Andrej Borzenko
Gli esperti prevedono che nel giro di pochi anni gli apparecchi di visualizzazione basati su tubi a raggi catodici (CRT) occuperanno il loro posto d'onore nel museo di storia della tecnologia. Saranno sostituiti dai cosiddetti display a schermo piatto (FPD). Per creare display a schermo piatto viene utilizzata una varietà di tecnologie, ma più della metà del mercato FPD è occupato dai display a cristalli liquidi a matrice attiva (AM-LCD). Il principio del loro funzionamento è ben noto. Sotto l'influenza di un campo elettrico, le molecole di cristalli liquidi cambiano il piano di polarizzazione della luce che le attraversa. In altre parole, la cella LCD riflette o non riflette la luce.
Dispositivi simili dominano costantemente il mercato dei computer. Nei prossimi anni questa tendenza è destinata a continuare.
Monitor LCD
Secondo le stime di Display Research, nel terzo trimestre del 1998 sono stati venduti circa 50mila monitor LCD (ricordiamo che il volume di mercato dei dispositivi CRT è stimato in 80 - 85 milioni di unità). I monitor da 15 pollici sono considerati i più popolari con il 39% del mercato, seguiti dai monitor da 14 pollici con il 26% e dai monitor da 16 pollici di fascia alta con solo il 10%. Fino ad ora, lo svantaggio più significativo dei dispositivi AM-LCD rimane il prezzo elevato. Ma la situazione sta cambiando letteralmente davanti ai nostri occhi. Ecco, ad esempio, come è diminuito il costo del modello VPA150 da 15 pollici di ViewSonic Corporation (www.viewsonic.com): all'inizio dello scorso anno - $ 2200, in primavera - $ 1500, all'inizio dell'autunno - $ 1200 . Ora alcuni monitor da 15 pollici costano meno di 1.000 dollari. Pertanto, il prezzo al dettaglio consigliato del monitor multimediale PanaFlat LCD50s da 15 pollici di Panasonic Computer Peripheral (www.panasonic.com) è di $ 999. Viene fornito con una porta USB e altoparlanti stereo integrati da 1 watt. Lo schermo fornisce una luminosità di almeno 250 nit con un rapporto di contrasto di 200:1. Angolo di visione: 140 gradi.
Il futuro sono gli schermi piatti
La situazione dei prezzi dovrebbe cambiare radicalmente all'inizio del 2000, quando diverse nuove fabbriche di LCD a Taiwan diventeranno pienamente operative.
Al COMDEX'98, quasi tutti i principali produttori di schermi e monitor hanno presentato nuovi prodotti basati su AM-LCD. Di particolare interesse sono stati i dispositivi da 18 pollici, ad esempio, di Acer (www.acer.com), Eizo (www.eizo.com), NEC (www.nec.com), Nokia (www.nokia.com), ecc. Si noti che lo schermo di un monitor LCD da 18 pollici corrisponde all'area visibile di un dispositivo CRT da 21 pollici. Pertanto, il modello 800Xi da 18,1 pollici della Nokia Corporation (www.nokia.com) consente di ottenere una luminosità di almeno 250 nit con un contrasto di 200:1. Il suo angolo di visione è di 170 gradi. I prezzi variano abbastanza ampiamente: da $ 2.500 per Acer a $ 3.600 per NEC.
Samsung Electronics Corporation (www.samsungelectronics.com) ha presentato versioni migliorate dei monitor multimediali SyncMaster da 15 e 17 pollici al COMDEX'98. Con uno spessore di soli 2,5 pollici e un rapporto di contrasto di 150:1, forniscono 200 nit di luminosità e un angolo di visione di 120 gradi. Questi dispositivi consentono di ridimensionare l'immagine sullo schermo di fattori 2, 4 e 8. In primavera dovrebbero apparire monitor con una dimensione dello schermo di 18 pollici o più.
Ma Compaq Corporation (www.compaq.com) ha presentato un modello LCD da 15 pollici con un'interfaccia digitale che soddisfa le specifiche VESA. Questi prodotti saranno offerti come parte dei computer domestici Presario.
L'ulteriore sviluppo dell'LCD è associato ad un aumento della chiarezza e della luminosità dell'immagine, ad un aumento dell'angolo di visione e ad una diminuzione dello spessore dello schermo. Così, presso lo stand di Toshiba Corporation (www.toshiba.com) si poteva vedere un nuovo monitor LCD, nella cui fabbricazione è stato utilizzato il silicio policristallino. Questa tecnologia consente di posizionare i chip di controllo direttamente sul substrato di vetro del display, ottenendo dispositivi molto sottili. Inoltre, viene fornita un'alta risoluzione su uno schermo relativamente piccolo. Pertanto, su un LCD AM da 10,4 pollici si ottiene una risoluzione di 1024x768 pixel.
LCD Panasonic LC90S
A proposito, le dimensioni massime degli schermi LCD che è consigliabile produrre industrialmente non superano i 20 pollici (anche se la Sharp Corporation, www.sharp.co.jp, ha mostrato un tempo un monitor LCD da 40 pollici con uno schermo ottenuto collegando due pannelli da 29 pollici). Il fatto è che solo un anno fa la resa degli schermi da 10,4 pollici utilizzabili era solo del 60-70% e le aziende si erano prefissate l'obiettivo di raggiungere l'80-85%. Tieni presente che all'aumentare delle dimensioni dello schermo aumenta anche il tasso di difetti.
Schermi al plasma
Tradizionalmente il mercato degli schermi di grandi dimensioni (20 pollici e oltre) è stato dominato dai cosiddetti schermi al plasma (Plasma Display Panel, PDP). La ricerca e lo sviluppo in questo settore iniziarono all'inizio degli anni '60. Vale la pena ricordare che in alcuni computer portatili venivano utilizzati schermi PDP monocromatici. I display PDP a colori oggi sono prodotti da aziende come Panasonic, Mitsubishi, Pioneer e NEC. Fujitsu Corporation (www.fujitsu.com) è meritatamente considerata leader in questo settore di mercato. Per migliorare la qualità dell'immagine e ridurre i costi, in particolare, è stata sviluppata una speciale tecnologia ALiS (Alternate Lighting of Surfaces). Ciò ha reso possibile aumentare la luminosità degli schermi PDP a 500 nit, il contrasto a 400:1 e l'angolo di visione a 160 gradi. I pannelli PDP già pronti di Fujitsu vengono utilizzati dalle società Grundig e Philips per creare home theater.
I dispositivi PDP sono molto simili a un tubo a vuoto a due elettrodi. Un gas inerte (argon o neon) viene ionizzato tra due elettrodi trasparenti. Un gas elettricamente carico (plasma) produce radiazioni ultraviolette, che eccitano le goccioline di fosforo. Questi ultimi emettono luce visibile.
Display PDP Panasonic PT-42P
I dispositivi PDP a colori sono adatti per creare televisori digitali ad alta definizione, ma il loro prezzo è ancora piuttosto elevato: uno schermo da 42 pollici costa dagli 8.000 ai 15.000 dollari.
Una simbiosi piuttosto interessante tra le tecnologie dei cristalli liquidi e del plasma è stata implementata da Tektronix (www.tek.com). Ha proposto di utilizzare il plasma per controllare le righe e le colonne di uno schermo LCD. Successivamente, la licenza per questa tecnologia è stata acquisita da Sony Corporation (www.sony.com), che, in collaborazione con Sharp, avrebbe dovuto iniziare la produzione di tali dispositivi. Secondo gli esperti Sony, il nuovo approccio consente di creare display con tempi di risposta rapidi, buona luminosità e alta risoluzione.
Dispositivi DLP
I display basati sulla tecnologia Digital Light Processing (DLP) sviluppata da Texas Instruments (www.ti.com) sono particolarmente utilizzati nelle applicazioni militari: schermi per caschi, cabine di pilotaggio di aerei, centri di comando, ecc. Il DLP si basa sulla tecnologia che si trova nel DMD cella (dispositivo microspecchio digitale). Si tratta essenzialmente di una struttura costituita da una cella di memoria statica e da un microscopico specchio di alluminio che può essere ruotato in due direzioni con un angolo di 10 gradi. A seconda della sua posizione, lo specchio riflette o non riflette la luce proveniente da una fonte esterna, il risultato viene proiettato su un grande schermo.
dispositivi FED
Alcune aziende hanno ormai iniziato a prestare molta attenzione alla realizzazione di display basati sull'emissione di campo (Field Emisson Display, FED). A differenza degli schermi LCD e DMD che funzionano con la luce riflessa, i pannelli FED generano luce da soli, il che li rende simili ai CRT e agli schermi al plasma. Tuttavia, a differenza dei CRT, che hanno solo tre cannoni elettronici, nei dispositivi FED ogni pixel ha il proprio elettrodo, quindi lo spessore del pannello non supera alcuni millimetri. I pixel sono controllati direttamente, come in AM-LCD.
Diverse grandi aziende stanno attualmente lavorando alla creazione di monitor FED: PixTech (www.pixtech.com), Candescent Technologies (www.candescent.com), Motorola (www.motorola.com), Raytheon (www.raytheon.com).
PixTech produce già pannelli FED a colori da 8,5 e 15 pollici con la risoluzione di un monitor VGA e un angolo di visione di 160 gradi.
Candescent Technologies Corporation si sta rapidamente preparando per la produzione e chiama la sua tecnologia dei dispositivi FED ThinCRT (“CRT sottile”). Tra gli investitori della società figurano aziende come Hewlett-Packard, Sony e Compaq. Uno dei problemi affrontati dai produttori di pannelli FED è che deve essere creato un vuoto (ovvero l'aria deve essere evacuata) tra due lastre di vetro separate da uno stretto spazio. Ma in questo caso le piastre iniziano ad attrarsi a vicenda e questo deve essere evitato. La nuova tecnologia di Candescent Technologies è protetta da almeno tre dozzine di brevetti. La capacità produttiva dell'azienda le consentirà di produrre circa un milione di schermi FED da 14,1 pollici entro il 2001.
Motorola sta realizzando un progetto praticamente non pubblicizzato dalla stampa, secondo il quale ha completamente riattrezzato il suo stabilimento in Arizona (USA), concentrandolo sulla produzione di dispositivi FED. I primi prodotti dovrebbero apparire all'inizio del prossimo anno.
Display elettroluminescenti
La produzione di display piatti basati sulla tecnologia elettroluminescente (EL) si sta sviluppando in modo meno intenso. È noto dal 1937 che alcune sostanze (ad esempio il solfuro di zinco), quando vengono attraversate da corrente, acquisiscono la capacità di emettere luce visibile. Tuttavia, questo effetto ha trovato applicazione pratica nella produzione di display piatti quasi 50 anni dopo, quando sottili Sono comparsi i materiali EL -film. Secondo numerosi esperti, i display EL presentano numerosi vantaggi rispetto ai dispositivi LCD e persino FED. Ciò vale sia per la risoluzione che per il contrasto, l'angolo di visione e persino il consumo energetico. Tuttavia, il produttore leader di pannelli EL, Planar Systems (www.planar.com), attualmente fornisce i suoi prodotti principalmente per varie apparecchiature mediche.
Visualizza LEP
Recentemente è stato riferito che la società britannica Cambridge Display Technology (CDT), che collabora strettamente con la società giapponese Seiko-Epson, ha dimostrato un display monocromatico con una risoluzione di 800x236 pixel basato su una pellicola polimerica a emissione di luce (Light-Echanging Polymer, LEP ). Ogni pixel in un display LEP, come in un AM-LCD, è controllato da un transistor a film sottile. Per applicare lo strato polimerico alla matrice del transistor è stato utilizzato il metodo di stampa a getto d'inchiostro Epson. CDT promette di rilasciare un display LEP a colori all'inizio del prossimo anno.
La tabella mostra le caratteristiche tecniche dei monitor LCD offerti sul mercato russo.
Monitor LCD sul mercato russo
| Produttore aziendale | Indirizzo Web | Dimensioni diagonale dello schermo, pollici | Dimensione del punto, mm | Luminosità, cd/m^2 (nits) | Contrasto | Angolo di visione orizzontale, gradi | Angolo di visione verticale, gradi | Risoluzione massima, pixel | Numero di colori riprodotti | Larghezza di banda del segnale, MHz | Frequenza orizzontale, kHz | Frequenza verticale, Hz | Supporto plug-and-play | Disponibilità di sistemi acustici integrati | Tipo di segnale video | Consumo energetico, W | Dimensioni, mm | ||
Elettronica Samsung | SyncMaster 500 TFT | Analogico | Nessun dato |
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Elettronica Samsung | SyncMaster 520 TFT | Analogico | Nessun dato |
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Elettronica Samsung | SyncMaster 700 TFT | Analogico | Nessun dato |
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Analogico | 3,5 (senza supporto) |
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Analogico | 390x85x345 (più supporto) | ||||||||||||||||||
Analogico | 446x83x432 (più supporto) | ||||||||||||||||||
www.maginnovision.com | Nessun dato | Nessun dato | Analogico | ||||||||||||||||
www.maginnovision.com | Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Analogico | ||||||||||||||
MultiSync LCD400V | Nessun dato | Nessun dato | Analogico | Nessun dato | |||||||||||||||
MultiSync LCD1510 | Nessun dato | Analogico | Nessun dato | ||||||||||||||||
MultiSync LCD2000 | Analogico | Nessun dato | |||||||||||||||||
Analogico | |||||||||||||||||||
Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Analogico | ||||||||||||||||
www.panasonic.ru | Nessun dato | Analogico | |||||||||||||||||
www.panasonic.ru | Analogico | ||||||||||||||||||
Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Analogico | |||||||||||||||
www.mitsubishi-display.com | Analogico | ||||||||||||||||||
www.mitsubishi-display.com | Analogico | ||||||||||||||||||
www.viewsonic.com | Nessun dato | Nessun dato | Analogico | Nessun dato | |||||||||||||||
www.viewsonic.com | Nessun dato | Nessun dato | Digitale | ||||||||||||||||
www.viewsonic.com | Nessun dato | Digitale | |||||||||||||||||
Studioworks 500LC | Nessun dato | Analogico | |||||||||||||||||
Studioworks 800LC | Nessun dato | Analogico | Nessun dato | Nessun dato |
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Brillantezza 151AX | www.monitors.philips.com | Nessun dato | Analogico | ||||||||||||||||
Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Nessun dato | Analogico |
Schermi al plasma
(PDP - pannello al plasma)
Il ciclo commerciale di qualsiasi invenzione non dura per sempre e i produttori che hanno lanciato la produzione di massa di monitor LCD stanno preparando la prossima generazione di tecnologie di visualizzazione delle informazioni. I dispositivi che sostituiranno i dispositivi a cristalli liquidi si trovano in diverse fasi di sviluppo. Alcuni, come i LEP (Light Educing Polymers), stanno appena emergendo dai laboratori scientifici, mentre altri, come quelli basati sulla tecnologia del plasma, sono già prodotti commerciali completi.
Monitorare la profondità
Le dimensioni sono sempre state l’ostacolo principale nella creazione di monitor widescreen. I monitor più grandi di 24 pollici, realizzati utilizzando la tecnologia CRT, sono troppo pesanti e ingombranti. I monitor LCD sono piatti e leggeri, ma gli schermi più grandi di 20 pollici sono troppo costosi. La tecnologia al plasma di nuova generazione è ideale per creare schermi di grandi dimensioni. Permette la produzione di monitor piatti e leggeri con una profondità di soli 9 cm (vedi Fig. 1). Pertanto, nonostante l'ampio schermo, possono essere installati ovunque: sulla parete, sotto il soffitto, sul tavolo.
Figura 1. Monitorare la profondità.
Grazie all'ampio angolo di visione, l'immagine è visibile da qualsiasi punto. E, cosa più importante, i monitor al plasma sono in grado di offrire colori e nitidezza precedentemente irraggiungibili con schermi di queste dimensioni.
L'idea di utilizzare una scarica di gas nei supporti di visualizzazione non è nuova. Dispositivi simili furono prodotti molti anni fa nell'URSS a Ryazan presso NPO Plazma. Tuttavia, la dimensione dell'elemento immagine era abbastanza grande che per ottenere un'immagine decente era necessario creare pannelli enormi. La qualità dell'immagine era scarsa, venivano riprodotti pochi colori e i dispositivi erano estremamente inaffidabili.
All'estero, la ricerca e lo sviluppo nel campo di questa tecnologia iniziarono all'inizio degli anni '60. Cinquant'anni fa fu scoperto un fenomeno interessante. A quanto pare, se il catodo viene affilato come un ago da cucito, il campo elettromagnetico è in grado di "estrarre" autonomamente elettroni liberi da esso. Devi solo applicare la tensione. Le lampade fluorescenti funzionano secondo questo principio. Gli elettroni emessi ionizzano il gas inerte, facendolo brillare. L'unica difficoltà è stata sviluppare la tecnologia per produrre tali matrici aghiformi. Il problema fu risolto all'Università dell'Illinois nel 1966. All'inizio degli anni settanta la società Owens-Illinois portò il progetto allo status commerciale. Negli anni ottanta Burroughs e IBM tentarono di tradurre questa idea in un vero e proprio prodotto commerciale, ma senza successo.
Va detto che l’idea di un pannello al plasma non è nata per puro interesse scientifico. Nessuna delle tecnologie esistenti è in grado di far fronte a due semplici compiti: ottenere una riproduzione dei colori di alta qualità senza l'inevitabile perdita di luminosità e creare una TV a schermo ampio senza occupare l'intera area della stanza. E i pannelli al plasma (PDP), solo in teoria, potrebbero risolvere un problema simile. Inizialmente, gli schermi al plasma sperimentali erano monocromatici (arancioni) e potevano soddisfare la domanda solo di consumatori specifici che richiedevano, prima di tutto, un'ampia area dell'immagine. Pertanto il primo lotto di PDP (circa mille pezzi) è stato acquistato dalla Borsa di New York.
La direzione dei monitor al plasma è stata ripresa dopo che è diventato finalmente chiaro che né i monitor LCD né i CRT sono in grado di fornire a buon mercato schermi con grandi diagonali (più di ventuno pollici). Pertanto, i principali produttori di televisori domestici e monitor di computer, come Hitachi, NEC e altri, sono tornati al PDP. Anche le aziende coreane della “seconda linea mondiale” hanno rivolto la loro attenzione al campo della tecnologia al plasma, tra cui, ad esempio, Fujitsu, che produce elettronica più economica, cosa che ha immediatamente aumentato l'intensità della concorrenza. Ora Fujitsu, Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer e altri producono monitor al plasma con una diagonale di 40 pollici o più.
Il principio di funzionamento di un pannello al plasma è uno scarico freddo controllato di gas rarefatto (xeno o neon) in uno stato ionizzato (plasma freddo). L'elemento di lavoro (pixel), che forma un punto separato nell'immagine, è un gruppo di tre subpixel responsabili rispettivamente dei tre colori primari. Ogni subpixel è una microcamera separata, sulle cui pareti è presente una sostanza fluorescente di uno dei colori primari (vedi Fig. 2). I pixel si trovano nei punti di intersezione degli elettrodi di controllo cromo-rame-cromo trasparenti, formando una griglia rettangolare.
Progettazione delle cellule
Figura 2. Progettazione della cella.
Per “illuminare” un pixel avviene approssimativamente quanto segue. Agli elettrodi di alimentazione e controllo, ortogonali tra loro, nel punto di intersezione dei quali si trova il pixel desiderato, viene fornita un'elevata tensione alternata di controllo rettangolare. Il gas nella cellula cede la maggior parte dei suoi elettroni di valenza e si trasforma in uno stato di plasma. Ioni ed elettroni vengono raccolti alternativamente sugli elettrodi sui lati opposti della camera, a seconda della fase della tensione di controllo. Per “accendere” si applica un impulso all'elettrodo di scansione, si sommano i potenziali con lo stesso nome e il vettore del campo elettrostatico raddoppia il suo valore. Si verifica una scarica: alcuni ioni carichi emettono energia sotto forma di radiazione di quanti di luce nella gamma degli ultravioletti (a seconda del gas). A sua volta, il rivestimento fluorescente, trovandosi nella zona di scarica, inizia a emettere luce nel campo visibile, che viene percepito dall'osservatore. Il 97% della componente ultravioletta delle radiazioni, dannosa per gli occhi, viene assorbita dal vetro esterno. La luminosità del fosforo è determinata dal valore della tensione di controllo.
Interazioni in una cella PDP
Figura 3. Interazioni cellulari.
L'elevata luminosità (fino a 650 cd/m2) e il contrasto (fino a 3000:1), insieme all'assenza di jitter, sono i grandi vantaggi di questi monitor (per confronto: un monitor CRT professionale ha una luminosità di circa 350 cd/m2) m2 e un televisore - da 200 a 270 cd/m2 con un contrasto da 150:1 a 200:1). L'elevata nitidezza dell'immagine viene mantenuta su tutta la superficie di lavoro dello schermo. Inoltre, l'angolo rispetto alla normale al quale un'immagine normale può essere vista sui monitor al plasma è significativamente maggiore di quello dei monitor LCD. Inoltre, i pannelli al plasma non creano campi magnetici (il che ne garantisce l'innocuità per la salute), non soffrono di vibrazioni come i monitor CRT e il loro breve tempo di rigenerazione ne consente l'utilizzo per la visualizzazione di segnali video e televisivi. L'assenza di distorsione e di problemi di convergenza e messa a fuoco del fascio di elettroni è inerente a tutti i display a schermo piatto. Va inoltre notato che i monitor PDP sono resistenti ai campi elettromagnetici, il che ne consente l'utilizzo in ambienti industriali: anche un potente magnete posizionato accanto a tale display non influirà in alcun modo sulla qualità dell'immagine. A casa, puoi posizionare qualsiasi altoparlante sul monitor senza timore che sullo schermo appaiano macchie di colore.
I principali svantaggi di questo tipo di monitor sono il consumo energetico piuttosto elevato, che aumenta con l'aumentare della diagonale del monitor, e la bassa risoluzione dovuta alle grandi dimensioni dell'elemento dell'immagine. Inoltre, le proprietà degli elementi fosforici si deteriorano rapidamente e lo schermo diventa meno luminoso. Pertanto, la durata dei monitor al plasma è limitata a 10.000 ore (circa 5 anni per l'uso in ufficio). A causa di queste limitazioni, tali monitor vengono attualmente utilizzati solo per conferenze, presentazioni, pannelli informativi, ovvero dove sono necessarie dimensioni dello schermo di grandi dimensioni per visualizzare le informazioni. Tuttavia, ci sono tutte le ragioni per ritenere che i limiti tecnologici esistenti verranno presto superati e, con una riduzione dei costi, questo tipo di dispositivi potrà essere utilizzato con successo come schermi televisivi o monitor di computer.
| Tipo di visualizzazione diretta | Come funziona il display | Principali vantaggi e svantaggi | Caratteristiche e prospettive di sviluppo |
|---|---|---|---|
| CRT (tubo a raggi catodici) | Emissione termica di elettroni accelerata da un campo elettrostatico. Deflessione del fascio di elettroni (scansione raster) da parte del campo magnetico delle bobine OS. Emissione di luce dai fosfori dei colori primari dovuta all'energia degli elettroni accelerati. | 1. Riprodurre il triangolo cromatico completo (locus) della visione umana.2. Risoluzione eccellente e contrasto elevato.3. Peso e dimensioni elevati. | 1. Sviluppo di tubi catodici ad alta risoluzione con schermo superpiatto 2. Sono in corso lavori per migliorare l'efficienza dei nuovi tubi catodici. |
| Pannelli al plasma PDP (Pannello al plasma) | Il bagliore dei fosfori dei colori primari come risultato dell'esposizione alla radiazione UV derivante da una scarica elettrica in un plasma. Il plasma è formato da una scarica elettrica di corrente continua (CC) o alternata (CA) in un gas rarefatto tra due lastre di vetro. | 1. Alta luminosità, triangolo a colori (locus).2. Facilità di creazione di pannelli piatti di grandi dimensioni con una diagonale di 40 pollici o più 3. Ampio angolo di visione (più di 160 gradi). | I risultati odierni dei pannelli al plasma con una diagonale di 40 pollici o più: luminosità dello schermo 350 cd/m2, contrasto 300:1, risoluzione 640x480 pixel o più, efficienza di circa 10 W/lumen. |
| Plasma - Pannelli indirizzabili PALC (Plasma Adressing Liquid Crystal Display Device) | Design combinato: per il controllo (commutazione) di una matrice LCD attiva (LCD). Come chiave viene utilizzato un canale conduttore nel gas scaricato (plasma). | 1. Alta luminosità, triangolo a colori (locus).2. Crea facilmente pannelli piatti di grandi dimensioni da 40 pollici o più grandi.3. Quasi economico.4. Possibilità di creare pannelli ad alta risoluzione.5. Piccolo angolo di visione (negli ultimi modelli è stato notevolmente ampliato). | Risultati dei pannelli PALC: efficienza di 1,2 mW/lumen, i pannelli con una diagonale di 40-60 pollici vengono prodotti in serie. |
Caratteristiche comparative dei display a luce diretta.
Le buone prospettive della PDP sono associate a requisiti relativamente bassi per le condizioni di produzione; A differenza delle matrici TFT, gli schermi PDP possono essere prodotti a basse temperature utilizzando la stampa diretta.
Quasi tutti i produttori di pannelli al plasma aggiungono parte del proprio know-how alla tecnologia classica per migliorare la riproduzione del colore, il contrasto e la controllabilità. In particolare, NEC offre la tecnologia CCF (capsulated color filter), che elimina i colori indesiderati, e una tecnica per aumentare il contrasto separando i pixel l'uno dall'altro con strisce nere (la stessa tecnologia utilizzata da Pioneer). I monitor Pioneer utilizzano anche la tecnologia Enhanced Cell Structure, la cui essenza è aumentare l'area dello spot del fosforo e una nuova formula chimica del fosforo blu, che conferisce una luminosità più luminosa e, di conseguenza, aumenta il contrasto. Samsung ha sviluppato un design del monitor per una maggiore controllabilità: il pannello è diviso in 44 sezioni, ognuna delle quali ha la propria unità di controllo elettronica.
Sony, Sharp e Philips stanno sviluppando congiuntamente la tecnologia PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), che dovrebbe combinare i vantaggi degli schermi al plasma e LCD con una matrice attiva. I display creati sulla base di questa tecnologia combinano i vantaggi dei cristalli liquidi (luminosità e ricchezza di colori, contrasto) con un ampio angolo di visione e un'elevata frequenza di aggiornamento dei pannelli al plasma. Questi display utilizzano celle al plasma a scarica di gas per il controllo della luminosità e una matrice LCD viene utilizzata per il filtraggio del colore. La tecnologia PALC consente di indirizzare individualmente ciascun pixel del display, il che significa controllabilità e qualità dell'immagine senza rivali. I primi campioni basati sulla tecnologia PALC sono comparsi nel 1998.
Esistono diversi esempi riusciti di utilizzo dei monitor al plasma. Un centro commerciale a Oslo dispone di 70 espositori sui quali i piccoli negozi acquistano spazi pubblicitari. Lì, i monitor PDP si sono ripagati in 2,5 mesi. Sono utilizzati anche negli aeroporti. In particolare a Washington sono installati nella sala arrivi. Grazie al suo dinamismo, questo metodo di presentazione delle informazioni attira molta più attenzione rispetto ai display tradizionali. Esiste esperienza nell'uso dei monitor al plasma nei ristoranti McDonald's. Diverse compagnie televisive come CBS, NBC, BBS, MTV e la russa NTV utilizzano monitor PDP nella progettazione dei loro studi. Questo perché l'elevata frequenza di aggiornamento consente di catturare il display del PDP con una normale fotocamera senza sfarfallio o effetti stroboscopici.
Quindi, nonostante il prezzo piuttosto elevato, i monitor al plasma vengono già utilizzati in molti settori: il denaro investito in essi viene ripagato rapidamente. La crescita delle vendite di schermi al plasma e il costante miglioramento del design suggeriscono che in futuro i loro prezzi scenderanno al livello dei monitor CRT. Secondo i rappresentanti di Fujitsu, l'obiettivo dell'azienda è chiaro: portare il costo di un pannello al plasma a 100 dollari per pollice diagonale. "Quindi un pannello da 42 pollici costerebbe 4.200 dollari, che è già molto vicino al costo dei modelli CRT di dimensioni simili", dicono. È ancora difficile prevedere esattamente quando ciò avverrà, ma secondo gli esperti il 2005 può essere considerata una scadenza.
Visualizzazione delle emissioni di campo (FED)
display con emissione elettrostatica (elettronica di campo).
Le tecnologie utilizzate per creare i monitor possono essere suddivise in due gruppi: 1) monitor basati sull'emissione di luce: monitor CRT tradizionali e schermi al plasma, ovvero dispositivi i cui elementi dello schermo emettono luce verso il mondo esterno; 2) monitor di tipo broadcast: monitor LCD. Uno dei migliori trend tecnologici nel campo della creazione di monitor, che combina le caratteristiche di entrambe le tecnologie sopra descritte, è la tecnologia FED (Field Emission Display). Questo tipo di monitor iniziò ad essere adottato negli Stati Uniti e in Europa in risposta alla svolta giapponese nel campo dei monitor LCD.
I monitor FED si basano su un processo in qualche modo simile a quello utilizzato nei monitor CRT, poiché entrambi i metodi utilizzano un fosforo che si illumina quando esposto a un fascio di elettroni. Sono anche chiamati CRT a schermo piatto. La differenza principale tra i monitor CRT e FED è che i monitor CRT hanno tre cannoni che emettono tre fasci di elettroni che scansionano in sequenza uno schermo ricoperto da uno strato di fosforo, mentre in un monitor FED ogni pixel dell'immagine è formato emettendo elettroni da diverse migliaia superfici degli elementi appuntiti submicrometrici. Grazie a ciò non sono necessarie emissioni ad alta tensione e la tensione operativa del dispositivo può essere notevolmente ridotta. Dipende in gran parte dal materiale della superficie emittente. Ad esempio, se gli elettroni vengono generati dal molibdeno, è sufficiente applicare agli elettrodi di controllo 12 V. Ma, nonostante l'attrattiva del design a bassa tensione, si è scoperto che per un'irradiazione efficace del fosforo è ancora necessario accelerare gli elettroni in un campo ad alta tensione. Un altro problema con i display FED è il mantenimento del vuoto negli schermi di grandi dimensioni. La struttura deve essere sufficientemente robusta da resistere alla pressione atmosferica compressiva.
I monitor FED forniscono un'elevata luminosità dell'immagine (600–800 cd/m2) e un angolo di visione di 160° in tutte le direzioni, hanno anche un tempo di risposta molto breve, sono leggeri, sottili, consumano poca energia e possono funzionare in un'ampia gamma di temperature. allineare. Ma, sfortunatamente, il problema principale dei display FED - la breve durata operativa - non è stato ancora risolto.
Caratteristiche tipiche dei FED esistenti: dimensione diagonale 10–27 cm, spessore dell'ordine di diversi millimetri, intervallo di temperature operative ammissibili da –5 a +85 ° C. Secondo le previsioni, entro la fine del 2001, circa un milione di 14,1 saranno prodotti nel mondo display FED da pollici (all'anno).
Anche l'Università tecnica statale di Krasnoyarsk (KSTU) ha sviluppato una tecnologia per la produzione di display FED. Si prevede che la produzione degli schermi verrà effettuata in collaborazione con Iskra OJSC. Il piano aziendale per “L'organizzazione della produzione di display di emissioni di campo” è stato presentato all'amministrazione del territorio di Krasnoyarsk, ha superato due fasi di esame ed è attualmente esposto alla mostra permanente russa di progetti di investimento.
Materie plastiche a emissione luminosa (LEP)
La tecnologia LEP è iniziata nel 1989, quando il professor Richard Friend, insieme a un gruppo di chimici del laboratorio di ricerca dell'Università di Cambridge, scoprì le materie plastiche che emettono luce. Divenne presto chiaro che le sostanze scoperte hanno una serie di proprietà che rendono possibile lo sviluppo di una nuova generazione di display basati su di esse. CDT (Cambridge Display Technologies) è stata costituita per studiare LEP e creare nuovi display. CDT trovò presto investitori e nel 1992 iniziò lo sviluppo del primo monitor basato sulla tecnologia LEP.
I polimeri che emettono luce sono una delle varietà dei cosiddetti polimeri coniugati, la cui conduttività elettrica di diversi rappresentanti rientra in un intervallo molto ampio e, essendo posizionati tra gli elettrodi, emettono luce. Questi polimeri (polifenilenevinilene (PPV) e ciano-PPV (CN-PPV)) sono semiconduttori e sono anche autoisolanti.
chimico. struttura di PPV e CN-PPV
Figura 4. Strutture chimiche di PPV e CN-PPV.
Tecnologia LEP
Figura 5. Progettazione del display LEP.
primo monitor LEP
Logicamente, il primo utilizzo commerciale della plastica conduttiva è stato nei conduttori. Al momento, tali plastiche sono vicine al rame in termini di conduttività e hanno una durata di circa 10 anni. Vengono utilizzati (in particolare da Matsushita) per realizzare elettrodi per batterie, rivestimenti conduttivi per altoparlanti elettrostatici, rivestimenti antistatici e, soprattutto, tracce conduttive su circuiti stampati. Tuttavia, come si è scoperto, l'area di applicazione più interessante ed economicamente promettente per le materie plastiche che emettono luce è stata la creazione di vari dispositivi per la riproduzione di informazioni visive, ovvero i display.
Figura 6. Progettazione del display LEP.
Pertanto, la stretta collaborazione di CDT con la società giapponese Seiko Epson ha portato alla creazione del primo monitor in plastica al mondo (annuncio ufficiale il 16 febbraio 1998). Il display presentato era monocromatico (nero e giallo), aveva una risoluzione di 800x236 pixel e un'area di circa 50 mm 2 con uno spessore di soli 2 mm. Ogni pixel di questo display era guidato da un transistor a film sottile (TFT) separato e il polimero emettitore di luce era applicato alla matrice dell'interruttore in forma liquida utilizzando una tecnologia simile alla stampa a getto d'inchiostro standard.
Ci sono una serie di ragioni, sia puramente tecniche che commerciali, che rendono LEP uno dei principali candidati a diventare la tecnologia fondamentale per i monitor di prossima generazione. Innanzitutto, si tratta della relativa facilità di applicazione delle tecnologie a film sottile basate su processi litografici standard a costi bassi e con elevata affidabilità di produzione. Un dettaglio importante è il fatto che i monitor LEP funzionano con una tensione di alimentazione di soli 5 V circa e sono molto leggeri. Ciò ne consente l'utilizzo in dispositivi portatili di piccole dimensioni (telefoni cellulari, display di laptop, calcolatrici, videocamere, fotocamere digitali), alimentati da batterie. Inoltre, il design del monitor è abbastanza semplice: gli strati polimerici vengono applicati direttamente sulla matrice TFT e su un substrato trasparente. La leggera influenza degli elettroni vicini, dovuta alle buone proprietà isolanti del polimero, consente la formazione di un'immagine dagli elementi più piccoli. Pertanto, puoi ottenere quasi qualsiasi risoluzione e dare a un singolo pixel, così come allo schermo nel suo insieme, una forma arbitraria. Infine, un altro importante vantaggio dei monitor LEP è che sono molto sottili. Ciò rende possibile applicare vari rivestimenti polarizzanti che forniscono un elevato contrasto dell'immagine. Inoltre, a differenza dei display LCD, l'angolo di visione dei nuovi dispositivi può raggiungere i 180° grazie al fatto che la plastica emette luce propria e non necessita di retroilluminazione. Uno dei principali problemi della tecnologia LEP è la bassa efficienza dell'emissione luminosa (ovvero il rapporto tra la sua intensità e la densità della corrente che passa). Questo rapporto era originariamente dello 0,01%, ma CDT è riuscito ad aumentarlo al 5% quando emette luce gialla, che è paragonabile all'efficienza dei moderni diodi emettitori di luce inorganici (LED). Uno svantaggio significativo era la gamma piuttosto ristretta di colori emessi dalla plastica. I suoi confini sono stati ampliati e attualmente si estende dal blu al vicino infrarosso (mentre la sua efficienza è di circa l'1%). Lo schermo polimerico deve essere sigillato per evitare la delaminazione sotto l'influenza del vapore acqueo. Un altro problema era la durata estremamente bassa dei monitor LEP a causa dello scolorimento della plastica sotto l'influenza dei raggi UV, tuttavia, attraverso l'uso di una struttura multistrato e altri accorgimenti tecnici, è stata estesa a 5 anni (questo è esattamente il servizio durata dei display caratteristica dei monitor CRT attuali). A varie condizioni di temperatura, la durata operativa dei monitor LEP è superiore a 7.000 ore a 20° C e circa 1.100 ore a 80° C senza deterioramento delle prestazioni per i dispositivi fabbricati e utilizzati in condizioni atmosferiche normali, e della durata di conservazione dei dispositivi quando esposti alla luce intensa e alle temperature elevate senza perdita di prestazioni - più di 18 mesi. Allo stesso tempo, l’azienda continua a lavorare in questa direzione, cercando di aumentare la durata dei dispositivi LEP ad almeno 20.000 ore, che, secondo gli ingegneri dell’azienda, è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni.
Ad oggi, CDT ha già sviluppato un display polimerico a colori. Nonostante l'azienda abbia ancora del lavoro da fare, si può sostenere che dopo un po' di tempo i display LEP competeranno in termini di qualità e prezzo sia con i monitor LCD che con quelli CRT. Attualmente collaborano con CDT aziende come Seiko Epson, Intel, HP ecc.. Alla fine di febbraio 2000, CDT ha annunciato il completamento della costruzione di un impianto per la produzione di materiali LEP. Il volume degli investimenti in questo progetto è stimato a 3 milioni di dollari.L'avvio di una nuova impresa non solo aumenterà la produzione di polimeri LEP per le esigenze di ricerca dell'azienda stessa, ma consentirà anche di rifornire le aziende partner del CDT.
E proprio di recente (nell'estate del 2000), CDT ha annunciato di aver completato lo sviluppo di un display che poteva letteralmente essere stampato su una stampante a getto d'inchiostro. Ma il rivestimento flessibile viene spruzzato con polimeri che emettono luce, dopodiché è sufficiente collegare i substrati conduttivi al substrato per ottenere un'immagine a colori. Il costo di un monitor di questo tipo è pari al 60% del prezzo di un monitor LCD comparabile.
Monitor elettroluminescenti
(display elettroluminescenti)
I monitor EL sono simili ai monitor LCD, ma presentano modifiche speciali che forniscono emissione di luce durante le transizioni nel tunnel. Questi monitor hanno frequenze di aggiornamento elevate, buona affidabilità e luminosità. Funzionano in un ampio intervallo di temperature (da –40 a +85° C). Tuttavia, i monitor EL richiedono alta tensione (>80 W), i colori non sono nitidi come i modelli LCD e le immagini sbiadiscono in condizioni di luce intensa. Il tempo medio prima del guasto (MBTF) è di 100.000 ore. Il tempo di risposta è inferiore a 1 ms. Angolo di visione superiore a 160°.
Progettazione display EL
Figura 7. Progettazione del display EL.
Visualizzazione EL
Figura 8. Display EL.
Figura 9. Tempo di risposta.
Angolo di visione
Figura 10. Angolo di visione.
Intervallo di temperatura
Figura 11. Intervallo di temperatura.
Monitor fluorescenti sotto vuoto
(display fluorescenti sotto vuoto)
Questi monitor possono funzionare a wattaggi inferiori rispetto ai monitor al plasma ed EL. Questa tecnologia utilizza un rivestimento al fosforo ad alte prestazioni applicato direttamente su ciascun anodo trasparente nell'area dello schermo. Tuttavia, questi modelli hanno una risoluzione relativamente bassa perché la dimensione della matrice è limitata dalla larghezza dei punti di fosforo. Pertanto, viene utilizzato in applicazioni a bassa informazione. Questa tecnologia è diventata ampiamente nota in aree come le schermate degli annunci, poiché su tali monitor l'immagine è chiaramente visibile in piena luce.
Figura 12. Visualizzazione VF.
Carta elettronica
E Ink (Cambridge, Massachusetts) e Bell Labs, una divisione di ricerca di Lucent Technologies, hanno sviluppato una sostanza simile alla vernice che può cambiare colore se esposta a un campo elettrico sulla base della ricerca sull'elettroforesi presso il MIT Media Lab.
Il principio di funzionamento dell '"inchiostro elettronico" è spiegato dai disegni:
Tecnologia E Ink 1
L'inchiostro elettronico è un liquido colorato composto da milioni di minuscole sfere chiamate microcapsule. Ogni microcapsula ha un guscio trasparente, un riempitivo blu e particelle microscopiche di pigmento bianco.
Esistono solo due tecnologie di massa per la produzione di display per telefoni: schermi basati su schermo LCD, cioè cristalli liquidi e basati su OLED- tecnologie luminescenti organiche. Gli schermi a cristalli liquidi sono ancora i più comuni, ma lo sviluppo e l’implementazione della più moderna tecnologia OLED stanno procedendo a un ritmo incredibilmente veloce! C'è ancora la tecnologia E-inchiostro— teoricamente tali display possono essere utilizzati nei telefoni cellulari e in altre apparecchiature “piccole”, ma i costi di produzione sono ancora piuttosto elevati e presentano degli svantaggi.
LCD a cristalli liquidi
Dispositivi con schermi LCD - schermo LCD(schermo a cristalli liquidi) - oggi può essere visto ovunque: display di computer (schermi piatti), televisori, computer tascabili. E, ovviamente, i cellulari. Quasi tutti i telefoni venduti oggi sono dotati di schermi LCD: monocromatici (ambra, grigio-verde) o a colori.
Che tipo di cristalli sono questi? Loro, come le sostanze solide cristalline, ad esempio il sale, hanno una struttura rigorosamente definita - un reticolo cristallino - e sono trasparenti alla luce. Ma, a differenza dei cristalli ordinari, i cristalli liquidi possono cambiare la loro struttura sotto l'influenza esterna (corrente elettrica o temperatura), torcersi e diventare opachi. Gli elementi scuri sullo schermo sono aree del rivestimento LCD a cui viene applicata corrente. Controllando la corrente, puoi creare iscrizioni o immagini sullo schermo e farle sparire con la stessa facilità.
I cristalli liquidi furono scoperti dal botanico austriaco Reinitzer nel 1888. Fu solo nel 1963 che gli scienziati scoprirono che nel loro stato normale tali cristalli trasmettono luce, ma possono cambiare struttura e riflettere o assorbire la luce sotto l'influenza della corrente elettrica. Questa scoperta 10 anni dopo permise di creare il primo schermo LCD, apparso sul mercato nel 1973 nelle calcolatrici Sharp.
Da allora, gli scienziati hanno creato molte altre tecnologie di visualizzazione delle informazioni basate sull'uso di cristalli liquidi. Notiamo solo che quasi tutti i display LCD odierni possono essere suddivisi in quelli in cui i cristalli riflettono/assorbono la luce esterna, e quelli in cui i cristalli convertono (polarizzano) la luce che proviene dalla sorgente integrata nel telefono. Questi ultimi sono ormai utilizzati ovunque, perché sono in grado di fornire una qualità dell'immagine generalmente accettabile e la gamma di sfumature di colore visualizzate non è così piccola.
Probabilmente ti sei imbattuto nell'abbreviazione STN (nematico super ritorto - struttura con distorsione ultraelevata); in tali display, i cristalli sono in grado di "torcersi" in modo particolarmente forte, il che fornisce un maggiore contrasto con il bianco e nero o il colore immagine sullo schermo. In STN, il grado di "torsione" è molto elevato, fino al 140%! Tali schermi si trovano in molti telefoni moderni.
I display LCD possono utilizzare una matrice attiva o passiva per il controllo. La matrice passiva è formata sovrapponendo strati di lamine di contatto orizzontali e verticali. Se applichi corrente a una striscia verticale e orizzontale, impostando le coordinate, come nel gioco "Battaglia navale", nel punto in cui queste strisce si intersecano, i cristalli cambieranno la struttura e sarà possibile vedere un punto nel punto corrispondente sullo schermo. A seconda della forza della corrente, i cristalli ruotano (si deformano) in misura maggiore o minore, consentendo rispettivamente il passaggio di più o meno luce. Nei display a colori polarizzano anche la luce. Quando polarizzati, alcuni componenti colorati vengono “ritagliati” dalla luce bianca di una lampada di retroilluminazione elettroluminescente nelle proporzioni richieste, che alla fine determinano il colore del punto sullo schermo. A proposito, è l'effetto della polarizzazione della luce che porta al fatto che si possono osservare macchie arcobaleno sulla superficie di un compact disc. Si noti che uno dei principali svantaggi di tali schermi è la loro bassa prestazione: per le immagini statiche ciò non ha importanza, ma le immagini dinamiche, ad esempio salvaschermi animati o giocattoli, appaiono sgradevoli su tali display. Un esempio di matrice passiva è lo schermo installato nei dispositivi Nokia 7210/6610.
Matrici attive
Le matrici attive sono un altro modo per controllare i cristalli liquidi. Le matrici attive sono indicate con l'abbreviazione TFT(transistor a film sottile) o AM (matrice attiva). Sotto la superficie dello schermo, sulla base di essi, c'è uno strato di minuscoli transistor, semiconduttori, ciascuno dei quali controlla un punto dello schermo. Nel display di un telefono a colori, il loro numero può raggiungere diverse decine (o addirittura centinaia) di migliaia. Questo metodo di controllo permette di velocizzare più volte il funzionamento del display, anche se questo metodo non è molto efficace per la riproduzione di un video; l'immagine potrebbe risultare leggermente “sfocata”, poiché i cristalli stessi non avranno il tempo di ruotare con la velocità richiesta velocità.
Succede che il transistor si guasta. Un tale difetto è facile da notare ad occhio nudo: un punto sullo schermo si illumina costantemente come una "stella" luminosa sullo sfondo degli altri o non si illumina affatto. Pertanto, quando acquisti un telefono cellulare, non essere pigro per accenderlo e dare un'occhiata da vicino al display e, se noti elementi “rotti”, cambia il dispositivo in tempo.
Gli sviluppatori Samsung stanno andando per la propria strada: l'anno scorso l'azienda ha introdotto display LCD realizzati con la propria tecnologia UFB(Ultra fine e brillante). Dietro questa sigla si nasconde uno schermo con luminosità e contrasto aumentati, mentre il consumo energetico è ridotto rispetto ai tradizionali LCD. Inoltre, la produzione del nuovo display, secondo gli sviluppatori, è più economica. È interessante notare che siamo riusciti a superare la barriera dei 65mila colori; dal 2003 sono stati prodotti schermi con 260mila colori.
Display OLED organici
Una nuova tecnologia ha sfondato il predominio dei display LCD. OLED(Diodi organici a emissione di luce) - display elettroluminescenti basati su semiconduttori organici a emissione di luce. La differenza principale è che non sono necessarie lampade di retroilluminazione; nei nuovi display gli elementi di superficie si illuminano direttamente. E brillano intensamente, dieci volte più luminosi degli schermi LCD! Allo stesso tempo, consumano molta meno elettricità, forniscono una buona riproduzione dei colori, un contrasto elevato, un ampio angolo di visione (fino a 180 gradi) e possono avere un'ampia gamma di colori. Tra le carenze si segnala la “durata” relativamente bassa (circa 5-8mila ore), tuttavia, per un telefono è più che sufficiente.
Lo spessore dei display organici è paragonabile al normale vetro delle finestre, tuttavia esistono anche campioni flessibili che si prevede avranno un grande futuro, come ad esempio gli schermi di grande formato. Se necessario, possono essere estratti dal telefono e, dopo l'uso, tale schermo verrà nuovamente arrotolato all'interno del corpo del dispositivo.
I “prodotti organici” vengono utilizzati principalmente per equipaggiare costosi dispositivi di fascia alta, la cui produzione in serie non è ancora così ampia. Tuttavia, i principali produttori di display (Sanyo, Sony, Samsung, Philips e altri) stanno promuovendo così attivamente la tecnologia OLED sul mercato che molto presto questo tipo di display inizierà a sostituire il STN a cui siamo abituati.
Come funzionano gli schermi OLED organici?
Non è necessario spiegare ai lettori cosa sono i normali LED (inorganici): possono essere visti in varie apparecchiature elettroniche, dai televisori e registratori a telefoni e computer. Gli umanisti sono soliti chiamare i LED verdi o rossi (ad esempio quelli che lampeggiano per indicare se ci si trova nell'area di copertura di una rete cellulare) “lampadine”: si tratta infatti di dispositivi a semiconduttore in grado di emettere luce di un colore o un altro quando esposto alla corrente.
I semiconduttori organici luminescenti (diodi) furono creati per la prima volta nel 1987 dalla società giapponese Kodak. In natura, un bagliore simile nell'origine (ma non nel metodo di produzione) si osserva nelle lucciole e nei pesci di acque profonde. Gli scienziati hanno studiato i processi del loro splendore e hanno sintetizzato le sostanze necessarie. Negli ultimi anni, le tecnologie di produzione dei display organici sono state attivamente sviluppate e migliorate e nel 2003 i display OLED sono entrati nel mercato di massa.
Gli inventori dei diodi fluorescenti hanno scoperto che se si combinano due strati di determinati materiali organici e si fa passare una corrente elettrica attraverso di essi in qualsiasi punto, in quel punto apparirà un bagliore. Utilizzando materiali e filtri diversi, puoi ottenere colori diversi.
I modelli esistenti, come nel caso degli LCD, sono suddivisi in base alla tipologia di matrice di controllo. Esistono OLED con matrice passiva e ci sono anche con matrice attiva (TFT). Il principio di funzionamento della matrice è lo stesso, ma al posto di uno strato di cristalli liquidi viene utilizzato uno strato di semiconduttori organici. TFT OLED è il più veloce e fornisce immagini semplicemente fantastiche. Uno schermo del genere non fallirà nemmeno alla luce del sole e il video su di esso non sembrerà peggiore che sullo schermo TV.
Display e-ink
Si dice che questa sia un'altra tecnologia promettente. Sono già stati creati campioni funzionanti in bianco e nero, ma ci sono problemi con l'implementazione del colore. Il display e-ink più semplice è costituito da due strati: bianco (in alto) e nero (inchiostro speciale) sotto il bianco. Sotto l'influenza della corrente, le particelle dello strato inferiore possono passare in quello superiore (e tornare indietro), creando l'immagine desiderata. Come al solito, la corrente può essere fornita agli strati utilizzando una matrice passiva o un TFT attivo. Secondo l'azienda sviluppatrice, i display a inchiostro elettronico possono teoricamente avere un consumo energetico molto basso (i dati esatti non vengono riportati) e conservare l'immagine anche quando l'alimentazione è spenta. Sembra allettante, ma dobbiamo vedere come apparirà alla fine.
OLED contro LCD
Prestiamo attenzione ai vantaggi e agli svantaggi dei display. I display LCD sono già al limite. L'essenza stessa del funzionamento dei cristalli liquidi determina il basso frame rate sullo schermo e l'elevato consumo energetico, poiché alcuni telefoni, oltre alla retroilluminazione dello schermo, ne hanno anche una anteriore. Gli schermi LCD a colori sono quasi sempre difficili da vedere alla luce del sole e sono piuttosto fragili. I display a matrice attiva (LCD TFT) sono più luminosi e con più contrasto rispetto ai display a matrice passiva simili, ma i display attivi sono più difficili da produrre e quindi più costosi. L'unica eccezione sono gli schermi UFB.
La tecnologia dei display organici elimina quasi tutti gli svantaggi dei display LCD e fornisce prestazioni dell'immagine molto migliori. Per cominciare, puoi dimenticare la necessità di retroilluminare lo schermo dalla parte anteriore o posteriore: gli elementi dello schermo si illuminano da soli!
Per gli appassionati dei dettagli tecnici:
Visualizza UFB, in grado di visualizzare 65mila colori, hanno un rapporto di contrasto di 100:1 e una luminosità di 150 cd/sq. m, consumando non più di 3 mW.
Schermo OLED, introdotto da Sony nel 2002, aveva una luminosità di 300 cd/sq. m, e il rapporto di contrasto per OELD può raggiungere 300:1. Se confrontiamo le prestazioni, l'organico differisce dal display LCD convenzionale in quanto può rispondere 100-1000 volte più velocemente: questo sarà apprezzato dai possessori di videotelefoni 3G e telefoni con lettori video.
Alessio Borzenko
Attualmente vengono utilizzate varie tecnologie e soluzioni per creare display a schermo piatto (Flat Panel Displays), sebbene gli schermi a cristalli liquidi (LCD) continuino a dominare il mercato. Come sapete, i display moderni possono essere divisi in due gruppi in base alla loro tecnologia di creazione. Al primo gruppo appartengono i dispositivi basati sull'emissione di luce, ad esempio quelli tradizionali basati su tubi catodici (CRT) e display al plasma (Plasma Display Panel, PDP). Il secondo gruppo comprende dispositivi di tipo broadcast, che comprendono anche i monitor LCD. I dispositivi di entrambi i gruppi presentano vantaggi e svantaggi ben definiti. Se parliamo della futura convergenza dei dispositivi, le soluzioni promettenti nel campo della creazione di display moderni spesso combinano le caratteristiche di entrambe le tecnologie.
Schermi al plasma
Il mercato dei grandi schermi è ancora dominato dai cosiddetti schermi al plasma - PDP (Fig. 1). Le prime attività di ricerca e sviluppo in questo settore risalgono agli inizi degli anni '60. Vale la pena ricordare che in alcuni computer portatili venivano utilizzati schermi PDP monocromatici. Il funzionamento dei monitor al plasma è molto simile al funzionamento delle lampade al neon, realizzate sotto forma di un tubo riempito con un gas inerte a bassa pressione. All'interno del tubo è posizionata una coppia di elettrodi, tra i quali si accende una scarica elettrica e si verifica un bagliore. Allo stesso modo, gli schermi al plasma vengono creati riempiendo lo spazio tra due superfici di vetro con un gas inerte, come argon o neon. Piccoli elettrodi trasparenti vengono quindi posizionati sulla superficie del vetro e ad essi viene applicata una tensione ad alta frequenza. Sotto l'influenza di questa tensione, nella regione del gas adiacente all'elettrodo si verifica una scarica elettrica. Il plasma a scarica di gas emette luce nella gamma degli ultravioletti, che fa brillare le particelle di fosforo nella gamma visibile agli esseri umani. In effetti, ogni pixel sullo schermo funziona come una normale lampada fluorescente.
Luminosità e contrasto elevati, insieme all'assenza di jitter, rappresentano un grande vantaggio di questi monitor. Inoltre, l'angolo (rispetto al normale) al quale un'immagine normale può essere vista sui pannelli al plasma è significativamente maggiore di quello dei monitor LCD convenzionali. I principali svantaggi dei dispositivi PDP sono il consumo energetico piuttosto elevato, che aumenta con l'aumentare della diagonale del monitor, e la bassa risoluzione dovuta alle grandi dimensioni dell'elemento immagine.
I display PDP a colori oggi sono prodotti da quasi tutte le principali aziende giapponesi e sudcoreane che lavorano in questo campo: LG, Mitsubishi, NEC, Panasonic, Pioneer, Samsung. Il leader in questo settore di mercato è meritatamente considerato la Fujitsu Corporation (http://www.fujitsu.com), che nel 1999 ha organizzato una joint venture con Hitachi per produrre schermi al plasma. Per migliorare la qualità dell'immagine e ridurre i prezzi, l'azienda, in particolare, ha sviluppato una speciale tecnologia ALiS (Alternate Lighting of Surfaces).
La Japan Electronics and Information Technology Association - JEITA stima che il mercato dei dispositivi PDP quest'anno sarà di 4,3 milioni di unità. Tuttavia, tutti i produttori oggi sono attivamente alla ricerca di un sostituto per questa tecnologia e, secondo le informazioni disponibili, anche Fujitsu prevede di abbandonare il PDP a favore di soluzioni più promettenti.
Espositori organici e polimerici
Come suggeriscono molti analisti, il mercato delle nanotecnologie crescerà del 40% annuo nei prossimi 10-15 anni, e la tecnologia informatica e l’elettronica saranno tra le prime ad avere una reale opportunità di applicare le nanotecnologie nella pratica. Pertanto, la società NanoBillboard (http://www.nanobillboard.com) ha pubblicato un elenco dei 10 migliori prodotti realizzati oggi utilizzando la nanotecnologia; I criteri di selezione includevano la popolarità sul mercato, l'uso della nanotecnologia e l'uso del prodotto nella vita di tutti i giorni. Il primo numero in questo elenco erano i display OLED (Organic Light Espiring Diode), creati da diversi strati di nanofilm. Da notare che il fatturato derivante dalle vendite di dispositivi OLED a livello mondiale nell'ultimo anno, secondo le stime della società di analisi iSuppli (http://www.isuppli.com), è aumentato di circa il 74% rispetto al 2003 e dovrebbe ammontare a oltre 430 milioni Bambola.
In generale i LED non sono affatto una novità. Si sono diffusi nella tecnologia già a metà del secolo scorso e l'idea di creare i primi dispositivi di visualizzazione basati su tali diodi è nata all'inizio degli anni '80, ma non è stata implementata a causa della mancanza dei materiali necessari. La situazione è cambiata con l'avvento di un gruppo speciale di materiali organici: i cosiddetti polimeri elettroluminescenti conduttori. La base di questi materiali sono composti ad alto peso molecolare con molecole in cui sono presenti doppi legami alternati. Nella loro forma pura, non sono conduttori di carica, poiché gli elettroni in essi contenuti sono localizzati a causa della loro partecipazione alla formazione di forti legami chimici. Per rilasciare gli elettroni vengono utilizzate varie impurità, dopo l'aggiunta delle quali diventa possibile spostare le cariche (elettroni e lacune) lungo la catena molecolare.
Pertanto, la tecnologia si basa sulle proprietà dei cosiddetti polimeri coniugati. Nelle loro molecole, gli atomi di carbonio formano doppi (o tripli) legami tra loro, per la formazione dei quali ciascun atomo rinuncia a due elettroni invece del solito. Come risultato della sovrapposizione degli orbitali p, compaiono elettroni “liberi”; di conseguenza diventa possibile che la corrente elettrica scorra lungo le catene molecolari. Appaiono bande energetiche di valenza e conduttività, separate da un band gap. È così che i polimeri acquisiscono le proprietà dei semiconduttori. Questi materiali hanno tutte le stesse proprietà dei semiconduttori inorganici, cioè sono in grado di formare una giunzione pn e, soprattutto, di emettere luce in determinate condizioni. Ciò ha permesso di creare dispositivi combinati secondo il principio di funzionamento: diodi emettitori.
Nella ricerca sugli OLED sono emerse due direzioni principali, una delle quali è stata stabilita dagli scienziati di Eastman-Kodak, che nel 1987 pubblicarono l'articolo Organic electroluminescent diodes, in cui descriveva una nuova classe di dispositivi a film sottile basati su materiali organici con proprietà elettroluminescenti notevolmente superiore a tutto ciò che è stato creato in precedenza in quest'area. Lo schema inizialmente proposto da Kodak con due strati di sostanze organiche tra gli elettrodi invece di uno rimane oggi una delle principali opzioni per la creazione di dispositivi OLED. In questo caso il processo tecnologico utilizza cicli di evaporazione (deposizione) sotto vuoto. Nel febbraio 1999, Sanyo Electric e Eastman-Kodak hanno stretto un'alleanza per sviluppare e commercializzare display OLED. Nel giro di pochi mesi furono in grado di mostrare un prototipo funzionante di un display a matrice attiva a colori.
Le basi di un'altra direzione: la tecnologia LED polimerica furono gettate nel 1989, quando il professor Richard Friend, insieme a un gruppo di chimici del laboratorio dell'Università di Cambridge, scoprì i polimeri che emettono luce LEP (Light Educing Polymer). Divenne presto chiaro che le sostanze scoperte hanno una serie di proprietà che rendono possibile lo sviluppo di una nuova generazione di display basati su di esse. Per studiare il LEP e creare nuovi display è stata costituita la società CDT (Cambridge Display Technologies, http://www.cdtltd.co.uk). Ben presto trovò investitori e iniziò lo sviluppo del primo display basato sulla tecnologia LEP o PLED (Fig. 2).
Gli specialisti del CDT sono stati in grado di risolvere una serie di problemi, utilizzando, ad esempio, tecniche speciali per la produzione di polimeri ordinati, nonché di nuovi materiali. Per ottenere l'emissione di luce, è stato progettato un analogo del diodo inorganico. Era costituito da due strati: polifenilene-vinilene (PPV) e ciano-PPV (CN-PPV), posti tra un elettrodo traslucido (ossidi di indio e stagno) depositato su un substrato di vetro, da un lato, e un contatto metallico dall'altro. altro. . Questi materiali - PPV e ciano-PPV - agiscono non solo come semiconduttori, ma anche come polimeri autoisolanti. Gli studi hanno dimostrato che CN-PPV è adatto per il trasporto degli elettroni a causa della posizione più bassa del fondo della banda di conduzione. Le caratteristiche elettriche dei materiali sono selezionate in modo tale che gli elettroni del CN-PPV e le lacune del PPV siano raccolti lungo l'interfaccia degli strati, dove avviene la ricombinazione di elettroni e lacune con la generazione di fotoni.
Soluzioni di base
Oggi diverse decine di aziende e università sono impegnate nelle tecnologie OLED/PLED. I nuovi materiali sono combinazioni di sostanze molto più complesse rispetto a quanto disponibile agli albori di queste tecnologie. Sono apparse nuove formule chimiche di strati di base e additivi arricchenti, ciascuna responsabile della propria parte dello spettro: rosso, blu, verde. Dopotutto, come nei tradizionali display CRT, uno schermo OLED è una matrice composta da combinazioni di celle di tre colori primari: rosso, blu e verde. A seconda del colore che si desidera ottenere, il livello di tensione su ciascuna cella della matrice viene regolato e, come risultato della miscelazione delle tre tonalità risultanti, si ottiene il colore desiderato.
Pertanto, la struttura della cella OLED è multistrato (Fig. 3). C'è un catodo metallico sulla parte superiore del pannello OLED e un anodo trasparente sul fondo. Tra di loro ci sono diversi strati organici che compongono effettivamente il LED. Uno strato funge da fonte di lacune, il secondo funge da canale semiconduttore, il terzo strato trasporta gli elettroni e infine, nel quarto strato, le lacune vengono sostituite da elettroni, che nei polimeri che emettono luce sono accompagnati da radiazione luminosa.
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Riso. 3. Struttura di base dell'OLED. |
Come gli schermi LCD, i display OLED sono disponibili in tipi attivi e passivi. L'ultimo tipo è progettato come una semplice matrice bidimensionale di pixel sotto forma di righe e colonne che si intersecano. Ciascuna di queste intersezioni è un diodo OLED. Per far sì che emetta luce, vengono applicati segnali di controllo alla riga e alla colonna appropriate. Maggiore è la tensione applicata, maggiore è la luminosità del pixel. La tensione richiesta è piuttosto elevata, inoltre, un tale circuito, di norma, non consente di creare schermi di grandi dimensioni costituiti da più di un milione di pixel.
Per quanto riguarda la matrice attiva, si tratta sempre della stessa serie bidimensionale di colonne e linee che si intersecano, ma questa volta ciascuna delle loro intersezioni rappresenta non solo un elemento emettitore di luce, o diodo OLED, ma anche un transistor a film sottile che controlla Esso. Gli viene inviato il segnale di controllo ed esso, a sua volta, “ricorda” quale livello di luminosità è richiesto dalla cella e, fino a quando non viene dato un altro comando, mantiene regolarmente questo livello attuale. E in questo caso la tensione richiesta è molto più bassa e la cellula reagisce molto più velocemente ai cambiamenti della situazione. Tipicamente, qui vengono utilizzati transistor ad effetto di campo a film sottile: TFT (Thin Film Transistor) basato su silicio policristallino.
Grazie alla partnership di CDT con Seiko Epson Corporation, ha avuto luogo forse l'evento più importante nella storia dello sviluppo dei display in plastica. I giapponesi hanno proposto di utilizzare una tecnologia a getto d'inchiostro modificata per “stampare” i pixel dello schermo direttamente su circuiti di controllo costituiti da transistor TFT. Il fatto è che l'uso di circuiti di controllo a matrice passiva in combinazione con la velocità operativa relativamente bassa dei "diodi" polimerici porta a un'inerzia insoddisfacente degli schermi. Ma i vantaggi della tecnologia a matrice attiva non possono essere realizzati a causa dell’inapplicabilità della fotolitografia ai film polimerici più sottili.
Risposta del settore
Alla fiera industriale FPD International 2004, tenutasi a Yokohama (Giappone), LG.Philips LCD Corporation, insieme a LG Electronics, ha presentato per la prima volta il pannello display a matrice attiva più grande al mondo basato su diodi organici a emissione di luce. Il dispositivo con una diagonale di 20,1 pollici, secondo i rappresentanti di queste aziende, è stato creato utilizzando la tecnologia LTPS (Low Temperature Poly Silicon). Allo stesso tempo, LG.Philips LCD ha sviluppato i moduli TFT utilizzati nel prodotto e LG Electronics ha fornito il processo di evaporazione sotto vuoto per le sostanze organiche. In generale, i produttori di display della Corea del Sud e del Giappone attribuiscono grande importanza al miglioramento e alla commercializzazione delle tecnologie OLED, che in particolare sono superiori ai display al plasma e LCD in termini di qualità dell'immagine.
All'inizio di quest'anno, Samsung Electronics Corporation (http://www.samsungelectronics.com) ha annunciato di aver creato un prototipo del monitor più grande del mondo utilizzando la tecnologia OLED. Lo schermo da 21 pollici presentato da Samsung ha una risoluzione WUXGA (Wide Ultra Extended Graphics Array) con una luminosità di 600 nit (candele per metro quadrato) e un rapporto di contrasto di 5000:1, che lo rende adatto alla riproduzione di video ad alta definizione. . Il processo di produzione utilizza la tecnologia del silicio amorfo (a-Si), utilizzata in alcune industrie di pannelli LCD, in modo che in linea di principio sia possibile produrre nuovi pannelli sulle linee di produzione esistenti. Secondo la società, la questione della produzione commerciale è attualmente allo studio.
I successi dell'azienda sudcoreana sono semplicemente sorprendenti, considerando che ha iniziato a dedicarsi seriamente alla tecnologia OLED solo nel 2000, lanciando il cosiddetto i-Project, come applicazione per telefoni cellulari con schermi da 1,5-2 pollici. Successivamente, Samsung Electronics iniziò a collaborare con Vitex Systems (http://www.vitexsys.com), nota all'epoca per la sua tecnologia proprietaria Vacuum Polymer Technology (VPT). La società ha iniziato ad attuare il programma di ingegneria delle barriere, il cui scopo era quello di sviluppare metodi per proteggere il substrato (substrato) dall'ossidazione da parte dell'ossigeno, dall'esposizione all'acqua e da altri fattori simili. In genere, il vetro viene utilizzato come materiale ottimale, il che è positivo per molti aspetti tranne, ad esempio, la flessibilità. Vitex ha proposto di applicare uno strato di polimeri e pellicola ceramica direttamente sulla matrice OLED, proteggendoli non peggio del vetro, ma allo stesso tempo assolutamente flessibili. Innanzitutto, il rilievo irregolare dello schermo OLED è riempito con un sottile strato di liquido - "monomero", la cui superficie, naturalmente, sarà assolutamente piatta. Quindi questo "monomero" polimerizza, trasformandosi in uno stato solido, e su di esso viene applicato il numero richiesto di strati protettivi di polimeri e ceramiche. Grazie al fatto che il substrato viene portato ad uno stato assolutamente uniforme, la protezione è molto affidabile, e tutto questo con uno spessore totale non superiore a 3 micron, cioè molto più sottile e leggero del vetro. Vitex Systems ha ora sviluppato una tecnologia Barix ancora più avanzata.
Anche se l'anno scorso la società giapponese Seiko Epson ha mostrato un prototipo di uno schermo OLED da 40 pollici, Samsung Electronics afferma che il suo campione da 21 pollici è superiore a quello giapponese perché il pannello è stato essenzialmente assemblato da quattro schermi adiacenti da 20 pollici. Inoltre, l'azienda ha già presentato in primavera il proprio pannello OLED da 40 pollici alla fiera e conferenza internazionale Society of Information Display 2005 a Boston.
A proposito, alla fine dello scorso anno Seiko Epson e Universal Display Corp. (UDC, http://www.universaldisplay.com) ha firmato un accordo per lo sviluppo congiunto di una nuova tecnologia: PHOLED (OLED fosforescente). Secondo gli sviluppatori, i display basati su di essa possono essere quattro volte più efficienti di quelli basati sulla tecnologia OLED esistente e, inoltre, consumeranno meno energia, dissiperanno meno calore e saranno più durevoli. L'UDC utilizza i risultati della scuola scientifica americana, prendendo come base i risultati della ricerca di scienziati di Princeton e dell'Università della California del Sud. Tra i tipi di display offerti dall'azienda c'è una versione originale con schermo trasparente - TOLED (OLED trasparente), con un rapporto di contrasto maggiore. Tali dispositivi possono trovare applicazione negli interni delle auto (monitor sul parabrezza), nei monitor dei caschi e degli occhiali. Un altro progetto prevede la disposizione dei subpixel TOLED in un “sandwich” - SOLED (Stacked OLED), che consentirà la creazione di monitor a colori ad alta risoluzione. Sono infine possibili schermi FOLED (Flexible OLED) “flessibili”, o più precisamente schermi realizzati su un substrato flessibile, il cui campo di applicazione può essere molto ampio.
Vantaggi e svantaggi
Pertanto, ci sono tutte le ragioni per credere che un concorrente molto serio si stia sviluppando vicino alla tecnologia LCD. Gli esperti, infatti, spesso considerano la tecnologia OLED come un potenziale sostituto non solo dei monitor LCD, ma anche dei pannelli al plasma. Il fatto è che i display OLED presentano numerosi vantaggi significativi. Consumano meno energia, non richiedono retroilluminazione aggiuntiva e allo stesso tempo forniscono maggiore luminosità, contrasto elevato e frequenza di aggiornamento dell'immagine, visibile anche ad ampi angoli di visione. Inoltre, i dispositivi OLED, secondo i sostenitori di questa tecnologia, hanno tempi di risposta più rapidi e sono quindi più adatti a immagini che cambiano rapidamente.
Un fattore importante nella crescente popolarità dei display OLED potrebbe essere anche il costo della produzione di massa, che si basa sull’uso di tecnologie a film sottile e processi litografici standard. Questa combinazione può garantire bassi costi ed elevata affidabilità dell’intero processo produttivo. Alcuni esperti ritengono che, a condizione che venga prodotta in serie, il costo degli schermi OLED sarà significativamente inferiore a quello dei pannelli LCD. È anche importante che tali monitor funzionino con una tensione di alimentazione di pochi volt e abbiano un peso e uno spessore molto ridotti. Tutto ciò dovrebbe rendere la tecnologia attraente per i produttori di elettronica e di schermi piatti. Tuttavia, fino a poco tempo fa si sosteneva che il livello di sviluppo della tecnologia stessa non avesse ancora raggiunto il punto di possibilità di una produzione commerciale di massa. Le eccezioni includono schermi di piccole dimensioni già installati in alcuni telefoni cellulari, fotocamere digitali e computer palmari.
Tra gli svantaggi della nuova tecnologia, vale la pena notare in particolare la “durata” relativamente bassa dei polimeri emissivi. I problemi maggiori sono sorti con i materiali che emettono luce blu. Inizialmente il loro tempo di funzionamento non superava le 1000 ore, il che era chiaramente inaccettabile per le applicazioni pratiche. Ma i successi ottenuti fino ad oggi non possono non stupire. Anche se i promettenti materiali OLED nello spettro blu rimangono ancora i meno durevoli, la loro durata è già di circa 10mila ore e lo scorso autunno CDT è riuscita a ottenere un materiale OLED con una luce blu, la cui durata è stata di 40mila ore.
Schermi elettroluminescentiLa produzione di display piatti basati sulla tecnologia elettroluminescente (EL) si sta sviluppando in modo meno intenso. Il fatto che alcuni materiali (ad esempio il solfuro di zinco) abbiano la capacità di emettere luce visibile quando passano una corrente è noto dal 1937. Tuttavia, questo effetto ha trovato applicazione pratica per gli schermi piatti quasi 50 anni dopo, quando i film sottili Sono comparsi i materiali EL. Secondo alcuni esperti, i display EL presentano numerosi vantaggi rispetto ai dispositivi LCD e persino ai dispositivi FED. Ciò vale sia per la risoluzione che per il contrasto, l'angolo di visione e persino il consumo energetico. Pertanto, Casio Computer Corporation è riuscita ad aumentare significativamente il livello di luminosità dei display EL basati su silicio amorfo. Questo risultato consentirà ai monitor elettroluminescenti di competere in questo senso con i pannelli al plasma. Il miglioramento della luminosità è stato possibile grazie alla modifica della struttura del pannello: tra il substrato e lo strato che emette luce è stato introdotto un ulteriore strato polimerico. Impedisce la fuoriuscita di quegli elettroni che nei pannelli standard non raggiungerebbero lo strato che emette luce, aumentando così l'efficienza dell'emissione luminosa del 30%. Il risultato è un aumento della luminosità fino a 450 cd/m2, tre volte superiore a quello dei pannelli esistenti che utilizzano la tecnologia elettroluminescente. Il modello sperimentale del pannello ad alta luminosità aveva una diagonale di soli 2 pollici, ma Casio prevede di lanciare la produzione commerciale di modifiche di tali display con una diagonale da 30 a 40 pollici entro l'anno finanziario 2006-2007. Un'altra tecnologia interessante è offerta dalla iFire Technology, che ha già attirato al suo fianco produttori come Sanyo Electric e Dai Nippon Printing. I pannelli elettroluminescenti dielettrici a film spesso TDEL (Thick-film Dielectric ElectroLuminescent) hanno debuttato nel maggio dello scorso anno e hanno subito dimostrato buone prestazioni. Con una diagonale di 34 pollici ed un angolo di visione di 170°, la luminosità massima dell'immagine è stata di circa 500 cd/m2, ed il rapporto di contrasto è stato di 500:1. Per confronto, diciamo che parametri simili per i dispositivi CRT convenzionali sono rispettivamente 150 e 300:1. Secondo gli sviluppatori, questa tecnologia consentirà di realizzare pannelli di grandi dimensioni a prezzi inferiori del 30-50% rispetto ad altre tecnologie. E non solo quelli grandi: la giustificazione economica rimane con le diagonali di 5 e 50 pollici. Ricordiamo che il principio di funzionamento dei pannelli elettroluminescenti è quello di applicare un campo elettrico ad una struttura multistrato composta da due elettrodi (traslucido e alluminio) e uno strato dielettrico su cui è applicato uno strato di sostanza luminescente (fosforo). Quest'ultimo emette luce sotto l'influenza di un campo elettromagnetico. Di solito, lo strato di fosforo è costituito da una sorta di semiconduttore che svolge il ruolo di generatore di elettroni "riscaldati" e centri di emissione con assorbitori, che sono, ad esempio, atomi di manganese, tellurio o rame. La tensione necessaria per eccitare la luminescenza è così elevata che la penetrazione del sottile strato di fosforo è inevitabile. Pertanto, il progetto solitamente prevede due strati di dielettrico che isolano il fosforo dal contatto diretto con gli elettrodi. Applicando uno spesso strato di dielettrico, i dipendenti di iFire sono stati in grado di aumentare l'affidabilità del progetto, il che ha permesso di adattare la tecnologia EL a display di grande formato e di aumentarne la luminosità. |
Display FED e SED ad emissione di campo
Molta attenzione oggi è posta nella realizzazione di visualizzazioni basate sull'emissione di campo (Field Emisson Display, FED). A differenza degli schermi LCD, che funzionano con la luce riflessa, i pannelli FED stessi generano luce, il che li rende simili agli schermi basati su CRT e ai pannelli PDP, poiché appartengono tutti al gruppo dei display emissivi (Fig. 4). Tuttavia, a differenza di un CRT, che ha solo tre cannoni elettronici, i dispositivi FED hanno il proprio elettrodo per ogni pixel, quindi lo spessore del pannello non supera alcuni millimetri. In questo caso ogni pixel viene controllato direttamente, come nei display LCD a matrice attiva. I dispositivi FED fanno risalire le loro origini agli sviluppi della metà degli anni '90, quando gli ingegneri cercarono di creare un tubo catodico veramente piatto.
Una delle opzioni FED è la cosiddetta tecnologia SED (Surfaceconduction Electronemitter Display). Questa tecnologia difficilmente può essere definita un nuovo prodotto, poiché Canon Corporation (http://www.canon.com) ha iniziato a lavorarci nel 1986. Tuttavia, per una serie di ragioni, il lavoro su SED non è stato accelerato per molto tempo . Nel 1999, Toshiba Corporation (http://www.toshiba.co.jp) ha aderito al progetto, aggiungendo al know-how di Canon la propria esperienza nel campo della produzione di CRT, in particolare nella tecnologia di deposizione sotto vuoto. Inoltre, Canon ha acquisito tutti i diritti sulla sua proprietà intellettuale da Candescent Technologies (http://www.candescent.com), che ha cessato l'attività l'estate scorsa. Come sapete, la suddetta società stava rapidamente preparando la produzione di dispositivi FED utilizzando la propria tecnologia: ThinCRT ("thin CRT"). Secondo numerosi esperti, le soluzioni che Canon ha ricevuto da Candescent Technologies hanno migliorato significativamente la propria tecnologia SED. In gran parte grazie a ciò, l'alleanza Canon e Toshiba è stata in grado di presentare il primo prototipo di display SED alla mostra combinata di tecnologie avanzate CEATEC 2004 (Fiera combinata di tecnologie avanzate), che si è tenuta in Giappone nell'ottobre dello scorso anno. La diagonale dello schermo di questo dispositivo era di 36 pollici e il contrasto dell'immagine era di 8600:1. Uno dei principali vantaggi di questo dispositivo non era tanto lo spessore - 7 mm (lo spessore di un moderno display al plasma è di diversi centimetri), ma il consumo energetico ridotto: il display SED consumava solo 160 W, mentre il display LCD con la stessa diagonale dello schermo ha consumato 200 W e il PDP - 350 W. Come riportato, la mostra è stata un successo, o almeno ci sono state lunghe code.
Pertanto, le modifiche apportate alla tecnologia hanno consentito agli sviluppatori di affermare di aver imparato a rendere i display SED più economici rispetto ai pannelli al plasma della stessa dimensione. Allo stesso tempo, i nuovi schermi non sono meno piatti degli LCD, ma sono esenti da tutti i loro difetti. Forniscono lo stesso contrasto e la stessa ricchezza di immagini di un buon cinescopio CRT e consumano una volta e mezza meno energia.
L'anno scorso, Canon e Toshiba hanno annunciato un accordo per la coproduzione di display SED a schermo piatto avanzati. Il costo del progetto è di 1,82 miliardi di dollari e per realizzarlo è stata creata una joint venture, SED Inc.. Entrambe le società hanno annunciato nell'agosto 2005 che inizieranno la produzione di display SED, soprattutto di grandi dimensioni (a partire da 50 pollici). Secondo le loro previsioni, l'impresa dovrebbe raggiungere il pareggio entro il 2010. Si prevede di produrre circa 3mila display SED in questo periodo. anno dopo mese, nel 2008 - 1,8 milioni di unità e nel 2010 - 3 milioni di unità. Inoltre, Toshiba Corporation prevede di interrompere completamente la produzione e la vendita di pannelli PDP quest'anno (le operazioni verranno ridotte prima in Giappone, poi in altre regioni). Invece del plasma, l’azienda si concentrerà sulla produzione di dispositivi SED. Si prevede che nei prossimi anni le vendite di dispositivi di visualizzazione con schermi superiori a 40 pollici triplicheranno. Secondo le previsioni della società di ricerca iSuppli (http://www.isuppli.com), a partire da 7,2 milioni di unità. lo scorso anno aumenteranno entro il 2008 fino a 22 milioni di unità.
Principio di funzionamento del display FED
Il display FED è una lastra di vetro su cui si trovano gli emettitori di elettroni (catodi): elementi che emettono elettroni simili al cannone elettronico di un tubo catodico a vuoto convenzionale. Parallelamente ad essa c'è un'altra lastra di vetro, sulla quale è applicata una sostanza fluorescente. Tra le due piastre viene creato un forte vuoto (vuoto). A proposito, uno dei problemi che hanno dovuto affrontare gli sviluppatori dei pannelli FED è stato proprio il fatto che tra due lastre di vetro separate da uno stretto spazio è necessario creare un vuoto (ovvero, l'aria deve essere pompata fuori). Ma in questo caso i piatti iniziano ad attrarsi a vicenda, cosa che doveva essere evitata.
L'emissione di elettroni dall'emettitore dovuta all'effetto tunnel è assicurata applicando un potenziale a una pellicola sottile in cui sono tagliate fenditure ultrasottili (spesse solo pochi nanometri). Alcuni degli elettroni “eliminati” vengono amplificati dalla differenza di potenziale nello spazio tra le due piastre e cadono sulla piastra rivestita di una sostanza fluorescente, facendola brillare. Ciascuno dei catodi, sotto l'influenza di una differenza di potenziale, emette elettroni in una zona strettamente definita del fosforo, equivalente a un pixel o subpixel. I SED utilizzano tipicamente una pellicola di ossido di palladio come catodo (considerato non solo un materiale economico ma anche stabile) e un substrato a base di alluminio con uno strato di fosforo come anodo.
A differenza dei CRT, che utilizzano da uno a tre catodi “caldi”, tali display hanno uno spessore ultrasottile paragonabile ai pannelli LCD e PDP, nonché una superficie dello schermo perfettamente piatta. Inoltre, il meccanismo di generazione delle immagini utilizzato ha eliminato le limitazioni intrinseche dell'area dello schermo CRT: teoricamente sono possibili display FED di qualsiasi dimensione. Allo stesso tempo, FED mantiene le caratteristiche positive dei CRT, come un angolo di visione di 180°, tempi di risposta rapidi (entro 2-3 ms) e una resa cromatica naturale, indicatori a cui aspirano gli sviluppatori di display LCD. A sua volta, la FED si confronta favorevolmente con il PDP con un consumo energetico significativamente inferiore e una risoluzione più elevata. Allo stesso tempo, si stima che il costo di produzione della FED su scala industriale sia molto inferiore a quello di tutti gli altri display popolari oggi. Un altro vantaggio del pannello SED è il suo rapporto costo-efficacia. Secondo le informazioni disponibili, il consumo energetico di tali pannelli è quasi la metà di quello degli schermi al plasma di dimensioni comparabili. Ma, naturalmente, ci sono alcuni inconvenienti: la tecnologia per la produzione in serie di tali pannelli all'inizio non può essere economica.
Pertanto, il design del display FED offre non solo un'elevata luminosità dell'immagine e una resa cromatica di alta qualità, in nessun modo inferiore ai tubi catodici a vuoto, ma anche un ampio angolo di visione dello schermo, semplicità e producibilità della produzione (non è prevista la scansione system), oltre alla possibilità di creare schermi assolutamente piatti e sottili.
Utilizzo di nanotubi di carbonio
Un'altra tecnologia promettente per la creazione di schermi piatti è CNT-FED, che utilizza nanotubi di carbonio CNT (Carbon NanoTubes). Dalla fine degli anni '90. Fasci di nanotubi di carbonio cresciuti su un substrato iniziarono ad essere utilizzati come catodi nei pannelli FED. Innanzitutto, sul substrato di vetro viene applicata polvere di grafite con grani di dimensioni 3-5 nm, quindi il pannello viene lavorato a una determinata temperatura e pressione. Nel giro di pochi minuti, i grani formano fibre fino a 10-30 nm di sezione trasversale e fino a 100 nm di altezza, capaci di emettere elettroni nel vuoto sotto l'influenza della differenza di tensione tra catodo e anodo. Il catodo carico negativamente forma un reticolo ed emette elettroni attraverso nanotubi, che sembrano concentrare la loro energia (Fig. 5).
La nuova tecnologia verrà utilizzata nella produzione di display a schermo piatto e, secondo i suoi sviluppatori, ne migliorerà notevolmente le prestazioni. Il fatto è che i nanotubi di carbonio hanno una serie di proprietà eccezionali: conduttività elettrica paragonabile alla conduttività elettrica del rame o del silicio; la migliore conduttività termica tra tutti i materiali conosciuti; resistenza che supera l'acciaio di quasi 100 volte. Inoltre, per la produzione di schermi piatti, la tecnologia CNT-FED presenta tutti i vantaggi dei display OLED organici: non necessita di retroilluminazione, ha tempi di risposta rapidi, un ampio angolo di visione e una resa cromatica di alta qualità. Tuttavia, la durata dei display basati su CNT-FED è notevolmente più lunga.
Non è un segreto che molte delle aree promettenti della scienza dei materiali, della nanotecnologia, della nanoelettronica e della chimica applicata siano state recentemente associate a fullereni, nanotubi e altre strutture simili, che sono spesso chiamate con il termine generale “strutture a telaio di carbonio”. Questo si riferisce a grandi molecole costituite esclusivamente da atomi di carbonio. Si dice spesso che le strutture strutturali del carbonio siano una nuova forma allotropica del carbonio. La caratteristica principale di queste molecole è la loro forma scheletrica. All'interno sembrano “gusci” chiusi e vuoti. La più famosa delle strutture del telaio in carbonio è il fullerene C60. Tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90, dopo che fu sviluppato un metodo per produrre fullereni in quantità sufficienti, furono scoperti molti altri fullereni, sia più leggeri che più pesanti, che vanno dal C20 (la struttura minima possibile) a C70, C82, C96 e superiori.
Tuttavia, la diversità delle strutture dei telai in carbonio non finisce qui. Nel 1991 furono scoperte lunghe formazioni cilindriche di carbonio, chiamate nanotubi (Fig. 6). Ci sono molte cose insolite in queste strutture. Innanzitutto, esiste una varietà di forme: i nanotubi possono essere grandi e piccoli, a parete singola e multistrato, diritti e a spirale. In secondo luogo, nonostante la loro apparente fragilità e perfino delicatezza, i nanotubi si sono rivelati un materiale estremamente resistente sia alla tensione che alla flessione. Inoltre, sotto l'influenza di sollecitazioni meccaniche superiori a quelle critiche, anche i nanotubi si comportano in modo piuttosto interessante: non si strappano né si rompono, ma semplicemente si riorganizzano. Inoltre, i nanotubi dimostrano tutta una serie di proprietà elettriche, magnetiche e ottiche più inaspettate. Ad esempio, a seconda dello specifico modello di piegatura del piano di grafite, i nanotubi possono essere conduttori o semiconduttori.
Molti esperti ritengono che le insolite proprietà elettriche dei nanotubi li renderanno uno dei materiali principali della nanoelettronica. Sono già stati creati prototipi di transistor ad effetto di campo basati su un singolo nanotubo: applicando una tensione di blocco di diversi volt, i ricercatori hanno imparato a modificare la conduttività dei nanotubi a parete singola di diversi ordini di grandezza. Un'altra applicazione è quella di creare eterostrutture di semiconduttori, cioè strutture metallo-semiconduttori o la giunzione di due diversi semiconduttori. Ora, per produrre una tale eterostruttura, non sarà necessario coltivare due materiali separatamente e poi “saldarli” insieme. Tutto ciò che serve è creare un certo difetto strutturale durante la crescita del nanotubo. Quindi una parte del nanotubo sarà metallica e l'altra sarà semiconduttrice.
Una delle prime applicazioni commerciali sarà l’aggiunta di nanotubi alle vernici o alla plastica per rendere questi materiali elettricamente conduttivi. Ciò consente in alcuni prodotti di sostituire le parti metalliche con parti polimeriche. È stato creato un prodotto a base di nanotubi che è essenzialmente un polimero conduttivo. Inoltre, i rivestimenti drogati con nanotubi di carbonio possono essere utilizzati per dissipare l’elettricità statica o assorbire segnali radar. Nei prossimi anni i nanotubi verranno utilizzati per realizzare fibre ottiche o sostituire i tradizionali transistor nei microcircuiti.
Come accennato in precedenza, diverse applicazioni dei nanotubi sono già state sviluppate nell'industria informatica. Pertanto, sono stati creati e testati prototipi di display piatti sottili che funzionano su una matrice di nanotubi. Sotto l'influenza della tensione applicata a un'estremità del nanotubo, dall'altra estremità iniziano ad emettere elettroni che cadono sullo schermo fosforescente e fanno brillare il pixel. La grana dell'immagine risultante può essere straordinariamente piccola, dell'ordine di un micron.
I risultati degli studi di laboratorio sui pannelli FED con nanotubi si sono rivelati abbastanza stabili (la loro durata raggiunge le 20mila ore) e sono così redditizi nella produzione che il costo dei display con uno schermo da 30 pollici promette di essere inferiore del 30% rispetto a quello Monitor LCD più economico con la stessa diagonale. Molte organizzazioni stanno ora conducendo i propri programmi per lo sviluppo di pannelli basati su CNT-FED. Vale la pena notare che la tecnologia per purificare i nanotubi di carbonio (separando i tubi buoni da quelli cattivi) e il metodo per introdurre i nanotubi in altri prodotti richiedono ancora miglioramenti.
Carbon Nanotechnologies (http://www.cnanotech.com, CNI), una delle aziende leader nella produzione di nanotubi di carbonio per IBM e vari istituti di ricerca, prevede di espandere la produzione nel prossimo futuro, il che potrebbe facilitare l'applicazione commerciale della tecnologia. Pertanto, il CNI prevede di aumentare la produzione di nanotubi di carbonio a parete singola a 45 kg per turno. Inoltre, l’azienda sta padroneggiando la produzione commerciale su vasta scala e quest’anno dovrebbe produrre circa mezza tonnellata di nanotubi per turno. Solo due anni fa, il CNI poteva produrre solo circa 0,5-1 kg di tale materiale al giorno, e di solito produceva circa un chilogrammo a settimana. Tieni presente che i tubi in carbonio sono un materiale piuttosto costoso: attualmente 1 g di questo materiale viene offerto per $ 10. Gli esperti dicono che nei prossimi due o tre anni il suo prezzo scenderà a $ 1. Si tratta di una riduzione molto significativa, considerando che letteralmente diversi anni fa, per 1 g di CNT chiedevano circa 500 dollari.
Il laboratorio della Motorola Corporation (http://www.motorola.com) ha trovato il modo di far crescere i nanotubi a basse temperature: questo è un risultato importante, poiché la base a cui sono fissati (vetro o transistor) è insensibile al calore. Il laboratorio Motorola ha inoltre creato un metodo per il posizionamento preciso di singoli nanotubi sulla superficie di un materiale. La possibilità di posizionarli direttamente sul substrato a distanze, dimensioni e lunghezze controllate garantisce un'elevata qualità dell'immagine con emissione di elettroni, luminosità, purezza del colore e risoluzione ottimali nei display a schermo piatto.
Gli scienziati dell'IBM Research (http://www.research.ibm.com) hanno trovato un nuovo modo per far sì che i nanotubi di carbonio emettano luce, che potrebbe portare a ulteriori miglioramenti nella tecnologia delle fibre ottiche. Inoltre, gli specialisti della Blue Giant hanno dimostrato un nuovo processo per la crescita di nanotubi di carbonio che possono essere incorporati nei processori, che dovrebbe portare alla creazione di computer molto più potenti nei prossimi decenni.
NEC Corporation (http://www.nec.co.jp) ha creato una tecnologia che consente di far crescere stabilmente nanotubi di carbonio e produrre transistor basati su di essi. È interessante notare che i transistor a nanotubi hanno una transconduttanza 10 volte maggiore rispetto ai MOSFET al silicio. NEC ritiene che sarà in grado di produrre i primi chip commerciali basati su nanotubi di carbonio entro il 2010. L'azienda ha sviluppato il processo di deposizione sotto vuoto CVD (Chemical Vapor Deposition) e ha trovato un catalizzatore che rende possibile la crescita di nanotubi sulla superficie di un cristallo di silicio. Inoltre, siamo riusciti a imparare come controllare l'orientamento dei nanotubi.
Monitora
Quando qualcuno si rivolge a noi per un consiglio su quale computer acquistare, sottolineiamo sempre che in nessun caso si deve lesinare sul monitor. Il monitor non può essere aggiornato. Viene acquistato una volta per un uso a lungo termine. È attraverso il monitor che percepiamo tutte le informazioni visive provenienti dal computer. Non importa se lavori con un programma di contabilità, scrivi e-mail, giochi, gestisci un server: utilizzi sempre un monitor. La tua salute, in particolare la tua vista, dipende direttamente dalla qualità e dalla sicurezza del monitor. Allora come si sceglie un monitor? In modo che sia comodo e sicuro lavorare, in modo che la testa non faccia male e gli occhi non si stanchino, in modo che sia comodo giocare e lavorare? Cercheremo di rispondere a tutte queste domande in questo articolo.
È chiaro che ci sono molti criteri che determinano la scelta corretta del monitor. Inoltre, vengono scelti monitor diversi per scopi diversi. Il costo dei monitor può variare in modo molto significativo, anche le loro capacità e parametri tecnici sono diversi. Cercheremo di parlare dei tipi di monitor e di fornire consigli su come scegliere un monitor specifico per le tue esigenze.
Se hai intenzione di acquistare un nuovo computer o decidi di aggiornarlo, prima di scegliere la scheda video più moderna, o il disco rigido più veloce, o... qualunque cosa, pensa prima di tutto al monitor. È davanti al monitor che trascorrerai molto tempo divertendoti o lavorando. È meglio acquistare un acceleratore video più semplice per aggiornarlo in seguito, ma non potrai aggiornare il monitor. Puoi solo buttarlo via e comprarne uno nuovo. Oppure venderlo per soldi ridicoli. Ecco perché non puoi salvare sul monitor, perché stai risparmiando sulla tua salute.
Naturalmente, quando scegliamo un monitor, volenti o nolenti, ci concentriamo sulla pubblicità. Ma, per ovvie ragioni, nella pubblicità, i produttori si concentrano sulle caratteristiche del monitor che sono vantaggiose per i produttori. Cercheremo di darti consigli su cosa dovresti prestare particolare attenzione e di quali caratteristiche dovresti essere esattamente a conoscenza. Esamineremo anche i vantaggi e gli svantaggi dei diversi tipi di monitor, dai tradizionali monitor CRT ai monitor LCD all'avanguardia. Presteremo particolare attenzione a parametri quali risoluzioni supportate e frequenze di aggiornamento, conformità agli standard di sicurezza e supporto per le modalità di risparmio energetico. E altro ancora.
Quindi, basta con le presentazioni, cominciamo.
Oggi, il tipo più comune di monitor sono i monitor CRT (Cathode Ray Tube). Come suggerisce il nome, la base di tutti questi monitor è un tubo a raggi catodici, ma questa è una traduzione letterale, tecnicamente è corretto dire “tubo a raggi catodici” (CRT). La tecnologia utilizzata in questo tipo di monitor è stata creata molti anni fa ed è stata originariamente creata come uno strumento speciale per misurare la corrente alternata, in altre parole, per un oscilloscopio. Lo sviluppo di questa tecnologia legata alla realizzazione dei monitor ha portato negli ultimi anni alla produzione di schermi sempre più grandi, di alta qualità e a basso costo. Oggi è molto difficile trovare un monitor da 14" in un negozio, ma tre o quattro anni fa questo era lo standard. Oggi i monitor da 15" sono standard e c'è una chiara tendenza verso gli schermi da 17". Presto arriveranno i monitor da 17" diventeranno un dispositivo standard, soprattutto alla luce dei prezzi notevolmente inferiori, e monitor da 19" e altri sono già all'orizzonte.
Diamo un'occhiata ai principi di funzionamento dei monitor CRT. Un monitor CRT o CRT è dotato di un tubo di vetro, all'interno del quale si trova il vuoto, ad es. tutta l'aria è stata rimossa. Sul lato anteriore, la parte interna del vetro del tubo è rivestita con fosforo (Luminofor). Composizioni piuttosto complesse basate su metalli delle terre rare - ittrio, erbio, ecc. - vengono utilizzate come fosfori per i CRT a colori. Un fosforo è una sostanza che emette luce quando bombardata da particelle cariche. Si noti che a volte il fosforo si chiama fosforo, ma questo non è vero, perché Il fosforo utilizzato nel rivestimento CRT non ha nulla a che fare con il fosforo. Inoltre, il fosforo “brilla” a causa dell'interazione con l'ossigeno atmosferico durante l'ossidazione in P 2 O 5 e per un breve periodo (a proposito, il fosforo bianco è un forte veleno). Per creare un'immagine, un monitor CRT utilizza un cannone elettronico che spara un flusso di elettroni attraverso una maschera o griglia metallica sulla superficie interna dello schermo di vetro del monitor, che è ricoperto di punti di fosforo multicolori. Il flusso di elettroni verso la parte anteriore del tubo passa attraverso un modulatore di intensità e un sistema di accelerazione, che funziona secondo il principio della differenza di potenziale. Di conseguenza, gli elettroni acquisiscono maggiore energia, parte della quale viene spesa nel bagliore del fosforo. Gli elettroni colpiscono lo strato di fosforo, dopo di che l'energia degli elettroni viene convertita in luce, cioè Il flusso di elettroni fa brillare i punti di fosforo. Questi punti luminosi di fosforo formano l'immagine che vedi sul tuo monitor. Di norma, in un monitor CRT a colori vengono utilizzati tre cannoni elettronici, a differenza di un cannone utilizzato nei monitor monocromatici, che ora praticamente non vengono prodotti e a cui poche persone sono interessate.
Sappiamo tutti o abbiamo sentito dire che i nostri occhi reagiscono ai colori primari: rosso (Rosso), verde (Verde) e blu (Blu) e alle loro combinazioni che creano un numero infinito di colori.
Lo strato di fosforo che ricopre la parte anteriore del tubo catodico è costituito da elementi molto piccoli (così piccoli che l'occhio umano non sempre riesce a distinguerli). Questi elementi fosforici riproducono i colori primari; esistono infatti tre tipi di particelle multicolori, i cui colori corrispondono ai colori primari RGB (da cui il nome del gruppo di elementi fosforici - triadi).
Il fosforo inizia a brillare, come accennato in precedenza, sotto l'influenza di elettroni accelerati, creati da tre cannoni elettronici. Ciascuno dei tre cannoni corrisponde a uno dei colori primari e invia un raggio di elettroni a diverse particelle di fosforo, il cui bagliore nei colori primari con intensità diverse viene combinato e, di conseguenza, si forma un'immagine con il colore desiderato. Ad esempio, se attivi le particelle di fosforo rosso, verde e blu, la loro combinazione formerà il bianco.
Per controllare un tubo a raggi catodici è necessaria anche l'elettronica di controllo, la cui qualità determina in gran parte la qualità del monitor. A proposito, è la differenza nella qualità dell'elettronica di controllo creata da diversi produttori che è uno dei criteri che determina la differenza tra i monitor con lo stesso tubo catodico. Quindi, ripetiamo: ogni cannone emette un fascio di elettroni (o flusso, o fascio) che colpisce elementi fosforici di diversi colori (verde, rosso o blu). È chiaro che il fascio di elettroni destinato agli elementi di fosforo rosso non dovrebbe influenzare il fosforo verde o blu. Per ottenere questa azione viene utilizzata una maschera speciale, la cui struttura dipende dal tipo di cinescopi di diversi produttori, garantendo la discrezione (rasterizzazione) dell'immagine. I CRT possono essere divisi in due classi: a tre raggi con una disposizione a delta dei cannoni elettronici e con una disposizione planare dei cannoni elettronici. Questi tubi utilizzano maschere a fessura e maschere d'ombra, anche se sarebbe più accurato dire che sono tutte maschere d'ombra. In questo caso, i tubi con una disposizione planare di cannoni elettronici sono anche chiamati cinescopi con raggi autoconvergenti, poiché l'effetto del campo magnetico terrestre su tre raggi posizionati planarmente è quasi lo stesso e quando la posizione del tubo cambia rispetto al campo terrestre, non sono necessari ulteriori aggiustamenti.
Quindi, i tipi più comuni di maschere sono quelle d'ombra e sono disponibili in due tipi: "Shadow Mask" (maschera d'ombra) e "Slot Mask" (maschera a fessura).
MASCHERA D'OMBRA
La maschera d'ombra è il tipo di maschera più comune per i monitor CRT. La maschera d'ombra è costituita da una rete metallica davanti a un pezzo di tubo di vetro con uno strato di fosforo. Di norma, la maggior parte delle maschere d'ombra moderne sono realizzate in invar (invar, una lega di ferro e nichel). I fori nella rete metallica funzionano come un mirino (anche se non preciso), che garantisce che il fascio di elettroni colpisca solo gli elementi fosforici necessari e solo in determinate aree. La maschera d'ombra crea una griglia di punti uniformi (chiamati anche triadi), dove ciascun punto è costituito da tre elementi fosforici dei colori primari - verde, rosso e blu - che brillano con intensità diverse quando esposti ai raggi dei cannoni elettronici. Modificando la corrente di ciascuno dei tre fasci di elettroni, è possibile ottenere un colore arbitrario dell'elemento dell'immagine formato da una triade di punti.
La distanza minima tra elementi fosforici dello stesso colore è detta dot pitch (o dot pitch) ed è un indice della qualità dell'immagine. Il passo del punto viene solitamente misurato in millimetri (mm). Minore è il valore del passo, maggiore è la qualità dell'immagine riprodotta sul monitor.
La maschera d'ombra viene utilizzata nella maggior parte dei monitor moderni: Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, Viewsonic.
MASCHERA A FESSURA
La Slot Mask è una tecnologia ampiamente utilizzata da NEC con il nome "CromaClear". Questa soluzione in pratica è una combinazione delle due tecnologie sopra descritte. In questo caso, gli elementi fosforici si trovano in celle ellittiche verticali e la maschera è costituita da linee verticali. Infatti le strisce verticali sono divise in celle ellittiche che contengono gruppi di tre elementi fosforici nei tre colori primari. La distanza minima tra due celle è chiamata passo della fessura. Minore è il valore del passo dello slot, maggiore è la qualità dell'immagine sul monitor.
La maschera slot viene utilizzata, oltre che nei monitor NEC (dove le celle sono ellittiche), nei monitor Panasonic con tubo PureFlat (precedentemente chiamati PanaFlat). A proposito, il primo monitor con tubo piatto è stato Panasonic con tubo PanaFlat. In generale, il tema dei monitor a tubi piatti merita un articolo a parte. In questo articolo toccheremo solo un po’ questo argomento:
LG utilizza nei suoi monitor un tubo a fessura piatta Flatron con passo 0,24. Questa tecnologia non ha nulla a che fare con Trinitron.
Si noti che gli Infinite Flat Tubes (serie DynaFlat) di Samsung non utilizzano una maschera di slot, ma una normale maschera d'ombra.
Sony ha sviluppato la propria tecnologia a tubo piatto: FD Trinitron. Naturalmente, utilizzando una griglia di apertura, ma non normale, ma con un passo costante.
Mitsubishi ha sviluppato la tecnologia DiamondTron NF. Apparentemente non c'è alcun collegamento con l'FD Trinitron di Sony. Allo stesso tempo, i tubi DiamondTron NF utilizzano una griglia di apertura a passo variabile.
Esiste un altro tipo di tubo che utilizza l'"Aperture Grill" (apertura o griglia d'ombra). Questi tubi divennero noti come Trinitron e furono introdotti sul mercato per la prima volta da Sony nel 1982. I tubi array di apertura utilizzano una tecnologia originale in cui sono presenti tre cannoni a fascio, tre catodi e tre modulatori, ma c'è un focus generale. A volte la letteratura tecnica dice che esiste una sola pistola. Tuttavia, la questione del numero di cannoni elettronici non è così fondamentale. Resteremo fedeli all'idea che esistono tre cannoni elettronici, poiché è possibile controllare la corrente di tutti e tre i raggi in modo indipendente. D'altra parte possiamo dire che esiste un solo cannone elettronico, ma a tre raggi. La stessa Sony usa il termine “pistola unificata”, ma questo è legato solo alla struttura del catodo.
Si noti che esiste un malinteso secondo cui i tubi dell'array di apertura utilizzano un singolo cannone a fascio di elettroni e il colore viene creato mediante multiplexing temporale. In realtà non è così e abbiamo dato la spiegazione sopra.
Un altro malinteso che a volte si incontra è che i tubi ad array di aperture utilizzino un cromatotrone a raggio singolo. Cioè, c'è una pistola con energia del raggio variabile e un fosforo a due strati. Mentre l'energia del raggio è bassa, un fosforo si illumina (ad esempio, rosso). Man mano che l'energia aumenta, un altro strato (ad esempio verde) inizia a brillare, dando il colore giallo. Se l'energia diventa ancora maggiore, gli elettroni volano attraverso il primo strato senza eccitarlo e il colore diventa verde. Tali tubi venivano utilizzati 20-30 anni fa e ora sono quasi estinti.
GRIGLIA DI APERTURA
Una griglia di apertura è un tipo di maschera utilizzata da diversi produttori nelle loro tecnologie per produrre tubi catodici che hanno nomi diversi ma hanno la stessa essenza, come la tecnologia Trinitron di Sony o Diamondtron di Mitsubishi. Questa soluzione non prevede una griglia metallica forata, come nel caso della maschera d'ombra, ma presenta una griglia di linee verticali. Invece di punti con elementi di fosforo di tre colori primari, la griglia di apertura contiene una serie di fili costituiti da elementi di fosforo disposti in strisce verticali di tre colori primari. Questo sistema fornisce un elevato contrasto dell'immagine e una buona saturazione del colore, che insieme garantiscono monitor a tubo di alta qualità basati su questa tecnologia. La maschera utilizzata nei telefoni Sony (Mitsubishi, ViewSonic) è una sottile lamina su cui sono graffiate sottili linee verticali. È tenuto su uno o più fili orizzontali (uno da 15", due da 17", tre o più da 21"), la cui ombra è visibile sullo schermo. Questo filo viene utilizzato per smorzare le vibrazioni ed è chiamato filo smorzatore È chiaramente visibile, soprattutto quando lo sfondo dell'immagine sul monitor è chiaro. Ad alcuni utenti fondamentalmente non piacciono queste linee, mentre altri, al contrario, sono contenti e le usano come righello orizzontale.
La distanza minima tra le strisce di fosforo dello stesso colore è chiamata strip pitch (o strip pitch) e si misura in millimetri (mm). Più basso è il valore del passo della striscia, maggiore è la qualità dell'immagine sul monitor.
La griglia di apertura viene utilizzata nei monitor Viewsonic, Radius, Nokia, LG, CTX, Mitsubishi e in tutti i monitor SONY.
Si noti che la dimensione del passo dei diversi tipi di tubo non può essere confrontata direttamente: il passo del punto (o della triade) di un tubo della maschera d'ombra viene misurato diagonalmente, mentre il passo della matrice di aperture, altrimenti noto come passo del punto orizzontale, viene misurato orizzontalmente. Pertanto, a parità di passo dei punti, un tubo con maschera d'ombra ha una densità di punti maggiore rispetto a un tubo con griglia di apertura. Ad esempio: il passo della striscia di 0,25 mm equivale approssimativamente al passo del punto di 0,27 mm.
Entrambi i tipi di tubi hanno i loro vantaggi e i loro sostenitori. I tubi con maschera d'ombra producono un'immagine più accurata e dettagliata perché la luce passa attraverso i fori della maschera con bordi netti. Pertanto, i monitor con tali CRT sono adatti per lavori intensivi e a lungo termine con testi e piccoli elementi grafici, ad esempio nelle applicazioni CAD/CAM. I tubi con griglia di apertura hanno una maschera più traforata, oscura meno lo schermo e consente di ottenere un'immagine più luminosa e contrastante con colori ricchi. I monitor con questi tubi sono particolarmente adatti per il desktop publishing e altre applicazioni che richiedono immagini a colori. Nei sistemi CAD i monitor con un tubo che utilizza una griglia di apertura non sono apprezzati perché riproducono i dettagli fini peggio dei tubi con maschera d'ombra, ma perché lo schermo del monitor del tipo Trinitron è piatto verticalmente e convesso orizzontalmente, cioè . ha una direzione dedicata.
Come abbiamo già accennato, all'interno del monitor oltre al tubo catodico è presente anche un'elettronica di controllo che elabora il segnale proveniente direttamente dalla scheda video del vostro PC. Questi componenti elettronici devono ottimizzare l'amplificazione del segnale e controllare il funzionamento dei cannoni elettronici, che avviano il bagliore del fosforo che crea l'immagine sullo schermo. L'immagine visualizzata sullo schermo del monitor sembra stabile, anche se in realtà non lo è. L'immagine sullo schermo viene riprodotta come risultato di un processo durante il quale il bagliore degli elementi fosforici viene avviato da un fascio di elettroni che passa sequenzialmente lungo le linee nel seguente ordine: da sinistra a destra e dall'alto verso il basso sullo schermo del monitor . Questo processo avviene molto rapidamente, quindi ci sembra che lo schermo sia costantemente illuminato. La retina dei nostri occhi memorizza un'immagine per circa 1/20 di secondo. Ciò significa che se il fascio di elettroni si muove lentamente sullo schermo, possiamo vedere questo movimento come un punto luminoso in movimento separato, ma quando il fascio inizia a muoversi, tracciando rapidamente una linea sullo schermo almeno 20 volte al secondo, i nostri occhi non vedranno il punto in movimento, ma vedranno solo una linea uniforme sullo schermo. Se ora facciamo scorrere in sequenza il raggio lungo tante linee orizzontali dall'alto verso il basso in un tempo inferiore a 1/25 di secondo, vedremo uno schermo illuminato uniformemente con un leggero sfarfallio. Il movimento del raggio stesso avverrà così rapidamente che il nostro occhio non sarà in grado di notarlo. Quanto più velocemente il fascio di elettroni attraversa l'intero schermo, tanto meno evidente sarà lo sfarfallio dell'immagine. Si ritiene che tale sfarfallio diventi quasi impercettibile con una frequenza di ripetizione dei fotogrammi (passaggi del raggio su tutti gli elementi dell'immagine) di circa 75 al secondo. Tuttavia, questo valore dipende in una certa misura dalle dimensioni del monitor. Il fatto è che le aree periferiche della retina contengono elementi fotosensibili con minore inerzia. Pertanto, lo sfarfallio dei monitor con ampi angoli di visione diventa evidente con frame rate elevati. La capacità dell'elettronica di controllo di formare piccoli elementi di immagine sullo schermo dipende dalla larghezza di banda (larghezza di banda). La larghezza di banda del monitor è proporzionale al numero di pixel da cui la scheda video del tuo computer forma l'immagine. Torneremo più tardi per monitorare la larghezza di banda.
Passiamo ora a un altro tipo di monitor: LCD.
Monitor LCD
Gli LCD (display a cristalli liquidi) sono costituiti da una sostanza che si trova allo stato liquido, ma allo stesso tempo presenta alcune proprietà inerenti ai corpi cristallini. Si tratta infatti di liquidi che hanno proprietà anisotropie (in particolare ottiche) legate all'ordine nell'orientamento delle molecole. I cristalli liquidi sono stati scoperti molto tempo fa, ma originariamente venivano utilizzati per altri scopi. Le molecole di cristalli liquidi sotto l'influenza dell'elettricità possono cambiare il loro orientamento e, di conseguenza, modificare le proprietà del raggio luminoso che le attraversa. Sulla base di questa scoperta e attraverso ulteriori ricerche, è stato possibile scoprire una connessione tra l'aumento della tensione elettrica e il cambiamento dell'orientamento delle molecole dei cristalli per consentire la creazione di immagini. I cristalli liquidi furono inizialmente utilizzati nei display di calcolatrici e orologi al quarzo, quindi iniziarono ad essere utilizzati nei monitor dei computer portatili. Oggi, come risultato dei progressi in questo settore, i monitor LCD per computer desktop stanno diventando sempre più comuni. Di seguito parleremo solo dei tradizionali monitor LCD, i cosiddetti Nematic LCD.
Lo schermo di un monitor LCD è una serie di piccoli segmenti (chiamati pixel) che possono essere manipolati per visualizzare informazioni. Un monitor LCD è composto da diversi strati, dove il ruolo chiave è svolto da due pannelli realizzati in materiale di vetro purissimo e privo di sodio chiamato substrato o substrato, che in realtà contengono tra loro un sottile strato di cristalli liquidi. I pannelli hanno scanalature che guidano i cristalli in orientamenti specifici. Le scanalature sono posizionate in modo che siano parallele su ciascun pannello ma perpendicolari tra due pannelli. Le scanalature longitudinali si ottengono posizionando sottili pellicole di plastica trasparente sulla superficie del vetro, che viene poi lavorata appositamente. A contatto con le scanalature, le molecole dei cristalli liquidi sono orientate in modo identico in tutte le cellule. Le molecole di una delle varietà di cristalli liquidi (nematici), in assenza di tensione, ruotano il vettore del campo elettrico (e magnetico) in tale onda luminosa di un certo angolo in un piano perpendicolare all'asse di propagazione del raggio. L'applicazione di scanalature sulla superficie del vetro consente rotazioni uguali del piano di polarizzazione per tutte le celle. I due pannelli si trovano molto vicini l'uno all'altro. Il pannello a cristalli liquidi è illuminato da una sorgente luminosa (a seconda di dove si trova, i pannelli a cristalli liquidi funzionano riflettendo o trasmettendo la luce). Il piano di polarizzazione del fascio luminoso ruota di 90° quando attraversa un pannello.
Quando appare un campo elettrico, le molecole dei cristalli liquidi sono parzialmente allineate lungo il campo e l'angolo di rotazione del piano di polarizzazione della luce diventa diverso da 90 gradi.
La rotazione del piano di polarizzazione del fascio luminoso è invisibile all'occhio, per questo si è reso necessario aggiungere ai pannelli di vetro altri due strati, che sono filtri polarizzatori. Questi filtri trasmettono solo quella componente del fascio luminoso il cui asse di polarizzazione corrisponde ad un dato. Pertanto, quando passa attraverso un polarizzatore, il raggio luminoso verrà indebolito a seconda dell'angolo tra il suo piano di polarizzazione e l'asse del polarizzatore. In assenza di tensione la cella è trasparente per questo motivo: il primo polarizzatore trasmette solo luce con il corrispondente vettore di polarizzazione. Grazie ai cristalli liquidi, il vettore di polarizzazione della luce viene ruotato e nel momento in cui il raggio passa al secondo polarizzatore, è già stato ruotato in modo da passare senza problemi attraverso il secondo polarizzatore. In presenza di un campo elettrico la rotazione del vettore di polarizzazione avviene con un angolo minore, per cui il secondo polarizzatore diventa solo parzialmente trasparente alla radiazione. Se la differenza di potenziale è tale che la rotazione del piano di polarizzazione nei cristalli liquidi non avviene affatto, allora il fascio luminoso verrà completamente assorbito dal secondo polarizzatore e lo schermo, illuminato da dietro, apparirà nero dall'alto. anteriore (i raggi della retroilluminazione vengono completamente assorbiti dallo schermo). Se si posiziona un gran numero di elettrodi che creano campi elettrici diversi in punti separati sullo schermo (cella), sarà possibile, con il controllo adeguato dei potenziali di questi elettrodi, visualizzare lettere e altri elementi dell'immagine sullo schermo. Gli elettrodi sono posti in plastica trasparente e possono avere qualsiasi forma. Le innovazioni tecnologiche hanno permesso di limitarne le dimensioni a quelle di un piccolo punto; di conseguenza, è possibile posizionare un numero maggiore di elettrodi sulla stessa area dello schermo, il che aumenta la risoluzione del monitor LCD e ci consente di visualizzare anche immagini complesse a colori. Per visualizzare un'immagine a colori, il monitor deve essere retroilluminato in modo che la luce venga generata nella parte posteriore del display LCD. Ciò è necessario affinché si possa osservare un'immagine di buona qualità anche se l'ambiente circostante non è luminoso. Il colore viene prodotto utilizzando tre filtri che separano tre componenti principali dall'emissione di una sorgente di luce bianca. La combinazione di tre colori primari per ogni punto o pixel sullo schermo permette di riprodurre qualsiasi colore.
In realtà, nel caso del colore, ci sono diverse possibilità: si possono realizzare diversi filtri uno dopo l'altro (il che porta ad una piccola frazione della radiazione trasmessa), si può sfruttare la proprietà di una cella a cristalli liquidi - quando il campo elettrico l'intensità cambia, l'angolo di rotazione del piano di polarizzazione della radiazione cambia in modo diverso per componenti della luce con diverse lunghezze d'onda. Questa funzione può essere utilizzata per riflettere (o assorbire) la radiazione di una determinata lunghezza d'onda (il problema è la necessità di modificare la tensione in modo accurato e rapido). Il meccanismo utilizzato dipende dal produttore specifico. Il primo metodo è più semplice, il secondo è più efficace.
I primi display LCD erano molto piccoli, intorno agli 8 pollici, mentre oggi hanno raggiunto le dimensioni di 15 pollici per l'utilizzo nei laptop e vengono prodotti monitor LCD da 19 pollici o più per i computer desktop. All'aumento delle dimensioni segue l'aumento della risoluzione, che si traduce nell'emergere di nuovi problemi che sono stati risolti con l'aiuto di tecnologie speciali emergenti; tutto questo lo descriveremo di seguito. Una delle prime sfide è stata la necessità di uno standard per definire la qualità della visualizzazione ad alte risoluzioni. Il primo passo verso l'obiettivo è stato aumentare l'angolo di rotazione del piano di polarizzazione della luce nei cristalli da 90° a 270° utilizzando la tecnologia STN.
Tecnologia STN
STN è un acronimo che sta per "Super Twisted Nematic". La tecnologia STN consente di aumentare l'angolo di torsione (angolo di torsione) dell'orientamento dei cristalli all'interno del display LCD da 90° a 270°, fornendo un migliore contrasto dell'immagine all'aumentare delle dimensioni del monitor. Le celle STN vengono spesso utilizzate in coppia. Questo si chiama DSTN (Double Super Twisted Nematic) e questo metodo è molto popolare tra i monitor dei laptop che utilizzano display a matrice passiva, dove DSTN fornisce un contrasto migliore durante la visualizzazione di immagini a colori. Le due celle STN sono posizionate insieme in modo che si muovano in direzioni diverse quando ruotate. Le celle STN vengono utilizzate anche in modalità TSTN (Triple Super Twisted Nematic), dove vengono aggiunti due sottili strati di pellicola plastica (film polimerico) per migliorare la resa cromatica dei display a colori o per garantire una buona qualità dei monitor monocromatici. Abbiamo menzionato il termine “matrice passiva”, facciamo una spiegazione. Il termine "matrice passiva" deriva dalla suddivisione del monitor in punti, ciascuno dei quali, grazie ad elettrodi, può determinare l'orientamento del piano di polarizzazione del fascio indipendentemente dagli altri, in modo che ciascuno di tali elementi possa essere illuminati individualmente per creare un'immagine. La matrice è detta passiva perché la tecnologia per la realizzazione dei display LCD, che abbiamo appena descritto, non è in grado di fornire un rapido cambio di informazioni sullo schermo. L'immagine viene formata riga per riga applicando in sequenza la tensione di controllo alle singole celle, rendendole trasparenti. A causa della capacità elettrica piuttosto elevata delle celle, la tensione su di esse non può cambiare abbastanza rapidamente, quindi l'immagine viene aggiornata lentamente. Il display appena descritto presenta molti difetti in termini di qualità poiché l'immagine sullo schermo non appare fluida e risulta tremolante. La bassa velocità di variazione della trasparenza dei cristalli non consente la corretta visualizzazione delle immagini in movimento. Dobbiamo anche tenere conto del fatto che esiste una certa interferenza reciproca tra gli elettrodi adiacenti, che possono apparire come anelli sullo schermo.
Schermi di scansione doppia
Per risolvere alcuni dei problemi sopra descritti, vengono utilizzati trucchi speciali, ad esempio dividendo lo schermo in due parti e utilizzando la doppia scansione di entrambe le parti contemporaneamente, di conseguenza lo schermo viene rigenerato due volte e l'immagine non trema e viene visualizzato senza problemi.
Inoltre, risultati migliori in termini di stabilità, qualità, risoluzione, uniformità e luminosità dell'immagine si possono ottenere utilizzando schermi a matrice attiva, che però sono più costosi. La matrice attiva utilizza elementi di amplificazione separati per ciascuna cella dello schermo, compensando l'influenza della capacità delle celle e consentendo di ridurre significativamente il tempo necessario per modificarne la trasparenza. La matrice attiva presenta molti vantaggi rispetto alla matrice passiva. Ad esempio, una migliore luminosità e la possibilità di guardare lo schermo anche con una deviazione fino a 45° o più (cioè con un angolo di visione di 120°-140°) senza compromettere la qualità dell'immagine, cosa impossibile nel caso di un matrice passiva, che consente di vedere un'immagine di alta qualità solo da una posizione frontale rispetto allo schermo. Tieni presente che i modelli costosi di monitor LCD con matrice attiva forniscono un angolo di visione di 160° e ci sono tutte le ragioni per ritenere che la tecnologia continuerà a migliorare. Con la matrice attiva, è possibile visualizzare immagini in movimento senza alcun tremolio visibile poiché il tempo di risposta di un display a matrice attiva è di circa 50 ms contro 300 ms per una matrice passiva e la qualità del contrasto è migliore rispetto ai monitor CRT. Va notato che la luminosità di un singolo elemento dello schermo rimane invariata per tutto l'intervallo di tempo tra gli aggiornamenti delle immagini e non rappresenta un breve impulso di luce emesso dall'elemento al fosforo del monitor CRT immediatamente dopo che il fascio di elettroni passa sopra questo elemento . Per questo motivo per i monitor LCD è sufficiente una frequenza di aggiornamento di 60 Hz. Grazie alla migliore qualità dell'immagine, questa tecnologia viene utilizzata anche nei monitor desktop, consentendo la creazione di monitor compatti e meno pericolosi per la nostra salute.
In futuro, possiamo aspettarci un aumento della penetrazione dei monitor LCD nel mercato dovuto al fatto che con lo sviluppo della tecnologia, il prezzo finale dei dispositivi si riduce, consentendo a un numero maggiore di utenti di acquistare nuovi prodotti. La funzionalità dei monitor LCD a matrice attiva è quasi la stessa di quella dei display a matrice passiva. La differenza sta nella matrice di elettrodi che controlla le celle a cristalli liquidi del display. Nel caso di una matrice passiva, diversi elettrodi ricevono una carica elettrica in modo ciclico durante la rigenerazione riga per riga del display e, a seguito della scarica delle capacità degli elementi, l'immagine scompare al ritorno dei cristalli alla loro configurazione originale. Nel caso della matrice attiva, a ciascun elettrodo viene aggiunto un transistor di memorizzazione, che può memorizzare informazioni digitali (valori binari 0 o 1) e, di conseguenza, l'immagine viene memorizzata fino alla ricezione di un altro segnale. Parte del problema dell'attenuazione ritardata dell'immagine nelle matrici passive viene risolto utilizzando più strati di cristalli liquidi per aumentare la passività e ridurre il movimento, ma ora, con l'uso di matrici attive, è possibile ridurre il numero di strati di cristalli liquidi. I transistor di memoria devono essere realizzati con materiali trasparenti che consentano il passaggio della luce, il che significa che i transistor possono essere posizionati sul retro del display, su un pannello di vetro che contiene cristalli liquidi. Per questi scopi vengono utilizzate pellicole plastiche denominate "Thin Film Transistor" (o semplicemente TFT).
Transistor a film sottile(TFT), cioè transistor a film sottile, veramente molto sottile, il suo spessore varia da 1/10 a 1/100 micron. La tecnologia per la creazione di TFT è molto complessa ed è difficile ottenere una percentuale accettabile di prodotti idonei a causa del numero molto elevato di transistor utilizzati. Si noti che un monitor in grado di visualizzare un'immagine con una risoluzione di 800x600 pixel in modalità SVGA e solo tre colori ha 1.440.000 transistor individuali. I produttori stabiliscono gli standard per il numero massimo di transistor che potrebbero non funzionare in un display LCD. È vero, ogni produttore ha la propria opinione su quanti transistor potrebbero non funzionare.
Parliamo brevemente della risoluzione dei monitor LCD. La risoluzione è una sola, detta anche nativa, e corrisponde alla massima risoluzione fisica dei monitor CRT. È nella risoluzione nativa che il monitor LCD riproduce al meglio l'immagine. Questa risoluzione è determinata dalla dimensione dei pixel, che è fissa su un monitor LCD. Ad esempio, se un monitor LCD ha una risoluzione nativa di 1024x768, ciò significa che su ciascuna delle 768 linee sono presenti 1024 elettrodi, leggi: pixel. Allo stesso tempo, è possibile utilizzare una risoluzione inferiore a quella nativa. Ci sono due modi per farlo. Il primo si chiama “Centratura”; L'essenza del metodo è che per visualizzare un'immagine viene utilizzato solo il numero di pixel necessario per formare un'immagine con una risoluzione inferiore. Di conseguenza, l'immagine non appare sull'intero schermo, ma solo al centro. Tutti i pixel non utilizzati rimangono neri, cioè Attorno all'immagine viene visualizzata un'ampia cornice nera. Il secondo metodo si chiama "Espansione". La sua essenza è che quando si riproduce un'immagine con una risoluzione inferiore a quella nativa, vengono utilizzati tutti i pixel, ad es. L'immagine occupa l'intero schermo. Tuttavia, poiché l'immagine viene estesa su tutto lo schermo, si verifica una leggera distorsione e la nitidezza diminuisce. Pertanto, quando si sceglie un monitor LCD, è importante sapere chiaramente quale risoluzione è necessaria.
Separatamente vale la pena menzionare la luminosità dei monitor LCD, poiché non esistono ancora standard per determinare se un monitor LCD è sufficientemente luminoso. Allo stesso tempo, al centro la luminosità del monitor LCD può essere superiore del 25% rispetto ai bordi dello schermo. L'unico modo per determinare se la luminosità di un particolare monitor LCD è adatta alle tue esigenze è confrontarne la luminosità con quella di altri monitor LCD.
E l'ultimo parametro da menzionare è il contrasto. Il contrasto di un monitor LCD è determinato dal rapporto di luminanza tra il bianco più luminoso e il nero più scuro. Un buon rapporto di contrasto è considerato 120:1, che garantisce la riproduzione di colori vivaci e ricchi. Un rapporto di contrasto di 300:1 o superiore viene utilizzato quando è richiesta una rappresentazione accurata dei mezzitoni bianchi e neri. Ma, come per la luminosità, non esistono ancora degli standard, quindi i tuoi occhi sono il principale fattore determinante.
Vale la pena notare una caratteristica di alcuni monitor LCD come la possibilità di ruotare lo schermo stesso di 90°, con simultanea rotazione automatica dell'immagine. Di conseguenza, se stai lavorando sull'impaginazione, ad esempio, un foglio di carta A4 può ora adattarsi interamente allo schermo senza dover scorrere verticalmente per vedere tutto il testo sulla pagina. È vero, tra i monitor CRT ci sono anche modelli con questa capacità, ma sono estremamente rari. Nel caso dei monitor LCD questa funzione diventa quasi standard.
I vantaggi dei monitor LCD includono il fatto che sono veramente piatti nel senso letterale della parola e l'immagine creata sui loro schermi si distingue per chiarezza e saturazione del colore. Assenza di distorsione dello schermo e di una serie di altri problemi inerenti ai tradizionali monitor CRT. Aggiungiamo che il consumo energetico e la dissipazione dei monitor LCD sono significativamente inferiori a quelli dei monitor CRT. Di seguito forniamo una tabella riepilogativa che mette a confronto i monitor LCD a matrice attiva e i monitor CRT:
| Opzioni | Monitor LCD a matrice attiva | Monitor CRT |
|---|---|---|
| Autorizzazione | Risoluzione singola con dimensione pixel fissa. In modo ottimale può essere utilizzato solo con questa risoluzione; A seconda delle funzioni di espansione o compressione supportate, possono essere utilizzate risoluzioni più alte o più basse, ma non sono ottimali. | Sono supportate varie risoluzioni. Con tutte le risoluzioni supportate, il monitor può essere utilizzato in modo ottimale. L'unica limitazione è l'accettabilità della frequenza di rigenerazione. |
| Frequenza di rigenerazione | La frequenza ottimale è 60 Hz, sufficiente per evitare lo sfarfallio. | Solo a frequenze superiori a 75 Hz non si nota alcuno sfarfallio evidente. |
| Precisione del colore | È supportato True Color e viene simulata la temperatura del colore richiesta. | È supportato True Color e sul mercato sono disponibili molti dispositivi per la calibrazione del colore, il che è decisamente un vantaggio. |
| Formazione dell'immagine | L'immagine è formata da pixel, il cui numero dipende solo dalla risoluzione specifica del pannello LCD. Il passo dei pixel dipende solo dalla dimensione dei pixel stessi, ma non dalla distanza tra loro. Ogni pixel è modellato individualmente per una messa a fuoco, una nitidezza e una chiarezza superiori. L'immagine è più completa e fluida. | I pixel sono formati da un gruppo di punti (triadi) o strisce. Il passo di un punto o di una linea dipende dalla distanza tra punti o linee dello stesso colore. Di conseguenza, la nitidezza e la chiarezza dell'immagine dipendono fortemente dalla dimensione del punto o della linea e dalla qualità del CRT. |
| Angolo di visione | Attualmente, l'angolo di visione standard è di 120° e oltre; Con l'ulteriore sviluppo della tecnologia, dovremmo aspettarci un aumento dell'angolo di visione. | Ottima visibilità da qualsiasi angolazione. |
| Consumi energetici ed emissioni | Non esistono praticamente radiazioni elettromagnetiche pericolose. Il consumo energetico è inferiore di circa il 70% rispetto ai monitor CRT standard. | La radiazione elettromagnetica è sempre presente, ma il livello dipende dal fatto che il CRT d soddisfi o meno gli standard di sicurezza. Il consumo energetico in condizioni operative è di 80 W. |
| Monitorare l'interfaccia | Interfaccia digitale, tuttavia, la maggior parte dei monitor LCD dispone di un'interfaccia analogica incorporata per il collegamento alle uscite analogiche più comuni degli adattatori video. | Interfaccia analogica. |
| Ambito di applicazione | Display standard per sistemi mobili. Recentemente, ha iniziato a guadagnare un posto come monitor per computer desktop. Ideale come display per computer, ad es. per lavorare su Internet, con elaboratori di testi, ecc. | Monitor da tavolo standard. Utilizzato estremamente raramente in forma mobile. Ideale per visualizzare video e animazioni. |
Il problema principale con lo sviluppo della tecnologia LCD per il settore desktop sembra essere la dimensione del monitor, che ne incide sul costo. Con l’aumento delle dimensioni dei display, le capacità produttive diminuiscono. Attualmente, la diagonale massima di un monitor LCD adatto alla produzione di massa raggiunge i 20", e recentemente alcuni sviluppatori hanno introdotto modelli da 43" e addirittura modelli da 64" di monitor TFT-LCD pronti per la produzione commerciale.
Ma sembra che l'esito della battaglia tra monitor CRT e LCD per un posto nel mercato sia già una conclusione scontata. E non a favore dei monitor CRT. Il futuro, a quanto pare, appartiene ancora ai monitor LCD a matrice attiva. L'esito della battaglia divenne chiaro dopo che IBM annunciò il rilascio di un monitor con una matrice da 200 pixel per pollice, cioè con una densità doppia rispetto ai monitor CRT. Secondo gli esperti, la qualità dell'immagine differisce allo stesso modo della stampa su stampanti a matrice e laser. Pertanto, la questione del passaggio all'uso diffuso dei monitor LCD è solo nel loro prezzo.
Tuttavia, ci sono altre tecnologie create e sviluppate da diversi produttori, e alcune di queste tecnologie sono chiamate PDP (Plasma Display Panels), o semplicemente "plasma", e FED (Field Emission Display). Parliamo un po' di queste tecnologie.
Plasma
Grandi produttori come Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer e altri hanno già iniziato la produzione di monitor al plasma con una diagonale di 40" o più, con alcuni modelli già pronti per la produzione di massa. Il funzionamento dei monitor al plasma è molto simile a quello funzionamento delle lampade al neon, che sono realizzate sotto forma di un tubo riempito con un gas inerte a bassa pressione. All'interno del tubo è posta una coppia di elettrodi tra i quali si accende una scarica elettrica e si produce un bagliore. Gli schermi al plasma vengono creati riempiendoli nello spazio tra due superfici di vetro con un gas inerte, ad esempio argon o neon. Quindi sulla superficie di vetro vengono posizionati piccoli elettrodi trasparenti a cui viene applicata una tensione ad alta frequenza. Sotto l'influenza di questa tensione, si verifica una scarica elettrica in la regione del gas adiacente all'elettrodo. Il plasma a scarica di gas emette luce nella gamma degli ultravioletti, che fa brillare le particelle di fosforo nella gamma visibile agli esseri umani. Infatti, ogni pixel sullo schermo funziona come una normale lampada fluorescente (in altri parole, una lampada fluorescente). Luminosità e contrasto elevati insieme all'assenza di jitter sono i grandi vantaggi di tali monitor. Inoltre, l'angolo rispetto alla normale con cui è possibile vedere un'immagine normale sui monitor al plasma è significativamente maggiore di 45° nel caso dei monitor LCD. I principali svantaggi di questo tipo di monitor sono il consumo energetico piuttosto elevato, che aumenta con l'aumentare della diagonale del monitor, e la bassa risoluzione dovuta alle grandi dimensioni dell'elemento dell'immagine. Inoltre, le proprietà degli elementi al fosforo si deteriorano rapidamente e lo schermo diventa meno luminoso, quindi la durata dei monitor al plasma è limitata a 10.000 ore (per l'uso in ufficio si tratta di circa 5 anni). A causa di queste limitazioni, tali monitor sono attualmente utilizzati solo per conferenze, presentazioni, pannelli informativi, ad es. dove sono necessarie dimensioni dello schermo di grandi dimensioni per visualizzare le informazioni. Tuttavia, ci sono tutte le ragioni per ritenere che i limiti tecnologici esistenti verranno presto superati e, con una riduzione dei costi, questo tipo di dispositivi potrà essere utilizzato con successo come schermi televisivi o monitor di computer. Esistono già televisori simili, hanno una grande diagonale, sono molto sottili (rispetto ai televisori standard) e costano un sacco di soldi: $ 10.000 e più.
Numerosi sviluppatori leader nel campo degli schermi LCD e al plasma stanno sviluppando congiuntamente la tecnologia PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), che dovrebbe combinare i vantaggi degli schermi LCD al plasma e a matrice attiva.
ALIMENTATO
Le tecnologie utilizzate per creare i monitor possono essere divise in due gruppi: 1) monitor basati sull'emissione di luce, ad esempio i tradizionali monitor CRT e al plasma, ovvero si tratta di dispositivi i cui elementi dello schermo emettono luce verso il mondo esterno e 2) monitor di tipo broadcast, come i monitor LCD. Uno dei migliori trend tecnologici nel campo della creazione di monitor, che combina le caratteristiche di entrambe le tecnologie sopra descritte, è la tecnologia FED (Field Emission Display). I monitor FED si basano su un processo in qualche modo simile a quello utilizzato nei monitor CRT, poiché entrambi i metodi utilizzano un fosforo che si illumina quando esposto a un fascio di elettroni. La differenza principale tra i monitor CRT e FED è che i monitor CRT hanno tre cannoni che emettono tre fasci di elettroni che scansionano in sequenza un pannello ricoperto da uno strato di fosforo, mentre un monitor FED utilizza molte piccole sorgenti di elettroni situate dietro ciascun elemento dello schermo e tutti quanti. si trovano in uno spazio meno profondo di quello richiesto per un CRT. Ciascuna sorgente di elettroni è controllata da un elemento elettronico separato, proprio come nei monitor LCD, e ciascun pixel emette quindi luce mediante gli elettroni che agiscono sugli elementi fosforici, proprio come nei tradizionali monitor CRT. Allo stesso tempo, i monitor della FED sono molto sottili.
C'è un'altra tecnologia nuova e, a nostro avviso, promettente, questa LEP(Light Emission Plastics), ovvero plastica luminosa. Puoi leggerlo in un articolo speciale: Monitor LEP
Dimensioni-Risoluzioni-Frequenza di aggiornamento
Ora è logico passare a dimensioni, risoluzioni e frequenze di aggiornamento. Nel caso dei monitor, la dimensione è uno dei parametri chiave. Il monitor richiede spazio per la sua installazione e l'utente desidera lavorare comodamente con la risoluzione richiesta. Inoltre, è necessario che il monitor supporti una frequenza di aggiornamento accettabile. Inoltre, tutti e tre i parametri - dimensione, risoluzione e frequenza di aggiornamento - dovrebbero essere sempre considerati insieme se si vuole garantire la qualità del monitor che si decide di acquistare, perché tutti questi parametri sono strettamente interconnessi e i loro valori devono corrispondere tra loro. .
La risoluzione (o risoluzione) del monitor è correlata alla dimensione dell'immagine visualizzata ed è espressa come il numero di pixel lungo la larghezza (orizzontale) e l'altezza (verticale) dell'immagine visualizzata. Ad esempio, se si dice che un monitor ha una risoluzione di 640x480, significa che l'immagine è composta da 640x480=307200 pixel in un rettangolo i cui lati sono 640 pixel di larghezza e 480 pixel di altezza. Questo spiega perché una risoluzione più elevata corrisponde a immagini più significative (dettagliate) visualizzate sullo schermo. È chiaro che la risoluzione deve corrispondere alle dimensioni del monitor, altrimenti l'immagine risulterà troppo piccola per essere vista. La possibilità di utilizzare una risoluzione specifica dipende da vari fattori, tra cui le capacità del monitor stesso, le capacità della scheda video e la quantità di memoria video disponibile, che limita il numero di colori visualizzati.
La scelta della dimensione del monitor è strettamente legata a come usi il computer: la scelta dipende dalle applicazioni che usi abitualmente, come i giochi, l'uso di un elaboratore di testi, l'animazione, l'uso del CAD, ecc. Ovviamente, a seconda dell'applicazione che stai utilizzando, vorrai un display con più o meno dettagli. Nel mercato tradizionale dei monitor CRT, la dimensione si riferisce solitamente alla dimensione diagonale del monitor, con la dimensione dell'area dello schermo visibile all'utente solitamente leggermente più piccola, in media 1" rispetto alla dimensione del tubo. I produttori possono indicare due dimensioni diagonali nel documentazione allegata, con la misura visibile solitamente indicata tra parentesi o contrassegnata con "Misura visualizzabile", ma a volte è indicata una sola misura, la misura della diagonale del tubo.
In genere, i monitor a tubo di grandi dimensioni vengono presentati come la soluzione migliore, anche se esistono alcuni problemi come i costi e i requisiti di spazio sulla scrivania. Come abbiamo già detto, la scelta della dimensione, e quindi della risoluzione migliore, dipende da come usate il monitor: se ad esempio usate raramente il computer, solo per scrivere una lettera, allora la soluzione migliore per voi potrebbe essere 14 "con una risoluzione di 640x480; se invece avete bisogno di più spazio di lavoro sullo schermo quando utilizzate un elaboratore di testi, allora è molto più adatto un monitor da 15" con una risoluzione di 800x600, che ha anche il vantaggio rispetto un monitor da 14" ha una superficie dello schermo meno curva.
Se utilizzi fogli di calcolo che occupano una vasta area e hai la necessità di consultare più documenti contemporaneamente, allora ti conviene optare per un monitor da 17" con risoluzione 1024x768, o meglio ancora 1280x1024. Se ti occupi professionalmente di impaginazione ( DTP, Desk Top Publishing) o progettazione e modellazione in sistemi CAD, allora avrai bisogno di un monitor con una diagonale da 17" a 24" per lavorare con risoluzioni da 1280x1024 a 1600x1200 pixel. Un monitor grande con supporto per l'alta risoluzione ti consentirà per lavorare più comodamente, poiché non avrai bisogno di ingrandire l'immagine, né di spostarne parti, né di utilizzare un desktop virtuale dove più monitor sono collegati ad una o più schede video. Avere un monitor grande è come guardare attraverso una finestra il mondo: più grande è la finestra, più cose puoi vedere senza dover guardare fuori.
Massima risoluzione digitale
La risoluzione massima è una delle caratteristiche principali di un monitor, indicata da ciascun produttore. Tuttavia, puoi determinare tu stesso la risoluzione massima reale del monitor. Per fare ciò, è necessario disporre di tre numeri: il passo dei punti (il passo delle triadi per i tubi con maschera d'ombra o il passo orizzontale delle strisce per i tubi con griglia di apertura) e le dimensioni complessive dell'area dello schermo utilizzata in millimetri. Quest'ultimo può essere trovato dalla descrizione del dispositivo o misurato personalmente. Se scegli la seconda strada, espandi il più possibile i confini dell'immagine ed effettua misurazioni attraverso il centro dello schermo. Sostituire i numeri risultanti nelle formule appropriate per determinare la risoluzione massima effettiva.
Prendiamo le abbreviazioni:
- risoluzione orizzontale massima = MRH
- risoluzione verticale massima = MRV
Per monitor con maschera d'ombra:
- MRH = dimensione orizzontale/(0,866 x passo della triade);
- MRV = dimensione verticale/(0,866 x passo della triade).
Quindi, per un monitor da 17 pollici con un pixel pitch di 0,25 mm e un'area dello schermo utilizzabile di 320x240 mm, otteniamo una risoluzione massima effettiva di 1478x1109 pixel: 320 / (0,866x0,25) = 1478 MRH; 240 /(0,866x0,25) = 1109 MRV.
Per monitor con tubo che utilizzano una griglia di apertura:
- MRH = dimensione orizzontale nastro/passo orizzontale;
- MRV = dimensione verticale striscia/passo verticale.
Quindi, per un monitor da 17 pollici con un tubo che utilizza una griglia di apertura e uno stripe pitch di 0,25 mm in orizzontale e una superficie utile dello schermo di 320x240 mm, otteniamo una risoluzione massima effettiva di 1280x600 pixel: 320/0,25 = 1280 MRH ; La griglia di apertura non ha passo verticale e la risoluzione verticale di tale tubo è limitata solo dalla focalizzazione del raggio
La risoluzione massima supportata dal monitor è direttamente influenzata dalla frequenza di scansione orizzontale del fascio di elettroni, misurata in kHz (Kilohertz, kHz). Il valore di scansione orizzontale del monitor mostra il numero massimo di linee orizzontali sullo schermo del monitor che un fascio di elettroni può tracciare in un secondo. Di conseguenza, più alto è questo valore (e questo è quello che di solito è indicato sulla scatola del monitor), maggiore è la risoluzione che il monitor può supportare con un frame rate accettabile. Il limite di frequenza di linea è un parametro critico quando si progetta un monitor CRT. Tali monitor utilizzano sistemi magnetici per deviare il fascio di elettroni, che sono avvolgimenti con un'induttanza piuttosto elevata. L'ampiezza degli impulsi di sovratensione sulle bobine di scansione orizzontali aumenta con la frequenza delle linee, quindi questo nodo risulta essere una delle parti più sollecitate della struttura e una delle principali fonti di interferenza in un ampio intervallo di frequenze. Anche la potenza consumata dalle unità di scansione orizzontali è uno dei fattori importanti da prendere in considerazione durante la progettazione dei monitor.
L'aggiornamento o la frequenza di aggiornamento (scansione dei fotogrammi per i monitor CRT) dello schermo è un parametro che determina la frequenza con cui l'immagine sullo schermo viene ridisegnata. La frequenza di rigenerazione si misura in Hz (Hertz, Hz), dove un Hz corrisponde ad un ciclo al secondo. Ad esempio, una frequenza di aggiornamento del monitor di 100 Hz significa che l'immagine viene aggiornata 100 volte al secondo. Come abbiamo detto sopra, nel caso dei monitor CRT tradizionali, il tempo di incandescenza degli elementi di fosforo è molto breve, quindi il fascio di elettroni deve passare attraverso ciascun elemento dello strato di fosforo abbastanza spesso in modo che non si verifichi uno sfarfallio evidente dell'immagine. Se la frequenza di tale bypass dello schermo diventa inferiore a 70 Hz, l'inerzia della percezione visiva non sarà sufficiente per impedire lo sfarfallio dell'immagine. Maggiore è la frequenza di aggiornamento, più stabile appare l'immagine sullo schermo. Lo sfarfallio dell'immagine (sfarfallio) provoca affaticamento degli occhi, mal di testa e persino visione offuscata. Si noti che quanto più grande è lo schermo del monitor, tanto più evidente sarà lo sfarfallio, soprattutto nella visione periferica (laterale), poiché l'angolo di visione dell'immagine aumenta. Il valore della frequenza di aggiornamento dipende dalla risoluzione utilizzata, dai parametri elettrici del monitor e dalle capacità dell'adattatore video. Il frame rate minimo sicuro è considerato pari a 75 Hz ed esistono standard che determinano il valore della frequenza di aggiornamento minima consentita. Si ritiene che maggiore è la frequenza di aggiornamento, meglio è, ma gli studi hanno dimostrato che quando la frequenza di scansione verticale è superiore a 110 Hz, l'occhio umano non può più notare alcuno sfarfallio. Di seguito forniamo una tabella con le frequenze di aggiornamento minime consentite dei monitor secondo il nuovo standard TCO'99 per diverse risoluzioni:
Se vengono utilizzate le dimensioni dello schermo visibile invece delle dimensioni CRT, si applicano anche i dati nella tabella precedente. Si noti che vengono forniti i parametri minimi accettabili e frequenza di rigenerazione consigliata >= 100 Hz.
Successivamente, portiamo alla vostra attenzione una tabella di riferimento che indica le dimensioni fisiche e visibili dei tubi dei monitor CRT, la risoluzione massima supportata, la risoluzione consigliata, nonché la quantità di memoria video richiesta per la visualizzazione di 256, 65K e 16M di colori. Tieni presente che non stiamo parlando della presentazione della grafica 3D, poiché in questo caso sono necessarie quantità aggiuntive di memoria per lo Z-buffering e per la memorizzazione delle texture.
| Dimensioni diagonali del monitor fisico | Dimensione diagonale apparente del monitor | Risoluzione massima | Risoluzione consigliata | Capacità di memoria locale per 256 colori | Capacità di memoria locale per 65.000 colori | Capacità di memoria locale per 16 milioni di colori |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14" | 12,5" — 13" | 1024x768 | 640x480 | 0,5 | 1 | 2 |
| 15" | 13,5" — 14" | 1280x1024 | 800x600 | 1 | 2 | 2 |
| 17" | 15,5" — 16" | 1600x1200 | 1024x768 | 1 | 2 | 4 |
| 19" | 17,5" — 18" | 1600x1200 | 1280x1024 | 2 | 4 | 4 |
| 21" | 19,5" — 20" | 1600x1200 | 1280x1024 | 2 | 4 | 4 |
| 24" | 21,5" — 22" | 1900x1200 | 1600x1200 | 2 | 4 | 8 |
È chiaro che i dati nella tabella sono puramente indicativi e nessuno ti vieta di lavorare su un monitor da 15" con una risoluzione di 1024x768. Tutto dipende dalle capacità del tuo monitor, dalle tue preferenze e dalla tua visione. Ricorda, come nella parodia di Star Wars: "... e se leggi questa riga, non hai bisogno degli occhiali ". :-)
Ora è logico passare alla questione delle norme di sicurezza. Inoltre, su tutti i monitor moderni puoi trovare adesivi con la sigla TCO o MPRII. Su modelli molto vecchi sono presenti anche le scritte “Low Radiation”, che in realtà non significano nulla. È solo che una volta, esclusivamente per scopi di marketing, i produttori del sud-est asiatico attiravano l'attenzione sui loro prodotti. Tale iscrizione non garantisce alcuna protezione.
Certificati TCO e MPRII
Tutti abbiamo sentito almeno una volta che i monitor sono pericolosi per la salute. Al fine di ridurre i rischi per la salute, diverse organizzazioni hanno sviluppato raccomandazioni sui parametri dei monitor, in base alle quali i produttori di monitor combattono per la nostra salute. Tutti gli standard di sicurezza per i monitor regolano i valori massimi consentiti dei campi elettrici e magnetici creati dal monitor durante il funzionamento. Quasi ogni paese sviluppato ha i propri standard, ma gli standard sviluppati in Svezia e conosciuti con i nomi TCO e MPRII hanno guadagnato particolare popolarità in tutto il mondo (come è accaduto storicamente). Vi diciamo di più su di loro.
TCO
La TCO (Confederazione svedese dei lavoratori professionisti), che conta 1,3 milioni di professionisti svedesi iscritti, è organizzata in 19 associazioni che lavorano insieme per migliorare le condizioni di lavoro dei propri membri. Questi 1,3 milioni di membri rappresentano un’ampia gamma di lavoratori e impiegati del settore pubblico e privato dell’economia.
Il TCO non ha nulla a che fare con la politica o la religione, che è uno dei motivi distintivi che consente a vari membri collettivi di riunirsi sotto il tetto di un'unica organizzazione.
Insegnanti, ingegneri, economisti, segretarie e tate sono solo alcuni dei gruppi che collettivamente formano TCO. Ciò significa che il TCO riflette un ampio spaccato della società, il che gli conferisce un ampio sostegno.
Questa era una citazione dal white paper TCO. Il fatto è che oltre l'80% dei dipendenti e dei lavoratori in Svezia si occupa di computer, quindi il compito principale di TCO è sviluppare standard di sicurezza quando si lavora con i computer, ad es. fornire ai propri membri e a tutti gli altri un luogo di lavoro sicuro e confortevole. Oltre allo sviluppo di standard di sicurezza, TCO è coinvolta nella creazione di strumenti speciali per testare monitor e computer.
Gli standard TCO sono progettati per garantire un funzionamento sicuro per gli utenti di computer. Ogni monitor venduto in Svezia e in Europa deve soddisfare questi standard. Le linee guida TCO vengono utilizzate dai produttori di monitor per creare prodotti migliori e meno pericolosi per la salute degli utenti. L'essenza delle raccomandazioni TCO non è solo determinare i valori consentiti di vari tipi di radiazioni, ma anche determinare i parametri minimi accettabili dei monitor, ad esempio risoluzioni supportate, intensità del bagliore dei fosfori, margine di luminosità, consumo energetico , rumore, ecc. Inoltre, oltre ai requisiti, i documenti TCO forniscono metodi dettagliati per testare i monitor. Alcuni documenti e informazioni aggiuntive possono essere trovati sul sito ufficiale di TCO: tco-info.com
Le linee guida TCO vengono utilizzate sia in Svezia che in tutti i paesi europei per definire i parametri standard che tutti i monitor devono soddisfare. Le raccomandazioni sviluppate da TCO oggi comprendono tre standard: TCO’92, TCO’95 e TCO’99; è facile intuire che i numeri indicano l’anno della loro adozione.
La maggior parte delle misurazioni durante i test TCO vengono effettuate a 30 cm davanti allo schermo e a 50 cm attorno al monitor. Per fare un confronto, quando si testano i monitor secondo un altro standard, MPRII, tutte le misurazioni vengono effettuate a una distanza di 50 cm davanti allo schermo e attorno al monitor. Ciò spiega perché gli standard TCO sono più rigorosi di quelli MPRII.
TCO "92
Lo standard TCO'92 è stato sviluppato esclusivamente per i monitor e definisce le emissioni elettromagnetiche massime consentite durante il funzionamento del monitor e stabilisce inoltre uno standard per le funzionalità di risparmio energetico dei monitor. Inoltre, un monitor certificato TCO’92 deve soddisfare lo standard di efficienza energetica NUTEK e rispettare gli standard europei di sicurezza elettrica e antincendio.
TCO "95
Lo standard TCO'92 è progettato solo per i monitor e le loro caratteristiche relative ai campi elettrici e magnetici, alle modalità di risparmio energetico e alla sicurezza elettrica e antincendio. Lo standard TCO’95 si applica all’intero personal computer, vale a dire sul monitor, sull'unità di sistema e sulla tastiera e riguarda proprietà ergonomiche, radiazioni (campi elettrici e magnetici, rumore e calore), risparmio energetico e modalità ambientali (con l'obbligo di adattamento obbligatorio del prodotto e del processo di fabbricazione in fabbrica). Si noti che in questo caso il termine “personal computer” comprende workstation, server, desktop e computer desktop, nonché computer Macintosh.
Lo standard TCO’95 coesiste con il TCO’92 e non annulla quest’ultimo.
I requisiti TCO'95 per le emissioni elettromagnetiche dei monitor non sono più rigorosi di quelli TCO'92.
A proposito, per quanto riguarda l'ergonomia, TCO'95 impone requisiti più severi a questo riguardo rispetto allo standard internazionale ISO 9241
Tieni presente che anche i monitor LCD e al plasma possono essere certificati secondo gli standard TCO'92 e TCO'95, così come i computer portatili.
A proposito, i mouse non sono soggetti alla certificazione TCO’95.
Quattro organizzazioni hanno partecipato congiuntamente allo sviluppo dello standard TCO’95: TCO, Naturskyddforeinegen, NUTEK e SEMKO AB.
Naturskyddforeinegen (Società svedese per la conservazione della natura) - Società svedese per la protezione della natura. Questo è il loro segno a forma di falco volante posto sull'emblema TCO'95. Sarebbe interessante conoscere la trascrizione del nome di questa stimata organizzazione.
NUTEK (Ente nazionale per lo sviluppo industriale e tecnico in Svezia) è un'organizzazione governativa svedese impegnata nella ricerca nel campo del risparmio energetico e dell'uso efficiente dell'energia.
SEMKO AB è coinvolta nel test e nella certificazione di prodotti elettrici. È una divisione indipendente del gruppo britannico Inchcape. SEMKO AB ha sviluppato test per la certificazione TCO'95 e la verifica dei dispositivi certificati.
TCO "99
TCO'99 ha requisiti più rigorosi rispetto a TCO'95 nelle seguenti aree: ergonomia (fisica, visiva e usabilità), energia, radiazioni (campi elettrici e magnetici), ambiente ed ecologia, incendio e sicurezza elettrica. Lo standard TCO'99 si applica ai tradizionali monitor CRT, display a schermo piatto, computer portatili (laptop e notebook), unità di sistema e tastiere. Le specifiche TCO'99 contengono requisiti presi dagli standard TCO'95, ISO, IEC ed EN, nonché dalla Direttiva CE 90/270/CEE e dallo standard nazionale svedese MPR 1990:8 (MPRII) e dalle precedenti raccomandazioni TCO. TCO, Naturskyddsforeningen e Statens Energimyndighet (l’Amministrazione nazionale svedese per l’energia, Agenzia nazionale svedese per l’energia) hanno preso parte allo sviluppo dello standard TCO’99.
I requisiti ambientali includono restrizioni sulla presenza di metalli pesanti, bromurati e clorurati, CFC e sostanze clorurate all'interno dei materiali.
Qualsiasi prodotto deve essere preparato per il riciclaggio e il produttore deve disporre di una politica di riciclaggio sviluppata, che deve essere seguita in ciascun paese in cui opera l'azienda.
I requisiti di risparmio energetico prevedono che il computer e/o il monitor riducano il consumo energetico di uno o più livelli dopo un certo periodo di inattività. In questo caso, il periodo di ripristino della modalità operativa del consumo energetico dovrebbe essere adatto all'utente.
MPRII
Questo è un altro standard sviluppato in Svezia, dove il governo e le organizzazioni non governative sono molto preoccupati per la salute della popolazione del paese. MPRII è stato sviluppato da SWEDAC (L'Ente svedese per l'accreditamento tecnico) e definisce i valori massimi ammissibili della radiazione del campo magnetico ed elettrico, nonché i metodi per misurarli. MPRII si basa sul concetto che le persone vivono e lavorano in luoghi dove sono già presenti campi magnetici ed elettrici, quindi i dispositivi che utilizziamo, come il monitor di un computer, non dovrebbero creare campi elettrici e magnetici maggiori di quelli già esistenti. Tieni presente che gli standard TCO richiedono che i campi elettrici e magnetici emessi dai dispositivi siano ridotti nella misura tecnicamente fattibile, indipendentemente dai campi elettrici e magnetici già esistenti intorno a noi. Tuttavia, abbiamo già notato che gli standard TCO sono più severi di quelli MPRII.
Gli standard sono buoni, ma l'utente stesso può aiutare a mantenere la propria salute e aumentare il comfort quando lavora con un computer. Ci sono diversi consigli per questo:
- Poiché il monitor è un dispositivo elettrico, è sempre una buona idea collegarlo ad una presa con messa a terra.
- Dopo l'accensione per diversi minuti, il monitor diventa molto caldo, a seguito del quale varie emissioni chimiche iniziano a diffondersi sotto forma di gas pericolosi per la salute. Pertanto, migliore è la ventilazione della stanza in cui si trova il computer e maggiore è lo spazio attorno al monitor, migliore è la sicurezza.
- È molto importante che il monitor e l'adattatore video corrispondano tra loro. Ciò ti garantisce l'opportunità di utilizzare la risoluzione ottimale con un'elevata frequenza di aggiornamento dello schermo del monitor, il che significa che i tuoi occhi saranno meno stanchi e il rischio di deterioramento della vista sarà ridotto.
- I monitor, come le persone, invecchiano. Dopo alcuni anni, la qualità dell'immagine potrebbe deteriorarsi, così come il contrasto e la luminosità. Se sospetti che le prestazioni del monitor siano peggiorate, contatta un centro assistenza prima di acquistarne uno nuovo.
- Se il tuo budget ti consente di effettuare di tanto in tanto acquisti costosi, allora è una buona idea acquistare un nuovo monitor ogni 4-5 anni. O più spesso se sul mercato compaiono modelli di qualità migliore.
Ora parliamo un po' di cosa sono DDC, VESA, Plug & Play e Power Management
Partiamo dallo standard DDC, molto conosciuto nel mondo dei monitor e degli adattatori video. L'abbreviazione DDC sta per "Display Data Channel". DDC è uno standard creato dal consorzio VESA (Video Electronics Standard Association). Con DDC, l'utente ha la possibilità di controllare le impostazioni di un terminale grafico, come un monitor, tramite software. Lo standard DDC fornisce al monitor la possibilità di scambiare dati direttamente con l'adattatore video. L'adattatore video riceve dal monitor tutte le informazioni necessarie sulla funzionalità di quest'ultimo, che, di conseguenza, offre la possibilità di configurare e selezionare automaticamente i valori ottimali per la frequenza di aggiornamento dello schermo, a seconda della risoluzione scelta. DDC è la base della funzionalità Plug & Play per i monitor. DDC trova canali di comunicazione fisica tra il monitor e l'adattatore video, che consentono al monitor di scambiare informazioni con l'adattatore video, e la CPU inoltra tutti i dati necessari sulla funzionalità del monitor. Lo standard DDC si basa su un'architettura speciale sviluppata da Philips e DEC, nota come I2C. I2C viene utilizzato per controllare il bus dati, che consiste di due fili che trasportano segnali bidirezionali e un filo utilizzato per la terra. Puoi collegare ogni componente a questo bus, dalla CPU al monitor alla scheda video e qualsiasi altra cosa, e ciascuno di questi componenti controlla il bus quando inizia il trasferimento dei dati. A questo punto, il componente di controllo del bus diventa il Master Bus. Allo stesso tempo, altri dispositivi collegati al bus I2C diventano il bus slave. Il vantaggio di questa architettura è il basso costo e l'affidabilità del trasferimento dei dati. Esistono tre diversi livelli di DDC:
- DDC1: utilizzato dal monitor per trasmettere le informazioni di configurazione (EDID) al computer.
- DDC2B: utilizza il bus I2C per leggere i dati di configurazione dal monitor.
- DDC2AB: utilizza lo scambio bidirezionale di informazioni tra il monitor ed il computer e opera sotto il controllo di comandi trasmessi tramite il protocollo ACCESS.BUS.
Abbiamo menzionato VESA, una società senza scopo di lucro gestita da un gruppo di amministratori che rappresentano oltre 280 aziende di tutto il mondo. VESA è apparso in un momento in cui iniziarono ad apparire sul mercato dispositivi grafici incompatibili tra loro, il che causò molti problemi. VESA sviluppa standard con l'obiettivo di raggiungere il massimo livello di compatibilità tra i dispositivi conformi allo standard. Tutti gli standard sono sviluppati dai migliori esperti hardware e software delle migliori aziende grafiche del mondo informatico.
Sentiamo spesso la frase Plug & Play e il nome del sistema operativo Windows 95/98, che supporta i dispositivi Plug & Play e ne gestisce la configurazione. I sistemi operativi come Windows 98 possono rilevare la presenza di un adattatore video installato nel computer, ottenendo informazioni importanti dalla scheda grafica, come la risoluzione massima supportata e la massima profondità di colore. Inoltre, il sistema operativo riceve informazioni sul monitor, come le frequenze di aggiornamento verticale e orizzontale supportate, nonché la presenza del supporto per la gestione delle modalità di alimentazione se il monitor supporta il funzionamento Plug & Play (leggi: DDC). Dopo aver ricevuto tutte le informazioni necessarie sul sottosistema video, Windows98 lo analizza e presenta nelle proprietà dello schermo la possibilità di selezionare tra le modalità disponibili per l'uso. Quelli. l'utente ha la possibilità di selezionare la risoluzione, la profondità del colore e il valore della frequenza di aggiornamento (a volte sono disponibili tra cui scegliere solo i valori ottimale e predefinito). Perché tutto ciò funzioni, è necessario che sia il monitor che l'adattatore video rispettino lo standard DDC12B, di cui abbiamo parlato sopra.
Il sistema di gestione energetica del monitor si basa sulla specifica Energy Star dell'EPA, che riduce il consumo energetico del sistema inattivo del 60-80% rispetto al consumo energetico del monitor quando funziona a risoluzioni elevate e profondità di colore elevate. L'EPA (Environmental Protection Agency) è l'agenzia di protezione ambientale del governo statunitense. È questa agenzia che sviluppa raccomandazioni per l'uso ottimale e la conservazione dell'energia. Il logo Energy Star è familiare a tutti i possessori di computer; significa semplicemente che durante lo sviluppo di un prodotto o componente (ad esempio un monitor), il produttore ha seguito le raccomandazioni EPA.
La gestione energetica avviene automaticamente dopo aver attivato la modalità di risparmio energetico. È possibile ridurre il consumo energetico fino a 5 W in modalità di spegnimento completo, mentre il monitor consuma in media 80-90 W quando è in funzione. In modalità Standby, ad es. passando temporaneamente alla modalità standby, il monitor consuma meno di 30 W. Oltre a risparmiare energia, l'utilizzo delle modalità di risparmio energetico può ridurre la radiazione termica proveniente da un monitor in funzione.
* Il tempo di accensione totale per entrambe le modalità di risparmio energetico, impostato per impostazione predefinita, non deve superare i 70 minuti.
Nella modalità "Standby", lo schermo viene oscurato; nella modalità "Suspend", la temperatura del filamento dei catodi del CRT viene ridotta. Alcuni monitor trattano la modalità "Standby" allo stesso modo della modalità "Sospensione". Si noti che l'uscita dei segnali di sincronizzazione oltre i limiti consentiti viene percepita dalla maggior parte dei monitor come la loro assenza, il che porta alla transizione verso una modalità di spegnimento completo.
DPMS (Display Power Management Signaling) è uno standard del consorzio VESA. DPMS definisce le modalità di gestione dell'alimentazione che è possibile utilizzare quando il monitor è inattivo ed è possibile scegliere tra tre modalità come mostrato nella tabella sopra: "Standby", "Sospensione" e "Spegnimento" ("Spegnimento"). Il monitor deve essere conforme allo standard EPA Energy Star, ma puoi utilizzare queste modalità solo se il tuo computer (o meglio il BIOS), la scheda video e il sistema operativo supportano la specifica DPMS consigliata da VESA.
Configurazione e problemi
Sono molti i problemi legati ad un monitor, anche se è appena stato acquistato. Quali sono questi problemi? Ecco quelli più comuni:
- messa a fuoco dell'immagine
- ignoranza
- tremolio dell'immagine
- problemi con la geometria dell'immagine visibile sullo schermo
- Problemi con la visualizzazione uniforme delle immagini sullo schermo
Questi problemi sorgono a causa della complessa struttura del monitor e capita che anche se tutti i componenti elettronici funzionino correttamente, il problema non può essere corretto modificando le impostazioni del monitor. In pratica, la maggior parte dei problemi sorgono ancora a causa di guasti ai componenti, problemi di calibrazione associati a una mancata corrispondenza tra il monitor e l'adattatore video, ecc. La configurazione di un monitor richiede tempo e il risultato finale è spesso insoddisfacente. Se possibile, è sempre meglio contattare gli specialisti del centro servizi.
Come già sappiamo dalla parte teorica di questo articolo, alcuni dei componenti più importanti del monitor sono i cannoni elettronici, una maschera e una superficie con fosforo. Cominciamo con un fascio di elettroni emesso da tre cannoni.
Cannoni che emettono elettroni, uno per ciascuno dei colori primari (rosso, verde e blu), inviano un raggio sullo schermo. Questo raggio di elettroni, colpendo il centro dello schermo, forma un cerchio, mentre quando si sposta sul resto dello schermo, il raggio forma un'ellisse, a seguito della quale l'immagine viene distorta, questo processo è chiamato astigmatismo. Inoltre, il problema diventa maggiore man mano che aumentano le dimensioni del monitor. Naturalmente, non c'è nulla di buono per la nostra salute in questo.
Un altro problema, anch'esso pericoloso per la salute, è lo sfarfallio delle immagini. La causa dello sfarfallio dell'immagine è una frequenza di aggiornamento dello schermo insufficiente. L'effetto di sfarfallio era comune nei vecchi monitor interlacciati a basso frame rate. In essi, ogni fotogramma dell'immagine è formato da due campi contenenti linee pari o dispari, che sono stati sostituiti da monitor a scansione progressiva (non interlacciati, in cui ogni fotogramma dell'immagine è formato da tutte le linee).
Un altro problema è l'errata convergenza dei raggi dei faretti elettronici sui monitor, che porta alla sfocatura dell'immagine e alle frange cromatiche degli elementi dell'immagine. Tre fasci di elettroni emessi dai cannoni corrispondenti devono colpire con precisione i corrispondenti elementi di fosforo colorati.
Un altro problema è la sfocatura dell'immagine ai bordi dello schermo. Questo problema si verifica perché i proiettori cannone devono sempre focalizzare i loro raggi sulla superficie dello schermo. Poiché le lunghezze del percorso del fascio di elettroni verso il centro dello schermo e i suoi bordi sono diverse, i monitor utilizzano circuiti di focalizzazione dinamica del raggio che modificano la lunghezza focale del faretto a seconda dell'angolo di deflessione del raggio. Poiché tali circuiti presentano inevitabilmente qualche errore nel loro funzionamento, i circuiti di messa a fuoco dinamica sono regolati per fornire la massima nitidezza nella parte centrale dello schermo. Pertanto, potrebbe apparire sfocata ai bordi dello schermo. Il grado di sfocatura dipende dagli sforzi del produttore del monitor.
I raggi elettronici dei proiettori vengono deviati nel campo magnetico di speciali bobine di scansione orizzontali e verticali. Tali sistemi di deflessione forniscono facilmente una variazione lineare dell'angolo di deflessione del raggio nel tempo con una variazione lineare della corrente nelle bobine. Su uno schermo piatto la velocità del raggio aumenterà all'aumentare dell'angolo di deflessione secondo la legge 1/cos (a). Pertanto, sullo schermo saranno evidenti distorsioni geometriche sotto forma di bordi raster con angoli allungati (a forma di cuscino). Per compensarli, monitor e televisori utilizzano circuiti di correzione della distorsione che generano correnti di forma complessa nelle bobine del sistema di deflessione. Se questi dispositivi non sono calibrati correttamente, sullo schermo potrebbero essere visibili distorsioni dell'immagine come "distorsione a barile" o "puntaspilli". Sono possibili anche distorsioni come la “distorsione a trapezio” o “trapezio” (trapezio), quando i confini laterali sono inclinati e tendono a convergere in un punto, ad es. l'immagine ha la forma di un trapezio. A volte tali distorsioni possono verificarsi anche a causa di cambiamenti nella geometria o nella posizione delle bobine e degli elementi correttivi del sistema di deflessione del monitor nel tempo, con conseguente leggera rotazione dell'immagine.
Un problema abbastanza comune sono le macchie colorate o scure che appaiono improvvisamente sullo schermo del monitor. Inoltre, ieri andava tutto bene e oggi sullo schermo c'è un arcobaleno. In questo caso è probabile che la maschera d'ombra (o la griglia di apertura o la maschera a fessura) del tubo del monitor si sia magnetizzata. La magnetizzazione avviene sotto l'influenza di campi magnetici: naturali (ad esempio, un'anomalia magnetica) o artificiali (un altro monitor, altoparlanti, trasformatore). Inoltre, la magnetizzazione può verificarsi anche a seguito del funzionamento, anche per breve tempo, del monitor in una posizione non standard (schermo rivolto verso il basso, verso l'alto o su un lato). Il fatto è che i monitor hanno un sistema integrato per compensare l'influenza dei campi magnetici terrestri, che, se il monitor si trova in una posizione non standard, non fa che aumentare questa influenza. A causa della magnetizzazione, la convergenza dei raggi del monitor potrebbe essere disturbata e potrebbero apparire delle distorsioni geometriche.
Per smagnetizzare la maschera del tubo a raggi catodici, quasi tutti i monitor moderni dispongono di un circuito speciale attraverso il quale viene fatta passare la corrente all'accensione. In questo caso, il monitor è solitamente dotato di un pulsante aggiuntivo (o di una voce del menu OSD) per la smagnetizzazione forzata (Smagnetizzazione). Se dopo l'accensione trovi delle macchie sullo schermo, premi due volte il pulsante di smagnetizzazione. Se le macchie non sono completamente scomparse, assicurati che il monitor sia nella posizione standard :-) e dopo 25-30 minuti ripeti il processo di smagnetizzazione.
Se il tuo monitor non dispone di tale funzione, accendi e spegni semplicemente il monitor più volte, facendo una pausa per alcuni minuti.
Vale la pena aggiungere qui un dettaglio importante. La smagnetizzazione integrata viene attivata solo quando viene applicata l'alimentazione, ad es. dopo che il monitor è stato completamente diseccitato. Il che porta a un fatto interessante: le unità ATX non dispongono di un connettore per alimentare il monitor. E quando il monitor è sempre acceso (se non si spegne la corrente, come fanno tutti), la smagnetizzazione non funziona. Quindi vale la pena ricordare questa sfumatura. Si noti che molti modelli di monitor moderni non presentano questo problema, poiché vengono smagnetizzati quando si passa dalla modalità "Stanby" alla modalità normale, ad es. Non è necessaria un'interruzione completa dell'alimentazione.
Se ancora non riesci a smagnetizzare lo schermo del monitor, dovresti contattare un centro di assistenza, poiché l'uso di metodi fatti in casa può portare a risultati disastrosi.
Inoltre, va notato che molti problemi che sorgono quando si utilizza un monitor derivano dall'adattatore video del computer o dal cavo di interfaccia tra il monitor e la scheda video. A volte, non importa quanto possa sembrare divertente, alcuni problemi con il monitor possono essere risolti semplicemente girando il cavo di interfaccia o installando nuovi driver dell'adattatore video o installando una risoluzione diversa o una frequenza di aggiornamento dello schermo diversa.
Quindi, poiché il monitor è un dispositivo che può avere problemi che incidono negativamente sul comfort del tuo lavoro al computer, quando scegli un nuovo monitor, dovresti dare la preferenza al monitor della massima qualità possibile che meglio si adatta alle tue esigenze. A seconda del tipo e della marca del monitor, l'insieme di impostazioni funzionali che consentono di risolvere alcuni o la maggior parte dei problemi può differire in modo significativo, quindi quando si sceglie un monitor, assicurarsi che disponga di un insieme sufficiente di impostazioni modificabili che consentano di risolvere alcuni problemi da soli, senza la necessità di contattare il centro assistenza. Inoltre, anche se al momento dell'acquisto il monitor non presentava difetti, questi potrebbero manifestarsi in seguito.
Come scegliere un monitor?
È chiaro che è impossibile dare una risposta definitiva a questa domanda. Troppi fattori determinano la scelta finale. Ognuno ha le proprie preferenze ed esigenze. Inoltre, due monitor dello stesso tipo e marca possono differire notevolmente in termini di qualità. Ma possiamo fornire consigli generali su cosa dovresti prestare attenzione quando scegli un monitor. Questo è ciò che cercheremo di fare di seguito.
Prima di acquistare un nuovo monitor, devi definire chiaramente due cose: quanto sei disposto a spendere per il monitor e per quali scopi utilizzerai il monitor. Con i soldi, in linea di principio, tutto è chiaro: o ce l'hai o non ce l'hai. Tuttavia, se intendi acquistare un monitor come parte di un sistema informatico, valuta nuovamente l'importo accantonato per il monitor. Forse, risparmiando su un processore o una scheda video, puoi acquistare un monitor migliore. Per quanto riguarda le attività per le quali è necessario un monitor, ci sono diverse considerazioni. È chiaro che se non sei limitato dai fondi e hai spazio più che sufficiente sul desktop, allora, ovviamente, un monitor con un'ampia diagonale e risoluzioni elevate sarà un'ottima scelta. Ancora una volta, se hai soldi, ma non spazio, i moderni monitor TFT-LCD soddisferanno le tue esigenze. Se i soldi scarseggiano e non c'è spazio libero, allora conviene scegliere tra 15" e 17", mentre tra i monitor da 17" prestare molta attenzione ai modelli con tubo accorciato, poiché in profondità corrispondono alle dimensioni di 15" monitor, ma non bastano Di regola è proprio lo spazio nella profondità del tavolo. Del resto si è diffusa la tendenza a ridurre la lunghezza dei tubi: oggi vengono prodotti monitor da 19" che, in termini di dimensioni della profondità del tavolo, occupano lo spazio dei modelli da 17". Sconsigliamo assolutamente l'acquisto di un monitor da 14", a meno che non sia esattamente ciò di cui hai bisogno.
Esiste un certo tipo di attività che richiede semplicemente un monitor con una grande diagonale. Ad esempio, se devi occuparti del layout o del design, un monitor di dimensioni inferiori a 17" semplicemente non ti andrà bene. Quindi, in questo caso, se non hai risorse finanziarie, ha senso aspettare tempi migliori.
Poiché stiamo parlando di monitor con una grande diagonale, vale la pena menzionare il collegamento di tali monitor alle schede video tramite speciali cavi BNC. Il fatto è che molto spesso i monitor con una diagonale di 17" e superiore dispongono di due tipi di connettori per il collegamento dei cavi VGA: D-SUB a 15 pin (standard) e un set di diverse prese coassiali di tipo BNC (3, 4 o 5 connettori BNC Per collegare un monitor tramite connettori BNC, viene utilizzato un cavo speciale, su un lato del quale è presente un connettore D-SUB standard a 15 pin e sull'altro lato ci sono diversi cavi coassiali con connettori BNC (tre, quattro o cinque).
Ecco i segnali trasmessi attraverso i cavi in cordoni con connettori BNC:
- Tre cavi BNC: rosso, verde+sincronizzazione, blu (il segnale di sincronizzazione viene trasmesso insieme al verde)
- Quattro cavi BNC: rosso, verde, blu, CS (sincronizzazione composita, sincronizzazione mista). Possibile sincronizzazione con segnale verde
- Cinque cavi BNC: rosso, verde, blu, HS (sincronizzazione orizzontale), VS (sincronizzazione verticale). Cioè, vengono utilizzate sincronizzazioni separate. È anche possibile utilizzare la sincronizzazione mista o la sincronizzazione verde.
A proposito, tieni presente che esiste un altro connettore 13W3 (utilizzato, ad esempio, nei monitor Sun), che consiste di 3 contatti di segnale coassiali (BNC) e 10 contatti di segnale regolari (pin), combinati in un unico alloggiamento.
L'utilizzo di un cavo BNC consente di ottenere un bordo più morbido del segnale trasmesso al monitor. Un cavo BNC di marca (di alta qualità) costa circa $ 20-40 (e anche $ 100). Tieni presente che un cavo BNC di bassa qualità spesso rovina solo il segnale, il che può peggiorare l'immagine. Perché hai bisogno di un cavo BNC? Si ritiene che il suo utilizzo migliorerà significativamente la qualità dell'immagine ad alta risoluzione, a partire da 1024x768. Tuttavia, a giudicare dalla pratica, queste impressioni sono piuttosto soggettive. In questo caso è necessario tenere conto della qualità del segnale prodotto dalla scheda video. Quando utilizzi una scheda video economica con filtri difettosi (o senza filtri), con un DAC debole o di bassa qualità, nessun cavo BNC ti aiuterà. Al contrario, quando si utilizza una scheda video di alta qualità, il passaggio a una connessione BNC potrebbe non fornire alcun miglioramento visivo (non c'è nulla da migliorare). Sottolineiamo che per i monitor con una diagonale inferiore a 17" e con risoluzioni inferiori a 1024x768, l'uso di un cavo BNC non offrirà alcun vantaggio. Ma ad alte risoluzioni e ad alte frequenze, un guadagno sotto forma di un'immagine di qualità superiore può essere ottenuto.
Esiste un'altra area di applicazione per i cavi BNC. Se è necessario posizionare il monitor abbastanza lontano dal computer, ad esempio in un ospedale, quando il monitor si trova nella stanza del paziente e il computer stesso, che rileva le letture dai sensori, si trova dietro il muro. In questo caso non potete assolutamente fare a meno dei cavi BNC. Poiché il loro utilizzo consentirà di rimuovere il monitor a 15 metri dal computer.
Ora continuiamo la nostra discussione sui tipi di monitor. Alcuni monitor dispongono di altoparlanti integrati. È buono o cattivo? A nostro avviso non tutti gli altoparlanti integrati hanno un suono decente, inoltre a volte causano un deterioramento dell'immagine sul monitor. Sta a voi decidere ovviamente; secondo noi è meglio acquistare i diffusori separatamente, sempre in base ai vostri gusti. Inoltre, se disponi già di altoparlanti, difficilmente utilizzerai quelli integrati nel monitor e perché acquistare qualcosa che non utilizzerai? L'unico argomento a favore degli altoparlanti integrati nel monitor, a nostro avviso, è il risparmio di spazio sulla scrivania. Tuttavia, nessuno ti disturba ad acquistare altoparlanti esterni montati sul monitor. Inoltre, le moderne schede audio sono progettate per collegare più di quattro altoparlanti, quindi prima o poi acquisterai comunque altoparlanti esterni. Ma torniamo ai monitor, visto che è di questo che stiamo parlando.
In generale parliamo della dimensione della diagonale, ma è bene ricordare che la risoluzione massima utilizzabile dipende dalla dimensione del monitor. Ne abbiamo parlato prima. Inoltre, un fattore importante è il passo del punto o il parametro corrispondente a un tipo specifico di tubo monitor (cioè può essere sia passo della fessura che passo della striscia). Il passo del punto determina la precisione con cui verranno trasmessi i dettagli dell'immagine quando visualizzati sullo schermo del monitor. Minore è il valore del dot pitch, maggiore sarà la qualità dell'immagine che otterremo sullo schermo, mentre maggiore è la risoluzione, più chiaramente questo sarà evidente. Nel caso dei monitor LCD, il parametro che determina la qualità dell'immagine è il numero di elettrodi: più sono, meglio è.
Si noti che alcuni produttori a volte utilizzano designazioni non tradizionali per parametri come il passo della punta. Di conseguenza, l'utente acquista qualcosa di completamente diverso da ciò che desiderava. Pertanto, guarda sempre il manuale o, meglio ancora, chiedi al venditore cosa intende esattamente il produttore del monitor con questo o quel parametro. Lo stesso vale per la massima risoluzione. Alcuni monitor, quando si utilizza la risoluzione massima, supportano una frequenza di aggiornamento molto bassa o addirittura funzionano in modalità interlacciata, il che è inaccettabile. Pertanto, quanto più conosci un monitor prima dell'acquisto, tanto meno è probabile che rimarrai deluso in seguito.
Inoltre, informati in anticipo sul supporto tecnico e sulla garanzia del monitor. È meglio se ti consigliasse di contattare un venditore specifico da un amico che ha già avuto a che fare con questa azienda ed è rimasto soddisfatto della qualità del servizio. Inoltre, non fa male chiedere le opinioni dei tuoi amici su marche specifiche di monitor. Ma ricorda che la scelta è ancora tua.
Passiamo ora alle frequenze supportate dal monitor. Molto spesso sul monitor è indicata solo la larghezza di banda della frequenza. A volte anche l'intervallo di scansione della frequenza orizzontale. Tuttavia, di norma è possibile trovare ulteriori informazioni nel manuale del monitor. In linea di principio, se il monitor soddisfa lo standard TCO, da ciò possiamo già trarre conclusioni sulle sue caratteristiche. Ma anche conoscendo solo la larghezza di banda del monitor, possiamo determinare in modo abbastanza preciso se possiamo lavorare alla risoluzione richiesta alla frequenza di aggiornamento richiesta. La larghezza di banda è misurata in MHz (Megahertz, MHz) e caratterizza la durata minima dell'impulso corrispondente alla visualizzazione di un singolo punto sulla linea dell'immagine e, di conseguenza, la sua dimensione alle massime velocità di scansione orizzontale. Si noti che i valori della larghezza di banda del monitor e la velocità massima di trasmissione degli impulsi dei singoli pixel da parte dell'adattatore video (dot clock, ovvero i dati sulla visualizzazione di quanti pixel l'adattatore video può trasmettere al monitor al secondo; misurati anche in MHz), determinano in combinazione la nitidezza dell'immagine orizzontale alle massime risoluzioni e frequenze di scansione. Con valori approssimativamente uguali di questa frequenza, la frequenza massima complessiva del sistema scheda video-monitor sarà inferiore di circa il 40%. Per altre relazioni, puoi utilizzare il teorema di Pitagora per stimare un triangolo rettangolo con i cateti costituiti da frequenze reciproche. La lunghezza dell'ipotenusa corrisponderà approssimativamente all'inverso della larghezza di banda dell'intero sistema. Ovviamente, se c'è una grande differenza tra due di tali frequenze, il valore finale della larghezza di banda sarà determinato dall'elemento peggiore. Pertanto, quando si sostituisce un monitor, è necessario studiare attentamente le caratteristiche della scheda video e valutarne l'effetto sulla nitidezza dell'immagine nella modalità operativa del monitor utilizzata. Altrimenti, la perdita di nitidezza quando si aumenta la risoluzione o il frame rate potrebbe essere dovuta a prestazioni non sufficientemente buone della scheda video. In ogni caso, maggiore è il margine del dot clock, meglio è.
Va notato che la larghezza di banda dipende dal numero di pixel verticali e orizzontali, nonché dalla frequenza di aggiornamento dello schermo. Supponiamo che Y sia il numero di pixel verticali, X sia il numero di pixel orizzontali e R sia la frequenza di aggiornamento dello schermo. Per tenere conto del tempo aggiuntivo per la sincronizzazione verticale, moltiplichiamo Y per un fattore 1,05. Il tempo richiesto per la sincronizzazione orizzontale corrisponde a circa il 30% del tempo di scansione, quindi utilizziamo un fattore di 1,3. Tieni presente che il 30% è un valore molto moderato per la maggior parte dei monitor moderni. Di conseguenza, otteniamo una formula per calcolare la larghezza di banda del monitor:
Larghezza di banda = 1,05 * Y * 1,3 * X * R
Ora, se hai gli occhi puntati sul monitor e lavorerai con una risoluzione, ad esempio, di 1280x1024 con una frequenza di aggiornamento di 90 Hz, la larghezza di banda del monitor richiesta sarà pari a: 1,05 * 1024 * 1280 * 1,3 * 90 = 161 MHz.
Sottolineiamo che il valore ottenuto è approssimativo e può essere utilizzato solo come guida. Chiaramente, il modo migliore per verificare se un monitor può mantenere una determinata risoluzione a una determinata frequenza di aggiornamento è impostare tale risoluzione e frequenza di aggiornamento. Se il risultato ti soddisfa, allora va tutto bene. Tuttavia, non dimenticare che l'adattatore video nel negozio potrebbe essere completamente diverso da quello del tuo computer.
Oltre a controllare la risposta in frequenza del monitor e le risoluzioni supportate, dovresti osservare come il monitor visualizza le immagini. Quelli. guarda la luminosità, il contrasto, il colore (inclusa la saturazione del colore), l'appiattimento, la geometria. Prima di iniziare a controllare la qualità dell'immagine riprodotta, si consiglia di lasciare riscaldare il monitor per almeno 20 minuti. Un monitor è un acquisto costoso, quindi non dovresti affrettarti a sceglierne uno.
Quasi tutti i monitor moderni dispongono di regolazione digitale dei parametri o regolazione combinata analogico-digitale. Oltre alle manopole o ai pulsanti di controllo, il monitor dispone solitamente di un cosiddetto OSD (On Screen Display), ovvero il menu delle impostazioni, che appare quando lo si richiama sullo schermo del monitor sopra tutte le informazioni video attualmente visualizzate. Tramite OSD di solito è possibile ottenere informazioni sulla modalità video corrente, ad es. risoluzione e frequenza di aggiornamento, selezionare la lingua dei messaggi del menu, smagnetizzare il monitor, selezionare la temperatura del colore, ecc. Dopo aver apportato modifiche alle impostazioni del menu, tutte le impostazioni per questa modalità verranno automaticamente ricordate (a meno che, ovviamente, tu non abbia un monitor puramente analogico, che difficilmente troverai in vendita oggi). Naturalmente, durante il controllo, è necessario impostare il monitor nella modalità in cui lavorerai più spesso (se esistono diverse modalità di questo tipo, è meglio controllarle tutte).
Per testare la qualità dell'immagine visualizzata sullo schermo del monitor, è possibile utilizzare utilità speciali, la più famosa delle quali è Nokia Monitor Test di un noto produttore di monitor. Ma se tale utilità non è a portata di mano, puoi farlo con i tuoi occhi.
Quindi, se non hai utilità speciali a portata di mano e non hai un amico nelle vicinanze pronto ad assumersi la responsabilità di scegliere un monitor per te, dovrai fare tutto da solo, come si suol dire, occhio. Innanzitutto lasciate che il monitor si riscaldi, come abbiamo già detto, per almeno 20 minuti.
Se hai l'opportunità e il tempo libero, è meglio lasciare che il monitor funzioni per 1,5-2 ore, poiché è durante questo periodo che puoi notare un tipo di difetto come la comparsa di lievi violazioni del tono sullo schermo purezza, ben visibile su sfondo bianco e da grande distanza. Questi disturbi assomigliano alla magnetizzazione di una maschera. Tutti i tentativi di smagnetizzazione, anche con speciali dispositivi esterni, potrebbero non dare alcun risultato. Su alcuni monitor questo effetto può essere molto pronunciato. Ad esempio, l'intero schermo potrebbe assumere una tinta bluastra, mentre i punti su di esso potrebbero apparire giallastri. È chiaro che un monitor del genere è del tutto inadatto per le persone che lavorano con la grafica, ma anche quando si lavora con i testi sorgono problemi con una scarsa messa a fuoco sull'area dello schermo. Allo stesso tempo, nell'area delle macchie gialle, i raggi sono scarsamente convergenti e sfocati. Allo stesso tempo, come ha dimostrato la pratica, il centro servizi riconosce la "inesattezza", ma in molti casi rifiuta di cambiare il monitor, citando il fatto che le violazioni rientrano nella tolleranza. Tali problemi, infatti, sono legati proprio alla deformazione termica della maschera, e più precisamente al cedimento delle sue corde nelle zone con macchie. Il minimo tocco del dito sul monitor porta ad uno spostamento dei colori nell'area problematica con la frequenza di vibrazione delle corde. In altre parti dello schermo non ci sono tali overflow (quando si tocca leggermente il corpo con un dito!). Questo difetto è stato osservato su alcuni monitor ViewSonic PT775. Sottolineiamo che quando il monitor è freddo l'immagine appare ottima. Ovviamente il produttore ha commesso un errore nell'implementazione del raffreddamento del monitor. Sebbene ciò possa anche essere una conseguenza dei tentativi di ridurre il livello di radiazione elettromagnetica durante alcune modifiche urgenti del monitor in conformità con i mutati requisiti. In generale è necessario tenere presente che alcuni difetti possono manifestarsi solo dopo che il monitor è stato in funzione per un periodo piuttosto lungo.
Quindi, il monitor si è riscaldato. Successivamente, imposta la risoluzione e la frequenza di aggiornamento desiderate. Se hai questa opportunità, è meglio collegare più monitor contemporaneamente in modo da poter confrontare e scegliere quello migliore.
Successivamente, regola la luminosità dello schermo in modo che il colore della parte luminosa dello schermo (funzionante) corrisponda alla parte non luminosa dello schermo, ad es. con una cornice attorno ai bordi dello schermo. Regolare il contrasto a un livello accettabile. Assicurati di avere un po' di margine sia in termini di luminosità che di contrasto. Se non c'è alimentazione, sostituire il monitor. Tieni presente che quasi tutte le azioni suggerite di seguito vengono eseguite dall'utilità Nokia.
Controllo della messa a fuoco:
È molto importante che i cannoni elettronici siano ben focalizzati, sia al centro dello schermo che negli angoli. Sono i punti agli angoli dello schermo che creano problemi. Osserva il testo scuro visualizzato su uno sfondo chiaro al centro e negli angoli dello schermo. Le lettere devono essere chiare e leggibili e i pixel ai bordi dello schermo non devono essere macchiati o raddoppiati. Tutte le imperfezioni sono molto chiaramente visibili sulle lettere minuscole “e” e “m”; idealmente, dovrebbero essere chiaramente leggibili ovunque sullo schermo.
Controllo delle informazioni:
Osserva attentamente le linee bianche visualizzate sullo sfondo nero. Se le linee rimangono bianche lungo i bordi dello schermo, allora va tutto bene, la miscelazione è buona. Tuttavia, se sulla linea compaiono strisce di colore diverso, la visualizzazione di piccoli oggetti come caratteri o linee su questo monitor potrebbe essere mediocre. Tuttavia, anche se sono presenti strisce di colore, il monitor potrebbe comunque soddisfare le specifiche del produttore. Se le bande di colore appaiono ogni volta in modo diverso e in punti diversi, molto probabilmente il monitor non soddisfa le specifiche, tuttavia, in generale, le bande di colore sui bordi dello schermo sono comuni alla maggior parte dei monitor.
Controllo del cuscino (barile):
Prendi qualcosa con un bordo liscio, come un pezzo di carta, e posizionalo contro il bordo dello schermo con l'immagine. Ora guarda lo schermo dalla distanza dalla quale di solito guardi il monitor. Se i bordi dell'immagine si discostano dalla linea retta del bordo della carta, il monitor presenta una distorsione a cuscino o a barilotto. La distorsione a barilotto deriva da un uso (eccessivo) improprio della correzione a cuscinetto, ad es. i bordi dell'immagine si gonfiano verso l'esterno. Se il tuo monitor ha la capacità di correggere il puntaspilli, puoi provare a correggere la posizione. Se ciò non è possibile, o se la regolazione non aiuta, sullo schermo del monitor appariranno distorsioni geometriche, a volte piuttosto significative. Vale la pena notare che la modifica della risoluzione o della frequenza di aggiornamento può influire sulla presenza di distorsione a cuscinetto: può scomparire completamente o peggiorare.
Distorsione geometrica:
Sposta un oggetto con una dimensione costante (va bene qualsiasi piccola finestra dell'applicazione) sullo schermo e misurane le dimensioni utilizzando un righello in diverse parti dello schermo. Se la dimensione della finestra cambia in diverse parti dello schermo, si verifica una distorsione geometrica che potrebbe non essere correggibile, soprattutto se il monitor non fornisce un numero sufficiente di impostazioni di geometria variabile.
Resa del colore:
Visualizza in sequenza i colori rosso, verde e blu puri sullo schermo e osserva come appaiono questi colori sullo schermo; se il colore non viene visualizzato correttamente, il monitor ha una riproduzione del colore errata.
Uniformità dell'illuminazione:
Visualizza un'immagine completamente bianca. La luminosità dovrebbe essere uniforme su tutta l'area e non dovrebbero essere visibili punti colorati o scuri evidenti.
Sbavature di colore:
Visualizza l'oggetto con un colore primario chiaro (rosso chiaro, verde chiaro e azzurro). Sul lato destro, il colore chiaro dovrebbe terminare chiaramente al bordo dell'oggetto e non essere sfocato o sbavato, sfumando nel nulla.
Moire:
L'effetto moiré, o distorsione Raman, appare sullo sfondo o attorno agli oggetti sotto forma di contorni di linee, onde, increspature, ecc. L'effetto moiré è un fenomeno di interferenza naturale che si verifica su tutti i monitor CRT. L'effetto moiré dipende dalla risoluzione utilizzata e dalle dimensioni del monitor ed è più evidente nei monitor ad alta risoluzione con fasci perfettamente focalizzati. Se vedi l'effetto moiré, il monitor è ben messo a fuoco, ma è sgradevole. Se non c'è mai alcun effetto moiré, la messa a fuoco del monitor è scarsa. Alcuni monitor dispongono di regolazioni dell'effetto moiré per renderlo invisibile. Esistono molti altri modi per eliminare l'effetto moiré visibile, ad esempio modificando lo sfondo in Windows, modificando la risoluzione, modificando la dimensione degli oggetti visualizzati, ecc.
Rivestimento antiriflesso:
Di norma, poche persone prestano attenzione a questo, ma poiché hai deciso di scegliere il monitor più comodo, vale la pena considerare questo problema.
Tutti i rivestimenti antiriflesso funzionano in modo diverso. I rivestimenti di qualità inferiore utilizzano particelle grandi e troppo grossolane che diffondono la luce come il vetro smerigliato. Spegni il monitor e orienta lo schermo verso una luce intensa. La presenza di immagini riflesse sfocate può indicare un aumento dei livelli di dispersione, che degrada la qualità dell'immagine sul monitor. Successivamente, gira lo schermo verso la lampada fluorescente situata sul soffitto (se, ovviamente, ce n'è una). Un rivestimento antiriflesso di qualità avrà un riflesso bluastro-viola scuro, mentre i rivestimenti meno costosi produrranno un riflesso bianco.
Tuttavia, il fattore determinante più importante rimangono i tuoi occhi e le tue sensazioni. Dato che sei tu quello che passa molto tempo davanti al monitor, spetta a te decidere se una determinata istanza è adatta a te. E nessun test o consiglio potrà mai sostituire i tuoi occhi.
Dopo aver finalmente scelto un monitor e averlo portato a casa o in ufficio per utilizzarlo, controlla se è dotato di un driver per il tuo sistema operativo (stiamo parlando di Windows). Se non è incluso un dischetto con un driver, visitare il sito Web del produttore.
Pulire periodicamente lo schermo del monitor e il corpo del monitor stesso. È opportuno aspirare o soffiare via la polvere dall'alloggiamento del monitor. Si consiglia di pulire lo schermo del monitor CRT con composti speciali. Il fatto è che la polvere sullo schermo ti costringe ad aumentare la luminosità del monitor e non c'è niente di buono in questo. Inoltre, un monitor pulito contribuisce a un lavoro confortevole.
Quando lavori a lungo davanti al monitor, prova a fare delle pause. Per dare un po' di riposo ai tuoi occhi e al tuo monitor. Si consiglia di posizionare lo schermo del monitor ad una distanza di almeno 50-70 cm dall'utente e ad un livello tale che non sia necessario inclinare o alzare la testa mentre lo si guarda.
Ci auguriamo che il nostro materiale ti aiuti a fare la scelta giusta e a utilizzare tutte le funzionalità del tuo monitor con un rischio minimo per la salute.
Naturalmente è impossibile parlare di tutto ciò che riguarda i monitor in un unico articolo, quindi domande e integrazioni sono benvenute.
L'aiuto nella preparazione del materiale è stato fornito da Luca Ruiu, Victor Kartunov,
Grigorij Baysur E Ilya Tumanov
