Технологии матрицы монитора. Достоинства и недостатки технологии VA. Основные минусы IPS

Давно меня мучал вопрос: чем отличаются изображение у современных мониторов с матрицами TN, S-IPS, S-PVA, P-MVA. Мы с другом , решили сравнить.

Для тестов взяли два 24"" монитора (на S-IPS к сожалению не нашли ничего:():
- на дешевой матрице TN Benq V2400W
- на матрице P-MVA средней категории Benq FP241W .

Характеристики кандидатов:

Benq V2400W

Тип матрицы : TN+Film
Дюймы : 24"
Разрешение : 1920x1200
Яркость : 250 кд/м2
Контрастность : 1000:1
Время отклика : 5мс / 2 мс GTG

Benq FP241W

Тип матрицы : P-MVA (AU Optronics)
Дюймы : 24"
Разрешение : 1920x1200
Яркость : 500 кд/м2
Контрастность : 1000:1
Время отклика : 16 мс / 6 мс GTG

Тенденции последних лет

Матрицы TN (TN+film) улучшают по цветопередаче, яркости и углам обзора.
Матрицы *VA (S-PVA/P-MVA) улучшают по времени отклика.

До чего дошел прогресс?

Уже сейчас можно смотреть фильмы на матрицах TN(TN+Film), работать c цветом в редакторах.
На *VA играть в игры без эффекта замыленности (motion blur).

Но и различия всё таки есть.

Яркость

У Benq V2400W (TN) изначальные настройки цветов (RGB) установлены практически на максимум. При этом по яркости (на максимальных настройках) он не дотягивает до *VA (на средних настройках). В сравнениях с другими TN мониторами указывают, что у V2400W яркость ниже, чем у конкурентов (увы, мы сравнить не смогли:)), но могу с уверенностью сказать, что яркость *VA мониторов будет выше, чем TN мониторов.

У Benq FP241W (*VA) из-за яркости подсветки - чёрный тоже яркий. У TN - чёрный остался абсолютно чёрным, когда мы сравнивали включенное и выключенное состояния мониторов. Возможно это отсутствует на других моделях *VA и присутствует у TN. (жду комментариев с проверкой этого утверждения:))

Чёрный цвет *VA нисколько не мешает в работе и ассоциируется с чёрным (слава нашим привыкающим глазам:) и хорошей контрастности 1000:1 монитора). И разность яркостей чёрного видна только в сравнении (когда один монитор поставить рядом с другим).
За счёт высокой яркости цвета на *VA кажутся немного насыщенней, а белый цвет белее у *VA - на TN, в сравнении, он кажется серым.
Такой эффект вы сами замечали, когда например переключали температуру цвета на мониторе с 6500 на 9300, когда ваши глаза уже привыкли к другой цветовой температуре (наверное здесь большинство хабралюдей полезло менять температуру:)). Но когда глаза снова привыкают, на TN белый становится снова белым:), а другая температура либо голубее, либо желтее.

Цвета

Цвета у TN мониторов и *VA можно хорошо откалибровать (чтобы трава была зеленая, небо голубое, а цвета кожи на фотографиях не желтели).

На TN мониторах хуже различаются близкие друг к другу яркие и тёмные цвета (например, ярко-голубой с белым, на облаках, близкие к чёрному (4-5%) и белому (3-5%)). Ещё различия этих цветов меняются в зависимости угла обзора, переходя в негатив, либо исчезают. Но похоже за счёт этого на TN мониторах чёрный является действительно чёрным.

У *VA виден полный спектр цветов - на хорошей видеокарте и настройках видны все градиенты цветов от 1 до 254, не завися от угла обзора.

Фотографии на обоих мониторах смотрелись хорошо и имели достаточно насыщенные цвета.

Оба монитора имеют 16.7 Млн цветов (а не 16.2, как у некоторых TN) - градиенты выглядели идентично без цветовых «промахов».

Углы обзора

Первое основное отличие TN и *VA - это углы обзора мониторов.

Если смотреть на TN монитор прямо в центр, то сверху и снизу экран начинает немного искажать (затемнять) цвета. Это заметно на ярких цветах и тёмных цветах - тёмные цвета становятся чёрными, а яркие сереют. Слева и справа затемнение от угла заметно намного меньше - что скорее всего и подталкивает производителей делать мониторы с большой диагональю широкоформатными (wide) :). Плюс, из-за этого эффекта некоторые цвета начинают переходить в другие и сливаться.
Сверху и особенно снизу на TN монитор смотреть сложно - малоконтрастные цвета искажаются, становятся блеклыми, инвертируются и сливаются очень сильно.

На *VA мониторах искажения цвета (вернее яркости) тоже присутствуют. Если смотреть на монитор в центр на расстоянии менее 40 см, то на белом цвете видны небольшие побледнения по углам монитора (см. рисунок), которые захватывают около 2-3% углов. Цвета не искажаются. То есть, если смотреть на монитор с самого большого угла наклона, то картинка не потеряет своих цветов, просто она будет немного засветлена.
Из-за отсутствий искажений *VA мониторы делают поворачивающимися на 90 градусов.

Просмотр видео на TN с дивана возможен, но только его необходимо направить точно на смотрящих (по вертикали). С *VA проблем с поворотом экрана на зрителя не возникает, фильм можно смотреть практически с любых углов. Искажения не значительны.

Время отклика

Второе основное отличие - это время отклика. Бывшее.
Уже сейчас во всю ногу шагают системы overdrive - и если раньше это играло главную роль, то сейчас ушло на второй план.

Мониторы TN в этом направлении лидируют и считаются лучшими для геймеров. Шлейфов на них не видно уже достаточно давно. На фотографиях - летящий в угол квадрат удваивался.

Мониторы *VA смотрят на TN пятки. Поиграв в Team Fortress 2, W3 Dota, Fallout 3, никаких искажений и размытых шлейфов (blur-эффекта) не было замечено. Просмотр видео тоже увенчался успехом. На фотографиях - летящий в угол квадрат утроился.

Визуально, в тесте, если хорошо приглядеться, бегающий квадрат на матрице *VA имел всего в 1.1 раза больший шлейф.

Что бы я выбрал?

Если вы пытаетесь выбрать между S-IPS или *VA матрицами и не знаете, что выбрать, то я советую *VA, которым вы будете очень довольны. *VA отлично подходит для работы с цветом - переплачивать в 2 раза больше за название матрицы и большие углы обзора S-IPS, по сравнению *VA не стоит - разница в качестве не стоит этих денег.

Для игр, офисных/интернет дел, просмотра фотографий, простейшего редактирования картинок, фотографий и видео, и просмотра фильмов в одиночку - отлично подойдёт TN. Даже при необходимой сноровке + специфических режимов SuperBright (Video) можно смотреть фильмы на TN на диване при незначительных, незаметных искажениях цветов (а, да зачем они фильму:)).

Для обработки фотографий, работы с цветом в видео (в нужных местах смонтировать можно и на TN, ага?), рисованием на планшете, лучше подойдёт *VA. В бонус - на нём отлично можно смотреть фильмы, развалившись в кресле (высокая яркость в помощь). А играть и заниматься интернет/офисными делами на нём так же удобно, как и на TN.

P.s. После покупки *VA, я сразу заметил на «Welcome screen» в Windows XP слева снизу фиолетовый градиент:), чего не замечал на старых TN.

Материал из ПИЭ.Wiki

Экраны LCD-мониторов (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.

Создание жидкокристаллического дисплея

Первый рабочий жидкокристаллический дисплей был создан Фергесоном (Fergason) в 1970 году. До этого жидкокристаллические устройства потребляли слишком много энергии, срок их службы был ограничен, а контраст изображения был удручающим. На суд общественности новый ЖК-дисплей был представлен в 1971 году и тогда он получил горячее одобрение. Жидкие кристаллы (Liquid Crystal) - это органические вещества, способные под напряжением изменять величину пропускаемого света. Жидкокристаллический монитор представляет собой две стеклянных или пластиковых пластины, между которыми находится суспензия. Кристаллы в этой суспензии расположены параллельно по отношению друг к другу, тем самым они позволяют свету проникать через панель. При подаче электрического тока расположение кристаллов изменяется, и они начинают препятствовать прохождению света. ЖК технология получила широкое распространение в компьютерах и в проекционном оборудовании. Первые жидкие кристаллы отличались своей нестабильностью и были мало пригодными к массовому производству. Реальное развитие ЖК технологии началось с изобретением английскими учеными стабильного жидкого кристалла - бифенила (Biphenyl). Жидкокристаллические дисплеи первого поколения можно наблюдать в калькуляторах, электронных играх и в часах. Современные ЖК мониторы также называют плоскими панелями, активными матрицами двойного сканирования, тонкопленочными транзисторами. Идея ЖК мониторов витала в воздухе более 30 лет, но проводившиеся исследования не приводили к приемлемому результату, поэтому ЖК мониторы не завоевали репутации устройств, обеспечивающих хорошее качество изображения. Сейчас они становятся популярными - всем нравится их изящный вид, тонкий стан, компактность, экономичность (15-30 ватт), кроме того, считается, что только обеспеченные и серьезные люди могут позволить себе такую роскошь

Характеристики ЖК мониторов

Виды ЖК мониторов

Составные слои монитора

Существует два вида ЖК мониторов: DSTN (dual-scan twisted nematic - кристаллические экраны с двойным сканированием) и TFT (thin film transistor - на тонкопленочных транзисторах), также их называют соответственно пассивными и активными матрицами. Такие мониторы состоят из следующих слоев: поляризующего фильтра, стеклянного слоя, электрода, слоя управления, жидких кристаллов, ещё одного слоя управления, электрода, слоя стекла и поляризующего фильтра. В первых компьютерах использовались восьмидюймовые (по диагонали) пассивные черно-белые матрицы. С переходом на технологию активных матриц, размер экрана вырос. Практически все современные ЖК мониторы используют панели на тонкопленочных транзисторах, обеспечивающих яркое, четкое изображение значительно большего размера.

Разрешение монитора

От размера монитора зависят и занимаемое им рабочее пространство, и, что немаловажно, его цена. Несмотря на устоявшуюся классификацию ЖК-мониторов в зависимости от размера экрана по диагонали (15-, 17-, 19-дюймовые), более корректной является классификация по рабочему разрешению. Дело в том, что, в отличие от мониторов на основе ЭЛТ, разрешение которых можно менять достаточно гибко, ЖК-дисплеи имеют фиксированный набор физических пикселей. Именно поэтому они рассчитаны на работу только с одним разрешением, называемым рабочим. Косвенно это разрешение определяет и размер диагонали матрицы, однако мониторы с одинаковым рабочим разрешением могут иметь разную по размерам матрицу. Например, мониторы с диагональю от 15 до 16 дюймов в основном имеют рабочее разрешение 1024Ѕ768, а это означает, что у данного монитора действительно физически содержится 1024 пикселя по горизонтали и 768 пикселей по вертикали. Рабочее разрешение монитора определяет размер иконок и шрифтов, которые будут отображаться на экране. К примеру, 15-дюймовый монитор может иметь рабочее разрешение и 1024Ѕ768, и 1400Ѕ1050 пикселей. В последнем случае физические размеры самих пикселей будут меньшими, а поскольку при формировании стандартной иконки в обоих случаях используется одно и то же количество пикселей, то при разрешении 1400Ѕ1050 пикселей иконка по своим физическим размерам окажется меньше. Для некоторых пользователей слишком маленькие размеры иконок при высоком разрешении монитора могут оказаться неприемлемыми, поэтому при покупке монитора нужно сразу обращать внимание на рабочее разрешение. Конечно же, монитор способен выводить изображение и в другом, отличном от рабочего разрешении. Такой режим работы монитора называют интерполяцией. В случае интерполяции качество изображения оставляет желать лучшего. Режим интерполяции заметно сказывается на качестве отображения экранных шрифтов.

Интерфейс монитора

ЖК-мониторы по своей природе являются цифровыми устройствами, поэтому «родным» интерфейсом для них считается цифровой интерфейс DVI, который может обладать двумя видами конвекторов: DVI-I, совмещающим цифровой и аналоговый сигналы, и DVI-D, передающим только цифровой сигнал. Считается, что для соединения ЖК-монитора с компьютером более предпочтителен интерфейс DVI, хотя допускается подключение и через стандартный D-Sub-разъем. В пользу DVI-интерфейса говорит и то, что в случае аналогового интерфейса происходит двойное преобразование видеосигнала: сначала цифровой сигнал преобразуется в аналоговый в видеокарте (ЦАП-преобразование), который затем трансформируется в цифровой электронным блоком самого ЖК-монитора (АЦП-преобразование), вследствие чего возрастает риск различных искажений сигнала. Многие современные ЖК-мониторы обладают как D-Sub-, так и DVI-коннекторами, что позволяет одновременно подключать к монитору два системных блока. Также можно найти модели, имеющие два цифровых разъема. В недорогих офисных моделях в основном присутствует только стандартный D-Sub-разъем.

Тип ЖК матрицы

Базовым компонентом ЖК-матрицы являются жидкие кристаллы. Существует три основных типа жидких кристаллов: смектические, нематические и холестерические. По электрическим свойствам все жидкие кристаллы делятся на две основные группы: к первой относятся жидкие кристаллы с положительной диэлектрической анизотропией, ко второй - с отрицательной диэлектрической анизотропией. Разница заключается в том, как эти молекулы реагируют на внешнее электрическое поле. Молекулы с положительной диэлектрической анизотропией ориентируются вдоль силовых линий поля, а молекулы с отрицательной диэлектрической анизотропией - перпендикулярно силовым линиям. Нематические жидкие кристаллы обладают положительной диэлектрической анизотропией, а смектические, наоборот, - отрицательной. Другое замечательное свойство ЖК-молекул заключается в их оптической анизотропии. В частности, если ориентация молекул совпадает с направлением распространения плоскополяризованного света, то молекулы не оказывают никакого воздействия на плоскость поляризации света. Если же ориентация молекул перпендикулярна направлению распространения света, то плоскость поляризации поворачивается таким образом, чтобы быть параллельной направлению ориентации молекул. Диэлектрическая и оптическая анизотропия ЖК-молекул дает возможность использовать их в качестве своеобразных модуляторов света, позволяющих формировать требуемое изображение на экране. Принцип действия такого модулятора довольно прост и основан на изменении плоскости поляризации проходящего через ЖК-ячейку света. ЖК-ячейка располагается между двумя поляризаторами, оси поляризации которых взаимно перпендикулярны. Первый поляризатор вырезает плоскополяризованное излучение из проходящего от лампы подсветки света. Если бы не было ЖК-ячейки, то такой плоскополяризованный свет полностью поглотился бы вторым поляризатором. ЖК-ячейка, размещенная на пути проходящего плоскополяризованного света, может поворачивать плоскость поляризации проходящего света. В таком случае часть света проходит через второй поляризатор, то есть ячейка становится прозрачной (полностью или частично). В зависимости от того, каким образом осуществляется управление поворотом плоскости поляризации в ЖК-ячейке, различают несколько типов ЖК-матриц. Итак, ЖК-ячейка, помещаемая между двумя скрещенными поляризаторами, позволяет модулировать проходящее излучение, создавая градации черно-белого цвета. Для получения цветного изображения необходимо применение трех цветных фильтров: красного (R), зеленого (G) и голубого (B), которые, будучи установленными на пути распространения белого цвета, позволят получить три базовых цвета в нужных пропорциях. Итак, каждый пиксель ЖК-монитора состоит из трех отдельных субпикселов: красного, зеленого и голубого, представляющих собой управляемые ЖК-ячейки и различающихся только используемыми фильтрами, установленными между верхней стеклянной пластиной и выходным поляризующим фильтром

Классификация TFT-LCD дисплеев

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

TN-матрица

Структура TN-ячейки

Жидкокристаллическая матрица TN-типа (Twisted Nematic) представляет собой многослойную структуру, состоящую из двух поляризующих фильтров, двух прозрачных электродов и двух стеклянных пластинок, между которыми располагается собственно жидкокристаллическое вещество нематического типа с положительной диэлектрической анизотропией. На поверхность стеклянных пластин наносятся специальные бороздки, что позволяет создать первоначально одинаковую ориентацию всех молекул жидких кристаллов вдоль пластины. Бороздки на обеих пластинах взаимно перпендикулярны, поэтому слой молекул жидких кристаллов между пластинами изменяет свою ориентацию на 90°. Получается, что ЖК-молекулы образуют скрученную по спирали структуру (рис. 3), из-за чего такие матрицы и получили название Twisted Nematic. Стеклянные пластины с бороздками располагаются между двух поляризационных фильтров, причем ось поляризации в каждом фильтре совпадает с направлением бороздок на пластине. В обычном состоянии ЖК-ячейка является открытой, поскольку жидкие кристаллы поворачивают плоскость поляризации проходящего через них света. Поэтому плоскополяризованное излучение, образующееся после прохождения первого поляризатора, пройдет и через второй поляризатор, так как ось его поляризации будет параллельна направлению поляризации падающего излучения. Под воздействием электрического поля, создаваемого прозрачными электродами, молекулы жидкокристаллического слоя меняют свою пространственную ориентацию, выстраиваясь вдоль направления силовых линий поля. В этом случае жидкокристаллический слой теряет способность поворачивать плоскость поляризации падающего света, и система становится оптически непрозрачной, так как весь свет поглощается выходным поляризующим фильтром. В зависимости от приложенного напряжения между управляющими электродами можно менять ориентацию молекул вдоль по полю не полностью, а лишь частично, то есть регулировать степень скрученности ЖК-молекул. Это, в свою очередь, позволяет менять интенсивность света, проходящего через ЖК-ячейку. Таким образом, установив лампу подсветки позади ЖК-матрицы и меняя напряжение между электродами, можно варьировать степень прозрачность одной ЖК-ячейки. TN-матрицы являются наиболее распространенными и дешевыми. Им свойственны определенные недостатки: не очень большие углы обзора, невысокая контрастность и невозможность получить идеальный черный цвет. Дело в том, что даже при приложении максимального напряжения к ячейке невозможно до конца раскрутить ЖК-молекулы и сориентировать их вдоль силовых линий поля. Поэтому такие матрицы даже при полностью выключенном пикселе остаются слегка прозрачными. Второй недостаток связан с небольшими углами обзора. Для частичного его устранения на поверхность монитора наносится специальная рассеивающая пленка, что позволяет увеличить угол обзора. Данная технология получила название TN+Film, что указывает на наличие этой пленки. Узнать, какой именно тип матрицы применяется в мониторе, не так-то просто. Однако если на мониторе имеется «битый» пиксель, возникший вследствие выхода из строя управляющего ЖК-ячейкой транзистора, то в TN-матрицах он всегда будет ярко гореть (красным, зеленым или синим цветом), поскольку для TN-матрицы открытый пиксель соответствует отсутствию напряжения на ячейке. Распознать TN-матрицу можно и посмотрев на черный цвет при максимальной яркости - если он скорее серый, чем черный, то это, вероятно, именно TN-матрица.

IPS-матрицы

Структура IPS-ячейки

Мониторы с IPS-матрицей называют также Super TFT-мониторами. Отличительной особенностью IPS-матриц является то, что управляющие электроды расположены в них в одной плоскости на нижней стороне ЖК-ячейки. При отсутствии напряжения между электродами ЖК-молекулы расположены параллельно друг другу, электродам и направлению поляризации нижнего поляризующего фильтра. В этом состоянии они не влияют на угол поляризации проходящего света, и свет полностью поглощается выходным поляризующим фильтром, поскольку направления поляризации фильтров перпендикулярны друг другу. При подаче напряжения на управляющие электроды создаваемое электрическое поле поворачивает ЖК-молекулы на 90° так, что они ориентируются вдоль силовых линий поля. Если через такую ячейку пропустить свет, то за счет поворота плоскости поляризации верхний поляризующий фильтр пропустит свет без помех, то есть ячейка окажется в открытом состоянии (рис. 4). Варьируя напряжение между электродами, можно заставлять ЖК-молекулы поворачиваться на любой угол, меняя тем самым прозрачность ячейки. Во всем остальном IPS-ячейки подобны TN-матрицам: цветное изображение также формируется за счет использования трех цветовых фильтров. IPS-матрицы имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с TN-матрицами. Преимуществом является тот факт, что в данном случае получается идеально черный цвет, а не серый, как в TN-матрицах. Другим неоспоримым преимуществом данной технологии являются большие углы обзора. К недостаткам IPS-матриц стоит отнести большее, чем для TN-матриц, время реакции пикселя. Впрочем, к вопросу о времени реакции пикселя мы еще вернемся. В заключение отметим, что существуют различные модификации IPS-матриц (Super IPS, Dual Domain IPS), позволяющие улучшить их характеристики.

MVA-матрицы

Доменная структура MVA-ячейки

MVA является развитием технологии VA, то есть технологии с вертикальным упорядочиванием молекул. В отличие от TN- и IPS-матриц, в данном случае используются жидкие кристаллы с отрицательной диэлектрической анизотропией, которые ориентируются перпендикулярно к направлению линий электрического поля. В отсутствие напряжения между обкладками ЖК-ячейки все жидкокристаллические молекулы ориентированы вертикально и не оказывают никакого влияния на плоскость поляризации проходящего света. Поскольку свет проходит через два скрещенных поляризатора, он полностью поглощается вторым поляризатором и ячейка оказывается в закрытом состоянии, при этом, в отличие от TN-матрицы, возможно получение идеально черного цвета. Если к электродам, расположенным сверху и снизу, прикладывается напряжение, молекулы поворачиваются на 90°, ориентируясь перпендикулярно к линиям электрического поля. При прохождении плоскополяризованного света через такую структуру плоскость поляризации поворачивается на 90° и свет свободно походит через выходной поляризатор, то есть ЖК-ячейка оказывается в открытом состоянии. Достоинствами систем с вертикальным упорядочиванием молекул являются возможность получения идеально черного цвета (что, в свою очередь, сказывается на возможности получения высококонтрастных изображений) и малое время реакции пикселя. С целью увеличения углов обзора в системах с вертикальным упорядочиванием молекул используется мультидоменная структура, что и приводит к созданию матриц типа MVA. Смысл этой технологии заключается в том, что каждый субпиксел разбивается на несколько зон (доменов) с использованием специальных выступов, которые несколько меняют ориентацию молекул, заставляя их выравниваться по поверхности выступа. Это приводит к тому, что каждый такой домен светит в своем направлении (в пределах некоторого телесного угла), а совокупность всех направлений расширяет угол обзора монитора. К достоинствам MVA-матриц следует отнести высокую контрастность (благодаря возможности получения идеально черного цвета) и большие углы обзора (вплоть до 170°). В настоящее время существует несколько разновидностей технологии MVA, например PVA (Patterned Vertical Alignment) компании Samsung, MVA-Premium и др., которые в еще большей степени повышают характеристики MVA-матриц.

Яркость

Сегодня в ЖК-мониторах максимальная яркость, заявляемая в технической документации, составляет от 250 до 500 кд/м2. И если яркость монитора достаточна высока, то это обязательно указывается в рекламных буклетах и преподносится как одно из основных преимуществ монитора. Впрочем, как раз в этом кроется один из подводных камней. Парадокс заключается в том, что ориентироваться на цифры, указанные в технической документации, нельзя. Это касается не только яркости, но и контраста, углов обзора и времени реакции пикселя. Мало того, что они могут вовсе не соответствовать реально наблюдаемым значениям, иногда вообще трудно понять, что означают эти цифры. Прежде всего, существуют разные методики измерения, описанные в различных стандартах; соответственно измерения, проводимые по разным методикам, дают различные результаты, причем вы вряд ли сможете выяснить, по какой именно методике и как проводились измерения. Вот один простой пример. Измеряемая яркость зависит от цветовой температуры, но когда говорят, что яркость монитора составляет 300 кд/м2, то возникает вопрос: при какой цветовой температуре достигается эта самая максимальная яркость? Более того, производители указывают яркость не для монитора, а для ЖК-матрицы, что совсем не одно и то же. Для измерения яркости используются специальные эталонные сигналы генераторов с точно заданной цветовой температурой, поэтому характеристики самого монитора как конечного изделия могут существенно отличаться от заявленных в технической документации. А ведь для пользователя первостепенное значение имеют характеристики собственно монитора, а не матрицы. Яркость является для ЖК-монитора действительно важной характеристикой. К примеру, при недостаточной яркости вы вряд ли сможете играть в различные игры или просматривать DVD-фильмы. Кроме того, окажется некомфортной работа за монитором в условиях дневного освещения (внешней засветки). Однако делать на этом основании вывод, что монитор с заявленной яркостью 450 кд/м2 чем-то лучше монитора с яркостью 350 кд/м2, было бы преждевременно. Во-первых, как уже отмечалось, заявленная и реальная яркость - это не одно и то же, а во-вторых, вполне достаточно, чтобы ЖК-монитор имел яркость 200-250 кд/м2 (но не заявленную, а реально наблюдаемую). Кроме того, немаловажное значение имеет и тот факт, каким образом регулируется яркость монитора. С точки зрения физики регулировка яркости может производиться путем изменения яркости ламп подсветки. Это достигается либо за счет регулировки тока разряда в лампе (в мониторах в качестве ламп подсветки используются лампы дневного света с холодным катодом Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), либо за счет так называемой широтно-импульсной модуляции питания лампы. При широтно-импульсной модуляции напряжение на лампу подсветки подается импульсами определенной длительности. В результате лампа подсветки светится не постоянно, а только в периодически повторяющиеся интервалы времени, но за счет инертности зрения создается впечатление, что лампа горит постоянно (частота следования импульсов составляет более 200 Гц). Очевидно, что, меняя ширину подаваемых импульсов напряжения, можно регулировать среднюю яркость свечения лампы подсветки. Кроме регулирования яркости монитора за счет лампы подсветки, иногда это регулировка осуществляется самой матрицей. Фактически, к управляющему напряжению на электродах ЖК-ячейки добавляется постоянная составляющая. Это позволяет полностью открывать ЖК-ячейку, но не позволяет полностью ее закрывать. В этом случае при увеличении яркости черный цвет перестает быть черным (матрица становится частично прозрачной даже при закрытой ЖК-ячейке).

Контрастность

Не менее важной характеристикой ЖК-монитора является его контрастность, которая определяется как отношение яркости белого фона к яркости черного фона. Теоретически контрастность монитора не должна зависеть от установленного на мониторе уровня яркости, то есть при любом уровне яркости измеренный контраст должен иметь одно и то же значение. Действительно, яркость белого фона пропорциональна яркости лампы подсветки. В идеальном случае отношение коэффициентов пропускания света ЖК-ячейкой в открытом и закрытом состоянии является характеристикой самой ЖК-ячейки, однако на практике это отношение может зависеть и от установленной цветовой температуры, и от установленного уровня яркости монитора. За последнее время контрастность изображения на цифровых мониторах заметно выросла, и сейчас этот показатель нередко достигает значения 500:1. Но и здесь все не так просто. Дело в том, что контраст может указываться не для монитора, а для матрицы. Впрочем, как показывает опыт, если в паспорте указывается контраст более 350:1, то этого вполне достаточно для нормальной работы.

Угол обзора

Максимальный угол обзора (как по вертикали, так и по горизонтали) определяется как угол, при обзоре с которого контрастность изображения в центре составляет не менее 10:1. Некоторые производители матриц при определении углов обзора используют контрастность не 10:1, а 5:1, что также вносит некоторую путаницу в технические характеристики. Формальное определение углов обзора довольно туманно и, что самое главное, не имеет прямого отношения к правильности цветопередачи при просмотре изображения под углом. На самом деле для пользователей куда более важным обстоятельством является тот факт, что при просмотре изображения под углом к поверхности монитора происходит не падение контрастности, а цветовые искажения. К примеру, красный цвет превращается в желтый, а зеленый - в синий. Причем подобные искажения у разных моделей проявляются по-разному: у некоторых они становятся заметными уже при незначительном угле, много меньшем угла обзора. Поэтому сравнивать мониторы по углам обзора в принципе неправильно. Сравнить-то можно, но вот практического значения такое сравнение не имеет.

Время реакции пикселя

Типичная временная диаграмма включения пикселя для TN+Film-матрицы

Типичная временная диаграмма выключения пикселя для TN+Film-матрицы

Время реакции, или время отклика пикселя, как правило, указывается в технической документации на монитор и считается одной из важнейших характеристик монитора (что не совсем верно). В ЖК-мониторах время реакции пикселя, которое зависит от типа матрицы, измеряется десятками миллисекунд (в новых TN+Film-матрицах время реакции пикселя составляет 12 мс), а это приводит к смазанности меняющейся картинки и может быть заметно на глаз. Различают время включения и время выключения пикселя. Под временем включения пикселя понимается промежуток времени, необходимый для открытия ЖК-ячейки, а под временем выключения - промежуток времени, необходимый для ее закрытия. Когда же говорят о времени реакции пикселя, то понимают суммарное время включения и выключения пикселя. Время включения пикселя и время его выключения могут существенно различаться. Когда говорят о времени реакции пикселя, указываемом в технической документации на монитор, то имеют в виду время реакции именно матрицы, а не монитора. Кроме того, время реакции пикселя, указываемое в технической документации, различными производителями матриц трактуется по-разному. К примеру, один из вариантов трактовки времени включения (выключения) пикселя заключается в том, что это время изменения яркости пикселя от 10 до 90% (от 90 до 10%). До сих пор, говоря об измерении времени реакции пикселя, подразумевается, что речь идет о переключениях между черным и белым цветами. Если с черным цветом вопросов не возникает (пиксель просто закрыт), то выбор белого цвета не очевиден. Как будет меняться время реакции пикселя, если измерять его при переключении между различными полутонами? Этот вопрос имеет огромное практическое значение. Дело в том, что переключение с черного фона на белый или, наоборот, в реальных приложениях встречается сравнительно редко. В большинстве приложений реализуются, как правило, переходы между полутонами. И если время переключения между черным и белым цветами окажется меньше, чем время переключения между градациями серого, то никакого практического значения время реакции пикселя иметь не будет и ориентироваться на эту характеристику монитора нельзя. Какой же вывод можно сделать из вышеизложенного? Все очень просто: заявляемое производителем время реакции пикселя не позволяет однозначно судить о динамической характеристике монитора. Более правильно в этом смысле говорить не о времени переключения пикселя между белым и черным цветами, а о среднем времени переключения пикселя между полутонами.

Количество отображаемых цветов

Все мониторы по своей природе являются RGB-устройствами, то есть цвет в них получается за счет смешения в различных пропорциях трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Таким образом, каждый ЖК-пиксель состоит из трех цветных субпикселов. Кроме полностью закрытого или полностью открытого состояния ЖК-ячейки, возможны и промежуточные состояния, когда ЖК-ячейка частично открыта. Это позволяет формировать цветовой оттенок и смешивать цветовые оттенки базовых цветов в нужных пропорциях. При этом количество воспроизводимых монитором цветов теоретически зависит от того, сколько цветовых оттенков можно сформировать в каждом цветовом канале. Частичное открытие ЖК-ячейки достигается за счет подачи требуемого уровня напряжения на управляющие электроды. Поэтому количество воспроизводимых цветовых оттенков в каждом цветовом канале зависит от того, сколько различных уровней напряжений можно подавать на ЖК-ячейку. Для формирования произвольного уровня напряжения потребуется использование схем ЦАП с большой разрядностью, что крайне дорого. Поэтому в современных ЖК-мониторах чаще всего применяют 18-битные ЦАП и реже - 24-битные. При использовании 18-битной ЦАП на каждый цветовой канал приходится по 6 бит. Это позволяет сформировать 64 (26=64) различных уровня напряжения и соответственно получить 64 цветовых оттенка в одном цветовом канале. Всего же за счет смешения цветовых оттенков разных каналов возможно создание 262 144 цветовых оттенков. При использовании 24-битной матрицы (24-битная схема ЦАП) на каждый канал приходится по 8 бит, что позволяет сформировать уже 256 (28=256) цветовых оттенков в каждом канале, а всего такая матрица воспроизводит 16 777 216 цветовых оттенков. В то же время для многих 18-битных матриц в паспорте указывается, что они воспроизводят 16,2 млн. цветовых оттенков. В чем же тут дело и возможно ли такое? Оказывается, что в 18-битных матрицах за счет всяческих ухищрений можно приблизить количество цветовых оттенков к тому, что воспроизводится настоящими 24-битными матрицами. Для экстраполяции цветовых оттенков в 18-битных матрицах используются две технологии (и их комбинации): dithering (дизеринг) и FRC (Frame Rate Control). Суть технологии дизеринга заключается в том, что недостающие цветовые оттенки получают за счет смешения ближайших цветовых оттенков соседних пикселов. Рассмотрим простой пример. Предположим, что пиксель может находиться только в двух состояниях: открытом и закрытом, причем закрытое состояние пикселя формирует черный цвет, а открытое - красный. Если вместо одного пикселя рассмотреть группу из двух пикселов, то, кроме черного и красного, можно получить еще и промежуточный цвет, осуществив тем самым экстраполяцию от двухцветного режима к трехцветному. В результате если первоначально такой монитор мог генерировать шесть цветов (по два на каждый канал), то после такого дизеринга он будет воспроизводить уже 27 цветов. Схема дизеринга имеет один существенный недостаток: увеличение цветовых оттенков достигается за счет уменьшения разрешения. Фактически при этом увеличивается размер пикселя, что может негативно сказаться при прорисовке деталей изображения. Суть технологии FRC заключается в манипуляции яркостью отдельных субпикселов с помощью их дополнительного включения/выключения. Как и в предыдущем примере, считается, что пиксель может быть либо черным (выключен), либо красным (включен). Каждый субпиксел получает команду на включение с частотой кадровой развертки, то есть при частоте кадровой развертки 60 Гц каждый субпиксел получает команду на включение 60 раз в секунду. Это позволяет генерировать красный цвет. Если же принудительно заставлять включаться пиксель не 60 раз в секунду, а только 50 (на каждом 12-м такте производить не включение, а выключение пикселя), то в результате яркость пикселя составит 83% от максимальной, что позволит сформировать промежуточный цветовой оттенок красного. Оба рассмотренных метода экстраполяции цвета имеют свои недостатки. В первом случае - это возможное мерцание экрана и некоторое увеличение времени реакции, а во втором - вероятность потери деталей изображения. Отличить на глаз 18-битную матрицу с экстраполяцией цвета от истинной 24-битной довольно сложно. При этом стоимость 24-битной матрицы значительно выше.

Принцип действия TFT-LCD дисплеев

Общий принцип формирования изображения на экране хорошо иллюстрирует рис. 1. А вот как управлять яркостью отдельных субпикселей? Новичкам обычно объясняют так: за каждым субпикселем стоит жидкокристаллическая заслонка. В зависимости от приложенного к ней напряжения она пропускает больше или меньше света от задней лампы подсветки. И все сразу представляют себе некие заслонки на маленьких петельках, которые поворачиваются на нужный угол... примерно так:

На самом деле, конечно, всё гораздо сложнее. Нет никаких материальных заслонок на петлях. В реальной жидкокристаллической матрице световой поток управляется примерно так:

Свет от лампы подсветки (идём по картинке снизу вверх) первым делом проходит сквозь нижний поляризующий фильтр (белая заштрихованная пластина). Теперь это уже не обычный поток света, а поляризованный. Дальше свет проходит через полупрозрачные управляющие электроды (жёлтые пластинки) и встречает на своём пути слой жидких кристаллов. Изменением управляющего напряжения поляризацию светового потока можно менять на величину до 90 градусов (на картинке слева), или оставлять неизменной (там же справа). Внимание, начинается самое интересное! После слоя жидких кристаллов расположены светофильтры и тут каждый субпиксель окрашивается в нужный цвет – красный, зелёный или синий. Если посмотреть на экран, убрав верхний поляризующий фильтр – мы увидим миллионы светящихся субпикселей – и каждый светится с максимальной яркостью, ведь наши глаза не умеют различать поляризацию света. Иными словами, без верхнего поляризатора мы увидим просто равномерное белое свечение по всей поверхности экрана. Но стоит поставить верхний поляризующий фильтр на место – и он «проявит» все изменения, которые произвели с поляризацией света жидкие кристаллы. Некоторые субпиксели так и останутся ярко светящимися, как левый на рисунке, у которого поляризация была изменена на 90 градусов, а некоторые погаснут, ведь верхний поляризатор стоит в противофазе нижнему и не пропускает света с дефолтной (той, что по умолчанию) поляризацией. Есть и субпиксели с промежуточной яркостью – поляризация потока света, прошедшего через них, была развёрнута не на 90, а на меньшее число градусов, например, на 30 или 55 градусов.

Плюсы и минусы

Условные обозначения: (+) достоинство, (~) допустимо, (-) недостаток
	ЖК-мониторы	ЭЛТ-мониторы
Яркость	(+) от 170 до 250 Кд/м2	(~) от 80 до 120 Кд/м2
Контрастность	(~) от 200:1 до 400:1	(+) от 350:1 до 700:1
Угол обзора (по контрасту)	(~) от 110 до 170 градусов	(+) свыше 150 градусов
Угол обзора (по цвету)	(-) от 50 до 125 градусов	(~) свыше 120 градусов
Разрешение	(-) Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Оптимально можно использовать только в этом разрешении; в зависимости от поддерживаемых функций расширения или компрессии можно ис-пользовать более высокое или более низ-кое разрешение, но они не оптимальны.	(+) Поддерживаются различные разреше-ния. При всех поддерживаемых разреше-ниях монитор можно использовать опти-мальным образом. Ограничение наклады-вается только приемлемостью частоты регенерации.
Частота вертикальной развертки	(+) Оптимальная частота 60 Гц, чего дос-таточно для отсутствия мерцания	(~) Только при частотах свыше 75 Гц от-сутствует явно заметное мерцание
Ошибки совмещения цветов	(+) нет	(~) от 0.0079 до 0.0118 дюйма (0.20 - 0.30 мм)
Фокусировка	(+) очень хорошая	(~) от удовлетворительной до очень хоро-шей>
Геометрические/линейные искажения	(+) нет	(~) возможны
Неработающие пиксе-ли	(-) до 8	(+) нет
Входной сигнал	(+) аналоговый или цифровой	(~) только аналоговый
Масштабирование при разных разрешениях	(-) отсутствует или используются методы интерполяции, не требующие больших накладных расходов	(+) очень хорошее
Точность отображения цвета	(~) Поддерживается True Color и имитиру-ется требуемая цветовая температура	(+) Поддерживается True Color и при этом на рынке имеется масса устройств калиб-ровки цвета, что является несомненным плюсом
Гамма-коррекция (подстройка цвета под особенности человече-ского зрения)	(~) удовлетворительная	(+) фотореалистичная
Однородность	(~) часто изображение ярче по краям	(~) часто изображение ярче в центре
Чистота цвета/качество цвета	(~) хорошее	(+) высокое
Мерцание	(+) нет	(~) незаметно на частоте выше 85 Гц
Время инерции	(-) от 20 до 30 мсек.	(+) пренебрежительно мало
Формирование изображения	(+) Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким	(~) Пиксели формируются группой точек (триады) или полосок. Шаг точки или ли-нии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества ЭЛТ
Энергопотребление и излучения	(+) Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов (от 25 до 40 Вт).	(-) Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако их уровень зависит от того, соответствует ли ЭЛТ какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 60 - 150 Вт.
Размеры/вес	(+) плоский дизайн, малый вес	(-) тяжелая конструкция, занимает много места
Интерфейс монитора	(+) Цифровой интерфейс, однако, большинство LCD мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров	(-) Аналоговый интерфейс

Литература

А.В.Петроченков “Hardware-компьютер и периферия “, -106стр.ил.
В.Э.Фигурнов “IBM PC для пользователя “, -67стр.
“HARD "n" SOFT “ (компьютерный журнал для широкого круга пользователей) №6 2003г.
Н.И.Гурин “Работа на персональном компьютере “,-128стр.

Выбираем жидкокристаллическую матрицу

Споры, какой тип матрицы монитора лучше отображает цвет, и имеет минимальное время отклика, не утихают и постоянно подогреваются ведущими производителями, например, за технологией IPS стоят APPLE и LG, технологии Super AMOLED и PLS продвигает не менее сильный Samsung. Фанаты разделились на враждующие группировки, но как всегда бывает в жизни, однозначного ответа не бывает.

Сразу убираем матрицы по технологии TN и TN+film. Несмотря на то, что они до сих пор продаются, технология морально устарела уже давно. Малый угол обзора, ограниченная цветопередача и искажения по краям ограничивают сферу применения данных матриц исключительно офисными программами.

Матрицы *VA

Промежуточный вариант между уходящими TN и современной IPS. Определить что лучше матрица va или ips можно только при ближайшем просмотре – у *VA немного хуже передача цвета и время отклика. Из известных фирм подобные матрицы производит Samsung по фирменной технологии PVA (Patterned Vertical Alignment), но прогресс в удешевлении IPS практически вытеснил их с рынка.

OLED

Точки изображения созданы с помощью многослойных полимеров, светящихся при подаче напряжения. Постоянная подсветка не требуется, полимерная основа позволяет сделать гибкий экран. Несмотря на многолетние усилия производителей, таких как LG существенно удешевить технологию пока не удалось.

IPS

Технология жидкокристаллических экранов, получившая наименование IPS была разработана фирмами Hitachi и NEC для устранения основного недостатка матриц TN и TN+film – неполное отображение цветового пространства RGB 24 bit. Это приводило к нарушению цветопередачи и использованию профессионалами устаревших и громоздких ЭЛТ-мониторов. Начиная с 1998 г. к улучшению IPS добавилась компания LG, которая постепенно стала лидером в производстве и создала самый известный вариант – дисплей Retina IPS для устройств Apple, разрешение которых не позволяет рассмотреть отдельные точки изображения. На рисунке слева матрица Retina, справа обычный TN+film.

Из-за хорошей цветопередачи и большого резерва по увеличению плотности точек матрицы IPS широко используются в 3D мониторах и 4К телевизорах.

Совет: перед покупкой всегда помните, что визуально точно определить какая матрица монитора лучше в магазине практически невозможно. Дисплеи и телевизоры почти всегда работают в демонстрационном режиме, скрывающем возможные недостатки системы подсветки и цветопередачи. Настройки обычно завышены для идеального качества картинки в больших торговых залах и можно сильно разочароваться, включив дома режим «Standart» или «Normal». Поэтому проверьте все режимы заранее!!

Технология IPS имеет несколько модификаций и самыми популярными являются следующие:

S-IPS от компании Hitachi. По сравнению с первыми IPS, значительно уменьшился отклик матрицы в динамических изображениях (игры, видео);
H-IPS от LG. Высокий контраст, широкие углы обзора и цветовая однородность по всей площади экрана сделали данный вид матриц фактическим стандартом для профессиональной обработки графики;
AH-IPS. Развитие предыдущей технологии от LG. Еще лучше яркость и передача цвета, увеличена плотность пикселей и пониженное потребление энергии.

Появление альтернативных технологий, кроме маркетинговой составляющей, устраняло существенный недостаток первых IPS: малые углы обзора, большое время отклика и дороговизну производства. Но в настоящий момент эти недостатки практически ликвидированы и на вопрос «tn или ips что лучше» можно с уверенностью сказать, что IPS будет лучшим выбором.

С конкурентами ситуация не так ясна и нужно руководствоваться исключительно собственными визуальными предпочтениями. В качестве примера возьмем компанию Samsung и ее фирменные технологии PLS и Super AMOLED, позиционирующиеся как альтернатива IPS по следующим параметрам:

Как видим явного лидера нет и окончательный выбор нужно делать основываясь на сфере применения: монитор для игр или 4K всегда должен иметь лучшие характеристики, по сравнению с офисным вариантом.

В заключение статьи еще об одном часто встречающимся поисковом запросе – «какой тип матрицы лучше для монитора tft или ips». Что это такое и чем отличается от обычного IPS? Ответ прост: ничем, так как TFT это краткое название любого ЖК-экрана с активной матрицей (Thin Film Transistor), а IPS ее очередная модификация.

In-Plane Switching (также Super Fine TFT) - технология изготовления жидкокристаллических дисплеев.

Технология IPS или SFT (Super Fine TFT), была разработана компаниями Hitachi и NEC в 1996 году как альтернатива TN-технологии (Twisted Nematic).

Эти компании пользуются этими двумя разными названиями одной технологии - NEC использует «SFT», а Hitachi - «IPS». Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне. TN-матрица имеет как правило лучший отклик, чем IPS, но не всегда. Так, при переходах из серого в серый лучше себя ведет IPS-матрица.

Данная матрица также к устойчива к нажатию. Прикосновение к TN- или VA-матрице приводит к "волнению" или определенной реакции на экране. У IPS-матрицы такой эффект отсутствует.

Кроме того, офтальмологи подтверждают, что IPS-матрица более комфортна для глаз.

Таким образом, IPS-матрица дает яркую и четкую картину независимо от углов зрения, оптимальную для работы в интернете, просмотра фильмов. Но самое главное – для обработки изображений и просмотра фотографий.

В настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS, - единственные среди ЖК-мониторов передают полную глубину цвета RGB - 24 бита, по 8 бит на канал.

Ранее технология IPS использовалась исключительно для профессиональных мониторов, поскольку наиболее адекватно из всех технологий производства ЖК-панелей позволяет передавать цветовую гамму. Однако, LG сделала революционный шаг по ее выводу на массовый рынок.

По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6-бит на канал, как и часть MVA.

IPS в настоящее время вытеснено технологией Н-IPS, которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. Н-IPS и более дешевая e-IPS активно используется в панелях размером от 20". LG Display, Dell, NEC, Samsung, Chimei остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

Виды матриц IPS

IPS (Super TFT) . Это базовый уровень технологии. Преимущество - широкие углы обзора. Большинство панелей также поддерживают реалистичную цветопередачу (8-бит на канал).

S-IPS (Super-IPS) . Этот тип матрицы наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика.

AS-IPS (Advanced Super-IPS) - разработана корпорацией Hitachi. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. В этом типе матрицы улучшена главным образом, контрастность с расширенной цветовой гаммой традиционных S-IPS панелей до уровня, при котором они стали вторыми после некоторых S-PVA.

H-IPS (Horizontal IPS) . Достигнута ещё большая контрастность и визуальная более однородная поверхность экрана.

H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer) - разработана LG Display для корпорации NEC. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White - «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом - так называемый «глоу-эффект»). Технология Advanced True Wide Polarizer основана на поляризационной плёнке NEC для достижения более широких углов обзора и исключения засветки при взгляде под углом. Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества.

IPS-Pro (IPS-Provectus) . Технология панелей IPS Alpha с более широкой цветовой гаммой и контрастностью, сравнимой с контрастностью PVA и ASV дисплеев без углового свечения.

AFFS (Advanced Fringe Field Switching, неофициальное название - S-IPS Pro) . 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.

e-IPS (Enhanced IPS) использует более дешевые в производстве лампы подсветки, с более низким энергопотреблением. Улучшен диагональный угол обзора, время отклика уменьшено до 5 мс.

P-IPS (Professional IPS) обеспечивает 1,07 млрд цветов (30-битная глубина цвета). Больше возможных ориентаций для субпикселя (1024 против 256) и лучшая глубина true color-цветопередачи.

AH-IPS (Advanced High Performance IPS) . Улучшена цветопередача, увеличено разрешение и PPI, повышена яркость и понижено энергопотребление.

Технология PLS

PLS-матрица (Plane-to-Line Switching) была разработана компанией Samsung как альтернатива IPS и впервые продемонстрирована в декабре 2010 года.
Достоинства:

плотность пикселей выше по сравнению с IPS (и аналогична с *VA/TN);
высокая яркость и хорошая цветопередача;
большие углы обзора;
полное покрытие диапазона sRGB;
низкое энергопотребление, сравнимое с TN.

Недостатки:

время отклика (5-10 мс) сравнимо с S-IPS, лучше чем у *VA, но хуже чем у TN;

PLS и IPS

Компания Samsung не давала описания технологии PLS. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS.

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.