Technologia matryc LCD TFT przewiduje zastosowanie w produkcji wyświetlaczy ciekłokrystalicznych specjalnych tranzystorów cienkowarstwowych. Sama nazwa TFT jest skrótem od tranzystora cienkowarstwowego, co w tłumaczeniu oznacza tranzystor cienkowarstwowy. Ten rodzaj matrycy znajduje zastosowanie w szerokiej gamie urządzeń, od kalkulatorów po wyświetlacze smartfonów.

Prawdopodobnie wszyscy słyszeli pojęcia TFT i LCD, ale niewiele osób zastanawiało się, co to jest, dlatego nieoświeceni ludzie mają pytanie, czym TFT różni się od LCD? Odpowiedź na to pytanie jest taka, że ​​są to dwie różne rzeczy, których nie należy porównywać. Aby zrozumieć różnicę między tymi technologiami, warto zrozumieć, czym jest LCD, a czym TFT.

1. Co to jest wyświetlacz LCD?

LCD to technologia produkcji ekranów telewizyjnych, monitorów i innych urządzeń oparta na wykorzystaniu specjalnych cząsteczek zwanych ciekłymi kryształami. Cząsteczki te mają unikalne właściwości, są stale w stanie ciekłym i mogą zmieniać swoje położenie pod wpływem pola elektromagnetycznego. Ponadto molekuły te mają właściwości optyczne podobne do kryształów, dlatego molekuły te otrzymały swoją nazwę.

Z kolei ekrany LCD mogą mieć różnego rodzaju matryce, które w zależności od technologii wykonania mają różne właściwości i wskaźniki.

2. Co to jest TFT?

Jak już wspomniano, TFT to technologia wytwarzania wyświetlaczy LCD, która polega na wykorzystaniu tranzystorów cienkowarstwowych. Można więc powiedzieć, że TFT to podgatunek monitorów LCD. Należy zauważyć, że wszystkie nowoczesne telewizory LCD, monitory i ekrany telefonów są typu TFT. Dlatego pytanie, co jest lepsze od TFT czy LCD, nie jest do końca poprawne. W końcu różnica między FTF a LCD polega na tym, że LCD to technologia produkcji ekranów ciekłokrystalicznych, a TFT to podgatunek wyświetlaczy LCD, który obejmuje wszystkie rodzaje aktywnych matryc.

Wśród użytkowników TFT macierze mają nazwę - aktywna. Takie matryce mają znacznie wyższą wydajność, w przeciwieństwie do pasywnych matryc LCD. Ponadto ekran typu LCD TFT wyróżnia się podwyższonym poziomem klarowności, kontrastem obrazu oraz dużymi kątami widzenia. Jeszcze jeden ważny punkt jest to, że w aktywnych matrycach nie ma migotania, co sprawia, że ​​za takimi monitorami pracuje się przyjemniej, a oczy mniej się męczą.

Każdy piksel matrycy TFT wyposażony jest w trzy oddzielne tranzystory sterujące, co pozwala na osiągnięcie znacznie wyższej częstotliwości odświeżania ekranu w porównaniu z matrycami pasywnymi. Tak więc każdy piksel zawiera trzy kolorowe komórki, które są sterowane przez odpowiedni tranzystor. Na przykład, jeśli rozdzielczość ekranu wynosi 1920x1080 pikseli, liczba tranzystorów w takim monitorze wyniesie 5760x3240. Zastosowanie takiej liczby tranzystorów stało się możliwe dzięki ultra cienkiej i przezroczystej strukturze - 0,1-0,01 mikrona.

3. Rodzaje ekranów TFT

Obecnie, ze względu na szereg zalet, wyświetlacze TFT znajdują zastosowanie w szerokiej gamie urządzeń.

Wszystkie znane telewizory LCD dostępne na rynku rosyjskim są wyposażone w wyświetlacze TFT. Mogą różnić się parametrami w zależności od zastosowanej matrycy.

Na ten moment Najpopularniejszymi matrycami wyświetlaczy TFT są:

Każdy z prezentowanych typów matryc ma swoje zalety i wady.

3.1. Matryca LCD typu TFT TN

TN jest najpopularniejszym typem ekranu LCD TFT. Taka popularność dany typ matryce otrzymane dzięki unikalne funkcje. Przy swoim niskim koszcie mają dość wysoką wydajność, a w niektórych momentach takie ekrany TN mają nawet przewagę nad innymi rodzajami matryc.

Główną cechą jest szybka reakcja. Jest to parametr, który wskazuje czas, w którym piksel jest w stanie zareagować na zmianę pola elektrycznego. Oznacza to czas potrzebny na całkowitą zmianę koloru (z białego na czarny). To bardzo ważny wskaźnik dla każdego telewizora i monitora, zwłaszcza dla fanów gier i filmów, pełen różnego rodzaju efektów specjalnych.

Wadą tej technologii są ograniczone kąty widzenia. Jednak nowoczesna technologia umożliwiła naprawienie tego niedociągnięcia. Teraz matryce TN+Film mają duże kąty widzenia, dzięki czemu takie ekrany są w stanie konkurować z nowymi matrycami IPS.

3.2. macierze IPS

Ten rodzaj matrycy ma największe perspektywy. Osobliwością tej technologii jest to, że takie matryce mają największe kąty widzenia, a także najbardziej naturalne i nasycone odwzorowanie kolorów. Jednak wadą tej technologii do tej pory był długi czas reakcji. Ale dzięki nowoczesnej technologii ten parametr został zredukowany do akceptowalnych odczytów. Co więcej, obecne monitory z matrycami IPS mają czas reakcji 5 ms, który nie jest gorszy nawet od matryc TN + Film.

Według większości producentów monitorów i telewizorów przyszłość leży właśnie w matrycach IPS, dzięki czemu stopniowo wypierają TN + Film.

Ponadto producenci telefony komórkowe smartfony, tablety i laptopy coraz częściej wybierają moduły IPS TFT LCD, zwracając uwagę na doskonałe odwzorowanie kolorów, dobre kąty widzenia, a także oszczędne zużycie energii, co jest niezwykle ważne dla urządzenia mobilne.

3.3. MVA/PVA

Tego typu macierze to swego rodzaju kompromis pomiędzy macierzami TN i IPS. Jego osobliwość polega na tym, że w stanie spokoju cząsteczki ciekłych kryształów znajdują się prostopadle do płaszczyzny ekranu. Dzięki temu producenci byli w stanie osiągnąć najgłębszą i najczystszą czerń. Dodatkowo technologia ta pozwala na osiągnięcie dużych kątów widzenia, w porównaniu z matrycami TN. Osiąga się to za pomocą specjalnych występów na płytach. Te występy określają kierunek cząsteczek ciekłokrystalicznych. Należy zauważyć, że takie macierze mają krótszy czas odpowiedzi niż wyświetlacze IPS i więcej niż macierze TN.

Co dziwne, ale ta technologia nie znalazła szerokiego zastosowania w masowej produkcji monitorów i telewizorów.

4. Co jest lepsze Super LCD lub TFT?

Na początek warto zdemontować czym jest Super LCD.

Super LCD to technologia ekranowa szeroko stosowana przez producentów nowoczesnych smartfonów i tabletów. W rzeczywistości wyświetlacze Super LCD to te same matryce IPS, które otrzymały nową nazwę marketingową i kilka ulepszeń.

Główna różnica między takimi matrycami polega na tym, że nie mają szczeliny powietrznej między szkłem zewnętrznym a obrazem (obrazem). Dzięki temu udało się osiągnąć redukcję olśnienia. Ponadto wizualnie obraz na takich wyświetlaczach wydaje się bliższy widzowi. Jeśli chodzi o ekrany dotykowe w smartfonach i tabletach, ekrany Super LCD są bardziej wrażliwe na dotyk i szybciej reagują na ruch.

5. Monitor TFT/LCD: wideo

Kolejną zaletą tego typu matryc jest zmniejszony pobór mocy, co znowu jest niezwykle istotne w przypadku samodzielnego urządzenia takiego jak laptop, smartfon czy tablet. Wydajność ta jest osiągana dzięki temu, że w stanie spoczynku ciekłe kryształy są ustawione tak, aby przepuszczały światło, co zmniejsza zużycie energii podczas wyświetlania jasnych obrazów. Należy jednak zauważyć, że zdecydowana większość zdjęcia w tle na wszystkich stronach internetowych wygaszacze ekranu w aplikacjach itd. świecą tak samo.

Głównym obszarem zastosowania wyświetlaczy SL CD jest właśnie technologia mobilna, ze względu na niskie zużycie energii, wysoka jakość obrazów, nawet w bezpośrednim świetle słonecznym, a także tańszy koszt, w przeciwieństwie do np. ekranów AMOLED.

Z kolei wyświetlacze LCD TFT to matryce typu SLCD. Tak więc Super LCD jest rodzajem wyświetlacza TFT z aktywną matrycą. Na samym początku tej publikacji powiedzieliśmy już, że TFT i LCD nie mają żadnej różnicy, to w zasadzie to samo.

6. Wybór wyświetlania

Jak wspomniano powyżej, każdy rodzaj matrycy ma swoje zalety i wady. Wszystkie zostały już omówione. Przede wszystkim przy wyborze wyświetlacza warto wziąć pod uwagę swoje wymagania. Warto zadać sobie pytanie – czego dokładnie potrzebuje wyświetlacz, jak będzie używany i w jakich warunkach?

W oparciu o wymagania i warto wybrać wyświetlacz. Niestety w tej chwili nie ma uniwersalnego ekranu, na którym można by powiedzieć, że jest naprawdę lepszy od wszystkich innych. Z tego powodu, jeśli zależy Ci na reprodukcji kolorów, a zamierzasz pracować ze zdjęciami, to matryce IPS są zdecydowanie Twoim wyborem. Ale jeśli jesteś zagorzałym fanem pełnych akcji i żywych gier, nadal lepiej jest preferować TN + Film.

Wszystkie współczesne macierze mają dość wysoką wydajność, więc zwykli użytkownicy mogą nawet nie zauważyć różnicy, ponieważ macierze IPS praktycznie nie ustępują TN w czasie odpowiedzi, a TN z kolei mają dość duże kąty widzenia. Ponadto z reguły użytkownik znajduje się naprzeciwko ekranu, a nie z boku lub na górze, dlatego w zasadzie nie są wymagane duże kąty. Ale wybór nadal należy do Ciebie.

Obraz tworzony jest za pomocą poszczególnych elementów, z reguły poprzez system skanujący. Proste urządzenia(zegarki elektroniczne, telefony, odtwarzacze, termometry itp.) mogą mieć wyświetlacz monochromatyczny lub 2-5 kolorowy. Obraz wielokolorowy jest generowany przy użyciu 2008) większość monitorów stacjonarnych opartych na matrycach TN- (i niektóre *VA), a także wszystkie wyświetlacze laptopów, używają matryc z 18-bitowym kolorem (6 bitów na kanał), emulacja 24-bitowa jest migotanie z ditheringiem.

Monitor LCD

Subpikselowy kolorowy wyświetlacz LCD

Każdy piksel wyświetlacza LCD składa się z warstwy cząsteczek między dwiema przezroczystymi elektrodami i dwóch filtrów polaryzacyjnych, których płaszczyzny polaryzacji są (zwykle) prostopadłe. W przypadku braku ciekłych kryształów światło przepuszczane przez pierwszy filtr jest prawie całkowicie blokowane przez drugi.

Powierzchnia elektrod w kontakcie z ciekłymi kryształami jest specjalnie poddawana wstępnej orientacji cząsteczek w jednym kierunku. W matrycy TN kierunki te są wzajemnie prostopadłe, więc cząsteczki układają się w strukturę spiralną przy braku naprężeń. Struktura ta załamuje światło w taki sposób, że przed drugim filtrem jej płaszczyzna polaryzacji obraca się, a światło przechodzi przez nią bez strat. Poza absorpcją połowy niespolaryzowanego światła przez pierwszy filtr, ogniwo można uznać za przezroczyste. Jeśli do elektrod zostanie przyłożone napięcie, cząsteczki mają tendencję do ustawiania się w linii w kierunku pola, co zniekształca strukturę spiralną. W tym przypadku przeciwdziałają temu siły sprężystości, a po wyłączeniu napięcia cząsteczki wracają do swoich pierwotnych pozycji. Przy wystarczającym natężeniu pola prawie wszystkie cząsteczki stają się równoległe, co prowadzi do nieprzezroczystości struktury. Zmieniając napięcie, możesz kontrolować stopień przezroczystości. Jeśli stałe napięcie jest przyłożone przez długi czas, struktura ciekłokrystaliczna może ulec degradacji z powodu migracji jonów. Aby rozwiązać ten problem, stosuje się prąd przemienny lub zmianę polaryzacji pola przy każdym adresowaniu komórki (nieprzezroczystość struktury nie zależy od polaryzacji pola). W całej matrycy można sterować każdą z komórek z osobna, ale wraz ze wzrostem ich liczby staje się to trudne, ponieważ wzrasta liczba wymaganych elektrod. Dlatego adresowanie wierszami i kolumnami jest stosowane prawie wszędzie. Światło przechodzące przez komórki może być naturalne - odbijane od podłoża (w wyświetlaczach LCD bez podświetlenia). Ale częściej stosowane, oprócz niezależności od oświetlenia zewnętrznego, stabilizuje również właściwości powstałego obrazu. Tak więc pełnoprawny monitor LCD składa się z elektroniki przetwarzającej wejściowy sygnał wideo, matrycy LCD, modułu podświetlenia, zasilacza i obudowy. To właśnie połączenie tych elementów decyduje o właściwościach monitora jako całości, chociaż niektóre cechy są ważniejsze niż inne.

Specyfikacje monitora LCD

Najważniejsze cechy monitorów LCD:

• Rozdzielczość : Wymiary poziome i pionowe wyrażone w pikselach. W przeciwieństwie do monitorów CRT, wyświetlacze LCD mają jedną, „natywną”, fizyczną rozdzielczość, reszta jest uzyskiwana przez interpolację.

Fragment matrycy monitora LCD (0,78x0,78 mm), powiększony 46 razy.

• Rozmiar kropki: odległość między środkami sąsiednich pikseli. Bezpośrednio związane z rozdzielczością fizyczną.

• Proporcje ekranu (format): Stosunek szerokości do wysokości, na przykład: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

• Widoczna przekątna: Rozmiar samego panelu mierzony po przekątnej. Obszar wyświetlania zależy również od formatu: monitor 4:3 ma większy obszar niż monitor 16:9 o tej samej przekątnej.

• Kontrast: Stosunek jasności najjaśniejszego do najciemniejszego punktu. Niektóre monitory wykorzystują poziom podświetlenia adaptacyjnego z wykorzystaniem dodatkowych lamp, a podany dla nich kontrast (tzw. dynamiczny) nie dotyczy obrazu statycznego.

• Jasność: ilość światła emitowanego przez wyświetlacz, zwykle mierzona w kandelach na metr kwadratowy.

• Czas odpowiedzi: minimalny czas, jaki zajmuje pikselowi zmiana jasności. Metody pomiaru są niejednoznaczne.

• Kąt widzenia: Kąt, pod którym spadek kontrastu osiąga określoną wartość, dla różne rodzaje matryce i różnych producentów są obliczane w różny sposób i często nie można ich porównać.

• Typ matrycy: Technologia, według której wykonany jest wyświetlacz LCD.

• Wejścia: (np. DVI, HDMI itp.).

Technologia

Zegar z wyświetlaczem LCD

Monitory LCD zostały opracowane w 1963 roku w Centrum Badań David Sarnoff z RCA, Princeton, New Jersey.

Główne technologie w produkcji wyświetlaczy LCD: TN+film, IPS i MVA. Technologie te różnią się geometrią powierzchni, polimeru, płytki kontrolnej i elektrody przedniej. Ogromne znaczenie ma czystość i rodzaj polimeru o właściwościach ciekłokrystalicznych stosowanych w konkretnych opracowaniach.

Czas reakcji monitorów LCD zaprojektowanych w technologii SXRD (eng. Odblaskowy wyświetlacz krzemowy X-tal - silikonowa odblaskowa matryca ciekłokrystaliczna), zmniejszona do 5 ms. Sony, Sharp i Philips wspólnie opracowały technologię PALC. Ciekły kryształ zaadresowany do plazmy - sterowanie plazmą ciekłych kryształów), która łączy w sobie zalety LCD (jasność i bogactwo kolorów, kontrast) oraz paneli plazmowych (duże kąty widzenia w poziomie, H i pionie, V, wysoka częstotliwość odświeżania). Wyświetlacze te wykorzystują komórki plazmowe z wyładowaniem gazowym jako kontrolę jasności, a matryca LCD służy do filtrowania kolorów. Technologia PALC umożliwia indywidualne adresowanie każdego piksela wyświetlacza, co oznacza niezrównaną kontrolę i jakość obrazu.

TN+film (Skręcony Nematic + folia)

Część „film” w nazwie technologii oznacza dodatkową warstwę służącą do zwiększenia kąta widzenia (w przybliżeniu od 90° do 150°). Obecnie często pomija się przedrostek „film”, nazywając takie macierze po prostu TN. Niestety nie znaleziono jeszcze sposobu na poprawę kontrastu i czasu reakcji dla paneli TN, a czas reakcji dla tego typu matryc jest ten moment jeden z najlepszych, ale poziom kontrastu nie.

Folia TN + to najprostsza technologia.

Matryca filmowa TN + działa w następujący sposób: jeśli do subpikseli nie jest przyłożone napięcie, ciekłe kryształy (i przepuszczane przez nie spolaryzowane światło) obracają się względem siebie o 90° w płaszczyźnie poziomej w przestrzeni między dwiema płytami . A ponieważ kierunek polaryzacji filtra na drugiej płytce tworzy kąt 90° z kierunkiem polaryzacji filtra na pierwszej płytce, światło przechodzi przez nią. Jeśli czerwone, zielone i niebieskie subpiksele są w pełni oświetlone, na ekranie utworzy się biała kropka.

Zaletami technologii są najkrótszy czas odpowiedzi wśród nowoczesnych matryc, a także niski koszt.

IPS (przełączanie w płaszczyźnie)

Technologia In-Plane Switching została opracowana przez Hitachi i NEC i miała na celu przezwyciężenie wad folii TN+. Jednak chociaż IPS był w stanie osiągnąć kąt widzenia 170°, a także wysoki kontrast i odwzorowanie kolorów, czas reakcji pozostał niski.

Obecnie matryce w technologii IPS to jedyne monitory LCD, które zawsze przekazują pełną głębię kolorów RGB - 24 bity, 8 bitów na kanał. Macierze TN są prawie zawsze 6-bitowe, podobnie jak część MVA.

Jeśli do IPS nie jest przyłożone żadne napięcie, cząsteczki ciekłokrystaliczne nie obracają się. Drugi filtr jest zawsze obracany prostopadle do pierwszego i nie przechodzi przez niego żadne światło. Dlatego wyświetlanie koloru czarnego jest bliskie ideału. Jeśli tranzystor ulegnie awarii, „zepsuty” piksel panelu IPS nie będzie biały, jak w przypadku matrycy TN, ale czarny.

Po przyłożeniu napięcia cząsteczki ciekłokrystaliczne obracają się prostopadle do ich początkowej pozycji i przepuszczają światło.

IPS został teraz wyparty przez technologię S-IPS(Super-IPS, rok Hitachi), która dziedziczy wszystkie zalety technologii IPS przy jednoczesnym skróceniu czasu reakcji. Ale pomimo tego, że kolor paneli S-IPS zbliżył się do konwencjonalnych monitorów CRT, kontrast nadal pozostaje słaby punkt. S-IPS jest aktywnie wykorzystywany w panelach od 20", LG. Philips, NEC pozostają jedynymi producentami paneli wykorzystujących tę technologię.

AS-IPS- Zaawansowana technologia Super IPS (Advanced Super-IPS) została również opracowana przez Hitachi Corporation w tym roku. Główne ulepszenia dotyczyły poziomu kontrastu konwencjonalnych paneli S-IPS, zbliżając go do poziomu paneli S-PVA. AS-IPS jest również używany jako nazwa monitorów LG.Philips Corporation.

A-TW-IPS- Advanced True White IPS (Advanced IPS z real white), opracowany przez firmę LG.Philips dla korporacji. Zwiększona moc pola elektrycznego umożliwiła uzyskanie jeszcze większych kątów widzenia i jasności, a także zmniejszenie odległości między pikselami. Wyświetlacze oparte na AFFS są używane głównie w komputerach typu tablet, na matrycach produkowanych przez firmę Hitachi Displays.

*VA (wyrównanie w pionie)

MVA- Wyrównanie w pionie w wielu domenach. Technologia ta została opracowana przez Fujitsu jako kompromis pomiędzy technologiami TN i IPS. Kąty widzenia w poziomie i w pionie dla matryc MVA wynoszą 160° (do 176-178 stopni w nowoczesnych modelach monitorów), natomiast dzięki zastosowaniu technologii akceleracji (RTC), matryce te nie ustępują daleko TN + Film pod względem czasu reakcji , ale znacznie przewyższają cechy tej ostatniej głębi kolorów i wierności.

MVA jest następcą technologii VA wprowadzonej w 1996 roku przez Fujitsu. Ciekłe kryształy matrycy VA przy wyłączonym napięciu są ustawione prostopadle do drugiego filtra, to znaczy nie przepuszczają światła. Po przyłożeniu napięcia kryształy obracają się o 90 °, a na ekranie pojawia się jasna kropka. Podobnie jak w matrycach IPS, piksele nie przepuszczają światła przy braku napięcia, dlatego w przypadku awarii są widoczne jako czarne kropki.

Zaletami technologii MVA jest głęboka czerń oraz brak zarówno spiralnej struktury krystalicznej, jak i podwójnego pola magnetycznego.

Wady MVA w porównaniu z S-IPS: utrata szczegółowości w cieniach przy rzucie prostopadłym, zależność balansu kolorów obrazu od kąta widzenia, dłuższy czas reakcji.

Analogami MVA są technologie:

• PVA (Wzorzyste wyrównanie w pionie) od Samsunga.
• Super PVA od Samsunga.
• Super MVA z CMO.

Matryce MVA/PVA są uważane za kompromis pomiędzy TN i IPS, zarówno pod względem kosztów, jak i właściwości konsumenckich.

Zalety i wady

Zniekształcenie obrazu na monitorze LCD przy szerokim kącie widzenia

Zbliżenie typowej matrycy LCD. W centrum widać dwa wadliwe subpiksele (zielony i niebieski).

Obecnie głównym, szybko rozwijającym się kierunkiem w technologii monitorów są monitory LCD. Ich zalety to: mały rozmiar i waga w porównaniu z CRT. Monitory LCD w przeciwieństwie do kineskopów nie wykazują widocznego migotania, wad ogniskowania i zbieżności, zakłóceń od pól magnetycznych, problemów z geometrią i wyrazistością obrazu. Pobór mocy monitorów LCD jest 2-4 razy mniejszy niż w przypadku ekranów CRT i plazmowych o porównywalnej wielkości. Zużycie energii przez monitory LCD wynosi 95%, określane przez moc podświetlenia lub Matryca LED oświetlenie (angielski) podświetlenie- tylne światło) matryca LCD. W wielu nowoczesnych (2007) monitorach do regulacji jasności poświaty ekranu przez użytkownika stosuje się modulację szerokości impulsu lamp podświetlających o częstotliwości od 150 do 400 Hz lub więcej. Światła neonowe stosowany głównie w małych wyświetlaczach, choć w ostatnich latach coraz częściej stosowany jest w laptopach, a nawet monitorach stacjonarnych. Pomimo trudności technicznych w jego realizacji, ma również oczywiste zalety w stosunku do świetlówek, takie jak szersze spektrum emisji, a co za tym idzie gama barw.

Z drugiej strony monitory LCD mają też pewne wady, często zasadniczo trudne do wyeliminowania, na przykład:

• W przeciwieństwie do monitorów CRT mogą wyświetlać wyraźny obraz tylko w jednej („standardowej”) rozdzielczości. Resztę uzyskuje się przez interpolację z utratą przejrzystości. Co więcej, zbyt niskie rozdzielczości (na przykład 320x200) nie mogą być w ogóle wyświetlane na wielu monitorach.
• Gama kolorów i dokładność kolorów są niższe niż odpowiednio w przypadku paneli plazmowych i kineskopów. Na wielu monitorach występują nieodwracalne nierówności w przepuszczaniu jasności (pasma w gradientach).
• Wiele monitorów LCD ma stosunkowo niski kontrast i głębię czerni. Zwiększenie rzeczywistego kontrastu często wiąże się ze zwykłym zwiększeniem jasności podświetlenia, nawet do niewygodnych wartości. Powszechnie stosowana błyszcząca powłoka matrycy wpływa jedynie na subiektywny kontrast w warunkach oświetlenia otoczenia.
• Ze względu na rygorystyczne wymagania dotyczące stałej grubości matryc pojawia się problem jednorodnej nierównomierności kolorystycznej (nierówności podświetlenia).
• Rzeczywista szybkość zmian obrazu również pozostaje niższa niż w przypadku wyświetlaczy CRT i plazmowych. Technologia Overdrive tylko częściowo rozwiązuje problem prędkości.
• Zależność kontrastu od kąta patrzenia jest nadal istotną wadą technologii.
• Monitory LCD produkowane masowo są bardziej podatne na ataki niż monitory CRT. Matryca niezabezpieczona szkłem jest szczególnie wrażliwa. Przy silnym nacisku możliwa jest nieodwracalna degradacja. Jest też problem wadliwych pikseli.
• Wbrew powszechnemu przekonaniu piksele monitora LCD ulegają degradacji, chociaż tempo degradacji jest najwolniejsze ze wszystkich technologii wyświetlania.

Obiecująca technologia, która może zastąpić monitory LCD, jest często uważana za wyświetlacze OLED. Z drugiej strony technologia ta napotkała trudności w masowej produkcji, zwłaszcza w przypadku matryc o dużej przekątnej.

Zobacz też

• Widoczny obszar ekranu
• Powłoka antyrefleksyjna
• pl:Podświetlenie

Spinki do mankietów

• Informacje o świetlówkach stosowanych do oświetlania panelu LCD
• Wyświetlacze ciekłokrystaliczne (technologie TN + folia, IPS, MVA, PVA)

Literatura

• Artamonov O. Parametry nowoczesnych monitorów LCD
• Mukhin I. A. Jak wybrać monitor LCD? . „Rynek komputerowo-biznesowy”, nr 4 (292), styczeń 2005, s. 284-291.
• Mukhin I. A. Rozwój monitorów ciekłokrystalicznych. „NADANIE Audycje telewizyjne i radiowe”: część 1 - nr 2 (46) marzec 2005, s.55-56; Część 2 - nr 4(48) czerwiec-lipiec 2005, s.71-73.
• Mukhin I. A. Nowoczesne wyświetlacze płaskoekranowe „NADANIE Emisje telewizyjne i radiowe”: nr 1(37), styczeń-luty 2004, s.
• Mukhin I. A., Ukrainskiy O. V. Metody poprawy jakości obrazu telewizyjnego odtwarzanego przez panele ciekłokrystaliczne. Materiały referatu na konferencji naukowo-technicznej „Nowoczesna Telewizja”, Moskwa, marzec 2006.

Nowoczesne urządzenia elektroniczne są niemal uniwersalne. Na przykład smartfon świetnie radzi sobie nie tylko z rozmowami telefonicznymi (odbieraniem i wykonywaniem ich), ale także z możliwością surfowania po Internecie, słuchania muzyki, oglądania filmów czy czytania książek. Do tych samych zadań odpowiedni jest tablet. Ekran jest jedną z najważniejszych części elektroniki, zwłaszcza jeśli jest wrażliwy na dotyk i służy nie tylko do wyświetlania plików, ale także do sterowania. Zapoznajmy się z charakterystyką wyświetlaczy i technologiami, za pomocą których są tworzone. Zwróćmy szczególną uwagę na to, czym jest ekran IPS, jakiego rodzaju jest to technologia, jakie są jego zalety.

Jak działa ekran LCD

Przede wszystkim zastanówmy się, jak jest zaaranżowany, w jaki jest wyposażony nowoczesna technologia. Po pierwsze jest to aktywna matryca. Składa się z tranzystorów mikrofilmowych. Dzięki nim powstaje obraz. Po drugie jest to warstwa ciekłych kryształów. Wyposażone są w filtry światła i tworzą subpiksele R-, G-, B-. Po trzecie, to system podświetlania ekranu, który pozwala na uwidocznienie obrazu. Może to być świetlówka lub LED.

Cechy technologii IPS

Ściśle mówiąc, matryca IPS to rodzaj technologii TFT, która służy do tworzenia ekranów LCD. TFT jest często rozumiany jako monitory produkowane w procesie TN-TFT. Na tej podstawie można je porównać. Aby zapoznać się z zawiłościami wyboru elektroniki, zastanówmy się, czym jest technologia ekranów IPS, co oznacza ta koncepcja. Główną cechą odróżniającą te wyświetlacze od TN-TFT jest układ pikseli ciekłokrystalicznych. W drugim przypadku są one ułożone spiralnie, pod kątem 90 stopni w poziomie pomiędzy dwiema płytami. W pierwszym (co nas najbardziej interesuje) matryca składa się z tranzystorów cienkowarstwowych. Ponadto kryształy znajdują się w płaszczyźnie ekranu równoległej do siebie. Bez przyłożonego do nich napięcia nie obracają się. Dzięki TFT każdy tranzystor kontroluje jeden punkt ekranu.

Różnica między IPS a TN-TFT

Przyjrzyjmy się bliżej IPS, co to jest. Monitory stworzone w tej technologii mają wiele zalet. Przede wszystkim świetne odwzorowanie kolorów. Cała gama odcieni jest jasna, realistyczna. Dzięki szerokiemu kątowi widzenia obraz nie blaknie, bez względu na to, gdzie na niego patrzysz. Monitory mają wyższy, wyraźniejszy współczynnik kontrastu, ponieważ czerń jest oddawana idealnie. Można zauważyć następujące wady tego typu ekranu IPS. Co to jest przede wszystkim duże zużycie energii, znacząca wada. Ponadto urządzenia wyposażone w takie ekrany są drogie, ponieważ ich produkcja jest bardzo droga. W związku z tym monitory TN-TFT mają diametralnie przeciwne właściwości. Mają mniejszy kąt widzenia, przy zmianie punktu widzenia obraz jest zniekształcony. Na słońcu nie są zbyt wygodne w użyciu. Obraz ciemnieje, przeszkadza blask. Jednak te wyświetlacze szybko reagują, zużywają mniej energii i są niedrogie. Dlatego takie monitory są instalowane w budżetowych modelach elektroniki. Zatem możemy stwierdzić, w jakich przypadkach ekran IPS jest odpowiedni, że jest to świetna rzecz dla miłośników filmów, zdjęć i wideo. Jednak ze względu na mniejszą responsywność nie są polecane fanom dynamicznych gier komputerowych.

Rozwój wiodących firm

Sama technologia IPS została stworzona przez japońską firmę Hitachi wspólnie z NEC. Nowością było ułożenie ciekłych kryształów: nie spiralnie (jak w TN-TFT), ale równolegle do siebie i wzdłuż ekranu. W efekcie taki monitor odwzorowuje kolory bardziej żywe i nasycone. Obraz jest widoczny nawet w otwartym słońcu. Kąt widzenia matrycy IPS wynosi sto siedemdziesiąt osiem stopni. Na ekran można patrzeć z dowolnego miejsca: od dołu, z góry, z prawej, z lewej. Obraz pozostaje wyraźny. Popularne tablety z ekranami IPS Firma Apple, są tworzone na matrycy IPS Retina. Jeden cal wykorzystuje zwiększoną gęstość pikseli. Dzięki temu obraz na wyświetlaczu wychodzi bez ziarnistości, kolory są przekazywane płynnie. Według twórców, ludzkie oko nie zauważa mikrocząsteczek, jeśli piksele mają więcej niż 300 ppi. Teraz urządzenia z wyświetlaczami IPS stają się coraz bardziej przystępne cenowo, zaczynają dostarczać niedrogie modele elektroniki. Powstają nowe odmiany macierzy. Na przykład MVA/PVA. Charakteryzują się szybką reakcją, szerokim kątem widzenia i doskonałym odwzorowaniem kolorów.

Urządzenia z ekranem wielodotykowym

W ostatnim czasie dużą popularnością cieszą się urządzenia elektroniczne ze sterowaniem dotykowym. I to nie tylko smartfony. Produkują laptopy, tablety, które mają ekran dotykowy IPS, używany do zarządzania plikami, obrazami. Takie urządzenia są niezbędne do pracy z wideo, zdjęciami. W zależności od tego są urządzenia kompaktowe i pełnoformatowe. multi-touch jest w stanie rozpoznać dziesięć dotknięć jednocześnie, czyli można pracować na takim monitorze dwiema rękami naraz. Małe urządzenia mobilne, takie jak siedmiocalowe smartfony lub tablety, rozpoznają pięć dotknięć. To wystarczy, jeśli Twój smartfon ma mały ekran IPS. To, że jest bardzo wygodne, doceniło wielu nabywców kompaktowych urządzeń.

Ekran jest jednym z najważniejszych elementów smartfona, zajmuje niemal całą przednią powierzchnię i powinien zadowolić użytkownika. Każdy ma inny gust: ktoś lubi naturalne kolory ekranów ciekłokrystalicznych, ktoś lubi trujące i jasne ekrany AMOLED. Zobaczmy, jaka jest między nimi różnica i skąd się wzięła.

W ekranach LCD piksele zbudowane są z ciekłych kryształów, każdy piksel ma trzy subpiksele: czerwony, zielony i niebieski. Same ciekłe kryształy nie świecą, więc potrzebują podłoża emitującego światło. Diody LED są stosowane w ekranach AMOLED i jak sama nazwa wskazuje, mogą same się świecić, nie wymagają dodatkowego oświetlenia. Czarny kolor AMOLED-a jest prawie idealny: piksele nie świecą, nie ma podświetlenia. Na ekranach LCD czerń może okazać się szara lub fioletowa, a mały defekt podczas produkcji wpłynie na nierównomierność podświetlenia: tanie urządzenia mogą mieć białe świecące paski na krawędziach.

Najważniejsza różnica między LCD a AMOLED polega na wyświetlanych kolorach, są one różne. Ekrany AMOLED obejmują całe spektrum kolorów sRGB i wykraczają poza nie, przez co niektóre kolory są nienaturalnie przesycone.

Na spektrogramie wygląda to tak:

Trójkąt z czarnymi krawędziami - gama kolorów sRGB, z białymi krawędziami - pokrycie ekranu AMOLED Samsung Galaxy S4. Widać, że Galaxy S4 ma nienaturalną ilość błękitów i zieleni. Kropki pokazują, jak równomiernie zachodzi zmiana odcieni kolorów. Idealnie odległość między punktami powinna być taka sama.

Wysokiej jakości ekran LCD niemal idealnie pasuje do gamy sRGB. To prawda, że ​​ostatnio niektórzy producenci ekranów LCD starają się zbliżyć ich nasycenie do standardów AMOLED, w wyniku czego uzyskują nie tylko nienaturalny kolor, ale także nierównomierne przejście odcieni. Tak wygląda spektrogram LG G2 z przesyconymi i nierównymi zieleniami:

A więc - HTC One o nieco bardziej naturalnych kolorach:

Ostatnio producenci smartfonów z ekranami AMOLED walczą o naturalność: ostatnie flagowce Nokii i Samsunga mają ustawienia, w których można określić żądaną temperaturę barwową ekranu oraz dostosować nasycenie kolorów.

Kąty widzenia ekranów wysokiej jakości są zbliżone do idealnych 180 stopni, ale przy dużym nachyleniu kolory są nadal zniekształcone: wyświetlacze LCD stają się jeszcze bledsze, a AMOLED-y migoczą od czerwieni, potem zieleni, a potem niebieskiego. W niektórych Ekrany AMOLED używana jest struktura PenTile ze zmniejszoną liczbą subpikseli (na przykład Galaxy S4 ma pięć subpikseli na dwa piksele). Najczęściej piksele na takich ekranach są widoczne gołym okiem, chociaż są niewidoczne na ekranach LCD o tej samej rozdzielczości.

Ponieważ ekran AMOLED nie wymaga podświetlenia, zużycie energii zależy od tego, jak jasno świecą jego piksele: na ciemnym obrazie zużycie energii spada, na jasnym wzrasta. Ekran LCD zużywa energię niemal liniowo, niezależnie od wyświetlanych kolorów. Piksele różne kolory AMOLED-y zużywają różne ilości energii. Niebieskie piksele wymagają najwięcej prądu, więc szybciej się wypalają, po czym obraz staje się wyblakły i nienaturalny.

Który ekran jest lepszy, zależy przede wszystkim od producenta. Wysokiej jakości ekran LCD FullHD z pewnością prześcignie matrycę AMOLED o niskiej rozdzielczości i strukturę PenTile. Jeśli mówimy o ekranach nowoczesnych flagowców, to wybór zależy tylko od upodobań użytkownika, jakie preferuje: jasne, ale naturalne kolory, jasne, przesycone, ale z prawdziwą czernią, lub w ogóle bez różnicy.

Opowiadanie o różnicach między matrycami IPS i TN w ramach porady przy zakupie monitora lub laptopa. Czas porozmawiać o wszystkich nowoczesnych technologie wyświetlania, z którymi możemy się spotkać i o których możemy mieć wyobrażenie rodzaje matryc w urządzeniach naszej generacji. Nie mylić z LED, EDGE LED, Direct LED - są to rodzaje podświetleń ekranu i technologie wyświetlania są pośrednio powiązane.

Prawdopodobnie każdy pamięta swój monitor z lampą katodową, której używał wcześniej. To prawda, że ​​wciąż są użytkownicy i fani technologii CRT. Obecnie wzrosła przekątna ekranów, zmieniły się technologie wytwarzania wyświetlaczy, pojawia się coraz więcej odmian w charakterystyce matryc, oznaczanych skrótami TN, TN-Film, IPS, Amoled itp.

Informacje zawarte w tym artykule pomogą w wyborze monitora, smartfona, tabletu i innego różnego rodzaju sprzętu. Dodatkowo podkreśli technologie tworzenia wyświetlaczy, a także rodzaje i cechy ich matryc.

Kilka słów o wyświetlaczach ciekłokrystalicznych

LCD (wyświetlacz ciekłokrystaliczny)- To wyświetlacz wykonany na bazie ciekłych kryształów, które pod wpływem napięcia zmieniają swoje położenie. Jeśli zbliżysz się do takiego wyświetlacza i przyjrzysz się mu uważnie, zauważysz, że składa się on z małych kropek - pikseli (ciekłokrystalicznych). Z kolei każdy piksel składa się z czerwonych, niebieskich i zielonych subpikseli. Po przyłożeniu napięcia subpiksele ustawiają się w określonej kolejności i przepuszczają światło, tworząc w ten sposób piksel o określonym kolorze. Wiele z tych pikseli tworzy obraz na ekranie monitora lub innego urządzenia.

Pierwsze seryjnie produkowane monitory zostały wyposażone w macierze TN- o najprostszej konstrukcji, ale której nie można nazwać najwyższej jakości typem matrycy. Chociaż wśród tego typu matryc znajdują się okazy bardzo wysokiej jakości. Technologia ta opiera się na fakcie, że przy braku napięcia subpiksele przepuszczają światło przez siebie, tworząc na ekranie białą kropkę. Po przyłożeniu napięcia do subpikseli, układają się one w określonej kolejności, tworząc piksel o danym kolorze.

Wady macierzy TN

• Z uwagi na to, że standardową barwą pikseli przy braku napięcia jest kolor biały, tego typu matryce nie mają najlepszego odwzorowania kolorów. Kolory wydają się ciemniejsze i wyblakłe, podczas gdy czerń wydaje się bardziej ciemnoszara.
• Kolejną główną wadą matrycy TN są małe kąty widzenia. Częściowo próbowali poradzić sobie z tym problemem ulepszając technologię TN do TN + Film, wykorzystując dodatkową warstwę nakładaną na ekran. Kąty widzenia stały się większe, ale nadal były dalekie od ideału.

Obecnie matryce TN+Film całkowicie zastąpiły TN.

Zalety macierzy TN

• krótki czas reakcji
• stosunkowo niski koszt.

Wyciągając wnioski, można argumentować, że jeśli potrzebujesz niedrogiego monitora do pracy biurowej lub surfowania po Internecie, najlepiej sprawdzą się monitory z matrycami TN+Film.

Główna różnica między technologią matrycy IPS a TN- prostopadłe rozmieszczenie subpikseli przy braku napięcia, które tworzą czarną kropkę. Oznacza to, że w stanie spokoju ekran pozostaje czarny.

Zalety matryc IPS

• lepsze odwzorowanie kolorów w porównaniu do ekranów TN: masz jasne i bogate kolory na ekranie, a czarny kolor pozostaje naprawdę czarny. W związku z tym po przyłożeniu napięcia piksele zmieniają kolor. Biorąc pod uwagę tę funkcję, właścicielom smartfonów i tabletów z ekranami IPS można doradzić stosowanie ciemnych schematów kolorów i tapet na pulpicie, wtedy bateria smartfona będzie działać nieco dłużej.
• duże kąty widzenia. Na większości ekranów wynoszą one 178°. W przypadku monitorów, a zwłaszcza urządzeń mobilnych (smartfonów i tabletów), ta funkcja jest ważna, gdy użytkownik wybiera gadżet.

Wady matryc IPS

• świetny czas reakcji ekranu. Ma to wpływ na wyświetlanie dynamicznych obrazów, takich jak gry i filmy. W nowoczesnych panelach IPS lepiej jest z czasem reakcji.
• wysoki koszt w porównaniu do TN.

Podsumowując, lepiej wybrać telefony i tablety z matrycami IPS, a wtedy użytkownik będzie czerpał ogromną przyjemność estetyczną z użytkowania urządzenia. Matryca dla monitora nie jest tak krytyczna, nowoczesna.

Ekrany AMOLED

Najnowsze modele smartfonów są wyposażone w wyświetlacze AMOLED. Ta technologia tworzenia matryc opiera się na aktywnych diodach LED, które zaczynają świecić i wyświetlać kolor po przyłożeniu do nich napięcia.

Rozważmy cechy macierzy Amoled:

• Renderowanie koloru. Nasycenie i kontrast takich ekranów jest wyższe niż wymagane. Kolory są wyświetlane tak żywo, że niektórzy użytkownicy mogą odczuwać zmęczenie oczu podczas korzystania ze smartfona przez dłuższy czas. Ale czarny kolor jest wyświetlany jeszcze bardziej czarny niż nawet w matrycach IPS.
• Zużycie energii wyświetlacza. Podobnie jak w przypadku IPS, wyświetlanie czerni wymaga mniej energii niż wyświetlanie określonego koloru, znacznie mniej bieli. Ale różnica w zużyciu energii między wyświetlaniem czerni i bieli na ekranach AMOLED jest znacznie większa. Wyświetlanie bieli wymaga kilkukrotnie większej mocy niż wyświetlanie czerni.
• "Zdjęcia pamięci". Gdy statyczny obraz jest wyświetlany przez długi czas, na ekranie mogą pozostać ślady, a to z kolei wpływa na jakość wyświetlanych informacji.

Ponadto, ze względu na dość wysoki koszt, ekrany AMOLED są nadal używane tylko w smartfonach. Monitory zbudowane w tej technologii są nieracjonalnie drogie.

VA (dopasowanie w pionie) — ta technologia, opracowany przez Fujitsu, może być postrzegany jako kompromis między macierzami TN i IPS. W matrycach VA kryształy w stanie wyłączonym znajdują się prostopadle do płaszczyzny ekranu. W związku z tym czerń jest zapewniona jak najczystsza i najgłębsza, ale przy obróceniu matrycy względem kierunku patrzenia kryształy nie będą widoczne w ten sam sposób. Aby rozwiązać ten problem, stosowana jest struktura wielodomenowa. Technologia Wyrównanie w pionie w wielu domenach (MVA) zapewnia występy na płytkach, które określają kierunek obrotu kryształów. Jeśli dwie subdomeny zostaną obrócone w przeciwnych kierunkach, to patrząc z boku, jedna z nich będzie ciemniejsza, a druga jaśniejsza, przez co dla ludzkiego oka odchylenia wzajemnie się znoszą. Matryce PVA opracowane przez Samsunga nie posiadają wypustek, a w stanie wyłączonym kryształy są ściśle pionowe. Aby kryształy sąsiednich subdomen obracały się w przeciwnych kierunkach, dolne elektrody są przesunięte względem górnych.

Aby skrócić czas odpowiedzi, macierze Premium MVA i S-PVA wykorzystują dynamiczny system zwiększania napięcia dla niektórych sekcji matrycy, który jest powszechnie określany jako Overdrive. Odwzorowanie kolorów matryc PMVA i SPVA jest prawie tak dobre, jak IPS, czas reakcji jest nieco gorszy od TN, kąty widzenia są tak szerokie, jak to możliwe, czerń jest najlepsza, jasność i kontrast są najwyższe z możliwych spośród wszystkich istniejących technologii . Jednak nawet przy niewielkim odchyleniu kierunku patrzenia od pionu, nawet o 5–10 stopni, można zauważyć zniekształcenia w półtonach. Dla większości pozostanie to niezauważone, ale profesjonalni fotografowie nadal nie lubią za to technologii VA.

Matryce MVA i PVA mają doskonały kontrast i kąty widzenia, ale z czasem reakcji jest gorzej - rośnie wraz ze zmniejszaniem się różnicy między końcowym a początkowym stanem piksela. Wczesne modele takich monitorów prawie nie nadawały się do dynamicznych gier, a teraz pokazują wyniki zbliżone do matryc TN. Odwzorowanie kolorów matryc *VA jest oczywiście gorsze od matryc IPS, ale pozostaje na wysokim poziomie. Jednak dzięki wysokiemu współczynnikowi kontrastu monitory te będą doskonałym wyborem do prac tekstowych i fotograficznych, grafiki rysunkowej oraz jako monitory domowe.

Podsumowując, mogę powiedzieć, że wybór zawsze należy do Ciebie...