Какво е IPS. IPS матрица: какво е това - подробно ръководство

Освен това всички дисплеи на лаптопи използват матрици с 18-битов цвят (6 бита за всеки RGB канал), 24-битовият се емулира чрез трептене с дитъринг.

Първоначално малки LCD дисплеи (с кратък експлоатационен живот) намериха приложение в ръчни часовници, калкулатори, индикатори и др.

Големите екрани станаха широко използвани с разпространението на лаптопи и преносими компютри, които са все по-търсени.

Спецификации

Най-важните характеристики на LCD дисплеите:

Матричен тип - технологията, по която е изработен LCD дисплея.
Матричен клас - съгласно ISO 13406-2 се разделят на четири класа.
Разделителна способност - хоризонтални и вертикални размери, изразени в пиксели. За разлика от CRT мониторите, LCD дисплеите имат една фиксирана резолюция, останалите се постигат чрез интерполация. (CRT мониторите също имат фиксиран брой пиксели, които също се състоят от червени, зелени и сини точки. Въпреки това, поради естеството на технологията, интерполацията не е необходима при показване на нестандартни разделителни способности.)
Размерът на точката (размер на пиксела) е разстоянието между центровете на съседни пиксели. Пряко свързано с физическата разделителна способност.
Съотношение на екрана (пропорционален формат) - съотношение ширина към височина (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16: 9 и т.н.)
Привидният диагонал е размерът на самия панел, измерен диагонално. Площта на дисплеите също зависи от формата: монитор с формат 4:3 има по-голяма площ от монитор с формат 16:9 със същия диагонал.
Контрастът е съотношението на яркостта на най-светлите и най-тъмните точки при дадена яркост на подсветката. Някои монитори използват адаптивно ниво на подсветка, използвайки допълнителни лампи; стойността на контраста, дадена за тях (така наречената динамична), не се отнася за статично изображение.
Яркостта е количеството светлина, излъчвано от дисплея, обикновено измерено в кандели на квадратен метър.
Времето за реакция е минималното време, необходимо на един пиксел да промени своята яркост. Съставен от две количества:
- Време за буфериране ( входно забавяне). Високата стойност пречи на динамичните игри; обикновено се мълчи; измерено чрез сравнение с кинескоп при високоскоростна фотография. Сега (2011) в рамките на 20-50 ms; в някои ранни модели достигаше 200 ms.
- Времето за превключване е това, което е посочено в спецификациите на монитора. Високата стойност влошава качеството на видеото; методите за измерване са двусмислени. Сега в почти всички монитори посоченото време за превключване е 2-6 ms.
Ъгъл на видимост - ъгълът, при който падането на контраста достига дадена стойност, се изчислява по различен начин за различните видове матрици и от различните производители и често не може да се сравнява. Някои производители посочват в тях. в параметрите на техните монитори, ъгли на видимост като: CR 5:1 - 176/176°, CR 10:1 - 170/160°. Съкращението CR (съотношение на контраст) обозначава нивото на контраст при определени ъгли на видимост спрямо перпендикуляра на екрана. При ъгли на видимост 170°/160° контрастът в центъра на екрана се намалява до стойност не по-ниска от 10:1, при ъгли на видимост 176°/176° - до не по-ниска от 5:1.

устройство

Субпиксел на цветен LCD дисплей

Структурно дисплеят се състои от LCD матрица (стъклена плоча, между чиито слоеве са разположени течни кристали), източници на светлина за осветяване, контактен сноп и рамка (кутия), често пластмасова, с метална рамка на твърдост.

Всеки пиксел на LCD матрица се състои от слой от молекули между два прозрачни електрода и два поляризационни филтъра, равнините на поляризация на които (обикновено) са перпендикулярни. Ако нямаше течни кристали, тогава светлината, предавана от първия филтър, щеше да бъде почти напълно блокирана от втория филтър.

Повърхността на електродите в контакт с течните кристали е специално обработена, за да ориентира първоначално молекулите в една посока. В TN матрица тези посоки са взаимно перпендикулярни, така че молекулите, при липса на напрежение, се подреждат в спирална структура. Тази структура пречупва светлината по такъв начин, че равнината на нейната поляризация се върти преди втория филтър и светлината преминава през него без загуба. Освен поглъщането на половината от неполяризираната светлина от първия филтър, клетката може да се счита за прозрачна.

Ако към електродите се приложи напрежение, тогава молекулите се стремят да се подредят в посока на електрическото поле, което изкривява винтовата структура. В този случай еластичните сили противодействат на това и когато напрежението се изключи, молекулите се връщат в първоначалното си положение. При достатъчна напрегнатост на полето почти всички молекули стават успоредни, което води до непрозрачна структура. Чрез промяна на напрежението можете да контролирате степента на прозрачност.

Ако се прилага постоянно напрежение за дълго време, течнокристалната структура може да се влоши поради йонна миграция. За да се реши този проблем, се използва променлив ток или промяна на полярността на полето всеки път, когато се адресира клетката (тъй като промяната в прозрачността настъпва, когато токът е включен, независимо от неговата полярност).

В цялата матрица е възможно да се контролира всяка от клетките поотделно, но с увеличаването на броя им това става трудно постижимо, тъй като броят на необходимите електроди се увеличава. Следователно адресирането на редове и колони се използва почти навсякъде.

Светлината, преминаваща през клетките, може да бъде естествена – отразена от подложката (при LCD дисплеи без подсветка). Но той се използва по-често; освен че е независим от външно осветление, той също стабилизира свойствата на полученото изображение.

От друга страна, LCD мониторите имат и някои недостатъци, които често са фундаментално трудни за отстраняване, например:

OLED дисплеите (матрица с органичен светоизлъчващ диод) често се смятат за обещаваща технология, която може да замени LCD мониторите, но среща трудности при масовото производство, особено при матрици с голям диагонал.

Технологии

Основните технологии в производството на LCD дисплеи: TN+film, IPS (SFT, PLS) и MVA. Тези технологии се различават по геометрията на повърхностите, полимера, контролната плоча и предния електрод. Чистотата и видът на полимера със свойства на течни кристали, използвани в конкретни дизайни, са от голямо значение.

Време за реакция на LCD монитори, проектирани с помощта на SXRD технология. Силиконов X-tal отразяващ дисплей - силиконова отразяваща течнокристална матрица), намалена до 5 ms.

TN+филм

TN + филм (Twisted Nematic + film) е най-простата технология. Слово филмв името на технологията означава допълнителен слой, използван за увеличаване на зрителния ъгъл (приблизително от 90 до 150°). Понастоящем префиксът филм често се пропуска, наричайки такива матрици просто TN. Все още не е намерен начин за подобряване на контраста и ъглите на видимост за TN панелите и времето за реакция на този тип матрица в момента е едно от най-добрите, но нивото на контраст не е.

Филмовата матрица TN+ работи по следния начин: когато към субпикселите не се прилага напрежение, течните кристали (и поляризираната светлина, която предават) се завъртат на 90° един спрямо друг в хоризонталната равнина в пространството между двете плочи. И тъй като посоката на поляризация на филтъра на втората плоча е точно 90° с посоката на поляризация на филтъра на първата плоча, светлината преминава през него. Ако червеният, зеленият и синият подпиксел са напълно осветени, на екрана ще се появи бяла точка.

Предимствата на технологията включват най-краткото време за реакция сред съвременните матрици, както и ниската цена. Недостатъци: по-лошо предаване на цветовете, най-малки ъгли на видимост.

IPS (SFT)

AS-IPS (Усъвършенстван Super IPS- разширен супер-IPS) - също е разработен от Hitachi Corporation през 2002 г. Подобренията засягаха основно нивото на контраста на конвенционалните S-IPS панели, доближавайки го до контраста на S-PVA панелите. AS-IPS се използва и като име за монитори на NEC (напр. NEC LCD20WGX2), базирани на S-IPS технология, разработена от консорциума LG.Philips.

H-IPS A-TW (Хоризонтален IPS с усъвършенстван истински широк поляризатор ) - разработено от LG.Philips за NEC Corporation. Това е H-IPS панел с цветен филтър TW (True White), за да направи белия цвят по-реалистичен и да увеличи ъглите на видимост, без да изкривява изображението (елиминира се ефектът от светещите LCD панели под ъгъл - т.нар. „блясък“ ефект”). Този тип панел се използва за създаване на висококачествени професионални монитори.

AFFS (Усъвършенствано превключване на периферно поле , неофициално име - S-IPS Pro) е по-нататъшно подобрение на IPS, разработено от BOE Hydis през 2003 г. Увеличената мощност на електрическото поле направи възможно постигането на още по-големи ъгли на видимост и яркост, както и намаляване на междупикселното разстояние. Дисплеите, базирани на AFFS, се използват главно в таблетни компютри, на матрици, произведени от Hitachi Displays.

Разработка на Super Fine TFT технология от NEC

Име	Кратко обозначение	година	Предимство	Бележки
Супер фин TFT	S.F.T.	1996	Широки ъгли на видимост, дълбоко черно	. С подобрено цветопредаване, яркостта стана малко по-ниска.
Разширено SFT	A-SFT	1998	Най-добро време за реакция	Технологията еволюира до A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. през 1998 г.), значително намалявайки времето за реакция.
Супер усъвършенстван SFT	SA-SFT	2002	Висока прозрачност	SA-SFT, разработен от Nec Technologies Ltd. през 2002 г. подобри прозрачността с 1,4 пъти в сравнение с A-SFT.
Ултра-усъвършенстван SFT	UA-SFT	2004	Висока прозрачност Цветопредаване Висок контраст	Позволява да се постигне 1,2 пъти по-голяма прозрачност в сравнение със SA-SFT, 70% покритие на цветовата гама NTSC и увеличен контраст.

Разработка на IPS технология от Hitachi

Име	Кратко обозначение	година	Предимство	Прозрачност/ Контраст	Бележки
Супер TFT	IPS	1996	Широки ъгли на видимост	100/100 Базово ниво на	Повечето панели поддържат и реалистично цветопредаване (8 бита на канал). Тези подобрения дойдоха с цената на по-бавно време за реакция, първоначално около 50 ms. IPS панелите също бяха много скъпи.
Супер-IPS	S-IPS	1998	Без промяна на цвета	100/137	IPS беше заменен от S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. през 1998 г.), който наследява всички предимства на IPS технологията, като същевременно намалява времето за реакция
Усъвършенстван Super-IPS	AS-IPS	2002	Висока прозрачност	130/250	AS-IPS, също разработен от Hitachi Ltd. през 2002 г., подобрявайки основно контраста на традиционните S-IPS панели до ниво, при което те станаха втори след някои S-PVA.
IPS-Provectus	IPS-Pro	2004	Висок контраст	137/313	IPS Alpha панелна технология с по-широка цветова гама и контраст, сравними с PVA и ASV дисплеи без ъглова светлина.
IPS алфа	IPS-Pro	2008	Висок контраст		Следващо поколение IPS-Pro
IPS алфа следващо поколение	IPS-Pro	2010	Висок контраст		Hitachi прехвърля технология на Panasonic

Разработка на IPS технология от LG

Име	Кратко обозначение	година	Бележки
Супер-IPS	S-IPS	2001	LG Display остава един от основните производители на панели, базирани на технологията Hitachi Super-IPS.
Усъвършенстван Super-IPS	AS-IPS	2005	Подобрен контраст с разширена цветова гама.
Хоризонтален IPS	H-IPS	2007	Постигнат е още по-голям контраст и визуално по-равномерна повърхност на екрана. Освен това технологията Advanced True Wide Polarizer, базирана на поляризиращ филм на NEC, се появи допълнително за постигане на по-широки зрителни ъгли и премахване на отблясъците при гледане под ъгъл. Използва се в професионални графични работи.
Подобрен IPS	e-IPS	2009	Той има по-широка бленда за увеличаване на пропускането на светлина, когато пикселите са напълно отворени, което позволява използването на фоново осветление, което е по-евтино за производство и има по-ниска консумация на енергия. Ъгълът на видимост по диагонал е подобрен, времето за реакция е намалено до 5 ms.
Професионален IPS	P-IPS	2010	Осигурява 1,07 милиарда цвята (30-битова дълбочина на цвета). Повече възможни субпикселни ориентации (1024 срещу 256) и по-добра истинска дълбочина на цвета.
Усъвършенстван IPS с висока производителност	AH-IPS	2011	Подобрено цветопредаване, повишена разделителна способност и PPI, увеличена яркост и намалена консумация на енергия.

MVA/PVA

MVA/PVA матрици (VA е съкращение от вертикално подравняване- вертикално подравняване) се считат за компромис между TN и IPS, както по отношение на разходите, така и по отношение на потребителските свойства.

MVA технология ( Многодомейн вертикално подравняване ) е разработен от Fujitsu като компромис между TN и IPS технологиите. Хоризонталните и вертикалните ъгли на видимост за MVA матриците са 160° (при съвременните модели монитори до 176-178°), а благодарение на използването на технологии за ускорение (RTC), тези матрици не изостават много от TN+Film по време на реакция. Те значително превъзхождат характеристиките на последните по дълбочина на цвета и точност на възпроизвеждането им.

MVA е наследник на VA технологията, въведена през 1996 г. от Fujitsu. Когато напрежението е изключено, течните кристали на VA матрицата са подравнени перпендикулярно на втория филтър, тоест не пропускат светлина. При подаване на напрежение кристалите се завъртат на 90° и на екрана се появява светла точка. Както при IPS матриците, пикселите не пропускат светлина, когато няма напрежение, така че при повреда се виждат като черни точки.

Предимствата на MVA технологията са дълбокият черен цвят (когато се гледа перпендикулярно) и липсата както на спирална кристална структура, така и на двойно магнитно поле. Недостатъци на MVA в сравнение с S-IPS: загуба на детайли в сенките при перпендикулярно гледане, зависимост на цветовия баланс на изображението от ъгъла на гледане.

Аналози на MVA са технологиите:

PVA ( Моделирано вертикално подравняване) от Samsung.
Супер PVA от Sony-Samsung (S-LCD).
Super MVA от CMO.

МОЛЯ

PLS матрица ( Превключване от равнина към линия) е разработен от Samsung като алтернатива на IPS и е демонстриран за първи път през декември 2010 г. Очаква се тази матрица да бъде с 15% по-евтина от IPS.

Предимства:

плътността на пикселите е по-висока в сравнение с IPS (и подобна на *VA/TN);
висока яркост и добро предаване на цветовете;
големи ъгли на видимост;
пълно sRGB покритие;
ниска консумация на енергия, сравнима с TN.

недостатъци:

време за реакция (5-10 ms), сравнимо с S-IPS, по-добро от *VA, но по-лошо от TN;
по-нисък контраст (600:1) от всички останали видове матрици;
неравномерно осветяване.

Подсветка

Самите течни кристали не светят. За да се вижда изображението на течнокристалния дисплей, трябва. Източникът може да бъде външен (например Слънце) или вграден (подсветка). Обикновено вградените лампи за подсветка се намират зад слоя от течни кристали и светят през него (въпреки че страничното осветление също се среща, например в часовниците).

Външно осветление

Монохромните дисплеи на ръчните часовници и мобилните телефони използват външно осветление през повечето време (от слънцето, стайно осветление и т.н.). Обикновено зад течнокристалния пикселен слой има огледален или матов отразяващ слой. За използване на тъмно такива дисплеи са оборудвани със странично осветление. Има и трансфлективни дисплеи, при които отразяващият (огледалният) слой е полупрозрачен, а лампите за подсветка са разположени зад него.

Осветление с нажежаема жичка

В миналото някои монохромни LCD часовници използваха субминиатюрна лампа с нажежаема жичка. Но поради високата консумация на енергия лампите с нажежаема жичка са нерентабилни. Освен това те не са подходящи за използване, например в телевизори, тъй като генерират много топлина (прегряването е вредно за течните кристали) и често изгарят.

Електролуминисцентен панел

Монохромните LCD дисплеи на някои часовници и дисплеи на инструменти използват електролуминисцентен панел за задно осветяване. Този панел е тънък слой от кристален фосфор (например цинков сулфид), в който възниква електролуминесценция - светене под въздействието на ток. Обикновено свети зеленикаво-синьо или жълто-оранжево.

Осветление с газоразрядни (“плазмени”) лампи

През първото десетилетие на 21-ви век по-голямата част от LCD дисплеите бяха осветени от една или повече газоразрядни лампи (най-често лампи със студен катод - CCFL, въпреки че наскоро се използват EEFL). В тези лампи източникът на светлина е плазма, произведена от електрически разряд през газ. Такива дисплеи не трябва да се бъркат с плазмени дисплеи, в които всеки пиксел сам свети и представлява миниатюрна газоразрядна лампа.

Светодиодна (LED) подсветка

В началото на 2010-те LCD дисплеите, осветени от един или малък брой светодиоди (LED), станаха широко разпространени. Такива LCD дисплеи (често наричани LED телевизори или LED дисплеи в търговията) не трябва да се бъркат с истинските LED дисплеи, при които всеки пиксел сам свети и представлява миниатюрен светодиод.

Производители

Chi Mei Innolux Corporation (Chimei Innolux)
Кинескопи Chunghwa (CPT)

Envision
HyDis

Toshiba Matsushita Display Technology (TMD)

Вижте също

Индустриален LCD дисплей

Бележки

Литература

С. П. Мирошниченко, П. В. Серба. LCD устройство. Лекция 1
Мухин И. А.Как да изберем LCD монитор? Компютърен бизнес пазар № 4(292), януари 2005 г. стр. 284-291.
Мухин И. А.Разработка на течнокристални монитори ИЗЛЪЧВАНЕ Телевизионно и радиоразпръскване: част 1 - № 2(46) март 2005 г. С. 55-56; Част 2 - № 4(48) юни-юли 2005. стр. 71-73.
Мухин И. А.

В момента за производството на потребителски монитори се използват двете най-основни, така да се каже, коренни, матрични производствени технологии - LCD и LED.

LCD е съкращение от фразата "Liquid Crystal Display", което преведено на разбираем руски означава течнокристален дисплей или LCD.
LED е съкращение от “Light Emitting Diode”, което на наш език се чете като светоизлъчващ диод или просто светодиод.

Всички останали типове произлизат от тези два стълба на конструкцията на дисплея и са модифицирани, модернизирани и подобрени версии на своите предшественици.

Е, нека сега разгледаме еволюционния процес, през който са преминали дисплеите, когато са дошли да служат на човечеството.

Видове мониторни матрици, техните характеристики, прилики и разлики

Да започнем с LCD екрана, който ни е най-познат. Включва:

Матрицата, която първоначално беше сандвич от стъклени плочи, осеяни с филм от течни кристали. По-късно, с развитието на технологиите, вместо стъкло започват да се използват тънки листове пластмаса.
Източник на светлина.
Свързващи проводници.
Кутия с метална рамка, която придава твърдост на продукта

Точката на екрана, отговорна за формирането на изображението, се нарича пиксел, и се състои от:

Прозрачни електроди в количество от два броя.
Слоеве от молекули на активното вещество между електродите (това е LC).
Поляризатори, чиито оптични оси са перпендикулярни една на друга (в зависимост от конструкцията).

Ако нямаше LC между филтрите, тогава светлината от източника, преминаваща през първия филтър и поляризирана в една посока, би била напълно забавена от втория, поради факта, че оптичната му ос е перпендикулярна на оста на първия филтър. Затова, колкото и да светим от едната страна на матрицата, от другата тя си остава черна.

Повърхността на електродите, докосващи LC, се обработва по такъв начин, че да създаде определен ред от молекули в пространството. С други думи, тяхната ориентация, която има тенденция да се променя в зависимост от големината на напрежението на електрическия ток, приложен към електродите. След това започват технологичните разлики в зависимост от вида на матрицата.

Tn матрицата означава „Twisted Nematic“, което означава „Twisted Nematic“. Първоначалното разположение на молекулата е под формата на четвърт обратна спирала. Тоест светлината от първия филтър се пречупва така, че преминавайки през кристала, попада във втория филтър в съответствие с неговата оптична ос. Следователно в тихо състояние такава клетка винаги е прозрачна.

Чрез прилагане на напрежение към електродите можете да промените ъгъла на въртене на кристала до пълното му изправяне, при което светлината преминава през кристала без пречупване. И тъй като вече е поляризиран от първия филтър, вторият ще го забави напълно и клетката ще бъде черна. Промяната на напрежението променя ъгъла на въртене и съответно степента на прозрачност.

Предимства

недостатъци– малки ъгли на видимост, нисък контраст, лошо цветопредаване, инерция, консумация на енергия

TN+Film матрица

Той се различава от обикновения TN с наличието на специален слой, предназначен да увеличи ъгъла на гледане в градуси. На практика при най-добрите модели се постига стойност от 150 градуса хоризонтално. Използва се в по-голямата част от бюджетните телевизори и монитори.

Предимства– малко време за реакция, ниска цена.

недостатъци– ъглите на видимост са много малки, нисък контраст, лошо цветопредаване, инерция.

TFT матрица

Съкращение за „Think Film Transistor“ и се превежда като „тънкослоен транзистор“. Името TN-TFT би било по-правилно, тъй като това не е вид матрица, а технология на производство и разликата от чистия TN е само в метода на управление на пикселите. Тук той се реализира с помощта на микроскопични транзистори с полеви ефекти и следователно такива екрани принадлежат към класа на активните LCD дисплеи. Тоест това не е вид матрица, а начин на нейното управление.

IPS или SFT матрица

Да, и това също е потомък на онази много древна LCD плоча. По същество това е по-разработен и модернизиран TFT, тъй като се нарича Super Fine TFT (много добър TFT). Ъгълът на видимост е увеличен за най-добрите продукти, достигайки 178 градуса, а цветовата гама е почти идентична с естествената

Предимства– ъгли на видимост, цветопредаване.

недостатъци– цената е твърде висока в сравнение с TN, времето за реакция рядко е под 16 ms.

Видове IPS матрици:

H-IPS – увеличава контраста на изображението и намалява времето за реакция.
AS-IPS - основното качество е да се увеличи контраста.
H-IPS A-TW - H-IPS с технология “True White”, която подобрява белия цвят и неговите нюанси.
AFFS - увеличаване на силата на електрическото поле за големи ъгли на видимост и яркост.

PLS матрица

Модифицирана, с цел намаляване на разходите и оптимизиране на времето за реакция (до 5 милисекунди), IPS версията. Разработено от концерна Samsung и е аналог на H-IPS, AN-IPS, които са патентовани от други разработчици на електроника.

Можете да научите повече за PLS матрицата в нашата статия:

VA, MVA и PVA матрици

Това също е технология на производство, а не отделен тип екран.

– съкращение от “Vertical Alignment”, преведено като вертикално подравняване. За разлика от TN матриците, VA не пропуска светлина, когато е изключен.
MVA матрица. Модифициран VA. Целта на оптимизацията беше да се увеличат ъглите на видимост. Времето за реакция беше намалено благодарение на използването на технологията OverDrive.
PVA матрица. Не е отделен вид. Това е MVA, патентовано от Samsung под нейно собствено име.

Има и още по-голям брой различни подобрения и подобрения, които средният потребител едва ли ще срещне на практика - максимумът, който производителят ще посочи на кутията, е основният тип екран и това е всичко.

Паралелно с LCD се развива LED технологията. Пълноценните, чисти LED екрани се изработват от дискретни светодиоди по матричен или клъстерен начин и не се намират в магазините за домакински уреди.

Причината за липсата на пълноценни светодиоди в продажба се крие в техните големи размери, ниска разделителна способност и едро зърно. Обхватът на такива устройства включва банери, улична телевизия, медийни фасади и устройства за тикери.

внимание! Не бъркайте маркетингово наименование като „LED монитор“ с истински LED дисплей. Най-често това име ще скрие обикновен LCD от типа TN+Film, но подсветката ще бъде направена с помощта на LED лампа, а не флуоресцентна. Това е всичко, което такъв монитор ще има от LED технологията - само подсветката.

OLED дисплеи

OLED дисплеите са отделен сегмент, представляващ една от най-обещаващите области:

Предимства

ниско тегло и габаритни размери;
нисък апетит за електричество;
неограничени геометрични форми;
няма нужда от осветление със специална лампа;
ъгли на видимост до 180 градуса;
моментална реакция на матрицата;
контраст надхвърля всички известни алтернативни технологии;
възможност за създаване на гъвкави екрани;
температурният диапазон е по-широк от други екрани.

недостатъци

кратък експлоатационен живот на диоди с определен цвят;
невъзможността за създаване на трайни пълноцветни дисплеи;
много висока цена, дори в сравнение с IPS.

За справка. Може би ни четат и любителите на мобилни устройства, така че ще засегнем и сектора на преносимите технологии:
AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) – комбинация от LED и TFT
Super AMOLED – Е, тук, смятаме, че всичко е ясно!

Въз основа на предоставените данни следва, че има два вида матрици за монитори - течнокристални и LED. Възможни са и техни комбинации и вариации.

Трябва да знаете, че матриците са разделени от ISO 13406-2 и GOST R 52324-2005 на четири класа, за които ще кажем само, че първият клас осигурява пълна липса на мъртви пиксели, а четвъртият клас позволява до 262 дефекти на милион пиксела.

Как да разберете каква матрица има в монитора?

Има 3 начина да проверите вида на матрицата на вашия екран:

а) Ако опаковъчната кутия и техническата документация са запазени, вероятно можете да видите там таблица с характеристиките на устройството, сред които ще бъде посочена интересуващата ви информация.

б) Познавайки модела и името, можете да използвате услугите на онлайн ресурса на производителя.

Ако погледнете цветната картина на TN монитор от различни ъгли отстрани, отгоре, отдолу, ще видите цветови изкривявания (до инверсия), избледняване и пожълтяване на белия фон. Невъзможно е да се постигне напълно черен цвят - ще бъде наситено сиво, но не и черно.
IPS може лесно да се разпознае по черна картина, която придобива лилав оттенък, когато погледът се отклони от перпендикулярната ос.
Ако изброените прояви отсъстват, тогава това е или по-модерна версия на IPS или OLED.
OLED се отличава от всички останали с липсата на подсветка, така че черният цвят на такава матрица представлява напълно обезтощен пиксел. И дори най-добрият IPS черен цвят свети в тъмното благодарение на BackLight.

Нека да разберем какво е това - най-добрата матрица за монитор.

Коя матрица е по-добра, как влияят на зрението?

Така че изборът в магазините е ограничен до три технологии: TN, IPS, OLED.

Той има ниска цена, има приемливо времезакъснение и постоянно подобрява качеството на изображението. Но поради ниското качество на крайното изображение, може да се препоръча само за домашна употреба - понякога за гледане на филм, понякога за игра с играчка и от време на време за работа с текстове. Както си спомняте, времето за реакция на най-добрите модели достига 4 ms. Недостатъци като лош контраст и неестествени цветове причиняват повишена умора на очите.

IPSТова, разбира се, е съвсем друг въпрос! Ярките, богати и естествени цветове на предаваното изображение ще осигурят отличен комфорт при работа. Препоръчва се за печатна работа, дизайнери или тези, които са готови да платят солидна сума за удобство. Е, възпроизвеждането няма да е много удобно поради високия отговор - не всички копия могат да се похвалят дори с 16 ms. Съответно – спокойна, обмислена работа – ДА. Готино е да гледаш филм - ДА! Динамични стрелби - НЕ! Но очите не се уморяват.

OLED. О, мечта! Такъв монитор могат да си позволят както доста богати хора, така и тези, които се грижат за състоянието на зрението си. Ако не беше цената, бихме могли да го препоръчаме на всеки - характеристиките на тези дисплеи имат предимствата на всички останали технологични решения. Според нас тук няма недостатъци, с изключение на цената. Но надежда има - технологиите се усъвършенстват и съответно поевтиняват, така че се очаква естествено намаляване на производствените разходи, което ще ги направи по-достъпни.

заключения

Днес най-добрата матрица за монитор е, разбира се, Ips/Oled, направена на принципа на органичните светодиоди, и те се използват доста активно в областта на преносимата техника - мобилни телефони, таблети и др.

Но ако няма излишни финансови ресурси, тогава трябва да изберете по-прости модели, но непременно с LED лампи за задно осветяване. LED лампата има по-дълъг живот, стабилен светлинен поток, широк диапазон на управление на подсветката и е много икономична от гледна точка на консумация на енергия.

Дълго време компютърните монитори и мобилните телефони бяха оборудвани с TFT дисплей. Изглежда, че възможностите на такава матрица са напълно достатъчни, за да видите висококачествена картина. Но постепенно стана ясно, че има и други технологии, които могат значително да увеличат ъглите на видимост, както и да подобрят предаването на цветовете. Една такава технология е IPS, за която ще стане дума в тази статия.

По едно време изобретяването на IPS дисплеите позволи на създателите на смартфони и таблети да направят голям скок в качеството на показваното изображение. За първи път мобилните устройства се доближиха до плазмените телевизори по този параметър! Сега смартфоните могат да се похвалят с почти максимални ъгли на видимост, а цветопредаването започна да радва окото.

Опции за подреждане на субпиксели

Матрицата, изработена по IPS технология, се състои от тънкослойни транзистори, разположени успоредно един на друг. Или течни кристали, както се наричат много по-често. Друга разлика от TFT дисплея е фактът, че кристалите не се въртят, когато няма напрежение (когато трябва да постигнете черен дисплей). Именно тези две свойства водят до факта, че цветовете почти не се изкривяват, независимо какъв ъгъл на гледане избира зрителят. Също така ясно се забелязва, че IPS екранът произвежда по-наситен черен цвят, особено скъпата му вариация, вградена във водещи смартфони или скъпи телевизори.

Структурата на всеки субпиксел

Недостатъци на IPS матриците

Паралелното подреждане на пикселите също играе отрицателна роля. За съжаление IPS екранът има дълго време за реакция. Ако разработчиците не са използвали скъпи трикове, тогава този параметър ще бъде приблизително 5-8 ms. За TFT матрица този параметър обикновено не надвишава 2-3 ms. Разбира се, в обикновения живот човек едва ли ще забележи такава разлика. Прилично време за реакция се усеща само в някои игри. В този случай говорим за игри за PS4 и Xbox One, на смартфон такива проблеми изобщо не се усещат.

Друг недостатък на технологията е висока консумация на енергия. Каквото и да се каже, смартфоните с IPS дисплеи изтощават батерията доста бързо. Това се дължи на факта, че е много по-трудно да се завърти масив от кристали, разположени успоредно един на друг (това е необходимо за показване на определен цвят) - това изисква повече напрежение. Ето защо телефоните с IPS екран обикновено са оборудвани или с вместителна батерия, или с енергийно ефективен процесор.

Поведение на субпикселите при различни яркости

Но цената определено не може да се посочи като недостатък. Разбира се, TFT матриците все още са по-евтини, поради което все още се вграждат в бутонните мобилни телефони. Но разликата вече не е толкова голяма, така че дори изключително евтините Android смартфони все повече получават IPS дисплей. Но трябва да разберете, че не всички екрани, създадени с помощта на тази технология, са еднакви. Най-евтините все още имат известно изкривяване на цвета, когато се гледат от определени ъгли на гледане. Но дори такива матрици произвеждат много по-качествено изображение от TFT продуктите.

Кой дисплей е по-добър: IPS или AMOLED?

Разбира се, сега възниква сравнение с много по-скъпи екрани, направени с помощта на технологията AMOLED. Такива матрици са създадени на базата на органични светодиоди. Тоест техните пиксели не само са разположени успоредно един на друг, поради което се постигат максимални ъгли на видимост, но и светят сами! В тази връзка дисплеят, базиран на органични светодиоди, осигурява по-дълбоки черни цветове и следователно реалистичността на картината е значително повишена.

И така, AMOLED срещу IPS. Кой печели? Разбира се, по-скъпа матрица. Ненапразно OLED екраните са вградени в най-модерните телевизори. Разликата между двата типа дисплеи се забелязва много лесно, особено при сравнение на матрици, вградени в сравнително евтини смартфони. Все пак не трябва да забравяме, че производството на компактни AMOLED дисплеи в нормални обеми се извършва само от Samsung. Разбира се, южнокорейците продават някои от продуктите си навън, но AMOLED екраните все още са доста редки в други смартфони. В това отношение купувачите не трябва да избират - ако сумата, отделена за закупуване на устройството, не е особено голяма, тогава ще трябва да потърсят устройство с IPS екран.

Обобщаване

IPS технологията няма да бъде забравена още дълго време. Сега екраните, направени с него, имат най-доброто съотношение цена-качество. В никакъв случай не купувайте смартфон, оборудван с TFT дисплей - тази технология вече е остаряла. Е, трябва да мислите за AMOLED екран само ако имате доста голяма безплатна сума.

Тази технология за производство на матрици вече твърдо навлезе в съвременния свят. Тя има достатъчно конкуренти.

Но за да разберете коя технология е по-добра, трябва да разберете какво представляват IPS матриците и защо са по-добри.

Самото име „IPS“ означава In-Plan-Switching, което буквално може да се преведе като "вътрешно-сайтово превключване".

Просто казано, това технология ви позволява да показвате картина на монитор с по-активна матрица.

IPS матриците означават вид течнокристален екран. Този тип е открит от Hitachi и NEC в резултат на изследвания през 1996 г.

В момента LG също се е заела с подобряването на тази технология. Ние разработихме тази технология като алтернатива на TN+film LCD дисплеи.

Оттогава доста производители използват оборудване с този тип технология за производство на дисплеи може значително да подобри предаването на цветовете и качеството на изображението.

Работата на течнокристалните екрани се основава на поляризацията.

Обикновено светлината, която виждаме, не е поляризирана. Това означава, че неговите вълни лежат в много различни равнини.

Има вещества, които могат да огъват светлината в една равнина и такива вещества се наричат поляризатори.

Светлината няма да може да премине през два поляризатора, чиито равнини са разположени на 90 градуса една спрямо друга.

Когато между тях се постави друго вещество, способно да промени вектора на падане на светлината до необходимия ъгъл, тогава ще можем да контролираме яркостта.

Най-простата матрица на LCD екрана съдържа следните части:

Лампа за задно осветяване, предимно живачна;
Рефлектори и полимерни световоди, които в системата осигуряват равномерно осветяване;
Поляризаторен филтър;
Субстрат от стъклена плоча с нанесени върху него контакти;
Течни кристали;
Друг поляризатор;
Покриване на стъклен субстрат с контакти.

Освен стандартния филтър, цветните матрици имат вграден цветен филтър. Всеки пиксел се състои от точки от три цвята, събрани в клетки - червено, синьо и зелено.

Всяка от клетките е включена или изключена, като по този начин образува нюанси и цветове. Ако включите всички клетки едновременно, това ще даде бял цвят.

Матриците могат да бъдат разделени на пасивни и активни. Пасивите иначе се наричат прости.

При тях контролът е пиксел по пиксел, което ще рече от клетка в клетка.

При производството на екрани с течни кристали по тази технология често възниква проблем, че с увеличаване на диагонала дължините на проводниците, които предават ток към пикселите, автоматично се увеличават.

Този проблем се изразява във факта, че ако проводниците са твърде дълги, по време на прехвърлянето на промените към последния пиксел, първият вече ще бъде разреден и ще се изключи.

Също така, поради голямата дължина, напрежението се влошава.

Този проблем беше решен чрез създаването на активни матрици. Основната технология беше TFT (Thin Film Transistor).

Тази технология дава възможност за индивидуално управление на пикселите, което значително намалява времето за реакция на матрицата.

Така стана възможно създаването на монитори и телевизори с най-големи диагонали.

Транзисторите са разположени отделно и не зависят един от друг. Всяка пикселна клетка има свой собствен транзистор.

За да се предотврати загубата на заряд на клетката, към пикселите е свързан кондензатор, който действа като буфер на капацитета.

Благодарение на това времето за реакция е значително намалено.

Видове IPS матрици

Прочетете също:PLS матрица какво е това? Преглед на примера на Philips 276E7Q + Отзиви

През цялото време, откакто съществува тази технология, са създадени много видове IPS матрици. Те бяха подобрени за по-ясно и по-качествено предаване на изображението.

Днес има 7 вида матрици:

1 S-IPS (Super IPS) – Този тип е създаден през 1998 г. Има значително увеличен контраст на изображението и намалено време за реакция.

2 AS-IPS (Advanced Super IPS) – Тази технология е открита през 2002 г. Той има повишена яркост и допълнително увеличен контраст, поради което качеството на предаване на изображението е значително подобрено.

3 H-IPS (хоризонтален IPS) – Този тип е създаден през 2007 г. В него разработчиците оптимизираха предаването на бял цвят и допълнително увеличиха контраста. Това подобрение направи възможно правенето на снимки с повече естественост. Фоторедакторите бяха най-доволни от това подобрение, тъй като много детайли станаха по-видими при редактиране на фото елементи.

4 E-IPS (Enhanced-IPS) – Този тип е разработен през 2009 г. Иновацията намалява времето за реакция и подобрява прозрачността. Освен това такива матрици имат по-ниска консумация на енергия. Това се постига чрез инсталиране в тях с ниска мощност и евтини лапи за подсветка. Съответно качеството на изображението е леко намалено поради по-ниската консумация на енергия.

5 P-IPS (професионален IPS) – През 2010 г. беше пуснат по-нов тип IPS. Броят на цветовете и нюансите беше значително увеличен, което направи изображението още по-цветно и детайлно. Този тип матрица се използва в по-професионално оборудване, така че е по-скъпо.

6 S-IPS II (Super IPS II) – Подобрена версия на първия тип. Разработен е веднага след P-IPS.

7 AH-IPS (Advanced High IPS) - Днес това е най-добрият тип IPS матрица, разработена през 2011 г. Той е подобрил значително естествеността, яркостта и яснотата на предаваното изображение. В момента този тип е основният в производството на съвременна техника с дисплеи.

Видове подсветка за IPS матрици

Абсолютно всяка матрица има вградена подсветка. В IPS основните видове подсветка са луминесцентни лампи и LED подсветка (светодиод).

Флуоресцентното осветление е по-остарял тип осветление. Днес е доста рядко да я намерите. Този тип осветление започна да изчезва от пазара през 2010 г.

LED подсветка се среща в 90% от матриците. Подобрява възпроизвеждането на цветовете и яркостта на екраните.

Когато избирате матрица, несъмнено трябва да дадете предпочитание на екрани и монитори с този тип подсветка.

Освен това ще увеличи контраста и яснотата на изображението на екрана и ще предпази очите ви от умора при продължителна работа на компютър или таблет.

Предимства и недостатъци на IPS

Този тип матрица има голям брой предимства.

Основният е подобреното цветопредаване и яркостта.

Можете също така да отбележите увеличените ъгли на видимост, благодарение на които изображението ще бъде ясно видимо от всеки ъгъл.

Друго неразделно предимство е, че на този тип матрица пикселите са много ясно видими.

Потребителите отбелязват, че черният цвят на IPS матрицата е по-черен.

Другите цветове са по-наситени на екрана.

Сред недостатъците може да се отбележи високата цена.

Въпреки факта, че технологията е на пазара от доста време, нейната цена все още е висока.

Това се дължи на по-високата производителност, както и на високата цена на суровините.

Друг недостатък е ниската производителност. Докато при TN матриците времето за превключване на изображението е 1 ms, при IPS тази цифра е 8-10 ms.

Потребителите също отбелязаха висока инерция, която леко забавя скоростта на кадрите при гледане на филми в 3D формат.

Сравнение на IPS и TFT дисплеи

Прочетете също:ТОП 15 телевизора с технология Smart TV | Рейтинг на актуалните модели през 2019 г

TFT дисплеите са вид LCD дисплей, който използва активна матрица, управлявана от тънкослойни транзистори. Тя подобрява всеки пиксел, подобрява производителността и контраста.

Най-модерното творение се счита за TFT IPS (IPS е вид TFT), това се проявява във факта, че течните кристали в него са подредени успоредно, когато през тях преминава ток, те тънко и бързо се обръщат в другия посока.

Ъгълът на видимост на такива дисплеи достига 180 градуса, а картината има висок контраст и добро цветопредаване.

Най-новите модели на iPhone и iPad са избрали IPS версията, но броят пиксели на конкретна единица площ.

Това може да е индикация кой от тези варианти е по-полезен, надежден и има потенциал за развитие.

Телевизори с IPS

Прочетете също:Кой телевизор е по-добре да изберете? ТОП 12 актуални модела от 2018 г

Диагоналът на екрана на този телевизор е 40”. Снабден е и с IPS матрица.

Екранът е тънък, а дизайнът е много качествен. Резолюция 1920х1080 пиксела.

Подсветката е LED. Тъй като матрицата е инсталирана с IPS технология, ъглите на видимост са съответни – 178 градуса.

Този модел е със същия диагонал като предходния – 40”.

Оборудван с IPS матрица, която се осветява с лентова LED подсветка.

Разделителната способност на този телевизор е стандартна – 1920x1080 пиксела. Ъглите на видимост съответстват на стандартния тип матрица и са 178 градуса.

LG 32LF510U

Тъй като през последните години LG подобрява технологията на IPS матрицата, те несъмнено доставят собствено оборудване с този тип матрица.

Този модел телевизор е с диагонал 32” и резолюция 1366х768 пиксела. Това обаче не се отразява по никакъв начин на качеството на изображението.

Ъглите на видимост, както при всички устройства с IPS матрица, са 178 градуса.

Прочетете също: ТОП 10 на най-добрите ултрабуци на пазара | Текущ рейтинг 2019

Екранът на този модел лаптоп е с диагонал 14” с вградена IPS матрица.

Матовото покритие на екрана на Acer SWIFT 3 не отразява, когато е изложено на пряка светлина.

Ъгълът на видимост е 178 градуса, което е стандартът за този тип матрици. Резолюция - 1920х1080 пиксела.

Този модел лаптоп има IPS матрица с резолюция 1920х1080 пиксела или 3840х2160 пиксела (в зависимост от модификацията). Диагонал на екрана 15.6“.

Ъгълът на видимост е стандартен за IPS 178 градуса.

Или телевизор, тогава вероятно ще срещнете термина IPS. Консултант в магазин за електроника вероятно ще ви каже, че IPS е много готин, но едва ли ще обясни какво е това. Ето защо в тази статия ще се опитаме да говорим за това какво е IPS, защо е необходимо и с какво е по-добро от други подобни технологии.

IPS какво е това

IPS е вид дисплей с течни кристали. Тази технология се появява през 1996 г. в резултат на изследвания, проведени от Hitachi и NEC. От тези две компании тази технология получи две имена. Hitachi нарече тази технология "IPS" (сега най-често използваното име), а NEC я нарече "SFT". Сега LG също подобрява тази технология.

IPS технологията е разработена като алтернатива на по-простата и по-популярна TN+film LCD технология. TN+film дисплеите се характеризират с ниска цена и бърза реакция. Такива дисплеи обаче имат лоши ъгли на видимост. Ако потребителят не гледа такъв дисплей под прав ъгъл, цветовете ще бъдат изкривени. Степента на изкривяване зависи от характеристиките на конкретния дисплей. Понякога има по-малко изкривяване, понякога повече, но технологията TN+film не ви позволява напълно да се отървете от него. Освен това, дори ако потребителят гледа директно към дисплея, възпроизвеждането на цветовете пак няма да е идеално.

Сравнение на ъглите на видимост между IPS и TN+film (IPS отгоре)

IPS технологията решава и двата проблема TN+film. Дисплей с IPS матрица може да създаде еднакво добра картина, независимо от ъгъла, от който гледа потребителят. В същото време IPS матриците имат по-правилно цветопредаване. Така IPS технологията ви позволява да предадете пълната дълбочина на цвета на RBG 24 bit. Друго предимство на тази технология е по-истински черен цвят. Ако черният цвят на TN+film прилича повече на тъмно сиво, то тук черното е наистина черно.

Макро снимка на TN+филм и IPS матрици (TN+филм отгоре)

История на развитието на IPS технологията

В техническите спецификации на монитора обикновено се посочва не просто IPS, а по-конкретно наименование на технологията. Например e-IPS, P-IPS, AH-IPS, IPS-Pro и др. За да не сгрешите при избора на монитор, не е необходимо да познавате всички характеристики на всяко конкретно изпълнение на IPS технологията. Основното нещо е да знаете към коя година принадлежи тази версия на IPS матрицата, за да не купувате откровено остаряло устройство. По-долу предоставяме таблица, която ще ви позволи бързо да се ориентирате в този проблем.

Разработка на SFT технология от NEC
година	Име	съкращение
1996	Супер фин TFT	S.F.T.
1998	Разширено SFT	A-SFT
2002	Супер усъвършенстван SFT	SA-SFT
2004	Ултра-усъвършенстван SFT	UA-SFT
Разработка на IPS технология от Hitachi
година	Име	съкращение
1996	Супер TFT	IPS
1998	Супер-IPS	S-IPS
2002	Усъвършенстван Super-IPS	AS-IPS
2004	IPS-Provectus	IPS-Pro
2008	IPS алфа	IPS-Pro
2010	IPS алфа следващо поколение	IPS-Pro
Разработка на IPS технология от LG
година	Име	съкращение
2001	Супер-IPS	S-IPS
2005	Усъвършенстван Super-IPS	AS-IPS
2007	Хоризонтален IPS	H-IPS
2009	Подобрен IPS	e-IPS
2010	Професионален IPS	P-IPS
2011	Усъвършенстван IPS с висока производителност	AH-IPS

Алтернатива на IPS матриците

Освен IPS има и други технологии, които се стремят да заменят популярните и евтини TN+film матрици. По-долу ще разгледаме най-популярните алтернативи на IPS матриците.

VA/MVA/PVA- технология, разработена от Fujitsu през 1996 г. Основните предимства на матриците, базирани на тази технология, са: висококачествен черен цвят (като IPS), както и цена, която обикновено е по-ниска от IPS. Основният недостатък на VA/MVA/PVA матриците е изкривяването, което се появява при промяна на ъгъла на гледане. В зависимост от производителя тази технология може да има други имена. Например Super PVA от Sony-Samsung, ASV или ASVA от Sharp, Super MVA от CMO.

Сравнение на ъглите на видимост между PVA и TN+филм (PVA вдясно)

МОЛЯ– технология от Samsung. Тази технология беше показана за първи път през 2010 г. Samsung позиционира тази технология като пряк конкурент на IPS. Основните предимства на PLS матриците са: по-ниска цена (в сравнение с IPS), добри ъгли на видимост, висококачествено цветопредаване и ниска консумация на енергия (на нивото на TN+film матрици). Основният недостатък на PLS технологията е бавната реакция на матрицата (5-10 ms, приблизително същото като S-IPS).