Виды жидкокристаллических матриц, их отличия и особенности

В чем разница между IPS и VA

Оба типа доминируют на рынке ЖК телевизоров и постепенно вытесняют TFT TN+film из ниши компьютерных мониторов. Знание об их строении и отличиях необходимо всякому, кто желает заполучить устройство с лучшими характеристиками, за приблизительно равную сумму.

VA расшифровывается как Vertical Alignment – выравнивание по вертикали. IPS (In-Plane Switching) – планарное переключение. Хотя оба типа матриц схожи по принципу работы – пропуску потока света через цветовые фильтра и блоки разноцветных пикселей, каждая делает это по-своему, что влияет на работу и характеристики в целом.

У VA матрицы кристаллы равняются по вертикальной оси, а при заряде они перемещаются в горизонтальной плоскости. В IPS все наоборот: кристаллы ориентированы вдоль горизонтальной оси и, соответственно, могут перемещаться только в вертикальной плоскости.

В заряженном состоянии кристаллы вращаются, пропуская или блокируя поток света. Так как в VA они имеют более компактную структуру, то и свет могут блокировать лучше, однако при этом уменьшается угол обзора экрана. IPS же, компенсируя в этом отношении, имеют меньшую контрастность и уровень черного цвета.

Чему отдать предпочтение

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.

Все мы пользуемся компьютерами, незаменимой частью которых являются мониторы. От правильного выбора монитора зависит и сохранение стопроцентного зрения, и уровень комфорта при работе. Ни в коем случае не стоит экономить на мониторе, потому что зрение ни за какие деньги не купишь.

При выборе монитора для себя, начинать стоит с определения типа матрицы
, на базе которой будет собран Ваш будущий монитор. Стоти помнить, что разные типы матриц лучше подходят для того или иного типа работ. Далее следует определиться с диагональю
экрана. Здесь многое зависит от количества свободного места на рабочем столе, которое Вы сможете отвести под монитор. Не стоит приобретать слишком большую диагональ (это всё-таки не телевизор), но и мелочиться тоже нет надобности – у Вас просто возникнут трудности с чтением мелкого текста. Особенно это касается пользователей с плохим зрением.

Что касается производителей мониторов, то их на рынке довольно много, предлагают модели разного качества и дизайна. Всё зависит от личных предпочтений и наличия в ассортименте. К тому же, всегда можно почитать в интернете обзоры конкретных моделей мониторов.

Начнём с выбора типы матрицы. Существует огромное количество типов матриц, на базе которых создаются мониторы, однако основными являются TN
, IPS
и VA
. Все остальные являются их различными модификациями. Также в последнее время набирают популярность PLS
матрицы, но стоят они пока что неоправданно дорого.

История VA матрицы

Впервые технология VA была анонсирована в 1996 году. Это сделала компания Fujitsu, которая придумала новый способ создания жидкокристаллических матриц. Разработка данной технологии была вынужденной мерой, которая должна была помочь японскому гиганту наладить выпуск прогрессивных дисплеев по весьма привлекательной цене. Можно сказать, что это плавная и качественная эволюция TN-матрицы, ведь в то время производить IPS-экраны считалось очень дорогим удовольствием.

Спустя некоторое время Fujitsu представила доработанную технологию — MVA. Здесь были улучшены углы обзора не только по горизонтали, но и вертикали. MVA-матрицы стали очень быстрыми благодаря небольшому времени отклика. Черный цвет оказался по-настоящему глубоким. Сегодня аналогичные решения на базе VA-технологии предлагают некоторые крупные корпорации. Например, Samsung занимается выпуском современных матриц PVA, Sharp изготавливает ASV-дисплеи, а Sony вместе с тем же Samsung наладили производство технологичных экранов Super PVA (S-PVA).

Технология изготовления VA матриц

«Вертикальное выравнивание» уже говорит, что здесь кристаллы находятся в перпендикулярном положении к фильтрам. Поэтому в стандартном положении поляризованный свет без проблем проходит через жидкие кристаллы, но из самой матрицы уже не выходит. Второй поляризатор наглухо блокирует свет, что делает черный цвет по-настоящему глубоким и качественным.

Когда же напряжение подается, то кристаллы моментально отклоняются на 90 градусов, чтобы через второй фильтр прошла часть света. К сожалению, первые VA-матрицы серьезно искажали цветовую гамму, когда речь заходила о небольшой горизонтальной смене угла обзора. Получается, что единственно правильный цвет можно было увидеть только в строго определенном положении. Если же, например, смотреть на кристаллы сверху, то остается виден свет, который проходит через их верхние части. Аналогичная ситуация и со смещением в боковую сторону. В результате от угла обзора сильно зависело качество картинки.

Многие имеющиеся проблемы сумела исправить технология MVA, которая является доработанной версией VA. При этом был осуществлен плавный переход на «многодоменную структуру». Все ячейки получили дублированные кристаллы. Когда напряжение подается, то кристаллы начинают отклоняться сразу в две разные стороны. Что касается поляризационных фильтров, то и они оказались обновлены и доработаны. Все это вместе позволило улучшить цветопередачу под разными углами обзора.

Что выбрать — глянцевый или матовый дисплей?

Осталось рассмотреть вопрос, какой экран лучше — матовый или глянцевый для телевизора, почему. Тут выбор зависит от места в квартире, где будет повешена техника, личных ощущений.

На глянце картинка выглядит яркой и четкой. Матовые дисплеи создают эффект тумана, что может оказаться неприятным для глаз.

Но зато в светлых помещениях, куда попадает много солнечного света (особенно в сторону техники), комфортнее смотреть ТВ с матовым монитором. На его поверхности меньше бликов, значит, искажений.

Дать однозначный ответ на вопрос, какой экран телевизора лучше, довольно сложно. Ведь при выборе большое значение имеет размер монитора, бюджет, личные восприятия, назначение техники и даже то, в какой комнате она будет эксплуатироваться

Но если качество воспроизводимой картинки и ощущения от просмотра динамических сцен важно, стоит присмотреться к LCD LED или OLED вариантам

Выбор монитора в 2020 году – какая матрица лучше TN, VA или IPS

Купить хороший монитор очень просто. Нужно выбрать модель подороже и заплатить за неё несколько тысяч долларов. Вот только, что делать, если у вас нет таких денег или же вы не готовы с ними расставаться. В этом случае стоит разбираться в технологиях, которые присутствуют на рынке в настоящее время. Итак, мониторы представлены следующими типами матриц: TN, VA и IPS. Именно на их основе делают дисплеи ноутбуков, смартфонов и других гаджетов. Есть и другие, но они пока не представлены несколькими моделями для гиков.

Особенно актуальна проблема выбора монитора в новогодние праздники. Дедушка Мороз норовит подарить хорошим мальчикам какую-то полезную вещь, и только от вас зависит, сделает ли старик правильный выбор, или вы ещё долго будите вспоминать его необдуманный шаг, вытирая слёзы после часового сидения за монитором. Приступим же. На дворе 2020 год. Какой монитор выбрать: дорогой на IPS, дешёвый на TN или сбалансированный на VA. Давайте пройдёмся по основным характеристикам.

Углы обзора. TN имеет просто ужасные углы обзора со значительным смещением цвета и контраста как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. IPS имеют практически идеальные углы обзора, именно поэтому большая часть профессиональных мониторов относятся к этому классу. С VA всё не так просто: самое главное здесь – выбрать правильную модель. На рынке есть мониторы, практически не уступающие IPS по этой характеристике, а есть и такие, которые немногим лучше своих собратьев с матрицей TN.

Цветовая гамма. По этому показателю различий между VA и IPS почти нет. Обе технологии дают охват до 125% sRGB и могут демонстрировать высокие показатели в DCI-P3. Вот только речь идёт о дорогих качественных мониторах, ведь у IPS есть в кармане несколько козырей, благодаря которым профессионалы могут получить 100% охват DCI-P3 и Adobe RGB. TN плетётся в хвосте, с трудом доходя до показателя в 100% sRGB.

