Реферати

Доповідь: Нові технології моніторів

Організація ризику-менеджменту в банку. ОСВІТНЯ УСТАНОВА ОРЛОВСЬКА БАНКІВСЬКА ШКОЛА (КОЛЕДЖ) ЦЕНТРАЛЬНОГО БАНКУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ Кафедра спеціальних дисциплін Спеціальність Банківська справа - 080108

Феодальна роздробленість Русі (середина XII - XV вв.). Причини феодальної роздробленості. Основні центри російських земель у період роздробленості. Соціально-політичні й економічні наслідки роздробленості.

Англоговорящие країни культура і традиції. Слово "культура" має різні значення. Це часто звертається до музики, літературі, мистецтву, і вищому утворенню. Це також означає митницю суспільства і шляху, яким люди взаємодіють з один одним.

Характеристика понаднормової роботи по Трудовому законодавству Росії. Зміст Зміст 1 Уведення 2 1. Загальні положення про понаднормову роботу 5 1.1. Робота за межами нормальної тривалості робочого часу 5

Удосконалення системи мотивації на підприємстві ТОО ПЕК Титан. ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНСТВО ПО УТВОРЕННЮ ПІВДЕННО-УРАЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНИВЕСИТЕТ МІЖНАРОДНИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА "АНТИКРИЗОВЕ КЕРУВАННЯ" Курсова робота на тему: "Удосконалення системи мотивації на підприємстві ТОО ПЕК Титан"

Які нові технології моніторів замінять існуючі і в яких областях. Об'єктивно (по конкретних показниках) порівняти з популярними на сьогоднішній день технологіями

1. ЖК-монітори

Процес виготовлення

Процес виготовлення ЖК-панелей дуже схожий з виробництвом напівпровідників.

На скло наноситься шар хромових провідників для створення провідної структури транзисторів і запам'ятовуючих конденсаторів. Потім додається тонкий шар оксиду кремнію, який буде працювати як діелектрик для затворів транзисторів і конденсаторів. Після цього для створення каналу транзистора наноситься шар аморфного кремнію. Потім дві зони транзистора легуються N+ для створення стоку і джерела. Нарешті, наноситься шар металевих провідників, щоб зв'язати транзистор (зліва) із запам'ятовуючим конденсатором (праворуч). Цей шар також забезпечує підключення до металевої шини даних. Хромова гратка, що з'єднує всі транзистори в строчці, працює як горизонтальна адресна лінія. Нарешті, весь комплекс покривається оксидною плівкою для захисту компонентів.

Оскільки транзистор на аморфному кремній має не такі хороші характеристики, як транзистор на легованій підкладці, до гратки прикладається негативне напруження (-5 В), яке гарантує, що транзистор відкритий (вимкнений). Як тільки транзисторний шар буде нанесений, можна додавати рідкі кристали.

Щоб дві скляні пластини не стикалися один з одним, додається спеціальний роздільник (spacer). Потім наносяться рідкі кристали і електроди з оксиду індія і олова. Після цього додаються колірні фільтри (в нашому випадку зелений), передня скляна панель і ще один поляризатор, вісь якого перпендикулярна осі першого поляризатора.

Над транзистором наноситься чорний фільтр. Причина проста: в цій області напруження не контролюється, на відміну від простору під електродом. Воно залежить від напруження в лінії даних, яке може мінятися навіть тоді, коли наш піксель зовсім не адресується. Тому краще "замазати" цю область, щоб вона не впливала на результат.

Переваги і недоліки ЖК

Технологія ЖК дає явні переваги в світі обчислювальної техніки. Вона вийшла в світло завдяки комп'ютерам і лише потім була адаптована в інших сферах. Завдяки процесу літографії, взятому з напівпровідникової промисловості, пікселі можуть бути дуже маленькими. ЖК-монітори сьогодні стали серйозною альтернативою громіздким ЕЛТ-дисплеям і скоро витіснять їх з ринку. Крім того, в портативних і мобільних областях без ЖК просто не можна обійтися. Проте, тут набирають сили OLED-дисплеї (органічні світлодіоди, Organic Light-Emitting Diode), але поки вони просуваються уперед крихітними шажками.

Загалом, рішення на основі ЖК стоять дешевше плазмових моделей, але тут до уваги потрібно приймати і чинник маркетингу. Якщо на ринку спостерігається нестача панелей, то навіть недорогі технології можуть дати продукт з астрономічною ціною. Ми спостерігали подібне явище біля півтори років тому.

Що стосується якості картинки, то ЖК-монітори забезпечують велику яскравість в порівнянні з ЕЛТ-дисплеями. Крім того, пікселі ЖК-моніторів не мерехтять, і навіть на близькій відстані ви зможете насолоджуватися картинкою.

ЖК-телевізори відрізняються прекрасною стабільністю картинки - ви можете сидіти впритул до телевізора, і ваші очі не втомляться. Крім того, яскравість просто прекрасна, а картинка - дуже різання. Додайте до цього розумні ціни (якщо на ринку досить панелей) і зменшені габарити - і ви зрозумієте всю чарівність ЖК.

Недоліки

На жаль, кути огляду ЖК-телевізорів не можуть досягнути рівня плазмових панелей, не говорячи вже об ЕЛТ. Справа в тому, що світло, що випромінюється підсвічуванням проходить через два поляризатора, і лише потім покидає поверхню монітора. Однак в цій області виробники немало просунулися уперед, і сучасні ЖК-панелі володіють кутами огляду, цілком достатніми для кімнати.

Спотворення зображення на ЖК-моніторі при великому вугіллі огляду

Макрофотографія типової жк-матриці. У центрі можна побачити два битих субпикселя (зелений і синій).

Контрастность ЖК залишається нижче за рівень ЕЛТ і плазмові панелі, але сьогодні це вже не проблема. Істотним же недоліком можна вважати недостатньо глибокий чорний колір. Як ми вже бачили вище, пікселі ЖК-панелі працюють як світлові перемикачі - і вони не ідеальні, тобто частина світу просочується навіть в закритому стані. Навіть коли перемикач повністю закритий, і відповідний суб-піксель повинен бути чорним, деяка кількість світла все одно проходить. І в цій області у плазмових панелей і ЕЛТ є велика перевага - тут чорний колір є по-теперішньому часу чорним.

Відмітимо і проблему часу відгуку. Сама по собі, технологія повороту кристалів дуже забарлива, внаслідок чого ЖК-панелі гірше підходять для фільмів, чим плазмові телевізори. Проте, в цій області прогрес не стоїть на місці, і сьогодні з'явилися ЖК-монітори, які вельми чуйні, хоч до рівня ЕЛТ ще далеко. У той же час, прийнятний час відгуку вже досягнутий, тому ви зможете дивитися фільми і телепередачі без всяких перешкод. Так що проблема часу відгуку, що гостро стояла ще декілька років тому, сьогодні вже практично вирішена.

Нарешті, оскільки "рідний" дозвіл ЖК-моніторів високий, для перегляду телепередач і фільмів потрібно інтерполяція пікселів, Принаймні, поки в наші будинки не прийде HDTV. ЖК-телевізори здійснюють інтерполяцію більш-менш стерпно, але чим більше діагональ дисплея, тим важче це робити. Всі виробники сьогодні працюють над цією проблемою, і у 26" екранів вже досягнуть прийнятний результат. Але досі ми ще не бачили інтерпольованої картинки, яка б нас задовольнила. Проте, з поширенням відео високого дозволу (High Definition) ця проблема вже не буде існувати, оскільки картинка буде мати той же дозвіл, що і екран.

Компенсація часу відгуку

Суть технології компенсації часу відгуку (RTC, Response Time Compensation) складається в тому, що при необхідності змінити стан пікселя ЖК-панелі на нього на короткий час подається "разгонний" імпульс напруження, що примушує кристали повертатися з максимально можливою швидкістю. У момент, коли кристали досягають потрібного положення, імпульс припиняється, і на осередок подається напруження, необхідне для утримання цього положення.

Основна проблема з часом відгуку - в квадратичній залежності діючої на кристали сили від прикладеного до ЖК-осередку напруження (або, точніше, від створеного цим напруженням електричного поля). Метод розв'язання цієї проблеми давно відомий в техніці під назвою форсований запуск.

Вище на графіку суцільною лінією позначена тимчасова діаграма роботи звичайного ЖК-осередку: червоний колір - прикладене до неї напруження, синій - яскравість цього осередку (нехай для простоти нульове напруження означає нульову яскравість). У деякий момент часу монітору потрібно змінити яскравість даного осередку з нульовою на деяке проміжне (але не максимальне значення) - електроніка монітора розраховує і подає на осередок напруження V0, відповідне необхідному куту повороту рідких кристалів; далі це напруження утримується постійним доти, поки не виникне необхідність знов змінити яскравість осередку.

Однак можна поступити і інакше - цей варіант вказаний пунктирними лініями. При необхідності змінити яскравість осередку електроника монітора подає на неї таке напруження, при якому кристали розвернуться на заданий кут якраз на початок наступного кадру. У новому ж кадрі напруження буде знижене до рівня V0 - таким воно повинне бути, щоб втримувати заданий кут повороту кристалів. У результаті ми отримуємо монітор, для якого будь-який перехід між будь-якими проміжними півтонами може бути завершений рівне за один кадр - причому, прошу помітити, власна частота кадрів ЖК-матриці абсолютно не зобов'язана залежати від частоти кадрів, встановленої на відеокарті комп'ютера, а тому тривалість цього кадру може бути і менше стандартних для ЖК-моніторів 16,7 мс (частота кадрової розгортки 60 Гц).

Абсолютно аналогічно ця схема працює і при необхідності перемкнутися з яскравого тону в більш темний - за тим лише винятком, що "разгонний імпульс" тепер буде негативним. На малюнку вище він також показаний пунктиром.

Схема RTC працює на самому низькому рівні з можливих - з сигналом, що поступає вже безпосередньо на матрицю. Справа в тому, що величина разгонного імпульсу залежить тільки від того, в якому положенні перебувають кристали в даний момент, і в яке положення їх потрібно розвернути.

Схема RTC є невід'ємною приналежністю монітора і в своїй роботі ніяк не пов'язана ні з відеокартою, ні з драйверами, ні з операційною системою, ні з якими-небудь ще елементами зовнішнього оточення.

Очевидно, що через нелінійну і немонотонну залежність часу перемикання пікселя від градацій сірого, між якими він перемикається, параметри разгонного імпульсу повинні розраховуватися електронікою монітора кожний раз індивідуально, в залежності від того, в якому стані піксель знаходиться в даний момент, і в який стан його треба перемкнути. Для цієї мети в схемі RTC обов'язково є кадровий буфер, в якому зберігається попередній кадр - при приході ж нового кадру він порівнюється з вмістом буфера, і для тих пікселів, значення яких змінилося, розраховується величина разгонного імпульсу.

Крім описаного вище механізму "загальмування" кристалів існує і ще один, менш очевидний - він пов'язаний з тим, що при повороті кристалів міняється електрична ємність осередку, в яку вони укладені. Осередки ЖК-матриці підключені до джерела живлення не безперервно - потрібне напруження на них встановлюється коротким імпульсом з періодичністю кадрової розгортки, а після проходження імпульсу підтримується за рахунок того, що кожний осередок є конденсатором. На жаль, ємність цього конденсатора не постійна - вона залежить від положення кристалів.

