Як правильно вибрати LCD монітор?, Монітори та проектори, огляди

Введення

Поточний розвиток ринку LCD (TFT) дисплеїв нагадує багатьом продавцям про минулі
часи, коли рівні прибутку і попит були на дуже високому рівні. Ще недавно
покупець повинен був викласти дуже великі гроші за LCD монітор, що б заощадити
простір на робочому столі, знизити споживання енергії та подбати про
власне здоров’я. Проте вже сьогодні ринок змінює свій напрямок, і
ціни починають підкорятися звичайним динамічним ринковим силам.

Ця стаття є першою з циклу, присвяченого розгляду всіх питань
пов’язаних з LCD. У цій частині, ми розповімо Вам про розвиток ринкової ситуації
і деякі тенденції розвитку LCD. Ми розглянемо технологію, архітектуру і
принципи роботи. У висновку ми дамо декілька порад покупцям LCD моніторів.
Стаття буде цікава не тільки новачкам, але і професіоналам.

У другій і третій частинах ми поглиблено розглянемо деякі особливості LCD,
т.к. збільшення кута огляду, розглянемо сучасні цифрові інтерфейси (DFP
і DVI) і відношення піксельного розміру і максимального розміру діагонального
дисплея.

Пізніше ми повідомимо про найбільш важливих компаніях на ринку LCD, розглянемо деякі
моделі, і природно будемо стежити за рівнем цін.

Ринкова ситуація

Величезний успіх портативних комп’ютерів став сильним поштовхом у розвитку TFT
дисплеїв. Незважаючи на це, свій шлях на сучасний ринок LCD пробивали з великим
працею. Так, наприклад, в 1998 обсяг проданих LCD був далекий від обсягу продажів
ЕЛТ моніторів. При цьому попит на LCD був і залишається досить високим. У зв’язку
зі складністю виробництва і низьким відсотком придатних матриць виробники не
можуть виконати 100% замовлень. Не секрет, що сьогодні найбільше поширення
LCD отримали в офісній сфері. Для того щоб LCD могли зайняти свою нішу в секторі
домашніх комп’ютерів, необхідне виконання наступних вимог:

Виробництво та вихід придатних матриць

Як ми вже сказали вище, конструкція і виробництво активної TFT матриці процес
досить складний. Це призводить до дуже високим вимогам до відхилень від
норми. Наприклад, для управління елементами матриці використовуються дуже тонкі
транзистори, які повинні мати абсолютно ідентичні рівні спрацьовування.
Як Ви можете зрозуміти, все це прямим чином впливає не тільки на ціну, але й
доступність TFT дисплеїв.

Поточна цінова ситуація і тенденції

Ще недавно ціни на LCD в два – три рази перевищували ціну аналогічного ЕПТ-монітора.
Так, 15.1 “LCD монітор (еквівалент 17” ЕПТ-монітора) коштував від 500
до 1,300 $. А 18.1 “TFT (еквівалент 21” ЕПТ дисплея) від $ 2,800 – $ 3,500.

На початку 1999 року на ринку LCD спостерігалася короткочасна тенденція підвищення
цін. Багато виробників підняли ціна приблизно на 100 $. Загалом ця тенденція
відрізняється від традиційного розвитку IT ринку, проте склалася ситуація дозволила
тримати ціни на високому рівні.

Нещодавно на ринку намітилося істотне зниження цін. Так сьогодні 15 ”
модель можна купити вже за 399 $. Однак, це не межа. Деякі аналітики
стверджують, що при сприятливих умовах 15 “LCD можуть досягти ціни $ 80.
Не віриться? Так, дійсно, LCD можуть коштувати значно дешевше ЕЛТ. Однак
коли це станеться, ніхто не знає.

Сучасні технології

Сучасні дисплейні технології поділяються на традиційні з електронно-променевою
трубкою (ЕПТ) і плоско панельні дисплеї. Незважаючи на розвиток ЕПТ технології,
монітори, засновані на ній, займають досить багато простору робочого
столу, мають високе енергоспоживання і негативно впливають на наше здоров’я.
Плоско панельні дисплеї – тобто пристрою без ЕПТ – як випливає з назви,
плоскі і займають мінімум площі робочого столу. Плоско панельні технології
в свою чергу поділяються на безліч різних технологій типу LCD (Рідкокристалічні
дисплеї), плазмові дисплеї, LED (світловипромінюючі діоди) і різні інші.
Серед цих технологій можна виділити ті, які випромінюють світло і ті, які
управляють пройшли них світлом.

На сьогоднішній день найбільш цікавою і перспективною технологією вважаються
т.зв. TFT-LCD або як їх ще називають у народі активні. Ці пристрої для формування
зображення використовують проходить через них світло. Крім активних LCD, існують
пасивні дисплеї STN і DSTN, однак сьогодні вони застосовуються тільки в дешевих
ноутбуках.

 

Малюнок 1: Короткий огляд сучасних плоско панельних технологій.

Як працює TFT?

TFT розшифровується як ‘Тонкоплівковий транзистор (Thin Film Transistor)
і описує елементи, які активно управляють індивідуальними пікселями.

Як же формується зображення? Сам принцип формування досить простий:
панель складається з безлічі дрібних крапок, кожен з яких може формувати
будь-який колір. Для цього використовується заднє підсвічування, що складається з однієї або
безлічі флуоресцентних ламп. Для управління проходить через піксель світлом
використовується т.зв. дверцята або затвор. Насправді технологія, яка робить
це можливим, значно складніше.

LCD (рідкокристалічний дисплей) означає дисплей заснований на рідких кристалах,
які можуть змінювати свою молекулярну структуру, що призводить до зміни
рівня світла, що проходить через них (вони можуть повністю блокувати проходить
через них світло). У процесі формування точки використовуються два поляризаційних
фільтра, кольорові фільтри і два рівні вирівнювання. Все це дозволяє точно
встановити рівень світла, що проходить і його колір. Рівень вирівнювання розташований
між двома скляними панелями. Застосувавши певну напругу до рівня
вирівнювання, створюється електричне поле, яке “вирівнює”
рідкі кристали. Для формування кольору кожна точка складається з трьох компонентів,
один для червоного, зеленого і синього – також як на традиційних ЕПТ дисплеях.

Найбільш часто, сьогодні зустрічаються т.зв. скручується нематические TFT. Нижче
на малюнках 2а і 2b показано як працює стандартний TFT (скручується нематичних)
дисплей.

Малюнок 2a

Коли на рівень вирівнювання не подано напругу, молекулярна структура
знаходиться в своєму природному стані і викривлена ​​під кутом 90 градусів.
Світло, яке випромінюється заднім підсвічуванням, може спокійно проходити через структури.

Малюнок 2b

Якщо подати напругу, створюється електричне поле, і рідкі кристали викривляються
так, що б вони були вертикально вирівняні. Поляризоване світло поглинається
другим поляризатором, що призводить до відсутності світла в конкретній точці.

Архітектура TFT пікселя

Кольорові фільтри інтегровані на скляну підкладку і розташовані поруч один
з одним. Як уже ми говорили вище, кожен піксель складається з трьох кольорових клітинок
або під-піксельних елемента. Це означає, що матриця з роздільною здатністю 1280 x
1024 пікселів, має 3840 x 1024 транзистора і піксельних елементів. Точка або
піксельний крок для 15.1 “TFT (1024 x 768 пікселів) складає близько 0.0188”
(Або 0.30mm), а для 18.1 “TFT (1280 x 1024 пікселів), близько 0.011” (або
0.28mm).

Малюнок 3: TFT пікселі. У лівому верхньому куті кожної клітинки розташований
тонкоплівковий транзистор. Кольорові фільтри дозволяють формувати будь RGB колір.

