Разлика между tft и tn екрани. TFT дисплей технология

TFT (Thin film transistor) се превежда от английски като тънкослоен транзистор. Така че TFT е вид течнокристален дисплей, който използва активна матрица, управлявана от самите тези транзистори. Такива елементи са направени от тънък филм, чиято дебелина е приблизително 0,1 микрона.

В допълнение към малкия си размер, TFT дисплеите са бързи. Те имат висок контраст и яснота на изображението, както и добър ъгъл на видимост. Тези дисплеи нямат трептене на екрана, така че очите ви не се уморяват толкова много. TFT дисплеите също нямат дефекти при фокусиране на лъча, смущения от магнитни полета или проблеми с качеството и яснотата на изображението. Консумацията на енергия на такива дисплеи се определя 90% от мощността на LED матрицата за подсветка или лампите за подсветка. В сравнение със същите CRT, консумацията на енергия на TFT дисплеите е приблизително пет пъти по-ниска.

Всички тези предимства съществуват, защото тази технология опреснява изображението с по-висока честота. Това е така, защото точките на дисплея се управляват от отделни тънкослойни транзистори. Броят на тези елементи в TFT дисплеите е три пъти по-голям от броя на пикселите. Тоест на точка има по три цветни транзистора, които отговарят на основните RGB цветове - червен, зелен и син. Например, в дисплей с резолюция 1280 на 1024 пиксела, броят на транзисторите ще бъде три пъти по-голям, а именно 3840x1024. Именно това е основният принцип на работа на TFT технологията.

Недостатъци на TFT матриците

TFT дисплеите, за разлика от CRT, могат да показват ясно изображение само в една „родна“ резолюция. Други разделителни способности се постигат чрез интерполация. Друг съществен недостатък е силната зависимост на контраста от ъгъла на гледане. Всъщност, ако гледате такива дисплеи отстрани, отгоре или отдолу, изображението ще бъде силно изкривено. Този проблем никога не е съществувал при CRT дисплеите.

В допълнение, транзисторите на всеки пиксел могат да се повредят, което води до мъртви пиксели. Такива точки по правило не могат да бъдат ремонтирани. И се оказва, че някъде по средата на екрана (или в ъгъла) може да има малка, но забележима точка, която е много досадна при работа на компютъра. Освен това при TFT дисплеите матрицата не е защитена от стъкло и е възможно необратимо разграждане, ако дисплеят се натисне силно.

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 - технологията се усъвършенства и съответно поевтинява, 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.

Съвременните устройства са оборудвани с екрани с различни конфигурации. Основните в момента са базирани на дисплеи, но за тях могат да се използват различни технологии, по-специално става дума за TFT и IPS, които се различават по редица параметри, въпреки че са потомци на едно и също изобретение.

В днешно време има огромен брой термини, които обозначават определени технологии, скрити под съкращения. Например, мнозина може да са чували или чели за IPS или TFT, но малцина разбират каква е действителната разлика между тях. Това се дължи на липсата на информация в каталозите за електроника. Ето защо си струва да разберете тези концепции и да решите дали TFT или IPS е по-добър?

Терминология

За да определите какво ще бъде по-добро или по-лошо във всеки отделен случай, трябва да разберете за какви функции и задачи отговаря всеки IPS.Всъщност това е TFT, или по-точно, разновидност от него, в чието производство е използвана определена технология - TN-TFT. Тези технологии трябва да бъдат разгледани по-подробно.

Разлики

TFT (TN) е един от методите за производство на матрици, тоест тънкослойни транзисторни екрани, в които елементите са подредени в спирала между двойка плочи. При липса на захранване те ще бъдат обърнати един към друг под прав ъгъл в хоризонталната равнина. Максималното напрежение кара кристалите да се въртят, така че светлината, преминаваща през тях, води до образуването на черни пиксели, а при липса на напрежение - бели пиксели.

Ако разгледаме IPS или TFT, разликата между първия и втория е, че матрицата е направена на базата, описана по-рано, но кристалите в нея не са подредени в спирала, а успоредни на една равнина на екран и един към друг. За разлика от TFT, кристалите в този случай не се въртят при липса на напрежение.

Как виждаме това?

Ако погледнете IPS или визуално, разликата между тях е контрастът, който се осигурява от почти перфектно възпроизвеждане на черното. Изображението ще изглежда по-ясно на първия екран. Но качеството на цветопредаване при използване на TN-TFT матрица не може да се нарече добро. В този случай всеки пиксел има свой собствен нюанс, различен от останалите. Поради това цветовете са силно изкривени. Въпреки това, такава матрица има и предимство: тя се характеризира с най-високата скорост на реакция сред всички съществуващи в момента. IPS екранът изисква определено време, през което всички паралелни кристали ще направят пълен завой. Човешкото око обаче почти не открива разликата във времето за реакция.

Важни функции

Ако говорим за това, което е по-добро при работа: IPS или TFT, тогава си струва да се отбележи, че първите са по-енергийно интензивни. Това се дължи на факта, че завъртането на кристалите изисква значително количество енергия. Ето защо, ако производителят е изправен пред задачата да направи своето устройство енергийно ефективно, той обикновено използва TN-TFT матрица.

Ако изберете TFT или IPS екран, заслужава да се отбележи по-широките ъгли на видимост на втория, а именно 178 градуса в двете равнини, това е много удобно за потребителя. Други се оказаха неспособни да осигурят същото. И друга съществена разлика между тези две технологии е цената на продуктите, базирани на тях. TFT матриците в момента са най-евтиното решение, което се използва в повечето бюджетни модели, а IPS принадлежи към по-високо ниво, но не е и топ.

IPS или TFT дисплей да изберете?

Първата технология ви позволява да получите най-високо качество, най-ясно изображение, но изисква повече време за завъртане на използваните кристали. Това влияе върху времето за реакция и други параметри, по-специално скоростта, с която батерията се разрежда. Нивото на цветопредаване на TN матриците е много по-ниско, но времето им за реакция е минимално. Кристалите тук са подредени спираловидно.

Всъщност лесно може да се забележи невероятната разлика в качеството на екраните, базирани на тези две технологии. Това важи и за разходите. TN технологията остава на пазара единствено заради цената, но не е в състояние да осигури богата и ярка картина.

IPS е много успешно продължение в развитието на TFT дисплеите. Високото ниво на контраст и доста големите ъгли на видимост са допълнителни предимства на тази технология. Например, при монитори, базирани на TN, понякога самият черен цвят променя своя нюанс. Въпреки това, високата консумация на енергия на устройствата, базирани на IPS, принуждава много производители да прибягват до алтернативни технологии или да намалят тази цифра. Най-често матрици от този тип се намират в жични монитори, които не работят на батерия, което позволява на устройството да не е толкова енергозависимо. Разработките в тази област обаче са в непрекъснат ход.

От качеството на матрицата на монитора зависи не само яркостта и красотата на показваното изображение, но и комфортът и безопасността за зрението на потребителя. Всички компании, които произвеждат монитори, са в крак с времето и подобряват производствените технологии всяка година, опитват се да постигнат идеално предаване на цветовете и да намалят напрежението на очите.

При избора на монитор купувачът на първо място обръща внимание на качеството и вида на дисплея, защото здравето на очите зависи от това. Модерната екранна матрица се състои от няколко слоя:

активна матрица, благодарение на която се формира картината;
течнокристален слой;
слой за подсветка, който може да бъде LED или флуоресцентен.

Днес повечето продавани монитори имат тънкослоен дисплей с течни кристали (TFT-LCD). Има няколко технологии, използвани за производството на съвременни дисплеи. Нека се опитаме да разберем предимствата и недостатъците на две популярни технологии TN+film и IPS.

Предимства и недостатъци на TFT TN

Една от първите технологии, на базата на които се произвеждат дисплеи и днес е TN+film (Twisted Nematic + Film). Това е много често срещан и евтин тип матрица, която се подобрява всяка година.

Основното предимство е, че производството на TN монитори е доведено до съвършенство и това може значително да намали цената му. Краткото време за реакция на матрицата ви позволява да гледате динамични сцени на LCD монитори с TN+film технология без изкривяване.

Тези монитори обаче имат редица отрицателни качества, като например:

ниско цветопредаване поради малкото количество данни на канал (6 бита);
нисък контраст поради местоположението на течни кристали в дисплея;
ниска производителност в ъглите на видимост на екрана;
висока вероятност от поява на „мъртви пиксели“.

Предимства и недостатъци на TFT IPS

По-нова разработка в областта на производството на монитори е технологията IPS (in-plane switching). Този тип дисплей е изобретен, за да премахне недостатъците на предишните модели.

Основните предимства на тази технология са:

подобрено цветопредаване (8 бита на канал);
разширени ъгли на видимост, достигащи 178 градуса от всяка точка;
почти стандартен черен цвят.

Но все пак мониторите с IPS матрица имат и отрицателни страни, като:

ниски индикатори за яркост и контраст, дължащи се на специфичното разположение на контролните електроди;
лошо време за реакция на матрицата;
относително висока цена.

Всяка от описаните технологии има своите предимства и недостатъци. Но сега производството на дисплеи е на високо ниво и разликите между мониторите с различни технологии стават по-малко критични, което значително опростява избора при покупка.

Изображението се формира с помощта на отделни елементи, обикновено чрез сканираща система. Обикновените устройства (електронни часовници, телефони, плейъри, термометри и др.) могат да имат монохромен или 2-5 цветен дисплей. Многоцветното изображение се генерира с помощта на 2008) в повечето настолни монитори, базирани на TN- (и някои *VA) матрици, както и във всички дисплеи на лаптопи се използват матрици с 18-битов цвят (6 бита на канал), 24-битов се емулира с трептене и трептене.

Устройство с LCD монитор

Субпиксел на цветен LCD дисплей

Всеки пиксел на LCD дисплей се състои от слой от молекули между два прозрачни електрода и два поляризационни филтъра, равнините на поляризация на които (обикновено) са перпендикулярни. При липса на течни кристали, светлината, предавана от първия филтър, е почти напълно блокирана от втория.

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, молекулите се стремят да се подредят по посока на полето, 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 (непрозрачността на структурата не зависи от полярността на полето). 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. По този начин пълноценният LCD монитор се състои от електроника, която обработва входния видео сигнал, LCD матрица, модул за подсветка, захранване и корпус. Именно комбинацията от тези компоненти определя свойствата на монитора като цяло, въпреки че някои характеристики са по-важни от други.

Спецификации на LCD монитора

Най-важните характеристики на LCD мониторите:

Разделителна способност: хоризонтални и вертикални размери, изразени в пиксели. За разлика от CRT мониторите, LCD дисплеите имат една, „родна“ физическа разделителна способност, останалите се постигат чрез интерполация.

Фрагмент от матрицата на LCD монитора (0.78x0.78 mm), увеличен 46 пъти.

Размер на точката: разстоянието между центровете на съседни пиксели. Пряко свързано с физическата разделителна способност.

Съотношение на екрана (формат): Съотношението на ширината към височината, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

Привиден диагонал: 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.

Контраст: съотношението на яркостта на най-светлите и най-тъмните точки. 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.

Яркост: Количеството светлина, излъчвано от дисплей, обикновено измерено в кандели на квадратен метър.

Време за реакция: Минималното време, необходимо на един пиксел да промени своята яркост. Методите за измерване са спорни.

Ъгъл на гледане: ъгълът, при който спадът на контраста достига дадена стойност, се изчислява по различен начин за различните видове матрици и от различните производители и често не може да бъде сравняван.

Матричен тип: технологията, използвана за направата на LCD дисплея.

Входове: (напр. DVI, HDMI и др.).

Технологии

Часовник с LCD дисплей

LCD мониторите са разработени през 1963 г. в изследователския център David Sarnoff на RCA, Принстън, Ню Джърси.

Основните технологии в производството на LCD дисплеи: TN+film, IPS 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. Sony, Sharp и Philips съвместно разработиха PALC технология. Плазмено адресиран течен кристал - плазмен контрол на течни кристали), който съчетава предимствата на LCD (яркост и богатство на цветове, контраст) и плазмени панели (големи ъгли на видимост хоризонтално, H и вертикално, V, висока скорост на актуализиране). Тези дисплеи използват газоразрядни плазмени клетки като контрол на яркостта, а LCD матрица се използва за филтриране на цветовете. PALC технологията позволява всеки пиксел на дисплея да бъде адресиран индивидуално, което означава ненадмината управляемост и качество на изображението.

TN+филм (Twisted Nematic + филм)

Частта „филм“ в 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. За съжаление, все още не е намерен начин за подобряване на контраста и времето за реакция на TN панелите и времето за реакция на този тип матрица в момента е едно от най-добрите, но нивото на контраст не е.

TN + филмът е най-простата технология.

TN+ филмовата матрица работи по следния начин: когато към субпикселите не се прилага напрежение, течните кристали (и поляризираната светлина, която пропускат) 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 сключва ъгъл от 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.

IPS (In-Plane Switching)

Технологията In-Plane Switching е разработена от Hitachi и NEC и има за цел да преодолее недостатъците на TN+ филма. Въпреки това, въпреки че IPS успя да увеличи ъгъла на видимост до 170°, както и висок контраст и възпроизвеждане на цветовете, времето за реакция остана на ниско ниво.

В момента матриците, направени по IPS технология, са единствените LCD монитори, които винаги предават пълната дълбочина на RGB цвета - 24 бита, 8 бита на канал. TN матриците са почти винаги 6-битови, както и MVA частта.

Ако към IPS матрицата не се подаде напрежение, молекулите на течните кристали не се въртят. Вторият филтър винаги е обърнат перпендикулярно на първия и през него не преминава светлина. Следователно дисплеят на черния цвят е близо до идеалния. Ако транзисторът се повреди, „счупеният“ пиксел за IPS панел няма да бъде бял, както при TN матрица, а черен.

Когато се приложи напрежение, молекулите на течния кристал се въртят перпендикулярно на първоначалната си позиция и пропускат светлина.

IPS сега се измества от технологията S-IPS(Super-IPS, година на Hitachi), която наследява всички предимства на IPS технологията, като същевременно намалява времето за реакция. Но въпреки факта, че цветът на S-IPS панелите се доближи до конвенционалните CRT монитори, контрастът все още остава слабо място. S-IPS се използва активно в панели с размери от 20", LG. Philips, NEC остават единствените производители на панели, използващи тази технология.

AS-IPS- Advanced Super IPS технология (Advanced Super-IPS), също е разработена от Hitachi Corporation през годината. 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 LG.Philips.

A-TW-IPS- Advanced True White IPS (Advanced IPS with true white), разработен от LG.Philips за корпорацията. 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.

*VA (Вертикално подравняване)

MVA- Многодомейн вертикално подравняване. Тази технология е разработена 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 градуса), а благодарение на използването на технологии за ускорение (RTC), тези матрици не изостават много от TN+Film по време на реакция, но значително надвишават характеристиките на последните по дълбочина на цветовете и точността на тяхното възпроизвеждане.

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 наситеният черен цвят и липсата както на спираловидна 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, по-дълго време за реакция.

Аналози на MVA са технологиите:

PVA (Моделирано вертикално подравняване) от Samsung.
Супер PVAот Samsung.
Супер MVAот CMO.

MVA/PVA матриците се считат за компромис между TN и IPS, както по отношение на цената, така и по отношение на потребителските качества.

Предимства и недостатъци

Изкривяване на изображението на LCD монитора при широк зрителен ъгъл

Макро снимка на типична LCD матрица. В центъра можете да видите два дефектни субпиксела (зелен и син).

В момента LCD мониторите са основното, бързо развиващо се направление в мониторната технология. Техните предимства включват: малък размер и тегло в сравнение с CRT. LCD мониторите, за разлика от CRT, нямат видимо трептене, дефекти при фокусиране и конвергенция, смущения от магнитни полета или проблеми с геометрията и яснотата на изображението. Консумацията на енергия на LCD мониторите е 2-4 пъти по-малка от тази на CRT и плазмени екрани със сравними размери. Консумацията на енергия на LCD мониторите се определя 95% от мощността на лампите за подсветка или LED матрицата за подсветка. подсветка- подсветка) LCD матрица. В много съвременни (2007) монитори, за регулиране на яркостта на екрана от потребителя, се използва широчинно-импулсна модулация на лампите за подсветка с честота от 150 до 400 или повече Hertz. LED подсветката се използва предимно в малки дисплеи, въпреки че през последните години все повече се използва в лаптопи и дори настолни монитори. Въпреки техническите трудности при изпълнението му, той също има очевидни предимства пред флуоресцентните лампи, например по-широк спектър на излъчване и следователно по-широка цветова гама.

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

За разлика от CRT, те могат да показват ясно изображение само в една („стандартна“) резолюция. Останалите се постигат чрез интерполация със загуба на яснота. Освен това разделителните способности, които са твърде ниски (например 320x200), изобщо не могат да се показват на много монитори.
Цветовата гама и точността на цветовете са по-ниски от тези на плазмените панели и съответно CRT. Много монитори имат непоправими неравномерности в предаването на яркостта (ивици в градиенти).
Много LCD монитори имат относително нисък контраст и дълбочина на черното. Увеличаването на действителния контраст често се свързва с просто увеличаване на яркостта на подсветката до неудобни нива. Широко използваното лъскаво покритие на матрицата влияе само на субективния контраст при околна светлина.
Поради строгите изисквания за постоянна дебелина на матрицата, има проблем с неравномерен цвят (неравномерност на подсветката).
Действителната скорост на промяна на изображението също остава по-ниска от тази на CRT и плазмените дисплеи. Технологията Overdrive решава проблема със скоростта само частично.
Зависимостта на контраста от ъгъла на гледане все още остава значителен недостатък на технологията.
Масово произвежданите LCD монитори са по-уязвими от CRT. Незащитената от стъкло матрица е особено чувствителна. Ако се натисне силно, може да настъпи необратима деградация. Има и проблем с дефектните пиксели.
Противно на общоприетото схващане, пикселите на LCD монитора се влошават, въпреки че скоростта на влошаване е най-бавната от всяка друга технология на дисплея.

OLED дисплеите често се смятат за обещаваща технология, която може да замени LCD мониторите. От друга страна, тази технология среща трудности при масовото производство, особено при матрици с голям диагонал.

Вижте също

Видима площ на екрана
Покритие против отблясъци
en:Подсветка

Връзки

Информация за флуоресцентни лампи, използвани за подсветка на LCD матрицата
Дисплеи с течни кристали (TN + филм, IPS, MVA, PVA технологии)

Литература

Артамонов О. Параметри на съвременните LCD монитори
Мухин И. А. Как да изберем LCD монитор? . "Компютърен бизнес пазар", № 4 (292), януари 2005 г., стр. 284-291.
Мухин И. А. Разработване на монитори с течни кристали. “ИЗЛЪЧВАНЕ Телевизионно и радиоразпръскване”: част 1 - № 2(46) март 2005 г., стр.55-56; Част 2 - № 4(48) юни-юли 2005, стр. 71-73.
Мухин И. А. Съвременни дисплеи с плосък панел."ИЗЛЪЧВАНЕ Телевизия и радиоразпръскване": № 1(37), януари-февруари 2004 г., стр.43-47.
Мухин И. А., Украински О. В. Методи за подобряване на качеството на телевизионните изображения, възпроизвеждани от течнокристални панели. Материали от доклада на научно-техническата конференция „Съвременна телевизия”, Москва, март 2006 г.