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.
Однако, всегда лучше один раз увидеть и сделать собственный вывод, чем читать сотни страниц священных войн. Немного полистав Google-Картинки, я подобрал несколько наглядных иллюстраций. Копирайт на изображения, к сожалению, не соблюден. На фотографиях теоретически может быть разная яркость сравниваемых моделей, поэтому достоверно можно сказать только про те, что представлены в двух ракурсах. Хотя, я надеюсь, что все-таки все кадры сделаны правильно. В любом случае, общее понимание получить можно. Итак, начнем.
Самый наглядный пример: Samsung 245B (TN) и Samsung 245T (PVA)
Acer AL2416W (PVA)
Dell 2407WFP (PVA)
LG L245WP-BN (MVA)
ViewSonic VX2435wm (MVA)
А это, хотя и старая, иллюстрация того, что при указании углов обзора измеряется лишь падение контрастности и совсем не учитывается искажение цветопередачи.
Dell E248 (TN) и Dell 2408WFP (PVA)
NEC24UXi (S-IPS) и DELL 2407WFP HC (PVA)
Dell 2007WFP: версия на S-IPS (слева) и на PVA (справа)
LG L203WT: версия на TN (слева) и на S-IPS (справа)
Самое изощренное сравнение - IPS vs IPS: NEC 2490WUXi и HP LP2475W
А вот теперь можете делать собственные выводы.
Хочу только добавить следующее:
- Покупая монитор, необходимо четко представлять, под какие задачи он будет применяться. Если вы не знаете, зачем вам такой дорогой монитор, не покупайте. Ориентируйтесь на собственное восприятие картинки, поэтому настоятельно рекомендую смотреть все мониторы вживую, лучше со специальными тестовыми программками, если магазин это позволяет.
- Когда мониторы на разных матрицах стоят рядом, не возникает сомнений, что *VA лучше TN, а S-IPS лучше *VA. Но если на столе один монитор, и сравнить не с чем, то даже профессионалу не очень легко определить тип матрицы на глаз. C TN еще довольно просто, а вот гадать между IPS и PVA точно придется. А вот вам огромная таблица соответствия "монитор - тип матрицы", составленная коллективным разумом iXBT.
- Помимо углов обзора есть еще важные параметры качества, однако именно углы сильнее всего портят впечатление от TN-матриц.
- Хорошая калибровка монитора также сильно влияет на качество цветопередачи. И если с углами обзора ничего поделать уже нельзя, то ярких и насыщенных цветов можно добиться и на TN. Тем более, что прогресс на месте не стоит.
Многие из нас ежедневно проводят длительное время за компьютером, глядя в экран своего монитора. Говорить о том, что это не сильно полезно для зрения, смысла нет - большинству из нас никуда от этого не деться в цифровой век.
Однако для того, что бы минимизировать вредное воздействие такого образа жизни на здоровье можно, как минимум, грамотно подойти к выбору монитора. Для неподготовленного человека процесс выбора и покупки этого устройства может быть довольно сложным занятием, ведь сейчас на рынке представлено огромное количество различных моделей, в которых сложно разобраться не будучи "в теме".
Параметров, на которые стоит обращать внимание перед покупкой достаточно много, однако одной из наиболее значимых частей любого монитора является матрица. Именно о том, с какой матрицей лучше выбирать монитор и почему мы и расскажем в этой статье.
Матрица, пожалуй, и действительно является самой важной характеристикой при выборе нового монитора. Именно от того, какую вы предпочтете, будет зависеть ваше дальнейшее удобство работы за компьютером, просмотра фильмов или проведения времени за играми.
В зависимости от типа матрицы мониторы в первую очередь отличаются в цене. Узнать стоимость приглянувшегося вам устройства или просто сравнить цены на мониторы с разными матрицами достаточно просто в сети интернет. А подходящий для себя по вашим параметрам монитор можно выбрать на сайте интернет магазина "Фокстрот" (www.foxtrot.com.ua).
Основные типы матриц компьютерных мониторов
В общем случае все представленные сейчас на рынке мониторы имеют матрицу одного из трёх наиболее распространенных типов - TN, IPS и *VA. О них мы и поговорим поподробнее.
TN матрицы
Технология TN (Twisted Nematic) - самая старая из рассматриваемых в этой статье и проверенная годами, вследствие чего хорошо доработана и из неё уже "выжат максимум" её возможностей. Мониторы с матрицей типа TN обычно самые дешевые в цене, и именно поэтому они пользуются большой популярностью и занимают большинство полок магазинов.
Мониторы такого типа установлены во всех государственных учреждениях, учебных заведениях и большинстве офисов именно благодаря своей цене. И это, в целом, логично, для работы в офисных приложениях их эффективности хватает вполне. По статистике на данный момент около 90% всех используемых мониторов имеют матрицу именно этого типа.
Основные плюсы TN:
- низкая цена,
- низкое время отклика.
Основные минусы TN:
- цветопередача,
- плохие углы обзора,
- устаревшая технология,
- энергопотребление,
- низкая цена производства увеличивает вероятность получить дефектный монитор.
IPS матрицы
Технология IPS (In-Plane Switching) также далеко не новая разработка, однако доступные мониторы на матрицах этого типа стали появляться гораздо позже вследствие дороговизны производства. Мониторы на матрицах IPS даже сейчас стоят значительно дороже своих аналогов на TN и до последнего времени использовались в основном дизайнерами, фотографами и бизнесменами (это уже скорее следствие того, что во всех устройствах Apple установлены именно IPS матрицы).
Данная технология, несмотря на свои высокие качественные характеристики, ежегодно продолжает совершенствоваться, в результате чего появляются различные вариации - AH-IPS, P-IPS, H-IPS, S-IPS, e-IPS. Отличия между ними довольно незначительны и обычно узконаправленны, к примеру, снижение времени отклика, или увеличение контрастности.
Основные плюсы IPS:
- отличная цветопередача,
- хорошая яркость и контрастность,
- хорошие углы обзора,
- реалистичное качество картинки.
Основные минусы IPS:
- высокая цена,
- низкое время отклика,
- контрастность хуже, чем у *VA матриц.
*VA матрицы
Технология *VA (Vertical Alignment), более известная в странах СНГ как MVA или PVA (именно поэтому она обозначается с символом "*" перед "VA", т.к. в различных вариациях и странах первая буква может отличаться). Не так давно к этой аббревиатуре добавился и вариант с суффиксом "S", т.е. "Super", однако каких-то серьезных изменений это не добавило.
Сама по себе технология была разработана как продолжение TN и должна была устранить некоторые её недостатки, однако в результате борьбы с ними она приобрела собственные, обратные. Можно сказать что плюсы TN - это минусы *VA, и наоборот. Однако потребности у потребителей часто бывают совершенно разные, и даже противоположные, поэтому мониторы на таких матрицах также нашли своего покупателя на рынке.
Основные плюсы *VA:
- отличные углы обзора,
- отличная цветопередача,
- глубокий черный цвет.
Основные минусы *VA:
- низкое время отклика,
- высокая цена на качественные модели,
- не подходит для динамических сцен (игр, фильмов).
Подводя итог можно сказать, что до сих пор не существует идеального монитора, который устроил бы каждого и подходил для любого занятия - для игр лучше одно, для работы другое, для мультимедиа третье. Определитесь, какое будет основное направление использования вашего монитора и основываясь на информацию выше вы точно сделаете правильный выбор.
Жидкие кристаллы были открыты еще в 1888 году. Но практическое применение они нашли только тридцать лет назад. «Жидкокристаллическим» называют переходное состояние вещества, при котором оно приобретает текучесть, но при этом не теряет свою кристаллическую структуру. Наибольший практический интерес, как оказалось, представляют оптические свойства жидких кристаллов. Благодаря сочетанию полужидкого состояния и кристаллической структуры можно легко менять способность пропускать свет.
Типы ЖК-матриц
Первым массовым продуктом с использованием жидких кристаллов стали электронные часы. Монохромный дисплей состоял, как известно, из отдельных полей, заполненных жидкими кристаллами. При подаче напряжения, с помощью которого кристаллы упорядочиваются, нужные поля препятствуют прохождению света и выглядят черными на светлом фоне. Цветные дисплеи появились, когда размеры ячейки удалось значительно уменьшить и снабдить каждую цветным фильтром. Кроме того, в современных ЖК мониторах используется задняя подсветка.
Для подсветки используется обычно 4 или 6 ламп и зеркала для более обеспечения равномерности. В основе работы ЖК-панели - поляризация света. На пути светового потока две поляризационные пленки с перпендикулярными направлениями поляризации. То есть в сумме эти две пленки задерживают весь свет. Расположенные между пленками жидкие кристаллы разворачивают часть потока, поляризованного первой пленкой, и таким образом регулируют свечение экрана.
Схема субпикселя ЖК-матрицы.
Каждый пиксель составляют синий, красный и зеленый субпиксели
Слой жидкокристаллического вещества «зажат» между двумя направляющими пленками с мельчайшими засечками, по направлению которых и выстраиваются кристаллы. Изменить направление ориентации кристаллов можно, например, с помощью электрического импульса, как это и делается в матрицах ЖК-мониторов. В современных матрицах каждая ячейка имеет собственный транзистор, резистор и конденсатор. Собственно в цветных матрицах каждый пиксель представляет собой три ячейки: красную, зеленую и синюю.
Матрица TN. Самая старая и самая распространенная
Самый старый тип матриц, из тех, которые сейчас применяются - TN. Название технологии расшифровывается как Twisted Nematic. Нематические жидкокристаллические субстанции состоят из продолговатых кристаллов с пространственной ориентацией, но без жесткой структуры. Такое вещество легко поддается внешним воздействиям.
В матрицах TN кристаллы выстроены параллельно плоскости экрана, а верхний и нижний слой кристаллов повернуты перпендикулярно относительно друг друга. Все остальные «скручены» по спирали. Таким образом, весь пропущенный свет так же скручивается и беспрепятственно проходит через внешнюю поляризующую пленку. Так что в выключенном состоянии ячейка TN матрицы светится, а при подаче напряжения кристаллы постепенно проворачиваются. Чем выше напряжение, тем больше кристаллов разворачивается, и тем меньше проходит света. Как только все кристаллы развернутся параллельно световому потоку, ячейка «закрывается». Но для TN матриц добиться идеально черного цвета очень трудно.
Кристаллы в матрице TN "скручены" по спирали (1).
При подаче напряжения они начинают поворачиваться (2).
Когда все кристаллы перпендикулярны поверхности (3), свет не проходит.
Главная проблема TN матриц в несогласованности поворота кристаллов: одни уже развернуты полностью, другие только начали поворачиваться. Из-за этого происходит рассеивание светового потока и, в конечном счете, картинка под разными углами выглядит не одинаково. Горизонтальные углы обзора современных матриц можно считать приемлемыми, но при повороте по вертикали даже в небольших пределах, искажения существенные. Цветопередача матриц TN далека от идеальной - они в принципе не могут выводить полную палитру цветов, компенсирую недостаток оттенков с помощью хитрых алгоритмов. Такие алгоритмы с частотой не заметной глазу воспроизводят в ячейке попеременно оттенки, ближайшие к тому, который воспроизвести не удается. Зато технология TN обеспечивает максимальную скорость срабатывания ячейки, минимальное энергопотребление и максимально дешева. Эти два обстоятельства и делают самую старую технологию самой популярной и самой распространенной.
IPS. Идеально для фото и графики. Но дорого
Второй по времени разработки стала технология IPS (In Plane Switch). Такие матрицы производят заводы Hitachi, LG.Philips. NEC производит матрицы сделанные по сходной технологии, но с собственной аббревиатурой SFT (Super Fine TFT).
Как следует из названия технологии, все кристаллы расположены постоянно параллельно плоскости панели и поворачиваются одновременно. Для этого пришлось расположить на нижней стороне каждой ячейки по два электрода. В выключенном состоянии ячейка черная, так что если она «умерла», на экране будет черная точка. А не постоянно светящаяся, как у TN.
В матрице IPS кристаллы всегда параллельны поверхности экрана
IPS технология обеспечивает наилучшую цветопередачу и максимальные углы обзора. Из существенных недостатков - болшее, чем у TN , время отклика, более заметная межпиксельная сетка и высокая цена. Улучшенные матрицы получили название S -IPS и SA -SFT (соответственно у LG .Philips и NEC ). Они обеспечивают уже приемлемое время отклика на уровне 25 мс, а новейшие и того меньше - 16 мс. Благодаря хорошей цветопередаче и углам обзора IPS матрицы стали стандартом для графических профессиональных мониторов.
MVA/PVA. Разумный компромисс?
Как компромисс между TN и IPS можно рассматривать разработанную Fujitsu технологию VA (Vertical Alignment). В матрицах VA кристаллы в выключенном состоянии расположены перпендикулярно плоскости экрана. Соответственно черный цвет обеспечивается максимально чистый и глубокий. Но при повороте матрицы относительно направления взгляда, кристаллы будут видны не одинаково. Для решения проблемы применяется мультидоменная структура. Разработанная Fujitsu технология Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) предусматривает выступы на обкладках, которые определяют направление поворота кристаллов. Если два поддомена поворачивается в противоположных направлениях, то при взгляде сбоку один из них будет темнее, а другой светлее, таким образом для человеческого глаза отклонения взаимно компенсируются. В матрицах PVA , разработанных Samsung нет выступов, и в выключенном состоянии кристаллы строго вертикальны. Для того, чтобы кристаллы соседних субдоменов поворачивались в противоположных направлениях, нижние электроды сдвинуты относительно верхних.
В матрицах VA типа в выключенном состоянии кристаллы перпендикулярны поверхности экрана
Для уменьшения времени отклика в матрицах Premium MVA и S -PVA применяется система динамического повышения напряжения для отдельных участков матрицы, которую обычно называют Overdrive . Цветопередача матриц PMVA и SPVA почти так же хороша как и у IPS , время отклика немного уступает TN , углы обзора максимально широкие, черный цвет наилучший, яркость и контраст максимально возможные среди всех существующих технологий. Однако даже при небольшом отклонении направления взгляда от перпендикуляра, даже на 5–10 градусов можно заметить искажения в полутонах. Для большинства это останется незамеченным, но профессиональные фотографы продолжают за это недолюбливать технологии VA .
Что выбрать?
Для домашнего использования и для работы в офисе часто цена является решающим аргументом, и из-за этого мониторы с матрицей TN пользуются максимальной популярностью. Они обеспечивают приемлемое качество изображения при минимальном времени отклика, что является критически важным параметром для любителей динамичных игр. PVA и MVA матрицы не столь широко распространены из-за более высокой цены. Они обеспечивают очень высокий контраст (особенно PVA ), большой запас по яркости и хорошую цветопередачу. В качестве основы для домашнего мультимедийного центра (замена телевизора), это лучший выбор. Матрицы IPS все реже устанавливаются в мониторы с диагональю до 20 дюймов. По качеству лучшие модели S -IPS и SA -SFT не уступают CRT мониторам и все чаще применяются профессионалами в области фото, полиграфии и дизайна. Практические рекомендации по выбору монитора можно прочитать в статье «Выбираем ЖК-монитор. Что предпочесть фотографу, геймеру и домохозяйке?»
Немного помечтаем
Совсем недавно, т.е. лет 15 назад, вряд ли многие предполагали, что ЖК-мониторы смогут вытеснить кинескопные. Качество LCD было низким, а цена крайне высокой. Но и сейчас нельзя назвать технологию производства панелей на жидких кристаллах идеальной. Для улучшения цветопередачи, увеличения контрастности и обеспечения равномерности подсветки в профессиональном NEC Reference 21 применена диодная подсветка. Стоит этот монитор около $6000 и пока его можно считать скорее полиграфическим оборудованием, чем компьютерной перефирией. Но мы знаем множество примеров, когда профессиональные технологии "спускаются" к любителям.
Многие крупные компании (Sanyo, Samsung, Epson) разрабатывают экраны на основе OLED - органических кристаллов. Сами кристаллы испускают свет при подаче напряжения, эти экраны чрезвычайно экономичные, яркие и контрастные. Но пока применяются только в мелкой портативной технике из-за дороговизны и технических проблем, связанных с долговечностью, воспроизведением некоторых цветов. В совсем отдаленной перспективе могут появиться и абсолютно новые технологии, о которых сейчас слышали только специалисты, а экран можно будет свернуть в трубочку или наклеить на стену. А может быть и не будет мониторов в нашем привычном понимании? А может быть, все перейдут на проекторы? И в качестве экрана можно будет использовать практически любую поверхность. Заманчивая перспектива.
Приветствую всех, уважаемые читатели блога сайт. Эта небольшая заметка будет ответом на вопрос о том, какая матрица для монитора лучше, TN или IPS, а может быть *VA? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо знать плюсы и минусы каждого из типов матриц. А у каждого типа матрицы они есть, эти плюсы и минусы, поэтому придется задать наводящий вопрос - "для каких целей вам необходим монитор?".
Если вам нужен монитор для игр, тогда идеально подойдет TN матрица , у нее наименьшее время отклика (задержка), что очень положительно сказывается на ощущениях от игрового процесса. Еще одним неоспоримым преимуществом таких матриц является их дешевизна, это самые дешевые из всех типов матриц и поэтому самые распространенные. Недостатками являются весьма скромные углы обзора, при которых изображение еще не инвертируется (выцветает), посредственная (по сравнению с IPS, *VA) цветопередача, невысокая контрастность, невозможность получения идеально черного цвета.
Если вы фотограф/дизайнер, занимаетесь видео-монтажом, просто любите естественные цвета при работе за компьютером - тогда IPS или *VA будут отличным выбором. Мониторы с такими матрицами стоят значительно дороже, но взамен вы получаете то, что не может дать ни одна TN матрица. IPS и матрицы семейства *VA (PVA или MVA) очень похожи, все они обладают высокими углами обзора и приличной цветопередачей, однако различия все же есть и они довольно существенные.
Начнем с того, что среднестатистический IPS обладает худшим временем отклика, по сравнению с *VA. Хотя и существуют разновидности, такие как: E-IPS (увеличены углы обзора, сокращено время отклика до 5 мс), AH-IPS (улучшена цветопередача и уменьшен минимально допустимый размер пикселя) и еще много других разновидностей. Еще одним недостатком IPS является невозможность получения реалистичного черного цвета, так же как и на TN, черный цвет в них больше похож на темно серый. Но несмотря на все это мониторы с IPS матрицами (и их разновидностями) подходят для игр и просмотра фильмов.
Что касается *VA матриц, они являются чем-то средним между TN и IPS, стоят они, как правило, дешевле IPS, но при этом могут похвастаться лучшим временем отклика, большей равномерностью подсветки на черном фоне, и черный цвет на *VA - действительно черный. Однако, не все так гладко. Углы обзора на таких матрицах похуже чем в IPS, как и цветопередача, но далеко не факт, что это различия будут заметны на глаз, по крайней мере не всем. Как в случае с IPS, у *VA тоже есть разновидности, в которых некоторые показатели улучшены, по сравнению с обычным *VA. Наиболее популярные из них: MVA (решена проблема с отображением цвета при просмотре видео под углом) и PVA (уменьшено время реакции пикселя). Мониторы с *VA тоже отлично подходят для игр и фильмов.
