Рідкокристалічні монітори

Міністерство науки  і освіти України

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на  тему: «Рідкокристалічні монітори»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м. Київ

Зміст:

Вступ

1. Монітори та їх  види……………………………………………………………….4

2. Рідкі кристали……………………………………………………………………..6

3. Рідкокристалічні монітори (LCD)………………………………………………..8

4. Основні характеристики  моніторів……………………………………………..10

Висновок

Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Монітор – це пристрій виведення графічної і текстової інформації у формі, доступній користувачеві. Монітори входять до складу будь-якої комп’ютерної системи. Вони стали життєво важливим компонентом при визначенні загальної якості й зручності експлуатації комп’ютера. Сьогодні розвиток комп’ютерних технологій вимагає розробки нових моніторів, більшого розміру і з новими можливостями. . Природно, що не було б потреби в удосконаленні моніторів, якщо не було прогресу в інших областях. Таким чином, розвиток моніторів безпосередньо пов’язаний з прогресом і удосконаленням інших складових комп’ютера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Монітори та їх види.

Монітор (monitor – слідкувати) або дисплей (display – відображувати) – це електронний пристрій для відображення інформації. Сучасні комп’ютерні монітори бувають кількох типів:

• на основі електронно-променевої трубки (CRT);
• рідкокристалічні (LSD, TFT як підвид LSD);
• плазмові;
• пластикові;

Монітори на основі елекронно-променевої трубки (CRT)

  Розглянемо  основну  інформацію та принципи роботи  деяких з них.

         Сьогодні найпоширеніший тип  моніторів – це монітори з електронно-променевою трубкою. Вони дуже схожі на сучасні телевізори. Та й принцип роботи у них такий ж: всередині кінескопа монітора розташована трубка, яка посилає пучки світла трьох спектрів – червоного, зеленого і синього – на люмінофор, яким вкритий екран. Він світиться основними кольорами з різною інтенсивністю, і в результаті формується зображення з необхідним кольором.

Переваги ЕПТ-моніторів  полягає в тому, що вони доступні пересічному жителю по ціні, чітке  відображення малюнка і великий кут огляду, який обмежується лише можливостями людського ока.

Недоліки – вони дуже шкідливі для здоров’я , і їхня контрастність  порівняно          низька.

Рідкокристалічні (LSD, TFT як підвид LSD)

Рідкокристалічні монітори зроблені з речовини, що знаходиться в рідкому

стані, але при цьому  має деякі властивості, притаманні кристалічним тілам. Екран РК-монітора являє собою масив маленьких  сегментів(пікселів), якими можна  маніпулювати для відображення інформації. Для виведення зображення необхідним є підсвічування монітора ззаду так, щоб світло породжувалося в задній частині дисплея. Це необхідно для того, аби спостерігати зображення з гарною якістю, навіть якщо навколишнє середовище темне. Колір з’являється у результаті використання трьох фільтрів. Комбінуючи три основні кольори для кожної точки або пікселя екрана, можна відтворити будь-який колір.

  До  переваг РК-моніторів   можна віднести те, що вони  справді плоскі (займають набагато  менше місця, ніж ЕПТ-монітори), створюване на їхніх екранах зображення відрізняється насиченістю кольорів. Вони не мають викривлень на екрані. Також додам, що споживча потужність у РК-моніторів істотно низька (мало споживають електроенергії).

  Недоліки – мала  швидкість оновлення інформації.При  швидкому переміщенні курсору миші чи перелистуванні тексту контури деяких об’єктів розпливаються.

Також вони мають малий  кут огляду, тобто, якщо на монітор  дивитися не прямо, а під певним кутом, то зображення буде нечітким. І нарешті, для «середньостатистичного»  жителя найбільший мінус РК-моніторів – їх ціна.

Плазмові монітори

  Робота плазмових моніторів дуже схожа на роботу неонових ламп, зроблених у вигляді трубки, заповненої інертним газом низького тиску. Фактично кожен пікселя на екрані працює як звичайна флуоресцентна лампа. Висока яскравість і контрастність поряд з відсутністю мерехтіння є великими перевагами. Крім того, кут,  під яким можна побачити якісне зображення, істотно більший, ніж у випадку з РК-моніторами.

   Головним недоліками  такого типу моніторів є досить висока споживана потужність, що зростає при збільшенні діагоналі монітора, і низька роздільна здатність, обумовлена великим розміром елемента зображення. Через ці обмеження такі монітори використовуються поки що тільки для конференцій, презентацій, інформаційних щитів, тобто там, де потрібні великі розміри екранів для відображення інформації. 

 

Пластикові  монітори

  Є ще одна нова  і перспективна технологія: це  пластик, що світиться. Пластикові  екрани наближаються за ефективністю  до рідкокристалічних дисплеїв, але поступаються їм терміном служби. До переваг також можна віднести:

- оскільки пластик  сам випромінює світло, зайвим  є підсвічування й інші   хитрощі, необхідні для одержання  кольорового зображення;

- монітор забезпечує 180-градусний кут огляду;

- оскільки дисплеї  працюють при малій напрузі  живлення, його можна використовувати  в портативних пристроях, що  живляться від батарей;

- плазмові монітори  можна використовувати для відтворення  відеоінформації.

Ці переваги і дешевизна  призвели до виникнення вельми райдужних перспектив.

 

 

 

 

                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Рідкі кристали.

Рідки́й криста́л  (рос. жидкие кристаллы, англ. liquid crystals, нім. flüssige Kristalle m pl) — специфічний стан термодинамічної системи, якому властиві риси як рідини  (текучість), так і кристалу (анізотропія властивостей).

Загальна характеристика

Рідкий кристал - проміжна фаза (мезофаза) між ізотропною рідиною і кристалічним твердим тілом. Рідкі кристали це флюїди, молекули яких певним чином впорядковані, тобто існує певна симетрія. Як наслідок, існує анізотропія механічних, електричних, магнітних та оптичних властивостей речовин цього класу. Поєднуючи властивості рідин та твердих тіл (текучість, анізотропія), рідкі кристали проявляють специфічні ефекти, багато з яких не спостерігаються у рідинах та твердих тілах. Зокрема, в рідких кристалах спостерігається подвійне променезаломлення, флексоелектричний ефект, перехід Фредерікса.

Мезогени

Речовини, молекули яких за певних умов здатні утворювати рідкокристалічні фази, називаються мезогенами. Як правило, ці молекули є певною мірою жорсткими та анізотропними (суттєво довші або коротші в одному напрямі, ніж в інших). Більшість мезогенів — це продовгуваті стрижнеподібні молекули. Менш поширені дископодібні молекули, хоча існують ще більш екзотичні форми молекул рідких кристалів.

Класифікація

Деякі мезогени можуть утворювати кілька мезофаз. В залежності від способу утворення мезофаз рідкі кристали поділяються на ліотропні та термотропні. Ліотропні рідкі кристали проявляють властивості мезофаз при певних концентраціях мезогену у розчиннику, в той час як термотропні рідкі кристали є мезофазами в певних температурних межах. Останні в свою чергу поділяються в залежності від способу впорядкування молекул (в залежності від симетрії) на нематичні рідкі кристали (нематики) та смектичні рідкі кристали (смектики). Нематики, молекули яких мають продовгувату стержневидну форму, характеризуються дальнім орієнтаційним порядком, проте не мають дальнього трансляційного порядку. Тобто, існує певний переважний напрям орієнтації довгих осей молекул нематика, який характеризується одиничним вектором і називається директором. Смектична мезофаза відрізняється від нематичної наявністю дальнього трансляційного порядку. Таким чином, молекули смектиків розміщуються шарами.

Холестеричні рідкі кристали (холестерики) складаються з оптично активних молекул, тобто несиметричних молекул із хіральністю. Холестеричні рідкі кристали характеризуються далеким порядком в одному напрямку, в якому директор є періодичною функцією. Період зміни напрямку директора називається кроком спіралі. Оскільки крок спіралі холестеричних рідких кристалів залежить від температури, вони міняють колір при нагріванні чи охолодженні.

 

Застосування рідких кристалів

Найпопулярніше поле для використання рідких кристалів — рідкокристалічні дисплеї. Принцип дії таких пристроїв заснований на ефекті електричного переходу Фредерікса — переорієнтації молекул рідкого кристалу в комірці за наявності прикладеної до цієї комірки напруги.

Крім цього, рідкі кристали застосовують при виготовленні термодавачів, детекторів НВЧ-випромінювання тощо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такий вигляд мають в оптичному мікроскопі рідкі кристали

3. Рідкокристалічні  монітори (LCD).

LCD (Liquid Crystal Display, рідкокристалічні монітори) зроблено з речовини, яка у рідкому стані, а заодно має деякі властивості, які властиві кристалічним тілам. Молекули рідких кристалів під впливом електрики можуть змінювати свою орієнтацію і як наслідок змінювати властивості світлового променя який струменіє крізь них. Базуючись на цьому відкритті і на подальших дослідженнях, можна було знайти зв'язок між підвищенням електричної напруги і зміною орієнтації молекул кристалів для забезпеченню створення зображення. Перше своє застосування рідкі кристали знайшли у дисплеях для калькуляторів й у кварцових годинниках, пізніше їх почали застосовувати до моніторів портативних комп'ютерів. Сьогодні, внаслідок прогресу у цій галузі, починають отримувати дедалі більшого поширення LCD монітори для настільних комп'ютерів. Далі йтиметься лише про традиційних LCD монітори, про Nematic LCD.

