Tft ips tn какая матрица лучше. Типы экранов в смартфонах: какой выбрать

Основы монитороведения. Типы матриц: IPS

С момента создания первого монитора на жидких кристаллах прошло уже довольно много времени, когда мир понял, что так дальше продолжаться не может, - выдаваемого TN-технологией качества явно стало не хватать. Те нововведения, что были призваны исправить недостатки TN-матриц (подробно и рассматриваются в предыдущих статьях), спасли ситуацию лишь частично. Поэтому к середине 90-х годов прошлого века начались активные поиски новых решений, способных перевести качество ЖК-мониторов на принципиально новый уровень.

Так уж бывает в мире технологий, что одни ищут решения возникающих проблем путём модернизации имеющихся разработок, а другие не боятся начинать всё с нуля. Гордые японцы под эгидой долго смотрели на весь этот шум, потом вздохнули, засучили рукава и в 1996 году явили миру свою собственную разработку, лишённую минусов TN-технологии. Названа она была IPS (In-Plane Switching) , что можно перевести как «переключение в плоскости». От стандартной TN-матрицы она отличалась тем, что, во-первых, кристаллы в матрице были не скручены, а располагались параллельно друг другу в одной плоскости (отсюда и название). А во-вторых, оба контакта для подачи напряжения располагались на одной стороне ячейки.

Схематическое изображение ячейки в IPS-матрице

Что это дало в результате? В IPS-матрицах при отсутствии напряжения свет не проходил через поляризаторы, поэтому, в отличие от TN-технологии, чёрный цвет здесь был именно чёрным. Первые версии отличались ещё одной особенностью - при взгляде на экран сбоку чёрный цвет давал фиолетовый оттенок (впоследствии эта проблема была решена). В выключенном состоянии матрица свет не пропускала, поэтому теперь, если пиксель выходил из строя, то, в отличие от TN-матриц, появлялась не светящаяся точка, а чёрная. К тому же на порядок возросло качество цветопередачи.

Но, как обычно это бывает в таких случаях, решение старых проблем породило новые. В связи с особенностями «конструкции», для того чтобы повернуть кристаллы, стало требоваться гораздо больше времени, соответственно, матрица стала гораздо более «медленной». Далее, поскольку оба контакта расположили на одной стороне, это уменьшило полезную площадь (незначительно, но тем не менее), что, в свою очередь, привело к уменьшению яркости и контрастности панелей, созданных по этой технологии.

Но и это ещё не всё. Расход энергии тоже возрос - как за счёт технических решений, так и за счёт использования более мощных источников освещения. Как результат - цена этих матриц довольно высока.

В любом случае, качество изображения стало гораздо выше, что позволило сразу нескольким компаниям активно броситься на поиски модернизаций с целью уменьшить «вредные» параметры и улучшить преимущества. Одновременно с Hitachi эту же самую технологию стали использовать и в (только вот называлась она у них Super Fine TFT , или SFT ).

Уже в 1998 году Hitachi модернизировала матрицы IPS, уменьшив время отклика. Технологию, которую назвали S-IPS , сразу же взяли на вооружение такие гиганты, как и . Стоит отметить, что на сегодняшний день именно по направлению IPS существует больше всего модификаций, которые далеко ушли от первоначальной версии. И хотя общие моменты, касающиеся этих матриц, остаются, во многих модификациях некоторые параметры были сильно улучшены.

Похожие на телевизор, в основе которых была огромная электронная лучевая трубка. Ничем не мог порадовать такой агрегат. Громоздкий, тяжелый истребитель электрической энергии. Неудивительно, что с появлением тонких мониторов пользователи по всей планете вздохнули с облегчением.

Но и здесь все оказалось не так просто. Каждое тонкое устройство разительно отличалось друг от друга цветопередачей, ценой, углами обзора.

Матрица. Ее особенности и характеристики

Какая матрица лучше для монитора - вопрос крайне спорный. В первую очередь стоит уточнить, что она собой представляет.

По внешнему является стеклянной пластиной, внутри которой расположены жидкие кристаллы, меняющие цвет. Самые простые изделия реагируют только на изменения электрических сигналов, проходящих сквозь них. Более сложные модели самостоятельно регулируют цвет и яркость. А самые современные экземпляры также дополнительно подсвечиваются, создавая максимально возможный контраст.

Отклик

Ответ на вопрос «какая матрица лучше для монитора» невозможен без упоминания такого термина, как «отклик». Данное свойство характеризуется тем, насколько плавно будут меняться кадры на экране вследствие изменения напряжения. Измеряется в миллисекундах (мс).

Какой тип матрицы монитора лучше для игр? Конечно же, с хорошим откликом изображения. А если разобраться, какой тип матрицы монитора лучше для повседневной жизни? С откликом 10 мс и меньше. А игровой тип матрицы монитора? Какой лучше? предпочитают отклик менее 5 мс.

Частота обновления

О том, какая матрица лучше для монитора игромана, многое скажет частота обновления. Картинка в виртуальном мире меняется очень быстро. Лишь самые качественные экраны могут обновляться с частотой более 120 Гц.

Угол обзора

Какая матрица лучше для монитора в целом? Конечно, та, у которой хорошие углы обзора. Что они собой представляют? Для того чтобы понять, о чем идет речь, рекомендуется посмотреть на монитор сбоку. У идеального изделия картинка будет видна отовсюду. Дешевый агрегат таким удобством порадовать не сможет. Картинка блеклая, смазанная и нечеткая. Какая матрица монитора лучше для глаз? Конечно же, та, где можно рассмотреть изображение под любым углом. К тому же при работе с таким монитором глаза устают намного меньше.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Долгое время такая матрица считалась лучшей для монитора. Простая и дешевая, она и по сей день встраивается в миллионы устройств ежегодно. Особую любовь этой технологии обеспечила ее цена. Именно благодаря ценовой доступности пользователи готовы простить матрице ее минусы, которых немало. Углы обзора крайне скудные. Необходимо сидеть исключительно перед монитором, чтобы увидеть полноценную картинку. Некоторые производители для увеличения углов обзорности используют специальную пленку, но это помогает мало.

Человеческий глаз - уникальный механизм, способный увидеть более шестнадцати миллионов различных оттенков. С матрицей данного типа реализовать данное природой свойство, увы, не получится при всем желании. Цвета обычно тусклые, блеклые, неяркие, выцветшие, неестественные. Но для нетребовательного пользователя это не является критической проблемой.

Очень мало жалоб поступает на изменение контрастности. Основными пользователями являются офисные работники. Работа с текстом на мониторах требует особенного сосредоточения. Текст с низким контрастом далеко не лучший помощник, от него очень быстро устают глаза. Еще более такие матрицы не любят специалисты по графике. На таком мониторе хорошо разве что смотреть фильмы и проходить некоторые игры.

Единственное, чем могут порадовать матрицы данного быстрый отклик черно-белых оттенков. Но в современном цветном мире это слабое преимущество.

Практически каждый бюджетный ноутбук в мире продается именно с матрицей TN.

IPS

Многочисленные жалобы пользователей подтолкнули производителей к необходимости изучения новой технологии «тип матрицы монитора», которая лучше и производительнее своих предшественников.

Новейшая разработка получила название IPS (In-Plane Switching). Произвела матрицу такого типа компания Hitachi. В чем ее существенное отличие от TN? В первую очередь это передача цвета. Как бы ни любили пользователи свои огромные мониторы с электронно-лучевой трубкой, оттенки они передавали очень даже точно. И вот вновь появилась возможность радоваться ярким и сочным цветам.

Углы обзоров также значительно увеличились по сравнению с предшественниками.

Недостатками технологии является изменение черного цвета на фиолетовый при взгляде сбоку. Также первые модели обладали сравнительно низким временем отклика - 60 мс. Было немало нареканий на низкую контрастность. Черный цвет казался серым, что делало сложным набор текста и практически невозможным для работы в приложениях, в которых требовалось разрабатывать мелкие детали.

Однако производители были в курсе недостатков и через некоторое время мир увидела технология S-IPS (Super IPS), в которой были устранены множество недоработок. В первую очередь новинка порадовала геймеров. Время отклика снизилось почти в пять раз, до 16 мс. Данное значение отлично подходит для решения подавляющего большинства повседневных задач.

Основные производители IPS матриц - Hitachi, LG, Phillips, NEC.

MVA (PVA) матрицы

Чуть позднее миру была представлена новая матрица, которая учитывала многочисленные пожелания как геймеров, так и офисных работников - MVA.

Единственным недостатком таких мониторов было искривление некоторых оттенков. Зато цветопередачу противники матрицы TN отметили как вполне сносную и подходящую для выполнения большинства задач.

Конечно, не все сразу стало гладким и идеальным. Первые модели были достаточно медлительными, даже по сравнению с TN-предшественниками. Иногда при быстрой смене кадров пользователь мог заметить несменяемую несколько мгновений картинку. Данная проблема была решена несколько позднее, когда на рынок вышли ускоренные матрицы данного типа.

Зато у таких мониторов все в порядке с контрастностью и углами обзора. Черный - это черный, а детали видны даже в самой мелкой их вариации. Неудивительно, что профессиональные дизайнеры останавливают свой выбор именно на MVA.

Существует еще одна разновидность матрицы данного типа. Ее название - PVA. Разработана она была корейской корпорацией Samsung . PVA гораздо более быстрая и контрастная.

На такой матрице работать - одно удовольствие, поэтому она заняла достойное место в нише для профессионалов.

Что выбрать

Итак, существует три основных типа матриц.

TN технологию стоит выбирать лишь в случае очень ограниченного бюджета.

Матрица типа IPS подойдет, если покупатель активно занимается графикой или чертежами.

Какая матрица монитора лучше для игр?MVA! Она оптимальна для эстетов, ценящих идеальную картинку.

С развитием технологий производства дисплеев у пользователей все больше возникает вопросов при выборе подходящего монитора. Помимо его физических размеров, в частности диагонали видимой зоны , необходимо выбрать тип матрицы и сопутствующие параметры - контрастность, цветопередачу, время отклика и прочее. Выбрать монитор, разбираясь во всех этих тонкостях, не составит большого труда, если предварительно изучить принципы его работы и основные характеристики главного его компонента - матрицы, о чем и пойдет речь ниже.

Сравнение типов матриц при разных углах обзора

Общие сведения о дисплеях и их компонентах

Монитор компьютера при всей своей кажущейся простоте, является весьма технически сложным компонентом, который, как и остальное аппаратное обеспечение, имеет множество различающихся параметров, технологий изготовления, а также характеристик. Практически все дисплеи для ПК состоят из следующих частей:

корпус, в котором заключена вся электронная начинка. На корпусе также имеются крепления для монтирования дисплея на вертикальные или горизонтальные поверхности;
матрица или экран - основной компонент монитора, от которого зависит вывод графической информации. В современных устройствах применяются различные матрицы для мониторов, отличающиеся многими параметрами, среди которых первостепенную важность имеют разрешение, время отклика, яркость, цветопередача и контрастность;
блок питания - часть электронной цепи, отвечающая за преобразование тока и питание всей остальной электроники;
электронные компоненты на специальных платах, отвечающие за преобразование поступающих на монитор сигналов и их последующий вывод на дисплей для отображения;
другие компоненты, среди которых может встречаться маломощная акустическая система, концентраторы USB и прочее.

Совокупность основных параметров дисплея, на основе которой он выполнен, предопределяет сферу его использования. Недорогие потребительские мониторы могут оснащаться экранами с не самыми внушительными характеристиками, поскольку подобные устройства чаще всего недорогие и не требуются для работы в профессиональных графических приложениях. Дисплеи для профессиональных геймеров прежде всего должны иметь минимальную задержку отображения информации, поскольку это критически важно в современных играх. Дисплеи для графических редакторов, используемых дизайнерами, отличаются самые высокими показателями яркости, уровнем цветопередачи и контрастности, ведь точная передача картинки здесь играет самую важную роль.
В настоящее время в дисплеях встречающихся на рынке, как правило, используются несколько видов матриц. В технических описаниях мониторов можно встретить большое их количество, но в основе этого многообразия могут лежать одни и те же базовые технологии, улучшенные или незначительно доработанные для повышения их показателей. К таким основным видам экранов относятся следующие.

