Author:
Bevezetés
A modern világban sok ember számára a szerény számítógép a mindennapi élet szerves részét képezi. A szerencsés kevesek extravagáns luxusából a legtöbb vállalkozás nélkülözhetetlen részévé és sok háztartás szívesen látott kiegészítőjévé vált. Annak ellenére, hogy a számítógépek egyre inkább miniatürizálódnak, és olyan új, hordozható formákat alkalmaznak, mint a tábla PC és az integrált “minden egyben”, az asztali PC nyers teljesítménye és sokoldalúsága még mindig páratlan. A modern asztali számítógépek egyik fő jellemzője, amely megkülönbözteti őket ezektől az előírt és meglehetősen rugalmatlan alternatíváktól, az alapegység (gyakran egy torony), amely könnyen bővíthető komponensekkel rendelkezik. Egy másik különbség az önálló, matt vagy fényes képernyővel ellátott monitor gyakori beépítése, amely ugyanolyan “fejlődésen” ment keresztül, mint a PC többi része – és ez a jövőben is így lesz.
Bár a különböző kijelzőtechnológiák bonyolultságát a gyártók gyakran félremagyarázzák és a fogyasztók rosszul értik, van egy alapvető tulajdonság, amelyről gyakran beszélnek; a képernyő felülete. Ellentétben azzal, ami a “motorháztető alatt” zajlik, a képernyő felülete kívülről jól látható, és megtestesíti az ember (vagy nő) és a monitor közötti alapvető vizuális kapcsolatot. A múltbeli CRT-kkel ellentétben a modern kijelzőt nem korlátozza a kemény és erősen tükröződő üvegfelület. A képernyőfelület jellege sokkal rugalmasabb, és sokféle formát ölthet – különböző mértékű tükröződésgátló vagy “tükröződéscsökkentő” tulajdonságokkal. De mint a kijelzők legtöbb aspektusa esetében, ez is ritkán ilyen egyszerű; a gyakori “tükröződésgátló” felületekkel kapcsolatban vannak bizonyos fenntartások. Megvizsgáljuk néhány elterjedtebb “tükröződésgátló” megvalósítás korlátait, és megvizsgáljuk az alternatívákat és a számítógép képernyőfelület lehetséges jövőbeli irányait.
Matt képernyők
A matt képernyőfelület egy külső “polarizációs rétegből” áll, amelyet mechanikus és néha további kémiai feldolgozással durvítottak. E felület előállításának szokásos módszerei közé tartozik a többrétegű “porlasztás” vagy a többszöri “merítéses bevonás”, amelyet opcionálisan kémiai felületkezelés követ. Bár nincs szükség e bevonási eljárások bonyolultságának feltárására, megvizsgáljuk e megmunkálás kívánatos végeredményét. Ez a képernyőfelület matt felületének elérése, amely inkább szórja a környezeti fényt, mintsem közvetlenül visszatükrözi azt a néző felé; a sima felület egy kicsit inkább tükörként viselkedik. A nem kívánt tükröződés és tükröződés nagymértékű csökkenése adja az ilyen képernyőkkel kapcsolatos szinonim kifejezést: tükröződésgátló. Bár a környezeti fény szórása és ezáltal a káprázás csökkentése kívánatos, ez nem csalhatatlan megoldás. A felület optikai tulajdonságai mindkét irányba hatnak – vagyis a monitorból kibocsátott fényt is befolyásolják. Ráadásul bizonyos fokú interferencia van a kibocsátott fény és a szórt beeső fény között. Mind a kibocsátott (a monitorból származó), mind a környezeti (a környezetből származó) fény útját és a matt képernyőfelülettel való kölcsönhatását az alábbi ábra mutatja.
Míg a káprázás kívánatos csökkentése a külső fény szóródásával érhető el, addig a monitor által előállított képet ugyanez a szóródási folyamat befolyásolja. A szórt környezeti fény a folyamatot súlyosbítva kissé zavarja a monitor által előállított képet is. A képre gyakorolt hatásokat és a matt képernyőfelület által a tükröződés csökkentésének tulajdonított előnyöket az alábbi táblázat foglalja össze.
| A matt képernyő előnyei | A matt képernyő hátrányai |
| A csökkentett tükröződés javít a kép láthatósága az erős közvetlen vagy környezeti fényben | A kontraszt és a színek élénkségének csökkenése |
| Potenciális a szemfáradtság csökkenése ilyen körülmények között, mivel nem kell “átfókuszálni” az erős tükröződéseken vagy tükröződéseken, hogy lássa a képet | Az élesség enyhe vagy mérsékelt csökkenése – a matt felület vastagságától és rétegezettségétől, valamint a monitor pixelosztásától függően |
| Por, zsír és szennyeződés kevésbé látható | Általában nehezebb tisztítani a szennyeződés behatolása és a munka gyümölcsének relatív nehézsége miatt |
| Bizonyos esetekben szemcsés vagy homályos textúra látható, különösen a fehér és más világos színek megjelenítésekor |
Fényes képernyők
A matt képernyő érdes felületétől eltérően a fényes képernyő sokkal simább külső polarizációs réteggel rendelkezik. Ahelyett, hogy szórná a környezeti fényt, ez a sima felület hajlamos azt meglehetősen közvetlenül visszatükrözni, ami nem kívánt tükröződéseket és káprázást okoz – különösen erős közvetlen fényben. A másik oldalon a monitor által kibocsátott fényt nem akadályozza erős diffúziós folyamat. És a tükröződésektől eltekintve a kép gazdagabbnak, élénkebbnek és hamisítatlanabbnak tűnik. A modern fényes polarizáló fóliákat gyakran fényvisszaverődésgátló (AR) kémiai bevonattal, például magnézium-fluoriddal vagy speciális polimerekkel kezelik, amelyek részben segítik a környezeti fény egy részének elnyelését. A Samsung néhány fényes modelljének képernyőfelülete ezüst nanorészecskékkel van ellátva, amit “Ultra Clear Panel”-nek neveznek. Ezt úgy tervezték, hogy a hagyományos kémiai tükröződésgátló bevonatnál valamivel nagyobb mértékben segítse a környezeti fény elnyelését anélkül, hogy a kép teljesítménye csökkenne.
Az alábbi kép azt mutatja, hogy a Samsung T27A950 Ultra Clear Panel felülete és egy Dell Studio XPS15 laptop kezeletlen fényes felülete hogyan viselkedik egy meglehetősen világos brit nyári napon. A brit nyár fogalma ennek a fotónak a kontextusában nem masszívan fontos, de azt igen, hogy szép, világos, sőt kissé napos idő volt, amikor a képek készültek. Nem sokkal később azonban borús és esős volt. A monitor jobb oldalán lévő ablakból fény szűrődik be, de közvetlen napfény nem éri a képernyőt. 
A fenti képen látható, hogy ilyen fényviszonyok mellett mindkét képernyőfelületen tükröződések láthatók. A tükröződés intenzívebb a Dell képernyőn, ahol tisztán kirajzolódik az ajtó, a kamera, az operatőr keze és alkarja, valamint a piros számítógépes szék. A Samsungon ezek a vonások kevésbé jól kivehetőek (a szék nyilvánvalóan egyáltalán nem látható, mivel a laptop eltakarja). Egy másik megfigyelés, hogy a Samsungon a kép gazdagabbnak tűnik, míg a Dell képe kifehéredettnek tűnik. Mindkét képernyőt 160 cd/m² fényerőre állítottuk be, és sötét nézési körülmények között a Dell képe nem tűnik ilyen módon kifehéredettnek – ezt a meglehetősen erős környezeti fény okozza, és ez olyasmi, amitől a Samsung nem szenved ugyanilyen módon. A laptopokon általánosan használt tükröződésmentesített felületek közé tartoznak, és néha a nagyobb képernyőkön is előfordulnak; Dell TrueBright, ASUS ColorShine, HP BrightView és Sony Xbrite. Ezek tükröződéskor sötétebb képet produkálnak, mint a kezeletlen Dell.
