LCD–монітори на рідких кристалах

У дисплеях на рідких кристалах (LCD–Liquid Crystal Display) безбліковий плоский екран (рис.7.3) і низька потужність споживання електричної енергії (5 Вт, тоді як монітор з електронно–променевою трубкою споживає 100 Вт).

Існує три види дисплеїв на рідких кристалах:

 монохромний зпасивною матрицею;

 кольоровий з пасивною матрицею;

 кольоровий з активною матрицею.

У дисплеях на рідких кристалах поляризаційний фільтр створює дві різні світлові хвилі.

Світлова хвиля проходить скрізь рідкокристалічну комірку. Кожен колір має свою комірку. Рідкікристали – молекули, що можуть перетікати як рідина. Ця речовина пропускає світло, а під дією електричного заряду, молекули змінюють свою орієнтацію, змінюючи при цьому вісь поляризації.

У дисплеях на рідких кристалах із пасивною матрицею кожною коміркою керує електричний заряд (напруга), який передається через транзисторну схему відповідно до розташування комірок у рядках і стовпцях матриці екрана.

У дисплеях з активною матрицею кожна комірка керується окремим транзисторним ключем. Це забезпечує вищу яскравість зображення ніж у дисплеях із пасивною матрицею, оскільки кожна комірка знаходиться під дією постійного, а не імпульсного електричного поля. Відповідно, активна матриця споживає більше енергії. Крім того, наявність окремого транзисторного ключа для кожної комірки ускладнює виробництво, що у свою чергу збільшує ціну монітора.

Основними характеристиками рідкокриталічних моніторів є:

1. тип матриці:

 пасивні матриці (виготовляються за технолгію

 активні матриці (виготовляються за технологією

2. роздільна здатність називається власною (native).

Можна також встановити і нижчу роздільну здатність, однак при цьому зображення буде займати частину екрану із збереженням якості, або буде розтягнуте на весь екран методом екстраполяції, але із значними втратами якості;

3. частота оновлення LCD–моніторів може бути набагато нижчою, ніж у CRT-моніторів. Для LCD–моніторів досить 60 Гц. Насправді низька частота оновлення в LCD–моніторів забезпечує краще зображення, ніж висока;

4. час реакції на зміну електричного струму пов’язаний з використанням транзисторів, для переключення яких потрібен певний час. Між увімкненням і вимкненням транзистора і перемиканням відповідного пікселя в потрібний стан завжди існує певна затримка, що і визначає якість відтворення при швидкій зміні зображення;

5. кут огляду на LCD–моніторах декларується 160 однак найкращу якість зображення отримують лише при відносно невеликих кутах огляду;

6. інтерфейс LCD–моніторів може бути аналоговим, цифровим або поєднанням обох типів інтерфейсів підключення до відео карт;

7. контрастність LCD–монітора визначається відношенням яскравостей між найяскравішим білим і найтемнішим чорним кольором. Добрим контрастним співвідношенням вважається 120:1, що забезпечує відтворення живих насичених кольорів. Контрастне співвідношення 300:1 і вище використовується тоді, коли потрібне точне відображення чорно–білих напівтонів.

Переваги LCD–моніторів перед CRT-моніторами:

– при порівнянному розмірі діагоналі видимої області 14" LCD ≈ 15" CRT;

– відблисків на екрані в декілька разів менше (меншийкоефіцієнт відбивання);

– не створює шкідливого для здоров’я постійного електростатичного потенціалу;

– напруга кожного пікселя запам’ятовується транзистором до наступного відновлення, мерехтіння практично відсутнє і частоти регенерації 60 Гц достатньо;

– мала вага і габарити.

– споживає в 3–5 разів менше електроенергії.

Недоліки:

– неякісна передача кольору і неможливість калібрування;

– недостатні контрастність, швидкодія і стійкість до механічних пошкоджень;

– обмежений кут огляду;

– наявність „битих” пікселів;– вища ціна.

LEР-монітори

LEP-технологія (Light Emitting Polymer) розроблена як технологія плоскопанельних дисплеїв на світловипромінюючих полімерах. Одна з основних переваг LEP перед рідкокристалічними екранами – можливість створення дисплея на цілісному шматку пластика, який можна буде згинати.

Перше, що помітно при погляді на схематичне зображення пристрою LEP-дисплея (рис. 7.5) – це його простота, особливо якщо порівнювати його конструкцію з рідкокристалічними або плазмовими дисплеями. На тонку скляну або пластикову підкладку з прозорими електродами наноситься два шари полімерних матеріалів, а завершують конструкцію металевіелектроди. Прозорі і металеві електроди розташовані взаємноперпендикулярно і утворюють ортогональну сітку. При виникненні між електродами електричного поля ділянка полімеру, розташована в точці їх перетину, починає світитися.

Цілком очевидно, що при використанні пластикової підкладки можна створювати гнучкі дисплеї, які можна буде згортати в трубочку, як лист ватману. Але це далеко не єдина перевага LEP-дисплеїв

За рахунок того що світло випромінюється самим полімером, а не лампою підсвічування (як це відбувається в LCD-моніторах), кут огляду LEP-дисплея може досягати 180°. Мала товщина LEP-дисплея дозволяє наносити на нього поляризаційне покриття, що підвищує контраст зображення. LEP-технологія дає можливість створювати дисплеї з дуже високим розширенням, порівняно з аналогічним параметром сучасних принтерів. Варто також згадати про дуже малий і незалежний від температури час відгуку (менше 1 мкс) і низьку (менше 5 В) напругу, необхідну для світіння полімеру.

Однією з головних проблем LEP-технології є низька ефективність випромінювання світла. Перший LEP-монітор був чорно-жовтим. Істотним недоліком був і вузький діапазон кольорів, в якому випромінювали пластики. Його межі вдалося розширити: від синього до ближнього інфрачервоного. Полімерний екран також потребує герметизації, щоб уникнути його розшарування під дією водяної пари. Ще одна проблема полягає в украй низькому терміні служби LEP-моніторів через знебарвлення пластика під дією ультрафіолету.

LED–монітори

Необхідність заміни флуоресцентних ламп на щось більш ефективне стимулювала розвиток застосування світлодіодного підсвічування (LED – Light Emitting Diode). За допомогою цієї технології можна поліпшити чотири ключових чинники якості зображення: яскравість, контрастність, чіткість зображення і кольорову гамму. Також не менш важливими є рівномірний характер такого підсвічування, що важливо при перегляді слабо освітлених сцен із початковим малим контрастом та економічність світлодіодів і більший час роботи без втрати характеристик дозволяють значно знизити енергоспоживання LED–моніторів порівняно зі звичайними моніторами виготовленими за технологією LCD.

Для створення модулів підсвічування (Back Light Unit, BLU), використовують LED-масиви, складені з білих (White) або різнокольорових (Red, Green, Blue) світлодіодів. Принцип підсвічування також представлений двома основними варіантами прямий (Direct) (рис. 7.7. а) і торцевий (Edge)

Різновиди, будова, принцип роботи і характеристики принтерів.

Принтери

Принтери призначені для виведення інформації на тверді носії, здебільшого на папір. Існує велика кількість різноманітних моделей принтерів, що відрізняються принципом дії, інтерфейсом, продуктивністю та функціональними можливостями. За принципом дії розрізняють: матричні, ізотермічні, струменеві, та лазерні принтери.

Матричні принтери

Друкування відбувається за допомогою вбудованої у друкуючий вузол матриці, що складається з декількох голок. Папір втягується у принтер за допомогою валу. Між папером та друкуючим вузлом розташовується фарбуюча стрічка. При ударі голки по стрічці, на папері з’являються крапки. Голки, що розташовані у друкуючому вузлі керуються електромагнітом. Головка кріпиться на каретці, і до неї підводиться шлейф, через який передаються сигнали на окремі голки. Каретка в зборі рухається вздовж листа паперу по спеціальних направляючих. Під час просування друкуючого вузла по рядку, на папері з’являються відбитки символів, утворені з крапок. В пам’яті принтера містяться коди окремих літер, знаків тощо. Ці коди визначають, які голки і в який момент слід активізувати для друкування потрібного символу. Матриця може мати 9, 18 або 24 голки. Якість друку 9–голковими принтерами невисока.

