Что внутри монитора компьютера

Устройство ЖК (LCD) монитора

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Pc-information-guide.ru. Сегодня поговорим об устройстве жидкокристаллического (жк) монитора, точнее о его дисплее. Ведь именно экран монитора, это то место, на которое мы с вами дольше всего смотрим при работе за компьютером.

Рано или поздно это должно было произойти, я имею ввиду массовый переход на жидкокристаллические мониторы, несмотря на скептическое отношение к ним большинства пользователей, уже владеющих ЭЛТ. И действительно, первые модели ЖК мониторов обладали рядом недостатков, которых лишены современные модели, и главным недостатком пожалуй были очень небольшие углы обзора, в основном по горизонтали. Картинка инвертировалась и уходила в негатив буквально при малейшем отклонении головы от положения, когда взгляд падал строго перпендикулярно плоскости экрана.

Вторым аргументом «в пользу» мониторов с электронно-лучевыми трубками служило то, что жк мониторы на первых порах обладали действительно малым временем отклика матрицы, причем это было заметно невооруженным взглядом, когда динамическая смена картинки (например при просмотре фильма) сопровождалась всевозможными шлейфами и артефактами на экране.

Но почему же несмотря на «сырость» тогдашних ЖК мониторов, они все же получили массовую популярность? Я думаю дело в том, что ЭЛТ тоже не были лишены недостатков, они имели большие габариты, часто их глубина (толщина) была примерно равна диагонали самого экрана. К тому же, длительное пребывание за ними приводило к быстрому утомлению, в основном из-за мерцания и интенсивного электромагнитного излучения. Ну а поскольку прогресс идет в направлении уменьшения устройств и их технологического совершенствования, то логично было бы предсказать такую популярность, какую на сегодняшний день имеют LCD мониторы.

Главное отличие ЭЛТ от ЖК мониторов

В основе работы ЭЛТ монитора лежит специальная стеклянная трубка, внутри которой вакуум. Так же, внутри стеклянной колбы находятся электронные пушки, испускающие поток заряженных частиц (электронов).

Эти электроны заставляют светиться точки люминофора, которым тонким слоем изнутри покрыта передняя стенка электронно-лучевой трубки. То есть энергия электронов превращается в свет, вот эти самые светящиеся точки и формируют изображение.

Принцип работы ЖК монитора совершенно иной. Здесь уже нет никаких трубок, а изображение формируется совершенно другим способом. Жидкокристаллические дисплеи уже имеют в своем названии указание на то, с помощью чего создается изображение на экране. Да да, именно жидкие кристаллы, которые были открыты еще в 1888 году, играют ключевую роль в формировании картинки.

Устройство LCD монитора больше напоминает слоеный пирог, каждый слой имеет свое назначение. Итак, можно выделить несколько слоев, из которых и состоит наш монитор.

В жидкокристаллической матрице каждый кристалл отвечает за определенную точку в изображении на экране. Когда монитор работает, свет от системы подсветки проходит через слой жидких кристаллов и зритель видит некую «мозаику» из пикселей, окрашенных в разные цвета. Каждый пиксель состоит из трех субпикселей, красного, зеленого и синего.

Даже видео имеется, где крупным планом показана структура пикселей LCD монитора.

Любой свет, как известно, имеет направление, поскольку это еще и электромагнитная волна, она еще имеет поляризацию. Луч может быть вертикальным, горизонтальным, иметь любой промежуточный угол.

Очень важно, учитывая, что первый фильтр пропускает только вертикально направленные лучи. Излучение проходит сквозь каждый субпиксель и достигает второго поляризационного фильтра, который пропускает только горизонтальные лучи. Иначе говоря, не весь свет, излученный системой подсветки способен дойти до пользователя.

Ориентация кристаллов меняется только под воздействием электрического поля. Когда это происходит, субстанция начинает изменяться. Возможно выборочное изменение ориентации вплоть до субпикселя. То есть кристаллы играют роль крошечных оптических линз, которые меняют поляризацию световых волн.

Итак, жидкие кристаллы контролируют поляризацию, а значит и интенсивность света, проходящего через второй фильтр. Секрет устройства ЖК монитора заключается в том, что не каждый луч сможет добраться до зрителя, а интенсивность свечения каждого пикселя задается углом поворота (поляризацией) жидких кристаллов.

Источник

Виды мониторов

Поверхностно рассмотрим о том какие виды мониторов бывают. Всем наверняка уже известно, что такое монитор и каждый пользователь компьютера без монитора не обойдется.

И так монитор — это устройство визуального отображения информации.

Монитор на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)

Самый старый тип мониторов, как правило сейчас они практически не применяются, в свое время была роскошь иметь монитор размером 17 дюймов, да еще и с плоским экраном. Можно понять из названия, что данный вид монитора основан на электронно-лучевой трубке. Данная технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897 году и первоначально применялась в специальном приборе для измерения переменного тока то бишь в осциллографе. Электронно-лучевая трубка состоит из герметичной стеклянной колбы, внутри которой находиться вакуум. Один конец колбы узкий и длинный – это горловина, другой широкий и достаточно плоский – это экран. Внутренняя стеклянная поверхность покрыта специальным слоем люминофором – это вещество, которое при бомбардировке заряженными частицами испускает свет. Для цветной ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов. Люминофор наноситься в виде наборов точек трех основных цветов красного, зеленого, синего в сочетании этих цветов можно представить любой другой цвет спектра. Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам и образуют пиксель. Пиксель – это элемент картинки и из них формируется изображение. Расстояние между центрами пикселей называется точечным шагом монитора, данный параметр влияет на четкость изображения. Как я и говорил выше данный тип мониторов уже не используется в наше время, прежде всего из-за больших размеров, и вредного излучения электронно-лучевой трубки.

Жидкокристаллические мониторы

Чаще всего называют ЖК-мониторами, основой их работы являются жидкие кристаллы.

Жидкие кристаллы – это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, также они могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введенные в жидкокристаллический раствор вещества, способные излучать свет под действием электрического поля, можно создать высококачественные изображения.

В ЖК-мониторах используют тонкую пленку из жидких кристаллов, помещенную между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через пассивную матрицу – сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения. Недостатки пассивной матрицы точка изображения несколько размыта, из-за того, что заряды проникают в соседние области жидкости. Для устранения такого эффекта используется активная матрица где вместо нитей используют прочный экран из транзисторов, что обеспечивает яркое и не искаженное изображение. Экран разделен на независимые ячейки, каждая из которых состоит из четырех частей (для трех основных цветов и одна резервная). Количество таких ячеек по широте и высоте экрана называют разрешением экрана.

К достоинствам таких мониторов стоит отнести:

Так же есть и недостатки:

LED-мониторы

Как можно понять из названия LED (Ligth Emitting Diode) в данных моделях вместо жидких кристаллов используются светодиоды. Которые отвечают за передачу одного или несколько цветов и выступают в качестве одного пикселя. Благодаря тому, что светодиоды являются самостоятельными источниками светового излучения, они позволяют построить картинку с максимальной яркостью и контрастом. Однако у таких мониторов есть существенный недостаток, это сравнительно большой размер самих светодиодов. Применение таких монитор нашло себя в наружной рекламе и огромных экранах, используемых на концертах и т.п. На данный момент только из светодиодов можно составить огромные экраны с очень хорошим качеством изображения и сравнительно низкой стоимостью.

Преимущество диодных мониторов заключается в способе построения экрана в целом. Для этого используются панели меньшего размера, как правило квадратные и имеют свое управление и информационную шину по которой передается изображение. А из этих панелей и строиться цельный экран. При этом фактически не важно какие габариты будут у экрана, главное чтобы контроллер который управляет панелями знал это.

В такой конструкции кроется положительная особенность, при поломке одной из панелей большая часть экрана остается рабочей, а при ремонте достаточно заменить сгоревшую панель. Долгий срок службы светодиодов тоже не малозначим.

Вполне возможно, что с развитием электроники и конструкции диодов, можно ожидать и появление настольных мониторов выполненных по технологии LED.

По неопытности некоторые пользователи (да даже встречал продавцов консультантов) которые по ошибке LED монитором называют обычные жидкокристаллические настольные мониторы, в которых диоды используются в качестве подсветки. Правильно будет назвать такое монитор с LED подсветкой.

Плазменные мониторы

Их работы основана на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, проще говоря в плазме. Отсюда и пошло такое название плазма или плазменная панель. Такие виды мониторов достаточно редки, как правило такая технология зачастую используется при создании телевизоров.

В заключении хочется сказать, что к основным характеристикам мониторов можно отнести: контрастность, яркость, разрешение, частота развертки.

Вам понравилась статья и есть желание помочь моему проекту, можете пожертвовать на дальнейшее развитие воспользовавшись формой ниже. Или достаточно просто открыть пару баннеров с рекламой, это тоже поможет мне, но и не затруднит Вас.

Источник

Монитор — что это такое: подробно

Если в качестве устройств ввода информации в начале компьютерной эры использовались перфоленты и клавишные пульты, которые эволюционировали в клавиатуру и мышь, то в качестве устройств вывода использовались большие лампы накаливания. Но так долго продолжаться не могло. Поэтому, в результате развития технологий, было изобретено такое устройство как монитор. В этой статье поговорим о том, для чего нужен монитор компьютера и что он делает.

Что такое монитор

Для начала, разберемся что это за устройство. Перейдем к определению:

Монитор — это прибор для отображения изображений, видео, текста и другой информации в графическом виде, удобном для пользователя.

Под это описание могут подходить экраны мобильных устройств ( смартфонов и планшетов), дисплеи терминалов и телевизоры. В этом нет ничего удивительного — в современных реалиях вся эта техника контактирует с ЭВМ — меняется лишь способ подключения.

Если в ПК экран соединяется с видеокартой при помощи HDMI или VGA кабеля, то, например, в телефонах материнская плата соединяется с дисплеем посредством шлейфа. Так как в мобильных (и других) устройствах стоит вычислительный процессор. Это делает слова монитор, дисплей и экран синонимами.

История

Как было написано выше, раньше для вывода данных использовались лампы. Работать с ними было неудобно, экономически невыгодно, да и в связи с развитием технологий, они стали неспособны выводить некоторые типы информации.

Поэтому учеными был предложен вариант использовать экран для отображения результатов вычислений и отслеживания выполнения других программ на ПК. По сравнению с лампами накаливания это было более гибкое и прогрессивное решение.

В начале мониторы назывались VDU (visual display units) — устройство визуального отображения. Однако, спустя несколько десятилетий перешли на привычное всем название — monitor ( что переводится как выполнять, отслеживать).

Из чего состоит

Итак, современные дисплеи состоят из следующих компонентов:

Области применения

Мониторы встречаются вам на каждом шагу и на данный момент используются в таких отраслях как:

И многих других. Это связано с информационной революцией и большими возможностями ПК.

Аналоги

Если из-за неисправности, или по другой причине, вам нужно найти замену вашему устройству, то для этого хорошо подойдет телевизор. Почти все современные телевизоры оснащены качественными IPS, LED или AMOLED матрицами и имеют хорошую частоту обновления экрана.

Рассмотрим популярные виды экранов, которые использовались раньше и используются сейчас:

CRT (ЭЛТ)

Самый старый вид дисплеев. Его конструкция основана на основе электронно-лучевой трубки. Первые мониторы выпущенные по этой технологии появились в 1980 году. Они быстро завоевали популярность за счет своей доступности и надежности. Главное достоинство этих мониторов — естественная цветопередача.

TFT (Жидкокристаллические)

Экраны основанные на жидкокристаллических матрицах стали набирать популярность с начала двухтысячного года. В отличие от предыдущей категории эти приборы обладают большим списком достоинств. Самые весомые из них:

OLED (самоподсвечивающиеся пиксели)

Относительно новая технология. Суть её заключается в том, что каждый пиксель в экране имеет свою собственную подсветку. В результате изображения обладают очень высокой четкостью и цветопередачей. Ну и, конечно же, тут не обошлось без недостатков. На данный момент продукция, основанная на этой технологии, стоит очень дорого и через несколько лет пиксели на дисплее начинают самопроизвольно выгорать.

Характеристики и как выбрать

Для того чтобы выбрать монитор необходимо ознакомиться с его характеристиками. Ниже, мы приведем самые важные параметры, которые стоит оценивать при выборе:

Диагональ экрана

Я думаю, что никому не надо объяснять за что отвечает этот параметр. Однако если у вас стоит вопрос с какой диагональю приобретать дисплей, то оптимальным для вас станет размер в 24 дюйма. Такой диагонали хватит для комфортной работы, просмотра видео и игр.

Разрешение

Параметр показывает сколько пикселей выводится на экране. Возьмем самый популярный на сегодня формат Full HD (1920*1080) — это значит, что в длину матрица вашего дисплея будет содержать 1920, а в ширину 1020 пикселей. Отсюда делается вывод:

Разрешение экрана следует выбирать исходя из его диагонали. Чем больше пикселей приходится на дюйм, тем картинка лучше.

Для двадцати четырех дюймовых дисплеев следует выбирать разрешение от Full HD и выше.

Частота обновления кадров (FPS)

Величина, показывающая количество кадров, отображаемым дисплеем за секунду. Измеряется в герцах (Гц). Один кадр — 1 Гц. Чем больше кадров в секунду меняется на экране, тем плавнее и естественнее воспринимается изображение.

Здесь нужно отталкиваться от того, для каких целей вы собираетесь использовать монитор. Если вы покупаете экран для работы, серфинга в интернете и просмотра фильмов, то вам хватит устройства на 60 Гц.

Если же вы собираетесь играть в компьютерные игры, то желательно приобретать дисплей с частотой обновления кадров 144 Гц. Особенно это касается динамичных игр, где все события происходят быстро (например CS и Dota ).

Яркость и контрастность

Очень важные параметры. Чем больше яркость вашего экрана, тем красочнее будут цвета.

Контрастность же — это величина являющаяся отношением яркости самого темного пикселя к самому светлому. Чем выше этот параметр, тем больше цветов и оттенков вы сможете различить и тем естественнее будет изображение.

В заключение

Итак, я привел знания, которые сам считаю наиболее важными. Я очень надеюсь, что это статья вам помогла. Спасибо за прочтение.

Источник

Компьютер с нуля

Монитор

Монитор

Типы мониторов

По физическим принципам формирования изображения мониторы можно подразделить на:

1) мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) или вакуумного кинескопа (LD, CRT (Cathode Ray Tube) – катодно-лучевая трубка);

2) жидкокристаллические экраны (LCD – Liquid Crystal Display).

Мониторы на основе электронно-лучевой трубки

Как образуются цвета современного дисплея?

Аддитивная модель RGB (сложение цветов)

Жидкокристаллические мониторы

ЖК представляют собой органические вещества, находящиеся в промежуточном состоянии (мезофазе) между жидкой и твёрдой фазами. Связи между молекулами кристалла в этом состоянии достаточно слабы, и структура кристалла может быть легко изменена, например, под воздействием электрического поля.

Вместе со структурой кристалла изменяются и его оптические свойства, такие как коэффициент преломления и коэффициент поляризации, что позволяет получать с помощью жидких кристаллов как монохромное, так и цветное изображение.

Жидкие кристаллы названы так потому, что их молекулы имеют кристаллическую структуру, но образуют не твердое тело, а жидкость. Они обладают следующими свойствами:

Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.

История жидких кристаллов

Особенности ЖК-дисплеев:

ЖК-панель состоит из следующих слоев – тонких пластин (от верхнего к нижнему):

Важнейшие характеристики ЖК мониторов:

Основные пользовательские характеристики мониторов

Размер экрана по диагонали.

Применительно к мониторам на ЭЛТ различают размер экрана и размер изображения. Под размером экрана подразумевается физический размер кинескопа, т.е. размер ЭЛТ. Поскольку кинескоп заключен в пластмассовый корпус, то видимый размер экрана немного меньше его физического размера. Размер изображения, формируемого на экране на 5-10% меньше размера экрана. Изготовители мониторов могут указывать сведения о размере видимой части экрана. Например: 17” Display (16”/40,6 см Viewable).

Размер зерна экрана

Разрешающая способность

Разрешение (resolution) – плотность отображаемого на экране изображения; определяется количеством точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк.

Разрешение – количество точек по горизонтали и вертикали в передаваемом изображении.

Разрешение – количество точек изображения на единицу длины. Качество изображения зависит от размера пиксела и количества пикселов на единицу площади экрана.

Пиксел – элементарная точка изображения на экране, т.е. минимальный элемент изображения.

Чем выше разрешающая способность, тем больше информации может быть выведено на экран, тем более детальным может быть изображение.

Все разрешения стандартизированы: 640´480, 800´600, 1024´768, 1152´768, 1280´1024, 1600´1200, 1800´1440.

Мониторы поддерживают, как правило, несколько разрешений. Она зависит от размера экрана и размера зерна экрана, но может изменяться (в определённых пределах) с помощью программной настройки.

Частота регенерации или обновления изображения

В процессе работы монитор постоянно регенерирует, т.е. повторно воспроизводит изображение на экране. В результате регенерации происходит мерцание изображения – неизбежный побочный эффект при использовании любой технологии ЭЛТ.

Мерцание (flicker) – заметное глазом изменение свечения на экране.

Мерцание изображения на экране монитора связано с частотой регенерации.

Частота развертки:

1) частота горизонтальной развертки (частота строчной развертки, частота строк) – количество строк, которое луч может «пробежать» за одну секунду; КГц.

Частота управляющих сигналов, указывающих на необходимость перехода к изображению следующего ряда точек – частота строк.

Более высокая частота строчной развертки позволяет выводить на экран изображения с более высоким разрешением.

2) частота вертикальной развертки (частота кадровой развертки, частота кадров) – количество кадров, формируемых лучом за одну секунду; Гц.

Частота управляющих сигналов, указывающих на необходимость перехода к изображению верхнего ряда точек – частота кадров (обновление изображения).

Чем выше частота кадровой развертки, тем ниже уровень мерцания и меньше нагрузка на зрение. Мерцание становится незаметным для глаза при частоте более 70 Гц (75 Гц). Ассоциация по стандартам в области видеоэлектроники (Video Electronics Standards Association – VESA) для получения изображения приемлемого качества рекомендует частоту 85 Гц.

В ЖК оптимальная частота кадров 60 Гц (достаточно для отсутствия мерцания).

Монитор отображает принимаемый им видеосигнал построчно, выводя один ряд точек за другим. Для перехода от одного ряда точек к следующему и для возврата к верхнему ряду точек видеоконтроллер посылает в монитор специальные управляющие сигналы.

Существуют два способа регенерации изображения на экране: построчная (NI – non-interlaced) и чересстрочная (interlaced) развертка. Монитор с чересстрочной разверткой так же, как и абсолютное большинство телевизоров, регенерирует изображение за два прохода электронного луча. Первый проход воспроизводит нечетные строки, второй – четные. Монитор с построчной разверткой воспроизводит полное изображение на экране за один проход электронного луча, без чередования строк. Мониторы с построчной разверткой обладают лучшими характеристиками, поскольку воспроизводят изображение быстрее и с меньшим мерцанием. Они также имеют более резкие и четкие изображения. Мониторы высокого качества работают во всех режимах разрешения с построчной разверткой.

При увеличении разрешающей способности частота кадровой развертки уменьшается.

Размер, разрешение и частота регенерации жестко связаны между собой, и их значения должны соответствовать друг другу.

Возможность использования конкретного разрешения зависит от различных факторов, среди которых возможности монитора, возможности видеокарты и объем доступной видеопамяти, которая ограничивает число отображаемых цветов.

Цветовое разрешение

Количество поддерживаемых цветов – параметр, определяющий максимальное количество различных цветовых тонов, одновременно воспроизводимых на экране.

Режимы цветового разрешения (цветовые режимы, цветовые конфигурации, режимы глубины цвета):

Low Color – режим, при котором каждый пиксел на экране может иметь один из 256 различных цветов. На задание цвета пиксела отводится 1 байт (8 бит), поэтому об этом режиме говорят как о 8-разрядном представлении цвета.

High Color – режим, при котором каждый пиксел на экране может иметь один из 65536 различных цветов. На задание цвета пиксела отводится 2 байта (16 бит), поэтому об этом режиме говорят как о 16-разрядном представлении цвета (режим высококачественного цвета).

True Color – режим, при котором каждый пиксел на экране может иметь один из 16777216 различных цветов. На задание цвета пиксела отводится 3 байта (24 бита), поэтому об этом режиме также говорят как о 24-разрядном цвете. Объем цветовой информации лишь немного уступает возможностям человеческого глаза (режим «реального» цвета).

True Color – режим, при котором каждый пиксел на экране может иметь один из 4294967296 различных цветов. На задание цвета пиксела отводится 4 байта (32 бита), поэтому об этом режиме также говорят как о 32-разрядном цвете. Объем цветовой информации не уступает возможностям человеческого глаза (режим «реального» цвета).

Соответствие стандартам безопасности.

Плазменные мониторы (PDP – plasma display panel)

Плазменный эффект открыт в 1966 г. Неоновые вывески и лампы дневного света – некоторые виды применения этого явления – свечения газов под воздействием электрического тока. Производство плазменных мониторов для массового потребительского рынка начилось сравнительно недавно.

Плазменная панель является одной из перспективных технологий плоских дисплеев.

Сферы применения:

Отличительные особенности (достоинства):

Недостатки:

Устройство

Технология изготовления плазменных дисплеев несколько проще, чем ЖК. Плазменная технология используется при создании сверхтонких, плоских экранов.

Лицевая панель такого экрана состоит из двух плоских стеклянных пластин, расположенных на расстоянии около 100 мкм (микрометров) друг от друга. Между этими пластинами находится слой инертного газа (как правило, смесь ксенона и неона), на который воздействует сильное электрическое поле. На переднюю прозрачную пластину нанесены тончайшие прозрачные проводники – электроды, а на заднюю – ответные проводники. Задняя стенка имеет микроскопические ячейки, заполненные люминофорами трех основных цветов, по три ячейки на каждый пиксель. При помощи смешения в определенных пропорциях трех цветов получаются различные оттенки. Газ, который находится между двух пластин, переходит в плазменное состояние и излучает ультрафиолетовый свет.

Признанным лидером плазменной технологии является компания Fujitsu (серия Plasmavision).

NEC и Thomson – модель Thomson, обладающая высокой разрешающей способностью.

Лидерами по количеству и качеству предложенных моделей являются различные японские компании:Hitachi, Sharp, NEC, Toshiba, JVC, Fujitsu, Mitsubishi, Sony, Pioneer, Matsushita и др.

Pioneer предлагает предназначенные для профессионального применения плазменные панели с самым широким набором технологий улучшения изображения.

Корпорация Mitsubishi выпускает несколько линий плазменных панелей с диагональю 40²: серию телевизоров DiamondPanel и серию презентационных панелей Leonardo.

Philips – Philips Brilliance 420P.

Ряд ведущих разработчиков в области LCD и Plasma совместно разрабатывают технологию PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), которая должна соединить в себе преимущества двух видов.

Заключение.

Технологии совершенствуются, прослеживается тенденция снижения цен. Это технология будущего.

Источник