Fed телевизоры что это

Технологии, которые применяются при создании мониторов, могут быть разделены на две группы:

1) мониторы, основанные на излучении света(традиционные CRT-мониторы и плазменные, т.е. это устройства, элементы экрана которых излучают свет во внешний мир)

2) мониторы трансляционного типа(LCD-мониторы).

Одним из лучших технологических направлений в области создания мониторов, которое совмещает в себе особенности обеих технологий, описанных нами выше, является технология FED (Field Emission Display). Мониторы FED основаны на процессе, который немного похож на тот, что применяется в CRT-мониторах, так как в обоих методах применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. Главное отличие между CRT и FED мониторами состоит в том, что CRT-мониторы имеют три пушки, которые испускают три электронных луча, последовательно сканирующих панель, покрытую люминофорным слоем, а в FED-мониторе используется множество маленьких источников электронов, расположенных за каждым элементом экрана, и все они размещаются в пространстве, по глубине меньшем, чем требуется для CRT. Каждый источник электронов управляется отдельным электронным элементом, так же, как это происходит в LCD-мониторах, и каждый пиксель затем излучает свет, благодаря воздействию электронов на люминофорные элементы, как и в традиционных CRT-мониторах. При этом FED-мониторы очень тонкие.

Телевизоры с квантовыми точками — что это

Видеосистема пк

Рисунок 2.1 — Структура видеосистемы.

Видеоадаптер

Видеоадаптер — это устройство компьютера, которое отвечает за вывод графической информации на экран монитора.

Простейшим первым монохромным видеоадаптером являлся MDA, использовавшийся в компьютерах IBM PC; он был в состоянии отображать только текстовую информацию с разрешением 80х25 символов (физически 720х350 точек) и имел пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчеркнутый и мигающий. Затем появился HGA (Hercules Graphics Adapter — графический адаптер Геркулес) — разработка фирмы Hercules. Он мог работать с двухцветной графикой в разрешении 720х348 точек и поддерживал две графические страницы.

Цвет на экранах компьютеров появился с созданием CGA (Color Graphics Adapter — цветной графический адаптер). Работать можно было в текстовых режимах 80х25 и 40х25, при этом доступно было 16 цветов для символа и 16 для фона (или 8 для фона с атрибутом мигания). Графических режимов было два: цветной, с разрешением 320х200 точек и с возможностью использовать четыре палитры по четыре цвета, и монохромный, с разрешением 640х200 точек.

Далее появился EGA (Enchanced Graphics Adapter — улучшенный графический адаптер), который представлял собой усовершенствованный CGA совместимый с предыдущими.

Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были цифровые.MDA и HGA показывали только, светится или не светится точка, а также передавали дополнительный сигнал яркости для атрибута текста “яркий”; аналогичным образом CGA по трем каналам (красный, синий, зеленый) передавал основной видеосигнал и мог дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов);EGA имел по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3 или 1/3 от полной яркости, что и давало в сумме максимум 64 цвета. Частота строчной развертки монитора составляла 18,43 кГц (для EGA дополнительно 21,8 кГц).

Как выбрать телевизор? LED телевизоры, ЖК телевизоры, плазменные телевизоры.

Начиная с MCGA (Multicolor Graphics Adapter — многоцветный графический адаптер) видеоадаптер стал поддерживать аналоговую цветопередачу.

В дальнейшем появились VGA (Video Graphics Array — графический видеомассив) и SVGA (Super VGA). Последний был стандартизирован в середине 1992 года, после принятия ассоциацией VESA (Video Electronics Standard Association — Ассоциация стандартизации видеоэлектроники) стандарта VBE версии 1.0. Имеет большое разнообразие высоких разрешений (до таких как 1280×1024, 1600х1200, 1920х1200)и возможность поставить произвольную частоту смены кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличилось до 65 536 (High Color) и 16,7 млн. (True Color), появились дополнительные текстовые режимы.

