Плоские мониторы: время широких взглядов
Плоскопанельные мониторы: как они работают
Яркие примеры плоскопанельных решений
Плоскопанельные мониторы ViewSonic
Угроза со стороны светополимеров, или Проделки Холмса
Казаться, а не быть
Признайтесь, что от жидкокристаллических мониторов всегда веяло снобизмом. В течение двух последних лет они давали в общем посредственное качество изображения, отличались не самой высокой аппаратной стабильностью, но стабильно баснословной ценой. Даже редкие удачные модели все же не могли сравниться по степени яркости и четкости изображения со своими «трубчатыми» собратьями. Производители всячески подчеркивали такие достоинства ЖК-технологии, как низкий уровень излучения, отсутствие геометрических искажений изображения, а также малые габариты и низкое энергопотребление. В том, что частота регенерации изображения редко превышала «стандартные» 60 Гц, чувствовалась общая «инертность» экрана, а размер минимального экранного элемента (пиксела) заметно уступал аналогичному размеру в продвинутых моделях мониторов на электронно-лучевой трубке, старались много не говорить. Возможность комфортной работы с LCD-дисплеями лишь под определенным углом зрения (со стороны изображения уже не было видно, оно обычно инвертировалось) на фоне этих недостатков вообще казалась лишь маленьким досадным казусом. Большинство людей, впрочем, не сильно этим интересовались, так как цена в 2-3 тысячи долларов за 15 (правда, честных) дюймов удовольствия отпугивала «неподготовленных» покупателей окончательно.
С середины прошлого, 1998 года ситуация начала кардинально меняться. По мере совершенствования LCD-технологий стали снижаться цены. Да еще какими темпами: снижение на 25-50% стало почти обычным явлением. Так, к концу этого года можно надеяться на появление действительно массовых 15-дюймовых ЖК-моделей, соответствующих по видимой области экрана 17-дюймовым моделям на ЭЛТ. Некоторые ведущие производители, например Compaq и HP, стали включать плоскопанельные дисплеи в комплект поставки компьютеров, а Toshiba (www.toshiba.com) рискнула выпустить модель полнофункционального настольного компьютера Equium 110 со встроенным (!) жидкокристаллическим монитором. Последний, кстати, может поворачиваться на 90 градусов, что очень удобно для работы с текстовыми процессорами (стандартный лист лучше «ложится» на экран в режиме разметки страницы). При этом вся конструкция практически не занимает места и при «продвинутой» конфигурации (Pentium II 333 МГц, 64 Мбайт ОЗУ, винчестер емкостью 4,3 Гбайт и 24-скоростной CD-ROM) стоит около 3000 долларов — это по крайней мере в голове укладывается.
 |
|
Что изменилось за год
В технологическом отношении ЖК-дисплеи за год претерпели существенные изменения. Во-первых, в большинстве моделей удалось увеличить угол обзора — стало возможно показывать что-либо на ЖК-экране своим коллегам, чтобы те не сочли ваши действия издевательством. Теперь показатели угла обзора в 140 градусов (70+70) по горизонтали и 120 по вертикали считаются нормальными.
Специалисты давно говорят о необходимости интерфейсной революции в жидкокристаллических мониторах. Последние являются, по сути, полностью цифровыми устройствами, но специально для них настольных компьютеров не выпускают. А в обычных десктопах, как известно, устанавливаются видеокарты с аналоговым выходом, так как все ЭЛТ-мониторы являются именно аналоговыми устройствами. Правда, во многих прайс-листах можно прочесть фразу «15" Samsung GLi (цифр.)». Но не верьте глазам своим: продавцы просто имеют в виду, что органами управления монитора являются не колесики, а кнопки. С появлением настольных плоскопанельных мониторов в индустрии сложилась несуразная ситуация: производители вынуждены обеспечивать совместимость ЖК- c ЭЛТ-мониторами, а в результате соединение цифрового монитора с компьютером осуществляется через аналоговый «посредник». Сигнал преобразуется в аналоговый в видеокарте, а затем аналоговый сигнал в цифровой — электроникой самого плоскопанельного монитора. При этом повышается риск различных искажений сигнала, значительно повышается стоимость как самой видеокарты, так и монитора. Получается, что люди платят дополнительные деньги за общее ухудшение качества. Для восстановления справедливости была создана Digital Flat Panel Group (www.dfp-group.org), членами которой являются LG, ATI, ViewSonic и другие ведущие мировые разработчики. Целью «плоскопанельной группы» стала разработка и согласование единого цифрового стандарта для мониторов. В результате был создан 20-контактный интерфейс графических карт, получивший название PanelLink. Интерфейс PanelLink — это фирменное название стандарта, разработанного компанией Silicon Image. Он включает два ASIC-чипа: передающий и принимающий, c частотами 85 или 110 МГц. Первый устанавливается на видеокарте, а второй — непосредственно в плоскопанельном мониторе. Кодировка сигнала при передаче производится в соответствии с TMDS (Transition Minimised Differential Signal — элемент стандарта VESA Plug and Display). Первые цифровые видеокарты уже появились. Одним из пионеров стала компания ATI (www.atitech.com), которая даже не захотела ждать окончательного утверждения стандарта. Поддержкой цифровых видеоинтерфейсов заинтересовалась и Matrox (www.matrox.com), которая выпустила дочерние цифровые платы к своим популярным видеокартам Matrox MGA-G100 и G200.
Сейчас интерфейс Panel Link принят в качестве стандарта ведущими мировыми производителями ЖК-мониторов и, вероятно, будет почитаться так же, как DDC1/2B у производителей ЭЛТ-моделей. Правда, ни один из упомянутых в обзоре мониторов пока не поддерживает цифровой интерфейс.
По-прежнему слабой частью плоскопанельных мониторов является внутренняя лампа подсветки матрицы (светоисточник). Даже признанный производитель ЖК-дисплеев ViewSonic дает на нее лишь один год гарантии. Еще одной тенденцией становится интеграция мультимедийных возможностей в плоские мониторы — магнит динамиков не вызовет отклонения лучей ввиду отсутствия таковых. Впрочем, некоторые умудряются поместить всю «начинку» компьютера внутри единого плоского корпуса; этим обычно грешат производители промышленных компьютеров. Но пример Apple 20th Anniversary Macintosh еще не успел забыться…
|
|
Плоскопанельные мониторы: как они работают
При создании жидкокристаллических дисплеев используются два очень тонких кварцевых стекла. На внутренней стороне каждого из них накладывают матрицу электродов, где каждая «ячейка» соответствует одному пикселу (элементу изображения). На внешние части стекол наносится поляризующая пленка. Затем две кварцевые панели складываются вместе, между ними создается вакуум, и туда закачивается состав из жидких кристаллов. Жидкие кристаллы — органические полимеры, свойства которых меняются под воздействием тока. В зависимости от подаваемого напряжения они меняют свою ориентацию, а следовательно, и прозрачность. Снизу через панель с жидкими кристаллами подается мощный поток света, который дают, например, флуоресцентные или галогенные источники. Панель с кристаллами достаточно плотная, поэтому задерживает около 95% подаваемого света. Очевидно, источником «прожорливости» ЖК-дисплеев является именно мощная лампа.
В отличие от мониторов на электронно-лучевой трубке, разрешение которых можно менять достаточно гибко, ЖК-дисплеи имеют фиксированный набор «физических» пикселов, поэтому они рассчитаны на работу в максимальном разрешении, заданном производителем. Скажем, мониторы с надписью 1024x768 действительно содержат 1024 элемента по горизонтали и 768 — по вертикали. Если пользователь пожелает перевести этот монитор в режим 640x480, то он и получит такое разрешение — но лишь в черной рамке посередине экрана; при этом будет использоваться лишь 66% рабочей поверхности экрана. Современные модели, правда, позволяют растянуть его по всей поверхности, но любой подобный «обман» становится очевиден. Изготовление больших ЖК-дисплеев сопровождается большими трудностями — матрица выращивается целиком и несколько бракованных элементов («дырок») способны отправить всю ее в мусорную корзину. Особенно это актуально для активно-матричных дисплеев, где для формирования элемента изображения используется минимум три тонкопленочных транзистора (TFT).
Помимо жидкокристаллической технологии для плоских дисплеев разработана и плазменная модель. Плазменные дисплеи также состоят из нескольких панелей: внутренняя часть лицевой панели покрыта слоем фосфора, а роль жидких кристаллов выполняет инертный газ. Недостатками плазменной концепции являются высокое энергопотребление и низкая яркость изображения. Остальные технологии формирования изображения на плоских дисплеях (электролюминесцентная, светодиодная и другие) используются гораздо реже.
|
|
Яркие примеры плоскопанельных решений
Настольные ЖК-дисплеи Sharp
О жидкокристаллических матрицах производства Sharp нередко приходилось слышать хорошие отзывы специалистов. Одна из недавно представленных на российском рынке TFT-моделей Sharp CE-LT14 M имеет фактическую диагональ матрицы в 13,8 дюйма, что соответствует 15-дюймовому ЭЛТ-дисплею. Модель поддерживает максимальное разрешение XGA 1024x768 на вертикальной частоте развертки 75 Гц (горизонтальная — 60 кГц). Тот же режим применим и для Macintosh. Размер минимального элемента экрана — 0,273 мм. Показатели углов обзора этой модели достаточно обычные — 90 (45+45) градусов по горизонтали и 40 — по вертикали. Энергопотребление этой модели на 60% меньше, чем у ЭЛТ-устройства с аналогичной диагональю (максимум 33 Вт). Утяжеляет эту модель массивная подставка, в которую вмонтирован 2-ваттный динамик. Почему-то поддерживается только монозвук. Вероятно, сказывается «офисная ориентация». Остальной набор характеристик стандартен: экранное меню, функция мультисканирования и т.п. Вес модели — 4,4 кг.
Модель Sharp LL-T150A имеет честные 15 дюймов диагонали. Кстати, мне не встречались маркетинговые уловки в наименованиях жидкокристаллических мониторов — все диагонали предсказуемы: то ли у производителей нет формального предлога «завышать» диагональ, то ли возобладали этические нормы. У ЭЛТ-мониторов сплошь и рядом имеются крупные «приписки». Данный ЖК-монитор имеет те же частотные характеристики, что и предыдущая 13,8-дюймовая модель, а также аналогичные режимы разрешения. Вторым сходством является странный 2-ваттный монодинамик, интегрированный в станину. На этом сходство заканчивается. LL-T150A имеет куда более современный параметр угла обзора — 120 градусов по вертикали и 140 по горизонтали. Данный монитор на 600 граммов тяжелее предыдущей из рассмотренных моделей Sharp. Типичные показатели яркости (200 кд/м2) и коэффициент контрастности (300:1) совпадают с соответствующими параметрами модели CE-LT14M. Размер экранного пиксела данного монитора составляет 0,297 мм, но количество воспроизводимых цветов (16,7 млн.) намного превышает возможности модели CE-LT14M, которая не может генерировать более 262 144 цветовых оттенков.
|
|
Плоскопанельные мониторы ViewSonic
Модель ViewPanel VPA150 продолжает линейку «шалтай-болтаев» компании ViewSonic. Напомню, что плоским мониторам этой марки можно с легкостью «свернуть голову» — физически развернуть экран на 90 градусов, а потом, используя поворотный драйвер программы PerfectPortrait, синхронизировать изображение рабочего стола и войти в комфортный режим для редактирования документов формата A4. Размер реального изображения по вертикали в «свернутом» положении превышает высоту видимой области у обычного 21-дюймового ЭЛТ-монитора. Аналогичный принцип используется на некоторых станциях верстки Macintosh — очень удобно. В основание этой 15-дюймовой модели встроены два одноваттных стереодинамика. С подставки же доступны основные органы управления, «уместившиеся» в три кнопки. Комфортный режим монитора описывается как 1024x768 точек на частоте вертикальной развертки 75 Гц и цветовой палитре 16,7 миллиона цветов. Загадочная технология LuCiD обеспечивает монитору «широту взглядов»: 120 градусов по горизонтали и 95 — по вертикали. Управление соответствием цветов осуществляется системой ViewMatch, при этом возможности пользовательской настройки параметров изображения весьма богаты. Монитор соответствует экологическому стандарту TCO’95 и весит почти 6 кг.
Модель ViewPanel VPA145 c «одноименной» диагональю матрицы по большинству физических параметров не отличается от своей «старшей подруги». У нее меньший угол обзора: 100 и 80 градусов, соответственно горизонтальный и вертикальный. Коэффициент контрастности VPA145 составляет 100:1.
|
|
Монитор-панель Philips
Являясь принципиальным поклонником дизайна Philips, не могу не отметить, что разработчики иногда перебарщивают. Так, на одном из тестирований ЭЛТ-мониторов нам с ходу не удалось «запустить» одну из «бриллиантовых» моделей голландской компании. Перепробовав все случайные нажатия кнопок и переподключение к другому компьютеру, мы пришли к выводу, что монитор не работает. Понятно, что на более глубокое выяснение причин времени не было (своей очереди ждали еще два десятка мониторов)… Мы решили оставить его в покое, но тут один коллега ткнул пальцем в большую наклейку на верхней кромке экрана монитора. Она была действительно очень большая (поэтому на нее-то никто не обратил внимания) и указывала на кнопку включения питания, которая находилась… на верхней плоскости монитора! Радости не было предела.
Вспомнил эту историю, так как понял, что стильный дизайн модели Philips Brilliance 4500AX может создать аналогичную ситуацию. В поисках органов настройки можно долго изучать все поверхности монитора. Располагаются они на нижней кромке дисплея под откидной крышкой. Увидеть или нащупать их с ходу невозможно — своеобразная защита от несанкционированных «гостей» на вашем компьютере?
Коротко о характеристиках: диагональ TFT-матрицы 14,5 дюймов, размер пиксела 0,28 мм, вес 5 кг, а максимальное число отображаемых цветов — 260 тысяч. Монитор имеет два встроенных в подставку динамика и разъем для наушников.
|
|
Угроза со стороны светополимеров, или Проделки Холмса
В далеком 1989 году профессор Ричард Френд при содействии группы химиков научной лаборатории Кембриджского университета под руководством Андрю Холмса открыл светоизлучающие полимеры и эффекты, связанные с ними. Светополимеры (LEP — Light-Emitting Polymers), как оказалось, обладают рядом уникальных свойств, которые, в частности, позволяют использовать их для производства дисплеев. Образованная после этого компания Cambridge Display Technologies (CDT, www.cdtltd.co.uk), владеющая основными патентами на LEP-технологию, нашла инвесторов и в начале прошлого, 1998 года представила первый реально действующий образец дисплея на основе светящегося пластика. Это была совместная разработка с японской корпорацией Seiko-Epson, которой LEP-технологии интересны с точки зрения производства LEP-мониторов, а также принтеров и сканеров. Продукт англо-японского партнерства представлял собой телевизионный экранчик с пятисантиметровой диагональю. Его разрешение позволяло качественно транслировать телепередачу в формате NTSC. Представленный вариант «телевизора» был монохромным (желто-зеленым), но не за горами цветные модели RGB-мониторов. В последнее время промелькнуло сообщение об успешном создании цветного «дисплейчика» площадью в 3 кв. дюйма (ixbt.stack.net), но если это так, то производители проявили удивительную скромность при размещении этой сенсационной информации на Web-сайте.
Что же привлекает специалистов в светопластиках? LEP — это «парные» полимеры (conjugated polymers — химики, держитесь!), которые, будучи расположенными между подключенными электродами, начинают излучать свет (пока не очень хорошо). Примечательно, что эти полимеры (поламилин и полипиррол) являются полупроводниками, да еще и самоизолируемыми. Такой набор физических свойств позволяет «назначать» на поверхности светопластика пиксел любой формы и размера. Это определяется лишь характеристиками электродов — разрешение задается, главным образом, «плотностью» сетки из горизонтальных и вертикальных электродов. Это прямая дорога к созданию дисплеев и телевизоров с высокой разрешающей способностью и четкостью. Перечислим остальные, не менее важные потенциальные преимущества LEP-элементов по сравнению с ЖК-мониторами и электронно-лучевыми трубками:
- LEP-технология позволяет наносить светополимеры на основу (субстрат) любой формы, что недоступно жидкокристаллическим дисплеям. Субстраты для дисплеев CDT производит, кстати, DuPont. Практически из пластикового «сукна» можно даже шить джинсы.
- Так как LEP-полимеры сами по себе излучают свет, им не нужна экранная подсветка, стандартная для ЖК-дисплеев. Нет дополнительного расхода аккумуляторных ресурсов и лишнего ненадежного элемента (лампы подсветки, скажем, ноутбуков нередко выходят из строя).
- Угол обзора у LED-панелей составляет 180 градусов. LEP-мониторы в принципе не знают такой «болезни», как «узость взглядов» TFT-, DSTN- и других типов ЖК-матриц. В этом LEP очень похожи на ЭЛТ.
- Низкая инерционность (fast switching — короткое время переключения). У светополимерных экранов этот показатель не превышает одной микросекунды. Для сравнения: типичное время реакции пассивных матриц составляет 300 мс, активных — 25 мс. LEP быстро реагируют на смену изображения, не имея остаточных явлений или «торможений». Это свойство незаменимо при отображении видеофильмов и других динамичных приложений.
- Разработчики считают, что производство LEP-устройств будет значительно дешевле, чем изготовление ЖК-панелей. Кроме того, из-за сходности технологических процессов можно быстро переоборудовать имеющиеся мощности по изготовлению жидкокристаллических матриц.
- Принципиальная конструкция LEP-мониторов будет куда проще, чем у ЖК-дисплеев: светопластиковым экранам не нужны поляризаторы, светофильтры и внутренняя подсветка.
- LEP-технология в будущем позволит производить светополимерные формы любого размера (что-то типа производства линолеума?), в то время как для ЖК-матриц это непозволительная роскошь.
- Светополимерные дисплеи — очень тонкие (желто-зеленый «первенец» имел толщину в два миллиметра) и, значит, легкие. Это просто подарок судьбы для изготовления настенных телевизоров или встраиваемых дисплеев. Производители, кстати, теперь не ограничены в выборе дополнительных контрастных, антибликовых и прочих покрытий для LEP-дисплеев.
- LEP-дисплеи имеют крайне низкое энергопотребление — приятная новость для мобильных устройств.
Недостатки технологии LEP можно списать на ее «сырость». Разработчикам еще долго придется повышать яркость дисплеев, улучшать их цветовые показатели — то есть бороться за уровень, уже достигнутый жидкокристаллическими дисплеями. Кроме того, срок жизни светопластика пока относительно мал. Первые версии имели срок эксплуатации в 1500 часов работы без видимой потери свойств. Сейчас его уже удалось существенно увеличить.
Потенциальными областями применения LEP являются так называемые насыщенные дисплеи и дисплеи с фиксированным набором изображений (high/low information content). К первым относятся телевизоры, мониторы и другие получатели «случайных» изображений, а во втором классе устройств можно отметить часы и различные ЖК-индикаторы. CDT уже разработала прототипы панелей для автомобилей и даже рабочих столов на основе светопластиков. Вот уж где раздолье дизайнерам — все ведь гнется!
То, что эта идея с LEP-мониторами не столь уж утопична, косвенно подтверждается участием в разработках светопластиковых решений компаний Philips, Seiko-Epson, Delta, DuPont, Hoehst, Intel и других. Кстати, японская ассоциация электронной промышленности прогнозирует рост объема рынка электронных дисплеев в 2000 году до 45 миллиардов долларов. По другим данным (исcледованиям Stanford Research), к 2000 году из 100 миллионов произведенных дисплеев около 6% будут плоскопанельными моделями с диагональю 14 дюймов и более (дисплеи ноутбуков не учитывались). Станет ли к тому времени ЖК-дисплеям тесно?
КомпьютерПресс 1'1999