«Twisted Nematic» или матрица TN. Ранее к наименованию этой технологии добавлялась приставка «Film», означающая дополнительную пленку на ее поверхности, увеличивающую угол обзора. Но это обозначение все реже встречается в описаниях, поскольку большинство производимых сегодня матриц уже оснащены ею.
«In-Plane Switching» или тип матрицы IPS, как более часто встречающееся наименование в сокращенном виде.
«Multidomain Vertical Alignment» или MVA матрицы. Более современная инкарнация этой технологии обозначается как матрица VA. Данная технология также отличается своими преимуществами и недостатками и является чем-то средним между представленными выше.
«Patterned Vertical Alignment». Разновидность технологии MVA, которая была разработана в качестве конкурентного ответа ее создателям - компании Fujitsu.
«Plane-to-Line Switching». Это один из самых новых типов матриц для дисплеев, который был разработан относительно недавно - в 2010 году. Единственным недостатком этого типа матрицы, при остальных превосходящих конкурирующие технологии характеристиках, является сравнительно длительное время отклика. Также PLS матрица отличается весьма высокой стоимостью.

Матрица TN, TN+film

Тип матрицы TN является одной из самых распространенных и в то же время это весьма устаревшая по современным меркам технология их изготовления. Именно с этой разновидности матриц началось победное шествие жидкокристаллических смену электронно-лучевым трубкам. Стоит отметить, что единственное неоспоримое их преимущество - это крайне малое время отклика и по этому параметру они превосходят даже более современные аналоги. Остальными критически важными для монитора параметрами - контрастностью изображения, его яркостью и допустимыми углами обзора, увы, данный тип матриц не отличается. К тому же стоимость мониторов на основе этой разработки невысокая и можно сказать что это еще один плюс технологии «Twisted Nematic».
Причина основных недостатков «Twisted Nematic» кроется в самой технологии их производства и строении оптических элементов. В матрицах TN кристаллы между электродами (каждый из которых представляет собою отдельный пиксель видимой зоны) располагаются в виде спирали при подаче на них напряжения. От степени ее закругления зависит количество проходящего сквозь нее света, а из множества таких элементов и формируется картинка на экране. Но ввиду неравномерности формирования спирали в каждом элементе матрицы очень падает уровень контрастности выводимого на нее изображения (рис. 1). А учитывая то, что преломление света при прохождении сквозь сформированную спираль сильно отличается от направления взгляда, то угол обзора такой матрицы весьма невелик.

Рис. 1. Сравнение матриц IPS и TN

Дисплеи VA/MVA/PVA

Матрица VA была разработана в качестве альтернативы популярным в то время технологиям TN и уже завоевавшей приверженность пользователей, хоть еще и не так распространенной на рынке IPS. Основное ее конкурентное преимущество разработчики позиционировали как время отклика, составлявшее на момент внедрения на рынок около 25 мс. Еще одним важным преимуществом новой технологии являлся высокий уровень контрастности, опережавший аналогичные показатели в технологиях изготовления матриц TN, а также IPS.
Данная технология, которая изначально называлась «Vertical Alignment», имела также весьма существенный недостаток в виде относительно малых углов обзора. Проблема скрывалась в строении оптических элементов матрицы. Кристаллы каждого элемента матрицы ориентировались вдоль линий напряжения или параллельно им. Это вело к тому, что угол обзора матрицы был, мало того что небольшим, так еще и изображение могло отличаться в зависимости от того, с какой стороны пользователь смотрел на экран. На практике это приводило к тому, что малейшее отклонение угла зрения приводило к сильному градиентному заполнению картинки на экране (рис. 2).

Рис. 2. Углы обзора монитора с технологией MVA

Избавиться от этого недостатка удалось с развитием технологии в «Multidomain Vertical Alignment», когда группы кристаллов внутри электродов организовали в своеобразные «домен», как это и отображено в названии. Теперь они стали размещаться по-разному в пределах каждого домена, из которых состоит целый пиксель, поэтому пользователь мог смотреть под разными углами на монитор и изображение от этого практически не менялось.
Сегодня дисплеи с MVA экранами используются для работы с текстом и практически непригодны для динамичных изображений, которым отличается любая современная игра или фильмы. Высокая контрастность, равно как и углы обзора позволяют уверенно работать с ними тем, кто работает, например, с чертежами, много печатает и читает.

Не стоит путать контрастность матрицы и такое понятие, как динамическая контрастность монитора. Последняя представляет собою технологию адаптивного изменения яркости экрана в зависимости от выводимого изображения и использует для этого встроенную подсветку. Последние модели мониторов со светодиодной подсветкой обладают отличной динамической контрастностью поскольку время включения светодиода очень малое.

Экран IPS

TFT IPS матрица разрабатывалась с учетом устранения основных недостатков предшествующей технологии - «Twisted Nematic», а именно малых углов обзора и плохой передачи цвета. Из-за своеобразного расположения кристаллов в TN матрице, цвет каждого пикселя варьировался в зависимости от направления взгляда, поэтому пользователь мог наблюдать «переливающуюся» картинку на мониторе. TFT IPS матрица состоит из кристаллов, которые расположены в параллельной плоскости к ее поверхности, а при подаче напряжения на электроды каждого элемента, они разворачиваются на прямой угол.
Последующее развитие технологии привело к появлению таких видов матриц, как Super IPS, Dual Domain IPS и Advanced Coplanar Electrode IPS. Все они, так или иначе, основаны на одном принципе с разницей лишь в расположении жидких кристаллов. На заре своего появления технологию отличал весомый минус - длительное время отклика, составлявшее до 65 мс. Главное же ее преимущество - потрясающая цветопередача и широкие углы обзора (рис. 1), при которых картинка на экране не искажалась, не инвертировалась и не появлялся нежелательный градиент.
Мониторы с IPS матрицей сегодня пользуются огромным спросом и применяются не только в дисплеях для ПК, но и в портативных устройствах - планшетах и смартфонах. Они также применяются в основном там, где важен цвет картинки и максимально точная его передача - при работе с графическим ПО, в дизайне, фотографии и прочее.

Часто многие пользователи путают аббревиатуры IPS или TFT, хотя на самом деле, это в корне разные понятия. «Thin Film Transistor» - это общая технология создания жидкокристаллических матриц, которая может иметь различные воплощения. «In-Plane Switching» - конкретная реализация этой технологии, основанная на своеобразном построении отдельных элементов матрицы и расположения жидких кристаллов в ней. TFT матрица может быть выполнена на базе технологии TN, VA, IPS или других.

Матрица PLS

Тип матрицы PLS – это передовой край развития технологий их создания. Компания Samsung, являющаяся разработчиком этой уникальной технологии, в качестве цели ставила для себя производство матриц, значительно превышающих по параметрам конкурирующую технологию - IPS и во многом ей это удалось. К несомненным преимуществам этой технологии можно отнести:

один из самых низких показателей потребления тока;
высокий уровень цветопередачи, полностью охватывающий диапазон sRGB;
широкие углы обзора;
высокая плотность отдельных элементов - пикселей.

Из недостатков стоит выделить время отклика, не превышающее аналогичные показатели в технологии «Twisted Nematic» (рис. 3).

Рис. 3. Сравнение PLS (справа) и TN (слева)

Важно! Выбирая какой тип матрицы монитора лучше, стоит в первую очередь определиться с задачами, поскольку во многих случаях покупка самого современного дисплея может оказаться экономически необоснованной. Новейшие разработки, отличающиеся высоким временем отклика, пригодятся для профессиональных игр или просмотра динамических сцен в видео.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Мониторы с высоким уровнем цветопередачи подойдут для дизайнеров и художников. А если необходим недорогой монитор для серфинга в сети и работы с текстом, то подойдут варианты на основе старых, но проверенных временем технологий.

TN (twisted —nematic )— матрицы – разновидность технологии производства LCD панелей, преимущественно бюджетных . Некоторые производители обозначают их как TN +film , правда все современные матрицы и есть TN +film , просто без обозначения.

Является самой дешёвой в производстве (и самой старой ) и имеет самую низкую цену. Не имеет суб-пикселов и структура кристаллов очень простая.

Структура кристаллов имеет спиралевидный тип. При отсутствии напряжения на электродах, кристаллы выстраиваются спиралевидно , но не чётко структурировано и пропускают свет через светофильтры (белый). При подаче максимального напряжения на электроды, кристаллы выстраиваются перпендикулярно светофильтрам, пиксель не пропускает свет (чёрный). Кристаллы выступают в виде проводников пучка света. «Битый» пиксель характерно белый, а субпиксели красные, синие, зелёные.

Добиться точного позиционирования кристаллов на TN матрице невозможно , каждый пиксель по своему уникален. Естественно для точных профессиональных мониторов они не годятся по причине возможных отличий в тонах каждого пикселя.

Стоит также отметить очень «слабые » углы обзора из-за особенностей светофильтра, который располагается преимущественно горизонтально . По горизонтали углы приемлемые, а по вертикали всё гораздо хуже. Дополнительная плёнка в технологии TN +film , частично решила эту проблему, расширив углы обзора и «выпучив» цветовой поток наружу. Но углы обзора всё равно слабые в сравнении с другими LCD матрицами. Субпикселы по всей матрице идентичны по строению , но каждый имеет один из трёх цветов. Это достигается нанесением специального слоя поляризатора красного, зелёного или синего цвета. Это практически последний слой на матрице, далее идут только дополнительные поляризационные слои и защитная плёнка матрицы.

Основным преимуществом TN матриц является высокая скорость отклика BtW . Такие матрицы часто называют «игровыми ». Но тут приходится чем-то жертвовать.

В данном случае, точность цветопередачи с каждым увеличением скорости матрицы, немного падает, как и контрастность матрицы. Ведь для быстрого переключения матрицы из положения ON в положение OFF , пришлось пожертвовать количеством возможных промежуточных значений. Они были не стабильны при использовании двух электродов, направленных под углом 210 градусов друг к другу (Super Twisted Nematic ).

Twisted Nematic , отличается от матриц , расположением электродов, методами позиционирования кристаллов и поляризационными слоями. В другом, матрицы схожи в строении. «LCD всё же и есть LCD «. Схожи только общие компоненты, а вот их реализация очень сильно отличается. И точность передачи оттенков тоже радикально разная.

Плюсы технологии TN в сравнении с VA , IPS :

· Высокая скорость отклика BtW.
· Низкая цена.
· Дешевизна в производстве.
· Возможность использования любых типов подсветки ( или ).

Минусы технологии TN в сравнении с VA , IPS :

TFT (Thin film transistor) переводится с английского как тонкопленочный транзистор. Так что TFT - это такая разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая этими самими транзисторами. Такие элементы изготавливаются из тонкой пленки, толщина которых примерно 0,1 микрона.

Помимо небольших размеров, TFT-дисплеи обладают быстродействием. У них высокая контрастность и четкость изображения, а также хороший угол обзора. У таких дисплеев отсутствует мерцание экрана, поэтому глаза устают не так сильно. У TFT-дисплеев также отсутствуют дефекты фокусировки лучей, помехи от магнитных полей, проблемы с качеством и четкостью изображения. Энергопотребление таких дисплеев на 90% определяется мощностью светодиодной матрицы подсветки или ламп подсветки. В сравнении с теми же ЭЛТ, энергопотребление TFT-дисплеев примерно в пять раз ниже.

Все эти преимущества существуют благодаря тому, что данная технология обновляет изображение на более высокой частоте. Это объясняется тем, что точки дисплея управляются отдельными тонкопленочными транзисторами. Количество таких элементов в TFT-дисплеях в три раза больше, чем число пикселей. То есть, на одну точку приходится три цветных транзистора, которые соответствуют основным цветам RGB – красный, зеленый и синий. К примеру, в дисплее с разрешением 1280 на 1024 пикселей количество транзисторов будет в три раза больше, а именно – 3840х1024. Именно в этом и заключается основной принцип работы TFT-технологии.

Недостатки матриц TFT

TFT-дисплеи, в отличии от ЭЛТ, могут показывать четкое изображение лишь в одном «родном» разрешении. Остальные разрешения достигаются интерполяцией. Также существенным минусом является сильная зависимость контраста от угла обзора. По сути, если смотреть на такие дисплеи сбоку, сверху или снизу - изображение будет сильно искажаться. В ЭЛТ дисплеях этой проблемы никогда и не существовало.

Кроме того, транзисторы любого пикселя могут выйти из строя, что приведет к появлению битых пикселей. Такие точки, как правило, ремонту не подлежат. И получится так, что где-то посредине экрана (или в углу) может быть маленькая, но заметная точка, которая сильно раздражает во время работы за компьютером. Также у TFT-дисплеев матрица не защищена стеклом, и возможна необратимая деградация при сильном нажатии на дисплей.