TFT-дисплей: опис, принцип роботи. Різниця між екраном TFT та IPS


Доброго вам дня.

Багато користувачів при виборі монітора не звертають увагу на технологію виготовлення матриці ( матриця - головна деталь будь-якого РК-монітора, що формує зображення), а від неї, між іншим, дуже сильно залежить якість картинки на екрані (та й ціна пристрою теж!).

До речі, багато хто може заперечити що це дрібниця, і будь-який сучасний ноутбук (наприклад) - забезпечує чудову картинку. Але ці ж користувачі, якщо їх поставити до двох ноутбуків із різними матрицями - помітять відмінність у картинці неозброєним оком (див. рис. 1)!

Бо в Останнім часомз'явилося багато скорочених абревіатур (ADS, IPS, PLS, TN, TN+film, VA) - заплутатися в цьому простіше простого. У цій статті я хочу трохи описати кожну технологію, її плюси та мінуси (вийти щось у вигляді невеликої довідкової статті, яка стане в нагоді при виборі: монітора, ноутбука і т.д.). І так…

Мал. 1. Різниця в картинці при поверненому екрані: TN-матриця VS IPS-матриця

Матриця TN, TN+film

Опис технічних моментівопущено деякі терміни «трактовані» своїми словами так, щоб стаття була зрозуміла і доступна для непідготовленого користувача.

Найпоширеніший тип матриці. При виборі недорогих моделеймоніторів, ноутбуків, телевізорів - якщо заглянете в розширені характеристики пристрою, що вибирається, напевно побачите дану матрицю.

Плюси:

  1. дуже маленький час відгуку: завдяки цьому ви зможете спостерігати гарну картинкув будь-яких динамічних іграх, фільмах (та й будь-яких сценах з картинкою, що швидко змінюється). До речі, у моніторів з великим часом відгуку - картинка може почати «плисти» (наприклад, багато хто скаржиться на картинку, що «пливе», в іграх при часі відгуку більше 9мс). Для ігор взагалі бажано час відгуку менше 6мс. Загалом цей параметр дуже важливий і якщо ви купуєте монітор для ігор - варіант TN+film це одне з кращих рішень;
  2. доступна ціна : цей тип моніторів є одним з найдоступніших за ціною.

Мінуси:

  1. погана кольоропередача: багато скаржаться на не яскраві кольори(Особливо після переходу з моніторів з іншим типом матриці). До речі, можливе також деяке спотворення кольорів (тому, якщо вам потрібно дуже ретельно підбирати колір - то цей тип матриці вибирати не варто);
  2. маленький кут огляду: напевно, багато хто помічав, що якщо підійти до монітора збоку - то частина картинки вже не видно, вона спотворюється і колір її змінюється. Звичайно, технологія TN+film трохи покращила цей момент, але тим не менш проблема залишилася (хоча багато хто мені може заперечити: наприклад, на ноутбуці даний момент корисний - ніхто сидить не зможе побачити точно ваше зображення на екрані);
  3. висока ймовірність появи битих пікселів: напевно, навіть багато користувачів-початківців чули цей вислів При появі «битого» пікселя - на моніторі буде точка, яка не відображатиме картинку - тобто буде точка, що просто світиться. Якщо їх стане багато - працювати за монітором буде неможливо.

Загалом, монітори з цим типом матриці дуже непогані (попри всі їхні недоліки). Підійдуть більшості користувачів, хто любить динамічні фільми та ігри. Також на таких моніторах дуже непогано працювати з текстом. Дизайнерам же і тим, кому потрібно бачити дуже яскраву і точну картинку - цей тип рекомендувати не варто.

Матриця VA/MVA/PVA

(Аналоги: Super PVA, Super MVA, ASV)

Дана технологія (VA - вертикальне вирівнюванняу перекладі з англ.) була розроблена та впроваджена компанією Fujitsu. На сьогоднішній день даний тип матриці не дуже поширений, проте користується попитом у деяких користувачів.

Плюси:

  1. одна з найкращих кольоропередач чорного кольору: при перпендикулярному погляді поверхню монітора;
  2. більше якісні кольори(загалом) порівняно з TN матрицею;
  3. достатньо непоганий час відгуку(цілком порівнянне з TN матрицею, хоч і поступається їй);

Мінуси:

  1. вища ціна;
  2. спотворення кольорів при великому куті огляду (особливо це помічають професійні фотографи та дизайнери);
  3. можливо «зникнення» дрібних деталяху тінях (при певному куті огляду).

Монітори з даною матрицею є гарним рішенням (компромісом), кого не влаштовує перенесення кольорів TN монітора і кому потрібно при цьому малий час відгуку. Тим, кому потрібні кольори та якість картинки – вибирає IPS матрицю (про неї далі у статті…).

Матриця IPS

Різновиди: S-IPS, H-IPS, UH-IPS, P-IPS, AH-IPS, IPS-ADS та ін.

Ця технологія була розроблена компанією Hitachi. Монітори з цим типом матриці найчастіше найдорожчі на ринку. Розглядати кожен тип матриці, гадаю, сенсу немає, а ось виділити основні переваги – варто.

Плюси:

  1. найкраща кольоропередачапроти іншими типами матриць. Картинка виходить «соковитою» та яскравою. Багато користувачів говорять, що при роботі на такому моніторі практично не втомлюються очі (ствердження дуже спірне ...);
  2. найбільший кут огляду: навіть якщо ви встанете під кутом в 160-170 гр. - картинка на моніторі буде такою ж яскравою, барвистою та чіткою;
  3. гарна контрастність;
  4. чудовий чорний колір.

Мінуси:

  1. висока ціна;
  2. великий час відгуку (може не влаштувати деяких любителів ігор та динамічних фільмів).

Монітори з цією матрицею ідеально підійдуть усім тим, кому потрібна якісна та яскрава картинка. Якщо взяти монітор з коротким часом відгуку (менше 6-5 мс) – то й грати на ньому буде цілком комфортно. Самий головний недолік- висока ціна…

Матриця PLS

Цей тип матриці бал розроблений компанією Samsung (планувався як альтернатива ISP матриці). Має як свої плюси, так і мінуси.

ПлюсиОсі: більш висока щільність пікселів, висока яскравість, менше енергоспоживання.

Мінуси: низький колірний охоплення, нижча контрастність у порівнянні з IPS.

До речі, остання порада. При виборі монітора звертайте увагу не тільки на технічні характеристики, а й на виробника. Найкращого з них я назвати не зможу, але рекомендую вибрати відому марку: Samsung, Hitachi, LG, Proview, Sony, Dell, Philips, Acer.

На цій ноті завершую статтю, всім вдалого вибору 🙂

Як звичайно буває з абревіатурами, що використовуються для позначення специфіки та теххарактеристик, щодо TFT та IPS відбувається плутанина та підміна понять. Багато в чому завдяки некваліфікованим описам електронних пристроїву каталогах споживачі ставлять питання вибору спочатку не так. Так, матриця IPS – різновид матриць TFT, тому порівнювати між собою ці дві категорії неможливо. Однак для російського споживача абревіатура TFT часто позначає технологію TN-TFT, і в цьому випадку можна робити вибір. Отже, говорячи про відмінності екранів TFT та IPS, ми матимемо на увазі TFT-екрани, виготовлені за технологіями TN та IPS.
TN-TFT– технологія виконання матриці рідкокристалічного (на тонкоплівкових транзисторах) екрану, коли кристали, за відсутності напруги, повертаються один до одного під кутом 90 градусів у горизонтальній площині між двома пластинами. Кристали розташовані по спіралі, і в результаті під час подачі максимальної напруги кристали повертаються таким чином, що при проходженні світла через них утворюються чорні пікселі. Без напруги – білі.
IPS– технологія виконання матриці рідкокристалічного (на тонкоплівкових транзисторах) екрану, коли кристали розташовані паралельно один одному вздовж єдиної площини екрану, а не спірально. За відсутності напруги молекули рідких кристалів не повертаються.
На практиці найважливіша відмінність IPS-матриці від TN-TFT-матриці полягає у підвищеному рівні контрастності за рахунок практично ідеального відображення чорного кольору. Картинка виходить чіткішою.
Якість кольору матриць TN-TFT залишає бажати багато кращого. Кожен піксель у цьому випадку може мати власний відтінок, відмінний від інших, внаслідок чого спотворюються кольори. IPS вже звертається із зображенням набагато дбайливіше.
Швидкість відгуку у TN-TFT дещо вища, ніж у інших матриць. IPS потрібен час, щоб повернути весь масив паралельних кристалів. Таким чином, при виконанні завдань, де важлива швидкість промальовування, набагато вигідніше використовувати матриці TN. З іншого боку, у повсякденному застосуванні різницю у часі відгуку людина не помічає.
Монітори та дисплеї, створені на базі IPS-матриць, набагато енергоємніші. Це обумовлено високим рівнемнапруги, необхідної для повороту масиву кристалів Тому завдання економії енергії в мобільних і портативних пристроях відповідає більше технологія TN-TFT.
Екрани, засновані на IPS, мають широкі кути огляду, тобто не спотворюють і не інверсують кольори, якщо погляд падає під кутом. На відміну від TN, кути огляду IPS складають 178 градусів як по вертикалі, так і по горизонталі.
Ще одна відмінність, важлива для кінцевого споживача – ціна. TN-TFT на сьогоднішній день являє собою найдешевший і наймасовіший варіант матриці, тому її використовують у бюджетних моделяхелектроніки.

TheDifference.ru визначив, що різниця між екранами TFT (TN-TFT) та IPS полягає в наступному:

Екрани IPS менш чуйні, час затримки відгуку вони більше.
Екрани IPS забезпечують якіснішу кольоропередачу та контрастність.
Кути огляду екранів IPS значно більші.
Екрани IPS потребують більше енергії.
Екрани IPS дорожчі.

Технологія LCD TFT матриць передбачає використання у виробництві рідкокристалічних дисплеїв спеціальних тонкоплівкових транзисторів. Сама назва TFT - це скорочення від Thin-film transistor, що в перекладі і означає тонкоплівковий транзистор. Такий вид матриць застосовує у найрізноманітніших пристроях, від калькуляторів до дисплеїв смартфонів.

Напевно, кожен чув поняття TFT та LCD, але мало хто думав, що це таке, через що у неосвічених людей виникає питання, чим відрізняється TFT від LCD? Відповідь це питання у тому, що це дві різні речі, які варто порівнювати. Щоб зрозуміти, у чому різниця між цими технологіями, варто розібрати, що таке LCD та що таке TFT.

1. Що таке LCD

LCD – це технологія виготовлення екранів телевізорів, моніторів та інших пристроїв, що ґрунтується на використанні спеціальних молекул, які називаються – рідкі кристали. Ці молекули мають унікальні властивості, вони постійно перебувають у рідкому станіі здатні змінювати своє становище під впливом ними електромагнітного поля. Крім цього, ці молекули мають оптичні властивості, схожі на властивості кристалів, через що ці молекули і отримали свою назву.

У свою чергу, екрани LCD можуть мати різні типи матриць, які в залежності від технології виготовлення мають різні властивостіта показники.

2. Що таке TFT

Як уже говорилося, TFT - це технологія виготовлення LCD дисплеїв, яка передбачає використання тонкоплівкових транзисторів. Таким чином, можна сказати, що TFT – це підвид LCD моніторів. Варто відзначити, що всі сучасні LCD телевізори, монітори та екрани телефонів належать до виду TFT. Тому питання, що краще TFT чи LCD не зовсім правильне. Адже відмінність FTF від LCD полягає в тому, що LCD – це технологія виготовлення рідкокристалічних екранів, а TFT – це підвид ЖК-дисплеїв, до якого належать всі типи активних матриць.

Серед користувачів TFT матриці мають назву активні. Такі матриці мають значно більш високу швидкодію, на відміну від пасивних РК-матриць. Крім цього, тип екрану LCD TFT відрізняється підвищеним рівнемчіткості, контрастності зображення та великими кутами оглядів. Ще один важливий моментполягає в тому, що мерехтіння в активних матрицях відсутнє, що означає, що за такими моніторами приємніше працювати, очі при цьому менше втомлюються.

Кожен піксель матриці TFT оснащений трьома окремими транзисторами, що управляють, завдяки чому досягається значно більше висока частотаоновлення екрана, порівняно з пасивними матрицями. Таким чином, до складу кожного пікселя входить три кольорові осередки, які управляються відповідним транзистором. Наприклад, якщо роздільна здатність екрану становить 1920х1080 пікселів, то кількість транзисторів у такому моніторі дорівнюватиме 5760х3240. Застосування такої кількості транзисторів стало можливим завдяки надтонкій та прозорій структурі – 0,1-0,01 мікрон.

3. Види матриць TFT екранів

На сьогоднішній день, завдяки низці переваг, TFT дисплеї використовуються в найрізноманітніших пристроях.

Всі відомі РК телевізори, які є на російському ринку, оснащені дисплеями TFT. Вони можуть відрізнятися своїми параметрами в залежності від використовуваної матриці.

На даний момент найбільш поширеними матрицями TFT дисплеїв є:

Кожен з представлених видів матриць має свої переваги і недоліки.

3.1. Тип РК матриці TFT TN

TN – це найпоширеніший тип екрану LCD TFT. Таку популярність цей тип матриці отримав завдяки унікальним особливостям. При своїй низькій вартості вони мають досить високі показники, причому в деяких моментах такі екрани TN навіть мають переваги перед іншими типами матриць.

Головна особливість – це швидкий відгук. Це параметр, який позначає час, протягом якого піксель здатний відреагувати зміну електричного поля. Тобто час, який необхідний для повної зміни кольору (від білого до чорного). Це дуже важливий показник для будь-якого телевізора та монітора, особливо для любителів ігор та фільмів, насичених різноманітними спецефектами.

Недоліком цієї технології є обмежені кути оглядів. Проте сучасні технології дозволили виправити цей недолік. Наразі матриці TN+Film мають великі кути оглядів, завдяки чому такі екрани здатні конкурувати з новими IPS матрицями.

3.2. IPS матриці

Цей вид матриць має найбільші перспективи. Особливість даної технології полягає в тому, що такі матриці мають найбільші кути оглядів, а також найбільш природну та насичену перенесення кольорів. Проте недоліком цієї технології до сьогодні був тривалий відгук. Але завдяки сучасним технологіям цей параметр вдалося скоротити до прийнятних свідчень. Більше того, нинішні монітори з IPS матрицями мають час відгуку 5 мс, що не поступається навіть TN+Film матрицям.

На думку більшості виробників моніторів та телевізорів, майбутнє лежить саме за IPS матрицями, завдяки чому вони поступово витісняють TN+Film.

Крім цього, виробники мобільних телефонів, смартфонів, планшетних ПК та ноутбуків все частіше вибирають TFT LCD модулі з матрицями IPS, звертаючи увагу на відмінну передачу кольорів, хороші кути огляду, а також економічне споживання енергії, що вкрай важливо для мобільних пристроїв.

3.3. MVA/PVA

Даний тип матриць – це компроміс між TN і IPS матрицями. Її особливість полягає в тому, що в спокійному стані молекули рідких кристалів розташовуються перпендикулярно до площини екрану. Завдяки цьому виробники змогли досягти максимально глибокого та чистого чорного кольору. Крім цього дана технологіядозволяє досягти великих кутів огляду порівняно з TN матрицями. Досягається це за допомогою спеціальних виступів на обкладинках. Ці виступи визначають напрямок молекул рідких кристалів. При цьому варто відзначити, що такі матриці мають менший час відгуку, ніж IPS-дисплеї, і більший у порівнянні з TN матрицями.

Як не дивно, але ця технологія не знайшла широкого застосуванняу масовому виробництві моніторів та телевізорів.

4. Що краще Super LCD або TFT

Спочатку варто розібрати, що таке Super LCD.

Super LCD – це технологія виробництва екранів, яка широко поширена серед виробників сучасних смартфонів та планшетних ПК. По суті, Super LCD - це ті ж IPS матриці, які отримали нову рекламну назву і деякі поліпшення.

Головна відмінність таких матриць полягає в тому, що вони не мають повітряного зазору між зовнішнім склом та картинкою (зображенням). Завдяки цьому вдалося досягти зменшення відблисків. Крім цього візуально зображення на таких дисплеях здається ближчим до глядача. Якщо говорити про сенсорні дисплеї на смартфонах і планшетних ПК, то екрани Super LCD більш чутливі до дотиків і швидше реагують на рухи.

5. TFT / LCD монітор: Відео

Ще одна перевага даного типу матриць полягає в зниженому споживанні енергії, що знову ж таки вкрай важливо у випадку автономного пристрою, такого як ноутбук, смартфон і планшет. Така економічність досягається завдяки тому, що в спокійному стані рідкі кристали розташовані так, щоб пропускати світло, що знижує споживання енергії при відображенні світлих картинок. При цьому варто відзначити, що переважна більшість фонових картинок на всіх інтернет сайтах, заставках у додатках і так далі, є світлими.

Головною сферою застосування SL CD дисплеїв є саме мобільна техніка, завдяки низькому споживанню енергії, високій якості зображення, навіть при прямих сонячних променях, і навіть нижчої вартості, на відміну, наприклад, від AMOLED екранів.

У свою чергу LCD TFT дисплеї включають тип матриці SLCD. Таким чином, Super LCD – це тип активної матриці TFT-дисплея. На самому початку цієї публікації ми вже говорили про те, що TFT і LCD різниці не мають, це в принципі те саме.

6. Вибір дисплея

Як уже говорилося вище, кожен з типів матриць має свої переваги і недоліки. Усі вони також вже обговорювалися. В першу чергу при виборі дисплея варто враховувати ваші вимоги. Варто запитати себе, - Що саме потрібно від дисплея, як він використовуватиметься і в яких умовах?

Відштовхуючись від вимог, варто вибирати дисплей. На жаль, на даний момент не існує універсального екрану, на який можна було б сказати, що він дійсно кращий за всіх інших. Через це, якщо вам важлива передача кольорів, і ви збираєтеся працювати з фотографіями, то однозначно ваш вибір - це IPS матриці. Але якщо ви затятий любитель гостросюжетних і яскравих ігор, то перевагу все ж таки краще віддати TN+Film.

Всі сучасні матриці мають досить високі показники, тому прості користувачі різницю можуть навіть не помітити, адже IPS матриці практично не поступаються TN за часом відгуку, а TN, у свою чергу, мають досить великі кути огляду. До того ж, як правило, користувач розташовується навпроти екрана, а не збоку або зверху, через що великі кути в принципі не потрібні. Але вибір все ж таки за вами.

До масового поширення смартфонів, при покупці телефонів ми оцінювали їх, головним чином, по дизайну і лише зрідка звертали увагу на функціональні можливості. Часи змінилися: тепер усі смартфони мають приблизно однакові можливості, а при погляді тільки на передню панель, один гаджет ледве можна відрізнити від іншого. На передній план вийшли технічні характеристики пристроїв, і найважливішою серед них є екран. Ми розповімо, що криється за термінами TFT, TN, IPS, PLS, і допоможемо підібрати смартфон з потрібними характеристиками екрану.

Типи матриць

У сучасних смартфонах головним чином застосовуються три технології виробництва матриць: дві засновані на рідких кристалах – TN+film та IPS, а третя – AMOLED – на органічних світлодіодах. Але перш ніж почати, варто розповісти про абревіатуру TFT, що є джерелом багатьох помилок. TFT (thin-film transistor) - це тонкоплівкові транзистори, які використовуються для керування роботою кожного субпікселю сучасних екранів. Технологія TFT застосовується у всіх перерахованих вище типах екранів, включаючи AMOLED, тому, якщо десь йдеться про порівняння TFT та IPS, то це докорінно неправильна постановка питання.

У більшості TFT-матриць використовується аморфний кремній, але нещодавно у виробництво стали впроваджуватись TFT на полікристалічному кремнії (LTPS-TFT). Головні переваги нової технології – зменшення енергоспоживання та розмірів транзисторів, що дозволяє досягати високих значень щільності пікселів (понад 500 ppi). Одним із перших смартфонів з IPS-дисплеєм та матрицею LTPS-TFT став OnePlus One.

Смартфон OnePlus One

Тепер коли ми розібралися з TFT, перейдемо безпосередньо до типів матриць. Незважаючи на велику різноманітність різновидів LCD, всі вони мають той самий базовий принцип роботи: прикладений до молекул рідких кристалів струм задає кут поляризації світла (він впливає на яскравість субпікселя). Поляризоване світло проходить через світлофільтр і забарвлюється в колір відповідного субпікселя. Першими в смартфонах з'явилися найпростіші та найдешевші матриці TN+film, назва яких часто скорочується до TN. Вони мають малі кути огляду (не більше 60 градусів за відхилення від вертикалі), причому навіть при невеликих нахилах зображення на екранах з такими матрицями інвертується. Серед інших недоліків TN-матриць - мала контрастність і низька точність передачі кольору. На сьогоднішній день такі екрани використовуються тільки в найдешевших смартфонах, а переважна більшість нових гаджетів мають вже досконаліші дисплеї.

Найбільш поширеною в мобільних гаджетах зараз є технологія IPS, що іноді позначається як SFT. IPS-матриці з'явилися 20 років тому і з того часу випускалися в різних модифікаціях, кількість яких наближається до двох десятків. Тим не менш, виділити серед них варто ті, які є найбільш технологічними і активно використовуються на даний момент: AH-IPS від компанії LG і PLS - від компанії Samsung, які дуже близькі за своїми властивостями, що навіть було приводом для судового розглядуміж виробниками. Сучасні модифікації IPS мають широкі кути огляду, які близькі до 180 градусів, реалістичну передачу кольорів і забезпечують можливість створення дисплеїв з високою щільністю пікселів. На жаль, виробники гаджетів практично ніколи не повідомляють точний тип IPS-матриць, хоча при використанні смартфона відмінності будуть видно неозброєним оком. Для більш дешевих IPS-матриць характерно вицвітання картинки при нахилах екрану, а також невисока точність передачі кольору: зображення може бути або занадто «кислотним», або, навпаки, «бліким».

Що стосується енергоспоживання, то в рідкокристалічних дисплеях воно здебільшого визначається потужністю елементів підсвічування (у смартфонах для цих цілей використовуються світлодіоди), тому споживання матриць TN+film і IPS можна вважати приблизно однаковим при рівні яскравості.

LCD не зовсім схожі матриці, створені на основі органічних світлодіодів (OLED). Вони джерелом світла служать самі субпікселі, які є надмініатюрні органічні світлодіоди. Так як немає необхідності в зовнішньому підсвічуванні, такі екрани можна зробити тонше рідкокристалічних. У смартфонах застосовується різновид технології OLED – AMOLED, яка використовує активну TFT-матрицю для керування субпікселями. Саме це дозволяє AMOLED відображати кольори, тоді як звичайні панелі OLED можуть бути лише монохромними. AMOLED-матриці забезпечують найглибший чорний колір, оскільки для його відображення потрібно лише повністю відключити світлодіоди. У порівнянні з LCD, такі матриці мають більш низьке енергоспоживання, особливо при використанні темних тем оформлення, в яких чорні ділянки екрана зовсім не споживають енергію. Інша характерна особливість AMOLED – надто насичені кольори. На зорі своєї появи такі матриці справді мали неправдоподібну передачу кольорів, і, хоча подібні «дитячі болячки» давно в минулому, досі більшість смартфонів з такими екранами мають вбудовану настройку насиченості, яка дозволяє наблизити зображення на AMOLED по сприйняттю до IPS-екранів.

Іншим обмеженням AMOLED екранів раніше був неоднаковий термін служби світлодіодів. різних кольорів. Через кілька років використання смартфона це могло призвести до вигоряння субпікселів та залишкового зображення деяких елементів інтерфейсу, в першу чергу – на панелі повідомлень. Але, як і у випадку з передачею кольорів, ця проблема давно пішла в минуле, і сучасні органічні світлодіоди розраховані мінімум на три роки безперервної роботи.

Підіб'ємо короткий підсумок. Найбільш якісне та яскраве зображення на даний момент турбують AMOLED-матриці: навіть Apple, за чутками, в одному з наступних iPhone використовуватиме такі дисплеї. Але, варто враховувати, що всі новітні розробки компанія Samsung, як основний виробник таких панелей, залишає собі, а іншим виробникам продає минулорічні матриці. Тому при виборі смартфона не від Samsung варто дивитися у бік якісних IPS-екранів. А ось гаджети з дисплеями TN+film вибирати в жодному разі не варто - сьогодні ця технологія вже вважається застарілою.

На сприйняття зображення на екрані може впливати як технологія матриці, а й малюнок субпікселів. Втім, з LCD все досить просто: у них кожен RGB-піксель складається з трьох витягнутих субпікселів, які, залежно від модифікації технології, можуть мати форму прямокутника чи галочки.

В AMOLED-екранах все цікавіше. Оскільки в таких матрицях джерелами світла є самі субпікселі, а людське око більш чутливе до чистого зеленого світла, ніж до чистого червоного або синього, використання в AMOLED того ж малюнка, що і в IPS, погіршило б перенесення кольорів і зробило картинку нереалістичною. Спробою вирішити цю проблему стала перша версія технології PenTile, в якій використовувалися пікселі двох типів: RG (червоно-зелений) та BG (синьо-зелений), що складаються з двох субпікселів відповідних кольорів. Причому, якщо червоні та сині субпікселі мали форму, близьку до квадратів, зелені більше нагадували сильно витягнуті прямокутники. Недоліками такого малюнка були «брудний» білий колір, зазубрені краї на стику різних кольорів, а при низькому ppi - чітко видима сітка підкладки субпікселів, що з'являється через занадто великої відстаніміж ними. До того ж, дозвіл, що вказується в характеристиках таких пристроїв, було «нечесним»: якщо IPS HD матриця має 2764800 субпікселів, то AMOLED HD матриця – всього 1843200, що призводило до видимої неозброєним оком різниці в чіткості IPS- та AMOLED здавалося б однаковою щільністю пікселів. Останнім флагманським смартфоном із такою AMOLED матрицею став Samsung Galaxy S III.

У смартпеді Galaxy Note II південнокорейська компанія зробила спробу відмовитися від PenTile: екран пристрою мав повноцінні RBG-пікселі, хоч і з незвичайним розташуванням субпікселів. Тим не менш, з незрозумілих причин, надалі Samsung від такого малюнка відмовилася - можливо, виробник зіткнувся з проблемою подальшого збільшення ppi.

У своїх сучасних екранах Samsungповернулася до RG-BG пікселів із використанням нового типу малюнка, який був названий Diamond PenTile. Нова технологіядозволила зробити білий колір більш натуральним, а щодо зазубрених країв (наприклад, навколо білого об'єкта на чорному тлі були чітко видно окремі червоні субпікселі), то ця проблема була вирішена ще простіше - збільшенням ppi настільки, що нерівності перестали бути помітними. Diamond PenTile використовується у всіх флагманах Samsung, починаючи з моделі Galaxy S4.

На завершення цього розділу варто сказати ще про один малюнок AMOLED-матриць - PenTile RGBW, який виходить додаванням до трьох основних субпікселів четвертого білого. До появи Diamond PenTile такий малюнок був єдиним рецептом чистого білого кольору, але він так і не набув широкого поширення - одним з останніх мобільних гаджетів з PenTile RGBW став планшет Galaxy Note 10.1 2014. Зараз AMOLED-матриці з RGBW-пікселями застосовуються в телевізорах у них не потрібний високий показник ppi. Заради справедливості також згадаємо, що RGBW-пікселі можуть використовуватися і в LCD, але приклади використання таких матриць у смартфонах нам не відомі.

На відміну від AMOLED, якісні IPS-матриці ніколи не мали проблем як, пов'язаних з малюнком субпікселів. Тим не менш, технологія Diamond PenTile, разом із високою щільністю пікселів, дозволила AMOLED наздогнати та обігнати IPS. Тому, якщо ви вибираєте гаджети прискіпливо, не варто купувати смартфон з екраном AMOLED, у якого густина пікселів менше 300 ppi. За більш високої щільності ніякі дефекти помітні нічого очікувати.

Конструктивні особливості

На одних технологіях формування зображень різноманітність дисплеїв сучасних мобільних гаджетів не закінчується. Одна з перших речей, за яку взялися виробники - повітряний прошарок між проекційно-ємнісним сенсором та безпосередньо дисплеєм. Так з'явилася технологія OGS, що поєднує сенсор та матрицю в один скляний пакет у вигляді сендвіча. Це дало значний ривок за якістю зображення: збільшилася максимальна яскравість та кути огляду, було покращено перенесення кольорів. Зрозуміло, товщина всього пакету також була зменшена, що дозволило створити більш тонкі смартфони. На жаль, але недоліки у технології теж є: тепер, якщо ви розбили скло, поміняти його окремо від дисплея практично неможливо. Але переваги в якості все ж таки виявилися важливішими і тепер не-OGS екрани можна зустріти хіба що в найдешевших апаратах.

Популярними останнім часом стали й експерименти із формою скла. І почалися вони не недавно, а як мінімум у 2011 році: HTC Sensation мав увігнуте в центрі скло, яке, за задумом виробника, мало захистити екран від подряпин. Але на якісно новий рівень такі стекла вийшли з появою «2.5D екранів» із загнутим по краях склом, що створює відчуття «нескінченного» екрану і робить грані смартфонів гладкішими. Таке скло у своїх гаджетах активно використовує компанія Apple, і останнім часом вони стають все більш популярними.

Логічним кроком у тому ж напрямку стало згинання не тільки скла, а й самого дисплея, що стало можливим під час використання полімерних підкладок замість скляних. Тут пальма першості, звичайно, належить компанії Samsung з її смартфоном Galaxy Note Edge, в якому було вигнуто одну з бічних граней екрану.

Інший спосіб запропонувала компанія LG, яка зуміла вигнути не тільки дисплей, а й весь смартфон на його короткій стороні. Однак LG G Flex та його наступник не завоювали популярності, після чого виробник відмовився від подальшого випуску подібних апаратів.

Також деякі компанії намагаються покращити взаємодію людини з екраном, працюючи над її сенсорною частиною. Наприклад, деякі пристрої оснащуються сенсорами з підвищеною чутливістю, які дозволяють працювати з ними навіть у рукавичках, а інші екрани отримують індуктивну підкладку для підтримки стілусів. Перша технологія активно використовується компаніями Samsung та Microsoft (колишня Nokia), а друга – Samsung, Microsoft та Apple.

Майбутнє екранів

Не варто думати, що сучасні дисплеї в смартфонах досягли найвищої точки свого розвитку: технологіям є ще куди рости. Одними з найперспективніших є екрани на квантових точках (QLED). Квантова точка - це мікроскопічний шматочок напівпровідника, у якому істотну роль починають грати квантові ефекти. Спрощено процес випромінювання виглядає так: вплив слабкого електричного струмузмушує електрони квантових точок змінювати енергію, випромінюючи у своїй світло. Частота випромінюваного світла залежить від розміру і матеріалу крапок, завдяки чому можна досягти практично будь-якого кольору у видимому діапазоні. Вчені обіцяють, що QLED матриці матимуть кращу перенесення кольорів, контрастність, більш високу яскравість і низьке енергоспоживання. Частково технологія екранів на квантових точках використовується в екранах телевізорів Sony, а прототипи є у LG і Philips, але про масове застосування таких дисплеїв у телевізорах або смартфонах поки не йдеться.

Висока ймовірність і того, що в найближчому майбутньому ми побачимо в смартфонах не просто вигнуті, але й гнучкі, дисплеї. Тим більше, що майже готові до масового виробництва прототипи таких матриць AMOLED існують вже кілька років. Обмеженням же виступає електроніка смартфона, яку гнучкою зробити поки що неможливо. З іншого боку, великі компанії можуть змінити саму концепцію смартфона, випустивши щось подібне до гаджета, показаного на фотографії нижче - нам залишається тільки чекати, адже розвиток технологій відбувається прямо на наших очах.

В даний час для виробництва моніторів народного споживання застосовуються два найголовніші, так би мовити – кореневі, технології виготовлення матриць – LCD та LED.

  • LCD є абревіатурою від словосполучення «Liquid Crystal Display», що у перекладі всім зрозумілий російська означає рідкокристалічний дисплей, або РКІ.
  • LED розшифровується як «Light Emitting Diode», що нашою мовою читається як світловипромінюючий діод, або просто світлодіод.

Всі інші типи є похідними від цих двох стовпів дисплеєбудування і являють собою доопрацьовані, модернізовані та покращені варіанти своїх попередників.

Розглянемо тепер еволюційний процес, пройдений дисплеями при становленні на службу людству.

Види матриць моніторів, їх характеристики, подібності та відмінності

Почнемо з найзвичнішого нам РК екрану. До його складу входять:

  • Матриця, яка спочатку була сендвіч з пластин скла, що перемежовуються плівкою рідких кристалів. Пізніше, з розвитком технології, замість скла почали використовувати тонкі листи пластику.
  • Джерело світла.
  • З'єднувальні дроти.
  • Корпус з металевим обрамленням, що надає жорсткості виробу.

Точка екрану, що відповідає за формування зображення, називається пікселем, і складається з:

  • Прозорі електроди у кількості двох штук.
  • Прошарок молекул активної речовини між електродами (це і є ЖК).
  • Поляризатори, оптичні осі яких перпендикулярні один одному (залежить від конструкції).

Якщо між фільтрами не було б РК, то світло від джерела проходячи через перший фільтр і поляризуючись в одному напрямку, повністю затримувалося б другим, через його те, що його оптична вісь перпендикулярна осі першого фільтра. Тому як би ми не світили на один бік матриці, з другого боку вона залишається чорною.

Поверхня електродів, що стосується РК, оброблена таким чином, щоб створити певний порядок розташування молекул у просторі. Інакше висловлюючись – їх орієнтацію, яка має властивість зміняться залежно від величини напруги електричного струму, прикладеного до електродів. Далі вже розпочинаються технологічні відмінності залежно від типу матриці.

Tn матриця розшифровується як «Twisted Nematic», що в перекладі означає «Ниткоподібні». Початкове розташування молекули – як чверть оборотної спіралі. Тобто світло від першого фільтра заломлюється так, що проходячи вздовж кристала він потрапляє на другий фільтр відповідно до його оптичної вісі. Отже, у спокійному стані такий осередок завжди прозорий.

Впливаючи на електроди напругою можна змінювати кут повороту кристала до повного розпрямлення, у якому світло через кристал пройде без заломлення. А оскільки він уже був поляризований першим фільтром, то другий його повністю затримає, і осередок буде чорним. Зміна величини напруги змінює кут повороту, відповідно і ступінь прозорості.

Переваги

Недоліки- маленькі кути огляду, низька контрастність, погана передача кольору, інерційність, енергоспоживання

TN+Film матриця

Від простої TN відрізняється наявністю спеціального шару, що покликаний підвищити розчин огляду в градусах. На практиці досягається значення 150 градусів по горизонталі. найкращих моделей. Застосовується у переважній більшості телевізорів та моніторів бюджетного рівня.

Переваги- Низький час відгуку, дешевизна.

Недоліки- Кути огляду дуже маленькі, низька контрастність, погана передача кольору, інерційність.

TFT матриця

Скорочення від "Think Film Transistor" і перекладається як "тонкоплівковий транзистор". Більш коректною була б назва TN-TFT так, як це не тип матриці, а технологія виготовлення та відмінність від суто TN полягає лише у способі керування пікселями. Тут він реалізований за допомогою мікроскопічних польових транзисторів, а тому такі екрани належать до класу активних РКІ. Тобто це не тип матриці, а спосіб керування нею.

IPS або SFT матриця

Так, і це теж нащадок тієї, найдавнішої РК пластини. По суті є більш розвиненою і модернізованою TFT так, як називається Super Fine TFT (дуже хороший ТФТ). Кут огляду збільшено кращих виробівдосягає 178 градусів, а колірне охоплення практично ідентичне природному

.

Переваги- Кути огляду, кольоропередача.

Недоліки- ціна надто висока в порівнянні з TN, час відгуку рідко буває нижче 16 мс.

Види Ips матриці:

  • Н-IPS – підвищує контраст зображення та знижує час відгуку.
  • AS-IPS – основна якість полягає у підвищенні контрастності.
  • H-IPS A-TW — H-IPS з технологією True White, яка покращує білий колір та його відтінки.
  • AFFS – збільшення напруженості електричного поля для великих кутів огляду та яскравості.

PLS матриця

Доопрацьована, з метою зниження собівартості та оптимізації часу відгуку (до 5 мілісекунд), версія IPS. Виведена концерном Samsung і є аналогом Н-IPS, АН-IPS, які запатентовані іншими розробниками електроніки.

Докладніше про PLS матрицю можна дізнатися у нашій статті:

VA, MVA та PVA матриці

Це також технологія виготовлення, а не окремий тип екрану.

  • – скорочення від «Vertical Alignment», у перекладі – вертикальне вирівнювання. На відміну від TN матриці VA у вимкненому стані, світло не пропускають.
  • MVA матриця. Доопрацьована VA. Метою оптимізації було підвищення кутів огляду. Зниження часу відгуку вдалося завдяки використанню технології OverDrive.
  • PVA матриця. Чи не є окремим видом. Являє собою MVA, запатентований Samsung під своєю назвою.

Також існує ще більша кількість всіляких доробок та поліпшень, з якими рядовий користувач навряд чи зіткнеться на практиці – максимум, що вкаже виробник на коробці, це основний тип екрану та все.

Паралельно РКІ розвивалася технологія LED. Повноцінні, чистокровні екрани ЛЕД виготовляються з дискретних світлодіодів або матричним або кластерним способом і в магазинах. побутової технікине трапляються.

Причина відсутності у продажу повноважних ЛЕД криється у їхніх великих габаритах, низькій роздільній здатності, крупнозернистості. Доля таких пристроїв - банери, вуличне ТБ, медіафасади, пристрій рядка, що біжить.

Увага! Не сплутайте маркетингову назву типу LED-монітор зі справжнім світлодіодним дисплеєм. Найчастіше під цим назва буде ховатися звичайний РКІ типу TN+Film, але підсвічування буде виконане за допомогою світлодіодної лампи, а не люмінесцентної. Це все, що в такому моніторі буде від LED технології – лише підсвічування.

OLED дисплеї

Окремим сегментом виступають OLED дисплеї, що є одним з найперспективніших напрямків:

Переваги

  1. невелика вага та габаритні розміри;
  2. низький апетит до електрики;
  3. необмежені геометричні форми;
  4. не потрібне підсвічування спеціальною лампою;
  5. кути огляду до 180 градусів;
  6. миттєвий відгук матриці;
  7. контрастність перевищує всі відомі альтернативні технології;
  8. можливість створення гнучких екранів;
  9. температурний діапазон ширший, ніж інші екрани.

Недоліки

  • короткий термін служби діодів певного кольору;
  • неможливість створення довговічних повнокольорових дисплеїв;
  • дуже висока ціна, навіть у порівнянні з IPS.

Для довідки. Можливо нас читають і любителі мобільних девайсів, тому торкнемося і сектора портативної техніки:

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) – комбінація LED та TFT

Super AMOLED – Ну, тут, ми думаємо, все зрозуміло!

Виходячи з наданих даних випливає висновок, що матриці моніторів бувають двох типів - рідкокристалічні та світлодіодні. Також можливі їх комбінації та варіації.

Слід знати — матриці розділені нормативами ISO 13406-2 та ГОСТ Р 52324-2005 на чотири класи, про які скажемо лише, що перший клас передбачає повну відсутність битих пікселів, а четвертим класом дозволяється до 262 дефектів на мільйон крапок.

Як дізнатися яка матриця в моніторі?

Існує 3 способи переконатися у типі матриці вашого екрану:

а) Якщо збереглася пакувальна коробка і технічна документація, то там напевно ви можете побачити таблицю з характеристиками пристрою, серед яких буде вказана інформація, що цікавить.

б) Знаючи модель та назву можна скористатися послугами онлайн-ресурсу виробника.

  • Якщо подивитися на кольорову картинку TN монітора з різних кутів збоку-зверху-знизу, то буде видно спотворення кольору (аж до інверсії), бляклість, жовтизна білого тла. Повністю чорного кольору досягти неможливо – буде глибоко сірий, але не чорний.
  • IPS легко визначити по чорній картинці, яка набуває фіолетового відтінку при відхиленні погляду від перпендикулярної осі.
  • Якщо перелічені прояви відсутні, це чи більше сучасний варіант IPS, або ОЛЕД.
  • OLED від усіх інших відрізняє відсутність лампи підсвічування, тому чорний колір на такій матриці є повністю знеструмленим пікселем. А навіть у найкращої IPS чорний колір світиться у темряві за рахунок BackLight.

Давайте дізнаємося, яка вона - найкраща матриця для монітора.

Яка матриця краща, як вони впливають на зір?

Отже, можливість вибору магазинах обмежена трьома технологіями TN, IPS, OLED.

Має низьку вартість, має прийнятні тимчасові затримки і постійно вдосконалює якість зображення. Але через низьку якість кінцевого зображення може рекомендуватися тільки для домашнього застосування - іноді кіно подивитися, іноді поганяти іграшку і час від часу попрацювати з тексами. Як ви пам'ятаєте, час відгуку у кращих моделей досягає 4 мс. Недоліки у вигляді поганої контрастності та неприродності кольору викликає підвищену стомлюваність очей.

IPSце, звичайно ж, зовсім інша річ! Яскраві, соковиті і природні кольори картинки нададуть чудовий комфорт роботи. Рекомендується для поліграфічних робіт, дизайнерам або тим, хто готовий заплатити за зручність кругленьку суму. Ну а грати буде не дуже зручно через високий відгук – далеко не всі екземпляри можуть похвалитися навіть 16 мс. Відповідно – спокійна, вдумлива робота – ТАК. Класно подивитися кіношку – ТАК! Динамічні стрілялки – НІ! Зате очі не втомлюються.

OLED. Ех, мрія! Такий монітор можуть собі дозволити або досить забезпечені люди, або дбають про стан свого зору. Якби не ціна, то можна було б рекомендувати всім і кожному - характеристики цих дисплеїв мають переваги всіх інших технологічних рішень. На наш погляд, тут немає недоліків, крім вартості. Але є надія – технологія вдосконалюється і, відповідно, здешевлюється так, що очікується закономірне зниження виробничих витрат на виготовлення, що зробить їх доступнішими.

Висновки

На сьогоднішній день найкраща матриця для монітора це, звичайно ж, Ips/Oled, виготовлена ​​за принципом органічних світлодіодів, і вони досить активно застосовуються у сфері переносної техніки. мобільні телефони, планшети та інші.

Але, якщо зайвих грошових ресурсів не спостерігається, то варто зупинити свій вибір на більш простих моделях, але обов'язково зі світлодіодними лампами підсвічування. ЛЕД лампа має більший ресурс, стабільність світлового потоку, широку межу регулювання підсвічування та дуже економічні у плані енергоспоживання.