ЖК-технология уже не нова. Жидкокристаллические дисплеи первого поколения можно наблюдать в калькуляторах, электронных играх и в часах. Надо сказать, что первые жидкие кристаллы отличались нестабильностью, для массового производства больших матриц были мало пригодны и перспективы развития, если так можно выразиться, имели весьма туманные.

 

Настоящее развитие ЖК-технологии началось с изобретением британскими учеными стабильного жидкого кристалла - бифенила (Biphenyl).

 

Первый рабочий дисплей был создан в 1970 г. Джеймсом Фергюсоном и год спустя был представлен на суд широкой общественности. До этого жидкокристаллические устройства были очень энергоемки, срок их службы небольшим, а контраст изображения - слишком уж удручающим. Конечно, детищу Фергюсона не так уж и далеко удалось уйти от перечисленных недостатков, однако новинка получила признание и сферу применения, в частности - в компактных ПК.

 

Далее ЖК-мониторы развивались достаточно неспешно: на те времена технология была довольно нова и пока еще сыровата, свойства жидких кристаллов открывались постепенно. С другой стороны - стоимость ЖК-матриц была слишком высока, вследствие чего продукты на их основе не могли конкурировать с куда более дешевыми ЭЛТ-мониторами, развитие которых тоже не стояло на месте.

 

Настоящий бум ЖК-мониторов, как известно, начался в конце девяностых годов и продолжается по сей день, сопровождаясь бурными спорами о том, что же все-таки лучше - мониторы на основе ЭЛТ или ЖК-матриц. Споры эти тем более беспредметны, поскольку в них редко фигурируют факты и технологические нюансы - все больше преобладают явные PR-формулировки фирм-производителей. На самом же деле идеальной технологии не существует, равно как не существует идеального монитора. Для каждого конкретного случая хороша конкретная технология. И совсем не плохо, планируя покупку монитора, хоть немного углубиться в принципы его работы. Надеюсь, следующая ниже информация поможет в этом.

 

Как это работает

 

Существует два вида ЖК-мониторов:

  • DSTN (dual-scan twisted nematic - кристаллические экраны с двойным сканированием);
  • TFT (thin film transistor - на тонкопленочных транзисторах.

Их называют также пассивными и активными матрицами, соответственно.

Активная матрица подразумевает, что жидкокристаллическая панель сама по себе не является источником света - она лишь пропускает свет, излучаемый неоновой лампой. Для того чтобы понять, как при постоянном свете можно контролировать яркость, необходимо вспомнить эффект поляризации света из курса общей физики. Если не вдаваться в подробности, то данный эффект можно описать следующим образом: свет поляризуется, проходя через первый специальный фильтр, характеризуемый определенным углом поляризации. Для человеческого глаза ничего не меняется, только вдвое уменьшается яркость света. Но если за первым фильтром поставить еще один такой же, то свет будет либо полностью им поглощаться (в случае если угол поляризации второго фильтра перпендикулярен углу первого), либо беспрепятственно проходить, если углы совпадают. Плавное изменение угла второго фильтра позволяет плавно регулировать интенсивность света.

 


При нормальных условиях, когда нет электрического заряда, жидкие кристаллы находятся в аморфном состоянии, свободно пропуская свет. Количество света, проходящее через жидкие кристаллы, регулируется с помощью электрических зарядов - при этом изменяется ориентация кристаллов. Как и в традиционных электронно-лучевых 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. Здесь следует упомянуть еще об одной особенности LCD-экрана: он состоит из целой сетки пикселей, где работой каждого цветового участка (каждого пикселя) управляет отдельный транзистор. А потому для нормального обеспечения экранного разрешения - скажем, режима SVGA (1024 x 768) - монитор должен иметь количество пикселей, равное указанным показателям, умноженным друг на друга (1024 x 768 = 786432). И это - не единственный минус технологии поляризации, которая составляет основу LCD-технологии. Подробнее о недостатках мы расскажем ниже, а пока упомянем лишь об одном из них, а именно: о сокращении угла обзора жидкокристаллического дисплея. В настоящее время существует три основных технологии, направленных на борьбу с этим недостатком.

 

TN TFT, или TN+Film TFT (Twisted Nematic + Film),- первая технология, появившаяся на рынке LCD. Она и по сей день чувствует себя довольно комфортно в сегменте бюджетных решений, поскольку создание подобных цифровых панелей относительно дешево. Суть ее заключается в дополнительном наружном пленочном покрытии (Film), позволяющем увеличить угол обзора со стандартных девяноста до ста сорока градусов. Когда транзистор находится в выключенном состоянии, то есть не создает электрическое поле, молекулы жидких кристаллов находятся в своем нормальном состоянии и выстроены так, чтобы менять угол поляризации проходящего через них светового потока на 90°. Поскольку угол поляризации второго фильтра перпендикулярен углу первого, то проходящий через неактивный транзистор свет будет без потерь выходить наружу, образуя яркую точку, цвет которой задается цветовым фильтром. Когда транзистор генерирует электрическое поле, все молекулы жидких кристаллов выстраиваются в линии, параллельные углу поляризации первого фильтра и, тем самым, никоим образом не влияют на проходящий через них световой поток. Второй поляризующий фильтр поглощает свет полностью, создавая черную точку на месте одной из трех цветовых компонент.

 

  


Первые модели мониторов на основе TN-технологии практически не имели черного цвета - его заменял темно-серый, поскольку развернуть все жидкие кристаллы строго перпендикулярно к фильтру на тот момент было очень трудно. С годами технологический процесс несколько улучшился, и надо признать, что новые TN-панели имеют довольно приличную глубину темных оттенков. Еще один значительный минус TN - в случае отказа транзистора на экране образуется не "мертвая" точка черного цвета, с которой еще как-то можно мириться, но яркий, режущий глаз пиксель. Впрочем, значимость этих недостатков не идет ни в какое сравнение с главным плюсом TN - дешевизной. Подтверждением тому - ведущее место данной технологии в 15,1-дюймовых панелях.


Вторая технология, на которую хотелось бы обратить внимание,- это Super-TFT, или IPS (In-Plane Switching - приблизительно это можно перевести как "плоскостное переключение"). Эта технология разработана компанией Hitachi и используется ныне в производстве дисплеев такими компаниями, как NEC и Nokia.

 

  

 

Объективно говоря, IPS не была шагом вперед - скорее, это некая альтернатива TN, в одних характеристиках уступающая последней и выигрывающая за счет этого в других. Но, несмотря на это, эта технология вполне может рассчитывать на значительную долю рынка - в первую очередь, благодаря активной поддержке компаний-гигантов LCD-индустрии.

 

IPS позволила, за счет более точного механизма управления ориентацией жидких кристаллов, расширить угол обзора до примерно 170° (что практически соотносимо с аналогичными показателями ЭЛТ-мониторов), но в то же время контрастность осталась на прежнем уровне, а время отклика пикселя даже увеличилось.

 

Основное отличие Super-TFT от TN TFT в том, что при отсутствии электрического поля молекулы жидких кристаллов выстроены вертикально и не влияют на угол поляризации проходящего через них света. Поскольку углы поляризации фильтров перпендикулярны, то свет, идущий через выключенный транзистор, полностью поглощается вторым фильтром. Создаваемое электродами поле поворачивает молекулы жидких кристаллов на 90° относительно позиции покоя, меняя тем самым поляризацию светового потока, который пройдет второй поляризующий фильтр без помех. Электроды располагаются на одной плоскости, по паре на цветовой элемент, и закрывают собой часть проходящего света. В результате страдает контрастность, что приходится компенсировать более мощной подсветкой. А, кроме того, создание электрического поля в подобной системе требует больших затрат энергии и занимает больше времени, из-за чего растет время отклика транзистора матрицы. К положительным же моментам можно отнести то, что при таком подходе "мертвый" пиксель действительно умирает, а не светится, как в случае с TN TFT.

 

И, наконец, наиболее перспективная на сегодня технология, разработанная компанией Fujitsu,- MVA (Multi-Domain Vertical Alignment, рис.). Символ M в аббревиатуре MVA означает "многодоменный", то есть подразумевает множество областей в одной ячейке. VA - "вертикальное выравнивание".

 

     


MVA - дальнейшее развитие технологии VA, разработанной Fujitsu еще в 1996 году. Дисплеи, созданные на основе этой технологии, отличаются достаточно большим углом обзора - до 160° - и малым временем реакции на изменение изображения (менее 25 мс).

 

Суть технологии: для расширения угла обзора все цветовые элементы панели разбиты на ячейки (или зоны), образуемые выступами на внутренней поверхности фильтров. Цель такой конструкции - дать возможность жидким кристаллам двигаться не зависимо от своих соседей в противоположном направлении. Это позволяет наблюдателю, вне зависимости от угла обзора, видеть один и тот же оттенок цвета - отсутствие такой возможности было главным недостатком предыдущей технологии VA. В выключенном положении молекулы жидких кристаллов ориентированы перпендикулярно второму фильтру (каждому его выступу), что на выходе дает точку черного цвета.

 

При слабом электрическом поле молекулы немного поворачиваются, образуя на выходе точку половинной интенсивности серого цвета. Стоит заметить, что интенсивность света для наблюдателя не зависит от угла обзора, поскольку более яркие ячейки, попавшие в поле зрения, будут компенсироваться находящимися рядом более темными. В полном электрическом поле молекулы выстроятся так, чтобы при разных углах наблюдения на выходе была видна точка максимальной интенсивности.

 

На данный момент MVA является технически наиболее совершенным LCD-решением. Один из главных плюсов технологии - сокращенное время отклика - был настоящим бичом ЖК-мониторов. Окончательному триумфу MVA мешает лишь сложное устройство панели, которое не только увеличивает стоимость готового LCD-решения, но и не позволяет производителю реализовать возможности MVA в полной мере. Причиной тому - сложности технического характера и не доведенный до ума процесс производства.

 

Обратная сторона медали

 

В последнее время LCD-мониторы так часто и так сильно хвалят, что возникает невольное желание их немного поругать. Кроме того, о преимуществах LCD-мониторов перед ЭЛТ не слышал только глухой, а вот о том, чего стоит остерегаться при покупке цифровой панели, знает далеко не каждый.

 

Первый и, пожалуй, самый существенный недостаток - современные LCD-мониторы в своем развитии пока еще не достигли того уровня, который позволил бы чистоте отображаемых ими цветов сравниться с тем, что предлагает ЭЛТ. Разумеется, раскрыв документацию купленного вами жидкокристаллического монитора вы найдете всяческие уверения в том, что оный с легкостью способен отображать 24-битный цвет. Однако на самом деле это не совсем так. Самое обычное явление - несколько тонов гаммы в LCD-заменяются одним цветом, а текстуры выглядят зернистыми. Отсюда логичный вывод: если вы профессионально работаете с графикой и цветом, то вам пока лучше сделать выбор в пользу старой доброй ЭЛТ-технологии.

 

Еще один момент, в котором ЖК проигрывает традиционной технологии, это контрастность. Конечно, этот параметр изображения на цифровых панелях за последнее несколько лет заметно вырос, почти сравнявшись с показателями ЭЛТ-мониторов, но, заметьте, именно "почти". И вот почему. Как известно, контрастность - это соотношение между максимальной и минимальной яркостью монитора. Никаких проблем с высокой яркостью у LCD-мониторов нет - она куда выше той, что доступна ЭЛТ-мониторам, но вот с созданием темных тонов дело обстоит хуже. В LCD-технологии трудно создавать точки черного цвета, поскольку тут, в отличие от CRT, лампа подсветки включена постоянно, и для получения темных тонов необходимо использовать эффект поляризации. Следовательно, черный цвет будет черным ровно настолько, насколько удалось заблокировать непрерывный световой поток. Пока что наилучших успехов в этом удалось достичь в технологии MVA, однако мониторы на ее основе все еще дороже остальных, а потому редки. Недостаток контрастности сильно сказывается на количестве цветов: близкие по значению оттенки сливаются в один - особенно в области темных тонов. Это можно немного подправить настройками яркости и контраста, но уже в ущерб другим оттенкам. Рекомендуемый коэффициент контрастности (соотношение между средней яркостью белых и черных прямоугольников, где яркость черного прямоугольника принимается за 1) составляет 300:1 и выше.

