TFT-дисплей: описание, принцип работы. Какой тип экрана выбрать: IPS или TFT? Дисплей IPS или TFT лучше

IPS или TFT — что лучше выбрать? Совсем недавно я столкнулся с необходимостью дать человеку обоснованный ответ на этот вопрос при покупке планшета. Однозначно зная то, что и так у всех на слуху, я был готов сразу дать ответ. Но все же, решил немного проработать данную тему, дабы сказанное подкрепить вескими доводами. Пришлось немного перелопатить информации и даже . Для понимания ситуации, сразу скажу, что шла речь о покупке надежного б/у планшета. Как оказалось, это тоже вносит свою лепту в принятие окончательного решения относительно того, что, все-таки лучше — IPS или TFT матрица. Даже если нужно купить новый планшет или смартфон, приведенная ниже информация также окажется актуальной и полезной. Итак, начнем наш небольшой обзор.

Немного об используемых технологиях производства IPS-экранов

Хотя большая часть современных дисплеев имеет жидкие кристаллы, в каждом случае могут применять немного различные технологии, приводящие к различиям в характеристиках конечного продукта. Терминология, используемая повсеместно, может различаться. Поэтому чтобы не оказаться в заблуждении относительно мониторов TFT или IPS, нужно отметить следующее.

Первое и самое главное – отделяем сорняки от плевел: технология IPS не является чем-то другим, по сравнению с TFT. Она и есть TFT – точнее, одной из ее реализаций. С другой стороны, «наш» человек под названием TFT понимает TFT-TN.

Таким образом, сравнение ведется между двумя представителями TFT матриц: IPS или TN. Что касается применяемых технологий:

• TFT (понимаем, что речь о TFT-TN). Дисплей на жидких кристаллах (тонкопленочные транзисторы). Кристаллы расположены в теле матрицы спирально между двумя пластинами. Образование изображения происходит за счет проворачивания молекул кристаллов. Если напряжения нет – их угол поворота по горизонтали составляет 90 градусов, при этом они имеют белый цвет. При максимально подаваемом напряжении поворот осуществляется на угол, при котором при прохождении через кристалл света, он становится черным. Итак, в зависимости от напряжения, подаваемого на кристаллы, они меняют свой цвет.
• IPS (фактически TFT-IPS). Те самые кристаллы, только их расположение параллельно друг другу. Когда нет напряжения, молекулы кристаллов не повернуты.

Теперь перейдем к главному вопросу: ? Какой дисплей нужно выбирать?

IPS или TFT — что лучше? Различия между экранами в качестве изображения

Ключевые особенности любого монитора, дисплея, экрана IPS или TFT, прежде всего, определяются качеством отображения картинки. В свою очередь качество можно разложить на такие показатели, как контрастность и угол обзора.

Когда речь идет о матрице IPS, она ощутимо выигрывает у TFT по контрастности изображения. Достигается это почти идеальным воспроизведением кристаллами черного цвета. А именно отображение черного непосредственно влияет на такой показатель, как контрастность. В TFT дисплеях отдельные пиксели (при отображении черного и других цветов) могут иметь немного «свой» оттенок, что приводит к искажениям цветности изображения.

Важным фактором, влияющим на выбор экрана мобильных устройств, является угол обзора. Этот показатель особенно важен, если устройство предстоит использовать вместе с другими, например, демонстрируя фото недавней поездки на море. При угле обзора в 178 градусов с любой стороны, IPS-матрица, несомненно, выигрывает, позволяя без искажений наслаждаться изображением сразу нескольким вашим друзьям или коллегам. Это также важно учитывать при покупке того или иного устройства.

Скорость реакции IPS и TFT дисплея

Кажущимся преимуществом TFT дисплея перед IPS-экраном является высокая скорость отклика. Здесь ему нет конкурентов. В то же время, для поворота массива кристаллов, которые расположены параллельно, IPS-матрице нужно больше времени.

Данный факт приводит к очевидному выводу, что в устройствах, предназначение которых критично к скорости отображения, лучше, все-таки, использовать TFT. С другой стороны, когда речь идет об обыденном предназначении (в качестве инструмента для учебы, общения через интернет и других задач), данное различие практически незаметно для человеческого глаза, и выявляется только благодаря применению специальных технических тестов. Поэтому при выборе типа экрана в большинстве случаев предпочтение следует отдать IPS-матрице.

