A kijelzők.

Az előadások a következő témára: "A kijelzők."— Előadás másolata:

1 A kijelzők

2 A kijelzők főbb típusai
Katódsugárcső TV képernyő Számítógépes monitor Folyadékkristályos kijelző (LCD) nem félvezető alapú Fénykibocsátó dióda (LED) félvezető alapú

3 Katódsugárcső (CRT) Felépítése vízszintes eltérítés szabályozó rács
fénypor izzókatód elektronoptikai lencse függőleges eltérítés a katódsugárcsőben vákuumban mozgó elektronok jelenítik meg a kívánt képet.

4 elektronoptikai lencse izzókatód
szabályozó rács elektronoptikai lencse izzókatód Elektron ágyú: ahhoz, hogy az elektronok egy szilárd testből kilépjenek, le kell küzdeniük egy kb. 1-3eV nagyságú anyagfüggő energiagátat. (ún. kilépési munka). Ezért a katódot közvetett úton (izzószállal) kb. 900°C-ra fűtik, a katód homlokfelületét pedig kis kilépési munkájú anyaggal vonják be, pl. BaO. A gyorsítófeszültség kb kV, a sugáráram 100μA nagyságrendű Intenzitás szabályozás: egy negatív feszültségű, lyukas elektróda (ún. Wehnelt henger). A feszültség változtatásával az elektronsugár intenzitása szabályozható Elektronoptikai lencsék: a kilépő elektronsugár fókuszálását végzik

5 Vertikális és horizontális eltérítő rendszer: az elektronsugár pozicionálásához
vízszintes eltérítés sztatikus eltérítés (pl. oszcilloszkópban): az elektronsugár egy kondenzátor lemezei között halad át, így az eltérítés a kondenzátor feszültségével vezérelhető, de csak kis eltérítési szöget lehet elérni fénypor függőleges eltérítés mágneses eltérítés: a sugár mozgásirányára merőleges mágneses mezővel történik, a Lorentz erő körpályára kényszeríti az elektronokat. Az eltérítés szöge ° A képcső belső felületén az elektronok energiáját fényporok alakítják át fénnyé

6 SZÍNES KÉPCSÖVEK delta inline A színes képcsövekben 3 elektronágyú van
Egy megfelelő, ún. árnyékmaszkkal érik el azt, hogy az egyes színekhez tartozó elektronsugár csak a megfelelő színű képpontot találja el delta inline A különböző színű képpontok elrendezése lehet háromszög (delta elrendezés) vagy egyenes vonal (inline elrendezés) Két ilyen színponthármas távolsága adja a maximális elérhető felbontást. (ún. dot pitch) Adott pontméretre a delta elrendezés nagyobb felbontású, ezért monitorokban inkább ezt alkalmazzák, míg az inline elrendezést főleg TV készülékekben használják

7 A képet úgy állítják elő, hogy a képernyőt soronként pásztázzák végig és a képpontok intenzitását úgy vezérlik, hogy a kívánt képtartalom adódjon A fénypor utánvilágító hatása és szem tehetetlensége miatt ez teljes kép érzetet kelt, ehhez kb Hz képfrissítési frekvencia szükséges Interlace technika: A gyorsabb képfrissítés illetve a sávszélesség csökkentése érdekében a képet 2 félképre bontják, egy frissítési ciklusban egyszerre vagy a páros, vagy a páratlan sorokat rajzolják ki (TV)

8 LCD kijelző (display) polárszűrő ~ Folyadékkristályok: Szerves anyagok
Van egy átmeneti fázisuk a folyékony és a szilárd halmazállapot között Pálcika alakú molekulákból állnak rendezett (ún. szmektikus) állapotban vannak és optikai hatást hoznak létre, azaz megváltoztatják az áthaladó fény polarizációját Kijelzés céljára egy üveglapokkal határolt, μm vastagságú folyadékkristály-réteget alkalmaznak. Mindkét üveglap polarizáló bevonattal van ellátva úgy, hogy a két polarizáló réteg egymásra merőleges irányú Az üveglapokon helyezik el a vékony rétegvastagságú, átlátszó elektródákat Ha nincs az elektródák között térerősség, a folyadékkristály az áthaladó fény polarizációját 90°-kal elforgatja Így a fény keresztüljut a második polárszűrőn is Térerősség hatására a folyadékkristály molekulái az elektromos erőtér irányába rendeződnek Az áthaladó fény polarizációját nem változtatják meg, így az adott szegmens fekete marad

9 Egyszerű LCD kijelző

10 LCD kijelző – passzív mátrix
Passzív kijelzőkben átlátszó, párhuzamos vezetékekből alakítanak ki mátrixot úgy, hogy a hátlapon és az előlapon futó vezetékek egymásra merőlegesek. A vezérlés szintén a CRT-hez hasonlóan a pásztázáson alapul, egyszerre 1 sort jelenítenek meg általában. Mivel egy pont a teljes képfrissítési időnek csak egy részében van bekapcsolva, ezért a kontraszt csökken.

11 LCD kijelző – passzív mátrix
Egy tranzisztoros kapcsoló soronként és oszloponként Így egy 640x480 VGA LCD építőelemhez 640 tranzisztor kapcsol az oldalán és 480 tranzisztor kapcsol a tetején a 640x480 képpont (pixel, más néven dot of light) előállítása érdekében

12 LCD kijelző - aktív mátrix
Az aktív LCD kijelzőkben minden kijelző pixelhez tartozik egy tranzisztor, egy az elő és hátlap fémezésből kialakított kondenzátor. A tranzisztornak átlátszónak kell lennie, ezért ún. vékonyréteg tranzisztorokat alkalmaznak (TFT) A tranzisztor kapcsolóként viselkedik, és tölti, vagy kisüti a kapacitást. A kapacitás feszültségétől függően kapcsol be vagy ki a pixel. Aktív mátrixos kijelzőkkel nagyobb kontrasztot lehet elérni, mivel egy képpont bekapcsolási ideje közel azonos a képfrissítési idővel. A tranzisztor megfelelő vezérlésével árnyalatos kép is kialakítható. Az aktív LCD egyik különleges típusa a plazma kijelző (PALC - Plasma Addressed Liquid Crystal) FET FET FET LC LC LC FET FET LC FET LC LC FET FET LC FET LC LC

13 Színes LCD Színes LCD kijelzőkhöz színmaszkok és háromszoros integrációra van szükség A színes LCD-nek három alképpontra (subpixel) van szükség piros, zöld és kék színszűrőkkel az egyes színes képpontok létrehozásához Az alkalmazott feszültség változtatásával az egyes alképpontok erőssége 256 árnyalatban változtatható Az alképpontok vegyítésével 16,8 millió színből álló paletta keverhető ki