Матрица ноутбука

О том какая начинка находится внутри ноутбука, из какого "железа" стоит ноутбук и на что стоит обратить внимание, нам предстоит сейчас рассмотреть. Большинство современных ноутбуков имеют активную матрицу. Изредка, правда, можно найти и старые машины с пассивными матрицами, а иногда выпускаются новые с устаревшими типами матриц, просто ради экономии. Что такое матрица, и какая она может быть, мы и рассмотрим. Сначала история. LCD - Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам (в частности оптические). Итак, жидкокристаллические материалы были открыты еще в 1888 году австрийским ученым Ф. Ренитцером, но только в 1930-м исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение. Впрочем, дальше этого дело не пошло, поскольку технологическая база в то время была еще слишком слаба. Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон (Fergason) и Вильямс (Williams) из корпорации RCA (Radio Corporation of America) Один из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, другой изучал воздействие электрического поля на кристаллы. И вот в конце 1966 г. корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD-монитора - цифровые часы. Значительную роль в развитии LCD-технологии сыграла корпорация Sharp. Она и до сих пор находится в числе технологических лидеров.

Принцип действия: экран LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которыми можно манипулировать для отображения информации. LCD монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из очень чистого стеклянного материала, называемого подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. Суть в том, что свет проходя через материал, поляризуется и с помощью кристаллов плоскость поляризации поворачивается на угол 90 градусов. Если иметь возможность управлять плоскостью поляризации, то на пути луча получится фильтр, который пропускает свет в первом случае и не пропускает во втором. Изменение приложенного электрического поля поворачивает плоскость поляризации луча и тем самым меняет долю проходящего через фильтр излучения, т.е. видимую яркость пикселя. Если расположить большое число электродов, которые создают разные электрические поля в отдельных местах экрана (ячейки), то появится возможность при правильном управлении отображать на экране буквы и другие элементы изображения. STN - это сокращение, означающее "Super Twisted Nematic". Технология STN позволяет увеличить торсионный угол (угол кручения) ориентации кристаллов внутри LCD дисплея с 90 до 270 градусов, что обеспечивает лучшую контрастность изображения при увеличении размеров монитора. Часто STN ячейки используются в паре. Такая конструкция называется DSTN (Double Super Twisted Nematic), в которой одна двухслойная DSTN-ячейка состоит из 2 STN-ячеек. Контрастность и разрешающая способность DSTN достаточно высокая, поэтому появилась возможность изготовить цветной дисплей, в котором на каждый пиксель приходится три ЖК-ячейки и три оптических фильтра основных цветов. При создании цветных дисплеев производители столкнулись еще с такой проблемой: эти экраны не способны работать от отраженного света, поэтому обязательным атрибутом этих экранов является лампа подсветки. С одной стороны стоит лампа, с другой зеркало. Поэтому большинство LCD-матриц в центре имеют яркость выше, чем по краям. В результате разделения монитора на точки, каждая из которых, благодаря электродам, может задавать яркость луча, независимо от остальных, так, что в результате каждый такой элемент может быть подсвечен индивидуально для создания изображения. Матрица называется пассивной, потому что технология создания LCD дисплеев, которая была описана выше, не может обеспечить быструю смену информации на экране. Изображение формируется строка за строкой путем последовательного подвода управляющего напряжения на отдельные ячейки, делающего их прозрачными. Такой дисплей имеет много недостатков с точки зрения качества, потому что изображение не отображается плавно и дрожит на экране. Маленькая скорость изменения прозрачности кристаллов не позволяет правильно отображать движущиеся изображения. Активная матрица имеет массу преимуществ по сравнению с пассивной матрицей. Например, лучшая яркость и возможность смотреть на экран даже с отклонением до 45 градусов и более (т.е. при угле обзора 120 -140 градусов) без ущерба качеству изображения, что невозможно в случае с пассивной матрицей, которая позволяет видеть качественное изображение только с фронтальной позиции по отношению к экрану. В случае с активной матрицей к каждому электроду добавлен запоминающий транзистор, который может хранить цифровую информацию (двоичные значения 0 или 1) и в результате изображение сохраняется до тех пор, пока не поступит другой сигнал. Запоминающие транзисторы должны производит ься из прозрачных материалов, что позволит световому лучу проходить сквозь них. Thin Film Transistor (TFT), т.е. тонкопленочный транзистор - это те управляющие элементы, при помощи которых контролируется каждый пиксель на экране. Тонкопленочный транзистор действительно очень тонкий, его толщина 0,1 - 0,01 микрона. Технология создания TFT очень сложна, при этом имеются трудности с достижением приемлемого процента годных изделий из-за того, что число используемых транзисторов очень велико. Каждый пиксель состоит из трех частей: красной, зеленой и синей, и к каждой идет свой транзистор TFT. Заметим, что монитор, который может отображать изображение с разрешением 800х600 пикселей в SVGA режиме и только с тремя цветами имеет 1440000 отдельных транзисторов. Производители устанавливают нормы на предельное количество транзисторов, которые могут быть нерабочими в LCD дисплее. Правда, у каждого производителя свое мнение о том, какое количество транзисторов могут не работать. Сами транзисторы довольно надежны, то есть если он работает, то наверняка не испортиться. Эксплуатационный запас в LCD панелях достаточно большой, несколько десятков лет. Самым недолговечным элементом является лампа подсветки. Хотя ее то, как раз можно и заменить.

Еще один фактор, характеризующий матрицы это - время реакции, проще говоря, временная задержка между поступлением сигнала и отображением информации на экране. Это не частота обновления экрана (для TFT матриц она практически всегда одинаковая 60 Герц), это несколько иное и зависит этот параметр от материалов, из которых сделана подложка. Измеряется в десятых и сотых долях секунды, но этой информации в общем доступе не найти, производитель как ноутбука так и матриц старательно скрывает эту информацию. Ну и еще один параметр, характеризующий матрицу, это разрешение, под которое она сделана. Обычно используются типовые сокращения для обозначения данного параметра: