Отличие художественного произведения научно художественного. В чем отличие художественной литературы от научной? Примеры

Технология AH-IPS – это одна из многих разработок IPS матриц. Стоит отметить, что это последняя разработка, которая позволила избавиться от большинства недостатков IPS матриц, что вывело ЖК-дисплеи на новый уровень. Благодаря этому они составляют достойную конкуренцию плазменным панелям.

Принимая во внимание тот факт, что технология является относительно новой, у многих пользователей возникает вопрос, AH-IPS матрица, что это такое, и какими преимуществами она обладает?

Для ответа на эти вопросы необходимо знать, что такое IPS-матрица, как она работает, и как устроены мониторы и телевизоры с такими дисплеями. Это позволит понять, какие улучшения были произведены в AH-IPS матрицах.

1. Итак, что такое IPS матрица

В первую очередь стоит отметить, что IPS-дисплей относится к активному типу LCD матриц. Другими словами, это разновидность ЖК TFT дисплея. Это в свою очередь означает, что принцип работы заключается в использовании уже знакомых вам молекул жидких кристаллов. Однако IPS матрица имеет некоторые особенности строения, о которых и пойдет речь дальше.

Как вы уже, наверное, догадались IPS – это сокращение. Полностью название имеет такой вид - In - Plane Switching, что в переводе на русский означает плоскостное переключение. Такое название технология получила благодаря тому, что молекулы жидких кристаллов в ячейках IPS матрицы всегда располагаются в одной плоскости. При этом они всегда параллельны плоскости самой панели.

До появления TFT AH-IPS матрицы дисплеи IPS прошли долгий путь развития и улучшений. Первые экраны IPS были разработаны для устранения недостатков, которыми обладали TN матрицы. Конечно, качество изображения было существенно улучшено, однако при этом дисплеи IPS имели длительное время отклика.

До появления IPS технологии в стандартных элементах LCD-дисплеев при воздействии электрическим напряжением на молекулы жидких кристаллов их ориентация менялась. В результате этого, теряется возможность поворота угла поляризации. Однако главный недостаток технологии TN заключался в том, что поворот поляризации был просто необходим.

Главная отличительная особенность IPS технологии заключалась в том, что оба полупрозрачных управляющих электрода находились в одной плоскости – исключительно на нижней стороне LCD-ячейки. Это означает, что все молекулы жидких кристаллов всегда располагаются в одной плоскости, которая в свою очередь параллельна плоскости экрана.

Такое решение позволило существенно увеличить углы обзора, которые практически не уступали ЭЛТ мониторам. При этом качество цветопередачи IPS дисплеев существенно превосходило все имеющиеся в то время аналоги.

В дисплеях IPS молекулы жидких кристаллов находятся в плоскости поляризационных фильтров, и проворачиваются в ней на необходимый угол в зависимости от воздействующего на них напряжения. Это изменяет угол преломления, и, соответственно фазу проходящего через молекулы светового излучения. Такое строение абсолютно противоположно TN матрицам. Это решение позволило достичь более естественной цветопередачи, а также увеличения контрастности.

1.1. Тип ЖК матрицы TFT AH-IPS

С момента появления данного типа матриц в 1995 году, шли постоянные разработки и улучшения. В результате, в 2011 году появилась AH-IPS матрица, которая имела отличное качество изображения, высокую контрастность, яркость, четкость и разрешение изображения. При этом время отклика таких дисплеев удалось сократить до 5 мс. Это означает, что такие мониторы способы отображать самые яркие и быстрые спецэффекты. Более того, за счет некоторых особенностей данный тип матрицы способен отображать максимально естественные и насыщенные цвета.

Мониторы AH-IPS имеют наиболее высокое качество изображения. Конечно, их стоимость также высока, однако если сравнивать их с плазменными панелями, то IPS-дисплеи более доступны, при этом практически не уступают по качеству изображения. AH IPS – это самая последняя и дорогая разработка в семействе IPS технологий. Однако она позволила избавиться от большинства недостатков всех предыдущих версий дисплеевIPS. В том числе, данная технология позволила достичь наименьшего времени отклика.

В связи с большим разнообразием разработок IPS матриц у пользователей возникает вопрос, что лучше, AH-IPS или E-IPS? Стоит отметить, что существует еще множество других типов IPS дисплеев. Но если говорить именно об этих двух типах, то можно сказать, что Е-IPS дисплеи имеют более низкую стоимость, в сравнении с AH-IPS.

Первая технология была разработана раньше. Она имеет некоторые недостатки. Как правило, такие матрицы имеют небольшой размер диагонали – не более 20”. Особенности данной технологии не позволяют создавать экраны больших размеров, так как в противном случае, практически невозможно достичь высокой четкости и точности изображения. Однако при размерах не более 20” E-IPS дисплеи имеют весьма высокие показатели.

AH-IPS в свою очередь используется в более дорогих моделях мониторов и телевизоров. Данная технология позволяет создавать экраны больших размеров, при этом с высоким разрешением, точностью и четкостью изображения.

Если говорить о том, какой монитор выбрать, то следует определиться, для каких целей он вам необходим, какие размеры диагонали вас устроят, а также на какую сумму вы рассчитываете. Если говорить о качестве, то здесь, как в прочем и везде, действует правило, чем дороже, тем лучше. Конечно, многое зависит от производителя, а точнее от того, какие материалы были использованы, а также от конструктивных особенностей. Поэтому при выборе следует внимательно изучать технические характеристики и уточнять некоторые вопросы у продавца.

Стоит отметить, что именно на AH-IPS матрицы возложены огромные надежды производителей.

2. Тип подсветки AH-IPS матрицы

Для вывода изображения на экран монитора необходима подсветка матрицы. Если говорить о старых дисплеях – первые IPS и TN матрицы, то в таких устройствах в качестве подсветки использовались люминесцентные лампы, которые не могли предоставить достаточно яркое освещение и равномерное распределение света. Кроме этого, такие лампы потребляли достаточно много электричества.

Все эти недостатки полностью решились после разработки нового типа подсветки – LED. Данная технология основана на использовании светодиодов, которые имеют маленькие размеры и способны излучать яркий свет. Такое простое, но весьма эффективное решение позволило достичь максимально равномерного распределения света путем расположения светодиодов на задней части матрицы. Это позволило создавать достаточно большие размеры экранов без ущерба для качества изображения.

Кроме этого, светодиоды потребляют крайне мало электроэнергии и имеют яркий белый свет, что позволило достичь еще большего повышения яркости и контрастности. Это в свою очередь положительно отразилось на качестве изображения. Технология AH-IPS с LED подсветкой – это наиболее удачная разработка на сегодняшний день, которая позволяет наслаждаться действительно высоким качеством изображения.

Стоит отметить, что люминесцентные лампы считаются устаревшими и встречаются все реже. Более того, практически во всех новых разработках матриц, в частности AH-IPS, используется только LED подсветка.

3. AH-IPS (lg ips234v) VS TN: Видео

Если говорить о конструктивных особенностях, то благодаря малым размерам светодиодов появилась возможность создавать максимально тонкие мониторы. Еще одно преимущество светодиодов заключается в их частоте мерцания. Частота их мерцания настолько высока, что ее невозможно заметить невооруженным глазом. Более того, известен факт, что даже частота в 100 Гц, хоть и не видна, но все же имеет негативное воздействие на органы зрения, а также на психику человека.

Частота мерцания экрана от 100 Гц и ниже вызывает ощущение усталости в органах зрения, а также подавленное состояние. Конечно, это ощущается при длительной работе за монитором или при просмотре фильмов. Частота мерцания светодиода в несколько раз выше критической отметки в 100 Гц, что делает работу за такими мониторами максимально комфортной. И даже при длительном просмотре фильмов такие экраны не имеют никакого негативного воздействия на человека.

Это одна из причин, по которым производители телевизоров и мониторов отдают предпочтение именно LED подсветке.

4. Преимущества AH-IPS матриц

Как уже говорилось выше, данный тип матрицы был разработан последним. Это означает, что для разработки данной технологии использовались самые инновационные решения и достижения. Таким образом, ЖК-дисплей AH-IPS являет собой решение всех недостатков, присущих всем предшествующим вариантам IPS-матриц. Но давайте рассмотрим преимущества подробнее:

• Высокое разрешение экрана. Тип матрицы монитора AH-IPS имеет наиболее высокое разрешение экрана. Это означает, что такие мониторы отображают наиболее четкое и точное изображение. Более того, современные технологии позволили достичь наибольшей плотности пикселей на один дюйм экрана. Это в свою очередь напрямую влияет на четкость и точность отображаемого изображения.
• Максимальное количество цветов и оттенков. Еще одно преимущество данного типа дисплея заключается в наиболее высоком качестве цветопередаче. Мониторы с такой матрицей отображают наибольшее количество цветов и оттенков, что делает цвета изображения максимально натуральными и естественными. Такую особенность по достоинству оценивают профессиональные редакторы фотографий и изображений.
• Углы обзора. AH-IPS матрицы имеют самые большие углы обзоров, которые могут сравниться только с плазменной панелью. Поэтому, такие дисплеи являются наиболее сильными конкурентами плазменных телевизоров.
• Высокая яркость и контрастность. Особенности технологии позволили до предела увеличить яркость и контрастность экрана, что положительно повлияло и на качество изображения. Уникальная конструкция и современные технологии позволили достичь максимально равномерного распределения света по всей поверхности дисплея, как в черном цвете, так и в белом. Это также значительно повлияло на улучшение качества изображения.
• Быстрый отклик. Если первые IPS матрицы имели недостаток, который заключался в медленном отклике, из-за чего такие мониторы уступали TN матрицам, то современные ЖК AH-IPS матрицы полностью лишены такого недостатка. Более того, они превосходят даже современные TN+Film матрицы, что делает их отличным выбором для любых целей.

Стоит понимать, что характеристики AH-IPS матрицы зависят и от производителя. Не все дисплеи, изготовленные по данной технологии, имеют одинаково высокие показатели. Все зависит от используемых материалов, а также от некоторых особенностей в конструкции дисплея. От этого зависит и стоимость изделия. Так, чем более высококачественные материалы и комплектующие использовались для изготовления AH-IPS дисплея, тем более высокое качество изображения будет иметь монитор, и, соответственно, тем более дорогим будет устройство.

На сегодняшний день мало известно о реальных характеристиках AH-IPS матриц. Однако одно можно сказать с уверенностью – данный тип дисплеев существенно превосходит все предыдущие модели. Кончено же, его можно сравнивать и с другими типами IPS матриц, но при этом стоит учитывать, что как уже говорилось выше, не все мониторы с одинаковой матрицей имеют одинаковые показатели. Сама матрица имеет огромнейшие перспективы. Уже в ближайшем будущем она будет встречаться гораздо чаще. Кроме этого, технологии не стоят на месте, постоянно ведутся активные разработки по улучшению качества изображения, а также улучшению отклика.

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 :

Жидкие кристаллы были открыты еще в 1888 году. Но практическое применение они нашли только тридцать лет назад. «Жидкокристаллическим» называют переходное состояние вещества, при котором оно приобретает текучесть, но при этом не теряет свою кристаллическую структуру. Наибольший практический интерес, как оказалось, представляют оптические свойства жидких кристаллов. Благодаря сочетанию полужидкого состояния и кристаллической структуры можно легко менять способность пропускать свет.

Типы ЖК-матриц

Первым массовым продуктом с использованием жидких кристаллов стали электронные часы. Монохромный дисплей состоял, как известно, из отдельных полей, заполненных жидкими кристаллами. При подаче напряжения, с помощью которого кристаллы упорядочиваются, нужные поля препятствуют прохождению света и выглядят черными на светлом фоне. Цветные дисплеи появились, когда размеры ячейки удалось значительно уменьшить и снабдить каждую цветным фильтром. Кроме того, в современных ЖК мониторах используется задняя подсветка.

Для подсветки используется обычно 4 или 6 ламп и зеркала для более обеспечения равномерности. В основе работы ЖК-панели - поляризация света. На пути светового потока две поляризационные пленки с перпендикулярными направлениями поляризации. То есть в сумме эти две пленки задерживают весь свет. Расположенные между пленками жидкие кристаллы разворачивают часть потока, поляризованного первой пленкой, и таким образом регулируют свечение экрана.

Схема субпикселя ЖК-матрицы.
Каждый пиксель составляют синий, красный и зеленый субпиксели

Слой жидкокристаллического вещества «зажат» между двумя направляющими пленками с мельчайшими засечками, по направлению которых и выстраиваются кристаллы. Изменить направление ориентации кристаллов можно, например, с помощью электрического импульса, как это и делается в матрицах ЖК-мониторов. В современных матрицах каждая ячейка имеет собственный транзистор, резистор и конденсатор. Собственно в цветных матрицах каждый пиксель представляет собой три ячейки: красную, зеленую и синюю.

Матрица TN. Самая старая и самая распространенная

Самый старый тип матриц, из тех, которые сейчас применяются - TN. Название технологии расшифровывается как Twisted Nematic. Нематические жидкокристаллические субстанции состоят из продолговатых кристаллов с пространственной ориентацией, но без жесткой структуры. Такое вещество легко поддается внешним воздействиям.

В матрицах TN кристаллы выстроены параллельно плоскости экрана, а верхний и нижний слой кристаллов повернуты перпендикулярно относительно друг друга. Все остальные «скручены» по спирали. Таким образом, весь пропущенный свет так же скручивается и беспрепятственно проходит через внешнюю поляризующую пленку. Так что в выключенном состоянии ячейка TN матрицы светится, а при подаче напряжения кристаллы постепенно проворачиваются. Чем выше напряжение, тем больше кристаллов разворачивается, и тем меньше проходит света. Как только все кристаллы развернутся параллельно световому потоку, ячейка «закрывается». Но для TN матриц добиться идеально черного цвета очень трудно.

Кристаллы в матрице TN "скручены" по спирали (1).
При подаче напряжения они начинают поворачиваться (2).
Когда все кристаллы перпендикулярны поверхности (3), свет не проходит.

Главная проблема TN матриц в несогласованности поворота кристаллов: одни уже развернуты полностью, другие только начали поворачиваться. Из-за этого происходит рассеивание светового потока и, в конечном счете, картинка под разными углами выглядит не одинаково. Горизонтальные углы обзора современных матриц можно считать приемлемыми, но при повороте по вертикали даже в небольших пределах, искажения существенные. Цветопередача матриц TN далека от идеальной - они в принципе не могут выводить полную палитру цветов, компенсирую недостаток оттенков с помощью хитрых алгоритмов. Такие алгоритмы с частотой не заметной глазу воспроизводят в ячейке попеременно оттенки, ближайшие к тому, который воспроизвести не удается. Зато технология TN обеспечивает максимальную скорость срабатывания ячейки, минимальное энергопотребление и максимально дешева. Эти два обстоятельства и делают самую старую технологию самой популярной и самой распространенной.

IPS. Идеально для фото и графики. Но дорого

Второй по времени разработки стала технология IPS (In Plane Switch). Такие матрицы производят заводы Hitachi, LG.Philips. NEC производит матрицы сделанные по сходной технологии, но с собственной аббревиатурой SFT (Super Fine TFT).

Как следует из названия технологии, все кристаллы расположены постоянно параллельно плоскости панели и поворачиваются одновременно. Для этого пришлось расположить на нижней стороне каждой ячейки по два электрода. В выключенном состоянии ячейка черная, так что если она «умерла», на экране будет черная точка. А не постоянно светящаяся, как у TN.

В матрице IPS кристаллы всегда параллельны поверхности экрана

IPS технология обеспечивает наилучшую цветопередачу и максимальные углы обзора. Из существенных недостатков - болшее, чем у TN , время отклика, более заметная межпиксельная сетка и высокая цена. Улучшенные матрицы получили название S -IPS и SA -SFT (соответственно у LG .Philips и NEC ). Они обеспечивают уже приемлемое время отклика на уровне 25 мс, а новейшие и того меньше - 16 мс. Благодаря хорошей цветопередаче и углам обзора IPS матрицы стали стандартом для графических профессиональных мониторов.

MVA/PVA. Разумный компромисс?

Как компромисс между TN и IPS можно рассматривать разработанную Fujitsu технологию VA (Vertical Alignment). В матрицах VA кристаллы в выключенном состоянии расположены перпендикулярно плоскости экрана. Соответственно черный цвет обеспечивается максимально чистый и глубокий. Но при повороте матрицы относительно направления взгляда, кристаллы будут видны не одинаково. Для решения проблемы применяется мультидоменная структура. Разработанная Fujitsu технология Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) предусматривает выступы на обкладках, которые определяют направление поворота кристаллов. Если два поддомена поворачивается в противоположных направлениях, то при взгляде сбоку один из них будет темнее, а другой светлее, таким образом для человеческого глаза отклонения взаимно компенсируются. В матрицах PVA , разработанных Samsung нет выступов, и в выключенном состоянии кристаллы строго вертикальны. Для того, чтобы кристаллы соседних субдоменов поворачивались в противоположных направлениях, нижние электроды сдвинуты относительно верхних.

В матрицах VA типа в выключенном состоянии кристаллы перпендикулярны поверхности экрана

Для уменьшения времени отклика в матрицах Premium MVA и S -PVA применяется система динамического повышения напряжения для отдельных участков матрицы, которую обычно называют Overdrive . Цветопередача матриц PMVA и SPVA почти так же хороша как и у IPS , время отклика немного уступает TN , углы обзора максимально широкие, черный цвет наилучший, яркость и контраст максимально возможные среди всех существующих технологий. Однако даже при небольшом отклонении направления взгляда от перпендикуляра, даже на 5–10 градусов можно заметить искажения в полутонах. Для большинства это останется незамеченным, но профессиональные фотографы продолжают за это недолюбливать технологии VA .

Что выбрать?

Для домашнего использования и для работы в офисе часто цена является решающим аргументом, и из-за этого мониторы с матрицей TN пользуются максимальной популярностью. Они обеспечивают приемлемое качество изображения при минимальном времени отклика, что является критически важным параметром для любителей динамичных игр. PVA и MVA матрицы не столь широко распространены из-за более высокой цены. Они обеспечивают очень высокий контраст (особенно PVA ), большой запас по яркости и хорошую цветопередачу. В качестве основы для домашнего мультимедийного центра (замена телевизора), это лучший выбор. Матрицы IPS все реже устанавливаются в мониторы с диагональю до 20 дюймов. По качеству лучшие модели S -IPS и SA -SFT не уступают CRT мониторам и все чаще применяются профессионалами в области фото, полиграфии и дизайна. Практические рекомендации по выбору монитора можно прочитать в статье «Выбираем ЖК-монитор. Что предпочесть фотографу, геймеру и домохозяйке?»

Немного помечтаем

Совсем недавно, т.е. лет 15 назад, вряд ли многие предполагали, что ЖК-мониторы смогут вытеснить кинескопные. Качество LCD было низким, а цена крайне высокой. Но и сейчас нельзя назвать технологию производства панелей на жидких кристаллах идеальной. Для улучшения цветопередачи, увеличения контрастности и обеспечения равномерности подсветки в профессиональном NEC Reference 21 применена диодная подсветка. Стоит этот монитор около $6000 и пока его можно считать скорее полиграфическим оборудованием, чем компьютерной перефирией. Но мы знаем множество примеров, когда профессиональные технологии "спускаются" к любителям.

Многие крупные компании (Sanyo, Samsung, Epson) разрабатывают экраны на основе OLED - органических кристаллов. Сами кристаллы испускают свет при подаче напряжения, эти экраны чрезвычайно экономичные, яркие и контрастные. Но пока применяются только в мелкой портативной технике из-за дороговизны и технических проблем, связанных с долговечностью, воспроизведением некоторых цветов. В совсем отдаленной перспективе могут появиться и абсолютно новые технологии, о которых сейчас слышали только специалисты, а экран можно будет свернуть в трубочку или наклеить на стену. А может быть и не будет мониторов в нашем привычном понимании? А может быть, все перейдут на проекторы? И в качестве экрана можно будет использовать практически любую поверхность. Заманчивая перспектива.

В современных цифровых устройствах (мониторах, телевизорах, смартфонах, планшетах и др.) для отображения картинки чаще всего используются жидкокристаллические (ЖК) матрицы. Одной из технологий способа построения этой матрицы является IPS. Дословно, в переводе с английского – in plane switching – означает «переключение в одной плоскости».

Для того чтобы понять, что это за переключение и зачем оно нужно необходимо понять, каким именно образом строится картинка на экране ЖК.

Общие принципы построения ЖК матрицы

Пришедшая на смену электронно-лучевым трубкам, технология построения ЖК мониторов включает в себя в качестве ключевого элемента жидкокристаллическую матрицу . Эта матрица находится на передней поверхности монитора. Поскольку матрица только компонует картинку, то для нее требуется подсветка, которая входит в состав дисплея. Состоит ЖК матрица из следующих элементов, которые конструктивно реализованы в виде слоев:

• цветовой фильтр;
• горизонтальный фильтр;
• прозрачный электрод (фронтальный);
• собственно жидкокристаллический наполнитель;
• прозрачный электрод (тыловой);
• вертикальный фильтр.

В эту многослойную структуру также могут входить и специальные антибликовые слои, защитные покрытия, сенсорные слои (чаще емкостные), но они не являются ключевыми для отображения картинки. Сама картинка строится из пикселов, которые образуются из субпикселов базовых цветов (RGB): красного, зеленого и синего. Свет, проходя от тыловой стороны матрицы, проходит через оба поляризационных фильтра и ЖК слой, через цветовой фильтр. Цветовой фильтр как раз и окрашивает эти световые потоки в один из трех цветов RGB. Принцип построения пикселов из субпикселов — это отдельная обширная тема и в рамках данного обзора рассматриваться не будет.

Собственно, сама технология ЖК состоит в том , каким образом будет проходить прохождение светового пучка до пользователя. И если он будет проходить, то насколько он будет ярким. Кристаллы ЖК матриц в ячейках пропускают свет или нет в зависимости от того, какое напряжение подается на электроды. Эффективность работы матриц определяется технологией ее построения и используемого материала. На сегодняшний день наибольшее распространение получили матрицы TN и IPS и их усовершенствованные разновидности.

Технология построения TN матриц

Исторически этот тип матриц появился существенно раньше IPS . Дословно TN (англ. – «twisted nematic») означает «скрученный кристалл». Эта фраза как нельзя точно определяет способ его работы. Молекулы кристаллов в своем слое скручены на 90° друг относительно друга. Такое положение они занимают, если в своем субпикселе на электроды не подается напряжение. Свет при этом проходит свободно (за счет того, что угол поляризации второго фильтра на 90° отличается от первого).

При подаче напряжения на электроды, молекулы кристалла переходят из свободного состояния в упорядоченное: вдоль линии поляризации входного фильтра. Свет из-за этого за пределы второго фильтра не выходит и субпиксел окрашивается не в цвет светофильтра, а вырождается в черный.

• Плюсы:
  • стоимость изготовления матриц минимальна,
  • время отклика самое быстрое, что очень важно для игровых компьютеров.
• Минусы:
  • плохие углы обзора, яркость и цветопередача существенно меняются при просмотре на устройстве не под прямым углом;
  • очень низкая контрастность, за счет чего картинка блеклая и очень светлый черный цвет (совсем не подходит для профессиональной графики).
• Битый пиксел при этом всегда имеет белый цвет (если нет напряжения на электродах, то светофильтр всегда открыт).

Технология построения IPS матриц

Переключение кристаллов в IPS происходи в одной плоскости, о чем, собственно, и говорит исходная форма ее названия (англ. – «in plane switching»). В таких матрицах все электроды расположены на одной – тыльной подложке. При отсутствии напряжения на электродах все молекулы кристалла занимают вертикальное положение, и свет не проходит через внешний поляризационный фильтр.

Включение переводит молекулы в перпендикулярное положение, и внешний фильтр перестает быть помехой: световой поток проходит свободно.

Ключевые особенности данной технологии следующие .

• Плюсы:
  • яркие и насыщенные цвета за счет улучшенной контрастности, черный цвет всегда черный (можно использовать в профессиональной графике);
  • большой угол обзора до 178°.
• Минусы:
  • время отклика увеличилось за счет того, что электроды теперь расположены только с одной стороны (критично для игровых приложений);
  • высокая стоимость.
• Битый пиксел при этом всегда имеет черный цвет (если нет напряжения на электродах, то светофильтр всегда закрыт).

Как видно из списка, все недостатки и достоинства IPS симметричны TN. Это дополнительно подтверждает причину ее появления: технология является компромиссной и была предназначена для устранения ключевых минусов своей предшественницы. На сегодняшний день помимо названия IPS, используемого Hitachi, для нее можно встретить название SFT (super fine TFT), которое используется компанией NEC.

Битые пикселы вне зависимости от того какие они (белые или черные) не отнесены ни к плюсам ни к минусам . Это просто особенность. Если пиксел белый, то это может не сильно раздражать при обработке текстов на светлом фоне, но неудобно при просмотре темных сцен. Черный же наоборот: на темных сценах не будет заметен. Как бы то ни было, вид сбоя – битый пиксел – это всегда минус, но на разных матрицах он бывает различным.

Разновидности IPS матриц

С целью улучшения ключевых характеристик экранов мониторов были выпущены разновидности IPS матриц .

• Super — IPS (S-IPS). Благодаря реализации технологии overdrive улучшена контрастность и уменьшено время отклика. В ее модификации Advanced super — IPS (AS-IPS) дополнительно была улучшена ее прозрачность.
• Horizontal — IPS (H — IPS). Применяется в профессиональных графических приложениях. Применена технология Advanced True Wide Polarizer, благодаря чему однородность цвета по всей поверхности стала более равномерной. Также улучшена контрастность и оптимизирован белый цвет. Уменьшено время отклика.
• Enhanced IPS (e-IPS). Расширила апертуру открытых пикселов. Это помогает использовать более дешевые лампы подсветки. Помимо этого, время отклика сокращено до 5 мс (очень близко к уровню TN). S-IPS 2 является ее улучшением. Уменьшен негативный эффект свечения пикселов.
• Professional IPS (P — IPS). Существенно расширено число цветов, у субпикселей увеличено число потенциальных положений (в 4 раза).
• Advanced high performance IPS (AH-IPS). В данной разработке выросло разрешение и число точек на дюйм. Энергопотребление при этом стало ниже и увеличена яркость.

Отдельно стоит отметить матрицу PLS (Plane to line switching) , которая является разработкой Samsung. Разработчик не стал предоставлять технического описания своей технологии. Было проведено исследование матриц под микроскопом. Отличий между PLS и IPS выявлено не было. Поскольку принципы построения этой матрицы схожи с IPS часто ее выделяют как разновидность, а не самостоятельное ответвление. В PLS пикселы расположены плотнее, яркость и энергопотребление лучше. Но при этом они существенно уступают по цветовому охвату.

Выбор монитора: TN или IPS

Экраны, построенные на технологиях TN и IPS, на сегодняшний день являются наиболее распространенными и охватывают практически весь спектр потребностей бюджетного и, частично, профессионального рынка. Существуют и другие типы матриц VA (MVA, PVA), AMOLED (с подсветкой уже каждого пикселя). Но они пока настолько дороги, что их распространение невелико.

Цветопередача и контрастность

Мониторы с IPS матрицей имеют контрастность намного лучше, чем у TN. При этом очень важно понимать: если вся картинка полностью темная или светлая, то такая контрастность – это просто возможности подсветки. Часто производители при равномерных заливках просто приглушают свет ламп подсветки. Чтобы убедиться в качестве контрастности, следует на экран вывести шахматную заливку и проверить насколько будут отличаться темные участки от светлых. Как правило, контрастность в таких тестах становится меньше 30 – 40 раз. Значение контрастности на шахматной доске в 160:1 – приемлемый результат.

Цветопередача IPS экранов осуществляется практически без искажений, в отличие от TN. Чем выше контрастность, тем насыщеннее получается картинка на экране. Это может быть полезно не только при работе с программами по обработке фотографий и видео, но также и при просмотре фильмов. Но есть усовершенствованные версии TN матриц, например, Retina от Apple, которые практически не теряют в цветопередаче.

Угол обзора и яркость

Пожалуй, этот параметр один из первых, который показывает преимущества IPS в сравнении со своим более дешевым конкурентом. Он достигает 170 — 178°, в то время как у улучшенной версии – «TN + film» он находится в диапазоне 90 — 150°. По этому параметру IPS выигрывает. Если вы смотрите маленькой компанией дома телевизор, то это не критично, но вот для случая смартфонов, когда хочется кому-то что-то показать на экране – искажение будет существенным. Поэтому на них чаще всего используются матрицы типа IPS.

По характеристикам яркости IPS экраны также выигрывают. Большие значения яркости и TN матриц делают картинку просто белесой без черных оттенков.

Время отклика и ресурсоемкость

Очень важный критерий , особенно если пользователь часто играет в приложения с динамически меняющимися сценами. У экранов на основе матрицы TN этот параметр достигает величины 1 мс, в то время как у лучших и дорогих версий S -IPS всего 5 мс. Хотя и этот результат хорош для IPS. Если пользователю важен высокий FPS и он не хочет созерцать шлейфы от объектов, то выбор стоит остановить на матрице типа TN.

Помимо скорости изменения картинки, у TN экранов есть еще два преимущества: низкая стоимость и небольшое энергопотребление.

Сенсорный экран и мобильные устройства

В последнее время стали очень распространенными устройства с емкостными сенсорными экранами . Как правило, они оснащаются матрицами IPS из-за высокого количества точек на дюйм. Чем выше плотность точек, тем более гладкими получаются шрифты на экране планшета (даже неразличимы пикселы для глаза). При использовании TN матриц в смартфонах или планшетах будет очень заметна зернистость картинки. В мониторах и телевизорах данный параметр не критичен.

Сенсорным покрытием, как правило, оснащаются именно устройства, где нужен тачскрин. Поскольку чаще всего TN матрицы берут из-за их дешевизны, то такой дорогостоящий атрибут, как емкостной экран на среднем бюджетном мониторе с разрешением 24 дюйма будет просто пустой тратой денег. В то время как на маленькой по площади поверхности планшета или смартфона (до 6 дюймов) емкостный экран просто необходим.

Именно из-за фактора дешевизны TN матрицу от IPS можно отличить нажатием : при нажатии на TN экран картинка под пальцем и вокруг начинает расплываться волнами со спектральным градиентом. Стало быть, при выборе мобильного устройства выбор в пользу IPS по этому параметру просто очевиден.

Итог

Выбирая монитор или телевизор , пользователь может еще задуматься, стоит ли ему тратиться на IPS экран. Площадь поверхности экрана у таких устройств предпочитают брать от 24 дюймов и выше. В результате чего дорогостоящая и энергоемкая матрица может не оправдать своих вложений, если не планируется выполнять профессиональные работы с графикой. К тому же, если монитор нужен для динамичных компьютерных игр, то TN матрица будет предпочтительнее.

Неоспоримо преимущество IPS матрицы при приобретении мобильного устройства: смартфона или планшета. Высокая плотность пикселов, качественная цветопередача и высокая контрастность – все эти качества помогут пользоваться экраном как на солнце, так и в помещении. Сравнение мониторов для работы с графикой всегда будет в пользу IPS. Такие вложения себя оправдают и будут меньше, чем приобретение более дорогостоящих устройств на VA матрицах.