Чем отличается экран TFT от IPS. IPS или TFT — что лучше? Какой тип экрана лучше выбрать

Как обычно бывает с аббревиатурами, используемыми для обозначения специфики и теххарактеристик, в отношении TFT и IPS происходит путаница и подмена понятий. Во многом благодаря неквалифицированным описаниям электронных устройств в каталогах потребители ставят вопрос выбора изначально неверно. Так, матрица IPS – разновидность матриц TFT, так что сравнивать между собой эти две категории невозможно. Однако для российского потребителя аббревиатура TFT зачастую обозначает технологию TN-TFT, и в этом случае уже можно делать выбор. Так что, говоря об отличиях экранов TFT и IPS, мы будем иметь в виду TFT-экраны, изготовленные по технологиям TN и IPS.
TN-TFT – технология выполнения матрицы жидкокристаллического (на тонкопленочных транзисторах) экрана, когда кристаллы, при отсутствии напряжения, поворачиваются друг к другу под углом 90 градусов в горизонтальной плоскости между двумя пластинами. Кристаллы расположены по спирали, и в итоге при подаче максимального напряжения кристаллы поворачиваются таким образом, что при прохождении света через них образуются черные пиксели. Без напряжения – белые.
IPS – технология выполнения матрицы жидкокристаллического (на тонкопленочных транзисторах) экрана, когда кристаллы расположены параллельно друг другу вдоль единой плоскости экрана, а не спирально. При отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов не поворачиваются.
На практике самое важное отличие IPS-матрицы от TN-TFT-матрицы состоит в повышенном уровне контрастности за счет практически идеального отображения черного цвета. Картинка получается более четкой.
Качество цветопередачи матриц TN-TFT оставляет желать много лучшего. Каждый пиксель в этом случае может иметь собственный оттенок, отличный от других, в результате чего искажаются цвета. IPS уже обращается с изображением гораздо бережнее.
Скорость отклика у TN-TFT несколько выше, чем у других матриц. IPS требуется время, чтобы повернуть весь массив параллельных кристаллов. Таким образом, при выполнении задач, где важна скорость прорисовки, гораздо выгоднее использовать матрицы TN. С другой стороны, в повседневном применении разницу во времени отклика человек не замечает.
Мониторы и дисплеи, созданные на базе IPS-матриц, гораздо более энергоемкие. Это обусловлено высоким уровнем напряжения, требуемого для поворота массива кристаллов. Потому задачам экономии энергии в мобильных и портативных устройствах отвечает больше технология TN-TFT.
Экраны, основанные на IPS, обладают широкими углами обзора, то есть не искажают и не инверсируют цвета, если взгляд падает под углом. В отличие от TN, углы обзора IPS составляют 178 градусов как по вертикали, так и по горизонтали.
Еще одно отличие, немаловажное для конечного потребителя – цена. TN-TFT на сегодняшний день представляет собой самый дешевый и самый массовый вариант матрицы, поэтому ее используют в бюджетных моделях электроники.

TheDifference.ru определил, что разница между экранами TFT (TN-TFT) и IPS заключается в следующем:

Экраны IPS менее отзывчивы, время задержки отклика у них больше.
Экраны IPS обеспечивают более качественную цветопередачу и контрастность.
Углы обзора экранов IPS существенно больше.
Экраны IPS требуют больше энергии.
Экраны IPS дороже.

Продолжаем рубрику, посвященную тому, как правильно выбрать смартфон, который будет радовать пользователя. Мы уже поговорили : какие бывают, что лучше, плюсы и минусы. Сегодня речь пойдет о выборе экрана смартфона. Тема достаточно сложная и обширная, так как к настоящему времени существует немало технологий производства дисплеев, их защиты, кроме того, представлены они самых разных диагоналей, с разными соотношениями и так далее. Именно экран нередко становится камнем преткновения во время выбора смартфона. Оно и не удивительно. Дисплей – именно та часть устройства, с которой нам приходится работать больше. В случае неправильного выбора велика вероятность того, что экран причинит массу неудобств: некачественная картинка, низкая яркость, плохая чувствительность. Но не волнуйтесь, сегодня мы затронем каждый из аспектов, поведав вам обо всех тонкостях выбора экрана смартфона.

Тип матрицы смартфона

Начать стоит именно с типа матрицы. Во многом от выбора типа матрицы экрана будет зависеть качество. Итак, на сегодняшний день принято выделять три разновидности:

TN+film
AMOLED

Первые две основываются на жидких кристаллах, вторая – на органических светодиодах. Представлен каждый из типов несколькими подвидами (в случае с IPS более 20 различных), которые так или иначе встречаются в производстве панелей.

Некоторые из вас задаются вопросом: «А где TFT?». Из-за незнания некоторых ресурсов нередко эту аббревиатуру используют в качестве обозначения типа матрицы, что является неверным. Термином TFT обозначают тонкопленочные транзисторы, используемые для организации работы субпикселей. Применяются они практически в каждом из рассматриваемом типов матриц. Транзисторы также представлены несколькими разновидностями, одной из которых является LTPS (поликристаллический кремний). LTPS – относительно новый подвид, который выделяется меньшим потреблением энергии и более компактными размерами транзисторов, что отражается и на размерах пикселей. Как итог: большая плотность пикселей, более качественная и четкая картинка.

TN+film

Возвращаемся к матрицам. Большинство привычных нам матриц, как уже отмечалось, жидкокристаллические, то есть, LCD. Принцип заключается в поляризации света, который проходит через светофильтр, окрашиваясь в соответствующие цвета. Первая из разновидностей жидкокристаллических матриц – TN+film. С распространением «film» опустили, сократив название до «TN». Наиболее простой тип, который к сегодняшнему дню порядком устарел и используется лишь в самых дешевых смартфонах (да и то, надо еще найти). TN не может похвастаться хорошими углами обзора или контрастностью, обладает плохой цветопередачей.

В общем, TN при выборе экрана смартфона обходите стороной – тип устарел.

IPS

Далее идет IPS. Эта технология тоже немолода – возраст перевалил уже за 20 лет. Между тем, IPS-матрицы имеют наибольшее распространение на рынке смартфонов. Откройте любой интернет-магазин, выберите первый попавшийся смартфон и убедитесь в моих словах. Этот тип матриц представлен и в бюджетном сегменте, и в флагманском. Кроме улучшенных характеристик, если сравнивать с TN, IPS получили превеликое число разновидностей. Однако не стоит разбираться во всех – на рынке смартфонов главенство делят два типа: AH-IPS и PLS. Их создателями являются две крупнейшие фирмы Южной Корее да и всего мира: LG и Samsung соответственно. В чем разница? Ее практически и нет. Матрицы двух типов как братья-близнецы, поэтому можете не боясь выбирать смартфон с любой из них. Идентичность даже становилась поводом судебных разбирательств между компаниями.

IPS может похвастаться более широкими углами обзора, нежели TN, хорошей передачей цветов и высокой плотностью пикселей, что обеспечивает шикарную картинку. А вот энергопотребление примерно одинаковое – в любом случае используются для подсветки светодиоды. Так как разновидностей IPS-матриц существует довольно много, они разниться и в своих характеристиках. Разницу эту можно заметить даже «на глаз». Более дешевые IPS могут быть слишком блеклыми, либо напротив – иметь перенасыщенный цвет. Осложняет выбор экрана смартфона при этом тем, что производители зачастую умалчивают о типе матрицы.

Однозначно, при выборе между экраном TN и IPS предпочтение отдается последнему.

AMOLED

Еще более современный тип, который сегодня распространен, как правило, среди смартфонов высшего класса. AMOLED представлены органическими светодиодами, которые не требуют внешней подсветки, как в случае с IPS или TN, – они светятся сами. Уже на этом моменте можно выделить их первое достоинство – меньшие размеры. Далее – AMOLED представлен более насыщенными цветами. Особенно хорошо выглядит черный, во время отображения которого попросту затухает светодиод. AMOLED-дисплеи более контрастные, могут похвастаться широкими углами обзора и более низким энергопотреблением (есть нюансы). Прям сказка, не так ли? Но прежде чем выбирать смартфон с экраном AMOLED, вам стоит узнать о его недостатках.

Самым главным минусом принято считать меньший срок службы по сравнению с IPS. Через определенный срок (как правило, уже через три года наблюдаются изменения в цвете), в среднем через 6-10 лет начинают «выгорать пиксели». Причем особенно подвержены выгоранию яркие тона, поэтому пользователи нередко применяют темные темы оформления, дабы продлить срок службы. Кроме того, на энергопотребление в значительной мере сказывается яркость цветов на экране. Если отображается яркая картинка в светлых тонах, то AMOLED потребляет больше энергии, нежели IPS. Наконец, матрицы на основе органических светодиодов дороже в производстве.

Как бы то ни было, это не отменяет технологичность и качество AMOLED. Болячки в виде «выгорающих пикселей» постепенно вылечиваются, а также появляются подвиды матриц, которые становятся лучше. К примеру, Super AMOLED. Эта разновидность появилась семь лет назад, привнеся массу улучшений. Было уменьшено энергопотребление, увеличена яркость. Кроме того, исчезла воздушная прослойка между тачем и матрицей, что повысило чувствительность экрана, а также исключило попадание пыли.

AMOLED сегодня считается наиболее технологичными матрицами, которые активно развиваются. Если до недавних пор они использовались преимущественно в смартфонах Samsung, то сегодня их выбирает огромное число производителей смартфонов (практически каждый крупный бренд представил решение с AMOLED-экраном.

Конструктивные особенности экранов смартфонов

Но не только от типа матрицы следует отталкиваться при выборе экрана смартфона. Есть еще целая куча особенностей, от которых зависит итоговое качество картинки и ощущения от использования. Мы остановимся на наиболее важных моментах.

Воздушная прослойка

До не давних пор экраны всех смартфонов были представлены двумя составляющими: сенсорный слой и сама матрица. Между ними оставалась воздушная прослойка, толщина которой зависела напрямую от производителя. Естественно, чем слой тоньше, тем лучше. Компании регулярно уменьшали прослойку воздуха, делая качество картинки выше, а углы обзора – шире. Относительно недавно удалось полностью избавиться от воздушной прослойки благодаря технологии OGS. Теперь сенсорный слой и матрица соединились воедино. Несмотря на существенное повышение качества, есть и очевидный недостаток. В случае повреждения OGG-экрана, заменять его придется полностью, в то время как в дисплеях с воздушным слоем, удар на себя принимает лишь стекло.

Как бы то ни было, OGS-экраны выбирает все больше производителей. Да и вам мы советует отдавать предпочтение этой технологии. Поверьте, не стоит беспокойство о сложном ремонте тех чувств, которые вы испытаете при эксплуатации подобного дисплея.

Относительно недавний тред, который привнесла на рынок компания Samsung со своим флагманом Galaxy S6 Edge (также был Galaxy Note, но там загнули только один край). Южнокорейский производитель продолжить развивать идею и в последующих смартфонах, а вот остальные фирмы не слишком-то и разделили задумку. Сгибанию компания подвергает правую и левую грань устройств – экран как бы наплывает на торцы. Это делается не только ради эффектного внешнего вида, но и для удобства пользователя. Сюда выносятся дополнительные функции, здесь же могут отображаться уведомления. Увлекательная особенность, но далеко не всем нужная.

Наиболее удачно реализовать изогнутый дисплей удалось Samsung, поэтому, если интересна такая конструкция, то советуем рассматривать именно решения южнокорейского бренда.

Еще более свежий тренд – экраны без рамок. Прародителем является компания Sharp, которая показала первый безрамочный смартфон еще в 2014 году, но пользователей привлек безрамочный Mi Mix, показанный в 2016 году. К лету 2017 года целый ряд компаний заявил о замысле выпустить подобные гаджеты. Сегодня рынок стремительно наполняется , причем самые новые модели стоят менее 100 долларов.

К настоящему моменту есть несколько вариаций экрана без рамок: вытянутые дисплеи, у которых уменьшены рамки сверху и снизу; привычные дисплеи, лишенные рамок с трех сторон (кроме нижней). К первому типу относится Samsung Galaxy S8 пара смартфонов от LG (G6 и ). Ко второму – , Doogee Mix, Xiaomi Mi Mix и многие другие, чьи ряды постоянно пополняются.

Безрамочные смартфоны выглядят действительно здорово, а невысокая стоимость дает возможность каждому опробовать современные технологии.

Известная компания Apple в iPhone 6S представила новую технологию на момент выхода – 3D Touch. С ней экран стал реагировать не только на касания, но и на силу нажатия. Технология стала использоваться, как правило, для совершения каких-либо быстрых действий. Также 3D Touch позволил с большим комфортом работать с текстом, рисовать (кисть реагирует на силу натиска) и прочее. Функция не стала чем-то совершенно необычным, но своего пользователя нашла. Позже подобная технология появилась 6, также была заявлена в .

Тип сенсорных экранов

Не особенно важный критерий при выборе экрана смартфона, но, тем не менее, чуть остановимся на нем. Существует несколько типов сенсорных дисплеев: матричный (очень-очень редкий) резистивный и емкостной. Резистивные экраны до недавних пор были распространены повсеместно, однако сегодня представлены лишь в очень редких и дешевых смартфонах. Этот тип отличается тем, что реагирует на любые касания: пальцем, ручкой, хоть другим телефоном управляйте. Он поддерживает лишь одно касание, работает не всегда точно. В общем и целом, устаревший тип.

Емкостные экраны в значительной мере превосходят своих предшественников. Они уже поддерживают более одного одновременного касания, отличаются лучшей чувствительностью, гораздо точнее работают. При этом их производство обходится дороже.

Как ни крути, но от резистивных экранов в смартфонах подавляющее большинство компаний отказалось. И это к лучшему. К тому же, стоимость емкостных постоянно понижается, что позволяет производителям устанавливать их в самые дешевые смартфоны.

Еще одним важным аспектом при выборе экрана смартфона является число одновременных касаний. От этого параметра зависит то, какие операции вы сможете производить на дисплее. Первые смартфоны, оснащаемые резистивными экранами, ограничивались одним одновременным касаниям, чего не всегда было достаточно. Экраны современных смартфонов поддерживают зачастую 2, 3, 5 или 10 одновременных касаний. Что дает большое число одновременных касаний:

Масштабирование и зуммирование. Одна из первых функций, которая появилась в iPhone – первом смартфоне с поддержкой двух одновременных касаний. Так, можно уменьшать или увеличивать изображения, сводя или разводя пальцы на экране.
Управление жестами. Несколько пальцев дают возможность задействовать различные жесты.
Управление в играх. Большинство современных игр требуют задействование одновременно нескольких пальцев.

Не стоит гнаться за поддержкой 10 одновременных касаний, если вы не играете на смартфоне. Подавляющему числу пользователей вполне достаточно 5 касаний, а еще менее требовательные не будут испытывать дискомфорта и с 2.

Значимые при выборе экрана смартфона параметры, идущие рука об руку. Диагональ дисплея отражает его размеры в дюймах.

Дюйм соответствует 2.54 сантиметрам. К примеру, диагональ экрана 5-дюймового смартфона в сантиметрах составляет 12.7 сантиметров. Обратите внимание : диагональ измеряется от угла до угла экрана, не затрагивая рамки.

Какую диагональ экрана выбрать? На этот вопрос вам придется ответить самостоятельно. Рынок современных смартфонов предлагает самые разные диагонали, начиная примерно с 3.5-4 дюймов, заканчивая практически 7 дюймами. Есть и более компактные варианты, но их в расчет можно не брать – работать с миниатюрными иконками не очень удобно. Наилучший способ выбрать диагональ – лично подержать смартфон в руках. Если вам комфортно пользоваться одной рукой, значит, диагональ «ваша».

Рекомендовать конкретные цифры нельзя и потому, что у каждого человека разный размер руки, длина пальцев. Одному и 6-дюймовым пользоваться комфортно, другим – и 5 дюймов много. Также стоит учитывать, что смартфоны с одинаковой диагональю могут быть разных размеров в общем. Простой пример: 5.5-дюймовый сопоставим с 5-дюймовой моделью с обычными рамками. Поэтому при выборе экрана смартфона желательно еще и толщину рамок брать в расчет.

Как бы то ни было, наблюдается тенденция увеличения диагоналей экрана. Если в 2011 году подавляющее большинство пользователей ограничивалось 4 дюймами, то в 2014 году наибольший процент принадлежал 5 дюймам, сегодня рынок захватывают решения с 5.5 дюймами.

С разрешением ситуация обстоит попроще.

Разрешение отражает количество пикселей на единицу площади. Чем больше разрешение – тем качественнее картинка. Опять же, одинаковое разрешение по-разному выглядит на двух отличных диагоналях. Здесь же стоит упомянуть о плотности пикселей на дюйм, которая обозначается аббревиатурой PPI. Здесь то же правило, что в случае с разрешением: чем выше плотность – тем лучше. Правда, в точной цифре специалисты не сходятся: ряд утверждает, что комфортное значение начинается с 350 PPI, другие приводят большие цифры, третьи – меньшие. При этом стоит помнить, что человеческое зрение очень индивидуально: кто-то ни пикселя не увидит и при 300 PPI, а другой и при 500 PPI найдет к чему придраться.

при диагонали до 4-4.5 дюймов большинство смартфонов получают разрешение 840х480 пикселей (примерно 250 PPI);
от 4.5 до 5 дюймов хорошим выбором является HD-разрешение (1280х720 точек) (плотность составляет от 326 до 294 PPI)
более 5 дюймов – стоить смотреть в сторону FullHD (1920х1080 пикселей) или еще более высоких разрешений

Последние смартфоны Samsung и ряд моделей от других компаний получают разрешение 2560×1440 точек, что обеспечивает высокую плотность пикселей и четкую картинку. Недавний флагман от Sony и вовсе был представлен с разрешением экрана 4К, что при 5.5 дюймов гарантирует рекордные 801 PPI.

Покрытие экрана

До недавних пор экраны мобильных устройств покрывались обычным пластиком, который быстрый царапался, искажал цветопередачу, да и тактильно ощущался не очень. На смену пришло стекло, которому нипочем завалявшиеся в кармане ключи. Сейчас на рынке представлено ни одна разновидность стекол, которые отличаются прочностью и, соответственно, ценой. Особую популярность сегодня снискали 2.5D-стекла, изогнутые с краев. Они не только гарантируют высокую надежность, но и придают смартфону более стильный вид.

Кроме того, экраны современных смартфонов обладают специальным жирооталкивающим покрытием (олеофобный слой), который обеспечивает хорошее скольжение пальца, а также предотвращает появление пятен. Чтобы определить наличие олеофобного слоя, достаточно поместить на экран каплю воды. Чем лучше капля сохраняет форму (не растекается), тем качественнее слой.

Естественно, качество олеофобного слоя и стекла сказываются на стоимости смартфона. Вы вряд ли найдете бюджетную модель, которая сможет похвастаться таким же прочным стеклом, как у флагманского решения. Сегодня наиболее популярным производителем защитных стекол является компания Corning, линейка которой заканчивается Gorilla Glass 5.

Дополнительный экран

Если одного дисплея вам мало, то ряд компаний предлагает смартфоны с дополнительными экранами. Они, как правило, небольшие, а служат для вывода уведомлений. А YotaPhone 2, известный многим, предлагает второй E-link дисплей, занимающий всю тыльною сторону, на котором удобно читать. В модельном ряду LG есть решения с небольшим экраном, отображающим уведомления. Недавно подобным смартфоном с дополнительным экраном отметилась и Meizu со своим флагманом .

Второй экран – довольно-таки своеобразная фишка, которая нужна далеко не каждому. Тем не менее, своего пользователя подобные смартфоны находят, да причем и не одного.

Заключение

Что ж, вроде рассказали обо всех тонкостях выбора экрана смартфона. Материал получился довольно обширным, надеемся, ответы на свои вопросы найдет каждый. Не стоит гнаться за самым дорогим экраном, но и слишком экономить противопоказано – ищем ту самую золотою середину. Хотя нынешний рынок мобильной электроники и сам вас направит в нужное русло, указав на то, что популярно и востребовано. Сегодня значительно ниже риск наткнуться на некачественный дисплей, который будет тупить при нажатиях, производители существенно подняли планку качества. Даже компании третьего эшелона в своих ультрабюджетных смартфонах используют вполне добротные матрицы. Ну, а нам лишь остается пожелать вам удачи в выборе.

Кстати, линейка статей о критериях правильного выбора не заканчивается. Мы уже рассказали о том, ознакомьтесь. Скоро появятся материалы на тему выбора процессора и камер, так что подпишитесь на уведомления и группу «Вконтакте».

С развитием технологий производства дисплеев у пользователей все больше возникает вопросов при выборе подходящего монитора. Помимо его физических размеров, в частности диагонали видимой зоны , необходимо выбрать тип матрицы и сопутствующие параметры - контрастность, цветопередачу, время отклика и прочее. Выбрать монитор, разбираясь во всех этих тонкостях, не составит большого труда, если предварительно изучить принципы его работы и основные характеристики главного его компонента - матрицы, о чем и пойдет речь ниже.

Сравнение типов матриц при разных углах обзора

Общие сведения о дисплеях и их компонентах

Монитор компьютера при всей своей кажущейся простоте, является весьма технически сложным компонентом, который, как и остальное аппаратное обеспечение, имеет множество различающихся параметров, технологий изготовления, а также характеристик. Практически все дисплеи для ПК состоят из следующих частей:

корпус, в котором заключена вся электронная начинка. На корпусе также имеются крепления для монтирования дисплея на вертикальные или горизонтальные поверхности;
матрица или экран - основной компонент монитора, от которого зависит вывод графической информации. В современных устройствах применяются различные матрицы для мониторов, отличающиеся многими параметрами, среди которых первостепенную важность имеют разрешение, время отклика, яркость, цветопередача и контрастность;
блок питания - часть электронной цепи, отвечающая за преобразование тока и питание всей остальной электроники;
электронные компоненты на специальных платах, отвечающие за преобразование поступающих на монитор сигналов и их последующий вывод на дисплей для отображения;
другие компоненты, среди которых может встречаться маломощная акустическая система, концентраторы USB и прочее.

Совокупность основных параметров дисплея, на основе которой он выполнен, предопределяет сферу его использования. Недорогие потребительские мониторы могут оснащаться экранами с не самыми внушительными характеристиками, поскольку подобные устройства чаще всего недорогие и не требуются для работы в профессиональных графических приложениях. Дисплеи для профессиональных геймеров прежде всего должны иметь минимальную задержку отображения информации, поскольку это критически важно в современных играх. Дисплеи для графических редакторов, используемых дизайнерами, отличаются самые высокими показателями яркости, уровнем цветопередачи и контрастности, ведь точная передача картинки здесь играет самую важную роль.
В настоящее время в дисплеях встречающихся на рынке, как правило, используются несколько видов матриц. В технических описаниях мониторов можно встретить большое их количество, но в основе этого многообразия могут лежать одни и те же базовые технологии, улучшенные или незначительно доработанные для повышения их показателей. К таким основным видам экранов относятся следующие.

«Twisted Nematic» или матрица TN. Ранее к наименованию этой технологии добавлялась приставка «Film», означающая дополнительную пленку на ее поверхности, увеличивающую угол обзора. Но это обозначение все реже встречается в описаниях, поскольку большинство производимых сегодня матриц уже оснащены ею.
«In-Plane Switching» или тип матрицы IPS, как более часто встречающееся наименование в сокращенном виде.
«Multidomain Vertical Alignment» или MVA матрицы. Более современная инкарнация этой технологии обозначается как матрица VA. Данная технология также отличается своими преимуществами и недостатками и является чем-то средним между представленными выше.
«Patterned Vertical Alignment». Разновидность технологии MVA, которая была разработана в качестве конкурентного ответа ее создателям - компании Fujitsu.
«Plane-to-Line Switching». Это один из самых новых типов матриц для дисплеев, который был разработан относительно недавно - в 2010 году. Единственным недостатком этого типа матрицы, при остальных превосходящих конкурирующие технологии характеристиках, является сравнительно длительное время отклика. Также PLS матрица отличается весьма высокой стоимостью.

Матрица TN, TN+film

Тип матрицы TN является одной из самых распространенных и в то же время это весьма устаревшая по современным меркам технология их изготовления. Именно с этой разновидности матриц началось победное шествие жидкокристаллических смену электронно-лучевым трубкам. Стоит отметить, что единственное неоспоримое их преимущество - это крайне малое время отклика и по этому параметру они превосходят даже более современные аналоги. Остальными критически важными для монитора параметрами - контрастностью изображения, его яркостью и допустимыми углами обзора, увы, данный тип матриц не отличается. К тому же стоимость мониторов на основе этой разработки невысокая и можно сказать что это еще один плюс технологии «Twisted Nematic».
Причина основных недостатков «Twisted Nematic» кроется в самой технологии их производства и строении оптических элементов. В матрицах TN кристаллы между электродами (каждый из которых представляет собою отдельный пиксель видимой зоны) располагаются в виде спирали при подаче на них напряжения. От степени ее закругления зависит количество проходящего сквозь нее света, а из множества таких элементов и формируется картинка на экране. Но ввиду неравномерности формирования спирали в каждом элементе матрицы очень падает уровень контрастности выводимого на нее изображения (рис. 1). А учитывая то, что преломление света при прохождении сквозь сформированную спираль сильно отличается от направления взгляда, то угол обзора такой матрицы весьма невелик.

Рис. 1. Сравнение матриц IPS и TN

Дисплеи VA/MVA/PVA

Матрица VA была разработана в качестве альтернативы популярным в то время технологиям TN и уже завоевавшей приверженность пользователей, хоть еще и не так распространенной на рынке IPS. Основное ее конкурентное преимущество разработчики позиционировали как время отклика, составлявшее на момент внедрения на рынок около 25 мс. Еще одним важным преимуществом новой технологии являлся высокий уровень контрастности, опережавший аналогичные показатели в технологиях изготовления матриц TN, а также IPS.
Данная технология, которая изначально называлась «Vertical Alignment», имела также весьма существенный недостаток в виде относительно малых углов обзора. Проблема скрывалась в строении оптических элементов матрицы. Кристаллы каждого элемента матрицы ориентировались вдоль линий напряжения или параллельно им. Это вело к тому, что угол обзора матрицы был, мало того что небольшим, так еще и изображение могло отличаться в зависимости от того, с какой стороны пользователь смотрел на экран. На практике это приводило к тому, что малейшее отклонение угла зрения приводило к сильному градиентному заполнению картинки на экране (рис. 2).

Рис. 2. Углы обзора монитора с технологией MVA

Избавиться от этого недостатка удалось с развитием технологии в «Multidomain Vertical Alignment», когда группы кристаллов внутри электродов организовали в своеобразные «домен», как это и отображено в названии. Теперь они стали размещаться по-разному в пределах каждого домена, из которых состоит целый пиксель, поэтому пользователь мог смотреть под разными углами на монитор и изображение от этого практически не менялось.
Сегодня дисплеи с MVA экранами используются для работы с текстом и практически непригодны для динамичных изображений, которым отличается любая современная игра или фильмы. Высокая контрастность, равно как и углы обзора позволяют уверенно работать с ними тем, кто работает, например, с чертежами, много печатает и читает.

Не стоит путать контрастность матрицы и такое понятие, как динамическая контрастность монитора. Последняя представляет собою технологию адаптивного изменения яркости экрана в зависимости от выводимого изображения и использует для этого встроенную подсветку. Последние модели мониторов со светодиодной подсветкой обладают отличной динамической контрастностью поскольку время включения светодиода очень малое.

Экран IPS

TFT IPS матрица разрабатывалась с учетом устранения основных недостатков предшествующей технологии - «Twisted Nematic», а именно малых углов обзора и плохой передачи цвета. Из-за своеобразного расположения кристаллов в TN матрице, цвет каждого пикселя варьировался в зависимости от направления взгляда, поэтому пользователь мог наблюдать «переливающуюся» картинку на мониторе. TFT IPS матрица состоит из кристаллов, которые расположены в параллельной плоскости к ее поверхности, а при подаче напряжения на электроды каждого элемента, они разворачиваются на прямой угол.
Последующее развитие технологии привело к появлению таких видов матриц, как Super IPS, Dual Domain IPS и Advanced Coplanar Electrode IPS. Все они, так или иначе, основаны на одном принципе с разницей лишь в расположении жидких кристаллов. На заре своего появления технологию отличал весомый минус - длительное время отклика, составлявшее до 65 мс. Главное же ее преимущество - потрясающая цветопередача и широкие углы обзора (рис. 1), при которых картинка на экране не искажалась, не инвертировалась и не появлялся нежелательный градиент.
Мониторы с IPS матрицей сегодня пользуются огромным спросом и применяются не только в дисплеях для ПК, но и в портативных устройствах - планшетах и смартфонах. Они также применяются в основном там, где важен цвет картинки и максимально точная его передача - при работе с графическим ПО, в дизайне, фотографии и прочее.

Часто многие пользователи путают аббревиатуры IPS или TFT, хотя на самом деле, это в корне разные понятия. «Thin Film Transistor» - это общая технология создания жидкокристаллических матриц, которая может иметь различные воплощения. «In-Plane Switching» - конкретная реализация этой технологии, основанная на своеобразном построении отдельных элементов матрицы и расположения жидких кристаллов в ней. TFT матрица может быть выполнена на базе технологии TN, VA, IPS или других.

Матрица PLS

Тип матрицы PLS – это передовой край развития технологий их создания. Компания Samsung, являющаяся разработчиком этой уникальной технологии, в качестве цели ставила для себя производство матриц, значительно превышающих по параметрам конкурирующую технологию - IPS и во многом ей это удалось. К несомненным преимуществам этой технологии можно отнести:

один из самых низких показателей потребления тока;
высокий уровень цветопередачи, полностью охватывающий диапазон sRGB;
широкие углы обзора;
высокая плотность отдельных элементов - пикселей.

Из недостатков стоит выделить время отклика, не превышающее аналогичные показатели в технологии «Twisted Nematic» (рис. 3).

Рис. 3. Сравнение PLS (справа) и TN (слева)

Важно! Выбирая какой тип матрицы монитора лучше, стоит в первую очередь определиться с задачами, поскольку во многих случаях покупка самого современного дисплея может оказаться экономически необоснованной. Новейшие разработки, отличающиеся высоким временем отклика, пригодятся для профессиональных игр или просмотра динамических сцен в видео.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Мониторы с высоким уровнем цветопередачи подойдут для дизайнеров и художников. А если необходим недорогой монитор для серфинга в сети и работы с текстом, то подойдут варианты на основе старых, но проверенных временем технологий.

Монитор - пожалуй один из самых основных элементов компьютера: именно от него зависит, будут ли через десять минут использования болеть глаза, сможете ли вы корректно обработать картинку, и даже сможете ли вы вовремя заметить врага в компьютерной игре. И за больше чем 15 лет существования жидкокристаллических мониторов количество разновидностей матриц превысило десяток, а разброс цен от нескольких тысяч до сотен тысяч рублей - и в этой статье мы разберемся, какие типы матриц существуют, и какие будут лучшими для той или иной задачи.

TFT TN

Самый старый тип матрицы, который все еще занимает значительную долю рынка и не собирается с него уходить. Именно TN в продаже уже давно нет - в основном продаются улучшенные модификации, TN+film: улучшение позволило довести горизонтальные углы обзора до 130-150 градусов, но вот с вертикальными все плохо: даже при отклонении на десяток градусов цвета начинают меняться, вплоть до инвертирования. К тому же в большинстве своем такие мониторы не охватывают и 70% sRGB, а значит для цветокоррекции они не подойдут. Еще один минус - достаточно низкая максимальная яркость, обычно она не превышает 150 Кд/м^2: этого хватит разве что для работы в помещении.

Казалось бы - все, TFT TN безнадежно устарели и их пора списывать. Однако не все так просто - эти матрицы имеют наименьшее время отклика, и поэтому прочно обосновались в дорогом игровом сегменте. Шутка ли - время задержки наилучших TN не превышает 1 мс, что в теории позволяет вывести аж 1000 отдельных кадров в секунду (на деле меньше, но сути это не меняет) - отличное решение для киберспортсмена. Ну и к тому же в таких матрицах за уши притянули яркость до 250-300 Кд/м^2, а цветовой охват худо-бедно соответствует 80-90% sRGB: для цветокоррекции не подойдет все равно (углы обзора небольшие), а вот для игр это идеальное решение. Увы - все эти улучшения привели к тому, что стоимость таких мониторов от 500 долларов только начинается, так что использовать их имеет смысл только тем, кому критично важна минимальная задержка.

Ну а в низком ценовом сегменте TN все больше вытесняется MVA и IPS - последние выдают гораздо лучшую картинку, и стоят буквально на 1-2 тысячи дороже, так что если есть возможность - лучше за них переплатить.

TFT IPS

Этот тип матриц начал свой путь на пользовательский рынок с телефонов, где низкие углы обзора у TN-матриц достаточно сильно мешали нормальному использованию. В последние несколько лет цена на IPS мониторы значительно снизилась, и их теперь можно купить даже в бюджетный компьютер. У этих матриц есть два основных плюса: углы обзора достигают почти 180 градусов как по горизонтали, так и по вертикали, и они обычно имеют хороший цветовой охват прямо из коробки - даже в мониторах дешевле 10 тысяч рублей нередко есть профиль с охватом в 100% sRGB. Но, увы, минусов тоже хватает: это невысокая контрастность, обычно не выше 1000:1, из-за чего черный выглядит не как черный, а как темно-серый, и так называемый glow-эффект: при взгляде с определенного угла матрица кажется розоватой (или фиолетовой). Так же раньше была проблема с невысоким временем отклика - до 40-50 мс (что позволяло честно вывести на экран всего 20-25 кадров, остальные смазывались). Однако сейчас такой проблемы нет, и даже дешевые IPS-матрицы имеют время отклика не выше 4-6 мс, что позволяет спокойно вывести 100-150 кадров - этого более чем хватает для любого использования, даже игрового (без фанатизма со 120 fps, конечно же).

Всего подвидов IPS много, разберем основные:

TFT S-IPS (Super IPS) - самое первое улучшение IPS: увеличены углы обзора и скорость реакции пикселя. В продаже уже давно нет.
TFT H-IPS (Horizontal IPS) - почти не встречается в продаже (всего одна модель на Яндекс.Маркете, и то из остатков). Этот тип IPS появился в 2007 году и в сравнении с S-IPS немного увеличилась контрастность, поверхность экрана выглядит более однородной.
TFT UH-IPS (Ultra Horizontal IPS) – улучшенная версия H-IPS. Благодаря уменьшению размера полосы, разделяющей субпиксели, на 18 % было увеличено пропускание света. На сегодняшний момент этот тип IPS-матриц так же устарел.
TFT E-IPS (Enhanced IPS) - еще один устаревший тип IPS. Имеет другую структуру пикселя и пропускает больше света, что позволяет снизить яркость подсветки, что приводит к уменьшению цены монитора и снижению энергопотребления. Имеет достаточно низкое время отклика (меньше 5 мс).
TFT P-IPS (Professional IPS) - достаточно редкие и очень дорогие матрицы, созданные для профессиональной обработки фото: они обеспечивает великолепную цветопередачу (глубина цвета 30 бит и 1.07 миллиарда цветов).
TFT AH-IPS (Advanced High Performance IPS) - новейший тип IPS: улучшена цветопередача, увеличено разрешение и PPI, повышена яркость и понижено энергопотребление, время отклика не превышает 5-6 мс. Именно этот тип IPS сейчас активно продается.

TFT *VA

Это типы матриц, которые можно назвать середнячками - они чем то лучше, а чем то хуже и IPS, и TN. Плюс в сравнении с IPS - отличная контрастность, плюс в сравнении с TN - хорошие углы обзора. Из минусов - большое время отклика, которое к тому же быстро растет при уменьшении разницы между конечным и начальным состояниями пиксела, так что эти мониторы не очень хорошо подходят для динамичных игр.

Основные типы матриц такие:

TFT MVA (Multidomain Vertical Aligment) - широкие углы обзора, отличная цветопередача, идеальный черный цвет, высокая контрастность изображения, однако большое время реакции пикселя. По цене они находятся между бюджетными TN и IPS, и предлагают такие же средние возможности. Так что если вам не важны игры - можно сэкономить 1-2к и взять MVA вместо IPS.
TFT PVA (Patterned Vertical Alignment) одна из разновидностей технологии TFT MVA, была разработана компанией Samsung. Из плюсов в сравнении с MVA - снижена яркость черного цвета.
TFT S-PVA (Super PVA) - улучшенная технология PVA: были увеличены углы обзора матрицы.

TFT PLS

Как и PVA является почти точной копией MVA, так и PLS является точной копией IPS - сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий. Так что при выборе между PLS и IPS стоит задумываться только о цене.

OLED

Это самые новые матрицы, которые стали появляться на пользовательском рынке буквально пару лет назад и по астрономическим ценам. Плюсов у них масса: во-первых у них нет такого понятия как яркость черного цвета, т.к. при выводе черного цвета светодиоды банально не работают, так что черный цвет выглядит как черный, а контрастность в теории равна бесконечности. Во-вторых, время отклика таких матриц составляет десятые доли миллисекунды - это в несколько раз меньше, чем даже у киберспортивных TN. В-третьих, углы обзора не только составляют почти 180 градусов, но и к тому же почти не падает яркость при отклонении монитора. В-четвертых - очень широкий цветовой охват, который может составлять и 100% AdobeRGB - таким результатом может похвастаться не каждая IPS-матрица. Однако, увы, есть две проблемы, которые сводят многие достоинства на нет: это мерцание матрицы на частоте 240 Гц, что может привести к боли в глазах и повышенной утомляемости, и выгорание пикселей, так что такие матрицы недолговечны. Ну и третья проблема, которая есть у многих новых решений - это заоблачная цена, местами более чем вдвое выше, чем у профессиональных IPS. Однако уже всем понятно, что за такими матрицами будущее, а их проблемы будут решаться, и цены на них падать.

Для многих жидкокристаллические дисплеи (LCD) ассоциируются, прежде всего, с плоскими мониторами, "крутыми" телевизорами, ноутбуками, видеокамерами и сотовыми телефонами. Некоторые добавят сюда КПК, электронные игры, банковские автоматы. Но существует еще множество областей, где необходимы дисплеи с высокой яркостью, прочной конструкцией, работающие в широком диапазоне температур.

Плоские дисплеи нашли применение там, где критичными параметрами являются минимальные энергопотребление, вес и габариты. Машиностроение, автомобильная промышленность, железнодорожный транспорт, морские буровые установки, горное оборудование, наружные торговые точки, авиационная электроника, морской флот, специальные транспортные средства, системы безопасности, медицинское оборудование, вооружение - вот далеко не полный перечень применений жидкокристаллических дисплеев.

Постоянное развитие технологий в этой области позволило снизить стоимость производства LCD до такого уровня, при котором произошел качественный переход: дорогая экзотика стала обыденным явлением. Важным фактором быстрого распространения ЖК-дисплеев в промышленности стала и простота применения.

В этой статье рассматриваются основные параметры различные типов жидкокристаллических дисплеев, что позволит сделать осознанный и правильный выбор LCD для каждого конкретного применения (метод "побольше и подешевше" практически всегда оказывается слишком дорогим).

Все многообразие ЖК-дисплеев можно разделить на несколько типов в зависимости от технологии производства, конструкции, оптических и электрических характеристик.

Технология

В настоящее время при производстве LCD применяются две технологии (рис.1): пассивная матрица (PMLCD-STN) и активная матрица (AMLCD).

Технологии MIM-LCD и Diode-LCD не получили широкого распространения и поэтому не будем на них тратить время.

Рис. 1. Виды технологий жидкокристаллических дисплеев

STN (Super Twisted Nematic)- матрица, состоящая из ЖК-элементов с изменяемой прозрачностью.

TFT (Thin Film Transistor)- активная матрица, в которой каждый пиксел управляется отдельным транзистором.

По сравнению с пассивной матрицей, TFT LCD имеет более высокую контрастность, насыщенность, меньшее время переключения (нет "хвостов" у движущихся объектов).

Управление яркостью в жидкокристаллическом дисплее основано на поляризации света (курс общей физики): свет поляризуется, проходя через поляризационный фильтр (с определенным углом поляризации). При этом наблюдатель видит только снижение яркости света (почти в 2 раза). Если за этим фильтром поставить еще один такой фильтр, то свет будет полностью поглощаться (угол поляризации второго фильтра перпендикулярен углу поляризации первого) или полностью проходить (углы поляризации совпадают). При плавном изменении угла поляризации второго фильтра интенсивность проходящего света будет также плавно изменяться.

Принцип действия и "бутербродная" структура всех TFT LCD примерно одинакова (рис. 2). Свет от лампы подсветки (неоновая или светодиоды) проходит через первый поляризатор и попадает в слой жидких кристаллов, управляемых тонкопленочным транзистором (TFT). Транзистор создает электрическое поле, которое формирует ориентацию жидких кристаллов. Пройдя такую структуру, свет меняет свою поляризацию и будет - или полностью поглощен вторым поляризационным фильтром (черный экран), или не будет поглощаться (белый), или поглощение будет частичным (цвета спектра). Цвет изображения определяют цветовые фильтры (аналогично электронно-лучевым трубкам, каждый пиксел матрицы состоит из трех субпикселов - красного, зеленого и голубого).

Рис. 2. Структура TFT LCD

Пиксел TFT

Цветные фильтры для красного, зелёного и синего цветов интегрированы в стеклянную основу и расположены близко друг к другу. Это может быть вертикальная полоса, мозаичная структура или дельта-структура (рис. 3). Каждый пиксел (точка) состоит из трёх ячеек указанных цветов (субпикселей). Это означает, что при разрешении m x n активная матрица содержит 3m x n транзисторов и субпикселов. Шаг пиксела (с тремя субпикселами) для 15.1" TFT ЖК-дисплея (1024 x 768 точек) составляет примерно 0.30 мм, а для 18.1" (1280 x 1024 точки)- 0.28 мм. TFT LCD имеют физическое ограничение, которое определяется максимальной площадью экрана. Не ждите разрешения 1280 x 1024 при диагонали 15" и шаге точки 0.297 мм.

Рис. 3. Структура цветного фильтра

На близком расстоянии точки явственно различимы, но это не беда: при формировании цвета используется свойство человеческого глаза смешивать цвета при угле зрения менее 0,03°. На расстоянии 40 см от ЖК-дисплея при шаге между субпикселами 0,1 мм угол зрения составит 0,014° (цвет каждого субпиксела различит только человек с орлиным зрением).

Типы ЖК-дисплеев

TN (Twist Nematic) TFT или TN+Film TFT - первая технология, появившаяся на рынке ЖК-дисплеев, основное достоинство которой& - дешевизна. Недостатки: черный цвет больше похож на темно-серый, что приводит к низкой контрастности изображения, "мертвые" пиксели (при выходе из строя транзистора) очень яркие и заметные.

IPS (In-Pane Switching) (Hitachi) или Super Fine TFT (NEC, 1995 год). Характеризуется наибольшим углом обзора и высокой точностью цветопередачи. Угол обзора расширен до 170°, остальные функции - как у TN+Film (время отклика порядка 25мс), практически идеальный черный цвет. Преимущества: хорошая контрастность, "мертвый" пиксель - черный.

Super IPS (Hitachi), Advansed SFT (производитель - NEC). Достоинства: яркое контрастное изображение, искажения цвета почти незаметны, увеличены углы обзора (до 170° по вертикали и по горизонтали) и обеспечена исключительная четкость.

UA-IPS (Ultra Advanced IPS), UA-SFT (Ultra Advanced SFT) (NEC). Время реакции достаточно для обеспечения минимальных искажений цвета при просмотре экрана под разными углами, повышенная прозрачность панели и расширение цветовой гаммы при достаточно высоком уровне яркости.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) (Fujitsu).Основное преимущество - наименьшее время реакции и высокая контрастность. Главный недостаток - высокая стоимость.

PVA (Patterned Vertical Alignment) (Samsung). Микроструктурное вертикальное размещение ЖК.

Конструкция

Конструкция жидкокристаллического дисплея определяется расположением слоев в "бутерброде" (включая и светопроводящий слой) и имеет наибольшее значение для качества изображения на экране (в любых условиях: от темного помещения до работы при солнечном свете). В настоящее время используются три основных типа цветных LCD:

пропускающий (transmissive), предназначенный в основном для оборудования, работающего в помещении;
отражающий (reflective) применяется в калькуляторах и часах;
проекционный (projection) используется в ЖК-проекторах.

Компромиссной разновидностью пропускающего типа дисплея для работы, как в помещении, так и при внешнем освещении, является полупрозрачный (transflective) тип конструкции.

Пропускающий тип дисплея (transmissive) . В этом типе конструкции свет поступает сквозь жидкокристаллическую панель с задней стороны (подсветка) (рис. 4).По этой технологии сделаны большинство ЖК-дисплеев, используемых в ноутбуках и карманных компьютерах. Transmissive LCD имеет высокое качество изображения в помещении и низкое (черный экран) при солнечном свете, т.к. отраженные от поверхности экрана солнечные лучи полностью подавляют свет, излучаемый подсветкой. Эта проблема решается (в настоящее время) двумя способами: увеличением яркости задней подсветки и уменьшением количества отраженного солнечного света.

Рис. 4. Конструкция жидкокристаллического дисплея пропускающего типа

Для работы при дневном освещении в тени необходима лампа подсветки, обеспечивающая 500 кд/м2, при прямом солнечном свете - 1000 кд/м 2 . Яркости в 300 кд/м 2 можно добиться путем предельного увеличения яркости одной лампы CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) или добавлением второй лампы, расположенной напротив. Модели жидкокристаллических дисплеев с повышенной яркостью используют от 8 до 16 ламп. Однако увеличение яркости подсветки увеличивает расход энергии батарей (одна лампа подсветки потребляет около 30% энергии, используемой устройством). Следовательно, экраны с повышенной яркостью можно использовать только при наличии внешнего источника питания.

Уменьшение количества отраженного света достигается нанесением антиотражающего покрытия на один или несколько слоев дисплея, заменой стандартного поляризационного слоя на минимально отражающий, добавлением пленок, повышающих яркость и, таким образом, увеличивающих эффективность источника света. В ЖК-дисплеях Fujitsu преобразователь заполняется жидкостью с коэффициентом рефракции, равным коэффициенту рефракции сенсорной панели, что значительно сокращает количество отраженного света (но сильно сказывается на стоимости).

Полупрозрачный тип дисплея (transflective) похож на пропускающий, но у него между слоем жидких кристаллов и подсветкой имеется т. н. частично отражающий слой (рис.5). Он может быть или частично серебряным, или полностью зеркальным со множеством маленьких отверстий. Когда такой экран используется в помещении, он работает аналогично transmissive LCD, в котором часть освещения поглощается отражающим слоем. При дневном освещении солнечный свет отражается от зеркального слоя и освещает слой ЖК, при этом свет проходит жидкие кристаллы дважды (внутрь, а затем наружу). Как следствие, качество изображения при дневном освещении ниже, чем при искусственном освещении в помещении, когда свет проходит LCD один раз.

Рис. 5. Конструкция жидкокристаллического дисплея полупрозрачного типа

Баланс между качеством изображения в помещении и при дневном освещении достигается подбором характеристик пропускающего и отражающего слоев.

Отражающий тип дисплея (reflective) имеет полностью отражающий зеркальный слой. Все освещение (солнечный свет или свет передней подсветки) (рис. 6), проходит сквозь ЖКИ, отражается от зеркального слоя и снова проходит сквозь ЖКИ. В этом случае качество изображения у дисплеев отражающего типа ниже, чем у полупропускающего (так как в обоих случаях используются сходные технологии). В помещении передняя подсветка не так эффективна, как задняя, и, соответственно, качество изображения - ниже.

Рис. 6. Конструкция жидкокристаллического дисплея отражающего типа

Основные параметры жидкокристаллических панелей

Разрешение. Цифровая панель, число пикселей в которой строго соответствует номинальному разрешению, должна корректно и быстро масштабировать изображение. Простой способ проверки качества масштабирования - изменение разрешения (на экране текст, написанный мелким шрифтом). По контурам букв легко заметить качество интерполяции. Качественный алгоритм дает ровные, но немного размытые буквы, тогда как быстрая целочисленная интерполяция обязательно вносит искажения. Быстродействие - второй параметр разрешения (для масштабирования одного кадра требуется время на интерполяцию).

Мертвые пиксели. На плоской панели могут не работать несколько пикселей (они всегда одного цвета), которые появляются в процессе производства и восстановлению не подлежат.

Стандарт ISO 13406-2 определяет предельные значения количества дефектных пикселов на миллион. В соответствии с таблицей ЖК-панели делятся на 4 класса.

Таблица 1

Тип 1 - постоянно светящиеся пиксели (белый); Тип 2 - "мертвые" пиксели (черный); Тип 3 - дефектные красные, синие и зеленые субпиксели.

Угол обзора. Максимальный угол обзора определяется как угол, при обзоре с которого контрастность изображения уменьшается в 10 раз. Но в первую очередь при изменении угла обзора от 90(видны искажения цвета. Поэтому, чем больше угол обзора, тем лучше. Различают горизонтальный и вертикальный угол обзора, рекомендуемые минимальные значения - 140 и 120 градусов соответственно (наилучшие углы обзора даёт технология MVA).

Время отклика (инерционность)- время, за которое транзистор успевает изменить пространственную ориентацию молекул жидких кристаллов (чем меньше, тем лучше). Для того чтобы быстро движущиеся объекты не казались смазанными, достаточно времени отклика 25 мс. Этот параметр состоит из двух величин: времени на включение пикселя (come-up time) и времени на выключение (come-down time). Время отклика (точнее, время выключения как наибольшее время, за которое отдельный пиксель максимально изменяет свою яркость) определяет частоту обновления изображения на экране

FPS = 1 с/время отклика.

Яркость - преимущество ЖК-дисплея, которая в среднем в два раза выше показателей ЭЛТ: с увеличением интенсивности лампы подсветки сразу возрастает яркость, а в ЭЛТ необходимо усиливать поток электронов, что приведёт к значительному усложнению её конструкции и повысит электромагнитное излучение. Рекомендуемое значение яркости - не менее 200 кд/м 2 .

Контрастность определяется как соотношение между максимальной и минимальной яркостью. Основная проблема заключается в сложности получения точки чёрного цвета, т.к. лампа подсветки включена постоянно и для получения тёмных тонов используется эффект поляризации. Чёрный цвет зависит от качества перекрытия светового потока подсветки.

ЖК-дисплеи как сенсоры. Снижение стоимости и появление моделей LCD, работающих в жестких условиях эксплуатации, позволило совместить в одном лице (в лице жидкокристаллического дисплея) средство вывода визуальной информации и средство ввода информации (клавиатура). Задача построения такой системы упрощается использованием контроллера последовательного интерфейса, который подключается, с одной стороны, к ЖК-дисплею, а с другой - непосредственно к последовательному порту (СОМ1 - СОМ4) (рис.7). Для управления, декодирования сигналов и подавления "дребезга" (если так можно назвать определение прикосновения) применяется PIC-контроллер (например, IF190 фирмы Data Display), обеспечивающий высокое быстродействие и точность определения точки прикосновения.

Рис. 7. Блок-схема TFT LCD на примере NL6448BC-26-01 дисплея фирмы NEC

Завершим на этом теоретические изыскания и перейдем к реалиям сегодняшнего дня, а точнее - к тому, что имеется сейчас на рынке жидкокристаллических дисплеев. Среди всех изготовителей TFT LCD рассмотрим продукцию NEC, Sharp, Siemens и Samsung. Выбор этих фирм обусловлен

лидерством на рынке ЖК-дисплеев и технологий производства TFT LCD;
доступностью продукции на рынке стран СНГ.

Компания NEC Corporation выпускает жидкокристаллические дисплеи (20% рынка) практически с момента их появления и предлагает не только широкий выбор, но и различные варианты исполнения: стандартный (Standard), специальный (Special) и особый (Specific). Стандартный вариант - компьютеры, офисное оборудование, домашняя электроника, коммуникационные системы и т.п. Специальное исполнение применяется на транспорте (любом: наземном и морском), системах управления движением, системах безопасности, медицинском оборудовании (не связанном с системами жизнеобеспечения). Для систем вооружений, авиации, космического оборудования, систем управления ядерными реакторами, систем жизнеобеспечения и других аналогичных предназначен особый вариант исполнения (понятно, что стоит это недешево).

Перечень выпускаемых ЖК-панелей для промышленного применения (инвертер для лампы подсветки поставляется отдельно) приведен в таблице 2, а блок-схема (на примере 10-дюймового дисплея NL6448BC26-01)- на рис. 8.

Рис. 8. Внешний вид дисплея

Таблица 2. Модели ЖК-панелей фирмы NEC

Модель	Размер по диагонали, дюйм	Количество пикселей	Число цветов	Описание
NL8060BC31-17	12,1	800x600	262144	Высокая яркость (350кд/м 2)
NL8060BC31-20	12,1	800x600	262144	Широкий угол обзора
NL10276BC20-04	10,4	1024x768	262144	-
NL8060BC26-17	10,4	800x600	262144	-
NL6448AC33-18A	10,4	640x480	262144	Встроенный инвертор
NL6448AC33-29	10,4	640x480	262144	Высокая яркость, широкий угол обзора, встроенный инвертор
NL6448BC33-46	10,4	640x480	262144	Высокая яркость, широкий угол обзора
NL6448CC33-30W	10,4	640x480	262144	Без подсветки
NL6448BC26-01	8,4	640x480	262144	Высокая яркость (450 кд/м 2)
NL6448BC20-08	6,5	640x480	262144	-
NL10276BC12-02	6,3	1024x768	16, 19M	-
NL3224AC35-01	5,5	320x240	Full color
NL3224AC35-06	5,5	320x240	Full color	Отдельный вход NTSC/PAL RGB, встроенный инвертор, тонкий
NL3224AC35-10	5,5	320x240	Full color	Отдельный вход NTSC/PAL RGB, встроенный инвертор
NL3224AC35-13	5,5	320x240	Full color	Отдельный вход NTSC/PAL RGB, встроенный инвертор
NL3224AC35-20	5,5	320x240	262, 144	Высокая яркость (400 кд/м 2)

Сыграла значительную роль в развитии LCD-технологий. Компания Sharp и сейчас находится в числе технологических лидеров. Первый в мире калькулятор CS10A был произведен в 1964 г. именно этой корпорацией. В октябре 1975 г. уже по технологии TN LCD были изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов к производству матриц с адресацией каждой точки. В 1976 г. Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матрицы с разрешением 160х120 пикселов. Краткий перечень продукции - в таблице 3.

Таблица 3. Модели ЖК-панелей фирмы Sharp

Выпускает жидкокристаллические дисплеи с активной матрицей на низкотемпературных поликремниевых тонкопленочных транзисторах. Основные характеристики дисплеев с диагональю 10,5" и 15" приведены в таблице 4. Обратите внимание на диапазон рабочих температур и стойкость к ударам.

Таблица 4. Основные характеристики ЖК-дисплеев фирмы Siemens

Примечания:

I - встроенный инвертор l - в соответствии с требованиями стандарта MIL-STD810

Фирма выпускает жидкокристаллические дисплеи под торговой маркой "Wiseview™". Начав с выпуска 2-дюймовой TFT панели для поддержки Интернета и анимации в мобильных телефонах, Samsung теперь производит гамму дисплеев от 1,8" до 10,4" в сегменте малых и средних TFT LCD, причем некоторые модели предназначены для работы при естественном освещении (таблица 5).

Таблица 5. Основные характеристики ЖК-дисплеев Samsung малых и средних размеров

Примечания:

LED - светодиодная; CCFL - флуоресцентная лампа с холодным катодом;

В дисплеях используется технология PVA.

Выводы.

В настоящее время выбор модели жидкокристаллического дисплея определяется требованиями конкретного применения и в значительно меньшей степени - стоимостью LCD.