Видеомониторы на плоских панелях (ВМПП) весьма разнообразны. Сейчас применяются:
· мониторы на жидкокристаллических индикаторах (LCD – Liquid Cristal Display);
· плазменные мониторы (PDP – Plasma Display Panels);
· электролюминесцентные мониторы (FED – Field Emission Display);
· самоизлучающие мониторы (LEP – Light Emission Plastics).
Мониторы на жидкокристаллических индикаторах (ЖКИ, LCD – Liquid Cristal Display) – это цифровые плоские мониторы. Эти мониторы используют специальную прозрачную жидкость, которая при определенных напряженностях электростатического поля кристаллизуется, при этом изменяются ее прозрачность, коэффициенты поляризации и преломления световых лучей. Эти эффекты и используются для формирования изображения. Конструктивно такой дисплей выполнен в виде двух электропроводящих стеклянных пластин, между которыми и помещается тончайший слой такой кристаллизующейся жидкости. В качестве источника света для задней или боковой подсветки экранов обычно используются флуоресцентные лампы с холодным катодом или электролюминесцентные панели. LCD бывают с активной и пассивной матрицами.
В пассивной матрице каждый элемент экрана (пиксел) выбирается на перекрестии координатных управляющих прозрачных проводов, а в активной для каждого элемента экрана есть свой управляющий транзистор, поэтому их часто называют TFT-экранами (TFT – Thin Film Transistor, тонкопленочный транзистор). Наряду с монохромными, широко используются и цветные дисплеи. У цветных дисплеев каждый пиксел состоит из трех отдельных подпикселов (R, G и В), покрытых тонкими светофильтрами соответствующих цветов. Современные дисплеи с активной матрицей поддерживают стандарт True Color, что позволяет отображать до 16,7 цветовых оттенков. Сами цвета достаточно глубокие и яркие. Дисплеи с активной матрицей имеют лучшую яркость и предоставляют возможность смотреть на экран даже с отклонением до 45° и более (то есть при угле обзора 120 — 140°) без ущерба качеству изображения, что невозможно в случае с пассивной матрицей, которая позволяет видеть качественное изображение только с фронтальной позиции по отношению к экрану. Некоторые модели LCD-мониторов с активной матрицей обеспечивают угол обзора в 160° и есть все основания предполагать, что технология будет и дальше совершенствоваться. На панели с активной матрицей можно отображать движущиеся изображения без видимого искажения, так как время реакции у них около 50 мс против 300 мс для пассивной матрицы, а контрастность изображения даже лучше, чем у CRT-мониторов. Следует отметить, что яркость отдельного элемента экрана остается неизменной на всем интервале времени между обновлениями картинки, а не представляет короткий импульс света, излучаемый элементом люминофора CRT-монитора сразу после прохождения по этому элементу электронного луча. Именно поэтому для LCD-мониторов достаточной является частота регенерации 60 Гц. Благодаря лучшему качеству изображений эта технология также используется и в мониторах для настольных компьютеров, что позволяет создавать компактные мониторы, менее опасные для нашего здоровья.
Эффективное разрешение у каждого LCD-монитора только одно, его называют native, оно неизменно и определяется размером и количеством пикселов, которые физически фиксированы. Именно в native разрешении LCD-монитор воспроизводит изображение лучше всего. Например, если LCD-монитор имеет native-разрешение 1024 ´ 768, то на каждой из 768 линий расположено 1024 пикселов. Есть, правда, возможность использовать и более низкое, чем native, разрешение, используя один из двух методов:
1) centering (центрирование) – суть метода в том, что для отображения используется только то количество пикселов, которое необходимо для формирования картинки с более низким разрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только в середине. Все неиспользуемые пикселы остаются черными, то есть вокруг изображения образуется широкая черная рамка;
2) expansion (растяжение) – суть его в том, что при воспроизведении изображения с более низким, чем native, разрешением используются все пикселы, то есть изображение занимает весь экран. Однако из-за того, что изображение растягивается на весь экран, возникают небольшие искажения и ухудшается резкость.
Переход к нужному методу выполняется включением (Expansion) или выключением (Centering) режима Zoom – масштабирования изображения. LCD-панель типа XGA имеет разрешение native 1024 ´ 768, a SXGA – 1280 ´ 1024. Потребляемая и рассеиваемая мощность у LCD-мониторов существенно ниже, чем у CRT-мониторов.
В плазменных мониторах (PDP – Plasma Display Panels) изображение формируется сопровождаемыми излучением света газовыми разрядами в пикселах панели. Конструктивно панель состоит из трех стеклянных пластин, на две из которых нанесены тонкие прозрачные проводники: на одну пластину – горизонтально, на другую – вертикально. Между ними находится третья пластина, в которой в местах пересечения проводников двух первых пластин имеются сквозные отверстия, это и есть пикселы. Эти отверстия при сборке панели заполняются инертным газом: неоном или аргоном. При подаче высокочастотного напряжения на один из вертикально и один из горизонтально расположенных проводников в отверстии, находящемся на их пересечении, возникает газовый разряд.
Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком. Фактически каждый пиксел на экране работает, как обычная флуоресцентная лампа (иначе говоря, лампа дневного света).
При разрешающей способности 512 ´ 512 пикселов имеет размеры порядка 200 ´ 200 мм, при 1024 ´ 1024 пиксела – 400 ´ 400; толщина панели 6 — 8 мм.
Высокая яркость и контрастность, наряду с отсутствием дрожания, являются большими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть нормальное изображение на плазменных мониторах, существенно больше, чем 45°, в случае с LCD-мониторами. Главными недостатками такого типа мониторов является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора, и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Кроме этого, свойства люминофорных элементов быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10 000 часами (это около 5 лет при офисном использовании). Из-за этих ограничений такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, то есть там, где требуются большие размеры экранов для отображения информации.
Электролюминесцентные мониторы (FED – Field Emission Display) в качестве панели используют две тонкие стеклянные пластины с нанесенными на них прозрачными проводами. На одну из этих пластин нанесен слой люминофора. Пластины складываются так, что провода пластин пересекаются, образуя сетку. Между пересекающимися проводами образуются пикселы. На пару пересекающихся проводов подается напряжение, создающее электрическое поле, достаточное для возбуждения свечения люминофора в пикселе, находящемся в месте пересечения.
Самоизлучающие мониторы (LEP – Light Emission Plastics) используют в качестве панели полупроводниковую пластину, элементы которой под действием электрическо
го тока начинают светиться. Конструкция панели примерно такая же, как панели FED, но через полупроводниковые пикселы пластины пропускается ток (а не создается электрическое поле). На сегодняшний день имеются монохромные (желтого свечения) LEP-дисплеи, приближающиеся по эффективности к дисплеям LCD, но уступающие им по сроку службы.
Достоинства LEP-панелей:
· пластик сам излучает свет, поэтому не нужна подсветка как в LCD-мониторе;
· LEP-монитор обеспечивает 180-градусный угол обзора;
· LEP-дисплей работает при низком напряжении питания (менее 3 В) и имеет малый вес, поэтому их можно использовать в портативных ПК;
· ЕР-дисплей обладает крайне малым временем переключения (менее 1 мс), его можно использовать для воспроизведения видеоинформации.