Bevezető – Út az első LCD kijelzőkig

A monitorok piacán manapság elég nehéz eligazodniuk mindazoknak, akik nem követik a technológiai újításokat, így monitorvásárlás esetén elég komoly útvesztőben találhatják magukat.

Annak érdekében, hogy segíthessünk a döntésben, illetve a tájékozódásban, úgy döntöttünk, kicsit górcső alá vesszük a modern monitorok technológiáját, hogy bárki, akit érdekel mi rejlik egy-egy rövidítés, vagy panelnév mögött, választ kapjon a kérdéseire. Mivel úgy teljes a kép, ha az LCD monitorok fejlődésének történetét is bemutatjuk – még ha ezt csak nagyon röviden, kellően leegyszerűsítve tesszük is –, így alapozónkat ezzel kezdjük. Igyekszünk rövidre fogni a történetmesélést, majd utána szemügyre vesszük az LCD panelek és a háttérvilágítások típusait, valamint olyan érdekességeket, hogy mit érdemes tudni a különböző csatlakozókról, a dinamikus képfrissítési rátáról, stb. Bár a monitorok között még nem igazán találkozni OLED-es termékekkel, a mobiltelefonok, okostelevíziók vagy VR szemüvegek esetében egyre sűrűbben bukkan fel a jövő reménysége, így természetesen ezzel is foglalkozunk.

Az egész írás egyszerre tudjuk, hogy nagy falat, de akit konkrétan egy-egy téma érdekel csak, annak az oldalcímek segíthetnek a tájékozódásban, és sok hasznos információ van az "alapfogalmak" oldalon is.

Az LCD-k alapja, a folyadékkristály

Az LCD-k (Liquid Crystal Display, azaz folyadékkristályos kijelző) alapját a folyadékkristályok adják, amelyek meglehetősen érdekes anyagok, hisz se nem légneműek, se nem szilárdak, se nem folyékonyak, sőt, még a plazma halmazállapotba sem tartoznak bele – új halmazállapotként átmenetet képeznek a szilárd és a folyékony állapot között.

Friedrich Reinitzer

1922 folyamán Georges Friedel három különböző csoportra osztotta a folyadékkristály vegyületeket, ugyanis szerkezetbeli különbségek figyelhetőek meg közöttük, legalábbis ami a tömegközéppontok rendezettségének mértékét illeti. Típus szerint három fő kategóriáról beszélhetünk: nematikus, szmektikus és koleszterikus. Ezeknél altípusokról is beszélhetünk, viszont ez most nem tartozik szorosan a témához, így aki kíváncsi a további részletekre, kattintson ide.

Ezt követően 1927-ben Vsevold Frederiks előrukkolt a kapcsolható „fényszeleppel”, amelynek alapját a később „Fréedericksz transition” névre keresztelt jelenség adja – gyakorlatilag az LCD technológia egyik legfontosabb építőkövéről beszélhetünk. A szóban forgó technológiát 1936 folyamán a Maconi Wireless Telegraph Company egy szabadalom keretén belül gyakorlati felhasználásra is bevetette.

1957-ben a Westinghouse Electric megbízta James L. Fergasont, hogy végezzen különböző kutatásokat a televíziókban használatos vákuumcsövek terén. A kutató munkája során 1957 novemberében felfigyelt a folyadékkristályok optikai tulajdonságaira. Nem sokkal ezután létrejött egy tudományos munkacsoport, amely a folyadékkristályokra koncentrált. 1958-ban a munka gyümölcseként koleszterikus folyadékkristályokkal dolgozva olyan technológiát fejlesztett ki, amelynél a hőmérséklet-változás hatására a folyadékkristályok színe megváltozik. Ezzel a módszerrel olyan hőmérők készíthetőek, amelyekről – a megjelenített szín alapján – könnyedén leolvasható a hozzávetőleges hőmérséklet. Mivel a különböző vegyületek szabadon vegyíthetőek egymással, így szinte bármilyen hőmérséklet-tartományhoz lehetett efféle „hőmérőt” készíteni. Idővel Fergason egyre több alkalmazási területet talált a folyadékkristályok hasznosításához, majd optikai megjelenítő rendszer fejlesztésébe is belekezdett, ám a termékfejlesztés felé vezető úton már nem kapott támogatást.

Richard Williams

A minta hosszú, párhuzamosan futó régiókból állt, amelyeket később Williams Domains névre kereszteltek. A próba során Williams egyenárammal és váltakozó árammal egyaránt próbálkozott, de utóbbi jobb választásnak bizonyult, ugyanis a minta stabilabbá vált, valamint az elektrokémiai elhasználódás mértéke is csökkent.

George H. Heilmeier

Az új kihívást Joel E. Goldmacher és Joe A. Castellano küzdötték le, akik szintén az RCA-nál dolgoztak. Az új folyadékkristály segítségével később DSM alapú, szegmenses felépítésű prototípus megjelenítők készültek, amelyeket az RCA 1968 májusában be is mutatott.

George H. Heilmeier a DSM prototípussal (1968)

Heilmeier csapata az eredmények láttán az LCD továbbfejlesztésében gondolkodott, elsősorban abból a célból, hogy televíziókban használható kijelzők készülhessenek. Az RCA felsővezetése ezt látva megijedt, ugyanis attól tartottak, hogy az LCD kijelzők rontják majd a CRT alapú megoldások piacát, sőt, szélsőséges esetben még akár komolyan veszélyeztethetik is, így elvetették az LCD kifejlesztésével kapcsolatos terveket.

A kutatók emiatt szépen lassan átszivárogtak az Optel Corporation kötelékébe, ahol a csapat N. Luce irányítása alatt 1970-ben elkészítette az első DSM LCD kijelzős karórát. Az első TN LCD kijelzős karórára 1973-ig kellett várni, ugyanis a Seiko ekkor dobta piacra 06LC típusú megoldását.

1973 folyamán a Sharp is előrukkolt egy különlegességgel: 1973 májusában debütált az Elsi Mate El-805 típusjelzéssel ellátott zsebszámológép, amely ugyancsak DSM LCD kijelzőt használt. A DSM LCD közös üveg-szubsztrátumán (COS – Crystal on Substrate technológia) öt IC helyezkedett el, a CMOS alapú vezérlővel ellátott eszköz pedig sokkal vékonyabb és könnyebb volt, mint a konkurens megoldások, amelyek méretük miatt nem is igazán fértek be egy átlagos zsebbe. Az Sharp megoldásának fogyasztása mindössze kilencezrede volt a már forgalomban lévő számológépekének, ami óriási szó.

Sharp Elsi Mate EL-805

Ez a modell volt az első olyan kereskedelmileg is sikeres termék, amely LCD kijelzővel rendelkezett. Érdekes adalék, hogy a fenti fotón látható négyfunkciós, nyolc számjegy megjelenítésére képes számológép 1973 decemberében 109,95 dollárba került az Amerikai Egyesült Államok területén. A számológép 120 milliméter magas, 80 milliméter széles és 21 milliméter mély volt, tápellátásáról pedig egy 1,5 voltos, AA formátumú alkáli elem gondoskodott.

Ebben az időszakban, azaz a 70-es évek elején kezdődött a TN panel története is. 1970-ben a svájci Baselben található Hoffman-La Roche munkatársai, W. Helfrich és Martin Schadt, illetve tőlük függetlenül J. L. Fergason is kifejlesztette a Twisted Nematic LCD üzemmódot. Ennél a módnál a folyadékkristályokat két, egymásra merőleges polarizációjú, átlátszó (ITO - Indium-ón oxid) elektródákkal és hézagolókkal ellátott üveglemez közé helyezik. Ezek a lemezek a barázdák jóvoltából elforgatják a folyadékkristályokat, amelyek csavart szerkezetbe rendeződnek. A csavart szerkezet esetén a folyadékkristályok úgy rendeződnek, hogy az adott lemezzel érintkező felületük polarizációja azonos legyen a lemez polarizációjával – ebben segítenek a lemezeken kialakított barázdák. Amennyiben az elektródákra vezérlőfeszültséget kapcsolnak, az elektródák között elhelyezkedő kristályok az elektromos tér hatására a tér irányának megfelelően átrendeződnek, egyre opálosabbá válnak, és a feszültség növekedésével egy bizonyos határérték felé közeledve egyre kevésbé engedik át a fényt, míg csaknem teljesen blokkolják annak útját. A DSM alapú LCD kijelzőkkel ellentétben a TN alapú megoldások már tartalmaztak polarizációs szűrőt is.

Az első kijelzők, passzív és aktív mátrix címzés

Az LCD kijelzők vezérlése

Mátrix címzés terén alapvetően két nagy csoportot különböztethetünk meg: az egyik a passzív mátrix, amit sajátosságai miatt csak kis felbontásnál érdemes alkalmazni, a másik pedig az aktív mátrix, ami napjaink modern monitorpaneljeinek alapját adja (OLED-eknél hasonló a helyzet).

Passzív mátrix

Ennél a típusnál nagyjából átlátszó vezetőkből alakítanak ki egy mátrixot, a hátlapon lévőek merőlegesek az előlapon lévőkre. Az így létrejövő sorokat és oszlopokat vezérlőelektronika segítségével címezhetik. Az egyik üveglapon az oszlopok, a másikon pedig a sorok frissítése történik, a vezetősávok pedig jellemzően indium-ón oxidból készülnek (ITO). A sorok és az oszlopok metszéspontjai adják a pixeleket

Ahogy az egymásra merőleges vezetőrétegekre feszültséget kapcsolnak, a metszéspontban lévő kristály újrarendeződik és megváltoznak a folyadékkristály fényáteresztéssel kapcsolatos tulajdonságai. A folyamatot megismételve és a pixelek között pásztázva kép rajzolható ki a kijelzőre.

Forrás: Hitachi

Ebből a képfrissítési gyakorlatból adódóan nagyon nem mindegy, hogy hány sort és hány oszlopot kell frissíteni: bizonyos szint felett nincs értelme tovább növelni a sorok és oszlopok számát. A képpont-sűrűség növelésével az elektródák méretét csökkenteni kell, ám ezzel egy időben a pixelvezérléshez szükséges feszültség mértéke meredeken növekedni fog. A feszültség növekedésével megjelenik egy másik probléma is: a töltés-effektus. Noha csak egy oszlopot és egy sort címeznénk meg, ekkor a szomszédos sorok és oszlopok szintén töltést kapnak, azaz a feszültségimpulzus az ő működésüket is befolyásolja – akár szeretnénk, akár nem. Ennek hatására a kiválasztott pixel aktiválódik, azaz fekete lesz, de a közelében lévő képpontok is aktiválódnak, igaz, csak részben, így szürke árnyalatot vesznek fel. A részben aktív pixelek egyrészt csökkentik a kijelző kontrasztját, másrészt a képminőséget is rontják – gyakorlatilag ezt a jelenséget nevezzük áthallásnak (crosstalk). Pont emiatt van az, hogy a passzív mátrix kijelzők rendszerint nem nagy felbontásúak, azaz kevés sort és oszlopot, vagyis kevés képpontot tartalmaznak.

Aktív mátrix kijelzők

A fentiekből jól látszik, hogy a passzív mátrix vezérléssel ellátott LCD kijelzők a koncepcióból adódóan limitált lehetőségekkel rendelkeznek, ez a vezérlésfajta így erősen behatárolja a mozgásteret és bizonyos felbontás felett nagyon gyenge teljesítményt és képminőséget nyújt. Idővel szerencsére sikerült megtalálni a megfelelő megoldást: minden pixelhez vezérelhető kapcsolót társítottak, amellyel szabályozhatóvá vált a folyadékkristály-cella töltése (így lehet ugye a beállítani kívánt szürkeárnyalatot elérni).

Az aktív elemek lehetnek a-Si:H diódák, kördiódák vagy MIM diódák is, de a nagyobb felbontású kijelzők esetén sokkal inkább érdemes vékonyfilm-tranzisztorokat alkalmazni – innen ered a TFT-LCD (Thin Film Transistor) elnevezés. Ezek a tranzisztorok lehetnek például kadmium-szelenid alapúak is, de ezeknél sokkal ígéretesebbek a hidrogénezett amorf szilícium (a-Si:H), illetve a poliszilícium (p-Si) alapú megoldások. Ilyen aktív kapcsoló helyezkedik el egy LCD kijelző minden képpontja, azaz folyadékkristály cellája előtt, feladata pedig annyi, hogy beállítsa a folyadékkristály-cella kapacitását (kapacitanciáját) a kívánt szürkeárnyalat eléréséhez szükséges feszültségszintre, majd meg is tartsa ezt a töltést a következő frissítésig. A frissítés gyakorlatilag soronként történik, a sorok pedig egymás után frissülnek – ez a címzés lényege.

Forrás: Hitachi

Noha az AMLCD, azaz az aktív mátrixos folyadékkristályos kijelző gyártása sokkal többe kerül, mint a passzív LCD kijelzőké, de cserébe orvosolja a passzív megoldások frissítéssel, kontrasztaránnyal és szürkeárnyalat-skálázással kapcsolatos hátrányait, valamint a villódzást is kiküszöböli, amit a multiplexelt rendszereknél a pixelek jelszintjének tartása okoz.

A fenti ábra remekül szemlélteti, hogyan rendezik mátrixba a vékonyfilm tranzisztorokat annak érdekében, hogy a pixeleket elkülönítsék egymástól. A tranzisztorok kapuelektródáját (Gate) sorba kapcsolják, ezek a sorok pedig a kapusorok, vagy kapubuszok lesznek. Az adatvonalak a tranzisztorok forrás (Source) kivezetését kötik össze, így létrejönnek a forrás sorok. A folyadékkristály gyakorlatilag a két átlátszó fémréteg közé kerül és kondenzátorként viselkedik.

Az első kijelzők

Ezeknek még egyike sem volt aktív-mátrixos, tehát az ős-TN paneleket ne keverjük a manapság használtakkal, azokkal később foglalkozunk.

DSM (Dynamic Scattering Mode) alapú LCD kijelzők

Ezek voltak az első igazi LCD kijelzők, de mivel még a technológia gyerekcipőben járt, elég sok kedvezőtlen tulajdonságuk volt. Ezek a panelek a bennük használt folyadékkristály-típusok miatt csak bizonyos hőmérséklettartományon belül tudtak működni, ugyanis magasabb hőmérsékleten nőtt a cellák vezetőképessége, így nem produkálták a DSM effektet, ami a működéshez szükséges. Ha viszont magas hőmérsékletre készítették fel a kijelzőt, akkor alacsonyabb hőmérsékleten nem működött a DSM effekt, mert túl nagy lett a cellák ellenállása. Az egyébként polarizációs szűrőt sem igénylő kijelzőket megfelelően kellett még szigetelni is, hisz a pára tönkretette őket, de az élettartamuk amúgy is véges volt, így hamar jött helyettük egy újabb LCD típus, amely jobb tulajdonságokkal rendelkezett és kevesebbet is fogyasztott.

TN panel (Twisted Nematic)

Az TN panel elsősorban egyszerűbb, háttérvilágítást nem igénylő eszközökben kapott helyet. A panel csak szegmensekkel "kirajzolható" tartalmak megjelenítésére alkalmas (mint például egy számológép hét szegmensből álló számjegyei), háttérvilágítás pedig nincs mögötte, azaz reflektív elven működik – visszatükrözi a beeső fényt. Ez azt jelenti, hogy a panel mögött egy tükörként funkcionáló réteget helyeztek el, ami a beeső fényt visszaverve gondoskodott a karakterek megjelenítéséről – ezáltal ezek a kijelzők sötétben nem voltak olvashatóak. Betekintési szögek tekintetében nagyon alacsony, 45 fok körüli értékkel kellett beérni.

Az első TN panelek még nem alkalmaztak multiplexelt passzív mátrix címzést, vagyis minden egyes pixelnek külön kivezetése volt, így direkt módon lehetett őket címezni. Ezzel a módszerrel több sorból és oszlopból álló nagyfelbontású kijelzőt nem lehet készíteni, hisz minden egyes szegmenshez, illetve pixelhez külön dedikált vezeték kell, ami már néhány száz pixel esetén sem járható út az óriási helyigény és a komplexitás miatt.

A TN panel sajátosságai – a vezérléshez szükséges magas feszültségkülönbség, az áthallás, a lassú válaszidő és a gyenge betekintési szögek – miatt nem igazán alkalmas multiplexelt passzív mátrix rendszerű, több oszlopból és sorból álló kijelző építésére, így új technológia kifejlesztésére volt szükség. Ez lett az STN.

STN panel (Super Twisted Nematic)

Az STN panel az 1980-as évek közepén debütált, felépítése pedig a TN-hez hasonló, viszont a folyadékkristályok nem 90, hanem 180-270 fokkal képesek elfordulni – a forgalomba kerülő megoldások jellemzően 210-240 fokos folyadékkristály-elfordulással dolgoztak. A szürkeárnyalatok megjelenítéséhez az elfordulási görbe mentén a kikapcsolt és a bekapcsolt állapot közötti váltás finom feszültségszabályozással aktiválható, valamint jól elkülönülő küszöbfeszültség is rendelkezésre áll. Ilyesmire a TN esetében nincs igazán lehetőség – legalábbis passzív mátrix panel építéséhez szükséges mértékben.

Az STN kijelzők eredetileg sárga alapon kékes tartalommegjelenítéssel dolgoztak, ami nem igazán volt népszerű a felhasználók körében. Ezen a helyzeten úgynevezett retardter film segítségével lehetett segíteni, csak ez nem minden hőmérséklet-tartományban működött. Idővel szükségessé vált egy olyan típus kifejlesztése, amely fekete-fehér rendszerben dolgozik, illetve jobb karakterisztikával rendelkezik, mint az STN – hamarosan erről is szót ejtünk.

STN kijelző 1984-ből (Fotó: ethw.org)

Olyan speciális STN kijelzőkkel is próbálkoztak, amelyek a CSTN (Color STN) nevet viselték. Ezek a színszűrőnek, illetve a különböző egyéb módosításoknak köszönhetően jó kontrasztot, remek színeket és széles betekintési szögeket kínáltak, viszont a panel válaszideje elég lassú volt, így a tartalom változásakor elmosódás, szellemképesedés volt megfigyelhető, mivel a cellák nem tudtak elég gyorsan állapotot váltani. Emiatt videók megtekintésére sem volt mód.

A cellák egyébként három szubpixelből álltak, amelyek együtt alkottak egy színes pixelt – színárnyalat tekintetében is elég nagy volt a mozgástér. Az említett felépítés miatt egy 320 x 240 pixeles felbontású CSTN kijelző 960 x 240 alpixelt tartalmazott. A passzív mátrix típusú CSTN kijelzők rettentően költséghatékonyak voltak aktív mátrix típusú riválisaikhoz képest, ezzel együtt jó kontrasztarányt és jó színeket is kínáltak, valamint nappali fényben is egész jól olvashatóak voltak, fogyasztásuk pedig még alacsonyabb is volt.

Maguk a CSTN kijelzők nem voltak elérhetőek szabványos panelek formájában – felépítésüket mindig az aktuális igényekhez, illetve az aktuális alkalmazási területhez szabták (régi mobiltelefonokról lehet ismerős ez a technológia sokaknak).

FSTN (Film Compensation Super Twisted Nematic)

A hagyományos STN kijelzők esetében a zöldes-sárgás-kékes képet a hamarosan kitárgyalásra kerülő DSTN előtt egy sokkal olcsóbban gyártható, egyszerűbb megoldással is fekete-fehérré tudták változtatni anno, ehhez pedig csak egy speciális kompenzációs filmrétegre volt szükség. Ez a filmréteg a felső üveglap és a polarizátor közé került. Az FSTN kijelzők az STN modellekhez képest ezáltal nagyobb betekintési szögekkel, nagyobb kontrasztaránnyal és élesebb képpel rendelkeztek, de válaszidejük nem volt jobb – ennek javításához egy filmréteg kevés.

DSTN panel (Double Layer STN)

A DSTN kijelzők tulajdonképpen speciális STN panelek, amelyek rögtön két darab STN panelt is tartalmaznak. Az alsó panel egy teljes funkcionalitású, minden komponensével rendelkező példány, a felső azonban már csak egy polarizációs szűrőktől, illetve elektródáktól mentes, üveglapokat és folyadékkristály-cellákat tartalmazó kivitel, amelynél az STN láncok az alsóhoz képest ellentétes irányban vannak elforgatva. A panelszendvics második STN rétege gyakorlatilag a kontraszt növelésében, illetve a valódi fekete-fehér működés megvalósításában segédkezik. A DSTN panelek az alap STN panelekhez képest jobb kontrasztaránnyal rendelkeznek, valamint válaszidejük is jelentősen javult. A két réteg jóvoltából automatikus hőmérséklet-függő kontraszt kompenzáció is rendelkezésre állt.

