Параметры ЖК-мониторов

Параметры ЖК-мониторов

Несмотря на то, что время отклика ячейки — далеко не самый важный показатель, чаще всего при выборе монитора покупатель обращает внимание только на этот фактор.
Собственно, именно поэтому TN+film и доминирует.
Однако при выборе конкретной модели стоит обдуманно взвешивать все характеристики монитора.

Время отклика

Этот показатель означает минимальное время, за которое ячейка жидкокристаллической панели изменяет цвет.
Существуют два способа измерения скорости матрицы: black to black, чёрный-белый-чёрный, и gray to gray, между градациями серого.
Эти значения очень сильно различаются.

При изменении состояния ячейки между крайними положениями (чёрный-белый) на кристалл подаётся максимальное напряжение, поэтому он поворачивается с максимальной скоростью.
Именно так получены значения в 8, 6, а иногда и 4 мс в характеристиках современных мониторов.

При смещении кристаллов между градациями серого на ячейку подаётся намного меньшее напряжение, потому что позиционировать их нужно точно для получения нужного оттенка.
Поэтому и времени для этого затрачивается намного больше (для матриц 16 мс — до 27-28 мс).

Лишь недавно в конечных продуктах смогли воплотить достаточно логичный способ решения этой проблемы.
На ячейку подаётся максимальное напряжение (или сбрасывается до нуля), а в нужный момент моментально выводится на нужное для удержания положения кристалла.
Сложностью является чёткое управление напряжением с частотой, превышающей частоту развёртки.
Кроме того, импульс нужно высчитывать с учётом начального положения кристаллов.
Однако Samsung уже представила модели с технологией Digital Capacitance Compensation, дающей показатели 8-6 мс для матриц PVA.

Контрастность

Значение контрастности определяется по соотношению яркости матрицы в состоянии «чёрный» и «белый».
Т.е. чем меньше засвечен чёрный цвет и чем выше яркость белого, тем выше контрастность.
Этот показатель критичен для просмотра видео, изображений и, в принципе, для хорошего отображения любого изображения.
Выглядит как, например, 250:1, т.е. яркость матрицы в «белом» состоянии — 250 кд/м², а в «чёрном» — 1 кд/м²;.
Впрочем, такие значения возможны только в случае TN+film, для S-IPS среднее значение — 400:1, а для PVA — до 1000:1.

Впрочем, заявленным в характеристиках монитора значениям стоит верить только с натяжкой, потому что это значение замеряется для матрицы, а не для монитора.
И замеряется оно на специальном стенде, когда на матрицу подаётся строго стандартное напряжение, подсветка питается строго стандартным током и т.д.

Яркость

Измеряется в кд/м².
Важна для работы с изображениями, для красочных игр и видео.
Зависит от мощности лампы подсветки и, косвенно, от типа матрицы (помните недостатки S-IPS ?).

Углы обзора

Обычно указываются значения 170°/170°, впрочем, для TN+film это значение — не больше чем декларация.
Требованием при определении углов обзора является сохранение контрастности не ниже 10:1.
При этом абсолютно безразлична цветопередача в таком положении, даже если цвета будут инвертированы.
Также учитываем, что углы определяются в центре матрицы, а на углы мы, естественно, изначально смотрим под углом.

Цветопередача

До пересечения рубежа в 25 мс при переключении ячейки в порядке чёрный-белый-чёрный все матрицы TN отображали честный 24-битный цвет.
Однако в гонке скоростей AU Optronics решила честную цветопередачу отбросить.
Начиная с матриц со скоростью 16 мс, все TN+film обеспечивают только 262 тысячи оттенков (18 бит).
Большее же количество оттенков обеспечивается двумя путями: либо перемешиванием точек с разными цветами (дизеринг), либо сменой цвета ячейки при каждом обновлении картинки (Frame Rate Control, FRC).
Второй способ «честней», потому как человеческий глаз всё равно не успевает заметить смены цвета на каждом кадре.

Подчеркиваем, все матрицы TN+film быстрее 16 мс — 18-битные, большинство матриц, произведённых по другим технологиям, поддерживают 24-битную цветопередачу.
Исключением являются встречающиеся в некоторых мониторах PVA от Samsung, поэтому стоит быть осторожными при выборе.
К сожалению, никакой системы в установке 18- или 24-битных PVA компанией Samsung не прослеживается.

Перспективы

Эволюция жидкокристаллических матриц не остановилась.
При увеличении диагонали возникают свои сложности, например, размещение огромного количества транзисторов на стеклянной панели.
Подсчитаем: стандартное разрешение для 15” дисплея — 1024 х 768 пикселей.
Т.е. на экране размещены 786 432 точки.
Каждая точка образуется 3 пикселями разных цветов.
Таким образом, на панели нужно разместить около 2,35 млн транзисторов.

Получение такой плотности на стекле — довольно серьёзная проблема.
Поэтому до недавнего времени тонкоплёночные транзисторы формировались на аморфном кремнии.
Однако такие транзисторы ограничены по полезной площади и требуют достаточно высоких значений напряжения.
Побороть эту проблему можно, используя кристаллический кремний для создания транзисторов.

Для осаждения кристаллического кремния необходимы высокие температуры (около 900 °C).
Однако при такой температуре расплавится стекло, на которое и нужно осадить кремний.
Поэтому создали несколько технологий, с помощью которых можно осадить молекулы кремния при сравнительно низкой температуре.
Самый распространённый метод — лазерный отжиг.
Нанесённый на стеклянную подложку аморфный кремний расплавляется эксимерным лазером, а затем кристаллизируется при температуре около 300 °C.
Общее название технологии — Low-Temperature PolySilicon (LTPS), низкотемпературный поликристаллический кремний.

На стеклянной подложке создаётся слой из LTPS, в котором формируются прозрачные транзисторы из окисла индия.
Благодаря тому, что подвижность электронов в кристаллическом кремнии равна 200 см²/В·с, а в аморфном — всего 0.5 см²/В·с, можно уменьшить размер самого транзистора.
Более того, раз кремний кристаллический, почему бы и логику драйвера панели не разместить в нём же?
Так получаются панели System on Panel, значительно более лёгкие, чем традиционные, и более простые для интеграции в монитор (количество контактов уменьшено с 4000 до 200).
Все эти преимущества значительно снижают потребление панелью электричества.

Впрочем, до повсеместного внедрения LTPS должно пройти ещё довольно много времени.
Причина — всё та же дороговизна технологии и сложность производства.
К тому же для производства матриц для настольных дисплеев LTPS не нужен.

Однако популяризации LTPS косвенно послужит постепенное ужесточение требований к энергопотреблению матриц со стороны организаций Standard Panels Working Group и Mobile PC Extended Battery Life Working Group.

Автор: Евгений Пугач