Реферат: Устройства визуального отображения данных на основе жидких кристаллов

Министерствообразования и науки Российской Федерации

Агентство пообразованию

Иркутский авиационныйтехникум

СР 230101.06.77.01 От2

Отчет онаучно-исследовательской работе

по теме:

Устройства визуального отображения данных

Преподаватель_______________________________________________ Хрусцелевский Б.В.

Исполнитель__________________________________________________ Александров Н.С.

Группа ЭВМ-77

«___» ___________________

Иркутск 2007

Содержание

Обозначения и сокращения………………………………………………………………………...3

Введение……………………………………………………………………………………………..4

1 Жидкие кристаллы………………………………………………………………………………..5

2 Формирование изображения в жидкокристаллическом(ЖК) дисплее……………………….6

3 ТехнологияTFT-LCD (Thin Film Transistor — Liquid CrystalDisplay)………………………...10

3.1 КлассификацияTFT-LCD дисплеев………………………………………………………….10

3.1.1 TN+Film (Twisted Nematic + Film)………………………………………………………….10

3.1.2 IPS (In-Plane Switching)……………………………………………………………………...10

3.1.3 MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)…………………………………………………...11

3.2 Углы обзора TFT-LCD дисплеев……………………………………………………………...11

3.3 Яркость ЖК-монитора………………………………………………………………………...12

4 Достоинства и недостаткиTFT-LCD…………………………………………………………...13

4.1 Достоинства……………………………………………………………………………………13

4.2 Недостатки……………………………………………………………………………………..13

5 Новые технологии визуальногоотображения данных………………………………………..14

Заключение…………………………………………………………………………………………16

Список использованных источников……………………………………………………………..17

Обозначения и сокращения

Внастоящем отчете о НИР применяют следующие сокращения с соответствующими обозначениями:

ЖК – жидкийкристалл. Так же используется в тексте как «жидкокристаллический».

ЭЛТ– электронно-лучеваятрубка

EDSAC — electronic delay storageautomatic computer (автоматическийвычислитель, использующийэлектроннуюпамять)

IPS – in-plane switching

LEP — light emitting polymer (светоизлучающиеполимеры)

LCD — liquid crystal display (жидкокристаллическийдисплей)

MVA — multi-domainverticalalignment (многодоменное вертикальноевыравнивание)

OLED — organiclightemittingdiode (светодиоды на основеорганических материалов)

TFT — thin film transistor (тонкопленочныйтранзистор)

TN — twisted nematic («закрученный» жидкий кристалл)

TN+Film — twisted nematic + film(«закрученный» жидкий кристалл +пленка)

Введение

До пятидесятыхгодов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. Нодостаточно часто компьютеры тех лет оснащались осциллографами, которыеиспользовались не для вывода информации, а всего лишь для проверки электронныхцепей вычислительной машины. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете(Великобритания) электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) осциллографа была использованадля вывода графической информации на компьютере EDSAC (Electronic Delay StorageAutomatic Computer).

Примернополтора года спустя английский ученый Кристофер Стретчи написал для компьютера«March 1» программу, игравшую в шашки и выводившую информацию наэкран. Однако это были лишь отдельные примеры, не носившие серьезногосистемного характера.

Реальныйпрорыв в представлении графической информации на экране дисплея произошел в СШАв рамках военного проекта на базе компьютера «Vortex». Данныйкомпьютер использовался для фиксации информации о вторжении самолетов ввоздушное пространство США.

Перваядемонстрация «Vortex» состоялась <st1:date Year=«19» Day=«20» Month=«4» ls=«trans» w:st=«on»>20 апреля 19</st1:date>51 года — радиолокаторпосылал информацию о положении самолета компьютеру, который передавал на экранположение самолета-цели, которая отображалась в виде движущейся точки и буквы T(Target). Это был первый крупный проект, в котором электронно-лучевая трубкаиспользовалась для отображения графической информации.

Первые мониторыбыли векторными — в мониторах этого типа электронный пучок создает линии наэкране, перемещаясь непосредственно от одного набора координат к другому.Соответственно нет необходимости разбивать в подобных мониторах экран напиксели. Позднее появились мониторы с растровым сканированием. В мониторахподобного типа электронный пучок перемещается по экрану слева направо и сверхувниз, пробегая каждый раз всю поверхность экрана. Следующей ступенькой развитиямониторов явилось цветное изображение, для получения которого требуется уже трипучка, каждый из которых высвечивает определенные точки на поверхности дисплея.Со временем помимо ЭЛТ-мониторов появились и другие технологии, которыепозволили создавать более компактные и легкие экранные панели.

Долгое время,несмотря на обилие новых технологий, ЭЛТ-мониторы были достаточнораспространены на рынке из-за хорошего качества изображения и доступной цены.Сейчас более актуальны LCD (Liquid Crystal Display) или ЖК-дисплеи.

1 Жидкие кристаллы

Жидкийкристалл – это специфическое агрегатное состояние вещества, в котором онопроявляет одновременно свойства кристалла и жидкости. Сразу надо оговориться,что далеко не все вещества могут находиться в жидкокристаллическом состоянии.Большинство веществ может находиться только в трех, всем хорошо известныхагрегатных состояниях: твердом или кристаллическом, жидком и газообразном.Оказывается, некоторые органические вещества, обладающие сложными молекулами,кроме трех названных состояний, могут образовывать четвертое агрегатноесостояние — жидкокристаллическое. Этосостояние осуществляется при плавлении кристаллов некоторых веществ. При ихплавлении образуется жидкокристаллическая фаза,отличающаяся от обычных жидкостей. Эта фаза существует в интервале оттемпературы плавления кристалла до некоторой более высокой температуры, принагреве до которой жидкий кристалл переходит в обычную жидкость. Подобно обычной жидкости, жидкий кристалл обладает текучестьюи принимает форму сосуда, в который он помещен. Этим он отличается от известныхвсем кристаллов. Однако, несмотря на это свойство, объединяющее его с жидкостью,он обладает свойством, характерным для кристаллов. Это — упорядочение впространстве молекул, образующих кристалл. Правда, это упорядочение не такоеполное, как в обычных кристаллах, но, тем не менее, оно существенно влияет насвойства жидких кристаллов, чем и отличает их от обычных жидкостей. Неполноепространственное упорядочение молекул, образующих жидкий кристалл,проявляется в том, что в жидких кристаллах нет полного порядка впространственном расположении центров тяжести молекул, хотя частичный порядокможет быть. Это означает, что у них нет жесткой кристаллической решетки.Поэтому жидкие кристаллы, подобно обычным жидкостям, обладают свойствомтекучести.

Жидкокристаллическиематериалы были открыты в 1888 году австрийским ученым Ф. Рейнитцером. Исследуяновое синтезированное им вещество холестерилбензоат, он обнаружил,что при температуре 145°С кристаллы этого вещества плавятся, образуя мутнуюсильно рассеивающую свет жидкость. При продолжении нагрева по достижениитемпературы 179°С жидкость просветляется, т.е.начинает вести себя в оптическом отношении, какобычная жидкость, например вода. Неожиданные свойства холестерилбензоатаобнаруживались в мутной фазе. Рассматривая эту фазу под поляризационныммикроскопом, Рейнитцер обнаружил, что она обладает двупреломлением. Этоозначает, что показатель преломления света, т. е. скорость света в этой фазе,зависит от поляризации.

В 1930 годуисследователи из британской корпорации Marconi получили патент на ихпромышленное применение. Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон(Fergason) и Вильямс (Williams) из корпорации RCA (Radio Corporation ofAmerica). Один из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используяих избирательный отражательный эффект, другой изучал воздействие электрическогополя на жидкие кристаллы. И вот, в конце 1966 года, корпорация RCAпродемонстрировала прототип LCD — цифровые часы. Значительную роль в развитии жидкокристаллическихтехнологий сыграла корпорация Sharp. Она и до сих пор находится в числетехнологических лидеров. Первый в мире калькулятор CS10A был произведен в <st1:metricconverter ProductID=«1964 г» w:st=«on»>1964 г</st1:metricconverter>. именно этойкорпорацией. В октябре 1975-го года уже по технологии TN (Twisted Nematic) LCDбыли изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 70-х годовначался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов кпроизводству матриц с адресацией каждой точки. В 1976 году Sharp выпустилачерно-белый телевизор с диагональю экрана <st1:metricconverter ProductID=«5,5 дюйма» w:st=«on»>5,5 дюйма</st1:metricconverter>, выполненногона базе ЖК-матрицы разрешением 160х120 пикселей. [2]

2 Формирование изображения вжидкокристаллическом (ЖК) дисплее

РаботаЖК-дисплея основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что такназываемые кристаллы-поляроиды способны пропускать только ту составляющуюсвета, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельнойоптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроидбудет непрозрачным. Таким образом, поляроид как бы “просеивает” свет. Этотэффект называется поляризацией света. Когда были изучены жидкие вещества,длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому иэлектромагнитному полю и способны поляризовать свет, появилась возможность управлятьполяризацией.

Основываясь наэтом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможнымобнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменениемориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения.

Экран LCD представляетсобой массив маленьких сегментов, называемых пикселями, которыми можноманипулировать для отображения информации. LCD имеет несколько слоев, гдеключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и оченьчистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка. Слои содержаттонкий слой жидких кристаллов между собой (в соответствии с рисунком 1). Напанелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальнуюориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждойпанели, но перпендикулярны между двумя панелями. Продольные бороздки получаютсяв результате размещения на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачногопластика, который затем специальным образом обрабатывается. Соприкасаясь сбороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всехячейках. Молекулы одной из разновидностей жидких кристаллов (нематиков) приотсутствии напряжения поворачивают вектор электрического (и магнитного) поля всветовой волне на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной осираспространения пучка. Нанесение бороздок на поверхность стекла позволяетобеспечить одинаковый угол поворота плоскости поляризации для всех ячеек. Двепанели расположены очень близко друг к другу.

Рисунок 1- Конструкция ЖК-дисплея

Жидкокристаллическаяпанель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен,жидкокристаллические панели работают на отражение или на прохождение света).Как видно на рисунке 2, плоскость поляризации светового луча поворачивается на90° при прохождении одной панели. При появлении электрического поля, молекулыжидких кристаллов частично выстраиваются вертикально вдоль поля, угол поворотаплоскости поляризации света становится отличным от 90 градусов и светбеспрепятственно проходит через жидкие кристаллы (как видно на рисунке 3).

Поворотплоскости поляризации светового луча незаметен для глаза, поэтому возникланеобходимость добавить к стеклянным панелям еще два других слоя, представляющихсобой поляризационные фильтры. Эти фильтры пропускают только тот компонентсветового пучка, у которого ось поляризации соответствует заданным параметрам.Поэтому при прохождении через данный фильтр пучок света будет ослаблен взависимости от угла между его плоскостью поляризации и осью фильтра. Приотсутствии напряжения ячейка прозрачна, так как первый фильтр поляризациипропускает только свет с соответствующим вектором поляризации. Благодаря жидкимкристаллам вектор поляризации света поворачивается, и к моменту прохожденияпучка ко второму фильтру он уже повернут так, что проходит через второй фильтрбез проблем (в соответствии с рисунком 4а).

Рисунок 2- Плоскость поляризации

Рисунок 3- Плоскость поляризации

В присутствииэлектрического поля поворот вектора поляризации происходит на меньший угол, темсамым второй фильтр поляризации становится только частично прозрачным для излучения.Если разность потенциалов будет такой, что поворота плоскости поляризации вжидких кристаллах не произойдет совсем, то световой луч будет полностьюпоглощен вторым фильтром, и экран при освещении сзади будет спереди казатьсячерным (лучи подсветки поглощаются в экране полностью) (как показано на рисунке4б). Если расположить большое число электродов, которые создают разныеэлектрические поля в отдельных местах экрана (ячейках), то появится возможностьпри правильном управлении потенциалами этих электродов отображать на экранебуквы и другие элементы изображения. Электроды помещаются в прозрачный пластики могут принимать любую форму. Технологические новшества позволили ограничитьих размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площадиэкрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешениеЖК-монитора, и позволяет отображать даже сложные изображения в цвете. Длявывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади, таким образом,чтобы свет исходил из задней части ЖК-монитора. Это необходимо для того, чтобыможно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающаясреда не является светлой. Цвет получается в результате использования трехфильтров (субпикселей), которые выделяют из излучения источника белого светатри основных цвета. Комбинируя три основных цвета для каждой точки или пикселяэкрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет.

а) напряжения нет

б) напряжение есть

Рисунок4 – Поляризация светового пучка

В случае сцветом есть несколько возможностей: можно сделать несколько фильтров друг задругом (приводит к малой доле проходящего излучения), можно воспользоватьсясвойством жидкокристаллической ячейки — при изменении напряженностиэлектрического поля угол поворота плоскости поляризации излучения изменяетсяпо-разному для компонентов света с разной длиной волны. Эту особенность можноиспользовать для того, чтобы отражать (или поглощать) излучение заданной длиныволны (проблема состоит в необходимости точно и быстро изменять напряжение).Какой именно механизм используется, зависит от конкретного производителя.Первый метод проще, второй эффективнее.

Первые LCDбыли очень маленькими, около <st1:metricconverter ProductID=«8 дюймов» w:st=«on»>8 дюймов</st1:metricconverter> по диагонали, в то время как сегодня они достигли17-дюймовых размеров для использования в ноутбуках, а для настольныхкомпьютеров производятся LCD с диагональю 20-дюймов и более. Вслед заувеличением размеров следует увеличение разрешения, следствием чего являетсяпоявление новых проблем, которые были решены с помощью появившихся специальныхтехнологий (приведены далее). Одной из первых проблем была необходимостьстандарта в определении качества отображения при высоких разрешениях. Первымшагом на пути к цели было увеличение угла поворота плоскости поляризации светав кристаллах с 90° до 270° с помощью STN (Super Twisted Nematic) технологии. [3]

3 ТехнологияTFT-LCD (Thin Film Transistor — Liquid Crystal Display)

Каждыйсубпиксель матрицы обслуживается своим персональным регулятором –тонкоплёночным транзистором (Thin FilmTransistor – TFT). Здесь нет строчной развёртки, как в ЭЛТ, то есть каждыйсубпиксель экрана светится с нужной яркостью до тех пор, пока от управляющейсхемы (видеоплаты) не придёт команда сменить цвет точки. Поэтому мерцания наэкране нет при любой частоте кадровой развёртки – даже при 60 Гц.

Смена яркостисубпикселей происходит не мгновенно. Поворот молекулы ЖК происходит медленно.Фундаментальные свойства материи, а именно – характеристика жидких кристаллов –одна из главных проблем TFT-LCD. Это ограниченная скорость реакции и, какследствие, проблемы с качественным отображением быстро меняющихся динамическихсюжетов. [1]

3.1 Классификация TFT-LCD дисплеев

Покупая ЖК-монитор,в технических характеристиках может оказаться одна из трёх аббревиатур:TN+Film, IPS или MVA. Это названия самых распространённых на сегодня технологийизготовления TFT-LCD.

3.1.1 TN+Film (Twisted Nematic + Film)

TN+Film — самая первая технология, покоторой и сейчас делаются активные ЖК-мониторы. Она отработана до предела, поэтому себестоимость матрицполучается наиболее низкой. Практически все 15-дюймовые и очень многие17-дюймовые мониторы сделаны именно по этой технологии. Аббревиатура TN+Filmрасшифровывается как Twisted Nematic +Film, что переводится как «скрученное состояние жидкого кристалла +плёнка». Под плёнкой подразумевается дополнительное внешнее покрытие экрана,расширяющее угол обзора.

В обычномсостоянии, при отсутствии управляющего напряжения, жидкие кристаллы в TN+Filmнаходятся в скрученной фазе и субпиксель ярко светится. Чем больше приложенноек ячейке напряжение, тем больше распрямляются молекулы жидких кристаллов. Примаксимальном управляющем напряжении субпиксель будет затемнён до предела. Изпринципа работы TN+Film сразу же вытекают два самых больших недостатка этойтехнологии. Во-первых, если откажет управляющий транзистор, подконтрольныйпиксель будет ярко светиться. Найти матрицу без вышедших из строя точекдостаточно трудно — по существующим сейчас нормам наличие даже пяти неработающихпикселей не считается неисправностью, и такой монитор не подлежит обмену ивозврату. Второй недостаток: из-за того, что даже при максимальном приложенномнапряжении молекулы жидкого кристалла могут не раскрутиться до конца, чёрныйцвет получается не идеально черным, а тёмно-тёмно-серым. Третий недостаток:угол обзора, несмотря на специальную плёнку-покрытие, редко превышает 140-150градусов. В остальном TN+Film-матрицы обладают неплохими характеристиками: этои приличная скорость реакции (25-40 мс) и привлекательная цена...