Какой матрице нужно больше энергии – IPS или TFT?

Есть и другие отличия, которые мы продолжаем перечислять. Как расходуется энергия аккумуляторов экранов, изготовленных по разным технологиям? Есть очевидные различия. Энергоемкость у IPS реально выше. Не только больше времени, но и большее напряжение необходимо для поворота кристаллов матрицы этого типа. Закономерным выводом является повышенная нагрузка на аккумулятор. Поэтому, при покупке б/у устройств, когда очевидно, что батарея уже не новая, этот факт необходимо внимательно взвесить. Если же приобретается новый телефон, планшет или смартфон, а при этом его использование предполагает длительное пребывание вне досягаемости от электросети, лучше остановиться именно на качественных TFT матрицах.

Стоимость устройств с дисплеями разного вида

Стоимость IPS экранов всегда выше. Можете обратить на это внимание, отфильтровав в любом интернет-магазине устройства с наличием такого типа матрицы. Следует сказать, что IPS применяется почти во всех современных устройствах, постепенно вытесняя TFT. В то же время, если вам нужно оборудование, чтобы только позвонить, какой смысл переплачивать за экран, преимущества которого не будут использоваться? Тем более, если это повышает общее энергопотребление смартфона или планшета.

TFT или IPS — что лучше? Какую матрицу выбрать?

Итак, если нужен современный высококачественный планшет, с которым можно не только поработать, но и комфортно продемонстрировать высококачественные фото друзьям, однозначно выбирайте только устройства с IPS-матрицей. Обращая внимание на маркировку производителей, не забывайте, что TFT включает в себя и TN и IPS матрицы. Но и это еще далеко не все их виды. Зная, что лучше из этих двух типов матриц — TFT или IPS, и желая купить планшет, смартфон или телефон обращайтесь в любой из проверенных интернет-магазинов (Rozetka, Eldorado, Citrus и другие), которые предоставляют полный ассортимент данной продукции, с возможностью фильтрации по наиболее значимым параметрам.

Кстати, человек, купивший планшет с IPS-матрицей, который доставили ему из Польши, остался им доволен и постоянно восхищается комфортом использования устройства даже в солнечный день. Факты, говорят, вещь упрямая.

Как ни странно, выбрать качественный дисплей монитора компьютера или ноутбука можно только опытным путем. Данная статья поможет вам разобраться в параметрах, на которые следует обратить внимание при выборе монитора или ноутбука.

Как выбрать монитор или дисплей ноутбука с идеальными характеристиками?

Качественный дисплей имеет огромное преимущество в мультимедиа задачах на ПК, а в отношении ноутбука — это половина. Взгляните на небольшой список недостатков дисплея, которых стоит опасаться при покупке нового мобильного компьютера или монитора для ПК:

• низкие характеристики яркости и контраста
• небольшие углы обзора
• блики

Заменить экран ноутбука (лэптопа) весьма затруднительно, чем купить новый монитор для настольного компьютера, не говоря уже о том, чтобы установить новую ЖК-матрицу в мобильный компьютер, что можно сделать далеко не во всех случаях, поэтому к выбору экрана портативного ПК следует подходить со всей ответственностью.

Еще раз напомню, что верить обещаниям рекламных материалов торговых сетей и производителей компьютеров нельзя. Дочитав руководство по выбору монитора и дисплея мобильного компьютера , вы сможете найти отличие между TN-матрицей и матрицей IPS , дать оценку контрастности, определить необходимый уровень яркости и другие важные параметры жидкокристаллического экрана. Вы сэкономите время и средства на поиски монитора для ПК и дисплея ноутбука, выбрав качественный жидкокристаллический экран вместо посредственного.

Что лучше: IPS или TN матрица?

В экранах ноутбуков, ультрабуков, планшетов и других портативных компьютеров обычно используются жидкокристаллические панели двух типов:

• IPS (In-Plane Switching)
• TN (Twisted Nematic)

У каждого типа есть свои преимущества и недостатки, но стоит учесть, что и предназначены они для разных групп потребителей. Давайте узнаем, какой тип матрицы подойдет именно вам.

IPS-дисплеи: отличная цветопередача

Дисплеи на основе матриц стандарта IPS обладают следующими преимуществами :

• большие углы обзора - вне зависимости от стороны и угла человеческого взгляда, изображение не будет блеклым и не потеряет насыщенности цветов
• великолепная цветопередача — IPS-дисплеи передают цвета диапазона RGB без искажений
• отличаются довольно высокой контрастностью.

Если вы собираетесь с предварительной или заниматься видеомонтажом, вам понадобится устройство с экраном данного типа.

Недостатки технологии IPS по сравнению с TN:

• длительное время отклика пикселей (по этой причине дисплеи этого типа в меньшей степени подходят для динамичных 3D-игр).
• мониторы и мобильные компьютеры с IPS-панелями как правило стоят дороже, чем модели с экранами на основе матриц TN.

TN-дисплеи: недорогие и быстрые

Наибольшее распространение в настоящее время получили жидкокристаллические матрицы, изготовленные по технологии TN . К их преимуществам относятся:

• низкая стоимость
• небольшая потребляемая мощность
• время отклика.

TN-экраны хорошо проявляют себя в динамичных играх - например, шутерах от первого лица (FPS) с быстрой сменой сцен. Для подобных приложений требуется экран со временем отклика не более 5 мс (у IPS-матриц оно обычно больше). В противном случае на дисплее могут наблюдаться различного рода визуальные артефакты, такие как шлейфы у быстро движущихся объектов.

В том случае, если вы желаете использовать на мониторе или ноутбуке со стереоэкраном, вам также лучше отдать предпочтение TN-матрице. Некоторые дисплеи данного стандарта способны обновлять изображение со скоростью 120 Гц, что является необходимым условием для работы стереоочков активного типа.

Из недостатков TN дисплеев стоит выделить следущие:

• панели стандарта TN имеют ограниченные углы обзора
• посредственную контрастность
• не способны отображать все цвета пространства RGB, поэтому они непригодны для профессионального редактирования изображений и видео.

Очень дорогие TN-панели, однако, лишены некоторых характерных недостатков и по качеству приближаются к хорошим IPS-экранам. Например, в Apple MacBook Pro с Retina используется TN-матрица, почти не уступающая дисплеям IPS в плане цветопередачи, углов обзора и контрастности.

Если на электроды не подается напряжение, жидкие кристаллы, выстроенные в линию, не меняют плоскость поляризации света, и он не проходит через передний поляризационный фильтр. При подаче напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, плоскость поляризации света меняется, и он начинает проходить.	Когда на электроды не подается напряжение, молекулы жидких кристаллов выстраиваются в винтовую структуру и меняют плоскость поляризации света таким образом, чтобы он проходил через передний поляризационный фильтр. Если напряжение подать, кристаллы расположатся линейно и свет проходить не будет.

Как отличить IPS от TN

Если вам понравился монитор или ноутбук, а технические характеристики дисплея не известны, то следует посмотреть на его экран под различными углами. В том случае, если изображение при этом тускнеет, а его цвета сильно искажаются, перед вами монитор или мобильный компьютер с посредственным TN-дисплеем. Если же, несмотря на все ваши старания, картинка не потеряла своих красок - данный монитор с матрицей, изготовленной по технологии IPS, либо с TN высокого качества.

Внимание: избегайте ноутбуков и мониторов с матрицами, на которых заметны сильные искажения цветов под большими углами. Для игр выбирайте компьютерный монитор с дорогим TN-дисплеем, для остальных задач лучше отдать предпочтение IPS-матрице.

Немаловажные параметры: яркость и контрастность монитора

Рассмотрим еще два важных параметра дисплея:

• максимальный уровень яркости
• контрастность.

Яркости мало не бывает

Для работы в помещении с искусственным освещением достаточно дисплея с максимальным уровнем яркости 200–220 кд/м2 (кандел на квадратный метр). Чем ниже значение этого параметра, тем темнее и тусклее будет изображение на дисплее. Не советую покупать мобильный компьютер с экраном, у которого максимальный уровень яркости не превышает 160 кд/м2. Для комфортной работы вне помещений солнечным днем понадобится экран с яркостью не менее 300 кд/м2. В общем случае, чем выше яркость дисплея, тем лучше.

При покупке также следует проверить равномерность подсветки экрана. Для этого стоит воспроизвести на экране белый или темно-синий цвет (это можно сделать в любом графическом редакторе) и убедиться в отсутствии светлых и темных пятен по всей поверхности экрана.

Статическая и шахматная контрастность

Максимальный уровень статической контрастности экрана - это соотношение яркости последовательно отображаемых черных и белых цветов. Например, значение контрастности 700:1 означает, что при выводе белого цвета яркость дисплея будет в 700 раз выше, чем при демонстрации черного.

Тем не менее на практике картинка почти никогда не бывает полностью белой или черной, поэтому для более приближенной к реальности оценки используют понятие контрастности по шахматному полю.

Вместо того чтобы последовательно заливать экран черным и белым цветами, на него выводят тестовый шаблон в виде черно-белой шахматной доски. Это гораздо более трудный для дисплеев тест, поскольку вследствие технических ограничений нельзя отключить подсветку под черными прямоугольниками и одновременно освещать с максимальной яркостью белые. Хорошей контрастностью по шахматному полю для ЖК-дисплеев считается значение 150:1, отличной - 170:1.

Чем выше контрастность, тем лучше. Для ее оценки выведите на дисплей ноутбука шахматную таблицу и проверьте глубину черного цвета и яркость белого.

Матовый или глянцевый экран

Наверное, многие обращали внимание на различие в покрытии матриц:

• матовое
• глянцевое

Выбор зависит от того, в каком месте и для каких целей вы планируете использовать монитор или ноутбук. Матовые ЖК-дисплеи имеют шероховатое покрытие матрицы, плохо отражающее внешний свет, поэтому они не бликуют на солнце. К явным недостаткам следует отнести так называемый кристаллический эффект, проявляющийся в легкой дымчатости изображения.

Глянцевое покрытие гладкое и лучше отражает свет, испускаемый внешними источниками. Глянцевые дисплеи, как правило, ярче и контрастнее матовых, а цвета на них кажутся насыщеннее. Однако такие экраны бликуют, что приводит к преждевременному утомлению при долгой работе, особенно если у дисплея недостаточный запас яркости.

Экраны с глянцевым покрытием матрицы, имеющие недостаточный запас яркости, отражают окружающую обстановку, что приводит к преждевременному утомлению пользователя.

Сенсорный экран и разрешение

Windows 8 стала первой операционной системой Microsoft, оказавшей огромное влияние на развитие экранов мобильных компьютеров, в которой отчетливо видна оптимизация графической оболочки под сенсорные экраны. Ведущие разработчики выпускают ноутбуки (ультрабуки и гибриды), моноблоки с тачскринами. Стоимость таких устройств обычно выше, но и управлять ими удобнее. Тем не менее вам придется смириться с тем, что экран будет быстро терять презентабельный внешний вид из-за жирных следов отпечатков пальцев, и регулярно протирать его.

Чем меньше экран и выше его разрешение, тем большее количество точек, формирующих изображение, приходится на единицу площади и тем выше его плотность. Например, 15,6-дюймовый дисплей с разрешающей способностью 1366×768 пикселей имеет плотность 100 точек на дюйм.

Внимание! Не покупайте мониторы с экранами, обладающими плотностью точек менее 100 точек на дюйм, поскольку на них будет заметна зернистость изображения.

До выхода Windows 8 высокая плотность пикселей приносила скорее больше вреда, чем пользы. Мелкие шрифты на маленьком экране с высоким разрешением было очень сложно разглядеть. В Windows 8 заложена новая система адаптации к экранам с различной плотностью, поэтому теперь пользователь может выбирать портативный компьютер с такими диагональю и разрешающей способностью дисплея, которые сочтет нужными. Исключение составляют поклонники видеоигр, поскольку для запуска игр со сверхвысокими разрешениями потребуется мощная графическая карта.

Современные устройства оснащаются экранами различной конфигурации. Основными на данный момент являются дисплеи на базе но для них могут использоваться разные технологии, в частности речь идет о TFT и IPS, которые различаются по целому ряду параметров, хоть и являются потомками одного изобретения.

Сейчас существует огромное количество терминов, которые обозначают определенные технологии, скрывающиеся под аббревиатурами. К примеру, многие могли слышать или читать об IPS или TFT, однако мало кто понимает, в чем на самом деле разница между ними. Связано это с недостатком информации в каталогах электроники. Именно поэтому стоит разобраться с этими понятиями, а также решить, TFT или IPS - что лучше?

Терминология

Для определения того, что будет лучше или хуже в каждом отдельном случае, требуется узнать, за какие функции и задачи отвечает каждый IPS по факту представляет собой TFT, точнее ее разновидность, при изготовлении которой использовалась определенная технология - TN-TFT. Следует рассмотреть более подробно эти технологии.

Различия

TFT (TN) представляет собой один из способов производства матриц то есть экранов на тонкопленочных транзисторах, в которых элементы располагаются по спирали между парой пластин. При отсутствии подачи напряжения они будут повернуты друг к другу под прямым углом в горизонтальной плоскости. Максимальное напряжение вынуждает кристаллы поворачиваться так, чтобы проходящий сквозь них свет приводил к образованию черных пикселей, а при отсутствии напряжения - белых.

Если рассматривать IPS или TFT, то отличие первой от второй состоит в том, что матрица изготовлена на базе, описанной ранее, однако кристаллы в ней расположены не спирально, а параллельно единой плоскости экрана и друг другу. В отличие от TFT, кристаллы в данном случае не поворачиваются в условиях отсутствия напряжения.

Как мы это видим?

Если смотреть на IPS или то визуально отличие между ними состоит в контрастности, которая обеспечивается почти идеальной передачей черного цвета. На первом экране изображение будет выглядеть более четким. А вот качество цветопередачи в случае использования матрицы TN-TFT нельзя назвать хорошим. В данном случае у каждого пикселя имеется собственный оттенок, отличный от других. Из-за этого цвета сильно искажаются. Однако есть у такой матрицы и достоинство: она характеризуется самой высокой скоростью отклика среди всех существующих на данный момент. Для экрана IPS требуется определенное время, за которое все параллельные кристаллы совершат полный разворот. Однако человеческий глаз практически не улавливает разницу во времени отклика.

Важные особенности

Если говорить о том, что лучше в эксплуатации: IPS или TFT, то стоит отметить, что первые являются более энергоемкими. Это связано с тем, что для поворота кристаллов требуется немалое количество энергии. Именно поэтому, если перед производителем стоит задача сделать свое устройство энергоэффективным, в нем обычно применяется TN-TFT матрица.

Если выбирать экран TFT или IPS, то стоит отметить более широкие углы обзора второго, а именно 178 градусов в обеих плоскостях, это очень удобно для пользователя. Другие оказались неспособными обеспечить подобное. И еще одним существенным различием между двумя этими технологиями является стоимость изделий на их основе. TFT-матрицы на данный момент представляют собой наиболее дешевое решение, которое используется в большинстве бюджетных моделей, а IPS относится к более высокому уровню, но и он не является топовым.

Дисплей IPS или TFT выбрать?

Первая технология позволяет получать максимально качественное, четкое изображение, но требует больше времени для поворота используемых кристаллов. Это влияет на время отклика и прочие параметры, в частности скорость разрядки аккумулятора. Уровень цветопередачи TN-матриц гораздо ниже, однако их время отклика минимально. Кристаллы тут расположены по спирали.

На самом деле можно легко отметить невероятную пропасть в качестве экранов, работающих на базе двух этих технологий. Касается это и стоимости. Технология TN остается на рынке исключительно из-за цены, однако она не способна обеспечить сочную и яркую картинку.

IPS - это весьма удачное продолжение в развитии TFT-дисплеев. Высокий уровень контрастности и довольно большие углы обзора - это дополнительные преимущества данной технологии. К примеру, у мониторов на базе TN иногда черный цвет сам изменяет свой оттенок. Однако высокое потребление энергии устройствами, работающими на базе IPS, вынуждает многих производителей прибегать к использованию альтернативных технологий либо понижать этот показатель. Чаще всего матрицы данного типа встречаются у проводных мониторов, которые не работают от аккумулятора, что позволяет не быть устройству настолько энергозависимым. Однако постоянно ведутся разработки в этой области.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы , телефоны, плееры , термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей . Многоцветное изображение формируется с помощью 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом (6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом .

Устройство ЖК-монитора

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами , и двух поляризационных фильтров , плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны , поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света - ячейку можно считать прозрачной. Если же к электродам приложено напряжение - молекулы стремятся выстроиться в направлении поля , что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение , можно управлять степенью прозрачности. Если постоянное напряжение приложено в течении долгого времени - жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток , или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам. Проходящий через ячейки свет может быть естественным - отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют , кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Технические характеристики ЖК-монитора

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

• Разрешение : Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселах . В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, «родное», физическое разрешение, остальные достигаются интерполяцией .

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

• Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.

• Соотношение сторон экрана (формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

• Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.

• Контрастность : отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.

• Яркость : количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

• Время отклика : минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.

• Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.

• Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.

• Входы: (напр, DVI , HDMI и пр.).

Технологии

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода . Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, примененный в конкретных разработках.

Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display - кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal - плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, высокую скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно - от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности - нет.

TN + film - самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching)

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB - 24 бита, по 8 бит на канал. TN-матрицы почти всегда имеют 6-бит, как и часть MVA.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, Hitachi год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика . Но, несмотря на то, что цветность S-IPS панелей приблизилась к обычным мониторам CRT , контрастность все равно остаётся слабым местом. S-IPS активно используется в панелях размером от 20", LG.Philips , NEC остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

AS-IPS - технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации LG.Philips.

A-TW-IPS - Advanced True White IPS (Расширенная IPS с настоящим белым), разработано LG.Philips для корпорации году. Усиленная мощность электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК , на матрицах производства Hitachi Displays.

*VA (Vertical Alignment)

MVA - Multi-domain Vertical Alignment. Эта технология разработана компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160°(на современных моделях мониторов до 176-178 градусов), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика, но значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

Достоинствами технологии MVA являются глубокий черный цвет и отсутствие, как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля.

Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения, большее время отклика.

Аналогами MVA являются технологии:

• PVA (Patterned Vertical Alignment ) от Samsung.
• Super PVA от Samsung.
• Super MVA от CMO.

Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским качествам.

Преимущества и недостатки

Искажение изображения на ЖК-мониторе при большом угле обзора

Макрофотография типичной жк-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).

В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов. К их преимуществам можно отнести: малый размер и вес в сравнении с ЭЛТ . У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ , нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и сведения лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в 2-4 раза меньше, чем у ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров. Энергопотребление ЖК мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight - задний свет) ЖК-матрицы. Во многих современных (2007) мониторах для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более Герц . Светодиодная подсветка в основном используется в небольших дисплеях, хотя в последние годы она все шире применяется в ноутбуках и даже в настольных мониторах. Несмотря на технические трудности её реализации, она имеет и очевидные преимущества перед флуоресцентными лампами, например более широкий спектр излучения, а значит, и цветовой охват.

С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:

• В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например 320x200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
• Цветовой охват и точность цветопередачи ниже, чем у плазменных панелей и ЭЛТ соответственно. На многих мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах).
• Многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
• Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки).
• Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев . Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
• Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.
• Массово производимые ЖК-мониторы более уязвимы, чем ЭЛТ. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема дефектных пикселей .
• Вопреки расхожему мнению пикселы ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения.

Перспективной технологией, которая может заменить ЖК-мониторы, часто считают OLED -дисплеи. С другой стороны, эта технология встретила сложности в массовом производстве, особенно для матриц с большой диагональю.

См. также

• Видимая область экрана
• Антибликовое покрытие
• en:Backlight

Ссылки

• Информация о флюоресцентных лампах, используемых для подсветки ЖК-матрицы
• Жидкокристаллические дисплеи (технологии TN + film, IPS, MVA, PVA)

Литература

• Артамонов О. Параметры современных ЖК-мониторов
• Мухин И. А. Как выбрать ЖК-монитор? . «Компьютер-бизнес-маркет», № 4 (292), январь 2005, стр. 284-291.
• Мухин И. А. Развитие жидкокристаллических мониторов . «BROADCASTING Телевидение и радиовещение»: 1 часть - № 2(46) март 2005, с.55-56; 2 часть - № 4(48) июнь-июль 2005, с.71-73.
• Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства ."BROADCASTING Телевидение и радиовещение": № 1(37), январь-февраль 2004, с.43-47.
• Мухин И. А., Украинский О. В.

Монитор - пожалуй один из самых основных элементов компьютера: именно от него зависит, будут ли через десять минут использования болеть глаза, сможете ли вы корректно обработать картинку, и даже сможете ли вы вовремя заметить врага в компьютерной игре. И за больше чем 15 лет существования жидкокристаллических мониторов количество разновидностей матриц превысило десяток, а разброс цен от нескольких тысяч до сотен тысяч рублей - и в этой статье мы разберемся, какие типы матриц существуют, и какие будут лучшими для той или иной задачи.

TFT TN

Самый старый тип матрицы, который все еще занимает значительную долю рынка и не собирается с него уходить. Именно TN в продаже уже давно нет - в основном продаются улучшенные модификации, TN+film: улучшение позволило довести горизонтальные углы обзора до 130-150 градусов, но вот с вертикальными все плохо: даже при отклонении на десяток градусов цвета начинают меняться, вплоть до инвертирования. К тому же в большинстве своем такие мониторы не охватывают и 70% sRGB, а значит для цветокоррекции они не подойдут. Еще один минус - достаточно низкая максимальная яркость, обычно она не превышает 150 Кд/м^2: этого хватит разве что для работы в помещении.

Казалось бы - все, TFT TN безнадежно устарели и их пора списывать. Однако не все так просто - эти матрицы имеют наименьшее время отклика, и поэтому прочно обосновались в дорогом игровом сегменте. Шутка ли - время задержки наилучших TN не превышает 1 мс, что в теории позволяет вывести аж 1000 отдельных кадров в секунду (на деле меньше, но сути это не меняет) - отличное решение для киберспортсмена. Ну и к тому же в таких матрицах за уши притянули яркость до 250-300 Кд/м^2, а цветовой охват худо-бедно соответствует 80-90% sRGB: для цветокоррекции не подойдет все равно (углы обзора небольшие), а вот для игр это идеальное решение. Увы - все эти улучшения привели к тому, что стоимость таких мониторов от 500 долларов только начинается, так что использовать их имеет смысл только тем, кому критично важна минимальная задержка.

Ну а в низком ценовом сегменте TN все больше вытесняется MVA и IPS - последние выдают гораздо лучшую картинку, и стоят буквально на 1-2 тысячи дороже, так что если есть возможность - лучше за них переплатить.

TFT IPS

Этот тип матриц начал свой путь на пользовательский рынок с телефонов, где низкие углы обзора у TN-матриц достаточно сильно мешали нормальному использованию. В последние несколько лет цена на IPS мониторы значительно снизилась, и их теперь можно купить даже в бюджетный компьютер. У этих матриц есть два основных плюса: углы обзора достигают почти 180 градусов как по горизонтали, так и по вертикали, и они обычно имеют хороший цветовой охват прямо из коробки - даже в мониторах дешевле 10 тысяч рублей нередко есть профиль с охватом в 100% sRGB. Но, увы, минусов тоже хватает: это невысокая контрастность, обычно не выше 1000:1, из-за чего черный выглядит не как черный, а как темно-серый, и так называемый glow-эффект: при взгляде с определенного угла матрица кажется розоватой (или фиолетовой). Так же раньше была проблема с невысоким временем отклика - до 40-50 мс (что позволяло честно вывести на экран всего 20-25 кадров, остальные смазывались). Однако сейчас такой проблемы нет, и даже дешевые IPS-матрицы имеют время отклика не выше 4-6 мс, что позволяет спокойно вывести 100-150 кадров - этого более чем хватает для любого использования, даже игрового (без фанатизма со 120 fps, конечно же).

Всего подвидов IPS много, разберем основные:

• TFT S-IPS (Super IPS) - самое первое улучшение IPS: увеличены углы обзора и скорость реакции пикселя. В продаже уже давно нет.
• TFT H-IPS (Horizontal IPS) - почти не встречается в продаже (всего одна модель на Яндекс.Маркете, и то из остатков). Этот тип IPS появился в 2007 году и в сравнении с S-IPS немного увеличилась контрастность, поверхность экрана выглядит более однородной.
• TFT UH-IPS (Ultra Horizontal IPS) – улучшенная версия H-IPS. Благодаря уменьшению размера полосы, разделяющей субпиксели, на 18 % было увеличено пропускание света. На сегодняшний момент этот тип IPS-матриц так же устарел.
• TFT E-IPS (Enhanced IPS) - еще один устаревший тип IPS. Имеет другую структуру пикселя и пропускает больше света, что позволяет снизить яркость подсветки, что приводит к уменьшению цены монитора и снижению энергопотребления. Имеет достаточно низкое время отклика (меньше 5 мс).
• TFT P-IPS (Professional IPS) - достаточно редкие и очень дорогие матрицы, созданные для профессиональной обработки фото: они обеспечивает великолепную цветопередачу (глубина цвета 30 бит и 1.07 миллиарда цветов).
• TFT AH-IPS (Advanced High Performance IPS) - новейший тип IPS: улучшена цветопередача, увеличено разрешение и PPI, повышена яркость и понижено энергопотребление, время отклика не превышает 5-6 мс. Именно этот тип IPS сейчас активно продается.

TFT *VA

Это типы матриц, которые можно назвать середнячками - они чем то лучше, а чем то хуже и IPS, и TN. Плюс в сравнении с IPS - отличная контрастность, плюс в сравнении с TN - хорошие углы обзора. Из минусов - большое время отклика, которое к тому же быстро растет при уменьшении разницы между конечным и начальным состояниями пиксела, так что эти мониторы не очень хорошо подходят для динамичных игр.

Основные типы матриц такие:

• TFT MVA (Multidomain Vertical Aligment) - широкие углы обзора, отличная цветопередача, идеальный черный цвет, высокая контрастность изображения, однако большое время реакции пикселя. По цене они находятся между бюджетными TN и IPS, и предлагают такие же средние возможности. Так что если вам не важны игры - можно сэкономить 1-2к и взять MVA вместо IPS.
• TFT PVA (Patterned Vertical Alignment) одна из разновидностей технологии TFT MVA, была разработана компанией Samsung. Из плюсов в сравнении с MVA - снижена яркость черного цвета.
• TFT S-PVA (Super PVA) - улучшенная технология PVA: были увеличены углы обзора матрицы.

TFT PLS

Как и PVA является почти точной копией MVA, так и PLS является точной копией IPS - сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий. Так что при выборе между PLS и IPS стоит задумываться только о цене.

OLED

Это самые новые матрицы, которые стали появляться на пользовательском рынке буквально пару лет назад и по астрономическим ценам. Плюсов у них масса: во-первых у них нет такого понятия как яркость черного цвета, т.к. при выводе черного цвета светодиоды банально не работают, так что черный цвет выглядит как черный, а контрастность в теории равна бесконечности. Во-вторых, время отклика таких матриц составляет десятые доли миллисекунды - это в несколько раз меньше, чем даже у киберспортивных TN. В-третьих, углы обзора не только составляют почти 180 градусов, но и к тому же почти не падает яркость при отклонении монитора. В-четвертых - очень широкий цветовой охват, который может составлять и 100% AdobeRGB - таким результатом может похвастаться не каждая IPS-матрица. Однако, увы, есть две проблемы, которые сводят многие достоинства на нет: это мерцание матрицы на частоте 240 Гц, что может привести к боли в глазах и повышенной утомляемости, и выгорание пикселей, так что такие матрицы недолговечны. Ну и третья проблема, которая есть у многих новых решений - это заоблачная цена, местами более чем вдвое выше, чем у профессиональных IPS. Однако уже всем понятно, что за такими матрицами будущее, а их проблемы будут решаться, и цены на них падать.