok;

açı gibi bir parametrenin olmaması inceleme resmi her açıdan kalite kaybı olmadan görülebilir.

anında yanıt (LCD'ninkinden daha yüksek bir büyüklük sırası) - aslında, eylemsizliğin tamamen yokluğu;

daha iyi renk üretimi (yüksek kontrast);

esnek ekranlar oluşturma yeteneği;

geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-40 ila +70C).

Parlaklık. OLED ekranlar, birkaç cd/m2'den (gece çalışması için) 100.000 cd/m2'nin üzerindeki çok yüksek parlaklıklara kadar değişir ve çok geniş bir dinamik aralıkta kısılabilir. Bir ekranın ömrü parlaklığıyla ters orantılı olduğundan, aletlerin 1000 cd/m2'ye kadar daha makul parlaklık seviyelerinde çalıştırılması önerilir. LCD ekran parlak bir ışık demeti ile aydınlatıldığında, parlama meydana gelir ve OLED ekrandaki resim her türlü ışık seviyesinde (ekran doğrudan güneş ışığına maruz kalsa bile) parlak ve doygun kalır.

Zıtlık. Burada OLED de lider. OLED ekranların kontrast oranı 1000000:1'dir (LCD kontrastı yaklaşık 5000:1, CRT yaklaşık 2000:1'dir)

Bakış açıları. OLED teknolojisi, ekranı herhangi bir taraftan ve herhangi bir açıdan ve görüntü kalitesinden ödün vermeden görüntülemenizi sağlar.

Enerji tüketimi. Aynı parlaklıkta daha az güç tüketimi.

Kusurlar:

bazı renklerin fosforlarının kısa hizmet ömrü (yaklaşık 2-3 yıl);

büyük matrisler oluşturmak için yüksek maliyetli ve gelişmemiş teknoloji;

OLED için temel sorun, sürekli çalışma süresinin 15.000 saati geçmemesi gerektiğidir. Şu anda bu teknolojinin yaygın olarak benimsenmesini engelleyen sorun, "kırmızı" OLED ve "yeşil" OLED'in "mavi" OLED'den on binlerce saat daha uzun süre sürekli olarak çalışabilmesidir. Bu, görüntüyü görsel olarak bozar ve ticari olarak uygun bir cihaz için kaliteli görüntüleme süresi kabul edilemez. Bununla birlikte, yeni ve daha dayanıklı fosforlar geliştirildiği için bu, yeni bir teknolojinin geliştirilmesinde geçici zorluklar olarak kabul edilebilir.