Háttérvilágítás nélküli DSTN kijelző

A DSTN panelek hátránya, hogy sokkal vastagabbak és drágábban gyárthatóak, mint az STN panelek, cserébe viszont jobb karakterisztikával rendelkeznek, így sok területen helytállhatnak – például járművekben, ipari eszközökben és akár üzemanyagtöltő állomások kútfejeinek kijelzőjeként is.

A DSTN kijelzőkből színes példányok is készültek, ekkor a két STN alapú rész egyike megkapta a szükséges komponenseket, így a panel háttérvilágítás kíséretében helyet kaphatott akár noteszgépekben is – de csak a belépőszintűekben. Egy tipikus 640 x 480 pixeles színes DSTN panel válaszideje 200 és 350 ms között helyezkedett el, egy 6 wattos CCFL háttérvilágítással pedig 100 cd/m2-es fényerősség volt elérhető. Élesség és fényerősség tekintetében a TFT kijelzőkhöz képest gyenge volt a DSTN panel, de sokkal kevesebbe került, így egy időben nagyon népszerű volt.

TSTN (Triple Layer STN)

A TSTN kijelző egy speciális megoldás, amely három rétegnyi STN „panelt” rejt. Ez a megoldás az In Focus Systems „találmánya”, különlegessége pedig nem merül ki a három kijelző rétegben. A szubsztrakciós, azaz kivonásos színkezeléssel dolgozó kijelző fehér fényből állítja elő a megjelenítendő színeket, felépítése pedig igen érdekes.

Az egyes panelek üveglapjaihoz közvetlenül kapcsolódnak a vezérlőáramkörök, a cellák között pedig két természetes polarizátor réteg foglal helyet. A nézőhöz közel, a felső szegmensben egy magenta polarizátor található, a panelcsoport hátsó része pedig egy cián polarizátort rejt. A kijelző panel mögött egy negatív Fresnel lencsét helyeztek el, míg az előlap felőli részen egy pozitív Fresnel lencse található. A szubsztraktív elven működő kijelző fajta a gyártó szerint négyszer fényesebb, mint a korabeli additív LCD kijelzők voltak – ezek piros, zöld és kék szűrőt használtak. A TSTN panel ezzel együtt képminőség terén sem volt rossz.

A TSTN technológia az In Focus több projekciós paneljében is helyet kapott – például a 480C PC Viewerben, a 7600 WS-ben, illetve a Lite Pro 760-as modellben is.

Bistabil kijelzők

A fentiek mellett léteznek még úgynevezett bistabil kijelzők is, amelyek különlegessége, hogy két képfrissítési ciklus között nem igényelnek tápellátást, ugyanis két alapállapottal rendelkeznek (fekete/fehér). Ilyen elven működnek például az e-papír kijelzők is.

Alapfogalmak tisztázása

Mivel az elkövetkező néhány oldalon keresztül néhány "szakszó" használatára is sor kerül, így feltétlenül érdemes lehet kifejteni, egy-egy ilyen kifejezés pontosan mit takar. Az alábbiakban ismertetjük a különböző fogalmak definícióit, illetve röviden elmagyarázzuk, mely technológiák mit takarnak.

Betekintési szögek:

Ezek gyakorlatilag olyan horizontális és vertikális látószögek, amelyeknél a monitor kontrasztaránya még meghaladja a 10:1 értéket. Itt egyértelműen a nagyobb érték a jobb. TN+Film paneleknél általában 170/160 fokos értéket szoktak megadni, ami 170 fokos vízszintes és 160 fokos függőleges betekintési szöget jelent. Egyéb paneltípusoknál a 176/176 és a 178/178 fokos értékek a jellemzőek, ahogy az a következő pár oldalon keresztül ki fog derülni.

Felbontás/Pixelszám:

Az adott panel pixeloszlopainak és pixelsorainak számát jelöli. Például egy 3840 x 2160 pixeles felbontású panelnél 3840 oszlop és 2160 sor áll rendelkezésre. Az LCD-k esetében a megadott felbontás azt is jelenti, hogy fizikailag ennyi képpont található a képernyőn, tehát felfelé nem térhetünk el ettől, maximum lefelé, csak ekkor a vezérlőnek ha ki akarjuk használni a teljes képernyőt, szét kell húznia a képet, hogy az az összes fizikai pixelen elterüljön (az eredmény vezérlőtől függően akár elég mosott is lehet). A sorok és az oszlopok szorzásával a panelen található pixelek száma is megkapható, amit egymillióval elosztva a pontos megapixel-érték köszön vissza – ugyanis 1 megapixel az egymillió pixel (ez főleg a kamerákból lehet ismerős manapság, ott szokták így megadni a pixelszámot a maximális felbontás helyett).

Pixelhibák:

A TFT LCD kijelzők esetében előfordulhat, hogy egy-egy pixel működésképtelenné válik – igaz, ez manapság nem túl gyakori dolog. Amennyiben egy teljes pixel hibásodik meg, úgy az adott képpont fekete vagy fehér marad, de előfordul olyan eset is, hogy „csak” egy szubpixel (alpixel) megy tönkre, ilyenkor annál a pixelnél az egyik alapszín állandóan aktív, vagy inaktív lesz (panel technológiától függ). Ritka, de „ellustulásra” is lehet példa, amikor egy kis szerencsével idővel újra működőképes lesz a szubpixel. Amennyiben egy pixel vagy szubpixel „meghal”, javítására nincs mód, azaz jótállástól függően vagy újabb pixelhibák megjelenésére kell várni, vagy azonnal cserélik az adott kijelzőt.

Interpoláció:

A TFT kijelzők natív felbontásukon adják a legszebb képet, így ezen a felbontáson érdemes használni őket. Ettől a felbontástól csak lefelé térhetünk el, viszont ekkor a kijelzőnek skáláznia kell a tartalmat. Mivel alacsonyabb felbontásra váltáskor a tartalmat széthúzza a monitor vezérlője, így a kép tisztasága és élessége csorbát szenved. A képminőség az adott skálázótól függ, de általánosságban kijelenthető, hogy alacsonyabb felbontást többnyire inkább játékoknál vagy mozgóképeknél érdemes beállítani, szövegnél ugyanis nagyon romolhat az olvashatóság. Ha az adott tartalom eltér az adott kijelző képarányától, az megjelenítéssel kapcsolatos problémákat okozhat. A probléma elkerülése képarány-megtartó beállításokkal elkerülhető, ha tud ilyet az adott monitor vagy videókártya (manapság általában tud).

Bemeneti késleltetés (Input lag):

Az input lag gyakorlatilag az az időtartam, amíg a videokártyától kiküldött jelből kép lesz a monitoron. Az input lag értékét befolyásolja, hogy a jel továbbítása során történt-e interpoláció, képjavítás, illetve jelátalakítás. Az input lag mértéke általános felhasználás esetén ma már nem igazán fontos (hisz ezen a téren elég jók a vezérlők), de a profi játékosoknál már nagyon nem mindegy, hisz akár egy kiélezett csatát is eldönthet: a magas input lag következtében később reagálhat egy adott eseményre a játékos, hisz késve látja meg a képet, így a beviteli eszközök vezérlése is késve történik. Gamer szemmel nézve az input lag mértéke minél alacsonyabb, annál jobb a helyzet – nagyjából 30 ms lehet az a szint, ami felett érezhető problémákat okozhat az input lag.

Dithering és FRC (Frame Rate Control):

A dithering, illetve az FRC alapvetően ugyanazt a célt szolgálja, vagyis az elérhető színmélység növelését, de technikailag alaposan különböznek egymástól. A lényeg, hogy e két technológia segít abban, hogy az adott kijelző olyan színárnyalatot is megjeleníthessen, amit alapból nem lenne képes. Így tudnak például a 6-bites TN+Film panelek 262 000 színárnyalat helyett 16,2 millió színárnyalatot megjeleníteni, de az eljárást egyéb paneltípusoknál is használják.

A dithering, vagy spatial dithering alapvetően azt csinálja, hogy az egymáshoz közeli pixelek esetében a kívánt színárnyalathoz legközelebb álló színt állítja be, így végeredményül új színárnyalatot láthatunk, amit egyébként magától nem tudna megjeleníteni a panel. Ha a dithering funkciót biztosító algoritmus nem kellően pontos és hatékony, akkor színzaj jelentkezik, ami sakktábla-szerű mintázat formájában érhető tetten. Manapság a spatial dithering helyet inkább az FRC módszert használják.

Az FRC, azaz Frame Rate Control – amit temporal dithering névvel is szokás emlegetni – már teljesen más módszert alkalmaz. Az FRC lényege, hogy két különböző színárnyalatot villogtatva egy harmadik színárnyalatot hoz létre – olyat, amely alapjában véve nem szerepel a palettán. Ezt a módszert a Tn+Film paneleknél a 6-bites színcsatorna felturbózásához használják, így alapszínenként nem csak 64 árnyalat megjelenítésére van mód. De ugyanezt a módszert használják arra is, hogy a 8-bites panelek 16,78 millió megjeleníthető színárnyalatát 10-bitre javítsák, így 1,07 milliárd színárnyalat állhat rendelkezésre, ha szükséges (8-bit+FRC).

V-Sync (Vertikális/Függőleges szinkron):

A vertikális szinkronizáció lényege, hogy a rendszer a monitor képfrissítési rátájához igazítja a megjelenítést. Egy 60Hz-es monitor másodpercenként 60x frissíti a rajta látható képet, tehát optimális esetben a videókártyának 16,6ms-onként el kell készítenie egy képet. Ha ez nem sikerül neki, akkor aktív V-Sync mellett az előző képkocka jelenik majd meg újra. Alacsony képfrissítési ráta mellett ez zavaró lehet, amennyiben sűrűn előfordul. Ha viszont nincs semmilyen szinkronizáció, akkor a monitor frissítésénél az aktuálisan a videó memóriában lévő kép kerül kirajzolásra. Előfordulhat viszont, hogy a monitor épp félúton jár a kirajzolással, miközben a videókártya elkészül a következő képkockával. Ez esetben "csíkozódás/képtörés" figyelhető meg a képernyőn, mert egyszerre két képkocka tartalma kerül kirajzolásra (egy ideig az előző, utána pedig már az aktuális). Manapság már vannak új alternatívák is a problémák kezelésére, ezekkel később foglalkozunk (lásd G-Sync, FreeSync).

Color Gamut (színterjedelem):

A képalkotó, azaz a felvevő, rögzítő, továbbító és megjelenítő eszközök színrögzítő, illetve színvisszaadó képességét jelöli. Ezt rendszerint egy adott színtér, vagyis háromdimenziós virtuális koordinátarendszer lefedettségének mértékével szokás jelölni – monitorok esetén a szűkebb sRGB és a tágabb Adobe RGB színteret használják erre a célra. Ezeket a színtereket rendszerint kétdimenziós CIE 1931 xy színességi diagramon, vagyis egyfajta virtuális koordinátarendszerben helyezik el, ami az emberi szem által érzékelhető színárnyalatok tartományát összegzi. A CIE 1931 XYZ gyakorlatilag egy eszközfüggetlen, színmérésre használt, nemzetközileg elfogadott színtér, amelyet 1931-ben hozott létre a Nemzetközi Világítási Bizottság.

Túlvezérlés (overdrive) / RTC (Response Time Compensation):

A túlvezérlés alapvetően arra szolgál, hogy felgyorsítsuk egy folyadékkristályos panel pixeleinek az új színre való átállását. A módszer lényege, hogy a szükségesnél nagyobb (vagy kisebb) feszültséget kapcsolunk az adott pixel tranzisztorára, majd amikor az már körülbelül eléri a kívánt szintet, beállítjuk a helyes feszültséget. A nagyobb feszültségkülönbség miatt felgyorsul az átmenet, viszont a túlvezérlés erősségétől függően hibák léphetnek fel. Ha például be akarjuk állítani a 700-as szintet, és ezért belőjük az 1000-est, majd útközben megállítjuk a folyamatot, akkor szinte biztos, hogy nem sikerül eltalálnunk pont a 700-at, tehát korrigálnunk kell valamennyit. Minél többet, annál jobban észlelhetőek a túlvezérlési hibák, amik például szellemképet okozhatnak.

Pixel és szubpixel:

A TFT LCD monitork alapját a folyadékkristály-cellák adják, amelyek szubpixelként működnek. Alap esetben minden egyes pixel (képpont) három szubpixelből áll, amelyek a három alapszínt, a pirosat, a zöldet és a kéket képviselik (RGB). Ezek együttesen alkotják az adott pixel színét. A szemünk ugyanis nem tud különbséget tenni, ahhoz túl közel vannak egymáshoz a szubpixelek, tehát egybeolvadnak a színek, de nagyító alá helyezve a paneleket látszik ez az elrendezés.

Képarány (Aspect Ratio):

Ez a szám gyakorlatilag a kijelző magasságának és szélességének arányát mutatja meg. Az LCD monitorok körében jelenleg a legelterjedtebb a 16:9-es képarány (mint a televízióknál), de 16:10-es és 21:9-es megoldások is forgalomban vannak – ezek mindegyike szélesvásznú formátum, utóbbi a legszélesebb (extra-szélesvásznúként is szoktunk rá hivatkozni). Ritkán, de még 5:4-es képarányú monitorral is találkozhatunk, ami kis túlzással egy négyzetre emlékeztet. A kezdeti időkben még ez volt a legelterjedtebb képarány a 17 és 19 colos LCD monitoroknál, és akkor még voltak a régi CRT televíziókra emlékeztető 4:3-as képarányú kijelzők is.

Kontrasztarány (Contrast ratio):

Ez egy arányszám, ami a kijelző legvilágosabb fehér és legsötétebb fekete fényerejének arányát mutatja meg. A kontrasztarány esetében két típust különböztetünk meg: az egyik a statikus, a másik pedig a dinamikus. A monitor valódi képességeit előbbi mutatja meg, a dinamikus kontrasztarány általában csak egyszerű marketing, hisz az általa ígért előnyök csak nagyon ritkán használhatóak ki maradéktalanul, ugyanis a technikai megvalósítás miatt sokszor inkább árt az efféle dolog. Dinamikus kontraszt esetén a kijelző a háttérvilágítás fényerejének dinamikus, képtartalomhoz passzoló váltogatásával működik, azaz sötét tartalom esetén alacsonyabb a fényerő, világosabb tartalom esetén pedig magasabb. Ha ezek egyszerre szerepelnek a kijelzőn, akkor általában el is vérzik a rendszer, de sokszor a gyors váltásokat sem szereti (sötét kép után világos), mert csak lassabban követi le őket.

A statikus kontrasztarányra visszatérve: mivel mérése nem szabványosított kereteken belül történik, így egyes gyártók különböző termékeinek összehasonlítására nem alkalmas – csak akkor lenne az, ha egységesen egy adott fényerősséget használna minden gyártó minden monitor esetében. Támpontnak persze jó – minél nagyobb az érték, annál jobb a kép. A kontrasztarány értékét egyébként a beállított fényerősség és a beállított kontraszt is befolyásolja, hisz ezek hatással vannak a fekete és fehér árnyalatok fényerősségére.

Fényerősség/fényáram (Brightness):

Egy cd/m2, azaz kandela per négyzetméter mértékegységgel jelölt szám, ami a monitor legvilágosabb fehér fényének értékét takarja. Általánosan elfogadott érték a 120 cd/m2, rendszerint a kijelző kalibrálása alkalmával is erre szokás beállítani a fényerősséget. A mai monitorok ennél az értéknél jóval nagyobb fényerősséget kínálnak – jellemzően 200 és 350 cd/m2 közöttit. Erre a világosabb környezet miatt lehet szükség, ha például közvetlen napfény éri a kijelzőt, akkor be kell vetni a tartalékokat, hogy jól látható maradjon a panelen megjelenő tartalom.

Kvantumpontok (Quantum Dot):

Ezeket arra használják, hogy széles spektrumú fehér fényt állítsanak elő háttérvilágítás fényéből. Jót tesz a színreprodukciónak (bővebb infó, a háttérvilágítással foglalkozó oldalon található róla).

Színmélység (Color Depth):

Ez az érték azt mutatja meg, hogy a monitor hányféle színárnyalat megjelenítésére képes. A színmélységet a panelek esetében színcsatornánként szokás megadni (6-bit, 8-bit, 10-bit), így ezt az értéket még hárommal meg is kell szorozni, ebből kijön a tényleges színmélység. A 24-bites érték a TrueColor tartományt jelöli, míg a 30/36/48 bit a DeepColor territóriuma. Van, hogy a megjeleníthető színek számát adják meg, például 16,7 millió (3*8 tehát 24 bit kell ennek az ábrázolásához).

Sávosodás/Banding:

A sávosodás egy olyan, könnyen észrevehető jelenség, amely finom színátmenetek megjelenítésekor jelentkezik. Ekkor az egyes színárnyalatok közötti váltás nem zökkenőmentesen, hanem csíkosan megy végbe. A sávosodás mértékét rendszerint tesztképekkel szokás vizsgálni, ám ezek gyakran rosszabb képet festenek az adott monitor képességeiről, mint ami valós felhasználás esetén tapasztalható. A sávosodás mögött két dolog állhat: a panel, és a vezérlő. Előbbinél ugye problémát okozhat ha ditheringelni kell, ez finom átmeneteknél elég szembetűnő lehet. A vezérlőn múlik viszont, hogy mennyire, és az is, hogy mit művel még a képpel. A videókártya által kiküldött jel ugyanis sok esetben még átmegy pár változtatáson, mire a panelhez kerül, és ezek akár sávosodást is okozhatnak (zajszűrés, kontraszt állítgatás, stb.). A sávosodás esélyének csökkentését sokszor magasabb színmélységű belső feldolgozással oldják meg.

Megjeleníthető színárnyalatok száma:

A színmélység ismeretében könnyű kiszámolni, mekkora paletta áll rendelkezésre. A 6 bites TN+Film paneleknél alap esetben 262 144 színárnyalat biztosított, de az FRC és a Dithering jóvoltából akár 16,2 millió vagy 16,78 millió színárnyalat megjelenítésére is mód nyílhat. A TrueColor monitorok 16,78 millió színárnyalatot tudnak megjeleníteni, míg a 10-bites panellel szerelt példányoknál – amelyek már a DeepColor kategóriába tartoznak – 1,07 milliárd színárnyalat megjelenítésére van mód. Ennél van feljebb is, de átlagfelhasználói szemmel nézve ez most nem lényeges.

Képátló:

Az adott monitor panelének átlója, általában hüvelykben megadva. Egy hüvelyk 2,54 centiméternek felel meg.

Válaszidő (Response Time):

Ez az érték az adott panel gyorsaságát mutatja meg, vagyis a pixelenkénti színváltás sebességét. A teljes (ISO) válaszidő a feketéből fehérbe, majd feketébe történő váltás sebességét adja meg. Ez az érték minél kisebb, annál kevesebb esély van arra, hogy gyors mozgások esetén elmosódjon a tartalom, és annál több képkocka megjelenítésére képes a monitor egyetlen másodperc leforgása alatt. Alacsonyabb értéke miatt sokszor inkább a GtG/G2G, azaz szürkéből-szürkébe történő színárnyalat-váltás sebességét szokták megadni – manapság a TN+Film alapú monitoroknál ez mindössze 1 ezredmásodperc is lehet.

TN+Film panelek

TN+Film panel

Ez a paneltípus a legrégebbi szereplő a piacon, ennek megfelelően egy időben igen elterjedt volt. Technikai megoldásai miatt szép számmal vannak hátrányai, de azért van, amiben máig verhetetlen. A Twisted-Nematic, azaz csavart nematikus térvezérlésű LCD kijelzők esetében a folyadékkristályokat két, egymásra merőleges polarizációjú, átlátszó elektródákkal és hézagolókkal ellátott üveglemez közé helyezik. Ezek a lemezek a rajtuk kialakított barázdák jóvoltából elforgatják a folyadékkristályokat, amelyek csavart szerkezetbe rendeződnek. A csavart szerkezet esetén a folyadékkristályok úgy rendeződnek, hogy az adott lemezzel érintkező felületük polarizációja azonos legyen a lemez polarizációjával – ebben segítenek a lemezeken kialakított barázdák. Az eredeti TN kijelzőkhöz képest az aktív mátrixos megoldások – amiket nagyfelbontású asztali- és mobil kijelzőkben használnak – kaptak egy extra filmréteget, ami segít a látószögek növelésében. Innen ered a TN+Film elnevezés.

A kristályok alapállapotban 90 fokkal elforgatják a háttérvilágítás felől érkező polarizált fényt, így az a színszűrőn és a külső polarizátoron áthaladva láthatóvá válik. Amennyiben az elektródákra vezérlőfeszültséget kapcsolnak, az elektródák között elhelyezkedő kristályok az elektromos tér hatására a tér irányának megfelelően átrendeződnek, egyre opálosabbá válnak, és a feszültség növekedésével egy bizonyos határérték felé közeledve egyre kevésbé engedik át a fényt, míg végül teljesen blokkolják annak útját. Mivel a folyamat során a kristályokon nem folyik keresztül áram, így a vezérlés meglehetősen alacsony fogyasztás mellett történik. A megoldás hátránya, hogy a TN+Film panelek esetében a kristályok vezérlőfeszültség hatására történő átrendeződése sosem tökéletes, így a fekete árnyalatok hagynak némi kívánnivalót maguk után (tehát nem tud szép, mély feketét csinálni egy TN+Film panel).

Pixelek elrendezése egy TN+Film panelen. Fotó: DigitalVersus

A technológia sajátosságai miatt, vagyis azért, mert a kristálymolekulák egyenesen előre engedik ki a fényt, meglehetősen szűk függőleges és vízszintes látószögekkel rendelkeznek a TN+Film panelek. Általánosságban 160 vagy 170 fokos vízszintes és 160 fokos függőleges betekintési szögekről esik szó, de a valóságban a merőleges nézőponttól kicsit is eltérve rögtön észlelhető némi színvesztés, illetve színtorzulás. A TN+Film panelek sokáig csak 6 bites színmélységgel bírtak, azaz natív módon 18-bitesek voltak – ez 262 144 megjeleníthető színárnyalatot jelent. Persze a panelek némi trükk segítségével képesek 16,2 millió színárnyalat, vagy éppen a teljes TrueColor tartomány, azaz 16,7 millió színárnyalat megjelenítésére is, ehhez pedig Frame Rate Controlt és/vagy Ditheringet vetnek be. Ezekről az előző oldalon, a fontos fogalmak kitárgyalásakor már részletesen is írtunk. 2014 óta natív 8-bites TN+Film panelek is léteznek, de sok esetben nem látszanak sokkal jobbaknak, mint a 6-bit+FRC alapú példányok, legalábbis szabad szemmel vizsgálva – ez főleg annak köszönhető, hogy az elmúlt évek során a 6-bit+FRC panelek színárnyalat-megjelenítés terén egyre jobbá váltak.

Fotó: panelreviews.com

A TN+Film panelek előnyei közé tartozik a gyorsaság, vagyis az a tény, hogy a teljes válaszidejük meglehetősen alacsony, 5 ezredmásodperc körül helyezkedik el, GtG, azaz szürkéből szürkébe történő színátmenet tekintetében pedig az 1 ezredmásodperc elérésére is képesek túlvezérléssel. Ezek között a megoldások között a nagyon magas, 120 Hz feletti képfrissítési ráta sem ritka (jelenleg a maximum a 240Hz), ami az alacsony válaszidővel karöltve folyékony képi megjelenítést eredményez – ez a játékosok számára lehet rettentően fontos.

A TN+Film panelek összességében kedvező áruk miatt lettek kifejezetten népszerűek, de a gamereknek szánt megoldások szegmensében még ma is előkelő helyet foglalnak el. Akkor viszont nem érdemes TN+Film paneles megoldásban gondolkodni, ha széles betekintési szögekre és színhű képi megjelenítésre vágyunk – költséghatékony választásként ekkor egy eIPS panellel szerelt monitor lehet a megoldás.

Érdekesség, hogy a TN+Film alapú kijelzőknél képátlót tekintve jelenleg 28 hüvelyk a felső határ, hajlított és extra szélesvásznú példányok pedig még nem készültek belőle, de ha belegondolunk ez nem véletlen (a betekintési szögek miatt a nagy monitoroknál látványos lenne a színtorzulás a sarkok felé).

Panelbevonat terén a TN+Film paneleknél – amelyeknél van AG réteg – a film szemcsézettsége közepesen finom: nem olyan durva, mint a régi IPS paneleknél, de nem is olyan finom, mint a VA paneleknél.

VA és MVA panelek

VA (Vertical Alignment) panel

A VA paneltechnológia első képviselőjét a Fujitsu műhelyében készítették el még 1996-ban. Akkoriban erősen beárnyalta a panel használhatóságát az a tény, hogy a látószögek limitáltak voltak, ám a mérnökök nekiláttak a kihívás leküzdésének. A limitált látószögek ellen azt találták ki, hogy a pixeleket úgynevezett domainekre osztják, amelyek egymással szinkronban működnek – ez a megoldás több új paneltechnológia megszületését tette lehetővé.

MVA (Multi-domain Vertial Alignment)

Az MVA paneltechnológia 1998-ban készült el, ugyancsak a Fujitsu műhelyében – ez a változat már meglehetősen impresszív tulajdonságokkal rendelkezett. Akkoriban az MVA paneleket a TN+Film és az IPS panelek közötti kompromisszumként foghattuk fel, ugyanakkor a rivális paneltechnológiákhoz képest több komoly előnyt is kínáltak. Az egyik a teljes válaszidő értéke volt, ami 25 ms körül helyezkedett el – ilyen alacsony értéket az IPS panelek abszolút nem tudtak elérni. A másik előny a látószögben keresendő, hisz az MVA panelek akkoriban széles, 160-170 fokos betekintési szögekkel rendelkeztek, így versenyképesek voltak az IPS alapú megoldásokkal szemben, vertikális fronton pedig alaposan lekörözték a Tn+Film alapú paneleket. Az MVA panelek magas kontrasztaránnyal és remek fekete színmegjelenítéssel büszkélkedhettek, ami az IPS és a TN+Film panelekkel szemben akkoriban nagy előny volt (és igazából még ma is az). Az MVA panelek az IPS panelekhez hasonlóan valós TrueColor színkezeléssel dolgoztak, azaz 16,78 millió színárnyalat megjelenítésére voltak képesek.

Technikai megvalósítás terén az MVA paneleknél már nem jelentkezett az a probléma, hogy egyik oldalról nézve látszott a tartalom, míg a másik oldalról nem – ami a VA esetében még komoly gond volt –, hisz az MVA esetében egy plusz elektróda alkalmazásával két részre bontották a kristályt: a kristályok egyik fele balra, a másik felük pedig jobbra igazodott. Viszont a kristályok elrendeződése miatt továbbra is fennállt az a probléma, hogy ha tökéletesen merőlegesen nézzük a monitort, akkor egyes színárnyalatok kicsit torzulnak – ez főleg a sötétebb színárnyalatokat érinti – de ahogy egy picit változtatunk a betekintés szögén, azonnal visszaáll a rend.

Az MVA panelek fejlődésük során válaszidő terén lemaradtak a TN+Film panelektől, a válaszidő csökkentése pedig idővel egyre nehezebb volt. Gondot jelentett az is, hogy a válaszidő drasztikusan megnőtt, ha a pixelnek csak minimális színárnyalat-váltást kellett végrehajtania. Utóbbi miatt ezek a panelek nem igazán voltak alkalmasak játékra, viszont az Overdrive (túlvezérlés) technológia bejelentésével újra felcsillant a remény, így friss MVA paneltípusok érkeztek.

P-MVA (Premium MVA) és S-MVA (Super MVA)

A Premium MVA (P-MVA) paneleket az AU Optronics, a Super MVA (S-MVA) paneleket pedig a Chi Mei Optoelectronics (ami ma Innolux néven dolgozik), valamint a Fujitsu gyártotta 1998-tól kezdve. Az AU Optronics azóta frissebb, AMVA és S-MVA panelek gyártásába kezdett, amelyeket manapság nagyon ritkán vetnek be a kereskedelem fő áramába szánt monitorokban – az AMVA paneltípusokról nemsokára részletesebben is beszélünk.

Amikor a fentebb említett paneltípusok elérhetővé váltak, komoly előrelépést kínáltak GtG válaszidő terén, ami az MVA gyengélkedését elnézve nagyon jól jött. Ugyan a válaszidő még így sem volt olyan jó, mint a hasonló Overdrive technológiát bevető TN+Film paneleké, az előrelépés látványos és szembetűnő volt. Gyakorlatilag ekkor váltak először játékra is alkalmassá az MVA család leszármazottjai – ebben az időszakban egyre szélesebb körben kezdték alkalmazni a gyártók a túlvezérlést.

Noha sokat fejlődtek, színreprodukció terén még mindig nem voltak tökéletesek a modern MVA panelek: szemből, merőlegesen nézve a paneleket néhány színárnyalat elveszett. Ez a sajátosság a VA panel kontraszt-elcsúszásából fakad. A P-MVA panelek az IPS és a TN+Film panelek között helyezkedtek el színreprodukció és látószögek tekintetében – a TN+Film modelleknél ezeken a területeken ugyan jobbak voltak, de az említett hiányosság miatt nem voltak ütőképesek az IPS panelekkel szemben, azaz színhű megjelenítést igénylő feladatokra sajnos nem igazán lehetett befogni őket.

A fekete szín mélysége viszont erős ütőkártya a P-MVA és az S-MVA panelek esetében, kontrasztarányuk pedig szintén remek, hisz 1000 és 1200:1 környékén helyezkedik el. Ezen a téren akkoriban sokkal jobbak voltak az IPS paneleknél, de a TN+Film panelek közül is sokat maguk mögé tudtak utasítani. A helyzet még tovább javult az AMVA panelek megjelenésével, amelyek már 3000 és 5000:1 közötti kontrasztarányt kínáltak.

Az MVA panelek remekül passzoltak filmnézéshez, hisz a konkurens technológiákkal ellentétben alacsony volt a zajosodás mértéke, valamint képhibák is kevésbé gyakran fordultak elő. Az overdrive bevezetése már nem javított a helyzeten, de a többi panellel ellentétben nem is rontott. Az MVA panelek ezen a téren nagyon jók, ami az overdrive technológiára támaszkodó TN+Film, IPS és PVA modellekről már nem mondható el. Érdekesség, hogy míg a Chi Mei Optoelectronics manapság is gyárt S-MVA paneleket, addig az AU Optronics már befejezte a P-MVA panelek gyártását, helyüket pedig új generációs MVA panelek váltották fel, amelyek az AMVA nevet viselik. A következő néhány sort nekik szenteljük.

AMVA (Advanced MVA) panelek

Az AMVA panelek első generációját 2005 folyamán mutatta be az AU Optronics, ez a paneltípus pedig még manapság is használatban van, de már közel sem kap akkora szerepet, mint régen. Az AMVA panelek az MVA alapúakhoz képest összességében jobb teljesítményt nyújtanak, így például színtorzulás terén is jobbak elődeiknél. Ez annak köszönhető, hogy az AMVA panelek több domaint alkalmaznak, mint az MVA alapú megoldások, így a szélesebb látószög esetén a korábbinál kevésbé torzulnak a színek, valamint a képminőség is kevésbé romlik, mint a hagyományos VA paneleknél.

4 domaint alkalmazó régebbi AMVA panel

Az AMVA panelek komoly ütőkártyája, hogy nagyon magas kontrasztaránnyal dolgoznak, ami 1200:1 értéktől egészen 5000:1 értékig terjed – ez a W-LED alapú háttérvilágításnak, a pixelszerkezet-optimalizációknak és az egyéni optimalizációknak köszönhető. A papíron szereplő értékekhez képest a legtöbbször a valóságban inkább valahol 3000:1 értéknél tetőzik a kontrasztarány, de ez még így is sokkal jobb, mint amit az IPS vagy TN+Film alapú panelek tudnak. A magas kontrasztarány jóvoltából a sötétebb képek is jó minőségben jelennek meg a kijelzőn – ebben a tekintetben mindenképpen az AMVA alapú megoldások a legjobbak.

Sajnos az AMVA panelek esetében néhány hátrányról is említést kell tenni: ezek a panelek sem mentesek a VA típusú megoldásokra jellemző, merőleges nézőpontban jelentkező kontraszt-eltolódástól, illetve színtorzulástól. Ezzel együtt élesebb szögben nézve a színek, illetve a kontraszt is jobban torzul, mint az IPS paneleknél, de van azért némi előrelépés is e téren, amire remek példa a BenQ Color Shift Free technológiával felvértezett GW2760HS megjelenítője.

8 domainre osztott újabb AMVA panel

Válaszidő terén az AMVA panelek jobbak, mint az MVA alapú megoldások, és az idő folyamán csak egyre gyorsabbá váltak, ahogy fejlődtek a túlvezérlési algoritmusok. A panelen található bevonat rendszerint finom vagy közepesen fényes, azaz nem tartalmaz durvább szemcséket, amelyek ronthatnák a képminőséget.

Az AU Optronics több AMVA generációt is kifejlesztett az elmúlt évek során, amelyek rendszerint inkább a televíziók piacát vették célba, de a monitorok szegmensébe is átszivárogtak – fontos változásaikkal együtt. A legfrissebb, AMVA5 névre keresztelt generáció például a 2005-ös AMVA1-hez képest 30%-kal jobb fényáteresztő-képességgel gazdálkodik, hála a PSA (Polymer-Stabilized vertical-alignment) gyártástechnológiának. Ezzel nem csak a fényerősséget, de a kontrasztarányt is sikerült növelni, sőt, a folyadékkristály-cellák kapcsolási sebességei is gyorsabbak lettek.

Az AMVA generáció első képviselője a P-MVA-hoz képest már nem négy, hanem nyolc domaint használt, ami javított a színelmosódáson. Az AMVA2 ehhez képest jobb kontrasztarányt biztosított, míg az AMVA3 esetében a PSA technológia volt a legfőbb újítás, ami javította a nyolc domainnel rendelkező panel fényáteresztő képességét. Az AMVA4 technológia kimaradt, helyette rögtön az AMVA5 érkezett, ami a fentebb említett előrelépéseket kínálta.

Az egyik leggyorsabb VA panel, létezik belőle 200Hz-es változat is.

A Sharp MVA panele

A vállalat jelenleg is gyárt MVA paneleket, igaz, az asztali monitorok szegmensében nem tölt be meghatározó pozíciót. Az MVA alapú panelek új generációjának fejlesztését 2013-ban kezdte el a cég, így a munka gyümölcseként meglehetősen érdekes panelek készültek. A Sharp műhelyében gyártották például az Eizo Foris FG2421-es modell MVA panelét, amely 23,5 hüvelykes képátlóval bírt és azért töltött be nagyon fontos szerepet, mert ez volt az első natív 120 Hz-es képfrissítési rátát használó MVA panel. Válaszidők terén sokat javult a helyzet, így az MVA technológia a modern IPS panelek szintjére ért. Ezek együtt elegek voltak ahhoz, hogy a Sharp újdonsága a játékosok számára is vonzó alternatívát képviseljen.

Ezzel a technológiával a kontrasztarány eddig nem látott magasságokba, 5000:1 értékre ugrott, ami nem csak papíron, de a valóságban is tapasztalható volt. A TN+Film alapú megoldásokhoz képest a betekintési szögek is sokkal jobbak voltak, így ezek az MVA panelek remek alternatívának bizonyulhatnak a TN+Film alapú monitorokkal szemben, ha egy „széles körben használható”, játékra is alkalmas monitor beszerzése a cél. A képet beárnyékolja, hogy azért széles betekintési szög esetén gamma-eltolódás tapasztalható. A VA panelekre jellemző kontraszt-eltolódástól sem mentes a panel, de ezt már nagyon nehéz észrevenni.

PVA panelek

PVA panelek (Patterned Vertical Alignment)

A PVA egy érdekes paneltípus, amit a Samsung fejlesztett ki az 1990-es évek végén, méghozzá azzal a céllal, hogy ütőképes alternatívát állíthasson az MVA panelekkel szemben.

A PVA mátrix folyadékkristály-szerkezete azonos az MVA mátrixéval, azaz eltérő irányba állított kristály domainek dolgoznak benne, ezeken a domaineken belül pedig betekintési szögtől szinte majdnem függetlenül ugyanazt a színt jeleníti meg a rendszer, ahogy az a lenti képen is látszik. Azért csak majdnem, mert a betekintési szögek így sem tökéletesek, hisz a VA és MVA panelekre jellemző anomáliák itt is tetten érhetőek. Ha a kijelzőt teljesen merőlegesen nézzük, néhány színárnyalat elveszhet, de pici nézőpont-váltás után ismét látszani fognak. Ezzel együtt a kontraszteltolódás és a „fekete összeomlás” egyaránt tapasztalható: a színek és a kontraszt esetében a változás mértéke a betekintési szög növelésével egyre szembetűnőbbé válik (egy TV-ről például így könnyű megmondani, hogy VA paneles-e, nézzük nagy szögben meg, szinte oldalról).

A PVA esetében egy másik, VA és MVA panelekre jellemző probléma is feltűnt: amennyiben az adott pixel színének kezdő és végponti értéke nagyon közel van egymáshoz, a válaszidő nagyon megnő. A PVA panel egyébként sem olyan fürge, mint egy TN+Film panel, de a Samsung MagicSpeed technológiája, ami tulajdonképpen egy Overdrive / RTC jellegű megoldás, sokat segített a válaszidő javításában, így a PVA panelek a hasonló tudású MVA panelekkel egy szinten helyezkedtek el. Játékos szemmel nézve egy TN+Film panel még ekkor is gyorsabb volt, de a javulás azért üdvözlendő.

A PVA panelek kontrasztarány terén ugyanúgy erősek, mint MVA alapú társaik, hisz tipikus kontrasztarányuk 1000:1 és 1200:1 magasságában helyezkedik el papíron, és ezt a szintet rendszerint a valóságban is hozzák. Ezen a téren népszerűségük csúcsán mind a TN+Film, mind az IPS, sőt, még az MVA paneleknél is jobbak voltak. A filmlejátszás már nem megy olyan jól a PVA panelek esetében, és ez különösen igaz az Overdrive-ot használó megoldásokra. A zajosodás és a képhibák megjelenése általános probléma, így a PVA panelek ezen a téren veszítenek az MVA alapú megoldásokkal szemben.

Érdekesség, hogy a PVA panelek többsége valódi 8-bites megoldás, de azért vannak köztük olyan generációk is, amelyek 6-bit+FRC alapon dolgoznak. 10-bites panelek ezekből a termékekből nem készültek, még 8-bit+FRC módszerrel sem. A panelek bevonata általában finom, nem durva szemcsés, azaz hasonlít az MVA alapú megoldásoknál használt bevonatrétegre.

S-PVA panelek (Super Patterned Vertical Alignment)

A PVA paneleknél bevezetett Overdrive funkció egy új panelgeneráció megjelenését hozta magával, ez pedig az S-PVA paneltípus volt, amely 2004 folyamán debütált. Az újdonság főbb tulajdonságok tekintetében nagyjából úgy viszonyult az eredeti PVA panelekhez, mint a P-MVA panelek MVA alapú társaikhoz – azaz a PVA paneltípus kibővített változata volt. Az Overdrive technológia jóvoltából az S-PVA panelek sokkal alkalmasabbak voltak már játékra, mint elődeik. A folyadékkristály-cellák ezeknél a paneleknél speciális megoldást alkalmaztak: minden egyes szubpixel két darab bumeráng alakú alegységre volt felosztva, amelyeket egymással ellentétes irányba pozicionálták. Ez a módszer segített a betekintési szögek javításában, pontosabban oldalról nézve szebb volt a panel képe, mint a korábbi generációé. Az S-PVA panelek többsége valódi 8-bites színmélységgel dolgozott, de voltak köztük olyanok is, amelyek 6-bit+FRC alapokra támaszkodtak.

Balra a teljes fényerős, jobbra az alacsony fényerős mód látható

A speciális szubpixel-felépítés a fenti fotón remekül látszik. A dupla szubpixelek esetében alacsonyabb fényerősség esetén csak az egyik volt aktív, de maximális fényerősség esetén mindkettő működésbe lépett. Gyakorlatilag ez a megoldás különbözteti meg leginkább az S-PVA paneleket a korábbi PVA generációktól – utóbbiaknál monolitikus szubpixelek voltak, amelyeket négy domainre osztottak. Az S-PVA esetében két zóna áll rendelkezésre, amelyekben egyenként négy domain található, vagyis egyetlen szubpixel összesen nyolc domainből áll. Ezzel a megoldással sikerült csökkenteni a gamma-eltolódásból eredő kellemetlenségeket, ami a kontrasztarány mellett a gammát is érinti, maga a probléma pedig akkor jelentkezik, ha a panelt oldalról nézzük. Az S-PVA panelek esetében a pixelzónák olyan alakot, pozíciót és feszültséget használnak, amivel segítenek egymásnak a gamma eltolódás okozta anomáliák elkerülésében. A módszert azonban nem sikerült teljesen hibátlanul kivitelezni, ugyanis a gamma eltolódás még mindig tetten érhető. Ezzel együtt az S-PVA és a PVA között van még egy fontos különbség: látószögek tekintetében az S-PVA aszimmetrikus, azaz egyik oldalról nézve nagyobb a gamma eltolódás mértéke, mint a másikról nézve.

cPVA

2009 végén egy új paneltípus jelent meg, amit a Samsung cPVA névvel illetett. A rövidítés pontos jelentéséről nem rántották le a leplet, de az hamar kiderül, hogy az új paneltípus egyszerűbb szubpixel-szerkezetet kapott, mint az S-PVA, ami alacsonyabb előállítási költségeket eredményezett.

A cPVA panelek az alacsonyabb előállítási költségeik ellenére nem néztek ki sokkal rosszabbul, mint S-PVA alapú társaik. Az S-PVA-ra jellemző kontraszteltolódás itt is jelentkezett, ahogy növeltük a látószöget. Színmegjelenítés terén fontos különbség, hogy a cPVA panelek 6-bit+FRC rendszerrel dolgoztak, vagyis nem natív 8-bites megoldások voltak, de a 16,78 millió színárnyalat megjelenítését így is meg lehetett valósítani.

Balra a teljes fényerős, jobbra az alacsony fényerős mód látható

Szubpixel-struktúra terén nagyon fontos különbség, hogy az S-PVA-nál alkalmazott megoldást száműzték, azaz a szubpixelek itt már nem voltak zónákra osztva: minden fényerősség-értéken azonos, monolitikus szerkezetet mutattak. Ahogy az a fenti képen is látszik, a szubpixelek fényereje is eléggé homogén, vagyis egyenletes volt. Ezzel a cPVA gyakorlatilag az eredeti PVA struktúrához tért vissza, amelyben egy-egy szupixel egy zónára és négy domainre volt felosztva.

A-PVA (Advanced PVA)

Ezzel a paneltechnológiával kapcsolatban meglehetősen kevés hivatalos információ áll rendelkezésre, de az tény, hogy egyes Samsung monitorok adatlapján olvasható volt az A-PVA felirat. Ezek a monitorok 2012 környékén, illetve ezt követően jelentek meg. A rendelkezésre álló információk alapján úgy tűnik, hogy az „Advanced” jelző csak a piaci versenypozíció javítását szolgálta, hisz az LG.Display sikeres AH-IPS paneljénél, valamint az AU Optronics népszerű AMVA paneljénél ugyancsak használták az „Advanced” szócskát.

SVA

2014 folyamán a Samsung a PVA paneles monitorokat SVA névvel kezdte ellátni, igaz, az nem derült ki, hogy az elnevezés pontosan mit takar. A feltételezések szerint kontrasztarány és válaszidő tekintetében egyaránt tapasztalható változás, ami a PSA technológiának köszönhető. A PSA gyakorlatilag egy speciális gyártástechnológia, ami segít a cellák fényáteresztő-képességének javításában, így a fényerősség és a kontrasztarány mellett a folyadékkristály cellák kapcsolási sebességei is javulnak.

Ez a paneltípus többnyire az újabb, hajlított kijelzős monitoroknál figyelhető meg. A kontrasztarány a 3000:1 értéket is elérheti, felbontás terén pedig 1920 x 1080 pixeles, valamint 3440 x 1440 pixeles opciók vannak. Létezik belőle 144Hz-es példány is, tehát ezek a Samsung leggyorsabb VA paneljei.

IPS panelek – 1996-tól 2005-ig

IPS panelek

Az IPS (In-Plane Switching) paneltípust, amit Super TFT névvel is szokás emlegetni, eredetileg azzal a céllal készítette a Hitachi még 1996-ban, hogy orvosolja az egyre inkább terjedő TN+Film panelek két legnagyobb hiányosságát – vagyis a szűk betekintési szögeket, illetve a kevés színárnyalat okozta gyenge színreprodukciós képességet. Az In-Plane Switching panelek esetében a folyadékkristályok a panel síkjával párhuzamosan helyezkednek el, mozgásuk pedig egymással párhuzamosan, ugyanabban a síkban történik. Fontos különbség az is, hogy a folyadékkristályokat körülvevő elektródák nem kettő, hanem egy rétegen helyezkednek el, valamint több helyet is igényelnek, mint a TN+Film paneleknél alkalmazott megoldás. Az eltérő folyadékkristály-szerkezetből, valamint az eltérő elektróda kialakításból következik az, hogy az IPS paneleknél a kontrasztarány és a fényerősség is alacsonyabb, mint a TN+Film alapú megoldásoknál.

Ahogy egy-egy cellára vezérlőfeszültséget kapcsolnak, úgy abban a cellában a folyadékkristályok 90 fokkal elfordulnak. Nagyon fontos különbség, hogy míg a TN+Film esetében a cellák alap esetben, azaz tér nélküli állapotban átengedik a polarizált fényt, addig az IPS panelek cellái blokkolják azt – ők csak vezérlőfeszültség hatására engedik át a fényt (pont, mint a VA panelek esetében). Emiatt van az is, hogy az IPS/VA paneleknél a hibás cellák mindig feketék maradnak, amennyiben a vezérlő tranzisztor meghibásodik, nem úgy, mint a TN+Film alapúaknál, amelyek fehérek lesznek.

Sajnos az „ős IPS panelek” ugyan jobb színreprodukciót kínáltak, mint a TN+Film alapú társaik, plusz betekintési szögeik is sokkal jobbak voltak, dinamikus tartalmak megjelenítésére mégsem lehetett őket hatékonyan bevetni, hisz eleinte csapnivaló válaszidővel rendelkeztek. A pontos színvisszaadást igénylő statikus tartalmak esetében viszont hamar nagy népszerűségre tett szert az IPS, hisz nagy előrelépést képviselt a TN+Filmhez képest.

S-IPS panel (Super-IPS)

Az eredeti IPS paneltechnológia továbbfejlesztett változataként „látta meg a napvilágot” 1998-ban a Super-IPS, amelyet legnagyobb mennyiségben a ma LG.Display néven ismert LG.Philips gyárai készítettek – azóta az S-IPS panelekből több generációnyi került piacra.

Az S-IPS panel az eredeti IPS alapjaira támaszkodott, de folyadékkristály-szerkezet terén egy új megoldást vezetett be, amely a „multi-domain” terminus technikust viseli. Az S-IPS elnevezés még manapság is széles körben használatos a modern kijelzők esetében, igaz, ezek között technikailag lehetnek különbségek, így a S-IPS mellett e-IPS, H-IPS vagy éppen p-IPS technológiát is takarhat e név.

Az S-IPS panelek piacra dobásuk, azaz 1998-óta a legszélesebb körben ismert és elismert paneleknek számítanak, ami az LG.Philips törekvéseinek köszönhető – a gyártó kedvező áron, jó minőségben „ontotta” a 19 és 30 hüvelyk közötti képátlóval rendelkező paneleket. Eleinte a válaszidő volt a legnagyobb gyenge pontja az S-IPS panelnek is, hisz a teljes válaszidő nagyon lassú, 60 ezredmásodperc körüli volt, a GtG „színátmenethez” szükséges idő pedig meglepő módon még ennél is magasabb értéket képviselt. A mérnökök kitartó munkával sikeresen 25 ezredmásodperc környékére, majd később 16 ezredmásodperc környékére csökkentették a teljes válaszidőt, ami a pixel felfutó és lecsengő ága között egyenletesen el volt osztva.

Az IPS panelek színreprodukció és betekintési szögek terén mindig is a csúcskategóriát képviselték. Ezt annak is köszönhetik, hogy a VA panelekkel ellentétben szélesebb szögből nézve sem kell kontraszt-elcsúszástól tartani, ahogy az a lenti fotón is látszik. Nagyon sokáig a professzionális, színhű megjelenítést igénylő felhasználásra csak ilyen panellel ellátott monitorokat ajánlottak az előnyei miatt, de azért itt sem minden tökéletes. Sötét, jellemzően fekete tartalmak esetén előfordulhat lilás elszíneződés, ahogy mozgatjuk a fejünket, ezt hívjük IPS Glow-nak.

Noha az S-IPS panelek színhűség terén remek eredményeket értek el, van egy terület, ahol nem túl ütőképesek, ez pedig a kontrasztarány. A korai S-IPS paneleknél csak 500:1 és 600:1 kontrasztarányra lehetett számítani, és ez mára sem ment 1000-1500:1 fölé.

És ha már ugrottunk egy kicsit a jelenbe, érdemes megjegyezni, hogy a mai IPS panelek egy területen még mostanság is gyengélkednek, ez pedig a filmlejátszás, ahol zajosodásra hajlamosak, amennyiben az overdrive-ot, azaz a túlvezérlést túlzásba viszik. Korábban az IPS panelek tükröződés-gátló (AG) bevonatát is kritizálták, ugyanis előfordult, hogy szemcsésnek, piszkosnak tűnt a panel, amennyiben fehér vagy világos háttér jelent meg rajta – irodai alkalmazásoknál ez nagyon feltűnő volt. Szerencsére a friss generációknál ezen a téren is rengeteg előrelépés történt, így a javulás mértéke nagyon szembetűnő.

Kevésbé beszédtéma, de az S-IPS panelek nem érzékenyek arra, ha picit megnyomjuk vagy megbökjük őket: ekkor a mozgókép nem szellemképesedik, valamint egyéb megjelenítéssel kapcsolatos anomáliák sem jelentkeznek. Egyébként ez a jelenség az MPIS, vagyis Moving Picture Image Sticking nevet viseli, és normális esetben abszolút nem jelentkezik, elvégre ki kocogtatja a monitorát. (Szaküzletben találkoztunk már olyan demonstrációval TV-nél, hogy megkocogtatták, ez IPS, de azt javasoljuk senki ne próbálja meg így beazonosítani a felhasznált panel típusát, hiszen elég csak megfelelően széles szögből ránézni a TV-re.)

AS-IPS (Advanced Super-IPS) és E-IPS (Enhanced-IPS)

2002 folyamán megérkezett az IPS család legújabb képviselője, az AS-IPS, amely óriási jelentőséggel bírt, hisz az optimalizációk hatására az 1998-ban kifejlesztett S-IPS panelekhez képest mintegy 30%-kal sikerült megnövelni a háttérvilágítás által kibocsátott fény áteresztésének mértékét – vagyis a folyadékkristály-cellák fényáteresztő képességét. Az új panel ennek hatására jobb kontrasztaránnyal rendelkezhetett, viszont a VA panelek megközelítéséhez ez is kevés volt.

2005 folyamán nagy ugrás történt, ugyanis elérhetővé váltak a túlvezérlést biztosító technológiák (RTC/ODC), valamint a kétes megítélésű dinamikus kontrasztarány is hódító útjára indult, ami az E-IPS megjelenését hozta. Az E-IPS panelek – amelyeket nem szabad összekeverni az e-IPS modellekkel – már meglehetősen fürgék voltak, hisz a GtG válaszidő papíron akár 5 ezredmásodperc is lehetett. Az E-IPS alapú panelek az S-IPS technológia legfontosabb paradigmáit vitték tovább, így a függőleges és vízszintes betekintési szögek papíron 178 fokosak maradtak, de a szélesebb szögből tapasztalható képminőség még jobb lett, a színek elcsúszását minimálisra csökkentették.

Maga az E-IPS elnevezés egyébként nem nagyon terjedt el a köztudatban, hisz ezt a jelzőt nagyon ritkán használták a gyártók, helyette inkább az AS-IPS nevet alkalmazták. Remek példa erre az NEC 2006-ban kiadott 20WGX2-es megjelenítője, amelynél az E-IPS panelt AS-IPS névvel látta el a gyártó.

IPS panelek – 2006-tól 2015-ig

H-IPS (Horizontal-IPS)

2006-2007 környékén az LG.Display egy újfajta paneltípust mutatott be, amely az új pixel elrendezés miatt a Horizontal-IPS, azaz a H-IPS nevet kapta. A gyártó ennél a típusnál csökkentette a közös elektróda szélességét, hogy ezáltal csökkenthesse az áthallást és a fényszivárgást, ám ez a megoldás új pixel struktúrát eredményezett. A szubpixelek ebben az esetben vertikálisan, egyenes vonalba rendezve helyezkedtek el, nem nyíl alakban, mint az S-IPS paneleknél.

A gyakorlatban alig látni különbséget a kétfajta megoldás között, de közelebbről határozottabb, élesebb pixelek rajzolódnak ki, valamint a kontrasztarány is egy picivel jobb. A H-IPS paneleknél a fekete képterületeknél fehéres folt látszik, ha éles szögből nézzük a panelt, nem pedig lilás, mint az S-IPS paneleknél. A felsőkategóriás IPS paneleknél esetenként ATW (Advanced True Wide) polarizáló filmet is használnak, ami segít a feketeárnyalatok betekintési szögeinek javításában, így a megjelenítéssel kapcsolatos rendellenesség – azaz a glow – mértéke csökkenthető. Persze ilyen megoldást nem alkalmaznak minden H-IPS panelnél, ezt szem előtt kell tartani – sőt, manapság szinte alig használják. Sajnos. A H-IPS panelek egyébként kezdetekben nagyon sok kritikát kaptak az AG bevonatuk szemcséssége és „koszossága” miatt: irodai alkalmazások alatt, illetve fehér hátterek használatakor látványos volt az AG bevonat „zavaró” hatása (a bevonatokkal egyébként később külön oldalon foglalkozunk).

Balra az S-IPS panel alpixel-struktúrája látható, jobbra pedig a H-IPS panelé

A modern IPS panelek közelebbi vizsgálatakor szépen kirajzolódik a H-IPS panel pixelstruktúrája, igaz, nem minden gyártó nevezi nevén a H-IPS panelt. Az LG.Display például nem is igazán hivatkozik erre az IPS leszármazottra, pedig technikailag minden modern IPS panel a H-IPS struktúrát alkalmazza.

e-IPS

2009 folyamán az LG.Display szakemberei kifejlesztették az e-IPS paneltípust, amiről korábban már említést tettünk. Ebben az esetben nem tudható biztosan, hogy az „e” jelölés mit takar, az viszont biztos, hogy az a paneltípus a H-IPS alkategóriájának felel meg. A pixelstruktúra a H-IPS-hez képest egyszerűsödött – hasonló a változás, mint ami a cPVA és az S-PVA között volt –, valamint a mátrix áttetszősége is javult, ugyanis szélesebb apertúrát vezettek be, ami több fényt enged át. Ezzel csökkenthető volt a panel integrálásának költsége, hisz a több fényt átengedő kijelző mögé „gyengébb” háttérvilágítás is elegendő volt, így a háttérvilágítás fogyasztása is csökkent. A pozitív fejlemények jóvoltából az LG.Display felvehette a versenyt az olcsón gyártható TN+Film panelekkel, valamint a Samsung cPVA technológiájával szemben is.

Két fontos hátránya van a "teljes értékű" IPS panelekhez képest az e-IPS-nek. Először is kicsit szűkebbé váltak a betekintési szögek. Ez akkor látványos, ha oldalról tekintünk meg egy e-IPS panelt: a kontrasztarány csökken, a fekete képrészletek pedig szürkévé válnak. Ugyanakkor színelcsúszásra nem kell számítani – ez pedig jellemző gyengeség a TN+Film és a cPVA paneleknél –, plusz a betekintési szögek még így is jobbak, mint a TN+Film alapú paneleké, különösen igaz ez a vertikális betekintési szögekre.

A másik hátrány, hogy az e-IPS panelek többsége valójában 6-bit + AFRC alapokon nyugszik, nem natív 8-bites megoldások, viszont ez megmagyarázza, miként lehetett lejjebb szorítani az előállítási költségeket. Ahogy a H-IPS paneleket, úgy az e-IPS alapú megoldásokat is kritizálták a tükröződés-gátló réteg miatt, ami szemcsés, koszos hatású világos háttér-megjelenítést eredményez – ez ebben az esetben is leginkább fehér háttérnél, irodai alkalmazásoknál látszik.

Ugyan hivatalosan nem árulták el, de az „e” jelölés könnyen takarhatja az „economy” szót, hisz ezeknél a paneleknél elsődleges szempont volt a gyártási költségek, illetve a kereskedelmi költségek minél alacsonyabb szintre szorítása. Ez nagyon fontos volt, mert ez tette lehetővé, hogy szép lassan búcsút intsünk a TN paneleknek az olcsóbb régiókban is.

UH-IPS és H2-IPS

Ezeket az elnevezéseket néhány gyártó kapta fel még 2009-2010 környékén: akkoriban azt állították, hogy ezek az „új” panelek hatékonyabb energiafelhasználás mellett dolgoznak. Az persze nem derült ki, hogy a két jelölés pontosan mit takar. Az UH-IPS talán az Ultra Horizontal-IPS nevet jelölheti, de ez csak találgatás. Erősen úgy tűnik, hogy a H-IPS panel frissített típusaival lehet dolgunk, amelyek minimális mértékben fejlődtek.

A technikai leírások alapján úgy tűnik, hogy a szubpixeleket elválasztó elektródák ennél a paneltípusnál kisebbek lettek, mint a H-IPS esetében, valamint az apertúra arányát is sikerült 18%-kal növelni – ilyesmit olvashattunk az e-IPS paneleknél is. Az említett változtatások segítségével nem a kijelző fényerejének növelése volt a cél, sokkal inkább a fényerősség megtartása, méghozzá a háttérvilágítás és az inverterek teljesítményének csökkentésével, illetve egyszerűbb optikai film alkalmazásával, így a panelek előállítási költsége alacsonyabb lehetett. Az LG ezt a nevezéktant nem csak a CCFL, hanem a LED háttérvilágítással ellátott monitorainál is alkalmazta.

S-IPS II

2010 környékén bukkant fel ez az elnevezés, amit néhány gyártó kapott fel. Ez a paneltípus a rendelkezésre álló adatok szerint még az UH-IPS paneleknél is 11,6%-kal nagyobb apertúra méretet alkalmazott, így a kontrasztarány, illetve a fényerősség javult, plusz némi fogyasztáscsökkentésre is mód nyílt.

A fenti információ alapján úgy tűnik, hogy a pixelstruktúra is változott, így a H-IPS esetében megismert vertikális pixel elrendezés helyett ismét az S-IPS és az AS-IPS esetében jellemző „nyíl alakú” pixel elrendezés került bevetésre. Ez az irány e-IPS jellegű fejlesztésnek tűnik, viszont az új H-IPS pixelstruktúra helyett a klasszikus S-IPS struktúrához tértek vissza.

p-IPS (Performance-IPS)

Ez a paneltípus 2010 elején mutatkozott be és az NEC nevéhez fűződik. A PA sorozatú NEC monitorokat célzó Performance-IPS panelek a 24 hüvelykestől a 30 hüvelykesig terjedő képátló-tartományt fedték le, technikailag pedig H-IPS leszármazottnak tekinthetőek. Ez a kategória azért jött létre, hogy a vállalat illetékesei látványosan megkülönböztethessék az „új 10-bites” paneleket a kategóriában található konkurens megoldásoktól. Ha a felszínt egy kicsit megkapargatjuk, akkor persze kiderül, hogy ezek a panelek nem voltak natív 10-bites megoldások: 10-bites vevővel és 8-bites modullal szerelték fel őket, azaz 8-bit+FRC módszerrel dolgoztak. Noha képesek voltak 1,07 milliárd színárnyalat megjelenítésére az FRC technológia használatával, mégsem kínáltak „valós” 10-bites színmélységet.

Egyébként az kétségtelenül jól hangzik, ha egy panel valódi 10-bites megoldás, azaz 1,07 milliárd színárnyalatot tartalmazó színpalettából dolgozik, nem csak egy 16,78 millió színárnyalattal gazdálkodó színpalettából, viszont vásárlás előtt érdemes alaposan átgondolni, valóban szükség van-e ilyen tulajdonságra az adott felhasználásnál. A 10-bites csatornánkénti színmélységet az alkalmazás mellett az adott operációs rendszernek, videokártyának és a videokártya eszközillesztő szoftverének is támogatnia kell (a HDR miatt terjedhetnek majd jobban az ilyen panelek).

Attól függően persze, hogy valóban 10-bites színmélységgel dolgozó tartalom jelenik-e meg az adott kijelzőn, egy 10-bites panellel ellátott monitornak mindenképpen megvannak a maga előnyei. A 10-bites panellel szerelt monitorok rendszerint képesek a színek hatékony skálázására még akkor is, ha 30-bites helyett csak 24-bites forrásból dolgoznak. A fejlettebb belső színfeldolgozó jóvoltából ezeket a színárnyalatokat hatékonyan illeszti a 10-bites panel képességeihez, így kevesebb rendellenességre lehet számítani, valamint a sávosodásra is kisebb esély van.

AH-IPS

Ezt a típust az LG.Display még 2011 folyamán mutatta be, és elsősorban a kisebb képátlójú paneleknél használja, amelyek a táblákat, illetve a mobileszközöket veszik célba. Ezekre a panelekre az Apple által aktívan használt „Retina” kifejezést is előszeretettel felaggatják, hisz nagyobb képpont-sűrűséggel dolgoznak. Utóbbi volt az AH-IPS panelek kifejlesztésének legfontosabb szempontjai, igaz, ezzel egy időben az apertúra méret is nőtt, így a fényáteresztő-képesség javult. Ennek köszönhetően a háttérvilágítás fényerősségét csökkenthették, ami a fogyasztásra is kedvezően hatott. Az asztali monitorok piacán néhány gyártó ugyancsak használta az „AH-IPS” jelölést, viszont ezzel az volt a baj, hogy olyan paneleknél tették, amelyek H-IPS vagy e-IPS jelöléssel is elláthatóak lettek volna. A modern nagyfelbontású kijelzőknél ugyancsak alkalmazták az AH-IPS jelölést – például a 27 hüvelykes 2560 x 1440 pixeles modelleknél –, de a felbontás növelésén kívül ebben az időszakban egyéb változások is történtek. 2012-ben jelentek meg azok az IPS alapú kijelzők, amelyek GB-r LED háttérvilágításra támaszkodtak, valamint a tükröződés-gátló (Anti-Glare) bevonat is ebben az időszakban változott meg. Míg az S-IPS és a H-IPS paneleknél durvább, szemcsésebb AG bevonat volt használatban, addig az új paneleknél már finomabb bevonatot alkalmaztak, ami a képminőségre és a képélességre egyaránt pozitív hatást gyakorolt.

Az AH-IPS elnevezést napjainkban is előszeretettel használják a modern IPS panelek esetében, az ultra-magas felbontású panelek térhódításával pedig még szélesebb körben terjedhet el ez a név. Teljesítmény-karakterisztika terén a régebbi H-IPS és e-IPS panelekhez hasonlíthatóak az újdonságok is. GtG válaszidő terén egyre általánosabb az 5 ezredmásodperces érték, de ennél a modern TN+Film panelek még mindig gyorsabbak.

A kontrasztarányok néhány éve még 700:1 és 800:1 magasságában tanyáztak, ma már azonban 1000:1 és 1100:1 környékén mozognak, azaz látványos az előrelépés, de a VA panelektől ez még igen messze van (jelenleg a legjobb bejelentett IPS panel is 1500:1 körüli értéket tud csak felmutatni). A betekintési szögek még mindig szélesebbek, mint a TN+Film és a VA alapú paneleké, a képminőség pedig sokkal stabilabb, hisz a kontraszt és a színek elcsúszásának mértéke alacsony. Az „IPS Glow” jelenség bizonyos szögből még mindig tapasztalható – azaz a fekete színárnyalatok lilás vagy fehéres folttal rendelkezhetnek, ami sokak számára lehet kiábrándító, de ez szerencsére csak nagy látószögekből jelentkezik. Ezt a jelenséget egyébként sokszor összekeverik a bevilágítással, pedig két külön dologról van szó – ebben az esetben a fénylő terület a látószög és/vagy a távolság változásával ugyancsak változik, míg a bevilágításnál nem (bevilágítás az, amikor bizonyos helyeken jobban látjuk a háttérvilágítást, erősebben átszűrődik).

Az LG.Display új IPS paneljei többféle képaránnyal, többféle felbontásban érhetőek el. Találunk a termékpalettán UHD, 4K és 5K felbontású panelt is, de vannak 21:9 képátlójú példányok is, sőt, a hajlított kijelzők is egyre komolyabb szerephez jutnak – utóbbiakból már 34 hüvelykes monstrumok is vannak.

PLS és AHVA panelek

PLS (Plane to Line Switching) és S-PLS (Super-PLS)

A PLS paneltípust a Samsung mutatta be 2010 végén annak érdekében, hogy ütős konkurenciát teremthessen a rivális LG.Display komoly múltra visszatekintő IPS paneleinek. Gyakorlatilag a PLS is egy IPS alapú monitorpanelnek tekinthető, hisz technológiailag hasonló megoldásokat használ, de egy másik vállalat fejlesztéseit hordozza magában. A Samsung a különböző optimalizációk jóvoltából akkoriban mintegy 15%-kal tudta csökkenteni a PLS panelek előállítási költségeit az IPS panelekéhez képest. Az első paneleket még S-PLS névvel forgalmazták, majd ezt szimplán PLS-re rövidítették. Noha a paneltípus már 2010 végén bemutatkozott, kereskedelmi forgalomban csak 2011 közepén jelentek meg az első olyan monitorok, amelyek már az új panelekre épültek. Az első ilyen monitor a Samsung S27A850D volt.

Válaszidő terén nagyon hasonlóak voltak a PLS panelek az IPS alapú megoldásokhoz, hiszen papíron 5 ezredmásodperc volt a legalacsonyabb GtG válaszidő. Némileg hátrányként fogható fel, hogy még most sincsenek 60 Hz-nél magasabb képfrissítési rátát támogató PLS paneles monitorok, igaz, egyes Koreában gyártott kijelzők túlhajthatóak, így a képfrissítési ráta egészen 100 Hz-ig kitolható, de ez nem egy natív, hivatalosan támogatott szolgáltatás, azaz összességében nézve olyan, mint ha nem is lenne. A tipikus kontrasztarány 700 és 900:1 között helyezkedett el, de vannak azért olyan panelek is, amelyek a papírforma alapján az 1000:1 érték elérésére is képesek. Látószögek terén is ugyanazt nyújtják a PLS panelek, mint az IPS-ek, azaz széles betekintési szögeket kínálnak, plusz nem szenvednek VA panelekre jellemző hibáktól sem. Széles szögből nézve a fekete árnyalatok az IPS panelekhez hasonlóan halványodhatnak, illetve fehéredhetnek. Az AG bevonat viszonylag finom, kvázi ugyanolyan, mint amit az LG.Display AH-IPS paneljeinél már megszokhattunk – tehát nincs vele gond.

A tisztánlátás végett fontos kiemelni, hogy egyes gyártók sokszor elkövetik azt a „hibát”, hogy monitorjaiknál IPS paneltípust tüntetnek fel, holott az adott termék Samsung PLS panelt alkalmaz. Ez a fentiek alapján nem tragédia, hisz a két paneltípus tényleg nagyon közel áll egymáshoz, de a gyakorlat akkor is félrevezető.

AD-PLS (Advanced-PLS)

2012 folyamán érdekes folyamatnak voltunk szemtanúi: egyes monitorok esetében megjelent az AD-PLS jelölés, az viszont rejtély volt, hogy a PLS-hez képest pontosan milyen változások történtek technológiai téren – már ha egyáltalán szó volt ilyesmiről. A gyanú szerint akkoriban egyszerű marketingfogás volt az AD-PLS, amivel a kreatív szakemberek az LG.Display éppen hódítást folytató AH-IPS paneljeire kellett hathatósan reagálni. A jelek szerint tehát nem volt komoly változás, vagyis a PLS panelek fentebb tárgyalt paraméterei az AD-PLS modellekre is vonatkozik.

AHVA (Advanced Hyper-Viewing Angle)

A Samsunghoz hasonlóan az AU Optronics mérnökei is saját paneltípus kifejlesztésébe kezdtek, amely 2012 folyamán AHVA névvel debütált. Az új paneltípus célja ebben az esetben is az volt, hogy méltó konkurenciát állítson az IPS paneleknek. Az elnevezés persze nem volt túl szerencsés, hisz azt sugallja, hogy egy „VA” alapú panelről van szó – és abból kiindulva, hogy az AU Optronics amúgy is évek óta gyárt különböző VA paneleket, még logika is lehetne a feltételezésben. Ugyanakkor ezt a paneltípust az AMVA panellel nem szabad összetéveszteni, hisz az egy ténylegesen „VA” alapokon nyugvó megoldás.

Az AHVA panelt elsőként a BenQ BL2710PT használta, amely megmutatta, nagyjából milyen előnyei és hátrányai vannak az új paneltípusnak. A GtG válaszidő ennél a paneltípusnál papíron akár 4 ms is lehet, tehát a sebesség valamivel gyorsabb lehet. A tipikus kontrasztarány ennél a panelnél is 1000:1 szintig terjed, a betekintési szögek pedig nagyon hasonlítanak az IPS paneleknél már megismertekhez. A „VA” panelekre jellemző látószög-hibáktól itt nem kell tartani, de az IPS és a PLS panelekre jellemző, széles betekintési szög esetén tapasztalható fekete fakulás ebben az esetben is jelen van. Az AG bevonat ezeknél a paneleknél nagyon minimális, sokszor közepesen csillogónak tűnnek.

2015 folyamán az AU Optronics elsőként dobott piacra 144 Hz-es képfrissítési ráta mellett üzemelő, IPS gyökerekkel rendelkező panelt, ami pont AHVA típusú volt. Ezt a panelt elsőként az Acer Predator XB270HU monitor használta, ami tényleg meggyőző teljesítményt mutatott válaszidő és képfrissítési ráta terén.

OLED

OLED

Az OLED a jövő egyik nagy reménysége a kijelzők piacán. Okostelefonban és táblákban már többször találkozhattunk a technológiával, és egyre több gyártónak van OLED-es televíziója is. A folyamatos fejlődésnek hála egyre kedvezőbb árú, egyre hosszabb élettartamú megoldások készülhetnek majd, amelyek idővel kiszoríthatják a jelenlegi kijelző technológiákat.

Alapvető felépítés

Az Organic Light-Emitting Diode, azaz organikus fénykibocsátó dióda szócska egy egész sor komplex technológiát rejt, amelyeket nem lehet néhány sorban letudni, így az alábbiakban kibontjuk, mit is érdemes feltétlenül tudni erről az „új reménységről”, ami igazából elég komoly múltra tekinthet vissza. Az OLED működése alapvetően az organikus elekrolumineszcencia nevű jelenségre támaszkodik, amelynek lényege, hogy két vezető elektróda közé fénykibocsátó organikus anyagokat (organikus szén alapú filmeket) helyeznek, ami elektromos mező hatására fényt bocsát ki. Az OLED felépítése nagyon leegyszerűsítve a következők szerint alakul. Van egy hordozóréteg, ami a kijelző típusa és szerepe szerint lehet üveg, műanyag vagy akár vékony fémfólia is – ez adja a panel gerincét.

A következő az anód, ami rendszerint egy átlátszó, indium-ón oxiddal bevont üveglap, amit egy kettős organikus réteg követ – ez állhat organikus molekulákból vagy akár polimerekből is –, közülük az egyik egy vezető réteg, a másik pedig egy emisszív, azaz fénykibocsátó réteg. A konduktív, azaz vezető réteg az anód felől küld elektronokat, az emisszív réteg pedig a katód felől szállít elektronokat, így ezek találkozásával ebben a rétegben alakul ki a fényjelenség. A lánc végén a katód van, amely rendszerint fémből készül, szerepe pedig az, hogy elektromos mező hatására elektronokat szállít. Az OLED kijelzők elé rendszerint UV szűrőt is szoktak tenni, ugyanis az OLED pixelek élettartamát csökkenti az UV sugárzás. Fontos, hogy a kijelző tömböt lég- és vízmentesen szokták lezárni, ugyanis az SM-OLED esetében a víz, a PLED esetében pedig az oxigéntől kell védeni az emisszív rétegeket.

Csoportosítás vezérlési mód szerint – Avagy az AMOLED és a PMOLED

A PMOLED, azaz a Passive Matrix OLED kijelzők esetében az anódcsíkokat a katódcsíkokra merőlegesen helyezik el. Ezek metszéspontjaiban vannak a pixelek, amelyek áram hatására világítani kezdenek. A pixelek vezérlését külső áramkör végzi, amely az utasításoknak megfelelően eldönti, melyik kijelző világítson és melyik maradjon sötét. Ez a technológia több áramot fogyaszt, mint a többi OLED alapú megoldás, ami a külső vezérlőnek köszönhető – de még így is kisebb az étvágyuk, mint a hasonló méretű LCD kijelzőké. A PMOLED kijelzőket jellemzően 2-3 hüvelykes képátlóig érdemes használni, így főként kisebb mobileszközökben és viselhető eszközökben találkozhatunk velük.

Az AMOLED, azaz Active Matrix OLED kijelzők már teljesen más módszert használnak, ugyanis esetükben az anód szerepét egy TFT, azaz vékonyfilm-tranzisztorokból álló réteg tölti be, amely pixel szinten szabályozza, mikor melyik képpont világítson és maradjon sötét. Az AMOLED kevesebb áramot fogyaszt, valamint magasabb képfrissítési rátával is rendelkezik, mint a PMOLED, így nagyméretű kijelzők építéséhez is jobban passzol. AMOLED rendszerű kijelzőkkel monitorokban, televíziókban, elektronikus táblákban, eredményjelzőkben, illetve egyéb olyan termékekben találkozhatunk, ahol nagyobb képátlójú kijelzőre van szükség.

Osztályozás a felhasznált elektrolumineszcens anyagok alapján

Ebben a tekintetben jelenleg kétféle kategóriát különböztethetünk meg. Az egyik az SM-OLED, amit tradicionális OLED formájában szokás emlegetni, de mostanában egyre több helyen emelik ki SM-OLED kifejezés használatával, ha erről a típusról van szó. A másik a PLED, azaz polimer alapú OLED. Azért nem POLED a szabályos név, mert itt az kismolekulás organikus anyagok helyét polimerek veszik át, amelyek nagy molekulákból állnak. Mindkettőnek vannak előnyei és hátrányai – mindjárt ismertetjük is ezeket.

SM-OLED (Small-Molecule Organic Light-Emitting Diode)

Ennél az 1987-ben kifejlesztett típusnál kis méretű organikus molekulákkal alakítják ki a vezető és a fénykibocsátó rétegeket. Ezeket az anyagokat termikus vákuumpárologtatással (VTE) viszik fel az adott hordozórétegre. Ebben az esetben a felvinni kívánt anyag a vákuumkamra alján helyezkedik el, a hordozó pedig, amire felviszik, a kamra tetejére kerül, így a párolgás során létrejön a megfelelő bevonat. Az OVPD eljárás esetében organikus gőzfázisú leválasztást használnak – Organic Vapor Phase Deposition –, amihez szállító közeg, egyfajta gáz is szükséges – például nitrogén. A gáz az organikus anyagon áthaladva eljuttatja azt egy forró falú, alacsony nyomású kamrába, ahol a hordozóréteg egy alacsonyabb hőmérsékletű reakciós kamrában foglal helyet. Az organikus anyag párolgás következtében bevonja a hordozóréteget, így kellően vékony réteg hozható létre, ami gazdaságos anyagfelhasználást és nagyobb termelékenységet is eredményez. Ez a két módszer nagyon pontos és homogén felületet eredményez, cserébe viszont eléggé költséges folyamat, így rendszerint csak kisebb kijelzőknél használják ezt a módszert – például okostelefonoknál, fényképezőgép és kamera kijelzőknél, illetve egyéb hasonló kategóriájú terméknél. Az SM-OLED technológia keretén belül használt anyagok por formájában kerülnek feldolgozásra, a mintázást pedig maszkolással oldják meg. Az SM-OLED kijelzők tiszta anyagfelhasználással, alacsony nyomáson készülnek, remek teljesítményt nyújtanak és optimális, kellően vékony filmtömbökkel dolgoznak – ugyanis a fentebb említett gyártástechnológia jóvoltából a több réteg precíz kialakítása is lehetséges. Mivel a kismolekulájú organikus anyagok vízben remekül oldódnak, így ezekre a kijelzőkre komoly veszélyt jelent a víz. Az SM-OLED panelek nagy hátránya, hogy nagyobb méretben meglehetősen nehéz a kellő mintázat elkészítése, így ezeket a paneleket nem is használják nagy képátlójú kijelzők gyártására, hisz ez gazdaságtalan döntés lenne.

PLED (Polymer Light-Emitting Diode)

A PLED esetében az organikus emisszív réteg helyét polimer alapú, nagy molekulákból álló emisszív réteg veszi át – ilyen emisszív rétegből több is használható. A PLED-et egyébként LEP (Light Emitting Polymer – Fénykibocsátó Polimer) névvel is szokás emlegetni. A nagy molekulák tömege miatt eben az esetben teljesen más gyártástechnológiát kell bevetni, mint az SM-OLED technológiánál, hiszen itt a termikus vákuumgőzöléses eljárás nem hatékony. A PLED esetében a felvitelt speciális megoldásokkal és szerves oldószerekkel oldják meg, így ebben az esetben nem száraz, hanem nedves eljárásról beszélhetünk.

Az első módszer a Spin Coating, azaz a forgatás mellett történő bevonat készítés. Ennél a módszernél a hordozóréteget forgatják, méghozzá meghatározott, 1000 és 8000 fordulat per perc közötti fordulatszámmal, majd a bevonó anyagként szolgáló polimert cseppenként viszik fel rá. A módszer egyenletes réteget eredményez, majd a kész hordozót magas hőmérsékleten „kisütik”, hogy a maradék folyadék is eltávozzon a rendszerből. A folyamatot addig ismétlik, míg a rétegvastagság és a homogenitás megfelelő nem lesz. Mintázásra ebben az esetben nincs mód, így többszínű mintázat sem alakítható ki. További hátrány, hogy a polimer oldat 99%-a kárba megy a folyamat során, a gyártástechnológia pedig érzékeny a porra, valamint a hordozó hibáira is, így az eljárás nagyméretű kijelzőknél nem alkalmazható.

A második módszer a tintasugaras nyomtatókéhoz hasonló eljárás, ami költséghatékony és pontos. A művelethez kellően precíz „nyomtatófejekre” van szükség, amelyek pontosan célba juttatják az anyagot, ami aztán ott és úgy szárad meg, ahogy eredetileg tervezték, pontos mintázatot kirajzolva. Az aktuális technológiák sebességére jellemző, hogy a polimer-formáló mechanizmus segítségével egy perc alatt 400 milliméteres panelekre nyomtathatóak megfelelő színű „pixelek”, ami nem hangzik rosszul. Itt már csak az anyag 2%-a megy kárba, a pontosság mikrométeres nagyságrendű, a hordozóréteg hibáira pedig nem érzékeny a technológia.

OLED típusok tulajdonságok és struktúra szerint

FOLED (Flexible Organic Light Emitting Diode)

Ez a PLED típus flexibilis hordozórétegre épül, ami többféle lehet, például optikailag tiszta műanyag film, vagy éppen reflektív fémfólia is. Költséghatékonyságuk és kiváló képességeik miatt előszeretettel használják őket repülőgépek pilótafülkéjében, bukósisak plexijén vagy éppen közúti járművek szélvédőjén. A FOLED technológiával könnyű fali televízió, okostelefon, hordozható eszközökben használható kijelző, vagy éppen laptop kijelző is készíthető.

TOLED (Transparent Organic Light Emitting Diode)

A polimer alapú átlátszó OLED kijelzők esetében a két átlátszó vezető réteg közé több polimer réteget helyeznek, a kész kijelző pedig mindkét irányban képes fényt kibocsátani: előre/felfelé és hátra/lefelé is. A TOLED típusú kijelzők üveg alapú hordozóréteget használnak, ami akár 70%-os áttetszőséggel is rendelkezhet, amennyiben ki van kapcsolva. Ezt a kijelző-fajtát szélvédőkön és pilótafülkék ablakain, ablakra integrált otthoni szórakoztató- és információs rendszereknél, figyelmeztető rendszereknél, valamint bukósisakra rögzített kijelzőknél és kiterjesztett valóságra támaszkodó rendszereknél egyaránt használhatják. A TOLED-ek nagyon fontos építőkockák, hiszen hibrid eszközökben, valamint bonyolultabb struktúrára épülő eszközökben egyaránt használják őket. A TOLED alapú kijelzők akár napfénynél is jól olvashatóak, amennyiben a kontrasztarányt reflektív abszorber réteggel – például egyszerű fekete háttérrel – javítják. Ilyen megoldást telefonoknál és vadászgépeknél is használnak.

Vannak még biplanáris TOLED-ek, amelyek ugyanazon a felületen kétféle képet mutatnak, és vannak kétirányú TOLED-ek is, amelyeknél a kijelző mindkét felén eltérő kép látható. A TOLED-ek ezzel együtt a SOLED-ek építőkövei is – ezekről a következő bekezdésben teszünk említést.

SOLED (Stacked Organic Light Emitting Diode)

A rétegezett OLED lényege, hogy ebben az esetben egy-egy pixelt egy-egy egymásra rétegezett TOLED panelekből álló szendvics alkot. Ezáltal egyetlen pixel tartalmazza a kék, a piros és a zöld színt, a színkeverés pedig az egyes rétegek áramellátásának szabályozásával megy végbe. A teljes tömb áramellátását szabályozva a fényerősség is módosítható, szürkeárnyalatokat pedig impulzus-szélesség modulációval lehet létrehozni. A SOLED esetében nincs limit maximális pixelméret terén, ugyanis a kívánt szín minden szögből, minden távolságból pontosan érzékelhető. További előny, hogy a SOLED kijelzők azonos képterületen háromszor nagyobb felbontást nyújthatnak, hiszen az egymásra rétegezett szubpixelek jóvoltából helytakarékosabb a dizájn – három klasszikus szubpixelnyi helyre három normál pixel is elférhet.

Felfelé sugárzó OLED

Ennél a típusnál a hordozóréteg reflektív vagy áttetsző anyagból készül, a fény pedig felfelé távozik.

Elsősorban Smart Card típusú eszközöknél használják.

Fehér OLED

A tiszta fehér fénnyel világító OLED kiválóan alkalmas épületvilágításra, ugyanis kellően szórt fényt bocsát ki, fogyasztás terén pedig ugyancsak versenyképes.

A LED-hez képest vékonyabb, modernebb lámpák készíthetőek vele.

Alpixel struktúrák

Szubpixel elrendezés terén az OLED kijelzők használhatják a klasszikus RGB megoldást, azaz az elsődleges alapszíneket biztosító pixelek egymás mellett helyezkednek el. A klasszikus OLED alapú alpixeleknél azonban problémát jelent, hogy az egyes színárnyalatokat biztosító vegyületek teljesen eltérően öregszenek, így egyes alpixelek hamarabb elhasználódnak, míg mások jobban bírják. Jellemzően a kék színű alpixeleknél van a legtöbb probléma, ugyanis ezeknél alacsonyabb az élettartam, mint a piros és zöld alpixeleknél. Egy korábbi teszt szerint 1000 órányi használatot követően a kék OLED pixelek 12%-ot, a zöldek 8%-ot, a pirosak pedig 7%-ot öregedtek, azaz ennyivel volt alacsonyabb a fényerejük, mint eleinte. Manapság gyártótól és technológiától függően természetesen van némi javulás, viszont a különböző színek eltérő öregedése manapság is probléma. Konkrét, megbízható forrásból származó információk ezzel kapcsolatban nincsenek, és igazából az egyes gyártók közötti technológiai különbségek miatt úgyis az adott kijelzőtípustól függ, mennyi ideig működnek az egyes alpixelek, így univerzálisan használható élettartam-értékkel nem szolgál a piac.

Az LG egyes televízióiban WRGB alapú pixel struktúrát is használnak. Itt úgy oldják meg az eltérő színű alpixelek öregedését, hogy nincsenek eltérő színű alpixelek, minden alpixel alapvetően fehér, csak színszűrők vannak előttük. Egy-egy képpont négy alpixelből áll, a magasabb fényerő miatt ugyanis becsatlakozik az RGB mellé a fehér is. Az OLED alapú fehér háttérvilágítás mellett TFT rétegre is szükség van, hogy az egyes pixelek szabályozhatóak legyenek.

Az OLED esetében a kék színárnyalat gyors öregedését úgy is megpróbálták ellensúlyozni egyes gyártók, hogy jóval nagyobb kék pixeleket alkalmaztak, így azok kisebb fényerősséggel dolgozhattak, ami segített az élettartam javításában, ám ez a módszer nem volt tökéletes.

Részben az élettartammal kapcsolatos kihívások, részben pedig a gyártási költségek csökkentése miatt születtek meg az úgynevezett Pentile Matrix rendszerű pixelstruktúrák is, amelyeknél a normál méretű zöld szubpixel mellett egy nagyméretű piros vagy egy nagyméretű kék szubpixel helyezkedik el, így konkrétan két alpixel alkot egy normál képpontot (RG-BG). Ezáltal az alpixelek száma 33%-kal csökken, a képminőségen azonban ezt nem igazán lehet észrevenni, hiszen ezt a megoldást jellemzően kis képátlójú kijelzőknél, illetve okostelefon kijelzőknél használják, ott pedig a magas képpont-sűrűség elfedi a trükköt.

Háttérvilágítás-típusok

Háttérvilágítás-típusok

Mivel az LCD kijelzők önállóan nem képesek fény kibocsátásra, így vagy a beeső fényt kell hasznosítaniuk a hátsó polarizátor réteg mögé helyezett tükörrel, vagy fényforrást kell alkalmazniuk – ugyanott. A fényforrás által kibocsátott fényt rendszerint úgynevezett diffúzorlap teríti szét a kijelző mögött, így a végeredmény egyenletes, homogén megvilágítás lesz. Papíron, mert persze tökéletesen egyenletes háttérvilágítást nem igazán lehet gyártani, és vannak ettől eltérő megoldások is (az OLED-eknek pedig saját fényük van, nincs szükségük háttérvilágításra).

A fényforrás típusa alapján háromféle fő csapásirányról beszélhetünk: CCFL-ről, WLED-ről és RGB-LED-ről. Az alábbiakban ezeket tárgyaljuk ki egy kicsit bővebben, valamint említést teszünk a kvantumpontos technológiáról is, ami szintén ide kapcsolódik.

CCFL – vagyis hidegkatód-fénycsöves háttérvilágítás

A CCFL háttérvilágítás-típust sokáig használták az LCD monitorok piacán, ám kedvezőtlen tulajdonságai miatt idővel kikopott. Ennél a megoldásnál két, egymással szemben elhelyezett hidegkatódos fénycsövet alkalmaznak, de nagyobb kijelzők esetében tömbökre osztva akár több pár fényforrás is lapulhat a monitor vagy televízió LCD panele mögött. A fénycsövek helyét rendszerint jól lehet látni, ha a kijelző éppen sötét vagy csak sötétebb színárnyalat jelenik meg, ugyanis ezeken a helyeken a kijelző mindig egy picit világosabb – ez a jelenség a bevilágítás. A kontrasztarány is sokszor a CCFL miatt alacsony, mert így némileg csökkenthető a bevilágítás mértéke.

A hidegkatód-fénycső esetében attól függ a színhőmérséklet és a fényerősség, hogy a fénycső üvegének belső falára milyen vastag foszforréteget visznek fel, valamint attól is, hogy magát a fénycsövet milyen típusú és milyen nyomású gázzal töltik meg – jól látható hát, hogy elég komoly a mozgástér. A CCFL esetében a fénycső átmérője 1,8 és 5 milliméter közötti lehet, alakzat tekintetében pedig a hagyományos cső mellett felhasználástól és egyedi igényektől függően egyéb formák közül is lehet választani. Fontos kiemelni, hogy a hidegkatódos fénycső nem azért hidegkatódos, mert működése során nem melegszik a környezet hőmérséklete fölé, hanem azért, mert ezek a fénycsövek a HCFL, azaz meleg-katódos megoldásokkal ellentétben nem a katód melegítésével állítják elő a fényt. A CCFL esetében a két oldalon nem két-két elektróda és egy-egy izzószál, hanem egy-egy fémelektróda helyezkedik el, így a HCFL csövekkel ellentétben a CCFL csövek elektródáit nem rongálja a sok ki- és bekapcsolás.

A hidegkatódos-fénycső számára inverterrel biztosítják az indító- és üzemi feszültséget, ami idővel tönkremehet, maga a hidegkatódos fénycső pedig hajlamos az öregedésre. Ezeknél a háttérvilágítás-típusoknál idő kell, míg a fénycsövek „bemelegszenek”, azaz elérik optimális üzemi paramétereiket, így nincs mód azonnali, instant használatra, mint például a LED esetében. A CCFL helyigénye, hőtermelése és fogyasztása miatt a ledhez képest nem túl ideális megoldás, valamint ma már nem is költséghatékony, így mára már kiszorult a kereskedelmi forgalomban kapható megjelenítőkből. A CCFL helyére érkező ledes megoldások magasabb fényerő és alacsonyabb fogyasztás mellett üzemelnek, valamint élettartamuk is hosszabb.

Azt azért még fontos kiemelni, hogy a CCFL háttérvilágítással ellátott kijelzők utólag nem láthatóak el ledes háttérvilágítással, és ez fordítva is igaz.

W-LED alapú háttérvilágítás-típusok

A CCFL típusú háttérvilágítást néhány éve elkezdte kiszorítani a W-LED, azaz a fehér LED alapú technológia, ami a közbeszéd szerint fehér LED alapon nyugszik, de a valóság egy picit más. Ezeknél a megoldásoknál kék színű LED adja a fényt, amit sárga foszforréteggel vonnak be, így fehér fény keletkezik, igaz, ennek „összetétele” messze nem olyan ideális, mint a CCFL esetében (nem olyan széles spektrumú fehér fény, így kevesebb szín reprodukálható vele).

A W-LED alapú háttérvilágításnak két alapvető típusa van. Az egyik az Edge-Lit, vagy más néven EL-WLED, aminél az adott kijelző szélén vagy szélein helyezik el a LED csíkokat. Ilyen LED csíkokból sokszor csak egy van az LCD panel mögött, ennek fényét pedig egy speciális réteg, az úgynevezett diffúzor próbálja egyenletesen, homogén módon szétteríteni. A feladatot nem mindig sikerül hibátlanul megoldani, így ezeknél a kijelzőknél előfordul úgynevezett felhősödés, azaz a panel háttérvilágítása esetenként kissé foltos. Szintén előfordulhat, hogy a LED-es fényforrás környékén bevilágítás látszik sötétebb – vagy éppen fekete – színárnyalatok megjelenítésekor, ekkor a monitor adott szélén világosabb a kép. Cserébe viszont nagyon alacsony fogyasztás mellett, költség- és helytakarékosan oldható meg a háttérvilágítás.

Edge-Lit fronton szót kell még ejteni a Local Dimming megoldást használó megoldásokról is, amiknél zónákra van osztva a világítás, így területenként szabályozható. Ezeknél előfordulhatnak egyetlen programozható LED csíkot használó megoldások, amelyek nem igazán tudnak hatékonyan működni, főleg, ha kevés programozhat LED van egy sorban, ugyanis ekkor viszonylag nagy sávot világítanak meg a kijelzőn. Vannak még két LED csíkkal dolgozó megoldások is, amelyeknél vagy a kijelző jobb és bal oldalán, vagy alján és tetején helyeznek el egy-egy programozható LED-ekből álló szalagot. Itt a Local Dimming még mindig csak korlátozottan használható, hisz teljes tömb híján a kijelző nem csak egy jól körülhatárolható területen, hanem függőleges vagy vízszintes csíkban lesz fényesebb, ha aktiválják a funkciót. A helyzetet javítja, ha a kijelző mind a négy oldala mentén elhelyeznek egy-egy megcímezhető LED-ekből álló csíkot, hisz így precízebben működhet a Local Dimming, de ez még mindig nem ideális megoldás – viszont már közelebb van hozzá.

Talán ezen a téren a W-LED tömbökkel dolgozó Full Array vagy Direct Lit névre hallgató megoldás a legjobb, amelynél a kijelző panel mögé több LED-ből álló háttérvilágítást helyeznek. Itt a LED tömb közvetlenül a panel mögött van, és a felhasználó felé néz. Mivel a tömbök rendszerint külön vezérelhető részekre vannak osztva – ideális esetben minden egyes LED külön megcímezhető –, így a Local Dimming jól kamatoztatható, azaz a kijelző egyes területei egymástól függetlenül lehetnek világosabbak/sötétebbek, ami jobb képi megjelenítést, feketébb feketét és jobb kontrasztarányt eredményez. A hatásfok csak attól függ, pontosan mennyi LED-ből áll a háttérvilágítás – minél több megcímezhető LED-van, annál precízebben módosíthatóak az egyes kijelző-területek fényerősségei. Hátrány viszont, hogy a monitor vagy a tévé a háttérvilágítás pozíciója miatt vastagabb, valamint tömege is nagyobb.

RGB LED alapú háttérvilágítás

Ez LCD fronton a háttérvilágítások Rolls Royce-sza, ugyanis ez a megoldás nagyon széles színtartományt kínál – szélesebbet, mint a „fehér” LED alapú, de még a CCFL által kínált színtartományt is felülmúlja. Sajnos a jó minőségnek ára van, ugyanis a háttérvilágítást itt nem „fehér” LEDekből álló megcímezhető tömb adja, hanem RGB LED alapú LED mátrix tömb, ami kék, piros és zöld fény kibocsátására képes ledeket tartalmaz. Ezeket jellemzően professzionális célra szánt monitorokba építik, ahol kiemelten fontos a színhű képi megjelenítés – például fotó- és videó szerkesztésnél, DTP munkánál, illetve grafikai munkáknál – így ezek a megjelenítők drágák.

Kvantumpontos háttérvilágítás

QDEF háttérvilágítás

Nemrég bukkant fel újra egy régebben kifejlesztett, speciális háttérvilágítási mód, a kvantumpontos háttérvilágítás. Szép lassan erről szól minden, és több gyártó ad neki hangzatos nevet (a Samsungnál például Q-LED néven keressük).

A kvantumpontos (quantum dot) háttérvilágítás alapjában véve egy speciális, ledes alapú megoldás, amelynél a hagyományos "fehér ledes" fényforrás helyére kék színárnyalatot használó háttérvilágítás kerül. A szokásos panelszendvics esetében a háttérvilágítás elé diffúzort illesztenek, ami kellő mértékben szétteríti az Edge-Lit típusú LED háttérvilágítás fényét a panel mögött, viszont az így keletkező fehér fény általában túlságosan kékes. A kvantumpontos háttérvilágítás esetében a hagyományos diffúzort száműzik, helyére pedig egy filmréteg kerül, amin kvantumpontok találhatóak.

Ezek a kvantumpontok tulajdonképpen nagyon apró, 2 és 10 nanométer közötti átmérővel rendelkező nanokristályok, amelyek méretűktől függően eltérő hullámhosszú fényt állítanak elő a rájuk eső kékes háttérvilágítás fényéből. A kvantumpontos szűrőlapra megfelelő elosztásban – vagy ha úgy tetszik, mintázatban – viszik fel a kis és nagyméretű, eltérő hullámhosszú fényt átengedő nanokristályokat, amelyek így széles spektrumú, egyenletes fehér fényt állítanak elő. Ebből a széles spektrumú fehér fényből hatékonyabban dolgozhat az RGB szűrő, hisz az alapszínek egyenleteseben oszlanak el, mint a hagyományos háttérvilágítás esetén, ez pedig jobb szín szaturációt, pontosabb színmegjelenítést, illetve részletekben gazdagabb képi megjelenítést eredményez.

Az alapszíneket egyenletesebben előállító "fényforrás" jóvoltából kisebb fényerővel is biztosítható ugyanaz a felhasználói élmény, vagyis csökken a fogyasztás, ami a mobileszközök esetében akkumulátoridő-megtakarítást eredményez.

Háttérvilágítás-vezérlés

A háttérvilágítás fényerejének szabályozása

Mivel a megjelenítőknél a fényerőt muszáj szabályozni, hisz nem működhet egy adott panel mindig 100%-os fényerősséggel, mert túl világos lenne és a háttérvilágítás élettartama is csökkenne, így erre különféle módszereket találtak ki. Attól függetlenül, hogy az adott háttérvilágítás milyen technológiával működik, kétféle járható út van. Az egyik a PWM, ami az olcsó megvalósítás miatt volt népszerű, a másik pedig az analóg módszer, ami komplexebb elektronikát követel meg, így drágább is, és egyes esetekben technikailag is kihívásokat jelent. Nézzük, melyik milyen tulajdonságokkal rendelkezik.

PWM (Pulse-Width Modulation – Impulzusszélesség-moduláció)

Ezt a módszert motorok fordulatszám-szabályzásához éppúgy használják, mint kijelzők fényerejének vezérléséhez. A PWM lényege, hogy egy adott állandó periódusidő és frekvencia használata mellett változtatja a rendszer a ki- és bekapcsolt állapotok arányát, így létrehozza a kívánt effektív átlagfeszültséget. A frekvenciának mindig elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy az az adott eszköz működését ne befolyásolja negatívan – azaz például a háttérvilágítás esetén folyamatosnak kell látnunk a fényt, nem vibrálhat(na) zavaróan. Az adott periódusidőn belüli ki- és bekapcsolt állapotok arányának váltakozásával hatékonyan előállítható a kívánt jelszint, azaz feszültségszint, ezáltal pedig szabályozható a fényerősség. Mondjuk 50%-os fényerősség esetén a háttérvilágítás az idő 50%-ában van bekapcsolva, 50%-ban pedig kikapcsolva, ahogy az az alábbi szemléltető ábrán is látszik.

A PWM alapú háttérvilágítás-szabályzást a CCFL háttérvilágításnál éppúgy használják, mint a LED alapú háttérvilágítások különböző típusainál – előbbieknél jellemzően 175 Hz-es, utóbbiaknál pedig 180 és 420 Hz közötti frekvenciát alkalmaznak a gyártók, de ennél magasabb frekvencia is előfordul, ami csökkenti a villódzás észlelésének esélyét. A CCFL alapú háttérvilágításoknál a 175 Hz is elég ahhoz, hogy a fény folyamatosnak tűnjön, hisz a CCFL esetében a ki- és bekapcsolások között nincs olyan éles kontraszt, mint a LED esetében – CCFL csövek a két állapot között finomabb átmenetet alkalmaznak, hisz nem azonnal, hanem némi izzás után kapcsolnak ki (Glowing). A LED alapú háttérvilágítások a LED-ek gyors reakciójának köszönhetően sokkal élesebben váltanak a ki- és bekapcsolt állapotok között, így könnyebben észlelhető a villódzás. Ez pedig szerencsétlen esetben fejfájáshoz vezethet, de szemeinket is jobban megterheli a kelleténél, így hosszabb távon nem ideális ilyen monitor előtt ülni. Szerencsére ezt a gyártók is egyre inkább kezdik felismerni, így a szemeket szintén fárasztó kékfény-kibocsátás mérséklése mellett a villódzás-mentes háttérvilágítás alkalmazására is egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek.

Analóg háttérvilágítás-szabályzás

Ebben az esetben külön elektronikai komponensekre van szükség az analóg vezérlés megvalósítására, hisz analóg vezérlőjel alap esetben nem áll rendelkezésre. Ennél a módszernél nem a teljes áramerősség időszakos ki- bekapcsolásával operál a rendszer, hanem az áramerősség százalékos módosításával éri el az adott fényerősséget – például 50%-nyi áramerősség 50%-os fényerősséget eredményez.

Ez a megoldás villódzás szempontjából ideális, hisz ilyesmire egyáltalán nem kell számítani, mert az áramerősség és a feszültség konstans, nincs ki- és bekapcsolgatás, viszont a fényerősség módosításával itt úgynevezett Color Shift jelenségtől kell tartani, azaz a fehéregyensúly kisebb-nagyobb mértékben elcsúszhat.

Hibrid mód

Egyre több monitornál oldják meg kreatív módon a „Flicker Free”, azaz villódzás-mentes háttérvilágítás-működést: gyakorlatilag ötvözik a PWM és az analóg háttérvilágítás-szabályzást. Ezeknél jellemzően 100%-tól 20%-os fényerősségig villódzás-mentesen, analóg módon történik a fényerő-szabályzás, 20%-alatt pedig PWM vezérlést alkalmaznak, szerencsés esetben magas, több ezer Hertzes frekvenciával, így szemmel abszolút nem látható villódzás, és fejfájás sem jelentkezik. A jelek alapján a jövőben ez lehet a fő csapásirány a LED alapú háttérvilágítással ellátott LCD monitorok piacán.

A villódzás-mentes háttérvilágítást használó monitorok listája

A TFT Central munkatársai már elkezdték összegyűjteni azokat a monitorokat, amelyek "Flicker Free", azaz villódzás-mentes háttérvilágítással dolgoznak. A listában – ami itt található – szép számmal találunk hibrid megoldást használó monitorokat is, ugyanis a jelek szerint ezek adják a legjobb kompromisszumot technikai megvalósítás és költséghatékonyság terén.

Az idén megjelent monitorok között egyébként már nagyítóval kell keresni a PWM-es példányokat, nagyon kikoptak a mezőnyből.

HDR

HDR – High Dynamic Range

A HDR technológia egy elég régóta ismert és a fotózásban például elég régóta használt eljárás, ami a kép dinamika-tartományának növelésével operál, így a végeredmény színárnyalatokban gazdagabb, fény-árnyék terén pedig kontrasztosabb lesz, azaz közelebb áll ahhoz, mint ahogy szemeinkkel a valóságban érzékeljük a minket körülvevő környezetet. A HDR tulajdonképpen a magas dinamikatartományt takarja, amelynek a lényegét a fenti pár sorral lehet összefoglalni.

Nagyon fontos azonban, hogy a fotós és a televíziós HDR teljesen más elven működik: előbbinél különböző fényerejű (más expozíciós idővel készített) fotókat egyesítve érik el a valósághű ábrázolást, míg a televíziós megoldásnál szélesebb fényerősség-tartományt, magasabb kontraszt-tartományt és szélesebb színtartományt használnak az emberi látáshoz minél inkább hasonlító vizuális élmény eléréséhez.

A klasszikus monitorok és televíziók eddig SDR, azaz Standard Dynamic Range elven működtek, vagyis normál dinamikatartománnyal dolgoztak, ami az emberi látáshoz képest kevesebb színárnyalattal, a kisebb kontraszt miatt pedig „fakóbb” képpel operált. A HDR és az SDR közötti különbséget leginkább az alábbi ábrával tudnánk szemléltetni (még ha egy kicsit túlzó is).

A HDR technológia a PC és TV piacra is kezdi betenni a lábát, a játékpiacon pedig már elég régóta jelen van, hiszen sok-sok játék képes HDR hatású vizuális élmény biztosítására. Ez persze nem ugyanaz, mint amit az új kijelzők kínálnak: a HDR technológiával felvértezett televíziók és monitorok szélesebb színtartományokat (Wide Color Gamut – WCG) vetnek be, valamint panel terén is különböznek egy picit kommersz társaiktól, amelyek technológiai korlátaik miatt nem képesek a HDR-ben rejlő lehetőségek kiaknázására. Persze a HDR még eléggé gyerekcipőben jár a megjelenítők frontján, szabványok és követelmények terén pedig óriási a káosz, így mindenképpen érdemes összefoglalni, mit érdemes tudni a témával kapcsolatban, ellenkező esetben nagyon könnyű elveszni a jelölések és a matricák útvesztőjében.

Mi kell a HDR tartalmak megjelenítéséhez?

Első körben kell egy eszköz, ami képes HDR tartalom továbbítására, valamint HDR tartalomra is szükség van, ami manapság még eléggé korlátozott mennyiségben érhető el. Amennyiben ezek rendelkezésre állnak, úgy „már csak” HDR támogatással ellátott televízióra vagy monitorra van szükség. Ezek a kijelzők vagy OLED alapúak, vagy pedig a háttérvilágításoknál már említett Local Dimming technológiát használják ahhoz, hogy a kellően magas kontrasztarányt elérhessék, vagyis egyszerre képesek nagyon fényes és nagyon sötét képterületek megjelenítésére.

Ebben az OLED jobb, ott ugyanis pixel szinten változtatható a háttérvilágítás, ugyanis maga a pixel világít, míg a klasszikus LCD kijelzőknél csak bizonyos területek háttérvilágításának szabályozására van szükség, ez viszont sajnos nagyobb pixelcsoportok fényére van hatással. Plusz ugye az LCD esetében a fekete sosem lesz teljesen fekete, maximum nagyon sötét szürke, ami a technológiai sajátosságokból fakad, ahogy arra korábbi oldalainkon már kitértünk.

A HDR technológiához jelenleg többféle szabvány is kapcsolódik, így ezen a téren eléggé nagy a fejetlenség. Az alábbiakban összegezzük, melyikről mit érdemes tudni, illetve azt is, hogy melyiknek milyen előnyei és hátrányai vannak.

A Dolby Vision szabvány

Az egyik nagy HDR szabvány, ami jelenleg teret próbál hódítani magának, az a Dolby Vision. Ez a technológia a Dolby Vision Whitepaper szerint azért jött létre, hogy szabványos kereteket biztosítson a magasabb fényerősséggel dolgozó kijelzőkben rejlő lehetőségek kiaknázására. Mivel a modern televíziók és monitorok gyakran 350-550 cd/m2-es fényerősséget kínálnak, így egyes gyártók megpróbálják a különböző tartalmak világos és sötét részeit úgy módosítani, hogy a kijelzőben rejlő lehetőségek kiaknázhatóak legyenek. Mivel ezek a próbálkozások gyártónként eltérőek, így a képminőségre gyakorolt hatásuk is eltér. Alapjában véve a Blu-ray filmek és a televíziós adások esetében jellemzően 100 cd/m2 a felső limit, már ami a fényerősséget illeti, ám ennek „szabvány nélküli” módosításával eltérő felhasználói élményhez jutnak a különböző megjelenítők használói – egyebek mellett a helyzet szabványosításáért született a Dolby Vision.

Hivatalos bejelentésére 2014 januárjában, a CES alkalmával került sor, története pedig egészen 2007-ig nyúlik vissza, ugyanis akkor vásárolta fel a Dolby Digital a BrightSide Technologies nevű vállalkozást, amelynek köszönhetően kifejlesztette az első HDR kijelző prototípust. A 2014-ig terjedő időszakban a technológia fejlesztése és tökéletesítése zajlott, majd a Dolby Vision térhódításba kezdett.

A HDR10 és a Dolby Vision között nem csak licencdíj terén van különbség, hanem tartalmak kezelése terén is. Nagyon fontos differencia, hogy a HDR10 nem képes dinamikusan feltérképezni a tartalmaz fényerősség és színtartomány terén, azaz a HDR10 metaadatai az egész tartalomra vonatkoznak, szemben a Dolby Vision megoldásával, ahol színtérről színtérre változhatnak a metaadatok, így a Dolby Vision összességében pontosabb képmegjelenítést tesz lehetővé.

HDR10

Ez egy nyílt szabvány, amihez nem kapcsolódik semmiféle licencdíj, így támogatását bármely gyártó szabadon beépítheti termékeibe. Fejlesztését az LG kezdeményezte, ugyanis a gyártó egy nyílt alternatívát szeretett volna létrehozni, amihez nem kapcsolódik licencdíj. A szabványt 2015 augusztusában be is jelentették, méghozzá a Consumer Association Technology égisze alatt. Tehát gyakorlatilag a Dolby Vision nyílt kihívóját köszönthetjük a HDR10 „személyében”.

Fontos kiemelni, hogy a HDR Blu-ray lemezek technikai alapon mind HDR10-es tartalmak, hiszen a HDR10 a Blu-ray szabvány részét képezi, színtér terén pedig a DCI-P3-ig terjeszkedhetnek. Ezáltal a HDR Blu-ray lejátszók mindegyike rendelkezik HDR10 támogatással is. A HDR10 esetében az aktuálisan használt profilnál az egyes pixeleknél 10-bites színmegjelenítés van érvényben, vagyis mind a piros, mind a kék, mind pedig a zöld színek esetében 1024 színárnyalat különböztethető meg, ami 1,07 milliárd színből álló palettát eredményez.

A HDR10-es tartalmak – a többi HDR szabványhoz hasonlóan – úgynevezett metaadatokkal dolgoznak, amelyek a teljes alkotásra érvényesek, de ezeket a metaadatokat figyelmen kívül hagyja minden olyan eszköz, ami nem rendelkezik HDR támogatással. A HDR10 anyagok alapját adó mester-tartalmak esetében a színmélység 10-bites, a fényerősség pedig 1000 cd/m2-ig terjed, így ezeken a területeken a HDR10 a licencdíjhoz kötött Dolby Vision mögött kullog, legalábbis a széles körben elérhető magyarázatok erről szólnak. Ezzel szemben a tartalomgyártó iparágból származó értesülések alapján úgy tűnik, a HDR10 esetében is ugyanazt az SMPTE ST 2084-es alapelvet használják, mint a Dolby Visionnél. Azaz az úgynevezett „masterelési” eljárás során, amikor a nyersanyagból „fogyasztható” tartalmat kreálnak, a forrásfájl fényerőssége 1000 cd/m2 feletti is lehet, színpaletta terén pedig a 10-bitet is meghaladhatja. Végső tartalom így is csak 10-bites lesz, fényerősség terén pedig nem igazán szoktak 4000 cd/m2 közelébe sem menni, hisz a megjelenítők többsége ez alatt a szint alatt dolgozik.

UHD Alliance Premium minősítés

Az UHD Alliance által létrehozott minősítési eljárás keretén belül több szempontnak is meg kell felelniük a vizsgált televízióknak, így nagyobb biztonsággal választhatunk ki magunknak olyan terméket, amely megfelelő HDR támogatást kínál.

A minősítés elnyeréséhez az adott televíziónak 3840 x 2160 pixeles natív felbontás mellett kell dolgoznia, színmélység terén pedig 10-bitet kell tudnia. Természetesen követelmény a széles színtartomány támogatása is, azaz a DCI-P3-as színtér esetében legalább 90%-os lefedettséget kell tudnia az adott panelnek. HDR terén a fentebb már említett SMPTE ST 2084-es elektro-optikai átviteli funkció támogatására van szükség, azaz ezt a minősítést a HDR10-es és a Dolby Vision alapú rendszerek egyaránt megkaphatják, hisz lényegében mindketten erre alapoznak.

Nagyon-nagyon fontos, hogy a minősítés elnyeréséhez teljesíteni kell a minimális fényerősség-szintet, valamint nem szabad meghaladni a maximális feketeszintet sem. Itt kétféle út járható, hogy mind az OLED kijelzők, mind pedig a LED alapú háttérvilágítással dolgozó LCD kijelzők megkaphassák a tanúsítványt.

1. Minimum 540 cd/m2-es fényerősség és maximum 0,0005 cd/m2-es feketeszint. (Jelenlegi OLED panelek)

Vagy

2. Minimum 1000 cd/m2-es fényerősség és maximum 0,05 cd/m2-es feketeszint. (Jelenlegi Local-Dimming LCD panelek)

A hitelesítési programnak mobileszközökre vonatkozó követelményei is vannak, a fenti feltételeket teljesítő eszközök pedig UHD Mobile HDR Premium minősítést kapnak.

Hybrid Log Gamma – HLG

A következő HDR szabvány, vagyis inkább technológia már sem a HDR10, sem pedig a Dolby Vision ellen nem kíván harcba szállni, ugyanis a Hybrid Log Gamma kifejezetten a műsorszolgáltatókat célozza. A hibridség jelen esetben arra utal, hogy a HLG nem csak a HDR, de a Non-HDR (SDR) televíziók kiszolgálására is képes, ehhez pedig különböző metaadatokat használ, amelyek egyetlen stream formájában hagyják el a stúdiót. Ebből a streamből a HLG támogatással rendelkező televíziók – amelyekből igazából még nincs sok – HDR tartalmat generálnak, azok viszont, amelyek nem rendelkeznek HDR támogatással, normál dinamikatartománnyal jelenítik meg az adott műsort.

A BBC és az NHK által kifejlesztett szabvány igazi térhódítására egyelőre még várni kell, a benne rejlő lehetőségek azonban ígéretesek – főleg, mert ugyanazzal a streammel kiszolgálhatóak a HDR támogatású felsőkategóriás rendszerek, illetve a régi, HDR támogatást nélkülöző televíziók is.

A panelek felülettípusai

A paneleken lévő bevonatok típusai

Balra egy fényes, jobbra egy matt kijelzővel szerelt monitor látható.

Az LCD monitorok esetében fontos kiemelni, hogy panelfelület tekintetében két nagy kategóriára osztható a kínálat: vannak a matt felületű, nem tükröződő példányok, illetve vannak a csillogó felületű, sokszor tükörként viselkedő kijelzők. Természetesen mindkét típusnak megvannak a maga előnyei és hátrányai, így többnyire a felhasználó preferenciáin, illetve a felhasználás módját befolyásoló körülményeken múlik, melyik paneltípust érdemes választani. A panel elé helyezett bevonat egyébként védőrétegként is működik, ami a kosztól, a karcoktól és az esetleges fizikai behatásoktól védi a kijelzőt – bevonattípustól függő hatékonysággal.

Anti-Glare, azaz tükröződés-gátló réteggel ellátott panelek

Ezeket matt kijelzőknek is szokás nevezni, ugyanis csak nagyon minimális mértékben tükröződnek, hála a speciális filmrétegnek, amit a kijelző üveglapja elé ragasztanak fel. Ez a filmréteg gyártótól és paneltípustól függően eltérő vastagságú lehet, valamint felületét is eltérő mértékben alakítják ki: vannak olyan fóliák, amelyek a mechanikus és kémiai kezelés hatására durvább szemcséket tartalmaznak, de olyanok is, amelyek finomabbak, így a panelre akár a semi-gloss, azaz közepesen tükröződő kifejezés is ráillik. A speciális fólia felület jóvoltából a beeső fényt nem tükrözi, hanem szórja a panel, így a legkülönfélébb világítási környezetben is hatékonyan helytállhat a monitor. Az AG bevonat remekül ellenáll a porral, az ujjlenyomatokkal és az ujjainkon található „zsírral” szemben.

Kedvező tulajdonságai miatt az AG bevonat már az első LCD kijelzők óta jelen van kereskedelmi forgalomban, a professzionális szintű felhasználásra szánt monitoroknál pedig előszeretettel, szinte kizárólagos módon ezt használják. A bevonat típusától és vastagságától függően hatással lehet a képminőségre is, ezért a durva szemcsékkel dolgozó, vastag fólia formájában használt megoldást sokan nem szeretik, mert világos háttér esetén szemcsésnek, koszosnak tűnik a kijelző képe, valamint egyes esetekben a képminőségre is negatívan hathat.

Fontos kiemelni azt is, hogy a felhasználók többsége egyszerűen nem látja az AG bevonat fentebb taglalt negatív hatásait, szóval a helyzet nem olyan drámai, mint első olvasásra tűnik. Akit zavar a fólia, némi barkácsolással el is tudja távolítani, persze ekkor a jótállás azonnal érvénytelenné válik, a próbálkozásból eredő esetleges károkért pedig senki nem vállalja a felelősséget, és mellékhatásként a panel csillogó felületű lesz.

Fényes, azaz glossy panelfelület

Néhány gyártó alternatív megoldásként a másik irányba indult el, azaz nem matt fóliával, hanem csillogó üvegfelülettel dobták piacra termékeiket. Ezek a panelek a „wow faktorra” építenek, ugyanis egy csillogó kijelzős termék sokkal jobban vonzza a tekintetet, mint egy matt kijelzős, hisz a kép élettel telibbnek, kontrasztosabbnak, élesebbnek és összességében sokkal szebbnek tűnik. A különbség akkor igazán látványos, ha a termék mellett egy matt kijelzős megoldás foglal helyet.

A fényes felületnek persze megvannak a hátrányai is. Az ilyen kijelzők nagyon érzékenyek a környezet fényeire, azaz nagyon ügyesen kell megválasztani, hol lesz a végső helye a monitornak, ugyanis minden komolyabb mértékű beeső fény kellemetlen tükröződést okoz. A fényes kijelzők sokkal érzékenyebben a szennyeződésekre is: hamar meglátszik rajtuk a por, de az ujjlenyomatot is mágnesként vonzzák, így ha nem tiszta kézzel érünk hozzájuk, hamar tisztítani kell őket – és ha zsíros a bőrünk, a tiszta kéz is kevés. A helyzetet rontja, hogy ezekből a kijelzőkből érintő támogatással ellátott példányok is készülnek, amelyeknél még kellemetlenebb feladat a kijelző tisztán tartása.

A fényes kijelzőpanel elé sokszor üveglap is kerül, ami extra védelmet nyújt a kijelzőnek, ám egyes esetekben előfordulhat, hogy a kijelző és az üveglap közé por kerül, ami később bosszantó problémává válhat, hisz mindig szem előtt van, és igazából nem lehet vele mit kezdeni. Szerencsére ilyesmiről csak ritkán hallani, hisz a nagy és neves gyártók odafigyelnek a minőségellenőrzésre. Fontos még megemlíteni, hogy a fényes érintőkijelzők sokszor Gorilla Glass bevonattal is rendelkeznek, ami egy karc- és ütésálló edzett üveg. Ilyesmit főleg a mobileszközöknél használnak, de egyre jobban terjed az érintőképernyős notebookok körében is. Egyrészt azért, hogy jobban bírja a strapát, másrészt azért, mert ezek a védőüvegek sokszor elég jól bírják a fogdosást is, kevésbé lesznek ujjlenyomatosak.

Dinamikusan változó képfrissítési ráta (G-Sync, FreeSync)

Dinamikusan változó képfrissítési ráta – Nvidia G-Sync és AMD FreeSync

A dinamikusan váltakozó képfrissítési ráta az elmúlt 3-4 évben kezdte meg térhódítását. Elsőként az Nvidia G-Sync megoldása debütált, ami extra hardvert igényel és licencdíjas konstrukcióban érhető el a monitorgyártók számára. Nem sokkal később, 2014 elején az AMD FreeSync technológiája is megérkezett, ami ingyenesen hozzáférhető, kijelző terén extra hardver alkalmazását nem követeli meg, a plusz tudással felvértezhető a vezérlő chip (ennek köszönhetően már TV is létezik olyan, ami használja). Mielőtt kitárgyalnánk a két technológia közötti különbségeket, feltétlenül tisztáznunk kell, egyáltalán miért van szükség a dinamikusan váltakozó képfrissítési rátára.

Háttér – Miért kell ez az egész?

A kijelzők alapvetően bizonyos időközönként frissítik az általuk megjelenített tartalmat. Egy átlagos, 60Hz-es monitor másodpercenként hatvanszor rajzolja újra, hogy mi látható rajta. A probléma ebben az esetben az, hogy előfordulhat, hogy miközben küldi a jelet a grafikus vezérlő a kijelzőnek, elkészül egy új képkocka, és onnantól kezdve az jelenik meg. Ahogy az alábbi képen is látható, ilyenkor ha mozgásban volt amit megjelenítünk, egy jól látható törés jelenik meg a két képkocka határánál, angolban ezt nevezik screen tearingnek.

Az ilyen helyzetek kiküszöbölésére jött létre a V-Sync, vagyis a vertikális szinkronizáció. A lényege, hogy a videókártya szinkronban dolgozik a monitorral, ha elkészül egy képkockával, megvárja míg kirakhatja, és jöhet a következő. Ez teljesen megszünteti a képtöréseket, viszont egy másik problémával jár: komolyabb terhelés esetén (játékok) előfordul, hogy a grafikus vezérlő nem készül el időben az új képkockával. Ilyenkor mit lehet tenni? Újra ki kell rakni az előzőt. Az ilyen néha-néha megduplázott képeket mikro-akadásokként érzékeljük, és elég zavaróak tudnak lenni. Ezért van az, hogy még azzal is jobban járunk sok esetben, ha fix 30 fps-re állítunk egy játékot (amennyiben azt bírja a gépünk), és nem ugráltatjuk 30 és 50 között az fps számot (cserébe persze veszítünk egy kis reszponzivitást).

V-Sync bekapcsolva

V-Sync kikapcsolva

Egyik megoldás sem túl jó tehát, szükség volt valami újra, és először az Nvidia lépett az ügyben, majd más utakon, de az AMD is követte. A G-Sync és a FreeSync is a VESA szabványos, VBLANK paraméterével játszik alapvetően. Ez azt szabja meg, hogy mennyi idő teljen el az utolsó képkocka utolsó sorának, illetve a következő képkocka első sorának megjelenítőre történő kirajzolása között. Ezt változtatgatva elérhető, hogy ne a grafikus vezérlő igazodjon a kijelzőhöz, hanem pont fordítva, a kijelző idomuljon a kártyához.

Az Nvidia módszere

G-Sync modul

Az Nvidia elsőként, 2013 októberében rukkolt elő a dinamikusan váltakozó képfrissítési ráta ötletével. A G-Sync névre keresztelt megoldás speciális célhardver segítségével működik, ami drága mulatság.

A G-Sync lényege ahogy már említettük, hogy a monitor képfrissítési rátáját a GPU képkocka-készítési sebességéhez igazítja a rendszer. Mivel ez nem konstans, így a képfrissítési ráta is dinamikusan változik, nem fix időközönként jelenik majd meg egy-egy kép, hanem ahogy elkészül.

A technológia persze csak bizonyos keretek között működik, hiszen egy kijelző nem tud gyorsabban képeket kirakni, mint amire a maximális képfrissítési rátája alapján képes, és az LCD-k technológiai sajátosságai miatt bizonyos időközönként mindenképpen újra kell rajzolja a képet. Az alsó határ kijelzőtől függően 30-48Hz körül szokott lenni, a felső pedig manapság 60-240Hz. Ha elérjük a felső határt, a szokásos technikákhoz kell nyúlni (V-Sync ki vagy be), de ha beesünk az alsó alá, a G-Sync vezérlő még egy ideig megoldja a helyzetet úgy, hogy többször kirajzolja ugyanazt a képkockát (az aktuális sebességből számolja ki, hogy hányszor érdemes).

Még egy fontos dolog: az ULMB

A G-Sync támogatással ellátott monitorok esetében elérhető egy speciális szolgáltatás, ami az Ultra-low Motion Blur nevet viseli. Ez a háttérvilágítás kapcsolgatásával dolgozik. Mint ismeretes, az LCD monitoroknál nem úgy születik az új képkocka, mint a régi katódsugárcsöves (CRT) monitoroknál, hogy eltűnik az előző és megjelenik az új, hanem úgy, hogy az aktuális képkocka átalakul újjá, ami gyors mozgások esetén a részletek elmosódását okozhatja.

Az ULMB ilyenkor azt teszi, hogy képkocka-váltás előtt gyorsan kikapcsolja a háttérvilágítást, majd ha kész az új képkocka, vissza is kapcsolja azt – de ezt nagyon gyorsan csinálja. Így gyakorlatilag csak a végső képet látjuk, átmenetek nem lesznek, így elmosódástól sem kell tartani. Apró megkötés, hogy az ULMB bekapcsolása a G-Sync támogatást deaktiválja, hisz fix, nem pedig váltakozó képfrissítési rátára van szüksége, ennek a fix képfrissítési rátának pedig 85 Hz felettinek kell lennie.

AMD FreeSync

Az AMD más irányból közelítette meg a kérdést, és a VESA Adaptive-Sync szabványára alapozta a saját, FreeSync névre keresztelt megoldását. A vállalat először a 2014-es CES alkalmával mutatta meg, mire képes a FreeSync, majd az alapja, az Adaptive-Sync a VESA DisplayPort 1.2a szabványába is bekerült, ezzel szabványos, ingyenesen licencelhető, széles körben elérhető, extra hardvert nem igénylő megoldássá nőtte ki magát, ami manapság már televíziókban is helyet kaphat (eredetileg az Adaptive-Sync a beágyazott Displayport szabványban jelent meg, és fogyasztás csökkentésére használták).

A FreeSync, illetve Adaptive-Sync használatához nincs szükség extra hardverre, csak egy olyan monitorra, amely vezérlő és firmware szintjén támogatja a technológiát, valamint kompatibilis – egyelőre csak AMD – videóvezérlő és driver is kell. Ezzel a megoldással az AMD költséghatékonyabb, szélesebb körben elérhető technológiát kínálhat. Érdekesség, hogy 2015-ben az Intel is bejelentette, hogy használni fogja az Adaptive-Syncet, de ez még nem történt meg, talán majd a következő generációval.

Alap esetben, ha elhagyjuk a FreeSync tartományt, driverben választhatunk, hogy V-Sync-kel, vagy anélkül szeretnénk átmenetileg használni a kijelzőnket. Később viszont az AMD bemutatta a Low Framerate Compensation (LFC) technikát. Ahhoz, hogy ezt használni lehessen, a monitor FreeSync tartományának a teteje legalább két és félszer olyan gyors kell legyen, mint az alja. Tehát egy 30-144Hz-es monitoron bekapcsolhat, de egy 48-72-esen nem. Ilyenkor a G-Sync-hez hasonló működésre számíthatunk: ha beesünk az alsó határ alá, többször jeleníti meg a képkockákat a rendszer, így mesterségesen a FreeSync tartományon belül tartja magát. A felső határ elérése esetében természetesen maradnak a szokásos megoldások.

G-Sync vs. FreeSync

Az Nvidia G-Sync vezérlője fix, tehát alapból behatárolja a monitor lehetőségeit. Az első generációs példány mindössze egyetlen DisplayPort bemenettel rendelkezett, tehát ha a gépünkön felül bármit a monitorra akartunk kötni, akkor bajban voltunk. A második generációban azért már van HDMI csatlakozó is, a FreeSync esetében pedig bemenetek széles skálájával találkozhatunk. Működni a FreeSync is csak DisplayPorton, vagy nem szabványos módon, de HDMI-n keresztül is fog (feltüntetik a kijelzőkön).

A kezdeti monitorokat összehasonlítva a G-Sync egyértelmű előnye volt, hogy mozgásnál nem volt olyan szellemképes, mint a FreeSync, jobban összhangba hozták a paneleket a vezérléssel. Különbség manapság is van, de már nem akkora. Ettől függetlenül a maximalistáknak még érdemes lehet a G-Sync felé hajlani.

A FreeSync legnagyobb előnye, hogy manapság kb. nincs felára, míg a G-Sync modul elég szépen érezteti magát a monitor árán. A könnyebb adoptálhatóság miatt 5-10x annyi FreeSync monitorból lehet válogatni, mint G-Syncesből. Még az olcsóbb, alapvetően nem játékra szánt kijelzők közül is sok támogatja már a technológiát (50 ezer forint környékén például már kapni 24 colos monitorokat, amik akár 75Hz-en is mehetnek, FreeSync-kel). A konzolok közül elsőként az Xbox One X lesz, ami támogat majd dinamikus képfrissítési rátát, és mivel az AMD készíti a benne lévő chipet, így természetesen a FreeSyncet (mivel G-Synces TV nem is valószínű, hogy lesz, így duplán érthető a dolog).

Persze azt sem szabad elfelejteni, hogy a videókártyánk alapvetően behatárolja, hogy melyik technológiát használhatjuk. A Radeonok a második generációs GCN architektúrától kezdve támogatják a FreeSyncet (lista itt), míg a GeForce-ok a GTX650 Ti-től felfelé támogatják a G-Syncet.

Portok

Csatlakozók

Ahhoz, hogy a monitorokon kép jelenjen meg, jellemzően valamilyen külső műsorforrás alkalmazására van szükség, ennek csatlakoztatásához pedig valamilyen videó bemenetet kell igénybe venni. Az alábbiakban lényegre törően összegezzük a mai monitorokon még használatban lévő videó bemeneteket.

D-Sub/VGA

Ez egy komoly múltra visszatekintő csatlakozó, amit hosszú évtizedek óta használnak a monitorokon, projektorokon és televíziókon. Az 1987-ben bemutatott D-Sub port a D-Subminiature szabvány egyik oldalágaként fogható fel, ami jellemzően DE-15 típusú, azaz 15 érintkezőt tartalmaz, színe pedig általában kék – de dizájnnal kapcsolatos megfontolásból fekete változatot is használnak belőle. A D-Sub csatlakozó analóg jeltovábbítással dolgozik, így képminőség terén abszolút nem mindegy, milyen minőségű és milyen hosszú kábelt használunk – a gyengébb minőségű kábelek szellemképesedést, illetve képtorzulást okozhatnak. A D-Sub porton keresztül jellemzően maximum 2048 x 1536 pixeles maximális felbontás és 85 Hz-es képfrissítés elérésére van mód. Manapság egyre kevesebb videókártyán van ilyen kimenet.

DVI

A DVI, azaz a Digital Visual Interface 1999 óta tölt be fontos szerepet a kijelzők csatlakoztatásában. A modern videokártyákon még mindig jelen van, de monitorokon már egyre ritkábban használják. A DVI a D-Sub csatlakozóval ellentétben már nem analóg, hanem digitális elven működik, így a képminőség a kábel minőségétől függetlenül kiváló lesz – amennyiben a szabvány digitális részét használjuk, ugyanis analóg jel továbbítására is képes, ha szükséges.

A DVI RGB adatokkal dolgozik, kiépítés terén pedig háromféle alapváltozata van: a csak digitális DVI-D, az analóg és digitális részt egyaránt tartalmazó DVI-I, valamint a csak analóg résszel rendelkező DVI-A, ami manapság már ritka, mint a fehér holló. Mivel a DVI szabványon belül a digitális mellett analóg jeltovábbításra is van lehetőség, így a DVI-I vagy DVI-A portból megfelelő kábellel passzív módon juthatunk D-Sub porthoz.

A DVI port digitális része összesen 25 érintkezőből áll, ha Dual-Link típusú megoldásról van szó, jobb oldalon pedig további 4 érintkezőt láthatunk, ami az analóg jelátvitelt segíti. Utóbbiak csak a DVI-I és a DVI-A portnál érhetőek el. Sávszélesség terén az említett Dual-Link mellett Single-Link kiépítés is használatban van: előbbi 7,92 Gbps-os, utóbbi pedig 3,96 Gbps-os maximális adatátviteli sávszélességet nyújt. Single-Link üzemmódban 1920 x 1200 pixeles felbontás 60 Hz-es képfrissítési rátán a maximum, míg Dual-Link üzemmódban már 2560 x 1600 pixeles felbontásra és 60 Hz-es képfrissítési rátára van mód. Az analóg rész minden esetben maximum 1920 x 1200 pixeles felbontást és 60 Hz-es képfrissítési rátát engedélyez.

A 8b/10b kódolást használó DVI szabvány esetében HDCP támogatás is rendelkezésre áll, amennyiben a DVI portra digitálisan csatlakozik az adott kijelző, nem D-Sub átalakítón keresztül, így a tartalomvédelemmel ellátott anyagok is fogyaszthatóak.

Fontos megemlíteni, hogy a DVI-D és a DVI-I port kompatibilis a HDMI szabvánnyal is, így passzív átalakítóval DVI-D vagy DVI-I videó kimenetre HDMI monitor is csatlakozhat, HDMI videó kimenetre pedig ugyanilyen könnyen kapcsolhatunk DVI-I vagy DVI-D kijelzőt. Az egyetlen hátrány ilyenkor, hogy audió továbbítására természetesen nincs mód, csak a képet tudjuk átvinni.

HDMI

A következő nagy ugrást a HDMI 1.0-s szabvány 2002-es bejelentése képviselte. Ez a szabvány már a következő generációs szórakoztatóelektronikai eszközök zökkenőmentes kiszolgálására törekedett, így a videó jel mellett audió jel továbbítására is képes, sőt, a CEC támogatás jóvoltából még az eszközök egymás között történő kommunikációját is segítette. A HDMI szabvány meglehetősen komoly tempóban fejlődik, kódolás terén azonban ugyanazt a 8b/10b sémát használja, amit a DVI-nél már említettünk. A HDMI eleinte 1920 x 1200 pixeles maximális felbontást kínált, audió támogatás terén pedig nyolc csatornát, 192 kHz-es mintavételezési frekvenciát, 24-bites felbontást és az LPCM formátum kezelését tudta – és tudja ma is, de immár 32 audió csatorna kezelésére is van mód HDMI 2.0-tól felfelé. Mivel a ma használt HDMI 2.0b szabvány óta rengeteg idő eltelt és közben számos kiadás érkezett, sőt, már a HDMI 2.1 is várja a bevetést, így egy táblázatot készítettünk, ami tartalmazza az egye szabványokhoz kapcsolódó összes fontos paramétert.

A fentiekhez érdemes hozzátenni, hogy természetesen a HDMI port esetében is elérhető a HDCP támogatás (HDMI 2.0-tól HDCP 2.2 támogatás), az audió és a videó jelek mellett pedig Ethernet támogatás, illetve visszatérő audió csatorna (ARC) is rendelkezésre áll a megfelelő verzióknál. Utóbbinak köszönhetően a megjelenítő felől a lejátszó felé is vándorolhat audió jel, ami például beépített tuneren keresztül történő tévénézéskor jöhet jól – tehát nem kell külön analóg vagy S/PDIF alapú audió kapcsolatot használni az audió rendszer és a TV között. Az ARC persze limitált képességekkel bír, hiszen csak a tömörített audió tartalmak továbbítására képes (PCM, Dolby Digital), így Dolby True HD vagy DTS HD Master Audio tartalmak továbbítására alkalmatlan. Fontos még említést tenni a HDMI Ethernet Channel támogatásról is, amihez speciális, Ethernet minősítéssel is rendelkező kábelek kellenek. Ez a támogatás lehetővé teszi, hogy az audió és a videó jelek mellett 10/100 Mbps-os Ethernet alapú adattovábbítás is történhessen a különböző eszközök között. További említésre méltó tény, hogy a 21:9-es képarány támogatása ugyan HDMI 1.4-es portok esetében is jelen van, de a sávszélesség-limit miatt csak 2560 x 1080 pixeles felbontásig élvezhető a 60 vagy 75 Hz-es képfrissítési ráta, felette ez már csak alacsonyabb lehet.

Az utolsó fontos téma a kábelek osztályozása. Az alap kábel, azaz a Standard HDMI Cable 720p-s és 1080i-s felbontásig használható, a High Speed kiadás pedig 1080p, 4K, 3D és Deep Color támogatáshoz is passzol. A „csúcsot” a Premium High Speed kábel képviseli, ami már a BT.2020-as színteret, a HDR technológiát, a magas képfrissítési rátát és a 4k feletti felbontásokat is támogatja. Mindhárom kábeltípusból van speciális „with Ethernet” jelölésű kiadás, az ARC szolgáltatást pedig az összes kábel támogatja. A HDMI 2.1-es szabvány esetében már 48G jelölésű kábelt használnak majd, ami 3 helyett 4 csatornát használ, a HDMI 2.0-hoz képest pedig megduplázza a csatornánkénti effektív sávszélességet, ami így 48 Gbps lesz.

DisplayPort

Az egyik legújabb szabvány a videó kimenetek között a 2007. április 2-án bemutatkozó DisplayPort, ami ezen a területen elsőként alkalmaz csomag alapú adatátvitelt – ilyesmi az Ethernetnél, az USB-nél és a PCI Express-nél van használatban. A jogdíjaktól mentesen használható DisplayPort alapjában véve LVDS alapú kommunikációval dolgozik, a videójel mellett pedig az audiójel egyidejű továbbítását is lehetővé teszi, ám e kettőt nem muszáj egyszerre használni, egyik a másik nélkül is működhet. Audió terén alapjában véve 8 csatornára és 192 kHz-es mintavételezési frekvenciájú, 24-bites felbontású tömörítetlen vagy tömörített anyagok kezelésére képes a szabvány, de az 1.4-es kiadás érkezésével 8-ról 32-re nőtt a támogatott csatornák maximális száma. A DisplayPort a HDMI-hez és a DVI-hoz hasonlóan szintén 8b/10b kódolási sémát használ. A DHCP és a DPCP tartalomvédelmi technológiákat egyaránt támogatja, a HDCP 2.2-es kiadását pedig az 1.3-as verziótól felfelé lehet használni.

Kábelek terén 2-3 méteres távolságig élvezhetőek a teljes sávszélesség előnyei, de alternatív megoldásokkal – például üvegszál alapú link rétegekkel – tovább is növelhető a „hatótávolság”. Csökkentett adatátviteli sávszélesség mellett akár 15 méteres kábel is használható, és a kábel még így is ki tud szolgálni legalább egy 24-bites felbontású 1080p60-as kijelzőt.

Egy-egy DisplayPort csatlakozó egy, kettő vagy négy sávot használhat, amelyek szabvány-verziótól függően különböző sávszélességgel dolgozhatnak. A csökkentett sávszélesség 1,62 Gbps, a magas bitráta pedig 2,7 Gbps. Az 1.2-es kiadástól kezdve a HBR2 „sebességosztály” jóvoltából már 5,4 Gbps lett az egy sávra jutó maximális sávszélesség, az 1.3-as kiadással debütáló HBR3 pedig már 8,1 Gbps-ra tornázta fel ezt az értéket, ami az 1.4-es DisplayPort verziónál sem változott. A DisplayPort szabványt nem csak külső videó csatlakozó formájában, hanem eDP kiadásban, noteszgépek beépített kijelzőinél is használják, sőt, a Thunderbolt szabvány esetében is fontos szerepet töltött be az első két generációnál, ugyanis ehhez a technológiához Mini DisplayPort csatlakozóra volt szükség. Ezt most már a Thunderbolt 3 esetében leváltották USB-C-re, amit korábban már bővebben is kiveséztünk.

Fontos még említést tenni az AMD FreeSync támogatásról is, amit VESA Adaptive-Sync-jét használja ki. A FreeSync-hez szükséges Adaptive-Sync a DisplayPort 1.2a kiadásától felfelé érhető el, használata azonban opcionális (és a FreeSync egy ideje HDMI porton keresztül is elérhető). Ide kapcsolódik az is, hogy a másik dinamikusan váltakozó képfrissítési technológiához, azaz a G-Synchez is Displayport csatlakozó szükséges, sőt, ez a technológia csak DisplayPorton keresztül működik.

Átalakítók terén az úgynevezett Dual Mode DisplayPort jóvoltából elég jól áll a helyzet, ugyanis az ilyen csatlakozók egy Single-Link DVI vagy egy HDMI 1.2/1.4-es portot kínálhatnak, ha passzív átalakító kábelt kapcsolunk rájuk. Ha Dual-Link DVI vagy D-Sub portra van szükség, akkor már csak aktív, azaz vezérlővel ellátott átalakítóval oldható meg a feladat: a D-Sub esetében az aktív átalakító tápellátása a DisplayPorton keresztül zajlik, a Dual-Link DVI esetében azonban külső áramforrásra is szükség van.

Daisy-Chain

Praktikus dolog, hogy egy-egy DisplayPort csatlakozóra akár több monitor is felfűzhető, ha az adott DisplayPort csatlakozó rendelkezik MST és Daisy-Chaining támogatással – ezek az 1.2-es kiadástól kezdve a szabvány részei. Ha a kiszemelt monitor nem rendelkezik Daisy-Chaining támogatással, azaz nincs rajta a DisplayPort videó bemenet mellett egy DisplayPort videó kimenet, amelyen keresztül egy másik monitor csatlakozhat rá, akkor úgynevezett MST Hub bevetésére van szükség.

MST-Hub

A DisplayPort legfrissebb, 2016. március elsején kiadott 1.4-es változata több újítást is letett az asztalra, így már HDR10 támogatást, a Rec. 2020-as színtér támogatását, valamint DSC támogatást is kínál. A DSC, azaz a Display Stream Compression 1.2 tulajdonképpen egy újfajta kódolási eljárás, ami akár 3:1-es kódolási rátát is használhat, vizuálisan mégis úgy tűnik, mintha veszteségmentes tartalmat néznénk, de ehhez DSC támogatással ellátott kijelzőre is szükség van. Sávszélesség terén akár 60 Hz-es, 30-bites színmélységű 8K UHD tartalom továbbítására is van mód, 4K UHD esetén pedig 120 Hz-es, 30-bites színmélységű tartalmak küldhetőek át a technológiával kompatibilis kijelzőre.

Végszó

Összegzésképpen elmondhatjuk, hogy monitorvásárlás előtt érdemes áttanulmányozni a különböző weboldalakon olvasható teszteket, mert a specifikációk sokszor csak kiindulási alapnak jók. Néha azonban csak ezekből (és a vásárlói értékelésekből, ha vannak) tippelhetünk, hogy milyen jó egy monitor, így nem árt ha tudjuk, melyik specifikáció mit takar, a paneltípusoknak mik az előnyei-hátrányai, stb.

Amennyiben egy adott monitor esetében éppen nem derül ki a gyártói weblapról, vagy egyéb leírásokból, hogy milyen panel van benne, érdemes megpróbálkozni a TFT Central panelkeresőjével, ami jó eséllyel már tartalmazni fogja az adott monitortípust, mire vásárlásra kerül sor (a tesztjeiket is csak ajánlani tudjuk, brutálisan részletesek, és a tudástáruk is sokat segített a miénk létrehozásában).

Néhány árulkodó jel azért lehet a panelről: ha a betekintési szögeknél 170/160 fokos érték szerepel, akkor TN+Film panellel van dolgunk, de erre a paneltípusra utalhat az is, ha a G2G válaszidő 1-2 ezredmásodperc környékén helyezkedik el, míg a nagyon magas 3000:1-hez kontrasztarány valamilyen VA panelt takarhat.

Bár külön nem foglalkoztunk vele, de érdemes lehet azzal is foglalkozni, hogy milyen ergonómiai lehetőségeket tartogat egy monitor (forgatás, magasságállítás, potré mód), és hogy esetlegesen milyen extrái vannak. A felsőbb régiókban ugyanis már nem ritka például az USB hub sem, és vannak monitorok, amik rendelkeznek gyorstöltő porttal is, amire a mobilunkat/táblánkat dughatjuk.

Cikkünket igyekszünk majd frissen tartani, de szakértő olvasóinktól is kérnénk, ha úgy érzik hiányzik valami, vagy hibát találnak a leírtakban, akkor forrásmegjelöléssel küldjenek egy privát üzenetet a szerzőnek. Köszönjük!