|
 Все новости от 10 декабря 1998 г.
Технологии плоских дисплеев
По прогнозам экспертов, буквально через несколько лет устройства отображения на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) займут свое почетное место в музее истории техники. На смену им придут так называемые плоские дисплеи (Flat Panel Display, FPD). В настоящее время для создания плоских дисплеев используется различные технологии, однако более половины рынка FPD занимают жидкокристаллические экраны с активной матрицей (Active-Matrix Liquid Crystal Display, AM-LCD). Принцип работы подобных устройств хорошо известен. Под действием электрического поля молекулы жидких кристаллов меняют плоскость поляризации, проходящего через них света. Иными словами, LCD-ячейка отражает или не отражает свет.
Устойчиво доминируют подобные устройства и на компьютерном рынке. В течение нескольких ближайших лет эта тенденция, видимо, сохранится.
По оценкам фирмы Display Research, в третьем квартале 1998 г. было продано около 50 тыс. LCD-мониторов (напомним, что рынок ЭЛТ-устройств оценивается в 80-85 млн. единиц). Наиболее популярными считаются 15-дюймовые мониторы -- 39% рынка, за ними следуют 14-дюймовые -- 26%, а высококачественные 16-дюймовые устройства занимают только 10%. До настоящего времени наиболее существенным недостатком AM-LCD-устройств остается их высокая цена. Но ситуация меняется буквально на глазах. Вот, например, как снижалась цена 15-дюймовой модели VPA150 корпорации ViewSonic: в начале года – 2200 долл, весной – 1500 долл., в начале осени – 1200 долл. Сейчас цена некоторых 15-дюймовых мониторов опустилась уже ниже 1000-долларовой отметки. Так, рекомендованная розничная цена 15-дюймового мультимедийного монитора PanaFlat LCD50s компании Panasonic Computer Peripheral составляет 999 долл. Этот монитор снабжен портом USB и встроенными 1-ваттными стереодинамиками. Экран обеспечивает яркость не менее 250 нит при контрасте 200:1. Угол обзора – 140 градусов.
Ситуация с ценами должна измениться радикальным образом, когда в начале 2000 года на Тайване на полную мощность заработают несколько новых заводов по производству LCD.
На компьютерной выставке Comdex’98 практически все ведущие производители экранов и мониторов представили новые продукты, основанные на AM-LCD. Особый интерес вызвали 18-дюймовые устройства, которые представили, например, компании Acer, Eizo, NEC, Nokia и другие. Отметим, что экран 18-дюймового LCD-монитора соответствует видимой области 21-дюймового ЭЛТ-устройства. Так, 18,1-дюймовый монитор 800Xi корпорации Nokia (www.nokia.com) позволяет получить яркость не менее 250 нит при контрасте 200:1. Угол обзора у него составляет 170 градусов. Цены на подобные устройства варьируются в довольно широких пределах: от 2500 долл. у Acer до 3600 долл. у NEC.
Корпорация Samsung Electronics представила на Comdex’98 улучшенные версии 13,3- и 15-дюймовых мультимедийных мониторов SyncMaster, которые дебютировали еще в июне этого года. При толщине всего 2,5 дюйма они обеспечивают яркость 200 нит при контрасте 150:1 и угол обзора – 120 градусов. Данные устройства позволяют масштабировать изображение на экране с коэффициентами 2, 4 и 8.
А вот корпорация Compaq продемонстрировала 15-дюймовый LCD-монитор с цифровым интерфейсом, удовлетворяющим спецификации VESA. Данные устройства будут предлагаться в составе домашних компьютеров Presario.
Дальнейшее развитие LCD-устройств связывают с повышением четкости и яркости изображения, увеличением угла обзора и уменьшением толщины экрана. Так, на стенде корпорации Toshiba можно было увидеть новый LCD-монитор, выполненный по технологии с использованием поликристаллического кремния. Это позволяет, в частности, создавать очень тонкие устройства, поскольку микросхемы управления размещаются в этом случае непосредственно на стеклянной подложке дисплея. Кроме того, новая технология обеспечивает высокую разрешающую способность на сравнительно небольшом по размеру экране. Так, на 10,4-дюймовом AM-LCD достигается разрешение 1024х768 точек.
Стоит отметить, что максимальные размеры LCD-экранов, которые эффективно выпускать промышленным способом, не превышают 20 дюймов (хотя корпорация Sharp в свое время показала 40-дюймовый LCD-монитор, экран которого был реализован соединением двух 29-дюймовых панелей). Дело в том, что буквально год назад выход годных 10,4-дюймовых экранов составлял всего 60-70% и фирмы ставили себе цель достичь показателя 80-85%. Заметим, что с увеличением размеров экрана процент брака увеличивается.
Традиционно на рынке больших экранов (20 дюймов и выше) преобладают так называемые плазменные дисплеи (Plasma Display Panel, PDP). Исследования и разработки в области этой технологии начались еще в начале 60-х годов. Стоит напомнить, что монохромные PDP-экраны использовались даже в некоторых переносных компьютерах. Цветные PDP-дисплеи сегодня выпускают такие компании, как Panasonic, Mitsubishi, Pioneer, NEC. Лидером на этом секторе рынка заслуженно считается корпорация Fujitsu. Для повышения качества изображения и уменьшения цены ею, в частности, разработана специальная технология Alternate Lighting of Surfaces (ALiS). Это позволило повысить яркость PDP-экранов до 500 нит, контраст -- до 400:1, а угол обзора – до 160 градусов. Готовые PDP-панели Fujitsu используют для создания домашних театров корпорации Grundig и Philips.
PDP-устройства во многом напоминают двухэлектродную вакуумную трубку. Инертный газ (аргон или неон) между двумя прозрачными электродами ионизируется. Электрически заряженный газ (плазма) испускает ультрафиолетовое излучение, которое возбуждает капельки фосфора. Последние и излучают видимый свет.
Несмотря на то, что цветные PDP-устройства хорошо подходят для создания цифровых телевизоров высокой четкости, цена их еще довольно высока: 42-дюймовый дисплей стоит примерно 8-15 тыс. долл.
Довольно интересный симбиоз жидкокристаллической и плазменной технологий реализовала компания Tektronix. Она предложила использовать плазму для управления строками и столбцами LCD-экрана. Впоследствии лицензия на эту технологию была приобретена корпорацией Sony, которая в содружестве с фирмой Sharp должна была начать производство подобных устройств. По отзывам специалистов Sony новый подход позволяет создавать дисплеи с малым временем отклика, высокой яркостью и разрешающей способностью.
Дисплеи, созданные на основе технологии Digital Light Processing (DLP), которую разработала компания Texas Instruments, особенно широко используются в военном деле: экраны для шлемов, кабин самолетов, командных центров и т.п. В основе DLP-технологии лежит DMD-ячейка (Digital Micromirror Device). По сути, это структура состоящая из ячейки статической памяти и микроскопического алюминиевого зеркальца, которое может поворачиваться в две стороны на угол 10 градусов. В зависимости от своего положения зеркало отражает или не отражает свет от внешнего источника, результат проецируется на большой экран.
Большое внимание ряд фирм сейчас стал уделять созданию дисплеев на базе автоэлектронной эмиссии (Field Emisson Display, FED). В отличие от LCD-экранов и DMD-устройств, которые работают с отраженным светом, FED-панели сами генерируют свет, что роднит их с ЭЛТ и плазменными дисплеями. Однако в отличие от ЭЛТ, у которой всего три электронных пушки, в FED-устройствах для каждого пиксела предназначен свой электрод, благодаря чему толщина панели не превышает нескольких миллиметров. Каждый пиксел управляется напрямую, как и в AM-LCD.
Над созданием FED-устройств в настоящее время работают несколько крупных компаний: PixTech, Motorola, Raytheon, Candescent Technologies.
Компания PixTech уже выпускает цветные 8,5-дюймовые FED-панели с разрешающей способностью VGA-монитора и углом обзора 160 градусов.
Корпорация Candescent Technologies ускоренными темпами ведет подготовку производства, причем называет свою технологию FED-устройств -- ThinCRT (“тонкая ЭЛТ”). Инвесторами корпорации являются такие компании, как Hewlett-Packard, Sony и Compaq. Одна из проблем, с которой сталкиваются производители FED-панелей состоит в том, что между двумя пластинами стекла, которые разделены узкой щелью, должно создаваться разряжение (то есть откачан воздух). Но в этом случае пластины начинают притягиваться друг к другу, а этого необходимо избежать. Новая технология Candescent Technologies защищена более чем тремя десятками патентов. Производственные мощности компании позволят к 2001 г. произвести около миллиона 14,1-дюймовых FED-экранов.
Фирма Motorola реализует практически неафишируемый в прессе проект, по которому она полностью переоснастила свой завод в Аризоне (США) для производства FED-устройств. Первая продукция должна появиться уже в начале следующего года.
Менее интенсивно развивается производство плоских дисплеев, основанных на электролюминесцентной (ElectroLuminescent, EL) технологии. О том, что некоторые материалы (типа сульфида цинка) при прохождении тока обладают способностью излучать видимый свет, известно еще с 1937 г. Однако практическое применение для плоских дисплеев этот эффект получил спустя почти 50 лет, когда появились тонкопленочные EL-материалы. По мнению ряда специалистов, EL-дисплеи имеют ряд преимуществ перед LCD- и даже FED-устройствами. Это касается, как разрешающей способности, так и контраста, угла обзора и даже энергопотребления. Тем не менее, ведущий производитель этих устройств компания Planar Systems пока поставляет EL-панели преимущественно для различного медицинского оборудования.
Недавно появилось сообщение, что британская компания Cambridge Display Technology (CDT), которая плотно сотрудничает с японской корпорацией Seiko-Epson, продемонстрировала монохромный дисплей с разрешающей способностью 800х236 точек на основе светоизлучающей полимерной пленки (Light-Emitting Polymer, LEP). Каждым пикселом LEP-дисплея управляет тонкопленочный транзистор, как и в AM-LCD. Для нанесения полимерного слоя на транзисторную матрицу использовался струйный метод печати Epson. В начале следующего года CDT обещает выпустить цветной LEP-дисплей.
|
