Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта


Год LCD-дисплея


Статья подготовлена по результатам тестирования, выложенным на сайте
http:// www.tomshardware.com

B 2001 г. ЖК мониторы пришли на российские рабочие столы. Причина ≈ цены, наконец, снизились до понятного уровня. Если в конце 2000 г. средняя цена (на Западе) составляла $1100, то в конце 2001 г. ≈ $550. А модель без наворотов можно найти еще дешевле. Сборка ЖК мониторов началась уже и в России (см. ╚КИ╩ ╧ 15/2001). Ну, а если уж есть что выбрать, пора запасаться результатами тестов. Не так давно мы опубликовали экономический сравнительный анализ стоимости использования CRT и LCD (╚КИ╩ ╧ 1/2002 и ╚КИ╩ ╧ 2/2002). Теперь расскажем о технических и пользовательских характеристиках наиболее распространенных моделей.
К сожалению, в руки тестировщиков так и не попало ни одной модели компании Samsung, о чем сами авторы высказали достаточно много сожалений в преамбуле к статье. К счастью, в нашей газете (╚КИ╩ ╧ 1/2002) были опубликованы такие данные.

Кроме снижения цен немаловажным являются и технические усовершенствования, достигнутые за прошедший год. И хотя качество изображения на LCD-мониторах, по мнению экспертов, еще уступает мониторам CRT, разница между ними неуклонно снижается.

Во-первых, значительно увеличился угол обзора, что было одним из наиболее слабых мест ЖК мониторов до сих пор. В лучших моделях угол обзора по вертикали вырос с 90 до 160 градусов. Раньше это была одна из основных отличительных характеристик. Во-вторых, что может быть важнее, улучшилось цветоразрешение. В 2000 г. было полно моделей с 16-битным цветом. Сегодня почти все модели ЖК мониторов имеют 24-битную характеристику цвета. Практически ЖК мониторы оторвались от конкурентов═≈ CRT.

В-третьих, время отклика транзисторов также сильно уменьшилось. Некоторые из производителей клянутся, что временные характеристики их моделей вдвое лучше предшествующего поколения. Как следствие, время запаздывания монитора LCD, длительность послесвечения сильно уменьшилось. Все это позволяет использовать LCD-монитор для графических приложений, в том числе и компьютерных игр.

Высказанные по пунктам соображения справедливы для всех участников тестирования (табл.1). Кстати, самая ранняя из моделей в обзоре появилась в начале 2001 г.

Название Производитель Технология Время отклика Kонтрастность Цена в $
i612 ADI TN + Film 50 ms 200 : 1 $489
10 15 35 Belinea TN + Film 40 ms 350 : 1 нет
PV 520 CTX TN + Film 45 ms 350 : 1 $450
MP503 Cornea TN + Film 40 ms 250 : 1 $300
L365 Eizo TN + Film 25 ms 450 : 1 $590
ProphetView 720 Hercules TN + Film 30 ms 300 : 1 $530
AX3816U Iiyama TN + Film 50 ms 200 : 1 $420
Flatron 575LM LG TN + Film 45 ms 200 : 1 нет
MultiSync 1550V Nec TN + Film 30 ms 300 : 1 $420
F-15 Neovo TN + Film 45 ms 300 : 1 $359
150 P2 Philips TN + Film 45 ms 300 : 1 $580
SMD-M51D Sony TN + Film 50 ms 300 : 1 $595
VX500 ViewSonic MVA 25 ms 400 : 1 $535

Последнее по месту, но не по значению: контрастность и яркость ЖК мониторов постоянно улучшаются, приближаясь по характеристикам к мониторам CRT.

LCD или CRT?
Вот в чем вопрос┘

Первое преимущество LCD-дисплеев ≈ отсутствие проблем с геометрией. У этого вида мониторов можно забыть про искажения, трапецеидальность и неровное распределение яркости по экрану. Художникам-дизайнерам это бы очень понравилось. К сожалению, есть и ряд серьезных недостатков, которые не позволяют художникам бежать за покупкой.

Первый недостаток
Контрастность у мониторов CRT может достигать 700:1. У лучших из 15" ЖК мониторов сегодня эта величина составляет 450:1. А уж модели с контрастностью 250:1 или даже 200:1 не столь уж редки. Низкий уровень контрастности создает более темные тени, которые отражаются как черный цвет. Любые детали, зависящие от этой цветовой градации, будут утеряны в процессе.
А уж любителям компьютерных игр придется смириться с тем, что при низкой контрастности на экране будут воспроизводиться последовательности картинок в серых, скучных тонах.

Второй недостаток
Практически все производители уверяют, что их мониторы способны отразить 16 млн цветов. Потолок для большинства из них при этом находится на уровне в 260000 цветов. Это как раз уровень модели Neovo F-15, что соответствует дисплеям с 16-битным цветом, хотя провозглашается не менее 24 бит. Поэтому, несмотря на все достижения последних лет, спектр цвета ЖК дисплеев не достиг уровня конкурента ≈ CRT. Вместо того чтобы отражать цвета, плавно перемешивающиеся один с другим, экран ЖК выдает крапчатую зернистую текстуру. Сходный эффект вы получите, если уменьшите количество цветов в Windows.

Третий недостаток
Купив новый монитор CRT, вы будете использовать частоту регенерации не ниже 85 Гц. И поскольку частота регенерации является хорошей меркой качества монитора, сравнивать по этой характеристике с LCD-монитором лучше не стоит. В трубке с катодным лучом электронный пучок рисует изображение на панели. Чем быстрее он пробегает по панели, тем лучше дисплей, и, соответственно, тем выше частота регенерации. В идеале вы устанавливаете в вашем CRT-мониторе частоту регенерации от 85 до 100═Гц. В LCD-мониторе изображение создается не электронным лучом, а тройками точек, где каждая состоит из красной, зеленой и синей точечек (субпикселей). Качество изображения зависит от того, с какой быстротой эти диоды могут быть включены и выключены. Вот эта скорость и называется временем отклика. У протестированных нами мониторов время отклика составляло от 25 до 50 мс. Другими словами, количество изображений за секунду составляло от 20 до 40, в зависимости от модели. (На наш взгляд, частота кадров не так важна для LCD-мониторов, т.═к. в них не возникают биения между частотами различных источников (обычно 50═Гц), плохо воспринимаемые нашими глазами. ≈ Примеч. ред.)

LCD vs CRT: сравнительный обзор

В таблице 2 сведены основные различия между LCD- и CRT-мониторами.

  LCD (TFT) Cathode Ray (CRT)
Яркость (+) 170 to 300 cd/m2 (~) 80 to 120 cd/m2
Kонтрастность (-) 150:1 to 450:1 (+) 350:1 to 700:1
Угол обзора (~) 90╟ до 170╟ (+) более 150╟
Ошибки конвергенции (+) нет (~) 0.0079 до 0.0118"" (0.20 to 0.30 мм)
Фокусность (+) Очень хорошо (~)
от удовлетворительного до очень хорошего
Геометрия (+) прекрасно (~) возможны ошибки
Дефектные точки (-) до 8 (+) нет
Входной сигнал (+) аналог в цифру (~) только аналоговый
Возможное разрешение (-) установленное разрешение или интерполяция (+) много
Гамма (настройка цвета под человеческое зрение) (~) удовлетворительно (+) качество фотографии
Одинаковость (~) зачастую ярче по краям (~) зачастую ярче в середине
Чистота цвета/качество цвета (-) от плохого до среднего (+) очень хорошо
Отблеск (+) нет (~) нет при частоте большей 85 Гц
Подверженность магнитным полям (+) не подвержен (-) в зависимости от условий, может быть очень чувствителен
Время отклика точки (пикселя) (-) от 20 до 50 мс (+) не видно
Энергопотребление (+) от 25 до 40 Вт (-) от 60 до 160 Вт
Требования по месту/вес (+) минимальные (-) занимает много места и тяжел

Основы технологий LCD

Для изготовления LCD-мониторов применяются три ЖК технологии: TN + film (пленка), IPS и MVA. Но вне зависимости от того, какая технология использована, все они подчиняются основным принципам. Одна или более люминисцентных трубок создают так называемую подсветку, которая освещает экран. Количество трубок может изменяться от одной в дешевых моделях до четырех в дорогих. Наличие двух (или более) неоновых трубок реально не влияет на качество изображения. Вторая трубка работает как запасная на случай, если первая отключится. Но в принципе это значительно продлевает срок жизни монитора, т.═к. обычно неоновая трубка работает 50000 часов, в то время как электронные работают от 100000 до 150000 часов.

Для обеспечения одинаковости экрана свет перенаправляется системой отражателей до достижения панели. И хотя это может быть незаметно с первого взгляда, панель на самом деле ≈ сложная штука. Всего панелей две, и каждая на одной стороне несет субпиксели. Субпиксели покрыты красным, зеленым или синим фильтром. В мониторах с диагональю в 15" это означает наличие 1024x768x3 = 2359296 субпикселей. Каждая тройка RBG контролируется транзистором с собственным напряжением. И это напряжение, которое может изменяться в широких пределах, заставляет жидкие кристаллы в каждом субпикселе двигаться под определенным углом. Угол определяет количество света, который проходит через субпиксель, что, в свою очередь, создает изображение на панели. Цель применения кристаллов в том, чтобы отражать свет настолько, чтобы он мог пройти через поляризационный фильтр до того, как попасть на экран. Если кристаллы расположены в том же направлении, что и фильтр, свет пройдет насквозь. Если же они расположены перпендикулярно, то панель останется черной.

Жидкие кристаллы:
что это такое?

Жидкие кристаллы ≈ это субстанция, обладающая физическими свойствами и жидкости и твердого тела. Одно из их свойств (используемое в мониторах LCD) ≈ способность изменять положение в зависимости от приложенного к ним напряжения.

Кстати, жидкие кристаллы были открыты благодаря счастливому случаю. В 1888 г. австрийский ботаник Friedrich Reinitzer исследовал роль, которую играет холестерол в растениях. Один из этих экспериментов состоял в нагревании материала. Он обнаружил, что кристалл размягчался при 145,50 и превращался в настоящую жидкость при 178,50. Он поделился своим открытием
с немецким физиком Otto Lehmann, который и обнаружил некоторые свойства кристаллов, особенно при их освещении. Отсюда и произошло название, данное Otto Lehmann, ╚жидкий кристалл╩.

Формула вверху √ это молекула со свойствами жидкого кристалла,
метоксибензилин бутианалина (methoxybenzilidene butylanaline).

Закрытие жидкого кристалла

TN + Film
(Twisted Nematic + Film)

В панелях TN + film (пленка) жидкие кристаллы расположены под прямым углом к фильтру. Часть в названии film происходит от дополнительного слоя, нанесенного на панель для того, чтобы увеличить угол обзора.

TN + film ≈ это простейшая для применения технология. Технология Twisted Nematic используется уже годами √ вы найдете ее в большинстве TFT-панелей. Для улучшения конструкторы и добавили слой пленки. Как следствие═≈ угол обзора вырос с 900 до 1500. Эффективность этой пленки, к сожалению, не влияет на контрастность или время отклика.

Далее, по крайней мере, в теории, дисплеи TN + film должны быть самыми дешевыми. Процесс производства отлажен в предыдущие годы работы с TN. И действительно, сейчас самое дешевое решение ≈ TN + film.

Как это работает: если транзисторы не прикладывают напряжение к субпикселям, жидкие кристаллы (и вместе с ними поляризованный свет, который через них проходит) поворачиваются на 90╟ горизонтально между двумя панелями. И поскольку поляризационный фильтр на второй пластине повернут на 90╟ относительно другой, свет может проходить через них. Если красный, зеленый и синий субпиксели полностью светятся, их комбинация создаст белый цвет точки на экране.

Когда напряжение появляется, в нашем случае ≈ это вертикальное электрическое поле, оно разрушит структуру кристаллов. Молекулы попытаются выстроиться в том же направлении, что и электрическое поле. Это означает, что они отойдут от перпендикулярной позиции по отношению ко второму фильтру. В этой позиции созданный поляризацией свет не сможет пройти через весь субпиксель (позиция ON ≈ включено). И белые точки становятся черными.
У дисплея с технологией TN есть ряд недостатков.

Во-первых, конструкторы стремятся удержать жидкие кристаллы в перпендикулярном состоянии по отношению к поляризационному фильтру при пиковых напряжениях. Это объясняет, почему старые экраны практически не способны изобразить правильно черный цвет.

Во-вторых, если транзистор отказывает, он не может подавать напряжение на субпиксель.
В свете всего, о чем вы прочли только что, это видно. Поскольку ноль напряжения означает белую точку на экране. Это объясняет, почему ╚умершие╩ пиксели на LCD-мониторах остаются очень яркими и хорошо видны.

Для 15" мониторов существует еще только одна технология, способная конкурировать с TN + film MVA (см. описание ниже). Эта технология более дорогая, нежели TN + film, теоретически должна давать лучшие результаты практически по всем параметрам. И все-таки это не совсем так, поскольку в некоторых областях технология TN + film превосходит MVA.

IPS (In-Plane Switching или Super-TFT)

Если приложено напряжение, молекулы располагаются параллельно субстрату.

IPS, или технология In-Plane Switching, была разработана Hitachi и NEC. Оно из первых поколений технологий LCD, создаваемых с намерением исправить недостатки TN + film. Но фактически, кроме увеличения угла обзора до 1700, больше ничего улучшить не удалось. Время отклика у этих дисплеев осталось в пределах от 50 до 60 мс, а отображение цветов ≈ средненькое.

Если напряжение к системе IPS не подается, жидкие кристаллы вообще не вращаются. Второй фильтр всегда перпендикулярен первому, предотвращая, тем самым, прохождение света. Экран поэтому имеет глубокий насыщенный черный цвет. В чем их преимущество перед мониторами с технологией TN? Если в них сгорит транзистор, то ╚мертвый╩ пиксель не будет гореть ярким белым блеском, а останется черным.

Когда на субпиксели подается напряжение, два электрода, создающих электрическое поле, заставляют кристаллы вращаться до положения, перпендикулярного их предыдущей позиции. Они выравниваются по поляризационному фильтру и пропускают свет.

Проблема этой системы в том, что создание электрического поля посредством двух электродов требует много энергии и, что еще хуже, требует времени на появление эффекта.

Это объясняет, почему мониторы с технологией IPS часто, если не всегда, реагируют более медленно, чем экраны с TN. С другой стороны, точное позиционирование кристаллов фильтрами в IPS значительно улучшает угол обзора.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Некоторые производители предпочитают технологию MVA, разработанную корпорацией Fujitsu. По их мнению, MVA обеспечивает лучший компромисс почти во всех областях. Горизонтальный и вертикальный угол обзора составляет 160╟; время отклика в два раза меньше, чем у экранов с IPS и TN-экранов старых поколений (25 мс); цвета отображаются более аккуратно. Но почему, если преимущества технологии MVA столь очевидны, все дисплеи LCD не выполняются по технологии MVA? Все просто √ теория несколько разошлась с практическим воплощением.

Технология является наследницей технологии VA, представленной в 1996 г. корпорацией Fujitsu. В этой системе любой кристалл, через который не течет ток, располагается вертикально по отношению ко второму фильтру. Это означает, что свет через них не проходит. Как только появляется напряжение, кристаллы поворачиваются на 90╟, пропуская сквозь себя свет, и на экране появляется белая точка.

Положительными сторонами этой технологии являются скорость и отсутствие как вращающейся структуры, так и двойного магнитного поля. Это-то и обеспечивает снижение времени отклика до 25═мс. И результат тот же самый, что и у системы IPS: на экране глубокий черный цвет.

Но если посмотреть на такой экран сбоку, сразу становится видна проблема. При попытке отобразить тень или красный цвет (особенно розовый), транзистор обеспечит только половину максимальной величины напряжения. Кристалл при этом повернется только наполовину и останется в таком положении. Поэтому при взгляде прямо вы увидите розовый цвет. А вот сбоку вы увидите этот кристалл анфас, а другие ≈ сбоку. Это означает, что в первом случае будет чисто красный цвет, а во втором═≈ чисто белый.

Проблему угла взгляда надо было решать. Поэтому каждый субпиксель был разбит на несколько зон. И поляризационные фильтры ≈ не плоские, а but pointed. Вследствие этого кристаллы не выравниваются и не вращаются в одном направлении. От pointed фильтров пошел термин ridges. Отсюда также появился термин multi-domain ≈ мультидоменность. Субпиксель поделен на несколько районов, в которых кристаллы могут свободно перемещаться, независимо от соседей, в противоположных направлениях. Цель этой технологии в создании стольких зон, сколько необходимо, таким образом, чтобы пользователю представлялась только одна зона, как бы он ни располагался относительно экрана.

TN + Film: мониторы

Группа мониторов, использующих технологию TN + film, может быть поделена на две подгруппы: со временем отклика равным или больше 45 мс и со временем отклика менее 40 мс. Довольно сложно утверждать, что какой-то конкретный монитор имеет время отклика 25, 30 или 40 мс, а вот идентифицировать монитор с 45 или 50 мс можно. Чем медленнее монитор, тем больше у него послесвечение √ так что любителям компьютерных игр он точно не подходит!

Мониторы с технологией TN претерпели множество изменений в 2001 г. в сторону улучшения. Улучшения начались с уменьшения времени отклика; затем у них же улучшилась контрастность с 200:1 до 300:1. Некоторые модели вроде приблизились к границе 450:1. Радикально расширились углы обзора. Как пример приведем последнюю панель производства корпорации NEC, встроенную в модель Eizo L365. Это технологическое сокровище на голову выше любого конкурента с технологией MVA, это доказывает, что время технологии TN + film не кончилось.

Продолжение следует


       КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ 
          Главная страница || Статьи ╧ 04'2002 || Новости СПб || Новости России || Новости мира

Рубрики || Работа || Услуги || Поиск || Архив || Дни рождения
О "КИ" || График выхода || Карта сайта || Подписка

Главная страница

Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл ╧ 77-4461 от 2 апреля 2021 г.
Перепечатка материалов без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.

Телефон редакции (812) 118-6666, 118-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул. Коли Томчака, д. 9
e-mail:
Для пресс-релизов и новостей