Время отклика. Долгое время эта характеристика выгодно отличала мониторы, построенные на TN-матрице. Однако, в последнее время производители научились делать дисплеи VA и IPS с очень низким временем отклика, которое позволяет комфортно чувствовать себя как в однопользовательских играх, так и в скоростных многопользовательских шутерах.

С основами мы разобрались. Некоторые эксперты предлагают считать TN самой слабой технологией. VA – золотой серединой, а IPS – матрицей для эстетов, которые предпочитают естественную цветопередачу. Соответственно, согласно этим представлениям, TN – для самых дешёвых мониторов, VA – как компромисс, а IPS тем, у кого водятся лишние деньги. Нельзя сказать, что в этом утверждении нет здравого зерна, однако, не всё так просто. Многие из тех, кто никогда не видел в работе 244-герцовую матрицу, заявляют, что она не даёт никаких видимых преимуществ. Точно также, как нет разницы между четырьмя миллисекундами и 8 миллисекундами. Якобы человеческий глаз не видит различий. Давайте взглянем на небольшое видео.

Уже решили бежать в магазин за таким 240-герцовым монитором? Постойте, это ещё не всё. Есть такая полезная штука, как технология адаптивной синхронизации изображения. В настоящее время она представлена двумя вариантами: G-Sync и FreeSync. Это крайне полезная технология, которая позволяет делать картинку «целой», без неприятных разрывов и артефактов. Адепты Nvidia в один голос заявляют, что самая продвинутая и правильная, конечно же G-Sync. Однако, в последнее время FreeSync не только набирает обороты, но и может стать единым стандартом, ведь сама Nvidia открыла своим картам поддержку красной технологии. Посмотрите немного ниже, как она работает.

Если вы впечатлены, то стоит помнить ещё об одном: у каждого человека различное восприятие цвета. У мужчин заметно хуже, чем у женщин. При этом, совсем небольшое количество людей видит заветные 100% sRGB. Именно здесь встают два наиболее важных вопроса: цена и предназначение. Если у пользователя есть возможность заплатить за дорогой монитор с технологией IPS, то он полностью имеет право потом рассказывать, насколько его покупка оправдана, а также о том, что 240 Гц ему без надобности. Профессионал подбирает монитор исходя из своих потребностей, а геймер должен как следует поразмыслить: брать в 2020 году недорогой монитор, лишённый технологических наворотов последних пяти лет, или получить максимум из возможного.

Что означает тип матрицы экрана TFT и IPS

Дмитрий Грушин

Имеет многолетний опыт в продажах и настройках различных гаджетов. Следит за новинками и тенденциями в сфере электроники и технологий.

Задать вопрос

Сразу хочется отметить, что сравнивать две технологии неправильно. Причина проста: параллельное размещение кристаллов – один из видов TFT. Это один из тех случаев, когда произошла подмена понятий. Однако на рынке отечественных устройств в основном используется устройства TN-ТФТ, которая существенно отличается от других стандартов. В данном случае можно делать вывод, какой экран лучше TFT или IPS. Разберем терминологию.

ТН-ТФТ – создание транзисторов с тонкими пленками, которые формируют поверхность. При таком размещении, без подачи давления, внутренние элементы разворачиваются друг к другу под прямым углом между двумя пластинами в горизонтальной плоскости. Форма размещения – спираль, из-за чего при подаче напряжения сквозь них происходит образование черных пикселей. Без подачи напряжения пиксели остаются белыми.

ИПС – создание жидкокристаллической поверхности при помощи транзисторов с тонкими пленками. Принцип размещения элементов внутри – параллельная, вдоль одной плоскости. Тут и заключается главное отличие – в ТФТ кристаллы расположены спирально. Без подачи напряжение они не приобретают цвет, потому что не произойдет поворот.

TFT-TN

Является старейшим видом матриц, но до сих пор занимает значительную часть рынка, не сдавая собственных позиций. Конкретно продукции TN в доступе давно нет, поэтому остались лишь модифицированные версии. Обновление схемы позволяет увеличить углы обзора по горизонту до 150 градусов, однако вертикальные углы такими цифрами похвастаться не могут. По вертикали отклонения даже в десять градусов начинают изменять цвета, в некоторых случаях они даже инвертируются. Большинство поверхностей охватывают максимум 30% sRGB, чего не достаточно для цветокоррекции.

Еще одним минусом является низкий показатель яркости, который редко превышает 150 Кд/м2, чего не хватит для работы в помещении.

На первый взгляд кажется, что старые схемы уже не нужны на рынке, но это не так. За счет быстрой реакции и минимального времени отклика они нашли свое место в премиальных геймерских устройствах. Редко задержка превышает одну мс, что выводит почти 1000 кадров за секунду.

К сожалению, современные мониторы такого типа обойдутся покупателю почти в 500$.

IPS

Начали свой путь с мобильных телефонов, где не требовались большие углы обзора (как у ТФТ), и хватало минимальных значений. За последние 3 года стоимость снизилась несколько раз, и теперь она встречается даже в самых дешевых компьютерах.

В параллельной схеме есть два преимущества:

1. Широкоформатный просмотр. Угол обзора составляет почти 180 градусов, причем показатели для горизонтали и вертикали не отличаются.
2. Охват цветовой палитры. Даже бюджетные модели охватывают почти 100% sRGB.

Конечно же, есть и недостатки:

1. Контрастность. Показатель не превышает 1000 к 1, что немного влияет на некоторые цвета. Например, черный не очень похож на черный (glow-эффект).
2. Время отклика. На одну операцию внутренние элементы реагирует примерно 45 мс, что позволяет выдавать максимум 30 кадров в секунду. Сейчас ситуация немного изменилась, система работы “откликается” не более 6 мс, что поднимает показатель до 150 кадров в секунду. Этого вполне хватит для запуска ресурсоемких игр.

Таким образом, основная разница между IPS и TFT-IPS заключается во времени отклика и градусах обзора.

Цветовой охват и глубина цвета

Для профессиональной работы важна ширина цветового охвата. Для работы с графикой достаточным считается охват более 95% sRGB. Мониторы с меньшим процентом дают блёклое, ненасыщенное изображение.

Дорогие модели мониторов способны приблизиться к охвату Adobe RGB, который гораздо шире, чем sRGB. Однако, настолько широкий цветовой охват требуется только в определённых сферах работ и фотографам он, как правило, не только не нужен, но и может быть вреден. Дело в том, что изображения на мониторах с расширенным цветовым охватом в программах, не поддерживающих управление цветом, выглядят более насыщенно. Поэтому, велик риск сделать на нём картинку, которая будет смотреться бледно на стандартных мониторах.

Глубина цвета

Если цветовой охват — это диапазон цветов, который способен отобразить монитор, то глубина цвета — это градации диапазона. Все мониторы с IPS-матрицами могут обеспечить 8-битную глубину на цветовую компоненту, что соответствует 16 миллионам цветов. Более профессиональные и дорогие мониторы обладают 10-битной глубиной и способны отобразить более миллиарда цветов. Большинство из них, фактически, являются 8-битными, а расширение глубины цветопередачи до 10 бит происходит при помощитехнологии FRC.

Воспользоваться преимуществом большой цветовой глубины можно только в случае, когда монитор подключён к компьютеру через интерфейс DisplayPort, поскольку HDMI и DVI обеспечивают передачу не более 8 бит на цветовую компоненту. Не смотря на кажущуюся избыточность 10-битной глубины, она способна обеспечить наиболее плавное отображение полутонов и точную цветовую детализацию изображения, что нередко требуется в профессиональной фотографической деятельности.

Кстати, существуют очень дешёвые IPS-матрицы, которые часто устанавливают в ноутбуки. Подобные матрицы являются 6-битными, с расширенной до 8 бит глубиной при помощи той же технологии FRC. Качество отображения градиентов у таких матриц весьма посредственное, и некоторые люди способны замечать еле заметное, но раздражающее мерцание некоторых цветов.

