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.

В ближайшее время не упадёт, компания Fujitsu нашла выход из ситуации, предложив ещё одну новую технологию производства ЖК-матриц. Этот новый тип матриц получил название VA (Vertical alignment) . Он должен был стать неким компромиссом между качеством IPS- и стоимостью TN-технологий, но из-за некоторых недоработок выход на рынок ему практически сразу же был закрыт.

Как видно из названия (а его можно перевести как «вертикальное позиционирование»), в матрицах VA кристаллы располагались не параллельно поляризаторам, а вертикально - то есть перпендикулярно фильтрам. Таким образом, в базовом состоянии поляризованный свет свободно проходил через кристаллы и не выходил из матрицы, блокируясь вторым поляризатором, что в результате давало глубокий чёрный цвет (соответственно, и битые пиксели выглядят как чёрные точки).

При подаче напряжения на контакты кристаллы отклонялись от вертикальной оси и часть света проходила через второй фильтр. Серьёзным недостатком первых матриц на этой технологии был тот факт, что малейшее изменение угла обзора по горизонтали приводило к совершенно неприемлемому искажению цвета.

Грубо говоря, представьте, что вы смотрите на слегка повёрнутый кристалл сверху. Смещаясь по горизонтали в одну сторону, вы будете наблюдать свет, который прошёл через весь кристалл и вышел через верхнюю часть. А смещаясь в другую - увидите свет, который вышел через боковую поверхность. Из-за этого эффекта получалось, что оттенок цвета зависел от того, с какой стороны вы смотрите на экран, а «правильный» цвет был виден только с одного-единственного положения. И с этим надо было что-то делать.

Решение было найдено через пару лет той же компанией. И заключалось оно в переходе на так называемую «многодоменную структуру» (Multi-Domain). Теперь в каждой ячейке кристаллы дублировались и при подаче напряжения отклонялись одновременно в две противоположные стороны, тем самым нейтрализуя вышеуказанный эффект. Кроме того, были несколько усложнены сами поляризационные фильтры. Эту технологию назвали MVA (Multi-Domain Vertical Alignment), и уже с этим дополнением она заняла достойное место на рынке.

Схематическое изображение ячейки в матрице *VA

Правда, справедливости ради стоит отметить, что полностью избавиться от этого минуса не получилось. Всё же при отклонении по горизонтали небольшой сдвиг цвета в матрицах MVA наблюдается, особенно в области теней. Однако он не настолько критичен, чтобы рассматривать его как серьёзный минус. К тому же в более поздних модернизациях этот эффект практически незаметен.

Тут следует упомянуть ещё один момент, потому что вы с ним обязательно столкнётесь. После появления на рынке MVA-технологии компания выпустила очень похожую матрицу с аббревиатурой PVA (Patterned Vertical Alignment) , которая характеризуется лучшей контрастностью и меньшей ценой. Вопреки расхожему мнению, что Samsung просто не хотел платить конкурентам за использование патента, многие эксперты утверждают, что эта технология достаточно самобытна, чтобы занять отдельное место. Как бы там ни было, сейчас данный факт записывается в виде MVA/PVA. Поэтому просто знайте, что MVA - это «чистая» технология, а PVA - детище Samsung.

Дальнейшее развитие данного направления оказалось не таким буйным, как в случае IPS-матриц, но тем не менее заслуживает отдельного упоминания. Основную роль тут сыграла технология Overdrive. Вкратце её суть такова: если известно, что в следующем цикле потребуется активировать определённую часть матрицы (пусть даже и один пиксель), то в ту часть будет подано повышенное напряжение, заставляя кристаллы доворачиваться быстрее, что приведёт к более быстрой работе всей матрицы. Конечно, тут тоже есть свои проблемы, но всё же благодаря внедрению этой технологии мониторы на MVA/PVA-матрицах стало возможно использовать в динамических играх.

Эта новая MVA/PVA-матрица с технологией Overdrive со временем получила развитие в двух версиях: Super PVA , или S-PVA , с последующей модификацией до cPVA от Sony-Samsung и Super MVA (S-MVA) от компании CMO (сейчас являющейся одним из крупнейших тайваньских производителей ЖК-панелей и известной как CMO/Innolux). S-MVA сейчас доработана до Advanced MVA (A-MVA) компанией All Optronics. Матрицы cPVA обладают более широкими углами обзора, а в A-MVA помимо углов ещё значительно улучшена и контрастность.

Увеличенное изображение матрицы A-MVA

Сейчас, анализируя все события последних пятнадцати лет, можно смело сказать, что «эксперимент удался». Технология MVA/PVA оправдала возложенные на неё надежды и уверенно заняла своё место на рынке ЖК-панелей.

Рассматривая матрицы MVA в контексте остальных двух типов, можно сказать, что данные матрицы являются золотой серединой между технологиями TN и IPS. Несмотря на то что последние разработки позволили ещё больше уменьшить время реакции в матрицах MVA, TN-матрицы всё ещё более быстрые. Яркость и контрастность у MVA лучше, чем у двух остальных, но зато по цветопередачи они не дотягивают до уровня IPS и слегка искажают света при взгляде со стороны. Так что получился некий компромисс. В любом случае соотношение цены и качества у этих матриц наилучшее.

Ну и в конце традиционно ещё раз выделим основные плюсы и минусы данной технологии.

По большому счёту, минус тут только один - незначительное искажение цветопередачи при отклонении по горизонтали (преимущественно в «тенях»). Насколько это критично - судить вам, тем более что в последних моделях этот эффект практически нивелирован. Что касается цены, то она несколько выше стоимости TN-матриц (понятно, что за качество надо платить), но меньше, чем цена IPS-матрицы.

А вот плюсов тут гораздо больше: помимо уже упомянутого соотношения цены и качества мониторы на этой матрице обладают наилучшим контрастом, поэтому являются идеальным выбором для людей, работающих с чертёжной графикой или текстом. С углами обзора и временем отклика матрицы здесь тоже всё в полном порядке.

Монитор P221W
Универсальный монитор на базе матрицы S-PVA

Вообще, последние разработки настолько улучшили качество изображения мониторов на базе MVA/PVA, что даже если на трёх правильно настроенных мониторах (с матрицами TN, MVA/PVA и IPS) поставить одну и ту же картинку, то профессионал без проблем определит только TN-матрицу. Различие между дорогими IPS- и более дешёвыми *VA-матрицами будет настолько незначительным, что без специальных тестов определить, где какой тип, будет очень сложно.

Нюансы выбора и практические советы мы рассмотрим в , а завершая этот обзор, просто добавим, что если вы ищете универсальный домашний монитор, то обязательно поизучайте мониторы на матрицах *VA. Возможно, именно среди них вы найдёте идеальное решение для своих нужд, при этом сэкономив довольно внушительную сумму.

Давно меня мучал вопрос: чем отличаются изображение у современных мониторов с матрицами TN, S-IPS, S-PVA, P-MVA. Мы с другом ne0 , решили сравнить.

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

Характеристики кандидатов:

Benq V2400W

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

Benq FP241W

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

Тенденции последних лет

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

До чего дошел прогресс?

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

Но и различия всё таки есть.

Яркость

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

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

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

Цвета

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

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

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

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

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

Углы обзора

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

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

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

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

Время отклика

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

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

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

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

Что бы я выбрал?

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

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

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

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

Типы матриц телевизоров имеют между собой существенные физические отличия. Но все они отвечают за самое главное в мультимедийном устройстве - качество изображения. Выбирая телевизионную технику для презентаций или домашнего отдыха, следует разобраться в разновидностях экранов, чтобы определиться, какая матрица лучше подойдет для конкретных задач и обстановки.

Виды матриц телевизоров последних поколений имеют одну общую черту - все они работают на жидких кристаллах, которые были открыты еще в конце XIX века, но только недавно стали использоваться в экранах и мониторах. Широкое распространение кристаллы получили благодаря своему свойству: находясь в жидком состоянии, сохранять кристаллическую структуру. Данное явление позволяет получать интересные оптические результаты, пропуская свет сквозь эту субстанцию, из-за двойного состояния которой моделирование цветов получается быстрым и насыщенным.

Со временем ячейку матрицы с кристаллами научились разделять на три сегмента: синий, красный и зеленый. Это образует современный пиксель - точку, сочетание которой с другими точками, дает картинку. Структура любых экранов телевизоров в XXI веке состоит из таких пикселей. Но устройство самого пикселя (количество электродов, транзисторов, конденсаторов, углы расположения электродов и др.) определяет вид матрицы. Существуют четкие характеристики, отличающие функционирование одних пикселей от других.

Какой тип матрицы лучше для телевизора, становится ясно после изучения их разновидностей и особенностей.

Самыми распространенными являются следующие виды:

Благодаря определенным технологиям, одна матрица лучше для телевизора, чем другая. Отличаются они и по стоимости. Но при других обстоятельствах эту разницу можно и не ощутить, поэтому стоит сэкономить. Итак, в чем же их главные отличия, преимущества и недостатки?

TN

Данные типы матриц используются в большинстве относительно недорогих телевизоров. Полное название, в переводе на русский язык, означает «скрученный кристалл». Благодаря применению дополнительного покрытия, позволяющего расширить углы обзора, встречаются модели с обозначением TN+Film, позиционирующие их как средство для просмотра фильмов всей семьей.

Матрица устроена и функционирует следующим образом:

  1. Кристаллы в пикселях выстроены по спирали.
  2. Когда транзистор отключен, то электрическое поле не создается и свет проникает сквозь них естественным образом.
  3. Управляющие электроды установлены с каждой стороны подложки.
  4. Первый фильтр, расположенный до пикселя, имеет вертикальную поляризацию. Задний фильтр, стоящий после кристаллов, построен горизонтально.
  5. Прохождение света через это поле дает яркую точку, которая приобретает определенный цвет благодаря фильтру.
  6. При подаче напряжения на транзистор кристаллы начинают поворачиваться перпендикулярно плоскости экрана. Степень разворота зависит от высоты тока. Благодаря такому развороту, эта структура пропускает меньше света, и появляется возможность создать черную точку. Для этого все колбочки кристаллов должны «закрыться».

Данный тип матриц занял бюджетную нишу в оборудовании для воспроизведения мультимедийной продукции. Благодаря этой технологии можно получать приемлемые цвета и наслаждаться просмотром любимых передач и фильмов. Главным достоинством такой техники является финансовая доступность. Еще одним плюсом служит скорость срабатывания ячеек, мгновенно передающая цвета. Экономны такие модели и в плане энергопотребления.


Но этот тип матриц не самый хороший для телевизора ввиду сложности согласования одновременного поворота колбочек кристаллов. Разность временного результата выполнения этого процесса приводит к тому, что одни сегменты пикселя уже повернулись полностью, а другие продолжают пропускать частично свет. Рассеивание потока дает разное цветовое изображение, зависящее от угла нахождения смотрящего. В результате, если смотреть прямо - видишь черную машину на экране, а если зритель наблюдает сбоку, то ему эта же машина кажется серой.

Еще одним недостатком технологии TN является невозможность отобразить всю палитру цветов, которая заложена в материале. Например, фильм о подводной съемке кораллового рифа с его обитателями будет смотреться не так красочно, как на других моделях. Чтобы компенсировать это, разработчики встраивают в экран алгоритм замены цвета и попеременное воспроизведение ближайших оттенков.

Поэтому TN подойдет для просмотра небольшим кругом людей, смотрящих на экран почти под прямым углом. Так можно видеть картинку с максимально естественными цветами. Для более требовательного зрителя разработаны иные технологии.

VA

Исследуя, какая матрица лучше, стоит уделить внимание VA. Аббревиатура этой технологии расшифровывается как «вертикальное выравнивание». Она разработана японской компанией Fujitsu. Вот главные особенности разработки:

  1. Управляющие электроды размещены так же по обеим сторонам подложек блока с кристаллами. Существенное отличие заключается в делении поверхности на зоны, которые очерчиваются невысокими бугорками на фильтрах.
  2. Еще одним свойством VA служит способность кристаллов перемешиваться с соседними. Это дает четкие и насыщенные оттенки изображения. Проблема малых углов обзора на предыдущей технологии решилась за счет перпендикулярного расположения цилиндров кристаллов относительно заднего фильтра в момент отсутствия тока на транзисторах. Это дает естественный черный цвет.
  3. При включении напряжения матрица изменяет свое расположение, позволяя проходить частично свету. Черные точки постепенно приобретают серый цвет. Но за счет ярко горящих рядом белых и цветных точек, изображение остается контрастным. Так насыщенность цветов сохраняется под разными углами обзора.
  4. Еще одним достижением повышения качества изображения является ячеистая структура внутренней поверхности фильтров. Небольшие бугорки, делящие внутренне пространство на зоны, обеспечивают построение кристаллов под углом относительно поверхности монитора. Независимо от перпендикулярного или параллельного нахождения молекулярного ряда вся цепочка имеет отклонение в сторону. В результате, даже если зритель значительно сместится вправо или влево, построение кристаллов будет направлено прямо на взгляд.


Отклик жидких кристаллов на прохождение напряжения немного медленнее, чем у TN, но это пытаются компенсировать внедрением системы динамического повышения тока, воздействующей на выборочные участки поверхности, нуждающиеся в более быстром реагировании.

Данная технология делает телевизоры с VA типом матриц более удобными для просмотра материалов в следующих условиях:

  • больших гостиных для отдыха всей семьей;
  • конференц-залах;
  • презентациях в офисе;
  • просмотре спортивных событий в барах.

IPS

Самым дорогим по технологии выступает IPS, чья аббревиатура расшифровывается на русский язык как «плоское выключение». Ее разработали на заводе Hitachi, но позднее стали применять на LG и Philips.

Суть происходящего в матрице процесса такова:

  1. Управляющие электроды находятся только с одной стороны (отсюда и название).
  2. Кристаллы выстроены параллельно плоскости. Их положение одинаково для всех.
  3. При отсутствии тока ячейка сохраняет насыщенный и чистый черный цвет. Это достигается благодаря препятствию поляризации света, который поглощается задним фильтром. Отсутствует сохранение свечения, наблюдаемое у
  4. Во время подачи напряжения на транзистор кристаллы поворачиваются на 90 градусов.
  5. Свет начинает проходить через второй фильтр, и образовываются разнообразные оттенки.


Это дает возможность просматривать изображение при углах 178 градусов.

Из технических параметров матрицы можно выделить 24 бита по цвету и по 8 бит на канал. Производятся модели телевизоров и с передачей 6 бит на канал.

Еще одним плюсом технологии служит затемнение битых пикселей , возникающее при нарушении работы между электродом и кристаллами. В других разработках такое место начинает светиться белой или цветной точкой. А здесь будет серой, что сглаживает зрительные ощущения от возникшего микробрака.

Достоинствами IPS являются насыщенные цвета и хорошие углы обзора. Проблему отклика решали постепенно, и сейчас время реагирования составляет 25 мс, а у некоторых моделей телевизоров до 16 мс.

Из недостатков этого типа матриц выделяются:

  • более выраженная сетка между пикселями;
  • возможное снижение контрастности из-за закрытия части света электродами, которые находятся все на одной стороне;
  • высокая цена товара.

Поэтому подобные экраны больше подходят для демонстрации графических работ и фотографий. Так точно передастся изображение, которое будет видно всем присутствующим. Целесообразно устанавливать такие телевизоры на офисных презентациях и фотостудиях.

Решая, какая матрица — VA или IPS для телевизора будет лучше, следует учесть характер просматриваемых материалов. Для фильмов и отдыха лучше использовать первый вариант, а для показа нюансов графики - второй. TN или IPS обычно не сравнивают между собой из-за разности ценовой категории. Для отдыха семье из трех человек вполне хватит и первого типа матрицы. Ведь смотря под прямым углом на экран, цвета, включая черный, будут передаваться правдоподобно.

Технология AH-IPS – это одна из многих разработок IPS матриц. Стоит отметить, что это последняя разработка, которая позволила избавиться от большинства недостатков IPS матриц, что вывело ЖК-дисплеи на новый уровень. Благодаря этому они составляют достойную конкуренцию плазменным панелям.

Принимая во внимание тот факт, что технология является относительно новой, у многих пользователей возникает вопрос, AH-IPS матрица, что это такое, и какими преимуществами она обладает?

Для ответа на эти вопросы необходимо знать, что такое IPS-матрица, как она работает, и как устроены мониторы и телевизоры с такими дисплеями. Это позволит понять, какие улучшения были произведены в AH-IPS матрицах.

1. Итак, что такое IPS матрица

В первую очередь стоит отметить, что IPS-дисплей относится к активному типу LCD матриц. Другими словами, это разновидность ЖК TFT дисплея. Это в свою очередь означает, что принцип работы заключается в использовании уже знакомых вам молекул жидких кристаллов. Однако IPS матрица имеет некоторые особенности строения, о которых и пойдет речь дальше.

Как вы уже, наверное, догадались IPS – это сокращение. Полностью название имеет такой вид - In - Plane Switching, что в переводе на русский означает плоскостное переключение. Такое название технология получила благодаря тому, что молекулы жидких кристаллов в ячейках IPS матрицы всегда располагаются в одной плоскости. При этом они всегда параллельны плоскости самой панели.

До появления TFT AH-IPS матрицы дисплеи IPS прошли долгий путь развития и улучшений. Первые экраны IPS были разработаны для устранения недостатков, которыми обладали TN матрицы. Конечно, качество изображения было существенно улучшено, однако при этом дисплеи IPS имели длительное время отклика.

До появления IPS технологии в стандартных элементах LCD-дисплеев при воздействии электрическим напряжением на молекулы жидких кристаллов их ориентация менялась. В результате этого, теряется возможность поворота угла поляризации. Однако главный недостаток технологии TN заключался в том, что поворот поляризации был просто необходим.

Главная отличительная особенность IPS технологии заключалась в том, что оба полупрозрачных управляющих электрода находились в одной плоскости – исключительно на нижней стороне LCD-ячейки. Это означает, что все молекулы жидких кристаллов всегда располагаются в одной плоскости, которая в свою очередь параллельна плоскости экрана.

Такое решение позволило существенно увеличить углы обзора, которые практически не уступали ЭЛТ мониторам. При этом качество цветопередачи IPS дисплеев существенно превосходило все имеющиеся в то время аналоги.

В дисплеях IPS молекулы жидких кристаллов находятся в плоскости поляризационных фильтров, и проворачиваются в ней на необходимый угол в зависимости от воздействующего на них напряжения. Это изменяет угол преломления, и, соответственно фазу проходящего через молекулы светового излучения. Такое строение абсолютно противоположно TN матрицам. Это решение позволило достичь более естественной цветопередачи, а также увеличения контрастности.

1.1. Тип ЖК матрицы TFT AH-IPS

С момента появления данного типа матриц в 1995 году, шли постоянные разработки и улучшения. В результате, в 2011 году появилась AH-IPS матрица, которая имела отличное качество изображения, высокую контрастность, яркость, четкость и разрешение изображения. При этом время отклика таких дисплеев удалось сократить до 5 мс. Это означает, что такие мониторы способы отображать самые яркие и быстрые спецэффекты. Более того, за счет некоторых особенностей данный тип матрицы способен отображать максимально естественные и насыщенные цвета.

Мониторы AH-IPS имеют наиболее высокое качество изображения. Конечно, их стоимость также высока, однако если сравнивать их с плазменными панелями, то IPS-дисплеи более доступны, при этом практически не уступают по качеству изображения. AH IPS – это самая последняя и дорогая разработка в семействе IPS технологий. Однако она позволила избавиться от большинства недостатков всех предыдущих версий дисплеевIPS. В том числе, данная технология позволила достичь наименьшего времени отклика.

В связи с большим разнообразием разработок IPS матриц у пользователей возникает вопрос, что лучше, AH-IPS или E-IPS? Стоит отметить, что существует еще множество других типов IPS дисплеев. Но если говорить именно об этих двух типах, то можно сказать, что Е-IPS дисплеи имеют более низкую стоимость, в сравнении с AH-IPS.

Первая технология была разработана раньше. Она имеет некоторые недостатки. Как правило, такие матрицы имеют небольшой размер диагонали – не более 20”. Особенности данной технологии не позволяют создавать экраны больших размеров, так как в противном случае, практически невозможно достичь высокой четкости и точности изображения. Однако при размерах не более 20” E-IPS дисплеи имеют весьма высокие показатели.

AH-IPS в свою очередь используется в более дорогих моделях мониторов и телевизоров. Данная технология позволяет создавать экраны больших размеров, при этом с высоким разрешением, точностью и четкостью изображения.

Если говорить о том, какой монитор выбрать, то следует определиться, для каких целей он вам необходим, какие размеры диагонали вас устроят, а также на какую сумму вы рассчитываете. Если говорить о качестве, то здесь, как в прочем и везде, действует правило, чем дороже, тем лучше. Конечно, многое зависит от производителя, а точнее от того, какие материалы были использованы, а также от конструктивных особенностей. Поэтому при выборе следует внимательно изучать технические характеристики и уточнять некоторые вопросы у продавца.

Стоит отметить, что именно на AH-IPS матрицы возложены огромные надежды производителей.

2. Тип подсветки AH-IPS матрицы

Для вывода изображения на экран монитора необходима подсветка матрицы. Если говорить о старых дисплеях – первые IPS и TN матрицы, то в таких устройствах в качестве подсветки использовались люминесцентные лампы, которые не могли предоставить достаточно яркое освещение и равномерное распределение света. Кроме этого, такие лампы потребляли достаточно много электричества.

Все эти недостатки полностью решились после разработки нового типа подсветки – LED. Данная технология основана на использовании светодиодов, которые имеют маленькие размеры и способны излучать яркий свет. Такое простое, но весьма эффективное решение позволило достичь максимально равномерного распределения света путем расположения светодиодов на задней части матрицы. Это позволило создавать достаточно большие размеры экранов без ущерба для качества изображения.

Кроме этого, светодиоды потребляют крайне мало электроэнергии и имеют яркий белый свет, что позволило достичь еще большего повышения яркости и контрастности. Это в свою очередь положительно отразилось на качестве изображения. Технология AH-IPS с LED подсветкой – это наиболее удачная разработка на сегодняшний день, которая позволяет наслаждаться действительно высоким качеством изображения.

Стоит отметить, что люминесцентные лампы считаются устаревшими и встречаются все реже. Более того, практически во всех новых разработках матриц, в частности AH-IPS, используется только LED подсветка.

3. AH-IPS (lg ips234v) VS TN: Видео

Если говорить о конструктивных особенностях, то благодаря малым размерам светодиодов появилась возможность создавать максимально тонкие мониторы. Еще одно преимущество светодиодов заключается в их частоте мерцания. Частота их мерцания настолько высока, что ее невозможно заметить невооруженным глазом. Более того, известен факт, что даже частота в 100 Гц, хоть и не видна, но все же имеет негативное воздействие на органы зрения, а также на психику человека.

Частота мерцания экрана от 100 Гц и ниже вызывает ощущение усталости в органах зрения, а также подавленное состояние. Конечно, это ощущается при длительной работе за монитором или при просмотре фильмов. Частота мерцания светодиода в несколько раз выше критической отметки в 100 Гц, что делает работу за такими мониторами максимально комфортной. И даже при длительном просмотре фильмов такие экраны не имеют никакого негативного воздействия на человека.

Это одна из причин, по которым производители телевизоров и мониторов отдают предпочтение именно LED подсветке.

4. Преимущества AH-IPS матриц

Как уже говорилось выше, данный тип матрицы был разработан последним. Это означает, что для разработки данной технологии использовались самые инновационные решения и достижения. Таким образом, ЖК-дисплей AH-IPS являет собой решение всех недостатков, присущих всем предшествующим вариантам IPS-матриц. Но давайте рассмотрим преимущества подробнее:

  • Высокое разрешение экрана. Тип матрицы монитора AH-IPS имеет наиболее высокое разрешение экрана. Это означает, что такие мониторы отображают наиболее четкое и точное изображение. Более того, современные технологии позволили достичь наибольшей плотности пикселей на один дюйм экрана. Это в свою очередь напрямую влияет на четкость и точность отображаемого изображения.
  • Максимальное количество цветов и оттенков. Еще одно преимущество данного типа дисплея заключается в наиболее высоком качестве цветопередаче. Мониторы с такой матрицей отображают наибольшее количество цветов и оттенков, что делает цвета изображения максимально натуральными и естественными. Такую особенность по достоинству оценивают профессиональные редакторы фотографий и изображений.
  • Углы обзора. AH-IPS матрицы имеют самые большие углы обзоров, которые могут сравниться только с плазменной панелью. Поэтому, такие дисплеи являются наиболее сильными конкурентами плазменных телевизоров.
  • Высокая яркость и контрастность. Особенности технологии позволили до предела увеличить яркость и контрастность экрана, что положительно повлияло и на качество изображения. Уникальная конструкция и современные технологии позволили достичь максимально равномерного распределения света по всей поверхности дисплея, как в черном цвете, так и в белом. Это также значительно повлияло на улучшение качества изображения.
  • Быстрый отклик. Если первые IPS матрицы имели недостаток, который заключался в медленном отклике, из-за чего такие мониторы уступали TN матрицам, то современные ЖК AH-IPS матрицы полностью лишены такого недостатка. Более того, они превосходят даже современные TN+Film матрицы, что делает их отличным выбором для любых целей.

Стоит понимать, что характеристики AH-IPS матрицы зависят и от производителя. Не все дисплеи, изготовленные по данной технологии, имеют одинаково высокие показатели. Все зависит от используемых материалов, а также от некоторых особенностей в конструкции дисплея. От этого зависит и стоимость изделия. Так, чем более высококачественные материалы и комплектующие использовались для изготовления AH-IPS дисплея, тем более высокое качество изображения будет иметь монитор, и, соответственно, тем более дорогим будет устройство.

На сегодняшний день мало известно о реальных характеристиках AH-IPS матриц. Однако одно можно сказать с уверенностью – данный тип дисплеев существенно превосходит все предыдущие модели. Кончено же, его можно сравнивать и с другими типами IPS матриц, но при этом стоит учитывать, что как уже говорилось выше, не все мониторы с одинаковой матрицей имеют одинаковые показатели. Сама матрица имеет огромнейшие перспективы. Уже в ближайшем будущем она будет встречаться гораздо чаще. Кроме этого, технологии не стоят на месте, постоянно ведутся активные разработки по улучшению качества изображения, а также улучшению отклика.