 

Еще один момент, на который стоит обратить внимание при выборе LCD-монитора, это время отклика пикселя матрицы (время, требуемое пикселю для смены цвета). Чем этот показатель ниже, тем быстрее пиксели реагируют на сигнал и тем качественнее будет изображение. Время отклика колеблется в пределах от 10 до 50 мс. Чем больше размер LCD-экрана, тем ниже время отклика пикселя. Для современных TFT-дисплеев типичным значением отклика является 20-30 мс (у некоторых мониторов класса low-end и у большинства старых моделей этот параметр составляет 40-50 мс). Для нормального просмотра видео необходимо отображать 25 кадров в секунду, то есть каждый кадр отображается в течение 41,6 мс. Это говорит о том, что лучшие представители класса LCD-мониторов, в принципе, справятся с этой задачей без затяжек изображения. Но как поведут себя их более дешевые собратья, имеющие время переключения пикселя, равное времени отображения одного кадра, зависит от конкретного экземпляра LCD-монитора.

 

Однако, если вы любитель динамичных игр, то вполне можете столкнуться с тем, что монитор просто не будет поспевать за происходящим, вследствие чего начнут появляться различные "артефакты" (такие как, например, размытость картинки и "призрачный шлейф" за быстродвижущимся объектом). В этом случае, опять же, не стоит особо доверять тому, что написано в документации монитора - производители склонны весьма свободно трактовать значения отдельных параметров. Лучшей проверкой будет личное наблюдение - достаточно поставить динамичную игру и посмотреть, не появится ли "послесвечение".

 

В заключение вернемся к тому, с чего мы начинали статью. ЭЛТ-мониторам рано еще уходить с рынка. Как и рано заявлять о том, что LCD - панацея ото всех бед. Качество картинки у LCD-мониторов пока еще не дотягивает до уровня ЭЛТ-мониторов.

 

Среди преимуществ LCD следует назвать безупречную геометрию, отсутствие реакции на электромагнитные поля, компактность и низкое энергопотребление (в среднем - 30 Вт, что почти впятеро меньше, чем у ЭЛТ-мониторов). Недостатками же являются относительно долгое время реакции на прорисовку картинки и ограниченная цветовая гамма. Художникам и дизайнерам LCD-мониторы пока противопоказаны. Если же вы - обладатель LCD-монитора, который используется в офисе, для работы с бизнес-приложениями либо для наполнения интернет-страниц, то вряд ли кто-то сможет убедить вас вернуть на ваш рабочий стол громоздкий ЭЛТ-монитор.

2004.04.16
19.03.2009
В IV квартале 2008 г. украинский рынок серверов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года сократился в денежном выражении на 34% – до $30 млн (в ценах для конечных пользователей), а за весь календарный год – более чем на 5%, до 132 млн долл.


12.03.2009
4 марта в Киеве компания Telco провела конференцию "Инновационные телекоммуникации", посвященную новым эффективным телекоммуникационным технологиям для решения задач современного бизнеса.


05.03.2009
25 февраля в Киеве компания IBM, при информационной поддержке "1С" и Canonical, провела конференцию "Как сохранить деньги в условиях кризиса?"


26.02.2009
18-19 февраля в Киеве прошел юбилейный съезд ИТ-директоров Украины. Участниками данного мероприятия стали ИТ-директора, ИТ-менеджеры, поставщики ИТ-решений из Киева, Николаева, Днепропетровска, Чернигова и других городов Украины...


19.02.2009
10 февраля в Киеве состоялась пресс-конференция, посвященная итогам деятельности компании "DiaWest – Комп’ютерний світ" в 2008 году.


12.02.2009
С 5 февраля 2009 г. в Киеве начали работу учебные курсы по использованию услуг "электронного предприятия/ учреждения" на базе сети информационно-маркетинговых центров (ИМЦ).


04.02.2009
29 января 2009 года в редакции еженедельника "Computer World/Украина" состоялось награждение победителей акции "Оформи подписку – получи приз!".


29.01.2009
22 января в Киеве компания "МУК" и представительство компании Cisco в Украине провели семинар для партнеров "Обзор продуктов и решений Cisco Small Business"

 

 
 
Copyright © 1997-2008 ИД "Комиздат".