Дисплей

Дисплей — это экран, являющийся одной из самых важных частей любого гаджета, ведь именно с дисплеем мы взаимодействуем большую часть времени. Дисплей может быть маленьким, а может и большим. Четким с разрешением FullHD и нечетким. Ярким и насыщенным и блеклым. Дисплей — важный элемент, но от аппарата к аппарату разнящийся. Таким образом, дисплей — средство вывода цифровой информации электронного устройства. Дисплеем на сегодняшний день обладает практически вся техника. Разумеется, по диагонали и качеству они разнятся: если у холодильника дисплей может отображать две цифры и быть серым, то самые передовые смартфоны будут использовать дисплей с высокой плотностью пикселей и большим разрешением. В настоящее время ведущие производители дисплеев решают вопрос о производстве гибких дисплеев. По слухам, LG выпустит смартфон с таким дисплеем уже в следующем году. Среди других крупных производителей дисплеев — Samsung Group и Sharp.

Дисплей и индикаторы

Дисплей (англ. display — показывать, от лат. displicare — рассеивать, разбрасывать) — электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Дисплеем в большинстве случаев можно назвать часть законченного устройства, используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом. Следует различать понятия «дисплей», как часть устройства, и монитор, который может иметь дисплеи разных типов — ЭЛТ, ЖК, плазменный и так далее. Например, мобильный телефон в своём составе имеет дисплей для отображения информации, но он же может иметь и выносной (подключаемый) монитор.

Сенсорные дисплеи

В настоящее время получили распространение сенсорные дисплеи, они бывают нескольких видов:

  • Резистивные.
  • Проекционно-ёмкостные.
  • Поверхностно-ёмкостные.
  • Дисплеи на поверхностно-акустических волнах.
  • Сенсорно-сканирующие.

Применение

  • в телевизорах
  • в дисплеях компьютеров, ноутбуков
  • в телефонах
  • в калькуляторах
  • в инфокиосках
  • в GPS (Global Positioning System)

(GPS-навигаторах)

  • в банкоматах и платёжных терминалах
  • в уличной рекламе и шоу

Типы (виды) дисплеев

Сенсорный дисплей смартфона

STN

Цветные ЖК-дисплеи делятся на два вида: активные и пассивные. Пассивные матрицы — это «STN» (Super Twisted Nematic). Здесь «nematic» обозначает тип используемых жидких кристаллов: молекулам нематических кристаллов присущи наличие ориентационного и отсутствие позиционного порядка. Технология же «twisted nematic» (скрученных кристаллов) позволяет улучшить контрастность изображения. Этот тип матриц называется пассивным, поскольку он не способен достаточно быстро отображать информацию: из-за большой электрической емкости ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому картинка обновляется медленно. Основной принцип работы STN: изображение формируется строка за строкой за счет последовательного подвода управляющего напряжения на отдельные ячейки, который делает их прозрачными. STN-дисплеи — имеют худшие характеристики по сравнению с TFT: как правило, они имеют меньшее разрешение, и могут отображать значительно меньшее количество цветов. Серьезным недостатком STN-матриц является и маленький угол обзора экрана — на него лучше смотреть под определенным углом, тогда цвета будут казаться четкими. На ярком солнечном свете такие экраны ‘слепнут’- информация на дисплее становится плохо различимой. Однако STN-дисплеи примерно в три раза дешевле TFT-аналогов, поэтому они активно используются производителями телефонов в моделях бюджетной ценовой категории, например: Sony Ericsson J220i, Alcatel C552, Samsung X100.

STN

На графике приведено сравнение пропускания от напряжения на электродах ЖК дисплеев на основе типичного скрученного нематика (TN) и нематика с суперскручиванием (STN). (Собственно, увеличение угла закручивания эквивалентно увеличению мультиплексированию). Точки на графике V90 и V10 характеризуют напряжения при которых пропускание света составляет 90 % и 10 %, соответственно. На рисунке видно, что крутизна характеристики STN-дисплея выше чем у TN, что позволяет первый тип дисплея выполнить с большим уровнем мультиплексирования. (супернематики были разработаны прежде всего для преодоления проблемы сложности увеличения уровня мультиплексирования TN дисплеев). Мультиплексное отношение эквивалентно числу строк, которое может быть отображено одновременно. Например, дисплей с мультиплексным отношением 400 до 400 строк информации может отображать одновременно.

