Преимущества и недостатки TFT TN
Одной из первых технологий, на основании которой и сегодня производятся дисплеи, является TN+film (Twisted Nematic + Film). Это очень распространенный и недорогой вид матриц, который с каждым годом совершенствуется.
Главным преимуществом считается то, что выпуск TN мониторов доведен до совершенства и это позволяет существенно снизить его себестоимость. Малое время отклика матрицы позволяет без искажений просматривать динамические сцены на жидкокристаллических мониторах с технологией TN+film.
Однако у этих мониторов есть ряд отрицательных качеств, таких как:
· низкая цветопередача ввиду малого количества данных на каждый канал (6 бит);
· малая контрастность из-за особенности расположения жидких кристаллов в дисплее;
· низкие показатели по углам обзора экрана;
· высокая вероятность появления «битых пикселей».
Преимущества и недостатки TFT IPS
Более новой разработкой в области производства мониторов является технология IPS (in-plane switching). Данный вид дисплеев был изобретен, чтобы устранить недостатки предыдущих моделей.
Основными преимуществами данной технологии являются:
· улучшенная цветопередача (8 бит на канал);
· расширенные углы обзора, достигающие 178 градусов с любой точки;
· почти эталонный черный цвет.
Но все же у мониторов с IPS матрицей есть и негативные стороны, такие как:
· невысокие показатели яркости и контрастности, вследствие особенности размещения управляющих электродов;
· плохие показатели времени отклика матрицы;
· относительная дороговизна.
Каждая из описанных технологий имеет свои достоинства и негативные особенности. Но сейчас производство дисплеев находится на высоком уровне и отличия мониторов с разными технологиями становятся не столь критичными, что значительно облегчает выбор при покупке.
Как в принципе устроена ЖК-панель
Во всякой ЖК-матрице вся поверхность ещё при изготовлении заранее поделена на пиксели/субпиксели (под последними понимается триада более мелких монохромных пикселей зелёного, синего и красного цветов, расположенных рядом и организующих вместе «цветной» пиксель, отображающий ровно одну точку изображения).
Устройство подсветки (сейчас это обычно «белые» светодиоды, а ещё совсем недавно для этих целей применялись сверхтонкие высоковольтные люминесцентные лампы) создаёт общий «белый» световой поток, а назначение субпикселей — вовремя «открывать и закрывать световые двери» для каждой составляющей общего цвета, чтобы в итоге на экране нужный пиксель засветился «правильным» цветом. Собственно, разные типы/технологии ЖК-матриц и отличаются в основном только тем, как у них организованы эти «двери для света».
Устройство ЖК-панели
Что скрывается за аббревиатурой TN
Для понимания работы Twisted Nematic (а именно так расшифровываются буквы «TN») нам потребуется вспомнить, что световой поток может иметь такую характеристику как поляризация — для этого обычный свет достаточно пропустить через фильтр-поляризатор. Поляризованный свет обладает одним интересны свойством: если его попытаться пропустить через другой фильтр-поляризатор, но с плоскостью поляризации повёрнутой на 90° относительно поляризации изначального светового луча, то такой свет через фильтр не пройдёт (желающие могут взять пару сменных поляризационных фильтров, используемых в профессиональной фотографии для подавления бликов и «поиграться» с ними — это весьма поучительно!)
TN
Жидкие нематические кристаллы обладают массой интересных свойств, но нам сейчас будет интересно лишь одно из них: при «правильной» ориентации своих молекул они могут разворачивать плоскость поляризации проходящего сквозь них света. Таким образом, если взять два скрещенных поляризатора и между ними поместить управляемый электрическим полем нематик, то быстро переключая поле можно заставлять его менять в нужные моменты времени поляризацию подсветки — из-за чего она то будет «просачиваться наружу», то нет.
Поскольку такая «световая дверь» может работать очень быстро, на её основе можно создать хороший цветной дисплей, однако есть нюанс: при отклонении наблюдателя от оси прохождения света через матрицу (обычно она строго перпендикулярна его поверхности) видимые цвета/контрастность резко «поплывут» — и именно с этим явлением в первую очередь и борются фирмы-«улучшатели» TN-матриц и конкурирующие с ней технологии.
Какие ухищрения использовали изобретатели IPS
В технологии In-Plane Switching (она также известна под наименованием Super Fine TFT или просто SFT) основное конструкционное отличие от Twisted Nematic в том, что молекулы жидкого кристалла не образуют эдакую «винтовую лестницу » как в нематической матрице, а при переключении «поворачиваются строем», все разом — из-за чего резко улучшаются углы обзора/цветопередача, но существенно страдает быстродействие: ведь теперь нужно не «довернуть на чуть-чуть» молекулы жидкого кристалла в каждом из его слоёв, а заставить их всех немедленно сделать нужный поворот на 90° во всех слоях!
In-Plane Switching
Подведём итоги
В обеих технологиях используются жидкие кристаллы и их способность влиять на такую характеристику проходящего сквозь них света как поляризация, однако реализовано это по-разному, что приводит к существенным отличиям по целому ряду потребительских характеристик ЖК-матриц на их основе:
1. При равной толщине жидкокристаллического слоя, напряжении и т.д. TN-матрица переключается существенно быстрее, чем IPS-матрица.
2. Из-за «более кардинального» изменения ориентации молекул в IPS-матрице она потребляет больше энергии при работе, чем TN-матрица.
3. Углы обзора (в обеих плоскостях), контрастность, цветопередача и глубина чёрного цвета у IPS-матриц как правило существенно лучше.
4. Поскольку TN-матрицу изготовить в целом проще, то и по цене она обходится дешевле «конкуренток».
5. «Битый» (то есть утративший внешнее управление) пиксель будет выглядеть на этих матрицах по-разному: «белой» точкой на TN-матрице и «чёрной» — на IPS-матрице.