Sammenligning af IPS-matricer. Overvåg, hvilken type matrix du skal vælge

Det handler altid først og fremmest om at vælge typen af ​​monitormatrix. Og når du allerede har besluttet, hvilken type matrix du skal bruge, kan du gå videre til andre egenskaber ved skærmen. I denne artikel vil vi se på hovedtyperne af monitormatricer, der i øjeblikket bruges af producenter.

Nu på markedet kan du finde skærme med følgende typer matricer:

• TN+film (Twisted Nematic + film)
• IPS (SFT – Super Fine TFT)
• *VA (Lodret justering)
• PLS (Plane-to-Line Switching)

Lad os overveje alle typer monitormatricer i rækkefølge.

TN+film– den enkleste og billigste matrixoprettelsesteknologi at producere. På grund af sin lave pris er den mest populær. For blot et par år siden brugte næsten 100 procent af alle skærme denne teknologi. Og kun avancerede fagfolk, der havde brug for skærme af høj kvalitet, købte enheder baseret på andre teknologier. Nu har situationen ændret sig lidt, skærme er blevet billigere og TN+film-matricer mister deres popularitet.

Fordele og ulemper ved TN+film matricer:

• Lav pris
• God responshastighed
• Dårlige betragtningsvinkler
• Lav kontrast
• Dårlig farvegengivelse

IPS

IPS– den mest avancerede type matricer. Denne teknologi er udviklet af Hitachi og NEC. Det lykkedes udviklerne af IPS-matricen at slippe af med manglerne ved TN+film, men som følge heraf er prisen på matricer af denne type steget markant sammenlignet med TN+film. Men hvert år falder priserne og bliver mere overkommelige for den gennemsnitlige forbruger.

Fordele og ulemper ved IPS-matricer:

• God farvegengivelse
• God kontrast
• Brede betragtningsvinkler
• Høj pris
• Lang responstid

*VA

*VA Dette er en type skærmmatrix, der kan betragtes som et kompromis mellem TN+film og IPS. Den mest populære blandt sådanne matricer er MVA (Multi-domain Vertical Alignment). Denne teknologi er udviklet af Fujitsu.

Analoger af denne teknologi udviklet af andre producenter:

• PVA (Patterned Vertical Alignment) fra Samsung.
• Super PVA fra Sony-Samsung (S-LCD).
• Super MVA fra CMO.

Fordele og ulemper ved MVA-matricer:

• Store betragtningsvinkler
• God farvegengivelse (bedre end TN+film, men dårligere end IPS)
• God responshastighed
• Dyb sort farve
• Ikke en høj pris
• Tab af skyggedetaljer (sammenlignet med IPS)

PLS

PLS- en type matrix udviklet af Samsung som et alternativ til dyre IPS-matricer.

Fordele og ulemper ved PLS-matricer:

• Høj lysstyrke
• God farvegengivelse
• Brede betragtningsvinkler
• Lavt energiforbrug
• Lang responstid
• Lav kontrast
• Ujævn belysning af matrixen

I moderne digitale enheder (skærme, tv'er, smartphones, tablets osv.) bruges flydende krystal (LCD) matricer oftest til at vise billeder. En af teknologierne til at konstruere denne matrix er IPS. Bogstaveligt talt, oversat fra engelsk - i flyskifte - betyder "omskiftning i ét plan".

For at forstå, hvad denne omskiftning er, og hvorfor den er nødvendig, er det nødvendigt at forstå præcis, hvordan billedet er opbygget på LCD-skærmen.

Generelle principper for opbygning af en LCD-matrix

Efter at have erstattet katodestrålerør er teknologien til at konstruere LCD-skærme et nøgleelement flydende krystal matrix. Denne matrix er placeret på forsiden af ​​skærmen. Da matrixen kun komponerer billedet, kræver det et baggrundslys, som er en del af displayet. LCD-matricen består af følgende elementer, som er strukturelt implementeret i form af lag:

• farve filter;
• vandret filter;
• gennemsigtig elektrode (front);
• faktisk flydende krystal fyldstof;
• gennemsigtig elektrode (bagside);
• lodret filter.

Denne flerlagsstruktur kan også omfatte specielle anti-reflekterende lag, beskyttende belægninger og sensorlag (normalt kapacitive), men de er ikke nøglen til at vise billedet. Selve billedet er bygget af pixels, som er dannet af subpixels af grundfarver (RGB): rød, grøn og blå. Lys, der passerer fra bagsiden af ​​matrixen, passerer gennem både polariserende filtre og LCD-laget gennem et farvefilter. Farvefilteret farver disse lysstrømme til en af ​​tre RGB-farver. Princippet om at konstruere pixels ud fra subpixels er et særskilt omfattende emne og vil ikke blive diskuteret inden for rammerne af denne anmeldelse.

Rent faktisk, LCD-teknologien er i sig selv, hvordan lysstrålen vil passere til brugeren. Og hvis det passerer, hvor lyst bliver det så. LCD matrixkrystaller i celler transmitterer lys eller ej, afhængigt af hvilken spænding der leveres til elektroderne. Matrixens effektivitet bestemmes af teknologien i dens konstruktion og det anvendte materiale. I dag er TN- og IPS-matricer og deres forbedrede varianter mest udbredte.

Teknologi til konstruktion af TN-matricer

Historisk set dukkede denne type matrix op væsentligt tidligere end IPS. Bogstaveligt talt betyder TN (engelsk: "snoet nematic") "snoet krystal." Denne sætning definerer perfekt den måde, det fungerer på. Krystalmolekylerne i deres lag er snoet 90° i forhold til hinanden. De indtager denne position, hvis der ikke tilføres spænding til elektroderne i deres subpixel. I dette tilfælde passerer lyset frit (på grund af det faktum, at polarisationsvinklen for det andet filter er 90° forskellig fra det første).

Når der påføres spænding til elektroderne, bevæger krystalmolekylerne sig fra en fri tilstand til en ordnet: langs inputfilterets polarisationslinje. På grund af dette går lyset ikke ud over det andet filter, og subpixlen er ikke farvet i filterets farve, men degenererer til sort.

• Fordele:
  • omkostningerne ved fremstilling af matricer er minimale,
  • Responstiden er den hurtigste, hvilket er meget vigtigt for gaming-computere.
• Minusser:
  • dårlige betragtningsvinkler, lysstyrke og farvegengivelse ændrer sig betydeligt, når de ses på enheden ikke i en ret vinkel;
  • meget lav kontrast, på grund af hvilket billedet er falmet, og den sorte farve er meget lys (slet ikke egnet til professionel grafik).
• Død pixel samtidig har den altid en hvid farve (hvis der ikke er spænding på elektroderne, så er filteret altid åbent).

Teknologi til konstruktion af IPS-matricer

Skiftende krystaller i IPS forekommer i et plan, hvilket faktisk er, hvad den oprindelige form for navnet siger (på engelsk - "in plane switching"). I sådanne matricer er alle elektroder placeret på én - det bagerste substrat. I mangel af spænding på elektroderne indtager alle krystalmolekyler en lodret position, og lyset passerer ikke gennem det eksterne polariserende filter.

Når den tændes, flyttes molekylerne til en vinkelret position, og det eksterne filter holder op med at være en hindring: lysstrømmen passerer frit.

Nøglefunktionerne ved denne teknologi er som følger.

• Fordele:
  • lyse og rige farver på grund af forbedret kontrast, sort farve er altid sort (kan bruges i professionel grafik);
  • bred betragtningsvinkel op til 178°.
• Minusser:
  • responstiden er øget på grund af det faktum, at elektroderne nu kun er placeret på den ene side (kritisk for spilapplikationer);
  • høj pris.
• Død pixel samtidig har den altid en sort farve (hvis der ikke er spænding på elektroderne, så er filteret altid lukket).

Som det kan ses af listen, er alle ulemperne og fordelene ved IPS symmetriske med TN. Dette bekræfter yderligere årsagen til dets udseende: teknologien er et kompromis og var beregnet til at eliminere de vigtigste ulemper ved sin forgænger. I dag kan man udover navnet IPS, der bruges af Hitachi, finde navnet SFT (super fin TFT), som bruges af NEC.

Døde pixels, uanset hvad de er (hvide eller sorte) er ikke klassificeret som hverken fordele eller ulemper. Det er bare en funktion. Hvis pixlen er hvid, er dette måske ikke særlig irriterende, når du behandler tekst på en lys baggrund, men det er ubelejligt, når du ser mørke scener. Sort er det modsatte: det vil ikke være mærkbart på mørke scener. Hvorom alting er, er typen af ​​fejl - en død pixel - altid et minus, men det varierer på forskellige matricer.

Typer af IPS-matricer

For at forbedre de vigtigste egenskaber ved monitorskærme, typer af IPS-matricer.

• Super - IPS (S-IPS). Takket være implementeringen af ​​overdrive-teknologi forbedres kontrasten, og responstiden reduceres. I sin modifikation Advanced super - IPS (AS-IPS) blev dens gennemsigtighed yderligere forbedret.
• Vandret - IPS (H - IPS). Anvendes i professionelle grafiske applikationer. Der bruges avanceret True Wide Polarizer-teknologi, hvilket gør farveens ensartethed over hele overfladen mere ensartet. Kontrasten er også blevet forbedret og hvid farve optimeret. Reduceret svartid.
• Forbedret IPS (e-IPS). Udvidede blænden for åbne pixels. Det hjælper at bruge billigere baggrundsbelysningspærer. Derudover er responstiden reduceret til 5 ms (meget tæt på TN-niveauer). S-IPS 2 er en forbedring. Den negative effekt af pixelglød er blevet reduceret.
• Professionel IPS (P - IPS). Antallet af farver er blevet markant udvidet, og antallet af potentielle positioner for subpixels er blevet øget (4 gange).
• Avanceret højtydende IPS (AH-IPS). I denne udvikling er opløsningen og antallet af prikker pr. tomme steget. Samtidig er energiforbruget blevet lavere, og lysstyrken er steget.

Separat værd at bemærke PLS (Plane to line switching) matrix, som er en Samsung-udvikling. Udvikleren gav ikke en teknisk beskrivelse af sin teknologi. Matricerne blev undersøgt under et mikroskop. Der blev ikke fundet forskelle mellem PLS og IPS. Da principperne for at konstruere denne matrix ligner IPS, skelnes den ofte som en sort og ikke en uafhængig gren. I PLS er pixels tættere, lysstyrken og strømforbruget er bedre. Men samtidig er de betydeligt ringere i farveskala.

Skærmvalg: TN eller IPS

Skærme bygget på TN- og IPS-teknologier er de mest almindelige i dag og dækker næsten hele spektret af behov på budgettet og delvist det professionelle marked. Der er andre typer VA-matricer (MVA, PVA), AMOLED (med baggrundsbelysning af hver pixel). Men de er stadig så dyre, at deres distribution er lille.

Farvegengivelse og kontrast

Skærme med IPS matrix har meget bedre kontrast end TN. Samtidig er det meget vigtigt at forstå: hvis hele billedet er helt mørkt eller lyst, så er en sådan kontrast simpelthen muligheden for baggrundsbelysning. Ofte dæmper producenter blot baggrundsbelysningen, når de fylder jævnt. For at sikre kvaliteten af ​​kontrasten bør du vise et skakternet fyld på skærmen og tjekke, hvor forskellige de mørke områder vil være fra de lyse. Som regel bliver kontrasten i sådanne test 30-40 gange mindre. Et skakternet kontrastforhold på 160:1 er et acceptabelt resultat.

Farvegengivelse af IPS-skærme udføres praktisk talt uden forvrængning i modsætning til TN. Jo højere kontrast, jo rigere bliver billedet på skærmen. Dette kan være nyttigt, ikke kun når du arbejder med foto- og videobehandlingsprogrammer, men også når du ser film. Men der er forbedrede versioner af TN-matricer, for eksempel Retina fra Apple, som praktisk talt ikke mister farvegengivelse.

Betragtningsvinkel og lysstyrke

Måske er denne parameter en af ​​de første, der vises fordelene ved IPS sammenlignet med sin billigere konkurrent. Den når 170 - 178°, mens den i den forbedrede version - "TN + film" er i området 90 - 150°. I denne parameter vinder IPS. Hvis du ser tv derhjemme med en lille gruppe, så er dette ikke kritisk, men for smartphones, når du vil vise nogen noget på skærmen, vil forvrængningen være betydelig. Derfor bruges IPS type matricer oftest på dem.

Med hensyn til lysstyrkekarakteristika er IPS-skærme også til gavn. Store lysstyrkeværdier og TN-matricer gør billedet simpelthen hvidligt uden sorte nuancer.

Responstid og ressourceforbrug

Et meget vigtigt kriterium, især hvis brugeren ofte afspiller applikationer med dynamisk skiftende scener. For skærme baseret på en TN-matrix når denne parameter 1 ms, mens den for de bedste og dyreste S-IPS-versioner kun er 5 ms. Selvom dette resultat også er godt for IPS. Hvis høj FPS er vigtig for brugeren, og han ikke ønsker at betragte sporene fra objekter, bør valget være en TN-matrix.

Ud over hastigheden af ​​billedændringer har TN-skærme yderligere to fordele: lave omkostninger og lavt strømforbrug.

Touchskærm og mobile enheder

For nylig har enheder med kapacitive berøringsskærme. Som regel er de udstyret med IPS-matricer på grund af det høje antal prikker pr. tomme. Jo højere priktætheden er, desto glattere vises skrifttyperne på tabletskærmen (selv pixelerne kan ikke skelnes for øjet). Når du bruger TN-matricer i smartphones eller tablets, vil billedets kornethed være meget mærkbar. I skærme og tv'er er denne parameter ikke kritisk.

Som regel er enheder, der kræver en berøringsskærm, udstyret med en berøringsbelægning. Da TN-matricer oftest vælges på grund af deres lave omkostninger, vil en så dyr egenskab som en kapacitiv skærm på en gennemsnitlig budgetskærm med en 24-tommer opløsning simpelthen være spild af penge. Mens du er på et lille overfladeareal på en tablet eller smartphone (op til 6 tommer), er en kapacitiv skærm simpelthen nødvendig.

Det er netop på grund af billighedsfaktoren TN matrix fra IPS kan skelnes ved at trykke: Når du trykker på TN-skærmen, begynder billedet under din finger og omkring den at blive sløret i bølger med en spektral gradient. Derfor, når du vælger en mobil enhed, er valget til fordel for IPS for denne parameter simpelthen indlysende.

Bundlinie

Valg af skærm eller tv, kan brugeren stadig spekulere på, om han skal bruge penge på en IPS-skærm. De foretrækker at tage skærmens overfladeareal på sådanne enheder fra 24 tommer og derover. Som et resultat kan en dyr og energikrævende matrix muligvis ikke retfærdiggøre sin investering, hvis du ikke planlægger at udføre professionelt arbejde med grafik. Hvis der desuden er behov for en skærm til dynamiske computerspil, så vil en TN-matrix være at foretrække.

Den ubestridelige fordel ved en IPS-matrix, når du køber en mobilenhed: en smartphone eller tablet. Høj pixeltæthed, højkvalitets farvegengivelse og høj kontrast - alle disse kvaliteter hjælper dig med at bruge skærmen både i solen og indendørs. Sammenligning af skærme til grafikarbejde vil altid favorisere IPS. Sådanne investeringer vil retfærdiggøre sig selv og vil være mindre end at købe dyrere enheder baseret på VA-matricer.

For mange er flydende krystalskærme (LCD'er) primært forbundet med fladskærme, "seje" tv'er, bærbare computere, videokameraer og mobiltelefoner. Nogle vil tilføje PDA'er, elektroniske spil og pengeautomater her. Men der er mange andre områder, hvor der er behov for skærme med høj lysstyrke, robust konstruktion og drift over et bredt temperaturområde.

Flade skærme har fundet anvendelse, hvor minimalt strømforbrug, vægt og dimensioner er kritiske parametre. Maskinteknik, bilindustri, jernbanetransport, offshore-borerigge, mineudstyr, udendørs detailforretninger, luftfartselektronik, skibsflåde, specialkøretøjer, sikkerhedssystemer, medicinsk udstyr, våben - dette er ikke en komplet liste over anvendelser af flydende krystalskærme.

Den konstante udvikling af teknologi på dette område har gjort det muligt at reducere omkostningerne ved LCD-produktion til et niveau, hvor der er sket en kvalitativ overgang: dyre eksotiske ting er blevet almindelige. Brugervenlighed er også blevet en vigtig faktor i den hurtige udbredelse af LCD-skærme i industrien.

Denne artikel diskuterer hovedparametrene for forskellige typer flydende krystalskærme, som giver dig mulighed for at træffe et informeret og korrekt valg af LCD til hver specifik applikation (den "større og billigere" metode viser sig næsten altid at være for dyr).

Hele rækken af ​​LCD-skærme kan opdeles i flere typer afhængigt af produktionsteknologi, design, optiske og elektriske egenskaber.

Teknologi

I øjeblikket anvendes to teknologier i LCD-produktion (fig. 1): passiv matrix (PMLCD-STN) og aktiv matrix (AMLCD).

MIM-LCD- og Diode-LCD-teknologier er ikke udbredt, og derfor vil vi ikke spilde tid på dem.

Ris. 1. Typer af flydende krystal display teknologier

STN (Super Twisted Nematic) er en matrix bestående af LCD-elementer med variabel gennemsigtighed.

TFT (Thin Film Transistor) er en aktiv matrix, hvor hver pixel styres af en separat transistor.

Sammenlignet med en passiv matrix har TFT LCD højere kontrast, mætning og kortere skiftetider (der er ingen "haler" til objekter i bevægelse).

Lysstyrkekontrol i et flydende krystaldisplay er baseret på lysets polarisering (generelt fysikkursus): lys polariseres, når det passerer gennem et polarisationsfilter (med en vis polarisationsvinkel). I dette tilfælde ser observatøren kun et fald i lysets lysstyrke (næsten 2 gange). Hvis et andet sådant filter placeres bag dette filter, vil lyset blive fuldstændig absorberet (polarisationsvinklen for det andet filter er vinkelret på polarisationsvinklen for det første) eller fuldstændigt transmitteret (polarisationsvinklerne er de samme). Med en jævn ændring i polarisationsvinklen for det andet filter vil intensiteten af ​​det transmitterede lys også ændre sig jævnt.

Funktionsprincippet og "sandwich"-strukturen for alle TFT LCD'er er omtrent den samme (fig. 2). Lys fra en baggrundsbelysning (neon eller LED) passerer gennem den første polarisator og kommer ind i et lag af flydende krystaller styret af en tyndfilmstransistor (TFT). Transistoren skaber et elektrisk felt, der former orienteringen af ​​de flydende krystaller. Efter at have passeret gennem en sådan struktur ændrer lyset sin polarisering og vil enten blive fuldstændig absorberet af det andet polariserende filter (sort skærm), eller vil ikke blive absorberet (hvidt), eller absorptionen vil være delvis (spektrumfarver). Billedets farve bestemmes af farvefiltre (i lighed med katodestrålerør består hver pixel i matrixen af ​​tre underpixler - rød, grøn og blå).

Ris. 2. TFT LCD-struktur

Pixel TFT

Farvefiltre til rød, grøn og blå er integreret i glasbunden og placeret tæt på hinanden. Dette kan være en lodret stribe, en mosaikstruktur eller en deltastruktur (fig. 3). Hver pixel (punkt) består af tre celler med de angivne farver (underpixels). Det betyder, at ved m x n opløsning indeholder den aktive matrix 3m x n transistorer og subpixels. Pixelpitch (med tre underpixels) for en 15,1" TFT LCD (1024 x 768 pixels) er cirka 0,30 mm, og for 18,1" (1280 x 1024 pixels) er den 0,28 mm. TFT LCD'er har en fysisk begrænsning, som bestemmes af det maksimale skærmareal. Forvent ikke 1280 x 1024 opløsning med en 15" diagonal og 0,297 mm prikafstand.

Ris. 3. Farvefilterstruktur

På tæt afstand kan prikkerne tydeligt skelnes, men dette er ikke et problem: Når man danner farve, bruges det menneskelige øjes evne til at blande farver ved en synsvinkel på mindre end 0,03°. I en afstand på 40 cm fra LCD-skærmen, med en afstand mellem subpixels på 0,1 mm, vil synsvinklen være 0,014° (farven på hver subpixel kan kun skelnes af en person med ørnesyn).

Typer af LCD-skærme

TN (Twist Nematic) TFT eller TN+Film TFT er den første teknologi, der dukkede op på LCD-skærmmarkedet, hvis største fordel er dens lave pris. Ulemper: sort farve ligner mere mørkegrå, hvilket fører til lav billedkontrast, "døde" pixels (når transistoren svigter) er meget lyse og mærkbare.

IPS (In-Pane Switching) (Hitachi) eller Super Fine TFT (NEC, 1995). Karakteriseret ved den største betragtningsvinkel og høj farvenøjagtighed. Betragtningsvinklen er udvidet til 170°, andre funktioner er de samme som TN+Film (svartid ca. 25ms), næsten perfekt sort farve. Fordele: god kontrast, "død" pixel er sort.

Super IPS (Hitachi), Advansed SFT (producent - NEC). Fordele: skarpt kontrastbillede, næsten usynlig farveforvrængning, øgede betragtningsvinkler (op til 170° lodret og vandret) og enestående klarhed.

UA-IPS (Ultra Advanced IPS), UA-SFT (Ultra Advanced SFT) (NEC). Responstiden er tilstrækkelig til at sikre minimal farveforvrængning, når man ser skærmen fra forskellige vinkler, øget panelgennemsigtighed og udvidet farveskala ved et tilstrækkeligt højt lysstyrkeniveau.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) (Fujitsu) Den største fordel er den korteste responstid og høj kontrast. Den største ulempe er de høje omkostninger.

PVA (mønstret lodret justering) (Samsung). Mikrostrukturel vertikal placering af flydende krystaller.

Design

Designet af det flydende krystaldisplay bestemmes af arrangementet af lag i "sandwichen" (inklusive det lysledende lag) og har den største indflydelse på kvaliteten af ​​billedet på skærmen (under alle forhold: fra et mørkt rum at arbejde i sollys). Der er tre hovedtyper af farve-LCD'er i brug i øjeblikket:

• transmissive, primært beregnet til udstyr, der fungerer indendørs;
• reflekterende bruges i lommeregnere og ure;
• projektion (projektion) bruges i LCD-projektorer.

En kompromistype af transmissiv displaytype til drift både indendørs og med ekstern belysning er en gennemskinnelig type design.

Transmissiv skærmtype. I denne type design kommer lyset ind gennem LCD-panelet fra bagsiden (baggrundsbelysning) (fig. 4) De fleste LCD-skærme, der bruges i bærbare computere og PDA'er, er lavet ved hjælp af denne teknologi. Transmissiv LCD har en høj billedkvalitet indendørs og en lav billedkvalitet (sort skærm) i sollys, fordi... Solens stråler, der reflekteres fra skærmens overflade, undertrykker fuldstændigt lyset, der udsendes af baggrundsbelysningen. Dette problem løses (i øjeblikket) på to måder: øge lysstyrken af ​​baggrundsbelysningen og mindske mængden af ​​reflekteret sollys.

Ris. 4. Transmission type flydende krystal display design

For at arbejde i dagslys i skyggen kræves en baggrundsbelysningslampe, der giver 500 cd/m2, i direkte sollys - 1000 cd/m2. En lysstyrke på 300 cd/m2 kan opnås ved at maksimere lysstyrken af ​​en CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) lampe eller ved at tilføje en anden lampe placeret overfor. Modeller af flydende krystalskærme med øget lysstyrke bruger fra 8 til 16 lamper. En forøgelse af baggrundsbelysningens lysstyrke øger imidlertid batteriets strømforbrug (én baggrundsbelysningslampe bruger ca. 30 % af den energi, enheden bruger). Derfor kan skærme med høj lysstyrke kun bruges med en ekstern strømkilde.

Reduktion af mængden af ​​reflekteret lys opnås ved at påføre en anti-reflekterende belægning på et eller flere lag af skærmen, udskifte standard polariserende lag med et minimalt reflekterende lag og tilføje film, der øger lysstyrken og dermed øger effektiviteten af ​​lyskilden. . I Fujitsu LCD-skærme er transduceren fyldt med en væske med et brydningsindeks svarende til berøringspanelets, hvilket reducerer mængden af ​​reflekteret lys betydeligt (men i høj grad påvirker omkostningerne).

Gennemsigtig skærmtype (transfleksiv) ligner at sende, men den har en såkaldt mellem laget af flydende krystaller og baggrundsbelysningen. delvist reflekterende lag (fig. 5). Det kan enten være delvist sølv eller helt spejlet med mange små huller. Når en sådan skærm bruges indendørs, fungerer den på samme måde som en transmissiv LCD, hvor en del af lyset absorberes af et reflekterende lag. I dagslys reflekteres sollys fra spejllaget og oplyser LCD-laget, hvilket får lyset til at passere gennem de flydende krystaller to gange (indad og derefter udad). Som følge heraf er billedkvaliteten under dagslys lavere end under kunstig belysning indendørs, når lyset passerer gennem LCD-skærmen én gang.

Ris. 5. Transparent type flydende krystal display design

Balancen mellem billedkvalitet indendørs og i dagslys opnås ved at vælge de transmitterende og reflekterende lags egenskaber.

Reflekterende display type(reflekterende) har et helt reflekterende spejllag. Al belysning (sollys eller frontlys) (fig. 6) passerer gennem LCD-skærmen, reflekteres fra spejllaget og passerer igen gennem LCD-skærmen. I dette tilfælde er billedkvaliteten af ​​reflekterende skærme lavere end for semi-transmissive (da begge tilfælde bruger lignende teknologier). Indendørs er frontbelysning ikke så effektiv som bagbelysning, og derfor er billedkvaliteten lavere.

Ris. 6. Reflekterende type flydende krystal display design

Grundlæggende parametre for flydende krystalpaneler

Tilladelse. Et digitalt panel, hvor antallet af pixels nøje svarer til den nominelle opløsning, skal skalere billedet korrekt og hurtigt. En enkel måde at kontrollere kvaliteten af ​​skalering på er at ændre opløsningen (tekst skrevet med lille skrift på skærmen). Det er let at bemærke kvaliteten af ​​interpolation ved konturerne af bogstaverne. En algoritme af høj kvalitet producerer glatte, men lidt slørede bogstaver, mens hurtig heltalsinterpolation nødvendigvis introducerer forvrængninger. Ydeevne er den anden opløsningsparameter (skalering af en frame kræver interpolationstid).

Døde pixels. På en fladskærm virker flere pixels muligvis ikke (de har altid samme farve), som vises under produktionsprocessen og ikke kan gendannes.

ISO 13406-2-standarden definerer grænser for antallet af defekte pixels pr. million. I henhold til tabellen er LCD-paneler opdelt i 4 klasser.

tabel 1

Synsvinkel. Den maksimale synsvinkel er defineret som den vinkel, hvorfra billedkontrasten falder 10 gange. Men først og fremmest, når synsvinklen ændres fra 90 (farveforvrængninger er synlige. Derfor, jo større synsvinklen er, jo bedre. Der er vandrette og lodrette synsvinkler, de anbefalede minimumsværdier er henholdsvis 140 og 120 grader (de bedste betragtningsvinkler leveres af MVA-teknologi).

Responstid(inerti) - den tid, hvor transistoren formår at ændre den rumlige orientering af flydende krystalmolekyler (jo mindre, jo bedre). For at sikre, at objekter i hurtig bevægelse ikke fremstår slørede, er en responstid på 25 ms tilstrækkelig. Denne parameter består af to værdier: tidspunktet for at tænde for pixlen (opstartstid) og tidspunktet for at slukke (nedlukningstidspunkt). Responstid (mere præcist, sluk-tid som den længste tid, hvor en individuel pixel ændrer sin lysstyrke til sit maksimum) bestemmer opdateringshastigheden for billedet på skærmen

FPS = 1 sek/svartid.

Lysstyrke- fordelen ved et LCD-display, som i gennemsnit er to gange højere end for en CRT: med en stigning i intensiteten af ​​baggrundsbelysningen øges lysstyrken straks, og i en CRT er det nødvendigt at øge strømmen af ​​elektroner, hvilket vil føre til en betydelig komplikation af dets design og øge den elektromagnetiske stråling. Den anbefalede lysstyrkeværdi er mindst 200 cd/m2.

Kontrast er defineret som forholdet mellem maksimal og minimum lysstyrke. Hovedproblemet er vanskeligheden ved at få et sort punkt, fordi Baggrundsbelysningen er konstant tændt, og polarisationseffekten bruges til at opnå mørke toner. Den sorte farve afhænger af kvaliteten af ​​overlapningen af ​​baggrundsbelysningens lysstrøm.

LCD-skærme som sensorer. Reduktionen i omkostningerne og fremkomsten af ​​LCD-modeller, der opererer under barske driftsforhold, gjorde det muligt at kombinere i én person (i form af et flydende krystaldisplay) et middel til at udsende visuel information og et middel til at indtaste information (tastatur). Opgaven med at bygge et sådant system er forenklet ved at bruge en seriel interface-controller, som på den ene side er forbundet til LCD-skærmen, og på den anden side direkte til den serielle port (COM1 - COM4) (fig. 7). . Til at styre, afkode signaler og undertrykke "bounce" (hvis berøringsdetektion kan kaldes det), bruges en PIC-controller (for eksempel IF190 fra Data Display), som giver høj hastighed og nøjagtighed af berøringspunktsdetektion.

Ris. 7. Blokdiagram af TFT LCD ved hjælp af eksemplet med NL6448BC-26-01 display fra NEC

Lad os færdiggøre den teoretiske forskning her og gå videre til realiteterne i dag, eller mere præcist, til det, der nu er tilgængeligt på markedet for flydende krystaller. Overvej produkter fra NEC, Sharp, Siemens og Samsung blandt alle TFT LCD-producenter. Valget af disse virksomheder skyldes

1. førende på markedet for LCD-skærme og TFT LCD-produktionsteknologier;
2. tilgængelighed af produkter på markedet i SNG-lande.

NEC Corporation har produceret flydende krystalskærme (20% af markedet) næsten siden deres introduktion og tilbyder ikke kun et bredt udvalg, men også forskellige designmuligheder: Standard, Special og Specific. Standard mulighed - computere, kontorudstyr, hjemmeelektronik, kommunikationssystemer osv. Det specielle design bruges i transport (enhver: land og hav), trafikkontrolsystemer, sikkerhedssystemer, medicinsk udstyr (ikke relateret til livsstøttesystemer). Til våbensystemer, luftfart, rumudstyr, atomreaktorkontrolsystemer, livsstøttesystemer og andre lignende, er der designet en speciel version (det er klart, at dette ikke er billigt).

Listen over fremstillede LCD-paneler til industriel brug (inverteren til baggrundsbelysningen leveres separat) er angivet i tabel 2, og blokdiagrammet (ved hjælp af eksemplet med en 10-tommer skærm NL6448BC26-01) er vist i fig. 8.

Ris. 8. Displayets udseende

Tabel 2. Modeller af NEC LCD-paneler

Spillede en væsentlig rolle i udviklingen af ​​LCD-teknologier. Sharp er stadig en af ​​teknologilederne. Verdens første lommeregner CS10A blev produceret i 1964 af dette selskab. I oktober 1975 blev det første kompakte digitale ur produceret ved hjælp af TN LCD-teknologi. I anden halvdel af 70'erne begyndte overgangen fra otte-segment flydende krystal displays til produktion af matricer med adressering af hvert punkt. I 1976 udgav Sharp et sort-hvidt tv med en skærmdiagonal på 5,5 tommer, baseret på en LCD-matrix med en opløsning på 160x120 pixels. En kort liste over produkter er i tabel 3.

Tabel 3. Sharp LCD-panelmodeller

Producerer aktive matrix flydende krystal skærme baseret på lavtemperatur polysilicium tyndfilm transistorer. Hovedegenskaberne for 10,5" og 15" skærme er vist i tabel 4. Vær opmærksom på driftstemperaturområdet og stødmodstanden.

Tabel 4. Hovedkarakteristika for Siemens LCD-skærme

Bemærkninger:

I - indbygget inverter l - i overensstemmelse med kravene i MIL-STD810 standarden

Virksomheden producerer flydende krystalskærme under mærket "Wiseview™". Startende med et 2-tommer TFT-panel til at understøtte internet og animation i mobiltelefoner, producerer Samsung nu en række skærme fra 1,8" til 10,4" i små og mellemstore TFT LCD-segmenter, med nogle modeller designet til brug i naturligt lys ( tabel 5).

Tabel 5. Hovedkarakteristika for Samsung LCD-skærme i små og mellemstore størrelser

Bemærkninger:

LED - lysdiode; CCFL - kold katode fluorescerende lampe;

Skærmene bruger PVA-teknologi.

Konklusioner.

I øjeblikket bestemmes valget af LCD-skærmmodel af kravene til en specifik applikation og i meget mindre grad af prisen på LCD'en.

Når man skal vælge skærm, tv eller telefon, står køberen ofte over for at vælge skærmtype. Hvilken skal du foretrække: IPS eller TFT? Årsagen til denne forvirring er den konstante forbedring af skærmteknologien.

Alle skærme med TFT-teknologi kan opdeles i tre hovedtyper:

1. TN+Film.
2. PVA/MVA.

Det vil sige, TFT-teknologi er aktiv matrix flydende krystal display, og IPS er en af ​​varianterne af denne matrix. Og en sammenligning af disse to kategorier er ikke mulig, da de praktisk talt er det samme. Men hvis du stadig forstår mere detaljeret, hvad et display med en TFT-matrix er, så kan der laves en sammenligning, men ikke mellem skærme, men mellem deres fremstillingsteknologier: IPS og TFT-TN.

Generelt koncept for TFT

TFT (Thin Film Transistor) oversættes som tyndfilm transistor. LCD-skærmen med TFT-teknologi er baseret på en aktiv matrix. Denne teknologi involverer et spiralarrangement af krystaller, som under højspændingsforhold roterer på en sådan måde, at skærmen bliver sort. Og i mangel af høj effektspænding ser vi en hvid skærm. Skærme med denne teknologi producerer kun en mørkegrå farve i stedet for perfekt sort. Derfor er TFT-skærme primært populære til fremstilling af billigere modeller.

Beskrivelse af IPS

IPS (In-Plane Switching) LCD-skærm matrixteknologi indebærer parallelt arrangement af krystaller langs hele skærmens plan. Der er ingen spiraler her. Og derfor roterer krystallerne ikke under forhold med stærk stress. IPS-teknologi er med andre ord intet andet end en forbedret TFT. Den formidler sort farve meget bedre og forbedrer derved graden af ​​kontrast og lysstyrke i billedet. Det er derfor, denne teknologi koster mere end TFT og bruges i dyrere modeller.

Vigtigste forskelle mellem TN-TFT og IPS

For at sælge så mange produkter som muligt, vildleder salgschefer folk til at tro, at TFT og IPS er helt forskellige typer skærme. Marketingspecialister giver ikke omfattende information om teknologier, og det giver dem mulighed for at udgive en eksisterende udvikling som noget, der lige er dukket op.

Ser vi på IPS og TFT, ser vi det det er praktisk talt det samme. Den eneste forskel er, at skærme med IPS-teknologi er en nyere udvikling sammenlignet med TN-TFT. Men på trods af dette er det stadig muligt at skelne en række forskelle mellem disse kategorier:

1. Øget kontrast. Den måde, sort vises på, påvirker direkte billedets kontrast. Vipper du en skærm med TFT-teknologi uden IPS, vil det være næsten umuligt at læse noget. Og alt sammen fordi skærmen bliver mørk, når den vippes. Hvis vi betragter IPS-matricen, så er billedet ret klart på grund af det faktum, at den sorte farve transmitteres perfekt af krystallerne.
2. Farvegengivelse og antal nuancer, der vises. TN-TFT-matrixen gengiver ikke farver godt. Og alt sammen fordi hver pixel har sin egen nuance, og dette fører til farveforvrængning. En skærm med IPS-teknologi overfører billeder meget mere omhyggeligt.
3. Svarforsinkelse. En af fordelene ved TN-TFT-skærme frem for IPS er højhastighedsrespons. Og alt sammen fordi det tager meget tid at rotere mange parallelle IPS-krystaller. Ud fra dette konkluderer vi, at hvor tegnehastigheden er af stor betydning, er det bedre at bruge en skærm med en TN-matrix. Skærme med IPS-teknologi er langsommere, men det mærkes ikke i hverdagen. Og denne forskel kan kun identificeres ved at bruge teknologiske test, der er specielt designet til dette. Som regel er det bedre at foretrække skærme med en IPS-matrix.
4. Synsvinkel. Takket være den brede betragtningsvinkel forvrænger IPS-skærmen ikke billeder, selv når den ses fra en vinkel på 178 grader. Desuden kan denne værdi af betragtningsvinklen være både lodret og vandret.
5. Energiintensitet. Skærme med IPS-teknologi kræver i modsætning til TN-TFT mere energi. Dette skyldes det faktum, at for at rotere parallelle krystaller er det nødvendigt med en stor spænding. Som følge heraf belastes batteriet mere end ved brug af en TFT-matrix. Hvis du har brug for en enhed med lavt strømforbrug, så vil TFT-teknologi være en ideel mulighed.
6. Prispolitik. De fleste budgetelektronikmodeller bruger skærme baseret på TN-TFT-teknologi, da denne type matrix er den billigste. I dag bruges skærme med en IPS-matrix, selvom de er dyrere, i næsten alle moderne elektroniske modeller. Dette fører gradvist til, at IPS-matrixen praktisk talt erstatter udstyr med TN-TFT-teknologi.

Resultater

Baseret på alt ovenstående kan vi drage følgende konklusion.

Når de vælger en skærm, står mange brugere over for spørgsmålet: hvilken er bedre PLS eller IPS.

Disse to teknologier har eksisteret i ret lang tid og viser sig begge ganske godt.

Kigger man på forskellige artikler på internettet, skriver de enten, at enhver selv må bestemme, hvad der er bedre, eller også giver de slet ikke svar på det stillede spørgsmål.

Faktisk giver disse artikler overhovedet ingen mening. De hjælper jo ikke brugerne på nogen måde.

Derfor vil vi analysere, i hvilke tilfælde det er bedre at vælge PLS eller IPS og give råd, der hjælper dig med at træffe det rigtige valg. Lad os starte med teorien.

Hvad er IPS

Det er værd at sige med det samme, at det i øjeblikket er de to muligheder, der overvejes, der er førende på teknologimarkedet.

Og ikke enhver specialist vil være i stand til at sige, hvilken teknologi der er bedre, og hvilke fordele hver af dem har.

Så selve ordet IPS står for In-Plane-Switching (bogstaveligt talt "in-site switching").

Denne forkortelse står også for Super Fine TFT ("super tynd TFT"). TFT står til gengæld for Thin Film Transistor.

For at sige det enkelt er TFT en teknologi til visning af billeder på en computer, som er baseret på en aktiv matrix.

Svært nok.

Ikke noget. Lad os finde ud af det nu!

Så i TFT-teknologi styres molekylerne af flydende krystaller ved hjælp af tyndfilmstransistorer, dette betyder "aktiv matrix".

IPS er nøjagtig det samme, kun elektroderne i monitorer med denne teknologi er på samme plan med flydende krystal molekyler, som er parallelle med planet.

Alt dette kan tydeligt ses i figur 1. Der vises faktisk skærme med begge teknologier.

Først er der et lodret filter, så gennemsigtige elektroder, efter dem flydende krystalmolekyler (blå pinde, de interesserer os mest), så et vandret filter, et farvefilter og selve skærmen.

Ris. nr. 1. TFT og IPS skærme

Den eneste forskel mellem disse teknologier er, at LC-molekylerne i TFT ikke er placeret parallelt, men i IPS er de parallelt.

Takket være dette kan de hurtigt ændre betragtningsvinklen (specifikt her er den 178 grader) og give et bedre billede (i IPS).

Og også på grund af denne løsning er lysstyrken og kontrasten af ​​billedet på skærmen steget betydeligt.

Nu er det klart?

Hvis ikke, så skriv dine spørgsmål i kommentarerne. Vi vil helt sikkert besvare dem.

IPS-teknologien blev skabt i 1996. Blandt dets fordele er det værd at bemærke fraværet af den såkaldte "spænding", det vil sige en forkert reaktion på berøring.

Den har også fremragende farvegengivelse. En hel del virksomheder producerer skærme ved hjælp af denne teknologi, herunder NEC, Dell, Chimei og endda.

Hvad er PLS

I meget lang tid sagde producenten slet ikke noget om sin idé, og mange eksperter fremsatte forskellige antagelser om egenskaberne ved PLS.

Faktisk er denne teknologi selv nu indhyllet i en masse hemmeligheder. Men vi vil stadig finde sandheden!

PLS blev udgivet i 2010 som et alternativ til den førnævnte IPS.

Denne forkortelse står for Plane To Line Switching (det vil sige "skifte mellem linjer").

Lad os huske, at IPS er In-Plane-Switching, det vil sige "skifte mellem linjer." Dette refererer til at skifte i et fly.

Og ovenfor sagde vi, at i denne teknologi bliver flydende krystalmolekyler hurtigt flade, og på grund af dette opnås en bedre betragtningsvinkel og andre egenskaber.

Så i PLS sker alt præcis det samme, men hurtigere. Figur 2 viser alt dette tydeligt.

Ris. nr. 2. PLS og IPS virker

I denne figur er der øverst selve skærmen, derefter krystallerne, det vil sige de samme flydende krystalmolekyler, som blev angivet med blå pinde i figur nr. 1.

Elektroden er vist nedenfor. I begge tilfælde vises deres placering til venstre i slukket tilstand (når krystallerne ikke bevæger sig), og til højre - når de er tændt.

Funktionsprincippet er det samme - når krystallerne begynder at arbejde, begynder de at bevæge sig, mens de i første omgang er placeret parallelt med hinanden.

Men, som vi ser i figur nr. 2, får disse krystaller hurtigt den ønskede form - den, der er nødvendig for det maksimale.

Over en vis periode bliver molekylerne i IPS-monitoren ikke vinkelrette, men i PLS'en bliver de.

Det vil sige, i begge teknologier er alt det samme, men i PLS sker alt hurtigere.

Deraf den mellemliggende konklusion - PLS virker hurtigere, og i teorien kunne netop denne teknologi betragtes som den bedste i vores sammenligning.

Men det er for tidligt at drage endelige konklusioner.

Dette er interessant: Samsung anlagde en retssag mod LG for flere år siden. Det hævdede, at AH-IPS-teknologien brugt af LG er en modifikation af PLS-teknologien. Ud fra dette kan vi konkludere, at PLS er en type IPS, og det indrømmede udvikleren selv. Faktisk blev dette bekræftet, og vi er lidt højere.

Hvad er bedre PLS eller IPS? Sådan vælger du en god skærm - guide

Hvad hvis jeg ikke forstår noget?

I dette tilfælde vil videoen i slutningen af ​​denne artikel hjælpe dig. Det viser tydeligt et tværsnit af TFT- og IPS-skærme.

Du vil kunne se, hvordan det hele fungerer og forstå, at i PLS sker alt nøjagtigt det samme, men hurtigere end i IPS.

Nu kan vi gå videre til yderligere sammenligning af teknologier.

Ekspertudtalelser

På nogle sider kan du finde information om en uafhængig undersøgelse af PLS ​​og IPS.

Eksperter sammenlignede disse teknologier under et mikroskop. Det er skrevet, at de til sidst ikke fandt nogen forskelle.

Andre eksperter skriver, at det stadig er bedre at købe PLS, men forklarer ikke rigtig hvorfor.

Blandt alle ekspertudtalelser er der flere hovedpunkter, der kan observeres i næsten alle udtalelser.

Disse punkter er som følger:

• Skærme med PLS-matricer er de dyreste på markedet. Den billigste løsning er TN, men sådanne skærme er i alle henseender ringere end både IPS og PLS. Så de fleste eksperter er enige om, at dette er meget berettiget, fordi billedet er bedre vist på PLS;
• Skærme med en PLS-matrix er bedst egnet til at udføre alle former for design- og ingeniøropgaver. Denne teknik vil også klare sig perfekt med professionelle fotografers arbejde. Igen, ud fra dette kan vi konkludere, at PLS gør et bedre stykke arbejde med at gengive farver og give tilstrækkelig billedklarhed;
• Ifølge eksperter er PLS-skærme stort set fri for problemer som blænding og flimmer. De kom til denne konklusion under testen;
• Øjenlæger siger, at PLS vil blive meget bedre opfattet af øjnene. Desuden vil dine øjne finde det meget nemmere at se på PLS hele dagen end IPS.

Generelt ud fra alt dette drager vi igen den samme konklusion, som vi allerede har lavet tidligere. PLS er lidt bedre end IPS. Og denne udtalelse bekræftes af de fleste eksperter.

Hvad er bedre PLS eller IPS? Sådan vælger du en god skærm - guide

Hvad er bedre PLS eller IPS? Sådan vælger du en god skærm - guide

Vores sammenligning

Lad os nu gå videre til den endelige sammenligning, som vil besvare det spørgsmål, der blev stillet i begyndelsen.

De samme eksperter identificerer en række karakteristika, som forskellige skal sammenlignes med.

Vi taler om indikatorer som lysfølsomhed, responshastighed (betyder overgangen fra grå til grå), kvalitet (pixeltæthed uden at miste andre egenskaber) og mætning.

Vi vil bruge dem til at evaluere de to teknologier.

Tabel 1. Sammenligning af IPS og PLS i henhold til nogle karakteristika

Andre egenskaber, herunder rigdom og kvalitet, er subjektive og varierer fra person til person.

Men fra ovenstående indikatorer er det klart, at PLS har lidt højere egenskaber.

Dermed bekræfter vi igen konklusionen om, at denne teknologi yder bedre end IPS.

Ris. nr. 3. Den første sammenligning af skærme med IPS- og PLS-matricer.

Der er et enkelt "populært" kriterium, der giver dig mulighed for nøjagtigt at bestemme, hvad der er bedre - PLS eller IPS.

Dette kriterium kaldes "ved øje". I praksis betyder det, at du blot skal tage og se på to tilstødende skærme og visuelt afgøre, hvor billedet er bedre.

Derfor vil vi præsentere flere lignende billeder, og alle vil selv kunne se, hvor billedet ser bedre ud.

Ris. nr. 4. Anden sammenligning af skærme med IPS- og PLS-matricer.

Ris. nr. 5. Den tredje sammenligning af skærme med IPS- og PLS-matricer.

Ris. nr. 6. Den fjerde sammenligning af skærme med IPS- og PLS-matricer.

Ris. nr. 7. Femte sammenligning af skærme med IPS (venstre) og PLS (højre) matricer.

Det er visuelt klart, at på alle PLS-prøver ser billedet meget bedre ud, mere mættet, lysere og så videre.

Vi nævnte ovenfor, at TN er den billigste teknologi i dag, og skærme, der bruger den, koster derfor også mindre end andre.

Efter dem i pris kommer IPS, og så PLS. Men som vi ser, er alt dette slet ikke overraskende, for billedet ser virkelig meget bedre ud.

Andre egenskaber i dette tilfælde er også højere. Mange eksperter anbefaler at købe med PLS-matricer og Full HD-opløsning.

Så vil billedet virkelig se bare godt ud!

Det er umuligt at sige med sikkerhed, om denne kombination er den bedste på markedet i dag, men den er bestemt en af ​​de bedste.

Til sammenligning kan du i øvrigt se, hvordan IPS og TN ser ud fra en spids betragtningsvinkel.

Ris. nr. 8. Sammenligning af skærme med IPS (venstre) og TN (højre) matricer.

Det er værd at sige, at Samsung skabte to teknologier på én gang, der bruges i skærme og i / og var i stand til at overgå IPS betydeligt.

Vi taler om Super AMOLED-skærme, der findes på denne virksomheds mobile enheder.

Interessant nok er Super AMOLED-opløsningen normalt lavere end IPS, men billedet er mere mættet og lyst.

Men i tilfælde af PLS ​​ovenfor, næsten alt, hvad der kan være, inklusive opløsning.

Den generelle konklusion kan drages, at PLS er bedre end IPS.

PLS har blandt andet følgende fordele:

• evnen til at formidle en meget bred vifte af nuancer (ud over primærfarver);
• evne til at understøtte hele sRGB-serien;
• lavere energiforbrug;
• betragtningsvinkler giver flere personer mulighed for at se billedet komfortabelt på én gang;
• alle former for forvrængninger er absolut udelukket.

Generelt er IPS-skærme perfekte til at løse almindelige husholdningsopgaver, for eksempel at se film og arbejde i kontorprogrammer.

Men hvis du vil se et virkelig rigt billede af høj kvalitet, så køb udstyr med PLS.

Det gælder især, når du skal arbejde med design/design programmer.

Selvfølgelig vil deres pris være højere, men det er det værd!

Hvad er bedre PLS eller IPS? Sådan vælger du en god skærm - guide

Hvad er amoled, super amoled, Lcd, Tft, Tft ips? Ved du det ikke? Se!

Hvad er bedre PLS eller IPS? Sådan vælger du en god skærm - guide