Екран LCD монітора є масивом маленьких сегментів (званих пікселями). LCD монітор має низку верств, де ключову роль грають дві панелі виготовлені з вільного від натрію і дуже чистого скляного матеріалу, званого субстрат чи підкладка, які власне утримують тонкий шар рідких кристалів між собою. На панелях є борозенки, що спрямовують кристали, повідомляючи їм спеціальну орієнтацію. Борозенки розташовані в такий спосіб, що вони рівнобіжні з кожної панелі, але перпендикулярні між двома панелями. Подовжні борозенки виходять в результаті розміщення на скляній поверхні тонких плівок з прозорого пластика, і потім спеціальним чином обробляється. Зіштовхуючись із борозенками, молекули в рідких кристалах орієнтуються однаково переважають у всіх осередках. Молекули одного з різновидів рідких кристалів (нематики) за відсутності напруги повертають вектор електричного (і магнітного) поля  в такий світловий кут у площині, перпендикулярної осі поширення пучка. Дві панелі розташовані зовсім близько одна до одної. Рідкокристалічна панель висвітлюється джерелом світла. Площина поляризації світлового променя повертається на 90° при проходженні однієї панелі. За появи електричного поля, молекули рідких кристалів частково вибудовуються вздовж поля і кут повороту площині поляризації світла стає відмінними від 90^о.

 Для виведення кольорового зображення необхідне підсвічування монітора ззаду так, щоб світло породжувалося в задньої частини LCD дисплея. Це потрібно, щоб можна було спостерігати зображення із гарною якістю, навіть якщо довкілля перестає бути світлим. Колір виходить внаслідок використання трьох фільтрів, які виділяють з випромінювання джерела білого світла три основні компоненти. Комбінуючи три основні кольори кожної точки чи пікселя екрана, з'являється можливість відтворити будь-який колір.

Перші LCD дисплеї були дуже маленькими, близько 8 дюймів, тоді як сьогодні досягли 15 " розмірів від використання в ноутбуках, а серед настільних комп'ютерів виробляються 19 " і більше LCD монітори. Після збільшенням розмірів слід було збільшити дозвіл, наслідком є породження нових проблем, які були вирішені за допомогою спеціальних технологій, що описується далі. Однією із перших проблем була також проблема стандарту у визначенні якості відображення при високих санкціях. Першим кроком на шляху до мети було збільшення кута повороту площині поляризації світла кристалів з 90° до 270°. У найближчому майбутньому можна очікувати розширення вторгнення LCD моніторів на ринок, тому факту, що з недостатнім розвитком технології кінцева ціна пристроїв знижується, що дозволяє більшій кількості користувачів купувати нові продукти.

 Коротенько розповімо про  дозвіл LCD моніторів. Цей дозвіл визначається розміром пікселей, який в LCD монітора фіксований. Наприклад, якщо LCD монітор має дозвіл 1024x768, це означає, що у кожної з 768 ліній розміщено 1024 електродів,  пікселей. Окремо слід згадати про яскравості LCD моніторів, оскільки досі немає ніяких стандартів визначення того, достатню чи ні  яскравість має LCD монітор. Причому у центрі яскравість LCD монітора може бути на 25% вище, ніж біля країв екрана. Єдиний спосіб визначити, чи підходить вам яскравість конкретного LCD монітора, це порівняти його яскравість з іншими LCD моніторами. І останній параметр, про який слід згадати, це контрастність. Контрастність LCD монітора визначається відношенням контрастності між найбільш яскравим білим й найбільш темним чорним. Гарним контрастним співвідношенням вважається 120:1, що забезпечує відтворення живих насичених кольорів.

Перевагою LCD моніторів  можна віднести те, що вони справді  плоскі в буквальному значенні слова, а створюване на їхніх екранах зображення відрізняється чіткістю і насиченістю кольорів. Головною проблемою розвитку технологій LCD для сектора настільних комп'ютерів, схоже, є розмір монітора, який впливає на його вартість. Зі збільшенням розмірів дисплеїв знижуються виробничі можливості. Нині максимальна діагональ LCD монітора придатного до масового виробництва сягає 20 " , а недавно деякі розробники представили 43 " моделі і навіть 64 " моделі TFT-LCD моніторів готові до початку комерційного виробництва. Проте, схоже, що результат битви між CRT і LCD моніторами за перше місце на ринку вже відомий. Причому на користь CRT моніторів. Майбутнє, судячи з усього, за LCD моніторами з активною матрицею. Результат битви став зрозумілим після того, як IBM оголосила про випуск монітора з матрицею, має 200 пикселей на дюйм, тобто із щільністю вдвічі більше, ніж в CRT моніторів. Як стверджують експерти, якість картинки відрізняється як і для друку на матричному і лазерному принтерах. Тому постає запитання початку повсюдному використанню LCD моніторів лише в їх ціні.