Funcionalidad del monitor de plasma

Características generales de los métodos de salida de imágenes.

Hay dos métodos principales para mostrar una imagen: vector método y trama método.

Método vectorial . Con este método, la herramienta de dibujo dibuja solo la imagen de la figura y su trayectoria de movimiento está determinada por la imagen de salida. La imagen consta de primitivas gráficas: segmentos de línea: vectores, arcos, círculos, etc. Debido a la complejidad de construir un sistema de control de haz que proporcione un control rápido y preciso a lo largo de una trayectoria compleja, este método aún no ha encontrado un uso generalizado.

método ráster escanea toda la superficie de salida de la imagen y proporciona un elemento de dibujo que es capaz de dejar una marca visible. La trayectoria de la herramienta es constante e independiente de la imagen de salida, pero la herramienta puede dibujar o no puntos individuales. En el caso de utilizar un monitor de Vídeo, como herramienta para dibujar una imagen, existe un haz controlado para una imagen en blanco y negro y tres haces básicos (Rojo, Verde, Azul) para una imagen en color. El haz escanea la pantalla línea por línea y hace que el fósforo depositado en la superficie interior de la pantalla brille, Fig. 29.

En este caso, cuando el haz se mueve de izquierda a derecha, está encendido, y cuando regresa de derecha a izquierda, está apagado. Cada línea se divide en una serie de puntos: píxeles (elementos de imagen: imágenes elementales), cuya iluminación puede controlarse mediante el dispositivo que forma la imagen (tarjeta gráfica).

Arroz. 29 – Escaneo progresivo

En sistemas con progresivo o no alternante escaneo, el haz sigue las mismas líneas en diferentes marcos (Fig. 29), y en sistemas con entrelazado Al escanear, el haz pasará a lo largo de líneas desplazadas la mitad del paso de línea y, por lo tanto, el haz pasa por toda la superficie del cuadro en dos ciclos de escaneo del cuadro. Esto le permite reducir a la mitad la frecuencia de escaneo horizontal y, por lo tanto, la velocidad de visualización de los píxeles de la imagen en la pantalla (Fig. 30).

Arroz. 30 – Escaneo entrelazado

Dado que la inercia de la visión humana está a una frecuencia de 40-60 Hz, la frecuencia de los cambios de cuadro no debe ser inferior a este valor para que una persona no pueda notar este cambio, es decir, a un nivel de 50 Hz. Para garantizar una imagen de alta calidad en la pantalla, el haz debe tener tantos puntos luminosos en la pantalla como sea posible. Por ejemplo: 600 líneas de 800 puntos cada línea. Por tanto, la frecuencia de línea será:

50 Hz x (600) = 30 000 Hz = 30 kHz

Al mismo tiempo, para visualizar cada punto se requiere una frecuencia:

30kHz x 800= 24000kHz= 48MHz

Y esta ya es una frecuencia alta para los circuitos electrónicos.

Además, los puntos adyacentes de la señal de salida no están conectados entre sí, por lo que la frecuencia de control de la intensidad del haz debe aumentarse aún más en un 25% y entonces será de aproximadamente 60 MHz.

Este ancho de banda debe ser proporcionado por todos los dispositivos en la ruta de video: amplificadores de video, líneas de señal de interfaces y el propio adaptador de gráficos. En todas estas etapas del procesamiento y transmisión de señales, la alta frecuencia crea dificultades técnicas. Para reducir la frecuencia de las líneas, la imagen se entrelaza en medio fotograma:

incluso las líneas están iluminadas en un medio cuadro;

extraño líneas - en otro medio fotograma.

Sin embargo, la calidad de la imagen requiere un aumento en la velocidad de fotogramas para eliminar el parpadeo de la imagen; esto también requiere un aumento en el tamaño de la pantalla del monitor en el que se muestra la imagen misma; Además, cuanto mayor sea la frecuencia, menor será el rendimiento del sistema gráfico al crear imágenes.

Por lo tanto, existen algunas relaciones óptimas entre el funcionamiento del editor gráfico y el monitor de salida de imágenes: el editor gráfico es el dispositivo maestro y el monitor con sus generadores de escaneo debe proporcionar los parámetros de sincronización especificados para los escaneos de haz y cuadro.

Clasificación de monitores

Monitor- un dispositivo diseñado para mostrar información visualmente. Un monitor moderno consta de una carcasa, una fuente de alimentación, paneles de control y una pantalla. La información (señal de video) para la salida al monitor proviene de la computadora a través de una tarjeta de video o de otro dispositivo que genera una señal de video.

Según el tipo de información que muestran, los monitores se dividen en:

alfanumérico [sistema de visualización de caracteres – comenzando con MDA]

• pantallas que muestran sólo información alfanumérica;

  pantallas que muestran caracteres pseudográficos.

gráfico para mostrar información textual y gráfica (incluido vídeo).

• vector (visualización de escaneo vectorial): espectáculo de luces láser;

  raster (visualización de escaneo ráster): se utiliza en casi todos los subsistemas de gráficos de PC.

Por tipo de pantalla:

CRT- basado en un tubo de rayos catódicos (CRT);

LCD- pantalla de cristal líquido (LCD);

Plasma- basado en un panel de plasma (panel de visualización de plasma, PDP, panel de visualización de plasma de gas);

Proyector- proyector de vídeo y pantalla, colocados por separado o combinados en una sola carcasa;

Monitor OLED- basado en tecnología OLED (diodo emisor de luz orgánico).

Según el tipo de control, existen:

Digital;

Cosa análoga.

Por tamaño de pantalla:

bidimensional (2D): una imagen para ambos ojos

tridimensional (3D): se forma una imagen separada para cada ojo para obtener un efecto de volumen.

Por tipo de cable de interfaz

compuesto;

apartado;

Monitores de rayos catódicos

El elemento más importante de dicho monitor es un cinescopio, también llamado tubo de rayos catódicos. Un CRT es un dispositivo de vacío electrónico dentro de una bombilla de vidrio, en cuyo cuello hay un cañón de electrones y en la parte inferior hay una pantalla cubierta con fósforo. A medida que el cañón de electrones se calienta, emite una corriente de electrones que se precipitan hacia la pantalla a gran velocidad. El flujo de electrones (haz de electrones) pasa a través de las bobinas de enfoque y desviación, que lo dirigen a un punto específico de la pantalla recubierta de fósforo. Bajo la influencia de la influencia de los electrones, el fósforo emite luz, que es visible para el usuario sentado frente a la pantalla del ordenador.

Los monitores CRT utilizan tres capas de fósforo: rojo, verde Y azul. Para igualar el flujo de electrones se utiliza la llamada máscara de sombra: una placa de metal con hendiduras o agujeros que separan el fósforo rojo, verde y azul en grupos de tres puntos de cada color. La calidad de la imagen está determinada por el tipo de máscara de sombra utilizada; La nitidez de la imagen se ve afectada por la distancia entre los grupos de fósforo (el tono de los puntos).

En la figura. La Figura 31 muestra un tubo de rayos catódicos típico en sección.

Arroz. 31 – Vista en sección de un CRT en color: 1 – cañones de electrones; 2 – haces de electrones; 3 – bobina de enfoque; 4 – bobinas de desviación; 5 – ánodo; 6 – máscara de sombra; 7 – fósforo; 8 – máscara y granos de fósforo ampliados.

La sustancia química utilizada como fósforo se caracteriza por un tiempo de persistencia, que refleja cuánto tiempo brilla el fósforo después de la exposición a un haz de electrones. El tiempo de persistencia y la frecuencia de actualización de la imagen deben coincidir entre sí para que no haya un parpadeo perceptible en la imagen (si el tiempo de persistencia es muy corto) y no haya desenfoque o duplicación de los bordes debido a la superposición de fotogramas sucesivos (si la persistencia el tiempo es demasiado largo).

El haz de electrones se mueve muy rápidamente, barriendo líneas a lo largo de la pantalla de izquierda a derecha y de arriba a abajo en un camino llamado trama. El período de escaneo horizontal está determinado por la velocidad del haz que se mueve a través de la pantalla. Durante el proceso de escaneo (moviéndose por la pantalla), el haz actúa sobre aquellas áreas elementales de la capa de fósforo de la pantalla donde debería aparecer la imagen. La intensidad del haz cambia constantemente, como resultado de lo cual cambia el brillo de las áreas correspondientes de la pantalla. Dado que el brillo desaparece muy rápidamente, el haz de electrones debe recorrer la pantalla una y otra vez, renovándola. Este proceso se llama regeneración imágenes.

En la mayoría de los monitores, la frecuencia de actualización, también llamada frecuencia de escaneo vertical, es de aproximadamente 85 Hz en muchos modos, es decir. la imagen en la pantalla se actualiza 85 veces por segundo. La reducción de la frecuencia de regeneración provoca un parpadeo de la imagen, lo que resulta muy cansado para la vista. Por tanto, cuanto mayor sea la frecuencia de regeneración, más cómodo se sentirá el usuario.

Es muy importante que la frecuencia de actualización que puede proporcionar el monitor coincida con la frecuencia en la que está configurado el adaptador de vídeo. Si no existe tal coincidencia, la imagen no aparecerá en la pantalla y el monitor puede fallar. En general, los adaptadores de vídeo proporcionan frecuencias de actualización mucho más altas que las que admiten la mayoría de los monitores. Es por eso que la frecuencia de actualización inicial, determinada para la mayoría de los adaptadores de video para evitar daños al monitor, es de 60 Hz.

Actualmente, los monitores basados ​​en CRT pueden considerarse obsoletos.

monitores LCD

Las pantallas de monitores LCD (Liquid Crystal Display, pantallas de cristal líquido (monitores LCD)) están hechas de una sustancia que se encuentra en estado líquido, pero que al mismo tiempo tiene algunas propiedades inherentes a los cuerpos cristalinos. De hecho, se trata de líquidos que tienen anisotropía de propiedades (en particular ópticas) asociadas al orden en la orientación de las moléculas.

Curiosamente, los cristales líquidos son casi diez años más antiguos que los CRT; la primera descripción de estas sustancias se hizo en 1888. Sin embargo, durante mucho tiempo nadie supo cómo utilizarlos en la práctica y nadie, excepto los físicos y los químicos, se interesó por ello. a ellos. A finales de 1966, RCA Corporation demostró un prototipo de monitor LCD: un reloj digital.

Sharp Corporation jugó un papel importante en el desarrollo de la tecnología LCD. Todavía se encuentra entre los líderes tecnológicos. La primera calculadora CS10A del mundo fue producida en 1964 por esta corporación. En octubre de 1975, se produjo el primer reloj digital compacto con tecnología TN LCD. En la segunda mitad de los años 70 se inició la transición de las pantallas de cristal líquido de ocho segmentos a la producción de matrices con direccionamiento de cada punto. Entonces, en 1976, Sharp lanzó un televisor en blanco y negro con una diagonal de pantalla de 5,5 pulgadas, basado en una matriz LCD con una resolución de 160x120 píxeles.

Cómo funcionan los monitores LCD

El funcionamiento de los monitores LCD se basa en el fenómeno de polarización del flujo luminoso. Se sabe que los llamados cristales polaroid sólo son capaces de transmitir aquella componente de la luz cuyo vector de inducción electromagnética se encuentra en un plano paralelo al plano óptico de la polaroid. Durante el resto de la emisión de luz, la Polaroid será opaca. Así, la polaroid “tamiza” la luz, este efecto se llama polarización de la luz. Cuando se estudiaron sustancias líquidas cuyas largas moléculas son sensibles a los campos electrostáticos y electromagnéticos y son capaces de polarizar la luz, fue posible controlar la polarización. Estas sustancias amorfas, debido a su similitud con las sustancias cristalinas en sus propiedades electroópticas, así como a su capacidad para tomar la forma de un recipiente, se denominaron cristales líquidos.

La pantalla de un monitor LCD es una serie de pequeños segmentos (llamados píxeles) que se pueden manipular para mostrar información. Un monitor LCD tiene varias capas, donde el papel clave lo juegan dos paneles hechos de un material de vidrio muy puro y libre de sodio llamado sustrato o sustrato, que en realidad contienen una fina capa de cristales líquidos entre ellos, Fig. 32.

Arroz. 32 – Estructura de la pantalla del monitor LCD

Los paneles tienen ranuras que guían los cristales hacia una orientación específica. Las ranuras se colocan de manera que queden paralelas en cada panel pero perpendiculares entre dos paneles. Las ranuras longitudinales se obtienen colocando finas películas de plástico transparente sobre la superficie del vidrio, que luego se procesa especialmente. En contacto con las ranuras, las moléculas de los cristales líquidos están orientadas de manera idéntica en todas las células.

Las moléculas de una de las variedades de cristales líquidos (nemáticos), en ausencia de voltaje, giran el vector del campo eléctrico (y magnético) en la onda de luz en un cierto ángulo en el plano perpendicular al eje de propagación del haz. La aplicación de ranuras a la superficie del vidrio permite garantizar el mismo ángulo de rotación del plano de polarización para todas las celdas. Los dos paneles están situados muy cerca uno del otro.

El panel de cristal líquido está iluminado por una fuente de luz (dependiendo de dónde esté ubicado, los paneles de cristal líquido funcionan reflejando o transmitiendo luz).

El plano de polarización del haz de luz gira 90° al pasar a través de un panel, Fig. 33.

Arroz. 33 – Girar el plano de polarización del haz de luz.

Cuando aparece un campo eléctrico, las moléculas de los cristales líquidos se alinean parcialmente verticalmente a lo largo del campo, el ángulo de rotación del plano de polarización de la luz se vuelve diferente de 90 grados y la luz pasa a través de los cristales líquidos sin obstáculos, Fig. 34.

Arroz. 34 – Posición de las moléculas en presencia de un campo eléctrico

La rotación del plano de polarización del haz de luz es invisible a la vista, por lo que fue necesario añadir dos capas más a los paneles de vidrio, que son filtros polarizadores. Estos filtros transmiten únicamente aquella componente del haz luminoso cuyo eje de polarización corresponde a uno determinado. Por tanto, al pasar por un polarizador, el haz de luz se debilitará dependiendo del ángulo entre su plano de polarización y el eje del polarizador. En ausencia de voltaje, la celda es transparente, ya que el primer polarizador transmite solo luz con el vector de polarización correspondiente. Gracias a los cristales líquidos, el vector de polarización de la luz se gira, y cuando el haz pasa al segundo polarizador, ya se ha girado para que pase por el segundo polarizador sin problemas, Fig. 35a.

Arroz. 35 – Paso de la luz sin campo eléctrico (a) y con él (b)

En presencia de un campo eléctrico, la rotación del vector de polarización se produce en un ángulo menor, por lo que el segundo polarizador se vuelve sólo parcialmente transparente a la radiación. Si la diferencia de potencial es tal que la rotación del plano de polarización en los cristales líquidos no ocurre en absoluto, entonces el haz de luz será absorbido completamente por el segundo polarizador y la pantalla, cuando se ilumina desde atrás, aparecerá negra desde el lado. frontal (los rayos de luz de fondo se absorben completamente en la pantalla) Fig. 35b. Si coloca una gran cantidad de electrodos que crean diferentes campos eléctricos en lugares separados de la pantalla (celda), será posible, con el control adecuado de los potenciales de estos electrodos, mostrar letras y otros elementos de la imagen en la pantalla. Los electrodos se colocan en plástico transparente y pueden tener cualquier forma.

Las innovaciones tecnológicas han permitido limitar el tamaño de los electrodos al tamaño de un pequeño punto, por lo que se puede colocar una mayor cantidad de electrodos en la misma área de la pantalla, lo que aumenta la resolución del monitor LCD y nos permite visualizar; incluso imágenes complejas en color.

Para mostrar una imagen en color, el monitor debe estar retroiluminado para que la luz provenga de la parte posterior de la pantalla LCD. Esto es necesario para que la imagen pueda verse con buena calidad incluso si el entorno no es brillante. El color se produce mediante el uso de tres filtros que separan tres componentes principales de la emisión de una fuente de luz blanca. Combinando los tres colores primarios de cada punto o píxel de la pantalla es posible reproducir cualquier color.

En el caso del color, hay varias posibilidades: se pueden hacer varios filtros uno tras otro (lo que genera una pequeña fracción de la radiación transmitida), se puede aprovechar la propiedad de una celda de cristal líquido: cuando cambia la intensidad del campo eléctrico, El ángulo de rotación del plano de polarización de la radiación cambia de manera diferente para componentes luminosos con diferentes longitudes de onda. Esta característica se puede utilizar para reflejar (o absorber) radiación de una longitud de onda determinada (el problema es la necesidad de cambiar el voltaje con precisión y rapidez). El mecanismo que se utiliza depende del fabricante específico. El primer método es más sencillo, el segundo es más eficaz.

Las primeras pantallas LCD eran muy pequeñas, de unas 8 pulgadas, mientras que hoy en día han alcanzado tamaños de 15" para su uso en portátiles, y se están produciendo monitores LCD de 20" o más para ordenadores de sobremesa. A un aumento de tamaño le sigue un aumento de resolución, lo que da como resultado la aparición de nuevos problemas que se han resuelto con la ayuda de tecnologías especiales emergentes. Uno de los primeros desafíos fue la necesidad de un estándar para definir la calidad de visualización en altas resoluciones. El primer paso hacia el objetivo fue aumentar el ángulo de rotación del plano de polarización de la luz en cristales de 90° a 270° utilizando la tecnología STN.

STN es un acrónimo que significa "Super Twisted Nematic". La tecnología STN le permite aumentar el ángulo de torsión (ángulo de torsión) de la orientación del cristal dentro de la pantalla LCD de 90° a 270°, lo que proporciona un mejor contraste de imagen a medida que aumenta el tamaño del monitor.

Las células STN se utilizan a menudo en pares. Este diseño se llama DSTN (Double Super Twisted Nematic), en el que una celda DSTN de doble capa consta de 2 celdas STN, cuyas moléculas giran en direcciones opuestas durante el funcionamiento. La luz que pasa a través de una estructura de este tipo en un estado "bloqueado" pierde la mayor parte de su energía. El contraste y la resolución de DSTN son bastante altos, por lo que fue posible producir una pantalla a color en la que hay tres celdas LCD y tres filtros ópticos de colores primarios para cada píxel. Las pantallas en color no pueden funcionar con luz reflejada, por lo que una lámpara de retroiluminación es un atributo obligatorio. Para reducir las dimensiones, la lámpara está situada en un lateral y frente a ella hay un espejo.

Arroz. 36 – Luz de fondo del monitor LCD

Las celdas STN también se utilizan en el modo TSTN (Triple Super Twisted Nematic), donde se añaden dos finas capas de película de polímero para mejorar la reproducción del color de las pantallas en color o para garantizar una buena calidad de los monitores monocromáticos.

El término matriz pasiva surge de dividir el monitor en puntos, cada uno de los cuales, gracias a electrodos, puede establecer la orientación del plano de polarización del haz, independientemente de los demás, de modo que como resultado, cada uno de dichos elementos puede ser individualmente iluminado para crear una imagen. La matriz se llama pasiva porque la tecnología para crear pantallas LCD descrita anteriormente no puede proporcionar un cambio rápido de información en la pantalla. La imagen se forma línea por línea aplicando secuencialmente voltaje de control a celdas individuales, haciéndolas transparentes. Debido a la capacitancia eléctrica bastante grande de las celdas, el voltaje en ellas no puede cambiar lo suficientemente rápido, por lo que la imagen se actualiza lentamente. Este tipo de visualización tiene muchas desventajas en términos de calidad porque la imagen no aparece con fluidez y parece temblorosa en la pantalla. La baja tasa de cambio en la transparencia del cristal no permite que las imágenes en movimiento se muestren correctamente.

Para resolver algunos de los problemas descritos anteriormente, se utilizan tecnologías especiales para mejorar la calidad de la imagen dinámica, se propuso aumentar el número de electrodos de control. Es decir, toda la matriz se divide en varias submatrices independientes (Dual Scan DSTN: dos campos de escaneo de imágenes independientes), cada uno de los cuales contiene una cantidad menor de píxeles, por lo que su gestión alternativa lleva menos tiempo. Como resultado, se puede reducir el tiempo de inercia de la pantalla LCD.

Actualmente, las principales tecnologías en la fabricación de pantallas LCD son: TN+film, IPS (SFT) y MVA. Estas tecnologías se diferencian en la geometría de las superficies, el polímero, la placa de control y el electrodo frontal. De gran importancia es la pureza y el tipo de polímero con propiedades de cristal líquido utilizado en desarrollos específicos.

Película TN + (película Twisted Nematic +)

La película TN + es la tecnología más simple. La parte de película en el nombre de la tecnología significa una capa adicional que se utiliza para aumentar el ángulo de visión (aproximadamente de 90° a 150°). Actualmente, el prefijo película a menudo se omite y se llama a dichas matrices simplemente TN. Lamentablemente aún no se ha encontrado una forma de mejorar el contraste y el tiempo de respuesta de los paneles TN, y el tiempo de respuesta de este tipo de matriz es actualmente uno de los mejores, pero el nivel de contraste no.

La matriz TN funciona así: cuando no se aplica voltaje a los píxeles, los cristales líquidos (y la luz polarizada que transmiten) giran 90° entre sí en un plano horizontal en el espacio entre las dos placas. Y como la dirección de polarización del filtro de la segunda placa forma un ángulo de 90° con la dirección de polarización del filtro de la primera placa, la luz pasa a través de ella. Si los subpíxeles rojo, verde y azul están completamente iluminados, aparecerá un punto blanco en la pantalla.

A méritos La tecnología se puede atribuir al tiempo de respuesta más corto entre las matrices modernas, así como al bajo costo.

Defectos: peor reproducción cromática, ángulos de visión más pequeños.

IPS (In-Plane Switching) o SFT (Super Fine TFT)

La tecnología In-Plane Switching (Super Fine TFT) fue desarrollada por Hitachi y NEC. Estas empresas utilizan estos dos nombres diferentes para la misma tecnología: NEC technologies ltd. usa SFT y Hitachi usa IPS. La tecnología estaba destinada a superar las deficiencias de la película TN+. Sin embargo, al principio, aunque IPS pudo aumentar el ángulo de visión a 170°, así como un alto contraste y reproducción de color, el tiempo de respuesta se mantuvo en un nivel bajo.

Si no se aplica voltaje a la matriz IPS, las moléculas de cristal líquido no giran. El segundo filtro siempre está colocado perpendicular al primero y no pasa luz a través de él. Por lo tanto, la visualización del color negro es casi ideal. Si el transistor falla, el píxel "roto" del panel IPS no será blanco, como en la matriz TN, sino negro.

Cuando se aplica un voltaje, las moléculas de cristal líquido giran perpendicularmente a su posición inicial y transmiten luz.

Actualmente, IPS está siendo reemplazado por varias modificaciones de las tecnologías S-IPS (Super-IPS), que hereda todas las ventajas de la tecnología IPS y al mismo tiempo reduce el tiempo de respuesta y aumenta el contraste.

Ventajas: excelente reproducción cromática, grandes ángulos de visión

Defectos: largo tiempo de respuesta, alto costo.

VA (alineación vertical)

Las matrices MVA/PVA se consideran un compromiso entre TN e IPS, tanto en coste como en cualidades para el consumidor. MVA (Alineación vertical multidominio). Esta tecnología fue desarrollada por Fujitsu como un compromiso entre las tecnologías TN e IPS. Los ángulos de visión horizontal y vertical de las matrices MVA son de 160° (en los modelos de monitores modernos, hasta 176-178°), y gracias al uso de tecnologías de aceleración (RTC), estas matrices no se quedan atrás de TN+Film en tiempo de respuesta, pero superan significativamente las características de este último en profundidad de colores y precisión de su reproducción.

MVA es el sucesor de la tecnología VA introducida en 1996 por Fujitsu. Cuando se corta el voltaje, los cristales líquidos de la matriz VA se alinean perpendicularmente al segundo filtro, es decir, no transmiten luz. Cuando se aplica voltaje, los cristales giran 90° y aparece un punto de luz en la pantalla. Al igual que en las matrices IPS, los píxeles no transmiten luz cuando no hay voltaje, por lo que cuando fallan se ven como puntos negros.

Ventajas Las tecnologías MVA son un color negro intenso y la ausencia tanto de una estructura cristalina helicoidal como de un doble campo magnético.

Defectos MVA en comparación con S-IPS: pérdida de detalles en las sombras cuando se ve perpendicularmente, dependencia del equilibrio de color de la imagen del ángulo de visión.

Los análogos de MVA son tecnologías:

PVA (Alineación vertical con patrón) de Samsung.

Súper PVA de Samsung.

Súper MVA de CMO.

Principales características técnicas LCD monitores

Permiso- dimensiones horizontales y verticales, expresadas en píxeles.

A diferencia de los monitores CRT, los LCD tienen una resolución fija, el resto se logra por interpolación; Tamaño del punto

(tamaño de píxel): la distancia entre los centros de píxeles adyacentes. Directamente relacionado con la resolución física;

Relación de aspecto de la pantalla (formato proporcional): la relación entre ancho y alto (5:4, 4:3, 16:9, etc.); Diagonal visible

- el tamaño del propio panel, medido en diagonal. El área de las pantallas también depende del formato: un monitor con formato 4:3 tiene un área mayor que uno con formato 16:9 con la misma diagonal; Contraste

- la relación entre el brillo de los puntos más claros y más oscuros. Algunos monitores utilizan un nivel de retroiluminación adaptativo mediante lámparas adicionales; el valor de contraste indicado para ellos (el llamado dinámico) no se aplica a una imagen estática; Brillo

Tiempo de respuesta- el tiempo mínimo necesario para que un píxel cambie su brillo;

Ángulo de visión- el ángulo en el que la caída del contraste alcanza un valor determinado se calcula de forma diferente para los distintos tipos de matrices y por los diferentes fabricantes y, a menudo, no es posible compararlo.

Ventajas y desventajas de los monitores LCD.

a ellos beneficios Los LCD se pueden clasificar en:

tamaño y peso pequeños en comparación con CRT;

Los monitores LCD, a diferencia de los CRT, no presentan parpadeos visibles, defectos de enfoque del haz, interferencias de campos magnéticos ni problemas con la geometría y claridad de la imagen;

El consumo de energía de los monitores LCD, según el modelo, la configuración y la imagen mostrada, puede ser significativamente menor;

El 95% del consumo de energía de los monitores LCD está determinado por la potencia de las lámparas de retroiluminación o la matriz de retroiluminación LED de la matriz LCD.

Por otro lado, los monitores LCD también tienen algunas defectos, a menudo fundamentalmente difícil de eliminar, por ejemplo:

A diferencia de los CRT, pueden mostrar una imagen clara en una sola resolución (“estándar”). El resto se consigue por interpolación con pérdida de claridad;

La gama de colores y la precisión del color son inferiores a las de los paneles de plasma y los CRT, respectivamente. Muchos monitores presentan desigualdades irreparables en la transmisión del brillo (rayas en gradientes);

Muchos monitores LCD tienen un contraste y una profundidad de negro relativamente bajos.

El revestimiento brillante de la matriz, ampliamente utilizado, sólo afecta al contraste subjetivo en condiciones de iluminación ambiental;

Debido a los estrictos requisitos de espesor constante de las matrices, existe el problema de las irregularidades del color uniforme (desigualdad de la iluminación);

La velocidad real de cambio de imagen también sigue siendo menor que la de las pantallas CRT y de plasma;

La dependencia del contraste del ángulo de visión sigue siendo una desventaja importante de la tecnología;

El número máximo permitido de píxeles defectuosos, según el tamaño de la pantalla, se determina en la norma internacional ISO 13406-2 (en Rusia, GOST R 52324-2005). La norma define 4 clases de calidad para monitores LCD.

El tamaño siempre ha sido el principal obstáculo a la hora de crear monitores de pantalla ancha. Los monitores de más de 24" que usaban tecnología CRT eran demasiado pesados ​​y voluminosos. Los monitores LCD eran planos y livianos, pero las pantallas de más de 20" eran demasiado caras. La tecnología de plasma de nueva generación es ideal para crear pantallas de gran tamaño.

La idea de un panel de plasma no surgió por interés puramente científico. Ninguna de las tecnologías existentes pudo hacer frente a dos tareas simples: lograr una reproducción del color de alta calidad sin la inevitable pérdida de brillo y crear un televisor de pantalla ancha sin que ocupe toda el área de la habitación. Y los paneles de plasma (PDP), aunque sólo en teoría, podrían resolver un problema similar. Al principio, las pantallas de plasma experimentales eran monocromáticas (naranja) y sólo podían satisfacer la demanda de consumidores específicos que requerían, ante todo, una gran área de imagen. Por lo tanto, el primer lote de PDP (alrededor de mil unidades) fue comprado por la Bolsa de Nueva York.

La tendencia de los monitores de plasma revivió después de que finalmente quedó claro que ni los monitores LCD ni los CRT pueden proporcionar pantallas de gran diagonal (más de veintiún pulgadas) de forma económica. Por lo tanto, los principales fabricantes de televisores domésticos y monitores de computadora, como Hitachi, NEC y otros, han regresado al PDP.

El principio de funcionamiento de un panel de plasma es una descarga fría controlada de gas enrarecido (xenón o neón) en estado ionizado (plasma frío). El elemento de trabajo (píxel), que forma un punto separado en la imagen, es un grupo de tres subpíxeles responsables de los tres colores primarios, respectivamente. Cada subpíxel es una microcámara separada, en cuyas paredes hay una sustancia fluorescente de uno de los colores primarios, Fig. 37. Los píxeles están ubicados en los puntos de intersección de los electrodos de control transparentes de cromo-cobre-cromo, formando una cuadrícula rectangular.

Arroz. 37 – Estructura del panel de plasma

Para "iluminar" un píxel, sucede lo siguiente. Se suministra una tensión alterna de control rectangular alta a dos electrodos de suministro y control ortogonales entre sí, en cuyo punto de intersección se encuentra el píxel deseado. El gas de la celda cede la mayoría de sus electrones de valencia y pasa a un estado de plasma. Los iones y los electrones se recogen alternativamente en los electrodos situados en diferentes lados de la cámara, dependiendo de la fase de la tensión de control. Para "encender" el electrodo de exploración, se aplica un impulso, se suman los potenciales del mismo nombre y el vector del campo electrostático duplica su valor. Se produce una descarga: algunos de los iones cargados emiten energía en forma de radiación de cuantos de luz en el rango ultravioleta (dependiendo del gas). A su vez, el revestimiento fluorescente, al encontrarse en la zona de descarga, comienza a emitir luz en el rango visible, que es percibida por el observador. El 97% del componente ultravioleta de la radiación, perjudicial para los ojos, es absorbido por el cristal exterior. El brillo del fósforo está determinado por el valor del voltaje de control.

Arroz. 38 – El proceso de generación de luz visible por una célula.

Beneficios clave. El alto brillo (hasta 500 cd/m2) y el contraste (hasta 400:1), junto con la ausencia de fluctuaciones, son las grandes ventajas de estos monitores (a modo de comparación: un monitor CRT profesional tiene un brillo de aproximadamente 350, y un televisor: de 200 a 270 cd/m2 con un contraste de 150:1 a 200:1). Se mantiene una alta claridad de imagen en toda la superficie de trabajo de la pantalla. Además, el ángulo relativo al normal en el que se puede ver una imagen normal en los monitores de plasma es significativamente mayor que en los monitores LCD. Además, los paneles de plasma no crean campos magnéticos (lo que garantiza su inocuidad para la salud), no sufren vibraciones como los monitores CRT y su corto tiempo de regeneración permite su uso para la visualización de señales de vídeo y televisión. La ausencia de distorsión y problemas de convergencia y enfoque del haz de electrones es inherente a todas las pantallas planas. También cabe señalar que los monitores PDP son resistentes a los campos electromagnéticos, lo que permite su uso en entornos industriales; incluso un imán potente colocado junto a una pantalla de este tipo no afectará la calidad de la imagen de ninguna manera. En casa, puedes colocar cualquier altavoz en el monitor sin miedo a que aparezcan manchas de color en la pantalla.

Las principales desventajas Este tipo de monitor se caracteriza por un consumo de energía bastante alto, que aumenta a medida que aumenta la diagonal del monitor, y una baja resolución debido al gran tamaño del elemento de imagen. Además, las propiedades de los elementos de fósforo se deterioran rápidamente y la pantalla se vuelve menos brillante, por lo que la vida útil de los monitores de plasma en la mayoría de los casos se limita a 10.000 horas (esto es, aproximadamente 5 años para uso en oficina). Debido a estas limitaciones, estos monitores actualmente se utilizan sólo para conferencias, presentaciones, paneles informativos, es decir. donde se requieren tamaños de pantalla grandes para mostrar información. Sin embargo, hay muchas razones para suponer que las limitaciones tecnológicas existentes pronto se superarán y, con una reducción de costes, este tipo de dispositivo podrá utilizarse con éxito como pantallas de televisión o monitores de ordenador.

tecnología OLED

Principio de funcionamiento. Para crear diodos emisores de luz orgánicos (OLED), se utilizan estructuras multicapa de película delgada que consisten en capas de varios polímeros. Cuando se aplica al ánodo un voltaje positivo con respecto al cátodo, un flujo de electrones fluye a través del dispositivo desde el cátodo al ánodo. Así, el cátodo cede electrones a la capa emisora ​​y el ánodo toma electrones de la capa conductora, o en otras palabras, el ánodo cede agujeros a la capa conductora. La capa emisiva recibe una carga negativa y la capa conductora recibe una carga positiva. Bajo la influencia de fuerzas electrostáticas, los electrones y los huecos se acercan entre sí y se recombinan cuando se encuentran. Esto ocurre más cerca de la capa emisiva porque en los semiconductores orgánicos los huecos tienen mayor movilidad que los electrones. Durante la recombinación, se produce una disminución de la energía del electrón, que se acompaña de la liberación (emisión) de radiación electromagnética en la región de la luz visible. Por eso la capa se llama emisiva. El dispositivo no funciona cuando se aplica al ánodo un voltaje negativo con respecto al cátodo. En este caso, los huecos se mueven hacia el ánodo y los electrones se mueven en dirección opuesta hacia el cátodo, y no se produce ninguna recombinación.

Arroz. 39 – Esquema de un panel OLED de 2 capas: 1 - cátodo (−); 2 - capa emisiva; 3 - radiación emitida; 4 - capa conductora; 5 - ánodo (+)

El material del ánodo suele ser óxido de indio dopado con estaño. Es transparente a la luz visible y tiene una alta función de trabajo, lo que promueve la inyección de agujeros en la capa de polímero. A menudo se utilizan metales como el aluminio y el calcio para fabricar el cátodo porque tienen una función de trabajo baja que facilita la inyección de electrones en la capa de polímero.

Clasificación por método de control. Hay dos tipos de pantallas OLED: PMOLED y AMOLED. La diferencia radica en la forma en que se controla la matriz: puede ser una matriz pasiva (PM) o una matriz activa (AM).

EN PMOLED -Las pantallas utilizan controladores para escanear la imagen en filas y columnas. Para iluminar un píxel, debe encender la fila y la columna correspondientes: en la intersección de la fila y la columna, el píxel emitirá luz. En un ciclo de reloj sólo puedes hacer brillar un píxel. Por lo tanto, para que toda la pantalla se ilumine, es necesario enviar señales muy rápidamente a todos los píxeles recorriendo todas las filas y columnas. ¿Cómo se hace en los antiguos?

Arroz. 40 – Diagrama de un panel OLED con matriz pasiva

Las pantallas basadas en PMOLED son económicas, pero debido a la necesidad de escanear la imagen horizontalmente, no es posible obtener pantallas grandes con una calidad de imagen aceptable. Normalmente, las dimensiones de las pantallas PMOLED no superan las 3" (7,5 cm).

EN AMOLED En las pantallas, cada píxel se controla directamente, por lo que pueden reproducir rápidamente la imagen. Para controlar cada celda OLED, se utilizan transistores para recordar la información necesaria para mantener la luminosidad del píxel. La señal de control se suministra a un transistor específico, por lo que las celdas se actualizan con bastante rapidez. Las pantallas AMOLED pueden ser de gran tamaño y ya se han creado pantallas de hasta 40" (100 cm). Las pantallas AMOLED son caras de producir debido al complejo circuito de control de píxeles, a diferencia de las pantallas PMOLED, donde un simple controlador es suficiente para controlar .

Arroz. 41 – Diagrama de un panel OLED con matriz activa

Clasificación según material emisor de luz. Actualmente se están desarrollando principalmente dos tecnologías que han mostrado mayor eficiencia. Se diferencian en los materiales orgánicos utilizados: micromoléculas (sm-OLED) y polímeros (PLED), estos últimos se dividen en simplemente polímeros, compuestos poliméricos-orgánicos (POLED) y fosforescentes (PHOLED).

Esquemas de pantallas OLED en color. Hay tres esquemas para pantallas OLED en color:

circuito con emisores de colores separados;

Circuito WOLOD+CF (emisores blancos + filtros de color);

esquema con conversión de radiación de onda corta.

La opción más sencilla y familiar es el modelo habitual de tres colores, que en tecnología OLED se denomina modelo con emisores separados. Tres materiales orgánicos emiten luz de colores básicos: R, G y B. Esta opción es la más eficiente en términos de uso de energía, sin embargo, en la práctica resultó bastante difícil seleccionar materiales que emitan luz con la longitud de onda requerida. e incluso con el mismo brillo.

Arroz. 42 – Esquemas de pantallas OLED en color

La segunda opción utiliza tres emisores blancos idénticos que emiten a través de filtros de color, pero es significativamente inferior en eficiencia energética a la primera opción, ya que una parte importante de la luz emitida se pierde en los filtros.

La tercera opción (CCM - Color Changing Media) utiliza emisores azules y materiales luminiscentes especialmente seleccionados para convertir la radiación azul de longitud de onda corta en longitudes de onda más largas: roja y verde. El emisor azul emite naturalmente "directamente". Cada opción tiene sus propias ventajas y desventajas:

Principales direcciones de la investigación y el desarrollo modernos.

PHOLED (OLED fosforescente) - una tecnología que es un logro de Universal Display Corporation (UDC) junto con la Universidad de Princeton y la Universidad del Sur de California. Como todos los OLED, los PHOLED funcionan de la siguiente manera: se aplica corriente eléctrica a moléculas orgánicas, que emiten luz brillante. Sin embargo, los PHOLED utilizan el principio de electrofosforescencia para convertir hasta el 100% de la energía eléctrica en luz. Por ejemplo, los OLED fluorescentes tradicionales convierten aproximadamente entre el 25 y el 30 % de la energía eléctrica en luz. Debido a sus niveles extremadamente altos de eficiencia energética, incluso en comparación con otros OLED, se está estudiando el uso potencial de los PHOLED en pantallas grandes, como monitores de televisión o pantallas para necesidades de iluminación. Uso potencial de PHOLED para iluminación: Las paredes podrían cubrirse con pantallas PHOLED gigantes. Esto permitiría iluminar todas las habitaciones de manera uniforme, en lugar de utilizar bombillas que distribuyen la luz de manera desigual por toda la habitación. O monitores, paredes o ventanas, convenientes para organizaciones o para aquellos a quienes les gusta experimentar con el interior. Además, las ventajas de las pantallas PHOLED incluyen colores intensos y brillantes, así como una vida útil bastante larga.

TOLEDO - dispositivos emisores de luz transparentes TOLED (OLED transparente y de emisión superior): una tecnología que le permite crear pantallas transparentes (transparentes), así como lograr un mayor nivel de contraste.

Arroz. 43 – Ejemplo de uso de una pantalla TOLED

Pantallas TOLED transparentes: La dirección de emisión de la luz puede ser solo hacia arriba, solo hacia abajo o en ambas direcciones (transparente). TOLED puede mejorar significativamente el contraste, lo que mejora la legibilidad de la pantalla a la luz del sol.

Dado que los TOLED son 70% transparentes cuando están apagados, pueden montarse directamente en el parabrisas de un automóvil, en los escaparates de las tiendas o instalarse en un casco de realidad virtual. Además, la transparencia de TOLED permite su uso con metal, papel de aluminio, matriz de silicio y otros sustratos opacos para pantallas frontales (podría usarse en futuras tarjetas de crédito dinámicas). La transparencia de la pantalla se logra mediante el uso de elementos y materiales orgánicos transparentes para la fabricación de electrodos.

Al utilizar un absorbente de baja reflectancia para el sustrato de la pantalla TOLED, la relación de contraste puede ser un orden de magnitud superior a la de las pantallas LCD (teléfonos móviles y cabinas de aviones de combate militares). Utilizando la tecnología TOLED, también es posible producir dispositivos multicapa (por ejemplo SOLED) y matrices híbridas (los TOLED bidireccionales permiten duplicar el área mostrada con el mismo tamaño de pantalla, para dispositivos en los que la cantidad deseada de información mostrada es más amplia que el existente).

FOLED (OLED flexibles) - la característica principal es la flexibilidad de la pantalla OLED. Utiliza plástico o una placa de metal flexible como sustrato por un lado y células OLED en una fina película protectora sellada por el otro. Las ventajas de FOLED: pantalla ultrafina, peso ultraligero, resistencia, durabilidad y flexibilidad, lo que permite utilizar paneles OLED en los lugares más inesperados.

OLED apostado - tecnología de pantalla de UDC (OLED plegado). Los SOLED utilizan la siguiente arquitectura: las imágenes de subpíxeles se apilan (elementos rojos, azules y verdes en cada píxel) verticalmente en lugar de colocarse una al lado de la otra como ocurre en una pantalla LCD o un tubo de rayos catódicos. En SOLED, cada elemento de subpíxel se puede controlar de forma independiente. El color de un píxel se puede ajustar cambiando la corriente que pasa a través de los tres elementos de color (las pantallas sin color utilizan modulación de ancho de pulso). El brillo se controla cambiando la corriente. Ventajas de SOLED: alta densidad de llenado de la pantalla con células orgánicas, logrando así una buena resolución, lo que significa una imagen de alta calidad. (Las pantallas SOLED tienen una calidad de imagen 3 veces mejor en comparación con las LCD y CRT.

Ventajas y desventajas OLED

Ventajas:

Ventajas frente a las pantallas de plasma:

dimensiones y peso más pequeños;

menor consumo de energía con el mismo brillo;

Posibilidad de crear pantallas flexibles.

Ventajas frente a las pantallas de cristal líquido:

dimensiones y peso más pequeños;

sin necesidad de iluminación;

la ausencia de un parámetro como el ángulo de visión: la imagen es visible sin pérdida de calidad desde cualquier ángulo.

respuesta instantánea (un orden de magnitud mayor que la de LCD): esencialmente una ausencia total de inercia;

mejor reproducción cromática (alto contraste);

la capacidad de crear pantallas flexibles;

amplio rango de temperatura de funcionamiento (de −40 a +70 °C).

Brillo. Las pantallas OLED proporcionan luminancia desde unos pocos cd/m2 (para trabajo nocturno) hasta luminancias muy altas, más de 100.000 cd/m2, y su brillo se puede ajustar en un rango dinámico muy amplio. Dado que la vida útil de la pantalla es inversamente proporcional a su brillo, se recomienda que los dispositivos funcionen a niveles de brillo más moderados, hasta 1000 cd/m2. Cuando la pantalla LCD se ilumina con un haz de luz brillante, aparece reflejo y la imagen en la pantalla OLED permanecerá brillante y saturada en cualquier nivel de iluminación (incluso cuando la luz solar directa incide sobre la pantalla).

Contraste. Aquí OLED también es líder. Las pantallas OLED tienen una relación de contraste de 1.000.000:1 (el contraste de la LCD es de aproximadamente 5000:1, el CRT es de aproximadamente 2000:1)

Ángulos de visión. La tecnología OLED te permite ver la pantalla desde cualquier lado y desde cualquier ángulo, sin perder calidad de imagen.

Consumo de energía. Menos consumo de energía con el mismo brillo.

Defectos:

corta vida útil de los fósforos de algunos colores (alrededor de 2-3 años);

tecnología de alto costo y poco desarrollada para crear matrices grandes;

El principal problema de OLED es que el tiempo de funcionamiento continuo no debe superar las 15 mil horas. El problema que actualmente impide la adopción generalizada de esta tecnología es que el OLED rojo y el OLED verde pueden funcionar de forma continua durante decenas de miles de horas más que el OLED azul. Esto distorsiona visualmente la imagen y la calidad del tiempo de visualización es inaceptable para un dispositivo comercialmente viable. Sin embargo, esto puede considerarse una dificultad temporal en el desarrollo de una nueva tecnología, ya que se están desarrollando fósforos nuevos y cada vez más duraderos.

Si desea comprar un modelo de televisor moderno, debe elegir el modelo con especial cuidado, ya que hoy en día existen muchos tipos. La mayoría de los compradores están interesados ​​en qué televisor es mejor: ¿LCD o plasma? Antes de elegir, no sólo conviene comparar todas las ventajas y desventajas de este tipo de televisores, sino también averiguarlo. Esto es exactamente de lo que hablaremos hoy.

Una vez que los tubos de rayos catódicos se convirtieron en cosa del pasado y los propios televisores se volvieron más delgados y livianos, cada tecnología de fabricación y visualización comenzó a intentar demostrar que era la mejor. Esta competencia, a su vez, condujo a televisores de mayor calidad y a un intento de bajar los precios. Sin embargo, cabe decir que esto último no siempre funciona, ya que cuanto más moderno es el dispositivo, más funciones, interfaces, etc. diferentes tiene, y esto automáticamente aumenta su coste, digan lo que digan.

Televisor de plasma

Hoy en día no hay muchas empresas que se dediquen a la producción de televisores de plasma. Fujitsu de Japón fue el primero en utilizar esta tecnología. Los modelos modernos de monitores, paneles y pantallas se producen en función de su tecnología. Hoy en día, esta tecnología tiene una gran demanda entre los compradores.

Antes de comprar equipo, debes comprender la diferencia entre un televisor de plasma y un panel de plasma. Un panel de plasma es un monitor al que puedes conectar un reproductor de DVD o una unidad flash para ver vídeos. Al mismo tiempo, dicho equipo no cuenta con un sintonizador de TV, por lo que si desea comprar un televisor completo, es mejor elegir un modelo que sí lo tenga.

Al comprar un televisor de plasma, elija modelos de empresas reconocidas que brinden un año de garantía en sus equipos. Cuanto más larga sea la garantía, mejor será el dispositivo. También es importante considerar si existe un centro de servicio de este fabricante en su ciudad.

televisor LCD

Las pantallas LCD aparecieron hace 20 años y rápidamente se hicieron populares entre los usuarios. Hoy en día existen muchos modelos con gran diagonal, poco peso y grosor de pantalla. Estos parámetros del televisor le permiten, si lo desea, instalarlo mediante un soporte en la pared, en un estante colgante especial o integrarlo en muebles y paredes.

Estos televisores son más baratos que los de plasma del mismo tamaño. Además, estas pantallas suelen tener una reproducción cromática y un brillo notablemente mejores que los modelos de plasma. Esto se debe al hecho de que estos televisores tienen una resolución bastante buena.

Características tecnológicas de los televisores LCD.

Esta pantalla consta de dos placas y cristales líquidos colocados entre ellas. Las placas pulidas transparentes tienen los mismos electrodos transparentes a través de los cuales se transmite el voltaje a las celdas de la matriz.

Los cristales líquidos entre dichas placas están dispuestos de una manera especial. Un haz de luz pasa a través de un polarizador instalado cerca de las placas, que gira en ángulo recto. Este diseño se complementa con retroiluminación y un filtro de luz con colores RGB.

Para aumentar la velocidad de funcionamiento de estos dispositivos, se producen transistores especiales de película delgada, más conocidos como TFT. Gracias a ellos, cada celda se controla por separado. Gracias a esto, la velocidad de respuesta puede alcanzar los 8 milisegundos.

Características tecnológicas del plasma.

El plasma también consta de las mismas placas con electrodos que los monitores LCD. La diferencia es que en lugar de cristales líquidos, el espacio entre ellos se llena con gases inertes como argón, neón, xenón o sus compuestos. Cada celda está coloreada con un fósforo específico, que determina el color futuro del píxel. Una célula está separada de otra por un tabique que no deja pasar la radiación ultravioleta ni la luz de la otra célula. Esto garantiza que se alcance el máximo nivel de contraste, independientemente de la intensidad de la iluminación externa.

