ЖК
панели
Доклад о жк панелях: виды,
устройство, принцип работы, перспективы.
На протяжении всей истории персональных
компьютеров их неизменными спутниками оставались
мониторы, построенные на основе использования
электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Известно, что
изображение в таких мониторах создается за счет
излучения света люминофором, который размещается
на внутренней поверхности трубки. Активируется
люминофор в результате его бомбардировки
заряженными частицами, выпускаемыми электронной
пушкой, располагающейся в основании катодной
трубки. Именно благодаря такой конструкции
ЭЛТ-мониторы обладают большими габаритами,
которые практически не представляется возможным
уменьшить без резкой потери качества
изображения. Еще одним и, на мой взгляд, самым
важным минусом при работе за таким монитором
является то, что здоровье пользователя постоянно
находится под ударом: усталость глаз и
постепенное снижение зрения, постоянное
облучение и нахождение в статическом поле. Да,
хотя стандарты безопасности с каждым годом
становятся все жестче, но все равно это проблему
не снимает. Тогда возникает разумный вопрос:
стоит ли экономить деньги на своем здоровье,
если есть возможность приобрести более
безопасное устройство?
Первый
рабочий жидкокристаллический дисплей был создан
Фергесоном
(Fergason) в 1970 году. До этого
жидкокристаллические устройства
потребляли слишком много энергии, срок их
службы был ограничен, а контраст
изображения был удручающим. На суд
общественности новый
ЖК-дисплей был представлен в 1971 году и
тогда он получил горячее
одобрение. Жидкие кристаллы (Liquid
Crystal) - это органические
вещества, способные под напряжением
изменять величину пропускаемого света.
Жидкокристаллический монитор представляет собой
две
стеклянных или пластиковых пластины,
между которыми находится
суспензия. Кристаллы в этой суспензии
расположены параллельно по отношению друг к
другу, тем самым они позволяют свету проникать
через панель. При подаче электрического тока
расположение кристаллов изменяется, и они
начинают препятствовать прохождению света. ЖК
технология получила широкое распространение в
компьютерах и в проекционном оборудовании.
Отметим, что первые жидкие кристаллы отличались
своей нестабильностью и были мало пригодными к
массовому производству. Реальное развитие ЖК
технологии началось с изобретением английскими
учеными стабильного жидкого кристалла - бифенила
(Biphenyl). Жидкокристаллические дисплеи первого
поколения можно наблюдать в калькуляторах,
электронных играх и в
часах.
ЖК мониторы
В ЖК мониторах реализовано три различных
технологии использования жидких кристаллов -
TN+film, IPS и MVA. Но независимо от
используемой технологии, все ЖК мониторы
опираются на одинаковые фундаментальные принципы
работы.
Одна или более неоновых ламп создают
подсветку для освещения дисплея. Число ламп мало
в дешевых моделях, в дорогих же используется до
четырех. На самом деле использование двух (или
больше) неоновых ламп не улучшает качество
изображения. Просто вторая лампа служит для
обеспечения отказоустойчивости монитора при
поломке первой. Таким образом, продляется жизнь
монитора, поскольку неоновая лампа может
работать только 50 000 часов, в то время
как электроника способна выдержать от
100 000 до 150 000 часов.
Для обеспечения однообразности свечения
монитора, свет проходит через систему
отражателей перед попаданием на панель. ЖК
панель, на самом деле – крайне сложно
устройство, хотя это и не заметно с первого
взгляда. Панель – это сложное устройство со
многими слоями. Отметим два слоя поляризаторов,
электроды, кристаллы, цветовые фильтры,
пленочные транзисторы и т.д. В 15'' мониторе
существует 1024 x 768 x 3 = 2 359 296
субпикселя. Каждая субпиксель управляется
транзистором, выдающим свое собственное
напряжение. Это напряжение может сильно
варьироваться, оно заставляет жидкие кристаллы в
каждом субпикселе поворачиваться на определенный
угол. Угол поворота определяет количества света,
которое проходит через субпиксель. В свою
очередь, прошедший свет формирует изображение на
панели. Кристалл фактически поворачивает ось
поляризации световой волны, поскольку перед
попаданием на дисплей волна проходит через
поляризатор. Если ось поляризации волны и ось
поляризатора совпадают, свет проходит через
поляризатор. Если они перпендикулярны, свет не
проходит. Более подробную информацию о сути
эффекта поляризации можно почерпнуть из учебника
физики для 11-го класса.
Жидкие кристаллы – среднее
состояние
Жидкие кристаллы – это вещество, которое
обладает свойствами как жидкости, так и твердого
тела. Одно из самых важных свойств жидких
кристаллов (именно оно используется в ЖК
дисплеях) – возможность изменять свою ориентацию
в пространстве в зависимости от прикладываемого
напряжения.
Давайте немного углубимся в историю
жидких кристаллов, поскольку она весьма
интересна. Как обычно и происходит в науке,
жидкие кристаллы были открыты случайно. В 1888
году Фридрих Рейнзер (Friedrich Reinitzer),
австрийский ботаник, изучал роль холестерина в
растениях. Один из экспериментов заключался в
нагреве материала. Ученый обнаружил, что
кристаллы становятся мутными и текут при 145,5°,
а далее кристаллы превращаются в жидкость при
178,5°. Фридрих поделился открытием с Отто
Леманном (Otto Lehmann), немецким физиком,
который обнаружил у жидкости свойства кристалла
в отношении реакции на свет. С тех пор и пошло
название "жидкие кристаллы".
На иллюстрации показана молекула,
обладающая свойствами кристалла –
метоксибензидин бутиланалин (methoxybenzilidene
butylanaline).
Принцип работы ЖК дисплеев
Поперечное сечение панели на
тонкопленочных транзисторах представляет собой
многослойный бутерброд. Крайний слой любой из
сторон выполнен из стекла. Между этими слоями
расположен тонкопленочный транзистор, панель
цветного фильтра, обеспечивающая нужный цвет -
красный, синий или зеленый, и слой жидких
кристаллов. Вдобавок ко всему существует
флуоресцентная подсветка, освещающая экран
изнутри.
При нормальных условиях, когда нет
электрического заряда, жидкие кристаллы
находятся в аморфном состоянии. В этом состоянии
жидкие кристаллы пропускают свет. Количеством
света, проходящего через жидкие кристаллы, можно
управлять с помощью электрических зарядов - при
этом изменяется ориентация кристаллов.
Как и в традиционных электроннолучевых
трубках, пиксель формируется из трех участков -
красного, зеленого и синего. А различные цвета
получаются в результате изменения величины
соответствующего электрического заряда (что
приводит к повороту кристалла и изменению
яркости проходящего светового потока).
Виды ЖК матриц
Пассивная
матрица
За свою не столь долгую историю
жидкокристаллические матрицы, а, следовательно,
и мониторы на жидких кристаллах успели пережить
смену нескольких поколений. Самыми первыми
появились LCD-мониторы с так называемой
пассивной матрицей, активно использовавших
технологию STN (Super Twisted Nematic), которая
увеличивала угол кручения молекул внутри матрицы
монитора до 270°, повышая тем самым общую
контрастность изображения. Пассивные мониторы
подразумевали наличие обособленных электродов,
каждый их которых отвечал за формирование
отдельного пикселя изображения независимо от
других, т.е. подсветка осуществлялась
попиксельно. Сам термин "пассивная" указывал на
то, что электроемкость каждой ячейки требовала
определенного времени на смену напряжения, что в
результате приводило к тому, что все изображения
перерисовывалось довольно долго, буквально
строка за строкой. Таким образом, на пассивных
матрицах еще можно было работать в офисных
программах, в то время, как динамическое
изображение казалось заторможенным и размазанным
(хотя, кому-то это явно нравилось если брать в
расчет Motion Blur ;о). Кроме того, электроды
довольно часто интерферировали друг с другом,
создавая тем самым некрасивые разводы.