Производители графических плат:

1. Matrox Graphics
2. Diamond
3. ATI technolologies
4. Circus Logic
5. Number Nine Visual Technology
6. S3
7. TsengLabs

Источник: studfile.net

Светоизлучающие дисплеи семейства FED

Технологиями семейства FED (Field Emission Display — дисплей с полевой эмиссией) занимаются много лет, и устройства на базе этих технологий уже заметно потеснили кинескопные (ЭЛТ) мониторы и телевизоры с большими экранами на рынке средств отображения. Современный вакуумный кинескоп (рис.

1) содержит излучающие три электронных пучка электронные пушки c горячими катодами, отклоняющую систему для создания растра, щелевую маску для разделения цветов и экран с люминофорами трех основных цветов. Дисплей FED (рис. 1) состоит из миллионов микроизлучателей с холодными катодами.

Он содержит внутреннюю стеклянную подложку, на которую нанесен поверхностный проводящий слой эмиссии электронов с множеством холодных катодов и электродов с матричной разводкой проводников сканирования и др. На обращенную к подложке внутреннюю сторону стеклянного экрана нанесены спектральные фильтры, люминофоры и прозрачные аноды. Небольшой зазор (порядка 1 мм) между панелью экрана и подложкой, из которого удален воздух, обеспечивается перегородками.

Рис. 2. Конструкция SED

Одним из FED первого поколения была разработка французской компании Laboratorie dI’Electronique de Technologie et dI’Instrumentation (LETI), представленная в 1991 году. В ней применялись катоды Ч. Спиндта, впервые изучившего процесс холодной эмиссии электронов молибдена в вакууме.

Технология LETI позволяла с помощью фотолитографии помещать в заранее заготовленных углублениях микрочастицы молибдена в виде конусов высотой несколько микрометров. Интенсивность электронных потоков регулировалась разностью потенциалов, подаваемых на катод и прозрачный анод. Аналогичный дисплей, но с пленочными катодами из оксида палладия и анодом на основе окиси алюминия с люминофорами (рис. 2), был разработан фирмой Canon на базе технологии SED (Surface-conduction Electron-emitter Display — дисплей на основе эмиссии электронов с проводящей поверхности).

После демонстрации FED-дисплея несколько фирм купили патенты у LETI и учредили компанию PixTech с офисами во Франции и США для коммерциализации технологии FED. Тогда же в США начала работать американская компания Candescent Technologies, выпускающая свои FED-разработки под брендом ThinCRT. Эти компании выпустили несколько моделей FED с диагональю экрана 4″…13″, но ни одной из них не удалось исключить проникновение мелких частиц пыли и газов во внутреннее пространство дисплеев и добиться длительного срока службы FED.

В 1995 году два корейских института (науки и технологий KIST, электроники и телекоммуникаций ETRI) и тайваньский национальный институт технологий анонсировали собственные программы развития FED. В 1997 году начали выпускаться модели FED второго поколения, в качестве катодов у которых использовались пучки углеродных нанотрубок, выращиваемых на подложке. Предварительно на нее наносили графитовый порошок (размеры зерен 3…5 нм), затем подложку с порошком выдерживали несколько минут в среде под давлением при определенной температуре. В результате из графитовых зерен формировались нанотрубки диаметром 20 нм и длиной до 100 нм, обладающие свойством холодной эмиссии под действием анодного напряжения. FED второго поколения оказались гораздо более дешевыми в производстве и довольно стабильными (ресурс 20 тыс. ч), но в них использовалась высоковольтная (дорогая) микроэлектроника.

Рис. 3. Особенности устройства SED

В 1999 году к проекту SED фирмы Canon подключилась компания Toshiba, и в марте 2004 года партнеры презентовали коммерческую модель SED, принципиальная схема которой показана на рис. 3.

Главное преимущество SED — управление холодной эмиссией низким напряжением Vf. Для этого в катодный слой введены управляющие электроды, расположенные на минимальном (несколько нанометров) расстоянии от катодов. При подаче управляющего напряжения Vf=15 В образуется канал проводимости (Electronic tunneling), по которому электроны эмитируются к управляющему электроду. Но почти все они захватываются электрическим полем, создаваемым анодным напряжением Va=10 кВ, и попадают на люминофоры покрытия соответствующих cубпикселов (R, G или В) экрана.

В 2003 году компания Toshiba прекратила выпуск ЭЛТ-телевизоров, а в 2004 году заявила о переориентации своих кинескопных заводов на освоение производства SED (в сотрудничестве с Canon) и намерениях прекратить производство плазменных панелей. В марте 2004 года партнеры представили коммерческий вариант SED c 36″ экраном толщиной всего 7 мм и энергопотреблением 160 Вт, что вдвое и на 30% меньше, чем у плазменных и ЖК-аналогов соответственно.

Вскоре компаниями Canon и Toshiba было создано совместное предприятие SED, и уже в сентябре 2005 года должен был начаться массовый выпуск соответствующих мониторов. Однако он был отложен, так как к этому времени не удалось довести цены SED до конкурентного уровня. На выставке CES в январе 2007 года должна была состояться презентация 55″ ТВЧ-телевизора на базе SED, но и этого не произошло.

Как стало известно, еще не завершена продолжающаяся с апреля 2005 года судебная тяжба по поводу нарушения компанией SED соглашения с фирмой Nano-Proprietary — якобы это соглашение допускает использование патента Nano-Proprietary только в небольших SED, комплектующих не телевизоры, а панели управления в других устройствах. Сколько времени продлится и чем закончится эта тяжба, неизвестно. Ожидается, что в лучшем случае массовый выпуск 40″ SED начнется в конце текущего года. По сообщению Wall Street Journal, президент компании Toshiba Атсутоши Нишида (Atsutoshi Nishida) обещал успеть с SED-телевизорами к летним Олимпийским играм 2008 года в Пекине.

Альтернативные разработки дисплеев на нанотрубках ведут несколько компаний, в том числе американские Applied Nanotech, IBM, Motorola и Nano-Proprietary. Так, в 2005 году компания Motorola продемонстрировала прототип 40″ дисплея на основе технологии NED (Nanotube Emission Display — эмиссионный дисплей на нанотрубках) толщиной всего 3 мм с прогнозируемой себестоимостью массового производства не более 400 долларов США. Тогда же Applied Nanotech продемонстрировала низковольтный 22″ дисплей на основе технологии CNT FED, отличающийся очень высокой световой отдачей (15 лм на Вт потребляемой мощности) и низкими затратами, достигнутыми за счет применения струйной печати вместо литографии. Похоже, что в США производители не собираются без боя сдавать поле битвы новых технологий, как это произошло с плазменными и ЖК-дисплеями. Не исключено, что судебный иск, о котором говорилось выше, не первая и не единственная преграда для продукции компании SED со стороны конкурентов и тех, кто вложил огромные средства в производство плазменных дисплеев, но пока не возместил затраты.

За минувшие 10 лет параметры качества изображения плазменных панелей существенно улучшились, и в последнем поколении они перешли 100″ «Рубикон» по размерам экрана. Но принципиальные недостатки этих устройств, связанные с большим энергопотреблением, невысокой средней яркостью и остаточными изображениями (After Images), пока преодолеть не удалось.