Для підвищення якості, можливе друкування 2–х та 4–х кратним

проходженням по рядку. Матриця з 24 голками є стандартом для сучасних матричних принтерів. Голки розташовані у два ряди по 12 у кожному. Якість друку таких принтерів значно вища. Матричні принтери дозволяють друкувати відразу декілька копій документа. Для цього аркуші перекладають копіювальною калькою. Матричні принтери не вимогливі і можуть друкувати на поверхні будь–якого паперу – картках з картону, рулонному папері тощо.

Характеристики матричних принтерів:

 швидкість друку вимірюється кількістю знаків cps(character per second – символів у секунду). Виробники вказують максимальну швидкість друкування у чорновому режимі (однопрохідне друкування). Однак, при виборі принтера слід врахувати, що для режиму підвищеної якості, а також при виводі графічних зображень, ця величина значно менша;

 об’єм пам’яті (буфер пам’яті) приймає дані від комп’ютера сягає 175 Кбайт. Чим більше пам’яті, тим менше принтер звертається до комп’ютера за певною порцією даних, що дозволяє центральному процесору виконувати інші задачі.Друкування може відбуватись у фоновому режимі;

 роздільна здатність вимірюється кількістю точок, що друкуються на одному дюймі. Одиниця виміру dpi (dot per inch –точок на дюйм). Цей показник важливий для друкування графічних зображень;

 кольоровий друк підтримується у декількох моделях кольорових матричних принтерів. Але, якість друкування 24–голчатим принтером із застосуванням різноколірної стрічки набагато гірша ніж якість друкування на струменевому принтері;

 шрифти вбудовані в пам’ять багатьох принтерів. Але друкування може відбуватись будь–яким шрифтом True Type.

Матричні принтери все ще популярні в даний час в основному завдяки невибагливості до паперу і низької вартості витратних матеріалів. Існує багато підприємств, для яких якість і швидкість друку не важлива, а важлива собівартість використання принтера. Описаний спосіб матричного друку не дозволяє досягти високої швидкості. І навіть найшвидкісніший матричний принтер поступається найповільнішому лазерному принтеру, особливо якщо потрібен якісний друк. Крім того, ще одна особливість матричних принтерів робить їх незамінними для друку деяких документів. А саме, голки матричного принтера при ударі залишають слід (вм’ятину) на папері. Такий слід важко вивести (тонер лазерного можна просто здряпнути, чорнила струменевого – змити). Навіть якщо вивести чорнила, повністю видалити сліди від голок не вдасться.

Переваги матричних ударних принтерів:

– низька вартість витратних матеріалів;

– невибагливість до паперу;

– друкування на нестандартному папері

– висока надійність через простоту конструкції;

– наявність відбитків (важливо для офіційних документів);

– можливість друку під копірку.

Недоліки матричних ударних принтерів:

– практично нездатні друкувати в кольорі;

– високий шум при роботі;

– низька швидкість друку;

– практично не призначений для друку графіки через великий розмір голки;

– відносно низька якість друку (150 dpі).

Матричні принтери застосовують там, де достатньо великі об’єми друку, проте украй важливу роль відіграє вартість використання принтера, а якість друку і зручність користувача особливої ролі не відіграють. Наприклад, такі принтери слід використовувати при друці великих об’ємів звітності. Проте недоліки матричних ударних принтерів приводять до їх поступового витіснення. Втім, деяка потреба в таких пристроях буде завжди, доти, доки необхідний дешевий друк у великих об’ємах. Застосовувати такий принтер вдома сьогодні немає особливого значення: він повільний, шумний і неякісний. Безперечним лідером на ринку матричних принтерів є Epson. Це пов’язано в першу чергу з раннім проникненням на ринок і з високою якістю виробів. Крім того зараз важко скласти конкуренцію фірмі Epson, оскільки ринок таких пристроїв поступово зменшується.

В термопринтерах, принцип роботи яких подібний до матричних, використовується спеціальний термочутливий папір.

Голки, нагріваючись, доторкаються до паперу і в місцях дотику папір чорніє. Такі принтери знайшли своє застосування у касових апаратах, банкоматах.

– інтерфейс: USB, Ethernet або Serial;

– робота під Win2000/XP/Vista, Linux;

– система антизаминання паперу;

– ширина паперу 80–200 мм;

– щільність паперу 55–150 г/м2

– швидкість друку чека до 150 мм/с;

– датчики: температури друкуючої головки, наявності паперу, заминання паперу, чека на виході;

– живлення: 24 В;

– робоча температура: 5-40°С.

Особливості термопринтерів:

Струменеві принтери

Перші струменеві принтери випустила фірма Hewlett Packard. Принцип дії подібний до принципу дії матричних принтерів, але замість голок у друкуючому вузлі розташовані капілярні розпилювачі та резервуар із чорнилом. У середньому, число розпилювачів від 16 до 64, але існують моделі, де кількість розпилювачів сягає для чорних. Струменевий струменевих принтерів дозволяють використовувати картриджі для чорно–білого та кольорового друку, або пристрої для безперебійної подачі чорнила. чорнил до 300, а для кольорових до 416. Резервуар із чорнилами може розташовуватися окремо і через капіляри з’єднуватись з друкуючим вузлом, а може бути вбудованим у друкуючий вузол і замінятись разом із ним. Кожна конструкція має свої недоліки та переваги. Вбудований у друкуючий вузол резервуар являє собою конструктивно окремий пристрій (картридж), який дуже легко замінити.

Принцип дії. Існують два основні способи струменевого друку – термоструменевий(бульбашково–струменевий або Bubble Jet) і п’єзоелектричний(Ink Jet). До того, як перейти до безпосереднього розгляду технології друку опишемо принципи формування кольорових зображень. Як відомо, всі кольори можна отримати змішуванням червоного, зеленого і синього на фоні чорного (модель RGB) або відніманням (з білого) блакитного, пурпурного і жовтого. Змішуючи їх в тих або інших пропорціях можна отримати будь–який колір. В принтерах вибрано кольорову модель CMYК (cyan –голубий, magenta – пурпурний, yellow – жовтий, black – чорний). Зображення формується шляхом нанесення на папір чорнил декількох кольорів або якогось одного, наприклад чорного кольору. При попаданні на папір чорнило швидко вбирається ним і висихає. Таким чином, зображення залишається на папері. Друкуюча головка є матрицею сопел, через які чорнило подається на папір. Сопла настільки тонкі, що чорнило не протікає через них, утримуючись за рахунок поверхневого натягу і спеціальної конструкції чорнильної ємкості. В термоструменевих принтерах кожне сопло забезпечується терморезистором. Для того, щоб надрукувати окрему крапку на резистор подається напруга і він нагрівається. В результаті цього утворюється повітряна бульбашка, якавиштовхує крапельку чорнила з сопла (звідси назва струменево–бульбашковий друк). Перевагою даної технології є безперечна дешевизна друкуючої головки. Термін її роботи обмежений і як правило вона поєднується з картріджем. Недоліком є практично некерований „вибуховий процес” виштовхування краплі чорнила і, як наслідок, виникнення навкруги точки „туману” –крихітних крапельок. Сопла п’єзоелектричної головки забезпечуються п’єзоелементами на шляху подачі чорнила. При прикладанні електричної напруги відбувається деформація елемента і зміна об’єму, заповненого чорнилом. Оскільки рідина не стискується, то крапля чорнила виштовхується з сопла на папір. Перевагою такого способу друку є малий розмір краплі і керований процес її формування, а як наслідок – малий розмір крапки і відсутність додаткових крапельок. Недоліком – те, що така головка коштує Для досягнення прийнятної швидкості друку під час кожного проходу друкуючої головки повинно бути надруковано максимальне число крапок. В цій ситуації виробник повинен зробити вибір між швидкістю (дорога друкуюча головка і

максимальне число сопел) і виробничими витратами (мінімальне число сопел). Основна боротьба ведеться за зменшення розміру краплі і як наслідок – підвищення роздільної здатності. Кожний виробник має в своєму арсеналі ряд переваг і залежно від вимог, що висуваються до принтера можна вибирати того або іншого У всіх основних виробників існують власні технології підвищення якості друку і поліпшення перенесення кольорів. Слід зазначити технологію змінного розміру крапки Variable Size Droplet. Принтер, що використовує таку технологію змінює розмір крапки залежно від того, яке зображення він друкує. Для досягнення однорідної заливки, крапля більшого розміру послужить краще, а для тонких півтонових переходів, навпаки потрібна менша крапля.

 швидкість друку в режимі нормальної якості складає

6–8 сторінок за хвилину;

 якість друку струменевих принтерів із великою кількістю розпилювачів забезпечують високу якість зображення.

Але велике значення має якість і товщина паперу. Щоб позбутися ефекту розтікання чорнил, деякі принтери застосовують підігрів паперу;

 роздільна здатність друку графічних зображень складає від 300 до 720 dpi.

 вибір носія здійснюється з урахуванням того, що друк неможливий на рулонному папері, плівці. Для якісного друку підходить лише якісний офісний папір або фотопапір.

Основним недоліком є засихання чорнил у розпилювачах. Усунути це можна заміною картриджа або періодичним друком хоча б по одному листку. Щоб не допустити засихання принтери обладнані пристроями очищення розпилювачів. За ціною та якістю струменеві принтери ідеально підходять для домашнього користування. Заправка чорнилом є

- низька ціна пристрою

– можливість друку в кольорі;

Переваги струменевих принтерів:

– можливість встановлення пристроїв безперебійної подачі чорнила;

– відносно висока швидкість друку;

– низький шум при роботі;

– висока якість графіки навіть для найдешевших

– наявність принтерів великих форматів (від А4 до А0)

Недоліки струменевих принтерів:

– висока вартість витратних матеріалів;

– низька швидкість (в порівнянні з лазерними пристроями);

– низька економічність. Витрати на чорнило вже в

перший рік у 4–5 разів перевищать вартість пристрою, при середніх обсягах друку;

– непродуктивна витрата чорнила на прочищення

– невелика ємність картриджів;

– вимогливий до паперу;

– низька стійкість відбитків (швидко вицвітають і змиваються);

- відносно низька надійність.

Струменевий принтер ідеально підходить для домашнього застосування: низька ціна, можливість друку в кольорі, висока якість, незначний шум. Крім того, струменевий принтер безумовно знаходить застосування там, де необхідно якісно віддрукувати кольоровий документ, такий принтер –невід’ємний інструмент дизайнера.

Серед виробників струменевих принтерів на нашому ринку перше місце, поза сумнівом, займають Canon та Hewlett Packard. Це пов’язано з тим, що таких принтерах можна використовувати не фірмові витратні матеріали та саму заправку зробити самостійно. Друге місце належить фірмі Epson. Фірма стабільно використовує п’єзоелектричну технологію. Крім того, при використанні фірмових витратних матеріалів друк на принтерахцієї фірми виявляється найдешевшим.

Лазерні принтери

Сучасні лазерні принтери дозволяють досягнути найбільш високої якості друку. Якість наближена до фотографічної. У більшості лазерних принтерів використовується механізм друкування, як у копіювальних апаратах. Основним вузлом є рухомий барабан, що переносить зображення на папір.

Барабан – металевий циліндр, що покритий шаром напівпровідника.

Етапи друку на лазерному принтері:

1. Напівпровідникова плівка, нанесена на металевий циліндр фотоскладального барабана заряджається негативно за допомогою коронатора.

2. Промінь лазера за допомогою дзеркала сканує уздовж одного рядка зарядженого барабана, розряджаючи його в місцях влучення. Після сканування лазерним променем одного рядка кроковий двигун повертає барабан на невелику відстань для сканування наступної. Таким чином на барабані виходить „зарядова фотографія”.

3. На фотоскладальний барабан наноситься тонер –дрібні частинки речовини, що витягаються з картриджа під дією кулонівських сил притягання.

4. Сформоване на барабані зображення переноситься на папір, що протягається впритул до барабана за допомогою системи валиків. Перед контактом з барабаном паперу передається позитивний електростатичний заряд, завдяки якому заряджені негативно частки тонера легко переносяться на папір.

5. Для фіксування тонера папір пропускається між двома роликами, один з яких нагрітий до температури ~ 180оС, що приводить до розплавлення тонера на папір

6. Барабан розряджається й очищається спеціальним роликом очищення (10) від частинок тонера, що залишились, після чого готовий до друку нової сторінки.

При кольоровому друці зображення формується змішуванням тонерів різного

кольору за 4 проходження аркуша через механізм. За кожен прохід на папір наноситься певна кількість тонера одного Кольоровий лазерний принтер є

складним електронним пристроєм з 4 резервуарами для тонера, оперативною пам’яттю, процесором та жорстким диском, що відповідно збільшує його габарити та ціну.

Поиск по сайту: