Перспективы
Эволюция жидкокристаллических матриц не остановилась. При увеличении диагонали возникают свои сложности, например, размещение огромного количества транзисторов на стеклянной панели. Подсчитаем: стандартное разрешение для 15” дисплея – 1024х768 пикселей. Т.е. на экране размещены 786 432 точки. Каждая точка образуется 3 пикселями разных цветов. Таким образом, на панели нужно разместить около 2,35 млн транзисторов.
Получение такой плотности на стекле – довольно серьёзная проблема. Поэтому до недавнего времени тонкоплёночные транзисторы формировались на аморфном кремнии. Однако такие транзисторы ограничены по полезной площади и требуют достаточно высоких значений напряжения. Побороть эту проблему можно, используя кристаллический кремний для создания транзисторов.
Для осаждения кристаллического кремния необходимы высокие температуры (около 900°C). Однако при такой температуре расплавится стекло, на которое и нужно осадить кремний. Поэтому создали несколько технологий, с помощью которых можно осадить молекулы кремния при сравнительно низкой температуре. Самый распространённый метод – лазерный отжиг. Нанесённый на стеклянную подложку аморфный кремний расплавляется эксимерным лазером, а затем кристаллизируется при температуре около 300°C. Общее название технологии – Low-Temperature PolySilicon ( LTPS), низкотемпературный поликристаллический кремний.
На стеклянной подложке создаётся слой из LTPS, в котором формируются прозрачные транзисторы из окисла индия. Благодаря тому, что подвижность электронов в кристаллическом кремнии равна 200 см 2/В∙с, а в аморфном – всего 0.5 см 2/В∙с, можно уменьшить размер самого транзистора. Более того, раз кремний кристаллический, почему бы и логику драйвера панели не разместить в нём же? Так получаются панели System on Panel, значительно более лёгкие, чем традиционные, и более простые для интеграции в монитор (количество контактов уменьшено с 4000 до 200). Все эти преимущества значительно снижают потребление панелью электричества.
Впрочем, до повсеместного внедрения LTPS должно пройти ещё довольно много времени. Причина – всё та же дороговизна технологии и сложность производства. К тому же для производства матриц для настольных дисплеев LTPS не нужен. Однако популяризации LTPS косвенно послужит постепенное ужесточение требований к энергопотреблению матриц со стороны организаций Standard Panels Working Group и Mobile PC Extended Battery Life Working Group.
TN
Название TN расшифровывается как Twisted Nematic. Это самый старый тип LCD-матриц, появившийся на рынке еще в восьмидесятые годы. Но, несмотря на свой преклонный возраст, именно TN-панели больше всего подходят современным геймерам. Они не только отличаются очень низкой ценой, но и предлагают крайне небольшое время отклика, высокую частоту обновления и минимальное размытие движений. Главные же недостатки TN-матриц — небольшие углы обзора и невыдающаяся цветопередача — для геймеров совершенно некритичны.
В таких матрицах жидкие кристаллы закручены в спираль. Собственно, именно из-за этого они и получили свое название — скрученный нематический кристалл. Под воздействием электричества они меняют свою поляризацию, переставая пропускать свет. Первые образцы таких панелей имели крайне небольшие углы обзора. Ситуация немного улучшилась после появления технологии TN+film с дополнительным слоем, увеличивающим угол обзора. Но именно что немного, углы обзора TN+film до сих пор сильно не дотягивают до возможностей других матриц.
Так выглядит изображение на TN-дисплее при разных углах обзора.
Недостатки
Небольшие углы обзора
Кому подойдет?
Экономным покупателям, склонным выбирать устройства бюджетного сегмента, и, как ни странно, геймерам. Особенно любителям экшенов и шутеров, где требуется чрезвычайно быстрый монитор — TN-матрицу в этом плане пока никто не обогнал.
Что взять?
Например, монитор AOC G2590PX с матрицей TN, который имеет диагональ 24,5 дюйма и разрешение Full HD (1920×1080). Этот монитор отличается высокой частотой обновления 144 Гц, хорошей яркостью 400 кд/м² и современными интерфейсами HDMI и DisplayPort на пару с устаревшим, но совсем нелишним VGA.
VA
Cозданы как альтернатива матрице IPS с целью повысить время отклика — правда, это не сильно удалось. VA означает Vertical Alignment. Жидкие кристаллы в такой матрице под воздействием электричества выравниваются по горизонтали.
У VA масса модификаций — MVA, PVA, AHVA — которые различаются лишь конструктивно, так что купить можно любой. Разве что на мониторе с матрицей VA вы увидите более глубокий черный цвет. Кроме того, мониторы с VA-матрицей часто делают изогнутыми — чем это хорошо и зачем это нужно, можно подробнее почитать здесь.
Матрица VA не пропускает фоновую подсветку при повороте, что позволяет посмотреть на изображение на мониторе, как на картину под разными углами — без лишнего света.
Недостатки
время отклика аналогично IPS самый высокий ценовой диапазонКому подойдет?
Дизайнерам и полиграфистам, которым нужно видеть графику в аналоге естественного освещения без лишней подсветки. Изогнутые версии подойдут геймерам, которые хотят испытать эффект более глубокого погружения в игровое окружение.
CHIP рекомендует
Еще один монитор Samsung C24F390FHI с матрицей VA изогнутого типа. При диагонали 23,5 дюйма он дает разрешение 1920×1080 (Full HD) c соотношением сторон 16:9. Подключение может осуществляться по VGA или HDMI. Монитор имеет хорошую яркость (250 кд/м2) и высочайшую контрастность контрастность (3000:1). А вот время отклика в 4 мс мало отличает его от моделей IPS.
Какая матрица лучше для монитора
Довольно часто при покупке компьютера возникает проблема, какой тип матрицы выбрать для монитора. Для этого нужно сравнить несколько вариантов и выбрать наиболее подходящий. Основными параметрами являются:
- Угол обзора. На первом месте самые дорогие OLED и QLED. За ними идут по нисходящей IPS, VA и TN.
- Время отклика. Лучшие показатели у OLED и TN, несмотря на низкую цену последнего. Матрицы IPS и VA находятся на среднем уровне.
- Далее подбираем цветопередачу. Наиболее эффективными считаются OLED и QLED, далее – IPS и VA. На последнем месте – TN.
- Контрастность. У всех матриц она примерно на таком же уровне, как и цветопередача. То же самое касается и стоимости изделий.
Окончательный выбор делается индивидуально, с учетом будущих условий эксплуатации.
История открытия жидких кристаллов
Впервые жидкие кристаллы были обнаружены в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райнитцером в ходе исследования холестеринов в растениях. Он выделил вещество, имеющее кристаллическую структуру, но при этом странно ведущее себя при нагреве. При достижении 145.5°C вещество мутнело и становилось текучим, но при этом сохраняло кристаллическую структуру вплоть до 178.5°C, когда, наконец, превращалось в жидкость. Райнитцер сообщил о необычном явлении своему коллеге – немецкому физику Отто Леманну, который выявил ещё одно необычное качество вещества: эта псевдожидкость в электромагнитных и оптических свойствах проявляла себя как кристалл. Именно Леманн и дал название одной из ключевых технологий отображения информации на сегодняшний день – «жидкий кристалл».
Технический словарь разъясняет термин «жидкий кристалл» как мезофазу, переходное состояние вещества между твёрдым и изотропным жидким. В этой фазе вещество сохраняет кристаллический порядок расположения молекул, но при этом обладает значительной текучестью и стабильностью в широком диапазоне температур.
Почти столетие это открытие относилось к рангу удивительных особенностей природы, пока в 70-х годах ХХ века компания Radio Corporation of America не представила первый работающий монохромный экран на жидких кристаллах. Вскоре после этого технология начала проникать на рынок потребительской электроники, в частности, наручных часов и калькуляторов. Однако до появления цветных экранов было ещё очень далеко.
Что лучше выбрать: VA или IPS?
Тип матрицы следует выбирать исходя из задач ТВ-техники и потребностей пользователя. Лучше выбирать телевизор вживую, реально оценивая качество картинки. Случается, что в одно и то же устройство, в зависимости от партии, ставят разные типы матриц.
Отличить их можно по таким признакам:
- при просмотре сбоку VA матрица побледнеет раньше IPS;
- проведя пальцем по панели VA, останется видимый шлейф, чего у IPS не бывает;
- черный цвет на IPS будет отдавать синеватым оттенком.
При выборе того или иного типа технологии экрана, рекомендуется учитывать следующее:
- Чем выше контрастность, тем качественнее изображение. Оптимальный параметр – 4000:1 и выше.
- Почти все телевизоры можно смотреть под 45-градусным углом без весомых искажений, если ракурс просмотра больше, то VA матриц лучше отказаться.
- Отображение цветов. Максимально большая цветность обеспечена в OLED и QLED экранах, также реалистичную передачу дает IPS технология. Если сравнить 4K HDR телевизоры с 10-битным цветом, между IPS и VA не будет видно разницы. При одинаковых характеристиках цветовой эффективности оба экрана работают одинаково. Но из-за глубокого черного, глаз будет воспринимать VA экран ярче и насыщеннее. Это потому что темный цвет сильнее контрастирует с цветными деталями картинки. Именно поэтому на качество изображения так сильно влияет высокий контраст и глубина черного цвета.
- Стандартная контрастность на двух одинаковых по характеристикам 4К телевизорах с разными матрицами будет существенно отличаться. IPS выдаст около 1400:1, а VA технология – минимум 3500:1.
Важно учитывать, что даже при использовании одного и того же типа матрицы, у разных производителей может отличаться изображение. Рекомендуется выбирать известные бренды с положительной репутацией и высоким рейтингом
Для тех, то ищет дешевый вариант, без претензий на высококлассную картинку, подойдет TN матрица. Такие телевизоры выпускают с диагональю не больше 32 дюймов. Модели с этой технологией используют в небольших комнатах, а также в качестве игрового монитора.
Модели с IPS выбирают те, кому важна естественная цветопередача. ТВ хоть и не дают истинно черный цвет, но насыщенность других цветов гарантирована.
Экраны VA выбирают любители высокой контрастности. Нужно учитывать, что телевизор должен устанавливаться так, чтобы относительно зрителей не было отклонения больше 20°.
Какой вид самый лучший, однозначно сказать нельзя. У каждого есть плюсы и минусы. Главное – определить основные задачи телевизора и учесть параметры помещения, где он будет установлен.
Какие поломки у матриц чаще всего бывают
Следующие проверки нужно выполнять не только при покупке телевизора, но и в дальнейшем. Таким образом можно будет узнать о наличии наиболее распространённых поломок.
При покупке необходимо провести тест на битые пиксели. Обычно для этого на экране демонстрирует изображение с высоким уровнем яркости. Битые пиксели при этом будут видны в виде чёрных точек.
Битый пиксель
Нужно проверить скорость ролика. Это можно проверить с помощью показа видео с быстрой сменой изображений. Изобразив картинку с большим количеством оттенков серого можно увидеть насколько высоко качество изображения.
Важно проверить качество показа белого цвета. При этом нужно убедиться в отсутствии, например, зелёных или розовых пятен на этом фоне
Таблица преимуществ и недостатков современных матриц мониторов
| Тип матрицы | Достоинства | Недостатки |
|---|---|---|
| TN | Низкое время отклика (до 1 мс), дешевизна | Маленькие углы обзора, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность, энергопотребление |
| IPS | Большие углы обзора, очень хорошая цветопередача (DCI-P3 и Rec. 2020) | Высокая цена, высокое время отклика (5-15 мс), плохие оттенки черного |
| VA | Низкое время отклика (до 2-3 мс), высокая частота обновления (до 200 hz), хорошая цветопередача, лучшая контрастность (3000:1) | Урезанные углы обзора |
| OLED | Низкое энергопотребление, большие углы обзора (до 180 гр), мгновенный отклик, высокая контрастность | Маленький срок службы диодов, высокая цена по сравнению с IPS, невозможность создания долговечного дисплея |
Матрица VA или IPS для гейминга?
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.
Что лучше IPS или VA матрица? Каждая имеет свои преимущества и недостатки
Именно по этой причин стоит взвесить все «за» и «против», определить цели и задачи, принять во внимание сценарий эксплуатации техники, параметры помещения, где она буде размещаться, и после сделать выбора в пользу подходящего варианта.
Мы в Telegram
- 60
Инновации
Удаление воздушной прослойки OGS
Инженеры с каждым годом представляют технологии улучшения изображения. Некоторые из них забываются и не применяются, а некоторые производят фурор. Технология OGS является как раз таковой.
Стандартно экран телефона состоит из защитного стекла, непосредственно самой матрицы и воздушной прослойкой между ними. OGS позволяет избавиться от лишнего слоя – воздушной прослойки – и сделать матрицу частью защитного стекла. В результате изображение как будто находится на поверхности стекла, а не скрыто под ним. Эффект улучшения качества отображения налицо. За последние пару-тройку лет технология OGS неофициально считается стандартом для любых более-менее нормальных телефонов. Не только дорогие флагманы оснащаются OGS-экранами, но и бюджетники и даже некоторые совсем дешевые модели.
Изгиб стекла экрана
Следующий интересный эксперимент, который позже стал инновацией – это 2.5D стекло (то есть почти 3D). Благодаря загибам экрана по краям картинка становится более объемной. Если помните, первый смартфон Samsung Galaxy Edge произвел фурор – он первый (или нет?) получил дисплей с 2.5D стеклом, и выглядел он потрясающе. Сбоку даже появилась дополнительная сенсорная панель для быстрого вызова некоторых программ.
У HTC была попытка сделать что-нибудь необычное. Компания создала смартфон Sensation с вогнутым внутрь дисплеем. Таким образом он был защищен от царапин, хотя добиться большей пользы не удалось. Сейчас таких экранов не встретить в силу и без того прочных и невосприимчивых к царапинам защитных стекло Gorilla Glass.
На этом HTC не остановилась. Был создан смартфон LG G Flex, у которого был не только изогнут экран, но и сам корпус. В этом состояла “фишка” устройства, которая тоже не обрела популярность.
Растягивающийся или гибкий экран от Samsung
На средину 2020 года та технология еще не используется ни в одном доступном на рынке телефоне. Однако компания Samsung в видеороликах и на своих презентациях демонстрирует AMOLED-экраны, которые могут растягиваться и затем возвращаться в обратное исходное положение.
Фото гибкого дисплея отSamsung:
Также компания представила демонстрационный видео ролик, где отчетливо видно экран, выгибающийся на 12 мм (как заявляет сама компания).
Вполне возможно, скоро Samsung сделает весьма необычный революционный экран, который поразит весь мир. Это будет революцией в плане разработки дисплеев. Сложно даже представить, насколько далеко компания уйдет вперед с такой технологией. Впрочем, возможно и другие производители (Apple, например) тоже ведут разработки гибких дисплеев, но пока подобных демонстраций от них не было.
Типы панелей
Как уже ранее было отмечено нами ранее, перед приобретением монитора необходимо обратить внимание на тип матрицы, присутствующий в конкретной модели, и пользователи смогут выбрать одну из трех видов панелей:
- «Twisted Nematic» («TN»): старый вид «LCD» панели.
- «In-plane switching» («IPS»): высококачественная жидкокристаллическая матрица, которая была создана для устранения основных недостатков матриц, исполненных по «TN» технологии. Подобную технологию корпорация «Samsung» называет «plane-to-line switching» («PLS»), а компания «AU Optronics» называет данную технологию «advanced hyper viewing angle» («AHVA»). Обе имеют сопоставимые параметры.
- «Vertical alignment» («VA»): название «super vertical alignment» («SVA») использует компания «Samsung», а корпорация «AU Optronics» в свою очередь решила дать название данной технологии «advanced multi-domain vertical alignment» («AMVA»), каждая из которых обладает схожими характеристиками.
Название каждого типа матриц соотносится к методу выравнивания молекул внутри жидкокристаллического дисплея и варианту изменения их положения при подаче напряжения. Для работы экрана дисплея жидкокристаллические мониторы изменяют положение молекул, но способ, который они применяют, существенно влияет на конечное изображение и время отклика монитора.
Каждый вид матрицы имеет свои преимущества и недостатки. Самым простым и верным способом является выбор монитора с наиболее важными для пользователей атрибутами и характеристиками. Однако покупка монитора ограничена не только предъявляемыми требованиями, но и размером выделяемого, на реализацию востребованного процесса замены, соответствующего количества денежных средств. И пользователи, исходя из своих возможностей, должны найти оптимальный вариант.
Если основной вид ежедневного использования персонального компьютера подразумевает исполнение таких операций, как программирование, редактирование видео композиций и фотографий, различные офисные процедуры или регулярное задействование для современных компьютерных игр с высокими графическими требованиями, то во время принятия решения однозначность ответа не очевидна и у пользователей могут возникнуть отдельные сложности с окончательным выбором.
Параметры ЖК-мониторов
Несмотря на то, что время отклика ячейки – далеко не самый важный показатель, чаще всего при выборе монитора покупатель обращает внимание только на этот фактор. Собственно, именно поэтому TN+film и доминирует
Однако при выборе конкретной модели стоит обдуманно взвешивать все характеристики монитора.
Время отклика
Этот показатель означает минимальное время, за которое ячейка жидкокристаллической панели изменяет цвет. Существуют два способа измерения скорости матрицы: black to black, чёрный-белый-чёрный, и gray to gray, между градациями серого. Эти значения очень сильно различаются.
При изменении состояния ячейки между крайними положениями (чёрный-белый) на кристалл подаётся максимальное напряжение, поэтому он поворачивается с максимальной скоростью. Именно так получены значения в 8, 6, а иногда и 4 мс в характеристиках современных мониторов.
При смещении кристаллов между градациями серого на ячейку подаётся намного меньшее напряжение, потому что позиционировать их нужно точно для получения нужного оттенка. Поэтому и времени для этого затрачивается намного больше (для матриц 16 мс – до 27-28 мс).
Лишь недавно в конечных продуктах смогли воплотить достаточно логичный способ решения этой проблемы. На ячейку подаётся максимальное напряжение (или сбрасывается до нуля), а в нужный момент моментально выводится на нужное для удержания положения кристалла. Сложностью является чёткое управление напряжением с частотой, превышающей частоту развёртки. Кроме того, импульс нужно высчитывать с учётом начального положения кристаллов. Однако Samsung уже представила модели с технологией Digital Capacitance Compensation, дающей показатели 8-6 мс для матриц PVA.
Контрастность
Значение контрастности определяется по соотношению яркости матрицы в состоянии «чёрный» и «белый». Т.е. чем меньше засвечен чёрный цвет и чем выше яркость белого, тем выше контрастность. Этот показатель критичен для просмотра видео, изображений и, в принципе, для хорошего отображения любого изображения. Выглядит как, например, 250:1, т.е. яркость матрицы в «белом» состоянии – 250 кд/м 2, а в «чёрном» – 1 кд/м 2. Впрочем, такие значения возможны только в случае TN+film, для S-IPS среднее значение – 400:1, а для PVA – до 1000:1.
Впрочем, заявленным в характеристиках монитора значениям стоит верить только с натяжкой, потому что это значение замеряется для матрицы , а не для монитора. И замеряется оно на специальном стенде, когда на матрицу подаётся строго стандартное напряжение, подсветка питается строго стандартным током и т.д.
Яркость
Измеряется в кд/м 2. Важна для работы с изображениями, для красочных игр и видео. Зависит от мощности лампы подсветки и, косвенно, от типа матрицы (помните недостатки S-IPS?).
Углы обзора
Обычно указываются значения 170°/170°, впрочем, для TN+film это значение – не больше чем декларация. Требованием при определении углов обзора является сохранение контрастности не ниже 10:1. При этом абсолютно безразлична цветопередача в таком положении, даже если цвета будут инвертированы. Также учитываем, что углы определяются в центре матрицы, а на углы мы, естественно, изначально смотрим под углом.
Цветопередача
До пересечения рубежа в 25 мс при переключении ячейки в порядке чёрный-белый-чёрный все матрицы TN отображали честный 24-битный цвет. Однако в гонке скоростей AU Optronics решила честную цветопередачу отбросить. Начиная с матриц со скоростью 16 мс, все TN+film обеспечивают только 262 тысячи оттенков (18 бит). Большее же количество оттенков обеспечивается двумя путями: либо перемешиванием точек с разными цветами (дизеринг), либо сменой цвета ячейки при каждом обновлении картинки (Frame Rate Control, FRC). Второй способ «честней», потому как человеческий глаз всё равно не успевает заметить смены цвета на каждом кадре. Подчеркиваем, все матрицы TN+film быстрее 16 мс – 18-битные, большинство матриц, произведённых по другим технологиям, поддерживают 24-битную цветопередачу. Исключением являются встречающиеся в некоторых мониторах PVA от Samsung, поэтому стоит быть осторожными при выборе. К сожалению, никакой системы в установке 18- или 24-битных PVA компанией Samsung не прослеживается.
Какую матрицу лучше выбрать
Выбор определенного типа матрицы для телевизора, зависит от бюджета покупателя и его потребностей. Если нужен недорогой вариант с минимальными требованиями по качеству изображения, то подойдет телевизор с TN. Модели таких телевизоров по диагонали не больше 32 дюймов. Этот вариант будет удачным для дачи, кухни, офиса. Телевизор с TN можно использовать в качестве монитора для игр. Любители спецэффектов и динамичных сцен в фильмах тоже оценят этот вид матрицы.
Известные производители телевизоров в основном используют технологии IPS и VA. IPS идеально подходит для домашнего кинотеатра, в котором будет собираться большое количество людей. Она позволяет качественно отображать видео любого формата под любым углом обзора. Также такие телевизоры можно использовать для демонстрации презентаций, где требуется высокая четкость графики и фото. Модели телевизоров с VA матрицей немного уступают по качеству изображения, но находятся в более низкой ценовой категории. Такая модель вполне подойдет для частного просмотра небольшой семьи.
Заключение
Монитор является важной и неотъемлемой частью персонального компьютера, ответственной за визуализацию и корректное представление различных изображений, и играет основную роль для комфортной и безопасной работы пользователей. Поэтому необходимо ответственно подойти к выбору конкретной модели дисплея
В настоящий момент, пользователям доступны несколько вариантов технологий изготовления панелей мониторов, каждая из которых обладает определенным набором преимуществ и недостатков. Основываясь на роде своей деятельности, а также учитывая финансовые возможности и представленные в данной статье сведения, пользователи смогут выбрать наиболее приемлемую модель монитора, максимально удовлетворяющую всем предъявляемым требованиям.
Полную версию статьи со всеми дополнительными видео уроками смотрите в источнике: https://hetmanrecovery.com/ru/recovery_news/tn-ips-and-va-which-display-panel-technology-is-better.htm
