КОМПЮТЪРНИ ДИСПЛЕИ

1.1 Класификация и технологична еволюция на дисплеите

Мониторът (дисплея) — осигурява интерфейс в системата човек — аппаратура — човек. Преобразува цифрова и (или) аналогова информация във видео изображение - графична и буквено-цифрова информация за потребителя.
Анализът на съвременното състояние на електронните устройства за извеждане на информацията показва, че тяхното класифициране може да се извърши по множество критерии, предвид многообразните свойства и функционални възможности (фиг. 1). Някои от тях са:

Според вида на изобразяваната информация, дисплеите се делят на буквено-цифрови (знакови) и графични. Буквено-цифровите дисплеи са предназначени за работа с буквена, цифрова и съпътстваща символна информация. В рамките на системите за предаване на данни, дисплеите се организират в комплекси. В дисплейните комплекси, като допълнение към общите за всички дисплеи функции изобразяване, съхраняване, оперативно въвеждане и редактиране на информация) се добавя и предаването на информация по канала за връзка.
Съвременният етап от развитието на устройствата за извеждане на графична информация се характеризира с интензивно развитие на графичните дисплеи. Те са предназначени за оперативно взаимодействие на човека с компютъра в диалогов/графичен режим и влизат в различни системи за автоматизация на проектирането, автоматизация на научните изследвания, управление на предприятия. автоматизация на технологични процеси робототехника, процес на обучение и др. Следва да се отбележи, че практически всички графични дисплеи са способни да изобразяват буквено-цифрова и съпътстващата я символна информация, а някои буквено-цифрови дисплеи съдържат апаратура за изграждане на прости графични изображения. Във връзка с това е трудно да се говори за рязка граница между двата класа дисплеи.
Според начина на построяване на изображението дисплеите се делят на два класа:

Физическите принципи, залегнали в основата на дисплея, се явяват критерии за делението на дисплеите на две групи: - дисплеи на основата на електроннолъчеви тръби (ЕЛТ) - цветни и черно-бели. запомнящи, многолъчеви, проекционни ЕЛТ и др.; - дисплеи на базата на плоски панели. ЕЛТ е основна съставляваща част на дисплея. Преимуществата на ЕЛТ са обезпечили лидерството на дисплеите в индикаторната техника. Очевидните преимущества на плоскопанелните индикатори са: малки габаритни размери; малка маса и консумирана мощност; отсъствие на аналогови възли за развивка и високоволтни захранващи източници; високо качество на изображението - отсъствие на трепкане, мигане, просветване и изкривявания; висока стабилност; яркост и контрастност. Трябва да се отбележи, че вече е възможно да се генерира плоско изображение и чрез ЕЛТ. Освен това технологичната еволюция в областта на плоските дисплеи доведе до поява на плоски гъвкави дисплеи базирани на органични светодиоди.


фиг.1.

Според размерността на възпроизвежданото изображение дисплеите са обикновени двумерни и пространствени. Във втората група са от една страна дисплеите, симулиращи стереоефекта на бинокулярното зрение чрез редуване с висока честота на изображения за всяко око(в системи за виртуална реалност). Развиват се и методи за тримерно представяне на графична информация с помощта на т.н. пространствени дисплеи, които могат да проектират обемно изображение директно във въздуха.
Според степента на интелигентност (определен набор системни функции, които се реализират в самия дисплей) дисплеите са обикновени, микропрограмируеми и интелигентни:

Доскоро повечето дисплеи за настолен компютър използваха катодно лъчева тръба (cathode ray tube - CRT), докато портативните компютърни устройства като лаптопите, камери и телефони използват монитори с течни кристали (liquid crystal display - LCD), светодиоди матрици (light-emitting diode - LED), плазмени (Plasma dysplay panel - PDP) или изработени с по-новите технологии, като плазмени LCD (Plasma Addressed Liquid Crystal – PALC), органични светодиоди (Organic Light Emitting Diod – OLED), "емисионно поле" (Field Emission Display - FED), светещи полимери (Light Emission Plastics – LEP). Поради техния по-тънък външен вид, по-малко тегло и по-малка консумация на електрическа енергия, мониторите използващи LCD или плазмената технология започнаха да изместват все повече сравнително добрите и още не толкова стари CRT и при настолните конфигурации и при телевизорите.
Дисплеите са изминали дълъг път от времето на мигащите в зелено монитори в текст-базираните компютърни системи от 70-те години на ХХ век. През 1981 г. IBM представя Color Graphics Adapter(CGA), който е способен да възпроизведе четири цвята, и постига максимална резолюция от 320 пиксела хоризонтално по 200 пиксела вертикално(320х200).
През 1984 г. IBM представят Enhance Graphics Adapter(EGA) дисплея. Тази технология позволява до 16 различни цветове и увеличава резолюцията на 640х350 пиксела, като подобрява външния вид на дисплея и прави четенето на текст по-лесно.
През 1987 г. IBM представя Video Graphics Array(VGA) дисплей системата. Повечето компютри в днешно време поддържат този стандарт и много VGA монитори са все още в употреба.
IBM представя Extended Graphics Array(XGA) дисплея през 1990 г., който предлага 800х600 резолюция при истински цветове(true color - 16.8 милиона цвята) и 1024х768 резолюция при 65 536 цвята.
Повечето дисплеи, продавани днес поддържат Ultra Extended Graphics Array(UXGA) стандарта. Цветовата гама на UXGA се състои от 16.8 милиона цвята и резолюции до 1600х1200 пиксела, в зависимост от видео паметта на видео картата на компютъра. Максималната резолюция по принцип зависи от броя на цветовете, които се показват.
Дисплей, който работи в SuperVGA(SVGA) режим може да показва до 16 777 216(число, често закръгляно до 16.8 милион) цвята, защото може да осъществява само 24-бита дълго описание на пиксел.
Броя на битовете използвани, за да се опише пиксел се нарича bit дълбочина(bit depth). При мониторите, базирани на CRT технологията, скоростта на “освежаване”(refresh rate) е честотата, с която изображението на дисплея се възпроизвежда всяка секунда. Ако CRT монитора, например, поддържа 72 Херца(72 Hertz – 72 Hz), тогава сканиращия лъч активира  всички пиксели  по екрана 72 пъти в секундата. Скоростта на “освежаване” е много важна, защото тя регламентира “премигванията” и колкото по-висока е тя, толкова намалява риска за главоболие и напрежение в очите.

              
фиг.2 CRT – монитор       фиг.3  LCD - монитор

1.2 CRT - монитор (електронно-лъчева тръба)

1.2.1 Състояние и тенденции на CRT – системата
Технологията, по която се произвеждат телевизорите и мониторите е на 100 години. Произходът на електронно-лъчева тръба (или CRT Cathode-Ray Tube, катодно-лъчева тръба) никога не е бил много ясен. По-голямата част от компютърното общество смята, че германският учен Карл Фердинанд Браун е създал първия контролируем модел на CRT през 1887 г. Днешните CRT, които се използват при компютърните монитори са претърпели модификации с цел подобряване на качеството на картината те все още работят на същия основен принцип. Недостатъците им са:

Предимствата на CRT мониторите са:

Редица водещи фирми преустановиха производството им. През 1999 г. годишните приходи от продажба на CRT монитори са около 20 милиарда долара. През лятото на 2001 година Philips Electronics – най-големия световен производител на CRT монитори –сля бизнеса си със своя основен конкурент LG Electronics. Apple пускат на пазара всички свои системи заедно с LCD монитори. Hitachi спира производството на CRT монитори. Смята се, че продажбите ще спаднат на половина през 2007 г.

1.2.2 Устройство и действие на CRT

Мониторите с електронно-лъчева тръба, са обемисти и причната е в самите CRT. Тя има специфична форма, нещо като стъклена бутилка, в която няма въздух. CRT започва с тънка част и постепенно се разширява до голяма основа.
Тази основа е компютърният екран и от вътрешната си страна е покрита с хиляди малки луминифорни точици. Луминифорите са вещества, които излъчват светлина, когато се „активират” от поток от електрони. При този процес различните луминифори излъчват светлина с различен цвят. Всяка точка се състои от три частици оцветен луминифор – червена, зелена и синя. Тези групи, съставени от по три луминифорни частици образуват така наречения пиксел(pixel – picture cell или "клетка от изображението").
В по-тънката част на CRT се намира електронната „пушка”, съставена от катод, топлинен източник и фокусиращи елементи. Цветните монитори имат три отделни електронни „пушки”, като всяка една отговаря за различните луминифорни цветове.

       
фиг.4
         
фиг.5

фиг.6 Устройство на цветен кинескоп (ЕЛТ)

Изображенията се съставят, когато електроните, изстреляни от електронните „пушки” попаднат върху съответните луминифорни капки. Сходимост е способността на три електронни лъча да се съберат в една точка на повърхността на CRT. Точната сходимост е необходима по време на работата на CRT мониторите, защото те работят на принципа на добавъчното оцветяване, като комбинациите от различни интензитети на червените, зелените и сините луминифори създават илюзията за наличието на милиони цветове.
Когато всеки от основните цветове бъде добавен в равни количества се образува бяла точка, докато при липсата на цвят се образува черна точка. Недобрата сходимост се проявява, например когато около текста и графичните изображения се появяват сенки. Електронната „пушка” излъчва електрони, когатo топлинния източник е достатъчно нагрят, че да освободи електрони (които са отрицателно заредени) от катода.
За да достигнат до луминифора, електроните първо трябва да преминат през фокусиращите елементи на монитора. Електронният лъч е кръгов по средата на екрана, но има тенденцията да придобива елипсовидна форма към краищата, поради което изображението там се изкривява. Наименованието на този процес е „астигматизъм”. Фокусиращите елементи служат, за да събират електронния поток в много тънък лъч. Така електронният лъч осветява само по една луминифорна точка в даден момент, след което електронните се „оттичат“ през луминифорните точки в голям, положително зареден анод, разположен близо до самия екран.
Отклоняващата система, разположена около тънката част на CRT създава променливо магнитно поле, което задава посоката на електронните лъчи, като ги насочва към правилната позиция на екрана. Движението на лъча започва в левия ъгъл (гледано от външната страна) и продължава към противоположния край на реда. Когато достигне това място, процесът се повтаря на следващия ред. Движението от ляво на дясно се нарича хоризонтална развивка и се осъществява чрез хоризонталния „премигващ” интервал, така че линиите на „проследяване” са невидими.
Стабилното и нетрептящо изображение може да се постигне при честота на опресняване на изображението най-малко 75 пъти за минута. В цикъла на сканиране лъчът се движи по по зигзагообразна траектория от левия горен ъгъл на екрана към долния десен. Използват се специални управляващи сигнали – хоризонтална и вертикална развивка. Обратният хоризонтален и вертикален ход на лъча, се осигуряват от специални сигнали за обратен ход с изключена яркост.
Лъчът повтаря този процес, докато всички редове на екрана бъдат проследени, което обяснява и начина, по който се изобразяват изображенията от горе на долу. Поради това, че повърхността на CRT не е напълно сферична, лъчите които трябва да „пътуват” до центъра на екрана биват смалявани, докато тези, които „пътуват” до ъглите на монитора са сравнително по-дълги. Това означава, че периодът от време, в който лъчите са зависими от магнетично пречупване е различен, в зависимост от тяхната посока. За да компенсират, CRT притежават верига на пречупване, която динамично променя коефициента на пречупване в зависимост от позицията на електронните лъчи, които трябва да достигнат до повърхността на CRT.
Преди електронният лъч да достигне луминифорните точки, той трябва да премине през надупчен лист, разположен точно срещу луминифора. В цветния кинескоп се използва или сенчеста маска със система отвори(Shadow Mask), или апертурна решетка със система процепи(технология Trinitron).

 
фиг. 7

Засенчващите маски изпълняват няколко много важни функции:

На фиг.7. са показани схематично три вида конструкции на маскови кинескопи. Първата от тях изисква сложна система за динамична и статична сходимост, която включва голям брой настройки. Затова съвременните тенденции в производството на цветни дисплеи са в използуването на самосходящи системи, които изискват линейно разположение на електронните прожектори.

1.2.3 Основни параметри на CRT - дисплеите
Разделителната способност е броя на пикселите, с които графичната способност описва работното поле. Този брой е представен като съотношение на хоризонталната и вертикалната стойност на пикселите. Стандартната VGA резолюция е 640x480 пиксела. Тази резолюция се оказва остаряла в началото на новото хилядолетие, когато средностатистическите разделителни способности на CRT монитори за SVGA и XGA съответно са 800x600 и 1024x768 пиксела.
Скоростта на „освежаване” или refresh rate се измерва в херци(Hz) и представя броя на кадри, които се възпроизвеждат на екрана за една секунда. Ако този брой е малък, човешкото око ще е в състояние да забележи интервала между тези кадри, което ще доведе до ефекта на „примигване” на изображението. Европейският стандарт за скоростта на освежаване на CRT монитора е 85 Hz. Всички съвременни монитори са мултичестотни, т.е. могат да се настройват на зададени честоти на синхросигналите в зададен диапазон, например 30-84 кГц за редовата и 50-120 Гц для кадровата развивка.
Разделителната способност на един монитор зависи и от разположението на точката (dot pitch) или физическото разстояние между отдалечените фосфорни точки на един и същи цвят във вътрешността на CRT. Обикновено, разположението на точката варира между 0,22 мм и 0,3 мм. Колкото по-малко е това число, толкова по-детайлна може да е картината.
При засенчващите маски стойността е0,26-0,28 мм, а при за дисплеите с апертурна решетка - 0,25 мм .

1.3 LCD - монитор с течни кристали

Названието е съкратено от liquid crystal display или монитор с течни кристали. Това е вид монитор, който се използва при дигиталните часовници и много портативни компютри.
LCD дисплеите използват два листа поляризиран материал с разтвор от течни кристали, намиращ се между тях. Електричните потоци, преминали през течността предизвикват подравняване на кристалите, такова че светлината да не може да премине през тях. Следователно всеки кристал представлява капак, който или позволява на светлината да премине през него или я блокира.
Монохромните LCD изображения често се появяват, като сини или тъмно сиви изображения върху сиво-бял фон. Управляващи транзистори прилагат електрическо напрежение върху течните кристали, като по този начин ги подреждат в пространството. Светлината променя своя ъгъл на поляризация, когато премине през наредената молекулна структура от течни кристали и в зависимост от своя нов ъгъл на поляризация се поглъща напълно или отчасти. Това позволява създаването на какъвто и да е полутон от черно до чисто бяло.
Конструкцията характеризира разположението на слоевете в LCD (включвайки и светлопроводящия слой) и има най-голямо значение за качеството на изображението на екрана при слънчева светлина. За сега се използват три основни конструкции на цветните LCD: transmissive (пропускваща), transflective (полупрозрачна) и reflective (отражаваща).
В transmissive-конструкциите светлината постъпва през LCD от задната страна. Болшинството течнокристални дисплеи, използвани в джобните компютри днес са направени по тази технология. Transmissive LCD имат високо качество на изображението в помещения и обикновено много ниско (черен екран) при слънчева светлина. (фиг.8) Слънчевото осветление е хиляда пъти по-силно от осветяващата лампа и затова отразените от повърхността на екрана слънчеви лъчи напълно поглъщат светлината, излъчвана от LCD. Все пак някои производители са успели да разработят transmissive LCD, с които може да се работи даже при пряко попадане на слънчевите лъчи върху дисплея. На този етап съществуват два способа за постигане на това: увеличение яркостта на задното осветление и намаляване на количеството на отразената слънчева светлина.

Конструкция экрана transmissive LCD
Фиг.8  Конструкция на екрана  на transmissive LCD

Максималната яркост на  екрана при съществуващите сега ноутбуци е 100-150 nit (nit – кандела на квадратен метър, cd/m2). LCD с повишена яркост осигурява от 200 до 1800 nit. Счита се, че лампа с 500 nit прави transmissive LCD видими при дневно осветление, а около 1000 nit – позволява използването му при пряка слънчева светлина. Яркост от  300 nit може да се получи по пътя на пределното увеличение на яркостта на една лампа CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) или с добавянето на втора лампа, разположена противоположно. Моделите течнокристални дисплеи с повишена яркост използват от 8 до 16 лампи. Но увеличението   на яркостта на осветлението увеличава и разхода на енергия на батериите. Следователно, екран с повишена яркост може да се използва само  при наличие на външен източник на захранване
Намаляване на количеството отразена светлина се постига при нанасяне на антиотразяващи покрития на един или няколко слоя на дисплея, замяна на стандартния поляризационен слой на минимално отразяващ, добавяне на "повишаващи яркостта ленти", увеличаващи ефективността на  източника на светлина. Още един способ за модифициране на LCD, използван само в устройствата Fujitsu, е запълване на преобразувателя с течност с коефициент на рефракция, равен на коефициента на рефракция на сензорния панел. Това значително съкращава количеството на отразената светлина.
Transflective-конструкцията прилича на предходната, но при transflective-дисплеите, между LCD и осветяващия слой има така наречения частично отразяващ слой.(фиг.9)   Той може да бъде или частично сребърен, или напълно огледален с множество малки отвори. Когато такъв екран се използва в помещение, той работи аналогично на transmissive LCD, в който част от осветяването се поглъща от отразяващия слой. При дневно осветяване, слънчевата светлина се отразява от огледалния слой и осветява LCD. При това светлината преминава през LCD два пъти, отначало навътре, а след това навън. То води към това, че качеството на изображението при дневна светлина е по-ниско, отколкото при изкуствено осветление в помещение, когато светлината преминава през LCD веднъж.

Конструкция экрана transflective LCD
Фиг.9  Конструкция на екрана transflective LCD

Балансът между качеството на изображението в помещение и извън него стига до избора на характеристиките на  пропускващия и отразяващия слой. Например, огледалният слой може да отразява  60% от светлината и поглъща 40%. Ако яркостта на осветяване е 130 nit, само 52 nit (40% от 130) постъпва на LCD чрез огледалния слой. Извън помещение 60% от слънчевата светлина се отразява от огледалния слой, но тъй като светлината преминава през LCD, качеството на изображението се снижава два пъти.
Transflective LCD се явават компромисния вариант. Изображението на този екран няма да бъде ярко нито в помещение, нито при слънчева светлина.
Reflective-конструкцията има напълно отразяващ огледален слой.(фиг.10) Цялата светлина, било то слънчева или светлината от предната подсветка, преминава през LCD, отразява се от огледалния слой и отново преминава през LCD. При дневно осветление светлината преминава през LCD и слоя на предната подсветка два пъти. В този случай качеството на изображението при reflective LCD е обикновено по-ниско, отколкото при transflective (тъй като и в двата случая се използват сходни технологии). В помещение предното осветяване не е така ефективно, както задното и качеството на изображението също е ниско, както и при transflective.

Конструкция экрана reflective LCD
Фиг.10   Конструкция на екрана reflective LCD

Днес при производството на цветни течнокристални дисплеи се използват две технологии: активна матрица – TFT и пасивна матрица – STN.


фиг. 11


STN – Super Twisted Nematic – пасивна матрица, която се състои от течнокристални елементи с изменяща се прозрачност. Разновидностите на STN са – CSTN (Color STN) и DSTN (Double STN) – тук са обобщени под общото наименование STN, тъй като техните различия не са съществени при условията на слънчево осветление. Дисплеите с пасивна матрица, появили се на пазара наскоро и които използват CSTN и DSTN технологиите демонстрират ясни цветове, като по този начин конкуренцията между тях и дисплеите с активна матрица нараства.
TFT – Thin Film Transistor – активна матрица, в който всеки субпиксел представлява тънколентов транзистор (активния елемент). На фиг. 11 е показан пример за управление на активна матрица с две цветни клетки. .Горната е угасена, а долната свети в жълто (червен+зелен) цвят. По хоризонталните шини се избира реда (подава се +20 V на управляващия електрод на СМОП-транзисторите), по вертикалните се избира цвета на клетката.
Трите основни типа LCD дисплеи с активна матрица са:
TN TFT или ТН+Film TFT = Twisted Nematic + Film(пласт) Най-разпространеният тип цифров панел е базиран на технологията, наречена TN TFT или ТН+Film TFT (Twisted Nematic + Film). Терминът „пласт”(Film) означава допълнителен външен слой, който позволява да бъде увеличен обичайният ъгъл на гледане от 90 (45 от всяка от двете страни) до 140 градуса. TN TFT е първата официално представена LCD технология и все още е популярна при средните и ниските панели на преносимите и настолните компютри. Това се дължи на ниската цена на производство на тези панели. LCD панелите, базирани на TN TFT матрицата притежават някои недостатъци. Най-големият такъв е, че черният цвят изглежда повече като тъмносив на по-старите панели, което от своя страна означава слаб контраст. През годините тази технология се подобрява и модерните TN панели могат да предложат повече дълбочина при показването на тъмни сенки от сиво към черно. Вторият проблем се появява, когато транзистора „умира”, оставяйки след себе си светла „мъртва” пикселна област, която се появява на екрана и е много по-силно забележима от колкото тази с черния цвят.
Super-TFT или IPS = In-Plane Switching
Следващият основен тип LCD технология е IPS(In-Plane Switching), който е замислен, така че да подобри някой от недостатъците на TN TFT технологията. Тази технология също така бива наричана Super-TFT и бива развивана от фирмата Hitachi. IPS позволява увеличаване на ъгъла на видимост до почти 170 градуса, използвайки по-прецизен метод за контрол на наредбата на течните кристали, който е основният принос на тази технология. Въпреки това, контрастните съотношения остават на същото ниво, на което са тези при TN TFT технологията, а времето за реакция дори е нарастнало. Положителната страна при този метод е това, че „умиращите” пиксели автоматично стават черни, за разлика от чисто белите при TN TFT панелите. Въпреки това, тази технология има един основен недостатък, защото при работата на електрическо поле в подобна система, то се нуждае от разумно количество енергия и тази работа отнема повече време. Това само по себе си води до увеличаване на времето за реакция на монитора. IPS представлява компромис и докато „мъртвите” пиксели са по-малко забележими тези монитори не са достатъчно добре сработени с мобилните приложения.
MVA = (Multi-Domain Vertical Alignment)
Третата технология бива развивана от фирмата Fujitsu и е обещаваща от гледна точка на преодоляването(нещата изглеждат така поне от теоритична гледна точка) на основните недостатъци на LCD панелите. Тази технология се нарича MVA(Multi-Domain Vertical Alignment или Многоадресово Вертикално Разположение) и е наследника на предишните VA технологии. В общи линии нейните предимства се съсредоточават в това че тя е способна да подобри ъгъла на видимост и представянето на цветовете. Тя осъществява тези си предимства, поради факта, че притежава всички цветови елементи върху панела, като те са разделени на клетки и зони. Те се формират по надигнатите части на вътрешната структура на филтрите. Целта на този дизайн е да може течните кристали да се движат в посока, противоположна на съседните си течни кристали. Това също така позволява на наблюдателя да вижда същата степен на засенченост и качество на цвета, независимо от ъгъла на гледане. Потенциалът, който се крие в MVA технологията е много голям. Едно от нейните основни предимства е намаляването на времето за реакция. Въпреки това, този сложен панел увеличава цената на производство за производителите на LCD и също така не позволява на тези производители да се възползват от неговите качества напълно поради техническите проблеми и сложността на самия процес на производство. Засега дялът на пазара на MVA LCD технологията е малък, но постоянно расте. В момента MVA e най-напредналото в техническо отношение решение на LCD пазара.
В сравнение с STN, екрана на TFT е по-контрастен, има по-наситен цвят, работи бързо. Изображението е видимо под голям ъгъл. Наистина, технологията TFT е по-скъпа, затова сега се наблюдава тенденция към разширено производство на TFT за сметка на съкращаване производството на STN. Например, Sanyo е прекратило производството на STN LCD и сега пуска само TFT.
Комбинирането на трите конструкции и двете технологии на LCD дава шест типа цветни LCD-та. Всички типове с изключение на transmissive STN, могат да се използват при слънчева светлина. В Таблица 1 са показани останалите пет типа LCD и два допълнителни варианта, които допълват устройствата, предлагани на пазара и техните производители.

Таблица 1 – Типове LCD, производители и количества на пазара


Тип LCD

Количество на устройствата

Производители

Модифициран transmissive TFT

20

Fujitsu, Intermec, Itronix, Nokia, Panasonic, Wolkabout

Transmissive TFT с повишена яркост

14

Fieldworks, Microslate, Panasonic, Phoenix, Xplore

Transflective STN

7

Hitachi, Itronix, Melard, Sanyo, Two Technologies

Reflective TFT с предно осветяване

4

Compaq, Palm, Sony

Reflective TFT без осветяване

4

Fujitsu, NEC, Strata, Via

Reflective STN с предно осветяване

1

Fujitsu

Transflective TFT

няма

Няма

Разделителната способност и размерът на LCD са свързани помежду си характеристики. В произвежданите днес LCD броят точки на инч (dpi) се колебае от 70 (за 5,7" монитори) до 150 (за 6,7" SVGA). Най-разпространените дисплеи са с dpi от 90 до 125. По-ниски от стандартните стойности на разделителната способност се използват в компютри, PDA и телефони. 
Стандартите за разделителна способност са:

В днешно време при производството на всякакви течнокристални матрици се извършва смяна на технологиите: TN LCD (Twisted Nematic Liquid Crystal Display) с STN (Super TN LCD) и особено с a-Si TFT LCD (amorphous-Silicon Thin Film Transistor LCD). В близките 5 - 7 години в много области използваните обикновени LCD-екрани ще бъдат заменени или допълнени от следващото поколение технологични устройства :

Според асоциацията VESA към микродисплеите се отнасят устройства, имащи диагонал на екрана по-малко от 50 мм, и предназначени за портативни компютри, а също и при наличие на допълнителна оптическа система, за друго оборудване, в това число проекционно. Една от разновидностите на микродисплеите се явява така нареченото LCOS-устройство (Liquid Crystal on Silicon). С други думи, LCD-екрана в дадения случай е изпълнен заедно с периферните микросхеми на една подложка в единен технологичен цикъл. Такова решение е особено ефективно на базата на нискотемпературна технология с използване на поликристален силиций LTPS.

1.4 PDP - Плазмен монитор (Plasma display panel)

Първият прототип на такъв продукт е създаден през 1964 г. в САЩ., като е представлявал матрица от 4х4 пиксела, излъчващи монохромна синя светлина. През 1967 г. матрицата нараства до 16х16 пиксела и светлината вече е бледочервена. Разбира се, от новата технология се заинтересуват гигантите IBM, NEC, Fujitsu и Matsushita. Липсата на пазари за такава продукция обаче замразява развитието на технологията за дълго време. Изследванията продължават най-вече в Япония, където в началото на 90-те години на миналия век се появяват първите комерсиални продукти.
Принципът на действие на плазмените дисплеи се състои в следното. Всеки субпиксел е микроскопична флуоресцентна лампа, която излъчва само един от трите основни цвята. Чрез промяна на интензитета на светлината на субпикселите се постигат нюанси на възпроизвежданите цветове.
При плазмените екрани се използва благороден газ (например аргон), затворен в определен обем. На всеки от краищата на това тяло има електроди, посредством които се подава високо напрежение (няколкостотин волта). Така газът преминава в плазмено състояние, т.е. налични са еднакъв брой свободни електрони и положителни йони. В резултат на приложеното напрежение се формира поток на електроните към положителния електрод и на йоните към отрицателния. При сблъскването на атомите последните получават енергия, благодарение на която електроните им преминават на по-високо енергийно ниво. При връщане към стандартните им орбити се отделят фотони или казано с други думи - светлина.
Светлината, резултат от движението на плазмата под въздействието на силно електрическо поле не е видима, а ултравиолетова. Стените на телата, в които е затворена плазмата, се покриват със специален прах (фосфор), който реагира на ултравиолетови лъчи и на свой ред излъчва бяла светлина. В това отношение плазмените дисплеи до известна степен приличат на конвенционалните кинескопи.
Основното предизвикателство пред производителите на плазмени екрани е да създадат матрица от няколко милиона субпиксела, всеки от които има размери 200х200х100 микрона. На дисплей с резолюция 1280х780 пиксела има около три милиона субпиксела с шест милиона електрода, които да ги управляват. Разбира се, няма как да бъдат прекарани и шест милиона проводника, така че управлението се осъществява чрез хоризонтални и вертикални линии за всеки ред и колона от матрицата.
Едно от основните предимства на плазмените дисплеи в сравнение с LCD и CRT е възможността за изобразяване на по-широк цветен спектър. Друго качество на плазмените дисплеи е големият им ъгъл на видимост, особено в сравнение с LCD технологията. Контрастът при плазмените екрани е на нивото на най-добрите CRT телевизори, защото при първите може да се постигне наситено черно - черните пиксели изобщо не излъчват светлина за разлика от аналогичния случай при LCD пикселите. Плазмените дисплеи имат висока яркост и могат да бъдат с много голям диагонал при запазване на малка дебелина.
Сред недостатъците на плазмените дисплеи са големите по размери пиксели - на практика е проблем да бъде постигнат размер, по-малък от 0.5-0.6 мм. Минималният размер на един такъв екран е 32" или 82 см и единственият начин за увеличаване на резолюцията е чрез увеличаване на диагонала. Освен това гледането на плазмен екран от сравнително близко разстояние не е препоръчително заради наличието на трептене, породено от начина на функциониране на самия дисплей. При определени обстоятелства плазмените дисплеи могат да "прогарят" подобно на CRT мониторите, на които дълго време е било показвано едно и също изображение. Тези дисплеи стареят с времето и имат относително малко (за момента) време на живот на пикселите - между 5 и 10 години при няколко часа на ден употреба и постепенно губят качествата си. Оптичните свойства на пикселите след този период се влошават и изображението става бледо и неконтрастно. Освен това поради използването на високо напрежение консумацията им е доста висока - от порядъка на 250W за 42-инчов модел.

1.5 OLED - Монитор с органични светодиоди (Organic Light Emitting Diode)

Според всички специалисти, това е технологията, която в един момент на своето развитие ще изпревари TFT технологията и ще стане доминираща и то не само за мониторите и телевизионните приемници, но и при мобилните телефони, цифровите камери и др. Технологията OLED, макар и да повтаря пътя на развитие, изминат от LCD (пасивни и активни матрици), има две много съществени отличия от LCD, които се виждат и от заглавието и - това са използваният материал (органични съединения), и принцип на изобразяване (автономно излъчване на светлина). Предимството на тази технология се състои в това, че не са необходими лампи, осветяващи матрицата отзад, а всеки пиксел сам излъчва светлина под управлението на OLED диоди, които, всъщност, представляват отделните пиксели. Яркостта на светене се определя от тока, които се подава на диода.
OLED технологията (фиг.12) има и проблеми. Един от тях е, че органическите молекулярни и полимерни светоизлъчващи материали бързо се разрушават под въздействието на съдържащият се във въздуха кислород и водни пари, затова е необходима пълна херметизация на дисплейните панели. Друг актуален проблем е деградацията на свето излъчващите материали.
Водещата компания за разработване на прибори на базата на OLED технологията е Eastman Kodak. Специалисти от тази компания разработват структурата на съставния елемент на OLED, която представлява: няколко тънки слоя органическо вещество между пресичащи се части на разположените перпендикулярно прозрачен анод и метален катод. Този органически „сандвич” се състои от няколко слоя: слой - източник на дупки; слой - проводник на дупки; светоизлъчващ слой и слой - проводник на електроните. При подаване на напрежение (няколко волта) на анода и катода от съответния слой се излъчват положителни и отрицателни заряди.

 
Фиг.12 Структурата на използваните свето излъчващите                              Фиг.  13-инчовият OLED дисплей,
материали за OLED са молекулярни органически вещества.     разработен съвместно от компаниите Kodak и Sanyo

Компанията Sanyo Electric и Eastman Kodak са демонстрирали 15 - инчов широкоекранен цветен OLED дисплей, който притежавал напълно задоволителни параметри: яркост 300 cd/m2 и максимален ъгъл на изображение 165 градуса.(фиг.13) Абсолютен рекорд за големина на екрана с OLED дисплей в наши дни принадлежи на тайванската компания Chi Mei, която разработва образец на широкоекранен дисплей с параметри: 1280х768 пиксела, а максималната яркост – 500 cd/m2. Tози дисплей е създаден на базата на активна OLED матрица с транзистори от аморфен силиций. Той се отличава с голяма икономия на ел.мощност- 25W.

TOLED и SOLED технологии
Американската компания Universal Display Corporation (UDS) разработва уникална технология за производство на OLED дисплеи с прозрачен катод, която получава името TOLED (Transparent OLED). Тази технология позволява да се създават, както едностранни, така и двустранни прозрачни дисплеи, на които изображението може да се види от вътрешната и от външната страна на екрана. TOLED дисплеите могат да се създават върху различни подложки - стъклени, силиконови, метални и др. TOLED дисплеите могат да се интегрират в прозорци, автомобилни стъкла, обикновени очила, т.к тяхната прозрачност в изключено състояние е 70%.
UDS изобретява и друга технология – многослоен OLED дисплей (Stacked OLED - SOLED). За разлика от предишните пълно цветни дисплеи, в които изображението се формира от пикселите на трите първични цвята, лежащи в една плоскост, пикселите на SOLED дисплеите се състоят от три разположени един зад друг субпиксели на първичните цветове. Конструкцията на SOLED дисплеите позволява много точно да се управляват настройките на цвета предаването, благодарение на възможността за изменение на електрическите параметри отделно за всеки слой на субпикселите.

1.6 LEP - Монитор от светещи полимери ( Light Emission Plastics)

Технологията LEP (Light Emission Plastics), разработена от английската фирма Cambridge Display Technology(CDT) преди около 5 години, на практика представлява едно от многото стъпала към постепенното подобряване на технологията на светещите полимери, в случая пластик, която се очаква да навлезне в ежедневието ни след няколко години, заменяйки сега масовата TFT.
Първите модели на свето излъчващите полимери (Light Emitting Polymer - LEP) са имали много ниска ефективност (0,01%), но в процеса на работа учените успяват да постигнат ефективност 5%, което съответства на параметрите на полупроводниковия светодиод.


Фиг.14 Схема на вътрешното устройство     Фиг. 15 Цветен пасивно-матричен LEP дисплей
на LEP дисплея.                                    изготвен чрез метода на струйния печат

На тънка стъклена или пластмасова подложка с прозрачни електроди се нанася слой от полимерни материали, а конструкцията завършват металните електроди. Прозрачните и металните електроди, разположени взаимно перпендикулярно образуват ортогонална решетка. При възникване на електрическо поле между електродите, участъкът от полимера, разположен в тяхната точката на пресичане започва да свети.(фиг.14)
Със съвместни усилия на японската корпорация Seiko EPSON и Cambridge Display Technology (CDT) се създава уникална технология за нанасяне на свето излъчващите материали и прозрачни проводници, базиращи се на принципа на струйния печат.(фиг.15)
LEP дисплеите са така тънки, че осигуряват, както по-добро изображение, така и защита от външни въздействия.

1.7 FED - Монитор с “емисионно поле” ( Field Emission Display)

Технологията FED донякъде наподобява процесите на обикновените CRT монитори, тъй-като и при двата типа дисплеи се използва луминофор, частиците на който светят под въздействието на електронния лъч. За разлика от обикновения кинескоп, обаче, в който се използват три пушки, бомбардиращи с електрони луминофора, в FED дисплеите огромно количесто малки източници на електрони са разположени зад всеки един условен пиксел на екрана, заемайки значително по-малко място в пространството, особено в дълбочина.
Най-голям е напредъкът при технологията "емисионно поле" SED (Surface conduction electron emitter display или повръхностно-проводников електронно емитиращ дисплей), съвместна разработка на японските електронни гиганти "Канон" и "Тошиба". Тази технология може най-лесно да се представи като комбинация от кинескопи и течни кристали.
Цветното изображение се получава на стъклен екран, след като електронен лъч задейства червен, син и зелен фосфор. Ала вместо използването на централен източник на електрони, както е в традиционния браунов кинескоп, където електронният лъч се отклонява така, че осветява всички отделни точки на изображението една след друга, при технологията SED всяка точка се активизира от собствен лъч. Това става на противостоящия втори стъклен екран, където хиляди електродни двойки са наредени в една обща плоскост и при прилагането на напрежение предизвикват миниатюрен електронен лъч.
За всяка точка от изображението се използват три двойки електроди - съответно за червения, зеления и синия цвят. Посредством вакуум между двете стъклени плоскости-екрани, електронните лъчи се отправят към плоскостта с фосфора и карат точката да свети. Този способ минава без фоновото осветление на дисплея от течни кристали. Поради това изображението е особено равномерно осветено и качеството му не зависи от ъгъла на наблюдение. Според "Тошиба" новите екрани изразходват с една трета по-малко електроенергия в сравнение с течнокристалните и две трети по-малко от плазмените телевизори.

1.8 .Портативни пространствени дисплеи.
Основният недостатък на всички съвременни дисплеи е тяхната ограниченост, на първо място физическата. Въздухът е среда с определени характеристики, промяната на които може да формира изображение. Физиката на атмосферни явления като северното сияние или дъждовната дъга е известна. Калифорнийската компания IO2 Tehnology разработи устройството Helodisplay, който проектира изображение направо във въздуха. Може да се нарече виртуален или пространствен дисплей, защото потребителят може да се разхожда около него и дори да преминава през него.
Проекторът създава изображение, модифицирайки характеристиките на обикновения въздух посредством излъчваните фотони. Това е абсолютно безвредно, и не изисква никакви особени условия. Изображението е с диагонал 27 инча, което компанията планира да разшири до 150 инча.
Изображението е двумерно, но на разстояние, за сметка на дълбочината се създава триизмерен ефект. Разбира се Helodisplay, както и компютърния монитор може да възпроизведе симулираното 3D (пространството за наблюдение е около 150 градуса) – фиг.16.

                           
Фиг.16  Триизмерен ефект на  Helodisplay             Фиг.17 Plug-and-Play на изображението

Изображението не е холограма, но позволява манипулирането с обектите на дисплея подобно на сензорния дисплей. Съществува възможност за манипулиране с дисплея от няколко потребителя едновременно – който първи “хване” обекта, той го управлява – фиг.17.
Цената на 27-инчов Helodisplay е висока, но с масовото производство ще стане съпоставима с плазмените дисплеи. Параметрите на изображението превишават аналогичните показатели за болшинството съвременни мобилни устройства – изображение 16.7 млн. цвята при разделителна способност от 640 х 480 до 1024 х 768 пиксела. Предвижда се разработване и предлагане на 42-инчови дисплеи, съответно с по-високи параметри. Същевременно компанията разработва компактни (джобни) варианти на проектори. Тяхното изображение засега отстъпва по качество на традиционните TFT дисплеи. 
Друго предимство на пространствените дисплеи е ниската взискателност към апаратните ресурси на компютъра, дори при реализирането на интерактивни функции: процесорната мощност се използва минимално, а видеоподсистема не е необходима по принцип (нейните функции изпълнява проектора) .