В последствии на смену пришла технология
двойного сканирования, которая заключалась в
следующем. Вся активная область экрана
разделялась на две части. Таким образом,
прорисовывание изображения происходило
параллельно в обеих частях. Как следствие,
частота обновления удваивается, а смазанность и
дрожь практически исчезает. Сегодня еще можно
встретить портативные компьютеры, использующие
матрицы двойного сканирования. Однако, мониторы
для персональных компьютеров изготавливаются уже
по другим принципам.
Активная
матрица
Более дорогой, чем в случае с двойным
сканированием, но, соответственно, и более
качественный способ отображения экрана на
жидкокристаллический монитор - это применение
так называемых активных матриц. В этом случае
также действует принцип один электрод - одна
ячейка, однако каждый пиксель экрана обслуживает
еще и дополнительный элемент, который,
во-первых, снижает время, уходящее на смену
напряжения на электроде (практически в шесть раз
по сравнению с пассивной матрицей), а,
во-вторых, устраняет опасность взаимодействия
соседних ячеек друг с другом. В результате
повышаются практически все параметры изображения
- четкость, яркость и скорость перерисовки.
Благодаря прикрепленному к каждой ячейке
транзистору матрица "помнит" состояние всех
элементов экрана, и сбрасывает его только в
момент получения команды на обновление. Кроме
того, увеличивается угол обзора, что в свое
время было большой проблемой: при отклонении
головы пользователя от перпендикулярного по
отношению к монитору состояния изображения
начинало тухнуть и смазываться.
Самой же последней технологией в мире
LCD-мониторов следует считать внедрение
тонкопленочных компьютеров, или TFT (Thin Film
Transistor). Это - сверхтонкие пленки, толщина
которых измеряется сотыми долями микрона.
Матрица такого монитора состоит из огромного
количества микроскопических транзисторов. К
сожалению, продвижение этой технологии к
массовому пользователю затруднено слишком
дорогим и капризным технологическим процессом,
во многом схожим с выращиванием кристаллов для
подложки процессоров.
Виды технологий
изготовления матриц
Технология STN
STN - это акроним, означающий
"Super Twisted Nematic". Технология STN
позволяет увеличить торсионный угол (угол
кручения) ориентации кристаллов внутри LCD
дисплея с 90° до 270°, что обеспечивает лучшую
контрастность изображения при увеличении
размеров монитора. Часто STN-ячейки используются
в паре. Это называется DSTN (Double Super
Twisted Nematic), и этот метод очень популярен
среди мониторов для портативных компьютеров,
использующих дисплеи с пассивной матрицей, где
DSTN обеспечивает улучшение контрастности при
отображении изображений в цвете. Две STN-ячейки
располагаются вместе так, чтобы при вращении они
двигались в разных направлениях. Также
STN-ячейки используются в режиме TSTN (Triple
Super Twisted Nematic), когда два тонких слоя
пластиковой пленки (полимерной пленки)
добавляются для улучшения цветопередачи цветных
дисплеев или для обеспечения хорошего качества
монохромных мониторов. Мы упомянули термин
"пассивная матрица", сделаем пояснение. Термин
"пассивная матрица" (passive matrix) появился в
результате разделения монитора на точки, каждая
из которых, благодаря электродам, может задавать
ориентацию плоскости поляризации луча независимо
от остальных, так что в результате каждый такой
элемент может быть подсвечен индивидуально для
создания изображения. Матрица называется
пассивной, потому что технология создания
LCD-дисплеев, которую мы только что описали, не
может обеспечить быструю смену информации на
экране. Изображение формируется строка за
строкой путем последовательного подвода
управляющего напряжения на отдельные ячейки,
делающего их прозрачными. Из-за довольно большой
электрической емкости ячеек напряжение на них не
может изменяться достаточно быстро, поэтому
обновление картинки происходит медленно. Только
что описанный дисплей имеет много недостатков с
точки зрения качества, потому что изображение не
отображается плавно и дрожит на экране.
Маленькая скорость изменения прозрачности
кристаллов не позволяет правильно отображать
движущиеся изображения. Мы также должны
принимать во внимание тот факт, что между
соседними электродами возникает некоторое
взаимное влияние, которое может проявляться в
виде колец на экране.
Dual Scan
Screens
Для решения части вышеописанных проблем
применяют специальные хитрости, например,
разделение экрана на две части и применение
двойного сканирования в одно и тоже время обоих
частей, в результате экран дважды
регенерируется, и изображение не дрожит и плавно
отображается.
Также лучших результатов с точки зрения
стабильности, качества, разрешения, гладкости и
яркости изображения можно добиться, используя
экраны с активной матрицей, которые, впрочем,
стоят дороже. В активной матрице используются
отдельные усилительные элементы для каждой
ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости
ячеек и позволяющие значительно уменьшить время
изменения их прозрачности. Активная матрица
(active matrix) имеет массу преимуществ по
сравнению с пассивной матрицей. Например, лучшая
яркость и возможность смотреть на экран даже с
отклонением до 45° и более (т.е. при угле обзора
120°-140°) без ущерба качеству изображения, что
невозможно в случае с пассивной матрицей,
которая позволяет видеть качественное
изображение только с фронтальной позиции по
отношению к экрану. Заметим, что дорогие модели
LCD-мониторов с активной матрицей обеспечивают
угол обзора в 160°, и есть все основания
предполагать, что технология будет и дальше
совершенствоваться. В случае с активной матрицей
вы можете отображать движущиеся изображения без
видимого дрожания, так как время реакции дисплея
с активной матрицей около 50 ms против 300 ms
для пассивной матрицы, и качество контрастности
лучше, чем у CRT-мониторов. Следует отметить,
что яркость отдельного элемента экрана остается
неизменной на всем интервале времени между
обновлениями картинки, а не представляет собой
короткий импульс света, излучаемый элементом
люминофора CRT-монитора сразу после похождения
по этому элементу электронного луча. Именно
поэтому для LCD-мониторов достаточной является
частота регенерации 60 Гц. Благодаря лучшему
качеству изображений эта технология также
используется и в мониторах для настольных
компьютеров, что позволяет создавать компактные
мониторы, менее опасные для нашего здоровья.
В
будущем следует ожидать расширения вторжения
LCD-мониторов на рынок благодаря тому факту, что
с развитием технологии конечная цена устройств
снижается, что дает возможность большему числу
пользователей покупать новые продукты.
Функциональные возможности LCD-мониторов с
активной матрицей почти такие же, как у дисплеев
с пассивной матрицей. Разница заключается в
матрице электродов, которая управляет ячейками
жидких кристаллов дисплея. В случае с пассивной
матрицей разные электроды получают электрический
заряд циклическим методом при построчной
регенерации дисплея, а в результате разряда
емкостей элементов изображение исчезает, так как
кристаллы возвращаются к своей изначальной
конфигурации. В случае с активной матрицей к
каждому электроду добавлен запоминающий
транзистор, который может хранить цифровую
информацию (двоичные значения 0 или 1), и в
результате изображение сохраняется до тех пор,
пока не поступит другой сигнал. Частично
проблема отсрочки затухания изображения в
пассивных матрицах решается за счет
использования большего числа
жидкокристаллических слоев для увеличения
пассивности и уменьшения перемещений, теперь же,
при использовании активных матриц, появилась
возможность сократить число жидкокристаллических
слоев. Запоминающие транзисторы должны
производиться из прозрачных материалов, что
позволит световому лучу проходить сквозь них, а
значит, транзисторы можно располагать на тыльной
части дисплея, на стеклянной панели, которая
содержит жидкие кристаллы. Для этих целей
используются пластиковые пленки, называемые
"Thin Film Transistor" (или просто TFT).