Подробнее о цветовых пространствах вы можете прочитать в статье «sRGB, Adobe RGB и ProPhoto RGB: ускоренный курс по цветовым пространствам«.

Лучшие телевизоры

Нужно ответственно подходить к выбору телевизору. Такое устройство более дорогостоящее, поэтому заменить телевизор по первой потребности удастся не всем.

Рейтинг основан на отзывах покупателей. Как и в случае с мониторами, они располагаются в порядке убывания по популярности.

Топ 5 телевизоров С IPS матрицей

В таких телевизорах главная особенность – работа кристаллов в одной и той же плоскости между подложкой и поляризатором. Картинка отображается стабильно под любым углом наклона.

Нужно понимать, что все перечисленные модели объединяет 1 важный недостаток. Черные оттенки тускловатые. Именно поэтому может быть испорчено впечатление от просмотра слишком темных фильмов.

Топ 5 телевизоров С VA матрицей

В таких телевизорах цвета более насыщенные и контрастные. Однако страдает угол обзора. Лучшие модели с матрицей VA описаны в таблице.

Матрицы VA и IPS имеют свои как преимущества, так и недостатки. При выборе лучше учитывать, как именно устройство будет использоваться.

Все виды матриц

• LCD (liquid crystal display) — в переводе с английского экран на основе жидких кристаллов, ЖК-экран или ЖКИ. Многие производители на своих мониторах помечают метками экран LCD, ЖК и TFT. LCD обозначают категорию экранов, к которой имеет отношение и TFT с небольшой особенностью.
• LCD – это дисплей, в плоской основе которого расположены жидкие кристаллы. Так называемый «нулевой пациент».
• TFT – представляет собой панель на основе LCD-дисплея с той единственной отличительной чертой, что для изготовления панели используются тонкопленочные транзисторы.

С категорией и ее ответвлением разобрались.  Чтобы сделать правильный выбор какой тип матрицы лучше для монитора, нужно все их знать:

• TN (Twisted Nematic) – одна из первых разработок, что уступает практически во всех характеристикам следующим типам матриц. Но матрица и ее модификации остаются востребованными и сейчас (об этом ниже). Главными преимуществами TN является минимальное время отклика и дешевизна.
• IPS (In—Plane Switching) – самый распространенный тип матрицы из-за своих характеристик. Самая главная из них – угол обзора достигает 178 градусов (максимальный показатель среди всех).
• PLS (Plane to Line Switching) – разработка Samsung, базируемая на матрице IPS. Отличия от предшественницы – увеличение яркости (1100 кд/м2, на 100 больше IPS), отсутствие мерцания, что лучше для глаз, и более сочные цвета.
• VA (Vertical Alignment) – использование вертикальной формы выравнивания жидких кристаллов в матрице поспособствовало отображению более глубокого черного цвета, чем у IPS. Из-за этой особенности, экран пришелся по вкусу веб-дизайнерам, художникам и людям, предрасположенным к искусству.

Из этих типов выделяют популярные модификации матриц, которые можно встретить на рынке:

• TN + Film – это все та же TN, только с дополнительным слоем для приятного просмотра видео.
• MVA – усовершенствованная версия VA. Чтобы добиться более глубокого черного, технология работы с кристаллами VA предрасполагала их выравнивание в горизонтальное положение электрическим полем. А подсветка в таком положении не проходила через слои панели, чем был устранен эффект засвета. MVA пошли дальше и стали разбивать субпиксели на несколько зон. Сейчас используются 4 зоны для одной ячейки. Ориентация кристаллов в каждой из зон происходит так, что они «работают» независимо друг от друга. При просмотре под разными углами наблюдается все тот же «глубокий черный» без искажений цветопередачи.
• WVA – ответвление VA, основной показатель которого – достижение угла обзора в 178 градусов, как у IPS. Что касается других характеристик, WVA уступает IPS, хотя «на глаз» заметить их очень сложно.
• PVA – разновидность TFT MVA для достижения «более глубокого чёрного цвета», применяемой Samsung в своих экранах. Естественно, секрет производства не раскрывается.