Другим конкурентом SED являются жидкокристаллические дисплеи, которые непрерывно совершенствуются и в настоящее время почти лишены недостатков. На выставке CES’2007 демонстрировался ЖК-телевизор Sharp c диагональю экрана 108″ и разрешением 4096×2160 пикселов. Этот телевизор оснащен фирменным ЖК-экраном Advanced Super View с антибликовым покрытием Black TFT LCD, который изготовлен на японском заводе Sharp Камеяма-2, впервые в мире применившим для этого материнское стекло 8 поколения. Дальнейший прогресс здесь можно ожидать в направлениях повышения качества цветного изображения, увеличения ресурса подсветки и уменьшения энергопотребления. Обнадеживающие результаты уже получены благодаря использованию светодиодной подсветки с адаптивным управлением.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru

Плоские экраны XXI века

Алексей Борзенко, Андрей Борзенко Многообещающие технологии для создания плоских экранов используют углеродные нанотрубки В настоящее время для создания плоских дисплеев (Flat Panel Display, FPD) используются различные технологии и решения, хотя на рынке до сих пор доминируют жидкокристаллические экраны. Как известно, технологии, которые применяются при создании современных дисплеев, условно могут быть разделены на две группы.

К первой относятся устройства, основанные на излучении света, например традиционные, выполненные на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), и плазменные дисплеи PDP (Plasma Display Panel). Во вторую группу входят устройства трансляционного типа, в том числе и ЖК-мониторы. Устройства обеих групп имеют вполне определенные достоинства и недостатки.

Если же говорить о будущей конвергенции, то перспективные решения в области создания современных дисплеев действительно часто совмещают в себе особенности обеих технологий. Так, сегодня большое внимание уделяется созданию дисплеев на базе автоэлектронной эмиссии (Field Emisson Display, FED).

В отличие от ЖК-экранов, которые работают с отраженным светом, FED-панели сами генерируют свет, что роднит их с экранами на базе ЭЛТ и плазменными дисплеями. Однако если у ЭЛТ всего три электронные пушки, то в FED-устройствах для каждого пиксела предназначен свой электрод, благодаря чему толщина панели не превышает нескольких миллиметров.

При этом каждый пиксел управляется напрямую, как и в ЖК-дисплеях с активной матрицей. Свою родословную FED-устройства ведут из разработок середины 1990-х годов, когда инженеры пытались создать по-настоящему плоский кинескоп. Одним из вариантов FED является так называемая технология SED (Surfaceconduction Electronemitter Display).

Эту технологию трудно назвать новинкой, поскольку корпорация Canon (www.canon.com) начала работать над ней еще в 1986 г. Однако по ряду причин работы над SED долгое время не форсировались. В 1999-м к проекту присоединилась корпорация Toshiba (www.toshiba.co.jp), добавив к ноу-хау Canon свой опыт в сфере производства ЭЛТ, в частности технологию вакуумного напыления.

Кроме того, Canon приобрела у компании Candescent Technologies (www.candescent.com), которая прошлым летом прекратила свое существование, все права на ее интеллектуальную собственность. Как известно, вышеупомянутая компания ускоренными темпами вела подготовку производства FED-устройств по собственной технологии – ThinCRT («тонкая ЭЛТ»).

По мнению ряда экспертов, решения, полученные Canon от Candescent Technologies, позволили значительно усовершенствовать ее собственную SED-технологию. Во многом благодаря этому альянс Canon и Toshiba представил на объединенной выставке перспективных технологий CEATEC‘2004 (Combined Exhibition of Advanced Technologies), которая в октябре прошлого года прошла в Японии, первый прототип SED-дисплея.

Диагональ экрана этого устройства составляла 36 дюймов, а контрастность изображения – 8600:1. Основным преимуществом данного устройства являлась не столько его толщина – 7 мм (современный плазменный дисплей имеет толщину в несколько сантиметров), сколько сниженное энергопотребление: SED-дисплей потреблял всего 160 Вт, тогда как жидкокристаллический с такой же диагональю экрана – 200 Вт, а PDP – 350 Вт.

Как сообщалось, экспонат пользовался успехом, во всяком случае к нему выстраивались длинные очереди. Таким образом, изменения, внесенные в технологию, позволили разработчикам утверждать, что они научились делать SED-дисплеи дешевле, чем плазменные панели такого же размера. При этом новые экраны не менее плоски, чем ЖК, но свободны от всех их недостатков.

Они обеспечивают столь же контрастное и насыщенное изображение, как хороший ЭЛТ-кинескоп, а энергии потребляют в полтора раза меньше. В прошлом году Canon и Toshiba объявили о том, что ими заключено соглашение о совместном производстве усовершенствованных плоскопанельных SED-дисплеев. Для реализации проекта стоимостью 1,82 млрд. долл. было создано совместное предприятие SED Inc.

Обе корпорации заявили, что начнут производство SED-дисплеев, в основном больших размеров (от 50 дюймов), в августе 2005 г. По их прогнозам, предприятие должно окупиться к 2010-му. В нынешнем году планируется производить около 3 тыс. SED-дисплеев в месяц, в 2008-м – 1,8 млн., а в 2010-м – 3 млн. единиц.

Более того, корпорация Toshiba планирует к лету текущего года прекратить производство и продажу панелей для плазменных телевизоров. Сначала операции будут свернуты в Японии, затем и в других регионах. Вместо «плазмы» компания сфокусируется на производстве телевизоров на основе технологии SED TV. Ожидается, что в несколько ближайших лет объемы продаж телевизоров с экранами, диагональ которых превышает 40 дюймов, утроятся. По прогнозам исследовательской компании iSuppli (www.isuppli.com), с 7,2 млн. штук в прошлом году к 2008-му они возрастут до 22 млн. штук.

Принцип работы FED-дисплея

FED-дисплей представляет собой стеклянную пластину, на которой расположены электронные эмиттеры (катоды) – элементы, излучающие электроны аналогично электронной пушке обычного вакуумного кинескопа. Параллельно ей расположена другая стеклянная пластина с нанесенным на ее поверхность флуоресцирующим веществом. Между двумя пластинами создается высокое разрежение (вакуум). Кстати, одна из проблем, с которой сталкивались разработчики FED-панелей, состояла именно в том, что между двумя пластинами стекла, разделенными узкой щелью, должно создаваться разрежение (то есть откачиваться воздух). Но в этом случае пластины начинают притягиваться друг к другу, чего необходимо было избежать.

Блок-схема дисплея на базе CNT-FED

Эмиссия электронов из эмиттера за счет туннельного эффекта обеспечивается подачей потенциала на тонкую пленку, в которой прорезаны сверхтонкие (толщиной всего в несколько нанометров) щели. Часть «выбитых» электронов усиливается разностью потенциалов в зазоре между двумя пластинами и попадает на покрытую флуоресцирующим веществом пластину, вызывая ее свечение.

Каждый катод под воздействием разности потенциалов испускает электроны в строго определённую зону люминофора, равнозначную пикселу или субпикселу. В SED в качестве катода обычно используется пленка оксида палладия (считается, что это не только дешевый, но и стабильный материал), а анодом служит подложка на основе алюминия со слоем люминофора.

В отличие от ЭЛТ, где применяется от одного до трех «горячих» катодов, подобные дисплеи обладают сверхмалой толщиной, сравнимой с ЖК- и PDP-панелями, а также идеально плоской поверхностью экрана. Кроме того, используемый механизм формирования изображения исключил присущие ЭЛТ ограничения по площади экрана: теоретически FED-дисплеи могут быть любого размера.

Вместе с тем FED сохраняет положительные черты ЭЛТ, такие, как угол обзора 180 градусов, небольшое время отклика (в пределах 2–3 мс) и естественная цветопередача – показатели, к которым стремятся разработчики ЖК-дисплеев. В свою очередь, FED выгодно отличается от PDP существенно меньшим энергопотреблением и более высокой разрешающей способностью.

При этом говорят о том, что стоимость производства FED в промышленных масштабах гораздо меньше, чем всех остальных популярных сегодня дисплеев. Еще одно преимущество SED-панели состоит в ее экономичности. По имеющейся информации, их энергопотребление почти наполовину меньше, чем у сравнимых по размеру плазменных экранов. Но не обходится, конечно, и без минусов: технология массового производства таких панелей на первых порах не может быть дешевой. Таким образом, конструкция подобного дисплея позволяет обеспечить не только высокую яркость изображения и высококачественную цветопередачу, ни в чем не уступающие вакуумным кинескопам, но и широкий угол обзора экрана, простоту и технологичность производства (отсутствует система развертки), а также возможность создания абсолютно плоских и тонких экранов.

Использование углеродных нанотрубок

Еще одной многообещающей технологией для создания плоских экранов является CNT-FED, которая использует углеродные нанотрубки CNT (Carbon NanoTubes). Еще в конце 90-х годов в качестве катодов в FED-панелях начали применять пучки углеродных нанотрубок, выращиваемых на подложке.

Первым делом на стеклянную подложку наносится графитовый порошок, зерна которого имеют размеры 3–5 нм, а затем панель обрабатывается при определенных температуре и давлении. В течение нескольких минут зерна образуют волокна до 10–30 нм в сечении и до 100 нм в высоту, способные испускать в вакуум электроны под воздействием разности напряжений на катоде и аноде.

Отрицательно заряженный катод составляет решетку и излучает электроны через нанотрубки, которые как бы фокусируют их энергию. Новая технология будет применяться при производстве плоскопанельных дисплеев и, по мнению ее разработчиков, позволит значительно улучшить их характеристики.

Дело в том, что углеродные нанотрубки имеют ряд исключительных свойств: электропроводность, соизмеримую с электропроводностью меди или кремния; лучшую среди всех известных материалов теплопроводность; прочность, почти в сто раз превосходящую сталь. К тому же для производства плоских экранов технология CNT-FED обладает всеми преимуществами органических дисплеев OLED: не требует задней подсветки, имеет малое время отклика, широкий угол обзора и высококачественную цветопередачу.

При этом у дисплеев на базе CNT-FED значительно больше время жизни. К настоящему моменту уже созданы и опробованы прототипы тонких плоских дисплеев, работающих на матрице из нанотрубок. Под действием напряжения, прикладываемого к одному из концов нанотрубки, с другого конца начинают испускаться электроны, которые попадают на фосфоресцирующий экран и вызывают свечение пиксела.

Получающееся при этом зерно изображения может быть фантастически малым – порядка микрона. Действительно, результаты лабораторных исследований панелей FED с нанотрубками оказались вполне стабильными (срок их службы достигает 20 тыс. часов) и настолько выгодными в производстве, что стоимость дисплеев с 30-дюймовым экраном обещала стать на 30% ниже стоимости самого дешевого ЖК-монитора такой же диагонали.

Собственные программы по разработке панелей на базе CNT-FED ведут сейчас многие. Стоит отметить, что технология очистки углеродных нанотрубок (отделение хороших трубок от плохих) и способ введения нанотрубок в другие продукты еще требуют совершенствования.

На пороге новой технологической эры Не секрет, что многие перспективные направления в материаловедении, нанотехнологии, наноэлектронике, прикладной химии в последнее время связываются с фуллеренами, нанотрубками и другими похожими структурами, которые часто называют общим термином «углеродные каркасные структуры». Под этим понятием скрываются большие молекулы, состоящие исключительно из атомов углерода.

Часто говорят о том, что углеродные каркасные структуры – это новая аллотропная форма углерода. Главная особенность таких молекул заключается в их каркасной форме. Они выглядят как замкнутые, пустые внутри оболочки. Самой знаменитой углеродной каркасной структурой является фуллерен C60. В конце 80-х – начале 90-х годов, после того как была разработана методика получения фуллеренов в достаточных количествах, было обнаружено множество других, как более легких, так и более тяжелых фуллеренов – начиная от C20 (минимально возможного из фуллеренов) и заканчивая C70, C82, C96 и выше.

Примерно так выглядит углеродная нанотрубка

Источник: computer-museum.ru