Можливі, зрозуміло, два варіанти - коли величина імпульсу занижена і, навпаки, коли вона завищена. У першому разі ніяких нових ефектів не з'являється - лише смаз зображення буде трохи більше, ніж він міг би бути, але, проте, все одно набагато менше, ніж на моніторах з аналогічними матрицями, але без RTC.

Другий випадок представлений на картинці вище - суцільною лінією позначена нормальна робота RTC, а пунктирної - робота при завищеній величині імпульсу. Очевидно, що до кінця першого кадру (коли разгонний імпульс буде знятий) яскравість пікселя встигне не тільки досягнути заданого рівня, але і перевищити його. Після зняття імпульсу яскравість через деякий час (визначуване інерційністю матриці) опуститься до потрібного значення.

Цікавий цей випадок тим, що створює новий вигляд артефактов, в принципі неможливий на моніторах без RTC - на рухомих зображеннях можуть з'являтися смуги, більш світлі, ніж і сам рухомий об'єкт, і фон. Нижче приведені дві фотографії чорного напису, рухомих праворуч наліво по сірому фону: перша зроблена на моніторі Samsung SyncMaster 194T, в якому використовується звичайна PVA-матриця без RTC - ми бачимо саме звичайне "рідкокристалічне" змазування, причому, через особливості PVA-матриць, дуже сильне, напис читається насилу великим.

Друга фотографія знята рівне в тих же умовах, але на моніторі Samsung SyncMaster 930BF, зробленому на базі TN+Film-матриця з RTC. Відмінно видно, що чорний напис, рухаючись по сірому фону, залишає за собою виразну світлу тінь:

У разі помилки розрахунку імпульсу відбувається пересвет пікселя, який негативно позначиться на реальності перенесення кольорів і буде виявлятися у вигляді послесвечения рухомого об'єкта.

Як показує практика, всі випущені на даний момент монітори з RTC страждають цим недоліком, причому в різній мірі - "промахи" можуть складати від одиниць до десятків відсотків.

Найбільшу користь технологія компенсації часу відгуку принесе - і вже приносить - технологіям PVA і MVA, для яких дуже великий час відгуку на переходах між півтонами завжди був серйозною проблемою, роблячи ці монітори придатними фактично тільки для роботи, але не для гри. Як ми бачимо, принаймні на нових моделях з PVA-матрицями, з допомогою RTC вдалося досягнути дуже істотного зниження часу відгуку для більшості тонів, крім самих темних - і, ймовірно, по мірі подальшого вдосконалення схем RTC буде вирішена і ця проблема. Проте, вже зараз можна нарешті сказати, що монітори на PVA-матрицях з RTC сталі придатні не тільки для роботи, але навіть і для багатьох динамічної гри - а це в поєднанні з дуже хорошими іншими параметрами і доступністю на ринку робить їх вельми і вельми цікавим вибором для домашнього використання.

Зараз ми бачимо тільки перше моніторів з RTC, але навіть вони вже забезпечують помітно кращий час відгуку, хоч і ціною появи нового типу артефактов. По мірі ж вдосконалення схемотехніки і алгоритмів роботи RTC можна сподіватися, що час відгуку буде меншати, а артефакти якщо і не зникнуть зовсім, то стануть пренебрежимо малими.

Типи матриць з компенсацією часу відгуку, що використовуються в моніторах, і їх характеристики

Як вже ми неодноразово говорили, TFT дисплеї мають два серйозних недоліки при порівнянні із звичайними ЕЛТ-моніторами:

По-перше, коли Ви дивитеся на TFT дисплей зі сторони, Ви відразу ж виявите катастрофічну втрату яскравості і характерну зміну кольорів, що відображаються. Старі моделі TFT дисплеїв типово мали кут видимості 90°, т. е. 45° з кожної сторони. Поки на екран дивиться одна людина, проблеми немає, однак, як тільки навколо дисплея збирається декілька чоловік, Вам, як власнику, доведеться вислухати багато не добрих слів на адресу свого не дешевого монітора.

По-друге, при перегляді відео, іноді відчувається деяка "заторможенность" пікселів, пов'язана з т. н. великим часом відгуку. Незважаючи на те, що сучасні рівні часу відгуку значно поменшали в порівнянні з тим, що можна було спостерігати декілька років тому, "хвости" іноді залишаються.

З одного боку всі ці проблеми не можна назвати серйозними, з іншою, зниження цін і різке підняття популярності LCD, примушує виробників постійно розвивати технології.

Для часткового усунення цих недоліків розроблено три основні технології: TN+Film (скручений кристал + плівка), IPS (або ' Super-TFT') і VA (сюди входять і MVA і PVA). Розглянемо характерні особливості цих типів матриць.

1. TN+Film (Twisted Nematic)

Один з перших типів TFT матриць.

TN+Film

Технологія TN+Film вирівнює рідкі кристали перпендикулярно до основи, так само як звичайні TFT дисплеї, а застосування спеціальної плівки на верхній поверхні дозволяє збільшити кут видимості.

Принцип роботи таких моніторів полягає в наступному:

Якщо транзистор прикладає нульове напруження до субпикселям, то рідкі кристали (а, відповідно, і вісь поляризованого світла, що проходить крізь них) повертаються на 90º (від задньої стінки до передньої). Оскільки вісь фильтра-поляризатора на другій панелі відрізняється від першого на 90º, світло буде через нього пройти. Якщо повністю задіяти червоний, зелений і синій подпиксели, разом вони створять білу точку на екрані.

Якщо ж застосувати напруження (поле між двома електродами), то воно знищить спиралевидную структуру кристала. Молекули вишикуються в напрямі електричного поля. У нашому прикладі вони стануть перпендикулярні підкладці. У даному положенні світло не може пройти через субпиксели. Біла точка перетворюється в чорну.

З технічної точки зору, технологія TN+Film є самим простим. Виробники використовують відносно стару, стандартну TFT (Twisted Nematic) технологію, яку ми описували в першій частині. Спеціальна плівка, прикладена до верхньої поверхні панелі, поліпшує горизонтальний кут видимості в діапазоні від 90° до 140°. Однак, в цьому випадку меншає контрастность і час відгуку залишається незмінним. Технологія TN+Film не саме краще рішення, однак, воно є найбільш дешевим, оскільки виробництво має досить великий вихід придатних панелей (фактично еквівалентний стандартним TN дисплеєм).

У дисплея на скручених кристалах існує ряд недоліків:

- Рідкі кристали не можуть шикуватися суворо перпендикулярно підкладці при включенні напруження. Саме з цієї причини старі ЖК-дисплеї не могли відображати чіткий чорний колір.

- Якщо перегорає транзистор, він більш не може прикладати напруження до своїм трьом субпикселям. Нульове напруження означає яскраву точку на екрані. З цієї причини "мертві" ЖК пікселі дуже яскраві і помітні.

Таким чином, малий час відгуку виявляється не тільки головною, але і єдиною перевагою TN-матриць - всі інші параметри знаходяться у них на вельми середньому рівні. Монітори на цьому типі матриць підійдуть для гри або перегляду фільмів, а також для звичайної офісної роботи, але ось для серйозної роботи краще буде звернути увагу на інші типи матриць.

TN+Film же матриці, що проникли останнім часом на ринок 19-дюймових моніторів, незважаючи на хороші час відгуку, мають вельми і вельми скромні кути огляду (всього лише 140 градусів), а тому для моніторів з великою діагоналлю їх досить важко назвати хорошим вибором.

TN - для геймеров, економних домашніх і офісних користувачів!

2. S-IPS (In-Plane Switching)

Технологія IPS була розроблена компанією Hitachi в 1996 році саме для усунення двох проблем TN-матриць - маленьких кутів огляду і низької якості перенесення кольорів. Але, незважаючи на розширення кута огляду до 170º, інші функції не здвинулися з місця. Час реакції цих дисплеїв змінюється від 50 до 60 мс, а відображення кольорів - посереднє.

Якщо до IPS не прикладається напруження, то рідкі кристали не повертаються. Вісь поляризації другого фільтра завжди перпендикулярна осі першого, так що світло в такій ситуації не проходить. Екран демонструє практично бездоганний чорний колір. Тому в цій області IPS має явну перевагу перед TN+Film дисплеями - якщо згоряє транзистор, то "мертвий" піксель буде не яскравим, а чорним. Коли на субпиксели подається напруження, два електроди створюють електричне поле і примушують кристали повертатися перпендикулярно їх попередній позиції. Після чого світло може пройти. Якщо прикладене напруження, молекули шикуються паралельно підкладці.

IPS (In-Plane Switching або Super-TFT)

При подачі напруження, молекули вирівнюються паралельно підкладці.

Технологія IPS або ' In-Plane Switching' була спочатку розроблена Hitachi, однак тепер NEC і Nokia так само виробляють дисплеї по цій технології.

Завдяки оригінальному технологічному рішенню, вдалося збільшити кут видимості до 170°, що еквівалентно ЕЛТ-моніторів. Однак, незважаючи на це, технологія має свої недоліки. Паралельне вирівнювання рідких кристалів, вимагає, що б електроди розміщувалися гребінкою на нижній підкладці, що значно погіршує контрастность зображення і вимагає більш могутнього підсвічування для установки нормального рівня різкості. Що стосується часу відгуку, то воно стало трохи краще, ніж в звичайних TFT дисплеях.

Недоліки IPS:

- Створення електричного поля в системі з подібним розташуванням електродів споживає велику кількість енергії.

- Для вишиковування кристалів необхідний деякий час. З цієї причини IPS монітори мають більший час реакції в порівнянні з TN+Film побратимами.

З точки ж зору цілей і задач монітори на базі S-IPS матриць - єдиний розумний вибір для будь-якої сколь-нибудь серйозної роботи з кольором. Крім того, ці матриці є найбільш розумним компромісом між різними вимогами - вони забезпечують відмінні кути огляду і досить малий час відгуку, а тому відмінно підійдуть людям, що вибирають собі домашній монітор для фільмів, офісних задач і інтернету. Якість перенесення кольорів вище всіляких похвал, ну а великий час відгуку в цьому випадку не так критично. У принципі, можна зупинитися на широкоекранній, тоді і перегляд фільмів буде ще більш комфортним.

IPS - для самих вимогливих користувачів і для будь-яких робіт, що вимагають відносно точного перенесення кольорів!

3. MVA (Multidomain Vertical Alignment)

Технологія MVA була розроблена компанією Fujitsu в 1998 році як компроміс між TN+Film і IPS-матрицями - з одного боку, ця технологія дозволила забезпечити повний час відгуку 25 мс (що на той момент було абсолютно недосяжно для IPS і труднодостижимо для TN), з іншого боку, MVA-матриці мають кути огляду 160...170 градусів, що дозволяє їм легко перевершувати по цьому параметру TN і прямо конкурувати з IPS. Крім того, технологія MVA дозволяє отримати значно більш високу контрастность, ніж TN або IPS.

Сама технологія MVA розвинулася з VA, представленої "Fujitsu" в 1996 році. У системі VA кристали без подачі напруження вибудовані вертикально по відношенню до другого фільтра. Таким чином, світло не може пройти через них. Як тільки до них буде прикладене напруження, кристали повертаються на 90º, пропускаючи світло і створюючи на екрані яскраву пляму.

Перевагами такої системи є швидкість і відсутність як спиралевидной структури, так і двійчастого магнітного поля. Завдяки цьому час реакції поменшав до 25 мс. Тут також можна виділити перевагу, яку ми вже згадували в IPS - дуже хороший чорний колір.

Головною ж проблемою системи VA з'явилося спотворення відтінків при перегляді екрана під кутом. Якщо вивести на екран піксель якого-небудь відтінку, наприклад, светло-красний, то до транзистора буде прикладене половинне напруження. При цьому кристали повернуться тільки наполовину. Спереду екрана ви побачите светло-красний колір. Однак якщо ви подивитеся на екран збоку, то в одному випадку ви будете дивитися вдовж напряму кристалів, а в іншому - упоперек.

Тобто з одного боку ви побачите чистий червоний колір, а з іншою - чистий чорний колір.

Тому компанія прийшла до необхідності розв'язання проблеми спотворення відтінків і роком пізніше з'явилася технологія MVA.

На цей раз кожний субпиксель був розділений на декілька зон. Фильтри-поляризатори також придбали більш складну структуру, з бугоркообразними електродами. Кристали кожної зони шикуються в своєму напрямі, перпендикулярно електродам. Задачею такої технології було створення необхідної кількості зон, щоб користувач завжди бачив тільки одну зону, неважливо з якої точки екрана він дивиться.

MVA (Багато доменне вертикальне вирівнювання)

З технічної точки зору, це краще рішення для отримання великого кута видимості і низького часу відгуку.

Компанія Fujitsu знайшла ідеальний компроміс. Технологія MVA дозволяє досягнути кута видимості до 160°, що, як Ви розумієте, дуже добре. При цьому MVA пропонує високий рівень контрастности і дуже низький час відгуку.

Матриці вийшли досить неоднозначними. Мабуть, найкраще вони підходять для роботи з текстом і креслярською графікою - тут відмінні кути огляду і велика контрастность будуть як не можна до речі, а ось перенесення кольорів і час відгуку на переходах з чорного на сірий практично не мають значення.

Також добре підійдуть монітори на базі MVA як домашні монітори для людей, що не цікавляться динамічним іграшками - для перегляду фільмів і запуску стратегій (і іншої гри, не критичних до швидкості реакції), швидкодії цих матриць цілком досить, а глибокий чорний колір (завдяки високій контрастности) буде вельми до речі людям, що часто використовують комп'ютер увечері або вночі.

Якщо ж Вам потрібен монітор для роботи з кольором або для швидкої гри, то, незважаючи на запевнення виробників MVA-матриць, набагато більш розумним вибором будуть монітори на базі S-IPS-матриць. На жаль, з ринку 17-дюймових моніторів технологія MVA витіснена повністю, так що шанс зустріти ці матриці є тільки у покупців 19-дюймових моделей.

MVA пропонує низький час відповіді і дуже великий кут видимості, однак, досі ринкова частка цієї технології дуже обмежена.

4. PVA (Patterned Vertical Alignment)

Технологія PVA - була розроблена компанією Samsung як альтернатива MVA. Проте, говорити про те, що PVA є копія MVA, створена лише з метою відходу від ліцензійних виплат Fujitsu, невірно - як Ви побачите нижче, параметри і шляхи розвитку MVA і PVA матриць розрізнюються досить, щоб можна було говорити об PVA як про самостійну технологію.

Це фактично єдині на даний момент ЖК-матриці, здатні продемонструвати дійсно глибокий чорний колір. Інакше говорячи, можна сказати, що PVA-матриці є поліпшеним варіантом MVA - не маючи яких-небудь недоліків, крім тих, що вже є і у MVA, вони демонструють набагато більш високу контрастность і мають значно більш передбачувану якість виготовлення завдяки виробництву на заводах тільки однієї компанії.

Таким чином, PVA-матриці мають ті ж призначення і протипоказання, що і MVA - вони відмінно підходять для роботи з креслярським текстом і графікою, добре підходять для перегляду фільмів і малорухомої гри, однак будуть далеко не кращим вибором для динамічної гри або роботи з кольором.

Великим плюсом PVA-матриць є також те, що Samsung випускає лінійку 17-дюймових моніторів на їх базі - і вони є фактично єдиним вибором для бажаючих придбати 17-дюймовий монітор не на TN-матриці.

PVA - для всіх тих користувачів, кому не потрібно грати в динамічну гру, і при цьому є бажання мати відносно пристойне перенесення кольорів і кути огляду. Для офісу це взагалі ідеальний вибір.

Висновки:

Орієнтувальна таблиця порівняльних призначених для користувача характеристик LCD-моніторів в залежності від використаного типу матриці:

На сьогоднішній день на ринку ЖК-моніторів можна спостерігати приблизно наступну картину:

TN+Film рішення не приводить до істотного збільшення часу відгуку, однак, воно досить дешеве і дещо збільшує кут розгляду. На сьогоднішній день ця технологія має саме широке поширення.

Технологія IPS, завдяки активної підтримки з боку компаній Hitachi і NEC може претендувати на досить велику ринкову частку. Вирішальними чинниками успіху цієї технології є великою кут видимості до 170° і прийнятний час відгуку.

З технічної точки зору, технологія MVA є кращим рішенням. Кут розгляду збільшується до 160 і майже рівний куту розгляду звичайних ЕЛТ-моніторів. Час відгуку, зменшено і становить 20 миллисекунд, що підходить для відтворення відео. Поки ринкова частка цієї технології досить маленька, однак вже сьогодні спостерігається деяке зростання.

Сфера використання

Звісно, областю переваги ЖК-моніторів над будь-якою іншою плоскопанельной технологією можна вважати комп'ютери. Сьогодні ЖК-монітори можна використати для будь-яких цілей, включаючи гру, офісні додатки і навіть обробку фотографій.

Але в сфері ТВ ситуація інакша. Тут ЖК відстає від плазми, але ЖК-дисплеї дешевше, так і розміри діагоналі у них більш розумні. За абсолютною якістю картинки плазма як і раніше лідирує, оскільки вона дає глибокий чорний колір, на рівні ЕЛТ, прекрасні кути огляду і соковиті кольори. Проте, ЖК-панелі сьогодні повільно, але вірно ліквідовують своє відставання, постійно удосконалюючись.

2. Технологія OLED: перспективи і розвиток

OLED-світлодіоди - це світлодіоди, відмінні від стандартних тим, що випромінюючий матеріал у них є органічним. Така незначна, на перший погляд, модифікація значно змінює всю технологію, а, отже, і сферу застосування світлодіодів. До перспективних областей тут потрібно віднести застосування OLED-світлодіодів як джерела освітлення (які замінять традиційні лампи розжарювання) і в різного роду дисплеях. Вже зараз органічні світлодіоди використовуються в дисплеях портативних пристроїв (наприклад, стільникових телефонів або mp3-плееров), однак по мірі вдосконалення OLED-технології потрібно чекати витиснення інших технологій (наприклад, на основі рідких кристалів).

1.5-дюймовий OLED-дисплей

Результатом кооперації між Philips Lighting, Philips Research і Novaled стало оголошення про новий рекорд в ефективності супер-яскравих білих органічних світлодіодів (white OLED). Нова технологія твердотільних джерел світла, як очікується, дозволить людям створювати їх власний індивідуальний стиль освітлення в приміщеннях, при низькому споживанні енергії. «Це вражаючий результат, який ясно показує весь потенціал OLED-технології для освітлення» - говорить Клаас Вегтер (Klaas Vegter), головний технолог в Philips Lighting's Lamps. - Ми упевнені, що органічні світлодіоди займуть на ринку позицію другої твердотільної технології, призначеної для цих цілей».

На відміну від звичайних світлодіодів, OLED-світлодіоди мають тонкий шар органічного матеріалу, випромінюючого світло при додатку напруження. Також вони є джерелами світла з великою поверхнею (а тому - з низькою яскравістю), що генерують розсіяне світло будь-якого кольору. Тому можливе створення структур, випромінюючих різні палітри або ж однорідний білий колір.

Поки OLED застосовується тільки для маленьких дисплеїв - в мобільних телефонах, mp3-плеерах або PDA. Однак як тільки з'являться ефективні органічні світлодіоди по розумній ціні, вони можуть стати заміною ламп розжарювання у безлічі додатків. Гилда Сорін (Gilda Sorin), керівник Novaled, говорить: «Ефективність є одним їх самих важливих параметрів джерел світла. І наша запатентована технологія допирования є ключем до збільшення цієї ефективності».

Можливо, OLED-дисплеї (OLED - органічні светоизлучающие діоди), в тому числі телевізори з великими діагоналями, згодом витіснять і плазмові панелі, і ЖК-телевізори, і навіть ЖК-монітори у комп'ютерів. Сьогодні OLED здебільшого зустрічається в споживчій електроніці - від електробритв до MP3-плееров, а також в стільникових телефонах. У недалекому майбутньому така ситуація повинна змінитися. Так, в минулому році компанія LG.Philips представила 21-дюймовий OLED-монітор з дозволом 2048x1536, а ще раніше Samsung анонсувала 17-дюймову панель з дозволом 1600x1200. Однак не можна сказати, що ці дисплеї стали масовими. OLED має бути ще декілька років розвитку, перш ніж споживачі отримають готові продукти з великою діагоналлю і з доступною ціною.

Підрозділи Mitsubishi, пов'язані НИОКР в області технологій і хімічних процесів, заявили, що їм вдалося розробити органічний світлодіод, значно більш ефективний в порівнянні з тими діодами, які використовуються в існуючих матрицях. Такого ефекту вдалося досягнути завдяки застосуванню спеціальної синьої фосфоруючої хімічної складової. Важливо і те, що за твердженням інженерів Mitsubishi процес виробництва з використанням нової технології відносно недоріг.

На відміну від ЖК-панелей, працюючих «на просвіт», дисплеї OLED не вимагають ламп підсвічування. Кожний елемент OLED-матриці світиться самостійно. Тому, в порівнянні з ЖК-екранами дисплеї OLED економічніше з точки зору споживання енергії, і, крім того, потенційно забезпечують більш констрастне і яскраве зображення.

За результатами досліджень Mitsubishi Chemical, їх технологія OLED може використовуватися, насамперед, при виробництві дисплеїв з великою діагоналлю. Завдяки особливому світловому складу, нові діоди значно економнее, і це дуже важливе якраз при створенні дисплеїв з високим дозволом і великою кількістю елементів, тобто - великих екранів.

Переваги в порівнянні з LCD-дисплеями

- менші габарити і вага;

- відсутність необхідності в підсвічуванні;

- відсутність такого параметра як кут огляду - зображення видно без втрати якості з будь-якого кута;

- миттєвий відгук матриці (час відгуку в тисячі разів менше) - зображення не «маститься» і не має артефактов розгону матриці;

- більш якісне перенесення кольорів (високий констраст);

- більш низьке енергоспоживання при тій же яскравості;

- можливість створення гнучких екранів.

Яскравість. Максимальна яскравість OLED - 100 000 кд/кв. м. (У ЖК-панелей максимум становить 500 кд/кв. м, причому така яскравість в ЖК досягається тільки при певних умовах). При освітленні LCD-дисплея яскравим променем світла з'являються полиски, а картинка на OLED-екрані залишиться яскравій і насиченій при будь-якому рівні освітленості (навіть при прямому попаданні сонячних променів на дисплей).

Контрастность. Тут OLED також лідер. Пристрої, забезпечені OLED-дисплеями, володіють контрастностью 1000000:1[1] (Контрастность LCD 1300:1, CRT 2000:1).

Кути огляду. Технологія OLED дозволяє дивитися на дисплей з будь-якої сторони і під будь-яким кутом, причому без втрати якості зображення.

Енергоспоживання. Досить низьке енергоспоживання - біля 25Вт (у LCD - 25-40Вт). КПД OLED-дисплея близьке до 100%[джерело?], у LCD -90%. Енергоспоживання ж FOLED, PHOLED ще нижче.

Потреба в перевагах, що демонструються органічними дисплеями, з кожним роком зростає. Цей факт дозволяє укласти, що незабаром людство побачить розквіт даної технології.

Основні напрями розвитку OLED-технології

На сьогоднішній день технологія продовжує розвиватися в двох основних напрямах: так звані «маленькі молекули» (SM-OLED) і «полімери» (PLED).

Перша технологія була розроблена компанією Eastman-Kodak, і звичайно в науково-технічних матеріалах її згадують, як «small molecule» OLED (SM-OLED). На сьогоднішній день, промислове виробництво таких OLED-панелей обходиться досить дорого.

Друга технологія розроблена Cambridge Display Technologies (CDT) і спочатку називалася Light-Emitting Polymer (LEP). Однак пристрої з використанням даної розробки більше відомі під назвою Polymer Light Emitting Diodes (PLED). Довгий час ця технологія значно відставала в розвитку від SM-OLED як за якістю відображення інформації, так і терміну життя. Але окремої уваги заслуговує спосіб виробництва цих панелей - він заснований на принципах струйной друку. Так і в останні роки ситуація з технічними характеристиками панелей, що виготовляються подібним образом міняється в кращу сторону.

Недавно з'явився третій варіант OLED-технології - гібрид перших двох. Суть проста - використовуються непроводящие полімери, покриті тонким шаром светоизлучающих провідних молекул. Полімер в цьому випадку використовується через його механічні властивості, а шар з «маленьких молекул» має ту ж саму довговічність, що і в SM-OLED варіанті.

У основі роботи OLED - принцип електролюмінесценції. Говорячи простими словами, використовується можливість деяких органічних сполук випромінювати світло під впливом електричного струму. Кожний OLED-осередок виконаний на основі декількох тонких органічних плівок, які в свою чергу знаходяться між двома тонкопленочними провідниками. При цьому робоче напруження складає приблизно від 3 до 16 Якщо пригадати при цьому про основні напрями розвитку OLED-технології, то відразу ж стає ясним, що OLED володіє значною гнучкістю в формуванні структури дисплея.

Велика частина основних технічних параметрів залежить від органічних матеріалів, які використовуються при виготовленні дисплея по OLED-технології. Принаймні, перенесення кольорів і інтенсивність випромінювання прямо залежать саме від цього.

Існує три основних переваги OLED, про які не забуває згадати жодна з компаній, що займаються просуванням цієї технології в масове виробництво. Це швидкий відгук матриці (біля 10 мс), досить широкий кут огляду і великий діапазон робочих температур. Останній параметр впливає помітний чином на сферу можливого застосування OLED-дисплеїв, теоретично їх можна встановлювати в неопалювальних приміщеннях. Пристрої, виконані на основі OLED, добре справляються зі своїми функціями при температурах від -40 до +70°C.

3. LEP-технологія

Інакша альтернатива розвитку моніторів, не пов'язана з існуючим напрацюванням, - технологія виготовлення і використання дисплеїв на основі так званих светоизлучающих пластик. Светоизлучающие пластики (Light Emission Plastics) - складні полімери з рядом цікавих властивостей. Взагалі-то, використання пластичних полімерних матеріалів як напівпровідники почалося вже досить давно, і зустріти їх можна в самих різних галузях техніки, в тому числі і в побутовій електроніці, включаючи персональні комп'ютери. Однак деякі представники цього сімейства володіли і досить незвичайною властивістю - здатністю емітувати фотони під впливом електричного струму, тобто світитися. Спочатку КПД полімерних світильників був надто низьким, і співвідношення світла, що випромінюється до затраченого потоку електронів вимірювалося частками відсотка. Але останнім часом компанія Cambridge Display Technology істотно просунулася в розробці светоизлучающего пластик і підвищила ефективність цих матеріалів в сотні разів. Зараз з упевненістю можна сказати, що LEP порівнялися по своїй функціональності із звичними світлодіодами. Тому на порядок денний стало питання про їх практичне застосування. LEP надзвичайно прості і дешеві у виробництві.

LEP-технологія

У принципі, LEP-дисплей являє собою багатошаровий набір найтонших полімерних плівок. Навіть в порівнянні з екранами на рідких кристалах пластикові монітори здаються зовсім тонкими - усього пари міліметрів цілком досить для відтворювання на них якісного зображення. По багатьох же параметрах светоизлучающие пластики перевершують всіх своїх конкурентів. Вони не схильні до інверсійних ефектів, що дозволяє міняти картинку на такому дисплеї з дуже високою частотою. Для роботи LEP витрачають електричний струм слабого напруження, так і взагалі відрізняються низькою електроємністю. Крім того, то, що пластик самі випромінюють, а не використовують відображений або прямий потік від іншого джерела, дозволяють забути про ті проблеми, з якими стикаються виробники моніторів на рідких кристалах, зокрема - обмеженого кута огляду. Звісно, не обійшли цю ще молоду технологію і свої специфічні проблеми, такі, наприклад, як обмежений термін служби полімерних матриць, який сьогодні набагато менше, ніж у електронних трубок і ЖК-дисплеїв. Інша проблема стосується відтворення светоизлучающим пластик кольорових зображень.

Кожним пікселем першого полімерного дисплея управляв окремий тонкопленочний транзистор (TFT), а светоизлучающий полімер наносився на коммутирующую матрицю в рідкому вигляді по технології, аналогічної стандартному струйной друку (IXBT). З дозволом 800х236 точок, площею в 50 кв. мм він дисплей мав товщину 2 мм

Головними перевагами є простота і дешевизна виробництва, а також можливість синтезу нових матеріалів із заданими властивостями. Головними недоліками - нетривалий термін служби і низька мобільність зарядів внаслідок аморфної структури пластик. Однак, останнім часом недоліки поступово вдається подолати, зокрема, за рахунок застосування багатошарових матеріалів.

Достоїнства технології

По-перше, всім сподобається, що ці дисплеї гнучкі і плоскі, і називати їх "екраном" мову не повертається. На гнучке прозоре покриття напиляют светоизлучающие полімери, до підкладки підводять слабий струм. Завдяки впливу сусідніх електронів, який пояснюється ізоляційними властивостями полімеру, "це" випромінює світло, формуючи зображення. Причому, светоизлучающий пластик може наноситися на будь-яку гнучку підкладку великих розмірів. У частині розмірів, описи обмежуються багатообіцяючим "великим". Представляється екран розміром з будинок, але говорять, що "пластмасовий дисплей" зробить переворот якраз навпаки - в маленьких пристроях.

По-друге, "полімерні монітори" споживають мало енергії, що знову ж на руку власникам тих пристроїв, що працюють на батарейках і акумуляторах: LEP-дисплеї працюють при п'яти вольтах.

По-третє, зображення можна отримувати з кута в 180 градусів, що, в порівнянні з ЖК, які дають картинку в діапазоні 160 градусів, також непогано.

В-четвертих, зображення більш якісне. Тут залишається покладатися на описи - поки ми бачити LEP не часто бачили.

По-п'яте, вони легкі. Їх вага дозволить модифікувати все існуючі портативні пристрої - насамперед LEP-монітори полегшать (буквально) "дисплейні очки". Плюс, звісно, вже існуючі мобільні телефони з LEP-віконцями, дисплеї ноутбуков, калькулятори, відеокамери і цифрові фотоапарати. Причому, "екрану" можна додавати будь-яку (!) форму.

Представники компанії говорять, що шлях LEP-технології на ринок не багато чим відрізняється від шляху ЖК: також від калькуляторів і наручних годин - до моніторів.

Крім того, вважається, що в процесі "комерційної адаптації" усуваються недоробки технології і у споживача психологічно "прищеплюється" смак. Інакше говорячи, спостерігається ідейне насадження і проба сил на ринку.

Застосування

Досить логічно, що першим комерційним застосуванням провідних пластик стали провідники. На даний момент такі пластики по провідності наближаються до міді і мають термін служби порядку 10 років. Вони застосовуються (зокрема, компанією Matsushita) для виготовлення електродів в батареях, провідного покриття електростатичних динаміків, антистатичних покриттів, і, що особливо важливо, для нанесення провідних доріжок на друкарських платах. Глобальною метою в цьому напрямі компанія CDT вважає ні багато, ні мало - витиснення міді як матеріал для виготовлення провідних доріжок друкарських плат. Правда, для цього необхідно ще збільшити термін служби і підвищити провідність пластик.

Однак найбільш цікавим застосуванням пластикових напівпровідників на даний момент є створення різного роду пристроїв відображення інформації на їх базі. Про те, що полупроводящий пластик під дією електричного струму може випускати фотони (тобто, світитися), знали давно. Але надто низька (0.01%) квантова ефективність цього процесу (відношення числа випущених фотонів до числа пропущених через пластик зарядів) робила практичне застосування цього ефекту неможливим. За останні 5 років компанія CDT здійснила прорив в цьому напрямі, довівши квантову ефективність двуслойного пластик до 5% при випромінюванні жовтого світла, що порівнянно з ефективністю сучасних неорганічних світлодіодів (LED). Крім підвищення ефективності вдалося розширити і спектр випромінювання. Тепер пластик можуть випускати світло в діапазоні від синього до ближнього інфрачервоного з ефективністю порядку 1%.

По заяві технічного директора CDT Ltd. Підлоги Мея (Paul May), компанії вдалося досягнути терміну служби більш 7000 годин при 20Со і біля 1100 годин при 80Со без погіршення характеристик для пристроїв, зроблених і що експлуатуються в нормальних атмосферних умовах, і терміну зберігання пристроїв при впливі яскравого світла і підвищеної температури без втрати працездатності (shell-life) більш 18 місяців. З використанням "інкапсуляції", тобто приміщення пристроїв в спеціальний захисний корпус, "термін зберігання" зростає до 5 років, що на даний момент є фактичним стандартом. При цьому компанія продовжує роботи в цьому напрямі, прагнучи довести термін життя LEP-пристроїв хоч би до 20000 годин, що, на думку інженерів компанії, досить для більшості застосувань.

Про те, що промисловий мир серйозно відноситься до LEP-технології, свідчить купівля компанією Philips Components B.V. ліцензії на використання цієї технології і інвестиції Intel в компанію CDT. Отже, що ж є у компанії на сьогоднішній день.

LEP-дисплеї: день сьогоднішній

На сьогоднішній день компанія може представити монохромні (жовтого свічення) LEP-дисплеї, що наближаються по ефективності до рідкокристалічних дисплеїв LCD (Liquid Crystal Display), поступливі ним по терміну служби, але що мають ряд істотних переваг.

Оскільки багато які стадії процесу виробництва LEP- дисплеїв співпадають з аналогічними стадіями виробництва LCD, виробництво легко переобладнати. Крім того, технологія LEP дозволяє наносити пластик на гнучку підкладку великої площі, що неможливо для неорганічного світлодіода (там доводиться використати матрицю діодів).

Оскільки пластик самі випромінюють світло, не потрібне підсвічування і інші хитрощі, необхідне для отримання кольорового зображення на LCD-моніторі. Більше того, LEP-монітор забезпечує 180-градусний кут огляду.

Оскільки пристрій дисплея граничний просто: вертикальні електроди з одного боку пластик, горизонтальні - з іншою, зміною числа електродів на одиницю протяжності по горизонталі або вертикалі можна домагатися будь-якого необхідного дозволу, а також, при необхідності, різної форми пікселя.

Оскільки LEP-дисплей працює при низькому напруженні живлення (менше за 3 V) і має малу вагу, його можна використати в портативних пристроях, що харчуються від батарей.

Оскільки LEP-дисплей володіє надто малим часом перемикання (менше за 1 мікросекунди), його можна використати для відтворення відеоінформації.

Оскільки шар пластик дуже тонкий, можна використати спеціальні поляризуючі покриття для досягнення високої контрастности зображення навіть при сильній зовнішній засветке.

Ці переваги плюс дешевизна привели до виникнення у LEP-технології досить райдужних перспектив.

LEP-дисплеї: день завтрашній

День 16 лютого 1998 року став історичним для LEP-технології: компанії CDT і Seiko-Epson продемонстрували перший в світі пластиковий телевізійний екран.

Правда, він поки чорно-білий (точніше - чорно-жовтий) і розміром всього 50 мм2, але товщина в 2 мм вражає. Вже зараз такі дисплеї можуть знайти застосування у відеокамерах і цифрових фотоапаратах, а до кінця року компанії планують представити полноразмерний кольоровий дисплей (не уточнюючи, правда, що таке "повний розмір").

Причини, по яким Seiko-Epson взяла участь в цьому проекті, зі слів Генерального менеджера по базових дослідженнях (General Manager of basic research) компанії лікаря Шимоди (Dr. Shimoda), полягають в тому, що поєднання LEP-технології з багатошаровою TFT (Thin Film Transistor) технологією і технологією струйной друку, в яких Seiko-Epson є світовим лідером, а також можливість використання для виробництва LEP-дисплеїв більшої частини обладнання, що вже є дозволить досягнути швидкого прогресу в даній програмі. "LEP-дисплеї, - вважає лікар Шимода, - стануть конкурентоздатними не тільки в порівнянні з LCD, але і в порівнянні із звичайними дисплеями на базі CRT (Catod Ray Tube, або електронно-променева трубка) як за якістю, так і по ціні.

4. Плазмові дисплеї

Плазмова панель являє собою матрицю газонаполненних осередків, укладених між двома паралельними скляними поверхнями. Як газова середа звичайно використовується неон або ксенон. Розряд в газі протікає між прозорим електродом на лицьовій стороні екрана і адресними електродами, що проходить по його задній стороні. Газовий розряд спричиняє ультрафіолетове випромінювання, яке, в свою чергу, ініціює видиме свічення люмінофора. У кольорових плазмових панелях кожний піксель екрана складається з трьох ідентичних мікроскопічних порожнин, вмісних інертний газ (ксенон) і що мають два електроди, спереду і позаду. Після того, як до електродів буде прикладене сильне напруження, плазма почне переміщатися. При цьому вона випромінює ультрафіолетове світло, яке попадає на люмінофори в нижній частині кожної порожнини. Люмінофори випромінюють один з основних кольорів: червоний, зелений або синій. Потім кольорове світло проходить через скло і попадає в око глядача. Таким чином, в плазмовій технології пікселі працюють, подібно люмінесцентним трубкам, але створення панелей з них досить проблематичне. Перша трудність - розмір пікселя. Суб-піксель плазмової панелі має об'єм 200 мкм х 200 мкм х 100 мкм, а на панелі треба укласти декілька мільйонів пікселів, один до одного. По-друге, передній електрод повинен бути максимально прозорим. Для цієї мети використовується оксид індія і олова, оскільки він проводить струм і прозорий. На жаль, плазмові панелі можуть бути такими великими, а шар оксиду настільки тонким, що при протіканні великих струмів на опорі провідників буде падіння напруження, яке сильно зменшить і спотворить сигнали. Тому доводиться додавати проміжних з'єднувальних провідників з хрому - він проводить струм набагато краще, але, на жаль, непрозорий.

Нарешті, потрібно підібрати правильні люмінофори. Вони залежать від необхідного кольору:

- Зелений: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+

- Червоний: Y2O3:Eu3+ / Y0,65Gd0,35BO3:Eu3

- Синій: BaMgAl10O17:Eu2+

Три цих люмінофори дають світло з довжиною хвилі між 510 і 525 нм для зеленого, 610 нм для червоного і 450 нм для синього.

Останньою проблемою залишається адресація пікселів, оскільки, як ми вже бачили, щоб отримати необхідний відтінок треба міняти інтенсивність кольору незалежно для кожного з трьох суб-пікселів. На плазмовій панелі 1280x768 пікселів присутній приблизно три мільйони суб-пікселів, що дає шість мільйонів електродів. Як ви розумієте, прокласти шість мільйонів доріжок для незалежного управління суб-пікселями неможливо, тому доріжки необхідно мультиплексировать. Передні доріжки звичайно вибудовують в суцільні строчки, а задні - в стовпці. Вбудована в плазмову панель електроніка за допомогою матриці доріжок вибирає піксель, який необхідно запалити на панелі. Операція відбувається дуже швидко, тому користувач нічого не помічає, - подібно скануванню променем на ЕЛТ-моніторах.

Переваги і нестачі плазмових дисплеїв

Переваги

Плазмова технологія має окремі переваги над ЖК. По-перше, люмінофори для плазмового телевізора забезпечують більш соковиті кольори в більш широкому діапазоні. Колірний діапазон плазмових екранів набагато ширше, ніж у ЖК-телевізорів. Якщо порівнювати з ЕЛТ-моніторами, то колірний діапазон "плазми" в ряді випадків буває гірше, оскільки у ЕЛТ умови для збудження люмінофора набагато краще: енергія електронів вище, ніж у УХ-випромінювання.

Потім, кути огляду ширше, ніж у ЖК-дисплеїв. Основною причиною є те, що пікселі в "плазмі" як би самі випромінюють світло, а у ЖК-моніторів світло від лампи підсвічування проходить через кристал пікселя. Крім того, плазмовим панелям не потрібен поляризатор.

Нарешті, контрастность "плазми" аналогічна кращим ЕЛТ-телевізорам. Основна тому причина - глибокий чорний колір. Вимкнений піксель не випромінює колір зовсім, на відміну від пікселів ЖК. Крім того, плазмові телевізори володіють більшою яскравістю, ніж ЕЛТ-монітори, забезпечуючи від 900 до 1000 кд/м². Тут є нюанс. На відміну від ЕЛТ і ЖК в "плазмі" фізично неможливо забезпечити таку яскравість по всьому екрану. Тільки на окремих площах. Справа в тому, що для запитки такого "кип'ятильника" буде потрібне джерело потужністю трохи кіловат. А могутні драйвери мікросхем управління просто розплавляться! Тому те в плазмі використовується примусове охолоджування вентиляторами. На жаль, КПД перетворень "електрична енергія - випромінювання" в плазмі невисокий. Щоб уникнути цього явища застосовується "військова хитрість" - аналізується сумарна споживана потужність. І якщо є небезпека перевищення ліміту - йде примусове скидання середньої яскравості екрана.

Також потрібно помітити, що плазмові дисплеї можуть досягати великих розмірів (з діагоналлю від 32" до 50") з мінімальною товщиною. Ця дуже важлива перевага в порівнянні з ЕЛТ-дисплеями, коли великій діагоналі супроводять громіздкі габарити. Зараз, до речі, є пристойні моделі ЕЛТ-телевізорів з відносно невеликою товщиною.

Вагомі недоліки

У плазмових панелей є характерна властивість: великий розмір пікселів. Досягнути розміру пікселя менше 0,5 або 0,6 мм практично неможливо. Тому плазмові телевізори з діагоналлю менше 32" (82 см) просто не існують. Для забезпечення гідного дозволу у виробників плазмових панелей немає іншого вибору, крім як підвищувати розмір дисплея з 32 до 50 дюймів (з 82 до 127 см).

Що стосується якості картинки, то і тут не все гладке. Проблеми пов'язані з природою пікселів. Для випромінювання світла піксель плазми вимагає електричного розряду. Він може або горіти, або не горіти, але проміжного стану немає. Тому для управління яскравістю свічення виробники використовують метод імпульсно-кодової модуляції.

Метод такий. Щоб піксель горів яскраво, його треба часто запалювати. Для отримання більш темного відтінку запалювати піксель можна рідше. Око людини не помітить окремі спалахи і усереднить значення яскравості. Цей метод добре працює, але і не вільний від недоліків. Якщо середні і яскраві оттенки відображаються цілком пристойно, то темні оттенки страждають від нестачі світла - їх дуже важко відрізнити один від одного.

Якщо картинка, що виходить з відстані виглядає суцільною, то на близькій відстані ви навряд чи зможете їй насолоджуватися. Встановлено, що людське око не помічає мерехтіння з частотою вище за 85 Гц, але це не завжди так.

За своєю природою зорова система складається з власне датчиків і "програми обробки" в мозку. Датчики відносяться до інтеграційного типу (з хімічною природою: розкладання речовин під дією світлового випромінювання, перетворення в електричні потенціали і передача сигналів в мозок). Інтегрування параметрів яскравості і кольору відбувається за часом і по площі. Якщо площа об'єктів мала, то мерехтіння об'єктів мало помітне. Але якщо в полі зору попадуть об'єкти більшої площі з модуляцією по яскравості 85 Гц, то вони будуть виявлені оком! Тобто датчиками, а не мозком! Особливу роль в справі виявлення високочастотних складових грає периферичний зір. Саме воно і дозволяє отлавливать компоненти 85-90 Гц.

Стомлення очей відбувається внаслідок того, що створюються некомфортні умови для спорадического сканування поля зору. Якщо виявляються "небезпечні" об'єкти (з модуляцією, наприклад, 85 Гц) те очні м'язи стараються просканировать саме периферійну частину, яка має найбільшу чутливість для локалізації таких об'єктів. У звичайній ситуації м'язи не розраховані на такі граничні навантаження. Звідси і нагромаджується втома очей. Додаткова втома виникає і в мозку. Прийняті стимули від "вібруючих" просторових об'єктів відносяться до категорії небезпечних, на фільтрацію подій тратяться додаткові "потужності".

Щоб уникнути появи в зображенні на плазмовому екрані артефактов і мерехтіння, пов'язаної з ШИМ модуляцією, застосовуються витончені методи нелінійної імпульсної модуляції з рівномірним "розмазуємо" стимулів яскравості по всьому полю екрана.

На жаль, повністю позбутися мерехтіння на плазмових панелях не вдається, особливо під час перегляду з близької відстані. Так що картинка на плазмовому телевізорі більше, але і сидіти від екрана доведеться далі. Отже, більшого занурення в фільм не вийде.

Крім того, у пікселів плазми вигоряє люмінофор. На ЕЛТ-моніторі при довготривалому виведенні однієї і тієї ж, вона стане помітна на екрані. Після цього навіть при зміні картинки попередня буде видно, неначе вона вигравіювана на екрані. Цей феномен пов'язаний з передчасним старінням люмінофорів. Якщо вони постійно працюють, то люмінофори старіють і стають менш ефективними. Оскільки плазмові дисплеї також використовують люмінофори, вони вигоряють точно так само, як і трубки телевізорів.

Проте, при стандартних умовах експлуатації телевізора проблем виникнути не повинне, оскільки картинка на екрані постійно міняється, і пікселі старіють, більш-менш, однаково. Але для деяких бізнесу-застосувань (екран в магазині) можуть виникнути проблеми. Наприклад, якщо на екрані відображається один і той же канал в режимі 24/7, то на ньому можуть вигоріти пікселі логотипа (МТВ, НТВ і т. д.) - адже вони відображаються майже в кожному кадрі. Те ж саме відноситься і до рекламних екранів, коли на них довго демонструється яка-небудь картинка.

Саме цей феномен і обмежує термін служби плазмових дисплеїв. Незважаючи на чутки, плазмові панелі не "течуть" і їх не треба подзаряжать. Але люмінофори старіють, і з цим, на жаль, нічого не поробиш. Що ще гірше, не всі сцинтилятори старіють однаково: синій канал завжди вигоряє раніше (хоч, треба сказати, ситуація сьогодні набагато поліпшилася в порівнянні з першими плазмовими панелями).

Нарешті, відмітимо ціновий чинник: плазмові дисплеї досить дорогі. І тут потрібно враховувати не тільки собівартість самих панелей, які важко проводити, але і те, що електроніка панелей вимагає високовольтних напівпровідникових схем, які працюють на межах можливостей матеріалів. Контрольні ланцюги електродів повинні витримувати декілька сотень вольт на високих частотах. Одним з наслідків високих напружень є енергоспоживання плазмових дисплеїв, яке завжди вище, ніж у ЖК-моніторів. Наприклад, 42" (107 см) плазмовий дисплей споживає 250 Вт або навіть вище, а ЖК-панель з тією ж діагоналлю буде споживати всього 150 Вт.

Сфери застосування плазмових панелей

Плазмові панелі частіше за все зустрічаються у високоякісних відеосистемах великого формату. Їх великий розмір і хороша якість картинки чудово підходять для перегляду DVD або телебачення високого дозволу. Плазмові панелі традиційно позиціонуються на high-end сектор ринку, де проблеми високої ціни, старіння люмінофора і високого енергоспоживання повторні в порівнянні з якістю. Хоч, треба сказати, останні покоління ЖК-телевізорів почали витісняти "плазму" і з цього ринку.

Якщо заглянути далі в майбутнє, то цілком очевидно, що ЖК будуть "від'їдати" ринок плазмових панелей, оскільки їх діагональ продовжує збільшуватися. І причина проста: по мірі напрацювання технології виробляти ЖК-панелі стає простіше, так і стоять вони дешевше.

Якщо ситуацію не змінять які-небудь інновації, плазмові панелі залишаться прерогативою специфічних сфер використання, коли треба виводити дуже велику картинку для перегляду з великої відстані, що сильно звужує область використання.

Проблема мерехтіння плазмових панелей також пояснює, чому ця технологія мало підходить для комп'ютерних моніторів.

5. Електронний папір

Електронний папір - це аналогічне по своїх функціях дисплею пристрій, але до нього пред'являються і специфічні вимоги. Вони пов'язані саме з тим, що спочатку воно задумане, як можлива альтернатива для паперу, на якому традиційно вийдуть газети, журнали і книги. Електронний папір повинен мати дуже невелику вагу, бути гнучкою і економною в енергоспоживанні. Електронний папір повинен бути дешевим і надійним, оскільки вона може бути використана в будь-якій обстановці. Крім того, бажано, щоб зображення на ній було не підсвічене, як на звичайному дисплеї, а видимо у відображеному світлі, як текст або картинка на звичайному папері. Це більш природно сприймається як людським зором, так і на психологічному рівні.

Технологія

Технологія електронного паперу (EPD - Electronic paper display) була розроблена вченими з Массачусетського технологічного інституту (Massachusetts Institute of Technology) в 1997 році. У тому ж році була створена корпорація Е Ink (Е Ink Corporation), яка і займається технологією, її вдосконаленням і комерціалізацією.

«Цифровий папір» був розроблений з метою створення дисплеїв нового типу, які по оптичними і механічними характеристиками були б схожі із звичайним папером. Базовими елементами таких дисплеїв є микрокапсули, діаметр яких не перевищує товщину людської волосини. Всередині кожної капсули знаходиться велика кількість пігментних частинок (діаметр частинки не перевищує 1-5 мкм) двох кольорів: позитивно заряджені білі і негативно заряджені чорні (заряд наноситься за допомогою спеціального зарядженого полімеру), а весь внутрішній простір капсули заповнений прозорою рідиною.

Шар капсул розташований між двома рядами (зверху - прозорих, знизу - непрозорих), створюючих координатну сітку. Коли деякій тильній дільниці активної області екрана додається позитивний електричний заряд, у всіх микрокапсулах на цій дільниці білі частинки пігменту переміщаються у «верхню» частину. У той же самий час електричне поле тягне чорні частинки на «нижню» сторону капсул, і вони будуть приховані від погляду користувача. Внаслідок дії такого процесу користувач зможе спостерігати появу на екрані електронно-чорнильного дисплея білої плями - точки, пікселя білого кольору. Помінявши полярність прикладеного електричного потенціалу, можна добитися того, щоб чорні частинки пігменту виявилися на лицьовій стороні микрокапсул, а білі - на тильній. Тоді на тому ж місці на екрані дисплея сформується чорна пляма.

Якщо сформувати керуючу електродами матрицю і розташувавши над нею активну область екрана з микрокапсулами, можна буде створювати на електронно-чорнильному екрані досить великі і складні зображення.

Завдяки залишковим зарядам і силам Ван-дер-Ваальса, дисплеї на базі електронного чорнила здатні зберігати зображення на екрані навіть при відсутності електроживлення (подача напруження на керуючі електроди необхідна лише для перемикання стану пікселя), що нарівні з відсутністю лампи підсвічування забезпечує дуже низький рівень енергоспоживання. Такі дисплеї є такими, що відображають і забезпечують хорошу читаемость зображення при будь-якому освітленні. Як підкладка для створення дисплеїв на основі електронного чорнила можна використати різні матеріали: скло, пластик, металеву фольгу, тканину і навіть папір.

Розвиток технології

Зрозуміло, розвиток будь-якої технології неможливий без фінансових вливаний в НИОКР. Компанія E-Ink своєчасно піклувалася про пошук партнерів і висновок стратегічних угод для комерційного просування дисплеїв на електронному чорнилі на масовий ринок.

Наприклад, весною 2001 г в список стратегічних партнерів компанії E-Ink увійшла TOPPAN Printing Company - світовий лідер по виробництву кольорових фільтрів для плоскопанельних моніторів. Компанії уклали партнерську угоду з розробки кольорових дисплеїв на електронному чорнилі. Згідно з умовами цієї угоди, TOPPAN Printing Company вклала 5 мільйонів доларів інвестицій в E-Ink. Укладений контракт повинен був дати TOPPAN Printing Company ексклюзивні права (в світовому масштабі) на розробку і виробництво кольорових фільтрів для дисплеїв на електронному чорнилі.

Треба сказати, що співпраця компаній виявилася досить успішною - прототип кольорового електронно-чорнильного дисплея, що використовує колірні фільтри, був представлений ИТ-громадськості вже в тому ж 2001 році. А вже в лютому 2002 року E-Ink і TOPPAN Printing Company уклали нову інвестиційну угоду. Згідно з його умовами компанії ставали стратегічними партнерами по комерціалізації технології, що спільно розробляється. У рамках угоди TOPPAN Printing Company ставав ексклюзивним виробником покриття передніх панелей (FPL) для дисплеїв що використовують електронні чорнило. За умовами досягнутої угоди TOPPAN Printing Company вклала ще 25 мільйонів доларів в компанію E-Ink.

Ще одним ключовим партнером E-Ink стала корпорація Royal Philips Electronics. На самому початку 2001года E-Ink і Philips Components заявили про спільну розробку електронно-чорнильних дисплеїв високого дозволу. Такі дисплеї полічили тоді вельми перспективними для використання в таких пристроях як електронні книги (eBooks), КПК, пристрої мобільної комунікації, і інш.

Згідно з досягнутою обопільною угодою, Philips Venture Capital і Philips Components зобов'язалися здійснити інвестиції в E-Ink, а також допомогти в розвитку дослідницької програми, з метою довести технологічне напрацювання до стадії комерційної реалізації. Договором передбачалося, що компанія E-Ink займеться власне самим електронним чорнилом, а в Philips зосередяться на розробці активно-матричних керуючих панелей і електронно-чорнильних дисплеїв загалом. За умовами угоди підрозділ Philips Components діставав глобальні ексклюзивні права в світовому масштабі на виробництво модулів для дисплеїв, що створюються.

Варто визнати, що роботи у компаньйонів просувалися досить успішно. Менш ніж через чотири місяці після укладення угоди Philips Components і E-Ink Corporation продемонстрували перший працюючий прототип електронно-чорнильного дисплея. Навесні 2002 року E-Ink і Royal Philips оголосили про успішне завершення першої фази їх угоди, і заявили про намір почати спільне комерційне просування розроблених технологій на ринок. Партнерами була дана обіцянка почати масове комерційне постачання дисплеїв на електронному чорнилі вже до середини 2003 р. Тобто вже півтори року як ми повинні були б зустрічати електронно-чорнильні екрани у всіляких «наладонниках» і мобільних телефонах і т. п.

Однак цього не сталося. Далі ми спробуємо розібратися, чому такого не трапилося, а поки повернемося до сонму компаній, що підтримали E-Ink Corporation в її благородному, загалом-то, почині.

E-Ink уклала угоду з Vossloh System-Technik GmbH (VST), за умовами якого що базуються на технології електронного чорнила інформаційні системи повинні були стати доступними для європейської транспортної індустрії всі в тому ж 2003 році. E-Ink обіцяла розробити електронно-чорнильні екрани сегментного і символьного типу, а VST, зі своєї сторони, взяла зобов'язання інтегрувати ці елементи в свої інформаційні системи для пасажирів.

E-Ink вдалося також домовитися і з Air Products and Chemicals, Inc.: компанії заявили про об'єднання зусиль з розробки матеріалів наступного покоління для дисплеїв на електронному чорнилі.

Порозумілася E-Ink і з Lucent/Bell Labs. У рамках співпраці з цією компанією, E-Ink була ліцензована технологія пластикових транзисторів Bell Labs. У свою чергу Lucent's New Ventures Group здійснила багатомільйонну інвестицію в E-Ink. Компанії почали активно співробітничати в розробці електронного паперу на основі технології гнучких пластикових електронних дисплеїв, що створюються в процесі друку екранів, який дуже схожий на звичну технологію струйной друку чорнилом на папері.

Ось такі імениті були у E-Ink партнери, такі чималі інвестиції були вкладені в розробку нових технологій, такі амбіційні плани по завоюванню ринку були поставлені партнерами. І ми маємо право поцікавитися, а де ж нині всі ці розробки? Від технології, яка вже в 2003 році була покликана завоювати ринок, в 2005-м поки ні слуху, ні духу... У чому причина?

Достоїнства

Безумовно, дисплеї на електронному чорнилі не були чисто «паперовим» проектом, покликаним викачати гроші з інвесторів. Технологія електронного чорнила дійсно існує, її розвивали і вдосконалювали. Давайте подивимося, які достоїнства вона обіцяла внаслідок свого впровадження.

Технологія дисплеїв на електронному чорнилі була покликана забезпечити повноцінне візуальне інформаційне спілкування користувачів з різними електронними пристроями, шляхом реалізації умов читання інформації з екранів всіляких пристроїв, немов із звичайного паперового листа.

Так-так, дисплей на електронному чорнилі за своїми «зображальними» характеристиками схожий з самим звичним для читання носієм - паперовими сторінками. Тому технологію, що розглядається ще іноді називають технологією «електронного паперу».

Виходячи з цього, екрани мобільних пристроїв з такими дисплеями повинні були б бути удобочитаемими, а ще їх можна було виконати не просто портативними, але і гнучкими (пам'ятайте привнесені в розробку технології Lucent/Bell Labs?).

Отже, користувачам електронних пристроїв мали намір представити варіант екрана за візуальними характеристиками невідмітний від роздруку на листі паперу, але при цьому була можливість міняти картинки на цьому листі - блискуче, чогось сказати. Крім того, зображення на електронно-чорнильних екранах від E-Ink, без сумніву, набагато більш зручне для перегляду (уточню - в звичайних умовах), чим на інакших типах поширених екранів. Виробник затверджує, що картинка виглядає і справді як на папері (Superior Paper-Like Readability) - відсутнє мерехтіння, «плавання» зображення, нечіткість символів і ліній. Перенесення кольорів картинки, сформованої на E-Ink дисплеях, не залежить від точки зору на екран - явна перевага в порівнянні з ЖК-дисплеями.

Значною перевагою дисплеїв на електронному чорнилі є і те, що стан пігментних частинок в микрокапсулах дуже стабільний. Створене на електронно-чорнильному екрані зображення може стійко зберігатися вельми тривалий час, аж до декількох тижнів (!), не вимагаючи при цьому яких-небудь витрат енергії. Дисплеї будь-яких інших типів на таке просто не здатні. З цього слідує, що дисплеї на електронному чорнилі відрізняються надто низьким енергоспоживанням, а споживана такими пристроями потужність багато в чому залежить саме від частоти зміни картинки на екрані.

Звісно, гнучкість таких дисплеїв також можна полічити важливою перевагою - приємно взяти з собою великий екран, скрутивши його.

Також, і це важливе, виробником було заявлено, що прототипи електронно-чорнильних дисплеїв від E-Ink ударопрочние і дуже довговічні. Крім того, важливим плюсом могло стати те, що масове виготовлення таких дисплеїв обіцяло бути дуже дешевим. Як ви пам'ятаєте, завдяки залученню розробок від Lucent/Bell Labs, по одному з варіантів реалізації технології дисплеїв на електронному чорнилі, ці самі «чорнило» просто друкуються на поверхні екрана, формуючи тонку плівку активного шара. Саме ця плівка потім «керується» електричною схемою дисплея для формування матриці пікселів.

Важлива і універсальність: технологію електронного чорнила можна було використовувати як для створення найпростіших символьних і сегментних дисплеїв, так і для виготовлення більш «просунених» графічних екранів, в тому числі керованих за допомогою активної TFT матриці. Значним достоїнством таких дисплеїв могло б виявитися те, що, завдяки використанню електронного чорнила, можна добитися дуже високого дозволу екрана.

Оскільки розміри микрокапсул з пігментом невелики, граничний дозвіл електронно-чорнильного екрана фактично визначається дозволом керуючої електронної матриці, що використовується, а тут можливості для поліпшення характеристик дуже великі.

Достоїнства технології EID ми можемо оцінити, подивившись на характеристики одного з прототипів дисплеїв на електронному чорнилі, про який в свій час розказав журнал Nature. Це 3-х дюймовий гнучкий дисплей з дозволом 160 х 240 пікселів. Весь пристрій розміщений на підкладці з дуже тонкого листа неіржавіючої сталі. Безпосередньо над листом знаходиться тонкий ізольований шар керуючих електродів, над яким, в свою чергу, вже нанесений шар електронного чорнила з микрокапсулами. Даний монохромний дисплей має товщину всього 0.3 мм - конкуруючим технологіям таке і не снилося. А якщо додати до сказаного той факт, що даний дисплей дуже гнучкий - він в робочому стані (!) може бути скручений в трубочку діаметром півтори сантиметра без найменшої втрати якості зображення - те, здавалося б, конкурентам чогось робити на терні, де присутня так революційна технологія.

Але дивимося характеристики далі. На екрані пристрою «нова» текстова сторіночка формується за чверть секунди. Обмаль буде. 4 кадри в секунду - це, чи знаєте, дуже нехороший показник навіть для екранів мобільних пристроїв.

Ага, так може бути причина загадкової «не появи» на масовому ринку дисплеїв з технологією EID криється якраз в недоліках, властивих цій самій технології електронного чорнила? Давайте спробуємо об'єктивно подивитися на властиві електронно-чорнильним дисплеям «вади».

Недоліки

Безумовно, по тривалості показу одного разу створеного зображення, що зберігається без додаткових витрат енергії, іншим дисплеям з виробами від E-Ink важко потягнутися. Однак на дисплеях сучасних «наладонников» або мобильников звичайно демонструється зовсім не статична картинка (а в економічному режимі їх дисплей і зовсім може бути відключений з метою енергозбереження, так що при «простої» пристрою відчутного виграшу немає). На екранах сучасних мобільних апаратів майже постійно відбуваються якісь регулярні зміни зображення. Причому часом вельми динамічні, особливо якщо мова йде про дисплеї КПК і інших «ручних» електронних пристроїв, куди було «націлила» свої дисплеї E-Ink. І тут ми підібралися до першого, але великому але. Багато які напевно не з чуток знають (хоч би виходячи з особистого досвіду гри на старих мобільних телефонах), що таке дуже інерційний дисплей для динамічної графіки - на такому дисплеї рухомі об'єкти часом і зовсім «зникають ». Так ось, дисплеям на електронному чорнилі в цій області якраз похвалитися, леле, чимсь. По сучасних мірках інерційність електронно-чорнильних екранів просто громадна.

Нагадую, інерційність в загальному випадку визначає наскільки швидко «старе» зображення на екрані дисплея може бути змінено «новим»; чим менше цей параметр у пристрою, тим краще.

У розглянутої вище моделі електронно-чорнильного дисплея заявлена частота зміни кадрів приблизно 4 в секунду, що відповідає інерційності в 250 мс. Це дуже велика інерційність - наприклад, у не самих кращих сучасних ЖК-дисплеїв така знаходиться на рівні біля 25 миллисекунд, тобто в 10 раз краще (мова в цьому випадку йде про одну і ту ж затримку при перемиканні пікселя з абсолютно чорного кольору абсолютно білим і навпаки).

Наскільки мені відомо, компанія E-Ink обіцяла знизити інерційність своїх електронно-чорнильних екранів до 150 мс. Але все одно, цей показник дуже далекий від оптимального - така затримка відповідає частоті зміни кадрів біля 7 за секунду. А цього явно недостатньо для сучасних мобільних пристроїв, що все сміливіше демонструють свої можливості по відтворенню видеопотока. Посилює загалом не райдужну картину з EID ще і те, що можливості перенесення кольорів у дисплеїв на електронному чорнилі, прямо скажемо, заслабі.

Ще один цікавий момент. Створені E-Ink дисплеї не потребують підсвічування, вони працюють у відображеному світлі, прямо як справжній папір. Це віднесене виробником до безумовних достоїнств даної технології. Так, це надзвичайно вдале з точки зору енергозбереження - в мобільних пристроях відпадає необхідність витратити заряд акумуляторів на підсвічування екрана. Однак тут виникає і друге велике але. Виходить що яскравість, констраст і перенесення кольорів дисплеїв на електронному чорнилі сильно залежать від умов зовнішнього освітлення. Адже воно для дисплеїв, особливо у разі мобільних пристроїв, оптимально далеке не завжди. А про актуальність підсвічування екрана в темний час діб або при роботі в умовах погано освітлених приміщень і говорити не доводиться.

Що стосується гнучкості дисплеїв E-Ink, то ця їх перевага і поготів не можна назвати незаперечним. Існують, наприклад, гнучкі ЖК-екрани, хоч до гнучкості дисплеїв створених по технології EID вони, звісно, не дотягують. Однак, відверто кажучи, для дисплея уміння згинатися - не сама головна, а часом навіть і шкідлива особливість. Адже гнучкий екран запросто може демонструвати спотворені, покривлені зображення. Представте, ви дивитеся на дисплей, щоб натішиться дійсно плоским зображенням, за яке ще недавно так активно боролися всі виробники моніторів, а гнучкий екран візьми, і викривися по якій-небудь причині. Наприклад, він був довго згорнений або покривлений, і придбав «пам'ять форми». Ви давай екран рівняти - а він знов згинається... Скажіть, хіба приємно буде дивитися на «криве» зображення? І просто жахливо подумати, що буде, якщо гнучкий екран ненароком помнется.

Як бачимо, нестачі дисплеїв на електронному чорнилі вельми істотні. Саме з цієї причини E-Ink, ймовірно, так і не вдалося знайти жодного виробника техніки, якого задовольнили б характеристики дисплеїв, що пропонуються компанією створених по EID технології. А тому споживачі так і не побачили електронного чорнила в електронних пристроях, що масово випускаються.

Що стосується великих інформаційних або рекламних щитів, на які також націлювалася E-Ink зі своєю технологією, то і тут успіхів компанія не досягла.

Висновок

Є технології, які випереджають свій час. Є і такі, які від нього відстають. Ймовірно, технологія електронного чорнила відноситься саме до останніх - з'явися вона на пяток років раніше, можливо, у неї і були б непогані перспективи на ринку. А тепер...

Тепер на місце під сонцем претендують дисплеї що створюються по технології OLED (Organic Light Emitting Device, органічні светоизлучающие пристрої на основі полімерів). Вони обіцяють бути дуже економічними, дуже тонкими і не менш гнучкими, ніж електронно-чорнильні дисплеї. А з урахуванням високої яскравості і контрастности, можливостей перенесення кольорів, що забезпечується широких кутів огляду, а також готовності OLED дисплеїв працювати при будь-яких умовах зовнішнього освітлення, у дисплеїв створених по технології EID просто не залишається ніяких шансів вистояти в конкурентній боротьбі.

6. Сенсорні технології

Завдяки широкому поширенню мобільних пристроїв, а також різної споживчої електроніки, зокрема кишенькових персональних комп'ютерів, переносних навігаторів і ігрових префіксів, сенсорні дисплеї все більш упевнено займають власну нішу в багатьох сторонах нашого життя.

У цей час використовуються декілька видів сенсорних дисплеїв, однак найбільш широко застосовуються наступні чотири технології:

Резістівная (Resistive);

Інфрачервона (Infrared);

Ємкісна (Capacitive);

Поверхнево-акустичної хвилі (SAW).

Всі вказані технології мають свої власні відмінні риси, вигоди, переваги і недоліки.

Резистивная технологія сенсорних екранів

Резистивний сенсорний екран має багатошарову структуру, що складається з двох провідних поверхонь, розділених спеціальним ізолюючим складом, розподіленим по всій площі активної області екрана.

При торканні зовнішнього шара, виконаного з тонких прозорих пластик, його внутрішня провідна поверхня поєднується з провідним шаром основної пластини (може бути зроблена з скла або полиестера), що грає роль каркаса конструкції, завдяки чому відбувається зміна опору всієї системи. Ця зміна фіксується микропроцессорним контроллером, що передає координати точки дотику керуючій програмі комп'ютера.

Спрацювання відбувається від натиснення пальцем або іншим твердим предметом. Резистивние сенсорні екрани стійкі до впливу бруду, пилу, жиру і багатьом рідинам (таким як вода, ацетон, пиво, чай, кава і інш.), в тому числі і деяким хімічно їдким.

Основні особливості резистивних сенсорних екранів (touchscreen):

чудові показники якості;

відмінні технічні характеристики;

введення інформації як стилусом, так і пальцем;

типова прозорість - 80%.

Резистивная продукція є самої привабливою в ціновому відношенні, оскільки стоїть досить недорого. Також до переваг резистивних дисплеїв можна віднести високий дозвіл, можливість використати звичайний металевий або пластиковий стилус, стійкість до таких впливів, як пил, бруд, вода і інтенсивне освітлення. Однак у даного виду продукції є і свої недоліки. Наприклад, чіткість зображення цього вигляду сенсорних дисплеїв недостатньо висока. А самі дисплеї потребують регулярного калібрування внаслідок того, що починається розузгоджування місця реакції системи з місцем натиснення. Іноді можливий і такий варіант, що резистивний дисплей може реагувати синхронно більш ніж на одне натиснення. Крім усього вищепереліченого, такі дисплеї досить крихкі, що в значній мірі обмежує їх використання.

Ємкісна технологія сенсорних екранів

Чутливий елемент ємкісного сенсорного екрана являє собою скло, на поверхню якого нанесене тонке прозоре провідне покриття. Вдовж країв скла розташовані вузькі друкарські електроди, що рівномірно розподіляють низковольтное електричне поле по провідному покриттю. Понад провідного шара наноситься захисне покриття. При дотику до екрана утвориться ємкісний зв'язок між пальцем і екраном, що викликає імпульс струму в точку контакту. Електричний струм з кожного кута екрана пропорційний відстані до точки дотику, таким чином, контроллеру досить просто порівняти ці струми для визначення місця торкання. Результат - прозорий екран з малим часом відгуку, що володіє високою міцністю і довговічністю.

На сьогоднішній день, сенсорний екран з технологією ThruTouch є унікальним і єдиним сенсорним екраном, призначеним для використання у вуличних платіжних терміналах або інформаційних кіосках.

Дана технологія спочатку була застосована в таких моделях, як стільникові телефони iPhone і LG Prada. При цьому сенсор розташовувався під шаром мінерального скла, що давало йому додатковий захист від дряпин, а, отже, що підвищував його надійність. Електричні властивості провідників зазнають зміни вже в момент наближення пальця до дисплея. Саме тому iPhone прекрасно відгукується навіть на легкі дотики. Проекційні-ємкісні дисплеї дозволяють в один і той же час фіксувати декілька натиснень. Наприклад, в iPhone для зумирования застосовують двухпальцевие жести.

iPhone, завдяки своїй популярності, вдалося стати прародителем характерного дизайну для більшої частини «сенсорних» телефонів.

Відмінною рисою став елегантний моноблок з великим сенсорним дисплеєм і мінімальним числом кнопок.

Екран iPhone відрізняється прекрасним дозволом пікселів (320х480). Картинка на дисплеї жива і яскрава, з великим кутом огляду і до того ж бездоганною поведінкою на сонці. Підсвічування екрана швидко міняється в залежності від міри освітленості.

Дисплей iPhone також забезпечений датчиками, реагуючими на рух, що дає можливість автоматично змінювати його орієнтацію при повороті телефону.

Стилус для iPhone не передбачений, до того ж пристрій на нього не реагує. Однак зручність роботи з дисплеєм від цього ніяк не страждає.

iPhone зручний передусім для роботи з Інтернетом, тому велика частина фишка призначена для роботи в браузере. До них можна віднести, наприклад, оптимізацію розмірів інтернету-сторінок шляхом двійчастого натиснення.

Технологія поверхнево-акустичної хвилі

Даний принцип створення сенсорних екранів є технологічним і що дорого коштує. Він дозволяє досягнути точності при фіксуванні дій користувача за рахунок компенсації можливих погрішностей при визначенні екранних координат могутнім математичним апаратом програмної надбудови. У кутах такого екрана розміщується спеціальний набір п'єзоелектричних елементів, на які подається електричний сигнал частотою 5 МГц. Цей сигнал перетворюється в ультразвукову акустичну хвилю, що направляється вдовж поверхні екрана, а сам екран представляється для програми управління сенсорними датчиками у вигляді цифрової матриці, кожне значення якої відповідає певній точці екранної поверхні.

У обмежуючу екран рамку вмонтовані так звані відбивачі, що розповсюджують ультразвукову хвилю таким чином, що вона охоплює весь робочий простір сенсорного екрана. Спеціальні рефлектори фокусують ультразвук і направляють його на приймальний датчик, який знов перетворює отримане ним акустичне коливання в електричний сигнал. Навіть легке торкання екрана в будь-якій його точці спричиняє активне поглинання хвиль, завдяки чому картина поширення ультразвука по його поверхні дещо міняється. Керуюча програма порівнює прийнятий від датчиків сигнал, що змінився з тією, що зберігається в пам'яті комп'ютера цифровою матрицею - картою екрана, і обчислює виходячи з даних, що є координату торкання, причому значення координати вилічувати незалежно для вертикальної і горизонтальної осі.

Кількість поглиненої хвилі перетворюється в третій параметр, що визначає силу натиснення користувача на екран. Отриманим таким чином дані передаються відповідному програмному комплексу, що визначає подальший алгоритм роботи комп'ютера у відповідь на дії користувача.

Інфрачервона технологія сенсорних екранів

В порівнянні з попередньою, інфрачервона технологія забезпечує високий рівень міцності і прозорості і менш сприйнятлива до чинників навколишнього середовища за рахунок можливості герметичної ізоляції при монтуванні на екран монітора. Внаслідок цього використовується в медичних і виробничих додатках.

Вдовж меж сенсорного екрана, що застосовує в своїй роботі принцип інфрачервоних хвиль, встановлюються спеціальні випромінюючі елементи, що генерують направлені вдовж поверхні екрана світлові хвилі інфрачервоного діапазону, що розподіляються в його робочому просторі на зразок координатної сітки. З іншого боку екрана змонтовані уловлюючі елементи, що приймають хвилю і що перетворюють її в електричний сигнал. Якщо один з інфрачервоних променів перекривається що попав в його зону дії стороннім предметом, промінь перестає поступати на приймальний елемент, що тут же фіксується микропроцессорним контроллером, і при цьому обчислюється координата торкання.

Примітно, що інфрачервоному сенсорному екрану все одно, який саме предмет вміщений в його робочий простір: натиснення може здійснюватися пальцем, авторучкою, указкою і навіть рукою в рукавичці.

Сенсорно-скануючі дисплеї

З новинок в області сенсорних дисплеїв заслуговує увага новина, розроблена компанією Sharp. Це сенсорний дисплей, що дозволяє прибрати обмеження, властиві даній продукції, а також здатний сканувати зображення. Новий тип дисплеїв отримав назву «сенсорно-скануючий дисплей».

У дисплеї даного типу оптичний сенсор доданий в кожну точку, що дає можливість реєструвати зміни буквально до пікселя. Така технологія дозволила здійснити складний многоточечний порядок введення в стилі iPhone, а також обладнати пристрій спеціальною скануючою функцією. Для сканування досить усього лише прикласти до екрана візитну картку, яка буде спочатку отсканирована, а потім розпізнана за допомогою відповідного програмного забезпечення.

Крім цього технологія дає можливість виробляти дисплеї малої товщини - всього 1 мм. Це дозволяє виготувати або більш тонкий пристрій, або дати додаткове місце для обладнання інакшими деталями.

Дане оптичне рішення також дозволяє застосовувати спеціальні захисні шари, що оберігають екран від дряпин і інакших пошкоджень. При цьому сенсорні властивості дисплеїв і якість зображення ніяк не страждають.

На сьогоднішній день сенсорно-скануючі дисплеї зможуть використовуватися в цифрових камерах і смартфонах. Однак майбутні розробки будуть проводитися з метою збільшити діагональ екрана до 12.1 дюйма (зараз діагональ становить 3.5 дюйми), що дасть можливість застосовувати дану технологію в ноутбуках.

Застосування сенсорних технологій

Ще декілька років назад сенсорні технології були слабо поширені, зараз можна сказати, що їх розвиток практично в будь-якій сфері діяльності розкриває нові можливості, прискорює процеси обслуговування, спрощує взаємодію людини з комп'ютером.

Застосування сенсорних систем засноване на принципі дотику людини до його об'єкта, що зацікавив. Простота в звертанні дозволяє використати сенсорні технології великому колу користувачів. Антивандальное виконання екранів, захисні від дряпин технології зменшують відсоток можливості механічного пошкодження.

Сенсорні монітори - це один з типових прикладів застосування сенсорних технологій. Монітори бувають як настільного виконання, так і промислового - монітори, що вбудовуються. Як приклади застосування сенсорних моніторів (як настільних, так і варіантів, що вбудовуються ) можна привести наступне:

Торгівля

Оснащення торгової точки сенсорним обладнанням дозволить підвищити швидкість обслуговування клієнтів і при цьому знизити ризик помилок. Робота з "сенсорним" інтерфейсом практично не вимагає підготовки. Області застосування сенсорних систем в торгівлі справді багатоманітні. Частіше за все сенсорні монітори і моноблоки використовуються як POS-термінали. Сенсорний кіоск може використовуватися як термінал для електронного стола замовлень, служити електронним путівником по торговому залу, або застосовуватися для показу мультимедіа-презентацій. Так само сенсорний інтерфейс спрощує процес оформлення купівлі і дозволяє індивідуалізувати його.

Ігрові автомати

Сенсорний інтерфейс найбільш зручний для ігрових машин, що встановлюються в казино, барах, клубах. Відвідувачам, які тільки залучаються до такої техніки, набагато простіше і зручніше використати сенсорний екран.

Промисловість

Сенсорний екран максимально спрощує взаємодію людини з комп'ютером. Відсутність клавіатури і миші означає відсутність додаткових відволікаючих чинників, що надто важливо в робочих умовах промислового підприємства.

Фінансові установи

В фінансових установах при роботі з великими об'ємами різних даних часто доводиться використати многомониторние системи. Робота з клавіатурою і мишею в такому випадку пристойно сковує дії оператора, утрудняє роботу з інтерфейсами. Сенсорні технології дозволяють виконувати ті ж операції за більш короткий час

Медицина

В медицині, де використовується надто складне обладнання, дуже важливо максимально спростити роботу з технічно складними системами. У роботі з діагностичним обладнанням швидкість реакції і безпомилковість дій часто можуть виявлятися в буквальному значенні життєво важливими.

Готелі і ресторани

Оперативність і безпомилковість дій оператора в сфері обслуговування є однією з ключових ланок успіху компанії, працюючої в цьому секторі. Сенсорний монітор і спеціально розроблений під нього робочий інтерфейс здатні значно підвищити швидкість і точність роботи менеджера. Якість обслуговування в цьому випадку зростає, відповідно зростає і задоволення якістю сервісу з боку клієнтів.

Служби безпеки

Швидке зручне реагування на будь-які сигнали системи безпеки, управління різними модулями комплексу.

Транспорт

При великій кількості людей в будівлях вокзалів і аеропортів, бажаючих узнати якусь інформацію, зручним способом задовольнити їх, не створюючи зайвих черг є установка сенсорного апарату легкого в звертанні і антивандальном виконанні екранів.

Фітнес

Сенсорні монітори вставляються в тренажери і людина отримує можливість одночасно бігти і, наприклад, читати, або аналізувати кількість спалених калорій, задавати навантаження одним натисненням пальця.

"Розумний будинок"

Сенсорна панель - одна з самих сучасних способів управління розумним будинком. Уявіть собі плоский екран, на якому зображені кнопки, індикатори, будь-які графічні зображення. У режимі реального часу можна бачити, що і де включено, а простим дотиком керувати всім обладнанням будинку. Наприклад, на плані будинку можуть бути вміщені зображення лампочок. Торкніться їх - і вимкнете світло в будь-якій кімнаті.