LCD-TFT monitor alapozó

 Mai cikkünkkel azoknak szeretnénk kedvezni, akiket érdekel, hogy alapvetően mi a felépítése egy LCD monitornak, mik a különbségek az eltérő panelek között...

LCD-TFT monitor alapozó

Az LCD monitor felépítése

Az utóbbi hetekben elég sok monitort mutattunk be az Ipon virtuális hasábjain. Tehettük ezt többek között azért, mert az LCD-k (Liquid Crystal Display – Folyadékkristályos kijelző) iszonyatos mértékű áresést mutattak az elmúlt években, és a választék is egyre csak bővült. Dobálóztunk azonban olyan szavakkal, amelyek nem biztos, hogy mindenki számára ismertek, ezért úgy döntöttünk, ideje lenne némi alapozást lefektetni azon olvasóink számára, akiket érdekel a téma. Ma a különböző paneltípusokat és azok fontosabb tulajdonságait pakoljuk nagyító alá.

Mielőtt azonban mélyebben beleásnánk magunkat ebbe, lássuk, hogyan is épül fel napjainkban egy-egy ilyen monitor. Természetesen mindennek az alapja egy különleges anyag, a folyadékkristály. Eme kristályok képesek megváltoztatni a rajtuk áthaladó fény polarizációját, melynek mértéke a rájuk kapcsolt feszültséggel szabályozható. Leegyszerűsítve ez azt jelenti, hogy szabályozhatjuk mennyi fényt engedjenek át. Talán a legszemléltetőbb példával már mindenki találkozott: a számológépek kijelzője úgy működik, hogy a fény áthalad a kristályokon, majd tükröződve megteszi az utat visszafelé. Feszültséget kapcsolva a benne lévő kristályokra azok nem engedik át a fényt, így megjelennek a fekete számok a kijelzőn.

A kristályokra kapcsolt feszültségről egy-egy tranzisztor gondoskodik (TFT – Thin Film Transistor), így ők ketten együtt alkotják a kijelző paneljának egy elemi részét, egy hatalmas mátrix részeként. Ezzel viszont még csak feketét, fehéret, és a szürke különböző árnyalatait tudnánk előállítani, ezért hármasával egymás mellett mindegyik kristály kap maga elé egy színszűrőt a három alapszínből (RGB – Piros, zöld és kék). Így hárman párban már képesek előállítani egy színes képpontot, azaz pixelt. A pixel az elemi része a digitális képeknek. Minden panelnak van egy úgynevezett natív felbontása, ami azt jelzi, hogy fizikailag hány pixelre való trió található rajta. Emiatt van az, hogy ha ennél kisebb felbontáson használjuk a monitort, akkor egy kicsit mosott lesz a kép, hiszen ha a teljes felületet ki akarjuk használni, akkor neki szét kell húznia, fel kell nagyítania a képet a natív felbontására.

Csak egy kis kitérő: gondoljunk bele, egy átlag 17 colos LCD felbontása 1280x1024. Ez több mint 1.3 millió pixel. Hozzávéve, hogy minden pixel 3-3 szub-pixelből (al-pixel) áll, ahogy ezt feljebb tárgyaltuk, ez már majdnem 4 millió szub-pixel.