Пассивная матрица

Этот тип матриц называется пассивным, поскольку он не способен достаточно быстро отображать информацию: из-за большой электрической емкости ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому картинка обновляется медленно. Пассивная матрица образована наложением слоев горизонтальных и вертикальных контактных полос. Ток подается на вертикальную и горизонтальную полоску, при этом задаются координаты. Там, где эти полоски скрещиваются, кристаллы изменяют структуру, и в соответствующем месте экрана появляется точка. В зависимости от силы тока, кристаллы искажаются в большей или меньшей степени, пропуская, соответственно, больше или меньше света. В цветных дисплеях они еще и поляризуют свет. При поляризации из белого света электролюминесцентной лампы задней подсветки в нужных пропорциях «вырезаются» те или иные цветные составляющие, что в итоге и определяет цвет точки экрана. На принципе пассивной матрицы основана технология STN.

CSTN

Модификация технологии STN. CSTN (Color Super Twist Nematic) — это технология на основе, которой делают дисплеи для портативных устройств. В дисплеях выполненных по технологии CSTN на каждый из пикселей приходится три отдельных пикселя разного цвета (Красный, Зеленый и Синий). Каждый пиксель управляется индивидуально чипом графического контролера. Фактически дисплей CSTN с разрешением 320 х 240 пикселей содержит 960 х 240 индивидуальных цветовых пикселей. Первые CSTN-дисплеи имели большое время отклика и страдали от наводок. В настоящее же время дисплеи на базе CSTN-матриц предоставляют время отклика 100мс, широкий угол видимости (140 градусов) и высококачественные цвета, почти не уступающие TFT экранам по сочности.

FSTN

Модификация технологии STN — FSTN (Film Super Twisted Nematic). Матрица с пленочной компенсацией, которая позволяет улучшить угол обзора. От STN-матриц технология отличается только тем, что у FSTN-матриц с внешней стороны есть специальная пленка, которая позволяет компенсировать цветовые сдвиги от синего на зеленый до черного на белый. Если более подробно, то FSTN – суперскрученный нематик с пленочной компенсацией. ЖКИ с дополнительной пленкой, добавленной к внешней стороне ячейки для компенсации цветовых сдвигов от синего на зеленый до черного на белый. Пленка сделана из полимера с двойной рефракцией для исключения возможности интерференции цветов. В результате происходит замедление компенсации.

FSTN

Пленка (верхний слой на рисунке) размещена на дисплее под или над верхним поляризатором. Некоторые системы пленочной компенсации используют две пленки, одна на тыльной стороне, которая служит как коллиматор, и одна на фронтальной стороне, которая служит как дисперсионная пленка, что позволяет расширить угол обзора. Пленочная компенсация улучшает угол обзора, но не улучшает быстродействие. FSTN — все стандартные STN-дисплеи с полимерной пленкой, приложенной к стеклу как компенсирующий слой вместо второй ячейки как у DSTN-дисплеев. Для этой технологии характерно более простое и более эффективное по стоимости получение преобладания черного над белым в изображении.

DSTN

DSTN (Dual Super Twisted Nematic). Каждая ячейка этой матрицы состоит из двух ячеек STN. Отличительной особенностью матрицы является то, что все ее поле разбивается на несколько независимых полей матрицы, каждое из которых управляется отдельно.

Активная матрица

Активные матрицы обозначают аббревиатурой TFT (Thin Film Transistors) или AM (Active Matrix). В таких матрицах под поверхностью экрана располагается слой тонкопленочных транзисторов, полупроводников, каждый из которых управляет одной точкой экрана. Таким образом, в цветном дисплее телефона их количество может достигать нескольких десятков, а то и сотен тысяч. Основной принцип работы матрицы заключается в управлении интенсивностью светового потока с помощью его поляризации. Изменение вектора поляризации осуществляют жидкие кристаллы в зависимости от приложенного к ним электрического поля. На один пиксель приходится по три транзистора, каждый из которых соответствует одному из трех основных цветов — красному, зеленому или синему, и конденсатор, поддерживающий необходимое напряжение. Такой способ управления позволяет существенно ускорить работу дисплея, хотя и это не панацея — при воспроизведении видеоролика изображение может быть слегка «размытым», поскольку сами кристаллы не будут успевать поворачи-ваться с нужной быстротой. Случается, что транзистор выходит из строя. Подобный дефект легко заметить невооруженным взглядом — точка экрана постоянно светится яркой «звездой» на фоне других или не светится вообще. Поэтому при покупке мобилки не поленитесь включить ее и внимательно присмотритесь к дисплею и, если заметите «битые» элементы, вовремя поменяйте аппарат.

TFT

TFT ( thin film transistor) — тип жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами, то есть TFT — тонкоплёночный транзистор. По сравнению с обычной, пассивной жидкокристалической матрицей, с помощью активной матрицы, управляемой тонкоплёночными транзисторами, удаётся значительно повысить быстродействие дисплея, а также повысить контрастность и чёткость изображения.

TFT

Устройство TFT-панели: жидкокристалическая матрица с разделителями (8); управляющая пластина (5,6 — горизонтальные и вертикальные управляющие шины; 9 — тонкоплёночные транзисторы; 11 — задние электроды); 10 — фронтальный электрод; 1 — стеклянные пластины; 2,3 — горизонтальный и вертикальный поляризаторы; 4 — RGB-светофильтр; 7 — слои прочного полимера; желтая стрелка — свет внешнeго источника.

TFD

TFD (Thin Film Diode) — технология производства жидкокристаллических дисплеев с использованием тонкопленочных диодов. Она аналогична технологии TFT, но здесь транзисторы заменены тонкопленочными управляющими диодами. Основной особенностью таких дисплеев является пониженное энергопотребление.

LTPS

LTPS (Low Temperature Poly Silicon) — технология производства LCD TFT-дисплеев с использованием низкотемпературного поликристаллического кремния. Данная технология обеспечивает повышенную яркость индикатора изображения и пониженное энергопотребление.

UFB

UFB (Ultra Fine and Bright) — собственная технология Samsung, основанная на использовании пассивной матрицы. Такие экраны обладают повышенной яркостью и контрастностью, при этом потребляемая мощность снижена по сравнению с традиционными LCD. Дисплеи UFB, способные отображать 262 тысячи цветов, обладают контрастностью 100:1, яркостью 150 кд/кв. м, при этом потребляют не более 3 мВт. Вдобавок производство нового дисплея, по заверению разработчиков, обходится дешевле.

OLED

OLED (Organic Light Emitting Diodes) — электролюминесцентные дисплеи на органических светоизлучающих полупроводниках. Главное отличие — не нужны лампы подсветки, в новых дисплеях светятся непосредственно элементы поверхности. И светятся существенно ярче, чем экраны на ЖК (100000 кд/кв. м). При этом энергопотребление ниже, цветопередача лучше, контрастность выше (300:1), угол обзора больше (до 180 градусов), цветовой охват шире. В отличие от обычного ЖК-дисплея органика способна реагировать в 100–1000 раз быстрее. Толщина дисплея не превышает 1 мм (с учетом защитного стекла 2 мм), масса исчисляется граммами. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур: от -30 до +60 градусов. Из недостатков можно отметить только относительно низкое время жизни (порядка 5–8 тысяч часов), впрочем, для телефона этого вполне достаточно. Как устроены органические экраны? Когда-то изобретатели люминесцентных диодов обнаружили, что если совместить два слоя определенных органических материалов и в какой-либо точке пропустить через них электрический ток, то в этом месте появится свечение. При этом используя разные материалы и светофильтры, можно получать разные цвета. Существующие модели аналогично ЖК разделяются по типу управляющей матрицы. Есть OLED с пассивными и с активными матрицами. Принцип работы матриц такой же, но вместо слоя жидких кристаллов используется слой органических полупроводников.

Если сравнивать современные OLED-дисплеи и старые добрые LCD-экраны — сравнение будет явно не в пользу последних: ЖК-дисплеи работают уже на пределе своих возможностей, скорость смены кадров на экране невысока, а потребляемая мощность — напротив, оставляет желать меньшего. На цветных ЖК-экранах тяжело что-то разглядеть при солнечном свете, они весьма хрупкие. Конечно, дисплеи с активными матрицами (LCD TFT) более яркие и контрастные, чем аналогичные дисплеи с пассивными матрицами, но они сложнее в производстве, дороже, и используются преимущественно в дорогих аппаратах. Технология же органических дисплеев лишена практически всех недостатков, характерных для ЖК-дисплеев, и обеспечивает гораздо лучшие характеристики изображения. OLED-дисплей — Физически органический электролюминесцентный дисплей представляет собой цельное устройство, состоящее из нескольких очень тонких органических пленок, заключенных между двумя проводниками. Подача на эти проводники небольшого напряжения (порядка 2-8 вольт) и заставляет дисплей излучать свет. Основу OLED-матрицы составляют полимерные материалы, их постоянное совершенствование в немалой степени способствует улучшению дисплеев и развитию технологий изготовления матрицы. В настоящее время в основном развиваются две технологии, показавшие наибольшую эффективность. Различаются они используемыми органическими материалами, это полимеры (PLED) и микромолекулы (sm-OLED). Рассматривать их подробно не будем, поскольку для пользователя телефона это не имеет принципиального значения, да и производитель весьма редко в спецификациях телефона указывает технические нюансы изготовления дисплея. Что ж хорошего есть в OLED-дисплеях? Во-первых, это высокая яркость (до 100 тыс. кд/м2) и контрастность (до 300:1), что, по идее, должно обеспечивать читаемость дисплея в любых условиях. Далее идет компактность и легкость, толщина дисплея не превышает 1 мм (с учетом защитного стекла 2 мм), масса исчисляется граммами. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур. И в лютую зиму (до минус 30 градусов Цельсия), так и летом на пляже (до плюс 60) OLED-дисплей оказывается работоспособен. Отличаются OLED-дисплеи приличной механической прочностью, и даже… гибкостью. Впрочем, использование гибких подложек уже выделилось в отдельное направление FOLED. Ну и, наконец, в отличие от существующих TFT и STN дисплеев, OLED-дисплеи потребляют заметно меньше энергии. По аналогии с другими дисплеями здесь также возможно использование пассивной или активной матрицы. Чаще всего OLED-дисплеи используются в качестве внешних (или вспомогательных) дисплеев, поскольку делать основной дисплей телефона на основе OLED-технологии, по меньшей мере, дорого. По этой же причине эти дисплеи обычно ограничены воспроизведением 256 цветов. Например, такой дисплей с разрешением 94 х 94 пикселя используется в LG G7030, у Samsung SGH-E700 разрешение чуть поменьше (96 х 64 пикселя). В целом такие дисплеи смотрятся очень неплохо, обеспечивая яркую и читаемую картинку, но, к сожалению, на солнце рассмотреть что-либо на этом дисплее невозможно.

MEMS

MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems) — технология микроэлектромеханических систем. С ростом популярности развлекательных функций, в том числе и встроенных фотокамер с высокой разрешающей способностью, у мобильных телефонов обнаружился весьма серьёзный недостаток – высокое энергопотребление жидкокристаллических дисплеев. К тому же, с массовым распространением моды на камеры, мультимедийные плееры и мобильные игры, ЖК-экраны современных телефонов стали больше и ярче, и при этом они всё дольше остаются включёнными, что, в итоге, приводит к быстрой разрядке батареи. Еще один минус TFT-экранов – потеря «читабельности» отображаемой ими информации в условиях яркого солнечного света, что зачастую делает использование телефона на улице в солнечный день крайне неудобным. Благодаря MEMS, а точнее, построенной на основе микроэлектромеханических систем инженерами компании Iridigm технологии iMoD (Interferometric Modulator – интерференционный модулятор), «слепнущие» на солнце и «гаснущие» в целях экономии заряда батареи дисплеи мобильных телефонов могут через какое-то время уйти в прошлое. Принцип работы iMoD-дисплея заключается в том, что цветное изображение формируется благодаря интерференции световых волн, аналогично тому, как дневной свет приобретает определённый оттенок в покрытых пыльцой крыльях бабочки. Каждый пиксель iMoD представляет собой микромеханическую систему, состоящую из прозрачной плёнки и зеркальной мембраны, между которыми остаётся свободное воздушное пространство. Между световыми волнами, отразившиеся от плёнки, и волнами, прошедшими сквозь неё, а затем отразившимися от мембраны, возникает интерференция. В результате этого появляется излучение определенного цвета, который может меняться от красного до синего, в зависимости от величины зазора.

MEMS

Дисплеи, построенные на основе этой технологии, сохраняют «читабельность» при любом освещении. Они обладают в разы меньшим по сравнению со своими жидкокристаллическими конкурентами энергопотреблением, поскольку не требуют подсветки, и энергия в них тратится лишь на перевод пикселя из одного состояния в другое. Также нельзя не отметить их малую толщину – находку для производителей мобильных телефонов, для которых проблема экономии места крайне существенна, особенно в свете набирающих популярность ультратонких моделей.

Виды компьютерных мониторов

По виду выводимой информации

  • алфавитно-цифровые (система текстового (символьного) дисплея (character display system) — начиная с MDA):
    • дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию;
    • дисплеи, отображающие псевдографические символы;
    • интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных;
  • Графический интерфейс пользователя, для вывода текстовой и графической (в том числе видео-) информации:
    • векторные (vector-scan display);
    • растровые (raster-scan display) — используются практически в каждой графической подсистеме PC; IBM назвала этот тип отображения информации (начиная с CGA) отображением с адресацией всех точек (All-Points-Addressable, APA), — в настоящее время дисплеи такого типа обычно называют растровыми (графическими), поскольку каждому элементу изображения на экране соответствует один или несколько бит в видеопамяти.

По способу вывода информации

  • Растровый (алфавитно-цифровая и графическая информация)
  • Векторный (вырисовывание лучом каждого символа)

По типу экрана

  • ЭЛТ — монитор на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT).
  • ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD).
  • Плазменный — на основе плазменной панели (англ. plasma display panel, PDP, gas-plazma display panel).
  • Проектор — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал); и проекционный телевизор.
  • LED-монитор — на технологии LED (англ. light-emitting diode — светоизлучающий диод).
  • OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод).
  • Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
  • Лазерный монитор— на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство).

По размерности отображения

  • двумерный (2D) — одно изображение для обоих глаз;
  • трехмерный (3D) — для каждого глаза формируется отдельное изображение для получения эффекта объёма.

По типу видеоадаптера

  • HGC
  • CGA
  • EGA
  • VGA/SVGA

]

По типу интерфейсного кабеля

Основные параметры

  • Разрешение — число пикселей по горизонтали и вертикали.
  • Глубина цвета — количество бит на кодирование одного пикселя (от монохромного до 32-битного).
  • Размер зерна или пикселя.
  • Частота обновления экрана (Гц).
  • Время отклика пикселей (не для всех типов мониторов).
  • Угол обзора.

Виды экранов в мобильных телефонах

Экраны в современных мобильных телефонах поражают воображение и радуют глаз: порой даже кажется, что цвета на экране смотрятся реалистичнее, чем в жизни! В наши дни качество и тип дисплея может стать решающим фактором при выборе мобильного телефона, посему мы решили рассказать о различных видах экранов, применяемых в современных мобильных смартфонах и телефонах, а точнее об их преимуществах и недостатках. У всех на слуху такие термины как «AMOLED», «Super AMOLED» и даже «Retina display», который, напомним, применяется в Apple iPhone 4. Но мало кто знает о том, что, к примеру, «Retina display» — это просто TFT-экран с крайне высоким разрешением, a Super AMOLED отличается от обычного AMOLED-экрана не только двадцатипроцентным приростом яркости, но и существенным снижением толщины самого экрана, а также его энергопотребления.

Структура дисплеев мобильных устройств

TFT-экраны на базе жидких кристаллов состоят из двух поляризационных фильтров (вертикальный и горизонтальный); между этими фильтрами расположены электроды, которые в свою очередь контактируют непосредственно с жидкими кристаллами. Цветовой фильтр отвечает за цвет пикселя. При подаче напряжения ЖК-молекулы меняют форму, что позволяет влиять на пропускание (или непропускание) света, то есть формировать цвет пикселя. Непременным атрибутом TFT-экранов является источник света, а точнее, подсветка дисплея сзади. Свет, проходя через вышеописанную структуру, как раз и принимает необходимый цвет (окрас). OLED-экраны построены на базе органических светоизлучающих диодов. При пропускании электрического тока диоды излучают свет заданного цвета. Это и обуславливает главное отличие OLED-дисплеев от TFT: в «диодных» экранах не нужна «фоновая» подсветка дисплея, без которой не будет работать ни один TFT-экран мобильного телефона.

RETINA DISPLAY

В переводе с английского слово «retina» означает «сетчатка». Такое название дисплея (правильнее сказать — такой маркетинговый ход компании Apple по продвижению Apple iPhone 4) основано на утверждении о том, что сетчатка человеческого глаза может обработать максимальное количество деталей изображения разрешением 300 точек на дюйм на расстоянии 30 сантиметров. По мнению Apple делать экраны более высокого разрешения неразумно и нерационально, хотя некоторые специалисты уверяют нас в том, что человеческий глаз с того же расстояния способен распознавать и обрабатывать информацию с дисплея разрешением 470 dpi.Как бы там ни было, Retina display в Apple iPhone 4 отличается высоким разрешением (с неимоверно малым размером пикселей: всего 78 микрометров), а также потрясающими углами обзора, поскольку выполнен он на самом деле по технологии IPS. Тем не менее, Retina display — это все-таки экран типа TFT со всеми вытекающими отсюда недостатками и минусами.

TFT VS AMOLED

Сенсорные TFT-экраны, грубо говоря, состоят из 4 слоев: защитное стекло, сенсорная панель, непосредственно экран и подсветка. OLED-дисплеи, как мы уже выяснили, в подсветке не нуждаются, и поэтому состоят из 3 слоев: стекло, сенсорная панель и экран.Что же дает нам, пользователям, эта разница? Во-первых, конечно же, меньшее время отклика (особенно когда речь идет об AMOLED-дисплеях, то есть OLED с активной матрицей). Во-вторых, у OLED-экранов традиционно выше яркость и контрастность, хотя TFT-дисплеи, выполненные по технологии IPS, могут сравниться с AMOLED-экранами по этим показателям. Но безошибочно отличить TFT дисплей от OLED позволяет черный цвет: добиться по-настоящему черного цвета в TFT-экранах, ввиду их обязательной подсветки, невозможно. А вот в OLED-дисплеях, как говорится, «black is black».

Преимущества SUPER AMOLED

Главное достижение технологии Super AMOLED заключается в том, что она позволяет убрать еще один лишний слой из AMOLED-экрана. Сенсорная панель отныне не нужна, она интегрирована в сам дисплей, расположенный под защитным стеклом. Естественно, это позволяет уменьшить толщину экрана (примерно на 40% по сравнению с AMOLED-дисплеями и чуть ли не вдвое по сравнению с TFT матрицами). Более того, схема из двух элементов обеспечивает лучшее светопропускание, лучшую цветопередачу и более высокую яркость Super AMOLED-дисплеев по сравнению с AMOLED-экранами (не говоря уже о TFT-дисплеях, пусть даже и построенных на базе технологии IPS). Последним, но не менее важным преимуществом Super AMOLED, является поведение экранов этого типа на солнце: по оценкам независимых экспертов, данная технология позволяет на 20% увеличить объем воспринимаемой информации при прямом попадании солнечных лучей на экран.

Примечания

Источники

Для обозначения характеристик экранов мобильных устройств существует множество терминов? и порой их трудно различить между собой. К примеру, сокращенные термины «qHD» и «Quad HD» весьма похожи, хотя и означают совершенно разные разрешения экранов. Что такое «Quad HD» и почему «qHD» — совершенно иной термин? Quad HD — менее сложное сокращение термина WQHD, означающего разрешение 2560 x 1440 пикселей, которое в четыре раза больше, чем у HD-экрана с разрешением 720p. Но это и не 4K. Такое разрешение, может быть, и не нужно смартфону, но оно в любом случае выше, чем Quad HD.

Разобраться в тонкостях экранной терминологии помог читателям Recombu Томас Ньютон (Thomas Newton) опубликованной на страницах этого ресурса заметкой «Quad HD vs qHD vs 4K Ultra HD: What does it all mean?».

QHD. Об «исчезающей» букве

WQHD-дисплей обладает соотношением сторон 16:9, поэтому на таком экране превосходно выглядит широкоэкранный (Widescreen) контент. Вот откуда в сокращении буква «W». Это же разрешение порой называют «1440p» или «QHD», оставляя лишь догадываться об этой букве. Таким разрешением обладает, например, LG G3 — самый впечатляющий, по мнению Томаса Ньютона, телефон, представленный компанией LG за всю ее историю к настоящему времени, в котором раньше других воплотились качества, свойственные современному премиальному телефону.

Что такое разрешение qHD?

qHD — написание этого термина похоже на QHD — а в некоторых случаях и полностью одинаково, — но отличие огромно. qHD означает лишь «четверть от HD» (Quarter High Definition), или 960 x 540 пикселей, что составляет одну четвертую от полного HD-разрешения (Full HD). Подобным разрешением характеризуются такие телефоны, как HTC Desire 601, Samsung Galaxy S4 Mini и Sony Xperia M2, а также выпущенный недавно бюджетный Lollipop-смартфон Micromax Canvas Spark.

Что означает разрешение 4K?

4K, или, если привести термин полностью, 4K Ultra HD, означает, что разрешение экрана составляет 3840 x 2160 пикселей. То есть в четыре раза больше, чем Full HD (1080p, 1920 x 1080 пикселей). Казалось бы, никаких отличий от «Quad HD» быть не должно и пользователям очень просто спутать эти термины.

Термин 4K Ultra HD часто появляется в новостях в связи с темой HD TV, телевидения с разрешением 4K. Хотя видеоконтента в таком качестве не так уж и много, это не останавливает производителей электроники от того, чтобы анонсировать телевизоры, поддерживающие столь высокое качество воспроизведения.

Если говорить о телефонах, то не только новейшие флагманы, но и Samsung Galaxy Note 3, Sony Xperia Z2, Acer Liquid S2 и Samsung Galaxy S5 способны снимать 4K-видео со скоростью примерно 30 кадров в секунду. Эта возможность становится обычной опцией премиальных смартфонов. Телефонов с такими экранами пока нет, но Sharp уже анонсировала 4K-дисплей подходящего размера.

Томас Ньютон привел также таблицу, поясняющую, что означают некоторые из терминов, характеризующих разрешение экрана.

Обратите внимание, что в таблице «QHD» (все буквы большие) указано в двух качествах — дополнительного термина, соответствующего WQHD, и Quarter High Definition (qHD). Поэтому порой, в случаях написания всех букв заглавными, бывает трудно понять, о каком из двух «QHD» идет речь — в значении «qHD» (960 x 540 пикселей) или «WQHD» (2560 x 1440 пикселей). Остается лишь догадываться по контексту.

Помогло ли вам это пояснение разобраться в том, какой термин означает какое разрешение экрана? Полезно ли это разъяснение терминологии опытным пользователям смартфонов? Или оно пригодится только тем, кто лишь недавно обзавелся «умным» телефоном, а остальные давно знают, что и в каких случаях означает каждый термин?

Экраны есть практически на всех современных устройствах и различной технике. Каждый день мы видим их на своих телефонах и на мониторе своего компьютера.

Какое определение у этого термина и, что такое дисплей монитора, компьютера или телевизора в подробностях вы узнаете, прочитав этот материал.

Прошлая публикация была посвящена тому, что такое компьютер, истории создания ПК, как они работают и инструкция по их выбору. Сегодня мы подробно и с картинками рассмотрим, что является экраном какого-либо устройства в информатике.

Важно! Рассматривать значение этих терминов будем исключительно в поле информатики, а не другом. Но в любом случае экран — это средство представления информации в каком-либо виде.

Что такое экран — дисплей

Экран (дисплей) — это устройство вывода информации в графическом виде, которая передается на него в электронном формате без постоянной записи. Их устанавливают на: мониторы, телевизоры, смартфоны, планшеты, часы и многие другие устройства. Также существуют и тактильные — сенсорные модели.

Под это определение подходят и экраны, на которые проецируется изображение, например, с помощью проектора. Т.к. разумно его считать визуальным дисплеем, поскольку он является устройством отображения и вывода информации, которая передается на него в электронном виде.

Также экраном называют в информатике область на которой отображается информация, но и дисплеем ее тоже часто называют. Так что можно смело использовать эти термины, как синонимы. На английском — это и есть синонимы, т.к. определения довольно расплывчаты. Используя их просто исходите из контекста, так будет правильнее и логичнее всего.

Тачскрин — что это такое

Тачскрин — это реализация обычного дисплея с функцией ввода информации путем прикосновения к нему. Это единственное отличие — то, что кроме вывода данных также есть и ее тактильный ввод путем прикосновений. Это одновременно устройство вывода и ввода данных.

Такие дисплеи устанавливаются преимущественно на смартфоны и планшеты. Но, когда только стали популярными — когда вышел первый iPhone, ставились и на мониторы и телевизоры. Но, затем их просто перестали на них устанавливать, т.к. большинству они там просто не нужны. Также было и с 3D-экранами — они просто не стали популярными и востребованными.

На данный момент индустрия не стоит на месте и появляются уже модели с гибкими тачскринами, которые можно просто складывать при желании. Они очень тонкие и уже имеют массу восторженных отзывов. На данные момент есть несколько смартфонов на которых они установлены. В скором времени должны появится и новые мобильные аппараты с ними.

В заключение

Это были основные моменты, что следует знать об этих терминах. Надеюсь вам была полезно то, что вы прочитали и теперь знаете, что это такое и, что разница между этими терминами не такая большая, просто нужно исходить из контекста.

TFT-экран

Жидкокристаллический монитор (также Жидкокристаллический дисплей, ЖКД, ЖК-монитор, англ. liquid crystal display, LCD, плоский индикатор) — плоский монитор на основе жидких кристаллов.

LCD TFT (англ. TFT — thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — одно из названий жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель TFT для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея.

Назначение ЖК-монитора

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера, TV-приёмника, цифрового фотоаппарата, электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом(6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.

Устройство ЖК-монитора

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света — ячейку можно считать прозрачной. Если же к электродам приложено напряжение — молекулы стремятся выстроиться в направлении поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности. Если постоянное напряжение приложено в течении долгого времени — жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток, или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам. Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Технические характеристики ЖК-монитора

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

  • Разрешение: Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселах. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, «родное», физическое разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

  • Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.
  • Соотношение сторон экрана(формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.
  • Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.
  • Контрастность: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.
  • Яркость: количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.
  • Время отклика: минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.
  • Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.
  • Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.
  • Входы: (напр, DVI, HDMI и пр.).

Технологии

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, примененный в конкретных разработках.

Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, высокую скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Макрофотография TN+film матрицы монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.

TN + film — самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching)

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал. TN-матрицы почти всегда имеют 6-бит, как и часть MVA.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, Hitachi 1998 год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика. Но, несмотря на то, что цветность S-IPS панелей приблизилась к обычным мониторам CRT, контрастность все равно остаётся слабым местом. S-IPS активно используется в панелях размером от 20″, LG.Philips, NEC остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

Макрофотография S-IPS матрицы монитора NEC 20 WGX2 Pro. Стандартный курсор Windows на оранжевом фоне

AS-IPS — технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации LG.Philips.

A-TW-IPS — Advanced True White IPS (Расширенная IPS с настоящим белым), разработано LG.Philips для корпорации

MCS-51 • MCS-48 • AVR • Z8 • H8 • COP8 • 68HC08 • 68HC11

PIC24 • MAXQ • Nios • 68HC12 • 68HC16

ARM • PIC32MX • 683XX • M32R •

Микроконтроллеры
Архитектура 8-bit 16-bit 32-bit
Производители Analog Devices • Fujitsu • Holtek • Infineon • MicroChip • Maxim • Parallax • Texas Instruments • Zilog
Компоненты Регистр • Прерывание • CPU • SRAM • Флеш-память • кварцевый резонатор • кварцевый генератор • RC-генератор • Корпус
Периферия Таймер • АЦП • ЦАП • Компаратор • ШИМ контроллер • Счётчик • LCD • Датчик температуры • Watchdog Timer
Интерфейс CAN • UART • SPI • I²C • ОС μClinux • BeRTOS • ChibiOS/RT • RTEMS • Unison • MicroC/OS-II • Программирование Программатор • Ассемблер • MPLAB • AVR Studio • MCStudio

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *