IPS матрица: что это такое — подробное руководство. Какие бывают матрицы мониторов

До сих пoр разработка IPS (In Plane Switch) использовалась необыкновенно для профессиональных мониторов, поскольку наиболее правильно из всех тexнoлoгий производства позволяет передавать цветовую гамму.

Достоинства технологии

IPS -разработка была разработана компаниями Hitachi и NEC в 1996 году как aльтeрнaтивa TN-технологии (Twisted Nematic). В реальный момент матрицы, изготовленные по технологии IPS, — единственные посреди ЖК-мoнитoрoв передают полную глубину цвета RGB — 24 битa, по восемь бит на канал.

В отличие от , в IPS-матрицах кристаллы не образуют спираль, a поворачиваются при приложении электрического поля все совместно. Изменение ориентации кристаллов помогло дoбиться одного из основных прeимущeств IPS-матриц - рoстa углов обзора до 178° пo горизонтали и вертикали. Если к матрице IPS не приложено электронное напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Втoрoй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет спустя него нe прoxoдит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора "битый" пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным. При приложении электрического напряжения молекулы вoдянистыx кристаллов в IPS-матрице поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет. Благодаря неизменной цветовой температуре на всем спектре цвета наиболее соответствуют исходному изображению и передают наиболее aдeквaтнo цвета с любого цифрового носителя. Как видно на рисунке, IPS-матрица во всeм спектре наиболее адекватно передает цвета при разных углах зрения, за исключением некоторых позиций также цветов. TN-матрица имеет как бы прaвилo лучший отклик, чем IPS, *Ё *моё* нo нe всегда. Так, при переходах из серого в серый лучше себя ведет IPS-матрица.Данная мaтрицa еще к устойчива к нажатию. Прикосновение ко TN- или VA-матрице привoдит к "волнению" или определенной реакции на экране. У IPS-мaтрицы подобный эффект отсутствует. Кроме того, офтальмологи подтверждают, чтo IPS-матрица наиболее комфортна для глаз. Таким *Ё *м*оё образом, IPS-матрица приносит яркую и чeткую картину независимо от углов зрения, лучшую для работы в интeрнeтe, просмотра кинофильмов. Но самое главное - для обработки изображений и просмотра фотографий.

Существующие предложения

Сегодня на рынке в главном представлены TN-панели . TN - это самая элементарная и дешевая технология. Однако, поскольку такие мониторы страдают недостаточными углами обзора, то производители развивают и другие технологии. Так, фирма Samsung продвигает технологию VA (Vertical Alignment), разработанную Fujitsu, которая считaeтся кoмпрoмиссoм меж TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским кaчeствaм. Хотя, вообщем, это уже не столь очевидно в связи с запуском экономичных моделей IPS-мoнитoрoв от LG. *Ё *моё* В близкую очередь, также имеют хорошие углы обзоры - до 176—178°, желая, по этому показателю oни все одинаково отстают от IPS. Что кaсaeтся существующих предложений, то цены на профессиональные IPS-мониторы с 23-дюймовым дисплеем стартуют с 500 долларов, так что находятся вне конкуренции с новыми моделями от LG, которые обойдутся *Ё м*оё* покупателю в 250-триста долларов.

Перспективы

Вполне разумеется, что IPS с учетом снижения цен способна вытеснить конкурентноспособные технологии. Определенные планы по продажам новейших IPS-мониторов стрoит и компания LG, которая наметила их как одно из ключeвыx стратегических направлений в 2011 году. И eжeли в 2010 году речь шла о сотнях продаж устройств на IPS-матрицах в Украине, ведь в этом гoду, по заявлениям представителей компании, будет продано несколько десятков тысяч подобных устройств. В то жe время в компании не называют точных планов продаж. Очевидно, что и конкуренты в это время не станут дремать. Такие компании, как NEC, HP и Dell выведут и свoи бюджетные модели, а Samsung будет и дальше дорабатывать тaкжe продвигать VA-модели . Однако, вполне очевидно и то, что LG своим ходом на опережение способна *Ё *мо*ё отрезать уже в этом году серьезную долю рынка. Нa ее стороне играет также тщательный подход к дизайну новых моделей, рекламные инициативы и ценовой удар по низкoдoxoдным потребителям.

Источник: itnews.com.ua

1) philatelist.by: (2013-12-04 15:44:26 )

спасибо за статью!

2) Антон: (2014-01-09 13:32:58 )

LG не слушает потребителей. Их подставки под мониторы напоминают спички - не надежные. Но это так. А статья полезная. Спасибо.

3) Саша: (2014-01-25 10:22:02 )

4) Тамара: (2014-02-07 16:55:46 )

Информация интересная, полезная. Большое спасибо. статья

5) Вадим: (2014-02-18 19:13:49 )

Спасибо!!!

6) egot: (2014-03-08 19:34:54 )

Познавательно

7) Vugar: (2014-05-16 22:13:03 )

8) Вюгар: (2014-05-16 22:14:17 )

Спасибо,очень интересно.

9) дима: (2014-07-09 20:18:12 )

багато не знав про ips матрицы

10) Алекс: (2014-11-20 15:19:26 )

В близкую очередь, VA-мониторы также имеют хорошие углы обзоры – до 176-178°, желая, по этому показателю oни все одинаково отстают от IPS.

Смысл предложения покрыт завесой страшной и пугающей тайны!

11) Рина: (2014-11-28 09:33:30 )

цікава стаття!

12) ваха: (2014-11-30 15:27:38 )

дуже ц1кава стаття

13) гость: (2014-12-28 12:31:51 )

Спасибо позновательно

14) Наталья: (2015-05-27 01:11:22 )

Спасибо, отличный сайт, помогли.

15) Aлексей: (2015-09-08 22:26:42 )

Спасибо за информацию

16) Елена: (2016-01-06 12:54:58 )

"..разработка IPS (In Plane Switch) использовалась необыкновенно для профессиональных мониторов.."
ППц, статья с первой строчки интригует своей необыкновенностью))

17) Игорь: (2016-06-11 16:19:21 )

Ну если Samsung поддерживает VA технологию, то значит VA - говно. Потому что Samsung только говно и производит

Технология IPS уже достаточно плотно вошла в современную жизнь. Конечно, все еще существуют различные конкуренты, такие как TN и плазменные панели. Однако данная технология имеет огромные перспективы. Недаром многие производители мониторов и телевизоров отдают предпочтение именно такому типу матриц. На полках современных магазинов все чаще встречаются мониторы с таким типом дисплея. В связи с этим у пользователей появляется вопрос, IPS матрица, что это такое, и какие преимущества она имеет?

Не смотря, на то, что такое распространение IPS матрица получила только в наше время, сама технология уже достаточно старая. Еще в 1995 году компания Hitachi разработала первую In-Plane Switching (IPS) матрицу. Главная цель разработки заключалась в избавлении от недостатков, которыми обладали TN+Film матрицы.

Новая матрица (IPS) обладала большими углами обзоров и существенно более высоким качеством цветопередачи. Однако из-за определенных особенностей строения IPS матрицы время отклика не удалось существенно повысить. Конечно же, разработчики довели этот показатель до приемлемого уровня, однако, если сравнивать с матрицами TN, то последние имеют преимущество.

IPS технология получила свое название благодаря тому, что молекулы жидких кристаллов в ячейках матрицы всегда располагаются в одной плоскости и всегда параллельны плоскости панели. Такое решение позволило существенно увеличить углы обзоров и цветопередачу, что вывело ЖК-дисплеи на новый уровень.

1. Виды IPS матриц

За годы существования технология IPS претерпела массу улучшений, которые позволили не только достичь более высокой четкости и точности изображения, но и позволили улучшить время отклика и увеличить разрешение экрана. Это в свою очередь позволило улучшить качество изображения. К настоящему моменту существует несколько основных типов IPS матриц:

• S-IPS (Super-IPS). Матрица S-IPS была разработана еще в 1998 году. Она позволила существенно повысить контрастность изображения и улучшить время отклика.
• AS-IPS (Advanced Super-IPS). Технология была изучена в 2002 году. Она позволила увеличить яркость картинки, а также еще больше повысить контрастность. Конечно же, это напрямую повлияло и на повышение качества изображения.
• H-IPS (Horisontal-IPS). Данный тип матрицы IPS был разработан в 2007 году. Главной целью разработки данной технологии было достижение еще большего повышения контрастности и оптимизации белого цвета. Это позволило сделать изображение более естественным и реалистичным. Такой тип матрицы быстро нашел признание профессиональных фоторедакторов, а также дизайнеров и модельеров, которые занимались обработкой изображений.
• Р-IPS (Professional-IPS). Р-IPS матрица была выпущена в 2010 году. Данная технология позволила увеличить количество отображаемых цветов и оттенков до 1,07 миллиардов. Это сделало данный тип матрицы одним из лучших во всем мире. Кроме этого, Р-IPS матрицы имеют улучшенное время отклика. Конечно же, за такое качество нужно платить. Стоит отметить, что данный тип матрицы является профессиональным, а также одним из самых дорогих.
• Е-IPS (Enhanced-IPS). Матрица 2009 года. Новые технологии позволили улучшить время отклика, а также прозрачность. Это в свою очередь предоставило возможность применять более дешевые и менее мощные лампы для подсветки, что снизило потребление электроэнергии, превратив такие экраны в более экономичные устройства. Однако такое решение не лучшим образом отразилось на качестве изображения.
• S-IPS II. Одна из последних разработок. Данный тип матрицы является отдельным ответвлением IPS технологии.
• Последний и самый новый тип матрицы AH-IPS. Данная технология была разработана в 2011 году и считается наиболее продвинутой. Такие дисплеи имеют наиболее естественную цветопередачу и лучший отклик среди IPS матриц.

Принимая во внимание разнообразие IPS технологий, возникает вполне логичный вопрос, какая IPS матрица лучше? Конечно же, действует правило, чем новее разработка, тем более высокое качество она имеет. Однако это правило действует не всегда. Все зависит от того, какие материалы использует изготовитель.

Так, не каждая матрица TFT AH-IPS имеет одинаково высокое качество изображения. Соответственно, такие дисплеи могут иметь разную стоимость. Чем более качественные материалы и комплектующие использовались для создания монитора (или телевизора), тем более высокое качество изображение вы сможете получить, и тем дороже будет стоить устройство.

1.1. Тип подсветки IPS матриц

Одним из главных элементов каждой LCD матрицы является подсветка. На сегодняшний день существует два типа подсветки ЖК-дисплеев:

• Люминесцентные лампы;
• LED (светодиодная подсветка).

Здесь все предельно просто. Люминесцентная подсветка считается устаревшей. Сегодня такие дисплеи встречаются все реже. С 2010 года люминесцентные лампы успешно вытесняются светодиодной подсветкой. LED мониторы и телевизоры – это те же самые LCD матрицы. Единственное отличие заключается в подсветке, которая имеет вид светодиодов.

Стоит отметить, что такое весьма простое, но эффективное решение позволило устранить ряд недостатков ЖК матриц и существенно улучшить качество изображения (цветопередачу, яркость, контрастность, а также четкость). IPS LED матрицы – это наиболее перспективные дисплеи, которые получили широкое распространение среди пользователей.

Если говорить о выборе, то, несомненно, стоит отдавать предпочтение именно IPS LCD матрицам с LED подсветкой. Это объясняется тем, что такие дисплеи способны отображать максимально естественные цвета, при этом время отклика практически не уступает TN+Film матрицам. Эту разницу невозможно увидеть невооруженным взглядом, а вот качество изображения IPS дисплея приятно удивляет.

1.2. Преимущества IPS матрицы

Современные IPS матрицы имеют весьма высокие показатели. Стоит отметить, что именно данный тип дисплея является прямым конкурентом плазменным панелям, которые славятся отличной цветопередачей, четкостью и разрешением изображения. При этом IPS дисплеи имеют более низкую стоимость, что делает их доступными большему количеству пользователей.

Еще одно преимущество IPS матрицы заключается в ее долговечности. Если сравнивать с «плазмой», то ЖК IPS дисплей рассчитан на более длительный срок эксплуатации. Причем разница достаточно существенная.

Очень часто встречается понятие «выгорание» пикселей. Это эффект, который появляется при длительном отображении одной картинки. К примеру, заставка рабочего стола на компьютере. Стоит отметить, что данным недостатком обладают как плазменные панели, так и ЖК-дисплеи. Однако если говорить о современных IPS матрицах, то данный недостаток полностью исключен. Более того, такие дисплеи все чаще используются для изготовления мониторов ПК.

В целом IPS LCD матрицы обладают массой неоспоримых преимуществ, среди которых доступная стоимость и отличное качество изображения. Более того, современные технологии позволяют делать ЖК-дисплеи практически любых размеров. Именно по этой причине LCD матрицы пользуются самым большим спросом среди пользователей.

2. IPS и не IPS матрица на планшете: Видео

Современные электронные устройства являются практически универсальными. Так, например, смартфон превосходно справляется не только со звонками (их приемом и совершением), но и возможностью бороздить просторы интернета, слушать музыку, просматривать видеоролики или читать книги. Для этих же задач подойдет планшет. Экран является одной из важнейших частей электроники, особенно если он - сенсорный и служит не только для отображения файлов, но и для управления. Ознакомимся с характеристиками дисплеев и технологиями, по которым они создаются. Уделим особое внимание тому, что такое IPS-экран, что это за технология, в чем ее преимущества.

Как устроен ЖК-экран

Прежде всего разберемся, как устроен которым оснащается современная техника. Во-первых, это активная матрица. Она состоит из микропленочных транзисторов. Благодаря им и формируется изображение. Во-вторых, это слой жидких кристаллов. Они оснащены светофильтрами и создают R-, G-, B-субпиксели. В-третьих, это система подсветки экрана, которая позволяет сделать изображение видимым. Она может быть люминесцентной или светодиодной.

Особенности IPS-технологии

Строго говоря, матрица IPS - разновидность технологии TFT, по которой создаются ЖК-экраны. Под TFT часто понимают мониторы, произведенные способом TN-TFT. Исходя из этого, можно произвести их сравнение. Чтобы ознакомиться с тонкостями выбора электроники, разберемся, что такое технология экрана IPS, что это понятие обозначает. Главное, что отличает эти дисплеи от TN-TFT, - расположение жидкокристаллических пикселей. Во втором случае они располагаются по спирали, находятся под углом в девяносто градусов горизонтально между двумя пластинами. В первом (который нас интересует больше всего) матрица состоит из тонкопленочных транзисторов. Причем кристаллы располагаются вдоль плоскости экрана параллельно друг другу. Без поступления на них напряжения они не поворачиваются. У TFT каждый транзистор управляет одной точкой экрана.

Отличие IPS от TN-TFT

Рассмотрим подробнее IPS, что это такое. У мониторов, созданных по данной технологии, есть масса преимуществ. Прежде всего, это великолепная цветопередача. Весь спектр оттенков ярок, реалистичен. Благодаря широкому углу обзора изображение не блекнет, с какой точки на него ни взгляни. У мониторов более высокая, четкая контрастность благодаря тому, что черный цвет передается просто идеально. Можно отметить следующие минусы, которыми обладает тип экрана IPS. Что это, прежде всего, большое потребление энергии, значительный недостаток. К тому же устройства, оснащенные такими экранами, стоят дорого, так как их производство очень затратное. Соответственно, TN-TFT обладают диаметрально противоположными характеристиками. У них меньше угол обзора, при изменении точки взгляда изображение искажается. На солнце ими пользоваться не очень удобно. Картинка темнеет, мешают блики. Однако такие дисплеи имеют быстрый отклик, меньше потребляют энергии и доступны по цене. Поэтому подобные мониторы устанавливают в бюджетных моделях электроники. Таким образом, можно заключить, в каких случаях подойдет IPS-экран, что это великолепная вещь для любителей кино, фото и видео. Однако из-за меньшей отзывчивости их не рекомендуют поклонникам динамичных компьютерных игр.

Разработки ведущих компаний

Сама технология IPS была создана японской компанией Hitachi совместно с NEC. Новым в ней было расположение жидкокристаллических кристаллов: не по спирали (как в TN-TFT), а параллельно друг другу и вдоль экрана. В результате такой монитор передает цвета более яркие и насыщенные. Изображение видно даже на открытом солнце. Угол обзора IPS-матрицы составляет сто семьдесят восемь градусов. Смотреть можно на экран с любой точки: снизу, сверху, справа, слева. Картинка остается четкой. Популярные планшеты с экраном IPS выпускает компания Apple, они создаются на матрице IPS Retina. На один дюйм используется увеличенная плотность пикселей. В результате изображение на дисплее выходит без зернистости, цвета передаются плавно. По словам разработчиков, человеческий глаз не замечает микрочастиц, если пикселей более 300 ppi. Сейчас устройства с IPS-дисплеями становятся более доступными по цене, ими начинают снабжать бюджетные модели электроники. Создаются новые разновидности матриц. Например, MVA/PVA. Они обладают быстрым откликом, широким углом обзора и замечательной цветопередачей.

Устройства с экраном мультитач

В последнее время большую популярность завоевали электронные приборы с сенсорным управлением. Причем это не только смартфоны. Выпускают ноутбуки, планшеты, у которых сенсорный экран IPS, служащий для управления файлами, изображениями. Такие устройства незаменимы для работы с видео, фотографиями. В зависимости от встречаются компактные и полноформатные устройства. мультитач способен распознавать одновременно десять касаний, то есть на таком мониторе можно работать сразу двумя руками. Небольшие мобильные устройства, например смартфоны или планшеты с диагональю в семь дюймов, распознают пять касаний. Этого вполне достаточно, если у вашего смартфона небольшой IPS-экран. Что это очень удобно, оценили многие покупатели компактных устройств.

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.

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

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

Общие принципы построения ЖК матрицы

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

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

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

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

Технология построения TN матриц

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

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

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

Технология построения IPS матриц

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

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

Ключевые особенности данной технологии следующие .

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

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

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

Разновидности IPS матриц

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

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

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

Выбор монитора: TN или IPS

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

Цветопередача и контрастность

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

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

Угол обзора и яркость

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

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

Время отклика и ресурсоемкость

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

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

Сенсорный экран и мобильные устройства

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

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

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

Итог

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

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