3.1.2 IPS (In-Plane Switching)

In-Plane Switching – это технология,разработанная фирмами Hitachi и NEC. Отличительная особенность состоит в том,что оба управляющих полупрозрачных электрода расположены в одной плоскости –только на нижней стороне ЖК-ячейки. Жидкие кристаллы располагаются иначе, чем вслучае с TN+Film: в расслабленном состоянии они не пропускают свет и субпиксельполучается затемнённым. Чем больше управляющее напряжение – тем большекристаллы закручивают поляризацию светового пучка и тем ярче светитсясубпиксель. За счёт другой конструкции IPS-матрицы имеют больший, чем уTN+Film, угол обзора. Чёрный цвет получается действительно чёрным, а нетёмно-серым. Именно поэтому панели IPS имеют хорошую контрастность. Инеисправные пиксели не так заметны, ведь если управляющий TFT у какого-нибудьсубпикселя сгорит, на экране останется лишь темная точка. В следствие этогоIPS-мониторы стоят дороже, чем TFT. Но у данной технологии есть одинзначительный недостаток: большое время реакции (до 50 мс). Но производители несдаются: усовершенствованные технологии позволяют достичь более быстройскорости реакции ячеек и увеличить обзорность до 180 градусов.

3.1.3 MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

ЗапатентованнаяFujitsu технология называется Multi-DomainVertical Alignment. Молекулы жидких кристаллов ориентированы в вертикальномнаправлении (Vertical Alignment) и при отсутствии управляющего напряжения неменяют поляризации светового потока. Таким образом, неисправные пиксели, как ив случае с IPS, превращаются в тёмные точки, что является достоинством даннойтехнологии. В связи с особенностями конструкции (длинные, вертикальноориентированные цепочки кристаллов), при изменении угла обзора может сильноменяться светоотдача субпикселя (а следовательно – и цвет результирующегопикселя). Поэтому каждый субпиксель разделён на несколько зон (Multi-Domain),каждая из которых оптимизирована для наилучшей светоотдачи в своём сектореобзора. Таким оригинальным образом была решена проблема сильно ограниченныхуглов обзора в исходной технологии VA (Vertical Alignment).

MVA-матрицы обладают всеми плюсами технологииIPS (глубокий чёрный цвет фона, тёмный цвет неисправных пикселей, широкие углыобзора), но при этом имеют лучшую скорость реакции. Но есть и минус:переключения между крайними положениями яркости субпикселя происходят быстро,но переход молекул кристаллов в промежуточное состояние длится дольше. Поэтомупиксели MVA-матрицы быстро меняют цвет с белого на чёрный (например, быстрыйпросмотр текста будет выглядеть хорошо), но не очень хорошо справляются приплавных цветовых переходах (возможно смазывание изображения при быстрыхперемещениях при просмотре видеофильмов).

Существуютнекоторые разновидности данной технологии, например PVA (Patterned VerticalAlignment) от Samsung, однако общий принцип функционирования остаётсянеизменным.

Несмотря нанебольшие минусы, MVA – это лучшая технология. Ярко выраженных недостатков уэтих матриц нет. Главное препятствие, которое было на пути повсеместноговнедрения технологии MVA – высокая цена. 17-дюймовый ЖК монитор с MVA-матрицеймог стоить больше 850 долларов США, а 15-дюймовый – около 600… На данныймомент эта технология широко распространена, и мониторы на ее основе вполнедоступны по цене рядовым пользователям.

3.2 Углы обзора TFT-LCD дисплеев

При покупкеЖК-монитора в спецификациях может быть указан угол обзора 160 градусов (из 180возможных). 160 градусов – очень неплохой показатель. Для панелей TFT-LCD угломобзора считается сектор, в пределах которого контрастность меняется не болеечем <st1:time Minute=«0» Hour=«10» w:st=«on»>в 10</st1:time> раз отмаксимальной. Это значит, что если у монитора угол обзора 160 градусов, то привзгляде со стороны, когда вы отклонились на 80 градусов от перпендикулярной осимонитора (160/2=80), контрастность будет составлять 10% от той, какаянаблюдается при перпендикулярном (прямом) взгляде на экран.

Таким образом,цифры углов обзора не должны вводить в заблуждение. Даже если это самый лучшийи дорогой TFT-LCD, стоит сдвинуться на двадцать-тридцать сантиметров в сторону,как цвета заметно изменятся и упадёт контрастность. А на границах углов обзора малочто можно увидеть. Пока жидкокристаллическим мониторам очень далеко в этомплане до ЭЛТ. На хороший ЭЛТ-монитор можно посмотреть под очень острым углом(те же 10 градусов к плоскости экрана) и контрастность изменится незначительно(максимум в 2-3 раза). Цветопередача же останется прежней.

3.3 Яркость ЖК-монитора

ЯркостьЖК-монитора также не должна сбивать с толку. Действительно, TFT-LCD частозаметно ярче ЭЛТ-мониторов, иногда <st1:time Minute=«0» Hour=«14» w:st=«on»>в 2</st1:time>раза. Большая яркость нужна лишь при прямом попадании солнечного света наэкран. Но при работе в вечернее или ночное время излишняя яркость будетпомехой: глаза будут сильно уставать. Яркость можно изменить в настройкахмонитора.

Гораздо болееполезным параметром является контрастность, она у ЭЛТ-мониторов заметно выше:до 700:1 у самых лучших моделей и 400:1 или 500:1 у самых новых TFT-LCD.

4 Достоинства и недостатки TFT-LCD

Средипреимуществ TFT-LCDможно отметить отличную фокусировку, отсутствие геометрических искажений иошибок совмещения цветов. Кроме того, у них никогда не мерцает экран. Попростой причине — в этих дисплеях не используется электронный луч, выводящий слеванаправо каждую строку на экране. Когда в ЭЛТ этот луч переводится из правогонижнего в левый верхний угол, изображение на мгновение гаснет (обратный ходлуча). Напротив, пиксели дисплея TFT никогда не гаснут, они просто непрерывноменяют интенсивность своего свечения.

4.1 Достоинства

Плюсов уTFT-LCD по сравнению с ЭЛТ очень много. Это:

— намногоменьшие габариты;

— заметноменьшее энергопотребление;

— меньшийуровень вредных электромагнитных излучений;

— меньшаячувствительность к магнитным полям;

— идеальнаягеометрия изображения;

— почтиидеальная чёткость элементов изображения;

-отсутствиенеобходимости подстраивать изображение и выбирать конкретный экземпляр монитора(все экземпляры одной модели практически одинаковы, в отличие от по-разномунастроенных ЭЛТ).

4.2 Недостатки

Недостатков уTFT-мониторов немного, но они существенны.

Во-первых, впроцессе изготовления TFT-панелей практически невозможно избежать наличиябракованных пикселей. Производитель не считает браком наличие 5-ти — 8-ми (уразных производителей по-разному) пикселей, у которых одна из ЖК-ячеек(какой-либо цвет) не работает, и вы видите более яркую или менее темную точкуна экране. Иногда не работает весь пиксель, т.е. все три субпикселя, и тогдабелая точка на темном экране светится всегда. Бывают случаи, когда в началеэксплуатации после нескольких часов работы бракованные пиксели проявляются, нопроизводитель не считает это браком.

Во-вторых,самым большим недостатком можно считать фиксированное рабочее разрешениеTFT-монитора. В TFT-мониторе установлено определенное количество транзисторовпод определенное разрешение, и, хотя допускается переход на более низкоеразрешение (на более высокое он перейти не может, т.к. все пиксели наTFT-панелях имеют фиксированный размер и их количество ограничено максимальнымподдерживаемым разрешением), это разрешение может формироваться даже не«ровным» количеством пикселей и изображение выглядит несколько «угловато». Нановых TFT-мониторах этот недостаток удается решить (несколько «сгладить» изображение)при помощи программных средств.

Среди мелкихнедостатков, которые могут и не быть, это более или менее равномернаяосвещенность всей TFT-панели. Неравномерная освещенность матрицы приводит ктому, что некоторые части экрана будут «не в фокусе» (напоминает эффектрасфокусировки у ЭЛТ-мониторов). [1]

5 Новые технологии визуального отображения данных

Первые научныепубликации о светоизлучающих органических материалах появились еще в конце 80-хгодов, однако практическое применение данных технологий в серийно выпускаемыхизделиях стало технически возможным лишь на рубеже нынешнего века — именно вэтот период появились первые прототипы OLED(Organic Light Emitting Diode) и LEP (LightEmitting Polymer) дисплеев, а также были сделаны вполне реальные прогнозы,касающиеся как технических возможностей дисплеев нового поколения, так и срокових внедрения в бытовые электронные устройства и компьютерную технику.

OLED и LEP-дисплеи обладаютцелым рядом достоинств по сравнению с широко используемыми в настоящее времядисплейными технологиями — ЭЛТ, ЖК и плазменной. Главное преимущество новойтехнологии — это использование для формирования изображения люминесцирующих(самоизлучающих) веществ. Благодаря тому, что отпадает необходимость вприменении лампы подсветки (как в ЖК-устройствах), такие дисплеи отличаютсячрезвычайно малой толщиной и весом, потребляют меньше электроэнергии ипрактически не выделяют тепла. Кроме того, подобная конструкция позволиладобиться значительного улучшения качества изображения, обеспечить очень широкийугол обзора (не менее 160°), а также повысить яркость и контрастностьизображения до уровня, недостижимого для современной ЖК-технологии.Использование люминесцирующих материалов позволяет сделать апертуру пикселяпрактически равной 1 (то есть эффективная площадь пиксела равна его полнойплощади), чего в принципе невозможно добиться в случае ЖК-технологии. Дополнительнымпреимуществом OLED и LEP-дисплеев является чрезвычайно малое время реакции (непревышающее единиц миллисекунд), причем практически не зависящее оттемпературы.

На современномэтапе развития OLED и LEP-технологий уже возможно создание как монохромных, таки полноцветных дисплеев с высоким разрешением экрана. За счет довольно простойконструкции (по сравнению с ЖК и плазменными панелями) OLED и LEP-дисплеи примассовом производстве обладают более низкой себестоимостью. Кроме того,схожесть технологических процессов позволяет путем несложной модернизацииперепрофилировать уже имеющиеся производственные линии по изготовлению ЖК-дисплеевна выпуск OLED и LEP-дисплеев.

Учитывая всевышеизложенное, можно с большой долей уверенности утверждать, что OLED иLEP-технологии имеют все шансы для того, чтобы стать следующей (заЖК-дисплеями) ступенью в эволюции массовых средств визуального отображенияданных. По прогнозам аналитиков американских исследовательских компанийDisplaySearch и Stanford Resources, емкость мирового рынка OLED-дисплеев к 2008году может составить от 1,5 до 3 млрд. долл.

Конечно, напути массового внедрения новых технологий остается еще ряд проблем. Вчастности, органические молекулярные и полимерные светоизлучающие материалыбыстро разрушаются под действием содержащегося в воздухе кислорода и водяныхпаров, поэтому для обеспечения приемлемой (с точки зрения коммерческогоиспользования) долговечности необходима полная герметизация внутренностейдисплейной панели. Кстати, именно по этой причине остается проблематичнымсоздание гибких OLED и LEP-дисплеев.

Не менееактуальная проблема — это деградация (старение) светоизлучающих материалов.Органические и светоизлучающие материалы (как молекулярные, так и полимерные)постепенно деградируют в процессе работы — это проявляется в уменьшении ихэффективности (падении яркости при заданном напряжении питания) и изменении спектральныххарактеристик. Современные светоизлучающие материалы способны излучать свет сочень высокой яркостью, однако проблема заключается в том, что скорость ихстарения прямо пропорциональна яркости излучения.

На протяжениидлительного времени одной из наиболее актуальных проблем для разработчиковполноцветных OLED и LEP-дисплеев было повышение чистоты самого «капризного» изпервичных цветов — голубого. В силу ряда причин вещества, излучающие светголубой части спектра, обладают меньшей эффективностью, дают наименее чистыйцвет и быстрее деградируют (по сравнению с веществами, излучающими светкрасного и зеленого диапазона). К настоящему времени ведущие разработчики какOLED, так и LEP-дисплеев смогли найти пути решения данной проблемы и дажедостигли определенных успехов в их практической реализации. [2]

Заключение

ЖК-мониторыявляются одними из самых популярных устройств визуального отображения данных.По цене они так же доступны, как и ЭЛТ в свое время, но при этом во многом ихпревосходят. Благодаря качеству отображения, удобству, низкомуэнергопотреблению, компактности и безопасности использования эти мониторы будутеще долго находиться на мировом рынке.

Список использованных источников

1) В.М.Гасов«Технические средства ввода-вывода графической информации»

2) С.Чандрасекар«Жидкие кристаллы»

3) «WulfiC»- информационный Интернет-ресурс

http://www.wulfic-vdv.narod.ru/index.html

4) «КомпьютерПресс»- компьютерный журнал

http://www.cpress.ru/

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Отчет по практике. Архитектура ЭВМ

29 Августа 2013