Современные устройства оснащаются экранами различной конфигурации. Основными на данный момент являются дисплеи на базе но для них могут использоваться разные технологии, в частности речь идет о TFT и IPS, которые различаются по целому ряду параметров, хоть и являются потомками одного изобретения.
Сейчас существует огромное количество терминов, которые обозначают определенные технологии, скрывающиеся под аббревиатурами. К примеру, многие могли слышать или читать об IPS или TFT, однако мало кто понимает, в чем на самом деле разница между ними. Связано это с недостатком информации в каталогах электроники. Именно поэтому стоит разобраться с этими понятиями, а также решить, TFT или IPS - что лучше?
Для определения того, что будет лучше или хуже в каждом отдельном случае, требуется узнать, за какие функции и задачи отвечает каждый IPS по факту представляет собой TFT, точнее ее разновидность, при изготовлении которой использовалась определенная технология - TN-TFT. Следует рассмотреть более подробно эти технологии.
TFT (TN) представляет собой один из способов производства матриц то есть экранов на тонкопленочных транзисторах, в которых элементы располагаются по спирали между парой пластин. При отсутствии подачи напряжения они будут повернуты друг к другу под прямым углом в горизонтальной плоскости. Максимальное напряжение вынуждает кристаллы поворачиваться так, чтобы проходящий сквозь них свет приводил к образованию черных пикселей, а при отсутствии напряжения - белых.
Если рассматривать IPS или TFT, то отличие первой от второй состоит в том, что матрица изготовлена на базе, описанной ранее, однако кристаллы в ней расположены не спирально, а параллельно единой плоскости экрана и друг другу. В отличие от TFT, кристаллы в данном случае не поворачиваются в условиях отсутствия напряжения.
Если смотреть на IPS или то визуально отличие между ними состоит в контрастности, которая обеспечивается почти идеальной передачей черного цвета. На первом экране изображение будет выглядеть более четким. А вот качество цветопередачи в случае использования матрицы TN-TFT нельзя назвать хорошим. В данном случае у каждого пикселя имеется собственный оттенок, отличный от других. Из-за этого цвета сильно искажаются. Однако есть у такой матрицы и достоинство: она характеризуется самой высокой скоростью отклика среди всех существующих на данный момент. Для экрана IPS требуется определенное время, за которое все параллельные кристаллы совершат полный разворот. Однако человеческий глаз практически не улавливает разницу во времени отклика.
Если говорить о том, что лучше в эксплуатации: IPS или TFT, то стоит отметить, что первые являются более энергоемкими. Это связано с тем, что для поворота кристаллов требуется немалое количество энергии. Именно поэтому, если перед производителем стоит задача сделать свое устройство энергоэффективным, в нем обычно применяется TN-TFT матрица.
Если выбирать экран TFT или IPS, то стоит отметить более широкие углы обзора второго, а именно 178 градусов в обеих плоскостях, это очень удобно для пользователя. Другие оказались неспособными обеспечить подобное. И еще одним существенным различием между двумя этими технологиями является стоимость изделий на их основе. TFT-матрицы на данный момент представляют собой наиболее дешевое решение, которое используется в большинстве бюджетных моделей, а IPS относится к более высокому уровню, но и он не является топовым.
Первая технология позволяет получать максимально качественное, четкое изображение, но требует больше времени для поворота используемых кристаллов. Это влияет на время отклика и прочие параметры, в частности скорость разрядки аккумулятора. Уровень цветопередачи TN-матриц гораздо ниже, однако их время отклика минимально. Кристаллы тут расположены по спирали.
На самом деле можно легко отметить невероятную пропасть в качестве экранов, работающих на базе двух этих технологий. Касается это и стоимости. Технология TN остается на рынке исключительно из-за цены, однако она не способна обеспечить сочную и яркую картинку.
IPS - это весьма удачное продолжение в развитии TFT-дисплеев. Высокий уровень контрастности и довольно большие углы обзора - это дополнительные преимущества данной технологии. К примеру, у мониторов на базе TN иногда черный цвет сам изменяет свой оттенок. Однако высокое потребление энергии устройствами, работающими на базе IPS, вынуждает многих производителей прибегать к использованию альтернативных технологий либо понижать этот показатель. Чаще всего матрицы данного типа встречаются у проводных мониторов, которые не работают от аккумулятора, что позволяет не быть устройству настолько энергозависимым. Однако постоянно ведутся разработки в этой области.
Компания Tianma Microelectronics на сегодняшний день является одним из самых крупных производителей жидкокристаллических дисплеев.
Дисплеи Tianma нашли применение в самых разнообразных областях: мобильная телефония, MP3/MP4-плееры, телекоммуникационные и навигационные системы, автомобильные системы, цифровая фотография и др. Продукцию компании используют в своих изделиях такие бренды как: AT&T, Alcatel, BBK, Bosсh, Casio, Citroen, Denon, Funai, General Electric, Grundig, LG, Magellan, Motorola, NEC, Pioneer, Polaroid, Ricoh, Samsung, Siemens и Thomson.
Tianma Microelectronics была основана в Китае в 1983 году. Сейчас она имеет в своем составе несколько научно-исследовательских центров и фабрик. Работают представительства в Германии (Карлсруэ), США (Калифорния), Корее (Кенгидо) и Тайване (Таоюан).
В 1984 году компания освоила массовое производство незамысловатых (по нынешним меркам) TN LCD-дисплеев. В июле 2011 года управляющая компания AVIC International Group приобрела подразделение NEC LCD Technologies, специализирующееся на дисплеях. Сегодня, кроме TN, Tianma может предложить STN, CSTN и TFT-дисплеи.
LCD TFT (Liquid crystal display Thin film transistor ) — наиболее распространенный вид жидкокристаллических дисплеев (рис. 1). Своим названием они обязаны тонкопленочному транзистору (TFT), являющемуся разновидностью полевого, в котором металлические контакты и полупроводниковый канал изготавливаются в виде тонких пленок. TFT используется для управления жидкими кристаллами, т.е. для формирования цвета пикселей.
Рис. 1.
В первых TFT-дисплеях, появившихся в 1972 году, использовался селенид кадмия, обладающий высокой подвижностью электронов и поддерживающий высокую плотность тока, но со временем был осуществлен переход на аморфный кремний (a-Si). Кроме аморфного кремния на данный момент разработано много других технологий, но лидером по объему производства пока остается a-Si. Именно по этой технологии изготавливает свои TFT-дисплеи компания Tianma.
Дисплей состоит из ЖК-матрицы, источников света для подсветки, контактного жгута и корпуса. Каждый пиксель ЖК-матрицы представляет собой слой молекул между двумя прозрачными электродами и два поляризационных фильтра. А пиксели в свою очередь составлены из субпикселей (рис. 2), формирующих различные цвета. Поверхность электродов специально обработана для изначальной ориентации молекул жидких кристаллов в одном направлении.
Рис. 2.
Такая структура поворачивает плоскость поляризации световой волны, и, доходя до второго фильтра, свет проходит его без потерь.
Если к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что приводит к разрушению винтовой упорядоченности. С ростом напряженности электрического поля спираль постепенно раскручивается, и через второй фильтр проходит все меньше и меньше света.
При определенной величине поля почти все молекулы становятся параллельны, и плоскость поляризации света практически не вращается. Это приводит к непрозрачности структуры. Таким образом, меняя напряжение, подаваемое на электроды, можно управлять степенью прозрачности и, соответственно, интенсивностью свечения субпикселей.
Для описания TFT-дисплеев используется много параметров. Рассмотрим наиболее важные из них:
Для соединения ЖК-панели с управляющим микропроцессором Tianma предлагает на выбор несколько интерфейсов: параллельный цифровой интерфейс (CPU 8/16 bit), последовательный периферийный интерфейс (SPI), RGB-интерфейс и интерфейс низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS).
Остановимся подробнее на каждом из них:
С точки зрения количества связей интерфейс является довольно громоздким. Больше всего цифровых линий уходит на передачу трех цветов: 6/8 линий (разрядов) на цвет — суммарно 18 или 24. Плюс к этому — сигналы тактовой частоты, строчной и кадровой синхронизации.
Интерфейс имеет много недостатков: большое количество связей, сложность синхронизации при передаче данных на высоких частотах (т.е. при работе с высоким разрешением) и низкая помехозащищенность.
LVDS реализует дифференциальную передачу данных, что обеспечивает высокую помехозащищенность интерфейса и позволяет добиться высокой пропускной способности. LVDS подразумевает наличие в схеме трансмиттеров и ресиверов. Трансмиттер подключается к управляющему микроконтроллеру. Ресивер располагается на LCD-панели.
Передачу данных обеспечивают пять дифференциальных пар: четыре пары используются для передачи данных и одна — для передачи тактовых сигналов.
LVDS используется для передачи как 18-разрядного цветового кода (три цвета по 6 бит), так и для 24-разрядного цвета (три цвета по 8 бит). Передача одного цвета происходит сразу по нескольким дифференциальным парам. Сигналы строчной и кадровой синхронизации также поступают на LCD-панель через дифференциальные каналы.
Для увеличения пропускной способности этого интерфейса National Semiconductor расширила интерфейс LVDS и удвоила количество дифференциальных пар, используемых для передачи данных. Это усовершенствование получило название LDI — LVDS Display Interface. В документации Tianma такой вариант интерфейса обозначается как «LVDS 2 port».
Как было сказано выше, LDI получил восемь дифференциальных пар, предназначенных для передачи данных, и две дифференциальные пары тактовых сигналов, т.е. LDI, по сути дела, представляет собой два независимых полнофункциональных канала LVDS, передача данных в каждом из которых осуществляется собственным тактовым сигналом.
Соответственно, наличие двух каналов позволило вдвое увеличить пропускную способность интерфейса. Теперь за один пиксельный такт можно передать информацию о двух пикселях. При такой организации один канал предназначен для передачи четных точек экрана (Even), а второй — для нечетных (Odd).
Часто TFT-дисплеи комплектуются сенсорными экранами, получившими сейчас небывалое распространение в мобильных телефонах, игровых консолях, платежных терминалах и прочих устройствах. Наиболее востребованы два типа сенсорных экранов: резистивные и емкостные.
Резистивные сенсорные экраны обладают рядом достоинств, которые позволили им занять очень большую долю на рынке. Самое главное их преимущество — низкая цена. Кроме этого резистивные экраны обладают стойкостью к загрязнению: т.е. загрязнение не нарушает работу сенсорного экрана. Экраны реагируют на прикосновение практически любым твердым гладким предметом.
Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны, на которые нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения.
Емкостные сенсорные экраны обладают лучшим светопропусканием и большей долговечностью по сравнению с резистивными, но восприимчивы к воздействию влаги и токопроводящих загрязнений. Экраны реагируют на прикосновение только токопроводящего предмета (пальца или специального стилуса). То есть, если вы захотите воспользоваться обычным стилусом или любым другим твердым предметом, экран на ваше касание никак не отреагирует. По точности определения координат емкостные экраны ни в чем не уступают резистивным.
Принцип работы экрана этого типа основан на способности человеческого тела проводить электрический ток. В основе емкостного экрана лежит стеклянная подложка, на поверхность которой нанесен резистивный материал, прикрытый токопроводящей пленкой. В момент касания пальцем экрана возникает электрический ток, а специальный контроллер вычисляет координаты касания.
Ассортимент TFT-дисплеев, выпускаемых компанией Tianma, достаточно обширен. Формат данной статьи не позволяет рассказать о всех моделях, поэтому в таблице 1 представлен краткий обзор дисплеев, сгруппированных по диагонали и разрешению. Для детального ознакомления со всей линейкой лучше обратится к сайту производителя по адресу: http://tianma-europe.com/products/tftcolormodules/index.html .
Таблица 1. TFT-дисплеи компании Tianma
| Диагональ, дюйм | Разрешение | Яркость, кд/м 2 | Интерфейс |
|---|---|---|---|
| 1,44 | 128×128 | 180 | CPU 8 bit, SPI |
| 1,45 | 128×128 | 140 | CPU 8 bit |
| 1,77 | 128×160 | 250 | CPU 8 bit |
| 2,0 | 176×220 | 220 | CPU 8/16 bit |
| 2,0 | 240×320 | 170…200 | CPU 8/16 bit, SPI |
| 2,2 | 240×320 | 90…220 | CPU 8/16 bit, RGB18 bit, SPI |
| 2,3 | 320×240 | 250 | CPU 8/16 bit |
| 2,4 | 240×320 | 180…310 | CPU 8/16 bit |
| 2,7 | 320×240 | 300 | 8-bit RGB/ CCIR656/601 |
| 2,8 | 240×320 | 210…260 | CPU 8/16 bit |
| 2,8 | 240×400 | 220 | CPU 16 bit |
| 3,2 | 240×400 | 250…350 | RGB 18 bit, CPU 8/16/18 bit |
| 3,5 | 240×320 | 80…100 | RGB 6bit, SPI |
| 3,5 | 320×240 | 300…350 | RGB 24bit |
| 3,5 | 272×480 | 300 | CPU 8/9/16/18 bit |
| 3,5 | 320×480 | 300 | CPU / RGB |
| 4,3 | 480×272 | 280…400 | RGB 24bit |
| 4,7 | 480×272 | 280…320 | RGB 24bit |
| 5,0 | 640×480 | 350 | RGB 18 bit, SPI |
| 5,0 | 800×480 | 250…300 | RGB 24 bit |
| 5,6 | 320×234 | 200…330 | analog RGB |
| 5,7 | 320×240 | 320…450 | RGB 18 bit |
| 5,7 | 640×480 | 400 | RGB 18 bit |
| 6,0 | 800×480 | 280…400 | RGB 24 bit |
| 6,2 | 800×480 | 400 | RGB 24 bit |
| 6,95 | 800×480 | 280…400 | RGB 18 bit |
| 6,95 | 1280×800 | 400 | LVDS |
| 7,0 | 800×480 | 280…500 | RGB 24/18 bit |
| 7,0 | 800×600 | 200 | RGB 18 bit |
| 7,0 | 1024×600 | 250 | LVDS |
| 8,0 | 800×600 | 250 | RGB 24 bit |
| 9,0 | 800×480 | 250 | RGB 24 bit |
| 9,7 | 1024×768 | 220…350 | RGB 24 bit , LVDS |
| 10,4 | 800×600 | 230…400 | LVDS, RGB 18 bit |
| 12,1 | 800×600 | 400…450 | LVDS |
| 15,0 | 1024×768 | 250…400 | LVDS |
| 19,0 | 1440×900 | 250 | LVDS |
Часть производимых компанией Tianma TFT-дисплеев комплектуется сенсорными экранами. Компания использует резистивные и емкостные экраны. Подавляющее большинство — резистивные.
Большинство TFT-дисплеев работает в расширенном температурном диапазоне -20…70°С.
Первой технологией изготовления LCD-дисплеев была технология Twisted Nematic (TN). Она была разработана в 1973 году. Название обязано своим происхождением поведению жидких кристаллов, которые при размещении между выравнивающими панелями с бороздками выстраивалась в спираль.
TN-дисплеи имеют несколько существенных недостатков: низкая контрастность, большое время реакции, маленькие углы обзора и почти невозможное формирование оттенков. Но они обладают самой низкой стоимостью и поэтому находят самое широкое применение в недорогих изделиях с невысокими требованиями к качеству изображения.
Типичные представители этой технологии представлены на рисунках 3 и 4.
Рис. 3.
Рис. 4.
Развитием технологии TN LCD-дисплеев стала Super Twisted Nematic (STN). STN позволила увеличить угол кручения ориентации кристаллов внутри LCD-дисплея до 270 градусов. Это позволило увеличить контрастность изображения и размеры панелей.
На основе технологии TN, STN и их производных компания Tianma производит большое количество символьных и графических LCD-индикаторов.
Символьные индикаторы (рисунок 5) сделаны на технологии STN под управлением контроллера ST7066U. Подключение к внешнему управляющему микропроцессору происходит через 8-битный параллельный цифровой интерфейс. Возможные варианты количества символов: 8х1 (8 символов в строке, 1 строка), 8х2 (8 символов в строке, 2 строки), 16х1, 16х2, 20х2, 20х4 и 40х2. Подсветка выполнена из нескольких последовательно расположенных SMD-светодиодов. Стандартный цвет подсветки — желто-зеленый. Индикаторы рассчитаны на работу при температуре -20…70°С.
Рис. 5.
Монохромные графические индикаторы сделаны на основе STN или FSTN-технологии. Управляющих контроллеров здесь предложено достаточно много: ST7579, SBN1661, ST7565R, SDN8080 и другие. Подключение к внешнему управляющему микропроцессору происходит через последовательный либо параллельный 4/8-битный цифровой интерфейс. Доступны индикаторы со следующими разрешениями: 96х16, 96х32, 122х32, 128х64, 240х64, 240х128 и 320х240.
Подсветка выполнена из светодиодов. Индикаторы рассчитаны на работу при температуре -20…70°С.
Цветные графические индикаторы (рис. 6) сделаны на основе Color Super Twisted Nematic (СSTN) технологии. Технология довольно старая, но, тем не менее, все еще занимает небольшую долю ранка цветных дисплеев.
Рис. 6.
Управляющих контроллеров предложено несколько: ST7637, UC1697v, ST7669V и ST7628. Подключение к внешнему управляющему микропроцессору происходит через параллельный 8/16-битный цифровой интерфейс. Доступны следующие разрешения дисплеев: 96х64,128х128 и 128х160, 240х128.
Индикаторы рассчитаны на работу при температуре -20…70°С.
В настоящий момент Tianma осваивает технологию активной матрицы на органических светодиодах (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode, AMOLED). К концу этого года в Шанхае планируется выпуск первых OLED-дисплеев.
Технология подразумевает использование органических светодиодов в качестве светоизлучающих элементов и активной матрицы из TFT-транзисторов для управления светодиодами. Дисплеи AMOLED отличаются от TFT улучшенной цветопередачей, повышенной яркостью и более высокой контрастностью картинки. Еще один несомненный плюс этих экранов — пониженное энергопотребление, что позволяет более экономно расходовать заряд аккумулятора.
Выведя на рынок свои OLED-дисплеи, компания Tianma, несомненно, еще больше укрепит свое положение лидера на рынке жидкокристаллических дисплеев.
Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail:
Компания Tianma выпустила новые дисплеи с возможностью подключения через параллельный или последовательный интерфейсы.
TM050QDH01
Данный дисплей разработан в первую очередь для видеонаблюдения и переносных портативных устройств. На борту этого 5" TFT-дисплея стоят два контроллера NT39403 + NT39207, он имеет VGA-разрешение 640 x 480, а также высокую контрастность и яркость.
TM022HDHT1 — интерфейсы SPI + RGB 18 бит
Компактный дисплей диагональю 2,2" с книжной ориентацией, разрешением 240 x 320, с универсальным контроллером ILI9340 ориентирован на переносные устройства. Имеет полуотражающий поляризатор, который позволяет использовать данный дисплей без подсветки.
TM020HBH03 — интерфейсы CPU 8/16 бит, 4-wire SPI
TFT-дисплей 2,0" с сенсорным экраном и достаточно широким для такой диагонали разрешением — 240 x 320.
TM035HBHT1 — интерфейсы RGB 6 бит + SPI
TM035HDHT1 — интерфейсы RGB 6 бит + SPI
Два дисплея с полуотражающим поляризатором и двумя интерфейсами. Отличие этих моделей друг от друга заключается в наличии сенсорной панели у TM035HBHT1.
Основные преимущества:
От качества матрицы монитора зависит не только яркость и красота изображаемой картинки, но и комфорт и безопасность для зрения пользователя. Все компании, выпускающие мониторы, идут в ногу со временем и с каждым годом совершенствуют технологию производства, стараются добиться идеальной цветопередачи и снизить нагрузку на глаза.
При выборе монитора покупатель в первую очередь обращает внимание на качество и тип дисплея, ведь именно от него зависит здоровье ваших глаз. Современная матрица экрана состоит из нескольких слоев:
На сегодняшний день большинство продаваемых мониторов имеют жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных резисторах (TFT-LCD). Существует несколько технологий, по которым производятся современные дисплеи. Попробуем выяснить преимущества и недостатки двух популярных технологий TN+film и IPS .
Одной из первых технологий, на основании которой и сегодня производятся дисплеи, является TN+film (Twisted Nematic + Film). Это очень распространенный и недорогой вид матриц, который с каждым годом совершенствуется.
Главным преимуществом считается то, что выпуск TN мониторов доведен до совершенства и это позволяет существенно снизить его себестоимость. Малое время отклика матрицы позволяет без искажений просматривать динамические сцены на жидкокристаллических мониторах с технологией TN+film.
Однако у этих мониторов есть ряд отрицательных качеств, таких как:
Более новой разработкой в области производства мониторов является технология IPS (in-plane switching). Данный вид дисплеев был изобретен, чтобы устранить недостатки предыдущих моделей.
Основными преимуществами данной технологии являются:
Но все же у мониторов с IPS матрицей есть и негативные стороны, такие как:
Каждая из описанных технологий имеет свои достоинства и негативные особенности. Но сейчас производство дисплеев находится на высоком уровне и отличия мониторов с разными технологиями становятся не столь критичными, что значительно облегчает выбор при покупке.
Технология LCD TFT матриц предусматривает использование в производстве жидкокристаллических дисплеев специальных тонкопленочных транзисторов. Само название TFT – это сокращение от Thin-film transistor, что в переводе и означает – тонкопленочный транзистор. Такой вид матриц применяет в самых разнообразных устройствах, от калькуляторов, до дисплеев смартфонов.
Наверное, каждый слышал понятия TFT и LCD, но мало кто задумывался, что это такое, из-за чего у непросвещенных людей возникает вопрос, чем отличается TFT от LCD? Ответ на этот вопрос заключается в том, что это две разные вещи, которые не стоит сравнивать. Чтобы понять, в чем разница между этими технологиями, стоит разобрать, что такое LCD, и что такое TFT.
LCD – это технология изготовления экранов телевизоров, мониторов и других устройств, основанная на использовании специальных молекул, которые называются – жидкие кристаллы. Эти молекулы имеют уникальные свойства, они постоянно находятся в жидком состоянии и способны менять свое положение при воздействии на них электромагнитного поля. Кроме этого, эти молекулы имеют оптические свойства, схожие со свойствами кристаллов, из-за чего эти молекулы и получили свое название.
В свою очередь экраны LCD могут иметь разные типы матриц, которые в зависимости от технологии изготовления имеют различные свойства и показатели.
Как уже говорилось, TFT – это технология изготовления LCD дисплеев, которая подразумевает использование тонкопленочных транзисторов. Таким образом, можно сказать, что TFT – это подвид LCD мониторов. Стоит отметить, что все современные LCD телевизоры, мониторы и экраны телефонов относятся к виду TFT. Поэтому вопрос, что лучше TFT или LCD не совсем правильный. Ведь отличие FTF от LCD заключается в том, что LCD – это технология изготовления жидкокристаллических экранов, а TFT – это подвид ЖК дисплеев, к которому относятся все типы активных матриц.
Среди пользователей TFT матрицы имеют название – активные. Такие матрицы обладают существенно более высоким быстродействием, в отличие от пассивных ЖК-матриц. Помимо этого, тип экрана LCD TFT отличается повышенным уровнем четкости, контрастности изображения и большими углами обзоров. Еще один важный момент заключается в том, что мерцание в активных матрицах отсутствует, что означает, что за такими мониторами приятнее работать, глаза при этом меньше устают.
Каждый пиксель матрицы TFT оснащен тремя отдельными управляющими транзисторами, благодаря чему достигается значительно более высокая частота обновления экрана, в сравнении с пассивными матрицами. Таким образом, в состав каждого пикселя входит три цветные ячейки, которые управляются соответствующим транзистором. Например, если разрешение экрана составляет 1920х1080 пикселей, то количество транзисторов в таком мониторе будет равно 5760х3240. Применение такого количества транзисторов стало возможным благодаря сверхтонкой и прозрачной структуре – 0,1- 0,01 микрон.
На сегодняшний день, благодаря целому ряду преимуществ, TFT дисплеи используются в самых разнообразных устройствах.
Все известные ЖК телевизоры, которые имеются на российском рынке, оснащены TFT дисплеями. Они могут различаться своими параметрами в зависимости от используемой матрицы.
На данный момент наиболее распространенными матрицами TFT дисплеев являются:
Каждый из представленных видов матриц обладает своими преимуществами и недостатками.
TN – это самый распространенный тип экрана LCD TFT. Такую популярность данный тип матрицы получил благодаря уникальным особенностям. При своей низкой стоимости, они имеют достаточно высокие показатели, причем в некоторых моментах, такие экраны TN даже имеют преимущества перед другими типами матриц.
Главная особенность – это быстрый отклик. Это параметр, который обозначает время, за которое пиксель способен отреагировать на изменение электрического поля. То есть, время, которое необходимо для полного изменение цвета (от белого к черному). Это очень важный показатель для любого телевизора и монитора, в особенности для любителей игр и фильмов, насыщенных всевозможными спецэффектами.
Недостатком данной технологии является ограниченные углы обзоров. Однако современные технологии позволили исправить этот недостаток. Сейчас матрицы TN+Film имеют большие углы обзоров, благодаря чему такие экраны способны конкурировать с новыми IPS матрицами.
Данный вид матриц имеет наибольшие перспективы. Особенность данной технологии состоит в том, что такие матрицы имеют самые большие углы обзоров, а также наиболее естественную и насыщенную цветопередачу. Однако недостатком этой технологии до сегодняшнего дня был длительный отклик. Но благодаря современным технологиям этот параметр удалось сократить до приемлемых показаний. Более того, нынешние мониторы c IPS матрицами имеют время отклика 5 мс, что не уступает даже TN+Film матрицам.
По мнению большинства изготовителей мониторов и телевизоров, будущее лежит именно за IPS матрицами, благодаря чему они постепенно вытесняют TN+Film.
Кроме этого, производители мобильных телефонов, смартфонов, планшетных ПК и ноутбуков все чаще выбирают TFT LCD модули с матрицами IPS, обращая внимание на отличную цветопередачу, хорошие углы обзора, а также экономичное потребление энергии, что крайне важно для мобильных устройств.
Данный тип матриц – это некий компромисс между TN и IPS матрицами. Ее особенность заключается в том, что в спокойном состоянии молекулы жидких кристаллов располагаются перпендикулярно плоскости экрана. Благодаря этому производители смогли достичь максимально глубокого и чистого черного цвета. Кроме этого данная технология позволяет достичь больших углов обзора, в сравнении с TN матрицами. Достигается это с помощью специальных выступов на обкладках. Эти выступы определяют направление молекул жидких кристаллов. При этом стоит отметить, что такие матрицы имеют меньшее время отклика, нежели IPS-дисплеи, и большее, в сравнении с TN матрицами.
Как ни странно, но данная технология не нашла широкого применения в массовом производстве мониторов и телевизоров.
Для начала стоит разобрать, что такое Super LCD.
Super LCD – это технология производства экранов, которая широко распространена среди производителей современных смартфонов и планшетных ПК. По сути, Super LCD – это те же IPS матрицы, которые получили новое маркетинговое название и некоторые улучшения.
Главное отличие таких матриц заключается в том, что они не имеют воздушного зазора между наружным стеклом и картинкой (изображением). Благодаря этому удалось достичь уменьшения бликов. Кроме этого визуально изображение на таких дисплеях кажется ближе к зрителю. Если говорить о сенсорных дисплеях на смартфонах и планшетных ПК, то экраны Super LCD более чувствительны к прикосновениям и быстрее реагируют на движения.
Еще одно преимущество данного типа матриц заключается в пониженном потреблении энергии, что опять же крайне важно в случае автономного устройства, такого как ноутбук, смартфон и планшет. Такая экономичность достигается благодаря тому, что в спокойном состоянии жидкие кристаллы расположены так, чтобы пропускать свет, что снижает потребление энергии при отображении светлых картинок. При этом стоит отметить, что подавляющее большинство фоновых картинок на всех интернет сайтах, заставках в приложениях и так далее, являются как раз таки светлыми.
Главной областью применения SL CD дисплеев является именно мобильная техника, благодаря низкому потреблению энергии, высокому качеству изображения, даже при прямых солнечных лучах, а также более низкой стоимости, в отличии, к примеру, от AMOLED экранов.
В свою очередь LCD TFT дисплеи включают в себя тип матрицы SLCD. Таким образом, Super LCD – это тип активной матрицы TFT дисплея. В самом начале данной публикации мы уже говорили о том, что TFT и LCD разницы не имеют, это в принципе одно и то же.
Как уже говорилось выше, каждый из типов матриц обладает своими преимуществами и недостатками. Все они также уже оговаривались. В первую очередь при выборе дисплея, стоит учитывать ваши требования. Стоит задать себе вопрос, - Что именно нужно от дисплея, как он будет использоваться и в каких условиях?
Отталкиваясь от требований, и стоит выбирать дисплей. К сожалению, на данный момент не существует универсального экрана, на который можно было бы сказать, что он действительно лучше всех остальных. Из-за этого, если вам важна цветопередача, и вы собираетесь работать с фотографиями, то однозначно ваш выбор – это IPS матрицы. Но если вы заядлый любитель остросюжетных и ярких игр, то предпочтение все же лучше отдать TN+Film.
Все современные матрицы имеют достаточно высокие показатели, поэтому простые пользователи разницу могут даже не заметить, ведь IPS матрицы практически не уступают TN по времени отклика, а TN в свою очередь имеют довольно большие углы обзора. К тому же, как правило, пользователь располагается напротив экрана, а не сбоку или сверху, из-за чего большие углы в принципе не требуются. Но выбор все же за вами.
Качество монитора (экрана) очень важно для сохранения зрения пользователей персональных компьютеров. Интенсивная работав в течении многих часов за монитором является очень сильной нагрузкой для зрения. Четкость изображения в большой степени зависит от размера точек люминофора экрана. Среднее расстояние между точками называется зерном. У различных мониторов этот параметр имеет значение от 0,21 до 0,31. Важными параметрами являются частота кадровой (вертикальной) развертки и строчной (горизонтальной) развертки и полоса пропускания видеосигнала. Чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение и меньше утомление зрения (у качественных мониторов частота кадров 70-80 Гц). Частота строк в килогерцах определяется путем умножения количества строк, выводимых в одном кадре, на частоту кадровой развертки. Полоса частот пропускания видеосигнала (измеряемая в Мгц) определяется как произведение количества точек в строке и частоты строчной развертки. Ниже рассмотрены основные характеристики TFT LCD дисплеев:
1. Относительное отверстие.
Апертурное отношение (относительное отверстие) представляет собой отношение площади изображения , или эффективной площади апертуры, к общей площади матрицы ЖК дисплея. Чем это отношение больше, тем ярче дисплей , так как увеличивается площадь, занятая цветовыми элементами. Увеличивается также и контрастность . Относительное отверстие является важным показателем ЖК дисплея, используемым для оценки его качества.
2. Угол обзора.
Контрастность изображения ЖК монитора изменяется в зависимости от угла, под которым ведется его наблюдение. Угол зрения характеризует это изменение. Он может быть выражен через изменение контраста при смещении вверх/вниз и вправо/влево. Пропускная способность жидкого кристалла в большой степени зависит от угла наклона падающего света . Таким образом, изменения контраста определяются коэффициентом передачи на входе и выходе.
Обычно указываются значения углов обзора, например, 170°/170°. Требованием при определении углов обзора является сохранение контрастности не ниже 10:1 . При этом абсолютно безразлична цветопередача в таком положении, даже если цвета будут инвертированы (углы определяются в центре матрицы, а на углы мы, естественно, смотрим под углом).
3. Интерференция.
Интерференция выражается в отрицательном
взаимовлиянии пикселей
, когда активизированный
напряжением пиксель
влияет на соседний пассивный
. Это явление характерно в основном для простых панелей типа STN
, однако и в панелях с активными матрицами заметно незначительное влияние интерференции.
4.
Яркость.
Для измерения яркости ЖК дисплеев используются такие величины, как NIT , Foot Lambert и кандела на квадратный метр - кд/м (cd/m).
Яркость дисплея определяется яркостью заднего освещения и пропускной способностью панели .
Пропускная способность жидкого кристалла низка , поэтому для усиления яркости изображения используют апертурную решетку с большим относительным отверстием , поляризационные панели и цветовые фильтры с высокой пропускной способностью или призмы.
5. Масштабирование изображения при многорежимной работе.
Для мониторов TFT рекомендуемое разрешение XGA (1024х768) и SXGA (1280х1024), кроме того, эти мониторы обеспечивают поддержку полноэкранных расширенных режимов SVGA и VGA. Однако при разрешении, соответствующем режиму SVGA и меньшем, символы и изображения могут получиться грубыми и нестабильными. Причина в том, что базовое число пикселей для 14" и 15" TFT панелей было выбрано для режима XGA . Поэтому для воспроизведения изображений в режимах SVGA или VGA они должны быть подвергнуты преобразованию.
Решение данной проблемы лежит в сфере конкурентоспособности фирмы в данной рыночной ситуации. Компании предпринимают специальные меры к тому, чтобы обеспечить качественное изображение при многорежимной работе монитора. Разработана и реализована функция усовершенствованного масштабирования изображения (Image Enhancement Function), которая, используя метод нелинейной интерполяции для увеличения картинки, позволяет получить ее качественное воспроизведение при разрешении, отличном от базового.
6. Время отклика .
Этот показатель означает минимальное время, за которое ячейка жидкокристаллической панели изменяет цвет. Используют два способа измерения скорости матрицы: black to black (чёрный-белый-чёрный), и gray to gray (между градациями серого), причем значения этих способов оценки очень сильно различаются. При изменении состояния ячейки между крайними положениями (чёрный-белый) на кристалл подаётся максимальное напряжение, и он поворачивается с максимальной скоростью (эту характеристику и указывают обычно в характеристиках современных мониторов: 8, 6, иногда и 4 мс . При смещении кристаллов между градациями серого на ячейку подаётся значительно меньшее напряжение , так как их нужно точно позиционировать для получения нужного оттенка, а поэтому и времени для этого затрачивается намного больше (от 14 мс – до 28 мс). Совсем недавно смогли найти достаточно приемлемый способ решения этой проблемы. На ячейку подаётся максимальное напряжение (или сбрасывается до нуля), а в нужный момент моментально выводится на нужное для удержания положения кристалла. Но при всех преимуществах этого способа, значительно увеличивается сложность чёткого управления напряжением с частотой, превышающей частоту развёртки . Кроме того, управляющий импульс нужно высчитывать с учётом начального положения кристаллов (Samsung уже представила модели с технологией Digital Capacitance Compensation , которая реально обеспечивает показатели в 8-6 мс для матриц PVA).
7. Контрастность изображения.
Значение контрастности определяется по соотношению яркости матрицы в состоянии «чёрный» и «белый» (меньше засвечен чёрный цвет и чем выше яркость белого, тем выше контрастность). Этот показатель важен для качественного просмотра видео изображений и, для хорошего отображения любого изображения (например, для S-IPS среднее значение – 400:1 , а для PVA – до 1000:1). Но заявленные в характеристиках монитора значения замерялись для матрицы , а не для монитора , причем на специальном стенде, когда на матрицу подаётся строго стандартное напряжение, подсветка питается строго стандартным током и т.д.).
8. Цветопередача.
Этот показатель не всегда корректен. Большинство матриц, произведённых по современным технологиям, поддерживают 24-битную цветопередачу (исключением являются некоторые мониторы PVA от Samsung - никакой системы в установке 18- или 24-битных PVA компанией Samsung не прослеживается).
