Видеомониторы на плоских панелях. Мониторы на жидкокристаллических индикаторах, TMOS-мониторы, плазменные,электролюминесцентные и светоизлучающие мониторы.

Видеомониторы

Монито́р — устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Современный монитор состоит из корпуса, блока питания, плат управления и экрана. Информация (видеосигнал) для вывода на монитор поступает с компьютера посредством видеокарты, либо с другого устройства, формирующего видеосигнал.

Жидкокристаллический дисплей

(ЖК-дисплей, ЖКД, англ. Liquid crystal display, LCD), также Жидкокристаллический монитор (ЖК-монитор) — плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.

LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея.

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

Дисплей на жидких кристаллах используется для отображения графической информации в компьютерных мониторах (также и в ноутбуках), телевизорах, телефонах, цифровых фотоаппаратах, * электронных книгах, навигаторах, также — электронных переводчиках, калькуляторах, часах и тп. (реже, в них в основном используются ЖКИ), а также во многих других электронных устройствах.

Изображение в нём формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы с дисплеем (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад.

На 2008 год 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 каждый RGB-канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.

Технические характеристики
Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:

Разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

Размер точки (размер пиксела) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.
Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) — отношение ширины к высоте (5:4, 4:3, 3:2 {15÷10} 8:5 {16÷10}, 5:3 {15÷9}, 16:9 и др.)

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, приведённая 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 пикселю для изменения своей яркости. Составляется из двух величин: 
Время буферизации — input lag. Высокое значение мешает в динамичных играх; обычно умалчивается; измеряется сравнением с кинескопом в скоростной съёмке. Сейчас (2011) в пределах 20—50 мс; в отдельных ранних моделях достигало 200 мс.

Время переключения — именно оно указывается в характеристиках монитора. Высокое значение ухудшает качество видео; методы измерения неоднозначны. Сейчас практически во всех мониторах заявленное время переключения не превышает 10 мс.

Угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению. Некоторые производители указывают в тех. параметрах своих мониторов углы обзора такие к примеру как: CR 5:1 — 176°/176°, CR 10:1 — 170°/160°.

Аббревиатура CR (contrast rate) обозначает уровень контрастности при указанных углах обзора относительно перпендикуляра к экрану. При углах обзора 170°/160° контрастность в центре экрана снижается до значения не ниже чем 10:1, при углах обзора 176°/176° не ниже чем до значения 5:1.

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

Видеоконтроллеры

Видеоконтроллеры (видеоадаптеры) являются внутрисистемными устройствами, непосредственно управляющими мониторами и выводом информации на их экран. Видеоконтроллер содержит: схему управления ЭЛТ, растровую память (видеопамять, хранящую воспроизводимую на экране информацию и использующую поле видеобуфера в ОП), сменные микросхемы ПЗУ (матрицы знаков), порты ввода-вывода.

Основные характеристики видеоконтроллера; режимы работы (текстовый и графический), воспроизведение цветов (монохромный и цветной), число цветов или число полутонов (в монохромном), разрешающая способность (число адресуемых на экране монитора пикселей по горизонтали и вертикали), емкость и число страниц в буферной памяти (число страниц - это число запоминаемых текстовых экранов, любой из которых путем прямой адресации может быть выведен на отображение в мониторе), размер матрицы символа (количество пикселей в строке и столбце матрицы, формирующей символ на экране монитора), разрядность шины данных, определяющая скорость обмена данными с системной шиной, и др.

Важная характеристика - емкость видеопамяти, она определяет количество хранимых в памяти пикселей и их атрибутов. Разрядность атрибута пикселя определяет, в частности, максимально возможное число полутонов или цветовых оттенков, учитываемых при отображении пикселя (например, для отображения 65 тыс. цветовых оттенков, стандарт High Color, каждый пиксель должен иметь 2-байтовый атрибут, а для отображения 16,7 млн. цветовых оттенков, стандарт True Color, - 3-байтовый атрибут). Необходимую емкость видеопамяти можно приблизительно сосчитать, умножив количество байтов атрибута на количество пикселей экрана.

TMOS

Компания Uni-Pixel разработала новую технологию производства дисплеев. Матрицы, выпускаемые по технологии TMOS, на 60% дешевле и в 10 раз ярче, чем традиционные LCD-панели.

Еще одним плюсом TMOS-дисплеев является возможность использования существующих линий по производству ЖК-матриц. Более того, для перехода на новую технологию, по словам главного финансового директора Uni-Pixel Джеймса Тэссона (James Tassone), подойдет даже устаревшее оборудование.

Технология TMOS предполагает использование между двумя стеклянными подложками только одного слоя MEMS (Micro Electro Mechanical Systems - микроэлектромеханические системы). Тогда как в обычных LCD-панелях таких слоев пять. Это, во-первых, снижает стоимость производства TMOS-матриц, во-вторых - увеличивает их яркость, так как дополнительные слои в ЖК-жисплеях снижают количество излучаемого света. 

Вместо использования субпикселей, технология, разработанная инженерами Uni-Pixel, предполагает использование одного пикселя с поочередным излучением красного, зелёного и синего цветов. По бокам дисплея располагаются LED-светодиоды, свет от которых распространяется внутри стеклянной подложки. При поступлении напряжения на элементы панели, они деформируются по направлению к нижней подложке и тем самым обретают цвет. Через синхронизацию импульсов LED-светодиодов можно получить свечение любого оттенка в любом месте матрицы. При этом время изменения цвета отдельных элементов матрицы на порядок (в 1000 раз) меньше, чем реакция жидких кристаллов. Время реакции пикселей в TMOS-матрицах характеризуется микросекундами, тогда как в современных LCD-матрицах этот показатель измеряется в миллисекундах.

Такой крупный игрок на рынке LCD- и OLED-панелей, как Samsung, заинтересовался новой технологией и уже заключил соглашение с Uni-Pixel на совместную работу. В данный момент ведется доработка технологии для производства TMOS-матриц с диагональю 4 дюйма. Такие дисплеи поступят на рынок уже в следующем году (2010).

Плазменные мониторы

LEP-мониторы, ЛЕП-Мониторы. Полимерные технологии в производстве современных цветных дисплеев

LEP (Light Emitting Polymer — светоизлучающие полимеры), искусственный материал, одна из разновидностей так называемых сопряженных полимеров, электропроводность разных представителей которых лежит в весьма широком диапазоне. Открыты светоизлучающие полимеры были в 1989. Одной из первых областей их применения стали схемные соединения различного типа. Существуют проекты использования LEP в качестве материала для изготовления дорожек на печатных платах.
В 1990-х годах британская компания Cambridge Display Technology (CDT) разработала технологию применения светоизлучающих пластиков в устройствах воспроизведения визуальной информации — дисплеях. При помощи японской корпорации Seiko Epson в феврале 1998 появился первый в мире пластиковый монитор. Представленный дисплей был монохромным (но не черно-белым, а черно-желтым), имел разрешение 800x236 точек и площадь около 50 квадратных миллиметров при толщине всего в 2 миллиметра. Каждым пикселом дисплея управлял отдельный тонкопленочный транзистор (TFT), а светоизлучающий полимер наносился на коммутирующую матрицу в жидком виде по технологии, аналогичной стандартной струйной печати.
Существует ряд причин, как чисто технических, так и коммерческих, которые делают LEP одним из главных кандидатов на роль основополагающих по технологии мониторов следующего поколения. В первую очередь это относительная простота применения тонкопленочных технологий на основе стандартных литографических процессов при низких затратах и высокой надежности производства. LEP-мониторы работают при напряжении питания около 5 В и имеют очень малый вес, что позволяет использовать их в малогабаритных переносных устройствах (цифровых фотоаппаратах, видеокамерах, калькуляторах, мобильных телефонах, дисплеях ноутбуков), которые питаются от аккумуляторов и батарей.
Устройство LEP-монитора достаточно простое — слои полимера наносят прямо на TFT-матрицу и на прозрачную подложку. Незначительное влияние соседних электродов, обусловленное хорошими изолирующими свойствами полимера, позволяет формировать изображение из самых малых элементов. Таким образом можно получить практически любое разрешение и придать как отдельному пикселу, так и экрану в целом произвольную форму. Так как LEP-мониторы очень тонкие, можно наносить различные поляризационные покрытия, что обеспечивает высокую контрастность изображения. В отличие от жидкокристаллических дисплеев угол обзора новых устройств достигает 180 градусов за счет того, что пластик излучает свет сам и не требует подсветки.
Одной из главных проблем LEP-технологии является низкая эффективность излучения света, то есть отношение его интенсивности к плотности проходящего тока. Изначально это соотношение составляло всего одну сотую долю процента, однако компания CDT смогла поднять показатель до 5% при излучении желтого света. Именно поэтому первый дисплей был черно-желтым. Существенным недостатком был и достаточно узкий диапазон цветов, в котором излучали пластики. Его границы удалось расширить, и в настоящее время они простираются от синего до ближнего инфракрасного (при этом эффективность излучения составляет порядка 1%). Полимерный экран нуждается в герметизации, чтобы избежать его расслоения под действием водяных паров. Еще одна проблема заключается в крайне низком сроке службы LEP-мониторов из-за обесцвечивания пластика под действием ультрафиолета. Однако за счет использования многослойной структуры и других технических ухищрений срок службы удалось продлить до 5 лет. Это наиболее распространенная продолжительность эксплуатации современных дисплеев.
К 2000 году компания CDT разработала полноцветный полимерный дисплей. Вероятно в первом десятилетии 21 века LEP-дисплеи составят конкуренцию по качеству и цене как LCD, так и ЭЛТ-мониторам. С CDT активно сотрудничают фирмы Seiko Epson, Intel, HP. В конце февраля 2000 года CDT объявила о завершении работ по строительству предприятия по производству LEP-материалов.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.