Видеомониторы на плоских панелях

Видеомониторы на плоских панелях (ВМПП) весьма разнообразны. Сейчас применяются:

• мониторы на жидкокристаллических индикаторах (LCD — Liquid Crystal Display);

• плазменные мониторы (PDP — Plasma Display Panels);

• электролюминесцентные мониторы (FED — Field Emission Display);

• полимерные светоизлучающие мониторы (LEP — Light Emitting Polymer),

• органические светоизлучающие мониторы (OLED – Organic Light Emitting Display).

Мониторы на жидкокристаллических индикаторах

Мониторы на жидкокристаллических индикаторах (ЖКИ, LCD — Liquid Crystal Display) — это цифровые плоские мониторы.

Эти мониторы используют специальную прозрачную жидкость, которая при определенных напряженностях электростатического поля кристаллизуется, при этом изменяются ее прозрачность, коэффициенты поляризации и преломления световых лучей. Эти эффекты и используются для формирования изображения. Конструктивно такой дисплей выполнен в виде двух электропроводящих стеклянных пластин, между которыми и помещается тончайший слой такой кристаллизующейся жидкости. В качестве источника света для задней или боковой подсветки экранов обычно используются флуоресцентные лампы с холодным катодом или электролюминесцентные панели.

LCD бывают с активной и пассивной матрицами.

В пассивной матрице каждый элемент экрана (пиксел) выбирается на перекрестии координатных управляющих прозрачных проводов, а в активной для каждого элемента экрана есть свой управляющий транзистор, поэтому их часто называют TFT-экранами (TFT — Thin Film Transistor, тонкопленочный транзистор).

Наряду с монохромными широко используются и цветные дисплеи. У цветных дисплеев каждый элемент изображения состоит из 3-х отдельных пикселов (R, G и B), покрытых тонкими светофильтрами соответствующих цветов. Современные дисплеи с активной матрицей поддерживают стандарт TrueColor, что позволяет отображать до 16,7 млн цветовых оттенков. Сами цвета достаточно глубокие и яркие.

Дисплеи с активной матрицей имеют лучшую яркость и предоставляют возможность смотреть на экран даже с отклонением до 85° и более (то есть при угле обзора 170°) 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 178°, и есть все основания предполагать, что технология будет и дальше совершенствоваться. На панели с активной матрицей можно отображать движущиеся изображения без видимого искажения, так как время отклика у них около 10 мс против 300 мс для пассивной матрицы, а контрастность изображения даже лучше, чем у CRT-мониторов (время отклика – это время за которое можно перевести пиксел из белого состояния в черное) . 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 прохождения 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 применении к настольным компьютерам, что позволяет создавать компактные мониторы, менее опасные для нашего здоровья.

Эффективное разрешение у каждого LCD-монитора только одно, его называют native («родное»), оно неизменно и определяется размером и количеством пикселов, которые физически фиксированы. Именно в native-разрешении LCD-монитор воспроизводит изображение лучше всего. Например, если LCD-монитор имеет native-разрешение 1024 ´ 768, то на каждой из 768 линий расположено 1024 пиксела. Есть, правда, возможность использовать и более низкое, чем native, разрешение, прибегая к одному из двух методов:

• центрирование (centering) — для отображения берется только то количество пикселов, которое необходимо для формирования картинки с более низким разрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только в его середине. Все неиспользуемые пикселы остаются черными, то есть вокруг изображения образуется широкая черная рамка;

• растяжение (expansion) — при воспроизведении изображения с более низким, чем native, разрешением используются все пикселы, есть изображение занимает весь экран. Однако из-за того, что изображение растягивается на весь экран, возникают небольшие искажения и ухудшается резкость.

Переход к нужному методу выполняется включением (expansion) или выключением (centering) режима Zoom — масштабирования изображения.

LCD-панель типа XGA имеет native-разрешение 1024 ´ 768, а SXGA — 1280 ´ 1024, а есть TFT-мониторы с разрешением 2048х1536 пикселов..

Потребляемая и рассеиваемая мощность у LCD-мониторов существенно ниже, чем у CRT-мониторов.

Еще недавно проблемой LCD-экранов был их размер: с ростом диагонали дисплеев ухудшаются их остальные характеристики и резко увеличивается их стоимость. Но сейчас уже выпускаются для массового покупателя LCD-мониторы с диагональю 20 дюймов, а недавно разработчики представили модели TFT-LCD-мониторов с диагоналями 43 и 64 дюйма, хотя последние еще очень дороги.

В табл. 11.5 приведены сравнительные характеристики TFT-LCD и CRT-мониторов.

Таблица 11.5. Сравнительные характеристики TFT-LCD и CRT-мониторов

Параметры	TFT-LCD monitor	CRT монитор
Разрешение	Одно разрешение с фиксированным размером пикселов. Оптимально монитор можно использовать только в этом разрешении	Поддерживаются различные разрешения. При всех разрешениях монитор можно использовать оптимальным образом. Ограничение накладывается только приемлемостью частоты регенерации
Частота кадров	Оптимальная частота 60 Гц, что достаточно для отсутствия мерцания	Только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мерцание
Формирование изображения	Изображение формируется физическими пикселами. Шаг пикселов зависит только от размера самих пикселов, но не от расстояния между ними. Каждый пиксел формируется индивидуально, что обеспечивает хорошую фокусировку, ясность и четкость	Пикселы формируются группой точек или полосок. Четкость и ясность изображения зависит от размера зерна, размера экрана и выбранного разрешения
Угол обзора	В настоящее время угол обзора составляет 140–170º	Отличный обзор под любым углом
Яркость контрастность экрана	До 400 кд/кв.м, до 800:1	До 450 кд/кв.м, до 400:1
Излучения и энергопотребление	Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT-мониторов	Всегда присутствует электромагнитное излучение. Потребление энергии в рабочем состоянии примерно 80–100 Вт
Сфера применения	Стандартный монитор для мобильных ПК. Сейчас широко используется и для настольных компьютеров	Стандартный монитор для настольных компьютеров (уступает место TFT-мониторам)

Вывод. Дисплей с активной матрицей обеспечивает лучшее качество: хорошую безынерционность, разрешающую способность, контрастность и яркость изображения, но он существенно более сложный и дорогой. Например, монитор, который может показывать изображение с разрешением 800 ´ 600 пикселов в режиме SVGA и только с тремя цветами, имеет 1 440 000 отдельных транзисторов.

В табл. 11.6 представлены основные параметры некоторых моделей современных LCD-мониторов.

Таблица 11.6. Основные параметры некоторых LCD-мониторов

	Фирма	Диагональ (дюймы)	Размер иксела (мм)	Угол обзора (град)	Время отклика (мс)	Разрешение(в пикселах)	Контрастность	Яркость (кд/м2)	Глубина с подставкой (см)	Вес (кг)
1503М	NEC	15	0,297	100/120	25	1024x768	400:1	250	18,3	6,6
1703M	NEC	!7	0,264	140/160	16	1280x1024	400:1	250	19,6	5,3
91VM	NEC	19	0,294	170/170	25	1280x1024	700:1	250	20,7	6,0
L1530S	LG	15	0,297	140/160	16	1024x768	400:1	250	10,5	3,6
L1730S	LG	17	0,264	140/160	12	1280x1024	550:1	250	11,5	4,9
L1910S	LG	19	0,294	176/176	25	1280x1024	400:1	250	22,3	7,2
AL-1512	Aser	15	0,297	110/120	23	1024x768	450:1	350	18	3,7
Al-1714	Aser	17	0,264	130/160	14	1280x1024	350:1	370	20,4	5,6
190P5EG	Philips	19	0,264	170/170	15	1280x1024	700:1	300	21,0	6,2
510N	Samsung	15	0?297	140/120	16	1024x768	450:1	250	17,5	3,1
710N	Samsung	17	0,264	160/160	12	1280x1024	600:1	300	17,5	4,4
SM193P	Samsung	19	0,294	178/178	8	1280x1024	800:1	250	23,6	7,1
HX73	Sony	17	0,264	160/160	16	1280x1024	500:1	400	26,0	7,1
HX93	Sony	19	0,294	170/170	25	1280x1024	800:1	450	26,5	8,5
16XA 17	Xerox	17	0,26	140/140	8	1280x1024	500:1	300
15XA 19	Xerox	19	0,26	170/170	20	1280x1024	600:1	260
VG910b	Viev Sonic	19	0,294	170/170	25	1280x1024	600:1	250	18,0	7,5