Это не бомба, это монитор будущего
Это не бомба, это монитор будущего
В одном из пришедших в редакцию писем был задан один вопрос: "А что, ЖК-дисплеи и плазма-дисплеи - это не одно и то же?" Скажу честно, в первый момент он меня несколько рассмешил. В конце концов, достаточно просто соотнести плазму с жидкими кристаллами, чтобы многое сразу стало на место. Однако заглянув сразу после этого в Интернет, мне пришлось малость изменить свое мнение. За последние два года, прошедшие с того момента, как последний раз попробовал разобраться с передовыми технологиями, они как-то сильно разрослись и расплодились. Местами настолько, что почти полностью изменили свой облик и сроки ожидаемых результатов.
Взять хотя бы те же жидкие кристаллы. Еще три-четыре года назад, по большому счету, они делились только на цветные и черно-белые, а также на активные и пассивные. В первом случае вся загвоздка крылась в цветности изображения. Цветные были заметно дороже по причине значительно большей сложности производства. Во втором случае речь шла о неизбежном техническом компромиссе. Привычный монитор с электронно-лучевой трубкой сам создает свет, и это давно уже стало привычным. Другое дело - портативные системы, не позволяющие использование ЭЛТ. Попытка решить задачу в лоб привела к созданию активных матриц, по принципу работы отдаленно схожих с ЭЛТ. Но за все пришлось заплатить слишком большую цену, как в переносном, так и в самом прямом смысле. В результате пришлось искать компромисс. Основная трудность заключалась в подсветке, и от нее попробовали отказаться. Обычный человек редко пользуется компьютером в темноте, особенно портативным, а днем можно воспользоваться и окружающим освещением, если, к примеру, отразить его от чего-нибудь. Так возникли пассивные, но куда более дешевые матрицы. Этот мир сложился без малого десять лет назад и практически не менялся. Как оказалось, впечатление было обманчивым.
На самом деле прогресс не стоял на месте. В области тех же жидкокристаллических дисплеев (или панелей, как их предпочитают называть в Америке) была достигнута критическая масса знаний, после которой происходит распад на отдельные технологические течения и принципиальные направления.
Жидкие кристаллы как таковые были открыты еще в 1888 году австрийским ученым Ренитцером, однако понадобилось боле сорока лет, чтобы понять и оценить их. Начиная со второй половины шестидесятых годов двадцатого века, жидкие кристаллы стали широко применяться в разного рода малоразмерных информационных панелях, например, в электронных часах. Прелесть такого решения заключалась в возможности резкого уменьшения габаритов панели при одновременном снижении энергопотребления, что как раз и позволило создать электронные часы вообще. Постепенно ведущие производители ЖКИ, такие, как SHARP (www.sharp.com), добились увеличения суммарного оборота рынка до одного миллиарда долларов в 1993 году.
За это время технология пассивных панелей достигла порога своего совершенства. В принципе, их устройство было не столь уж и сложным. Так как индикатор тех же часов или любого другого специализированного устройства должен воспроизводить весьма ограниченное количество символов заранее известной формы и расположения, то конструкторы заранее могли создать панель с предварительно сформированными полостями, заполненными жидким кристаллом. Самой сложной задачей было разработать механизм управления ими. В пассивном состоянии структура жидкого кристалла практически хаотична, что позволяет свету проникать сквозь него. Отразившись от задней поверхности панели, свет опять пронизывает кристалл, и создается впечатление, что на экране ничего нет. Если нужно отобразить какой-нибудь символ, то на контакты соответствующей полости подается напряжение, которое приводит к поляризации кристалла. Она подобрана таким образом, чтобы кристалл оказался сориентирован поперек светового потока, что делает полость непрозрачной для света, а значит - видимой. Все, эффект достигнут. На чистой панели появилось некое изображение. Если напряжение снять, то кристалл опять станет прозрачным.
Такие манипуляции с поляризационными свойствами позволили конструировать самые разнообразные устройства, требующие минимизации размеров, а способность управлять состоянием кристалла за счет малых энергетических величин обеспечила возможность отказа от громоздких источников питания. Так ЖКИ проникли в мир компьютеров. На первый взгляд казалось, что для их использования в качестве терминального экрана большего не требуется. Тем более, что выводимая информация была, как и в часах или калькуляторах, алфавитно-цифровой.
Однако достаточно скоро компьютеры открыли возможности цвета, а конструкторы неприятно удивились, осознав всю сложность конструирования бутерброда полостей примитивов для формирования всех возможных символов, исходя из привычной технологии ручных часов. К тому же кристалл имел всего лишь два состояния (включено/выключено) и не мог обеспечить передачу даже минимального количества градаций оттенков.
Задачу удалось решить примерно в конце семидесятых - начале восьмидесятых годов. В результате успешного окончания ряда исследовательских программ была создана технология пленочных транзисторов, позволяющая относительно точно контролировать степень поляризации жидкого кристалла. Плюс сказались успехи изысканий в области материаловедения, нашедшие такие кристаллы, которые достаточно четко реагировали на изменения параметров поляризующего фактора. Грубо говоря, удалось создать ячейку с переменной оптической проницаемостью, регулирование степени "непрозрачности" которой давало не только чисто белый и чисто черный цвета, но и некоторое количество промежуточных состояний разной степени серости. Эта технология получила наименование TFT.
Увы, оборотная сторона открытий оказалась достаточно неприглядной. Быстро совершенствующиеся мониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) стали все больше и больше удовлетворять требования заказчиков и даже обгонять их. Не стоит забывать, что та же технология применялась еще и при изготовлении кинескопов телевизоров, что, благодаря массовости производства, сильно стимулировало внедрение всевозможных совершенствований. К концу восьмидесятых годов стандартный цветной VGA монитор обеспечивал такие параметры, как разрешение до тысячи шестисот на тысяча двести точек (триад, если быть более точным), максимальную частоту кадров до 180 Гц (монитор, как Diamond Pro 21TX компании Mitsubishi www.mitsubishi.com), минимальный шаг апертурной решетки 0,25 миллиметров (dot pitch)- (Sony модель Multiscan 20seII), сплошное непрерывное изображение, широкий угол обзора (то есть отклонение от перпендикуляра к плоскости экрана, при котором изображение остается видимым и разборчивым), близкий к ста восьмидесяти градусам, и весьма приличную светосилу (так как ЭЛТ-монитор сам является источником света).
На этом история ЖКИ могла закончиться, если бы не некоторые недостатки электронно-лучевых трубок. По мере увеличения размера диагоналей формируемое на экране изображение подвергается возрастающему воздействию дефектов технологии. При всем удобстве управления электронным лучом, он проецирует изображение с минимальными искажениями лишь на внутреннюю поверхность сферы, что неудобно для зрителя. Естественно, инженеры придумали способы компенсации искажений при переходе от сферы к плоскости, но это прибавило изрядную долю цены. К тому же "плоские" мониторы на самом деле не такие уж и плоские. Вместо части сферы, поверхности их экранов являются всего лишь фрагментом боковой стенки цилиндра большого диаметра. Плюс вес, плюс геометрические размеры монитора (длина ЭЛТ практически равняется величине диагонали экрана). К тому же реальная видимая область ЭЛТ значительно меньше реальной площади ее передней части (osp.data.minsk.by/publish/1996/02/source/32.htm).
Это дало альтернативным решениям второй шанс. Дело в том, что в ЖКИ толщина панели достаточно мала, не превышает ста миллиметров, а практически вся передняя поверхность служит для формирования изображения. Таким образом реальная полезная площадь, к примеру десяти- одиннадцатидюймового ЖК-дисплея, практически равна (а местами и превосходит) аналогичному показателю стандартного четырнадцатидюймового ЭЛТ-монитора.
Однако полной и окончательной победе ЖКИ над ЭЛТ мешают четыре препятствия, над преодолением которых как раз и работают инженеры. Во-первых, практически все жидкокристаллические матрицы серьезно уступают обычным мониторам по качеству изображения. Базовые элементы, формирующие картинку, имеют видимый глазом (!) зазор, что делает результат похожим на средней руки полиграфический отпечаток, состоящий из различимых цветных точек. Во-вторых, ЖК-дисплеи пока обладают куда меньшей апертурой (способностью отражать падающий свет), а угол обзора (местами не более девяносто градусов) позволяет видеть качественное изображение, находясь строго перед экраном. Это хорошо для обеспечения безопасности, но весьма неудобно в обычном пользовании. Яркость среднего портативного компьютера составляет около 70 кандел/м2. ЖК-дисплеи, используемые в качестве настольных мониторов, имеют обычно яркость от 150 до 200 кандел/м2. Хотя типичный ЭЛТ-монитор может обеспечивать яркость 300 кандел/м2, ЖК-дисплей, у которого яркость составляет 200 кандел/м2, обычно кажется пользователю более ярким.
Третьей серьезной проблемой является качество. Увы, даже самые передовые и продвинутые лидеры рынка (SONY, TOSHIBA и так далее) пока не в состоянии производить ЖК-дисплеи размером более 550 на 650 миллиметров. К 1999 году ожидается, что максимальный размер может быть увеличен до 650x830 миллиметров. При этом даже на ныне существующих панелях количество активных точек, формирующих изображение, составляет более миллиона, и технология не может гарантировать, что все они окажутся совершенно исправными. Тем более, что механизм управляющего ими контроллера (если так можно выразиться) создается на самой подложке ЖК-панели, которая, откровенно говоря, мало способствует достижению высокого качества. Таким образом, покупая ноутбук или ЖК-монитор, следует быть готовым к тому, что некоторая часть "точек" матрицы окажется заведомо неисправна. При этом, чтобы изготовить приемлемую по потребительским свойствам панель, соответствующую семнадцатидюймовому монитору, нужно добиться четырехкратного, по сравнению с сегодняшним уровнем, увеличения плотности формирующих точек на единицу площади... Следует сказать, что серьезным ограничением развития рынка панельных дисплеев является высокая сложность технологии производства ЖК-экранов (www.roline.ru/osp/cw/23_97/070.rhtml). Четвертым и последним решающим негативным фактором является цена. В настоящее время ЖК-аналог четырнадцатидюймового монитора стоит около полутора тысяч долларов (www.zdnet.ru/ products/Peripherals/19970814/lcd-s2.htm), что без малого в три раза дороже. Даже тот факт, что он не создает паразитного излучения, не "глушит" рядом стоящие телевизоры и потребляет значительно меньше мощности, пока еще не может оправдать столь большие дополнительные расходы.
Однако, как принято говорить на Западе, "конструкторы трудятся над этими задачами". В настоящее время значительно возросла гамма возможных технологических решений, позволяющих тем или иным образом увеличить достоинства и уменьшить недостатки (ftp.infoart.ru/it/press/cwm/25_97/ parad.htm). Так, кроме привычных TFT-матриц, сегодня активно совершенствуются технологии LCD, DSTN и другие. В сущности, есть все основания ожидать в ближайшие два года серьезного прорыва в этой области, так как накопившаяся сумма знаний в области жидких кристаллов понемногу из количества переходит в качество. Так, уже удалось найти решение задачи управления большим числом пленочных транзисторов в режиме VGA (1024 x 768 x 3 = 2 359 396 транзисторов). Уже удалось придумать так называемый "холодный" источник задней подсветки, потребляющий примерно семнадцать ватт и обеспечивающий светосилу на выходе из транзисторных цветных фильтров в двести семьдесят кандел/м2.
Словом, технология жидких кристаллов, как показало простое исследование материалов сети Интернет, чрезвычайно быстрыми темпами приближается к тому рубежу, за которым начинается массовое производство бытовых ЖК-мониторов. По оценкам аналитиков (www.roline.ru/osp/cw/ 23_97/070.rhtml), цепная реакция острой конкурентной борьбы, сопровождающаяся быстрым совершенствованием конструкций и обвальным снижением цен (как это наблюдалось с обычными ЭЛТ-монитами), начнется тогда, когда на рынке появятся ЖК-панели ценой около пятисот-шестисот долларов, то есть не более чем вдвое превосходящих ЭЛТ.
Однако работы в области средств отображения информации вовсе не ограничиваются одной лишь только областью жидких кристаллов. Если слегка заглянуть внутрь обычного кинескопа, то становится ясно, что он устроен крайне примитивно и очень нерационально. Чтобы вся эта система заработала, нужно сильно разогреть катод. На это уходит уйма энергии, к тому же конструкторы не могут позволить себе вместить в ЭЛТ много катодов (за исключением цветного варианта, в котором по одному катоду отводится на каждый базовый цвет), поэтому приходится конструировать всякие электромагнитные разгонные и корректирующие системы. Это только в кино красивые тонкие иглы лучей разрезают космокрейсеры на расстоянии сотен километров. В жизни рассеивание пучка электронов прямо пропорционально расстоянию до мишени. Именно отсюда проистекают все эти "бочки", "подушки", несведение лучей и прочие маленькие радости жизни.
А между тем еще лет пятьдесят назад было открыто одно весьма любопытное явление. Как оказалось, если катод заострить на манер швейной иглы, то электромагнитное поле в состоянии самостоятельно выдергивать из него свободные электроны. Остается подать напряжение - и все. По такому принципу работают лампы дневного света. Вылетающие электроны ионизируют инертный газ, чем заставляют его светиться. Трудность заключалась лишь в отработке технологии получения таких игольчатых матриц. Ее решили в Университете штата Иллинойс в шестидесятые годы, и до начала шестидесятых компания Owens-Illinois довела проект до коммерческого состояния. В восьмидесятых этой идеей пробовали "баловаться" Burroughs и IBM, впрочем безуспешно.
Вообще говоря, идея плазменной панели появилась вовсе не из чисто научного интереса. Ни одна из существовавших технологий не могла справиться с двумя простыми задачами: добиться высококачественной цветопередачи без неизбежной потери яркости и создать такой телевизор с широким экраном, чтобы он при этом не занимал всю площадь комнаты. А плазменные панели (PDP), пока только теоретически, подобную задачу как раз решить могли. Только первое время плазменные экраны были монохромными (оранжевым) и могли удовлетворить только весьма специфических потребителей, которым требовалась прежде всего большая площадь изображения. Поэтому первую партию PDP (около тысячи штук) купила Нью-Йоркская Фондовая Биржа.
Направление плазменных мониторов возродилось после того, как стало окончательно ясно, что ни ЖК-матрицы, ни ЭЛТ не в состоянии недорого обеспечить получение экранов с большими диагоналями (более двадцати одного дюйма) (www.infoart.ru/it/news/ 97/04/17_18.htm). В конце концов при порядке цен в десять-одиннадцать тысяч долларов за устройство лишняя тысяча уже погоды не делает. Поэтому лидирующие производители бытовых телевизоров и компьютерных мониторов, такие, как Hitachi (www.hitachi.com), NEC и другие, вновь вернулись к PDP (www.infoart.ru/it/news/97/10/06_20.htm). Более того, в область плазменной технологии обратили свои взоры и корейские копании "второй мировой линии", такие, как, например, Fujitsu, производящие более дешевую электронику, что тут же внесло остроту конкуренции.
По оценкам аналитиков, нынешняя потребность рынка в экранах большого формата (бытовые настенные телевизоры и высококачественные большеформатные мониторы) составляет около сорока миллионов штук. В то же время промышленность в состоянии изготовить лишь один миллион штук в год..., таким образом рынок практически пуст. Если же учесть тот факт, что увеличение объема производства всегда связано со снижением цен, то вполне реально говорить о практическом удвоении емкости рынка, при условии первоначального снижения розничных цен до уровня двух с половиной тысяч долларов, например, за настенный телевизор с диагональю в сорок дюймов.
Естественно, появление новых игроков и обострение конкуренции неизбежно приведет к значительному совершенствованию конструкции PDP. Собственно, уже сегодня создана конструкция плазмо-пленочного экрана, такого же яркого и контрастного, как чисто PDP (обеспечивается возможность нормальной видимости и цветности даже в условиях прямой солнечной засветки), и такого же легко управляемого, как обычный ЖКИ.
Усовершенствованные плазменные панели мониторов обладают самой глубокой контрастностью среди устройств этого типа (400:1) и углом обзора до 160 градусов. Высокое разрешение компьютерного монитора получено с помощью специальной технологии, позволяющей уменьшить промежутки между красными, зелеными и голубыми пикселами экрана до 130 мкм. Промышленные поставки дисплея, получившего название "Image Site", начнутся в следующем году, в течение которого предполагается выпустить 12 тысяч штук.
Таким образом, в настоящее время налицо полный разброд и шатание. Все понимают, что электронно-лучевые трубки уже практически отжили свое, но их преемник пока остается не ясен. Пленочные экраны еще слишком сложны и пока недостаточно велики для неоспоримого лидерства, однако имеют все же неплохие шансы. Что же касается PDP, интерес к ней со стороны "телевизионных" корпораций также дает достаточно оснований для радужных прогнозов. И первые, и вторые обещают дать конечный результат к осени 1999 - весне 2000 года. Что ж, осталось ждать недолго. Поживем - увидим.
Александр Запольскис
E-mail: leshy@nestor.minsk.by - титульная страница
В одном из пришедших в редакцию писем был задан один вопрос: "А что, ЖК-дисплеи и плазма-дисплеи - это не одно и то же?" Скажу честно, в первый момент он меня несколько рассмешил. В конце концов, достаточно просто соотнести плазму с жидкими кристаллами, чтобы многое сразу стало на место. Однако заглянув сразу после этого в Интернет, мне пришлось малость изменить свое мнение. За последние два года, прошедшие с того момента, как последний раз попробовал разобраться с передовыми технологиями, они как-то сильно разрослись и расплодились. Местами настолько, что почти полностью изменили свой облик и сроки ожидаемых результатов.
Взять хотя бы те же жидкие кристаллы. Еще три-четыре года назад, по большому счету, они делились только на цветные и черно-белые, а также на активные и пассивные. В первом случае вся загвоздка крылась в цветности изображения. Цветные были заметно дороже по причине значительно большей сложности производства. Во втором случае речь шла о неизбежном техническом компромиссе. Привычный монитор с электронно-лучевой трубкой сам создает свет, и это давно уже стало привычным. Другое дело - портативные системы, не позволяющие использование ЭЛТ. Попытка решить задачу в лоб привела к созданию активных матриц, по принципу работы отдаленно схожих с ЭЛТ. Но за все пришлось заплатить слишком большую цену, как в переносном, так и в самом прямом смысле. В результате пришлось искать компромисс. Основная трудность заключалась в подсветке, и от нее попробовали отказаться. Обычный человек редко пользуется компьютером в темноте, особенно портативным, а днем можно воспользоваться и окружающим освещением, если, к примеру, отразить его от чего-нибудь. Так возникли пассивные, но куда более дешевые матрицы. Этот мир сложился без малого десять лет назад и практически не менялся. Как оказалось, впечатление было обманчивым.
На самом деле прогресс не стоял на месте. В области тех же жидкокристаллических дисплеев (или панелей, как их предпочитают называть в Америке) была достигнута критическая масса знаний, после которой происходит распад на отдельные технологические течения и принципиальные направления.
Жидкие кристаллы как таковые были открыты еще в 1888 году австрийским ученым Ренитцером, однако понадобилось боле сорока лет, чтобы понять и оценить их. Начиная со второй половины шестидесятых годов двадцатого века, жидкие кристаллы стали широко применяться в разного рода малоразмерных информационных панелях, например, в электронных часах. Прелесть такого решения заключалась в возможности резкого уменьшения габаритов панели при одновременном снижении энергопотребления, что как раз и позволило создать электронные часы вообще. Постепенно ведущие производители ЖКИ, такие, как SHARP (www.sharp.com), добились увеличения суммарного оборота рынка до одного миллиарда долларов в 1993 году.
За это время технология пассивных панелей достигла порога своего совершенства. В принципе, их устройство было не столь уж и сложным. Так как индикатор тех же часов или любого другого специализированного устройства должен воспроизводить весьма ограниченное количество символов заранее известной формы и расположения, то конструкторы заранее могли создать панель с предварительно сформированными полостями, заполненными жидким кристаллом. Самой сложной задачей было разработать механизм управления ими. В пассивном состоянии структура жидкого кристалла практически хаотична, что позволяет свету проникать сквозь него. Отразившись от задней поверхности панели, свет опять пронизывает кристалл, и создается впечатление, что на экране ничего нет. Если нужно отобразить какой-нибудь символ, то на контакты соответствующей полости подается напряжение, которое приводит к поляризации кристалла. Она подобрана таким образом, чтобы кристалл оказался сориентирован поперек светового потока, что делает полость непрозрачной для света, а значит - видимой. Все, эффект достигнут. На чистой панели появилось некое изображение. Если напряжение снять, то кристалл опять станет прозрачным.
Такие манипуляции с поляризационными свойствами позволили конструировать самые разнообразные устройства, требующие минимизации размеров, а способность управлять состоянием кристалла за счет малых энергетических величин обеспечила возможность отказа от громоздких источников питания. Так ЖКИ проникли в мир компьютеров. На первый взгляд казалось, что для их использования в качестве терминального экрана большего не требуется. Тем более, что выводимая информация была, как и в часах или калькуляторах, алфавитно-цифровой.
Однако достаточно скоро компьютеры открыли возможности цвета, а конструкторы неприятно удивились, осознав всю сложность конструирования бутерброда полостей примитивов для формирования всех возможных символов, исходя из привычной технологии ручных часов. К тому же кристалл имел всего лишь два состояния (включено/выключено) и не мог обеспечить передачу даже минимального количества градаций оттенков.
Задачу удалось решить примерно в конце семидесятых - начале восьмидесятых годов. В результате успешного окончания ряда исследовательских программ была создана технология пленочных транзисторов, позволяющая относительно точно контролировать степень поляризации жидкого кристалла. Плюс сказались успехи изысканий в области материаловедения, нашедшие такие кристаллы, которые достаточно четко реагировали на изменения параметров поляризующего фактора. Грубо говоря, удалось создать ячейку с переменной оптической проницаемостью, регулирование степени "непрозрачности" которой давало не только чисто белый и чисто черный цвета, но и некоторое количество промежуточных состояний разной степени серости. Эта технология получила наименование TFT.
Увы, оборотная сторона открытий оказалась достаточно неприглядной. Быстро совершенствующиеся мониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) стали все больше и больше удовлетворять требования заказчиков и даже обгонять их. Не стоит забывать, что та же технология применялась еще и при изготовлении кинескопов телевизоров, что, благодаря массовости производства, сильно стимулировало внедрение всевозможных совершенствований. К концу восьмидесятых годов стандартный цветной VGA монитор обеспечивал такие параметры, как разрешение до тысячи шестисот на тысяча двести точек (триад, если быть более точным), максимальную частоту кадров до 180 Гц (монитор, как Diamond Pro 21TX компании Mitsubishi www.mitsubishi.com), минимальный шаг апертурной решетки 0,25 миллиметров (dot pitch)- (Sony модель Multiscan 20seII), сплошное непрерывное изображение, широкий угол обзора (то есть отклонение от перпендикуляра к плоскости экрана, при котором изображение остается видимым и разборчивым), близкий к ста восьмидесяти градусам, и весьма приличную светосилу (так как ЭЛТ-монитор сам является источником света).
На этом история ЖКИ могла закончиться, если бы не некоторые недостатки электронно-лучевых трубок. По мере увеличения размера диагоналей формируемое на экране изображение подвергается возрастающему воздействию дефектов технологии. При всем удобстве управления электронным лучом, он проецирует изображение с минимальными искажениями лишь на внутреннюю поверхность сферы, что неудобно для зрителя. Естественно, инженеры придумали способы компенсации искажений при переходе от сферы к плоскости, но это прибавило изрядную долю цены. К тому же "плоские" мониторы на самом деле не такие уж и плоские. Вместо части сферы, поверхности их экранов являются всего лишь фрагментом боковой стенки цилиндра большого диаметра. Плюс вес, плюс геометрические размеры монитора (длина ЭЛТ практически равняется величине диагонали экрана). К тому же реальная видимая область ЭЛТ значительно меньше реальной площади ее передней части (osp.data.minsk.by/publish/1996/02/source/32.htm).
Это дало альтернативным решениям второй шанс. Дело в том, что в ЖКИ толщина панели достаточно мала, не превышает ста миллиметров, а практически вся передняя поверхность служит для формирования изображения. Таким образом реальная полезная площадь, к примеру десяти- одиннадцатидюймового ЖК-дисплея, практически равна (а местами и превосходит) аналогичному показателю стандартного четырнадцатидюймового ЭЛТ-монитора.
Однако полной и окончательной победе ЖКИ над ЭЛТ мешают четыре препятствия, над преодолением которых как раз и работают инженеры. Во-первых, практически все жидкокристаллические матрицы серьезно уступают обычным мониторам по качеству изображения. Базовые элементы, формирующие картинку, имеют видимый глазом (!) зазор, что делает результат похожим на средней руки полиграфический отпечаток, состоящий из различимых цветных точек. Во-вторых, ЖК-дисплеи пока обладают куда меньшей апертурой (способностью отражать падающий свет), а угол обзора (местами не более девяносто градусов) позволяет видеть качественное изображение, находясь строго перед экраном. Это хорошо для обеспечения безопасности, но весьма неудобно в обычном пользовании. Яркость среднего портативного компьютера составляет около 70 кандел/м2. ЖК-дисплеи, используемые в качестве настольных мониторов, имеют обычно яркость от 150 до 200 кандел/м2. Хотя типичный ЭЛТ-монитор может обеспечивать яркость 300 кандел/м2, ЖК-дисплей, у которого яркость составляет 200 кандел/м2, обычно кажется пользователю более ярким.
Третьей серьезной проблемой является качество. Увы, даже самые передовые и продвинутые лидеры рынка (SONY, TOSHIBA и так далее) пока не в состоянии производить ЖК-дисплеи размером более 550 на 650 миллиметров. К 1999 году ожидается, что максимальный размер может быть увеличен до 650x830 миллиметров. При этом даже на ныне существующих панелях количество активных точек, формирующих изображение, составляет более миллиона, и технология не может гарантировать, что все они окажутся совершенно исправными. Тем более, что механизм управляющего ими контроллера (если так можно выразиться) создается на самой подложке ЖК-панели, которая, откровенно говоря, мало способствует достижению высокого качества. Таким образом, покупая ноутбук или ЖК-монитор, следует быть готовым к тому, что некоторая часть "точек" матрицы окажется заведомо неисправна. При этом, чтобы изготовить приемлемую по потребительским свойствам панель, соответствующую семнадцатидюймовому монитору, нужно добиться четырехкратного, по сравнению с сегодняшним уровнем, увеличения плотности формирующих точек на единицу площади... Следует сказать, что серьезным ограничением развития рынка панельных дисплеев является высокая сложность технологии производства ЖК-экранов (www.roline.ru/osp/cw/23_97/070.rhtml). Четвертым и последним решающим негативным фактором является цена. В настоящее время ЖК-аналог четырнадцатидюймового монитора стоит около полутора тысяч долларов (www.zdnet.ru/ products/Peripherals/19970814/lcd-s2.htm), что без малого в три раза дороже. Даже тот факт, что он не создает паразитного излучения, не "глушит" рядом стоящие телевизоры и потребляет значительно меньше мощности, пока еще не может оправдать столь большие дополнительные расходы.
Однако, как принято говорить на Западе, "конструкторы трудятся над этими задачами". В настоящее время значительно возросла гамма возможных технологических решений, позволяющих тем или иным образом увеличить достоинства и уменьшить недостатки (ftp.infoart.ru/it/press/cwm/25_97/ parad.htm). Так, кроме привычных TFT-матриц, сегодня активно совершенствуются технологии LCD, DSTN и другие. В сущности, есть все основания ожидать в ближайшие два года серьезного прорыва в этой области, так как накопившаяся сумма знаний в области жидких кристаллов понемногу из количества переходит в качество. Так, уже удалось найти решение задачи управления большим числом пленочных транзисторов в режиме VGA (1024 x 768 x 3 = 2 359 396 транзисторов). Уже удалось придумать так называемый "холодный" источник задней подсветки, потребляющий примерно семнадцать ватт и обеспечивающий светосилу на выходе из транзисторных цветных фильтров в двести семьдесят кандел/м2.
Словом, технология жидких кристаллов, как показало простое исследование материалов сети Интернет, чрезвычайно быстрыми темпами приближается к тому рубежу, за которым начинается массовое производство бытовых ЖК-мониторов. По оценкам аналитиков (www.roline.ru/osp/cw/ 23_97/070.rhtml), цепная реакция острой конкурентной борьбы, сопровождающаяся быстрым совершенствованием конструкций и обвальным снижением цен (как это наблюдалось с обычными ЭЛТ-монитами), начнется тогда, когда на рынке появятся ЖК-панели ценой около пятисот-шестисот долларов, то есть не более чем вдвое превосходящих ЭЛТ.
Однако работы в области средств отображения информации вовсе не ограничиваются одной лишь только областью жидких кристаллов. Если слегка заглянуть внутрь обычного кинескопа, то становится ясно, что он устроен крайне примитивно и очень нерационально. Чтобы вся эта система заработала, нужно сильно разогреть катод. На это уходит уйма энергии, к тому же конструкторы не могут позволить себе вместить в ЭЛТ много катодов (за исключением цветного варианта, в котором по одному катоду отводится на каждый базовый цвет), поэтому приходится конструировать всякие электромагнитные разгонные и корректирующие системы. Это только в кино красивые тонкие иглы лучей разрезают космокрейсеры на расстоянии сотен километров. В жизни рассеивание пучка электронов прямо пропорционально расстоянию до мишени. Именно отсюда проистекают все эти "бочки", "подушки", несведение лучей и прочие маленькие радости жизни.
А между тем еще лет пятьдесят назад было открыто одно весьма любопытное явление. Как оказалось, если катод заострить на манер швейной иглы, то электромагнитное поле в состоянии самостоятельно выдергивать из него свободные электроны. Остается подать напряжение - и все. По такому принципу работают лампы дневного света. Вылетающие электроны ионизируют инертный газ, чем заставляют его светиться. Трудность заключалась лишь в отработке технологии получения таких игольчатых матриц. Ее решили в Университете штата Иллинойс в шестидесятые годы, и до начала шестидесятых компания Owens-Illinois довела проект до коммерческого состояния. В восьмидесятых этой идеей пробовали "баловаться" Burroughs и IBM, впрочем безуспешно.
Вообще говоря, идея плазменной панели появилась вовсе не из чисто научного интереса. Ни одна из существовавших технологий не могла справиться с двумя простыми задачами: добиться высококачественной цветопередачи без неизбежной потери яркости и создать такой телевизор с широким экраном, чтобы он при этом не занимал всю площадь комнаты. А плазменные панели (PDP), пока только теоретически, подобную задачу как раз решить могли. Только первое время плазменные экраны были монохромными (оранжевым) и могли удовлетворить только весьма специфических потребителей, которым требовалась прежде всего большая площадь изображения. Поэтому первую партию PDP (около тысячи штук) купила Нью-Йоркская Фондовая Биржа.
Направление плазменных мониторов возродилось после того, как стало окончательно ясно, что ни ЖК-матрицы, ни ЭЛТ не в состоянии недорого обеспечить получение экранов с большими диагоналями (более двадцати одного дюйма) (www.infoart.ru/it/news/ 97/04/17_18.htm). В конце концов при порядке цен в десять-одиннадцать тысяч долларов за устройство лишняя тысяча уже погоды не делает. Поэтому лидирующие производители бытовых телевизоров и компьютерных мониторов, такие, как Hitachi (www.hitachi.com), NEC и другие, вновь вернулись к PDP (www.infoart.ru/it/news/97/10/06_20.htm). Более того, в область плазменной технологии обратили свои взоры и корейские копании "второй мировой линии", такие, как, например, Fujitsu, производящие более дешевую электронику, что тут же внесло остроту конкуренции.
По оценкам аналитиков, нынешняя потребность рынка в экранах большого формата (бытовые настенные телевизоры и высококачественные большеформатные мониторы) составляет около сорока миллионов штук. В то же время промышленность в состоянии изготовить лишь один миллион штук в год..., таким образом рынок практически пуст. Если же учесть тот факт, что увеличение объема производства всегда связано со снижением цен, то вполне реально говорить о практическом удвоении емкости рынка, при условии первоначального снижения розничных цен до уровня двух с половиной тысяч долларов, например, за настенный телевизор с диагональю в сорок дюймов.
Естественно, появление новых игроков и обострение конкуренции неизбежно приведет к значительному совершенствованию конструкции PDP. Собственно, уже сегодня создана конструкция плазмо-пленочного экрана, такого же яркого и контрастного, как чисто PDP (обеспечивается возможность нормальной видимости и цветности даже в условиях прямой солнечной засветки), и такого же легко управляемого, как обычный ЖКИ.
Усовершенствованные плазменные панели мониторов обладают самой глубокой контрастностью среди устройств этого типа (400:1) и углом обзора до 160 градусов. Высокое разрешение компьютерного монитора получено с помощью специальной технологии, позволяющей уменьшить промежутки между красными, зелеными и голубыми пикселами экрана до 130 мкм. Промышленные поставки дисплея, получившего название "Image Site", начнутся в следующем году, в течение которого предполагается выпустить 12 тысяч штук.
Таким образом, в настоящее время налицо полный разброд и шатание. Все понимают, что электронно-лучевые трубки уже практически отжили свое, но их преемник пока остается не ясен. Пленочные экраны еще слишком сложны и пока недостаточно велики для неоспоримого лидерства, однако имеют все же неплохие шансы. Что же касается PDP, интерес к ней со стороны "телевизионных" корпораций также дает достаточно оснований для радужных прогнозов. И первые, и вторые обещают дать конечный результат к осени 1999 - весне 2000 года. Что ж, осталось ждать недолго. Поживем - увидим.
Александр Запольскис
E-mail: leshy@nestor.minsk.by - титульная страница
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 28 за 1998 год в рубрике интернет :: разное