Ezzel „felépítettünk” egy panelt. Ám a folyadékkristályok nem bocsájtanak ki saját fényt, csak átengedik (vagy nem) magukon ami jön. Ezért a számológépeknél használatos bejövő fény tükrözését nem lenne célszerű használni, mert az állandóan elégtelen lenne, vagy nulla, például este a sötét szobában. Világító szemű horrorfilm főszereplők és szuperhősök előnyben, de mivel ők valószínűleg elég szűk vásárlóréteget képeznek, ezért célszerű volt a kijelzőket saját fényforrással ellátni. Alapvetően kétféle megoldás használatos napjainkban. Az első és egyben legelterjedtebb fénycsövek elhelyezése a panel mögött. Logikus választásnak tűnt anno, és hála neki legalább mi is eggyel több képet pakolhatunk a bemutatóinkba, ugyanis sok monitoron nagyon szépen látszanak hol vannak a fénycsövek elhelyezve. Ezeket nevezzük bevilágításnak a tesztjeinkben, ahol a fekete kép nem teljesen homogén, hanem jól láthatóan nagyon kivilágosodik. Többek között ennek kiküszöbölésére született meg a LED-es háttérvilágítás. Tulajdonképpen egy LED fal/panel a másik panel mögött. Előnye, hogy homogén lesz a háttérvilágítás, vékonyabb a monitor, és ráadásul még kevesebbet is fogyaszt. Ettől függetlenül rémesen kevés kijelzőben található meg, leginkább néhány felsőkategóriás szubnotesz privilégiuma.

A monitor tulajdonságai

A különböző paneltípusok bemutatása előtt tárgyaljuk át röviden, milyen fontosabb tulajdonságai vannak egy-egy monitornak:

Válaszidő (Response Time): Azt mutatja meg, hogy milyen gyorsan képes egy pixel az egyik színből a másikba váltani. Egyértelműen minél alacsonyabb ez az érték, annál gyorsabb a monitor és annál több képkockát képes megjeleníteni egy másodperc alatt. Főleg játékosokat érintő érték. Manapság szokássá vált megadni a túlvezérelt leggyorsabb szürkeárnyalatok közötti váltás idejét, (gtg - grey to grey) amely nem ritka, hogy mindössze 2ms.

Kontraszt arány (Contrast): A megjelenített fekete és fehér fényerejének arányát jelképezi. A minél magasabb annál jobb elv érvényesül. A manapság oly divatos dinamikus kontraszt értékeknek köszönhetően ez az arány sok monitornál az egekbe szökött, míg a dinamikus kontraszt hasznosságáról elég erősen megoszlanak a vélemények. Ha 1000:1 feletti kontraszt arányt látunk, akkor jó eséllyel dinamikusról van szó, így ha az értékek között szerepel, érdemes megnézni mennyit nyújt anélkül.

Fényerő (Brightness): A legvilágosabb fehér fényerejét jelenti ez az érték, melyet cd/m^2-ben adnak meg (candela/négyzetméter).  Általában bőven túlteljesítik a szükséges értéket az LCD monitorok. 120cd/m^2 az ajánlott fényerő normális fényviszonyok mellett.

Színmélység (Color Depth): Azt jelzi, hány féle színt képes a monitor megjeleníteni. 262 ezer, 16.2 millió vagy 16.7 millió. Főként a TN panelek jellemzője hogy csak 64 féle árnyalatot képesek megjeleníteni alapszínenként, így mindössze 262 ezer színt állíthatnak elő. Úgy képesek a 16.2 millió elérésére, hogy egy kicsit csalnak: a szomszédos pixelek árnyalatának növelésével, csökkentésével érik el a kívánt színt, amit csak azért látunk annak, aminek kell, mert elég messze vagyunk a képernyőtől. Példa a Ditheringre (ahogy pl. előállítják a több színt a 262k-s monitorok): LINK 

Betekintési szögek (Viewing Angle): Azokat a vertikális és horizontális szögeket adják meg ahonnan nézve a monitor még 10:1-nél nagyobb kontrasztot képes produkálni. Példa egy megadásra 160/140. Az első érték a vízszintes szög, a második a függőleges. Természetesen ez minél nagyobb annál jobb, hiszen ha körbeüljük a kijelzőt, akkor jó lenne ha ugyanazt láthatnánk. A kezdetekben sok probléma volt emiatt.

Felbontás (Resolution): A monitor natív felbontása. Tehát hogy fizikailag hány oszlopnyi és hány sornyi pixel található a panelen. Pl.: 1280x1024 összesen 1024 sort jelent és soronként 1280 pixelt.

Képarány (Aspect Ratio): A képernyő szélességének és magasságának az aránya. Régen általános volt a 4:3-as arány, mint amiben például a magyar csatornák is szórják műsorukat jelenleg. Majd a 17-es és 19-es monitorok körében megjelent a kissé groteszk 5:4-es arány, napjainkban pedig egyre jobban teret hódítanak a szélesvásznú 16:10-es kijelzők. (A TV-s megfelelőik 16:9-es aránnyal rendelkeznek). Ha nincs megadva, akkor a felbontásból könnyen lehet következtetni rá.

Pivot mód: Azt jelzi a megléte, hogy a képernyő elforgatható-e 90 fokban.

Utánhúzás: Általános probléma főleg a régebbi, magas válaszidővel rendelkező LCD-knél. Miközben épp színt vált egy pixel, félúton még nem azt jeleníti meg amit kéne neki (a váltás nem ugrásszerű). Ezért itt-ott elmosódottság vagy utánhúzás tapasztalható gyorsan mozgó alakzatoknál.

Overdrive: Túlvezérlés. Egy trükk, amivel gyorsítják a színek közötti átmenetet. Leegyszerűsítve a lényege, hogy nem a kívánt színt állítják be következőnek, hanem egy olyat, amit hamarabb elérne a pixel, majd az átmenetet útközben leállítják, amikor körülbelül a megfelelő színen van.

Overshoot: A túlvezérléssel jött új hiba, mely miatt szellemkép alakulhat ki a képernyőn. Gyakorisága és ereje nagyban függ a megoldás minőségétől. Egyszer futottunk eddig bele komolyabban ilyenbe, a 961bw-nél, így annál érdemes kikapcsolni az Overdrive-ot, mely RTA – Response Time Acceleration néven fut.

DVI, D-sub, HDMI: A jelenleg elterjedt bemenetek egy monitoron. A DVI digitális jelet küld az LCD-nek, míg a D-sub a régi VGA csatlakozó analóg jellel. Ennek hátránya, hogy a jel kétszer is átesik egy konvertáláson. Egyszer a videokártyán, mikor az digitálisból analóggá alakítja, majd egyszer a monitornál, aki visszaalakítja digitálisba. A HDMI a HD TV-knél is elterjedt csatlakozó, mely digitálisan továbbítja az információt és hangot is szállít a kép mellett. Nem igazán elterjedt megoldás asztali monitoroknál, megvannak a saját hibái.

HDCP: High-bandwidth Digital Content Protection. Az új HD lemezeken (BluRay és HD-DVD) szolgálatot teljesítő másolásvédelem. Ha ezt képes lekezelni a monitor, akkor kaphat egy Vista Ready plecsnit is a többi mellé. Ettől még persze bármely más monitoron szépen fut a Vista ha valakinek ez a vágya, a kettő független egymástól.

Pixel hiba vagy szub-pixel hiba: Akkor beszélünk pixelhibáról, ha egy adott pixel meghal, panel típustól függően beáll feketére vagy fehérre. Szub-pixel hibánál az egyik alapszín veszik el és onnantól kezdve hibás színt fog produkálni. A gyártók nagyon eltérő módon kezelik garancia szempontjából az ilyen hibákat.

Paneltípusok összehasonlítása

TN (Twisted Nematic) Panel

A legrégebbi és egyben legegyszerűbb paneltípus. A folyadékkristályok alapállapotban átengedik a fényt, míg feszültséget kapcsolva rájuk egyre kevésbé. Elrendeződésüknek köszönhetően a mezőnyben messze a legkisebb betekintési szögekkel rendelkeznek (a kristálymolekula egyenesen előre engedi ki a fényt). Oldalról, de főleg vertikális viszonylatban nagyon hamar elkezdenek veszíteni a színeikből, melyekből egyébként sincs annyi, mint a többieknek. 6 bitet képesek kezelni alapszínenként (64 szín), mely így összesen 262 ezer színhez elegendő. Már az előző oldalon a színmélységnél taglaltuk, hogy csak némi „csalással” képesek a 16.2 millió szín elérésére. Ezek alapján már lehetne is temetni a TN paneleket, ám két tulajdonságuknak köszönhetően sikerült fennmaradniuk az évek során (sőt az erős marketingnek hála a domináns panelnek számít a piacon). Az egyik, hogy igen gyors válaszidővel rendelkeznek, így volt idő, hogy játékosoknak egyszerűen nem volt más választásuk, mint TN panelek között nézelődni. A másik, hogy nagyon alacsonyak a gyártási költségei, így olcsó monitorok előállítását teszi lehetővé. E kettő állandó sulykolása megtette a hatását, a kisebb átmérővel rendelkező monitorok között egyszerűen kiszorította a többi panelt, míg az egyre nagyobb és drágábbaknál a jobb panelek dominálnak.

Előnyei:

[list type="unordered"]

[*]Leggyorsabb válaszidő

[*]Olcsó előállítás

[/list]

Hátrányai:

[list type="unordered"]

[*]Rossz betekintési szögek

[*]Rossz színhűség

[/list]

 

[bold]IPS (In-Plane Switching) Panel

[/bold]

A Hitachi fejlesztette ki még 1996-ban, hogy megoldja a TN panel előbb taglalt két nagy problémáját. Az IPS panelben található folyadékkristály-molekulák együtt mozognak egymással, nem pedig egyre jobban elcsavarva, mint a TN panelnél. A működés is pont fordított, feszültség nélkül nem engedik át a fényt, míg feszültség hatására 90 fokkal elfordulnak és teljesen átengedik. Az új elrendezkedésnek hála nagyon megnőttek a betekintési szögek, és a panel képes lekezelni mindenféle trükközés nélkül a teljes TrueColor tartományt, azaz 16.7 millió színt. Persze ez így önmagában túl szép lett volna, hogy igaz legyen, ezért a kezdetekben ez a panel a TN ellentettje lett. Előnyeiért cserébe rémesen lassú váltásokat produkált és sokkal drágább volt legyártani. 98-ban továbbfejlesztette a Hitachi és S-IPS névvel illette. Bár sok más cég is csinált különböző variánsokat, ez az egyetlen, amely fennmaradt és máig használatos. Az LG.Philips közös gyárai ontják magukból napjainkban, és a válaszidőt is sikerült nagyon szépen leszorítani, így már játékra alkalmas példányokkal is tele van a piac. További tipikus ismertetőjele, hogy a feketéje bizonyos szögekből nézve belilul egy kicsit. Tavaly év végén lett bejelentve az utódja, a H-IPS, de pár nagyon drága NEC által gyártott monitoron kívül még nem látta senki.

Előnyei:

[list type="unordered"]

[*]Legjobb színreprodukció

[*]Legjobb betekintési szögek

[/list]

Hátrányai:

[list type="unordered"]

[*]Drága

[*]Fekete lilulása bizonyos szögekben

[/list]

 

[bold]MVA (Multi-Domain Vertical Alligment)

[/bold]

Az MVA technológia a Fujitsu boszorkánykonyhájában született meg 1998-ban, amikor a Hitachi piacra dobta az S-IPS-t. A cél persze az akkoriban szokásos volt, egyesíteni az IPS és a TN panel előnyeit. Elődjét a sima VA panel elég problémás megoldás lett: vertikális elhelyezkedésük és egyszerre mozgásuk következtében a betekintési szögek felemásra sikerültek. Az egyik irányból nézve nagyon szépen látszódott a kép, míg ha valaki ugyanannyira a túloldalról nézte azt, akkor csak a feketeség fogadta. A megoldást az jelentette, hogy egy plusz elektróda bevezetésével két részre osztották a kristályt. A szerkezet egyik fele a bal elektróda felé vágta magát vigyázzba, míg a többiek a jobb oldalihoz igazodtak. Így drasztikusan megnőttek a betekintési szögek mindkét irányba. Emellett a színreprodukció is IPS közelivé vált (16.7 millióra képes ez is), nagyon magas kontrasztot ért el, de a legszebb: már a kezdeti példányok is 25ms-es válaszidővel rendelkeztek (míg IPS-es társaik 50 körülivel), ami akkoriban szépnek volt mondható. Az egyetlen igazán komoly problémája az MVA panelnek, hogy amikor csak kisebb, leheletnyi váltásra van szükség a színben, akkor drasztikusan megemelkedik a válaszidő.

Előnyei:

[list type="unordered"]

[*]Magas kontrasztarány

[*]Kiváló betekintési szögek

[*]Kiváló színreprodukció

[*]Gyors

[/list]

Hátrányai:

[list type="unordered"]

[*]Drága

[*]Szélsőséges esetekben belassulás

[/list]

 

PVA (Patterned Vertical Alignment) panel

A Samsung által kifejlesztett panel nagyban hasonlít az MVA panelekre, ám a Samsungnak óriási kontrasztarányokat sikerült elérnie. Anno így egyértelműen az egyik legjobb panel volt a piacon. Mára már rengeteg MVA variáns van (P-MVA, S-MVA, A-MVA), amik felveszik vele a versenyt. Sajnos a PVA is rendelkezik a belassulásos hátránnyal, ám szeretnénk megjegyezni, hogy ez napjainkban ritkán észrevehető jelenség, mert hála a túlhajtási technikáknak, mind az MVA, mind a PVA nagyon felgyorsult.

Tippek és összefoglalás

A végére szeretnénk néhány tippet adni a kedves Olvasóinknak. Legtöbb gyártó valamiért nem szereti megadni, hogy milyen panellel van szerelve adott monitora, és még a saját honlapjukon sem lehet igazán kideríteni. Ilyenkor nyugodtan kiindulhatunk a panel egyéb tulajdonságaiból. Például ha kicsi betekintési szögekkel (általában 160/160 körülit adnak meg) és rémesen gyors válaszidővel rendelkezik, akkor az bizony egy TN panel lesz. A többieket már kicsit nehezebb megkülönböztetni egymástól, főleg, hogy vannak gyártók, akik egyazon típust is árulnak különböző panelekkel. Ilyenkor például ezen a linken (klikk) beírhatjuk a kívánt monitor nevét a keresőbe és megmondja nekünk, hogy milyen panellel rendelkezik ha benne van az adatbázisban.

Bár manapság már nagyon ritka, hogy egy monitor pixelhibával kerül csomagolásba (hála a jó minőségellenőrzésnek), érdemes lehet fontolóra venni a sokszor opcionális pixelhiba garanciát (például Acer monitoroknál külön kell kérni).

Megannyi hátránya ellenére a TN monitorok között is rengetegnek igen szép képe van manapság, így nem akartunk elijeszteni senkit tőlük, de tény, hogy a válaszidő kivételével bármely más típus jobb értékekkel rendelkezik náluk. Természetesen láttunk már nagyon jól összerakott TN-t és gyengébb minőségű MVA-t is, ám ez utóbbiak eléggé eltűntek. 20 col alatt a választék oroszlánrésze TN paneles, ezért érdemes teszteknek és bemutatóknak utánanézni . Ha mást nem, legalább megerősítenek, hogy jól döntöttünk, vagy időben eltántorítanak az adott kijelzőtől.

Reméljük jelen cikkünkkel sikerült világosabbá tenni a képet, ám azoknak, akik szeretnék egy kicsit jobban beleásni magukat a témakörbe, álljon itt néhány hasznos link:

Wikipedia - TFT-LCD leírás (angol)

Samsung TFT honlap - a TFT leírása (magyar)

X-bit labs - LCD alapozó (angol, különösen ajánlott!)

X-bit labs - Response compensation (angol)

X-bit labs - LCD Testmethods (angol)

TFT Central (angol)

TFT panel.hu (magyar)

További szép napot mindenkinek!

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward