Московский Государственный Институт Электроники и Математики

(Технический университет)

Кафедра:

«Информационно-Коммуникационные Технологии»

Курсовая работа

«ЖК-мониторы: внутренняя организация, технологии, перспективы».

Выполнила:

Старухина Е.В.

Группа: С-35

Москва 2008 г
Содержание

1.Введение......................................................................................................................................... 3

2.Жидкие кристаллы......................................................................................................................... 3

2.1.Физические свойства жидких кристаллов.......................................................................... 3

2.2.История развития жидких кристаллов................................................................................. 4

3.Структура ЖК-монитора............................................................................................................... 4

3.1.Субпиксел цветного ЖК-дисплея........................................................................................ 5

3.2. Способы подсветки матриц.................................................................................................. 5

4.Технические характеристики ЖК-монитора............................................................................... 5

5.Актуальные технологии изготовления ЖК-матриц................................................................... 7

5.1.TN+film (Twisted Nematic + film).......................................................................................... 7

5.2.IPS (In-Plane Switching).......................................................................................................... 8

5.3.MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)............................................................................... 9

6.Преимущества и недостатки......................................................................................................... 9

7.Перспективные технологии изготовления плоскопанельных монитров.............................. 10

8.Обзор рынка и критерии выбора ЖК-монитора....................................................................... 12

9.Заключение................................................................................................................................... 13

10.Список литературы.................................................................................................................... 14

Введение.

В настоящее время, большую часть рынка мониторов занимают ЖК-мониторы, представленные такими брендами, как Samsung, ASUS, NEC, Acer, Philips и т.д ЖК-технологии также применяются при изготовлении телевизионных панелей, дисплеев ноутбуков, мобильных телефонов, плееров, фотоаппаратов и т.п.. В силу своих физических свойств (рассмотрим их ниже), жидкие кристаллы позволяют создавать экраны, сочетающие в себе такие качества как высокая четкость изображения, экономичное энергопотребление, малая толщина дисплея, высокое разрешение, но при этом широкий диапазон диаганалей: от 0,44 дюйма/11 миллиметров (январь 2008, самый маленький экран от производителя микродисплеев Kopin), до 108 дюймов/2,74 метра (самая большая ЖК-панель, представлена 29 июня 2008 года компанией Sharp Microelectronics Europe). Также плюсом ЖК-мониторов является отсутствие вредного для здоровье излучения и мерцания, которое было проблемой ЭЛТ-мониторов.

Но все же ЖК-мониторы имеют ряд недостатков: наличие такой характеристики как время отклика, не всегда удовлетворительный угол обзора, недостаточно глубокий черный цвет и возможность дефектов матрицы (битые пиксели). Являются ли ЖК-панели достойными преемниками ЭЛТ-мониторов, и есть ли у них будущее, в виду активно развивающейся плазменной технологии? В этом вопросе нам предстоит разобраться, изучив физическую структуру ЖК-мониторов, их характеристики и сравнив их с аналогичными показателями конкурирующих технологий.

1. Жидкие кристаллы.

1.1. Физические свойства жидких кристаллов.

Жидкие кристаллы – это вещества, обладающие свойствами, присущими как жидкостям, так и кристаллам: текучестью и анизотропией. Структурно жидкие кристаллы являются желеобразными жидкостями. Молекулы имеют вытянутую форму и упорядочены во всем объеме. Наиболее характерным свойством ЖК является их способность изменять ориентацию молекул под воздействием электрических полей, что открывает широкие возможности для применения их в промышленности. По типу ЖК обычно разделяют на две большие группы: нематики и смектики. В свою очередь нематики подразделяются на собственно нематические и холестерические жидкие кристаллы.

Холестерические жидкие кристаллы — образуются, в основном, соединениями холестерина и других стероидов. Это нематические ЖК, но их длинные оси повернуты друг относительно друга так, что они образуют спирали, очень чувствительные к изменению температуры вследствие чрезвычайно малой энергии образования этой структуры (порядка 0,01 Дж/моль). Холестерики ярко окрашены и малейшее изменение температуры (до тысячных долей градуса) приводит к изменению шага спирали и, соответственно, изменению окраски ЖК.

