Монітоp (monitor — слідкувати) або дисплей (display — відображувати) — електронний пристрій для відображення інформації.

Характеристики моніторів
  • Розмір екрану — визначається довжиною діагоналі (традиційно вимірюється в дюймах)
  • Співвідношення сторін екрану — стандартний (4:3) та широкоформатний (16:19, 16:10)
  • Роздільність дисплею — кількість пікселів по вертикалі та горизонталі
  • Глибина кольору — кількість біт на кодування одного пікселя (від монохромного (1 біт) до 32-бітного)
  • Розмір зерна (для CRT) чи пікселя (для LCD)
  • Частота оновлення зображення (виміруюється в герцах, для LCD практично однакова )
  • Швидкість відклику пікселів (не для всіх типів моніторів, у LCD, як правило, суттєво нижча ніж у CRT)
  • Максимальний кут огляду — максимальний кут під яким не виникає суттєвого погіршення якості зображення (актуально для LCD)

Терміни монітор та дисплей — дещо відмінні. Дисплей, як пристрій для відображення інформації, має ширше застосування, наприклад, дисплей мобільного телефону, а термін монітор пов’язується з комп’ютером або телеекраном дистанційного спостереження.

Без можливості бачити результати своєї роботи, персональний комп’ютер став би марним інструментом. Необхідно яким-небудь чином спостерігати за сигналами комп’ютерної системи, щоб знати, чим вона займається в даний момент. Сьогодні реалізацією подібного роду функцій займається відеосистема. Стандартним пристроєм виводу інформації, якому вже десятки років, є монітор.

Монітори, побудовані на електронно-променевих трубках (ЕПТ), активно витісняються новим поколінням рідкокристалічних моніторів, зручнішим і економнішим.

Екрани LCD (Liquid Crystal Display, рідкокристалічні монітори) зроблені з речовини (цианофеніл), що перебуває в рідкому стані, але при цьому має деякі властивості, притаманні кристалічним тілам. Фактично це рідина з анізотропними властивостями (зокрема, оптичними), зв’язаних з упорядкованістю орієнтації її молекул.

Електронно-променева трубка

Електронно-променева трубка(ЕПТ) — електронний прилад, який має форму трубки, видовженої (часто з конічним розширенням) в напрямку осі електронного променя, що формується в ЕПТ. ЕПТ складається з електронно-оптичної системи, відхиляючої системи і флуоресцентного екрана або мішені.

Будова та дія ЕПТ з електростатичною системою відхилення променів

Електронно-променева трубка складається з катода (1), анода (2), вирівнювального циліндру (3), екрану (4), регуляторів площини (5) та висоти (6).

Під дією фото- або термоемісії з металу катода (тонка провідникова спіраль) вибиваються електрони. Оскільки між анодом та катодом підтримується напруга (різниця потенціалів) у декілька кіловольт, то ці електрони, вирівнюючись циліндром, рухаються у напрямку аноду (пустотілий циліндр). Пролітаючи крізь анод електрони потрапляють до регуляторів площини.

Кожен регулятор — це дві металеві пластини, різнойменно заряджені. Якщо ліву пластину зарядити негативно, а праву позитивно, то електрони проходячи крізь них будуть відхилятися праворуч, і навпаки. Аналогічно діють і регулятори висоти. Якщо ж на ці пластини подати змінний струм, то можна буде контролювати потік електронів як у горизонтальній, так і вертикальній площинах. У кінці свого шляху потік електронів потрапляє на екран, де може викликати зображення.

Рідкокристалічний дисплей

Рідкокристалічний дисплей(англ. liquid crystal display (LCD) — це електронний пристрій візуального відображення інформації (дисплей), принцип дії якого ґрунтується на явищі електричного переходу Фредерікса в рідких кристалах. Дисплей складається з довільної кількості кольорових або монохроматичних точок (пікселів), і джерела світла або відбивача (рефлектора).

Кожна з кольорових точок рідкокристалічного дисплея складається з кількох комірок (як правило, з трьох), попереду яких встановлюються світлові фільтри (найчастіше — червоний, синій і зелений). Тобто колір певної точки і її яскравість визначається інтенсивностями світіння комірок, з яких вона складається.

