A kijelzők

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 vízszinteseltérítés szabályozó rács fénypor izzókatód elektronoptikailencse függőlegeseltérítés a katódsugárcsőben vákuumban mozgó elektronok jelenítik meg a kívánt képet.

4. szabályozó rács elektronoptikailencse 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. 10..30kV, 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 vízszinteseltérítés 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 függőlegeseltérítés mágneses eltérítés: a sugár mozgásirányára merőleges mágneses mezővel történik, a Lorentz erő körpályára kényszeríti az elektronokat. Az eltérítés szöge 90..135° A képcső belső felületén az elektronok energiáját fényporok alakítják át fénnyé

6. SZÍNES KÉPCSÖVEK • 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. 25-100Hz 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. polárszűrő polárszűrő ~ LCD kijelző (display) • 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, 10..20μm 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. FET FET FET FET LC LC LC LC 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 LC FET 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