Какой тип матрицы. Технология LCD матриц AH-IPS

Основы монитороведения. Типы матриц: IPS

С момента создания первого монитора на жидких кристаллах прошло уже довольно много времени, когда мир понял, что так дальше продолжаться не может, - выдаваемого TN-технологией качества явно стало не хватать. Те нововведения, что были призваны исправить недостатки TN-матриц (подробно и рассматриваются в предыдущих статьях), спасли ситуацию лишь частично. Поэтому к середине 90-х годов прошлого века начались активные поиски новых решений, способных перевести качество ЖК-мониторов на принципиально новый уровень.

Так уж бывает в мире технологий, что одни ищут решения возникающих проблем путём модернизации имеющихся разработок, а другие не боятся начинать всё с нуля. Гордые японцы под эгидой долго смотрели на весь этот шум, потом вздохнули, засучили рукава и в 1996 году явили миру свою собственную разработку, лишённую минусов TN-технологии. Названа она была IPS (In-Plane Switching) , что можно перевести как «переключение в плоскости». От стандартной TN-матрицы она отличалась тем, что, во-первых, кристаллы в матрице были не скручены, а располагались параллельно друг другу в одной плоскости (отсюда и название). А во-вторых, оба контакта для подачи напряжения располагались на одной стороне ячейки.

Схематическое изображение ячейки в IPS-матрице

Что это дало в результате? В IPS-матрицах при отсутствии напряжения свет не проходил через поляризаторы, поэтому, в отличие от TN-технологии, чёрный цвет здесь был именно чёрным. Первые версии отличались ещё одной особенностью - при взгляде на экран сбоку чёрный цвет давал фиолетовый оттенок (впоследствии эта проблема была решена). В выключенном состоянии матрица свет не пропускала, поэтому теперь, если пиксель выходил из строя, то, в отличие от TN-матриц, появлялась не светящаяся точка, а чёрная. К тому же на порядок возросло качество цветопередачи.

Но, как обычно это бывает в таких случаях, решение старых проблем породило новые. В связи с особенностями «конструкции», для того чтобы повернуть кристаллы, стало требоваться гораздо больше времени, соответственно, матрица стала гораздо более «медленной». Далее, поскольку оба контакта расположили на одной стороне, это уменьшило полезную площадь (незначительно, но тем не менее), что, в свою очередь, привело к уменьшению яркости и контрастности панелей, созданных по этой технологии.

Но и это ещё не всё. Расход энергии тоже возрос - как за счёт технических решений, так и за счёт использования более мощных источников освещения. Как результат - цена этих матриц довольно высока.

В любом случае, качество изображения стало гораздо выше, что позволило сразу нескольким компаниям активно броситься на поиски модернизаций с целью уменьшить «вредные» параметры и улучшить преимущества. Одновременно с Hitachi эту же самую технологию стали использовать и в (только вот называлась она у них Super Fine TFT , или SFT ).

Уже в 1998 году Hitachi модернизировала матрицы IPS, уменьшив время отклика. Технологию, которую назвали S-IPS , сразу же взяли на вооружение такие гиганты, как и . Стоит отметить, что на сегодняшний день именно по направлению IPS существует больше всего модификаций, которые далеко ушли от первоначальной версии. И хотя общие моменты, касающиеся этих матриц, остаются, во многих модификациях некоторые параметры были сильно улучшены.

Популярность каждого товара зависит от двух факторов. Это качество продукта и его цена. TN-матрицы, господствовавшие на рынке долгие годы, привлекали своей низкой стоимостью. Однако с разработкой технологии IPS и её последующим удешевлением выбор покупателей был предопределён. Лавры «народного любимца» перешли к новому претенденту.

Но не всё так просто. Развитие IPS породило множество вариаций этой матрицы. Наиболее известная из них - PLS. Какой же из двух вариантов лучше ? В чём отличия между остальными разновидностями IPS? Ответы на эти вопросы укажут покупателю на правильный выбор.

Технология IPS

К 1996 году гегемония TN-матриц подошла к концу. Компании Hitachi и NFC успешно завершили совместную разработку инновационной технологии. IPS-матрицы были выпущены в свет и презентованы широким массам.

Основная цель, ради которой создавался этот продукт, - замена устаревшего TN-предшественника. Столь привычные на тот момент недуги, как скудная цветопередача, низкая контрастность и малые углы обзора, остались в прошлом. Новые мониторы закономерно пришли к лидерству на рынке.

«In-Plane Switching» дословно переводится как «внутриплощадочное переключение» . Высокое качество картинки этой матрицы достигается за счёт принципиально иного расположения жидких кристаллов. Если в TN они были выстроены по спирали, то в IPS - параллельно друг другу.

Совершенная картинка

Новое решение предлагает сразу несколько преимуществ, с учетом этого их предшественники попросту не выдерживают конкуренции:

Не обошлось ещё и без маленькой, но приятной мелочи. Реакция на физическое воздействие исключена. Если ткнуть пальцем в TN-монитор, то на месте прикосновения возникнут отчётливо заметные «волны», искажающие изображение. В «In-Plane Switching» эта проблема отсутствует.

Не без изъянов

Однако даже столь инновационную технологию нельзя назвать идеалом. IPS-матрицы всё-таки обладают очевидными недостатками:

Современные матрицы также не лишены вышеперечисленных минусов. Однако было бы несправедливо заявлять , что технология осталась на месте в сравнении с былыми вариациями.

Дальнейшее развитие

С открытием в 1996-м году стремление к совершенной картинке только набирало обороты. Технология нуждалась в удешевлении и доработке высокого времени отклика. Не менее важной задачей стало улучшение её сильных сторон .

„Врождённые“ недостатки „In-Plane Switching“ стали менее критичными. Особенно если сравнивать с тем, что было в 1996-м году.

Однако стоимость данной матрицы и её время отклика всё ещё далеки от идеала. Это и стало отправной точкой для разработки альтернативы, приобретшей широкую популярность на рынке мониторов.

С приходом PLS

В конце 2010 года компания Samsung презентовала миру своё видение прогресса для современных матриц - „Plane-to-Line Switching“. PLS позиционировалась как принципиально новая замена несовершенной IPS. Представители «Самсунг» не давали каких-либо описаний собственной технологии.

Правда, в один момент корпорация косвенно признала свою матрицу разновидностью IPS. Это произошло во время судебных разбирательств с компанией LG. В иске, который подали Samsung, утверждалось, что AH-IPS - это модификация их технологии PLS. На самом деле, это не соответствовало действительности. С другой стороны, ничто не отменяет ряда технических преимуществ PLS в сравнении с конкурентом:

Качество изображения и цветовой охват RGB в PLS ничем не уступает современным IPS. Однако данные от различных экспертных исследований противоречивы. Одни приходят к заключению, что PLS в этом плане несколько превосходит своего конкурента. Другие же полагают, что никакого отличия здесь нет и обе матрицы равны .

Из этого следует вывод: если разница в качестве изображения/цветопередачи между PLS и IPS всё-таки есть, то она незначительна.

Ценителям яркой реалистичной картинки и чётких динамичных сцен рекомендуется смотреть в сторону PLS. Да, время отклика у этой матрицы немногим выше, нежели у TN. Однако разница не критична - эффект «размытия» объектов на дисплее исключён в обоих вариантах. Зато цветопередача, яркость, контрастность и углы обзора тут определённо перевешивают в сторону PLS. Достойный вариант для широкой аудитории, увлекающейся играми и кино.

«In-Plane Switching» заслуживает внимания тех, кому важна исключительно цветопередача (фотографы, дизайнеры и т. д.). Количество модификаций этой технологии гораздо шире тех наиболее популярных, которые были рассмотрены ранее. Однако профессиональная работа с графикой и цветом требует сугубо индивидуального подхода. Для различных задач вполне подойдёт монитор и на PLS-матрице. При этом он обойдётся значительно дешевле , чем какой-либо специфический тип IPS.

Обычный пользователь также оценит современные разновидности этой матрицы . При двух условиях:

1. Монитор на её основе обладает похожими характеристиками с сопоставимым в ценовом диапазоне аналогом на PLS-матрице.
2. Данный монитор с матрицей стоит дешевле того же аналога на PLS.

Желаете качественное изображение с низким временем отклика? PLS-матрица к вашим услугам. Требуется монитор сугубо для профессиональной работы с графикой? Та же PLS и множество разновидностей IPS удовлетворят ваши потребности - выбор зависит от соответствия требуемым техническим параметрам и стоимости продукта. Нашли монитор с современной IPS-матрицей, чьи характеристики приближены к сопоставимому по цене PLS-аналогу, но при этом дешевле? Достойный вариант для приобретения.

Типы матриц телевизоров имеют между собой существенные физические отличия. Но все они отвечают за самое главное в мультимедийном устройстве - качество изображения. Выбирая телевизионную технику для презентаций или домашнего отдыха, следует разобраться в разновидностях экранов, чтобы определиться, какая матрица лучше подойдет для конкретных задач и обстановки.

Виды матриц телевизоров последних поколений имеют одну общую черту - все они работают на жидких кристаллах, которые были открыты еще в конце XIX века, но только недавно стали использоваться в экранах и мониторах. Широкое распространение кристаллы получили благодаря своему свойству: находясь в жидком состоянии, сохранять кристаллическую структуру. Данное явление позволяет получать интересные оптические результаты, пропуская свет сквозь эту субстанцию, из-за двойного состояния которой моделирование цветов получается быстрым и насыщенным.

Со временем ячейку матрицы с кристаллами научились разделять на три сегмента: синий, красный и зеленый. Это образует современный пиксель - точку, сочетание которой с другими точками, дает картинку. Структура любых экранов телевизоров в XXI веке состоит из таких пикселей. Но устройство самого пикселя (количество электродов, транзисторов, конденсаторов, углы расположения электродов и др.) определяет вид матрицы. Существуют четкие характеристики, отличающие функционирование одних пикселей от других.

Какой тип матрицы лучше для телевизора, становится ясно после изучения их разновидностей и особенностей.

Самыми распространенными являются следующие виды:

Благодаря определенным технологиям, одна матрица лучше для телевизора, чем другая. Отличаются они и по стоимости. Но при других обстоятельствах эту разницу можно и не ощутить, поэтому стоит сэкономить. Итак, в чем же их главные отличия, преимущества и недостатки?

TN

Данные типы матриц используются в большинстве относительно недорогих телевизоров. Полное название, в переводе на русский язык, означает «скрученный кристалл». Благодаря применению дополнительного покрытия, позволяющего расширить углы обзора, встречаются модели с обозначением TN+Film, позиционирующие их как средство для просмотра фильмов всей семьей.

Матрица устроена и функционирует следующим образом:

1. Кристаллы в пикселях выстроены по спирали.
2. Когда транзистор отключен, то электрическое поле не создается и свет проникает сквозь них естественным образом.
3. Управляющие электроды установлены с каждой стороны подложки.
4. Первый фильтр, расположенный до пикселя, имеет вертикальную поляризацию. Задний фильтр, стоящий после кристаллов, построен горизонтально.
5. Прохождение света через это поле дает яркую точку, которая приобретает определенный цвет благодаря фильтру.
6. При подаче напряжения на транзистор кристаллы начинают поворачиваться перпендикулярно плоскости экрана. Степень разворота зависит от высоты тока. Благодаря такому развороту, эта структура пропускает меньше света, и появляется возможность создать черную точку. Для этого все колбочки кристаллов должны «закрыться».

Данный тип матриц занял бюджетную нишу в оборудовании для воспроизведения мультимедийной продукции. Благодаря этой технологии можно получать приемлемые цвета и наслаждаться просмотром любимых передач и фильмов. Главным достоинством такой техники является финансовая доступность. Еще одним плюсом служит скорость срабатывания ячеек, мгновенно передающая цвета. Экономны такие модели и в плане энергопотребления.

Но этот тип матриц не самый хороший для телевизора ввиду сложности согласования одновременного поворота колбочек кристаллов. Разность временного результата выполнения этого процесса приводит к тому, что одни сегменты пикселя уже повернулись полностью, а другие продолжают пропускать частично свет. Рассеивание потока дает разное цветовое изображение, зависящее от угла нахождения смотрящего. В результате, если смотреть прямо - видишь черную машину на экране, а если зритель наблюдает сбоку, то ему эта же машина кажется серой.

Еще одним недостатком технологии TN является невозможность отобразить всю палитру цветов, которая заложена в материале. Например, фильм о подводной съемке кораллового рифа с его обитателями будет смотреться не так красочно, как на других моделях. Чтобы компенсировать это, разработчики встраивают в экран алгоритм замены цвета и попеременное воспроизведение ближайших оттенков.

Поэтому TN подойдет для просмотра небольшим кругом людей, смотрящих на экран почти под прямым углом. Так можно видеть картинку с максимально естественными цветами. Для более требовательного зрителя разработаны иные технологии.

VA

Исследуя, какая матрица лучше, стоит уделить внимание VA. Аббревиатура этой технологии расшифровывается как «вертикальное выравнивание». Она разработана японской компанией Fujitsu. Вот главные особенности разработки:

1. Управляющие электроды размещены так же по обеим сторонам подложек блока с кристаллами. Существенное отличие заключается в делении поверхности на зоны, которые очерчиваются невысокими бугорками на фильтрах.
2. Еще одним свойством VA служит способность кристаллов перемешиваться с соседними. Это дает четкие и насыщенные оттенки изображения. Проблема малых углов обзора на предыдущей технологии решилась за счет перпендикулярного расположения цилиндров кристаллов относительно заднего фильтра в момент отсутствия тока на транзисторах. Это дает естественный черный цвет.
3. При включении напряжения матрица изменяет свое расположение, позволяя проходить частично свету. Черные точки постепенно приобретают серый цвет. Но за счет ярко горящих рядом белых и цветных точек, изображение остается контрастным. Так насыщенность цветов сохраняется под разными углами обзора.
4. Еще одним достижением повышения качества изображения является ячеистая структура внутренней поверхности фильтров. Небольшие бугорки, делящие внутренне пространство на зоны, обеспечивают построение кристаллов под углом относительно поверхности монитора. Независимо от перпендикулярного или параллельного нахождения молекулярного ряда вся цепочка имеет отклонение в сторону. В результате, даже если зритель значительно сместится вправо или влево, построение кристаллов будет направлено прямо на взгляд.

Отклик жидких кристаллов на прохождение напряжения немного медленнее, чем у TN, но это пытаются компенсировать внедрением системы динамического повышения тока, воздействующей на выборочные участки поверхности, нуждающиеся в более быстром реагировании.

Данная технология делает телевизоры с VA типом матриц более удобными для просмотра материалов в следующих условиях:

• больших гостиных для отдыха всей семьей;
• конференц-залах;
• презентациях в офисе;
• просмотре спортивных событий в барах.

IPS

Самым дорогим по технологии выступает IPS, чья аббревиатура расшифровывается на русский язык как «плоское выключение». Ее разработали на заводе Hitachi, но позднее стали применять на LG и Philips.

Суть происходящего в матрице процесса такова:

1. Управляющие электроды находятся только с одной стороны (отсюда и название).
2. Кристаллы выстроены параллельно плоскости. Их положение одинаково для всех.
3. При отсутствии тока ячейка сохраняет насыщенный и чистый черный цвет. Это достигается благодаря препятствию поляризации света, который поглощается задним фильтром. Отсутствует сохранение свечения, наблюдаемое у
4. Во время подачи напряжения на транзистор кристаллы поворачиваются на 90 градусов.
5. Свет начинает проходить через второй фильтр, и образовываются разнообразные оттенки.

Это дает возможность просматривать изображение при углах 178 градусов.

Из технических параметров матрицы можно выделить 24 бита по цвету и по 8 бит на канал. Производятся модели телевизоров и с передачей 6 бит на канал.

Еще одним плюсом технологии служит затемнение битых пикселей , возникающее при нарушении работы между электродом и кристаллами. В других разработках такое место начинает светиться белой или цветной точкой. А здесь будет серой, что сглаживает зрительные ощущения от возникшего микробрака.

Достоинствами IPS являются насыщенные цвета и хорошие углы обзора. Проблему отклика решали постепенно, и сейчас время реагирования составляет 25 мс, а у некоторых моделей телевизоров до 16 мс.

Из недостатков этого типа матриц выделяются:

• более выраженная сетка между пикселями;
• возможное снижение контрастности из-за закрытия части света электродами, которые находятся все на одной стороне;
• высокая цена товара.

Поэтому подобные экраны больше подходят для демонстрации графических работ и фотографий. Так точно передастся изображение, которое будет видно всем присутствующим. Целесообразно устанавливать такие телевизоры на офисных презентациях и фотостудиях.

Решая, какая матрица — VA или IPS для телевизора будет лучше, следует учесть характер просматриваемых материалов. Для фильмов и отдыха лучше использовать первый вариант, а для показа нюансов графики - второй. TN или IPS обычно не сравнивают между собой из-за разности ценовой категории. Для отдыха семье из трех человек вполне хватит и первого типа матрицы. Ведь смотря под прямым углом на экран, цвета, включая черный, будут передаваться правдоподобно.

Приветствую всех, уважаемые читатели блога сайт. Эта небольшая заметка будет ответом на вопрос о том, какая матрица для монитора лучше, TN или IPS, а может быть *VA? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо знать плюсы и минусы каждого из типов матриц. А у каждого типа матрицы они есть, эти плюсы и минусы, поэтому придется задать наводящий вопрос - "для каких целей вам необходим монитор?".

Если вам нужен монитор для игр, тогда идеально подойдет TN матрица , у нее наименьшее время отклика (задержка), что очень положительно сказывается на ощущениях от игрового процесса. Еще одним неоспоримым преимуществом таких матриц является их дешевизна, это самые дешевые из всех типов матриц и поэтому самые распространенные. Недостатками являются весьма скромные углы обзора, при которых изображение еще не инвертируется (выцветает), посредственная (по сравнению с IPS, *VA) цветопередача, невысокая контрастность, невозможность получения идеально черного цвета.

Если вы фотограф/дизайнер, занимаетесь видео-монтажом, просто любите естественные цвета при работе за компьютером - тогда IPS или *VA будут отличным выбором. Мониторы с такими матрицами стоят значительно дороже, но взамен вы получаете то, что не может дать ни одна TN матрица. IPS и матрицы семейства *VA (PVA или MVA) очень похожи, все они обладают высокими углами обзора и приличной цветопередачей, однако различия все же есть и они довольно существенные.

Начнем с того, что среднестатистический IPS обладает худшим временем отклика, по сравнению с *VA. Хотя и существуют разновидности, такие как: E-IPS (увеличены углы обзора, сокращено время отклика до 5 мс), AH-IPS (улучшена цветопередача и уменьшен минимально допустимый размер пикселя) и еще много других разновидностей. Еще одним недостатком IPS является невозможность получения реалистичного черного цвета, так же как и на TN, черный цвет в них больше похож на темно серый. Но несмотря на все это мониторы с IPS матрицами (и их разновидностями) подходят для игр и просмотра фильмов.

Что касается *VA матриц, они являются чем-то средним между TN и IPS, стоят они, как правило, дешевле IPS, но при этом могут похвастаться лучшим временем отклика, большей равномерностью подсветки на черном фоне, и черный цвет на *VA - действительно черный. Однако, не все так гладко. Углы обзора на таких матрицах похуже чем в IPS, как и цветопередача, но далеко не факт, что это различия будут заметны на глаз, по крайней мере не всем. Как в случае с IPS, у *VA тоже есть разновидности, в которых некоторые показатели улучшены, по сравнению с обычным *VA. Наиболее популярные из них: MVA (решена проблема с отображением цвета при просмотре видео под углом) и PVA (уменьшено время реакции пикселя). Мониторы с *VA тоже отлично подходят для игр и фильмов.

Подробности Игорь Рыбачук Вопросы и ответы

Чтобы ответить на вопрос какая матрица лучше VA или IPS нужно четко представлять свои сценарии использования телевизора. Один и тот же тип матрицы будет лучше выглядеть в одних и заметно хуже – в других условиях.

Эти матрицы имеют разную структуру пикселей, за счет чего обладают сильными и слабыми сторонами.

Например, VA матрица имеет значительно более высокий нативный контраст – 2000-6000:1. Что дает более объемное изображение, особенно в темных сценах. И более глубокий черный цвет, что важно для восприятия фильмов. Негативная сторона VA матрицы – слабые углы обзора по горизонтали и, особенно, по вертикали. По горизонтали будут искажаться оттенки, по вертикали – детализация в тенях. Общая тенденция к высветлению оттенков.

IPS матрица имеет широкие углы обзора, пиксели ориентированы таким образом, что свет рассеивается в стороны. Но из-за этого страдает контраст (обычно это 700-1300:1) и уровень черного достаточен только для просмотра в хорошо освещенном помещении. В затемненной комнате чувствительность глаз к восприятию деталей в тенях возрастает и “черный” становится серым.

Таким образом, можно выделить несколько подпунктов оптимального использования таких матриц в телевизорах.

Матрица VA или IPS - что лучше для телевизора?

Если телевизор, в первую очередь, для кино. Просмотр в темноте или со слабым светом, или, наоборот, очень светлая комната. При этом кино будут смотреть непосредственно перед экраном – лучшим вариантом будет тв с VA матрицей (если вести разговор только про жк технологию)

Если использование тв более универсальное, чаще с освещением, но не слишком ярким – интереснее будет IPS за счет более широких углов обзора. Такой тв не обязательно оптимально располагать по высоте перед зрителем – он менее требователен к месту, где будет располагаться.

Матрица VA или IPS - что лучше для монитора?

Если использовать тв как монитор, нужно четко расставить акценты – будет ли тв использоваться для работы с графикой и видео или это просто большой универсальный экран.

В первом случае, однозначно, нужен IPS . Причем “правильный”, когда в каждом пикселе три цветных субпикселя.

Пример IPS RGBW:

В данном случае яркость на белом при прочих равных у тв выше, но цветовой охват ниже(один из цветных субпикселей заменяется белым) и, самое главное, т.к. пиксели организованы не столбцами, а сотами, ровных линий шириною в один пиксель получить не удастся. IPS RGBW применяется в бюджетных 4к телевизорах LG . Однако, может встречаться и у других брендов.

Во втором случае –VA будет интереснее, т.к. выше контраст, глубина черного, а углы обзора часто не важны.

Матрица VA или IPS - что лучше для игр?

В плане отклика пикселя нужно смотреть конкретные модели. В телевизорах, как правило, бюджетные IPS имеют более низкий отклик, меньшую длину шлейфов.

Но отсутствие хорошего антибликового фильтра, слабый контраст и пятнистость Direct подсветки радуют слабо. Опять же, везде есть исключения.

В плане изображения в целом – если играть с освещением, до этого были TN или IPS матрицы в пользовании – можно брать IPS .

Если играть со слабым светом в темноте или вообще без него – в идеале OLED , ну или, хотя бы, VA матрица. Темные сцены на таких панелях будут выглядеть лучше.

Какая матрица лучше - TN или IPS?

Структура TN матрицы:

На текущий момент такие матрицы в тв используются очень редко и в малых диагоналях. Плюс такой матрицы только один - ее низкая стоимость. В современных реалиях эти матрицы лучше обходить стороной.

В данной статье мы не обсуждали ни антибликовые фильтры, ни отклик пикселя, ни типы подсветки, ни ее работу в плане мерцания и т.п. – все это можно узнать более подробно на нашем