TFT и IPS матрицы: особенности, преимущества и недостатки

xTechx.ru

Новости Высоких Технологий

• Главная
• Новости железа, софта, гаджетов
  • Hardware новости
  • Software новости
  • Гаджеты, устройства, новинки смартфонов и кпк.
• Выбор комлектующих и устройств
• Hi-Tech справочник
• Обратная связь

• Главная
• Новости железа, софта, гаджетов
  • Hardware новости
  • Software новости
  • Гаджеты, устройства, новинки смартфонов и кпк.
• Выбор комлектующих и устройств
• Hi-Tech справочник
• Обратная связь

Виды матриц мониторов, их характеристики, сходства и различия

Начнем с наиболее привычного нам ЖК экрана. В его состав входят:

• Матрица, которая поначалу представляла собой сэндвич из пластин стекла, перемежающихся пленкой жидких кристаллов. Позже, с развитием технологии, вместо стекла начали использоваться тонкие листы пластика.
• Источник света.
• Соединительные провода.
• Корпус с металлическим обрамлением, которое придает жесткость изделию

Точка экрана, отвечающая за формирование изображения, называется пикселем, и состоит из:

• Прозрачные электроды в количестве двух штук.
• Прослойки молекул активного вещества между электродами (это и есть ЖК).
• Поляризаторы, оптические оси которых перпендикулярны друг-другу (зависит от конструкции).

Если между фильтрами не было бы ЖК, то свет от источника проходя через первый фильтр и поляризуясь в одном направлении, полностью задерживался бы вторым, из-за его того, что его оптическая ось перпендикулярна оси первого фильтра. Поэтому, как бы мы не светили на одну сторону матрицы, со второй стороны она остается черной.

Поверхность электродов, касающаяся ЖК обработана таким образом, чтобы создать определенный порядок расположения молекул в пространстве. Иначе говоря – их ориентацию, которая имеет свойство изменятся в зависимости от величины напряжения электрического тока, приложенного к электродам. Далее уже начинаются технологические различия в зависимости от типа матрицы.

TN матрица

Tn матрица расшифровывается как «Twisted Nematic», что в переводе означает «Извивающиеся нитевидные». Изначальное расположение молекулы – в виде четверть оборотной спирали. То есть свет от первого фильтра преломляется так, что проходя вдоль кристалла он попадает на второй фильтр в соответствии с его оптической осью. Следовательно, в спокойном состоянии такая ячейка всегда прозрачна.

Воздействуя на электроды напряжением можно изменять угол поворота кристалла вплоть до его полного распрямления, при котором свет через кристалл пройдет без преломления. А так, как он уже был поляризован первым фильтром, то второй его полностью задержит, и ячейка будет черной. Изменение величины напряжения изменяет угол поворота, а соответственно и степень прозрачности.

Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.

Недостатки – маленькие углы обзора, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность, энергопотребление

TN+Film матрица

От простой TN отличается наличием специального слоя, призванного повысить раствор обзора в градусах. На практике достигается значение в 150 градусов по горизонтали для лучших моделей. Применяется в подавляющем большинстве телевизоров и мониторов бюджетного уровня.

Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.

Недостатки – углы обзора очень маленькие, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность.

TFT матрица

Сокращение от «Think Film Transistor» и переводится как «тонкопленочный транзистор». Более корректным было бы название TN-TFT так, как это не тип матрицы, а технология изготовления и отличие от чисто TN состоит лишь в способе управления пикселями. Здесь он реализован при помощи микроскопических полевых транзисторов, а потому такие экраны относятся к классу активных ЖКИ. То есть это не тип матрицы, а способ управления ею.

IPS или SFT матрица

Да, и это тоже потомок той, самой древней ЖКИ пластины. По сути представляет собой более развитую и модернизированную TFT так, как называется Super Fine TFT (очень хороший ТФТ). Угол обзора увеличен лучших изделий достигает 178 градусов, а цветовой охват практически идентичен естественному

.

Преимущества – углы обзора, цветопередача.

Недостатки – цена слишком высокая по сравнению с TN, время отклика редко бывает ниже 16 мс.

Виды Ips матрицы:

• Н-IPS – повышает контраст изображения и снижает время отклика.
• AS-IPS – основное качество заключается в повышении контрастности.
• H-IPS A-TW — H-IPS с технологией «True White», которая улучшает белый цвет и его оттенки.
• AFFS — увеличение напряжённости электрического поля для больших углов обзора и яркости.

PLS матрица

Доработанная, с целью снижения себестоимости и оптимизации времени отклика (до 5 миллисекунд), версия IPS. Выведена концерном Самсунг и является аналогом Н-IPS, АН-IPS, которые запатентованы другими разработчиками электроники.

Подробнее про PLS матрицу можно узнать в нашей статье:

VA, MVA и PVA матрицы

Это тоже технология изготовления, а не отдельный тип экрана.

• VA матрица – сокращение от «Vertical Alignment», в переводе — вертикальное выравнивание. В отличии от TN матрицы VA в выключенном состоянии свет не пропускают
• MVA матрица. Доработанная VA. Целью оптимизации было повышение углов обзора. Снижения времени отклика удалось благодаря задействованию технологии OverDrive.
• PVA матрица. Не является отдельным видом. Представляет собой MVA, запатентованный Самсунг под своим названием.

Также существует еще большее количество всевозможных доработок и улучшений, с которыми рядовой пользователь вряд ли столкнётся на практике – максимум, что укажет производитель на коробке, это основной тип экрана и все.

Параллельно ЖКИ развивалась технология LED. Полноценные, чистокровные экраны ЛЕД изготавливаются из дискретных светодиодов либо матричным, либо кластерным способом и в магазинах бытовой техники не встречаются.

Причина отсутствия в продаже полновесных ЛЕД кроется в их больших габаритах, низком разрешении, крупнозернистости. Удел таких устройств – баннеры, уличное ТВ, медиафасады, устройство бегущей строки.

Внимание! Не спутайте маркетинговое название типа «LED-монитор» с настоящим светодиодным дисплеем. Чаще всего под этим название будет скрываться обычный ЖКИ типа TN+Film, но подсветка будет выполнена при помощи светодиодной лампы, а не люминесцентной. Это все, что в таком мониторе будет от LED технологии – только подсветка.

OLED дисплеи

Отдельным сегментом выступают OLED дисплеи, представляющие собой одно из самых перспективных направлений:

1. маленький вес и габаритные размеры;
2. низкий аппетит к электричеству;
3. неограниченные геометрические формы;
4. не нужна подсветка специальной лампой;
5. углы обзора вплоть до 180 градусов;
6. мгновенный отклик матрицы;
7. контрастность превышает все известные альтернативные технологии;
8. возможность создания гибких экранов;
9. температурный диапазон шире, чем у других экранов.

• маленький срок службы диодов определенного цвета;
• невозможность создания долговечных полноцветных дисплеев;
• очень высокая цена, даже по сравнению с IPS.

Для справки. Возможно нас читают и любители мобильных девайсов, поэтому затронем и сектор портативной техники:

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) – комбинация LED и TFT

Super AMOLED – Ну тут, мы думаем, все понятно!

Исходя из предоставленных данных следует заключение, что матрицы мониторов бывают двух типов – жидкокристаллические и светодиодные. Также возможны их комбинации и вариации.

Следует знать — матрицы разделены нормативами ISO 13406-2 и ГОСТ Р 52324-2005 на четыре класса о которых скажем лишь, что первый класс предусматривает полное отсутствие битых пикселей, а четвертым классом разрешается до 262 дефекта на миллион точек.

Преимущества и недостатки TFT IPS

Более новой разработкой в области производства мониторов является технология IPS (in-plane switching). Данный вид дисплеев был изобретен, чтобы устранить недостатки предыдущих моделей.

Основными преимуществами данной технологии являются:

• улучшенная цветопередача (8 бит на канал);
• расширенные углы обзора, достигающие 178 градусов с любой точки;
• почти эталонный черный цвет.

Но все же у мониторов с IPS матрицей есть и негативные стороны, такие как:

• невысокие показатели яркости и контрастности, вследствие особенности размещения управляющих электродов;
• плохие показатели времени отклика матрицы;
• относительная дороговизна.

Каждая из описанных технологий имеет свои достоинства и негативные особенности. Но сейчас производство дисплеев находится на высоком уровне и отличия мониторов с разными технологиями становятся не столь критичными, что значительно облегчает выбор при покупке.

Аббревиатуры обычно применяются для обозначения характеристик или специфики. В данном случае в отношении сравнения экранов IPS и TFT возникает ужасная путаница, потому что технология (матрица) IPS – это разновидность матриц TFT и только. Невозможно сравнивать между собой эти 2 технологии.

НО! Есть технология TN-TFT – вот между ней и IPS можно делать выбор и сравнивать. Поэтому, когда мы говорим о том, какой экран лучше: IPS или TFT, мы имеем в виду TFT-экраны в любом случае, но изготовленные на основе разных технологий: TN и IPS.

3. Чем отличаются дисплеи TFT и IPS: Видео

Всеобщее заблуждение в том, что между TFT и IPS есть какая-то разница, возникло из-за маркетинговых уловок менеджеров по продажам. В попытках привлечь новых клиентов маркетологи не распространяют полной информации о технологиях, что позволяет создавать иллюзию того, что в мир выходит совершенно новая разработка. Конечно, IPS является более новой разработкой, нежели TN, однако выбирать какой лучше дисплей TFT или IPS нельзя по указанным выше причинам.

3.1. Преимущества IPS технологии

О том, что разницы между TFT и IPS нет, вы уже знаете, однако, возникает вполне логичный вопрос, TN+Film и TFT IPS в чем разница? Для ответа на этот вопрос стоит рассмотреть преимущества IPS матриц, которые заключаются в следующем:

• Увеличенные углы обзоров;
• Повышенная яркость и контрастность;
• Существенно улучшенная цветопередача и превосходство в количестве отображаемых цветов и оттенков.

Это три главных преимущества IPS-дисплеев, которые позволяют им создавать достойную конкуренцию плазменным панелям. Недаром все больше производителей отдают предпочтение именно IPS матрицам. Кроме этого, такие дисплеи имеют огромные перспективы.

Технология PLS

Как уже было сказано выше, это самсунговская разработка, которую создавали, чтобы дать пользователю достойную замену IPS. И у фирмы это получилось. PLS — не сказать, что намного лучше IPS, но такие мониторы обладают близкими по качеству и возможностям характеристиками.

Первый продукт выпустили еще в 2010 году. Снизить цену таких девайсов не удалось, и значительных отличий от популярных IPS, по сути, обычный пользователь ПК так и не обнаружил. Но вот профессиональные дизайнеры все же нашли разницу и успешно используют такие мониторы в качестве «рабочей лошадки». Ждать чего-то принципиально нового при просмотре фильмов иили прохождении игр не стоит.

Четыре лучшие черты ЖК мониторов на базе PLS:

1. Блики и мерцания практически отсутствуют, и потому при многочасовой работе за таким монитором глаза устают меньше.
2. Улучшенная цветопередача и точность оттенков делают дисплей практически идеальным для дизайнеров и проектировщиков.
3. Среднее время отклика — 4 миллисекунды.
4. Средние показатели яркости — 1100 кд/м2, что на 100 единиц выше, чем у IPS.

Интересно: у S24E391HL, созданном на базе PLS, есть классная функция, которая сглаживает текстуры при низком разрешении картинки, так что с таким монитором даже фильм в плохом качестве можно посмотреть нормально.

Каждая из матриц обладает своими достоинствами, но и минусов не лишена. Так на базе какой же панели лучше выбрать монитор? Геймерам, а особенно поклонникам шутеров и гонок, а также всевозможных игр другого жанра, требующих быстрой реакции, однозначно нужен вариант с максимально быстрым откликом. Такие скоростные мониторы делают с TN матрицами. Даже в экшенах кадры, быстро сменяющие друг друга, не оставляют противного шлейфа. Для дизайна же лучше брать что-нибудь с более приятным изображением. Это может быть MVA или PLS. Неопределившимся и сторонникам all inclusive понравится IPS монитор. Он и широтой души (то есть обзора) порадует, и натуральными цветами.

Технология матрицы PVA

Матрицы типа PVA были разработаны компанией Samsung как аналог MVA, некоторые плюсы и минусы у этих двух типов матриц – одинаковые. Но, все-таки, многим они отличаются. Среди отличий – отсутствие выступов матрицы, поэтому в PVA сдвиг доменов происходит под воздействием электрического поля, которое образуется от смещения друг рядов электродов. Контрастность также выше среднего уровня, а углы обозора немного шире, чем в MVA но зато разгон пикселей уже не такой.

PVA в дальнейшем развивалась во множестве направлений. Одно их достижений – S-PVA, из более современных видов можно назвать cPVA. На S-PVA структура кристаллов чем-то похожа на аналогичную у AMVA, в каждой из двух зон ЖК-элементы размещены под разным углом, поэтому и углы обзора более широкие. Но такие матрицы обладают одним дефектов – черная точка по центру пикселя появляется тогда, когда яркость дисплея относительно невысокая. Но cPVA матрицы таким дефектом не обладают, поскольку они е имеют зонального распределения, поэтому доменов там четыре. Основные же характеристики имеют много общего с предыдущими моделями.

Мониторы на матрицах VA показывают лучшую контрастность, а также весьма широкие углы обзора. Впрочем, эти углы почти такие же, как у IPS, но IPS выигрывает по точности цветопередачи. Скорость отклика на нормально уровне, но до уровня таковой у TN+Film ей еще довольно далеко.

Выводы по устройству матриц описанных типов

Каждая из представленных технологий матриц имеет свои плюсы, имеет свои минусы, но каждая из них может вполне подойти для того или иного пользователя. Сейчас различия между ними не столь заметны, хотя и проявляются при серьезной работе, или даже несерьезной – например, работе с фотографиями или в играх. Например, если качество играет не столь важную роль, а намного более важна цена – можно выбирать TN+Film, но при этом придется жертвовать качеством изображения и углами обзора, зато вы получаете более быстрый отклик. Если хотите большего качечства по большей цене – для Вас IPS и VA, а также все производные этих моделей матриц.

Термины

Контрастность – коэффициент, показывающий отношение яркости наиболее светлой точки к яркости наиболее темной точки экрана. Указывается в виде, когда знаменатель равен единице, например 10000:1.

Пиксель – элемент матрицы, из пикселей и состоит изображения, иногда их называют также точками. Пиксели состоят из нескольких жидких кристаллов, каждый из которых имеет свой цвет излучения.

Frame Rate Control – это технология, которая позволяет при не очень больших цветовых возможностях расширять палитру, благодаря поочередному выводу нескольких цветов, которые при быстрой смене воспринимаются как один. Имеются у этой технологии недостатки – при градиентных (переливающихся) заливках видны узкие полосы, которых быть не должно.

Overdrive/Response Time Compensation (RTC) – это технология, которая выстраивает жидкие кристаллы в определенном порядке за короткое время, благодаря большему напряжению.

Время отклика матрицы (другое название — инертность) – это отрезок времени, за который пиксель LCD-монитора переходит из активного, то есть белого состояния в пассивное (черное), или обратно.

При активной игре значение имеет время отклика. Бюджетные модели, оснащенные IPS-экранами имеют небольшое время отклика, что неприемлемо для профессиональных игроков. При этом отсутствие фильтра, отражающего блики, сравнительно небольшая контрастность и пятна на подсветке также работают против недорогой техники.

В целом IPS-матрица демонстрирует хорошее изображение, позволяющее играть с комфортом при нормальном освещении.

Если игрок взаимодействует с экраном в вечернее время, при этом в помещении отсутствует яркое искусственное освещение, отлично подойдет VA или OLED матрица.

Ips — In Plane Switching

Первая In-Plane Switching матрица, она же IPS, разработана в далёком 1995 году. Предпосылками тому было желание избавиться от недостатков предыдущих технологий изготовления мониторов. А также сделать новый шаг в сторону технологического прогресса.
Попытка совершить технологический скачок удалась. И новая матрица отличалась повышенным качеством передачи цвета, а также большими углами обзора. Однако были и трудности. Из-за особенностей технологии IPS время отклика монитора удалось увеличить всего на пару процентов. Показатель не критичный, но, увы, уступал конкурирующей технологии TN.
Название In-Plane Switching показывает то, что жидкие кристаллы в матрице расположены на одной плоскости и параллельны плоскости панели. Именно такая конструкционная особенность позволила заметно увеличить углы обзора. По сравнению, например, с VA экранами.

Как это работает?

В отличие от предшествующих TN матриц в IPS дисплеях кристаллы при подаче сигнала поворачиваются все одновременно. Благодаря этому IPS матрицы обладают одним из своих главных преимуществ – углами обзора. На такой экран возможно смотреть и под углом в 178 градусов. И всё равно видеть чёткую картинку без искажения цвета. Когда сигнал на матрицу не подаётся, кристаллы остаются неподвижными. Фильтры находятся перпендикулярно друг к другу и свет в это время не проходит. Поэтому выгоревший пиксель на IPS мониторе будет чёрным, а не белым. Когда на матрицу подаётся сигнал, кристаллы поворачиваются, тем самым пропуская свет. Так как все кристаллы поворачиваются единовременно, цветовой фильтр передаёт картинку максимально схожую с исходником. Это является ещё одним выдающимся плюсом IPS технологии.
А также при нажатии на дисплей у IPS матрицы практически не будет никакой реакции. В то время как на TN и VA мониторах появятся цветные «волны».

Разновидности IPS

За всё время существования IPS технологии неоднократно модифицировались. Из-за этого появилось множество моделей:

• S-IPS (Super-IPS). Следующая ступень первой IPS матрицы. Именно в этой модели удалось значительно повысить время отклика.
• AS-IPS (Advanced Super-IPS). Была повышена яркость изображения и контрастность изображения, что в целом улучшило качество.
• H-IPS (Horisontal-IPS). Даная модель была разработана для того, чтобы сделать изображение максимально реалистичным. Этого добились с помощью повышения контраста и качества цвета. Мониторы с этой матрицей отлично подойдут для фотографов или cg-художников.
• Р-IPS (Professional-IPS). Одна из самых популярных матриц во всём мире. Качество цветопередачи было повышено до лучшего, по меркам тех лет, уровня. А также было повышено и время отклика. Но за все эти качества пользователям придётся заплатить немаленькую цену.
• E-IPS (Enhanced-IPS). В этих матрицах были применены более дешёвые в производстве лампы подсветки. И это позволило сделать мониторы более бюджетными. К тому же, удалось улучшить время отклика. Но за использование дешёвых ламп пришлось заплатить качеством, и показатели этих матриц уступали предшественнице.
• S-IPS второго поколения. Модификация Super-IPS матрицы, которая является неким ответвлением от основной линейки.
• AH-IPS (Advanced High Performance IPS). Матрица AH-IPS — вершина этой технологии, которая впитала всё самое лучшее из предыдущих моделей.

Матрица PLS изготавливается на базе технологии IPS и напрямую с ней конкурирует. Эта технология в большинстве своём используется южнокорейскими производителями смартфонов, ноутбуков и мониторов. PLS технология отличается расширенными углами обзора и качественной цветопередачей. Контрастность и глубина цветов таких дисплеев подойдёт для профессионалов, работающих с видео и фотографией.

Сравнение матриц IPS и PLS

Если вывести идентичное изображение на двух разных экранах IPS и PLS, то сразу же можно увидеть пусть и небольшие, но все-таки имеющиеся отличия. Матрица PLS выигрывает не только за счет повышенной яркости, но и более сочных цветов. Изображение на таком экране очень насыщенное и красивое. У PLS-экранов почти полностью отсутствует вредное мерцание, утомляющее глаза. Более того, такая матрица оказывает меньшее влияние на зрение пользователя. Об этом свидетельствуют тесты и анализы со стороны ведущих офтальмологов.

Что касается углов обзора, то здесь разницы между PLS и IPS практически нет. Обе матрицы демонстрируют отличные показатели, поэтому вы можете любоваться изображением под любыми углами. Скорость отклика данных дисплеев совпадает. Тут все зависит от конкретного производителя и модели. Как правило, время отклика составляет от 5 до 10 мс. Это хороший показатель, но все еще уступающий TN.

Стоит отметить, что качество картинки во многом зависит не только от самой матрицы, но и других параметров монитора или телевизора. Немаловажную роль играет подсветка, процессор, наличие дополнительных функций и другие аспекты. Но можно наверняка констатировать, что IPS-матрицы больше потребляют электроэнергии, нежели конкурент в лице PLS. Пусть разница не столь существенная, но она все же присутствует.

Если подытожить наше сравнение, то по многим параметрам выигрывает матрица PLS. Отрыв от IPS не настолько велик, чтобы говорить о безоговорочной победе более молодой технологии. Да и в некоторых моментах наблюдается паритет, ведь обе технологии очень схожи по своей структуре. Но пальма первенства все-таки находится в руках PLS-экранов, которые выпускает легендарный южнокорейский бренд.

Особенности PLS:

• Точная и качественная цветопередача
• Повышенная яркость
• Нет лишнего мерцания
• Низкое потребление энергии

Особенности IPS:

• Высокая чувствительность
• Относительно низкая стоимость
• Универсальное решение для любых задач

Какую матрицу выбрать: PLS, IPS, VA или всё-таки TN?

Вопрос выбора нового монитора или телевизора всегда стоит остро, ведь такая техника покупается не на один год. Конечно же, здесь многое будет зависеть от личных предпочтений и индивидуальных потребностей. При этом сразу нужно заметить, что из трех разных вариантов матриц нет идеального выбора. У всех дисплеев есть слабые стороны, от которых никуда не деться. Если же вы не испытываете особых финансовых проблем, то рекомендуется выбирать технологию PLS, так как она является наиболее сбалансированной.

Хотите установить телевизор в компактном помещении, а также предпочитаете сэкономить личный бюджет? Тогда хорошим выбором станут VA-матрицы, выделяющиеся самым правильным отображением черного цвета. VA-дисплеи не имеют конкурентов и в плане уровня контрастности.

Не стоит списывать со счетов и IPS-матрицы, которые уже давно пользуются повышенным спросом у населения. Причем их стоимость постоянно снижается, что делает IPS-экраны востребованными среди населения. Их самыми сильными сторонами традиционно являются очень широкие углы обзора без резкой конвертации цветов, отсутствие бликов (если монитор матовый) и достойная цветопередача. А вот высокая чувствительность позволила использовать их в смартфонах и планшетах. Пользователю достаточно прикоснуться к сенсорному экрану, чтобы осуществить какое-нибудь действие. Особенно высоко оценят сенсорные IPS-дисплеи художники и проектировщики, которые пользуются прогрессивными технологиями для получения наилучшего результата.

Заядлым геймерам советуем останавливать свой выбор на TN-мониторах, ведь только они способны обеспечить действительно низкий отклик. В этом случае вы не будите наблюдать шлейфы и размытие картинки в особенно динамичных моментах игры.

Профессиональным фотографам, видеооператорам и дизайнерам мы порекомендуем обратить внимание именно на PLS-матрицы, потому что они выделяются на фоне конкурентов более точным цветами, повышенной яркостью и плотностью пикселей. Изображение тут выглядит очень сочно и красиво. PLS станет лучшим решением и в плане безопасности для зрения, так как не создает лишнюю нагрузку на глаза.

Как мы уже отмечали, каждая матрица обладает своими особенностями и некоторыми недочетами. Поэтому вы должны изначально понимать цель покупки ТВ или монитора. Когда задачи определены, то сделать правильный выбор уже не составит труда. А наша статья еще больше облегчит вам жизнь, чтобы не сомневаться в целесообразности покупки.