|
|
ВАЖНЕЙШИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖК-ДИСПЛЕЕВМониторы ВСТУПЛЕНИЕ Монитор — важнейшее связующее звено между человеком и компьютером. Давайте познакомиться с его историей, которая началась в середине XIX века. Все развитие науки, благодаря которой появились современные мониторы, шло по двум направлениям. Первое берет свое начало в 1855 году от немецкого ученого Генриха Гейслера. Он изобрел ртутный вакуумный насос, который дал возможность проводить эксперименты с катодными лучами. А спустя всего 33 года австрийский ботаник Фридрих Райницер открыл жидкие кристаллы, которые попадают в современные мониторы. Ключевое открытие, которое приблизило появление современных мониторов и телевизоров, — кинескоп Владимира Зворыкина. А первая телевизионная электронно-лучевая трубка появилась благодаря Аллену Б. Дю Монте. Далее развитие мониторы решили вести самостоятельно, отделившись от телевизоров.
1) CRT (Cathode Ray Tube) — монитор, принцип действия которого основан на технологии электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)
2) LCD TFT (liquid crystal display, Thin Film Transistor) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами.
3) PDP (plasma display panel) — монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря, в плазме.
4) OLED (organic light-emitting diode) — полупроводниковый, изготовленный из органических соединений, который эффективно излучает свет, если пропустить через него электрический ток. LCD TFT Рассмотрим более подробно LCD TFT (далее по тексту - ЖК) как самый распространённый тип мониторов в потребительском сегменте. Аббревиатура LCD расшифровывается как "Liquid crystal display", что с английского переводится как жидкокристаллический дисплей. Любое вещество может быть в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. В твердом состоянии молекулы вещества находятся на одном и том же месте, не могут менять свое положение и не могут вращаться в плоскостях. В случае с жидким состоянием все наоборот, то есть молекулы могут вращаться в плоскостях и двигаться в жидкости куда угодно. Некоторые вещества в определенных ситуациях сочетают в себе свойства жидких и твердых тел одновременно. В этих веществах молекулы неподвижны, как у твердых тел, но могут вращаться вокруг своей оси, как у жидких. Таковыми веществами являются жидкие кристаллы, которые не являются твердыми телами, но и не являются жидкими. Именно это их свойство и заложено в основной принцип работы LCD-монитора. Конструкция LCD-мониторы устроены по одной схеме: У задней стенки внутри корпуса расположена одна или несколько ярких ламп подсветки, интенсивность свечения которых можно изменять. Перед лампой находится матрица. Матрица - плоский массив однотипных элементов. В данном случае элементом является жидкий кристалл со светофильтром красного, синего или зеленого цвета. Снаружи матрицу защищает стеклянный экран, иногда дополненный специальной пленкой. Лампа подсветки создает постоянный свет. Между лампой и экраном находится матрица. К каждому жидкому кристаллу матрицы отдельно подведено электричество. При изменении электрического напряжения меняется структура жидкого кристалла, из-за чего он пропускает больше или меньше света. Чем больше света пропускает кристалл, тем ярче светится точка на экране. Перед каждым кристаллом стоит светофильтр, который пропускает свет с только одной длиной волны (синий, красный или зеленый цвета). Кристалл со светофильтром формирует субпиксель. Субпиксели красного, синего и зеленого цвета объединяются в группы (триады) и формируют пиксель изображения. Световые волны потому и называются волнами, что представляют собой электромагнитные колебания. В отличие от волн на поверхности воды, электромагнитные волны (и свет в том числе) могут колебаться в разных плоскостях (не только вверх-вниз, но и в любой другой плоскости). Поляризационный фильтр пропускает через себя волны с определенным направлением колебаний, а остальные поглощает. В этом и заключается таинственный процесс поляризации, который так часто встречается при описании ЖК-мониторов.
Стрелка - свет от внешнего источника. 1 - Стеклянные пластины. 2,3 - Горизонтальный и вертикальный поляризаторы. 4 - RGB-светофильтр. 5,6 - Горизонтальные и вертикальные управляющие шины. 7 - Слои прочного полимера. 8 - Разделители. 9 - Тонкоплёночные транзисторы. 10 - Фронтальным электрод. 11 - Задние электроды.
В дисплеях данного типа используются две пластины из поляризующего материала, между которыми находится раствор жидких кристаллов - молекул стержневидной формы. В отсутствие внешнего воздействия кристаллы пропускают свет через поляризаторы, в результате чего видна подложка. Электрическое поле, приложенное к жидкости, ориентирует кристаллы в одном направлении. В результате кристаллы поворачивают плоскость поляризации света, и он не может пройти через эту сборку. Из-за этого ячейка кристаллов, к которой приложено напряжение, выглядит тёмной. Чем большее поле приложено, тем больше угол поворота плоскости поляризации и больше яркость точки. Таким образом, система «поляризационные фильтры + жидкий кристалл» пропускает или не пропускает идущий через них от лампы подсветки свет. 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.( Интерполяция - в вычислительной математике способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений.) · Размер точки[1](размер пикселя) — 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. Диагональ мониторов измеряется в английских дюймах (1 английский дюйм равен 2.54 см). Все производители мониторов остановились наследующих стандартных диагоналях:
· Разрешающая способность(далее разрешение) - это количество пикселей изображения (не субпикселей экрана) составляющих картинку на экране монитора.Разрешающая способность характеризуется числом пикселей по горизонтали (количеством пикселей в строке) и числом строк.Так, разрешение монитора 1024x768 указывает на количество точек в строке - 1024 и на количество строк - 768. Чем выше разрешение, тем меньшие детали изображения можно различить на экране, тем более детализированной становится картинка. Кстати, к телевизорам выдвигаются немного другие требования. Там нет необходимости воспроизводить мелкие детали изображения, потому что никто не сидит в 20-30 см от экрана. Следовательно, разрешение у них гораздо ниже. · Контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек при заданной яркости подсветки. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению. Считается, что чем выше контрастность, тем лучше различимы детали изображения, выше его четкость и меньше утомляемость при работе с монитором. На самом деле это не совсем так. · Яркость[2]— количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр. Определяют яркость монитора при помощи измерения яркости «самой черной» и «самой яркой белой точки монитора». Нижнее значение яркости чаще всего равняется 0,5 кд/м2, верхнее значение обычно превышает 200 кд/м2. Нужно сказать, что оптимальной яркостью для длительной работы за монитором считается 80-110 кд/м2 (значение 80-110 кд/м2 соответствует близкой к максимальной яркости ЭЛТ-монитора). Превышение этого порога приводит к повышенной утомляемости оператора, особенно при работе на белом фоне (работе с текстовыми редакторами) · Время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Составляется из двух величин: Ø Время буферизации (input lag). Высокое значение мешает в динамичных играх; обычно умалчивается; измеряется сравнением с кинескопом в скоростной съёмке. Сейчас (2012) в пределах 20—50 мс; в отдельных ранних моделях достигало 200 мс. Ø Время переключения — именно оно указывается в характеристиках монитора. Высокое значение ухудшает качество видео; методы измерения неоднозначны. Сейчас практически во всех мониторах заявленное время переключения составляет 2—6 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 ratio) 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. · По размерности отображения: Ø двухмерный (2D) - одно изображение для обоих глаз и трехмерный Ø (3D) - для каждого глаза формируется отдельное изображение для получения эффекта объема. · По типу подсветки– подсветка электролюминесцентными лампами и подсветка экрана которого осуществляется светодиодной матрицей (LED - Light Emitting Diode), преимущества последней над первой в Улучшенной контрастность (не реализовано на Edge-LED), цветопередача, энергопотребление, Чрезвычайно малая толщина (только у Edge-LED) · По типу интерфейсного кабеля:
На данный момент самыми распространёнными являются: D-Sub и DVI. ТЕХНОЛОГИИ Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS (SFT) и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, применённый в конкретных разработках.
ИСКАЖЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ Все мониторы в той или иной степени искажают изображение. Наиболее распространены такие дефекты, как муар и дрожание. МУАР- это вид дефекта, который воспринимается глазом как волнообразные разводы изображения, связанный с неправильным взаимодействием теневой маски и сканирующего луча. Фокус и муар являются связанными параметрами для ЭЛТ-мониторов, поэтому небольшой муар допускается при хорошем фокусе. Это явление присутствует на всех типах мониторов, на LCD встречается чаще всех. Причина этого дефекта – не координированная работа источника света и элемента, регулирующего проникновение этого света на внешнюю поверхность экрана. Муар присутствует на всех мониторах, но поддается подстройке с помощью управления монитора (обычно присутствует специальный пункт в меню настроек). ДРОЖАНИЕ- колебательные изменения изображения с частотой выше 30 Гц. Они могут быть вызваны вибрацией отверстий маски монитора, что, в частности, может быть обусловлено неправильной организацией заземления. При частотах менее 30 Гц употребляется термин «плавание», а ниже 1 Гц - «дрейф». Незначительное дрожание присуще всем мониторам. В соответствии со стандартом ISO допускается диагональное отклонение точки не более чем на 0,1 мм.
СРОК СЛУЖБЫ Срок службы экрана LCD или ЭЛТ-монитора измеряется в часах непрерывной работы, то есть это срок работы экрана без ухудшения параметров картинки, если его включить и не выключать до тех пор, пока картинка не начнет ухудшаться. Ухудшение изображения проявляется в снижении яркости и контрастности, нарушении равномерности яркости и равномерности белого. Ресурс работы экрана ЭЛТ-монитора составляет примерно 30-40 тысяч часов, что примерно равно 4.5 годам непрерывной работы. Ресурс работы LCD-монитора значительно выше и равен примерно 50-60 тысячам часов (примерно б лет работы). Срок работы любого экрана, особенно ЭЛТ, зависит от материалов, из которых он изготовлен, и технологий, которые применялись при его производстве. Вендор закладывает определенный запас прочности исходя из цены данной модели монитора и режима его эксплуатации. При работе с текстами и графикой ресурс расходуется гораздо медленнее, чем при просмотрах фильмов и играх. Для ЭЛТ-мониторов характерно «выгорание» (уменьшение яркости и контрастности) экрана в центре, потому что луч наиболее часто и более интенсивно попадает именно в центр экрана. У LCD-мониторов «выгорание» происходит по всей плоскости экрана более или менее равномерно, поэтому снижение качества изображения долгое время остается незаметным. БЕЗОПАСНОСТЬ Электромагнитное поле генерирует любой объект, по которому проходит электрический ток. Электромагнитное поле, потенциально опасное для здоровья, в старых моделях ЭЛТ-мониторов генерировали магнитные отклоняющие системы, а в LCD - электронные схемы. Информация в о том, что все эти компоненты во время своей работы генерируют существенное электромагнитное поле, пугает покупателя. Здесь нужно сказать, что во всех современных мониторах типа ЭЛТ это излучение сведено к минимуму, а в мониторах типа LCD является не более значительным, чем поле от любого электрического провода. При консультации клиента следует обращать его внимание на минимальный вред новых моделей. Каждая новая модель монитора превосходит предыдущую по степени безопасности.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОНИТОРОВ На сегодняшний день мониторы подключаются к системному блоку (компьютеру) сигнальным кабелем. Распространены два типа сигнального кабеля: · RGB (Red-Green-Blue - красный-зеленый-синий) - система из элементов этих цветов формирует изображение на любом мониторе, сигнал передается в этом же аналоговом стандарте, который применяется во всех CRT-мониторах. · DVI (digital visual interface) - цифровой стандарт, другая форма разъема, сигнал передается в цифровом виде. Применяется вместе с RGB в некоторых LCD-мониторах.
СТАНДАРТЫ БЕЗОПАСНОСТИ Стандарты безопасности нормируют уровни вредных излучений, снижая риск испортить здоровье. Первым стандартом безопасности, получившим широкое распространение, стал шведский MPR II. На сегодняшний день это минимум, которому должен соответствовать любой монитор. Стандарт определяет максимально допустимые уровни электромагнитного и рентгеновского излучений на рабочем месте. Если монитор не сертифицирован даже по стандарту MPRII, не говоря уже о более жестких нормах, он способен нанести серьезный вред здоровью. Работа за таким монитором просто опасна. Стандарты безопасности, на которые стоит ориентироваться сегодня, обозначаются общей аббревиатурой ТСО. Они также разработаны в Швеции, но помимо максимальных уровней электромагнитного и рентгеновского излучений регламентируют и другие параметры мониторов. К ним относятся: поддерживаемые разрешения, интенсивность свечения и время послесвечения люминофора, запас по яркости, энергопотребление, уровень шума и другие. Любой более или менее современный монитор должен помимо MPRII соответствовать хотя бы одному из стандартов ТСО. Первый из этих стандартов (ТСО 92) был принят в 1992 году. Дальнейшее развитие компьютерных технологий позволило ужесточить требования как к компьютерам в целом, так и к мониторам в частности. Новый стандарт ТСО 95 принят в 1995 году, еще более жесткий стандарт ТСО 99 - в 1999 году. Стандарт ТСО 99 гораздо жестче регламентирует уровни вредного излучения с обратной стороны монитора и по бокам. Особенно это актуально в офисных помещениях, где зачастую монитор обратной стороной „смотрит" на другого сотрудника или расположен так, что сбоку или сзади него могут находиться люди. Еще одно нововведение ТСО 99 -достаточно жесткие требования к материалам, из которых сделан монитор. Они не должны выделять вредных веществ. СТАНДАРТЫ КАЧЕСТВА В LCD-мониторах иногда проявляется дефект «битого пикселя». Пиксели бывают темные (черная точка на экране) и светлые (белая, красная, зеленая или синяя точка). Причина этого - неправильно работающий элемент экрана. Если пиксель темный, значит, элемент выключился и управлению больше не поддается. Если светящийся, то пиксель включенный, но тоже не поддается управлению и пропускает свет только одного цвета. Увидеть их можно, если включить на мониторе одноцветный фон. Такие точки могут быть на новом мониторе или появляться в процессе эксплуатации. Естественно, что продать такой монитор гораздо сложнее, только если таких точек на нем немного и они не в центре экрана. Для того, чтобы упростить продажу таких мониторов и упростить условия возврата или замены, некоторые производители ввели политику Zero Bright-Dot. Согласно этой политике, в случае, если пользователь находит хотя бы один «битый» пиксель или даже субпиксель, монитор подлежит гарантийной замене в сервисном центре. Условия замены и количество битых пикселей, а также их положение, оговаривается каждым производителем независимо. О том, на какие модели распространяется эта политика, можно узнать на сайтах производителей. Что касается мониторов, не подпадающих под эту программу замены, а их большинство (Zero Bright-Dot распространяется всего на несколько дорогих моделей), то условия там следующие. Обновленный в 2001 году стандарт ISO 13406-2 (описание которого занимает 146 страниц) определяет ряд эргономических требований к качеству изображения, получаемого с помощью ЖК-монитора. Оценка происходит по таким критериям: яркость, контрастность, отражение, равномерность подсветки и цветовая равномерность, читаемость текста, мерцание и, наконец, количество дефектных пикселей. Стандарт определяет 4 класса качества мониторов. Класс 1 (самый высокий) не допускает наличия дефектных пикселей. Класс 4 (самый низкий) допускает наличие до 262 битых пикселей. К счастью, все более-менее зарекомендовавшие себя производители ЖК-дисплеев не выпускают мониторы класса 4. Большинство дисплеев соответствует классу 2. Классы качества мониторов:
В соответствии со стандартом выделяют 4 типа дефектных пикселей: · Тип 1: постоянно горящие пиксели. · Тип 2: постоянно не горящие пиксели. · Тип 3: пиксели с другими дефектами, включая дефекты субпикселей, составляющих пиксель. Это означает постоянно горящие красные, зеленые и голубые субпиксели. Опыт показывает, что это наиболее распространенный дефект. W Тип 4 (группа дефектных пикселей): несколько дефектных пикселей в квадрате 5x5 пикселей. Следует отметить, что стандарт определяет допустимое число дефектных пикселей на миллион пикселей панели. Для 17-дюймовых мониторов суммарное допустимое число дефектных пикселей больше, чем для 15-дюймовых. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
ТИПЫ МОНИТОРОВ:
Устройство TFT-панели