Thin
Film Transistor
(TFT),
TFT
экран состоит из целой сетки таких пикселей, где
работой каждого цветового участка каждого
пикселя управляет отдельный транзистор. Именно
здесь стоит поговорить о разрешении. Для
нормального обеспечения экранного разрешения
1024х768 (режим SVGA) монитор должен располагать
именно таким количеством пикселей.
TN+film
TN+film
– самая простая технология, поскольку она
основана на все тех же скрученных кристаллах.
Скрученным кристаллам насчитываются годы – они
используются в большинстве TFT панелей,
проданных за прошедшие несколько лет. Для
улучшения удобочитаемости изображения был
добавлен пленочный слой, увеличивающий угол
обзора от 90° до 150°. К сожалению, пленка не
влияет на уровень контрастности или время
реакции, которые остаются плохими.
Итак, по крайней мере, в теории, дисплеи
TN+film являются самыми дешевыми, бюджетными
решениями. Процесс их производства мало чем
отличается от изготовления предыдущих панелей на
скрученных кристаллах. Сегодня не существует
более дешевых решений, чем TN+film.
Вкратце остановимся на принципе работы:
если транзистор прикладывает нулевое напряжение
к субпикселям, то жидкие кристаллы (а,
соответственно, и ось поляризованного света,
проходящего сквозь них) поворачиваются на 90°
(от задней стенки к передней). Поскольку ось
фильтра-поляризатора на второй панели отличается
от первого на 90°, свет будет через него
проходить. Если полностью задействовать красный,
зеленый и синий подпиксели, вместе они создадут
белую точку на экране.
Если же применить напряжение, в нашем
случае поле между двумя электродами, то оно
уничтожит спиралевидную структуру кристалла.
Молекулы выстроятся в направлении электрического
поля. В нашем примере они станут перпендикулярны
подложке. В данном положении свет не может
пройти через субпиксели. Белая точка
превращается в черную.
У дисплея на скрученных кристаллах
существует ряд недостатков.
Во-первых, инженеры уже очень долгое
время борются за то, чтобы заставить жидкие
кристаллы выстраиваться строго перпендикулярно
подложке при включении напряжения. Именно по
этой причине старые ЖК дисплеи не могли
отображать четкий черный цвет.
Во-вторых, если транзистор перегорает, он
более не может прикладывать напряжение к своим
трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое
напряжение означает яркую точку на экране. По
этой причине «мертвые» ЖК пиксели очень яркие и
заметные.
Что касается 15'' мониторов, то для них
разработана только одна технология на смену
TN+film – MVA (про нее чуть позже). Эта
технология дороже TN+film, зато она превосходит
TN+film почти по всем позициям. Однако мы
упоминаем "почти", поскольку в ряде случаев
TN+film работает лучше MVA.
производителя свое мнение о том, какое
количество транзисторов может не работать.
IPS (In-Pane
Switching или
Super-TFT)
Технология IPS была разработана Hitachi и
NEC. Она стала одной из первых ЖК технологий,
призванных сгладить недостатки TN+film. Но,
несмотря на расширения угла обзора до 170°,
остальные функции не сдвинулись с места. Время
реакции этих дисплеев изменяется от 50 до 60 мс,
а отображение цветов – посредственное.
Если к IPS не прикладывается напряжение,
то жидкие кристаллы не поворачиваются. Ось
поляризации второго фильтра всегда
перпендикулярна оси первого, так что свет в
такой ситуации не проходит. Экран демонстрирует
практически безупречный черный цвет. Так что в
этой области IPS имеет явное преимущество перед
TN+film дисплеями – если сгорает транзистор, то
«мертвый» пиксель будет не ярким, а черным.
Когда на субпиксели подается напряжение, два
электрода создают электрическое поле и
заставляют кристаллы поворачиваться
перпендикулярно их предыдущей позиции. После
чего свет может проходить.
Самое плохое, что создание электрического
поля в системе с подобным расположением
электродов потребляет большое количество
энергии, но что еще хуже, для выстраивания
кристаллов необходимо некоторое время. По этой
причине IPS мониторы зачастую, если не всегда,
имеют большее время реакции по сравнению с
TN+film собратьями.
С другой же стороны, точное выстраивание
кристаллов улучшает угол обзора.
MVA (Multi-Domain Vertical
Alignment)
Некоторые производители предпочитают
использовать MVA, технологию, разработанную
Fujitsu. Как они считают, MVA обеспечивает
лучший компромисс практически во всем. И
вертикальный, и горизонтальный угол обзора
составляют 160°; время реакции в два раза
меньше, чем у IPS и TN+film – 25 мс; цвета
отображаются намного более точно. Но почему же
если MVA имеет столько много преимуществ, она не
используется повсеместно? Дело в том, что теория
не так хороша на практике.
Сама технология MVA развилась из VA,
представленной Fujitsu в 1996 году. В такой
системе кристаллы без подачи напряжения
выстроены вертикально по отношению ко второму
фильтру. Таким образом, свет не может проходить
через них. Как только к ним будет приложено
напряжение, кристаллы поворачиваются на 90°,
пропуская свет и создавая на экране яркое пятно.
Преимуществами такой системы являются
скорость и отсутствие как спиралевидной
структуры, так и двойного магнитного поля.
Благодаря этому время реакции уменьшилось до 25
мс. Здесь также можно выделить преимущество,
которое мы уже упоминали в IPS – очень хороший
черный цвет. Главное же проблемой системы VA
явилось искажение оттенков при просмотре экрана
под углом. Если вывести на экран пиксель
какого-либо оттенка, к примеру, светло-красный,
то к транзистору будет приложено половинное
напряжение. При этом кристаллы повернутся только
наполовину. Спереди экрана вы увидите
светло-красный цвет. Однако если вы посмотрите
на экран сбоку, то в одном случае вы будете
смотреть вдоль направления кристаллов, а в
другом – поперек. То есть с одной стороны вы
увидите чистый красный цвет, а с другой – чистый
черный цвет.
Так что компания пришла к необходимости
решения проблемы искажения оттенков и годом
позже появилась технология MVA.
На этот раз каждый субпиксель был
разделен на несколько зон. Фильтры-поляризаторы
также приобрели более сложную структуру, с
бугоркообразными электродами. Кристаллы каждой
зоны выстраиваются в своем направлении,
перпендикулярно электродам. Задачей такой
технологии было создание необходимого количества
зон, чтобы пользователь всегда видел только одну
зону, неважно с какой точки экрана он смотрит.
FED
Технологии, которые применяются при
создании мониторов, могут быть разделены на две
группы: 1) мониторы, основанные на излучении
света, например, традиционные CRT-мониторы и
плазменные, т.е. это устройства, элементы экрана
которых излучают свет во внешний мир и 2)
мониторы трансляционного типа, такие, как
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.
Разрешение ЖК
мониторов
Вкратце расскажем о разрешении
LCD-мониторов. Это разрешение одно, и его еще
называют native, оно соответствует максимальному
физическому разрешению CRT-мониторов. Именно в
native разрешении LCD-монитор воспроизводит
изображение лучше всего. Это разрешение
определяется размером пикселей, который у
LCD-монитора фиксирован. Например, если
LCD-монитор имеет native разрешение 1024x768, то
это значит, что на каждой из 768 линий
расположено 1024 электродов, читай: пикселей.
При этом есть возможность использовать и более
низкое, чем native, разрешение. Для этого есть
два способа. Первый называется "Centering"
(центрирование); суть метода в том, что для
отображения изображения используется только то
количество пикселей, которое необходимо для
формирования изображения с более низким
разрешением. В результате изображение получается
не во весь экран, а только в середине. Все
неиспользуемые пиксели остаются черными, т.е.
вокруг изображения образуется широкая черная
рамка. Второй метод называется "Expansion"
(растяжение). Суть его в том, что при
воспроизведении изображения с более низким, чем
native, разрешением используются все пиксели,
т.е. изображение занимает весь экран. Однако,
из-за того, что изображение растягивается на
весь экран, возникают небольшие искажения, и
ухудшается резкость. Поэтому при выборе
LCD-монитора важно четко знать, какое именно
разрешение вам нужно.
Отдельно стоит упомянуть о яркости
LCD-мониторов, так как пока нет никаких
стандартов для определения того, достаточной ли
яркостью обладает LCD-монитор. При этом в центре
яркость LCD-монитора может быть на 25% выше, чем
у краев экрана. Единственный способ определить,
подходит ли вам яркость конкретного
LCD-монитора, это сравнить его яркость с другими
LCD-мониторами.
И
последний параметр, о котором нужно упомянуть,
это контрастность. Контрастность LCD-монитора
определяется отношением яркостей между самым
ярким белым и самым темным черным цветом.
Хорошим контрастным соотношением считается
120:1, что обеспечивает воспроизведение живых
насыщенных цветов. Контрастное соотношение 300:1
и выше используется тогда, когда требуется
точное отображение черно-белых полутонов. Но,
как и в случае с яркостью, пока нет никаких
стандартов, поэтому главным определяющим
фактором являются ваши глаза.
Стоит отметить и
такую особенность части LCD-мониторов, как
возможность поворота самого экрана на 90°, с
одновременным автоматическим разворотом
изображения. В результате, например, если вы
занимаетесь версткой, то теперь лист формата A4
можно полностью уместить на экране без
необходимости использовать вертикальную
прокрутку, чтобы увидеть весь текст на странице.
Правда, среди CRT-мониторов тоже есть модели с
такой возможностью, но они крайне редки. В
случае с LCD-мониторами эта функция становиться
почти стандартной.
К
преимуществам LCD-мониторов можно отнести то,
что они действительно плоские в буквальном
смысле этого слова, а создаваемое на их экранах
изображение отличается четкостью и насыщенностью
цветов. Отсутствие искажений на экране и массы
других проблем, свойственных традиционным
CRT-мониторам. Добавим, что потребляемая и
рассеиваемая мощность у LCD-мониторов
существенно ниже, чем у CRT-мониторов. Ниже мы
приводим сводную таблицу сравнения LCD-мониторов
с активной матрицей и CRT-мониторов:
Параметры |
Active
Matrix LCD monitor |
CRT
monitor |
Разрешение |
Одно
разрешение с фиксированным размером пикселей.
Оптимально можно использовать только в этом
разрешении; в зависимости от поддерживаемых
функций расширения или компрессии можно
использовать более высокое или более низкое
разрешение, но они не оптимальны. |
Поддерживаются
различные разрешения. При всех поддерживаемых
разрешениях монитор можно использовать
оптимальным образом. Ограничение накладывается
только приемлемостью частоты регенерации.
|
Частота
регенерации |
Оптимальная
частота 60 Гц, чего достаточно для отсутствия
мерцания. |
Только
при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно
заметное мерцание. |
Точность
отображения цвета |
Поддерживается
True Color и имитируется требуемая цветовая
температура. |
Поддерживается
True Color и при этом на рынке имеется масса
устройств калибровки цвета, что является
несомненным плюсом. |
Формирование
изображения |
Изображение
формируется пикселями, число которых зависят
только от конкретного разрешения LCD-панели. Шаг
пикселей зависит только от размера самих
пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый
пиксель формируется индивидуально, что
обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и
четкость. Изображение получается более целостным
и гладким. |
Пиксели
формируются группой точек (триады) или полосок.
Шаг точки или линии зависит от расстояния между
точками или линиями одного цвета. В результате,
четкость и ясность изображения сильно зависит от
размера шага точки или шага линии и от качества
CRT. |
Угол
обзора |
В
настоящее время стандартным является угол обзора
120o и выше; с дальнейшим развитием
технологий следует ожидать увеличения угла
обзора. |
Отличный
обзор под любым углом. |
Энергопотребление
и излучения |
Практически
никаких опасных электромагнитных излучений нет.
Уровень потребления энергии примерно на 70%
ниже, чем у стандартных
CRT-мониторов. |
Всегда
присутствует электромагнитное излучение, однако
его уровень зависит от того, соответствует ли
CRT d какому-либо стандарту безопасности.
Потребление энергии в рабочем состоянии на
уровне 80 Вт. |
Интерфейс
монитора |
Цифровой
интерфейс, однако большинство LCD-мониторов
имеют встроенный аналоговый интерфейс для
подключения к наиболее распространенным
аналоговым выходам видеоадаптеров. |
Аналоговый
интерфейс. |
Сфера
применения |
Стандартный
дисплей для мобильных систем. В последнее время
начинает завоевывать место и в качестве монитора
для настольных компьютеров. Идеально подходит в
качестве дисплея для компьютеров, т.е. для
работы в интернет, с текстовыми процессорами и
т.д. |
Стандартный
монитор для настольных компьютеров. Крайне редко
используются в мобильном виде. Идеально подходит
для отображения видео и анимации. |
Главной проблемой развития технологий LCD
для сектора настольных компьютеров, похоже,
является размер монитора, который влияет на его
стоимость. С ростом размеров дисплеев снижаются
производственные возможности. В настоящее время
максимальная диагональ LCD-монитора, пригодного
к массовому производству, достигает 20", а
недавно некоторые разработчики представили 43"
модели и даже 64" модели TFT-LCD-мониторов,
готовых к началу коммерческого производства.
Но
похоже, что исход битвы между CRT и
LCD-мониторами за место на рынке уже предрешен.
Причем не в пользу CRT-мониторов. Будущее, судя
по всему, все же за LCD-мониторами с активной
матрицей. Исход битвы стал ясен после того, как
IBM объявила о выпуска монитора с матрицей,
имеющей 200 пикселей на дюйм, то есть, с
плотностью в два раза больше, чем у
CRT-мониторов. Как утверждают эксперты, качество
картинки отличается так же, как при печати на
матричном и лазерном принтерах. Поэтому вопрос
перехода к повсеместному использованию
LCD-мониторов лишь в их цене.
Тем
не менее, существуют и другие технологии,
которые создают и развивают разные
производители, и некоторые из этих технологий
носят название PDP (Plasma Display Panels), или
просто "plasma", и FED (Field Emission Display).
Расскажем немного об этих
технологиях.
Максимальная разрешающая
способность в цифрах
Максимальная разрешающая способность -
одна из основных характеристик монитора, которую
указывает каждый изготовитель. Однако реальную
максимальную разрешающую способность монитора вы
можете определить сами. Для этого надо иметь три
числа: шаг точки (шаг триад для трубок с теневой
маской или горизонтальный шаг полосок для трубок
с апертурной решеткой) и габаритные размеры
используемой области экрана в миллиметрах.
Последние можно узнать из описания устройства
либо измерить самостоятельно. Если вы пойдете
вторым путем, то максимально расширьте границы
изображения и проводите измерения через центр
экрана. Подставьте полученные числа в
соответствующие формулы для определения реальной
максимальной разрешающей способности.
Примем сокращения:
·
максимальное
разрешение по горизонтали = MRH
·
максимальное
разрешение по вертикали = MRV
Для мониторов с теневой маской:
·
MRH
= горизонтальный размер/(0,866 x шаг триад);
·
MRV
= вертикальный размер/(0,866 x шаг триад).
Так,
для 17-дюймового монитора с шагом точек 0,25 мм
и размером используемой области экрана 320x240
мм мы получим максимальную действительную
разрешающую способность 1478x1109 точек: 320
/(0,866x0,25) = 1478 MRH; 240 /(0,866x0,25) =
1109 MRV.
Для мониторов с трубкой, использующей
апертурную решетку:
·
MRH
= горизонтальный размер/горизонтальный шаг
полосок;
Профилактика
взрыва
Кое
что о
слайд-сканерах
|