TFT и IPS матрицы: особенности, преимущества и недостатки
В современном мире мы регулярно сталкиваемся с дисплеями телефонов, планшетов, мониторами ПК и телевизоров. Технологии производства жидкокристаллических матриц не стоят на месте, связи с чем у многих людей возникает вопрос, что лучше выбрать TFT или IPS?
Для того чтобы полностью ответить на этот вопрос, необходимо тщательно разобраться в различиях обеих матриц, выделить их особенности, преимущества и недостатки. Зная все эти тонкости, вы с легкостью сможете подобрать устройство, дисплей которого будет полностью отвечать вашим требованиям. В этом вам поможет наша статья.
Thin Film Transistor (TFT) – это система производства жидкокристаллических дисплеев, в основе которой лежит активная матрица из тонкопленочных транзисторов. При подаче напряжения на такую матрицу, кристаллы поворачиваются друг к другу, что приводит к образованию черного цвета. Отключение электричества дает противоположный результат — кристаллы образовывают белый цвет. Изменения подаваемого напряжения позволяет формировать любой цвет на каждом отдельно взятом пикселе.
Главным преимуществом TFT дисплеев является относительно невысокая цена производства, в сравнении с современными аналогами. Кроме того, такие матрицы обладают отличной яркостью и временем отклика. Благодаря чему, искажения при просмотре динамических сцен незаметны. Дисплеи, изготовленные по технологии TFT, чаще всего используются в бюджетных телевизорах и мониторах.
Недостатки TFT дисплеев:
Заметнее всего недостатки TFT матриц сказываются при работе с черным цветом. Он может искажаться до серого, или же наоборот, быть чересчур контрастным.
IPS матрицы
Матрица IPS является усовершенствованным продолжением дисплеев, разработанных по технологии TFT. Главным различием между этими матрицами является то, что в TFT жидкие кристаллы расположены по спирали, а в IPS кристаллы лежат в одной плоскости параллельно друг другу. Кроме того, при отсутствии электричества они не поворачиваются, что положительно сказалось на отображении черного цвета.
Преимущества IPS матриц:
Изображение на IPS матрице выглядит более живим и насыщенным, но это не означает, что эта технология лишена недостатков. В сравнении с предшественником у IPS значительно снижена яркость изображения. Также, вследствие изменения управляющих электродов, пострадал такой показатель, как время отклика матрицы. Последним, но не менее значимым недостатком, является относительно высокая цена на устройства, в которых используются IPS дисплеи. Как правило, они на 10-20% дороже аналогичных с TFT матрицей.
Что выбрать: TFT или IPS?
Стоит понимать, что TFT и IPS матрицы, несмотря на существенные различия в качестве изображения, технологии очень похожие. Они обе созданы на основе активных матриц и используют одинаковые по структуре жидкие кристаллы. Многие современные производители отдают свое предпочтение IPS матрицам. Во многом благодаря тому, что они могут составить более достойную конкуренцию плазменным матрицам и имеют весомые перспективы в будущем. Тем не менее TFT матрицы также развиваются. Сейчас на рынке можно встретить TFT-TN и TFT-HD дисплеи. Они практически не уступают в качестве изображения IPS матрицам, но при этом имеет более доступную стоимость. Но на данный момент устройств с такими мониторами не так много.
Если для вас важно качество изображения и вы готовы незначительно доплатить, то устройство с IPS дисплеем является оптимальным выбором.
За годы развития телевидения в технологиях вывода изображения на экран произошло множество изменений. Качество изображения растет с каждым годом, делая недавно вышедшие бренды устаревшими. Но при этом все виды экранов, будь то телевизоры, дисплеи смартфонов или мониторы компьютеров строятся на базе матриц. Героями этой статьи станут матрицы VA и IPS.
Именно от матрицы зависит большинство характеристик дисплея, таких как цветность и разрешение. Поэтому при выборе вашего нового устройства лучше не полагаться наобум, а выбирать, тщательно проанализировав все возможные варианты.
Появилась данная матрица в 1996 году, представлена японской компанией Fujitsu. Ее название расшифровывается как Vertical Alignment , что дословно переводится как вертикальное выравнивание . Со времени своего появления на рынке она обрела высокую популярность и спектром ее применения являются современные жидкокристаллические телевизоры.
Ее особенность состоит в том, что ее жидкие кристаллы при отсутствии питания на них расположены перпендикулярно экрану. Это и обеспечивает ей главное преимущество среди ей подобных – очень насыщенный черный цвет. Угол обзора при использовании подобной технологии тоже довольно высок. Что же касается недостатков подобной матрицы, то в первую очередь это долгое время отклика. Это мешает использовать подобные матрицы в мониторах, рассчитанных на частую смену изображения, например, для компьютерных игр.
Также некоторые неудобства добавляют так называемые «Плавающие полутона» выражающийся в том, что при сдвиге от центра дисплея часть цветовой палитры начинает искажаться. Но в большинстве случаев это практически незаметно. Относительно IPS технологии она является промежуточной между предшествующей TN и S-IPS. Они проще в производстве, за счет чего дешевле, а по характеристикам близки к IPS матрицам. За время создания было создано несколько модификаций, ее усовершенствования включают в себя:
Появилась на рынке в 1996 году, сразу став конкурентом VA. Так как в создании принимали участие два производителя, то получило сдвоенное название In Plane Switching от Hitachi и Super Fine TFT от NES. Приоритетом в создании было создание дисплея без типичных недостатков TN. Среди конкуренток, факторами, выделяющими именно IPS, считается большой угол обзора, хорошие характеристики контраста и высокую способность передачи цвета.
Мониторы с IPS отличаются большей толщиной чем построенные на базе других матриц. Эта конструктивная особенность появилась ввиду необходимости применять лампы с большей мощностью. Модель с подсветкой матрицей с повышенной способностью светопроницаемости часто используется на планшетах и смартфонах.
Главное применение подобных устройств нашлось в профессиональной обработке фотографий и рендеринге трехмерных моделей. Также часто их используют при редакции книг и сборников перед выходом. Они нашли свое место за счет высоких характеристик передачи цвета, контрастности и способности очень точно отображать все возможные оттенки. Со времени выпуска была множество раз модифицирована. Наиболее значимыми стали следующие модификации:
Кроме функции и года производства данные матрицы ни в чем не похожи.
Размещение жидких кристаллов в IPS матрице по умолчанию является горизонтальным, а у VA вертикальным, исходя из этого у матриц VA возможно только горизонтальное движение кристаллов, а у IPS вертикальное. При отсутствии подачи питания на кристаллы, вертикально расположенные кристаллы находятся между собой более плотно, чем предоставляют VA-технологии лучшее запирание света. Это обеспечивает насыщенные черные тона.
У другой технологии кристаллы при закрытии пропускают гораздо больше света. Однако это же искажает изображение на телевизорах с VA технологией при отклонении от прямых углов. И наоборот, в телевизорах с матрицами IPS изображение не будет плыть даже под очень большими углами. Так что главными преимуществами VA является контраст и глубокий черный, а IPS берет свое углами обзора.
Уровень черного в VA матрице достигает 0.015 нит, при использовании IPS же он выше в несколько раз. Поэтому изображение, полученное на матрице VA в более темных помещениях будет отличаться повышенным качеством. Что касается уровней передачи цвета, то характеристики обеих матриц примерно равны. Однако из-за все того же уровня черного и контраста, большинство зрителей считают, что VA обеспечивает более яркие цвета.
Если ваш дом отличается большим размером, и вы собираетесь часто смотреть телевизор в большой компании, то преимущество IPS технологии будет для вас очевидным. Углы обзора, без потери качества примерно в два раза выше чем у конкурирующей матрицы. Что даст возможность смотреть любимые шоу находясь в любой части комнаты. К тому же экраны с этой технологией потребляют гораздо меньше электроэнергии.
Матрица VA же подойдет для просмотра фильмов вечером, после работы в прекрасном качестве. На ней всегда будут яркие цвета и оттенки. К тому же в производстве подобные матрицы будут дешевле чем IPS, что позволит вам немного сэкономить. Однако, на данный момент обе эти технологии обладают сравнимыми характеристиками и поэтому именно вам решать, преимущества какой матрицы вам ближе.
24. 06.2018
Блог Дмитрия Вассиярова.
Здравствуйте дорогие читатели моего блога, интересующиеся разновидностями ЖК мониторов. Сегодня очередь дошла до матрицы VA, которая имеет свои эксклюзивные достоинства, но в тоже время является компромиссным вариантом между TN и IPS технологиями.
Традиционно напомню историю ее создания и принцип действия. В 1996 году компания Fujitsu представила разновидность ЖК матрицы с вертикальным, относительно плоскости второго поляризатора, позиционированием жидких кристаллов.
Для тех, кто подзабыл, я напомню общий принцип технологии создания изображения в активном TFT дисплее:
Так на экране получается изображение. Но оно может иметь разные свойства в зависимости от способа размещения молекул в кристалле при спокойном и активированном состоянии. Картинка, получаемая на TN панелях, имела множество недостатков, но и создаваемая на экранах, также не была идеальной. Поэтому, то, что удалось поучить на VA матрице, считалось весьма неплохим результатом.
VA технология наиболее близка к IPS, о чем свидетельствуют такие же темные битые пиксели. Но ее особенность заключается в том, что меняя свое положение, кристаллы выполняли основную функцию с наибольшей эффективностью: либо полностью перекрывая поток света, либо обеспечивали прохождение луча с минимальной потерей яркости.
Она так же требовала улучшения, поэтому позже Fujitsu представили новую, усовершенствованную версию – MVA (multi-domain vertical alignment), а Samsung (также работавший в этом направлении) – PVA (plane-to-line switching) матрицу.
О том, что же получили пользователи в лице VA мониторов мы сейчас и поговорим. А так же о том, почему в результате острой конкуренции между разными ЖК технологиями каждая из них осталась востребованной и заняла свою нишу. Все это, конечно, обусловлено свойствами матриц, которые при прочих общих параметрах, напрямую зависят от позиционирования молекул жидких кристаллов:
Вместе с высокой контрастностью это позволяет получить потрясающую по красоте картинку. Этим свойством VA экранов, несомненно, предпочтут воспользоваться графические дизайнеры, фотографы и любители смотреть кинофильмы. Следует отметить, что яркое четкое изображение позволяет без проблем использовать такие мониторы в ярко освещенном помещении или на улице;
Ценовой вопрос затрагивать не хочу, ведь он довольно условный, поскольку на стоимость мониторов с VA матрицей влияют различные сторонние факторы, в том числе бренд производителя. Хотя в этом есть и свои плюсы. Некоторые специально отдают предпочтение более дорогой PVA технологи, зная, что такие экраны выпускает исключительно Самсунг, гарантируя при этом фирменное качество и надежность.
Как видите, для каждого типа ЖК дисплея есть свои условия, при которых он максимально проявляет свои лучшие стороны, а его недостатки становятся несущественными. Это относится и к экрана с VA матрицей, ведь он отлично проявляет себя: для решения широкого спектра производственных задач, при просмотре видеоконтента в обычной светлой жилой комнате (а не затемненной, как кинозал), для игр и, конечно, для общения в соцсетях.
Надеюсь, мои дорогие читатели, среди вас обязательно найдутся те, для кого VA матрица станет оптимальным решением при выборе монитора.
На этом я заканчиваю свой рассказ и прощаюсь с вами.
Удачи и до новых встреч!
Данная технология изготовления матриц уже плотно вошла в современный мир. Конкурентов у нее достаточно.
Но для того, чтобы понять, какая технология лучше, следует разобраться, что такое ips матрицы и чем они лучше.
Само название «IPS» расшифровывается как In-Plan-Switching, что дословно можно перевести как «внутриплощадочное переключение» .
Проще говоря, данная технология позволяет отображать картинку на мониторе с более активной матрицей .
IPS-матрицы подразумевают под собой тип жидкокристаллического экрана. Открыли такой тип компании Hitachi и NEC в результате исследований в 1996 году.
На данный момент за улучшение этой технологии взялась также компания LG. Разработали эту технологию в качестве альтернативы ЖК-дисплеям TN+film.
Технику с такой технологией изготовления дисплеев использует достаточно много производителей, так как она позволяет значительно улучшить цветопередачу и качество изображения .
Основана работа жидкокристаллических экранов на поляризации.
Обычно, свет, который мы видим, не поляризован. Это значит, что его волны лежат во множестве различных плоскостей.
Существуют вещества, способные преклонять свет в одну плоскость, а называются такие вещества поляризаторами.
Свет не сможет пройти через два поляризатора, у которых плоскости расположены на 90 градусов по отношению друг к другу.
При расположении между ними другого вещества, способного изменять вектор падения света на необходимый угол, то мы получим возможность управлять яркостью .
Самая простая матрица ЖК-экрана содержит в себе следующие части:
Помимо стандартного фильтра в цветные матрицы встроен цветной фильтр. Каждый пиксель состоит из точек трех цветов, собранных в ячейки – красный, синий и зеленый .
Каждая из ячеек либо включена, либо выключена, тем самым, формируются оттенки и цвета. Если включить все ячейки одновременно, это даст белый цвет .
Поделить матрицы можно на пассивные и активные. Пассивные по другому называют простыми.
В них управление попиксельно, что значит от ячейки к ячейке.
При изготовлении жидкокристаллических экранов в этой технологии зачастую появляется проблема, что при увеличении диагонали автоматически увеличиваются длины проводников, передающие ток на пиксели.
Выражается эта проблема в том, что при слишком длинных проводниках во время передачи изменения на последний пиксель первый будет уже разряжен и отключится.
Также из-за большой длины ухудшается напряжение.
Эту проблему решили создание активных матриц. Основной технологией стала TFT (Thin Film Transistor – тонкопленочный транзистор).
Эта технология позволила управлять пикселями по отдельности, что значительно уменьшает время реакции матрицы.
Таким образом, появилась возможность создания мониторов и телевизоров с наибольшими диагоналями.
Транзисторы находятся по отдельности и не зависят друг от друга. У каждой ячейки пикселей имеется свой транзистор .
Для предотвращения потери заряда ячейкой, к пикселям идет конденсатор, который выступает в роли буфера емкости.
Благодаря этому, значительно уменьшено время реакции.
Читайте также: PLS матрица что это? Обзор на примере Philips 276E7Q + Отзывы
За все то время, что существует данная технология, было создано множество видов IPS-матриц. Их улучшали для более четкой и качественной передачи изображения.
На сегодняшний день существует 7 видов матриц:
1 S-IPS (Super IPS) – Данный вид был создан в 1998 году. В нем была значительно повышено контрастность изображения и уменьшено время отклика.
2 AS-IPS (Advanced Super IPS) – Открыта эта технология была в 2002 году. В ней повысили яркость и еще больше увеличили контрастность, за счет чего качество передачи изображений значительно улучшилось.
3 H-IPS (Horisontal IPS) – Этот вид создали в 2007 году. В нем разработчики оптимизировали передачу белого цвета, а также еще больше увеличили контрастность. Такое улучшение позволила сделать картинки с большей естественностью. Больше всего такому улучшению были рады фоторедакторы, так как при редактировании фотоэлементов стали более заметны многие детали.
4 Е-IPS (Enhanced-IPS) – Такой вид был разработан в 2009 году. В нововведении уменьшили время отклика и сделали улучшенную прозрачность. Также, такие матрицы имеют меньшее энергопотребление. Это достигается за счет установки в них маломощных и недорогих лап подсветки. Соответственно, качество изображения из-за меньшего энергопотребления незначительно снижена.
5 Р-IPS (Professional IPS) – В 2010 году выпустили более новый вид IPS. В нем было значительно увеличено количество цветов и оттенков, за счет чего изображение стало еще более красочным и детальным. Такой вид матрицы используется в более профессиональной технике, поэтому она более дорогая.
6 S-IPS II (Super IPS II) – Улучшенный вариант первого вида. Разработана она была сразу после P-IPS.
7 AH-IPS (Advanced High IPS) – На сегодняшний день, это самый лучший вид IPS-матриц, который был разработан еще в 2011 году. В ней намного улучшили естественность, яркость и четкость передаваемого изображения. На данный момент, этот вид является основным при изготовлении современной техники, имеющей дисплеи.
Абсолютно в любой матрице есть встроенная подсветка. В IPS основными типами подсветки являются люминесцентные лампы и LED-подсветка (светодиодная).
Люминесцентная – более устаревший вид подсветки. На сегодняшний день встретить ее можно довольно редко. Исчезать с рынка такой вид подсветки начал с 2010 года.
Светодиодная LED-подсветка встречается в 90% матриц . Она улучшает цветопередачу и яркость экранов.
При выборе матрицы, несомненно, стоит отдавать предпочтение экранам и мониторам именно с этим типом подсветки.
Она также увеличит контрастность и четкость изображения на экране и не даст уставать глазам при длительной работе за компьютером или планшетом .
У данного вида матрицы есть большое количество преимуществ.
Главное из них – улучшенная цветопередача и яркость.
Также можно отметить увеличенные углы обзора, благодаря которым изображение будет четко видно с любого ракурса.
Еще, неотъемлемым преимуществом является то, что на таком типе матрицы очень хорошо видно пиксели.
Пользователи отмечают, что на IPS-матрица черный цвет более черный.
Остальные цвета более насыщенно передаются на экран.
Из недостатков можно отметить высокую стоимость.
Несмотря на то, что технология довольно давно закрепилась на рынке, стоимость у нее всё равно высокая.
Это связано с более высокими показателями, а также дороговизной исходных материалов.
К недостаткам еще можно причислить малое быстродействие. В то время как у TN-матриц время переключения изображения составляет 1 мс, то у IPS этот показатель составляет 8-10 мс.
Также пользователями отмечена высокая инерционность, которая при просмотре фильмов в формате 3D незначительно притормаживает кадровую частоту.
Читайте также: ТОП-15 Телевизоров с технологией Смарт ТВ | Рейтинг актуальных моделей в 2019 году
TFT дисплеи – это разновидность ЖК дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкопленочными транзисторами. Она усиливает каждый пиксель, улучшает быстродействие и контрастность .
Самым же продвинутым созданием считается TFT IPS (IPS является разновидностью TFT), это проявляется в том, что жидкие кристаллы в нем расположены параллельно, когда через них проходит ток, они стройно и быстро поворачиваются в другую сторону.
Угол обзора таких дисплеев достигает 180 градусов, а картинка отличается высокой контрастностью и хорошей цветопередачей.
Последние модели айфонов и айпадов избрали именно IPS-версию, но количество пикселей на конкретную единицу площади.
Это может быть показателем того, что из этих вариантов более стоящее, надежное и имеет потенциал к развитию.
Читайте также: Какой телевизор лучше выбрать? ТОП-12 актуальных моделей 2018 года
Диагональ экрана этого телевизора составляет 40”. Также, снабжена IPS-матрицей.
Экран тонкий, а дизайн очень качественный. Разрешение 1920х1080 пикселей.
Подсветка установлена светодиодная (LED). Так как матрица установлена технологии IPS, то и углы обзора соответствующие – 178 градусов.
У этой модели та же диагональ, что и у предыдущей – 40”.
Оснащена матрицей IPS, которая подсвечена с помощью LED-подсветки ленточного типа.
Разрешение у этого телевизора стандартное – 1920х1080 пикселей. Углы обзора соответствуют стандарту типа матрицы, и составляет 178 градусов.
Так как компания LG последние годы занимается улучшением технологии IPS-матриц, несомненно, они снабжают технику собственного производства таким типом матриц.
У этой модели телевизора диагональ 32”, а разрешение 1366х768 пикселей. Тем не менее, на качестве изображения это никак не сказывается.
Углы обзора как и у всех устройств с IPS-матрицей составляет 178 градусов.
Экран данной модели ноутбука имеет диагональ 14” с встроенной IPS-матрицей.
Матовое покрытие экрана Acer SWIFT 3 не отсвечивает при прямом попадании света.
Угол обзора составляет 178 градусов, что является стандартом для этого типа матриц. Разрешение - 1920х1080 пикселей.
Эта модель ноутбука имеет матрицу IPS, с разрешением 1920х1080 пикселей, либо 3840х2160 пикселей (зависит от модификации). Диагональ экрана 15,6“.
Угол обзора составляет стандартные для IPS 178 градусов.
В мониторах производители устанавливают матрицы изготовленные по различным технологиям, применяются следующие типы матриц TN, IPS, VA с различными модификациями. На рисунке ниже можно посмотреть как меняется картинка на различных экранах при просмотре изображения под углом.
TN+film — первые TFT панели, выпускаются и сейчас в качестве недорогих экранов, преимущество дешевизна производства. Недостаток небольшие углы просмотра, уменьшение яркости и контрастности если смотреть сбоку. Сначала были матрицы TN потом была добавлена специальная плёнка для улучшения цветопередачи своеобразный фильтр и матрицы стали называть TN+film.
IPS — одна из первых технологий производства TFT экранов, была придумана в 1996 году (Hitachi) как альтернатива TN дисплеям, имеет широкие углы обзора, более глубокий чёрный цвет, хорошая цветопередача, недостаток большое время отклика, что делало их не пригодными для игр.
PLS — (Plane-к-Line Switching) samsung перевёл название панели как «переключение-из-плоскости-в-линию» получилась полная абракадабра, дословный перевод «Самолетом до линии переключения» тоже не несёт никакого смысла. Скорей всего под данным лозунгом хотели показать, что монитор имеет высокое время отклика и со скоростью самолёта может переключать картинку. PLS это по сути матрица IPS только изготавливается другой компанией которая придумала своё обозначение и свою технологию производства. К плюсам относится:
AD-PLS — та же панель PLS но как заявляет samsung немного изменена технология производства, как говорят многие эксперты, это просто пиар.
S-IPS — усовершенствованная технология IPS в этом направлении проводят разработки компании NEC A-SFT, A-AFT, SA-SFT, SA-AFT, а также LG.Display (S-IPS, e-IPS, H-IPS, p-IPS ). Благодаря усовершенствованию технологий удалось достичь уменьшения времени отклика до 5 мили секунд, что сделало эти дисплеи пригодными для игр.
S-IPS II — следующее поколение S — IPS панелей, уменьшение энергоёмкости.
E-IPS, AS-IPS — Enhanced and Advanced Super IPS, разработки (Hitachi) одно из улучшений IPS технологий увеличение яркости и уменьшение времени отклика
H-IPS — Horizontal IPS, (LG.Display) в этом типе матрицы пиксели размещены горизонтально. улучшена цветопередача и контрастность. Большая половина современных IPS панелей имеет горизонтальное расположение пикселей.
e-IPS — (LG.Display) следующее усовершенствование производства матрицы дешевле в производстве но имеют недостаток немного меньшие углы обзора.
UH-IPS и H2-IPS — второе поколение H-IPS технологи усовершенствованная матрица, увеличена яркость панели.
p-IPS — Performance IPS тоже самое что и H-IPS маркетинговое название матрицы от NEC.
AH-IPS — модификация матрицы для дисплеев с высоким разрешением (UHD), аналог H-IPS.
AHVA — Advanced Hyper-Viewing Angle такое обозначение получили дисплеи компании (AU Optronics), компания образована от слияния Acer Display Technology и подразделения по производству экранов корпорации BenQ.
PVA матрицы были разработаны Samsung имеют хорошую контрастность, но обладают рядом недостатков, основной потеря контрастности изображения при просмотре под углом. Что бы перидически обновлять линейку производства, через определённый промежуток времени выходила новая модель экрана, поэтому существуют следующие типы экранов VA.
Технология производства TFT дисплеев (VA) была разработана Fujitsu в 1996 году как альтернатива TN матрицам, экраны изготовленные по этой технологии имели недостатки в виде большого времени отклика и небольших углах просмотра но имели значительно лучшие характеристики цветности. Что бы побороть недостатки технология производства усовершенствовалась.
MVA — следующая версия технологии 1998 год отличие было в том что пиксель состоял из нескольких частей, это позволяло достичь более качественного изображения.
P-MVA, S-MVA — улучшена цветопередача и контрастность.
AMVA — следующее поколение производства, уменьшение времени отклика, улучшение цветовой передачи.
