Чем отличается TN матрица от IPS?

Матрица TN – дешево и быстро

Начнем представление характеристик отдельных типов матриц с самой старой в списке платформы TN. Она используется и по сей день, в основном в бюджетных (и не только) мониторах для игроков. Это связано с очень низким временем отклика – 1мс.

На практике это означает отсутствие задержек в отображении последующих пикселей, что особенно важно любителям динамичных игр и онлайн-соревнований на более высоком уровне в таких играх, как Counter Strike: Global Offensive, серии шутеров Battlefield и других играх FPS. На высокую плавность изображения и, следовательно, на игровой процесс также влияет частота обновления

Она может быть разной в зависимости от модели монитора, но людям, заинтересованным в достижении максимально возможных значений этого параметра, следует склоняться к экранам TN

На высокую плавность изображения и, следовательно, на игровой процесс также влияет частота обновления. Она может быть разной в зависимости от модели монитора, но людям, заинтересованным в достижении максимально возможных значений этого параметра, следует склоняться к экранам TN.

Заманчивым фактором в данном случае является цена мониторов 144 Гц и 240 Гц на базе TN-матрицы. Чтобы использовать весь потенциал такого монитора, пользователю понадобится мощный компьютер, способный генерировать нужное количество кадров в секунду.

Игровой монитор Acer KG241 с матрицей TN

Преимущества в основном заканчиваются очень коротким временем отклика и благоприятным соотношением частоты обновления 144/240 Гц и цены. К сожалению, список неудобств длиннее:

плохая цветопередача;
плохая контрастность;
неравномерная подсветка (есть и лучшие и худшие части);
общее качество отображаемого изображения;
матрица TN ограничена по углам обзора.

Монитор следует располагать перед пользователем. Если посмотреть на проецируемое изображение сбоку, можно заметить многочисленные искажения цвета. Следовательно, смотреть фильмы на таком экране большой группой людей невозможно.

Снижение производственных затрат означает, что производитель не утруждает себя заводской калибровкой настроек изображения, но это касается всех типов матриц.

Более серьезная проблема заключается в том, что из-за ограниченного охвата цветовой палитры трудно добиться удовлетворительных результатов даже дома.

Для кого это?

Рекомендуется монитор с матрицей TN в основном людям, которые хотят тратить как можно меньше денег или играть в динамичные игры (в основном в шутеры) и хотят иметь высокую частоту обновления и минимальное время отклика.

Кому не подходит?

Людям, которые особенно заботятся о наилучшей цветопередаче:

профессиональным графическим дизайнерам и фотографам следует держаться подальше от TN-матрицы;
игрокам, стремящимся к менее динамичным постановкам и играющим в основном в одиночном режиме;
людям, заинтересованным в приобретении дополнительного монитора, на который они бы смотрели под углом.

Немаловажные параметры: яркость и контрастность монитора

Рассмотрим еще два важных параметра дисплея:

максимальный уровень яркости
контрастность.

Яркости мало не бывает

Для работы в помещении с искусственным освещением достаточно дисплея с максимальным уровнем яркости 200–220 кд/м2 (кандел на квадратный метр). Чем ниже значение этого параметра, тем темнее и тусклее будет изображение на дисплее. Не советую покупать мобильный компьютер с экраном, у которого максимальный уровень яркости не превышает 160 кд/м2. Для комфортной работы вне помещений солнечным днем понадобится экран с яркостью не менее 300 кд/м2. В общем случае, чем выше яркость дисплея, тем лучше.

При покупке также следует проверить равномерность подсветки экрана. Для этого стоит воспроизвести на экране белый или темно-синий цвет (это можно сделать в любом графическом редакторе) и убедиться в отсутствии светлых и темных пятен по всей поверхности экрана.

Статическая и шахматная контрастность

Максимальный уровень статической контрастности экрана — это соотношение яркости последовательно отображаемых черных и белых цветов. Например, значение контрастности 700:1 означает, что при выводе белого цвета яркость дисплея будет в 700 раз выше, чем при демонстрации черного.

Тем не менее на практике картинка почти никогда не бывает полностью белой или черной, поэтому для более приближенной к реальности оценки используют понятие контрастности по шахматному полю.

Вместо того чтобы последовательно заливать экран черным и белым цветами, на него выводят тестовый шаблон в виде черно-белой шахматной доски. Это гораздо более трудный для дисплеев тест, поскольку вследствие технических ограничений нельзя отключить подсветку под черными прямоугольниками и одновременно освещать с максимальной яркостью белые. Хорошей контрастностью по шахматному полю для ЖК-дисплеев считается значение 150:1, отличной — 170:1.

Чем выше контрастность, тем лучше. Для ее оценки выведите на дисплей ноутбука шахматную таблицу и проверьте глубину черного цвета и яркость белого.

Матовый или глянцевый экран

Наверное, многие обращали внимание на различие в покрытии матриц:

матовое
глянцевое

Выбор зависит от того, в каком месте и для каких целей вы планируете использовать монитор или ноутбук. Матовые ЖК-дисплеи имеют шероховатое покрытие матрицы, плохо отражающее внешний свет, поэтому они не бликуют на солнце. К явным недостаткам следует отнести так называемый кристаллический эффект, проявляющийся в легкой дымчатости изображения.

Глянцевое покрытие гладкое и лучше отражает свет, испускаемый внешними источниками. Глянцевые дисплеи, как правило, ярче и контрастнее матовых, а цвета на них кажутся насыщеннее. Однако такие экраны бликуют, что приводит к преждевременному утомлению при долгой работе, особенно если у дисплея недостаточный запас яркости.

Экраны с глянцевым покрытием матрицы, имеющие недостаточный запас яркости, отражают окружающую обстановку, что приводит к преждевременному утомлению пользователя.

Сенсорный экран и разрешение

Windows 8 стала первой операционной системой Microsoft, оказавшей огромное влияние на развитие экранов мобильных компьютеров, в которой отчетливо видна оптимизация графической оболочки под сенсорные экраны. Ведущие разработчики выпускают ноутбуки (ультрабуки и гибриды), моноблоки с тачскринами. Стоимость таких устройств обычно выше, но и управлять ими удобнее. Тем не менее вам придется смириться с тем, что экран будет быстро терять презентабельный внешний вид из-за жирных следов отпечатков пальцев, и регулярно протирать его.

Чем меньше экран и выше его разрешение, тем большее количество точек, формирующих изображение, приходится на единицу площади и тем выше его плотность. Например, 15,6-дюймовый дисплей с разрешающей способностью 1366×768 пикселей имеет плотность 100 точек на дюйм.

До выхода Windows 8 высокая плотность пикселей приносила скорее больше вреда, чем пользы. Мелкие шрифты на маленьком экране с высоким разрешением было очень сложно разглядеть. В Windows 8 заложена новая система адаптации к экранам с различной плотностью, поэтому теперь пользователь может выбирать портативный компьютер с такими диагональю и разрешающей способностью дисплея, которые сочтет нужными. Исключение составляют поклонники видеоигр, поскольку для запуска игр со сверхвысокими разрешениями потребуется мощная графическая карта.

Принцип работы LCD

Если между фильтрами не было бы ЖК, то свет от источника проходя через первый фильтр и поляризуясь в одном направлении, полностью задерживался бы вторым, из-за его того, что его оптическая ось перпендикулярна оси первого фильтра. Поэтому, как бы мы не светили на одну сторону матрицы, со второй стороны она остается черной.

Поверхность электродов, касающаяся ЖК обработана таким образом, чтобы создать определенный порядок расположения молекул в пространстве. Иначе говоря – их ориентацию, которая имеет свойство изменятся в зависимости от величины напряжения электрического тока, приложенного к электродам. Далее уже начинаются технологические различия в зависимости от типа матрицы.

Дисплеи VA/MVA/PVA

Матрица VA была разработана в качестве альтернативы популярным в то время технологиям TN и уже завоевавшей приверженность пользователей, хоть еще и не так распространенной на рынке IPS. Основное ее конкурентное преимущество разработчики позиционировали как время отклика, составлявшее на момент внедрения на рынок около 25 мс. Еще одним важным преимуществом новой технологии являлся высокий уровень контрастности, опережавший аналогичные показатели в технологиях изготовления матриц TN, а также IPS.
Данная технология, которая изначально называлась «Vertical Alignment», имела также весьма существенный недостаток в виде относительно малых углов обзора. Проблема скрывалась в строении оптических элементов матрицы. Кристаллы каждого элемента матрицы ориентировались вдоль линий напряжения или параллельно им. Это вело к тому, что угол обзора матрицы был, мало того что небольшим, так еще и изображение могло отличаться в зависимости от того, с какой стороны пользователь смотрел на экран. На практике это приводило к тому, что малейшее отклонение угла зрения приводило к сильному градиентному заполнению картинки на экране (рис. 2).

Рис. 2. Углы обзора монитора с технологией MVA

Избавиться от этого недостатка удалось с развитием технологии в «Multidomain Vertical Alignment», когда группы кристаллов внутри электродов организовали в своеобразные «домен», как это и отображено в названии. Теперь они стали размещаться по-разному в пределах каждого домена, из которых состоит целый пиксель, поэтому пользователь мог смотреть под разными углами на монитор и изображение от этого практически не менялось.
Сегодня дисплеи с MVA экранами используются для работы с текстом и практически непригодны для динамичных изображений, которым отличается любая современная игра или фильмы. Высокая контрастность, равно как и углы обзора позволяют уверенно работать с ними тем, кто работает, например, с чертежами, много печатает и читает.

Подсветка пикселей (LED):

LED (Light Emitting Diode) — диод излучающий свет или просто светодиод. Именно светодиоды на большинстве экранов освещают матрицу и придают яркость изображению. Исключением будут матрицы OLED (пиксель сам излучает свет) и Micro-LED (каждый пиксель освещается отдельным светодиодом).

Существует несколько методов осветить матрицу экрана.

Direct LED (прямая подсветка светодиодами)

При таком методе светодиоды равномерно располагаются за матрицей по всей площади экрана. Светят все равномерно. Яркость и цвет регулирует только матрица.

Так была реализована LED подсветка в первых моделях телевизоров. Она по характеристикам ничем не отличается от обычной подсветки экрана с помощью ламп. На сегодня такой метод редко используется.

Edge LED (подсветка светодиодами по краям)

Метод боковой подсветки был представлен в 2009 году и начал использоваться всеми производителями в 2010 году. Из-за очень низкой цены сегодня это наиболее распространенный метод.

Боковая подсветка LED позволяет достичь толщины корпуса ЖК-телевизора не более одного дюйма. Светодиоды располагаются вокруг краев экрана и освещают его. Этот метод компактен и тонок, но может сопровождаться неравномерностью освещения по экрану.

Full-Array LED (матрица светодиодов)

Технология использует полный массив светодиодов с использованием локального затемнения. Конструкция подсветки такая же, как и в первом методе с полным массивом, но здесь есть возможность локального затемнения или подсвечивания отдельных групп светодиодов в зависимости от характера изображения. То есть на темных участках изображения светодиоды затемняются, а на светлых участках – светят более ярко.

Это позволяет получить лучший уровень черного и большую контрастность. На сегодня это самый лучший метод реализации LED подсветки по характеристикам изображения.

OLED(органический светодиод)

Когда производители выжали максимум из технологи LED, он перешли на новую технологию OLED.

OLED телевизоры используют матрицы, в которых каждая ячейка сама является источником света, а свечение ячейки регулируется напряжением. Прекратить поток света от каждой ячейки можно, просто убрав с нее напряжение. Этим достигается глубокий черный, высокий показатель контрастности и лучшее качество картинки на экране.

И казалось бы, чего ещё желать? Но всё оказалось, не так просто. А вот и два недостатка:

Очень высокая цена, технология до сих пор остаётся одной из самых дорогих на рынке.
Выгорание! Может произойти, когда одно и то же изображение остается на экране в течение длительного времени с высокой яркостью.

Mini-LED

В 2020 году инженеры снова вернулись к технологии Full-Array LED. Что они стали делать? Стали уменьшать размеры светодиодов, что обеспечило их долговечность. А также уменьшать зоны подсветки, что улучшило контрастность. Так появилась технология Mini-LED.

А уменьшать стали до тех пор, пока не появился…

Micro-LED

В технологии Micro-LED подсвечивается каждый пиксель. В отличии от технологии OLED, где светился каждый пиксель.

Это избавило от проблемы выгорания точек. Но к сожалению не избавило от второй. Цена! На сегодня это самая передовая и дорогая технология.

Принципы технологии TFT-TN

TFT-TN – жидкокристаллическая матрица экрана в виде массива тонкопленочных транзисторов. В пикселе (точке света на экране) имеется три субпикселя красного, синего и зеленого цвета. В каждом из них и присутствуют эти транзисторы (жидкие кристаллы), покрытые светофильтром вышеуказанных цветов. Источником света матрицы является светодиодная подсветка по всей площади экрана (DirectLED) или только по его периметру (EdgeLED).

Как работает TFT-TN

Принцип работы заключается в поляризации излучаемого подсветкой света, проходящего сквозь поворачиваемые кристаллы (поляризаторы). Вертикальные и горизонтальные фильтры играют роль шторок, блокируя или пропуская свет сквозь субпиксель. Так, вместо горящих трех, получаем один или два субпикселя, добиваясь нужного смешения цветов.

В TN (TwistedNematic) матрице поляризационные фильтры поворачиваются по спирали, и имеют положения включения/выключения. При подаче напряжения фильтры взаимно вращаются под углом 90°, блокируя свет, и наоборот, – при отсутствии питания его пропускают. Свет окрашивает цветные пластинки RGB для формирования изображения. Черный цвет получается за счет полного перекрытия кристаллами субпикселей на определенном участке экрана.

Особенности и преимущества TFT-TN

Несмотря на быстрый отклик и невысокое энергопотребление, этот метод управления транзисторами ограничивает цветопередачу, создавая лишь 6-битную или 8-битную картинку. Автоматическое управление диапазоном яркости HDR в таких экранах наименее эффективно, в отличие от конкурента IPS.

Углы обзора телевизора или монитора с экраном TFT-TN ограничены 150° по горизонтали. И это применимо к модифицированным TFT-TN+film (в старых TN угол обзора еще уже). Выше этих значений цветопередача существенно искажается, особенно по вертикали. На ноутбуках и смартфонах с таким экраном это чувствуется в максимальной степени.

Технология TFT-TN существует давно, постоянно модернизируется, поэтому обходится дешевле перспективных аналогов. Сейчас ЖК-матрицами TFT-TN комплектуется бытовая техника, гаджеты, смартфоны low-end ценового сегмента, некоторые модели телевизоров и игровые высокочастотные (144 Гц) мониторы. Ноутбуки, рассчитанные на геймеров, также могут иметь улучшенные TN-панели.

Вкратце, TFT-TN обладает следующими преимуществами:

быстрая скорость отклика – около 1 мс;
низкое энергопотребление;
бюджетная стоимость конечного продукта.

Как узнать тип матрицы

Некоторые пользователи, уже купившие себе монитор или ноутбук, порой даже не задумывались над вопросом о том, какая же матрица используется. И тут возникает закономерное желание получить ответ.

Фактически определить тип матрицы можно 3 способами:

Упаковка или техническая документация. Если коробки уже давно большинство пользователей прекратили хранить дома по несколько лет, то техническую документацию обычно сохраняют. Чтобы узнать тип матрицы, достаточно взглянуть на эти бумаги, и всё станет ясно.
Интернет. Поскольку даже на самом мониторе для персональных компьютеров пишется название модели, причём порой это достаточно длинный индекс, информацию можно пробить через онлайн ресурсы

В случае с ноутбуком важно указать в запросе не только название модели, но и конкретную модификацию. В зависимости от неё, ряд характеристик одной и той же модели ноутбука могут отличаться, включая тип используемой матрицы.
Наглядный эксперимент

Его суть заключается в том, чтобы изучить особенности изображения. Это во многом даёт понять, какая матрица используется в основе устройства.

Есть несколько простых рекомендаций для определения типа матрицы.

Пользователю требуется сделать следующее:

Если это TN матрица, то при просмотре цветного изображения под разными углами, а также снизу и сверху, можно увидеть цветовые искажения. Картинка будет блёклой, белый фон начнёт желтеть под другим углом. Полностью чёрный цвет для TN матриц невозможен. Он будет тёмно-серым, но всё равно не чёрным.
Идентифицировать IPS матрицу проще всего с помощью чёрного изображения. Оно будет становиться фиолетовым, если отклонить взгляд относительно перпендикулярной оси.
Если все указанные особенности при просмотре изображений на дисплее будут отсутствовать, то тут есть два варианта. Либо это современная модификация IPS технологии, либо уже полноценная OLED матрица.
Определить OLED также несложно. Отличительной особенностью является отсутствие у таких мониторов ламп подсветки. А потому чёрный здесь будет абсолютно чёрным цветом, поскольку в этом случае пиксели полностью обесточены. Даже у самых продвинутых IPS матриц минимальная чёрная подсветка всё равно будет.

На чём остановить свой выбор, тут уже каждый пользователь должен решать самостоятельно.

Ещё важно понимать, что ориентироваться исключительно на тип матрицы не совсем правильно

Грамотный выбор монитора для ПК или дисплея в ноутбуке предполагает комплексный подход, где каждой характеристике уделяется особое внимание

При этом стоит ориентироваться на более современные решения, а также на наиболее актуальные модификации применяемых в мониторах матриц.

Основные типы мониторов

Панели IPS

Технология IPS была разработана, чтобы улучшить ограничения панелей TN — прежде всего, плохую цветопередачу и ограниченные углы обзора. В результате панели IPS намного лучше, чем TN в обеих этих областях.

В частности, панели IPS имеют значительно более высокие углы обзора, чем TN. Это означает, что Вы можете просматривать IPS-панели с крайних углов и при этом получать точную цветопередачу. В отличие от TN, Вы заметите очень небольшой сдвиг в цвете, когда будете смотреть на него с неидеальной точки зрения.

В то время как высокие частоты обновления обычно доступны для TN, все больше производителей выпускают панели IPS с частотой обновления 240 Гц. Например, 27-дюймовый 1080p ASUS VG279QM использует IPS-панель и поддерживает 280 Гц.

Ранее TN демонстрировали меньшую задержку ввода, чем любая другая панель, но технология IPS наконец-то догнала их. В июне 2019 года LG анонсировала свои новые мониторы Nano IPS UltraGear с временем отклика в одну миллисекунду.

Несмотря на сокращение разрыва в характеристиках, Вы все равно будете платить больше за панель IPS с таким низким временем отклика, чем за TN с аналогичными характеристиками. Если у Вас ограниченный бюджет, ожидайте время отклика около четырех миллисекунд для хорошего монитора IPS.

Последнее, что следует знать о панелях IPS, — это явление под названием «свечение IPS». Это когда Вы видите, что подсветка дисплея светится сквозь него под более экстремальными углами обзора. Это не большая проблема, если Вы не смотрите на панель сбоку, но об этом следует помнить.

VA

Принято считать компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским свойствам. То есть VA-экраны стоит немного дороже TN, но дешевле, чем IPS. При этом VA имеет лучшую цветопередачу и большие углы обзора, чем у TN, но чуть уступают в этих параметрах IPS. Однако, технология не лишена уникальных преимуществ. Например, такие матрицы отличаются высоким коэффициентом контрастности.

Если вам нужна игровая модель с VA, можно рассмотреть MSI Optix MAG272QP с экраном 27 дюймов, разрешением 2560×1440, временем отклика 1 мс.

У VA тоже есть подвиды:

Недостатки

Высокое время отклика по сравнению с TN
Плохая цветопередача по сравнению с IPS

Данная технология также делится на подвиды: например, MVA и PVA. Первая отличается увеличенными углами обзора, а вторая — альтернативное предложение от компании Samsung.

В целом, VA является универсальным решением, но мы рекомендуем данную матрицу геймерам, предпочитающим одиночные игры, в которых актуальность кадра не имеет решающего значения, как в многопользовательских проектах. Если денежный вопрос не стоит ребром, то можно доплатить за IPS с малым временем отклика.

TFT TN

Самая простая и доступная технология на сегодняшний день. Она стояла у истоков создания жидкокристаллических дисплеев, потому и имеет самые примитивные технические характеристики. Но в этом есть и плюс: мониторы с TFT стоят недорого, поэтому вполне можно позволить себе большую диагональ.

Но не стоит думать, то TN – это нечто устаревшее. Одно из главных достоинств таких матриц – очень небольшое время отклика. В современных моделях это менее 1 миллисекунды. Например, 28-дюймовый Samsung U28E590D с таким временем отклика можно купить за 17 000 руб.

Первыми высокочастотными мониторами тоже были TN. Так что неудивительно, что во многих геймерских сборках ПК оснащен именно TN-матрицей. Теперь и IPS, и VA могут похвастать высокой частотой обновления, но, опять-таки, они дороже аналогичных TN.

Низкая стоимость
Небольшое время отклика
Высокая частота обновления

Недостатки

Плохая цветопередача
Небольшие углы обзора

IPS

Прямой наследник первоначальной технологии TFT. Её альтернативное название — SFT, что расшифровывается, как Super Fine TFT. Дословно в переводе на русский — очень хороший TFT.

Этот тип матриц гораздо более прогрессивный, чем TFT TN. Мониторы или ноутбуки с IPS радуют большими углами обзора, насыщенной цветопередачей, хотя имеют большее время отклика. Как мы уже отмечали, можно найти IPS-монитор с небольшим временем отклика, но он будет дороже аналогичного TN. Например, Acer Nitro с диагональю 27 дюймов, максимальной частотой обновления кадров 144 Гц и временем отклика 1 мс будет стоить уже от 20 000 руб.

У IPS матриц существует множество подвидов, например: AS-IPS, AFFS, PLS, H-IPS и другие. Какие-то являются полной альтернативой от определенного бренда. В других сделан акцент на контрастности, в других — на цветопередаче. Но практически все (за редким исключением) объединяют вышеперечисленные достоинства и недостатки. А исходя из них, можно сделать вывод, что IPS в большей степени подходят для работы с изображением и просмотра фильмов. При большом времени отклика играть в онлайне будет не так комфортно, как с TFT TN.

Большие углы обзора
Отличная цветопередача
Высокая яркость

Недостатки

Иногда большое время отклика
Высокая цена

VA

У VA тоже есть подвиды:

Средняя цена
Высокая контрастность
Глубокий черный цвет

Недостатки

Высокое время отклика по сравнению с TN
Плохая цветопередача по сравнению с IPS

OLED

Самое свежее направление, которое базируется на органических светодиодах. Здесь нет подсветки как таковой: каждый пиксель светится самостоятельно. Соответственно, проще достичь идеально черного цвета, поскольку для этого необходимо просто не включать определенные светодиоды. OLED-матрицы обеспечивают наилучший контраст среди конкурентов. Но как и все инновационное, такие решения стоят дорого. Да и выбор пока совсем невелик, так что серьезной конкуренции пока не возникло.

Недостатки

Невероятно высокая цена
Небольшое количество предложений
Синие диоды рассчитаны на меньший срок службы, чем красные и зеленые

OLED классифицируется как и другие матрицы: PMOLED и AMOLED. Первый практически не используется, а второй активно применяется в том числе в смартфонах. В качестве альтернативы компания Samsung предлагает технологию QLED, базирующуюся на квантовых точках. Хотя такие матрицы часто сравнивают с OLED, на самом деле они ближе к IPS. Но тоже дают близкое к идеальному изображение: идеальный черный, яркие и контрастные цвета.

Матрица телевизора.

Цветопередача матриц TN и IPS

Цветопередача у TN-матриц тоже довольно-таки средняя. И это так же обусловлено особенностями работы субпикселей. На TN-матрицах невозможно добиться абсолютного чёрного и абсолютного белого цветов.

И чёрный, и белый цвета на TN-матрицах выглядят лишь оттенками серого. Из-за этого контрастность – как статическая, так и динамическая – становится очень низкой. Остальные цвета отображаются нормально, но из-за этого неприятного эффекта они также выглядят очень тусклыми.

Конечно, на IPS-матрицах добиться абсолютно чёрного также невозможно. Из-за особенностей работы подсветки, наиболее ярко проявляющихся на экранах с технологией Edge LED, чёрный выглядит как тёмно-тёмно-серый. А вот белый – практически абсолютный. Именно поэтому насыщенность оттенков кажется большей.

Кроме того, IPS-матрицы можно откалибровать под sRGB или определённую гамму. Именно поэтому многие специалисты в области графики (художники, фотографы, дизайнеры) выбирают мониторы с именно таким типом экрана.

Победитель: IPS-матрица.

Принцип работы жидкокристаллических экранов

Работа жидкокристаллических матриц основана на таком свойстве света, как поляризация. Обычный свет является неполяризованным, т.е. амплитуды его волн лежат в огромном множестве плоскостей. Однако существуют вещества, способные пропускать свет только с одной плоскости. Эти вещества называют поляризаторами, поскольку прошедший сквозь них свет становится поляризованным только в одной плоскости.

Если взять два поляризатора, плоскости поляризации которых расположены под углом 90° друг к другу, свет через них пройти не сможет. Если же расположить между ними что-то, что сможет повернуть вектор поляризации света на нужный угол, мы получим возможность управлять яркостью свечения, гасить и зажигать свет так, как нам хочется. Таков, если описывать вкратце, принцип работы ЖК-матрицы. Конкретную реализацию этого принципа в разных матрицах мы рассмотрим ниже.

В упрощенном виде матрица жидкокристаллического дисплея состоит из следующих частей:

Что представляет собой LED IPS

LED IPS – обновленная версия TFT-матрицы с измененными структурой и принципом работы затворов (кристаллов). Впервые технология была реализована в 1996 году японскими промышленными гигантами NEC и Hitachi. С тех пор в мире выпускается масса модификаций: Н-IPS, AS-IPS, PLS, AFFS, – с улучшенными углами обзора и временем смены кадра, увеличенной контрастностью.

IPS (In-PlaneSwitching) – технология изготовления жидкокристаллических матриц, где поляризационные фильтры субпикселей выстроены в горизонтальный ряд относительно зрителя, и поворачиваются на определенный угол со множеством комбинаций. Меняя напряжение на микротранзисторах, можно получать различную яркость и оттенок отдельных пикселей, что в разы улучшает цветопередачу на 10 бит. Визуально сетка пикселей отличается от TFT-TN, имея вид шевронов с четким разделением горизонтальных рядов.

Как работает IPS

Работа поляризационных фильтров субпикселей

Принцип работы IPS-матриц схож с обычными TFT. Для отображения широкого спектра оттенков кристаллы взаимно поворачиваются на определенный угол. Также можно получать локальное затемнение, что, вместе с технологией динамической подсветки Direct LED, дает хороший уровень контрастности.

При отсутствии напряжения на субпикселе его поляризационный фильтр находится в закрытом положении (не пропускает свет), в отличие от TFT-TN. Это придает черному цвету насыщенности, но, из-за большего расстояния между вертикальными рядами пикселей, свет проходит мимо кристаллов, отчего появляется легкая синева по всей площади матрицы. В некоторых модернизациях (например, IPS-AFFS) этот эффект полностью устранен.

Особенности и преимущества IPS

Данный тип матрицы востребован за его чистую цветопередачу при просмотре под любым углом. На экран IPS можно комфортно смотреть под углом почти 180°, чего вполне достаточно для любого стационарного и мобильного устройства. Цвета не искажаются, а картинка почти не пересвечивается в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

За счет более точного многопозиционного переключения фильтров субпикселей матрица выдает более 1 млрд. оттенков в 10 bit с поддержкой HDR. Экраны этой технологии ценятся графическими дизайнерами, фотографами и кинолюбителями за глубокий черный цвет (лучше TFT-TN, но до OLED все равно не дотягивает).

Главный минус IPS – низкая скорость отклика матрицы на видеосигнал, всего 10-20 мс на простейших устройствах, и 5 мс на профессиональных. Причина заключается в необходимости поворота большего числа поляризаторов на заданный угол. Обычно притормаживание кадра трудно заметить, но в динамических сценах фильма или игры проблема становится явной.

Несмотря на то, что IPS стоит дороже, чем TFT-TN, первый тип матрицы более «живуч». Так, механическое повреждение или выгорание субпикселя приведет к его затемнению, что с большого расстояния можно и не заметить. В классических TFT бракованные пиксели светятся белым, и могут вывести из строя всю строку на экране, что приведет к непригодности устройства.

IPS потребляет больше электроэнергии, в сравнении с TN, из-за сложной системы управления субпикселями. Для мониторов и телевизоров с питанием от сети это не является недостатком, а вот мобильные устройства с аккумулятором несколько ограничиваются в автономности.

Если кратко, то IPS имеет такие преимущества:

широкоугольный обзор экрана до 178° без искажения цветов;
матрица отображает до 1 073 741 824 оттенков (10-bit) и эффективно совмещается с технологиями повышения контраста Direct-LED, HDR;
умеренная глубина черного цвета за счет перекрытия транзисторов без подачи напряжения (кроме бюджетных и старых моделей);
потеря пикселей менее критична для восприятия картинки.

Панели VA

Панели VA являются чем-то вроде компромисса между TN и IPS. Они предлагают лучшие коэффициенты контрастности, поэтому производители телевизоров широко их используют. Хотя IPS-монитор обычно имеет контрастность 1000:1, нередко можно увидеть 3000:1 или 6000 1 на сопоставимой панели VA.

Что касается углов обзора, то они не всегда соответствуют производительности панелей IPS. В частности, яркость экрана может варьироваться в зависимости от угла просмотра, но Вы не получите «свечение IPS».

У VA более медленное время отклика, чем у TN и более новых панелей Nano IPS с частотой отклика в одну миллисекунду. Вы можете найти мониторы VA с высокой частотой обновления (240 Гц), но задержка может привести к большому размытию изображения. По этой причине геймеры должны избегать VA.

По сравнению с TN, панели VA предлагают намного лучшую цветопередачу и обычно охватывают весь спектр sRGB, даже на младших моделях. Если Вы готовы потратить немного больше, панели Samsung Quantum Dot SVA могут охватить 125% sRGB.

По этим причинам панели VA считаются мастером на все руки. Они идеально подходят для общего использования, но они либо совпадают, либо не соответствуют большинству других областей, кроме контрастности. VA хороши для геймеров, которым нравится одиночный опыт.

Тем не менее, профессионалы в области медиа предпочитают панели IPS, потому что они отображают более широкий спектр цветов.