Говорячи про архітектуру пікселя необхідно звернути увагу на фізичні обмеження
TFT. Теоретично, чим менше інтервал між пікселями, тим вище дозвіл,
проте на 15 “(близько 38 cm) дисплеї з точкою 0.0117” (0.297mm), буде
неможливо отримати дозвіл 1280 x 1024. Про ставлення між точковим кроком
і діагональним розміром ми поговоримо в одній з майбутніх статей.

Проблеми масштабування

Як Ви змогли зрозуміти, кожен піксель знаходиться у фіксованому положенні і
тому визначає роздільну здатність TFT без будь-яких геометричних
проблем. Іншими словами: максимальне число пікселів відповідає максимальній
роздільної здатності. Але, що відбувається при зменшенні дозволу, наприклад,
при запуску ігор або відео? У цьому випадку контролер, який відповідає за масштабування,
зменшує зображення до розміру максимального розміру дисплея. Якщо контролер
не може обробляти цю задачу ефективно, результат буде спотворений. З технічної
точки зору це завдання значно складніше зміни масштабу на звичайному ЕЛТ-моніторі.

Чому? У разі ЕПТ, електронний промінь може пристосовуватися до нового дозволу
простим зміною напруги відхилення. Крім того, тут не має значення,
якщо промінь сформує точку між двома сусідніми пікселями. У разі TFT все
значно складніше. Через активного управління кожним пікселем, масштабуючий
контролер повинен повторно обчислити дані для менших дозволів. Якщо використовується
цілий коефіцієнт масштабування (наприклад, 2 при переході на 800 x 600 з 1600
x 1200) все дуже просто: висота і ширина кожного пікселя подвоюється. У випадку
не цілого коефіцієнта, наприклад, при переході до 800 x 600 з 1024 x 768 – 1.28,
ситуація значно ускладнюється. Контролер повинен сам вибрати де відображати
один піксель, а де два. При математичному округленні, виникають помилки, які
призводять до неприємних ефектів при відображенні тексту (див. малюнок нижче). Завдяки
новим алгоритмам, сучасні контролери можуть зменшувати цей ефект, використовую
прийом (див. просунуте масштабування) зменшуючи оптичне враження: Якщо
дані не можуть бути унікально призначені пікселю, то інтенсивність пікселя зменшується.

Рисунок 5: Приклади масштабування

Які характеристики є важливими при оцінці LCD?

Реальний діагональний розміру екрану

Видимий діагональний розмір ЕПТ-монітора завжди менше фактичного діагонального
розміру трубки. TFT панелі не мають цієї крайової області, тому вказаний
діагональний розмір той же, що і видиме діагональний розмір. Це означає,
що панель розміром 15.1 “еквівалентна розміру 17” ЕПТ-монітора.

Кут видимості

Ця характеристика є критичною практично для всіх плоско панельних
дисплеїв. Не кожен LCD може похвалитися кутом видимості, еквівалентним стандартному
ЕПТ-монітору. Менший кут пов’язаний в першу чергу з конструктивними особливостями
LCD. Нагадаємо, що світло від заднього освітлення повинен пройти через поляризаційні
фільтри, рідкі кристали і т.зв. рівні вирівнювання, що надає йому якийсь
спрямований характер. Якщо подивитися на дисплей збоку під великим кутом,
зображення буде здаватися дуже темним або буде спостерігатися спотворення кольору.
Незважаючи на негативність цього ефекту, виробники змогли знайти йому гідне
застосування. Ми маємо на увазі безпеку. Найбільше застосування цей ефект отримав
в банках та інших установах, де дуже важливо, що б відображається документ
було видно тільки оператору.

Сьогодні розробники працюють над технологією, що дозволяють збільшити значення
кута видимості, проте вже сьогодні відомі методи, тому що IPS (in-plane switching),
MVA (multi-domain vertical alignment) і TN + film (twisted nematic and retardation
film) які дозволяють збільшити кут до 160 градусів і більше, що відповідає
стандарту для ЕЛТ-моніторів.

До речі, якщо Ви не знаєте, нагадуємо, що максимальний кут огляду дорівнює крайнього
значенням, при якому коефіцієнт контрастності знижується до 10:1 від оригінального
значення при перпендикулярному положенні до площини екрану.

Коефіцієнт контрастності

Коефіцієнт контрастності виходить із значень максимального і мінімального
значення яскравості. На ЕПТ-моніторах це коефіцієнт дорівнює 500:1 і дозволяє отримати
фото реалістичне якість. Для LCD цей коефіцієнт має значно менше
значення. Особливо це помітно при відображенні чорного кольору. На ЕПТ-моніторі
чорний колір формується досить просто, зміною рівня всіх колірних складових.
На LCD світло підсвічування зазвичай не регулюється, і знаходиться постійно у включеному
стані. Для відображення чорного кольору, рідкі кристали повинні повністю
блокувати проходження світла. Однак, фізично це не можливо. Незважаючи на
повне блокування, світло частково буде проходити через кристали. Розробники
працюють на цією проблемою і сьогодні прийнятними значеннями для LCD є
250:1.

Яскравість

Тут TFT дисплеї лідирують. Максимальна яскравість визначається можливостями
лампи підсвічування. Тому отримати значення в 200 – 250 кандела не проблема.
Хоча технічно можливо отримати ще більше значення яскравості, на практиці
цього не потрібно.

Максимальна яскравості ЕПТ-моніторів знаходиться на рівні 100 – 120 cd / m2.
Більше значення яскравості отримати можливо, однак це вимагає підняття напруги
прискорення, що негативно впливає на термін служби фосфорного покриття.

Піксельні помилки

На деяких LCD моніторах (навіть нових) є т.зв. “Заклинив”
або “мертві” точки. Це відбувається через дефектних транзисторів.
Тобто конкретний транзистор не може управляти світловим потоком. Він або завжди
блокує світло, або завжди пропускає. Цей факт дуже дратує, однак,
стандарти враховують наявність до п’яти “мертвих” точок на новому LCD.
При цьому заспокоює лише, те, що в майбутньому вони не з’являться. Для тих, кого
ця проблема особливо хвилює, ми рекомендуємо ретельно перевіряти монітор при
купівлі.

Час відгуку

Однією з критичних характеристик багатьох TFT дисплеїв є час відгуку
рідких кристалів. Це призводить до видимої затримки при відображенні анімованих
сюжетів. Для сучасних систем типовим значенням відгуку є 20 – 30
мілісекунд.

Для порівняння: Для нормального перегляду відео необхідно відображати 25 кадрів
в секунду, тобто кожен кадр може відображатися не більше 40 мілісекунд. Це
говорить про те, що TFT в принципі підходить для перегляду відео.

Кольорове якість – підготовка аналогових вхідних сигналів

П порівнянні з цифровими плоско панельними дисплеями, LCD, обладнані стандартним
VGA роз’ємом, повинні конвертувати аналоговий сигнал назад у цифровий, що
призводить до втрати колірного якості. Деякі виробники рекомендують використовувати
A / D конвертери, які можуть передавати тільки 18 bit (3 x 6 bit на кожен
колір (червоний, зелений і синій)). Це призводить до зниження числа відображуваних
квітів до 262,144 (псевдо RGB). Режим “True Color” вимагає відображення
16.7 мільйонів квітів.

Переваги та недоліки TFT дисплеїв

Після знайомства з оcновнимі характеристиками TFT дисплеїв, ми хотіли б провести
порівняння звичайного ЕПТ монітора і TFT. TFT дисплеї пропонують дуже хороші
характеристики фокусування через активне управління пікселями. Крім того,
TFT дисплеї позбавлені різних геометричних спотворень і помилок збіжності. Також
ми хочемо відзначити відсутність небажаного мерехтіння. Всі ці переваги TFT
перед ЕПТ пов’язані з технічною природою. Так, наприклад, для формування зображення
на екрані ЕПТ, електронний промінь повинен пройти весь екран з ліва на право з верху
в низ, після чого екран гасне, і промінь переходить у вихідну позицію. У більшості
випадків виникло мерехтіння не помітно, проте воно має негативний вплив на
наші очі. У разі TFT дисплеїв кожен піксель горить постійно, змінюється тільки
інтенсивність світіння.

У таблиці нижче ми привели порівняння основних характеристик ЕЛТ і TFT дисплеїв.

Плоско панельні дисплеї (TFT)

Кінескопні монітори

Яскравість

(+) 170 – 250 cd/m2

(~) 80 – 120 cd/m2

Коефіцієнт контрастності

(~) 200:1 – 400:1

(+) 350:1 – 700:1

Кут видимості (контрастність)

(~) 110 – 170 градусів

(+) Понад 150 градусів

Кут видимості (колір)

(-) 50 до 125 градусів

(~) Більше 120 градусів

Помилки збіжності

(+) Немає

(~) 0.0079" – 0.0118" (0,20 – 0,30 mm)

Фокус

(+) Дуже хороший

(~) Задовільний – дуже хороший

Геометричні та лінійні помилки

(+) Немає

(~) Можливі

Піксельні помилки

(-) До 8

(+) Немає

Вхідний сигнал

(+) Аналоговий або цифровий

(~) Тільки аналоговий

Масштабування для різних дозволів

(-) Немає або використовуються методи інтерполяції

(+) Дуже гарне

Гамма (настройка кольору)

(~) Задовільно

(+) Фото реалістично

Однорідність

(~) Більш яскраве зображення на гранях

(~) Більш яскраве в центрі

Чистота кольору / якість

(~) Гарне

(+) Високе

Мерехтіння

(+) Немає

(~) Не мабуть на частоті більше 85 Hz

Час відгуку

(-) 20 – 30 msec

(+) Не значимо

Споживання енергії

(+) 25 – 40 Вт

(-) 60 – 150 Вт

Габаритні розміри / вага

(+) Плоский дизайн, маленьку вагу

(-) Вимагає багато простору + велику вагу

(+) позитивно (~) прийнятно (-) негативно

Ідеальний TFT: Що вибрати?

Отже, якщо Ви вирішили купити LCD, ми настійно рекомендуємо проконсультуватися
з продавцем і ознайомитися з описом конкретної моделі. Вам необхідно упевнитися,
що обраний Вами монітор відповідає таким вимогам:

Яскравість

Краще ніж 200 cd / m2

Коефіцієнт контрастності

Краще ніж 300: 1

Кількість піксельних помилок

Не більше 5

Кут видимості

більше 140 градусів

Висновок

Отже, які висновки можна зробити з нашої першої статті.

По-перше, LCD монітори стали дешевшими, і вже практично досягли рівня традиційних
ЕПТ-моніторів. По-друге, ми з’ясували, що характеристики сучасних LCD НЕ
тільки не відстають, але і в деяких випадках перевершують ЕПТ-монітори. LCD монітори
позбавлені таких недоліків ЕЛТ моніторів, як збіжність і геометричні спотворення,
не мають неприємного мерехтіння і випромінювання, вони займають мінімум площі робочого
місця, і споживають в три рази менше енергії.

Все це говорить про те, що сучасні LCD можуть вільно застосовуватися не тільки
для роботи з офісними додатками, але і вдома при перегляді відео, 3D іграх
і в інших сучасних додатках, економлячи споживання енергії, зберігаючи Ваше
здоров’я, і ​​не псують дизайн Вашої робочої кімнати.

Єдине, де ми не рекомендуємо використовувати LCD це графічний дизайн,
де потрібно фотореалістичне якість і точна передача кольору.

Автор дякує компанії “IP-Computers”
за допомогу, надану при підготовці першої статті. З питань консультацій
та придбання, сучасних LCD звертайтеся за телефонами в Москві: (095) 250-8085, 250-8548, 250-8804. Ціни можна подивитися на http://www.ipcomp.ru

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*