Керування кожною рідкокристалічною коміркою здійснюється з допомогою напруги, яку подає на комірку один з транзисторів тонкої підкладки (TFT — абревіатура англійського виразу «Thin Film Transistors»).

Рідкокристалічні дисплеї споживають невелику кількість енергії, тому вони знайшли широке застосування, як в кишенькових пристроях (годинниках, мобільних телефонах, кишенькових комп’ютерах), так і в комп’ютерних моніторах, телевізорах тощо. Піксель складається з:

  • кольорового фільтра;
  • горизонтального поляризатора;
  • оточеного двома шарами скла рідкокристалічного шару, який здатен змінювати свою поляризацію;
  • вертикального фільтра.

Будова

Екран LCD є масивом маленьких сегментів, названих пікселями, якими можна маніпулювати для відображення інформації. LCD має кілька шарів, де ключову роль грають дві панелі, зроблені з вільного від натрію і дуже чистого скляного матеріалу, який називають субстратом або підкладкою. Проміжок між шарами заповнений тонким шаром рідкого кристалу. На панелях є борозенки, що надають їм спеціальної орієнтації. Борозенки розташовані таким чином, що вони є паралельними між собою в межах кожної панелі, але борозенки однієї панелі перпендикулярні до борозенок іншої.

Поздовжні борозенки утворюються внаслідок нанесення на скляну поверхню тонких плівок прозорого пластику, що потім спеціальним чином обробляється. Борозенки орієнтують молекули рідкого кристалу однаково у всіх комірках. Молекули одного з типів рідких кристалів (нематиків) при відсутності напруги повертають вектори електричного (і магнітного) полів світлової хвилі на деякий кут у площині, перпендикулярній до напрямку поширення світлового променя. Нанесення борозенок на поверхню скла дозволяє забезпечити однаковий кут повороту площини поляризації для всіх комірок. Проміжок між панелями дуже тонкий.

Принцип дії

Робота РК-дисплея заснована на явищі поляризації світлового потоку. Відомо, що так звані кристали-поляроїди здатні пропускати тільки ту складову світла, вектор магнітної індукції якої лежить у площині, паралельній оптичній площині поляроїда. Для решти світлового потоку поляроїд буде непрозорим. У такий спосіб поляроїд ніби просіває світло. Цей процес називається поляризацією світла. Із відкриттям класу рідких речовин, довгі молекули яких чутливі до електростатичного й електромагнітного поля і здатні повертати площину поляризації світла, з’явилася можливість керувати поляризацією. Ці аморфні речовини за схожість із кристалічними речовинами за електрооптичними властивостями, а також за здатність приймати форму посудини, назвали рідкими кристалами.

Проходження світла

Рідкокристалічна панель освітлюється джерелом світла (у залежності від того, де воно розташоване, рідкокристалічні панелі працюють на відображення або на проходження світла). Площина поляризації світлового променя повертається на 90° при проходженні однієї панелі. Якщо до комірки прикласти електричне поле, молекули рідких кристалів частково вибудовуються вертикально уздовж поля, кут повороту площини поляризації світла стає відмінним від 90 градусів.

Поворот площини поляризації світлового променя непомітний для ока, тому виникає необхідність додати до скляних панелей ще два інших шари, що виконують роль поляризаційних фільтрів. Ці фільтри пропускають тільки складову світлового променя із заданою поляризацією. Тому при проходженні поляризатора пучок світла буде ослаблений у залежності від кута між його площиною поляризації і віссю поляризатора. При відсутності напруги комірка прозора, тому що перший поляризатор пропускає тільки світло з відповідним вектором поляризації. Завдяки рідким кристалам вектор поляризації світла повертається і до моменту проходження пучком до другого поляризатора він уже повернутий так, що проходить через другий поляризатор без перешкод.

У присутності електричного поля поворот вектора поляризації відбувається на менший кут, тим самим другий поляризатор стає тільки частково прозорим для випромінювання. Якщо різниця потенціалів буде такою, що повороту площини поляризації в рідкому кристалі не відбудеться зовсім, то світловий промінь буде цілком поглинутий другим поляризатором, і освітлений ззаду екран буде здаватися чорним (промені підсвічування цілком поглинаються екраном). Якщо розташувати велике число електродів, що створюють різні електричні поля в окремих місцях екрана (комірках), то з’явиться можливість при правильному керуванні потенціалами цих електродів відображати на екрані елементи зображення.

Електроди інкапсулюють в прозорий пластик і надають їм будь-яку форму. Технологічні нововведення дозволили обмежити їхні розміри величиною маленької крапки, відповідно на маленькій ділянці екрана можна розташувати більше число електродів, що збільшує роздільну здатність LCD-монітора і дозволяє відображати навіть складні зображення в кольорі. Для виводу кольорового зображення необхідне підсвічування монітора ззаду, таким чином, щоб світло виходило із задньої частини LCD. Це необхідно для того, щоб можна було спостерігати зображення з гарною якістю, навіть якщо навколишнє середовище не є світлим. Для отримання кольорового зображення використовують три фільтри, що виділяють з випромінювання джерела білого світла три основні компоненти. Завдяки комбінуванню трьох основних кольорів для кожної точки або пікселя екрана з’являється можливість відтворити будь-який колір.

Газорозрядний екран

Газорозрядний екран (також широко застосовується англійська калька «плазмова панель») — пристрій відображення інформації, монітор, заснований на явищі світіння люмінофора під впливом ультрафіолетових променів, що виникають при електричному розряді в іонізованому газі, інакше кажучи в плазмі. (Див. також: SED).

Конструкція

Плазмова панель є матрицею газонаповнених осередків, укладених між двома паралельними скляними пластинами, усередині яких розташовані прозорі електроди, що утворюють відповідно шини сканування, підсвічування і адресацію. Розряд у газі протікає між розрядними електродами (сканування і підсвічування) на лицьовій стороні екрану і електродом адресації на задній стороні.

Особливості конструкції:

  • суб-піксель плазмової панелі володіє наступними розмірами 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм;
  • передній електрод виготовляється з оксиду індію та олова, оскільки він проводить струм і максимально прозорий.
  • при протіканні великих струмів по досить великому плазмовому екрані через опір провідників виникає істотне падіння напруги, що приводить до спотворень сигналу, у зв’язку з чим додають проміжні провідники з хрому, незважаючи на його непрозорість;
  • для створення плазми осередку зазвичай заповнюються газом — неоном або ксеноном (рідше використовується He і / або Ar, або, частіше, їх мікс-суміші).

Принцип дії

   Робота плазмової панелі складається з трьох етапів:

  • ініціалізація, в ході якої відбувається упорядкування положення зарядів середовища та її підготовка до наступного етапу (адресації). При цьому на електроді адресації напруга відсутня, а на електрод сканування щодо електрода підсвічування подається імпульс ініціалізації має ступінчастий вигляд. На першій ступені цього імпульсу відбувається упорядкування розташування іонів газового середовища, на другому ступені розряд у газі, а на третій — завершення впорядкування.
  • адресація, в ході якої відбувається підготовка пікселя до підсвічуванню. На шину адресації подається позитивний імпульс (+75 В), а на шину сканування негативний (-75 В). На шині підсвічування напруга встановлюється рівним +150 В.
  • підсвічування, в ході якої на шину сканування подається позитивний, а на шину підсвічування негативний імпульс, що дорівнює 190 В. Сума потенціалів іонів на кожній шині і додаткових імпульсів призводить до перевищення порогового потенціалу і розряду в газовому середовищі. Після розряду відбувається повторне розподіл іонів у шин сканування і підсвічування. Зміна полярності імпульсів призводить до повторного розряду в плазмі. Таким чином, змінюючи полярність імпульсів забезпечується багаторазовий розряд осередки.

Один цикл «ініціалізація — адресація — підсвічування» утворює формування одного підполя зображення. Складаючи кілька підполів можна забезпечувати зображення заданої яскравості і контрасту. У стандартному виконанні кожен кадр плазмової панелі формується складанням восьми підполів.

Таким чином, при підведенні до електродів високочастотного напруги відбувається іонізація газу або освіту плазми. У плазмі відбувається ємнісний високочастотний розряд, що призводить до ультрафіолетового випромінювання, яке викликає світіння люмінофора: червоне, зелене або синє. Це світіння проходячи через передню скляну пластину потрапляє в око глядача.

Органічній світлодіод

Органічній світлодіод (англ. Organic Light Emitting Diode (OLED)) — світлодіод, чий віпромінюючій електролюмінісцентній куля складається Із плівкі органічної Суміші. Цей куля зазвічай Включає в себе полімерні Речовини, які дозволяють органічнім складових буті Як слід депонованімі. Вони розташовуються у так званих рядках та колонках по площі підкладкі пробачимо процесом «друку». У результаті отрімуємо матриці з пікселів, які віпромінюють свічення різніх кольорів.

Такі системи можуть відтворювати вікорістовуватісь у телевізійніх екрані, комп’ютерних моніторах, малих портативних системах (таких, Як мобільні телефони, кішенькові комп’ютери), рекламній та інформаційній індустрії. OLED такоже можна використовувати в джерелах світла. OLED віпромінюють менше світла на одиницю площі, ніж тверді неорганічні світлодіоді, Що прізначені для використання в Якості точковой джерела світла.

Суттєвою Переваги OLED-дісплеїв, у порівнянні з традіційнімі рідкокрісталічнімі дисплеями (LCD), є ті, Що органічні світлодіоді НЕ вімагають фонової підсвіткі. Таким чином, смороду можуть відтворювати відображаті глібокі чорні кольори, Залуччя набагато менше ЕНЕРГІЇ, І можуть буті набагато тоншімі І легшими, ніж РК-панелі. OLED дісплеї природно досягають набагато вищого коефіцієнту контрастності, ніж РК-моніторі.

Принцип роботи

Віпромінювання світла в органічному світлодіоді відбувається в тонкому люмінесцентному шарі органічного напівпровідніка, в Який Із двох електродів інжектуються електроних ї діркі. У межах люмінесцентного шару електроних ї діркі рекомбінують, утворюючі Екситонна, частина з якіх гине, віпромінюючі фотон. Для інжекції електронів використовуються метали з малою роботів виходе (Ca, Mg, Al). Для інжекції дірок — напівпрозорій Електрод Із InSnO. Люмінесцетній куля Може складатіся або з малих органічніх молекул, напріклад, Alq3, або Зі спряжених полімерів, напріклад, поліфенілінвініліну (PPV).

Для покращення характеристик діоду, використовують так же додаткові провідні шари, для електронів І дірок.

Схематично зображення: Будови й роботи органічного світлодіода.

  •    Електрод Із малою роботів виходе, Який інжектує електронних.
  •    Куля органічного напівпровідніка, з високо провідністю для електронів.
  •    Рекомбінація електрону ї діркі, з утворенням Екситонна ї віпромінювання кванта світла.
  •    Куля органічного напівпровідніка, з високо провідністю для дірок.
  •    Прозорої Електрод, Звідки інжектуються діркі.

Застосування

Органічні світлодіоді забезпечують скроню яскравість, покрівають увесь видимий спектр І є Дуже дешевими у віробніцтві. Вони відкрівають перспективу Створення телевізорів І моніторів товщиною у Декілька міліметрів. Яскравість органічніх світлодіодів вже перевіщіла яскравість ламп розжарювання, Шо робіть також їх перспективними для вікорістанняв Якості освітлювальніх приладів.

Недолік органічніх світлодіодів — порівняно невеликий годину експлуатації, Який, протікання, можна збільшуваті за рахунок надійної інкапсуляції.

Наразі (вересень 2007) органічні світлодіоді використовуються у невеликих дисплеях мобільніх телефонів, радіопріймачів ТОЩО. Такі прістрої випускають фірмамі Піонер, Моторола, Sony Ericson І Samsung. Фірма Sony оголосіла, Що з 2007 року розпочінає випуск 11-дюймових телевізійніх екранів на органічніх світлодіодах. Планується випускатись 1000 телевізорів на рік, — для Тестування.

Проектор

Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.