10. Краткая характеристика типов и технологий современных мониторов.

Монитор является электронным визуальным дисплеем для компьютеров. Монитор включает в себя:

Устройство отображения.

Электросхемы.

Корпус.

Устройство отображения в современных мониторах, как правило, тонкопленочный транзистор с жидкокристаллическим дисплеем, в то время как старые мониторы используют электронно-лучевую трубку, глубокую примерно как размер экрана.

Первоначально, компьютерные мониторы использовались для обработки данных, тогда как телевизионные приемники были использованы для развлекательных нужд.

ЭЛТ(электронно-лучевые трубки) по-прежнему являются стандартом для компьютерных мониторов. ЭЛТ-технология остается доминирующей на рынке ПК мониторов в новом тысячелетии, отчасти потому, что она дешевле в производстве, и предлагает углы обзора близкие к 180 градусам.

Есть несколько технологий, которые были использованы для реализации жидкокристаллических дисплеев (LCD). На протяжении 1990-х годов основное использование ЖК-технологии, как компьютерных мониторов, было в ноутбуках, где низкое энергопотребление, легкий вес и небольшие физические размеры ЖК оправдывали более высокую цену по сравнению с ЭЛТ. Как правило, тот же ноутбук предлагался с ассортиментом параметров отображения, на повышение цен: монохромный, пассивный цвет, цвет с активной матрицей (TFT). С ростом объема и производственных мощностей, монохромные и пассивные технологии цвета были исключены из линий производства.

TFT является вариантом жидкокристаллического дисплея (LCD), который в настоящее время является доминирующей технологией для компьютерных мониторов. Первые ЖК-дисплеи появились в середине 1990-х, и продавались по высоким ценам. Поскольку цены снизились за несколько лет, они стали более популярными. В 2000-х годах TFT ЖК-дисплеи постепенно заменяли ЭЛТ, став основной технологией, используемой для компьютерных мониторов. Основные преимущества ЖК-дисплея перед ЭЛТ-мониторов в том, что ЖК-дисплеи потребляют меньше энергии, занимают гораздо меньше места, и значительно легче. Сейчас активная матрица TFT-LCD технологии также мерцает меньше, чем мерцает ЭЛТ, что снижает нагрузку на глаза. С другой стороны, ЭЛТ-мониторы имеют более высокий контраст, имеют превосходное время отклика, имеют возможность использовать несколько разрешений экрана в естественном виде, и нет заметного мерцания, если частота обновления установлена на достаточно высокое значение.

Производительность монитора измеряется по следующим параметрам:

Яркость, измеряется в кандел на квадратный метр.

Соотношение сторон — является отношением длины горизонтальной на вертикальную длину. Мониторы обычно имеют соотношение сторон 4:3 , 5:4 , 16:10 и 16:9.

Размер картинки, как правило, измеряется по диагонали, но фактическая ширина и высота более информативны, так как они не зависят от соотношения сторон.

Разрешение дисплея — число различных пикселей в каждом измерении, которое может быть отображено. Максимальное разрешение ограничено шагом точки.

Шаг точки это расстояние меж субпикселями одного цвета в миллиметрах. В общем, чем меньше размер точки, тем четче картинка.

Частота обновления кадров — сколько раз в секунду дисплей обновляется (освещается). Максимальная частота обновления ограничена временем отклика.

Время отклика – время, необходимое пикселю монитора для перехода из активного (белого) состояния в неактивное (черное) и обратно в активное (белое), измеряется в миллисекундах. Более низкие значения означают более быстрые переходы и уменьшают количество видимых искажений изображения.

Контрастность — это отношение яркости самого яркого цвета (белый) который способен дать монитор, к самому темному цвету (черному).

Потребляемая мощность — измеряется в ваттах.

Точность цветопередачи измеряется в дельта-Е; чем ниже дельта-E, тем точнее цветопередача. Дельта-E менее 1 незаметен для человеческого глаза. Дельта-Е от 2 до 4 считается хорошим и требует чувствительных глаз, чтобы заметить разницу.

Угол обзора — максимальный угол, при котором изображения на мониторе можно просматривать, без излишней деградации изображения. Он измеряется в градусах по горизонтали и по вертикали.

Технология ЭЛТ

ЭЛТ использует вакуумную стеклянную оболочку, которая велика (то есть в длину от передней части экрана до задней), довольно тяжела, и относительно хрупкая. Ради безопасности, передняя часть экрана, как правило, сделана из толстого стекла так, чтобы быть сильно удароустойчивой и блокировать большинство рентген-излучения, что очень важно, если ЭЛТ используется в потребительских товарах.

Технология LCD

Жидкокристаллический дисплей (LCD) — это плоскоэкранный дисплей, электрический визуальный дисплей или видеодисплей, использующий модулирующие свет свойства жидких кристаллов (ЖК). ЖК не излучают света напрямую. Они используются широко, включая компьютерные мониторы , телевидение , приборные панели, дисплеи в кабинах самолетов , вывески и т.д. . Они часто встречаются в потребительских устройствах, таких как видео-плееры, игровые устройства, часы, калькуляторы и телефоны. ЖК-дисплеи пришли на смену электронно-лучевым дисплеям в большинстве приложений. Они доступны в более широком диапазоне размеров экрана, чем ЭЛТ-мониторы и плазменные панели , и поскольку они не используют люминофоры, и не страдают от выгорания цветов. ЖК-дисплеи, однако, подвержены эффекту «послесвечения».

ЖК-дисплеи являются более энергоэффективными, и более безопасными для переработки, чем ЭЛТ-дисплеи. Их низкое энергопотребление позволяет использовать их в электронном оборудовании, получающем питание от батарей. Это электронно-модулированное оптическое устройство из любого количества сегментов, заполненных жидкими кристаллами и выстроенных перед источником света или отражателем, для получения изображений — цветных или монохромных. Раннее обнаружение, ведущее к развитию ЖК-технологии, это открытие жидких кристаллов, датируемое 1888 годом. К 2008 году мировые продажи телевизоров с ЖК-экранами превысили продажи ЭЛТ-телевизоров. Отдельного упоминания заслуживают плазменные мониторы и экраны, которые являются одним из видов плоских дисплеев, использующихся в больших экранах — 30 дюймов (76 см) или больше. Они называются «плазменными», потому что технология использует небольшие клетки, содержащие электрически-заряженный ионизованный газ, также известные как люминесцентные лампы.

Технология OLED

OLED (organic light-emitting diode) — светоизлучающий диод (LED), в котором эмиссионный электролюминесцентный слой пленки состоит из органических соединений, которые испускают свет в ответ на электрический ток. Этот слой органического полупроводника находится меж двумя электродами, и, обычно, по крайней мере, один из этих электродов является прозрачным.

ЭЛТ

Плюсы:

Отличный цвет, широкий цветовой охват и глубокий уровень черного. С цветовая гамма ЭЛТ не сравнится ни один дисплей, кроме OLED.

Нет родного разрешения; единственная технология отображения способная к настоящей multisyncing (отображение различных разрешений с различной частотой обновления без необходимости масштабирования).

Нет входной задержки.

Нет ореолов и размытия при быстром движении из-за отсутствия времени отклика , и импульсной основе операции.

Минимальные искажения цвета, насыщенности, контрастности и яркости.

Позволяет использовать лазерные указки.

Отличный угол обзора.

Минусы:

Большой размер и вес, особенно для больших экранов (20-дюймовые (51 см), весят около 50 фунтов (23 кг)).

Относительно высокая потребляемая мощность при высокой яркости, контрастности, частоте обновления.

Выделяет значительное количество тепла при работе.

Бывают геометрические искажения, вызванные переменной расстояния путешествия пучка, но, к счастью, почти нет искажения в современных и/или высокого класса ЭЛТ-мониторах.

Может пострадать от выгорания экрана.

Производит заметное мерцание при низкой скорости обновления.

Помимо телевизоров, ЭЛТ-мониторы, как правило, производится только в соотношении сторон 4:3 (хотя некоторые широкоформатные мониторы ЭЛТ, в частности, GDM-FW900 Sony, действительно существуют).

Ремонтобслуживание представляет некоторую опасность.

Цветные дисплеи не могут быть сделаны в размерах меньше 17,78 сантиметра. Максимальный размер прямого дисплея ограничен примерно 101,60 см. из-за практических и производственных ограничений (ЭЛТ такого размера будет весить около 135,9 кг).

LCD

Плюсы:

Очень компактны и легки.

Низкое потребление энергии. В среднем, на 50-70% меньше энергии, чем потребляется ЭЛТ-мониторами.

Нет геометрических искажений.

Мало или нет мерцания от подсветки, в зависимости от технологии.

Не подвержен выгоранию экрана (хотя аналогичное, но менее опасное явление, известное, как «эффект послесвечения» возможно).

Может быть сделан практически любого размера или формы.

Теоретически, нет предела разрешению.

Минусы:

Ограниченный угол обзора, в результате чего цвет, насыщенность, контрастность и яркость изменяется, даже в пределах предназначенного угла обзора, например изменениями в осанке.

Неравномерная подсветка в некоторых мониторах, в результате чего яркость искажается, особенно по направлению к краям.

Размытие и двоение изображения при быстром движении, вызванное медленной реакцией (2-8 мс).

Только одно родное разрешение. Отображение других разрешений, либо требует масштабирования, снижения качества восприятия, или отображение 1:1 пикселей, в котором изображение будет физически слишком большим или не заполнит весь экран.

Постоянная разрядность. 8-битные S-IPS панели могут отображать 16 миллионов цветов и значительно лучше уровень черного, но стоят дорого и имеют большее время отклика.

Входная задержка.

Битые пиксели могут возникнуть либо в процессе производства, либо в процессе использования.

Иногда может возникать термализация, когда только часть экрана нагрелась, и поэтому выглядит обесцвеченной по сравнению с остальной частью экрана.

Неприемлемо большое время отклика при низких температурах.

Не все ЖК-дисплеи позволяют легко заменить лампы подсветки.

Плазменные

Плюсы:

Высокая контрастность, отличные цвета и глубокий уровень черного.

Суб-миллисекундое (0,001 мс) время отклика.

Минимальные искажения цвета, насыщенности, контрастности и яркости.

Отличный угол обзора.

Нет геометрических искажений.

Мягкий и менее угловатый вид изображения, чем у LCD.

Высокая масштабируемость.

Минусы:

Большой шаг пикселя, то есть либо низкое разрешение, либо большой экран. Таким образом, цветные дисплеи производятся только в размерах более 32 дюймов (81 см.).

Изображение мерцает из-за фосфорной основы.

Стеклянный экран может вызывать блики и отражения.

Высокая рабочая температура и энергопотребление. ЖК-дисплеи потребляют меньше электроэнергии.

Входная задержка.

Относительно большой вес.

Только одно родное разрешение. Отображение других разрешений требует масштабирования видео, что снижает качество изображения с меньшим разрешением.

Постоянная разрядность. Плазменные клетки могут быть только включены или выключены, в результате чего — более ограниченный цветовой диапазон, чем у ЖК или ЭЛТ.

Может пострадать от выгорания экрана. Это было серьезной проблемой на ранних плазменных дисплеях, но в более новых моделях стали включать методы, чтобы снизить вероятность случайного выгорания.

Относительно хрупки; следует транспортировать, хранить, и эксплуатировать в вертикальном положении, так как стеклянный экран может разбиться под собственным весом, если не будет поддерживаться должным образом.

При производстве возможно появление битых пикселей.

OLED

Плюсы:

Отличный угол обзора.

Очень малый вес.

Отличный уровень черного. Нет ореола и размытия при быстром движении из-за суб-миллисекундного времени отклика.

Широкая гамма и яркие цвета из-за отсутствия подсветки.

Минусы:

Может пострадать от выгорания экрана.

Сложны и дороги в производстве в настоящее время.

Органические материалы (по состоянию на 2011), распадаются в течение долгого времени, что делает дисплей непригодным через некоторое время.