Какую матрицу лучше выбрать для телевизора?

Выбор стоит делать исходя из своих требований:

• если в телевизоре важен угол обзора (к примеру, техника нужна для кухни), то отдайте предпочтение матрице IPS;
• когда высокая требовательность к цветопередаче, то оптимальнее всего выбрать панель с системой VA;
• если вам нужен бюджетный вариант, и вы не являетесь «телевизионным гурманом» с очень высокими требованиями, лучшим вариантом станет TN-матрица;
• за лучшим качеством изображения нужно обращаться к QLED и OLED (но стоит помнить, что цена таких телевизоров высока), в случае покупки OLED-матрицы выбирайте без дополнительного белого светодиода (будет больше видна контрастность и угол обзора).

Чтобы не ошибиться с выбором, уточняйте модификацию телевизора у продавцов, и перед покупкой тщательно ознакомьтесь с техническими характеристиками.

Матрица TN, TN+film

Тип матрицы TN является одной из самых распространенных и в то же время это весьма устаревшая по современным меркам технология их изготовления. Именно с этой разновидности матриц началось победное шествие жидкокристаллических смену электронно-лучевым трубкам. Стоит отметить, что единственное неоспоримое их преимущество — это крайне малое время отклика и по этому параметру они превосходят даже более современные аналоги. Остальными критически важными для монитора параметрами — контрастностью изображения, его яркостью и допустимыми углами обзора, увы, данный тип матриц не отличается. К тому же стоимость мониторов на основе этой разработки невысокая и можно сказать что это еще один плюс технологии «Twisted Nematic».
Причина основных недостатков «Twisted Nematic» кроется в самой технологии их производства и строении оптических элементов. В матрицах TN кристаллы между электродами (каждый из которых представляет собою отдельный пиксель видимой зоны) располагаются в виде спирали при подаче на них напряжения. От степени ее закругления зависит количество проходящего сквозь нее света, а из множества таких элементов и формируется картинка на экране. Но ввиду неравномерности формирования спирали в каждом элементе матрицы очень падает уровень контрастности выводимого на нее изображения (рис. 1). А учитывая то, что преломление света при прохождении сквозь сформированную спираль сильно отличается от направления взгляда, то угол обзора такой матрицы весьма невелик.

Сравнение углов обзора для разных типов матриц

Нам ничего не стоило немного “погуглить” и приложить следующие изображения с иллюстрацией изменения картинки в зависимости от угла обзора.

Самый наглядный пример – это монитор LG L203WT с IPS (справа) и TN (слева) матрицей.

Здесь очень хорошо видно, как угол обзора искажает цветопередачу на мониторе с TN матрицей, и картинка становится мутной и неестественной.

Что же касается VA матрицы, то для наглядности сгодится следующий пример:

Слева – монитор NEC24UXi с IPS матрицей, справа DELL 2407WFP HC с PVA. Как видите, то картинка под прямым углом выглядит нормально на обоих мониторах. Однако при просмотре под углом цвета на VA мониторе сильно искажаются, в то время как картинка на IPS выглядит естественно.

От чего зависит выбор матрицы

Прежде чем установить в телевизор тот или иной тип матриц, разработчики изучают массу факторов. Можно затронуть два основных. Если предполагается недорогой сегмент с 24 или 32-дюмовым экраном, то это обычно матрица TN.  Хотя встречаются аналогичные модели на 43, 50 дюймов.

На премиальных экземплярах tv, стоят матрицы покруче – TFT, IPS или *VA. Тут и диагональ экрана уже идет по нарастающей ‒ от 55 дюймов и выше. Контраст на экране более динамичен. Но не исключено, что и в огромном телевизоре lg может стоять, например, TN-матрица. Это можно легко узнать, если посмотреть на цену прибора.