Какие альтернативные технологии используются в конструкции плоскопанельных мониторов
Обновлено: 20.11.2024
Знаете ли вы разницу между TN и IPS или какое разрешение подходит для какого размера?
Выбор монитора может показаться больше искусством, чем наукой, но понять технологию, лежащую в основе экрана, несложно. Изучение этих технологий является ключом к навигации по минному полю маркетинговых модных словечек, отделяющих вас от вашего следующего монитора.
Например, такие цифры, как коэффициент контрастности и время отклика при переходе от серого к серому, важны, но они не раскрывают всей картины. Не менее важны и другие характеристики, такие как задержка ввода и глубина цвета. И хотя можно найти монитор, который вообще может это делать, цена может быть очень высокой. Существуют дисплеи, подходящие для игр, дизайнерских работ и деталей со сверхвысоким разрешением, но смешение приоритетов часто приводит к компромиссу. Быстрый, красочный или с высоким разрешением — выберите любые два, но третий будет стоить вам денег.
В нашем руководстве по лучшим мониторам для компьютерных игр объясняется, почему эти мониторы идеально подходят для игр с высоким разрешением и высокой частотой кадров, но в нем не рассматриваются подробности технологии мониторов. Именно для этого предназначено это руководство: в нем рассказывается, что вам нужно знать о современных дисплеях: разрешениях, соотношениях сторон, частоте обновления и различиях между типами панелей, такими как IPS, VA и TN.
Выбор правильного разрешения
Хотя вы можете стремиться к максимальному количеству пикселей, которое вы можете найти или позволить себе, это не всегда лучшая стратегия для поиска оптимального дисплея. Более высокие разрешения обеспечивают большую детализацию, но требуют более быстрой видеокарты для игровых целей, а масштабирование DPI в Windows по-прежнему не идеально. То, как вы используете свой компьютер, а также ваше оборудование, поможет определить идеальное разрешение и размер для вашего следующего дисплея.
ЖК-дисплеи имеют исходное разрешение, и запуск игр (или рабочего стола) ниже этого разрешения ухудшает качество изображения из-за процесса масштабирования при увеличении изображения. Использование режимов с более низким разрешением на самом деле не заменяет выбор правильного количества пикселей.
PC Gamer возвращается к истокам с серией руководств, инструкций и подробных обзоров основных концепций компьютерных игр, которые мы называем Полное руководство по компьютерным играм. Впереди еще много всего, и все это стало возможным благодаря Razer, которая поддержала этот многомесячный проект. Спасибо, Рейзер!
В настоящее время лучше избегать любых новых дисплеев для настольных компьютеров или ноутбуков с родным разрешением ниже 1080p (1920 x 1080). 1080p стало стандартом де-факто для большинства ПК, а игры и фильмы ориентированы именно на это разрешение. Это хороший компромисс, который обеспечивает достаточно четкое изображение при размере экрана 24 дюйма и меньше, и вы по-прежнему можете добиться отличной игровой производительности даже на скромном оборудовании.
Если вы играете в игру на более старой видеокарте (или со встроенной графикой), вы можете в крайнем случае запустить более низкое разрешение, например 720p (1280 x 720), но в долгосрочной перспективе вам понадобится более мощный графический процессор, способный диск 1080p.
Хотя дисплеи с разрешением 1080p являются рабочими лошадками в мире ПК, у них есть ограничения. Размеры экрана более 24 дюймов не подходят для 1080p, поскольку пониженная плотность пикселей на этих больших экранах делает изображение не таким четким. Неигровые задачи, включая офисную работу и создание контента, также могут значительно выиграть от более высокого разрешения, которое является нашим следующим шагом.
Дисплей с более высоким разрешением может существенно повысить производительность, и ничто не сравнится с разрешением 2560 x 1440. 27-дюймовый дисплей с разрешением 1440p обеспечивает более высокую плотность пикселей, чем 24-дюймовый дисплей с разрешением 1080p, благодаря чему все выглядит более четким. Что еще более важно, это на 77 процентов больше пикселей. Это означает больше открытых окон без необходимости перекрывать или скрывать содержимое. Кроме того, с появлением все более мощных графических карт разрешение 1440p теперь доступно на графических процессорах среднего и высокого уровня.
Мы рекомендуем 1440p как лучший вариант. Он отлично подходит для офисной работы, профессиональной работы и игр. Вы по-прежнему можете получить панели с более высокой частотой обновления 144 Гц (см. ниже), а также G-Sync или FreeSync, и вы можете работать со 100-процентным масштабированием в Windows. Однако для игровых целей вам понадобится как минимум видеокарта GTX 1070/RTX 2060 или RX Vega 56 (или аналогичная).
За пределами 1440p игры становятся рискованными, и для приемлемой производительности часто требуются дорогостоящие установки с несколькими графическими процессорами (хотя многие игры даже не поддерживают несколько графических процессоров, так что это не всегда жизнеспособное решение). Дисплеи 4K — это то, на чем большинство ПК работают лучше всех, и хотя дисплеи с разрешением 5K и даже 8K существуют, эти разрешения представляют собой передний край дизайна мониторов и, как правило, бесполезны для игровых целей.
Для реализации любых серьезных требований к производительности при разрешении 3840 x 2160 требуется сверхбыстрая видеокарта (например, GTX 1080 Ti/RTX 2080 или даже 2080 Ti) и, возможно, два таких графических процессора. Это может означать крутые 1400-2400 долларов только за графическую подсистему.Но если вы хотите похвастаться и получить максимальную производительность, нет ничего лучше дисплея 4K. Телевизоры высокой четкости 4k также стали довольно доступными, некоторые из них могут стать хорошей альтернативой компьютерному монитору.
Сверхширокий, мультимониторный и двойной экран
Если вам нужно нечто большее, чем стандартное соотношение сторон 16:9, есть три основных варианта. Решения с несколькими мониторами являются наиболее экономичным выбором, когда вы покупаете два или три (желательно одинаковых) дисплея и используете их независимо. Разработчики программного обеспечения, создатели контента и другие специалисты могут повысить производительность, добавив дисплеи, а большинство графических карт могут легко управлять тремя мониторами.
Недостаток настройки с несколькими мониторами заключается в том, что если вы хотите рассматривать дисплеи как одну большую поверхность (например, разрешение 3840 x 1080 для двух дисплеев 1080p), вы в конечном итоге окажетесь между рамками дисплея. Дисплеи двойной ширины с соотношением сторон 32:9 являются решением этой проблемы, и такие дисплеи, как Samsung C49HG90, могут выглядеть потрясающе. Кроме того, они стоят примерно в два раза дороже, чем два монитора высокого класса с разрешением 1080p.
Сверхширокие дисплеи с разрешением 2560 x 1080 и 3440 x 1440 занимают промежуточное положение и особенно популярны среди кинозрителей. Большинство фильмов изначально записаны с соотношением сторон 21:9 (или подобным) «кинематографическому», и просмотр их на дисплее с соотношением сторон 16:9 означает, что вы получите черные полосы сверху и снизу. Более широкие экраны также обеспечивают более полное погружение в 3D-игры, точно имитируя полное поле зрения, не прерывая рамки, как при настройке нескольких мониторов.
Сверхширокие дисплеи имеют несколько недостатков. Для производительности рекомендуется более высокое разрешение по вертикали, но использование 3440x1440 еще более требовательно, чем 1440p, а это означает, что для игр вам понадобится высококачественная видеокарта. Дисплеи также обычно дороже, чем их аналоги с соотношением сторон 16:9, и некоторым играм может потребоваться помощь (или даже отказ должным образом поддерживать) эти разрешения. Утилиты, такие как Flawless Widescreen, помогают восполнить этот пробел, хотя Overwatch фактически наказывает любого, кто играет на сверхшироком дисплее, более ограниченным обзором игрового мира.
Панельные технологии
Подавляющее большинство компьютерных мониторов, экранов ноутбуков и планшетов основаны на технологии TFT-LCD (тонкопленочный транзистор — жидкокристаллический дисплей), но не все они одинаковы. ЖК-дисплеи делятся по типам, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Вот наиболее распространенные типы, а также преимущества и недостатки каждого из них.
TN: плоский экран вашего отца
Самые распространенные и наименее дорогие ЖК-панели основаны на конструкции TN или Twisted Nematic. Поскольку экраны TN производятся в огромных масштабах и существуют уже давно, они очень доступны по цене. Интернет-магазины предлагают множество привлекательных 27-дюймовых мониторов с разрешением 1080p и разумными характеристиками по цене всего от 150 долларов. Цена приятная, а вот плотность пикселей — нет, равно как и качество цветопередачи и углы обзора — главные недостатки TN.
Все ЖК-дисплеи TFT работают, пропуская свет, например светодиод, через пару поляризованных экранов, цветной фильтр и жидкие кристаллы, которые искривляются при подаче на них тока. Чем больше приложенный ток, тем больше жидкие кристаллы скручиваются и блокируют свет. Точные настройки позволяют воспроизвести практически любой цвет или оттенок, но реализации TN имеют некоторые ограничения.
TN компенсирует этот недостаток с помощью FRC (управление частотой кадров) – трюка с пикселями, в котором используются чередующиеся цвета для создания воспринимаемой трети, но это плохая замена надлежащему 24-битному воспроизведению цвета. В сочетании с инверсией и размывом, возникающим из-за узких углов обзора, становится очевидным пожилой статус TN в мире ЖК-дисплеев.
Однако у TN есть одно преимущество: время отклика. Отклик дисплея измеряется миллисекундами, которые требуются пикселю для перехода из одного цветового состояния в другое, что часто указывается как скорость перехода от серого к серому или GTG. Более низкие значения лучше, и многолетнее развитие TN привело к сверхбыстрому времени GTG, многие из которых могут похвастаться временем отклика 1 мс или 2 мс. В сочетании с более высокой частотой обновления 144 Гц и даже 240 Гц растет число моделей ЖК-дисплеев TN для энтузиастов, которые обеспечивают четкое изображение без задержек, что особенно хорошо подходит для экшн-игр.
IPS: выбор профессионалов
Разницы довольно существенны. В то время как дисплеи TN размываются под малыми углами и никогда не выделяются цветом независимо от того, насколько хорошо они откалиброваны, панели IPS имеют насыщенные, яркие цвета, которые не тускнеют и не смещаются при взгляде сбоку. Кроме того, нажатие пальцем на экран IPS не вызывает искажений, что делает их особенно полезными для приложений с сенсорным экраном.
Несмотря на то, что такие гиганты, как Apple, рекламируют экраны высокого класса как предпочтительные, правда заключается в том, что экраны IPS по-прежнему имеют недостатки.Из-за более сложной конструкции и дополнительных передатчиков и освещения, необходимых для каждого пикселя, экраны IPS стоят дороже, чем их аналоги TN. К счастью, за последние несколько лет популярность простых импортных IPS-мониторов из Азии помогла снизить цены и вынудила более крупные производители мониторов продавать более доступные IPS-дисплеи.
Сложность создает дополнительные накладные расходы, которые снижают скорость отклика панели. Большинство IPS-дисплеев работают на несколько миллисекунд медленнее, чем панели TN, при этом лучшие модели обеспечивают 5 мс от серого к серому, а более распространенные 8-мс панели могут иметь заметное размытие в играх. В большинстве IPS-дисплеев используется частота обновления 60 Гц, хотя лучшие игровые дисплеи теперь используют панели IPS с частотой обновления 144 Гц и соответствующей ценой.
Варианты IPS: PLS, AHVA, eIPS и другие
С IPS было проведено много исследований, и существует множество вариантов, включая популярные панели Samsung PLS и AU Optronics AHVA (Advanced Hyper-Viewing Angle). Различия сводятся к тонким вариациям производителей или усовершенствованиям технологии, которая существует с 1996 года.
Samsung утверждает, что PLS лучше IPS во многих отношениях. Samsung говорит, что он дешевле, ярче, обеспечивает лучшие углы обзора и позволяет использовать гибкие дисплеи, и все это правда, хотя критики утверждают, что PLS плохо разгоняется, а некоторые панели используют 6-битное цветовое пространство в стиле TN, очень похожее на бюджетный вариант LG IPS. eIPS. Однако большинство реализаций IPS в большей степени связаны с патентами, чем с производительностью, и мало что отделяет их от реального использования.
ВА: посредник
У панелей VA есть несколько уникальных качеств, как положительных, так и отрицательных. Они имеют превосходную контрастность по сравнению с экранами IPS и TN, часто достигая статического соотношения 5000: 1, и в результате обеспечивают более высокий уровень черного. Усовершенствованные варианты VA, такие как панель MVA, используемая Eizo в Foris FG2421, официально поддерживают частоту 120 Гц и обеспечивают задержку пикселей на уровне или выше, чем у IPS.
К сожалению, у VA есть несколько проблем, которые трудно игнорировать. Первым в списке стоит TN-подобный сдвиг цвета и контрастности, который происходит по мере увеличения углов обзора, что может сделать панели VA сложным выбором для задач, требующих точной цветопередачи. Для геймеров есть еще одна проблема. В то время как переход от светлого к темному пикселю происходит быстро, сдвиг более темного цвета имеет более длительную задержку, что может привести к размытию. Панели VA тоже недешевы. Тем не менее, если вам нужны наилучшие коэффициенты контрастности, доступные в ЖК-технологии, вы не найдете лучшего, чем хорошая панель MVA. В качестве бонуса цены вполне конкурентоспособны (например, Acer G276HL, изображенный выше, стоит всего 150 долларов США).
OLED: будущее уже наступило
Поток инноваций на рынке дисплеев не собирается ослабевать: телевизоры, с одной стороны, и смартфоны, с другой, продвигают новые технологии, такие как изогнутые экраны и OLED-панели настольного уровня, которые обещают невероятную скорость, контрастность и цветопередачу. пока.
У Dell был 30-дюймовый OLED-дисплей UP3017Q (по цене 3499 долларов США!) в 2017 году, но затем он был отменен. Неясно, был ли дисплей снят из-за надежности и стоимости, или был какой-то другой фактор. Asus показала 22-дюймовый PQ22UC 4k OLED в 2018 году, но до сих пор он не поступил в продажу. К сожалению, плотность пикселей на нем может быть слишком маленькой, чтобы это было практично. Но такие HD-телевизоры, как LG OLED65E8PUA, уже здесь, и всего за 3 999 долларов США вы можете обойти конкурентов с 65-дюймовым игровым HD-телевизором.
Основным преимуществом технологии OLED является возможность индивидуального управления каждым пикселем. Это означает настоящий черный цвет, а не приблизительный, и это может сделать цвета и дисплей более яркими. На самом деле, нам еще пара лет до того, как большие OLED-дисплеи станут доступными. Но преимущества таковы, что в лучших гарнитурах виртуальной реальности используются исключительно OLED-панели, обычно работающие на частоте 90 Гц. Надеемся, что в 2020 году мы увидим аналогичный игровой дисплей для ПК.
Частота обновления, размытие в движении и стробоскопическая подсветка
Большинство стандартных TFT-LCD поддерживают частоту обновления 60 Гц, что означает, что экран обновляется 60 раз в секунду. Хотя 60 Гц может быть достаточно для многих настольных приложений, желательна более высокая частота обновления, поскольку она обеспечивает более плавное перемещение окон, просмотр видео и особенно во время игр.
Однако частота обновления 120 Гц или даже 144 Гц недостаточна для игры без размытия, и производители дисплеев в последние годы уделяют особое внимание сокращению этого разрыва. Была проделана большая работа, чтобы дополнить высокую частоту обновления дополнительными функциями, предназначенными для дальнейшего уменьшения размытия при движении.
Одним из методов, популярных в игровых мониторах, является включение стробирующей подсветки, которая устраняет размытость при отслеживании взгляда, отключая подсветку на мгновение, создавая стабильное изображение, подобное ЭЛТ. Дисплей со стробоскопической частотой 120 Гц менее размыт, чем панель с частотой 144 Гц, но мерцание подсветки по понятным причинам снижает общую яркость изображения.Пользователи с чувствительными глазами также могут страдать от напряжения глаз и головных болей, вызванных мерцанием.
За последние пару лет HDR стал модным словом для технологий отображения. В нашей полезной информации HDR есть все необходимые подробности.
Разрыв и синхронизация
Помимо размытия в движении, еще одним визуальным артефактом, который расстраивает геймеров, являются разрывы. Разрыв происходит на мониторе, когда графический процессор отправляет кадр на дисплей до того, как он закончил отображать текущий. Это приводит к тому, что нижняя часть экрана отображает один кадр, а верхняя часть — другой, разделенные линией поперек изображения. Включение вертикальной синхронизации, при которой графическая карта ожидает обновления на мониторе, может уменьшить эту проблему, но у вертикальной синхронизации есть свои проблемы, в том числе повышенная задержка ввода и жесткие требования к частоте кадров.
Чтобы обойти это, производители графических процессоров представили пару технологий, которые динамически синхронизируют частоту кадров монитора и графического процессора, устраняя разрывы без задержек вертикальной синхронизации или значительных накладных расходов. Nvidia называет свою реализацию G-Sync, и для нее требуется модуль, встроенный в монитор, а также видеокарта GTX 650 Ti или более поздней версии.
AMD ответила аналогичным FreeSync, который не требует специального оборудования на стороне монитора, кроме поддержки нового дополнительного стандарта Adaptive-Sync в спецификации DisplayPort 1.2a, но требует более новой видеокарты AMD (GCN 1.1 или выше) для реализации. (Карты Nvidia теперь также поддерживают G-Sync на некоторых мониторах FreeSync. Вы можете принудительно включить эту функцию, даже если монитор не сертифицирован, хотя в результате могут возникнуть проблемы.)
Эти технологии примерно сопоставимы, причем решение Nvidia, как правило, дороже, чем альтернатива AMD. В продаже гораздо больше мониторов FreeSync, некоторые отличные, а некоторые довольно посредственные. Более новый стандарт FreeSync 2 повышает планку и требует HDR (расширенный динамический диапазон), LFC (компенсация низкой частоты кадров) и задержки ввода ниже определенного порога. Дисплеи FreeSync 2 только начинают выпускаться, и их стоимость значительно выше, что соответствует улучшенным функциям.
Задержка ввода
Есть последний, в основном скрытый фактор, влияющий на скорость отклика дисплея: задержка ввода. Задержка возникает из-за задержки, вызванной постобработкой видеосигнала после того, как он покидает графический процессор, но до его отображения на экране монитора. Немногие производители фактически указывают эту цифру, вместо этого подчеркивая цифры GTG, поскольку задержка ухудшается из-за раздувания функций. Это затрудняет определение задержки, но есть здравый смысл выбирать дисплей без чрезмерной задержки ввода: чем больше функций, тем больше задержка.
Геймерам в жанре экшн, которые ищут видео с точностью до кадра, лучше всего подходят дисплеи с минимальным количеством экранных меню, минимальной постобработкой изображений или без нее и всего одним или двумя портами. Это гарантирует, что видеосигнал тратит как можно меньше времени на масштабирование и обработку аппаратного обеспечения монитора и отображается без задержки.
Хорошей новостью является то, что более производительное аппаратное масштабирование помогло сократить задержки ввода, а современные дисплеи могут предлагать несколько входов, сохраняя при этом превосходную скорость отклика. Наряду с мониторами FreeSync 2, BFGD (игровые дисплеи большого формата) от Nvidia должны стать универсальным решением.
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
жидкокристаллический дисплей (ЖКД), электронное устройство отображения, работающее путем приложения переменного электрического напряжения к слою жидкого кристалла, что вызывает изменение его оптических свойств. ЖК-дисплеи обычно используются в портативных электронных играх, в качестве видоискателей для цифровых фотоаппаратов и видеокамер, в системах видеопроекции, для электронных рекламных щитов, в качестве мониторов для компьютеров и в телевизорах с плоским экраном.
Электрооптические эффекты в жидких кристаллах
Жидкие кристаллы — это материалы со структурой, промежуточной между жидкостями и кристаллическими твердыми телами. Как и в жидкостях, молекулы жидкого кристалла могут обтекать друг друга.Однако, как и в твердых кристаллах, они образуют узнаваемо упорядоченные структуры. Как и твердые кристаллы, жидкие кристаллы могут проявлять полиморфизм; т. е. они могут принимать различные структурные модели, каждая из которых обладает уникальными свойствами. В ЖК-дисплеях используются либо нематические, либо смектические жидкие кристаллы. Молекулы нематических жидких кристаллов выстраиваются своими осями параллельно, как показано на рисунке. С другой стороны, смектические жидкие кристаллы располагаются слоистыми пластинами; в разных смектических фазах, как показано на рисунке, молекулы могут занимать разное положение относительно плоскости слоев. (Для получения дополнительной информации о физике жидкокристаллического вещества см. см. статью о жидком кристалле.)
Оптические свойства жидких кристаллов зависят от направления, в котором свет проходит через слой материала. Электрическое поле (индуцируемое небольшим электрическим напряжением) может изменять ориентацию молекул в слое жидкого кристалла и тем самым влиять на его оптические свойства. Такой процесс называется электрооптическим эффектом, и он лежит в основе ЖК-дисплеев. Для нематических ЖК изменение оптических свойств происходит в результате ориентации молекулярных осей либо вдоль, либо перпендикулярно приложенному электрическому полю, при этом предпочтительное направление определяется деталями химической структуры молекулы. Жидкокристаллические материалы, которые располагаются параллельно или перпендикулярно приложенному полю, могут быть выбраны для конкретных приложений. Небольшие электрические напряжения, необходимые для ориентации молекул жидких кристаллов, были ключевой особенностью коммерческого успеха ЖК-дисплеев; другие технологии отображения редко имеют такое же низкое энергопотребление.
Скрученные нематические дисплеи
Первые ЖК-дисплеи поступили в продажу в конце 1960-х годов и были основаны на эффекте светорассеяния, известном как режим динамического рассеяния. Эти дисплеи использовались во многих часах и карманных калькуляторах из-за их низкого энергопотребления и портативности. Однако проблемы, связанные с их удобочитаемостью и ограниченным сроком службы их жидкокристаллических материалов, привели к разработке в 1970-х годах скрученных нематических (TN) дисплеев, варианты которых теперь доступны в компьютерных мониторах и плоских телевизорах.
Ячейка TN, как показано на рисунке, состоит из верхней и нижней подложек, разделенных узким зазором (обычно 5–10 микрометров; 1 микрометр = 10–6 метров), заполненным слоем жидких кристаллов. Пластины подложки обычно представляют собой прозрачное стекло и имеют узорчатые электропроводящие прозрачные покрытия из оксида индия-олова. Слои электродов покрыты тонким выравнивающим слоем полимера, который заставляет контактирующие с ними молекулы жидких кристаллов ориентироваться примерно параллельно поверхности. В большинстве производимых в настоящее время дисплеев выравнивающие слои состоят из слоя полимера толщиной в несколько десятков нанометров (1 нанометр = 10-9 метров), который натирают тканью только в одном направлении. При сборке ячейки верхняя и нижняя пластины подложки располагаются так, чтобы направления выравнивания были перпендикулярны друг другу. Затем вся сборка помещается между парой листовых поляризаторов, оси светопоглощения которых также перпендикулярны друг другу. В отсутствие какого-либо напряжения перпендикулярные выравнивающие слои заставляют жидкий кристалл принимать скрученную конфигурацию от одной пластины к другой. Без жидкого кристалла свет, проходящий в любом направлении через ячейку, будет поглощаться из-за скрещенных поляризаторов, и ячейка будет казаться темной. Однако в присутствии жидкокристаллического слоя ячейка кажется прозрачной, потому что оптика скрученного жидкого кристалла соответствует скрещенному расположению поляризаторов. Приложение от трех до пяти вольт к жидкому кристаллу разрушает скрученное состояние и заставляет молекулы ориентироваться перпендикулярно пластинам подложки, придавая ячейке темный вид, как показано на диаграмме. Для простых дисплеев жидкокристаллическая ячейка работает в отражающем режиме с диффузным отражателем, расположенным за дисплеем, а активированные части рисунка электродов выглядят как черные изображения на сером фоне, обеспечиваемом диффузным отражателем. Разбивая электроды на сегменты или в виде массива маленьких квадратов, можно отображать буквенно-цифровые символы и изображения с очень низким разрешением, например, в цифровых часах или калькуляторах.
В выключенном состоянии при отсутствии электрического поля сборка прозрачна для света. Во включенном состоянии приложенное поле разрушает завихрение нематика, делая сборку непрозрачной.
Более сложные изображения можно отображать с помощью техники, известной как пассивная матричная адресация (описанной ниже). Однако даже при использовании этого метода дисплеи TN с углом обзора 90° могут создавать изображения, состоящие всего из примерно 20 рядов элементов изображения, известных как пиксели.
Технология ЖК-экранов довольно проста: ЖК-мониторы изготавливаются из вещества, которое постоянно находится в жидком состоянии, но обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам.
Жидкокристаллический дисплей — это пассивное устройство, то есть он не излучает свет для отображения символов, изображений, видео и анимации. Но он просто изменяет свет, проходящий через него. Внутренняя конструкция ЖК-дисплея описывает, как меняется свет, когда он проходит через него, чтобы создавать какие-либо символы, изображения и т. д.
Немного об истории.
Американский изобретатель Дж. Фергасон создал первый работающий жидкокристаллический дисплей в 1970 году. До этого такие устройства потребляли слишком много энергии, срок их эксплуатации был ограничен, а контрастность изображения была на низком уровне. Новый ЖК-монитор был представлен в 1971 году. Несмотря на то, что жидкие кристаллы были открыты давно, поначалу они применялись для разных целей. Молекулы жидких кристаллов под действием электричества могут менять свою ориентацию и, как следствие, изменять свойства проходящего через них светового луча. На основе этого открытия и благодаря дальнейшим исследованиям стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристалла для обеспечения создания изображения. Сначала жидкие кристаллы нашли свое применение в дисплеях калькуляторов и кварцевых часов, а затем их использовали в мониторах. Сегодня, благодаря прогрессу в этой области, такие экраны стали очень популярны в настольных компьютерах и многих других устройствах.
Технология ЖК-дисплея.
ЖК-экраны представляют собой массив небольших сегментов, называемых пикселями, которыми можно манипулировать для отображения информации. Такие дисплеи имеют несколько слоев, где решающую роль играют две панели, изготовленные из стеклянного материала, не содержащего натрия и называемые подложкой. Подложка содержит тонкий слой жидких кристаллов между ними. Панели имеют желобки, которые направляют кристаллы, придавая им характерную ориентацию. Канавки параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между ними. Продольные канавки получаются в результате нанесения на поверхность стекла тонких пленок прозрачного пластика, которые затем обрабатываются определенным образом. При соприкосновении с желобками молекулы ориентируются одинаково во всех клетках. Жидкокристаллическая панель освещается источником света в зависимости от того, где она расположена, так как ЖК-панели работают на отражение или на пропускание света. Плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90° при прохождении одной панели. При появлении электрического поля молекулы частично выстраиваются вдоль него, и угол поворота плоскости поляризации света становится отличным от 90°. При производстве экранов с использованием технологии ЖК-мониторов задняя подсветка монитора используется для вывода цветного изображения, так что свет генерируется сзади ЖК-мониторов. Нужно иметь возможность иметь картинку хорошего качества, даже если темно. Цвет получается с помощью трех фильтров, которые выделяют три основных компонента излучения источника белого света. Комбинируя три основных цвета для каждого пикселя экрана, можно воспроизвести любой цвет.
Сравнение ЖК-технологий: тогда и сейчас.
Современные ЖК-экраны также называют плоскими панелями, активной матрицей с двойным сканированием и тонкопленочными транзисторами. Сейчас они чрезвычайно популярны — всем нравится их элегантный вид, тонкость, компактность и экономичность. ЖК-мониторы обеспечивают качественную контрастность и яркое четкое изображение. В прошлом технология жидких кристаллов была медленной, не такой эффективной, как сейчас, а уровень их контрастности был низким. Первые матричные технологии, так называемые пассивные матрицы, неплохо работали с текстовой информацией, но при резком изменении картинки на экране появлялись так называемые «призраки». Поскольку ЖК-технология ориентирует каждый пиксель отдельно, четкость принимаемого текста выше по сравнению с ЭЛТ-мониторами, которые в прошлом могли конкурировать с ЖК-мониторами.Сейчас, конечно, с развитием техники и с учетом общего технологического процесса жидкокристаллические мониторы уже давно ушли вперед и занимают лидирующие позиции среди дисплеев, используемых для различных приложений. Мониторы на основе жидких кристаллов нашли широкое применение не только в настольных компьютерах, но и в ряде электронных устройств: телевизорах, фото- и видеокамерах, ноутбуках, планшетах, смартфонах, автомобильных навигаторах, электронных книгах, MP3 и других плеерах, часах и т.д. .
Дни толстых и неуклюжих дисплеев прошли. Почти все устройства отображения, производимые сегодня, тонкие. Известные как плоские дисплеи, они используются в смартфонах, мониторах, телевизорах и других устройствах с дисплеем. Однако существует несколько типов технологий плоских дисплеев, каждый из которых работает по-своему.
Безусловно, наиболее распространенной технологией отображения являются жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи). ЖК-дисплеи характеризуются использованием жидких пикселей, зажатых между двумя слоями поляризационного стекла. За этими двумя слоями находится система подсветки, которая подсвечивает пиксели. При освещении пиксели создают видимое изображение. Насколько популярны ЖК-дисплеи? Каждый год по всему миру покупаются и отправляются сотни миллионов ЖК-устройств. Это делает ЖК-дисплеи самой распространенной технологией отображения на рынке.
Второй по распространенности технологией отображения являются светодиоды (LED). Вот в чем дело: светодиодные дисплеи технически являются ЖК-дисплеями. Они известны как «светодиоды», потому что они используют светодиодную подсветку. Светодиодные дисплеи по-прежнему имеют жидкие пиксели между двумя слоями поляризующего стекла. Разница лишь в том, что они используют светодиодную подсветку. Другие ЖК-дисплеи используют другой тип подсветки. Однако светодиодные дисплеи специально используют светодиодную подсветку для подсветки жидких пикселей.
Еще одна технология производства плоских дисплеев — это органические светодиоды (OLED). OLED-дисплеи аналогичны ЖК-дисплеям. Основное различие между этими двумя технологиями заключается в том, что OLED-дисплеи производят собственное освещение, тогда как ЖК-дисплеи используют для подсветки светодиодную подсветку.
Пиксели OLED-дисплея способны излучать собственное освещение. Они не требуют отдельного решения для подсветки. Вместо этого каждый пиксель может подсвечиваться сам. Это позволяет использовать более разнообразный диапазон цветов и, в конечном итоге, более качественные изображения с большей детализацией. Недостатком OLED-дисплеев является то, что они обычно стоят дороже, чем их ЖК-аналоги.
Наконец, электролюминесцентный (ЭЛ) тип технологии плоскопанельного дисплея. Электролюминесцентные дисплеи получили свое название из-за использования в них электролюминесцентного материала. Электролюминесцентный материал помещен между двумя проводящими слоями. Когда на слои подается ток, материал излучает свет, тем самым создавая видимое изображение.
Как и OLED-дисплеи, электролюминесцентные дисплеи не требуют отдельного решения для подсветки. Они могут производить собственное освещение благодаря использованию электролюминесцентного материала. Электролюминесцентный материал, такой как GaAs, светится, когда через него проходит электрический ток. Электролюминесцентные дисплеи используют это явление для создания освещения.
Читайте также: