URZ
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
BUDOWA, ZASADA DZIAA
ANIA ORAZ PODSTAWOWE
BUDOWA, ZASADA DZIAA
ANIA ORAZ PODSTAWOWE
PARAMETRY MONITORÓW LCD I OLED.
PARAMETRY MONITORÓW LCD I OLED.
Budowa i zasada działania monitorów LCD.
Budowa i zasada działania monitorów LCD.
Ciekłe kryształy odkrył w 1888 r. austriacki botanik Friedrich Rheinitzer.
Ciekłe kryształy odkrył w 1888 r. austriacki botanik Friedrich Rheinitzer.
Są to substancje prawie przezroczyste przyjmujące stan ciekły jak i stały. Pobudzenie
Są to substancje prawie przezroczyste przyjmujące stan ciekły jak i stały. Pobudzenie
napięciem ciekłych kryształów zmienia ich położenie i sposób przenikania przez nie
napięciem ciekłych kryształów zmienia ich położenie i sposób przenikania przez nie
światła.
światła.
Na zmianie polaryzacji światła, na skutek zmian położenia cząstek ciekłego
Na zmianie polaryzacji światła, na skutek zmian położenia cząstek ciekłego
kryształu pod wpływem pola elektrycznego, polega zasada działania monitora LCD.
kryształu pod wpływem pola elektrycznego, polega zasada działania monitora LCD.
W oparciu o ciekłe kryształy buduje się obecnie monitory ciekłokrystaliczne zwane
W oparciu o ciekłe kryształy buduje się obecnie monitory ciekłokrystaliczne zwane
monitorami LCD (ang. Liquid Crystal Display)
monitorami LCD (ang. Liquid Crystal Display)
Wszystkie obecnie produowane monitory ciekłokrystaliczne składają się z czterech
Wszystkie obecnie produowane monitory ciekłokrystaliczne składają się z czterech
podstawowych elementów:
podstawowych elementów:
- komórek, w których zatopiona jest mała ilość ciekłego kryształu,
- komórek, w których zatopiona jest mała ilość ciekłego kryształu,
- elektrod będących z
ródłem pola elektrycznego działającego bezpośrednio na kryształ,
- elektrod będących z
ródłem pola elektrycznego działającego bezpośrednio na kryształ,
- dwóch cienkich folii: polaryzatora i analizatora,
- dwóch cienkich folii: polaryzatora i analizatora,
- z
ródła światła.
- z
ródła światła.
Polaryzator jest urządzeniem optycznym przepuszczającym światło o określonej
Polaryzator jest urządzeniem optycznym przepuszczającym światło o określonej
polaryzacji liniowej.
polaryzacji liniowej.
Analizator to polaryzator, w którym określona jest płaszczyzna polaryzacji.
Analizator to polaryzator, w którym określona jest płaszczyzna polaryzacji.
Za ekranem znajduje się z
ródło światła np. lampa fluorescencyjna. W zalezności od
Za ekranem znajduje się z
ródło światła np. lampa fluorescencyjna. W zalezności od
wielkości panelu LCD ilośc tych lamp waha się od dwóch (monitory 15") do ośmiu
wielkości panelu LCD ilośc tych lamp waha się od dwóch (monitory 15") do ośmiu
(monitory 20-21").
(monitory 20-21").
Panele 17" najczęściej mają zamontowane 4 lampy fluorescencyjne.
Panele 17" najczęściej mają zamontowane 4 lampy fluorescencyjne.
Światło pochodzące od z
ródła światła przechodzi w poczatkowej fazie przez tzw. dyfuzor
Światło pochodzące od z
ródła światła przechodzi w poczatkowej fazie przez tzw. dyfuzor
- element zapewniający równomierne oświetlenie całego panelu LCD.
- element zapewniający równomierne oświetlenie całego panelu LCD.
W następnej kolejności światło przepuszczane jest przez pierwszy filtr polaryzacyjny
W następnej kolejności światło przepuszczane jest przez pierwszy filtr polaryzacyjny
czyli grupę elektrod sterujących ułożeniem cząstek ciekłego kryształu.
czyli grupę elektrod sterujących ułożeniem cząstek ciekłego kryształu.
Nstępnie światło przedostaje się przez warstwę orientującą - warstwę ustawiającą
Nstępnie światło przedostaje się przez warstwę orientującą - warstwę ustawiającą
molekuły ciekłego kryształu w odpowiednim stanie (najczęściej spoczykowym).
molekuły ciekłego kryształu w odpowiednim stanie (najczęściej spoczykowym).
Znajdująca się dalej warstwa ciekłego kryształu odchyla (skręca) płaszczyznę
Znajdująca się dalej warstwa ciekłego kryształu odchyla (skręca) płaszczyznę
polaryzacji światła o 90 stopni.. Ciekły kryształ ma krystaliczną strukturę.
polaryzacji światła o 90 stopni.. Ciekły kryształ ma krystaliczną strukturę.
URZ
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
Cząsteczki kryształu mają kształt pręcików, są ustawiane w równoległych rzędach i steruje
Cząsteczki kryształu mają kształt pręcików, są ustawiane w równoległych rzędach i steruje
się nimi przy użyciu pola elektrycznego.
się nimi przy użyciu pola elektrycznego.
Substancja ciekłokrystaliczna jest umieszczona w kilku milionach pojedynczych komórek.
Substancja ciekłokrystaliczna jest umieszczona w kilku milionach pojedynczych komórek.
Komórki te tworzą matrycę pikseli.
Komórki te tworzą matrycę pikseli.
Aby światło mogło ulec skręceniu musi nastąpić odpowiednie ułożenie pałeczkowatych
Aby światło mogło ulec skręceniu musi nastąpić odpowiednie ułożenie pałeczkowatych
cząstek. Aby takie ułożenie uzyskać stosuje się wyżej wymienione warstwy orientujące.
cząstek. Aby takie ułożenie uzyskać stosuje się wyżej wymienione warstwy orientujące.
Światło po przejściu przez ciekły kryształ napotyka drugi filtr polaryzacyjny. W zależności
Światło po przejściu przez ciekły kryształ napotyka drugi filtr polaryzacyjny. W zależności
od kąta padania światła w stosunku do osi polaryzacji filtra światło wydostaje się z panela
od kąta padania światła w stosunku do osi polaryzacji filtra światło wydostaje się z panela
LCD, a użytkownik widzi jasny punkt na ekranie.
LCD, a użytkownik widzi jasny punkt na ekranie.
URZ
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
Świecenie kryształu.
Świecenie kryształu.
URZ
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
Ekran LCD zbudowany jest z dwóch warstw ciekłych kryształów umieszczonych pomiędzy
Ekran LCD zbudowany jest z dwóch warstw ciekłych kryształów umieszczonych pomiędzy
dwiema odpowiednio wyprofilowanymi powierzchniami, z których jedna jest ustawiona pod
dwiema odpowiednio wyprofilowanymi powierzchniami, z których jedna jest ustawiona pod
kątem 90 stopni wobec drugiej.
kątem 90 stopni wobec drugiej.
Monitor LCD w przeciwieństwie do modeli CRT pracuje z maksymalną jakością tylko w
Monitor LCD w przeciwieństwie do modeli CRT pracuje z maksymalną jakością tylko w
rozdzielczości rzeczywistej, bo LCD ma stałą liczbę pikseli. Oczywiście prezentacja obrazu
rozdzielczości rzeczywistej, bo LCD ma stałą liczbę pikseli. Oczywiście prezentacja obrazu
z inną rozdzielczością jest możliwa, jednak wtedy mamy do wyboru dwa sposoby
z inną rozdzielczością jest możliwa, jednak wtedy mamy do wyboru dwa sposoby
oglądania obrazu - wyświetlany na fragmencie matrycy odpowiadającej danej
oglądania obrazu - wyświetlany na fragmencie matrycy odpowiadającej danej
rozdzielczości (np. 640x480 na panelu o rzeczywistej rozdzielczości 1024x768) lub
rozdzielczości (np. 640x480 na panelu o rzeczywistej rozdzielczości 1024x768) lub
prezentowany na całej powierzchni ekranu przy użyciu algorytmów skalowania.
prezentowany na całej powierzchni ekranu przy użyciu algorytmów skalowania.
Filtr selektywny.
Filtr selektywny.
Występuje na powierzchni ekranu monitora LCD. Kieruje w stronę oczu dwa obrazy o
Występuje na powierzchni ekranu monitora LCD. Kieruje w stronę oczu dwa obrazy o
różnej perspektywie. Mózg przetwarza otrzymaną informację i tworzy trójwymiarową
różnej perspektywie. Mózg przetwarza otrzymaną informację i tworzy trójwymiarową
scenę.
scenę.
URZ
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
Zalety monitorów LCD:
Zalety monitorów LCD:
- mała waga,
- mała waga,
- mały rozmiar,
- mały rozmiar,
- brak emisji szkodliwego promieniowania,
- brak emisji szkodliwego promieniowania,
- małe zapotrzebowanie na energię,
- małe zapotrzebowanie na energię,
- obraz wysokiej jkości,
- obraz wysokiej jkości,
Wady monitorów LCD:
Wady monitorów LCD:
- trudny do uzyskania kontrast,
- trudny do uzyskania kontrast,
- pochłanianie części światła,
- pochłanianie części światła,
- obraz widziany pod kątem zanika,
- obraz widziany pod kątem zanika,
URZ
DZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
Budowa i zasada działania monitorów organicznych OLED (ang. Organic Light
Budowa i zasada działania monitorów organicznych OLED (ang. Organic Light
Emitting Diodes)
Emitting Diodes)
Panel ciekłokrystaliczny monitorów LCD nie świeci sam z siebie i musi być zawsze
Panel ciekłokrystaliczny monitorów LCD nie świeci sam z siebie i musi być zawsze
podświetlony od tyłu. Ciekłe kryształy sterują zaś wyłącznie natężeniem przechodzącego
podświetlony od tyłu. Ciekłe kryształy sterują zaś wyłącznie natężeniem przechodzącego
przez nie światła. Taka konstrukcja wyświetlacza zwiększa zużycie energii, które jest i tak
przez nie światła. Taka konstrukcja wyświetlacza zwiększa zużycie energii, które jest i tak
mniejsze niż w monitorach CRT, ale jest to szczególnie ważne w przypadku urządzeń
mniejsze niż w monitorach CRT, ale jest to szczególnie ważne w przypadku urządzeń
przenośnych. Ponadto mniejszy jest też kontrast generowanego obrazu. Tych wad
przenośnych. Ponadto mniejszy jest też kontrast generowanego obrazu. Tych wad
pozbawione są najnowsze typy wyświetlaczy wykonane w technologii OLED (Organic
pozbawione są najnowsze typy wyświetlaczy wykonane w technologii OLED (Organic
Light Emitting Diodes).
Light Emitting Diodes).
Konstrukcja i zasada działania wyświetlacza OLED jest  bardzo prosta". Wystarczy, że
Konstrukcja i zasada działania wyświetlacza OLED jest  bardzo prosta". Wystarczy, że
zetkniemy ze sobą dwa polimerowe półprzewodniki typu n i p, np. znane od ponad stu lat
zetkniemy ze sobą dwa polimerowe półprzewodniki typu n i p, np. znane od ponad stu lat
polipropylowinylen (PPV) oraz cyjanopolipropylowinylen (CN-PPV), a następnie przez taki
polipropylowinylen (PPV) oraz cyjanopolipropylowinylen (CN-PPV), a następnie przez taki
układ przepuścimy prąd. Na skutek tzw. procesów rekombinacji nośników ujemnych
układ przepuścimy prąd. Na skutek tzw. procesów rekombinacji nośników ujemnych
(elektronów) i dodatnich (dziur) materiał wyemituje światło.
(elektronów) i dodatnich (dziur) materiał wyemituje światło.
Jednak zestaw takich prostych elementów świecących nie nadaje się do budowy
Jednak zestaw takich prostych elementów świecących nie nadaje się do budowy
wyświetlacza. Najpoważniejszym problemem jest uzyskanie jednorodnej emisji światła na
wyświetlacza. Najpoważniejszym problemem jest uzyskanie jednorodnej emisji światła na
całej powierzchni polimerowego materiału. Nierównomierny rozkład natężenia światła
całej powierzchni polimerowego materiału. Nierównomierny rozkład natężenia światła
związany jest z różnicą szybkości przepływu ładunków dodatnich i ujemnych - elektrony
związany jest z różnicą szybkości przepływu ładunków dodatnich i ujemnych - elektrony
mogą migrować w kierunku nie najbliższych, ale oddalonych dziur. Wyświetlacze OLED
mogą migrować w kierunku nie najbliższych, ale oddalonych dziur. Wyświetlacze OLED
wymagają więc kilku dodatkowych warstw specjalnie dobranych substancji, tak aby ładunki
wymagają więc kilku dodatkowych warstw specjalnie dobranych substancji, tak aby ładunki
elektryczne były równomiernie wprowadzane do całej objętości polimeru.
elektryczne były równomiernie wprowadzane do całej objętości polimeru.
Warstwa transportowa dl
ekranów
Polimerowe warst
emitujące światło
Anoda ze szklą
przewodzącego ITO
Warstwa transportowa dla
dziur