"Азбука РС"

Мониторы

Электронно-лучевые
  • с теневой маской
  • с щелевой маской
  • с апертурной решеткой
  монитор = дисплей = экран = "очко" = "фонарь"

Жидкокристаллические ( LCD display )
 

Газо-плазменные ( plasma display )
 

  Сенсорные экраны ( sensor display )
 

  Перспективные display (FED-, LEP-, LED-, ЭЛ-,
VF-,  чернила, нанотрубки, плоскопанельные, DLP-)
 

  Вращающиеся проекторы


  Монитор - устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.). Каждый монитор имеет свой определенный срок службы, который в среднем составляет пять лет. От выбора монитора напрямую зависит, как он будет влиять на Ваше зрение. Существует несколько стандартов безопасности монитора:

TCO 92 ] [ TCO 95 ] [ TCO 99 ] [ TUV ] [ CE ] [ MPR-II ] [ DPMS ] [ Nutek ] [ FCC-B ] [ VDE-B ] [ CISPR22B ] [ VCCI ] [ UL ] [ CSA ] [ ISO9241 ] [ SCAN ] [ EPA EnergyStar ]
  У одной фирмы-производителя мониторов может быть несколько зарегистрированных торговых марок. Марки:
ADI ] [ Acana ] [ Acer ] [ Apple ] [ Barco ] [ BenQ ] [ Belinea ] [ BLISS ] [ CTX ] [ Compaq ] [ Daewoo ] [ Daytek ] [ Eizo Nanao ] [ ELSA ] [ Foled ] [ Funai ] [ Greenwood ] [ HP ] [ Hitachi ] [ Hyundai ] [ Iiyama ] [ LaCie ] [ LG ] [ MAG Innovision ] [ MAXDATA ] [ Mitsubishi ] [ NEC ] [ Nokia ] [ 0ptiQuest ] [ Packard Bell ] [ Panasonic ] [ Philips ] [ Radius ] [ Samsung ] [ Scott ] [ Sony ] [ TVM ] [ Targa ] [ Techmedia ] [ Toshiba ] [ ViewSonic ]
  * - торговая марка Acer принадлежит компании "Benq" (бывш. "Acer Communications")
  Монитор в среднем занимает треть стоимости ПК и не подлежит апгрейду. Обычный срок гарантии - 3 года. Для теста лучше всего воспользоваться программой "Nokia Monitor Test". Параметы:

· Размер монитора определяется диагональю экрана. В ЭЛТ действительный размер изображения меньше на 1 дюйм. При выборе большого монитора у Вас, прежде всего, значительно увеличивается рабочая площадь на экране. Но диагональ экрана нужно рассматривать вместе с разрешением и разверткой (другими параметрами).

ЭЛТ:14" ] [ 15" ] [ 17" ] [ 19" ] [ 21" ] [ 22"* ]
LCD:10,1" ] [ 12,1" ] [ 14" ] [ 14,1" ] [ 15" ] [ 15,1" ] [ 15,4" ] [ 15,7" ] [ 16" ] [ 17" ] [ 17,1" ] [ 17,4" ] [ 17,5" ] [ 18" ] [ 18,1" ] [ 19" ] [ 19,6" ] [ 20" ] [ 20,1" ] [ 21,3" ] [ 22,2" ] [ 23" ] [ 23,1" ] [ 24" ] [ 30" ] [ 42" ] [ 46" ] [ 52" ]
Plasma: [ 40" ] [ 42" ] [ 44" ] [ 46" ] [ 48" ] [ 50" ]
  1 дюйм (inch, 1") = 2,54 см. Сочетание распространенных размеров:  
в дюймах:14"15" 17"19"21"22"
в см:~35,6 см38,1 см~43,2 см ~48,3 см~53,3 см~55,9 см
в дюймах:40" 42"44"46"48"50"
в см:~101,6 см~106,7 см~111,8 см ~116,8 см~121,9 см127 см
  Для комфортной работы с графикой нужно иметь диагональ не меньше, чем 19", а лучше 21". Для ЖК-мониторов указывается диагональ матрицы, которая и является реально видимой.
  * - компанией Mistubishi была разработала новая трубка 22", которая предназначена только для модели LaCie electron22blue III и не имеет аналогов. Samsung готовит ЖК-панели размером 1800х2000 мм.

· Разрешение (resolution, разрешающая способность монитора) - это разрешающая способность монитора и частота его кадровой развертки. Разрешение - это количество точек по горизонтали и по вертикали на экране монитора. Например, разрешение 800х600 означает, что изображение на экране состоит из 800 точек горизонтали и 600 точек по вертикали. Увеличение разрешения данного монитора непременно ведет к снижению частоты его кадровой развертки. В рекламе ЭЛТ-мониторов всегда указано максимально возможное разрешение - напр. указано 1280x1024@60. Но при таком разрешении просто нельзя работать из-за низкой частоты кадровой развертки - реально это будет 800x600@85. Самыми популярными разрешениями в 2001 году являлись 800x600 (49.33%) и 1024x768 (41.23%), в 2002 году - те же 800x600 (29.0%) и 1024x768 (53.8%). Применяемые разрешения (из inet-статистики):
3840х2400 ] [ 2560х2048** ] [ 2048х1536* ] [ 1800x1440 ] [ 1600x1280 ] [ 1600x1200 ] [ 1400x1050 ] [ 1280x1024 ] [ 1280x960 ] [ 1280x720 ] [ 1152x864 ] [ 1024x768 ] [ 1024x721 ] [ 960x720 ] [ 800x600 ] [ 800x553 ] [ 720x480 ] [ 640x480 ] [ 640x350 ] [ 320x200 ]
  Рабочим разрешением для ЖК-монитора является его максимальное. Меньшие ЖК-разрешения могут поддерживаться двумя путями: изображение меньшего разрешения либо «растягивается» на весь экран (соответственно, повышается его зернистость), либо отображается в своем разрешении, тогда по краям экрана остаются незанятые черные полосы. Т.е. работать с ЖК-монитором нужно в его "родном" разрешении.
  В ЭЛТ-мониторах применяется хитрость - через-строчная развертка (Interlased)- для достижения более высокого разрешения. Регенерация экрана идет сначала по нечетным строкам, потом - четным; всю поверхность экрана луч проходит за два цикла кадровой развертки, называемых полукадрами. Это приводит к мерцанию. Пример: один и тот же монитор имеет 1280x1024 при Interlased и 1024x768 при NI (Non-Interlased). Конечно, в рекламе всегда идет максимальное, т.е. Interlaced.
  История: в первой системе цветного телевещания (NTSC) принята частота кадров 30 Гц (частота полей - 60 Гц), а количество строк - 525, из которых видимых - 480. При полосе канала яркости 4,5 МГц в строке может быть различимо до 640 пикселов. Вот и появилось 640x480.
  * - компанией Mistubishi была разработала новая трубка c максимальным разрешением 2048х1536 точек при частоте 80 Гц, которая предназначена только для модели LaCie electron22blue III и не имеет аналогов.
  ** - экспериментальное;

· Частота кадровой развертки - это количество раз, которое сменится изображение на экране ЭЛТ-монитора за 1 сек. Она измеряется в герцах (Гц, Hz). Этот параметр непосредственно влияет на зрение, т.к. при слишком малой частоте кадровой развертки (меньше 75 Гц) человек визуально ощущает мерцание экрана. Рекомендую частоту не менее 85 Гц.
  В ЖК-мониторах управление идет отдельно каждым пикселем, ЭЛТ-проблема с частотой обновления экрана снимается. Важно время отклика пикселя матрицы - время, требуемое пикселю, чтобы поменять цвет. Измеряется в милисекундах (25-40).

· Шаг точки (зерно, пиксель, Pixel Pitch). Измеряется в сотых долях мм. Для ЭЛТ шаг - это расстояние между смежными RGB-группами точек фосфора ("триадами"). Чем меньше зерно, тем больше точек приходится на единицу площади, тем выше разрешение. В рекламе производители указывают горизонтальный шаг точки, который всегда меньше диагонального. Для с теневой маски и решетки шаг измеряется по разному, сравнивать не корректно.
Устаревшие: [ 0,50 ] [ 0,43 ] [ 0,39 ] [ 0,35 ] [ 0,34 ] [ 0,32 ] [ 0,31 ] [ 0,30 ] [ 0,29 ]
Выпускаемые: [ 0,28 ] [ 0,27 ] [ 0,26 ] [ 0,25 ] [ 0,24 ] [ 0,22 ] [ 0,19 ] [ 0,18 ]
  Существует шаг матрицы зерен экрана (Dot Pitch, зернистость экрана). В первом приближении он совпадает с размером зерна, но это разные параметры. Измеряется в миллиметрах.

· Ширина полосы видеосигнала (полоса пропускания видео-тракта, Video Bandwidth), колеблется в диапазоне 65-220МГц. Она отражает способность монитора включать/выключать каждый пиксель.Чем выше разрешение или частота регенерации, тем выше должна быть ширина полосы частот. Т.е. монитор с разрешением 1024х768 и частотой 85Гц должен иметь шину более 67 МГц: 1024 x 768 x 85 = 66.846.720

· Покрытие экрана (антибликовое покрытие, NB) для ЭЛТ-монитора необходимо для уменьшения блеска стеклянной поверхности экрана и устранения на нем бликов. Пять основных методов обработки поверхности:
  · Полировка. Повышенная резкость, но сильно отражает свет.
  · Травление. Шершавый экран (воздействие кислоты) позволяет рассеивать внешний свет, но уменьшает резкость. Устарело.
  · Кварцевое покрытие. Экран покрывается тонким слоем кремния. Дешевая технология.
  · Анти-отражающее покрытие (AR Coating). На поверхность наложены два тонких слоя кремния с различными коэффициентами преломления. Хорошее соотношение цена/качество.
  · Анти-отражающая панель (AR-панель). Трехслойный фильтр в виде специальной стеклянной панели на поверхности. Выглядит как темная мелкая сеточка, ее нельзя снять. Это не защитный фильтр! Лучшая, но дорогая технология.
  NB - небликующий. На старых моделях ЭЛТ-мониторов днем против света (т.е. монитор напротив окна) работать просто невозможно.

· Сведение лучей (динамическая фокусировка). Регулируется магнитными кольцами системы коррекции сведения. Идеал - все три луча ЭЛТ-монитора ложатся в одну точку на маске. Если сведение невыровнено, луч будет проходить через другое отверстие - цветная "окантовка". Идеального сведения не бывает вследствие трудностей с отклонением лучей на малые углы. Особенно заметно по краям экрана. Обычные значения: 0.3 мм - центр / 0.4 мм - углы. Последние разработки - 0.2 мм. Сведение меняется с течением времени.
  В мониторах с цифровой коррекцией экран поделен на блоки (5х5, 8х8) и сведение корректируется для каждого блока. В хороших ЭЛТ-мониторах - есть функция сведения.

· Геометрия изображения для ЭЛТ-монитора. Существует 6 видов искажений: бочкообразные искажения, подушкообразные искажения, параллелограмные искажения, трапециидальные искажения, вертикальная нелинейность, горизонтальная нелинейность.

  Хорошая геометрия обязательна для САПР-а, настольных типографий, дизайна, etc. В мониторе с цифровым управлением можно вручную устранить искажения.

· Муар для ЭЛТ-монитора - побочный эффект при улучшении фокусировки. Если луч точно попадает в отверстие теневой маски - данная область экрана более яркая. Хорошо заметен, когда качество фона стоит серый цвет. Устраняется технологией увеличения толшины луча. Желательно, чтобы на мониторе была анти-муарная настройка.

· Low Radiation (LR, Low Radiation Station). ЭЛТ-монитор излучает электромагнитное поле в диапазоне 15-85КГц и 50-90ГЦ. Поэтому иногда применяются специальные электромагниты, замыкающие электромагнитные поля внутри монитора (специальное поглощающее покрытие). Но реально фраза "Low Radiation" ни к чему производителя монитора не обязывает ("пустозвон").

· Плоскоэкранный (Flat Screen, Natural Flat, DynaFlat, Pure Flat) ЭЛТ-монитор. Сначала термин не означал, что кинескоп имеет идеально ровную поверхность. С конца 80-х годов так называли дисплеи, радиус кривизны которых был примерно вдвое меньше, чем у стандартных. Напр. кинескоп Sony Trinitron начала 90-х годов был плоским только по вертикали. Первые Flat Screen - Diamondtron Mitsubishi (1996 год) и LG Pure Flat (1999 год), экран которых был плоским как снаружи, так и изнутри. Но пользователь видел изображение вогнутым (т.к. края под углом и разница величин преломления создает впечатление разной глубины). Для избежания этого сейчас делают внутреннюю поверхность слегка вогнутой.

· Подставка корпуса, дизайн и управление монитора. Монитор может вращаться вокруг вертикальной оси и поворачиваться вокруг горизонтальной (Portrait- и Landspace-направления). Вентиляция должна быть только на вертикальных плоскостях. Проработка дизайна позволяет уменьшить "глубину" ЭЛТ-монитора. В управлении должно быть память режимов (т.е. запоминание настроек) и наличие фиксатора в среднем положении; в некоторых экранных меню (OSD, On-Screen Display) есть экран подсказок.

  Желательно также, чтобы монитор:

  • был полноэкранный (Full Screen), т.е. не имел рамки по границам кинескопа;
  • низкоэнергетичный (Le, Low energy);
  • мог подключать два системных блока;
  • имел настройку линейности;
  • имел автосканирование;
  • имел динамическое формирование луча;
  • имел размагничивание;
  • имел программу калибровки;
  • имел оптимизацию яркости выводимой картинки;
  • регулировал контраст в зависимости от типа выводимого изображения;
  • ..... и т.д.;
  Вообще, чем больше возможностей настройки, тем лучше.


  "... Мы тут у Вас монитор приобрели, а он ничего не печатает! ..."  
  CRT-мониторы - это мониторы, главной частью которых является электронно-лучевая трубка, в которой происходит непрерывная бомбардировка электронами люминесцентного экрана (люминофора, Luminofor) из, как правило, трех электронных пушек разных цветов - зеленого, синего и красного. Бомбардировка происходит через специальную теневую маску, изготавливается из специального железоникелевого сплава (инвара). Различают три вида теневых масок: теневая маска (shadow mask), щелевая маска (slot mask, по сути дела, тоже является теневой) и апертурная решетка (Aperture Grill). Теневая маска представляет собой очень тонкую и прозрачную металлическую сетку с множеством отверстий, которые и служат для прохождения электронов. Решетка представляет собой очень тонкий лист фольги с вертикально нанесенными прозрачными штрихами, которые направляют поток электронов в нужном направлении. Щелевая маска - это смешанная технология. Апертурная решетка проводит больше света, чем теневая маска, поэтому цвета на экране получаются более сочными и насыщенными. У мониторов с решеткой меньше вероятность появления муара (различных пятен и помутнений). Но горизонтальные полосы решетки (damper wire, их две) хорошо видны при работе, хуже сведение лучей, мониторы менее устойчивы к механическим воздействиям (дрожь). С апертурной решеткой производятся трубки Sony Trinitron и Mitsubishi Diamondtron; с теневой маской - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, Viewsonic; с щелевой маской - фирмы NEC.
  ЭЛТ-монитор имеет срок службы, который в среднем составляет пять лет эксплуатации. После на экране монитора могут потускнеть цвета или появиться различные пятна, искажения изображения и другие дефекты, которые могут привести как к некомфортной работе, так и к порче зрения. Я настоятельно рекомендую не покупать подержанные мониторы. При выборе дайте ЭЛТ-монитору поработать (минут 20), так как дефекты у монитора проявляются не сразу, а только после того, как он нагреется.
  Несмотря на резкое падение цен на жидкокристаллические мониторы, для амбициозных пользователей (профессионалов графики, геймеров, видеоманов) альтернативы электронно-лучевой трубке пока нет. Но и стоит CRT-профи-монитор очень дорого.


  "... с возрастом растут две вещи - живот и диагональ монитора..."  

  Дисплеи на жидкокристаллических панелях LSD (Liquid Crystal Display, LCD-, LCD Monitors, жидкокристаллические, ЖК-, TFT-). Жидкие кристаллы старше ЭЛТ почти на 10 лет, первое описание этих веществ было сделано еще в 1888г. австрийским ученым Ф.Ренитцером, но только в 1930-м исследователи из британской корпорации "Marconi" получили патент на их промышленное применение. Прорыв совершили Фергесон (Fergason) и Вильямс (Williams) из корпорации RCA (Radio Corporation of America), создав на базе жидких кристаллов термодатчик. В конце 1966г. корпорация "RCA" продемонстрировала прототип LCD-монитора – цифровые часы. В октябре 1975 г. по технологии TN LCD были изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов к производству матриц с адресацией каждой точки. Так, в 1976 г. Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матрицы разрешением 160х120 пикселов. Но промышленно впервые ЖК-мониторы стали применяться только в ноутбуках.
  Принцип получения изображения основан на том, что жидкие кристаллы способны менять свою ориентацию в пространстве под действием света и тем самым изменять свойства данного светового луча. Тонкий слой вещества из жидких кристаллов пропускает свет или препятствует его прохождению, множество мельчайших ячеек, выполненных из этого вещества, позволяют управлять каждой точкой изображения. LCD монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой [см. рис. 2.1]. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя панелями. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. Подача электрического сигнала на индивидуальные электроды происходит через тонкопленочные транзисторы - TFT (Thin Film Transistors). Технология называется TN TFT или TN+Film TFT (Twisted Nematic + Film). Термин Film обозначает дополнительное наружное пленочное покрытие, позволяющее увеличить угол обзора со стандартных 90 градусов (по 45 с каждой стороны) до приблизительно 140 градусов. В первых TFT-дисплеях, появившихся в 1972г., использовался селенид кадмия, обладающий высокой подвижностью электронов и поддерживающий высокую плотность тока, но со временем был осуществлен переход на аморфный кремний (a-Si), а в матрицах с высоким разрешением используется поликристаллический кремний (p-Si). в случае отказа транзистора на экране образуется посторонняя "мертвая" яркая точка ("битый пиксель").
  Частично LCD-недостатки исправляют новые разработки. Есть технология Super-TFT или IPS (In-Plane Switching), разработанная компанией Hitachi. IPS позволила расширить угол обзора до примерно 170 градусов за счет более точного механизма управления ориентацией жидких кристаллов. И есть технология MVA (Multi-Domain Vertical Alignment), разработанная компанией Fujitsu. Это конструкция, в которой все цветовые элементы панели разбиты на ячейки или зоны, образуемые выступами на внутренней поверхности фильтров. Т.о. дана возможность жидким кристаллам двигаться независимо от своих соседей в противоположном направлении и расширяется угол обзора.
  Различают типы LCD-дисплеев:
      · LCD-мониторы с пассивной матрицей (Passive Matrix). В пассивной матрице на жидкие кристаллы воздействуют поля самих координатных проводников. Устаревшие, ограничен угол обзора пользователя.
      · LCD-мониторы c активной матрицей (Active Matrix). В активной матрице каждая ячейка управляется транзистором, которым, в свою очередь, управляют через координатные шины. В активной матрице используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно уменьшить время изменения их прозрачности. Active Matrix расширяет угол обзора до 170 градусов.
  Панели требуют подсветки - либо задней (Back Light), либо боковой (Side Light).

  Параметры LCD мониторов, на которые следует смотреть:

· Яркость (Brightness) ЖК-дисплея определяется яркостью заднего освещения и пропускной способностью панели. Чем выше яркость, тем насыщеннее будет изображение. Измеряется в кд/кв.м (от 170 до 250 cd/m2). Монитор с очень высокой яркостью вполне способен слепить глаза!

· Контрастность показывает соотношение уровней яркости между самым ярким белым и самым темным черным цветами, которые отображает монитор. Чем выше уровень контрастности, тем богаче отображаемая цветовая палитра монитора. От 250:1 до 500:1. Контрастность может измеряться стандартом (напр. по ISO 13406-2) и по собственной методике фирмы. У старых ЖК-дисплеев контрастность менее 300:1.
  STN - это сокращение, означающее "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. Такая конструкция называется DSTN (Double Super Twisted Nematic).

· Угол обзора (Viewing Angle). Максимальный угол обзора определяется как угол, при обзоре с которого контрастность изображения уменьшается в 10 раз. Различают углы по цвету и углы по контрасту. Максимум по контрасту = 170°, по цвету = 125°. Обычные цифры рекламы - 160° horizontal и 160° vertical.

· Время рекции пикселя (Response Time, время отклика пикселя матрицы). Самый важный параметр - время, требуемое пикселю для смены цвета. Или время, за которое транзистор успевает изменить пространственную ориентацию молекул жидких кристаллов. Чем он меньше, тем быстрее перестраиваются частицы. Измеряется в милисекундах (25-40 ms).
  Производители мониторов по-разному трактуют время отклика. Этот параметр состоит из двух величин – времени на включение пикселя (come-up time), времени на выключение (come-down time). Нужно - суммарное время отклика, но производитель может указать в паспорте среднее время или даже минимальное.
  Время отклика напрямую связано с частотой обновления изображения на экране. Справедлива формула:
      максимальное число FPS = 1 с / время отклика
  Пример: время отклика 25 мс - получается, что частота обновления изображения на данном мониторе ограничена 40 кадрами в секунду (1 / 0.025 = 40).

· Интерфейс передачи видео-сигнала. Обычное подключение монитора - через стандартный VGA-разъем. Но есть DVI - цифровой интерфейс передачи видеосигнала. На видеокартах оснащенных таким интерфейсом обычно два вида коннекторов: DVI-I (совмещающий цифровой и аналоговый сигналы) и DVI-D (только цифровой). "Правильные" LCD-мониторы имеют оба типа коннекторов (и VGA и DVI), на остальных моделях - один старый старый VGA.

  Очень большим плюсом LCD-мониторов является их изящный вид и компактное исполнение. У жидкокристаллических мониторов отсутствует мелькание изображения, к тому же ЖК-монитор можно расположить на любом расстоянии от глаз (LCD-монитор никакого воздействия на зрение не оказывает). ЖК-монитор абсолютно плоский и следовательно, отсутствуют искажения. В силу особенностей технологии "зерно" на ЖК-дисплее выглядит гораздо четче. Экран 18-дюймового LCD-монитора соответствует видимой области 21-дюймового ЭЛТ-устройства. Максимальные размеры LCD-экранов, которые выпускаются промышленно, не превышают 40", более идут плазменные дисплеи.
  Уже существуют перспективные разработки LCD-мониторов, выполненных по технологии диодов MIM (металл-изолятор-металл), по технологии многослойных ЖК-панелей Super TFT, по технологии Ferroelectric LCD (FLCD, кирально-смектические жидкие кристаллы), по низкотемпературной технологии LTPS.
  Кстати, встроенные динамики LCD-монитора уступают даже самым дешевым настольным, а шарнир (для установки экрана в вертикальное положение), хоть и весьма полезен при редактировании документов и web-серфинге, но только для мониторов с очень большим разрешением.

· 3D на ЖК-дисплее. Осенью 2002г. Sharp представила свою версии технологии, обеспечивающей отображение трехмерных картинок на двухмерном экране. Обычно для создания стереоэффекта требуется генерация двух изображений с некоторым сдвигом, одного для восприятия правым и для восприятия левым глазом. Изюминка технологии Sharp заключается в отсутствии каких-либо дополнительных приспособлений (например стерео-очков), требующихся для восприятия трехмерного изображения. Метод создания параллакса - см.рис. Экран Sharp может работать и как обычный, двухмерный дисплей. При этом ход лучей от источника подсветки изменяется, и формирование параллаксного барьера отключается.

· Склеенный ЖК-дисплей. В 2001 году фирма Rainbow Displays представила на InfoComm’2002 первый 37,5-дюймовый ЖК-монитор, получивший название Rainbow Spectrum Model 3750. Его экран склеен из трех отдельных панелей (Philips ЖК-матрицы). Rainbow удалось разработать технологию бесшовной склейки, благодаря которой экран выглядит как единое целое. Можно ожидать, что склеенные ЖК-дисплеи имеют шанс занять нишу между цельными ЖК-мониторами с размерами экрана от 15" до 28" и 42"-50" плазменными панелями.

·  Еще интересный факт - "двойня":

  По прогнозу DisplaySearch, рынок ЖК-мониторов будет расти примерно по 49% в год и объем его к 2006 году достигнет 113 млн.единиц, а доля ЖК-мониторов по отношению к общему числу мониторов для настольных ПК составит 82%. Уже в 2002 году соотношение продаж мониторов изменяется в пользу ЖК-дисплеев и их доля превысит долю продаж мониторов с ЭЛТ.


  "... подскажите, у меня не получается отправить факс, нажимая кнопку "send" и прикладывая лист к экрану монтора ..."  
  Плазменные дисплеи (Plasma Display Panel, PDP). Эффект плазмы был открыт в лабораториях Иллинойсского университета в 1966 году. Это свечение газов под воздействием электрического тока (пример - неоновые вывески и лампы дневного света). Разработки дисплеев начались в 1968 году. Первые образцы были монохромными и основывались на принципе газового разряда постоянного тока. Далее был осуществлен переход на технологию разряда переменного тока. Формирование изображения в плазменном дисплее происходит в пространстве шириной примерно 0,1 мм между двумя стеклянными пластинами, заполненном смесью газов (ксенона, неона). На переднюю, прозрачную пластину нанесены тончайшие прозрачные проводники (электроды), а на заднюю – ответные проводники. Задняя стенка имеет микроскопические ячейки, заполненные люминофорами трех основных цветов – красного, синего и зеленого, по три ячейки на каждый пиксель. При разряде смесь газов излучает ультрафиолетовый свет, который воздействует на люминофор, заставляя его светиться в видимом спектре. Плазменные панели очень "прожорливы" (потребляемой мощностью), но не создают магнитных полей (что служит гарантией их безвредности для здоровья), не страдают от вибрации (как ЭЛТ-мониторы), имеют небольшое время отклика (время между посылкой сигнала на изменение яркости пикселя и фактическим изменением), у них отсутствуют напряжение выше 200 вольт (экран практически ничего не излучает), имеют абсолютно плоский экран.

 угол обзораяркость "картинки"контрастность долговечность
ЭЛТ и/или телевизорmax 120 градусовmax 200 кд/м2около 150:1 7-10 тысяч часов
плазменные панелиmin 160 градусовmin 300 кд/м2min 400:130 тысяч часов
  Везде min - т.е. есть "запас прочности" по всем показателям. Фон излучения панели меньше, чем у ЭЛТ-телевизора почти в 20 раз. Плазменные панели "тоньше" 15 сантиметров (и есть тенденция к уменьшению), повышенная яркость и сочность цветов.
  Производством плазменных дисплеев занимаются Hitachi (работает в этой области с 1970 года), Fujitsu (является лидером, первые коммерческие модели появились в 1989 году, серия Plasmavision), Sharp, NEC, Toshiba, JVC, Mitsubishi, Sony и Pioneer. У Fujitsu берут готовые панели также Philips, Grundig, Hitachi и Sony. Каждый производитель плазменных панелей добавляет к классической технологии некоторые собственные ноу-хау, улучшающие цветопередачу, контрастность и управляемость. Fujitsu разработала специальную технологию Alternate Lighting of Surfaces (ALiS). Это позволило повысить яркость PDP-экранов до 500 нит, контраст - до 400:1, а угол обзора - до 160 градусов. NEC объединила (1998г.) свою плазменную технологию с электроникой Thomson-а и предлагает технологию капсулированного цветового фильтра (CCF, отсекающего ненужные цвета) и методику повышения контрастности за счет отделения пикселей друг от друга черными полосами. Популярен конструктив Plasma Engine Layout, позволяющий уместить в корпусе дисплея полный ПК. Pioneer использует технологию Encased Cell Structure (увеличение площади люминофорного пятна), новую формулу голубого люминофора (более яркое свечение), технологию суперчеткого отображения, технологию повышения контрастности и удаления "двойного контура", технологию "PureCinema". Sony-Sharp-Philips совместно работают над PALC – жидкокристаллической технологией с плазменной адресацией (позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, появились в 1998 году). Samsung разработала монитор повышенной управляемости (панель разделена на 44 участка). У Sony существует технология точного вывода изображения Four-Line Vertical Interpolation. Mitsubishi первыми в мире выпустили устройства, размещаемые на стене (телевизоры DiamondPanel).
  Первые коммерческие панели (дисплеи Fujitsu) имели три цвета и представляли собой бегущую текстовую строку (появились в 1984 году). Полноцветные панели (1989 год) имели диагональ 20 дюймов и применялись для отображения быстро обновляемой информации (напр. на биржах). На 2001 год стандартный размер диагонали плазменного монитора для применения в бытовой технике 40-42 дюйма; для работы с компьютерной графикой выпускаются профессиональные мониторы с диагональю 25 дюймов.
  P.S. Вот так выглядит 42":

  Самое популярное применение плазменной панели – в качестве широкоформатного телевизора для домашнего кинотеатра, в сфере информационных технологий и презентаций. Некоторые устанавливают панели даже в кухнях и ванных. Например Билл Гейтс приобрел 50 больших панелей, чтобы транслировать на них у себя дома картины известных живописцев.


  "... В приступе злости все почему-то молотят по невинному монитору, вместо системного блока..."  
  Сенсорные мониторы (sensor display, ). Цена сенсорного монитора складывается из цены монитора, цены сенсорного экрана и цены контроллера. Мониторы имеют улучшенные прочностные характеристики и надежность, нечувствительны к воздействию "бытовых агрессивных сред" (кофе, соков, кока-колы, etc.). Работать на сенсорном мониторе просто - нужно прикоснуться к выбранной точке на экране.


  Использование сенсорных мониторов позволяет организовать тестирование в общественных местах (например, на выставке). Сенсорные мониторы имеют очень ограниченную сферу применения: справочные системы, киоски, терминалы и пока мало распространены во всем мире.


  "... Первый закон Чизхолма: Все, что может испортиться - портится..."  
  FED-мониторы (Field Emisson Display, дисплеи с электростатической (автоэлектронной) эмиссией, ThinCRT - "тонкая ЭЛТ"). В отличие от LCD-экранов, которые работают с отраженным светом, FED-панели сами генерируют свет, что роднит их с ЭЛТ и плазменными дисплеями. В отличие от ЭЛТ (у которой всего три электронных пушки, которые испускают три электронных луча, последовательно сканирующих экран, покрытый люминофорным слоем), в FED-устройствах изображение для каждого пиксела формируется излучением электронов с нескольких тысяч субмикрометровых остроконечных элементов поверхности (т.е. для каждого пиксела предназначен свой электрод и он управляется напрямую, как в LCD). Толщина панели не превышает нескольких миллиметров.
  Над FED-устройствами работают PixTech, Motorola, Raytheon, Candescent Technologies. FED мониторы обеспечивают крайне высокую яркость изображения (600-800 кд/м2), угол обзора 160° во всех направлениях, а также имеют очень короткое время отклика, легки, тонки, потребляют мало электроэнергии, могут работать в широком температурном диапазоне. Главные проблемы FED-дисплеев - поддержание вакуума в экранах, разгон электронов в высоковольтном поле, невысокий срок работы. Корпорация PixTech уже выпускает цветные 8,5-дюймовые FED-панели. В 2001г. в мире было произведено около миллиона 14,1-дюймовых FED-дисплеев
  В Красноярском государственном техническом университете тоже разработана технология производства FED-дисплеев.

· LEP-мониторы (LEP, Light Emission Plastics, Light-Emitting Polymer, светоизлучающая полимерная пленка). Начало LEP-технологии было положено в 1989 году, когда профессор Ричард Френд из лаборатории Кембриджского университета открыл светоизлучающие полимеры. Для изучения LEP и создания новых дисплеев была образована компания CDT (Cambridge Display Technologies, Великобритания). В 1992 году началась разработка первого монитора, сделанного на основе LEP-технологии. Устройство монитора достаточно простое - слои полимера наносят прямо на TFT-матрицу и на прозрачную подложку. Полимерный экран нуждается в герметизации, чтобы избежать его расслоения под действием водяных паров. Можно получить практически любое разрешение и придать отдельному пикселю, а также экрану в целом произвольную форму. Угол обзора новых устройств достигает 180° за счет того, что пластик излучает сам и не требует подсветки. LEP-мониторы работают при напряжении питания всего около 5В и имеют очень малый вес. Узкий диапазон цветов, в котором излучали пластики, удалось расширить и в настоящее время он простирается от синего до ближнего инфракрасного. Низкий срок службы LEP-мониторов (из-за обесвечивания пластика под действием УФ-лучей) продлили до 5 лет за счет использования многослойной структуры и других ухищрений. Сегодня срок службы LEP-мониторов составляе более 7000 часов (~36 месяцев), ведутся работы до доведения 20000 часов. В конце февраля 2000г. "CDT" объявила о завершении строительства предприятия по производству LEP-материалов.
  CDT сотрудничает с японской корпорацией Seiko-Epson, что уже привело в к созданию первого в мире пластикового монитора (официально об этом было объявлено 16 февраля 1998 года). Дисплей был монохромным (черно-желтым), имел разрешение 800х236 точек и площадь ~50 мм2 при толщине в 2 мм. Каждым пикселем этого дисплея управлял отдельный тонкопленочный транзистор (как в LCD), а светоизлучающий полимер наносился на коммутирующую матрицу в жидком виде по технологии, аналогичной струйной Epson-печати. К 2002г. "CDT" уже разработала полноцветный полимерный дисплей.
  Летом 2000г. "CDT" объявила о завершении разработки дисплея, который можно будет распечатать на струйном принтере! На гибкое покрытие напыляют светоизлучающие полимеры, после чего к подложке достаточно подвести токопроводящие подложки, чтобы получить цветное изображение. Стоимость такого монитора составляет 60% от цены сопоставимого по размерам ЖК-монитора. В настоящее время с CDT сотрудничают такие компании, как Seiko Epson, Intel, HP.

· LED-мониторы (Light Emmited Diode, светоизлучающий диод, светодиодная матрица). Имеют два типа:
  а) LED-display имеют очень высокую потребляемую мощность по сравнению с другими типами индикаторов и их в плоских панелях не применяют. Бывают одно-, двух- многоцветные светодиодные матрицы. Пока LED-display применяется для производства электронных табло (напр. для стадионов и спортзалов), видеоэкранов, мобильные видео-установки, электронных часов, дисплеев сотовых телефонов, etc.
  б) Полимерные дисплеи (PolyLED, Polymer Light Emitting Diodes). Имеют прекрасную яркость, низкое энергопотребление (3-5 вольт), угол обзора 180 градусов, компактность. Производятся Philips Electronics в сотрудничестве с UNIX (США) и Covion Opto Semiconductors (Германия).

·Электролюминесцентные мониторы (Electroluminescent displays) похожи на ЖК, но имеют специальные доработки, обеспечивающие светоизлучение при туннельных переходах. Эффект излучения видимого света некоторыми материалами (типа сульфида цинка) при прохождении тока известен еще с 1937г., но практическое применение этот эффект получил, когда появились тонкопленочные EL-материалы.
  ЭЛ-мониторы имеют высокие частоты развертки, хорошую надежность и яркость. Они работают в широком спектре температур (от -40 до +85°C), Время отклика меньше 1 мс. Угол обзора >160°. Однако для ЭЛ-мониторов необходимо высокое напряжение (>80 Вт), цвета у них не такие чистые, как у ЖК-моделей, и изображение на ярком свете тускнеет. Ведущий производитель этих устройств компания Planar Systems пока поставляет EL-панели преимущественно для различного медицинского оборудования.

· Вакуумные флуоресцентные мониторы (Vacuum fluorescent displays) Эта технология использует высокоэффективное фосфорное покрытие, нанесенное непосредственно на каждый прозрачный анод в области экрана. Однако эти модели имеют относительно низкое разрешение, т.к. размер матрицы ограничивается шириной точек фосфора. Вакуумные мониторы используют в низкоинформационных приложениях.

· Электронная бумага. Компания E Ink (Кембридж, штат Масачусетс) и Bell Labs, исследовательское подразделение Lucent Techologies, получили вещество ("электронные чернила"), похожее на краску и способное изменять цвет под воздействием электрического поля. Электронные чернила - цветная жидкость, состоящая из миллионов крошечных сфер, называемых микрокапсулами. Каждая микрокапсула имеет прозрачную оболочку, наполнитель синего цвета и микроскопические частицы белого пигмента. Микрокапсулы этого вещества впечатываются в поверхности ткани, бумаги, пластика или даже металла, выполняющих роль своеобразного дисплея. Краситель изменяет оттенок в зависимости от характеристик электрического поля. «Чернила» являются бистабильными, то есть полученный элементом заряд сохраняется без подпитки, а значит, обеспечивается немалая экономия электроэнергии. Электронная бумага имеет преимущества перед ЖК-дисплеями вследствие своей гибкости и долговечности. Электронную бумагу можно сворачивать (но не складывать), ее нельзя разбить, уронив. Вариант технологии электронных чернил E Ink, основанный на обычной кремниевой микроэлектронике, используется в уже выпускаемых компанией электронных табло Immedia.

·Мониторы на углеродных нанотрубках. Компания NEC нашла метод получения углеродных нанотрубочных гетерогенных структур и в австралийском центре CSIRO Molecular Science на основе углеродных нанотрубок разрабатываются ультратонкие дисплейные панели, более экономичные и обладающие лучшим разрешением, нежели жидкокристаллические.

· Плоскопанельные мониторы IBM. Исследователи из IBM разработали новую плоскопанельную технологию с разрешением в четыре раза выше, чем у традиционных настольных LCD-дисплеев. Вместо обычных материалов (молибден и вольфрам) для изготовления монитора использовались алюминий и медь, обладающие лучшими проводящими свойствами. В результате появился Roentgen, 16,3-дюймовый дисплей с разрешением 2560х2048. Пока они применяются только в медицине.

· DLP-мониторы (Digital Light Processing). Дисплеи, созданные на основе технологии DLP (разработала компания Texas Instruments) широко используются в военном деле: экраны для шлемов, кабин самолетов, командных центров и т.п. В основе DLP-технологии лежит DMD-ячейка (Digital Micromirror Device). По сути, это структура состоящая из ячейки статической памяти и микроскопического алюминиевого зеркальца, которое может поворачиваться в две стороны на угол 10 градусов. В зависимости от своего положения зеркало отражает или не отражает свет от внешнего источника, результат проецируется на большой экран.

· Кривые мониторы. С конца 90-х годов ведутся работы по искривлению "плоских экранов". Идея состоит в том, чтобы экран как бы "обернуть" вокруг головы человека. На сегодня созданный в лаборатории образец имеет экран в 30 см высоты и 112 - ширины, изгибающийся дугой в 90 градусов. В формировании изображения участвуют цифровые проекторы и телескопические зеркала, призванные устранить линейные искажения при проецировании на вогнутую поверхность. "Кривой" экран в пять раз ярче аналогов. Стоимость опытного экземпляра $25.000.

· Визуализационная система Perspecta или хрустальный шар вместо монитора. 40-тысячедолларовую видеосистему создала компания Actuality Systems. Пока позиционируется как инструмент для медицины и трехмерного моделирования молекул, а в будущем (после снижения цены и запуска в массовое производство) - для игр.
  Визуализационная платформа Perspecta работает на принципе перевода трехмерных декартовых координат в сферические. Полученные сферические координаты используются для подсветки вокселей на проекционном экране, вращающемся со скоростью 600 оборотов в минуту (то есть получается 10 оборотов в секунду). Форматированием данных в системе занимается центральный процессор Pentium 4, а работает платформа под управлением OS. Механизм проекции шара создан на основе Digital Light Projector, микроэлектронной (MEMS) системы TI. Для пересчета декартовых координат в сферические в системе добавлен специальный цифровой сигнальный процессор производительностью 1500 Mips (млн.инструкций в секунду).
  Пользователь может обойти шар с любой стороны и увидеть картинку со всеми тенями, текстурами и полутонами, которые может обеспечить современный графический движок. На 2002г. Perspecta - лидер среди подобных, обладая способностью отображать 100 млн. вокселей в секунду на шаре диаметром 10 дюймов (25,4 см).

P.S. такое ощущение, что ожил палантир Ортханка из знаменитого фэнтэзийного романа "Властелин Колец" Дж.Р.Толкиена, правда?

· Конфиденциальный монитор. Японская компания Lizuka Denki Kogyo разработала ЖК-дисплей для финансистов, на который можно выводить закрытую для посторонних информацию. Данные с такого экрана можно прочитать, только надев специальные очки. Эффект достигнут за счет удаления с монитора поляризующего фильтра. Для всех остальных экран будет выглядеть как святящийся белый прямоугольник. Стартовая цена модели 15" - $1600-2500 (осень 2002г.). Впрочем данную защиту можно обойти, правильно подобрав поляризующие очки.



  Вместо итога: если Вы собираетесь приобрести качественный монитор и при этом дешевую видеокарту, то ничего хорошего из этого не выйдет: не стоит ставить на "Феррари" двигатель от "Запорожца". При выборе каждый конкретный экземпляр монитора очень индивидуален - не покупайте монитор, не посмотрев его в действии. Прогноз: по прошествии некоторого времени LEP-дисплеи составят достойную конкуренцию по качеству и цене как ЖК, так и ЭЛТ-мониторам.

© Dmitry Belousov
http://www.orakul.spb.ru
ноябрь 2001г.-декабрь 2002г.


[ оглавление | начало | мониторы | следующая глава | глоссарий | обновить ]