Угол обзора tn матрицы. Какая матрица лучше для монитора: особенности, характеристики и виды

TFT и IPS матрицы: особенности, преимущества и недостатки

В современном мире мы регулярно сталкиваемся с дисплеями телефонов, планшетов, мониторами ПК и телевизоров. Технологии производства жидкокристаллических матриц не стоят на месте, связи с чем у многих людей возникает вопрос, что лучше выбрать TFT или IPS?

Для того чтобы полностью ответить на этот вопрос, необходимо тщательно разобраться в различиях обеих матриц, выделить их особенности, преимущества и недостатки. Зная все эти тонкости, вы с легкостью сможете подобрать устройство, дисплей которого будет полностью отвечать вашим требованиям. В этом вам поможет наша статья.

TFT матрицы

Thin Film Transistor (TFT) – это система производства жидкокристаллических дисплеев, в основе которой лежит активная матрица из тонкопленочных транзисторов. При подаче напряжения на такую матрицу, кристаллы поворачиваются друг к другу, что приводит к образованию черного цвета. Отключение электричества дает противоположный результат — кристаллы образовывают белый цвет. Изменения подаваемого напряжения позволяет формировать любой цвет на каждом отдельно взятом пикселе.

Главным преимуществом TFT дисплеев является относительно невысокая цена производства, в сравнении с современными аналогами. Кроме того, такие матрицы обладают отличной яркостью и временем отклика. Благодаря чему, искажения при просмотре динамических сцен незаметны. Дисплеи, изготовленные по технологии TFT, чаще всего используются в бюджетных телевизорах и мониторах.

Недостатки TFT дисплеев:

- низкая цветопередача. Технология имеет ограничение в 6 бит на один канал;
- спиральное расположение кристаллов негативно сказывается на контрастности изображение;
- качество изображения заметно снижается при изменении угла обзора;
- высокая вероятность появления «битых» пикселей;
- относительно низкое энергопотребление.

Заметнее всего недостатки TFT матриц сказываются при работе с черным цветом. Он может искажаться до серого, или же наоборот, быть чересчур контрастным.

IPS матрицы

Матрица IPS является усовершенствованным продолжением дисплеев, разработанных по технологии TFT. Главным различием между этими матрицами является то, что в TFT жидкие кристаллы расположены по спирали, а в IPS кристаллы лежат в одной плоскости параллельно друг другу. Кроме того, при отсутствии электричества они не поворачиваются, что положительно сказалось на отображении черного цвета.

Преимущества IPS матриц:

углы обзора, при которых качество изображения не снижается, увеличены до 178 градусов;
улучшенная цветопередача. Количество данных, передаваемых на каждый канал увеличено до 8 бит;
существенно улучшенная контрастность;
снижено энергопотребление;
низкая вероятность появления «битых» или выгоревших пикселей.

Изображение на IPS матрице выглядит более живим и насыщенным, но это не означает, что эта технология лишена недостатков. В сравнении с предшественником у IPS значительно снижена яркость изображения. Также, вследствие изменения управляющих электродов, пострадал такой показатель, как время отклика матрицы. Последним, но не менее значимым недостатком, является относительно высокая цена на устройства, в которых используются IPS дисплеи. Как правило, они на 10-20% дороже аналогичных с TFT матрицей.

Что выбрать: TFT или IPS?

Стоит понимать, что TFT и IPS матрицы, несмотря на существенные различия в качестве изображения, технологии очень похожие. Они обе созданы на основе активных матриц и используют одинаковые по структуре жидкие кристаллы. Многие современные производители отдают свое предпочтение IPS матрицам. Во многом благодаря тому, что они могут составить более достойную конкуренцию плазменным матрицам и имеют весомые перспективы в будущем. Тем не менее TFT матрицы также развиваются. Сейчас на рынке можно встретить TFT-TN и TFT-HD дисплеи. Они практически не уступают в качестве изображения IPS матрицам, но при этом имеет более доступную стоимость. Но на данный момент устройств с такими мониторами не так много.

Если для вас важно качество изображения и вы готовы незначительно доплатить, то устройство с IPS дисплеем является оптимальным выбором.

Выбирая себе монитор, телевизор или телефон, покупатель часто стает перед выбором типа экрана. Какому же из них отдать предпочтение: IPS или TFT? Причиной такого замешательства стало постоянное усовершенствование технологий по изготовлению дисплеев.

Все мониторы с TFT технологией можно разделить на три основных типа:

TN+Film.
PVA/MVA.

То есть, технология TFT представляет собой жидкокристаллический дисплей с активной матрицей , а IPS — это одна из разновидностей этой матрицы . И сравнение этих двух категорий не возможно, так как практически это одно и тоже. Но если все же разобраться более подробно в том, что собой представляет дисплей с TFT матрицей, то сравнение провести можно, но не между экранами, а между технологиями их изготовления: IPS и TFT-TN.

Общее понятие TFT

TFT (Thin Film Transistor) переводится, как тонкопленочный транзистор . В основе ЖК дисплея с технологией TFT лежит активная матрица. Такая технология подразумевает спиральное расположение кристаллов, которые в условиях сильного напряжения делают поворот таким образом, что экран стает черным. А при отсутствии напряжения большой мощности мы видим белый экран. Дисплеи с такой технологией на выходе выдают лишь темно-серый цвет вместо идеального черного. Поэтому TFT дисплеи пользуются популярностью в основном в изготовлении более дешевых моделей.

Описание IPS

Технология матрицы ЖК экрана IPS (In-Plane Switching) подразумевает параллельное расположение кристаллов по всей плоскости монитора . Спирали здесь отсутствуют. И поэтому кристаллы в условиях сильного напряжения не поворачиваются. Иными словами технология IPS — это ничто иное, как улучшенная TFT. Она намного лучше передает черный цвет, тем самым улучшая степень контрастности и яркости изображения. Именно поэтому данная технология стоит дороже, чем TFT, и используется в более дорогих моделях.

Основные отличия TN-TFT и IPS

Желая реализовать как можно больше продукции, менеджеры по продажам вводят людей в заблуждение о том, что TFT и IPS — это совершенно разные типы экранов. Специалисты из сферы маркетинга не дают исчерпывающих сведений о технологиях и это позволяет им выдавать уже существующую разработку за только что появившуюся.

Рассматривая IPS и TFT, мы видим, что это практически одно и тоже . Разница лишь в том, что монитор с IPS технологией являются более свежей разработкой, по сравнению с TN-TFT. Но несмотря на это, все же можно выделить ряд отличий между данными категориями:

Повышенная контрастность . То, как отображается черный цвет, напрямую влияет на контрастность изображения. Если наклонить экран с технологией TFT без IPS, то прочитать что-либо будет практически не возможно. А все из-за того, что экран при наклоне стает темным. Если же рассматривать IPS матрицу, то, благодаря тому, что передача черного цвета производится кристаллами идеально, изображение получается достаточно четким.
Передача цвета и количество отображаемых оттенков . Матрица TN-TFT не лучшим образом передает цвета. А все из-за того, что каждый пиксель имеет собственный оттенок и это приводит к искажению цвета. Экран с технологией IPS намного бережнее передает изображение.
Задержка отклика . Одним из преимуществ TN-TFT экранов над IPS является высокоскоростной отклик. А все потому, что на поворот множества параллельных кристаллов IPS затрачивает много времени. Отсюда делаем вывод, что там, где скорость прорисовки имеет большое значение, лучше использовать экран с матрицей TN. Дисплеи с технологией IPS работают медленнее, но в повседневной жизни этого не заметно. А выявить данное различие можно лишь применив специально предназначенные для этого технологические тесты. Как правило, предпочтение лучше отдавать дисплеям с матрицей IPS.
Угол обзора . Благодаря широкому углу обзора экран с технологией IPS не искажает изображения, даже если смотреть на него под углом в 178 градусов. При чем такое значение угла обзора может быть как по вертикали, так и по горизонтали.
Энергоемкость . Дисплеи с IPS технологией, в отличии от TN-TFT, требуют больше энергии. Это обусловлено тем, что для того, чтобы повернуть параллельные кристаллы, нужно большое напряжение. В итоге на аккумулятор идет больше нагрузки, чем при использовании TFT матрицы. Если вам необходимо устройство с небольшой энергоемкостью, то TFT технология будет идеальным вариантом.
Ценовая политика . В большинстве бюджетных моделей электроники используют дисплеи на основе TN-TFT технологии, поскольку этот вид матрицы является самым недорогим.На сегодняшний день мониторы с IPS матрицей хоть и стоят дороже, но их используют практически во всех современных электронных моделях. Это постепенно приводит к тому, что IPS матрица практически вытесняет оборудование с технологией TN-TFT.

Итоги

Исходя из всего выше сказанного, можно подвести следующий итог.

TN (twisted —nematic )— матрицы – разновидность технологии производства LCD панелей, преимущественно бюджетных . Некоторые производители обозначают их как TN +film , правда все современные матрицы и есть TN +film , просто без обозначения.

Является самой дешёвой в производстве (и самой старой ) и имеет самую низкую цену. Не имеет суб-пикселов и структура кристаллов очень простая.

Структура кристаллов имеет спиралевидный тип. При отсутствии напряжения на электродах, кристаллы выстраиваются спиралевидно , но не чётко структурировано и пропускают свет через светофильтры (белый). При подаче максимального напряжения на электроды, кристаллы выстраиваются перпендикулярно светофильтрам, пиксель не пропускает свет (чёрный). Кристаллы выступают в виде проводников пучка света. «Битый» пиксель характерно белый, а субпиксели красные, синие, зелёные.

Добиться точного позиционирования кристаллов на TN матрице невозможно , каждый пиксель по своему уникален. Естественно для точных профессиональных мониторов они не годятся по причине возможных отличий в тонах каждого пикселя.

Стоит также отметить очень «слабые » углы обзора из-за особенностей светофильтра, который располагается преимущественно горизонтально . По горизонтали углы приемлемые, а по вертикали всё гораздо хуже. Дополнительная плёнка в технологии TN +film , частично решила эту проблему, расширив углы обзора и «выпучив» цветовой поток наружу. Но углы обзора всё равно слабые в сравнении с другими LCD матрицами. Субпикселы по всей матрице идентичны по строению , но каждый имеет один из трёх цветов. Это достигается нанесением специального слоя поляризатора красного, зелёного или синего цвета. Это практически последний слой на матрице, далее идут только дополнительные поляризационные слои и защитная плёнка матрицы.

Основным преимуществом TN матриц является высокая скорость отклика BtW . Такие матрицы часто называют «игровыми ». Но тут приходится чем-то жертвовать.

В данном случае, точность цветопередачи с каждым увеличением скорости матрицы, немного падает, как и контрастность матрицы. Ведь для быстрого переключения матрицы из положения ON в положение OFF , пришлось пожертвовать количеством возможных промежуточных значений. Они были не стабильны при использовании двух электродов, направленных под углом 210 градусов друг к другу (Super Twisted Nematic ).

Twisted Nematic , отличается от матриц , расположением электродов, методами позиционирования кристаллов и поляризационными слоями. В другом, матрицы схожи в строении. «LCD всё же и есть LCD «. Схожи только общие компоненты, а вот их реализация очень сильно отличается. И точность передачи оттенков тоже радикально разная.

Плюсы технологии TN в сравнении с VA , IPS :

· Высокая скорость отклика BtW.
· Низкая цена.
· Дешевизна в производстве.
· Возможность использования любых типов подсветки ( или ).

Минусы технологии TN в сравнении с VA , IPS :

Давно меня мучал вопрос: чем отличаются изображение у современных мониторов с матрицами TN, S-IPS, S-PVA, P-MVA. Мы с другом , решили сравнить.

Для тестов взяли два 24"" монитора (на S-IPS к сожалению не нашли ничего:():
- на дешевой матрице TN Benq V2400W
- на матрице P-MVA средней категории Benq FP241W .

Характеристики кандидатов:

Benq V2400W

Тип матрицы : TN+Film
Дюймы : 24"
Разрешение : 1920x1200
Яркость : 250 кд/м2
Контрастность : 1000:1
Время отклика : 5мс / 2 мс GTG

Benq FP241W

Тип матрицы : P-MVA (AU Optronics)
Дюймы : 24"
Разрешение : 1920x1200
Яркость : 500 кд/м2
Контрастность : 1000:1
Время отклика : 16 мс / 6 мс GTG

Тенденции последних лет

Матрицы TN (TN+film) улучшают по цветопередаче, яркости и углам обзора.
Матрицы *VA (S-PVA/P-MVA) улучшают по времени отклика.

До чего дошел прогресс?

Уже сейчас можно смотреть фильмы на матрицах TN(TN+Film), работать c цветом в редакторах.
На *VA играть в игры без эффекта замыленности (motion blur).

Но и различия всё таки есть.

Яркость

У Benq V2400W (TN) изначальные настройки цветов (RGB) установлены практически на максимум. При этом по яркости (на максимальных настройках) он не дотягивает до *VA (на средних настройках). В сравнениях с другими TN мониторами указывают, что у V2400W яркость ниже, чем у конкурентов (увы, мы сравнить не смогли:)), но могу с уверенностью сказать, что яркость *VA мониторов будет выше, чем TN мониторов.

У Benq FP241W (*VA) из-за яркости подсветки - чёрный тоже яркий. У TN - чёрный остался абсолютно чёрным, когда мы сравнивали включенное и выключенное состояния мониторов. Возможно это отсутствует на других моделях *VA и присутствует у TN. (жду комментариев с проверкой этого утверждения:))

Чёрный цвет *VA нисколько не мешает в работе и ассоциируется с чёрным (слава нашим привыкающим глазам:) и хорошей контрастности 1000:1 монитора). И разность яркостей чёрного видна только в сравнении (когда один монитор поставить рядом с другим).
За счёт высокой яркости цвета на *VA кажутся немного насыщенней, а белый цвет белее у *VA - на TN, в сравнении, он кажется серым.
Такой эффект вы сами замечали, когда например переключали температуру цвета на мониторе с 6500 на 9300, когда ваши глаза уже привыкли к другой цветовой температуре (наверное здесь большинство хабралюдей полезло менять температуру:)). Но когда глаза снова привыкают, на TN белый становится снова белым:), а другая температура либо голубее, либо желтее.

Цвета

Цвета у TN мониторов и *VA можно хорошо откалибровать (чтобы трава была зеленая, небо голубое, а цвета кожи на фотографиях не желтели).

На TN мониторах хуже различаются близкие друг к другу яркие и тёмные цвета (например, ярко-голубой с белым, на облаках, близкие к чёрному (4-5%) и белому (3-5%)). Ещё различия этих цветов меняются в зависимости угла обзора, переходя в негатив, либо исчезают. Но похоже за счёт этого на TN мониторах чёрный является действительно чёрным.

У *VA виден полный спектр цветов - на хорошей видеокарте и настройках видны все градиенты цветов от 1 до 254, не завися от угла обзора.

Фотографии на обоих мониторах смотрелись хорошо и имели достаточно насыщенные цвета.

Оба монитора имеют 16.7 Млн цветов (а не 16.2, как у некоторых TN) - градиенты выглядели идентично без цветовых «промахов».

Углы обзора

Первое основное отличие TN и *VA - это углы обзора мониторов.

Если смотреть на TN монитор прямо в центр, то сверху и снизу экран начинает немного искажать (затемнять) цвета. Это заметно на ярких цветах и тёмных цветах - тёмные цвета становятся чёрными, а яркие сереют. Слева и справа затемнение от угла заметно намного меньше - что скорее всего и подталкивает производителей делать мониторы с большой диагональю широкоформатными (wide) :). Плюс, из-за этого эффекта некоторые цвета начинают переходить в другие и сливаться.
Сверху и особенно снизу на TN монитор смотреть сложно - малоконтрастные цвета искажаются, становятся блеклыми, инвертируются и сливаются очень сильно.

На *VA мониторах искажения цвета (вернее яркости) тоже присутствуют. Если смотреть на монитор в центр на расстоянии менее 40 см, то на белом цвете видны небольшие побледнения по углам монитора (см. рисунок), которые захватывают около 2-3% углов. Цвета не искажаются. То есть, если смотреть на монитор с самого большого угла наклона, то картинка не потеряет своих цветов, просто она будет немного засветлена.
Из-за отсутствий искажений *VA мониторы делают поворачивающимися на 90 градусов.

Просмотр видео на TN с дивана возможен, но только его необходимо направить точно на смотрящих (по вертикали). С *VA проблем с поворотом экрана на зрителя не возникает, фильм можно смотреть практически с любых углов. Искажения не значительны.

Время отклика

Второе основное отличие - это время отклика. Бывшее.
Уже сейчас во всю ногу шагают системы overdrive - и если раньше это играло главную роль, то сейчас ушло на второй план.

Мониторы TN в этом направлении лидируют и считаются лучшими для геймеров. Шлейфов на них не видно уже достаточно давно. На фотографиях - летящий в угол квадрат удваивался.

Мониторы *VA смотрят на TN пятки. Поиграв в Team Fortress 2, W3 Dota, Fallout 3, никаких искажений и размытых шлейфов (blur-эффекта) не было замечено. Просмотр видео тоже увенчался успехом. На фотографиях - летящий в угол квадрат утроился.

Визуально, в тесте, если хорошо приглядеться, бегающий квадрат на матрице *VA имел всего в 1.1 раза больший шлейф.

Что бы я выбрал?

Если вы пытаетесь выбрать между S-IPS или *VA матрицами и не знаете, что выбрать, то я советую *VA, которым вы будете очень довольны. *VA отлично подходит для работы с цветом - переплачивать в 2 раза больше за название матрицы и большие углы обзора S-IPS, по сравнению *VA не стоит - разница в качестве не стоит этих денег.

Для игр, офисных/интернет дел, просмотра фотографий, простейшего редактирования картинок, фотографий и видео, и просмотра фильмов в одиночку - отлично подойдёт TN. Даже при необходимой сноровке + специфических режимов SuperBright (Video) можно смотреть фильмы на TN на диване при незначительных, незаметных искажениях цветов (а, да зачем они фильму:)).

Для обработки фотографий, работы с цветом в видео (в нужных местах смонтировать можно и на TN, ага?), рисованием на планшете, лучше подойдёт *VA. В бонус - на нём отлично можно смотреть фильмы, развалившись в кресле (высокая яркость в помощь). А играть и заниматься интернет/офисными делами на нём так же удобно, как и на TN.

P.s. После покупки *VA, я сразу заметил на «Welcome screen» в Windows XP слева снизу фиолетовый градиент:), чего не замечал на старых TN.

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.