Picture за последние 30 лет эти материалы были усовершенствованы до такой степени, что теперь могут эффективно использоваться в различных электронных устройствах.

Созданные на основе жидких кристаллов дисплеи имеют низкое энергопотребление в сочетании с малыми габаритами и массой, что обусловило их широкое применение в часах и калькуляторах (в 70-х годах), а затем и в портативных ПК (в 90-х годах). Более десятка японских производителей во главе с компанией Sharp вложили в 90-х годах сотни миллионов долларов в совершенствование ЖК-технологии, что привело к возможности увеличения поставок ЖК-матриц и одновременного снижения их стоимости. В результате этого в 1993 году объем их поставок впервые превысил 1 млрд. долл.

На 1996-97 гг. запланирован ввод в действие новых производственных мощностей, которые позволят увеличить ежегодный выпуск ЖК-панелей до 10 млн. штук и довести цену 10-дюймового дисплея до 500 долл., значительно повысив конкурентоспособность портативных компьютеров по отношению к настольным ПК с точки зрения производительности и цены. При этом предполагается, что портативные ПК, оснащенные в основном активно-матричными дисплеями, получат более 50% рынка ПК.

Развитие рынка ЖК-дисплеев характеризуется тремя тенденциями: ростом рынка портативных компьютеров, постоянным увеличением доли экранов на активных матрицах (которая уже превысила долю дисплеев с пассивными матрицами) и переход к ЖК-экранам с диагональю 12-дюймов (и выше) и разрешением SVGA (по мнению аналитиков, стандартные 10-дюймовые экраны уже теряют свою привлекательность для OEM-производителей). При этом преобладание активных матриц над пассивными обусловлено тем, что первые способны обеспечить более высокий контраст и более широкую гамму цветовых оттенков, требуемых для современных приложений.

Похоже, что 12-дюймовый SVGA-дисплей стал новым стандартом для портативных ПК.

Единственная причина, ограничивающая такое положение - дефицит 12-дюймовых дисплеев. Дело в том, что при существующем процессе производства ЖК-панелей большинство производителей не может обеспечить требуемый объем из-за размеров используемых подложек. Для наращивания объемов выпуска 12-дюймовых дисплеев требуется наладить новое производство, чем и занимаются сейчас многие производители. А пока они "привязаны" к 10-дюймовым дисплеям или в лучшем случае переходят на выпуск 11-дюймовых панелей.

Согласно прогнозу некоторых аналитиков на нынешний год, многие производители собирались представить новые портативные компьютеры с экраном 13,3 и даже 14,1 дюйма. Однако пока не ясно, каков будет спрос на ноутбуки с увеличенной диагональю.

Размер ЖК-панели - одно из серьезных ограничений технологии. Во-первых, он ограничен сверху, поскольку из одной подложки надо получить несколько панелей. При этом количество дефектов, приходящихся на единицу площади, существенно влияет на характеристики панели, особенно если она имеет большой размер. В настоящее время на типичной панели должен быть размещен примерно 1 млн. транзисторов, управляющих модуляцией кристалла, и разработчики ЖК-панелей не могут обеспечить их повышенную надежность за счет простого дублирования транзисторов.

Размер ЖК-панелей ограничен и снизу. Минимальный критический размер экрана соответствует диагонали в 4 дюйма - в этом случае плотность соединений становится очень большой и яркость дисплея падает.

В настоящее время при производстве ЖК-дисплеев используются подложки размером 550x650 мм. В 1997-98 гг. предусмотрен переход на использование подложек размером 650x830 мм, а в 1999 году линейные размеры подложки возрастут до 1 м.

С появлением ЖК-дисплеев возникла и идея их использования в качестве мониторов для ПК. И вот, после непрерывного совершенствования технологии наблюдается заметное улучшение ЖК-дисплеев на активных матрицах с точки зрения разрешающей способности, цветовой гаммы, скорости вывода и контраста. ЖК-дисплеи обеспечивают визуальные характеристики, близкие к тем, которые имеют мониторы на электронно-лучевой трубке.

Все это привело к тому, что ЖК-дисплеи стали проникать на рынок ПК. Единственные характеристики, по которым ЖК-дисплеи пока уступают ЭЛТ-мониторам - это угол обзора и контрастность. Тем не менее ряд пользователей предпочитает ЖК-дисплеи традиционным мониторам из-за отсутствия на них бликов.

Основные производители ЖК-дисплеев готовы начать поставки ЖК-мониторов, однако спрос на них пока невелик. Вообще внедрение ЖК-мониторов на рынок ПК замедлилось, поскольку существенное расширение рынка мультимедиа и многозадачных приложений потребовали от пользователей перехода к экранам больших размеров - 15 и 17 дюймов. В настоящее же время даже самые качественные ЖК-дисплеи могут конкурировать только на нижнем уровне рынка ПК. Спрос на 10- и 12-дюймовые ЖК-мониторы с разрешением VGA и SVGA стоимостью выше 2000 долл. оказался невысоким, так как эквивалентные им 14- или 15-дюймовые мониторы стоят приблизительно 300 долл. В связи с этим наметившееся снижение цен на 10-дюймовые экраны до уровня 500 долл., вызванное чрезмерным объемом их поставок, замедлилось.

Таким образом, продажи ЖК-дисплеев будут ограничиваться их ценой и производственными мощностями. Поэтому предполагается, что в ближайшее время у ЖК-дисплеев будет два основных рынка сбыта: производство портативных ПК и других мобильных систем и сверхбольшие мониторы с высоким разрешением.

Несмотря на это, 1997 год, по-видимому, станет начальным этапом на пути к массовому выпуску активно-матричных ЖК-дисплеев, предназначенных для замены обычных ЭЛТ-мониторов, которые используются для настольных ПК. Несмотря на то что планы выпуска в 1996 году больших ЖК-экранов с высоким разрешением (например, 14-дюймовых с разрешением XGA или 17-дюймовых, соответствующих стандарту Super XGA) были у всех компаний, занятых разработкой ЖК-технологии, реальные продукты фактически только начинают появляться.

В прошлом году в качестве приоритетной задачи лидеры рынка - японские компании -рассматривали увеличение размеров и разрешающей способности ЖК-экранов, используемых в портативных ПК. С появлением новых конкурентов - южнокорейских и тайваньских фирм - они поспешили укрепить свое лидирующее положение, а заодно перенести поле битвы от 10-дюймовых VGA-дисплеев в область 12-дюймовые дисплеев с разрешением Super VGA.

Несмотря на то что производители ЖК-дисплеев были сосредоточены на том, чтобы удовлетворить спрос на рынке портативных ПК, многие из них продемонстрировали ЖК-мониторы, по своим характеристикам приближающиеся к ЭЛТ-мониторам. Однако для того чтобы ЖК-дисплеи могли конкурировать с традиционными мониторами, они должны быть сопоставимы не только по визуальным характеристикам, но и по цене.

Для решения этих задач необходимо открыть новые производственные мощности. Существующий в настоящее время процесс производства позволяет выпускать подложки, из которых затем получают всего две 14-дюймовые панели, которые обеспечивают размер изображения и разрешающую способность, эквивалентные 17-дюймовому ЭЛТ-монитору. Изменение технологического процесса позволит увеличить число панелей, изготовляемых из одной подложки, до четырех.

Десять ведущих японских производителей ЖК-дисплеев, среди которых Sharp, NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu и другие фирмы, организовали консорциум, целью которого является выработка стандартов на размеры подложки. Причем участники консорциума приняли на себя обязательство, что до 1998 года не перейдут на выпуск пластин размером 800 мм. Южнокорейские и тайваньские производители не были приглашены для подписания соглашения, и поэтому остались свободными от подобного обязательства. К тому же многие из них еще заняты налаживанием производства ЖК-дисплеев предыдущего поколения.

Хотя крупные инвестиции в производство приведут к снижению цен на ЖК-дисплеи, объемы их выпуска могут намного превысить спрос. Следствием этого, по мнению аналитиков, может быть повторение ситуации 1995 года, связанной с "затовариванием" отрасли 10-дюймовыми дисплеями.

Одним из способов избежать перепроизводства ЖК-панелей как раз и является "проникновение" на рынок настольных компьютеров.

Согласно прогнозам рост рынка ПК будет продолжаться, по крайней мере, до конца столетия, когда ежегодный выпуск компьютеров достигнет 100 млн. штук. Кроме того, доля портативных ПК будет также расти. К 2000 году объем рынка ЖК-дисплеев для настольных ПК в два раза превысит размер соответствующего рынка для ноутбуков, а поскольку площадь 14-дюймового ЖК-монитора для настольного компьютера в два раза превышает площадь 10-дюймового экрана портативного ПК, то понятно, насколько важным для производителей ЖК-дисплеев может оказаться рынок настольных компьютеров.

Ожидается, что в текущем году общий объем выпуска ЖК-дисплеев, измеряемый в "10-дюймовом эквиваленте", составит 20 млн. штук, что создаст предпосылки для агрессии производителей ЖК-мониторов на рынок настольных ПК.

По прогнозам, цена 10-дюймового монитора в 1997 году составит примерно 500 долл. (при условии, что возрастет мощность производства и будет снижен уровень дефектов). 5-дюймовый цветной дисплей будет стоить немного меньше 200 долл., в то время как цена 14-дюймового ЖК-монитора для настольного ПК составит примерно 1500 долл., а 17-дюймового - более 3000 долл. Однако, по другим оценкам, розничная цена 14-дюймового ЖК-монитора будет выше 2000 долл., а мониторы с высоким разрешением будут стоить порядка 6000 долл. Как бы то ни было, проникновение ЖК-мониторов на рынок настольных ПК в условиях, когда их цена в 5-10 раз выше стоимости сравнимых ЭЛТ-мониторов, будет минимальным.

Но есть и более оптимистические оценки, согласно которым в конце нынешнего года 10-дюймовый монитор с разрешением XGA будет продаваться по цене 700 долл., а 17-дюймовый с разрешением SXGA - примерно за 1500 долл.

Что касается более отдаленных перспектив, то, по одному из прогнозов, запуск новых производственных мощностей, планируемых к 2000 году, позволит выпускать примерно 100 млн. ЖК-дисплеев (в пересчете на 10-дюймовые дисплеи). При этом поставщики смогут уменьшить стоимость 10-дюймового дисплея до 400 долл. Цена 14-дюймового ЖК-монитора составит около 1000 долл. (цена монитора по сравнению с дисплеем в два раза выше за счет стоимости интерфейса), а 17-дюймового - приблизительно 2500 долл.

Согласно другому прогнозу, цена 14-дюймового ЖК-монитора будет составлять 1400 долл., превышая в два раза стоимость эквивалентного ЭЛТ-монитора с диагональю 17 дюймов (700 долл.). А стоимость 17-дюймового ЖК-дисплея превысит цену эквивалентного 20-дюймового ЭЛТ-монитора примерно на две трети.

Ряд аналитиков считает, что рынок мониторов не будет развиваться до тех пор, пока цена ЖК-дисплеев будет превышать стоимость эквивалентных ЭЛТ-мониторов больше чем в 1,5 раза. По мнению же других, цена ЖК-дисплея, воспринимаемого как модель высокого уровня, не должна превышать 2000 долл. Третьи прогнозируют, что ЖК-дисплеи способны завоевать 80% рынка мониторов при условии, что их цена будет отличаться от стоимости эквивалентных моделей на ЭЛТ более чем на 20%.

Существуют оценки, по которым объем продаж ЖК-панелей к 2000 году составит от 10 до 19 млрд. долл. В натуральном выражении - это минимум 20 млн. 10-дюймовых дисплеев при условии, что их цена стабилизируется на уровне 500 долл. В предположении, что цена таких дисплеев уменьшится до 250 долл., максимальный объем выпуска может составить примерно 80 млн. штук.

Специалисты предсказывают неплохое будущее ЖК-дисплеям и при использовании в качестве экранов домашних телевизоров. Однако те ЖК-дисплеи, разрешающая способность которых соответствует требованиям, предъявляемым к современным телевизорам, оказываются для них слишком малы. Кроме того, по мере появления телевизоров с высокой четкостью изображения (HDTV) от ЖК-дисплеев потребуется увеличение разрешающей способности. Таким образом, современные ЖК-дисплеи не смогут в ближайшее время завоевать рынок телевизоров, поскольку они недостаточно большие, слишком дорогие и не обеспечивают требуемую яркость.

Этот вывод справедлив вплоть до 2000 года. По прогнозам, телевизоры стандарта HDTV к тому времени будут иметь экран с диагональю от 9 до 40 дюймов, обеспечивать яркость до 1000 кандел/м2 и угол горизонтального обзора до 120 градусов, а ЖК-дисплей с аналогичным разрешением будет обеспечивать яркость до 500 кандел/м2 и угол горизонтального обзора до 90 градусов, при этом размер его экрана не будет превышать 20 дюймов. Сравнение прогнозируемых цен также не в пользу ЖК-технологии: розничная цена 19-дюймового дисплея составит 1200 долл., в то время как телевизор с такой диагональю будет стоить 400 долл. Это и дает основание говорить о том, что использование ЖК-дисплеев на рынке домашних ТВ можно ожидать только в следующем десятилетии. Тем не менее эти же аналитики говорят о "проникновении" ЖК-дисплеев на рынок портативных телевизоров и видеокамер.

В прошлом году в мире было продано 40 млн. персональных компьютеров и 90 млн. телевизоров. Аналитики задаются вопросом: будут ли достаточными темпы роста двух этих рынков для того, чтобы было востребовано прогнозируемое количество ЖК-дисплеев, которые предполагается выпустить в 2000 году? И будут ли возможности этих дисплеев и их цена достаточно привлекательными для того, чтобы они смогли отвоевать заметную долю у изделий на основе ЭЛТ?

Имеющиеся в настоящее время ЖК-дисплеи имеют приемлемое разрешение для того, чтобы их можно было использовать в качестве мониторов для настольных компьютеров. Однако для того, чтобы они могли конкурировать с ЭЛТ-мониторами, диагональ ЖК-дисплеев должна быть увеличена до 14 дюймов. А чтобы, например, 17-дюймовый ЖК-дисплей можно было использовать в качестве монитора для высокопроизводительной рабочей станции, требуется, чтобы его разрешающая способность была в 4 раза больше той, которая обычно используется у ЖК-экранов для портативных ПК. По прогнозам аналитиков, ожидается, что массовое производство таких панелей начнется в конце нынешнего столетия.

Как показывают опросы, несмотря на все преимущества ЖК-дисплеев, пользователи готовы их купить только в случае, когда на них установлена "правильная цена" - то есть ниже, чем стоимость ЭЛТ-мониторов. Данные опроса показают, что, например, 10-дюймовый VGA-дисплей по цене выше 1500 долл. будет пользоваться весьма ограниченным спросом, так же как 13-дюймовый монитор с разрешением XGA или 16-дюймовый SXGA-монитор, если их цена составит 4000 долл.

Цена не является единственным параметром, определяющим спрос на ЖК-дисплеи. Проведенные опросы показали, что многие потенциальные потребители не представляют себе возможностей современных ЖК-дисплеев, в том числе тот факт, что некоторые из устройств способны обеспечить более яркое и отчетливое изображение, чем ЭЛТ-мониторы. Поэтому, по мнению специалистов, необходимо заняться образованием пользователей, объясняя им преимущества ЖК-мониторов, в том числе с точки зрения эргономики и экологии.

Однако существует также мнение, что рынок мониторов настолько обширен, что производителям ЖК-мониторов не стоит слишком беспокоиться о рынках сбыта своей продукции.


Данные аналитиков свидетельствуют о постоянном росте объемов продаж небольших 5-дюймовых ЖК-дисплеев, которые применяются в средствах офисной автоматизации или аудио- и видеоаппаратуре: портативных телевизорах, видеотелефонах, видоискателях видеокамер, проекционного оборудования, персональных электронных секретарях (PDA) и в других устройствах. Однако это, по мнению специалистов, не окажет влияния на производство ЖК-экранов для настольных ПК в силу небольшой емкости рынка перечисленных устройств.

Преимущества плоских ЖК-мониторов по сравнению с обычными достаточно очевидны: они имеют меньшую массу, более компактны и потребляют меньше энергии. Кроме того, в них используются низкие управляющие напряжения (от 5 до 20 В), они обеспечивают возможность чтения при прямом солнечном свете, а дисплеи на активных матрицах обеспечивают высокий контраст изображения.

Явным недостатком ЖК-мониторов является цена, которая в настоящее время значительно превышает стоимость сравнимых ЭЛТ-мониторов. Помимо этого имеются и другие, менее очевидные недостатки: трудность производства бездефектных панелей, необходимость крупных инвестиций в производство, потребность в дорогих поляризаторах и в интенсивной подсветке экрана.

Современный телевизор намного ярче обычного ЭЛТ-монитора, который, в свою очередь, гораздо ярче типичного ноутбука. Яркость среднего портативного компьютера составляет около 70 кандел/м2. ЖК-дисплеи, используемые в качестве настольных мониторов, имеют обычно яркость от 150 до 200 кандел/м2. Хотя типичный ЭЛТ-монитор может обеспечивать яркость 300 кандел/м2, ЖК-дисплей, у которого яркость составляет 200 кандел/м2, обычно кажется пользователю более ярким.

Технология производства ЖК-экранов очень сложна. Наибольших успехов в ее разработке добились японские фирмы и исследовательские центры, являющиеся на сегодняшний день лидерами в этой области. В 1996 году мировой рынок ЖК-дисплеев оценивался в 5 млрд. долл. 95% этого рынка контролировали японские компании, причем на долю одной из них - Sharp - приходилось 40%.

Одним из косвенных подтверждений лидерства японских компаний в производстве ЖК-экранов является, например, структура продаж ЖК-материалов крупнейшим производителем - группой компаний Merck, обеспечивающей 50% мировых поставок так называемых нематических жидких кристаллов. Примерно 70% поставок Merck направляется в Японию, от 25 до 30% - в Юго-Восточную Азию и по 1-2% в Европу и США.

Учитывая этот факт, а также то обстоятельство, что, по прогнозу на 2000 год, объем рынка ЖК-дисплеев возрастет в 4 раза и достигнет 20 млрд. долл., правительство США в 1995 году выделило на разработку плоских дисплеев (в том числе и ЖК-панелей) сумму в 1 млрд. долл.

Уже сейчас ЖК-дисплеи находят применение не только на компьютерном рынке. Их используют в медицинском оборудовании, автомобильной и аэрокосмической промышленности. Способность ЖК-дисплеев обеспечивать изображение даже при попадании на экран прямых солнечных лучей позволяет применять их, к примеру, и в военной технике.

При сравнении визуальных возможностей ЭЛТ-мониторов и ЖК-дисплеев следует учитывать одну особенность. Исторически сложилось так, что размер ЭЛТ-монитора указывается по габариту (диагонали) стекла трубки. Рабочая же поверхность экрана, с которой может работать пользователь, гораздо меньше. Это связано с тем, что стекло трубки, в частности, имеет определенную толщину (тем большую, чем больше размер трубки) и скругленные углы (чтобы в стекле не возникали большие механические напряжения).

В ЖК-дисплеях работает почти вся поверхность экрана - за исключением небольшой рамки, обеспечивающей герметизацию. Поэтому для получения на обычном мониторе такого же по размеру изображения, что и на ЖК-дисплее, фактический габарит ЭЛТ должен быть больше длины диагонали ЖК-экрана. По этой причине в последнее время в документации на ЭЛТ-мониторы стали указывать не только габарит трубки, но и реальный размер изображения, который она обеспечивает.

Стоимость наиболее распространенных в настоящее время нематических кристаллов составляет, по данным Merck, от 2,85 до 10 долл. за грамм. Однако затраты на материалы составляют лишь незначительную часть от общей стоимости как пассивных, так и активных матриц. Основная же доля затрат приходится на схему модуляции (управления) матрицей - электронную часть дисплея.

С чем связаны оптимистические оценки сравнительно скорой замены ЭЛТ-мониторов на ЖК-экраны? По мнению доктора технических наук, профессора Игоря Литвака, все дело в том, что наконец-то удалось преодолеть барьеры в области ЖК-материалов, технологии производства и схем управления, которые ограничивали возможности создания бездефектных и надежных активных матриц.

Одним из привлекательных свойств ЖК-дисплеев по сравнению с ЭЛТ-мониторами является, по-видимому, их большая безопасность для человека. На ЖК-экранах не возникают электростатические заряды, а до настоящего времени, несмотря на постоянные предупреждения по поводу опасности электромагнитных полей ЭЛТ-мониторов, имеются научные данные об угрозе здоровью только статического электричества.

Может показаться несколько странным, но для работы на ЖК-дисплее могут тоже потребоваться фильтры. Во-первых, для борьбы с бликами, поскольку технология производства ЖК-дисплеев настолько сложна, что наносить антибликовые покрытия непосредственно на экран не всегда удается. Во-вторых, фильтры способны повышать контраст изображения. И, в-третьих, они могут обеспечивать защиту от нежелательного доступа к информации на экране, ограничивая угол обзора.

Оказывается, объективные и субъективные результаты оценки визуальных параметров портативных ПК с ЖК-экраном часто отличаются друг от друга. Так, метрологические измерения показывают, что контрастность экранов на активной матрице выше по сравнению с пассивной. Тем не менее, поскольку человек воспринимает информацию на экране в совокупности со всей окружающей обстановкой, в некоторых случаях для пользователей оказываются более комфортными экраны на пассивной матрице. В частности, результаты исследований показали, что при использовании в качестве источников света ламп накаливания пользователи отдавали преимущество ЖК-дисплеям на активной матрице, а при люминесцентном освещении - на пассивных.

Изображение на ЖК-экране принципиально отличается от изображения на ЭЛТ-мониторе: оно дискретно и состоит из четко отделенных друг от друга точек (между элементами изображения есть физический зазор). В связи с этим восприятие информации с ЖК-экрана отличается от случая использования обычного монитора. Эти особенности, по мнению Игоря Литвака, заслуживают отдельных исследований.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями