На протяжении всей истории персональных компьютеров их неизменными спутникамиоставались мониторы, построенные на основе использования электронно-лучевыхтрубок (ЭЛТ). Известно, что изображение в таких мониторах создается засчет излучения света люминофором, который размещается на внутренней поверхноститрубки. Активируется люминофор в результате его бомбардировки заряженнымичастицами, выпускаемыми электронной пушкой, располагающейся в основаниикатодной трубки. Именно благодаря такой конструкции ЭЛТ-мониторы обладаютбольшими габаритами, которые практически не представляется возможным уменьшитьбез резкой потери качества изображения. Еще одним и, на мой взгляд, самымважным минусом при работе за таким монитором является то, что здоровьепользователя постоянно находится под ударом: усталость глаз и постепенноеснижение зрения, постоянное облучение и нахождение в статическомполе. Да, хотя стандарты безопасности с каждым годом становятся все жестче,но все равно это проблему не снимает. Тогда возникает разумный вопрос:стоит ли экономить деньги на своем здоровье, если есть возможность приобрестиболее безопасное устройство?В этом обзоре будут подробно рассмотрены альтернативные технологии производствамониторов от уже довольно распространенной LCD и до еще таких довольноэкзотических как PDP и LEP. Автор постарается объективно дать оценку каждойтехнологии, указать на все их плюсы и минусы.Итак, начнем, пожалуй, с LCD-мониторов, как наиболее реальной замене старичку ЭЛТ.LCD-мониторыШироко распространенной альтернативой электронно-лучевым мониторам выступаютматрицы на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display или LCD). Впервыеэту технологию стали применять на рынке портативных компьютеров. ПервыеLCD-мониторы были монохромными, унаследовав эту особенность у своихпредшественников - экранов для наручных часов и калькуляторов. Впоследствиина свет появились и цветные образцы.В основе технологии, пот которой создаются жидкокристаллические мониторы,лежат особые физико-химические свойства группы веществ, которые условноназывают жидкими кристаллами. По сути, это особые жидкости, молекулы которыхвзаимно ориентированы. В результате жидкие кристаллы проявляют однородностьфизических свойств, которые можно менять, подавая напряжение на полюсныеконтакты, расположенные по краям матрицы, заполненной жидкими кристаллами.При этом молекулы вещества меняют свою пространственную ориентацию. Вследствиевсего этого оптические свойства матрицы меняются: изменяется степень еепрозрачности и характеристики отражаемого света.Хочу сразу отметить тот факт, что процесс внедрения LCD-мониторов тормозилсяс одной стороны тем, что эта технология была на те времена довольно новаи еще сыра, свойства жидких кристаллов открывались постепенно; с другой- стоимость ЖК-матриц была слишком высока, вследствие чего готовые продуктына их основе не могли конкурировать с довольно дешевыми, относительно LCD,ЭЛТ-мониторами.матрица LCDНеобходимо пару слов сказать об эффекте поляризации. Поляризация - этоотклонение от равновесного значения разности потенциалов между гальваническимэлектродом и раствором при прохождении электрического тока. Поляризацияоснована на поляризуемости отдельных веществ. Поляризуемость - способностьатомов, ионов и молекул в электрическом поле Е приобретать дипольный моментр равный: р=aЕ. Иногда коэффициент пропорциональности "a" называют поляризуемостью.Как же это применяется в ЖК-матрицах? Каждый элемент ЖК-матрицы представляетсобой один пиксел изображения. Для того, чтобы упорядочить все молекулыЖК-наполнителя (тем самым придав нужные свойства), необходимо создать поляризационныйэффект. Для этого на подложки экрана нанесены микроскопические направляющиеканалы, вертикальные на одной стенке и горизонтальные на другой.Однако был замечен и такой факт: молекулы ЖК-наполнителей примерно такимже образом реагируют при попадании на них луча света, как и при наличииили отсутствии электромагнитных полей. Поэтому вся матрица пикселов подвергаетсяподсветке от внешнего источника - прямым или отраженным светом. В результатеэтого все молекулы экрана синхронно поворачиваются на определенный уголотносительно направления луча света, в следствие чего в итоге мы получаемравномерно окрашенный экран.Но тут возникает небольшая дилемма. Человеческий глаз не способен зафиксироватьизменение плоскости поляризации без дополнительных устройств. Поэтому навнешнюю часть ЖК-матрицы обычно надевают еще два специальных фильтра. Этиполяризационные фильтры пропускают через себя без потерь поток светас соответствующей осью поляризации и задерживает остальные.Принцип формирования изображения на LCD-мониторе аналогичен ЭЛТ-мониторам,то есть при помощи точек-пикселей. Однако вместо луча электронной пушки,бьющего в слой люминофора, мы имеем дело с большим количеством электродов,каждый из которых, собственно и отвечает за единичный пиксел изображения.Однако, каким же образом пиксел изображения окрашивается в нужный цвет?Есть два способа решения данной проблемы. Первый представляет собой разложениябелого цвета на составляющие части при помощи цветовых фильтров. Но здесьпалка в двух концах. С одной стороны это довольно простой и недорогой способ,с другой же - потери силы светового потока при прохождении через системуфильтров оказываются весьма значительными.Второй способ намного более приемлем, но соответственно и дороже, таккак требует точной технической реализации. В этом случае обыгрывается динамическоеизменение характеристик вектора поляризации потока в результате измененияподаваемого напряжения. Разные части спектра светового потока реагируютна такое изменение по-разному, поэтому "лишние" части излучения можно попростуотсеивать.Пассивные и активные LCD матрицыЗа свою не столь долгую историю жидкокристаллические матрицы, а, следовательно,и мониторы на жидких кристаллах успели пережить смену нескольких поколений.Самыми первыми появились LCD-мониторы с так называемой пассивной матрицей,активно использовавших технологию STN (Super Twisted Nematic), котораяувеличивала угол кручения молекул внутри матрицы монитора до 270°, повышаятем самым общую контрастность изображения. Пассивные мониторы подразумевалиналичие обособленных электродов, каждый их которых отвечал за формированиеотдельного пиксела изображения независимо от других, т.е. подсветка осуществляласьпопиксельно. Сам термин "пассивная" указывал на то, что электроемкостькаждой ячейки требовала определенного времени на смену напряжения, чтов результате приводило к тому, что все изображения перерисовывалось довольнодолго, буквально строка за строкой. Таким образом, на пассивных матрицахеще можно было работать в офисных программах, в то время, как динамическоеизображение казалось заторможенным и размазанным (хотя, кому-то это явнонравилось если брать в расчет Motion Blur ;о). Кроме того, электроды довольночасто интерферировали друг с другом, создавая тем самым некрасивые разводы.В последствии на смену пришла технология двойного сканирования, котораязаключалась в следующем. Вся активная область экрана разделялась на двечасти. Таким образом, прорисовывание изображения происходило параллельнов обеих частях. Как следствие, частота обновления удваивается, а смазанностьи дрожь практически исчезает. Сегодня еще можно встретить портативные компьютеры,использующие матрицы двойного сканирования. Однако, мониторы для персональныхкомпьютеров изготавливаются уже по другим принципам.Более дорогой, чем в случае с двойным сканированием, но, соответственно, и более качественный способ отображения экрана на жидкокристаллическиймонитор - это применение так называемых активных матриц. В этом случае также действует принцип один электрод - одна ячейка, однако каждый пикселэкрана обслуживает еще и дополнительный элемент, который, во-первых, снижает время, уходящее на смену напряжения на электроде (практически в шесть разпо сравнению с пассивной матрицей), а, во-вторых, устраняет опасность взаимодействия соседних ячеек друг с другом. В результате повышаются практически все параметрыизображения - четкость, яркость и скорость перерисовки. Благодаря прикрепленному к каждой ячейке транзистору матрица "помнит" состояние всех элементов экрана,и сбрасывает его только в момент получения команды на обновление. Кроме того, увеличивается угол обзора, что в свое время было большой проблемой:при отклонении головы пользователя от перпендикулярного по отношению к монитору состояния изображения начинало тухнуть и смазываться.Самой же последней технологией в мире LCD-мониторов следует считать внедрение тонкопленочных компьютеров, или TFT (Thin Film Transistor). Это- сверхтонкие пленки, толщина которых измеряется сотыми долями микрона.Матрица такого монитора состоит из огромного количества микроскопическихтранзисторов. К сожалению, продвижение этой технологии к массовому пользователюзатруднено слишком дорогим и капризным технологическим процессом, во многомсхожим с выращиванием кристаллов для подложки процессоров.Стоит ли игра свеч?Бытует мнение, что один из главных недостатков LCD-мониторов кроется вих фиксированном разрешении, которое жестко определяется количеством пикселейпо горизонтали и вертикали и, соответственно, плотностью ячеек на дюйм.Однако, это не совсем верно. Да, это факт, что максимальное разрешениекаждой матрицы строго определяется производителем и превысить его ну никак не удастся. Однако тем же недостатком фактически обладают и обычныеЭЛТ-мониторы. Понизить же рабочее разрешение на ЖК-мониторах можно двумяпринципиально различными способами. Во-первых, изображение может сжиматьсявокруг центра экрана, оставляя вокруг себя черную рамку незадействованныхячеек. Во-вторых, разрешение изменяют, прибегая к интерполяции, то естьдля обеспечения переходя между виртуальными пикселями растянутого изображениябудут применять усредненные значения ячеек.Этак, какие же плюсы мы имеем, приобретая на данный момент LCD-мониторвзамен ЭЛТ-монитору? Во-первых, практически полная безвредность для человеческогоорганизма. А это, на мой взгляд, один из самых важных факторов, влияющихна выбор именно этой технологии. Во-вторых, это компактность, удобствоэксплуатации и эргономичность. Ну и в-третьих, абсолютно плоский экран,который способен воспроизвести изображение без малейших искажений. Из отрицательныхмоментов можно выделить все еще высокую цену и невозможность (на данныймомент) полностью корректной цветопередачи.PDP. Плазменные экранные матрицыПрообразом для создания плазменных экранных матриц (Plasma Display Panels)стали самые обычные лампы дневного освещения. Плазменные мониторы состоятиз полой стеклянной панели, заполненной газом. На поверхность внутреннейстороны стенок выведены микроскопические электроды, образующие две симметричныематрицы, а снаружи эта конструкция покрыта слоем люминофора. Когда на контактыподается ток, между ними возникает крошечный разряд, который заставляетсветиться (в ультрафиолетовой части спектра) располагающиеся рядом молекулыгаза. Следствием этого является освещение участка люминофора, как это происходитв обычных ЭЛТ-мониторах.Основные плюсы этой технологии это: во-первых, плазменные мониторы выгодноотличаются от своих конкурентов высокой яркостью и контрастностью изображения;во-вторых, в их габаритах составляющая толщины представляет собой ничтожномалую долю. Основные минусы, не позволяющие использовать эту технологиюдля производства мониторов, это низкая разрешающая способность и крайневысокая энергоемкость. Кроме того, стоимость таких устройств является заоблачнойдля массового пользователя. Да и проблемы с цветопередачей для PDP такжеактуальны, как и для всех прочих решений, отличных от ЭЛТ. Впрочем, сегодняеще рано судить о том, какая из существующих технологий придет на сменуЭЛТ. При современных темпах разработок и внедрения ответ на этот вопросмы должны получить в течение ближайших трех лет.LEP. Светоизлучающие пластикиИная альтернатива развития мониторов, не связанная с существующими наработками- технология изготовления и использования дисплеев на основе так называемыхсветоизлучающих пластиков.первый монитор, построенный по технологии LEPСветоизлучающие пластики (Light Emission Plastics) - сложные полимерыс рядом интересных свойств. Вообще-то, использование пластических полимерныхматериалов в качестве полупроводников началось уже довольно давно, и встретитьих можно в самых различных отраслях техники, в том числе и в бытовой электронике,включая персональные компьютеры. Однако некоторые представители этого семействаобладали и довольно необычным свойством - способностью эмитировать фотоныпод воздействием электрического тока, то есть светиться.технология LEP позволяет довести обзорность до 1800Поначалу КПД полимерных светильников был крайне низким, и соотношениеизлучаемого света к затраченному потоку электронов измерялось долями процента.Но в последнее время компания Cambridge Display Technology существеннопродвинулась в разработке светоизлучающего пластика и повысила эффективностьэтих материалов в сотни раз. Сейчас с уверенностью можно сказать, что LEPсравнились по своей функциональности с привычными светодиодами. Поэтомуна повестку дня стал вопрос об их практическом применении.кусочек светоизлучающего пластикаLEP необычайно просты и дешевы в производстве. В принципе, LEP-дисплейпредставляет собой многослойный набор тончайших полимерных пленок. Дажепо сравнению с экранами на жидких кристаллах пластиковые мониторы кажутсясовсем тонкими - всего пары миллиметров вполне достаточно для воспроизводствана них качественного изображения. По многим же параметрам светоизлучающиепластики превосходят всех своих конкурентов. Они не подвержены инверсионнымэффектам, что позволяет менять картинку на таком дисплее с очень высокойчастотой. Для работы LEP расходуют электрический ток слабого напряжения,да и вообще отличаются низкой электроемкостью. Кроме того, то, что пластиксам излучает, а не использует отраженный или прямой поток от другого источника,позволяет забыть о тех проблемах, с которыми сталкиваются производителимониторов на жидких кристаллах, в частности - ограниченного угла обзора.Конечно, не обошли эту еще молодую технологию и свои специфические проблемы,такие, например, как ограниченный срок службы полимерных матриц, которыйсегодня намного меньше, чем у электронных трубок и ЖК-дисплеев. Другаяпроблема касается воспроизведения светоизлучающим пластиком цветных изображений.схема технологии LEPТаким образом, подводя итог всему вышесказанному, хочу отметить тотфакт, что в ближайшие три года прямым наследником ЭЛТ-мониторов будет все-такиLCD-мониторы. Эта технология развивается уже довольно давно по компьютерныммеркам, что дает основание говорить о том, что техпроцесс все улучшается,а себестоимость продукции падает, становясь все более доступной массовомупользователю.Дополнительные материалы:LCD мониторы по версии 2002 годаТехнология жидкокристаллических мониторов (LCD)...