24. 06.2018

Блог на Дмитрий Васияров.

VA матрици - основата на дисплеите с уникално висок контраст

Здравейте скъпи читатели на моя блог, които се интересуват от разновидностите на LCD монитори. Днес дойде ред на VA матрицата, която има своите изключителни предимства, но в същото време е компромис между TN и IPS технологиите.

По традиция ще припомня историята на неговото създаване и принципа на действие. През 1996 г. Fujitsu представи вид LCD матрица с вертикално позициониране на течни кристали спрямо равнината на втория поляризатор.

За тези, които са забравили, ще напомня общ принциптехнологии за създаване на изображение в активен TFT дисплей:

• Светлината от подсветката се насочва към екрана;
• всеки отделен пиксел се състои от три малки дупки с червен, зелен и син светлинен филтър;
• Преди всеки RGB елемент има модул с две взаимно перпендикулярни поляризационни решетки, които изключват преминаването на лъча;
• Между тях има LCD с прозрачни електроди. Когато към тях се приложи напрежение, кристалът променя поляризацията на светлинния поток, позволявайки му да проникне през втората филтърна решетка и да стигне до светлинния филтър.

Това създава изображение на екрана. Но може да има различни свойства в зависимост от начина, по който молекулите са подредени в кристала в тихо и активирано състояние. Картината, получена на TN панели, имаше много недостатъци, но картината, създадена на екраните, също не беше идеална. Следователно това, което успяхме да научим на VA матрицата, се считаше за много добър резултат.

VA технологията е най-близо до IPS, както се вижда от същите тъмни мъртви пиксели. Но неговата особеност се крие във факта, че променяйки позицията си, кристалите изпълняваха основната функция с най-ефективен: или напълно блокира потока от светлина, или осигурява преминаването на лъча с минимална загуба на яркост.

То също изискваше подобрение, така че по-късно Fujitsu представи нова, подобрена версия - MVA (мулти-домейн вертикално подравняване) и Samsung (също работещ в тази посока) - PVA (превключване на равнина към линия) матрица.

Важни "за" и условни "против"

Сега ще говорим за това какво са получили потребителите в лицето на VA мониторите. И също така защо в резултат на интензивна конкуренция между различните LCD технологии, всяка от тях остава в търсенето и заема своя собствена ниша. Всичко това, разбира се, се дължи на свойствата на матриците, които с други общи параметри пряко зависят от позиционирането на молекулите на течните кристали:

• Както споменах, кристалният модул VA напълно блокира лъча, което ви позволява да получите дълбоко черно. Със същия успех, максимална яркостбяло. Това е основното предимство на тази технология, благодарение на което картината се получава с най-висок контраст и яснота. от този индикатор VA мониторите са много по-напред от своите конкуренти, което означава, че са най-доброто решениеда работя с офис приложения, дизайнерски програми и редактори векторна графика. Също така VA екрани с висока резолюция, показващ подробно различни схемитрудно технологични процесиса незаменими за диспечерските услуги.

• Възпроизвеждането на цветовете остава отлично IPS нивоекрани. В крайна сметка всички тук отделен цвятима 8-битово кодиране, което ви позволява да получите много нюанси.

Заедно с високия контраст, това ви позволява да получите невероятно красива картина. Това свойство на VA екраните несъмнено ще бъде предпочитано от графични дизайнери, фотографи и киномани. Трябва да се отбележи, че ярко рязко изображениеви позволява лесно да използвате такива монитори в ярко осветена стая или на улицата;

• Но за всички тези предимства трябва да платите с определени недостатъци. Подреждането на кристалните молекули ви позволява да се наслаждавате на картината само ако сте директно пред екрана. Когато се гледа отстрани, цветопредаването се влошава значително и става почти невъзможно да се разграничат нюансите в сенките. Да, VA матрицата има по-широки ъгли на видимост от моделите, но все пак е далеч от IPS. Но ако планирате да използвате монитора поотделно, седнал точно пред него, тогава даден имотможе да се нарече недостатък, само условно;

• Отнема повече време и енергия, за да се промени вертикално ориентираната течнокристална структура. Това се отразява негативно както на времето за реакция на пиксела, така и на консумацията на енергия. Последният фактор е по-малко критичен, тъй като значителна част от енергията се изразходва и за фоново осветление. Но замъгляването при гледане на динамични сцени е добра причина да не използвате VA екрана в забързани игри. (Между другото, това не важи за любителите на стратегии. Напротив, имат нужда от такъв монитор с висока разделителна способност).

Не искам да засягам въпроса с цената, защото е доста условен, тъй като цената на мониторите с VA матрица се влияе от различни фактори на трети страни, включително марката на производителя. Въпреки че това има своите предимства. Някои предпочитат специално по-скъпата PVA технология, знаейки, че такива екрани се произвеждат изключително от Samsung, като същевременно гарантират марково качество и надеждност.

Фен клубVA технологии

Както можете да видите, всеки тип LCD дисплей има свои собствени условия, при които показва своя максимум. най-добрите страни, а недостатъците му стават незначителни. Това важи и за екран с VA матрица, защото се оказва отличен: за решаване на широк спектър от производствени задачи, при гледане на видео съдържание в обикновена светла всекидневна (и не затъмнена като кинозала), за игра на игри и, разбира се, за общуване в социалните мрежи.

Надявам се, скъпи мои читатели, сред вас определено ще има такива, за които VA матрицата ще стане оптимално решениепри избора на монитор.

С това завършвам разказа си и се сбогувам с вас.

Успех и до скоро!

Видовете телевизионни матрици имат значителни физически разлики помежду си. Но всички те са отговорни за най-важното нещо в мултимедийното устройство - качеството на изображението. Когато избирате телевизионно оборудване за презентации или домашно забавление, трябва да разберете видовете екрани, за да решите коя матрица е най-подходяща за конкретни задачии околната среда.

Видовете телевизионни матрици от най-новите поколения имат едно общо нещо – всички те работят върху течни кристали, които са открити в края на 19 век, но едва наскоро започват да се използват в екрани и монитори. Широка употребакристалите са получени поради тяхното свойство: като са в течно състояние, те запазват кристална структура. Това явление прави възможно получаването на интересни оптични резултати чрез преминаване на светлина през това вещество, поради двойното състояние, на което цветното моделиране е бързо и богато.

С течение на времето те се научили да разделят матричната клетка с кристали на три сегмента: синьо, червено и зелено. Така се образува модерен пиксел - точка, чиято комбинация с други точки дава картина. Структурата на всеки телевизионен екран през 21-ви век се състои от такива пиксели. Но устройството на самия пиксел (броят на електродите, транзисторите, кондензаторите, ъглите на електродите и т.н.) определя вида на матрицата. Има ясни характеристики, които отличават функционирането на някои пиксели от други.

Кой тип матрица е най-добра за телевизор става ясно след изучаване на техните разновидности и характеристики.

Най-често срещаните са следните видове:

Благодарение на определени технологии една матрица е по-добра за телевизор от друга. Те също се различават по цена. Но при други обстоятелства тази разлика може да не се усети, така че си струва да спестите. И така, какви са основните им разлики, предимства и недостатъци?

TN

Тези видове матрици се използват най-относително евтини телевизори. Пълното име, преведено на руски, означава "усукан кристал". Благодарение на използването на допълнително покритие, което ви позволява да разширявате ъглите на видимост, има модели с обозначението TN + Film, което ги позиционира като средство за гледане на филми с цялото семейство.

Матрицата е подредена и функционира както следва:

1. Кристалите в пиксели са подредени в спирала.
2. Когато транзисторът е изключен, не се създава електрическо поле и светлината преминава през тях естествено.
3. Контролните електроди са монтирани от всяка страна на субстрата.
4. Първият филтър, разположен преди пиксела, има вертикална поляризация. Задният филтър, стоящ след кристалите, е изграден хоризонтално.
5. Преминаването на светлината през това поле дава ярка точка, която придобива специфичен цвятблагодарение на филтъра.
6. Когато напрежението се приложи към транзистора, кристалите започват да се въртят перпендикулярно на равнината на екрана. Степента на обръщане зависи от височината на течението. Поради това обръщане, тази структура позволява по-малко светлина да преминава и става възможно да се създаде черна точка. За да направите това, всички конуси на кристалите трябва да се "затворят".

Този тип матрици заеха бюджетна ниша в оборудването за възпроизвеждане на мултимедийни продукти. Благодарение на тази технология можете да получите приемливи цветове и да се насладите на гледането на любимите си предавания и филми. Основното предимство на такава технология е финансовата наличност. Друг плюс е скоростта на клетките, която мигновено предава цветовете. Такива модели също са икономични по отношение на консумацията на енергия.

Но този тип матрица не е най-добрата за телевизор поради трудността при координиране на едновременното въртене на кристалните конуси. Разликата във времевия резултат от този процес води до факта, че някои сегменти на пиксела вече са се завъртели напълно, докато други продължават частично да предават светлина. Разсейването на потока дава различни цветно изображениев зависимост от ъгъла на зрителя. В резултат на това, ако погледнете право напред, виждате черна кола на екрана и ако зрителят гледа отстрани, тогава същата кола му изглежда сива.

Друг недостатък на TN технологията е невъзможността за показване на цялата палитра от цветове, която е вградена в материала. Например, филм за подводна фотография на коралов риф с неговите обитатели няма да изглежда толкова колоритен, колкото на други модели. За да компенсират това, разработчиците вграждат в екрана алгоритъм за смяна на цветовете и алтернативно възпроизвеждане на най-близките нюанси.

Следователно TN е подходящ за гледане от малък кръг хора, гледащи екрана под почти прав ъгъл. Така че можете да видите картината с най-естествените цветове. За по-взискателен зрител са разработени други технологии.

VA

Когато изследвате коя матрица е по-добра, си струва да обърнете внимание на VA. Съкращението за тази технология означава " вертикално подравняване". Той е разработен от японската компания Fujitsu. Ето основните характеристики на разработката:

1. Контролните електроди също са поставени от двете страни на блоковите субстрати с кристали. Значителна разлика е в разделянето на повърхността на зони, които са очертани с ниски туберкули върху филтрите.
2. Друго свойство на VA е способността на кристалите да се смесват със съседните. Това дава ясни и наситени нюанси на изображението. Проблемът с малките ъгли на видимост при предишната технология беше решен поради перпендикулярното разположение на цилиндрите от кристали спрямо задния филтър в момента на липса на ток върху транзисторите. Това дава естествен черен цвят.
3. Когато напрежението е включено, матрицата променя местоположението си, позволявайки на малко светлина да премине. Черните точки постепенно стават сиви. Но поради белите и цветни точки, които горят ярко наблизо, изображението остава контрастно. Така наситеността на цветовете се поддържа при различни ъгли на гледане.
4. Друго подобрение в качеството на изображението е структурата на пчелна пита на вътрешната повърхност на филтрите. Малките неравности, разделящи вътрешното пространство на зони, осигуряват изграждането на кристали под ъгъл спрямо повърхността на монитора. Независимо от перпендикулярното или успоредното разположение на молекулярната серия, цялата верига има отклонение встрани. В резултат на това, дори ако зрителят се измести значително надясно или наляво, образуването на кристали ще бъде насочено директно към окото.

Реакцията на течните кристали към преминаването на напрежението е малко по-бавна от тази на TN, но те се опитват да компенсират това чрез въвеждане на система за динамично усилване на тока, която засяга селективни области от повърхността, които се нуждаят от по-бърз отговор.

Тази технология прави телевизорите с VA матрици по-удобни за гледане на материали при следните условия:

• големи дневни за цялото семейство;
• конферентни зали;
• презентации в офиса;
• гледане на спортни събития в барове.

IPS

Най-скъпата технология е IPS, чиято абревиатура означава „плоско изключване“ на руски. Той е разработен в завода Hitachi, но по-късно започва да се използва от LG и Philips.

Същността на това, което се случва в матрицата на процеса, е както следва:

1. Контролните електроди са само от едната страна (оттук и името).
2. Кристалите са подравнени успоредно на равнината. Позицията им е еднаква за всички.
3. При липса на ток клетката запазва наситен и чист черен цвят. Това се постига чрез предотвратяване на поляризацията на светлината, която се абсорбира от задния филтър. Не се наблюдава постоянство на луминесценция при
4. При подаване на напрежение към транзистора, кристалите се завъртат на 90 градуса.
5. Светлината започва да преминава през втория филтър и се образуват различни нюанси.

Това дава възможност за гледане на изображението под ъгли от 178 градуса.

От техническите параметри на матрицата могат да се разграничат 24 бита по цвят и 8 бита на канал. Телевизионните модели също се произвеждат с предаване от 6 бита на канал.

Друго предимство на технологията е затъмняването на мъртвите пиксели.това се случва, когато има неизправност между електрода и кристалите. При други разработки такова място започва да свети с бяла или цветна точка. И тук ще бъде сиво, което изглажда визуалните усещания от получения микробрак.

Предимствата на IPS са наситени цветове и добри ъглипреглед. Проблемът с реакцията беше решен постепенно и сега времето за реакция е 25 ms, а за някои модели телевизори до 16 ms.

Сред недостатъците на този тип матрици се открояват:

• по-изразена решетка между пикселите;
• възможно намаляване на контраста поради блокиране на част от света от електроди, които всички са от една и съща страна;
• висока цена на стоките.

Следователно такива екрани са по-подходящи за демонстрация графични произведенияи снимки. Така изображението ще бъде предадено точно, което ще бъде видимо за всички присъстващи. Препоръчително е да инсталирате такива телевизори в офис презентации и фотостудия.

Когато решавате коя матрица - VA или IPS за телевизор ще бъде по-добра, трябва да вземете предвид естеството на разглежданите материали. За филми и развлечения е по-добре да използвате първия вариант, а за да покажете нюансите на графиката - втория. TN или IPS обикновено не се сравняват един с друг поради разликата ценова категория. За тричленно семейство първият тип матрица ще бъде достатъчен за почивка. В крайна сметка, гледайки екрана под прав ъгъл, цветовете, включително черното, ще се предават правдоподобно.

TN + филмова технология

Twisted Nematic + филм (TN + film). Частта "филм" в името на технологията означава допълнителен слой, използван за увеличаване на ъгъла на гледане (приблизително до 160°). Това е най-простата и евтина технология. Той съществува от дълго време и се използва в повечето монитори, продадени през последните няколко години.

Предимства на технологията TN + филм:

- ниска цена;
- минимално време за реакция на пиксел към управляващо действие.

Недостатъци на технологията TN + филм:

- среден контраст;
- проблеми с точното възпроизвеждане на цветовете;
- относително малки ъгли на видимост.

IPS технология

През 1995 г. Hitachi разработи технологията In-Plane Switching (IPS) за отстраняване на недостатъците на панелите TN+film. Малките ъгли на видимост, много специфични цветове и неприемливото (по това време) време за реакция подтикнаха Hitachi към разработката нова технология IPS, който даде добър резултат A: Прилични ъгли на видимост и добро възпроизвеждане на цветовете.

В IPS-матриците кристалите не образуват спирала, а се завъртат заедно при прилагане на електрическо поле. Промяната на ориентацията на кристалите помогна да се постигне едно от основните предимства на IPS матриците - ъглите на видимост бяха увеличени до 170 ° хоризонтално и вертикално. Ако не се приложи напрежение към IPS, молекулите на течните кристали не се въртят. Вторият поляризационен филтър винаги е обърнат перпендикулярно на първия и през него не преминава светлина. Черният дисплей е идеален. Ако транзисторът се повреди, "счупеният" пиксел за IPS панела няма да е бял, както за TN матрицата, а черен. Когато се приложи напрежение, молекулите на течните кристали се въртят перпендикулярно на своите начална позицияуспоредно на основата и пропускат светлина.

Паралелното подравняване на течните кристали изисква поставянето на гребенови електроди върху долния субстрат, което значително влошава контраста на изображението, изисква по-мощно фоново осветление за постигане на нормални нива на острота и води до висока консумация на енергия и значително време. Следователно времето за реакция на IPS панел обикновено е по-дълго от това на TN панела. IPS-панелите, направени по технология, са значително по-скъпи. Впоследствие, базирани на IPS, Super-IPS (S-IPS) и Dual Domain IPS (DD-IPS) технологиите, обаче, поради високата цена, производителите не успяха да изведат този тип панели на преден план.

Samsungза известно време произвежда панели, направени по технологията Advanced Coplanar Electrode (ACE) - аналог на IPS технологията. Днес обаче производството на ACE панели е съкратено. На днешния пазар IPS технологияпредставени от монитори с голям диагонал - 19 инча или повече.

Значителното време за реакция при превключване на пиксел между две състояния е повече от компенсирано от отличното възпроизвеждане на цветовете, особено при панелите, направени с помощта на модернизирана технология, наречена Super-IPS.

Super-IPS (S-IPS). S-IPS LCD мониторите са интелигентен избор за професионална цветна работа. Уви, S-IPS панелите имат абсолютно същите проблеми с контраста като IPS и TN + Film - той е сравнително нисък, тъй като нивото на черно е 0,5-1,0 cd / m2.

Заедно с това ъглите на видимост, ако не са идеални (при наклон настрани изображението забележимо губи контраст), те са много големи в сравнение с TN панелите: седнали пред монитора е невъзможно да забележите неравности в цвят или контраст поради недостатъчни ъгли на видимост.

Понастоящем са известни следните типове матрици, които могат да се считат за производни на IPS:

Предимства на S-IPS технологията:

- отлично цветопредаване;
- По-големи ъгли на видимост от панелите TN+Film.

Недостатъци на S-IPS технологията:

- висока цена;
- значително време за реакция при превключване на пиксел между две състояния;
- дефектен пиксел или субпиксел на такива матрици постоянно остава в изгасено състояние.

Този тип панел е много подходящ за работа с цвят, но в същото време мониторите на S-IPS панели също са доста подходящи за игри, които не са критични за време за реакция от 5 - 20 ms.

MVA технология

IPS технологията се оказа сравнително скъпа, това обстоятелство принуди други производители да разработят свои собствени технологии. Технологията на LCD панела за вертикално подравняване (VA) на Fujitsu, а след това и многодомейно вертикално подравняване (MVA), предоставяйки на потребителя разумен компромис между ъгли на гледане, скорост и възпроизвеждане на цветовете.

И така, през 1996 г. Fujitsu предлага друга технология за производство на VA LCD панели - вертикално подравняване. Името на технологията е подвеждащо. течните кристални молекули (в статично състояние) не могат да бъдат напълно вертикално подравнени поради изпъкналост. Когато се създаде електрическо поле, кристалите се подравняват хоризонтално и светлината на фоновото осветление не може да премине през различните слоеве на панела.

Технологията MVA - вертикално подравняване на няколко домейна - се появи година след VA. M в MVA означава "многодомейн", т.е. много области в една клетка.

Същността на технологията е следната: всеки субпиксел е разделен на няколко зони, а поляризационните филтри са насочени. В момента Fujitsu произвежда панели с до четири такива домейна на клетка. С помощта на издатини по вътрешната повърхност на филтрите всеки елемент е разделен на зони, така че ориентацията на кристалите във всяка конкретна зона е най-подходяща за гледане на матрицата от определен ъгъл, а кристалите в различни зонисе движи самостоятелно. Благодарение на това беше възможно да се постигнат отлични ъгли на видимост без забележими цветни изкривявания на изображението - по-ярките зони, които попадат в зрителното поле, когато наблюдателят се отклони от перпендикуляра на екрана, ще бъдат компенсирани от близките по-тъмни, така че контрастът ще спадне леко. Когато се приложи електрическо поле, кристалите във всички зони се подреждат по такъв начин, че практически независимо от ъгъла на гледане се вижда точка с максимална яркост.

Какво е постигнато в резултат на прилагането на нови технологии?

Първо, добър контраст - нивото на черно на висококачествен панел може да падне под 0,5 cd / m2 (надвишава 600: 1), което, въпреки че не му позволява да се конкурира наравно с CRT мониторите, определено е по-добро от резултати от TN- или IPS- панели. Черният фон на екрана на монитора на MVA-панела на тъмно вече не изглежда толкова отчетливо сив, а неравномерността на подсветката има забележимо по-слаб ефект върху изображението.

Нещо повече, MVA панелите също осигуряват доста добро възпроизвеждане на цветовете – не толкова добро като S-IPS, но достатъчно добро за повечето нужди. "Счупените" пиксели изглеждат черни, времето за реакция е около 2 пъти по-малко, отколкото при IPS и старите TN панели. По този начин има оптимален компромис в почти всички области. Какво има в сухото вещество?

Предимства на MVA технологията:

- не многореакции;
- наситен черен цвят (добър контраст);
- липса на спирална структура на кристали и двойна магнитно поледоведе до минимална консумация на електроенергия;
- добро възпроизвеждане на цветовете (малко по-ниско от S-IPS).

Въпреки това, две мухи в мехлема донякъде развалиха съществуващата идилия:

- когато разликата между началното и крайното състояние на пиксела намалява, времето за реакция се увеличава;
Технологията е доста скъпа.

За съжаление теоретичните предимства на тази технология не са напълно реализирани на практика. През 2003 г. всички анализатори предричат ​​светло бъдеще за LCD монитори, оборудвани с MVA панел, докато AU Optronics не представи TN+Film панел с време за реакция само 16ms. В други отношения не беше по-добър и в някои отношения дори по-лош от съществуващите 25-ms TN панели (намалени ъгли на видимост, лошо възпроизвеждане на цветовете), но бързото време за реакция се оказа отлична маркетингова стръв за потребителите. Освен това, евтиността на технологията на фона на продължаващите ценови войни, когато всеки допълнителен долар на панел беше тежко бреме за производителя, подсили компанията за финансов маркетинг. TN панелите остават най-евтините дори днес (много по-евтини от IPS и MVA панелите). В резултат на комбинацията от тези два фактора (успешна примамка за потребителя под формата на бързо време за реакция и ниска цена), в понастоящемПанелните монитори, различни от TN+Film, се предлагат в ограничени количества. Единствените изключения са топ моделите на Samsung на PVA и много скъпите монитори на S-IPS панели, предназначени за професионална цветна работа.

Разработчикът на технологията MVA, Fujitsu, смята пазара на LCD монитори за недостатъчно интересен за себе си и днес не разработва нови панели, прехвърляйки права върху тях на AU Optronics.

PVA технология

След Fujitsu, Samsung разработи технология за вертикално подравняване с шарки (PVA), в в общи линииповтаряща се MVA технология и се различава, от една страна, в малко големи ъгли на видимост, но от друга страна, най-лошото времеотговор.

Очевидно една от целите на разработката е да се създаде технология, подобна на MVA, но без патенти на Fujitsu и свързани лицензионни такси. Съответно всички недостатъци и предимства на PVA панелите са същите като тези на MVA.

Предимства на PVA технологията:

- отличен контраст (нивото на черното на PVA панелите може да бъде до 0,1-0,3 cd/m2);
- отлични ъгли на видимост (при оценка на ъглите на видимост според стандартното съотношение на контраста до 10:1 се оказва, че те са ограничени не от панела, а от стърчащата над него пластмасова рамка на екрана - най-новите PVA монитори имат 178 ° ъгли);
- добро цветопредаване.

Недостатъци на PVA технологията:

- Мониторите на PVA панели са малко полезни за динамични игри. Поради голямото време за реакция, при превключване на пиксел между близки състояния, изображението ще бъде забележимо замъглено;
- не най-ниската цена.

Голям интерес за този тип матрици е тяхното разпространение на пазара. Ако монитор на добра 19-инчова MVA матрица е почти невъзможно да се намери, тогава с PVA техният разработчик (Samsung) се опитва редовно да пуска нови модели за продажба. Честно казано, трябва да се отбележи, че други компании произвеждат монитори на PVA матрици малко по-охотно, отколкото на MVA, но присъствието на поне един сериозен производител, като Samsung, вече дава осезаемо предимство на PVA матриците.

Монитор на базата на PVA-матрици - практически перфектен изборза да работи поради своите характеристики, най-близките до CRT монитори сред всички видове матрици (ако не вземете предвид дългото време за реакция - единственият сериозен недостатък на PVA). 19-инчовите модели, базирани на тях, са лесни за намиране в продажба и на доста разумни цени (в сравнение с, да речем, монитори на S-IPS матрици), така че при избора на работещ монитор, за който поведението в динамичните игри не е твърде важно, Не забравяйте да обърнете внимание на PVA.

Миналата година Samsung представи технологията за динамична компенсация на капацитета, DCC (Dynamic Capacitance Compensation), която според инженерите може да направи времето за превключване на пиксел независимо от разликата между крайното и първоначалното му състояние. Ако бъдат внедрени успешно, DCC PVA панелите ще бъдат едни от най-бързите сред всички съществуващи типове панели, като същевременно запазят другите си предимства.

Заключение

Има значително по-малко производители на LCD панели, отколкото производителите на монитори. Това се дължи на факта, че производството на панели изисква изграждането на скъпи (особено в условия на постоянна конкуренция) високотехнологични фабрики. Производството на монитор на базата на готов LCD модул (обикновено LCD панелът се доставя сглобен с лампи за подсветка) се свежда до обикновени инсталационни операции, които не изискват свръхчисти помещения или някакво високотехнологично оборудване.

Днес най-големите производители и разработчици на панели са съвместно предприятие между Royal Philips Electronics и LG Electronics, наречени LG.Philips LCD и Samsung.

LG.Philips LCD основно е специализирана в IPS панели, като ги доставя на трети страни големи компаниикато Sony и NEC. Samsung е по-известен със своите TN+Film и PVA панели, главно със собствените си монитори.

Възможно е да се определи точно на чий панел е сглобен даден монитор, само като го разглобите, или като намерите неофициална информация в интернет (официално производителят на панела рядко се посочва). Въпреки това, информация за всяка специфичен моделважи само за този модел и не засяга други монитори на същия производител. Например, в различни моделиВключени монитори на Sony различно времеИзползвани са панели от LG.Philips, AU Optronics и Chunghwa Picture Tubes (CPT), а в NEC монитори - освен изброените, и от Hitachi, Fujitsu, Samsung и Unipac, без да се брои собствени панели NEC. Освен това много производители инсталират различни панели в монитори от един и същ модел, но с различно време на освобождаване - с появата на по-нови модели панели старите просто се заменят, без да се променя маркировката на монитора.

В съвременен цифрови устройства(монитори, телевизори, смартфони, таблети и др.) за показване на картината най-често се използват течнокристални (LCD) матрици. Една от технологиите за конструиране на тази матрица е IPS. Буквално в превод от английски - на превключване на равнината - означава "превключване в една равнина".

За да се разбере какъв вид превключване е и защо е необходимо да се разбере как точно се изгражда картината на LCD екрана.

Общи принципи за конструиране на LCD матрица

Заменено катодно-лъчеви тръби, технологията за изграждане на LCD монитори включва като ключов елемент течнокристална матрица. Тази матрица е разположена на предната повърхност на монитора. Тъй като матрицата композира само картината, тя изисква подсветка, която е част от дисплея. LCD матрицата се състои от следните елементи, които са структурно изпълнени под формата на слоеве:

• цветен филтър;
• хоризонтален филтър;
• прозрачен електрод (преден);
• действителен течнокристален пълнител;
• прозрачен електрод (заден);
• вертикален филтър.

Тази многослойна структура може да включва и специални антирефлексни слоеве, защитни покрития, сензорни слоеве (обикновено капацитивни), но те не са ключът към показването на картината. Самата картина е изградена от пиксели, които се формират от субпиксели на основните цветове (RGB): червено, зелено и синьо. Светлината, преминаваща от задната страна на матрицата, преминава както през поляризиращите филтри, така и през LCD слоя, през цветния филтър. цветен филтърпросто ги оцветява светлинни потоциедин от трите RGB цветове. Принципът на конструиране на пиксели от субпиксели е отделна обширна тема и няма да се разглежда в рамките на този преглед.

Всъщност, Самата LCD технология екак светлинният лъч ще премине към потребителя. И ако мине, тогава колко светло ще бъде. LCD матричните кристали в клетките предават светлина или не, в зависимост от това какво напрежение се прилага към електродите. Ефективността на матриците се определя от технологията на нейното изграждане и използвания материал. Към днешна дата най-широко използваните матрици са TN и IPS и техните подобрени разновидности.

Технология за конструиране на TN матрици

В исторически план се появява този тип матрица значително по-рано от IPS. Буквално TN (на английски - "усукан нематик") означава "усукан кристал". Тази фраза идеално определя начина, по който работи. Молекулите на кристалите в техния слой са усукани на 90° една спрямо друга. Те заемат тази позиция, ако не се прилага напрежение към електродите в техния субпиксел. В този случай светлината преминава свободно (поради факта, че ъгълът на поляризация на втория филтър се различава с 90 ° от първия).

При подаване на напрежение към електродите, кристалните молекули преминават от свободно състояние в подредено: по поляризационната линия на входния филтър. Поради това светлината не излиза извън границите на втория филтър и субпикселът не се боядисва в цвета на филтъра, а се изражда в черно.

• Професионалисти:
  • цената на производството на матрици е минимална,
  • времето за реакция е най-бързо, което е много важно за игралните компютри.
• минуси:
  • лошите ъгли на видимост, яркостта и възпроизвеждането на цветовете се променят значително, когато се гледа на устройство не под прав ъгъл;
  • много нисък контраст, което води до избледняла картина и много светли черни (изобщо не е подходящо за професионални графики).
• мъртъв пикселдокато винаги има бял цвят(ако на електродите няма напрежение, тогава светлинният филтър е винаги отворен).

Технология за изграждане на IPS матрици

Превключването на кристали в IPS става в една равнина, което всъщност е обозначено от оригиналната форма на името му (на английски - „превключване в равнина“). В такива матрици всички електроди са разположени върху един и същ заден субстрат. При липса на напрежение върху електродите всички кристални молекули заемат вертикално положение и светлината не преминава през външния поляризиращ филтър.

Включването поставя молекулите в перпендикулярно положение и външният филтър престава да бъде пречка: светлинният поток преминава свободно.

Основните характеристики на тази технология са както следва.

• Професионалисти:
  • ярки и наситени цветове поради подобрен контраст, черният цвят винаги е черен (може да се използва в професионални графики);
  • голям зрителен ъгъл до 178°.
• минуси:
  • времето за реакция се е увеличило поради факта, че електродите вече са разположени само от едната страна (критично за приложения за игри);
  • висока цена.
• мъртъв пикселв същото време той винаги има черен цвят (ако няма напрежение на електродите, тогава светлинният филтър винаги е затворен).

Както се вижда от списъка, всички недостатъци и предимства на IPS са симетрични на TN. Това допълнително потвърждава причината за появата му: технологията е компромис и е предназначена да елиминира основните недостатъци на своя предшественик. Днес, в допълнение към името IPS, използвано от Hitachi, можете да намерите името SFT (super fi TFT) за него, което се използва от NEC.

Мъртви пиксели, без значение какви са (бели или черни) не се класифицира като плюсове или минуси. Това е просто особеност. Ако пикселът е бял, това може да не е много досадно при обработка на текстове на светъл фон, но е неудобно при гледане на тъмни сцени. Черното е обратното: няма да се забележи на тъмни сцени. Както и да е, видът на повредата - счупен пиксел - винаги е минус, но включен различни матрицитой е различен.

Разновидности на IPS матрици

За да подобрят основните характеристики на екраните на мониторите, сортове IPS матрици .

• Супер - IPS (S-IPS). Благодарение на изпълнението технология за овърдрайвподобрен контраст и намалено време за реакция. В неговата модификация Advanced super-IPS (AS-IPS) неговата прозрачност е допълнително подобрена.
• Хоризонтално - IPS (H - IPS). Използва се в професионални графични приложения. Приложена е усъвършенстваната технология True Wide Polarizer, която прави равномерността на цвета по цялата повърхност по-равномерна. Контрастът също е подобрен и белият цвят е оптимизиран. Намалено време за реакция.
• Подобрен IPS (e-IPS). Разширена бленда на отворените пиксели. Това помага да се използват по-евтини крушки с подсветка. Освен това времето за реакция е намалено до 5 ms (много близо до нивото на TN). S-IPS 2 е неговото подобрение. Намален ефект на отрицателното сияние на пикселите.
• Професионален IPS (P - IPS). Броят на цветовете е значително разширен, броят на потенциалните позиции на субпиксели е увеличен (с 4 пъти).
• Усъвършенстван високопроизводителен IPS (AH-IPS). При това развитие разделителната способност и броят на точките на инч са се увеличили. В същото време консумацията на енергия е по-ниска и яркостта е увеличена.

Струва си да се отбележи отделно матрица PLS(Превключване от равнина към линия), който е разработен от Samsung. Разработчикът не е предоставил техническо описаниена неговата технология. Матриците бяха изследвани под микроскоп. Не бяха открити разлики между PLS и IPS. Тъй като принципите за конструиране на тази матрица са подобни на IPS, тя често се разграничава като разновидност, а не като независима издънка. В PLS пикселите са по-плътни, яркостта и консумацията на енергия са по-добри. Но в същото време те са значително по-ниски в цветовата гама.

Избор на монитор: TN или IPS

Екраните, изградени по TN и IPS технологии, са най-често срещаните и покриват почти целия спектър от нужди на бюджета и отчасти на професионалния пазар. Има и други видове матрици VA (MVA, PVA), AMOLED (с осветяване на всеки пиксел). Но те все още са толкова скъпи, че разпространението им е малко.

Възпроизвеждане на цветове и контраст

IPS мониториимат много по-добър контраст от TN. В същото време е много важно да се разбере: ако цялата картина е напълно тъмна или светла, тогава такъв контраст е само възможността за фоново осветление. Често производителите с еднакви пълнежи просто намаляват светлината на лампите за подсветка. За да проверите качеството на контраста, трябва да покажете шахматно запълване на екрана и да проверите колко тъмните зони ще се различават от светлите. По правило контрастът в такива тестове става по-малко от 30-40 пъти. Контрастна стойност на шахматна дъска от 160:1 е приемлив резултат.

Цветопредаване IPS екрановсе извършва практически без изкривяване, за разлика от TN. Колкото по-висок е контрастът, толкова по-богата е картината на екрана. Това може да бъде полезно не само при работа с програми за обработка на снимки и видео, но и при гледане на филми. Но има подобрени версии на TN матрици, например Retina на Apple, които практически не губят възпроизвеждане на цветовете.

Ъгъл на гледане и яркост

Може би този параметър е един от първите, които показват предимства на IPSв сравнение с по-евтиния си конкурент. Достига 170 - 178°, докато в подобрената версия - "TN + film" е в диапазона 90 - 150°. В този параметър IPS печели. Ако гледате телевизия с малка компания у дома, това не е критично, но за смартфоните, когато искате да покажете нещо на някого на екрана, изкривяването ще бъде значително. Затова най-често върху тях се използват матрици тип IPS.

По отношение на характеристиките на яркостта IPS екраните също печелят. Големите стойности на яркостта и TN матриците правят картината просто белезникава без черни нюанси.

Време за реакция и потребление на ресурси

Много важен критерий, особено ако потребителят често възпроизвежда приложения с динамично променящи се сцени. За екрани, базирани на TN матрицата, този параметър достига 1 ms, докато най-добрите и най-скъпите версии на S-IPS имат само 5 ms. Въпреки че този резултат е добър за IPS. Ако висок FPS е важен за потребителя и той не иска да съзерцава следи от обекти, тогава изборът трябва да бъде спрян на матрица от тип TN.

В допълнение към скоростта на смяна на картината, TN екраните имат още две предимства: ниска цена и ниска консумация на енергия.

Сензорен екран и мобилни устройства

V Напоследъкустройствата са станали много разпространени капацитивен сензорни екрани . Като правило те са оборудвани с IPS матрици поради големия брой точки на инч. Колкото по-висока е плътността на точките, толкова по-гладки са шрифтовете на екрана на таблета (дори пикселите са неразличими за окото). Когато използвате TN матрици в смартфони или таблети, зърнестостта на картината ще бъде много забележима. При монитори и телевизори този параметър не е критичен.

Покритието на докосване, като правило, е оборудвано с устройства, където е необходим сензорен екран. Тъй като най-често TN матриците се вземат поради тяхната евтиност, тогава такъв скъп атрибут като капацитивен екран на среден бюджетен монитор с разделителна способност от 24 инча просто ще бъде загуба на пари. Докато сте на малък таблет или смартфон (до 6 инча) капацитивен дисплейпросто необходимо.

Това е заради фактора евтиност. TN матрицата от IPS може да се различи чрез натискане: когато натиснете TN екрана, картината под пръста и наоколо започва да се размазва на вълни със спектрален градиент. Следователно, когато избирате мобилно устройство, изборът в полза на IPS в този параметър е просто очевиден.

Резултат

Избор на монитор или телевизор, потребителят все още може да се чуди дали трябва да харчи пари за IPS екран. Повърхността на екрана на такива устройства се предпочита да се вземе от 24 инча и повече. В резултат на това една скъпа и енергоемка матрица може да не оправдае инвестицията си, ако не се планира да изпълнява професионална работас графики. Освен това, ако е необходим монитор за динамични компютърни игри, тогава TN матрицата ще бъде за предпочитане.

Предимството на IPS матрицата при закупуване на мобилно устройство е неоспоримо: смартфон или таблет. висока плътностпиксели, висококачествено възпроизвеждане на цветовете и висок контраст- всички тези качества ще ви помогнат да използвате екрана както на слънце, така и на закрито. Сравнението на монитори за графики винаги ще бъде в полза на IPS. Такива инвестиции ще се оправдаят и ще бъдат по-малко от закупуването на по-скъпи устройства на VA матрици.

Резолюцията на монитора е размерът на полученото изображение в пиксели. Колкото по-висока е разделителната способност - толкова по-подробно изображение можете да получите и толкова по-висока е цената на монитора (при други равни условия).

Типични разрешения модерни мониториса дадени по-долу:

Заслужава да се спомене отделно Пълни разрешения HD и 4K.

Вградена система за високоговорители

Ако нямате сериозни изисквания към качеството на звука на аудиосистемата, трябва да помислите за закупуване на монитор с вградени високоговорители . Ако свържете такъв монитор с помощта на HDMI или DisplayPort конектор, тогава нямате нужда от отделен аудио кабел, което е много удобно.

Изход за слушалки

Ако често използвате слушалки (например слушате музика през нощта или в офиса), тогава монитор, оборудван с аудио изход  за слушалки , би бил разумна покупка. Това ще направи използването им по-удобно.

Поддръжка на 3D изображения (3D-Ready)

3D форматът постепенно набира популярност. Първо той завладя екраните на кината, а сега навлиза и на пазара. домакински уреди. Някои модели монитори вече поддържат 3D съдържание. Тези монитори са висока честотачестота на опресняване на екрана (144Hz и повече) и може да показва алтернативно изображението за лявото и дясното око. За да може всяко око да вижда своя собствена картина, в комплекта са включени специални очила с технология "спусък".

Обобщавайки, можем условно да разделим мониторите на няколко ценови категории:

монитори на цена от 5000 до 10 000 рубли. Евтини мониториза офис или домашна употреба. Те имат размер на диагонал от 17 до 21 инча. Като правило те са оборудвани с матрици тип TN или евтино разнообразие от VA или IPS матрици. Максимална разделителна способност- Full HD или по-малко. Оборудван VGA конекториили DVI. Допълнителните настройки на позицията на екрана са рядкост.

монитори на цена от 10 000 до 20 000 рубли. Мониторите за ежедневна домашна употреба попадат в тази категория. Те имат размер на диагонал от 22 до 27 инча, оборудвани с добри матрици като TN, VA или IPS с FullHD резолюции. Оборудван HDMI конекториили порт за дисплей. Може да има USB хъбове, вградени високоговорители и настройки на позицията на екрана.

монитори на стойност над 20 000 рубли. По-модерни монитори с диагонал от 24 до 35 инча и повече, с резолюции на матрицата от FullHD до 5K с добра скорост на реакция и възпроизвеждане на цветовете. В тази категория има модели с извит екранили поддръжка за 3D изображения. Те също така имат на борда широка гама от различни конектори за свързване на системни модули и други устройства, USB хъбове, аудио изходи.

Надявам се това малко ръководство да ви помогне да изберете подходящ мониторза вашия компютър.