LCD мониторы, плазменные панели, ЭЛТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  имени  академика С.П.КОРОЛЕВА

(национальный  исследовательский университет)»

СГАУ

 

 

 

ИНСТИТУТ  ПЕЧАТИ

 

КАФЕДРА ИЗДАТЕЛЬСКОГО ДЕЛА И КНИГОРАСПРОСТРАНЕНИЯ

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по дисциплине:  «Информационные технологии в книжном деле»

 

 

на тему: «LCD мониторы, плазменные панели, ЭЛТ»

 

 

 

 

Выполнил: студент  гр. ИП 41_з

Алексеева Е.А.

Проверил: Нечитайло  С.А.

Оценка:

 

 

 

Самара 2013

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………...…..3

1. Электронно-лучевые мониторы.……………………………………..….4
2. LCD мониторы.……………………………………………..…….…....…8
3. Плазменные панели……………………..……………………..…….….11

Заключение…………………………………………………………....…….….14

Список литературы……………………………………………..…….……..…15

 

Введение

Монитор — устройство, предназначенное для визуального отображения информации. В качестве монитора в некоторых случаях может применяться и телевизор.

Его можно  смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном  монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера  и качества зависит, насколько будет  комфортно нашим глазам. Монитор  должен быть максимально безопасным для здоровья по уровню всевозможных излучений. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение.

До пятидесятых  годов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете (Англия) электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для вывода графической информации на компьютере EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарнова компании RCA. Разработка плазменных дисплеев, началась еще в 1968 г., базировалась она на применении плазменного эффекта, открытого в Иллинойсском университете в 1966 г.

Целью контрольной работы является рассмотрения принципа работы электронно-лучевых, LCD мониторов, плазменных панелей, а также рассказать об их достоинствах и недостатках.

 

1. Электронно-лучевые мониторы

 

Кинеско́п (от др.-греч. κινέω  — «двигаю» и σκοπέω — «смотрю») — электронно-лучевой прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. Широко применялся до 1990-х. В названии прибора отразилось слово «кинетика», что связано с движущимися фигурами на экране.

Основные части:

• электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор;
• экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов;
• отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение.  (рис 1.)

Существующие сегодня мониторы отличаются устройством, размером диагонали  экрана, частотой обновления картинки, стандартами защиты и многим другим. Первые электронно-лучевые мониторы были векторными. В мониторах этого  типа электронный пучок создает  линии на экране, перемещаясь непосредственно  от одного набора координат к другому. Из-за этого нет необходимости  разбивать экран на пиксели. Позднее появились мониторы с растровым сканированием. В них электронный пучок сканирует экран слева направо и сверху вниз, пробегая каждый раз всю поверхность экрана. Следующим шагом в развитии электронно-лучевых мониторов стало цветное изображение, для получения которого необходимо было использовать не один, а три электронных пучка. Каждый из них высвечивал определенные точки на поверхности дисплея.

Именно эти мониторы получили наибольшее распространение.

Для электронно-лучевых (CRT) мониторов существуют свои характеристики, которые либо улучшают работу с компьютером, либо ухудшают ее. Одной из основных характеристик такого монитора является частота обновления экрана. Для электронно-лучевых мониторов достаточной частотой обновления экрана считается 85 Гц. Эта величина показывает сколько раз в секунду будет обновляться картинка на экране. Если эта скорость маленькая, то глаза начинают улавливать мерцание экрана и из-за этого быстро устают. Самой лучшей частотой обновления экрана считается 100 Гц, если она больше, то человеческий глаз уже не воспринимает разницы между 100 Гц и 200 Гц. Еще для работы с компьютером очень важно разрешение экрана. Ведь если разрешение слишком мало, то значки на экране очень большие и не умещаются на дисплее, а если слишком большое разрешение, то иконки и знаки слишком маленькие. Из-за этого глаза быстро устают. Ниже приводится таблица рекомендуемых и максимальных разрешений.

                                                                   Таблица 1                 

*Разрешение  показывает, сколько точек располагается  по вертикали и сколько по  горизонтали. Здесь по горизонтали  располагается 800 точек, а по  вертикали – 600.

 

Так же существует еще один параметр монитора – это «шаг маски» или  «зерно». Дело в том, что в цветных  мониторах и телевизорах экран  изнутри покрыт мельчайшими частицами  люминофора трех цветов – красного, зеленого и синего свечения. Три  расположенных рядом частицы  образуют триаду. Если рассмотреть в лупу экран, светящийся белым светом, мы увидим, что на самом деле светятся частицы трех цветов, которые сливаются в белый. Все остальные цвета получаются за счет триады и интенсивности их свечения, например если светится только красный и зеленый элемент триады, то мы видим желтый цвет. Для управления свечением отдельных элементов триады используются три электронных луча, обегающие все триады с частотой развертки. Что бы каждый луч попадал точно на свой элемент триады, над люминофорным покрытием экрана помещается специальная сетка, попадая на которую луч отклоняется точно на свой элемент триады. 

В результате мы видим, что экран  цветного монитора, в отличие от монохромного, где покрытие люминофором  сплошное и однородное, имеет зернистую  структуру. Размер этих «зерен» отвечает за то, насколько четким будет изображение  – чем меньше «зерно», тем изображение  четче и наоборот. Первые цветные  мониторы имели размер «зерна» - 0, 42 мм. С появлением графических режимов высокого разрешения использовать такие мониторы стало невозможно: мелкие детали, например, тонкие вертикальные полосы, стали рябить и переливаться всеми цветами радуги. Позже появились трубки с «зерном» 0,31 мм, а затем и 0,28 мм. Сегодня самое распространенное значение – 0,27 мм, но в более дорогих моделях  применяют трубки с еще меньшей зернистостью – 0,2-0,24 мм.

Очень важным параметром монитора является безопасность. Если бы не применялись  специальные меры безопасности, то монитор награждал бы нас  различными вредными для здоровья излучениями. Электронно-лучевая трубка монитора создает, например, рентгеновское излучение. Но в современных мониторах оно  незначительно, так как надежно  экранируется. А ведь совсем недавно  в продаже было очень много  защитных экранов, что для старых мониторов вовсе не роскошь, а  средство защиты. Как и любой электроприбор, монитор создает также электромагнитное излучение. Кроме того, он создает  также электростатическое поле, которое  способствует оседанию пыли на лице, шее, руках. Это может вызывать у человека аллергические реакции. К счастью, сейчас защита от этих вредных воздействий стала более совершенной, так как был принят ряд стандартов. Если на мониторе есть надпись или наклейка ТСО 03 (стандарт  2003 года), то с ним можно работать, не опасаясь за своё здоровье (в разумных пределах)

Впервые уровень электромагнитного излучения был ограничен пределами, безопасными для человека, в стандарте MPR II. В следующих стандартах они были ужесточены. Начиная со стандарта ТСО 95 к монитору предъявляются экологические и эргономические требования. Начиная со стандарта ТСО 99, также накладываются жесткие требования к качеству изображения по параметрам яркости, контрастности, мерцанию и свойствам антибликового покрытия экрана. Монитор должен иметь возможность регулировки параметров изображения. Кроме того, монитор также обязан соответствовать европейским стандартам пожарной и электрической безопасности. Еще одна характеристика ЭЛТ-мониторов – это несведение лучей. Этот термин означает отклонение электронных лучей красного и синего цвета от центрирующего зеленого. Такое отклонение препятствует получению чистых цветов и четкого изображения. Различают статическое и динамическое несведение. Статическое несведение это несведение трех цветов по всей поверхности экрана, которое обычно возникает из-за ошибки при сборке электронно-лучевой трубки. Динамическое несведение это несведение трех цветов по краям и четком изображении в центре. Так же в мониторе важно экранное покрытие и форма экрана (сферическая или плоская, которая меньше искажает изображение). Экраны электронно-лучевых мониторов могут иметь различные покрытия, улучшающие качество изображения и потребительские свойства монитора. Электронно-лучевые мониторы сегодня – довольно совершенные и недорогие устройства. У них отличная яркость и контрастность изображения, низкая цена, а, следовательно, и доступность. Но есть у них и минусы. Это довольно большие вес и габариты, значительное энергопотребление и вредное излучение.  

2. LCD мониторы

 

Жидко-кристалические (в переводе с англ. Liquid crystal display (LCD)). Первые жидкокристаллические материалы были открыты более 100 лет назад австрийским ученым Ф. Ренитцером.

Устройство

Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и  располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного  жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости. (Рис. 2)

Каждый  пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными  электродами, и двух поляризационных  фильтров, плоскости поляризации  которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически  полностью блокировался бы вторым фильтром.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими  кристаллами, специально обработана для  изначальной ориентации молекул  в одном направлении. В TN-матрице  эти направления взаимно перпендикулярны. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Если  же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться  в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При  этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если  постоянное напряжение приложено в  течение долгого времени, ЖК структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки.

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых  электродов. Поэтому практически  везде применяется адресация  по строкам и столбцам.

Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока  питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Преимущества ЖК-мониторов

• малые размер и масса в сравнении с ЭЛТ
• нет видимого мерцания, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью, в отличие от ЭЛТ
• энергопотребление в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может, как совпадать с ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть до пяти раз ниже.
• энергопотребление на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки ЖК-матрицы.

Недостатки

• в отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например, 320×200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
• многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
• из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета— на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости , связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп.
• фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
• зависимость контраста от угла обзора
• массово производимые ЖК-мониторы плохо защищены от повреждений. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация.
• существует проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, определяется в международном стандарте ISO 13406-2 (в России — ГОСТ Р 52324-2005). Стандарт определяет 4 класса качества ЖК-мониторов. Самый высокий класс — 1, вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий — 4, допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих.
• пиксели ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, вообще не подверженных ей.