צגי מחשב: מעבר ל-LCD

• יותר צגי LCD ופחות צגי CRT בכל סוגי המסכים. התחזיות לשנים הקרובות שונות. המספרים נעים בין 30 ל-60 אחוזי גידול בשנה של מסכי LCD. התחזית האופטימית ביותר אומרת שבשנת 2010 צגים מתקדמים יהוו למעלה מ-50 אחוז מהשוק, בעוד שהפסימית מסתפקת ב-20 אחוז.
  
  
• גידול מתמשך בשטח המסך הממוצע של צגי ה-LCD. טכנולוגיות מתחרות, כמו פלזמה, הקרנה אחורית ו-Field Emission, לא עצרו את כיבוש שולחנות העבודה על ידי טכנולוגית LCD ורק
  ל-Organic LED (או OLED) יש סיכוי להתמודד מול הגביש הנוזלי. אם המדענים והמהנדסים יצליחו להתגבר על כל מכשולי הייצור, גם 50% הם מעט מדי. האתגרים האמיתיים: להתגבר על בעיית משך החיים של החומרים האורגניים, לייצר טרנזיסטורים פלסטיים על מצע גמיש ולפתח שיטות יצור שאינן נזקקות למיכשור היקר שאופייני ל"חדר הנקי" במפעל המייצר שבבי סיליקון.

מה שקרה הוא קדימון למה שיקרה בסלון, כאשר מסך הטלוויזיה הרגיל יפנה מקומו לטכנולוגיות מתקדמות בעשור הקרוב. יש משקיפים שמאמינים כי ה-CRT לא ימשיך להתקיים אחרי 2010, אבל אנו זהירים יותר. בשוק הטלוויזיות, שפופרת ה-CRT עדיין נמצאת ב-97 מכל 100 מכשירים, והיצרנים לא מתכוונים לוותר בקלות.

המועמדות לרשת את ה-CRT

בסקירה הנוכחית ניסינו לאפיין כל אחת מהטכנולוגיות הרלוונטיות לתצוגה דיגיטלית, שיש לה נוכחות מסוימת בשוק. לא נעסוק בכמה טכנולוגיות ניסיוניות, אבל נסקור את אלה שנמצאות בתחילת הדרך, כמו OLED ונייר אלקטרוני. רוב המומחים מסכימים שאף טכנולוגיה לא תכבוש את כל מגזרי השוק ותבטל את כל האחרות. אפילו ל-CRT יישאר כנראה תפקיד בכמה גומחות אנלוגיות - כפי שגם הפילם ישרוד את המתקפה הדיגיטלית העכשווית.

לכל טכנולוגיה יש יתרונות ייחודיים,

שמעניקים לה זכות קיום בנישה מסוימת. ל-LCD יש הכי הרבה ניסיון ואיכות "קטיפתית" של התצוגה. צגי פלזמה מצטיינים בבהירות, ניגודיות ורוויית צבעים, תכונות ש"מעוררות" לחיים אפילו תכנים אפורים. מקרנים מייצרים את התמונה הגדולה ביותר מהמכשיר הקומפקטי והזול ביותר.

LCD: לשפר את זמן התגובה

לצגי LCD יש כמעט את כל המעלות הדרושות לטכנולוגיה מנצחת. איכות התמונה הסטטית מעולה, משום שאפשר לשלוט בגוונים בדיוק רב ולקבל את כל המגוון הפוטו-ריאליסטי תוך שמירה על איזון בין ניגודיות לרוויית צבע. כל מי שעוסק בצבע בצורה מקצועית יודע שקל לעשות רושם מרהיב ומלהיב עם הגזמות בשני ההביטים האלו, אבל המחיר הוא התרחקות מריאליזם וצבעים טבעיים.

צגי LCD, כמו CRT, מאפשרים לקבל את תכונות הצבע הרצויות אך בניגוד ל-CRT, עושים זאת ביציבות מושלמת ובכל רמת אבחנה רצויה. שני חסרונות מרכזיים מגבילים במידת מה את הישימות של LCD בטלוויזיה, בקולנוע ביתי ובמשחקים: רוחב זוויות הצפייה ומהירות תגובת המסך. 

זוויות הצפייה של LCD פשוט הן בערך 50 מעלות לכל צד של האנך ל

מסך (היצרנים קוראים לכך "100 מעלות" כי הם סופרים לשני הצדדים). מבט בזווית אלכסונית מביא לאיבוד כל היתרונות: הבהירות דועכת, במקום סולם רצוף של גוונים מתקבלת "פוסטריזציה" של שטחים אחידים והאיזון בין הצבעים משתבש לגמרי.

הסיבה לכך היא, שגביש נוזלי הוא מטריצה של תאים להעברת אור מהנורות הפלורוסנטיות המותקנות בעורף הצג לעיני הצופים בחזית. המטריצה דומה ל"חלת דבש" שבכל חור שלה הותקן "ברז אור" ומסנן צבע. הברז קובע כמה אור יעבור דרך החור והמסנן קובע את הצבעו. וכמו בחלת דבש רגילה, כיוון העברת האור המועדפת היא בכיוון החורים ואור בזוויות רחבות נבלע ברובו או כולו על ידי הדפנות.

הפתרון המקובל היום לבעיית רוחב זווית הצפייה היא חלוקת כל פיקסל למספר אזורים, שכל אחד מהם מקרין את האור בזווית שונה. קוראים לשיטה Multidomain ובעזרתה צגי LCD חדישים משיגים רוחב צפייה של 1600 (כלומר 80 מעלות לכל צד) ואף יותר.

בעיה קשה יותר לפתרון היא מהירות התגובה לשינויים בתמונה. אם נשתמש במטאפורה של ברז אור כדי לתאר את הפעולה של גביש נוזלי, כך אפשר לתאר את מהירות התגובה לזמן שלוקח לפתוח ולסגור את הברז. עבור הקרנת סרט יש צורך להעביר את הברז ממצב פתיחה אחד לאחר בתוך כ-20 מילישניות. צגי גביש נוזלי חדשים מסוגלים בפרק זמן כזה לעבור משחור ללבן או ההיפך, אבל לא לעצור בדיוק בכל רמת ביניים רצויה.

כדי לקבל שליטה של 256 רמות אפור (או צבע) נדרש זמן ארוך פי שלושה. כאשר מקרינים סרט פעולה מהיר, בו התמונה משתנה במהירות, התוצאה היא "מריחה" של התמונה על המסך במקומות שבהם היתה תזוזה. שיטה שפותחה לאחרונה כדי לשפר את זמן התגובה היא להתחיל את השינוי בצורה מוגזמת (Overshoot) שאחריה מבוצע תיקון מהיר.

היצרנים קוראים לזה Overdrive או Feed-Forward. ככל שהטכניקה מבטיחה שיפור משמעותי, יהיה צורך לפתח גבישים נוזליים "מגיבים" יותר, כדי להתאים את הטכנולוגיה לדרישות של טלוויזיה - ועוד יותר מכך עבור משחקים.

המחסום הוא המחיר

אבל המחסום הגדול ביותר בדרך של LCD הוא המחיר. שיטת הייצור הנוכחית מבוססת על טכנולוגיות שפותחו במקורן עבור יצור רכיבים קטנים יחסית על פרוסות סיליקון בקוטר 30-20 ס"מ. ביצור פנלים של LCD מדובר על לוחות מלבניים, שכל צלע שלהם גדולה ממטר ושטחם גדול פי 30 עד פי 100 משל פרוסת סיליקון. 

הטכנולוגיה המקובלת היום, שכבות דקות של פולי-סיליקון, היא פשרה בין התכונות הטובות של סיליקון גבישי לבין הצורך בציפוי שטחים גדולים של זכוכית בחומר "חצי-מוליך". ירידה משמעותית בעלויות היצור תושג רק אם אפשר יהיה לייצר את הטרנזיסטורים מחומר אחר, שלא דורש מתקנים יקרים כל כך.

למשל, טרנזיסטורים מחומרים אורגניים ש"מודפסים" על מצע הזכוכית על ידי הזרקה, מסכת רשת או אחת הטכניקות האחרות שמוצעות היום עבור יצור צגי OLED. הבעיה היא, שהטרנזיסטורים הללו אינם איכותיים במיוחד והשימוש בהם מכשיל את המטרה שהוזכרה לעיל, שיפור זמן התגובה.

בחלק הבא: הדור הבא של המסכים.