Плоскопанельные мониторы и цифровой видеоинтерфейс

Плоскопанельные мониторы и цифровой видеоинтерфейс

Всем хорош монитор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ):

• он может отображать цветовую палитру в 16М оттенков (это во много раз больше, чем воспринимает человеческий глаз);

• прекрасная разрешающая способность (количество пикселей, со­ставляющих экранную матрицу, перевалило за 2 млн);

• возможно изменение режимов отображения (монитор без проблем и искажений воспроизводит старую грубую графику) и масса дру­гих достоинств.

Однако со временем стали все более заметны их недостатки:

• мониторы большие и занимают много места на столе,

• они тяжелые (масса 10...15 кг у 15", 16...18 кг у 17"),

• они потребляют много электроэнергии — порядка 80...110 Вт (и это в то время, когда западные пользователи и производители по­мешаны на энергосбережении),

• электронно-лучевая трубка является источником вредных воздей­ствий на человека и окружающую среду.

Для построения мониторов с иными, чем у ЭЛТ-мониторов, эксплуа­тационными свойствами должны быть использованы другие технические принципы и материалы с иными свойствами. Они должны быть способны к каким-нибудь электрооптическим эффектам.

Экраны плоскопанельных (или просто плоских) мониторов строят­ся на так называемых жидких кристаллах (LiquidCrystallDisplay — LCD) — веществах, под воздействием тока изменяющих светопрово-димость.

Между двумя стеклами (поляризатор и анализатор) слоем в несколь­ко десятков микрон помещается жидкокристаллическое (ЖК) вещество. В упрощенном виде его свойства можно описать следующим образом. Молекулы ЖК-вещества упорядочены (ориентированы) в одном направ­лении. Под воздействием электрического поля ориентация меняется — вызывается эффект поляризации.

На стекла нанесены вертикальные и горизонтальные проводники, об­разующие поляризационные решетки. Пересекающимися проводниками ЖК-вещество организуется в виде отдельных ячеек. Их множество имеет матричную организацию. Со стороны поляризатора размещаются источ­ники света. Существует несколько типов системы подсветки: просвет-ная, отражательная, просветно-отражательная.

Для адресации ячеек матрицы используются различные алгоритмы подачи сигналов на вертикальные и горизонтальные линии координатной решетки (однокоординатный, статический двухкоординатный, динамиче­ский двухкоординатный).

Для управления пропускающей способностью экрана на жидких кри­сталлах может быть использовано несколько технических приемов. Тех­нология STN(SuperTwistedNematic) проще в реализации, технология DSTN(Doul-scanSuperTwistedNematic) обеспечивает большую контра­стность изображения.

Жидкокристаллические матрицы бывают двух типов. В пассивной матрице (PassiveMatrix) на вещество ячеек действует только поле, со­здаваемое проводниками поляризационной решетки. В активной матрице (ActiveMatrix) для воздействия на вещество ячейки используется специальный транзистор, а управление им выполняется через поляриза­ционную решетку.

Пассивные матрицы чаще всего применяли для построения черно-бе­лых (точнее бело-серо-черных) экранных панелей. Из употребления они уже практически вышли.

Для построения высококачественных цветных экранов (в ноутбуках, плоских мониторах, демонстрационных панелях) используют активные TFT-матрицы.В структуру жидкокристаллического экрана вводится матрица тонкопленочных транзисторов (ThinFilmTransistor — TFT, от­сюда и название технологии). Один транзистор управляет одной ячей­кой. Экранный пиксель составляют три ячейки, они имеют различные световые фильтры (красный, зеленый, синий).

Образно говоря, ячейка — это "стаканчик", заполненный ЖК-вещест-вом. Донышки у "стаканчиков" в составе одного пикселя разноцвет­ные — красные, зеленые и синие. Через ЖК-вещество, когда оно про­зрачно, проходят окрашенные световые потоки.

В мониторах с ЭЛТ на экране без проблем организуются матрицы с любыми параметрами (количество пикселей в строке и количество строк). Плоскопанельные мониторы не имеют такой возможности. Мат­рица определенной разрядности встроена в отображающую панель. Она образует реальную (физическую) разрешающую способность. Чаще все­го строится один из следующих вариантов матрицы:

640x480 (применительно к плоскопанельным мониторам этот режим называется VGA); •

800x600 (SVGA);

1024x768 (XGA — extended Graphic Array); 1280x1024 (SXGA).

Для создания больших жидкокристаллических экранов и панелей ис­пользуются матрицы других форматов:

1400x1050 (SXGA+);

1920x1080 (HDTV — экран нового TV-формата HighDefinitionTele-Vision с отношением сторон 16x9);

2048x1536 (QXGA — QuadXGA, учетверенный XGA-экран).

Плоские мониторы с жидкокристаллическими экранами имеют много положительных качеств:

• они тонкие, хоть на стенку вешай (к этому все когда-нибудь и придет);

• масса — 4...6 кг;

• потребление 25...40 Вт;

• никаких вредных излучений.

Это достоинства "общего" плана. Кроме них есть, качества, которые сразу "бросаются в глаза" работающему с ними пользователю.

Яркость. В мониторах с ЭЛТ она прямо пропорциональна энергии, излучаемой "электронными пушками". Просто так их мощность не по­высишь, неизбежны побочные эффекты. В плоских мониторах яркость свечения зависит от интенсивности подсветки. Увеличить ее не состав­ляет проблем.