У ЖК необычные оптические свойства. Нематики и смектики — оптически одноосные кристаллы. Холестерики вследствие периодического строения сильно отражают свет в видимой области спектра. Поскольку в нематиках и холестериках носителями свойств является жидкая фаза, то она легко деформируется под влиянием внешнего воздействия, а так как шаг спирали в холестериках очень чувствителен к температуре, то, следовательно, и отражение света резко меняется с температурой, приводя к изменению цвета вещества.

Эти явления широко используются в различных приложениях, например, для нахождения горячих точек в микроцепях, локализации переломов и опухолей у человека, визуализации изображения в инфракрасных лучах и др.

1.2. История развития жидких кристаллов.

Жидкие кристаллы были открыты австрийским ботаником Ф. Рейнитцером в 1888 году. Исследуя кристаллы холистерилбензоата и холестерилацетата, он обнаружил что вещества имеют 2 точки плавления и 2 разных жидких состояния – прозрачное и мутное. Однако свойства этих веществ, по началу, не привлекли внимания ученых. Более того, жидкие кристаллы рушили теорию о трех агрегатных состояниях вещества, поэтому физики и химики долгое время не признавали жидкие кристаллы в принципе. Профессор Страсбургскорского университета Отто Леманн в результате многолетних исследований предоставил доказательство, но даже после этого жидкие кристаллы не нашли применения.

В 1963 г. американец Дж. Фергюсон использовал важнейшее свойство жидких кристаллов — изменять цвет под воздействием температуры — для обнаружения не видимых простым глазом тепловых полей. После того как ему выдали патент на изобретение, интерес к жидким кристаллам резко возрос.

В 1965 г. в США собралась Первая международная конференция, посвящённая жидким кристаллам. В 1968 г. американские учёные создали принципиально новые индикаторы для систем отображения информации. Принцип их действия основан на том, что молекулы жидких кристаллов, поворачиваясь в электрическом поле, по-разному отражают и пропускают свет. Под воздействием напряжения, которое подавали на проводники, впаянные в экран, на нём возникало изображение, состоящее из микроскопических точек. И всё же только после 1973 г., когда группа английских химиков под руководством Джорджа Грея синтезировала жидкие кристаллы из относительно дешёвого и доступного сырья, эти вещества получили широкое распространение в разнообразных устройствах.

Впервые дисплеи на основе жидких кристаллах стали применяться при изготовлении ноутбуков в связи с их компактными размерами. На ранних этапах конечные продукты стоили очень дорого, а качество их при этом было весьма невысоким. Однако несколько лет назад появились первые полноценные ЖК-мониторы, стоимость которых оставалась также довольно высокой, но качество их заметно повысилось. И наконец-то сейчас рынок ЖК-мониторов развивается быстрыми темпами. Это связано с тем, что технологии развиваются очень активно и, кроме того, конкуренция среди производителей привела к заметному снижению цен на данный вид продукции.

2. Структура ЖК-монитора.

Жидкокристаллический монитор – это устройство, предназначенное для вывода графичесокой информации с компьютера, фотоаппарата и т.п.

Особенностью жидкокристаллических дисплеев является то, что жидкие кристаллы сами по себе свет не излучают. Каждый пиксель ЖК-монитора состоит из трех субпикселей основных цветов (красный, зеленый, синий). Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

2.1. Субпиксел цветного ЖК-дисплея.

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света — ячейку можно считать прозрачной. Если же к электродам приложено напряжение — молекулы стремятся выстроиться в направлении поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности. Если постоянное напряжение приложено в течении долгого времени — жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток, или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

3.2. Способы подсветки матриц.

В настоящее время, технология подсветки матриц при помощи флюорисцентных ламп уступает место светодиодной посветке.

Преимущества светодиодов:

● Более широкий спектр излучения, и, как следствие, увеличение цветового охвата;

● Почти идеальный белый цвет;

● Более просты в управлении;

К недостатками светодиодной подсветки можно отнести трудность реализации данной технологии, а следовательно, ее дороговизну. Однако, разрабатываются технологии, позволяющие снизить число светодоидов без потери яркости изображения и засветов, что уменьшает энергопотребление матриц почти в 2 раза.

3. Технические характеристики ЖК-монитора.

Ниже перечислены важные параметры ЖК-монитора, позволяющие оценить его пригодность для тех или иных целей.

● Разрешение – горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселах. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, «родное», физическое разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

● Размер точки – расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.

● Соотношение сторон экрана(формат) – отношение ширины к высоте, например: 4:3, 16:9, 16:10, 5:4.

● Видимая диагональ – размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:10 при одинаковой диагонали.

● Контрастность – отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки, приведенная для них цифра контрастности не относится к контрасту изображения. Для мнимого повышения этого показателя используют матрицы с глянцевым (Glare) покрытием, а также динамическую контрастность. Это означает, что электроника, анализируя изображение, либо повышает, либо снижает яркость подсветки.

● Яркость – количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

● Время отклика – время, которое пиксел ЖК-монитора затрачивает, чтобы перейти от активного (белого) в бездействующий (чёрный) и обратно к активному (белому). Этот процесс измеряется в миллисекундах. В большинстве активных TN матриц время отклика не превышает 10 мс, минимальное значение этой величины — 2 мс. Но для человеческого глаза, в силу инертности сетчатки, эффект от снижения времени отклика ниже планки в 10 мс практически не заметен. Поэтому дальнейшее уменьшение данного показателя не имеет смысла.

● Угол обзора – угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями считается по-разному, и часто сравнению не подлежит. Как один из вариантов, за угол обзора берется угол, при отклонении на который контрастность изображения уменьшается в 10 раз. В современных мониторах угол обзора составляет около 160 градусов (по 80 в каждую сторону относительно нормали, проведенной к центру экрана).

● Тип матрицы – технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей (подробно рассмотрены ниже).

● Частота кадровой развертки — частота обновления экрана. Среднее значение для современных мониторов — 60 Гц. Такой частоты вполне достаточно, ибо в ЖК-мониторах, в отличие от ЭЛТ, как правило, изображение не мерцает. Здесь стоит сделать оговорку, потому как существует технология Black Frame Insertion, разработанная компанией BenQ, которая гасит последовательно одну из 16 ламп подсветки, тем самым создавая эффект ЭЛТ. Данная технология позволяет снизить эффект инертности изображения, но за счет гашения одной из ламп уменьшается яркость изображения, что в принципе при современных показателях яркости не критично. При использовании BFI мерцание может быть заметным при просмотре однотонного изображение. Также в технических характеристиках часто указывают диапазон частот до 75 Гц. Но даже при установленной частоте в 75 Гц, монитор все равно продолжает работать на 60, а лишние кадры электроника просто отбрасывает.

● Входы:

 VGA (Video Graphics Array) — стандарт мониторов и видеоадаптеров. Выпущен IBM в 1987 году для компьютеров PS/2 Model 50 и более старших. VGA являлся последним стандартом, которому следовало большинство производителей видеоадаптеров. 15-пиновый вход, предназначенный для передачи аналогового сигнала.

 DVI (Digital Visual Interface, цифровой видеоинтерфейс) — разъём, предназначенный для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, такие как жидкокристаллические мониторы и проекторы.

 HDMI (High-Definition Multimedia Interface) — мультимедийный интерфейс высокой чёткости, позволяет передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудио-сигналы с защитой от копирования (HDCP).

4. Актуальные технологии изготовления ЖК-матриц.

Основные технологии изготовления ЖК дисплеев:

● TN+film.

● IPS.

● MVA.

Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, примененный в конкретных разработках.

4.1. TN+film (Twisted Nematic + film).

Самый распространенный тип цифровых панелей основан на технологии, сокращенно называемой TN TFT или TN+Film TFT (Twisted Nematic + Film), в основе которой лежит традиционная технология скрученных кристаллов. Термин Film обозначает дополнительное наружное пленочное покрытие, позволяющее увеличить угол обзора.

В основе технологии TN+Film лежит использование так называемых активных матриц. В этом случае действует принцип один электрод - одна ячейка, однако каждый пиксель экрана обслуживает еще и дополнительный усилительный элемент, который, во-первых, значительно снижает время, в течение которого происходит смена напряжения на электроде и, во-вторых, компенсирует взаимное влияние соседних ячеек друг на друга. Итого мы имеем, при разрешении 1024x768 786432 точек, а это означает более двух с половиной миллионов независимых ячеек. Благодаря "прикрепленному" к каждой ячейке транзистору, матрица "помнит" состояние всех элементов экрана, и сбрасывает его только в момент получения команды на обновление. В результате повышаются практически все параметры экранной картинки - четкость, яркость и скорость перерисовки элементов изображения, увеличивается угол обзора.

Недостатки:

● Черный цвет, особенно в старых моделях таких дисплеев, не всегда достаточно глубокий.

● При перегорании транзистора, он более не может прикладывать напряжение к своим трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое напряжение на нем означает яркую точку на экране. По этой причине "мертвые" ЖК-пиксели очень яркие и заметные.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц.

4.2. IPS (In-Plane Switching).

Одной из первых ЖК-технологий, призванных сгладить недостатки TN+film, стала технология Super-TFT или IPS (In-Plane Switching - приблизительно это можно перевести как "плоскостное переключение"), разработанная японскими компаниями Hitachi и NEC. IPS представляет собой своеобразный компромисс, когда за счет снижения одних характеристик цифровых панелей оказалось возможным улучшить другие: расширить угол обзора до примерно 170 градусов (что, практически, соотносимо с аналогичными показателями ЭЛТ-мониторов) за счет более точного механизма управления ориентацией жидких кристаллов, что и явилось ее главным достижением. Такой важный параметр, как контрастность, остался на уровне TN TFT, а время отклика даже немного увеличилось.

Суть технологии Super-TFT в том, что разнополярные электроды располагаются не в разных плоскостях, а в одной. 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 градусов относительно позиции покоя, меняя тем самым поляризацию светового потока, который пройдет второй поляризующий фильтр без помех.

Преимущества технологии IPS:

● Четкий черный цвет;

● большой угол обзора (достигает170 градусов);

● "битые" пиксели теперь выглядят черными, а потому они и достаточно малозаметны.

Недостатки:

● Электроды располагаются на одной плоскости, по паре на цветовой элемент, и закрывают собой часть проходящего света. В результате страдает контрастность, которую приходится компенсировать более мощной подсветкой.

● Создание электрического поля в подобной системе требует больших затрат энергии и занимает больше времени, из-за чего растет время отклика.

Дальнейшее совершенствование технологии IPS породило целое семейство технологий: S-IPS (Super IPS), SFT (Super Fine TFT), A-SFT (Advanced SFT), SA-SFT (Super A-SFT).

На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал). TN-матрицы почти всегда имеют 6-бит, как и часть MVA.

AS-IPS — технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например NEC LCD20WGX2) созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG.Philips.

A-TW-IPS — Advanced True White IPS (Расширенная IPS с Настоящим Белым), разработано LG.Philips для корпорации NEC. Представляет собой S-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — Настоящий белый) для придания белому цвету большей реалистичности и расширению цветового диапазона. Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов для использования в фотолабораториях и/или издательствах.

AFFS — Advanced Fringe Field Switching (неофициальное название S-IPS Pro). Технология является дальнейшим улучшением IPS, разработана компанией BOE Hydis в 2003 году. Усиленная мощность электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК, на матрицах производства Hitachi Displays.

4.3. MVA (Multi-Domain Vertical Alignment).

Эта технология разработана компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160°(на современных моделях мониторов до 176—178 градусов), время отклика, правда, примерно в 2 раза больше, чем для матриц S-IPS, а вот цвета отображаются гораздо более точно, чем на старых TN+Film.

Суть технологии MVA заключается в следующем: 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 независимо 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.

Используя достижения технологии MVA, некоторые производители создали свои технологии производства ЖК-матриц. Так, компания Samsung во всех своих последних разработках использует технологию PVA (Patterned Vertical Alignment - микроструктурное вертикальное размещение). Это, как отмечает Samsung, позволяет снизить инерционность и обеспечивает широкий конический угол обзора (170 градусов), высокий уровень контрастности (500:1) и улучшенное качество цветопередачи.

Плюсы:

● большие углы обзора;

● очень хороший черный цвет.

Однако сложное устройство панели не только серьезно увеличивает стоимость готового ЖК-дисплея на ее основе, но и не позволяет производителю в полной мере реализовать все возможности MVA по причине сложностей технического характера.

5. Преимущества и недостатки.

Как уже было сказано, на данный момент ЖК-технология занимает лидирующее место в сфере производства мониторов. Проведем сравнение ЖК- и ЭЛТ-мониторов по следующим критериям:

1. Физические размеры.

При рассмотрении данного параметра, даже невооруженным глазом видно преимущество монитора на жидких кристаллах. Если взять 2 экземпляра с одинаковой диагональю, легко видеть что наиболее приемлемыми толщиной и весом обладает отнюдь не ЭЛТ-монитор. Это автоматически делает невозможным использование электронно-лучевых трубок в портативных устройствах. Следовательно, этот пункт можно смело отнести к преимуществам ЖК-мониторов.

2. Энергопотребление.

ЭЛТ-мониторы потребляют примерно в 2 раза больше энергии, чем ЖК. Причем в ЖК-мониторах до 95% энергии тратится на подсветку матрицы. Очевидно, что и по этому критерию ЖК-мониторы являются более выгодным объектом для потребителя.

3. Экологичность.

По этому параметру ЭЛТ-мониторы снова оказались далеко не лучшими. Помимо отсутствия вредного электро-магнитного излучения, в ЖК-мониторах нет мерцания изображения, что снимает дополнительную нагрузку с глаз пользователя, и не только снижает риск ухудшения зрения, но и создает более комфортное изображение, что позволяет избежать нежелательных стрессов при работе с компьюетром.

4. Параметры изображения.

В настоящее время ЖК-мониторы позволяют получать довольно высокое качество изображения, но оно все же имеет некоторые изъяны. К недостаткам ЖК-монитора можно отнести недостаточно глубокий черный цвет, наличие таких характеристик как время отклика и углы обзора, разные по осям X и Y.

Но все же ЭЛТ-мониторы значительно проигрывают по яркости, не всегда способны обеспечить идеальную геометрию изображения, очень сильно подвержены влиянию окружающих их источников электромагнитных волн.

Обе технологии не исключают возможности возникновения дефектов изображения в процессе эксплуатации. В ЖК-технологии это, как правило, битые пиксели, которые возникают при сгорании одного или нескольких транзисторов. Их цвет зависит от типа матрицы и цвета субпикселя, вышедшего из строя. Также возможно появление повреждений матрицы вследствие механических нагрузок. У ЭЛТ-мониторов существует проблема неравномерного выгорания люменофоров. Обычно быстрее всего выгорает синий, что приводит к потере качества цветопередачи. Кроме того, при расфокусировки пучка электронов нарушается четкость картинки.

6. Перспективные технологии изготовления плоскопанельных монитров.

Как было выяснено выше, ЖК-технология пока еще не совершенна, и в ней есть над чем поработать, например, над уменьшением времени отклика (особенно в MVA матрицах), увеличении углов обзора и улучшении цветопередачи. Но такие ли большие перспективы у ЖК, или вскоре их вытеснят новые технологии?

В области плоских телевизионных панелей с данной технологией успешно конкурирует плазменная, и не без весомых оснований. Но все же плазма в чистом виде не пригодна для изготовления качественных мониторов, в силу ряда весомых причин.

Главный недостаток плазенных панелей – большой размер субпикселя. Его объем составляет 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм. При таких размерах, чтобы добиться качественного разрешения, потребуется диагональ большая, чем при использовании ЖК-технологии и при просмотре с небольшого расстрояния прорисовка изображения вряд ли будет удовлетворительной. Скорее всего, на картинке будет заметно зерно. Кроме того, для управления электродами плазменных панелей требуется довольно высокий уровень напряжения (порядка 40 вольт, против 10 в ЖК). Поэтому плазменные технологии используются в основном для создания панелей большой диагонали. На рынке, в основном, представлены экраны диагональю от 32 дюймов, причем их стоимость ниже, чем у аналогичных ЖК-панелей. Разработчикам удалось снизить энергопотребление плазменных панелей до уровня аналогичных жидкокристаллических, так же возросло качество люминофоров и их срок службы. Самая большая плазменная панель представлена компанией Panasonic в Лас-Вегасе на CES 2008 и имеет диагональ 150 дюймов с разрешением 2160 х 4096 точек.

Но преимущества плазменных экранов не дают покоя разработчикам, и не зря: к плазменным панелям вообще не применимо такое понятие как время отклика, они дают изображение с высоким уровнем цветопередачи, яркостью и контрастом по всем углам обзора.

Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы обзора и высокую скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения.Первые образцы на основе технологии PALC появились в 1998 году.

В настоящее время считается, что на смену ЖК-монитрам придут OLED-дисплеи. Но пока эта технология не достаточно соврешенна и имеет ряд сложностей, связанных с созданием больших матриц и недолговечностью люминофоров.

OLED (Organic Light-Emmitting Diode — органический светодиод) — тонкоплёночные светодиоды, в которых в качестве излучающего слоя применяются органические соединения. Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев.

При производстве OLED-дисплеев используются полимеры, способные излучать световые волны при подаче электрического напряжения. Электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет.

Преимущества OLED-дисплеев:

● меньшие габариты и вес;

● отсутствие необходимости в подсветке;

● отсутствие такого параметра как угол обзора;

● более качественная цветопередача (высокий контраст);

● более низкое энергопотребление при той же яркости;

● возможность создания гибких экранов.

Таким образом, перспективы у самой ЖК-технологии конечно же есть, но не очень впечатляющие. На мой взгляд, в будущем нам следует ожидать более широкого распространения синтезированных технологий на основе ЖК и плазмы (развитие PALC и появление аналогов) и OLED-дисплеев, при условии развития технологии их производства и постепенного сведения недостатков к минимуму. При нынешнем темпе роста объемов продаж OLED-дисплеев это вполне возможно. Особенно широкое примение эта технология может получить в дисплеях ноутбуков и субноутбуков, для которых важными параметрами является длительность работы от батареи и компактные размеры.

7. Обзор рынка и критерии выбора ЖК-монитора.

На сегодняшний день, на рынке ЖК-мониторов преобладают экземпляры с диапазоном диагоналей от 15 до 22 дюймов, разрешением не менее 1024x768 (в зависимости от формата дисплея). Время отклика варьируется от 2 до 16 миллисекунд, а угол обзора от 160 до 178 градусов. Широкое разнообразие также имеет внешний вид: от строгих цветов и прямоугольных форм до плавных изгибов и нежных оттенков. Возможны разные подставки для мониторов: от обычных с нерегулируемой высотой экрана, до вращающихся в разных плоскостях держателей и кронштейнов для крепления на стену. Модели имеют разные комбинации входов D-Sub(VGA), DVI, HDMI. Свои разработки в этой сфере представляют компании: Samsung, Acer, ASUS, BenQ, LG, NEC, Dell, Philips и др. Не может ни радовать порядок цен, свидетельствующий о наличии спроса на данный вид техники как на основной в своем роде: нижняя грань находится около отметки в 100$. Наибольшее число моделей представлено линейкой 19-дюймовых широкоформатных дисплеев.

Как видно, есть из чего выбирать, и появляется вполне резонный в данных условиях вопрос: как сделать правильный выбор? К этой задаче нужно подойти ответственно, ведь монитор покупается на несколько лет. Для начала нужно определиться с целями. Разделим пользователей на условные группы и определим, какие требования к монитору предъявляет каждая из них.

1. Рассмотрим самую нетребовательную часть пользователей, основное общение с компьютером которых заключается в работе с электронными документами, без использования мощных графических систем. Для этой группы главным критерием выбора монитора является обеспечение комфортной работы с текстовой информацией, т.е. достаточный уровень яркости и контрастности. Поскольку по техническим свойствам современные ЖК-мониторы имеют довольно высокие показатели, то даже при совокупности минимальных характеристик изображение не должно вызывать дискомфорта. Выбор монитора для данной категории пользователей может быть ограничен, разве что, бюджетом и внешним видом.

2. Для людей, профессионально работающих с графикой, важнейшими параметрами монитора является высокое разрешение, большая диагональ, широкий диапазон цветов и отсутствие искажения при их отображении. Для этой категории пользователей подходят мониторы с IPS матрицами. Но монитор с заводскими настройками не всегда дает хорошую цветопередачу. Для решения этой проблемы существуют специальные усройства — калибраторы, которые за небольшое время позволяют значительно улучшить цветопередачу.

3. Одним из главных критериев при выборе монитора для игр является время отклика. При нынешнем качестве графики компьютерных игр немаловажным параметром должна быть контрастность изображения. Поскольку размер диагонали для геймера тем лучше, чем она больше, возможно использование плазменных панелей. Однако на экране с очень большой диагональю и большим расстоянием между точек заниматься чем либо кроме игр и просмотра фильмов не очень комфортно, поэтому, как вариант, можно рассматривать и TN+Film-монитор с минимальным временем отклика.

4. Для обычного пользователя приемлем поиск компромиссного решения. При использовании компьютера для широкого спектра задач, важно иметь в любой ситуации качественное изображение. Значит время отклика не должно быть слишком большим, иначе потери качества при просмотре динамических картинок станут заметны. Также показатели яркости и контраста должны быть не слишком низкими, в силу очевидных причин. Данным условиям вполне удовлетворяют мониторы с TN+Film матрицами. При использовании компьютера в домашних условиях, возможно даже несколькими пользователями, лучше искать модели с регулируемой по высоте и углу наклона подставкой, т.к. от расположения дисплея во многом зависит удобство работы с компьютером.

Помимо подбора монитора по характеристикам, важно проверить его качество непосредственно при совершении покупки. Для этого существует несколько программ тест-мониторов (Nokia Monitor Test). Они помогают обнаружить битые пиксели, проверить цветопередачу, наличие засветов матрицы, геометрию монитора. Следует заметить, что качество изображения ЖК-монитора определяется не столько его паспортными данными, сколько субъективным восприятием пользователя. Несмотря на одинаковое строение глаза, люди по-разному воспринимают цвета и их оттенки, за счет этого восприятие цветопередачи одного и того же монитора может для кого-то быть комфортным и приятным, а кому-то резать глаза.

8. Заключение.

Нет ничего удивительного в том, что ЖК-мониторы завоевали всеобщее признание, их недостатки сегодня сведены к минимуму, а преимущества не оставляют почти никаких шансов ЭЛТ-технологиям.

В ближайшие несколько лет ЖК-мониторы вряд ли смогут быть вытеснены с рынка в виду того, что возможные конкурентные технологии пока не достаточно отточены. Однако у самих ЖК-технологий перспектив не так много: дальнейшее усовершенствование TN+Film матриц вряд ли даст заметные улучшения. Есть смысл работать над уменьшением времени отклика в IPS и *VA матрицах. В общем, от развития уже имеющихся технологий чуда ждать не приходится, никаких революционных новшеств они не привнесут. Значит стоит ждать или принципиально новых технологий на основе жидких кристаллов (о которых пока ничего не слышно), или результаты трудов инженеров на поприще органических светодиодов, что вероятно скоро даст свои плоды. Большие надежды на плазму также возлагать не стоит. Она безусловный лидер в области больших диагоналей, но пока уменьшение размеров субпикселя маловероятно (все-таки это целая флюоресцентная лампа), а следовательно и создание качественных плазменных мониторов не представляется возможным.
Список литературы.

1. Статьи электронной энциклопедии wikipedia.org:

1. Жидкие кристаллы.

2. ЖК-мониторы.

3. OLED.

4. Плазменная панель