A tükröződések enyhe csökkentése és a sötétítő hatás ellenére az Ultra Clear Panel még mindig nagyon is fényes felület. Fekete és sötét színek megjelenítésekor (vagy akár világos színek megjelenítésekor, ha a környezeti fény elég világos) a tükröződések még mindig problémát jelentenek, és a környezeti fényt gondosabban kell szabályozni. Az emberek azt sugallják, hogy a fényerő felfelé állítása segíthet ennek leküzdésében, de a sötét területek (különösen a feketék) relatív fénysűrűsége a fényerő beállításától függetlenül jelentősen alacsonyabb, mint a világos területeké. Ha a fenti vegyes képből nem lett volna egyértelmű, akkor a monitor kikapcsolt állapotában sem lesz illúziója arról, hogy ez nem más, mint egy fényes képernyőfelület. Ez látható az alábbi fényképen, amely ismét egy fényes nyári napon készült. Vegye észre, hogy a Samsungon a szoba visszatükröződő képe egy kicsit sötétebb, mint a Dellén, de a tárgyak még így is jól kivehető részletességgel jelennek meg.
Egyes kijelzők nagyon enyhe matt tükröződésgátló kezelést alkalmaznak a képernyő felületén. Ezek nagyon alacsony, 2-4% körüli homályossági értékkel rendelkeznek. Ez azt írja le, hogy a képernyőfelület milyen mértékben szórja a fényt, a legtöbb normál matt képernyőfelületnél ez az érték 25%-os vagy annál magasabb. Az ilyen kijelzők ezért fényesnek minősíthetők, mivel fénykibocsátási és fényvisszaverődési tulajdonságaik leginkább egy fényes, enyhén fényvisszaverődést gátló fóliával ellátott felülethez igazodnak. A fent leírt fajta kezelés. A gyártók egy kisebb része (leginkább az Apple a korábbi “LED Cinema Display” sorozatával) úgy dönt, hogy lemond minden tükröződésgátló kezelésről, és a legkülső felületet nagy fényvisszaverő képességű, kezeletlen üveggel látja el. Ezt főként esztétikai okokból teszik, mivel a képminőség szempontjából ez semmilyen előnnyel nem jár a megfelelően kezelt tükröződésmentesített felülettel szemben. Általánosságban elmondható, hogy a nagyon alacsony homályosságú fényvisszaverő felületről visszaverődő fény mennyisége csökken a kezeletlen fényes felülethez képest. A fényes képernyőfelület mögötti elvet az alábbi ábra vizsgálja, amely a környezeti fényt és magát a monitor által kibocsátott fényt is figyelembe veszi.
Még ha a környezeti fény visszaverődése csökkenthető is a tükröződésmentes vagy nagyon enyhén tükröződésmentes bevonat alkalmazásával, teljesen nem szüntethető meg, különösen ott, ahol a fény erős vagy a kép sötét. Ha a monitor ésszerű fényerőre van állítva, a környezeti fényszint viszonylag alacsony, és kevés fény esik közvetlenül a képernyőre, a tükröződés nem jelenthet problémát. Mivel a kibocsátott fény közvetlenebb utat jár be, és nem szóródik szét a matt felület miatt, “tisztább” és élénkebb képet kap, amely ilyen körülmények között teljes mértékben értékelhető. A fényes képernyőfelület pozitív és negatív tulajdonságait az alábbi táblázat foglalja össze.
| A fényes képernyő előnyei | A fényes képernyő hátrányai |
| A fényes felület csökkentett tükröződése bizonyos fényviszonyok mellett a kezeletlen fényes felülethez képest | Az erős környezeti fény és a monitorra eső közvetlen fény zavaró lehet. tükröződéseket és a kép “kifehéredését” |
| Egyszerűbb tisztítás az alacsonyabb szennyeződés behatolás és a zsírok és szennyeződések jobb láthatósága miatt | Potenciálisan nagyobb szemfáradtság a képre való fókuszálás nehézsége miatt a tükröződések miatt |
| Általában nagyobb esztétikai vonzerő – -feltéve, hogy a képernyőt tisztán tartják | Por, zsír és szennyeződés jobban látható – különösen, ha a monitor ki van kapcsolva. Rutinszerű tisztítás szükséges |
| “Tisztább” kép foltosodás és szemcsésedés nélkül | |
| A közvetlen fénykibocsátás növeli a kontrasztot és a kép élénkségét |
A fél…megoldás
Egyes gyártók kompromisszumot kínálnak a kettő között – egy olyan felülettípust, amelyet gyakran “félig fényesnek” neveznek. Ezek a felületek valójában mattak, de kicsit vagy sokkal kevésbé vannak érdesítve, ami simább megjelenést kölcsönöz nekik, és gyengébbé teszi a fényszórást. Más szóval; viszonylag alacsony homályossági értékkel rendelkeznek. A panelek gyártója, az AU Optronics ilyen felületet használ néhány modern VA paneljén, amelyek homályossági értéke 13-18% (lényegesen alacsonyabb, mint a tipikus matt képernyők 25%-a). Ez fokozza a kép élénkségét és tisztaságát, és jelentősen csökkenti a fehér és világos színeken látható szemcsézettséget. Nem egészen hozza el az élénk tisztaság szintjét, és nem nyújtja ugyanazt a vizuális érzetet, mint egy fényes monitor, de mindenképpen csökkenti a kibocsátott fény szóródását, és javítja ezeket a jellemzőket a magasabb homályosságú matt felületekhez képest. Az ebből következő enyhe hátránya, hogy a környezetből a képernyőfelületekre érkező fény is kevésbé csökken, ami kissé növeli a tükröződést. A tükröződések a legtöbb fényviszonyok mellett valóban nem jelentenek problémát, és a dolgok ezen a téren mindenképpen jobbak, mint egy fényes képernyőfelületen. Az alábbi képen egy alacsony fényű matt felülettel rendelkező BenQ EW2420 (hátoldal) tükröződési és reflexiós jellemzőit láthatjuk egy TrueLife fényes képernyőfelülettel rendelkező Dell Studio XPS15 laptophoz képest (elöl). Ez a fénykép egy fényes késő tavaszi napon készült, amikor a jobb oldali ablakon keresztül beáramló napfényt látta. 
A Dell laptopon tiszta és tükörszerű tükröződés látható, jól látható az ajtó, a fal, a szék és a laptop billentyűzete. A BenQ-n az ajtó, a laptop hátulja és az operatőr keze homályos tükröződését láthatjuk. A képernyő bekapcsolása után ez az enyhe tükröződés megszűnik. A képernyőre eső közvetlen fény még mindig okozhat zavaró tükröződést, de az ilyen látási körülmények gyakran még az erősebb matt képernyőfelületek esetében is problémásak. Az alábbi képen a BenQ EW2420 az első fotóhoz hasonló fényviszonyok mellett egy vegyes asztali hátteret jelenít meg 160 cd/m²-en. A képernyőn tükröződő tárgyak már nem láthatók. 
A Samsung hasonló “nagyon enyhén matt” (low-haze) képernyőfelületet vezetett be az SA850-es sorozatú PLS (Plane to Line Switching) monitorainál, és az újabb modelleknél is ezt használják, beleértve néhány PLS és hajlított VA modellt is. A felület egy újszerű üvegszubsztrátot használ, amely 18% körüli homályossági értéket eredményez, ami lényegesen alacsonyabb, mint a Samsung TN paneles monitoroknál jellemző 24-28%-os matt képernyőfelület. A képernyőfelület textúrája is simább az alkalmazott eljárásnak köszönhetően. A végeredmény az, hogy a kép- és tükröződéskezelési jellemzők a “normál” matt és a fényes felület között helyezkednek el. Az alábbi képen az S27A850D (alacsony fényű képernyőfelülettel) és a Samsung 2030BW (normál matt képernyőfelület) összehasonlítása látható, mindkét képernyő kikapcsolt állapotában. Az S27A850D-n látszik a képernyővel szemben lévő ablakok körvonala, míg a 2030BW-n a periférián enyhe tükröződés látszik, de nincs tükröződés. Ha az S27A850D-t ésszerű fényerőre kapcsoljuk be, ez általában nem jelent problémát, akárcsak a BenQ modelleknél. 
Az LG néhány AH-IPS paneljénél, köztük a 2560 x 1440 és 3440 x 1440-es modelleknél is hasonló megoldást alkalmaznak. Az AUO AHVA paneljei (például a BL2710PT és a BL3201PT/PH) még alacsonyabb homályossági értékkel rendelkeznek, amely egészen közel áll a VA panelekéhez (13-16%). A kép tisztasága és viszonylagos simasága ezeken kiváló. Egyes modellek, különösen a HP “Low Haze Enhancement” kezelésével, valamint a Philips különböző modelljei, mint például a BDM4350UC (lásd alább), nagyon alacsony homályosságú kezelést alkalmaznak, jellemzően 1-5% körüli homályossággal. Ezek a teljesen fényes megoldáshoz hasonló képet nyújtanak, beleértve a “nedves megjelenést”, amikor a környezeti fény a felületre esik, de jelentősen csökkentett tükröződéssel. Vegye figyelembe, hogy az alábbi kép egy világos szobában készült, de a tükröződések meglehetősen lágynak tűnnek. Kissé halványabb körülmények között a tükröződések, amelyek egy “teljesen fényes” képernyőn zavaróak maradnának, olyannyira elhalványulnak, hogy láthatatlanná válnak és beleolvadnak a képbe.
Meg kell jegyezni, hogy a képernyőfelület textúrája is fontos, és vannak olyan modellek, amelyek ellentmondanak a “kép simaságára” vonatkozó, a homályossági értékek alapján elvárt trendeknek. Jó példa erre néhány 23,6-27″-es IPS-típusú “4K” UHD (3840 x 2160) panel, mint például a Dell P2415Q vagy az ASUS PG27AQQ. Ezek enyhén matt tükröződésmentesítettek (viszonylag alacsony homályossági értékkel), ami megőrzi a kép élénkségét és tisztaságát, de nem rendelkeznek különösen sima felületi textúrával. Ez világosabb tartalmak megtekintésekor eléggé szembetűnő, mivel szemcsésnek tűnik. Néhány új “AD-PLS” és “AH-IPS” panel (beleértve az 1920 x 1080 és 1920 x 1200 felbontásúakat is) viszonylag világos textúrájú matt képernyőfelülettel rendelkezik, még akkor is, ha a homályossági értékek (~25%) közösek néhány, érezhetően szemcsésebb képernyőfelülettel rendelkező modellel. Az LG 21:9-es, 2560 x 1080 felbontású paneljei hasonló homályossági értékkel és lenyűgözően sima és “nem szemcsés” felületi textúrával rendelkeznek.
Jövőbeli képernyőfelületek
Amint azt ebben a cikkben feltártuk, a tükröződés és a tükröződés csökkentése egy monitoron kétélű kard, és a nemkívánatos következmények elkerülése érdekében finoman kell egyensúlyozni. Az ideális képernyőfelület olyan lenne, amely nem zavarja a fényáteresztést, ugyanakkor hatékonyan csökkenti a képernyőfelületre érkező környezeti fény hatását. 2003-ban a MacDermid Autotype optikai filmgyártó cég bemutatott egy újszerű filmbevonatot, amelynek célja éppen ez volt. A filmet, amelyet a Fraunhofer Institute of Solar Energy-vel közösen fejlesztettek ki, Autoflex MARAG (MothEye AntiReflection AntiGlare) névre keresztelték. Úgy tervezték, hogy utánozza a lepkeszemek kúpos nanoszerkezetét (alul) és e szerkezetek azon képességét, hogy minimális tükröződéssel maximalizálják a fény hasznosítását – mivel az éjszakai lepkéknek gyenge fényviszonyok között kell működniük anélkül, hogy a szem felületén visszaverődő fény elárulná a ragadozóknak a helyzetét.
A film nyilvánvalóan a jelenlegi tükröződésmentes (fényes) felületekhez hasonló, kiváló képtisztaságot biztosítana, miközben minden külső forrásból, így a közvetlen napfényből származó tükröződés ellen is küzd. Azt állították, hogy a külső felület a fény kevesebb mint 1%-át tükrözi vissza – ami valóban nagyon lenyűgöző. A MacDermid Autotype céggel folytatott kommunikációnk szerint a kutatás és fejlesztés e különleges MARAG-fóliával kapcsolatban befejeződött, és 2009-ben korlátozott számú hordozható készüléket bocsátottak ki, amelyek a technológiát használták. A monitorokban nem volt látható. Más vállalatok is hasonló elveket alkalmaztak saját “molyszem” fóliáik létrehozásához. A legjelentősebb a Philips 46PFL9706H prémium kategóriás 46″-os LCD TV-n használt szűrő. Sajnos a MARAG-eljárás, amely nyilvánvalóan bonyolultabb, mint más gyártók “molyszem” felületei, nem aratott kereskedelmi sikert, ami nagyrészt az ilyen filmek kis területének magas fejlesztési költségeinek köszönhető. Az eljárás 800 x 600 mm-es filmekre alkalmazható, és alkalmas lenne PC-monitorokon való használatra. Azonban egy ilyen méretű fólia kifejlesztése magas felületi minőséggel és versenyképes áron nem volt lehetséges. Ennek eredményeképpen magát a MARAG-fóliát 2009-ben megszüntették. A vállalat azonban hasonló elvek alapján folytatta számos tükröződéscsökkentő és alacsony homályosságú képernyőfelület fejlesztését, amelyeket monitorokon lehetne alkalmazni.
Egy másik kiváló innovációt, amely jól alkalmazható lenne számítógépes kijelzőkhöz, a japán Nippon Electric Glass (NEG) vállalat fejlesztette ki. Az úgynevezett “láthatatlan üveg” egy rendkívül vékony üvegdarabból áll, amelyet mindkét oldalról nagy hatékonyságú antireflexiós (AR) anyaggal vontak be. Az anyagot 30 ultravékony, néhány nanométer vastagságú filmréteg alkotja, és állítólag 99,8%-os fényáteresztést tesz lehetővé az üvegen keresztül, miközben a fény mindössze 0,1%-át veri vissza mindkét oldalon. Ez kedvezően hasonlít egy tipikus üveglap oldalankénti 8%-os fényvisszaverő képességéhez, és olyan üvegdarabot eredményez, amely minden szempontból láthatatlannak tűnik.
Amikor 2011-ben megkerestük a NEG-et a technológiával kapcsolatban, azt állították, hogy további finomításokon megy keresztül, mielőtt bármiféle kereskedelmi forgalomba hozatalra kerülne sor. Az eljárást túl drágának ítélték ahhoz, hogy még a viszonylag kis méretű lapokat is gazdaságilag életképesnek tekintsék, nemhogy a nagyobb, számítógép képernyőjén használható lapokat. Az ilyen alkalmazásokat alaposan megfontolták és talán még mindig fontolóra veszik. Így remélhető, hogy a rétegezési eljárás alkalmazható valami olyasmihez, ami alkalmas a monitorok polarizáló rétegeként való felhasználásra. A fényáteresztő képesség a bevonaton keresztül kiváló, és amint az anyagokat és az eljárásokat kifinomítják, valódi kereskedelmi érdeklődés várható e bevonat iránt.