Cuando se aplica voltaje a una determinada celda, comienza a brillar con el color en el que está pintado su fósforo. La diferencia entre estos televisores y los LCD es que cada una de las celdas emite luz, por lo que no se requiere retroiluminación de dicha pantalla.

Características comparativas de los paneles de plasma y cristal líquido.

Como resultado, podemos decir que los paneles de plasma tienen una mejor reproducción del color y velocidad de respuesta, mientras que los modelos de cristal líquido son más eficientes energéticamente, más duraderos y no están sujetos a quemarse la pantalla. Por lo tanto, antes de elegir lo que necesita: LCD o plasma, decida qué es más importante para usted en dicho dispositivo.

Probablemente, para muchos de nuestros lectores, expresiones como tecnologías de plasma, monitores de plasma suenen con cierto exotismo, y algunos ni siquiera se imaginan de qué se trata. Y esto no es sorprendente, porque los monitores de plasma hoy en día son muy raros, incluso se podría decir exóticos, pero, en cualquier caso, las tecnologías de plasma son tecnologías muy avanzadas y muy prometedoras que ahora se están desarrollando rápidamente. Y, tal vez, en un futuro no muy lejano, los monitores de plasma pasarán de la categoría de "juguetes" caros para los ricos a la categoría de bienes de consumo. E incluso ahora existen ciertas condiciones previas para ello.

Al fin y al cabo, la tendencia al aumento del tamaño de las pantallas se observa claramente tanto en la industria de los monitores de ordenador como en los televisores domésticos. Los monitores que utilizan la tecnología CRT ya han alcanzado el límite en su desarrollo, y sus modelos más avanzados, cuyo tamaño de pantalla ha alcanzado las 24" (los televisores han dominado tubos de imagen un poco más grandes, aunque de más de 32", y no los han superado) , tienen el peso y las dimensiones totales son demasiado grandes, especialmente en profundidad. Y el coste de las pantallas LCD planas y ligeras con un aumento de la diagonal de la pantalla más allá de 20" se vuelve demasiado elevado. Por lo tanto, por extraño que parezca, las pantallas de plasma, que tienen un grosor de unos pocos centímetros y son ligeras, pueden convertirse en un Una especie de salvavidas para crear pantallas grandes. Gracias a esto, a pesar del gran tamaño de la pantalla, se pueden instalar en cualquier lugar: en la pared, debajo del techo e incluso en un soporte especial sobre la mesa. La diagonal de pantalla más grande de las pantallas de plasma. La pantalla que se produce hoy es de 60 pulgadas (más de 1,5 metros) con una resolución de 1365 x 768 píxeles. La mayoría de los modelos tienen un formato de pantalla 16:9, que es óptimo para ver películas. A diferencia de los televisores convencionales, la gran mayoría de los paneles de plasma, incluso los previstos. Para fines domésticos, los PDP que no tienen fuentes de señal de televisión incorporadas tienen más ventajas que desventajas porque cuentan con una amplia variedad de entradas, incluidas las de vídeo analógico (conectores RCA o SCART), S-video, RGB (D-Sub y BNC). ) y DVI digital.

La historia de los paneles de plasma (o PDP - Plasma Display Panel), cuya tecnología se basa en el efecto de brillo de ciertos gases bajo la influencia de una corriente eléctrica, se remonta a hace más de 30 años, en 1966. Los carteles publicitarios de neón y las lámparas fluorescentes son los ejemplos más llamativos de la implementación práctica de este efecto, que han sobrevivido con éxito hasta el día de hoy. Pero la producción de monitores de plasma no comenzó hasta principios de los años 90 del siglo pasado. La empresa japonesa Fujitsu se convirtió en pionera en el campo de las PDP. Los primeros productos comerciales de esta empresa se utilizaron como pantallas y visualizadores de información en estaciones de tren, bolsas de valores y aeropuertos. Naturalmente, las primeras pantallas eran monocromáticas y tenían una calidad de imagen baja, pero literalmente en una década las PDP no solo alcanzaron a la tecnología CRT tradicional, sino que también la superaron en muchos aspectos.

Entonces, ¿qué es una pantalla de plasma? Consta de dos placas de vidrio planas ubicadas a una distancia de unas 100 micras entre sí. Entre ellos hay una capa de gas inerte (normalmente una mezcla de xenón y neón), que se ve afectado por un fuerte campo eléctrico. Los conductores transparentes más delgados (electrodos) se aplican a la placa transparente frontal y los conductores coincidentes se aplican a la placa posterior. En las pantallas en color modernas, la pared trasera tiene células microscópicas llenas de fósforos de tres colores primarios (rojo, azul y verde), tres células por cada píxel.

El principio de funcionamiento de un panel de plasma se basa en el brillo de fósforos especiales cuando se exponen a la radiación ultravioleta, que se produce durante una descarga eléctrica en un entorno de gas altamente enrarecido. Con tal descarga, se forma un "cable" conductor entre los electrodos con un voltaje de control, que consta de moléculas de gas ionizado (plasma). Por eso los paneles que funcionan según este principio se denominan paneles de plasma. El gas ionizado actúa sobre una capa fluorescente especial que, a su vez, emite luz visible para el ojo humano. Inmediatamente me apresuro a tranquilizar a aquellos lectores que están seriamente preocupados por las cuestiones de seguridad medioambiental: la inmensa mayoría del componente ultravioleta de la radiación, perjudicial para los ojos, es absorbido por el cristal exterior. El brillo y la saturación de los colores se pueden ajustar simplemente cambiando el valor del voltaje de control: cuanto más alto es, más cantidad de luz emite el gas, más brillan los elementos fluorescentes y más brillante obtenemos la imagen en la pantalla. Cada celda es capaz de brillar en uno de los 256 niveles de brillo, lo que en total da 16,7 millones de tonos de color para cada tríada individual (un conjunto de tres celdas). Para aumentar el contraste de la imagen resultante, se aplican franjas negras en la parte superior de las particiones internas (costillas) de las celdas, separando los elementos de la tríada.

Al suministrar señales de control a los conductores verticales y horizontales depositados en las superficies internas del vidrio de dicho panel, el circuito de control PDP realiza, respectivamente, un escaneo de "línea" y "marco" de la imagen ráster.

Las pantallas de plasma vienen en dos tipos: CC y CA. Los paneles de CC son un poco más simples y, por lo tanto, surgieron antes, pero la mayoría de las PDP en color que se producen actualmente son del segundo tipo y se diferencian de los paneles de CC en que tienen los electrodos cubiertos con una capa de dieléctrico que evita que el componente CC de la corriente pase a través del celúla. Debido a esto, dichos paneles tienen la propiedad de "memoria interna", es decir, con una forma y amplitud de voltaje especialmente seleccionadas en los electrodos, la celda indicadora puede estar en el estado "encendido" (la celda se enciende) o en estado "apagado" (la celda se apaga) arbitrariamente durante mucho tiempo. Para transferir una celda de un estado a otro, es necesario aplicarle un solo pulso de voltaje, por lo que la eficiencia de convertir energía eléctrica en luz en paneles de CA es de 5 a 10 veces mayor que en paneles de CC. Esto garantiza un mayor brillo de la imagen y una mayor vida útil de los electrodos y, por tanto, de la propia pantalla de CA.

Entonces, ¿qué tienen de bueno?

En primer lugar, la calidad de imagen de las pantallas de plasma se considera estándar, aunque hace muy poco que finalmente se resolvió el "problema del color rojo", que en los primeros modelos parecía más bien zanahorias. Además, los monitores de plasma se comparan favorablemente con sus competidores en cuanto a alto brillo y contraste de imagen: su brillo alcanza los 900 cd/m2 y el contraste es de hasta 3000: 1, mientras que para los monitores CRT clásicos estos parámetros son 350 cd/m2 y 200: 1, respectivamente (por cierto, lejos de ser el peor de ellos). También cabe señalar que la alta definición de la imagen PDP se mantiene en toda la superficie de trabajo de la pantalla.

En segundo lugar, las pantallas de plasma tienen un tiempo de respuesta corto (del que muchos modelos de pantallas LCD aún no pueden presumir), lo que permite utilizar las PDP sin problemas no solo como medio para mostrar información, sino también como televisores e incluso cuando se conectan a una computadora, jugar. Juegos dinámicos modernos. Si comenzamos a comparar las tecnologías PDP y LCD, es importante tener en cuenta que los paneles de plasma no tienen otro inconveniente importante de los monitores LCD, como un deterioro significativo en la calidad de la imagen en la pantalla en grandes ángulos de visión.

En tercer lugar, en los paneles de plasma (así como en los de cristal líquido) básicamente no existen problemas de distorsión geométrica de la imagen y convergencia del haz, que son el verdadero flagelo de los monitores CRT.

En cuarto lugar, al tener el área de pantalla más grande de todos los dispositivos modernos de visualización de información visual, los paneles de plasma son extremadamente compactos, especialmente en grosor. El grosor de un panel típico con un tamaño de pantalla de un metro no suele superar los 10-15 centímetros y el peso es de sólo 35-40 kilogramos. Gracias a esto, los paneles de plasma se pueden colocar fácilmente en cualquier interior e incluso colgar en la pared en el lugar más conveniente.

En quinto lugar, los paneles de plasma son extremadamente fiables. La vida útil declarada de los PDP modernos es de 50 mil horas (y en un año hay menos de 9000 horas), lo que supone que durante todo este tiempo el brillo de la pantalla se reducirá a la mitad en comparación con el inicial.

En sexto lugar, los paneles de plasma son mucho más seguros que los televisores con cinescopios. No crean campos magnéticos y eléctricos que tengan un efecto nocivo para los humanos y, además, no crean un inconveniente tan menor pero desagradable como la constante acumulación de polvo en la superficie de la pantalla debido a su electrificación.

En séptimo lugar, los PDP en sí mismos prácticamente no se ven afectados por campos magnéticos y eléctricos externos, lo que permite usarlos fácilmente como parte de un "cine en casa" junto con potentes sistemas de altavoces de alta calidad, no todos los cuales tienen cabezales de altavoz blindados.

No todo es Maslenitsa para el gato

Con todas las innegables ventajas de los paneles de plasma, también tienen sus inconvenientes que dificultan su uso generalizado. Y probablemente el más importante de estos defectos es su coste demasiado elevado, que a veces supera los 20.000 dólares por una pantalla de 60 pulgadas. Así, el comprador potencial de este tipo de paneles hoy en día puede ser una empresa bastante grande para realizar diversas presentaciones y videoconferencias, o simplemente para mejorar su propia imagen, o un particular para quien la cuestión del precio se considera secundaria frente a la facilidad de uso y , lo más importante, el prestigio del dispositivo.

Además de los problemas económicos, todavía no se han superado una serie de limitaciones técnicas de las tecnologías de plasma. En primer lugar, se trata de la baja resolución de la imagen, debido al gran tamaño del elemento de la imagen. Pero, teniendo en cuenta el hecho de que la distancia óptima entre el monitor y el espectador debe ser de aproximadamente 5 de sus "diagonales", está claro que la granulosidad de la imagen observada a corta distancia simplemente desaparece a gran distancia. Además, existen una serie de tecnologías especiales que le permiten eludir esta limitación. Uno de ellos, ALIS (Iluminación alternativa de superficies), desarrollado por la empresa japonesa Fujitsu, proporciona una mayor resolución vertical sin pérdida de brillo de la imagen. Para conseguirlo se ha aumentado el número de píxeles verticales, se ha reducido su tamaño y se han eliminado los espacios de separación entre celdas. Para eliminar las inevitables pérdidas de brillo y contraste con este enfoque y lograr una alta claridad de imagen, la compañía propuso construir la imagen primero en líneas pares y luego impares de píxeles luminosos (la analogía más cercana es el escaneo entrelazado de los televisores CRT domésticos). Este método de alternancia hizo posible aumentar significativamente el brillo y aumentar la vida útil del panel de plasma.

Además, una desventaja bastante importante de un monitor de plasma es la alta potencia que consume, que aumenta rápidamente a medida que aumenta la diagonal del monitor. Este inconveniente está directamente relacionado con la propia tecnología de obtención de imágenes mediante el efecto plasma: para iluminar un píxel de la pantalla se necesita una pequeña cantidad de electricidad, pero la matriz está formada por millones de células, cada una de las cuales debe iluminar el todo el tiempo que el monitor esté en funcionamiento. Este hecho no sólo conduce a un aumento en los costos operativos de este monitor, sino que el alto consumo de energía limita seriamente la gama de aplicaciones de PDP, por ejemplo, imposibilitando el uso de tales monitores, por ejemplo, en computadoras portátiles. Pero incluso si se soluciona el problema del suministro de energía, todavía no es económicamente rentable producir matrices de plasma con una diagonal de menos de treinta pulgadas.

Bueno, estas son probablemente todas las desventajas inherentes a los monitores de plasma. Y si ahora comparamos todas las ventajas y desventajas mencionadas anteriormente, se observa un predominio significativo de las primeras sobre las segundas. Sí, no debemos olvidar que el progreso técnico no se detiene y, en condiciones de feroz competencia, los fabricantes de monitores de plasma se esfuerzan por mejorar constantemente la calidad de sus productos, lo que, junto con una lenta pero constante disminución de su costo, hace que PDP accesible para todos a una gama más amplia de compradores potenciales. Sólo nos queda esperar que tarde o temprano usted y yo, querido lector, estemos entre ellos.

En esta página hablaremos de temas como: Dispositivos de salida, , monitores de plasma, Monitores de tubo de rayos catódicos.

Monitor (mostrar) un dispositivo para mostrar información visualmente, diseñado para salida de pantalla información textual y gráfica.

Caracterizado por monitor tamaño diagonal, resolución, tamaño de grano, frecuencia máxima de actualización de fotogramas, tipo de conexión.

Tipos de monitores:

• Coloreado y monocromático.
• Varios tamaños (desde 14 pulgadas).
• Con varios granos.
• Tubo de rayos catódicos y cristal líquido.

Monitor opera bajo el control de un dispositivo de hardware especial: un adaptador de video (controlador de video, tarjeta de video), que proporciona dos modos posibles: texto y gráfico.

En modo texto pantalla se divide (más a menudo) en 25 líneas de 80 posiciones en cada línea (2000 posiciones en total). Cada posición (familiaridad) puede contener cualquiera de los símbolos de la tabla de códigos: una letra mayúscula o minúscula del alfabeto latino o ruso, un signo de servicio ("+", "-", ".", etc.), un signo pseudográfico símbolo, así como una imagen gráfica de casi todos los caracteres de control. Por cada familiaridad en la pantalla, el programa que trabaja con la pantalla informa solo dos bytes al controlador de video: un byte con el código de carácter y un byte con el código de color de carácter y color de fondo. Y el controlador de video genera una imagen en pantalla.

En modo gráfico, la imagen se forma de la misma forma que en pantalla TV: un mosaico, una colección de puntos, cada uno de los cuales está pintado de un color u otro. En pantalla en modo gráfico puede visualizar textos, gráficos, imágenes, etc. Y al generar pruebas, puede utilizar diferentes fuentes, cualquier tamaño, fuente, cualquier tamaño, color y ubicación de las letras. En modo gráfico pantalla monitor Es esencialmente una trama formada por píxeles.

Nota

El elemento mínimo de una imagen en la pantalla (punto) se llama píxel, del inglés "picture element"...

El número de puntos horizontales y verticales que monitor capaz de reproducirse clara y separadamente se llama capacidad de dilución del monitor. La expresión "rarefacción" monitor 1024x768" significa que monitor Puede generar 1024 líneas horizontales con 768 puntos por línea.

Hay dos tipos principales monitor: cristal liquido y con tubo de rayos catódicos. Menos comunes son monitores de plasma Y monitores de pantalla táctil.

Monitores de tubos de rayos catódicos.

Imagen de pantalla monitor de tubo de rayos catódicos es creado por un haz de electrones emitido por un cañón de electrones y el principio de funcionamiento es similar al principio de funcionamiento de un televisor. Este haz (un haz de electrones) es acelerado por un alto voltaje eléctrico y cae sobre la superficie interna de la pantalla, recubierta con una composición de fósforo que brilla bajo su interacción.

El fósforo se aplica en forma de conjuntos de puntos de tres colores primarios: rojo (rojo), verde (verde) y azul (azul). Estos colores se denominan primarios porque sus combinaciones (en diversas proporciones) pueden representar cualquier color del espectro. El modelo de color en el que se construye la imagen en la pantalla del monitor se llama RGB. Los conjuntos de puntos de fósforo están dispuestos en tríadas triangulares. La tríada forma un píxel, un punto a partir del cual se forma una imagen.

La distancia entre los centros de los píxeles se llama distancia entre puntos. monitor. Esta distancia afecta significativamente la claridad de la imagen. Cuanto menor sea el paso, mayor será la claridad. Generalmente en color monitores el paso (en diagonal) es de 0,27-0,28 mm. Con este paso, el ojo humano percibe los puntos de la tríada como un punto de un color “complejo”.

En el lado opuesto tubos Hay tres cañones de electrones (según el número de colores primarios). Los tres cañones "apuntan" al mismo píxel, pero cada uno emite una corriente de electrones hacia "su propio" punto de fósforo.

Para que los electrones lleguen a la pantalla sin obstáculos, se bombea aire fuera del tubo y se crea un alto voltaje eléctrico entre las pistolas y la pantalla, lo que acelera los electrones.

Delante de la pantalla, en el camino de los electrones, se coloca una máscara: una delgada placa de metal con una gran cantidad de agujeros ubicados frente a los puntos de fósforo. La máscara garantiza que los rayos de electrones incidan únicamente en los puntos de fósforo del color correspondiente. La magnitud de la corriente electrónica de las pistolas y, en consecuencia, el brillo de los píxeles se controla mediante la señal procedente del adaptador de vídeo.

Se coloca un sistema de desviación en la parte del matraz donde se encuentran los cañones de electrones. monitor, lo que hace que el haz de electrones recorra todos los píxeles uno por uno, línea por línea, de arriba a abajo, luego regrese al principio de la línea superior, etc. El número de líneas mostradas por segundo se denomina velocidad de exploración horizontal. Y la frecuencia con la que cambian los fotogramas de la imagen se llama velocidad de fotogramas.

Nota

Este último no debe ser inferior a 60 Hz, de lo contrario la imagen parpadeará...

Monitores LCD.

monitores LCD (LCD) tienen menos peso, volumen geométrico, consumen dos órdenes de magnitud menos de energía, no emiten ondas electromagnéticas que afecten la salud humana, pero son más caros que los monitores con tubo de rayos catódicos.

Cristales líquidos- este es un estado especial de algunas sustancias orgánicas en el que tienen fluidez y la capacidad de formar estructuras espaciales similares a cristalino.

Cristales líquidos pueden cambiar su estructura y propiedades ópticas de luz bajo la influencia del voltaje eléctrico. Al cambiar la orientación de grupos de cristales usando un campo eléctrico y usando el ingresado cristal liquido Con una solución de sustancias capaces de emitir luz bajo la influencia de un campo eléctrico, es posible crear imágenes de alta calidad que transmiten más de 15 millones de matices de color.

Mayoría monitores LCD utiliza una fina película de cristales líquidos, colocado entre dos placas de vidrio. Las cargas se transmiten a través de la llamada matriz pasiva: una red de hilos invisibles, horizontales y verticales, que crean un punto de imagen en la intersección de los hilos (algo borroso debido al hecho de que las cargas penetran en áreas vecinas del líquido). .

Monitores de plasma.

Trabajo monitores de plasma muy similar al funcionamiento de las lámparas de neón, que están realizadas en forma de un tubo lleno de un gas inerte de baja presión. Se coloca un par de electrodos dentro del tubo, entre los cuales se enciende una descarga eléctrica y se produce un resplandor. Pantallas de plasma se crean llenando el espacio entre dos superficies de vidrio con un gas inerte, como argón o neón.

Luego se colocan pequeños electrodos transparentes sobre la superficie del vidrio y se les aplican voltajes de alta frecuencia. Bajo la influencia de este voltaje se produce una descarga eléctrica en la región del gas adyacente al electrodo. El plasma de descarga de gas emite luz en el rango ultravioleta, lo que hace que las partículas de fósforo brillen en el rango visible para los humanos. De hecho, cada píxel de la pantalla funciona como una lámpara fluorescente normal.

Alto brillo, contraste y ausencia de fluctuaciones son las grandes ventajas de este tipo de monitores. Además, el ángulo relativo a aquel en el que se puede ver una imagen normal en monitores de plasma– 160° frente a 145° como en el caso de monitores LCD. Con gran dignidad monitores de plasma es su vida útil. La vida útil media sin pérdida de calidad de imagen es de 30.000 horas. Esto es tres veces más de lo habitual. tubo de rayos catódicos. Lo único que limita su uso generalizado es el costo.

Tipo de monitor – con pantalla táctil. Aquí, la comunicación con la computadora se realiza tocando con el dedo un lugar determinado de la pantalla sensible. Esto selecciona el modo deseado del menú que se muestra en la pantalla. monitor.

En un monitor de tubo de rayos catódicos, los puntos de la imagen se muestran mediante un haz (un flujo de electrones) que hace que la superficie recubierta de fósforo de la pantalla brille. El haz recorre la pantalla línea por línea, de izquierda a derecha y de arriba a abajo. El ciclo completo de visualización de una imagen se denomina "cuadro". Cuanto más rápido muestra y redibuja el monitor los fotogramas, más estable aparece la imagen, menos parpadeo se nota y menos cansados ​​están nuestros ojos.

Dispositivo monitor CRT. 1 - Cañones de electrones. 2 - Rayos de electrones. 3 - Bobina de enfoque. 4 - Bobinas de desviación. 5 - Ánodo. 6 - Una máscara, gracias a la cual el rayo rojo incide en el fósforo rojo, etc. 7 - Granos de fósforo rojo, verde y azul. 8 - Máscara y granos de fósforo (ampliada).

LCD

Las pantallas de cristal líquido se desarrollaron en 1963 en el Centro de Investigación David Sarnoff de RCA en Princeton, Nueva Jersey.

Dispositivo

Estructuralmente, la pantalla consta de una matriz LCD (una placa de vidrio entre cuyas capas se encuentran cristales líquidos), fuentes de luz para iluminación, un arnés de contactos y un marco (caja), a menudo de plástico, con un marco rígido de metal. Cada píxel de la matriz LCD consta de una capa de moléculas entre dos electrodos transparentes y dos filtros polarizadores, cuyos planos de polarización son (normalmente) perpendiculares. Si no hubiera cristales líquidos, la luz transmitida por el primer filtro sería bloqueada casi por completo por el segundo filtro. La superficie de los electrodos en contacto con los cristales líquidos está especialmente tratada para orientar inicialmente las moléculas en una dirección. En una matriz TN, estas direcciones son mutuamente perpendiculares, por lo que las moléculas, en ausencia de tensión, se alinean en una estructura helicoidal. Esta estructura refracta la luz de tal manera que el plano de su polarización gira ante el segundo filtro y la luz lo atraviesa sin pérdidas. Aparte de la absorción de la mitad de la luz no polarizada por el primer filtro, la célula puede considerarse transparente. Si se aplica voltaje a los electrodos, las moléculas tienden a alinearse en la dirección del campo eléctrico, lo que distorsiona la estructura del tornillo. En este caso, las fuerzas elásticas contrarrestan esto y, cuando se corta el voltaje, las moléculas vuelven a su posición original. Con una intensidad de campo suficiente, casi todas las moléculas se vuelven paralelas, lo que da lugar a una estructura opaca. Al variar el voltaje, puedes controlar el grado de transparencia. Si se aplica un voltaje constante durante un período prolongado, la estructura del cristal líquido puede degradarse debido a la migración de iones. Para solucionar este problema se utiliza corriente alterna o cambio de polaridad del campo cada vez que se aborda la celda (ya que el cambio de transparencia se produce cuando se enciende la corriente, independientemente de su polaridad). En toda la matriz, es posible controlar cada una de las celdas individualmente, pero a medida que aumenta su número, esto se vuelve difícil de lograr, ya que aumenta el número de electrodos requeridos. Por lo tanto, el direccionamiento de filas y columnas se utiliza en casi todas partes. La luz que pasa a través de las celdas puede ser natural: reflejada desde el sustrato (en pantallas LCD sin retroiluminación). Pero más a menudo se utiliza una fuente de luz artificial; esto, además de la independencia de la iluminación externa, también estabiliza las propiedades de la imagen resultante. Por lo tanto, un monitor completo con pantalla LCD consta de una electrónica de alta precisión que procesa la señal de video de entrada, una matriz LCD, un módulo de retroiluminación, una fuente de alimentación y una carcasa con controles. Es la combinación de estos componentes la que determina las propiedades del monitor en su conjunto, aunque algunas características son más importantes que otras.

Iluminar desde el fondo

Los cristales líquidos por sí solos no brillan. Para que la imagen en una pantalla de cristal líquido sea visible, se necesita una fuente de luz. La fuente puede ser externa (por ejemplo, el Sol) o incorporada (luz de fondo). Normalmente, las lámparas de iluminación integradas se encuentran detrás de una capa de cristales líquidos y brillan a través de ella (aunque la iluminación lateral también se encuentra, por ejemplo, en los relojes).

• Iluminación exterior

Las pantallas monocromáticas de relojes de pulsera y teléfonos móviles utilizan iluminación externa la mayor parte del tiempo (del sol, lámparas de iluminación ambiental, etc.). Normalmente, detrás de la capa de píxeles de cristal líquido hay una capa reflectante espejada o mate. Para su uso en la oscuridad, estas pantallas están equipadas con iluminación lateral. También hay pantallas transflectivas, en las que la capa reflectante (espejo) es translúcida y la luz de fondo se encuentra detrás de ella.

• iluminación incandescente
En el pasado, algunos relojes de pulsera LCD monocromáticos utilizaban una lámpara incandescente subminiatura. Pero debido al alto consumo de energía, las lámparas incandescentes no son rentables. Además, no son aptos para su uso, por ejemplo, en televisores, ya que generan mucho calor (el sobrecalentamiento es perjudicial para los cristales líquidos) y muchas veces se queman.
• Iluminación con lámparas de descarga de gas (“plasma”)
Durante la primera década del siglo XXI, la gran mayoría de las pantallas LCD estaban retroiluminadas por una o más lámparas de descarga de gas (la mayoría de las veces, lámparas de cátodo frío - CCFL). En estas lámparas, la fuente de luz es el plasma producido por una descarga eléctrica a través de un gas. Estas pantallas no deben confundirse con las pantallas de plasma, en las que cada píxel brilla y es una lámpara de descarga en miniatura.
• Retroiluminación de diodos emisores de luz (LED)
En la frontera de la primera y segunda décadas del siglo XXI, se generalizaron las pantallas LCD retroiluminadas por uno o un pequeño número de diodos emisores de luz (LED). Estas pantallas LCD (a menudo llamadas pantallas LED en el comercio) no deben confundirse con las verdaderas pantallas LED, en las que cada píxel se ilumina y es un LED en miniatura.

Ventajas y desventajas

Actualmente, los monitores LCD son la dirección principal y de rápido desarrollo en la tecnología de monitores. Entre sus ventajas se encuentran: tamaño y peso reducidos en comparación con los CRT. Los monitores LCD, a diferencia de los CRT, no presentan parpadeos visibles, defectos de enfoque del haz, interferencias de campos magnéticos ni problemas con la geometría y claridad de la imagen. El consumo de energía de los monitores LCD, dependiendo del modelo, la configuración y la imagen mostrada, puede coincidir con el consumo de las pantallas CRT y de plasma de tamaños comparables o ser significativamente menor (hasta cinco veces). El consumo de energía de los monitores LCD está determinado en un 95% por la potencia de las lámparas de retroiluminación o la matriz de retroiluminación LED (iluminación de fondo en inglés) de la matriz LCD. Muchos monitores en 2007 utilizan modulación de ancho de pulso de las lámparas de retroiluminación con una frecuencia de 150 a 400 o más hercios para ajustar el brillo de la pantalla por parte del usuario. Por otro lado, los monitores LCD también tienen algunas desventajas que a menudo son fundamentalmente difíciles de eliminar, por ejemplo:

• A diferencia de los CRT, pueden mostrar una imagen clara en una sola resolución (“estándar”). El resto se consigue por interpolación con pérdida de claridad. Además, en muchos monitores no se pueden mostrar resoluciones demasiado bajas (por ejemplo, 320*200).
• Muchos monitores LCD tienen un contraste y una profundidad de negro relativamente bajos. Aumentar el contraste real a menudo se asocia simplemente con aumentar el brillo de la luz de fondo, hasta niveles incómodos. El revestimiento brillante de la matriz, ampliamente utilizado, sólo afecta al contraste subjetivo en condiciones de iluminación ambiental.
• Debido a los estrictos requisitos de espesor constante de las matrices, existe el problema de las irregularidades en el color uniforme (desigualdad en la retroiluminación): en algunos monitores hay una desigualdad irreparable en la transmisión del brillo (franjas en gradientes) asociada con el uso de bloques de Lámparas lineales de mercurio.
• La velocidad real de cambio de imagen también sigue siendo menor que la de las pantallas CRT y de plasma. La tecnología Overdrive resuelve el problema de la velocidad sólo parcialmente.
• La dependencia del contraste del ángulo de visión sigue siendo una desventaja importante de la tecnología.
• Los monitores LCD producidos en masa están mal protegidos contra daños. La matriz no protegida por vidrio es especialmente sensible. Si se presiona con fuerza, puede producirse una degradación irreversible. También existe el problema de los píxeles defectuosos. El número máximo permitido de píxeles defectuosos, según el tamaño de la pantalla, se determina en la norma internacional ISO 13406-2 (en Rusia, GOST R 52324-2005). La norma define 4 clases de calidad para monitores LCD. La clase más alta, 1, no permite la presencia de píxeles defectuosos en absoluto. El más bajo es 4, lo que permite hasta 262 píxeles defectuosos por cada millón de píxeles en funcionamiento.
• Los píxeles de los monitores LCD se degradan, aunque el ritmo de degradación es el más lento de todas las tecnologías de visualización, con la excepción de las pantallas láser, que no están sujetas a ella.

Las pantallas OLED (diodos emisores de luz orgánicos) a menudo se consideran una tecnología prometedora que puede reemplazar a los monitores LCD, pero ha encontrado dificultades en la producción en masa, especialmente para matrices de gran diagonal.

monitores de plasma

Un panel de plasma es una matriz de células llenas de gas encerradas entre dos placas de vidrio paralelas, dentro de las cuales hay electrodos transparentes que forman buses de escaneo, iluminación y direccionamiento. La descarga de gas fluye entre los electrodos de descarga (escaneo y retroiluminación) en la parte frontal de la pantalla y el electrodo de direccionamiento en la parte posterior.

monitores OLED

Un diodo orgánico emisor de luz (OLED) es un dispositivo semiconductor hecho de compuestos orgánicos que emite luz de manera efectiva cuando pasa una corriente eléctrica a través de él. Sobre esta base se fabrican los monitores OLED. Se espera que la producción de tales pantallas sea mucho más barata que la producción de pantallas de cristal líquido.

Principio de funcionamiento

Para crear diodos emisores de luz orgánicos (OLED), se utilizan estructuras multicapa de película delgada que consisten en capas de varios polímeros. Cuando se aplica al ánodo un voltaje positivo con respecto al cátodo, un flujo de electrones fluye a través del dispositivo desde el cátodo al ánodo. Así, el cátodo cede electrones a la capa emisora ​​y el ánodo toma electrones de la capa conductora, o en otras palabras, el ánodo cede agujeros a la capa conductora. La capa emisiva recibe una carga negativa y la capa conductora recibe una carga positiva. Bajo la influencia de fuerzas electrostáticas, los electrones y los huecos se acercan entre sí y se recombinan cuando se encuentran. Esto ocurre más cerca de la capa emisiva porque en los semiconductores orgánicos los huecos tienen mayor movilidad que los electrones. Durante la recombinación, la energía de los electrones disminuye, lo que va acompañado de la emisión (emisión) de radiación electromagnética en la región de la luz visible. Por eso la capa se llama emisiva. El dispositivo no funciona cuando se aplica al ánodo un voltaje negativo con respecto al cátodo. En este caso, los huecos se mueven hacia el ánodo y los electrones se mueven en dirección opuesta hacia el cátodo, y no se produce ninguna recombinación. El material del ánodo suele ser óxido de indio dopado con estaño. Es transparente a la luz visible y tiene una alta función de trabajo, lo que promueve la inyección de agujeros en la capa de polímero. A menudo se utilizan metales como el aluminio y el calcio para fabricar el cátodo porque tienen una función de trabajo baja que facilita la inyección de electrones en la capa de polímero.

Ventajas

En comparación con las pantallas de plasma

• dimensiones y peso más pequeños
• menor consumo de energía con el mismo brillo
• capacidad de mostrar una imagen estática durante mucho tiempo sin que la pantalla se agote

En comparación con las pantallas de cristal líquido

• dimensiones y peso más pequeños
• no hay necesidad de iluminación
• ausencia de un parámetro como el ángulo de visión: la imagen es visible sin pérdida de calidad desde cualquier ángulo
• respuesta instantánea (un orden de magnitud mayor que la pantalla LCD): esencialmente una ausencia total de inercia
• mejor reproducción cromática (alto contraste)
• posibilidad de crear pantallas flexibles
• amplio rango de temperatura de funcionamiento (de?40 a +70 °C)

Brillo. Las pantallas OLED proporcionan luminancia desde unos pocos cd/m2 (para trabajo nocturno) hasta luminancias muy altas, más de 100.000 cd/m2, y su brillo se puede ajustar en un rango dinámico muy amplio. Dado que la vida útil de la pantalla es inversamente proporcional a su brillo, se recomienda que los dispositivos funcionen a niveles de brillo más moderados, hasta 1000 cd/m2.

Contraste. Aquí OLED también es líder. Las pantallas OLED tienen una relación de contraste de 1.000.000:1 (contraste LCD de hasta 2000:1, CRT de hasta 5000:1)

Ángulos de visión. La tecnología OLED te permite ver la pantalla desde cualquier lado y desde cualquier ángulo, sin perder calidad de imagen. Sin embargo, las pantallas LCD modernas (a excepción de las basadas en matrices TN+Film) también mantienen una calidad de imagen aceptable en ángulos de visión amplios.

Consumo de energía.

Defectos

El principal problema de OLED es que el tiempo de funcionamiento continuo debe ser de más de 15 mil horas. Un problema que actualmente impide la adopción generalizada de esta tecnología es que el OLED rojo y el OLED verde pueden funcionar decenas de miles de horas más de forma continua que el OLED azul. Esto distorsiona visualmente la imagen y la calidad del tiempo de visualización es inaceptable para un dispositivo comercialmente viable. Aunque hoy en día el OLED "azul" todavía ha alcanzado la marca de 17,5 mil horas (aproximadamente 2 años) de funcionamiento continuo.

Al mismo tiempo, para las pantallas de teléfonos, cámaras, tabletas y otros dispositivos pequeños, una media de unas 5.000 horas de funcionamiento continuo es suficiente, debido al rápido ritmo de obsolescencia de los equipos y a su irrelevancia después de los próximos años. Por lo tanto, OLED se utiliza con éxito en ellos hoy.

Esto puede considerarse una dificultad temporal en el desarrollo de una nueva tecnología, ya que se están desarrollando nuevos fósforos duraderos. La capacidad de producción de matrices también está creciendo. La necesidad de los beneficios demostrados por las exhibiciones orgánicas crece cada año. Este hecho nos permite concluir que en un futuro próximo las pantallas producidas con tecnologías OLED probablemente dominarán el mercado de la electrónica de consumo.

Monitores de proyección

Llamamos monitor de proyección a un sistema formado por un proyector y una superficie para la proyección.

Proyector

Un proyector es un dispositivo de iluminación que redistribuye la luz de una lámpara con una concentración de flujo luminoso en una superficie pequeña o en un volumen pequeño. Los proyectores son principalmente dispositivos óptico-mecánicos u óptico-digitales que permiten, utilizando una fuente de luz, proyectar imágenes de objetos sobre una superficie ubicada fuera del dispositivo: una pantalla.

Se utiliza un proyector multimedia junto con una computadora (también se utiliza el término "Proyector digital"). Se suministra una señal de video en tiempo real (analógica o digital) a la entrada del dispositivo. El dispositivo proyecta una imagen en la pantalla. Es posible que haya un canal de audio.

Hablando de proyectores, cabe mencionar el llamado picoproyector. Este es un proyector pequeño de bolsillo. A menudo se fabrica con la forma de un teléfono móvil y tiene un tamaño similar. El término picoproyector también puede referirse a un proyector en miniatura integrado en una cámara, teléfono celular, PDA u otro dispositivo móvil.

Los proyectores de bolsillo existentes pueden producir proyecciones de hasta 100 pulgadas en diagonal con un brillo de hasta 40 lúmenes. Los miniproyectores, diseñados como un dispositivo independiente, suelen tener un orificio roscado para un trípode estándar y casi siempre tienen lectores de tarjetas incorporados o memoria flash, lo que permite trabajar sin una fuente de señal. Para reducir el consumo de energía, los picoproyectores utilizan LED.

Todo sobre 3D

Sólo las tecnologías modernas son capaces de crear en una pantalla de cine,Imagen tridimensional del monitor de TV o computadora.Te contamos cómo funcionan estas tecnologías

Un helicóptero futurista pasa bajo sobre las cabezas de los espectadores, marines robóticos vestidos con exoarmadura barren todo a su paso, un pesado transbordador espacial sacude el aire con el rugido de sus motores, tan cercano y tan inquietantemente real que presionas involuntariamente el cabeza hacia tus hombros. El recién estrenado "Avatar" de James Cameron o un juego de ordenador tridimensional hacen que el espectador sentado en una silla frente a la pantalla se sienta partícipe de una acción fantástica... Muy pronto, monstruos alienígenas caminarán por cada casa donde hay un moderno cine en casa. Pero ¿cómo puede una pantalla plana mostrar una imagen tridimensional?

Hombre en el espacio tridimensional

Vemos el mismo objeto con el ojo izquierdo y el derecho desde diferentes ángulos, formando así dos imágenes: un par estéreo. El cerebro combina ambas imágenes en una, que la conciencia interpreta como tridimensional. Las diferencias de perspectiva permiten al cerebro determinar el tamaño de un objeto y su distancia. A partir de toda esta información, una persona recibe una representación espacial con las proporciones correctas.

¿Cómo aparece una imagen tridimensional?

Para que la imagen en la pantalla parezca tridimensional, cada ojo del espectador, como en la vida real, debe ver una imagen ligeramente diferente, a partir de la cual el cerebro creará una única imagen tridimensional.

Las primeras películas en formato 3D, creadas teniendo en cuenta este principio, aparecieron en las pantallas de cine allá por los años 50. Dado que la televisión, cada vez más popular, ya era un serio competidor de la industria cinematográfica, los empresarios del cine querían sacar a la gente de sus sofás e ir al cine, atrayéndolos con efectos visuales que ninguna televisión podía ofrecer en ese momento: imágenes en color, pantallas panorámicas, Sonido multicanal y, por supuesto, tridimensional. El efecto de volumen se creó de varias formas diferentes.

Método anaglifo(anaglifo significa “alivio” en griego). En las primeras etapas del cine 3D, sólo se estrenaban películas 3D en blanco y negro. En cada sala de cine debidamente equipada se utilizaron dos proyectores de películas para proyectarlas. Uno proyectó la película a través de un filtro rojo, el otro mostró fotogramas de la película ligeramente desplazados horizontalmente en la pantalla, pasándolos a través de un filtro verde. Los visitantes llevaban gafas de cartón claras, en las que, en lugar de gafas, se instalaron trozos de película transparente roja y verde, gracias a las cuales cada ojo veía sólo la parte deseada de la imagen y los espectadores percibían una imagen "tridimensional". Sin embargo, ambos proyectores de películas deben estar dirigidos estrictamente a la pantalla y funcionar de forma absolutamente sincronizada. De lo contrario, una imagen dividida es inevitable y, como resultado, dolores de cabeza en lugar de placer visual para los espectadores.

Estas gafas también son muy adecuadas para las modernas películas 3D en color, en particular las grabadas con el método Dolby 3D. En este caso, basta con un proyector con filtros de luz instalados delante de la lente. Cada filtro permite que la luz roja y azul pase hacia los ojos izquierdo y derecho. Una imagen tiene un tinte azulado, la otra tiene un tinte rojizo. Los filtros de luz de las gafas sólo dejan pasar las monturas relevantes para un ojo en particular. Sin embargo, esta tecnología permite conseguir sólo un ligero efecto 3D, con poca profundidad.

Método de obturador.Óptimo para ver películas en color. A diferencia del anaglifo, este método implica que el proyector muestre alternativamente imágenes destinadas al ojo izquierdo y derecho. Debido a que la alternancia de imágenes se realiza a alta frecuencia (de 30 a 100 veces por segundo), el cerebro construye una imagen espacial completa y el espectador ve una imagen tridimensional sólida en la pantalla. Anteriormente, este método se llamaba NuVision, ahora se llama más a menudo XpanD.

Para ver películas en 3D con este método se utilizan gafas con obturador, en las que, en lugar de gafas o filtros, se instalan dos obturadores ópticos. Estas pequeñas matrices LCD que transmiten luz son capaces de cambiar la transparencia cuando lo ordena el controlador, ya sea oscureciéndola o aclarándola, dependiendo del ojo al que deba enviarse la imagen en ese momento.

El método del obturador se utiliza no sólo en los cines: también se utiliza en televisores y monitores de ordenador. En el cine, las órdenes se dan mediante un transmisor de infrarrojos. Algunas gafas con obturador de los años 90 diseñadas para PC se conectaban al ordenador mediante un cable (los modelos modernos son inalámbricos).

La desventaja de este método es que las gafas con obturador son dispositivos electrónicos complejos que consumen electricidad. En consecuencia, tienen un coste bastante elevado (especialmente en comparación con los vasos de cartón) y un peso considerable.

Método de polarización. En la industria cinematográfica, esta solución se llama RealD. Su esencia es que el proyector muestra alternativamente fotogramas de película en los que las ondas de luz tienen diferentes direcciones de polarización del flujo de luz. Las gafas especiales necesarias para observar tienen filtros que transmiten únicamente ondas de luz que están de cierta manera polarizadas. De este modo, ambos ojos reciben imágenes con información diferente, a partir de las cuales el cerebro forma una imagen tridimensional.

Las gafas polarizadas son algo más pesadas que las de cartón, pero como funcionan sin fuente de alimentación, pesan y cuestan mucho menos que las gafas con obturador. Sin embargo, además de los filtros polarizadores instalados en los proyectores y gafas de cine, para visualizar películas en 3D con este método se requiere una pantalla costosa con un revestimiento especial.

Por el momento, no se ha dado preferencia definitiva a ninguno de estos métodos. Sin embargo, cabe señalar que cada vez son menos los cines que funcionan con dos proyectores (utilizando el método anaglifo).

Cómo se hacen las películas en 3D

El uso de técnicas técnicas complejas es necesario ya en la fase de rodaje, y no sólo durante la visualización de películas en 3D. Para crear la ilusión de tridimensionalidad, cada escena debe filmarse simultáneamente con dos cámaras, desde diferentes ángulos. Como los ojos humanos, ambas cámaras están colocadas una cerca de la otra, a la misma altura.

Tecnologías 3D para uso doméstico.

Para ver películas en 3D en DVD todavía se utilizan simples gafas de cartón, herencia de los lejanos años 50. Esto explica el modesto resultado: mala reproducción del color y profundidad de imagen insuficiente.

Sin embargo, incluso las tecnologías 3D modernas están ligadas a gafas especiales y esta situación, aparentemente, no cambiará pronto. Aunque Philips presentó un prototipo de televisor LCD 3D sin gafas de 42 pulgadas en 2008, la tecnología tardará al menos 3 o 4 años en alcanzar la madurez en el mercado.

Pero varios fabricantes anunciaron el lanzamiento de televisores 3D que funcionan en conjunto con gafas en la exposición internacional IFA 2009. Por ejemplo, Panasonic tiene la intención de lanzar modelos de televisores con soporte 3D a mediados de 2010, al igual que Sony y Loewe, basándose en el método del obturador. JVC, Philips y Toshiba también intentan subir al podio del 3D, pero prefieren el método de polarización. LG y Samsung desarrollan sus dispositivos basados ​​en ambas tecnologías.

Contenido para 3D

La principal fuente de contenido de vídeo 3D son los discos Blu-ray. El contenido se transfiere a la fuente de imagen a través de HDMI. Para hacer esto, el televisor y el reproductor deben admitir las tecnologías adecuadas, así como el estándar HDMI 1.4 recientemente adoptado, solo que proporciona transmisión simultánea de dos flujos de datos de 1080p. Hasta ahora, los dispositivos compatibles con HDMI 1.4 se pueden contar con los dedos de una mano.

Tecnologías 3D en PC

Inicialmente, ver una imagen tridimensional en una computadora solo era posible con gafas o cascos especiales de realidad virtual. Ambos estaban equipados con dos pantallas LCD en color para cada uno de los ojos. La calidad de la imagen resultante al utilizar esta tecnología dependía de la calidad de las pantallas LCD utilizadas.

Sin embargo, estos dispositivos tenían una serie de deficiencias que asustaron a la mayoría de los compradores. El cibercasco Forte, que apareció a mediados de los años 90, era voluminoso, ineficaz y recordaba a un dispositivo de tortura medieval. Una resolución modesta de 640x480 píxeles claramente no era suficiente para programas y juegos de computadora. Y aunque más tarde se lanzaron gafas más avanzadas, por ejemplo el modelo LDI-D 100 de Sony, incluso ellas eran bastante pesadas y provocaban graves molestias.

Después de una pausa de casi diez años, las tecnologías para formar imágenes estéreo en la pantalla de un monitor han entrado en una nueva etapa de su desarrollo. Es una buena noticia que al menos uno de los dos principales fabricantes de adaptadores gráficos, NVIDIA, haya desarrollado algo innovador. El complejo 3D Vision cuesta alrededor de 6 mil rublos. Incluye gafas con obturador y transmisor IR. Sin embargo, para crear una imagen espacial con estas gafas, se requiere el hardware adecuado: la PC debe estar equipada con una potente tarjeta de video NVIDIA. Y para que la imagen pseudo-3D no parpadee, un monitor con una resolución de 1280x1024 píxeles debe proporcionar una frecuencia de actualización de pantalla de al menos 120 Hz (60 Hz para cada ojo). El primer portátil equipado con esta tecnología fue el ASUS G51J 3D.

Actualmente, los llamados perfiles 3D también están disponibles para más de 350 juegos, que se pueden descargar desde el sitio web de NVIDIA (www.nvidia.ru). Estos incluyen tanto juegos de acción modernos, como Borderlands, como los lanzados anteriormente.

Siguiendo con el tema de los juegos de ordenador, una alternativa al obturador 3D es el método de polarización. Para implementarlo se necesita un monitor con pantalla polarizada, por ejemplo Hyundai W220S. Las imágenes tridimensionales están disponibles con cualquier potente tarjeta de vídeo ATI o NVIDIA. Sin embargo, la resolución se reduce de 1680x1050 a 1680x525 píxeles, ya que se utiliza la salida de cuadros entrelazados. Los juegos que admiten el método de polarización se pueden encontrar en Internet en: www.ddd.com.

cámara 3D

Hoy en día es posible realizar fotografías tridimensionales: la cámara Fujifilm Finepix Real 3D W1, utilizando dos lentes y dos matrices, es capaz de capturar fotografías e incluso vídeos cortos con un efecto espacial tridimensional. Como accesorio para la cámara, se ofrece un marco de fotos digital que muestra fotografías en formato 3D. Cualquiera que quiera imprimir sus fotografías en 3D puede ponerse en contacto con el servicio de fotografía en línea de Fuji. El coste de una copia es de unos 5 euros y el plazo de entrega para los pedidos desde el Reino Unido, donde se imprimen las fotografías, es de casi dos semanas.

escáner 3D

Los escáneres 3D pueden, al menos por ahora, escanear objetos pequeños y guardar imágenes “3D” de ellos como archivos en el disco duro. En este caso, la fotografía de un objeto se suele realizar con dos cámaras. Dependiendo de su tamaño, el sujeto gira sobre una plataforma especial o las cámaras se mueven a su alrededor. Aún no se han determinado el precio ni la fecha de disponibilidad de los escáneres 3D en el mercado masivo.