Применение кристаллов
м электрического тока. В TFT-матрице слой жидких
кристаллов управляется матрицей из микроскопических транзисторных
аналоговых ключей, по одному ключу на каждый пиксел изображения, что
позволяет добиться высокой скорости включения-выключения точек и повысить
контрастность изображения.
Поскольку жидкие кристаллы сами по себе не имеют цвета, в цветной панели
имеется три слоя жидких кристаллов (либо специальная однослойная мозаичная
структура) с соответствующими светофильтрами для каждой цветовой
составляющей (красный, зеленый, синий). Жидкие кристаллы не могут сами
светиться, поэтому для того, чтобы придать экрану привычный светящийся вид,
за ЖКИ-панелью установлена специальная плоская лампа, подсвечивающая экран
с обратной стороны. В результате пользователю кажется, что матрица
"светится", как обычный экран ЭЛТ.
Контрастность получаемого изображения напрямую зависит от яркости лампы,
помноженной на степень прозрачности открытой ЖКИ ячейки и поделенной на
степень прозрачности закрытой ЖКИ ячейки. Однако с допустимым числом
градаций цвета у ЖКИ-монитора не все так просто.
Неискушенному человеку может показаться, что поскольку транзисторный ключ,
управляющий точкой матрицы, суть аналоговое (бесступенчатое) устройство,
яркость точки управляется столь же бесступенчато, как в ЭЛТ-мониторе, и
число цветов определяется только разрядностью ЦАП (DAC) на видеокарте.
Однако все гораздо хуже - дело в том, что у ЖКИ монитора нет построчной
развертки, аналогичной развертке ЭЛТ, и принцип доступа к ячейкам (точкам)
экрана напоминает адресный принцип доступа к ячейкам современной DRAM-
памяти, в которую пишется одновременно много (например, 64) бит информации.
Из-за этого электронике ЖКИ монитора приходится преобразовывать аналоговый
сигнал видеокарты снова в цифровой, с тем, чтобы разложить последовательно
идущие яркости точек по ячейкам памяти и затем выдвигать на управляющие
входы матрицы сразу несколько уровней яркости для соседних точек экрана.
Таким образом, электроника ЖКИ-монитора вынуждена выполнять обратное
(аналого-цифровое) преобразование аналоговых уровней сигнала, идущих с
видеокарты, в цифровые отсчеты. При этом неизбежно теряется часть
информации из-за несоответствия масштабной сетки ЦАП-а видеокарты и АЦП
монитора, и число различимых градаций яркости каждого цвета падает.
Одновременно проявляется и проблема точного совпадения точек развертки
видеокарты с точками на ЖКИ-матрице, так как фронты синхросигнала
горизонтальной развертки, генерируемого видеокартой для обозначения начала
строки, после прохождения по кабелю оказываются несколько завалены и
зашумлены посторонними наводками.
Очевидно, что ЖКИ-мониторам не свойственны многие проблемы классических ЭЛТ
- например, им не нужно фокусировать электронный луч на плоском экране,
края которого отстоят от электронной пушки дальше, чем центр, не нужно
сводить лучи трех пушек в одной точке, не нужно, двигая луч по радиусу,
умудряться рисовать прямые линии. Соответственно ЖКИ-мониторы всегда имеют
идеальную геометрию, фокус и сведение, в этом их несомненный плюс. В
принципе, ЖКИ мониторам также несвойственно понятие муара - по крайней
мере, при работе в геометрическом разрешении через цифровой интерфейс муара
на ЖКИ быть не может по определению, так как пикселы экрана точно совпадают
с пикселами развертки.
Однако есть у ЖКИ и минусы, причем минусы врожденные и трудноустранимые. Об
одном из них я говорил выше - у любого ЖКИ монитора, работающего по
аналоговому входу, число реально отображаемых цветов меньше, чем то,
которое поддерживает видеокарта. Вторым важным недостатком является
инерционность жидких кристаллов - из-за этого наблюдаются эффекты, похожие
на "послесвечение" люминофора некоторых старых ЭЛТ, вызывающие неприятное
"размазывание" быстро меняющихся картинок (попробуйте, например, быстро
прокрутить текст в Ворде - если буквы слились в серую мешанину, это значит,
что монитор имеет слишком большую инерционность и послесвечение). Третий
коренной недостаток ЖКИ - ограниченный угол обзора, вызванный трудностью
построения поляризационных фильтров с характеристиками, неизменными в
широком диапазоне углов.
Разумеется, на то и технический прогресс, чтобы преодолевать недостатки
технологии. Углы обзора новейших TFT-панелей доведены до весьма комфортных
100 градусов и более по горизонтали и вертикали, инерционность снижена до
практически незаметных 20 ms, контрастность благодаря применению
эффективных фильтров и мощных люминесцентных ламп доведена до уровня 350:1
(немногим ниже уровня хорошего тринитрона), а проблемы цветовых градаций и
точного попадания точек развертки в точки матрицы успешно решает переход на
цифровой интерфейс DVI.
Увы, но нет в мире совершенства - все эти качества сочетаются в одном
изделии крайне редко, и стоит такое изделие, если оно вообще есть в нужном
вам классе, крайне дорого. Поэтому разумным подходом к выбору TFT-монитора
является подход компромиссный - когда вы сначала решаете, какие
характеристики для вас важнее, а какие - важны не очень, и потом начинаете
искать монитор с наилучшими (или как минимум хорошими) значениями важных
параметров и более-менее достойными значениями остальных
Плазменные панели
Рискнем предположить, что подавляющая часть наших читателей дома или на
работе пользуется самыми обычными мониторами с электронно-лучевой трубкой.
Но постепенно, всё более и более популярными становятся так называемые
жидкокристаллические дисплеи. Преимущества последних перед первыми
очевидны: ЖК-экран занимает мало места на рабочем столе, он легкий,
потребляет значительно меньше электроэнергии, по сравнению с ЭЛТ-монитором,
и менее опасен для здоровья человека. Но все же главным недостатком всех
экранов, работающих с применением жидких кристаллах, на сегодняшний день,
является их ограниченный размер. То есть получается, что чем меньше ЖК
экран, тем более он выгоден по соотношению цена/качество: дешевыми
электронными часами с небольшим дисплеем удивить кого-либо очень сложно. С
другой стороны, при производстве 15-дюймовой ЖК-матрицы используются те же
самые физические свойства жидких кристаллов, что и при изготовлении самых
обычных наручных часов. Но создать цветную ЖК-матрицу имеющую порядка
трехсот тысяч точек (при разрешении 800х600), обойдется на много дороже,
нежели монохромный дисплей сотового телефона.
Как раз в этом-то и заключается самая большая проблема ЖК-матриц — чем
больше диагональ матрицы, тем менее надежным, более сложным и, что самое
важное, дорогим получается конечный продукт. Сейчас уже просто не выгодно
делать большие экраны данного типа: покупателю намного проще и дешевле
установить тяжелый, но относительно недорогой ЭЛТ-монитор.
К счастью, прогресс не стоит на месте и уже сейчас не нужно
быть миллионером, чтобы купить плоский телевизор с диагональю 40 дюймов
(хотя и придется выложить достаточно круглую сумму). Подобные устройства
принято называть «плазменными». Главное достоинство плазменного дисплея —
низкая стоимость матрицы большого диаметра. Здесь ситуация повторяет случай
с ЖК-мониторами с точностью до наоборот: чем больше размеры матрицы, тем
выгоднее производителю ее создавать. Судите сами: подавляющая часть всех
телевизоров и мониторов с диагональю более 21 дюйма — плазменные. Поэтому
не стоит удивляться, тому, что плазменный телевизор с диагональю, например,
24 дюйма не намного дешевле (а иногда и дороже), телевизора с 40-дюймовой
матрицей. В этом случае цену определяет начинка каждой конкретной модели,
возможность подключения к компьютеру, наличие не только цифрового, но и
аналогового разъема.
Принцип работы любого плазменного экрана (PDP — Plasma Display Panel)
состоит в управляемом холодном разряде разряженного газа (как правило,
используется ксенон или неон), находящегося в ионизированном состоянии. Все
это носит название «холодная плазма» — отсюда и взялось и название.
Способность определенных газов светиться при пропускании через них разряда
электрического тока до сих пор широко применяется в так называемых вывесках
неоновой рекламы. Для этого создаются герметичные сосуды определенной формы
(как правило, изображающие рекламируемый товар или в виде букв), после чего
емкость заполняется газом. Если подавать на контакты электрический ток, то
газ внутри рекламы начинает светиться. При прекращении подачи тока газ
светиться перестает. Цвет свечения вывески зависит от того, в какой
пропорции будут смешиваться определенные газы.
Аналогичный принцип используется и в создании плазменных дисплеев для
компьютеров и телевизоров с большой диагональю. Только размеры сосуда, в
котором храниться газ в тысячи раз меньше, а сами сосуды, которых
насчитывается десятки миллионов, образуют матрицу, формирующую изображение
на экране.
Минимальной единицей изображения на экране, как и везде, является точка,
или пиксель. В плазменном мониторе для формирования цвета каждой отдельно
взятой точки используется комбинация из трех субпикселей, каждый из которых
отвечает за один из трех основных цветов RGB (Red Green Blue — Красный,
Зеленый, Голубой). Ячейки находятся между двумя стеклами, расстояние между
которыми 0,1 мм (100 микрон). Во время подачи электрического импульса на
электроды часть заряженных ионов начинают излучать кванты света в
ультрафиолетовом диапазоне. Диапазон излучения, в большинстве случаев,
зависит от применяемого газа, в каждой конкретной модели. Ультрафиолетовые
лучи действуют на специальное флюоресцирующее покрытие, которое в свою
очередь излучает свет, видимый человеческим глазом. Кстати,
ультрафиолетовые лучи очень опасны для глаз человека, но в данном случае
бояться нечего — до 97% вредного излучения поглощает наружное стекло.
Яркость и насыщенность цветов можно регулировать простым изменением
величины управляющего
| |  скачать работу |
Применение кристаллов |
