Принцип работы

Экраны LCD-мониторов (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Как ни странно, но жидкие кристаллы старше ЭЛТ почти на десять лет, первое описание этих веществ было сделано еще в 1888 г. Однако долгое время никто не знал, как их применить на практике: есть такие вещества и все, и никому, кроме физиков и химиков, они не были интересны. Итак, жидкокристаллические материалы были открыты еще в 1888 году австрийским ученым Ф. Ренитцером, но только в 1930-м исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение. В конце 1966 г. корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD-монитора – цифровые часы. Значительную роль в развитии LCD-технологии сыграла корпорация Sharp.

Работа ЖКД основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что так называемые кристаллы поляроиды способны пропускать только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроид будет непрозрачным. Таким образом поляроид как бы "просеивает" свет, данный эффект называется поляризацией света. Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полю и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами.

Экран LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которыми можно манипулировать для отображения информации. 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. Продольные бороздки получаются в результате размещения на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачного пластика, который затем специальным образом обрабатывается. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. Молекулы одной из разновидностей жидких кристаллов (нематиков) при отсутствии напряжения поворачивают вектор электрического (и магнитного) поля в световой волне на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной оси распространения пучка. Нанесение бороздок на поверхность стекла позволяет обеспечить одинаковый угол поворота плоскости поляризации для всех ячеек. Две панели расположены очень близко друг к другу. Жидкокристаллическая панель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен, жидкокристаллические панели работают на отражение или на прохождение света).

Плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90° при прохождении одной панели [см. рис. 2.2]. При появлении электрического поля, молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вертикально вдоль поля, угол поворота плоскости поляризации света становится отличным от 90 градусов и свет беспрепятственно проходит через жидкие кристаллы [см. рис. 2.3].

Поворот плоскости поляризации светового луча незаметен для глаза, поэтому возникла необходимость добавить к стеклянным панелям еще два других слоя, представляющих собой поляризационные фильтры. Эти фильтры пропускают только ту компоненту светового пучка, у которой ось поляризации соответствует заданному. Поэтому при прохождении поляризатора пучок света будет ослаблен в зависимости от угла между его плоскостью поляризации и осью поляризатора. При отсутствии напряжения ячейка прозрачна, так как первый поляризатор пропускает только свет с соответствующим вектором поляризации. Благодаря жидким кристаллам вектор поляризации света поворачивается, и к моменту прохождения пучка ко второму поляризатору он уже повернут так, что проходит через второй поляризатор без проблем [см. рис 2.4а].

В присутствии электрического поля поворота вектора поляризации происходит на меньший угол, тем самым второй поляризатор становится только частично прозрачным для излучения. Если разность потенциалов будет такой, что поворота плоскости поляризации в жидких кристаллах не произойдет совсем, то световой луч будет полностью поглощен вторым поляризатором, и экран при освещении сзади будет спереди казаться черным (лучи подсветки поглощаются в экране полностью) [см. рис 2.4б]. Если расположить большое число электродов, которые создают разные электрические поля в отдельных местах экрана (ячейки), то появится возможность при правильном управлении потенциалами этих электродов отображать на экране буквы и другие элементы изображения. Электроды помещаются в прозрачный пластик и могут иметь любую форму. Технологические новшества позволили ограничить их размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площади экрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешение LCD монитора, и позволяет нам отображать даже сложные изображения в цвете. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади, таким образом, чтобы свет исходил из задней части LCD дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные компоненты. Комбинируя три основные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет.

Вообще-то в случае с цветом несколько возможностей: можно сделать несколько фильтров друг за другом (приводит к малой доле проходящего излучения), можно воспользоваться свойством жидкокристаллической ячейки - при изменении напряженности электрического поля угол поворота плоскости поляризации излучения изменяется по-разному для компонент света с разной длиной волны. Эту особенность можно использовать для того, чтобы отражать (или поглощать) излучение заданной длины волны (проблема состоит в необходимости точно и быстро изменять напряжение). Какой именно механизм используется, зависит от конкретного производителя. Первый метод проще, второй эффективнее.

Одной из первых проблем была необходимость стандарта в определении качества отображения при высоких разрешениях. Первым шагом на пути к цели было увеличение угла поворота плоскости поляризации света в кристаллах с 90° до 270° с помощью STN технологии.

Преимущества и недостатки ЖК-мониторов

Среди преимуществ TFT можно отметить отличную фокусировку, отсутствие геометрических искажений и ошибок совмещения цветов. Кроме того, у них никогда не мерцает экран, т.к. в этих дисплеях не используется электронный луч, рисующий слева направо каждую строку на экране. Когда в ЭЛТ этот луч переводится из правого нижнего в левый верхний угол, изображение на мгновение гаснет (обратный ход луча). Напротив, пиксели дисплея TFT никогда не гаснут, они просто непрерывно меняют интенсивность своего свечения. В таблице 1.1 показаны все главные отличия рабочих характеристик для разных типов дисплеев:

Таблица 1.1. Сравнительные характеристики ЭЛТ и ЖК-мониторов.

Условные обозначения: (+ ) достоинство, (~ ) допустимо, (- ) недостаток

	ЖК-мониторы	ЭЛТ-мониторы
Яркость	(+ ) от 170 до 250 Кд/м 2	(~ ) от 80 до 120 Кд/м 2
Контрастность	(~ ) от 200:1 до 400:1	(+ ) от 350:1 до 700:1
Угол обзора (по контрасту)	(~ ) от 110 до 170 градусов	(+ ) свыше 150 градусов
Угол обзора (по цвету)	(- ) от 50 до 125 градусов	(~ ) свыше 120 градусов
Разрешение	(- ) Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Оптимально можно использовать только в этом разрешении; в зависимости от поддерживаемых функций расширения или компрессии можно использовать более высокое или более низкое разрешение, но они не оптимальны.	(+ ) Поддерживаются различные разрешения. При всех поддерживаемых разрешениях монитор можно использовать оптимальным образом. Ограничение накладывается только приемлемостью частоты регенерации.
Частота вертикальной развертки	(+ ) Оптимальная частота 60 Гц, чего достаточно для отсутствия мерцания	(~ ) Только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мерцание
Ошибки совмещения цветов	(+ ) нет	(~ ) от 0.0079 до 0.0118 дюйма (0.20 - 0.30 мм)
Фокусировка	(+ ) очень хорошая	(~ ) от удовлетворительной до очень хорошей>
Геометрические/ линейные искажения	(+ ) нет	(~ ) возможны
Неработающие пиксели	(- ) до 8	(+ ) нет
Входной сигнал	(+ ) аналоговый или цифровой	(~ ) только аналоговый
Масштабирование при разных разрешениях	(- ) отсутствует или используются методы интерполяции, не требующие больших накладных расходов	(+ ) очень хорошее
Точность отображения цвета	(~ ) Поддерживается True Color и имитируется требуемая цветовая температура	(+ ) Поддерживается True Color и при этом на рынке имеется масса устройств калибровки цвета, что является несомненным плюсом
Гамма-коррекция (подстройка цвета под особенности человеческого зрения)	(~ ) удовлетворительная	(+ ) фотореалистичная
Однородность	(~ ) часто изображение ярче по краям	(~ ) часто изображение ярче в центре
Чистота цвета/качество цвета	(~ ) хорошее	(+ ) высокое
Мерцание	(+ ) нет	(~ ) незаметно на частоте выше 85 Гц
Время инерции	(- ) от 20 до 30 мсек.	(+ ) пренебрежительно мало
Формирование изображения	(+ ) Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким	(~ ) Пиксели формируются группой точек (триады) или полосок. Шаг точки или линии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества ЭЛТ
Энергопотребление и излучения	(+ ) Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов (от 25 до 40 Вт).	(- ) Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако их уровень зависит от того, соответствует ли ЭЛТ какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 60 - 150 Вт.
Размеры/вес	(+ ) плоский дизайн, малый вес	(- ) тяжелая конструкция, занимает много места
Интерфейс монитора	(+ ) Цифровой интерфейс, однако, большинство LCD мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров	(- ) Аналоговый интерфейс

Из таблицы 1.1 следует, что дальнейшее развитие ЖК-мониторов будет связано с повышением четкости и яркости изображения, увеличением угла обзора и уменьшением толщины экрана. Так, например, уже существуют перспективные разработки LCD-мониторов, выполненных по технологии с использованием поликристаллического кремния. Это позволяет, в частности, создавать очень тонкие устройства, поскольку микросхемы управления размещаются в этом случае непосредственно на стеклянной подложке дисплея. Кроме того, новая технология обеспечивает высокую разрешающую способность на сравнительно небольшом по размеру экране (1024x768 точек на 10,4-дюймовом экране).

STN, DSTN, TFT

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), в которой одна двухслойная DSTN-ячейка состоит из 2 STN-ячеек, молекулы которых при работе поворачиваются в противоположные стороны. Свет, проходя через такую конструкцию в "запертом" состоянии, теряет большую часть своей энергии. Контрастность и разрешающая способность DSTN достаточно высокая, поэтому появилась возможность изготовить цветной дисплей, в котором на каждый пиксель приходится три ЖК-ячейки и три оптических фильтра основных цветов. Цветные дисплеи не способны работать от отраженного света, поэтому лампа задней подсветки -- их обязательный атрибут. Для сокращения габаритов лампа находится с боку, а напротив нее зеркало [см. рис. 2.5], поэтому большинство LCD-матриц в центре имеют яркость выше, чем по краям (это не относится к настольным ЖК мониторам).

Также STN ячейки используются в режиме TSTN (Triple Super Twisted Nematic), когда два тонких слоя полимерной пленки добавляются для улучшения цветопередачи цветных дисплеев или для обеспечения хорошего качества монохромных мониторов. Термин пассивная матрица (passive matrix) появился в результате разделения монитора на точки, каждая из которых, благодаря электродам, может задавать ориентацию плоскости поляризации луча, независимо от остальных, так что в результате каждый такой элемент может быть подсвечен индивидуально для создания изображения. Матрица называется пассивной, потому что технология создания LCD дисплеев, которая была описана выше, не может обеспечить быструю смену информации на экране. Изображение формируется строка за строкой путем последовательного подвода управляющего напряжения на отдельные ячейки, делающего их прозрачными. Из-за довольно большой электрической емкости ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому обновление картинки происходит медленно. Такой дисплей имеет много недостатков с точки зрения качества, потому что изображение не отображается плавно и дрожит на экране. Маленькая скорость изменения прозрачности кристаллов не позволяет правильно отображать движущиеся изображения.

Для решения части вышеописанных проблем применяют специальные технологии, Для улучшения качества динамического изображения было предложено увеличить количество управляющих электродов. То есть вся матрица разбивается на несколько независимых подматриц (Dual Scan DSTN - два независимых поля развертки изображения), каждая из которых содержит меньшее количество пикселей, поэтому поочередное управление ими занимает меньше времени. В результате чего можно сократить время инерции ЖК. Также лучших результатов с точки зрения стабильности, качества, разрешения, гладкости и яркости изображения можно добиться, используя экраны с активной матрицей, которые, впрочем, стоят дороже.

В активной матрице (active matrix) используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно уменьшить время изменения их прозрачности. Активная матрица (active matrix) имеет массу преимуществ по сравнению с пассивной матрицей. Например, лучшая яркость и возможность смотреть на экран даже с отклонением до 45° и более (т.е. при угле обзора 120°-140°) без ущерба качеству изображения, что невозможно в случае с пассивной матрицей, которая позволяет видеть качественное изображение только с фронтальной позиции по отношению к экрану. Заметим, что дорогие модели LCD мониторов с активной матрицей обеспечивают угол обзора в 160° [см рис. 2.6], и есть все основания предполагать, что технология будет совершенствоваться и в дальнейшем. Активная матрица может отображать движущиеся изображения без видимого дрожания, так как время реакции дисплея с активной матрицей около 50 мс против 300 мс для пассивной матрицы, кроме того, контрастность мониторов с активной матрицей выше, чем у ЭЛТ-мониторов. Следует отметить, что яркость отдельного элемента экрана остается неизменной на всем интервале времени между обновлениями картинки, а не представляет собой короткий импульс света, излучаемый элементом люминофором ЭЛТ-монитора сразу после похождения по этому элементу электронного луча. Именно поэтому для LCD мониторов достаточной является частота вертикальной развертки, равная 60 Гц.

Функциональные возможности LCD мониторов с активной матрицей почти такие же, как у дисплеев с пассивной матрицей. Разница заключается в матрице электродов, которая управляет ячейками жидких кристаллов дисплея. В случае с пассивной матрицей разные электроды получают электрический заряд циклическим методом при построчном обновлении дисплея, а в результате разряда емкостей элементов изображение исчезает, так как кристаллы возвращаются к своей изначальной конфигурации. В случае с активной матрицей к каждому электроду добавлен запоминающий транзистор, который может хранить цифровую информацию (двоичные значения 0 или 1) и в результате изображение сохраняется до тех пор, пока не поступит другой сигнал.

Thin Film Transistor (TFT), т.е. тонкопленочный транзистор - это те управляющие элементы, при помощи которых контролируется каждый пиксель на экране. Тонкопленочный транзистор действительно очень тонкий, его толщина 0,1 - 0,01 микрона. Технология создания TFT очень сложна, при этом имеются трудности с достижением приемлемого процента годных изделий из-за того, что число используемых транзисторов очень велико. Заметим, что монитор, который может отображать изображение с разрешением 800х600 пикселей в SVGA режиме и только с тремя цветами имеет 1440000 отдельных транзисторов. Производители устанавливают нормы на предельное количество транзисторов, которые могут быть нерабочими в LCD дисплее. Пиксель на основе TFT устроен следующим образом: в стеклянной пластине друг за другом интегрировано три цветных фильтра (красный, зеленый и синий). Каждый пиксель представляет собой комбинацию трех цветных ячеек или субпиксельных элементов [см. рис. 2.7]. Это означает, например, что у дисплея, имеющего разрешение 1280x1024, существует ровно 3840x1024 транзистора и субпиксельных элемента. Размер точки (пикселя) для 15.1" дисплея TFT (1024x768) приблизительно равен 0.0188 дюйма (или 0.30 мм), а для 18.1" дисплея TFT - около 0.011 дюйма (или 0.28 мм).

TFT обладают рядом преимуществ перед ЭЛТ-мониторами, среди которых - пониженное потребление энергии и теплоотдача, плоский экран и отсутствие следа от движущихся объектов.

Взято с http://monitors.narod.ru

Назначение ЖК-монитора

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера , TV-приёмника , цифрового фотоаппарата , электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы , телефоны, плееры , термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей . Многоцветное изображение формируется с помощью 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом (6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом .

Устройство ЖК-монитора

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. Проходящий через ячейки свет может быть естественным - отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют , кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. 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.

Технические характеристики ЖК-монитора

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

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

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

• Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.

• Соотношение сторон экрана (формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

• 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 16:9 при одинаковой диагонали.

• Контрастность : отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.

• Яркость : количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

• Время отклика : минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.

• Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.

• Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.

• Входы: (напр, DVI , HDMI и пр.).

Технологии

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и 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.

Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display - кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal - плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, 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.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно - от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности - нет.

TN + film - самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching)

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

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.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, Hitachi год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика . Но, несмотря на то, что цветность S-IPS панелей приблизилась к обычным мониторам CRT , контрастность все равно остаётся слабым местом. S-IPS активно используется в панелях размером от 20", LG.Philips , NEC остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

AS-IPS - технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в 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 LG.Philips.

A-TW-IPS - Advanced True White IPS (Расширенная IPS с настоящим белым), разработано LG.Philips для корпорации 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.

*VA (Vertical Alignment)

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), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика, но значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

ЖК телевизор давно уже не является новинкой или диковинкой на рынке. Однако покупатели наблюдают постоянно расширяющийся ассортимент ЖК телевизоров. Одна из последних новинок на рынке ЖК телевизоры с технологией LED . Вы хотели бы купить ЖК телевизор, но не знаете какой технологии выбрать? В этой статье мы подробно расскажем про технологию ЖК телевизоров, и объясним существенные различия между LED или LCD .

Преимущества ЖК телевизоров

Если же еще не решили купить ЖК телевизор или телевизор с кинескопным экраном или плазмой, то для вас будет полезно узнать все плюсы ЖК телевизоров.

• Большой срок службы ЖК телевизоров
• Низкое энергопотребление и использование технологий, не приносящих вреда экологии.
• Экраны ЖК телевизоров не мерцают, просмотр более комфортный, глаза не устают.
• ЖК телевизоры значительно легче и тоньше чем кинескопные или плазменные,что создает дополнительное удобство в установке и пользовании.
• К ЖК экранам не прилипает пыль, они не создают статическое напряжение.

Термины

Небольшой словарь, будет полезным для среднестатистического покупателя.

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ (ЖК) - Электропроводящая жидкость, состоящая из мельчайших гранул (кристаллов),находящаяся под давлением между двумя электронными платами, изменения в ней происходят под воздействием электрических токов. Чтобы изображение было видно, эта жидкость должна быть подсвечена, так как она не излучает собственного света. Тут и кроется основная загвоздка для покупателя - LCD или LED телевизоры.

LCD ( Liquid Crystal Display ) - соответственно дисплеи на основе жидких кристаллов.

CCFL ( Cold Cathode Fluorescent Lamps ) - Технология обычных LCD телевизоров - здесь в качестве подсветки экрана используется лампа с холодным катодом, те же люминесцентные (флуоресцентные) лампы.

LED ( Light - emitting diode ) - в LED телевизорах в качестве подсветки используются диоды - полупроводниковый прибор, создающий излучение (свечение) при прохождении через него электрического тока.

Принцип работы ЖК

Молекулы жидких кристаллов в экране телевизора работаю по принципу затвора в фотокамере - они пропускают свет, или нет. При подаче напряжения они меняют свою форму, изменяя светопропускание. Сами же кристаллы не выделяют собственного света и цвета. Цвет в ЖК телевизорах формируется по следующему принципу - перед каждым кристаллом установлен RGB (Красный, зеленый и синий) фильтр, который и позволяет получить любой цвет на выходе. Теперь вы понимаете почему ЖК телевизору необходима подсветка.

Различия LED и LCD (CCFL ). Просто и понятно.

LED телевизоры позволяют добиться лучшего качества картинки по сравнению с LCD телевизорами за счет конструкции LED подсветки - если в LCD телевизорах одна лампа с холодным катодом подсвечивает весь экран и из-за этого невозможно добиться локального затемнения одного участка экрана и усиления яркости на другом, то в LED телевизорах за счет большого количества светодиодов можно равномерно менять яркость одного участка экрана за счет приглушения свечения диодов в этой области и наоборот. Соответственно в LED телевизорах подсветка более активная, неравномерная, что позволяет добиться больше контрастности и цветопередачи.

Да, безусловно, LED технология - это технология будущего для ЖК телевизоров. В будущем все производители перейдут на подсветку LED . Уже сейчас производители заявляют, что применение подсветки диодами может увеличить контрастность, яркость, четкость изображения и цветопередачу. LED подсветка снижает энергопотребление телевизоров примерно на 40%, так же в LED телевизорах не используется ртуть, применяемая в лампах дневного света, что положительно сказывается на экологии.

Светодиодная подсветка может состоять из одноцветных диодов, или из трехцветных (красных, зеленых, синих) диодов. При использовании разноцветных диодов увеличивается цветопередача, но из-за сложной системы управления диодами возможно неправильное, неестественное отображение цвета. Чтобы исправить это производители создали технологию Local Dimming , по которой управление светодиодами происходит пятнами - группами из нескольких диодов, однако и она имеет несколько недостатков: плохая однородность цвета - заметны яркие и темные пятна на участках где я ярко включена или выключена подсветка, на контрастных переходах видны цветные ореолы а на темных участках пропадают детали изображения. Обычные же LCD телевизоры не имеют таких проблем, но менее яркие, контрастные и цветные.

Также, LED телевизоры различаются по способу расположения диодов. Расположение по технологии Direct - светодиоды расположены сзади экрана равномерно и по всему объему или расположение по технологии Edge - здесь светодиоды располагаются лишь по периметру экрана совместно с рассеивающей панелью, при таком расположении невозможно сделать локальное затемнение части экрана и по сути телевизоры Edge по качеству изображения не многим будут отличаться от обычных ЖК телевизоров. Телевизоры же с Direct расположением диодов дают более равномерную подсветку, но увеличивают толщину экрана и энергопотребление за счет увеличения количества диодов.

Итоги

Перед тем как купить LED телевизор , или купить ЖК телевизор покупатель должен четко уяснить что, несмотря на то, что производители заявляют об улучшении качества картинки при использовании LED подсветки, то на самом деле все обстоит не так просто. На качество изображения влияет не только тип подсветки, но и разрешение экрана, модель видеопроцессора, наличие дополнительных технологий, улучшающих качество видеосигнала. Обычный ЖК телевизор с подсветкой лампой CCFL , при наличии хорошей схемотехники, покажет очень хорошее качество изображения. Так же при покупке LED телевизора вы обратите внимание на более высокие цены по сравнению с ЖК, хотя технология LED дешевле и все производители в скором будущем перейдут на диодную систему подсветки. Стоит ли переплачивать? Помните одно, главное правило - при выборе телевизора LED подсветка не должна становится определяющим фактором, нужно подходить к выбору телевизора более взвешено, изучая все аспекты той или иной модели.

И чёткости изображения дисплея .

Назначение ЖК-монитора

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера , TV-приёмника , цифрового фотоаппарата , электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы , телефоны, плееры , термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей . Многоцветное изображение формируется с помощью 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом (6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом .

Устройство ЖК-монитора

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. Проходящий через ячейки свет может быть естественным - отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют , кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. 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.

Технические характеристики ЖК-монитора

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

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

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

• Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.

• Соотношение сторон экрана (формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

• 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 16:9 при одинаковой диагонали.

• Контрастность : отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.

• Яркость : количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

• Время отклика : минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.

• Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.

• Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.

• Входы: (напр, DVI , HDMI и пр.).

Технологии

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и 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.

Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display - кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal - плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, 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.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно - от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности - нет.

TN + film - самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching)

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

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.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, Hitachi год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика . Но, несмотря на то, что цветность S-IPS панелей приблизилась к обычным мониторам CRT , контрастность все равно остаётся слабым местом. S-IPS активно используется в панелях размером от 20", LG.Philips , NEC остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

AS-IPS - технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в 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 LG.Philips.

A-TW-IPS - Advanced True White IPS (Расширенная IPS с настоящим белым), разработано LG.Philips для корпорации 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.

*VA (Vertical Alignment)

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), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика, но значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

Просматривая фотографии ультрасовременных моделей домашних ПК, которые наперебой предлагают именитые мировые производители, нельзя не подивиться разнообразию форм, цветов и конструкций. Порой даже не верится, что очередная полуфантастическая диковинка -- всего лишь обычный компьютер. Но в одном их создатели солидарны: "лицом" ПК завтрашнего дня должен быть жидкокристаллический дисплей. Мы с вами тоже можем приобщиться к светлому будущему: уже сегодня в Киеве доступно больше десятка моделей настольных LCD-мониторов.

Жидкокристаллический дисплей (Liquid Crystal Display, LCD) -- изобретение не такое уж новомодное, как может показаться на первый взгляд. Черно-белые сегментные индикаторы, отображающие цифры и некоторые литеры, устанавливаются в электронные часы вот уже сколько лет. За ними последовали цветные -- сначала величиной со спичечный коробок, затем все больше, и наконец LCD-мониторы сравнялись по размерам со своими предшественниками, использующими электронно-лучевые трубки.

В первую очередь ЖК-дисплеи нашли применение в портативных компьютерах. Это неудивительно: представьте себе ноутбук в виде обычного 14-дюймового монитора (по размеру видимой области -- эквивалент 13,1" LCD), к которому приделана клавиатура, напичканная полным комплектом содержимого системного блока. Далеко вы сможете унести такое "портативное" приспособление? То-то же… Именно последнее обстоятельство и заставляло пользователей прощать старым ЖК-дисплеям их недостатки -- инерционность изображения, искажение цветов, низкое разрешение и умопомрачительную стоимость.

LCD-мониторы прошли несколько стадий развития, в результате чего их технические характеристики постепенно улучшались. Не будем останавливаться на тех типах дисплеев, которые используются в ноутбуках. Сегодня нас интересуют TFT-панели -- на данный момент самые совершенные из ЖК-дисплеев. Тем, кому не терпится узнать, что же в них такого удивительного, советуем немедленно обратиться ко вставке на следующей странице и удовлетворить свое любопытство. Именно этот тип ЖК-дисплеев применяется в настольных LCD-мониторах.

Почему же жидкокристаллическим дисплеям все в один голос прочат светлое будущее? Почему на Западе они вызвали такой ажиотаж, что производители ЖК-панелей не могут справиться с растущим спросом и порой вынуждены даже повышать цены на свои изделия? И почему мы сегодня завели разговор именно о них, а не о вещах более "реальных" в смысле доступности для украинского пользователя (ведь LCD-монитор -- "игрушка" не из дешевых)? Во-первых, они действительно по многим параметрам превосходят обычные. Во-вторых (и здесь бессильны строгие выкладки и аргументы), настольный ЖК-дисплей -- это круто. Такая вещь моментально рассеет все сомнения окружающих в вашем успехе.

Три причины, по которым стоит приобрести LCD-монитор прямо сейчас

1. Высокая четкость изображения. Каждый пиксель на экране LCD-панели отображается в отдельной ячейке жидкокристаллической матрицы, конструктивно отделенной от соседних. Подобное исполнение позволяет придать ему четкие очертания. В обычных же мониторах пиксель формируется из нескольких групп точек или полосок трех основных цветов. Его границы всегда оказываются в большей или меньшей степени размытыми. В итоге резкость "картинки" на ЖК-дисплее выше, чем на экране кинескопа, что особенно заметно при работе с контрастными объектами -- например, черными буквами на белом фоне. По этой и некоторым другим причинам LCD-мониторы обеспечивают более качественное изображение и не так вредны для зрения, как обычные.

2. Отсутствие вредных излучений. Дисплей с электронно-лучевой трубкой для формирования изображения создает пучок заряженных частиц, направленный из глубины устройства к экрану, а следовательно, и на пользователя. Это излучение впоследствии может стать причиной различных заболеваний. Ограничения на мощность потока частиц и защитные покрытия позволяют уменьшить опасность, но не исключить ее. Что же касается LCD-панелей, то в них направленное излучение отсутствует -- для создания изображения оно не нужно. Можно считать, что такие мониторы безвредны для человека. Поэтому сторонники здорового образа жизни во всем мире предпочитают пользоваться ЖК-дисплеями.

3. Компактность и больший размер видимой области. Для работы ЭЛТ требуется, чтобы электронная пушка находилась на определенном расстоянии от поверхности экрана. Таким образом, уменьшить габаритные размеры монитора очень трудно. Жидкокристаллический дисплей в этом отношении намного удобнее -- толщина LCD-панели не превышает 2--3 см. Значит, даже на небольшом письменном столе после установки монитора останется еще много свободного места.

Кроме того, вся поверхность LCD является рабочей, тогда как по краям кинескопа имеются неиспользованные участки. Из-за этого размер изображения на 15-дюймовом ЖК-дисплее почти такой же, как на ЭЛТ с диагональю 17".

Три недостатка старых LCD-мониторов, о которых больше не нужно беспокоиться

1. Низкая яркость. ЖК-дисплеи, использовавшиеся в старых ноутбуках, давали слишком темное изображение, которое с трудом можно было разглядеть при ярком свете. Однако в современных настольных LCD-мониторах применяются более совершенные системы внутренней подсветки (см. вставку об устройстве LCD). Любителям цифр сообщаем, что яркость экрана такого дисплея составляет 200 кд/см2 и выше, а тем, кто больше полагается на свои ощущения, -- что LCD при соответствующей настройке светится даже ярче, чем экран обычного монитора. Эффект дополнительно усиливается высокой контрастностью. В итоге с таким дисплеем можно комфортно работать, даже сидя возле окна в солнечный день.

2. Инерционность изображения. Это самый серьезный недостаток ЖК-мониторов. У старых моделей с пассивной матрицей движущееся изображение сильно искажается "шлейфами" остаточного свечения, тянущимися за каждым объектом. Активно-матричные дисплеи отличаются более высоким быстродействием, а самые совершенные из них, использующие тонкопленочные транзисторы (TFT), по данному показателю не намного уступают ЭЛТ. Они даже позволяют вполне комфортно играть в динамичные игры. Справедливости ради отметим, что для просмотра высококачественных видеозаписей (например, DVD) этого все еще недостаточно. Однако о полной непригодности LCD для отображения подвижных объектов говорить уже не приходится.

3. Ограниченный угол обзора. В свое время рассмотреть изображение на экране ноутбука можно было, лишь расположившись непосредственно напротив дисплея. Однако на сегодняшний день величину угла обзора по горизонтали удалось довести до 120--140°. Правда, при слишком большом отклонении от перпендикуляра меняются яркость, контрастность и цветовой баланс изображения, но узнать, что происходит на мониторе, все же можно. Угол же комфортного обзора, при котором вышеупомянутые искажения малы, составляет не менее 80--90°. Это означает, что вы сможете расположиться перед LCD-монитором так, как удобно вам, а не ему.

Три основных недостатка LCD-мониторов

1. Высокая цена. Из-за этого LCD-мониторы пока что не могут составить полноценную конкуренцию обычным устройствам с ЭЛТ. Сразу же после появления ЖК-панели были очень дорогими, потом начали постепенно дешеветь, и их стоимость упала до уровня, приемлемого для многих жителей развитых стран. Спрос на LCD-мониторы оказался очень большим, из-за чего возник даже некоторый дефицит изделий, помешавший дальнейшему их удешевлению. Правда, сегодня производители как LCD-панелей, так и мониторов делают весьма радужные прогнозы, касающиеся снижения цен, но пока этого не происходит.

2. Ограничения на выбор разрешения. В ЖК-матрице количество ячеек выбирается в соответствии с предполагаемым разрешением картинки. К примеру, панель, содержащая 1024 элемента по горизонтали и 768 -- по вертикали, рассчитана на работу в графическом режиме 1024 x 768 и именно в нем будет демонстрировать наивысшее качество изображения. Кстати, это разрешение именуют "родным" (native). Переход к более низким разрешениям осуществляется одним из двух способов. В первом случае используется только нужное количество элементов матрицы, изображение располагается в центре и окружается "рамкой" из "лишних" точек. Такой режим называется центрированным (centered) и позволяет сохранить высокое качество картинки за счет уменьшения ее размера. Второй метод (stretch или expand) заключается в "растяжении" картинки на весь экран. При этом недостающие точки достраиваются путем интерполяции, и четкость изображения страдает.

3. Проблемы цветопередачи. Точность цветопередачи у современных LCD-мониторов вполне достаточна для офисных программ, игр и любительской графики, но все же не годится для профессиональной работы с цветными изображениями. К тому же функции калибровки цвета у таких дисплеев ограничены. Поэтому художники и дизайнеры пока предпочитают использовать высококачественные мониторы с электронно-лучевой трубкой.

Что внутри у LCD-монитора?

Что такое жидкий кристалл? Это вязкая жидкость, которая, в отличие от обычной (например, воды), пропускает свет не одинаково во всех направлениях, а по-разному, в зависимости от пространственной ориентации большинства ее молекул. Такая неравномерность оптических характеристик свойственна кристаллам -- отсюда и название вещества.

Получается, что если повернуть молекулы жидкого кристалла определенным образом, то можно заставить его пропускать лишь нужную часть светового потока. Это на самом деле так, правда, дополнительно приходится применять еще и систему поляризационных фильтров. Для вращения молекул используется электрическое поле. При смене его характеристик частицы перестраиваются по-новому, что требует некоторого времени (жидкий кристалл -- вещество вязкое). Поэтому изображение на экране ЖК-дисплея инерционное и теряет четкость при резких изменениях.

Для создания точечного дисплея изготовляют матрицу из миниатюрных прозрачных ячеек, заполненных жидким кристаллом. Она помещается между двумя электродами, один из которых -- цельная пластина, а другой состоит из множества миниатюрных контактов, соответствующих отдельным ячейкам. В современных мониторах подача электрического сигнала на индивидуальные электроды происходит через так называемые тонкопленочные транзисторы (TFT). Это позволило увеличить время, на протяжении которого яркость точки сохраняется, и, как следствие, избавиться от мерцания изображения. Конструкция такого дисплея изображена на рисунке

Acer F51
Монитор от Acer вряд ли удивит вас изысками дизайна -- его конструкторы создали прежде всего удобное в использовании устройство, каждая мелочь в котором продумана и проверена временем. Управление осуществляется из экранного меню с помощью четырех кнопок, пятая же запускает функцию автоматической регулировки, носящую фирменное название "i key". Кстати, для проверки качества изображения и тонкой настройки монитора имеется специальная программа, выводящая на экран тестовую таблицу.

Козырь монитора -- высококачественная ЖК-матрица, одна из лучших по сравнению с остальными участниками нашего обзора. Благодаря ей контрастные элементы изображения получаются очень четкими. При этом отсутствует эффект "сверхрезкости", когда в областях полутонов четко просматриваются точки растра и картинка становится зернистой. Наоборот, светло-серые панели инструментов и полосы прокрутки на экране F51 остаются однородными.

В испытаниях на инерционность изображения монитор тоже показал себя наилучшим образом. При быстрой прокрутке текста смазывания почти нет. Но в динамичных играх мы все-таки обнаружили ухудшение четкости при резких поворотах, что нас серьезно удивило. Возможно, это связано с использованием "неродных" разрешений -- для 3D-action режим 1024 x 768 точек все же используется пока редко. В итоге Acer F51 -- отличный монитор, достаточно универсальный, хотя для игр подходит меньше, чем для других задач.

Hyundai DeluxScan LM 1500A
Hyundai предлагает модель с "классическими" дизайном и набором функциональных возможностей. Управление дисплеем осуществляется по старой и проверенной схеме -- с помощью четырех клавиш. Основное назначение каждой из них понятно и привычно: вызов меню/переход на нижний уровень, выход на верхний уровень/закрытие меню и перебор пунктов вперед и назад соответственно. Правда, кнопки реализуют и дополнительные функции -- использовать их быстрее и удобнее, чем работать с меню, но к ним нужно немного привыкнуть.

Качество изображения в "родном" режиме (1024 x 768) хорошее, несмотря на то что яркость по всей поверхности экрана несколько неравномерна. Автоматическая настройка параметров дает неплохие результаты, но после ее запуска лучше потратить немного времени на тонкую настройку частот развертки (пункт Phase). Для отображения других экранных разрешений используется только метод растяжения с интерполяцией. При этом резкость остается сравнительно высокой, но в режиме 800 x 600, чтобы получить стабильное изображение, пришлось произвести дополнительную регулировку.

Игры в "родном" режиме смотрятся отлично, в остальных -- ненамного хуже. При быстром движении смазывание картинки, вызванное инерционностью LCD, малозаметно. Таким образом, Hyundai DeluxScan LM 1500A -- неплохой универсальный монитор.

LG Studioworks 500LC
Этот, по сути самый обыкновенный, LCD-монитор дизайнеры из LG сумели превратить в оригинальную вещь, придав его корпусу неожиданную форму с загнутыми вперед боковыми краями. Чтобы ничего не портило вид передней панели, кнопки управления убраны под нижнюю грань корпуса. Кстати, их количество -- рекордное среди попавших к нам ЖК-дисплеев: целых 8, в том числе две отдельные для настройки яркости и еще одна -- для возврата к заводским параметрам.

Меню содержит полный набор функций для ручной настройки параметров монитора, но, увы, автоматической регулировки в нем нет. Правда, пожалеть о ее отсутствии не пришлось -- сразу же после включения дисплей заработал "как надо" вплоть до того, что была правильно установлена фаза сигнала и области с мелким растром выглядели идеально.

К качеству изображения LG Studiworks 500LC в "родном" графическом режиме претензий нет. На низких разрешениях картинка ухудшается: экран размером 800 x 600 точек выглядит неутешительно, но в режиме 640 x 480 резкость по сравнению с 1024 x 768 снижается мало. Кстати, в играх это практически неуловимо.

Инерционность изображения у монитора от LG хоть и не самая большая, но все же заметна при быстрой прокрутке текста. В Quake III она тоже ощущается, однако играть не мешает. Ну и, конечно же, самый приятный сюрприз, связанный с этим монитором, -- его низкая цена, изрядно нас удивившая.

Mitsubishi LXA565W
Дизайн этого монитора имеет одну интересную особенность. На первый взгляд устройство кажется неказистым и даже примитивным -- простая прямоугольная форма и минимум декоративных элементов не производят впечатления сразу. Однако со временем начинает "проявляться" продуманность и даже изысканность. Еще один приятный момент -- конструкция задней панели. Снять декоративные щитки, закрывающие гнезда для подключения кабелей, можно очень просто и без лишних усилий.

Следующий отрадный факт -- удобное управление. Пять кнопок для работы с экранным меню расположены в ряд у нижнего края корпуса. Само экранное меню организовано по "табличному" принципу -- значки групп параметров размещены по вертикали, а сами опции в каждой из них -- по горизонтали. Соответственно одна их двух кнопок Select позволяет передвигать маркер вверх-вниз, а другая -- влево вправо.

Качество изображения отличное (в общем-то, от монитора Mitsubishi мы ничего другого и не ожидали) -- картинка очень четкая и контрастная. Особенность данной модели -- реалистичные, умеренно насыщенные цвета (в отличие от характерных для LCD утрированно ярких красок). Правда, за все эти красоты приходится платить как в переносном смысле (инерционностью, заметной при прокрутке текста и в играх), так и в самом прямом -- цена на LXA565W выше, чем на аналогичные попавшие к нам модели.

Nokia 500Xa
Колонки и микрофон у этого мультимедийного LCD-монитора смонтированы в корпусе ЖК-панели, а не в подставке, из-за чего габариты устройства получились несколько больше, чем у других 15-дюймовых дисплеев. Гнезда для подключения наушников и выносного микрофона также присутствуют, но скрыты на задней стенке корпуса.

Для управления дисплеем используется удобное колесико-кнопка с фирменным названием NAVI. Нажатием на него можно вызвать экранное меню, а вращением -- перебирать пункты и регулировать параметры. Второй регулятор на лицевой панели управляет громкостью звука встроенных колонок. В общем, за удобство управления Nokia заслуживает особой похвалы.

Для качественной настройки монитора предусмотрена утилита Nokia LCD Test, входящая в комплект поставки. С ее помощью можно проверить четкость изображения, качество цветов и полутонов. Кстати, функция автоматической регулировки рассчитана на работу совместно с этой программой и в данном случае демонстрирует лучшие результаты. Но и о ручной настройке забывать не стоит

После трудов праведных вы получите качественное изображение с "правильными" цветами и не слишком зернистыми полутонами. Но главное достоинство Nokia 500Xa -- низкая инерционность. По этому параметру он превосходит другие рассмотренные нами модели и вплотную приближается к устройствам с ЭЛТ. При быстрой прокрутке текста "смазывания" практически нет, в играх же картинка остается четкой даже при резкой смене изображения. Так что этот монитор лучше остальных подойдет для игроков.

Sampo PD50FA1
Еще один вариант "классического" монитора, конструкция которого отличается компактным, но устойчивым основанием. Правда, подключение кабелей питания и сигнала выполнено не слишком удобно: разъемы расположены под выступом на задней панели корпуса. При этом устройство приходится наклонять вперед, а то и класть экраном на стол.

Для управления экранным меню в Sampo PD50FA1 тоже служат четыре кнопки на передней панели. В отличие от большинства других моделей, здесь предусмотрен выход из меню с отменой внесенных изменений, для чего вместо кнопки Select нужно еще раз нажать Menu. Кстати, мы настоятельно рекомендуем перед покупкой этого монитора проконсультироваться у продавца по поводу тонкой настройки, а еще лучше -- потренироваться самим.

Качество ЖК-панели у PD50FA1 очень хорошее -- после регулировки можно получить изображение с высокой четкостью, контрастностью и насыщенными цветами. Иногда картинка даже становится "сверхрезкой", из-за чего проявляется растр в областях светло-серого цвета. В разрешениях, отличных от 1024 x 768, используется режим центровки -- при этом сохраняется резкость картинки, но ее детали получаются мелкими (особенно в разрешении 640 x 480). В динамичных играх, например Quake III, смазывание незаметно. Итог -- невысокая (относительно) цена делает этот монитор очень привлекательным, а его качество не заставит пожалеть о потраченных деньгах.

Samsung SyncMaster 520TFT
Эта модель произвела на нас впечатление своим великолепным дизайном. Корпус устройства выполнен из пластика серебристого цвета, а в основании встроены колонки и микрофон. Там же расположены ручки для регулировки громкости и тембра, а также гнезда для подключения внешних наушников и микрофона.

Для управления монитором используются шесть кнопок -- две дополнительные предназначены для увеличения/уменьшения значения выбранного параметра. К тому же по количеству функций настройки SyncMaster 520TFT превосходит почти всех своих конкурентов. Особо хотелось бы отметить возможность выбора способа отображения низких разрешений -- растяжения или центровки. Еще одна приятная особенность -- русскоязычный раздел в руководстве пользователя.

LCD-монитор от Samsung отличился высокой точностью работы функции автоматической настройки -- после ее запуска мы сразу получили хорошее изображение. Похоже, что создатели этого монитора нашли правильное соотношение резкости и качества передачи полутонов -- "зерно" в областях светло-серого цвета малозаметно.

В режимах с низким разрешением при работе с обычными приложениями рекомендуем применять центрирование картинки, а игры, наоборот, лучше смотрятся на полном экране. Инерционность изображения ощущается мало, так что монитор можно с успехом использовать для динамичных игр. В общем, качество этого устройства намного выше, чем его цена.

Samsung SyncMaster 700TFT
Старшая модель от Samsung придется по вкусу тем, кто любит простор. Экран этого монитора по размеру видимой области не уступает 19" ЭЛТ. Конструкция устройства простая и элегантная. Даже разъемы кабелей закрываются специальными щитками. Правда, чтобы снять их и установить обратно, придется потрудиться, но ведь это нужно проделать всего один раз.

К SyncMaster 700TFT можно подсоединить одновременно два источника видеосигнала, и в процессе работы переключаться между ними. Однако только один вход оснащен разъемом D-Sub (обычным для видеоадаптеров PC), второй же соответствует стандарту 13W3.

Управление и набор функций настройки практически такие же, как у SyncMaster 520TFT. Особенность старшей модели -- быстрый доступ к регулировкам яркости и контраста. В документации к этому монитору также имеется русский раздел.

Качество LCD-панели показалось нам несколько лучшим, чем у младшей модели Samsung. Отображение картинки в "родном" разрешении монитора отличное, в остальных же режимах (при растяжении на весь экран) снижается, но не так значительно, как у других ЖК-дисплеев. Кстати, здесь предусмотрена функция фильтрации, позволяющая повысить качество картинки в низких разрешениях. В 3D-играх, помимо того, что смазывание изображения незаметно, сказывается "эффект большого экрана" -- усиливается ощущение присутствия.

ViewSonic ViewPanel VPA150
Это один из самых интересных LCD-мониторов, попавших в наши руки. Его отличительная особенность -- поворотный дисплей, позволяющий выводить изображение не только в ландшафтной, но и в портретной ориентации. Для соответствующего разворота экрана Windows на 90° применяется утилита WinPortrait, поставляемая вместе с монитором. В подставку VPA150 вмонтированы миниатюрные акустические колонки.

Основная особенность "пользовательского интерфейса" -- анимированное меню, которое плавно "проявляется" и "растворяется" на экране. При повороте дисплея ориентация меню относительно монитора не меняется, так что все настройки лучше проводить в обычной, ландшафтной ориентации.

Качество изображения в "родном" режиме очень высокое. По четкости деталей и контрастности он один из лучших, а по точности цветопередачи не знает себе равных. Для отображения других разрешений применяется метод растяжения картинки на весь экран с интерполяцией, которую, кстати, можно отключить (пункт меню Smoothing). Правда, в этом случае края контрастных областей и тонкие линии искажаются.

ViewPanel VPA150 лучше других подходит для работы с текстами, просмотра "длинных" Web-страниц, верстки материалов на листах книжной ориентации. А вот инерционность изображения у VPA150 больше, чем у других рассмотренных нами дисплеев. Из-за этого он показал себя хуже в динамичных играх. Итак, модель от ViewSonic -- отличный выбор для "серьезного" пользователя.

ViewSonic ViewPanel VP140
Единственный в нашем обзоре LCD-монитор с диагональю экрана 14", тем не менее оборудован ЖК-матрицей с разрешением 1024 x 768 точек. Особенности конструкции VP140 -- широкое, устойчивое основание и система щитков на задней панели, закрывающих разъемы для подключения кабелей.

Управление осуществляется с помощью четырех кнопок на передней панели, однако система их обозначений не такая, как у остальных моделей. Поэтому перед настройкой лучше внимательно ознакомиться с руководством пользователя.

В "родном" графическом режиме VP140 продемонстрировал, кроме высокой четкости и контрастности, еще и хорошую цветопередачу. При отображении низких разрешений используется только метод растяжения, причем качество картинки снижается довольно ощутимо, но в играх это не так заметно. Быстродействие матрицы также достаточно высокое. В общем, неплохой монитор для тех, кто ценит каждый дюйм рабочего пространства.