Рідкі кристали було відкрито ще 1888 року. Але практичне застосування вони знайшли лише тридцять років тому. «Рідкокристалічним» називають перехідний стан речовини, при якому воно набуває плинності, але при цьому не втрачає своєї кристалічної структури. Найбільший практичний інтерес, як виявилося, становлять оптичні властивості рідких кристалів. Завдяки поєднанню напіврідкого стану та кристалічної структури можна легко змінювати здатність пропускати світло.

Першим масовим продуктом із використанням рідких кристалів стали електронний годинник. Монохромний дисплей складався, як відомо, окремих полів, заповнених рідкими кристалами. При подачі напруги, за допомогою якого впорядковуються кристали, потрібні поля перешкоджають проходженню світла і виглядають чорними на світлому тлі. Кольорові дисплеї з'явилися, коли розміри осередку вдалося значно зменшити та забезпечити кожну кольоровим фільтром. Крім того, в сучасних РК моніторах використовується задне підсвічування.

Для підсвічування зазвичай використовується 4 або 6 ламп і дзеркала для більш забезпечення рівномірності. В основі роботи РК-панелі – поляризація світла. На шляху світлового потоку дві поляризаційні плівки з перпендикулярними напрямками поляризації. Тобто у сумі ці дві плівки затримують весь світ. Розташовані між плівками рідкі кристали розгортають частину потоку, поляризованого першою плівкою, і таким чином регулюють свічення екрана.

Схема субпікселя РК-матриці.
Кожен піксель складають синій, червоний та зелений субпікселі.

Шар рідкокристалічної речовини «затиснутий» між двома напрямними плівками з найдрібнішими засічками, у напрямку яких і вишиковуються кристали. Змінити напрямок орієнтації кристалів можна, наприклад, за допомогою електричного імпульсу, як і робиться в матрицях РК-моніторів. У сучасних матрицях кожен осередок має власний транзистор, резистор та конденсатор. Власне в кольорових матрицях кожен піксель є три осередки: червоний, зелений і синій.

Матриця ТН. Найстаріша і найпоширеніша

Найстаріший тип матриць, з тих, що зараз застосовуються - TN. Назва технології розшифровується як Twisted Nematic. Нематичні рідкокристалічні субстанції складаються з довгастих кристалів із просторовою орієнтацією, але без жорсткої структури. Така речовина легко піддається зовнішнім впливам.

У матрицях TN кристали побудовані паралельно площині екрану, а верхній і нижній шар кристалів повернені перпендикулярно один до одного. Решта «скручені» по спіралі. Таким чином, все пропущене світло так само скручується і безперешкодно проходить через зовнішню поляризуючу плівку. Так що у вимкненому стані осередок TN матриці світиться, а при подачі напруги кристали поступово провертаються. Чим вище напруга, тим більше кристалів розгортається, і менше проходить світла. Як тільки всі кристали розгорнуться паралельно світловому потоку, осередок «закривається». Але для TN матриць досягти ідеально чорного кольору дуже важко.

Кристали в матриці TN "скручені" по спіралі (1).
Під час подачі напруги вони починають повертатися (2).
Коли всі кристали перпендикулярні до поверхні (3), світло не проходить.

Головна проблема TN матриць у неузгодженості повороту кристалів: одні вже розгорнуті повністю, інші почали повертатися. Через це відбувається розсіювання світлового потоку і, зрештою, картинка під різними кутами виглядає не однаково. Горизонтальні кути огляду сучасних матриць можна вважати прийнятними, але при повороті по вертикалі навіть у невеликих межах, спотворення суттєві. Передача матриць TN далека від ідеальної - вони в принципі не можуть виводити повну палітру кольорів, компенсую нестачу відтінків за допомогою хитрих алгоритмів. Такі алгоритми з частотою не помітною оку відтворюють в осередку поперемінно відтінки, найближчі до того, що відтворити не вдається. Натомість технологія TN забезпечує максимальну швидкістьспрацьовування осередку, мінімальне енергоспоживання та максимально дешеве. Ці дві обставини і роблять найстарішу технологію найпопулярнішою та найпоширенішою.

IPS. Ідеально для фото та графіки. Але дорого

Другою за часом розробки стала технологія IPS (In Plane Switch). Такі матриці виробляють заводи Hitachi, LG. Philips. NEC виробляє матриці виготовлені за подібною технологією, але зі своєю абревіатурою SFT (Super Fine TFT).

Як випливає з назви технології, всі кристали розташовані паралельно паралельно площині панелі і повертаються одночасно. Для цього довелося розташувати на нижній стороні кожного осередку по два електроди. У вимкненому стані осередок чорний, так що якщо він «помер», на екрані буде чорна точка. А не завжди світиться, як у TN.

У матриці IPS кристали завжди паралельні поверхні екрану

IPS технологія забезпечує найкращу кольоропередачу та максимальні кути огляду. Зі суттєвих недоліків - більший, ніж у TN, час відгуку, більш помітна міжпіксельна сітка і висока ціна. Покращені матриці отримали назву S-IPS і SA-SFT (відповідно у LG. Philips і NEC). Вони забезпечують вже прийнятний час відгуку лише на рівні 25 мс, а нові навіть менше - 16 мс. Завдяки хорошій кольоропередачі та кутам огляду IPS матриці стали стандартом для професійних графічних моніторів.

MVA/PVA. Розумний компроміс?

Як компроміс між TN та IPS можна розглядати розроблену Fujitsu технологію VA (Vertical Alignment).У матрицях VA кристали у вимкненому стані розташовані перпендикулярно до площини екрану. Відповідно, чорний колір забезпечується максимально чистий і глибокий. Але при повороті матриці щодо напряму погляду кристали будуть видно не однаково. Для вирішення проблеми застосовується мультидоменна структура. Розроблена Fujitsu технологія Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) передбачає виступи на обкладках, що визначають напрямок повороту кристалів. Якщо два піддомени повертаються в протилежних напрямках, то при погляді збоку один з них буде темнішим, а інший світлішим, таким чином для людського ока відхилення взаємно компенсуються. У матрицях PVA, розроблених Samsung немає виступів, і у вимкненому стані кристали строго вертикальні. Щоб кристали сусідніх субдоменів поверталися в протилежних напрямках, нижні електроди зсунуті щодо верхніх.

У матрицях VA типу у вимкненому стані кристали перпендикулярні поверхні екрану

Для зменшення часу відгуку в матрицях Premium MVA і S-PVA застосовується система динамічного підвищення напруги окремих ділянок матриці, яку зазвичай називають Overdrive . Передача матриць PMVA і SPVA майже так само хороша як і в IPS, час відгуку трохи поступається TN, кути огляду максимально широкі, чорний колір найкращий, яскравість і контраст максимально можливі серед усіх існуючих технологій. Однак навіть при невеликому відхиленні напряму погляду від перпендикуляра, навіть на 5-10 градусів можна побачити спотворення у півтонах. Для більшості це залишиться непоміченим, але професійні фотографи продовжують недолюблювати технології VA .

Що вибрати?

Для домашнього використання та роботи в офісі часто ціна є вирішальним аргументом, і через це монітори з матрицею TN користуються максимальною популярністю. Вони забезпечують прийнятну якість зображення за мінімального часу відгуку, що є критично важливим параметромдля любителів динамічних ігор. PVA і MVA матриці менш поширені через вищої ціни. Вони забезпечують дуже високий контраст (особливо PVA), великий запас яскравості і хорошу кольору. Як основа для домашнього мультимедійного центру (заміна телевізора), це найкращий вибір. Матриці IPS все рідше встановлюються на монітори з діагоналлю до 20 дюймів. За якістю найкращі моделі S-IPS та SA-SFT не поступаються CRT моніторам і все частіше застосовуються професіоналами в області фото, поліграфії та дизайну. Практичні рекомендації щодо вибору монітора можна прочитати у статті «Вибираємо РК-монітор. Що віддати перевагу фотографу, геймеру та домогосподарці?»

Трохи помріємо

Зовсім недавно, тобто. років 15 тому, навряд чи багато хто припускав, що РК-монітори зможуть витіснити кінескопні. Якість LCD була низькою, а ціна вкрай високою. Але й зараз не можна назвати технологію виробництва панелей на рідких кристалах ідеальною. Для покращення кольору, збільшення контрастності та забезпечення рівномірності підсвічування у професійному NEC Reference 21 застосовано діодне підсвічування. Коштує цей монітор близько $6000 і поки що його можна вважати скоріше поліграфічним обладнанням, ніж комп'ютерною перефірією. Але ми знаємо багато прикладів, коли професійні технології "спускаються" до аматорів.

Багато великих компаній (Sanyo, Samsung, Epson) розробляють екрани з урахуванням OLED - органічних кристалів. Самі кристали випромінюють світло при подачі напруги, ці екрани надзвичайно економічні, яскраві та контрастні. Але поки що застосовуються тільки в дрібній портативній техніці через дорожнечу та технічні проблеми, пов'язані з довговічністю, відтворенням деяких кольорів. У дуже віддаленій перспективі можуть з'явитися і абсолютно нові технології, про які зараз чули лише фахівці, а екран можна буде згорнути в трубочку або наклеїти на стіну. А може й не буде моніторів у нашому звичному розумінні? А може, всі перейдуть на проектори? І як екран можна буде використовувати практично будь-яку поверхню. Приваблива перспектива.

Версія для друку

В даний час існує безліч видів моніторів. Ми поговоримо з вами про основні види, які користуються популярністю на ринку. Тип монітора, який ви вибираєте, повністю залежить від розміру вашого гаманця та тих якостей, які ви хочете від монітора.

Відповісти на питання: "Який монітор вибрати?", Ви зможете після прочитання цієї статті. Ви дізнаєтесь, у чому основна відмінність IPS, PLS, TN матриць моніторів.

Почнемо, мабуть, із найдешевшого сегменту даного ринку – це монітори з TN матрицею.

Монітори з TN матрицею

Основний плюс даних моніторів – це їхня дешевизна. Найдешевший TN монітор обійдеться вам максимум у 2000-3000 рублів. Але слабкою особливістю даних моніторів є їх якість зображення.

Якщо у вас чутливі очі і вони швидко втомлюються від перегляду монітора – TN монітори – це не ваш вибір. На такий монітор ви не зможете довго дивитися, так як також монітори, все ж таки мають невеликі відблиски. Також, TN монітори не наділені настільки насиченими фарбами та інвертують кольори за певних кутів перегляду. У TN моніторів ви ніколи не отримаєте ідеальну передачу кольору і можливість відчути високу якість картинки. Висновок такий - якщо вам потрібен монітор чисто для невеликого проведення часу за комп'ютером і іноді подивитися кіно в невеликій роздільній здатності - то TN монітори - це ваш вибір.

Монітори з IPS матрицею

Такі монітори по праву вважаються найкращими в Наразі. Саме IPS матриця передає максимальну якість картинки та зберігає палітру кольорів. Також IPS матриця легша для сприйняття людським оком і дає можливість дивитися на такий монітор тривалий час без втоми очей. Тобто IPS матриця сприймається оком як звичайна картинка, яка намальована на електронному полотні і очі менше втомлюються. Дуже важливий момент - це роздільна здатність, яку має IPS матриця. Найкраще, автор рекомендує купувати монітор з так званою FULL HD роздільною здатністю. Тоді, ви повною мірою зможете відчути всю красу переданої картинки, чи це гра або який-небудь фільм.

Монітори з PLS матрицею

Дані моделі моніторів з'явилися зовсім недавно, і розробником PLS матриці є компанія Samsung. Не дивно, що більшість моніторів компанії Samsung оснащені саме матрицею PLS. По суті, PLS матриця по сприйняттю та відчуттю – це така сама, як і IPS матриця. Різниця лише методі виготовлення даних матриць. Також, на мій погляд, величезною перевагою матриць PLS від компанії Samsung є технологія, яка називається Flicker Free. Ця технологія дозволяє максимально сильно занизити відблиски та мерехтіння монітора, що дозволить вам дуже довго дивитися на монітор без утоми очей. Саме така матриця формату PLS у автора цієї статті і він їй дуже задоволений, тому що матриця PLS дозволяє дуже довго працювати за комп'ютером для меншої напруги для очей. Передача кольорів PLS матриці, як уже говорив, знаходиться нарівні з матрицями IPS.

Тому я можу зробити висновок, що якщо ви вирішили брати собі новий монітор - ви не повинні заощаджувати на моніторі, тому що це основний елемент, через який ви сприймаєте інформацію, що відображається з комп'ютера. Автор статті рекомендує придбати монітори компанії Samsung з PLS матрицею. Монітор повинен мати FULL HD роздільну здатність і бути дуже великим, виходячи з ваших уподобань.

Від якості матриці монітора залежить не тільки яскравість і краса картинки, що зображається, але і комфорт і безпеку для зору користувача. Всі компанії, що випускають монітори, йдуть в ногу з часом і з кожним роком удосконалюють технологію виробництва, намагаються досягти ідеальної передачі кольору і знизити навантаження на очі.

При виборі монітора покупець насамперед звертає увагу на якість та тип дисплея, адже саме від нього залежить здоров'я ваших очей. Сучасна матриця екрана складається з кількох шарів:

• активна матриця, завдяки якій формується картинка;
• шар рідких кристалів;
• шар підсвічування, яке буває світлодіодним або люмінесцентним.

На сьогоднішній день більшість моніторів, що продаються, мають рідкокристалічний дисплей на тонкоплівкових резисторах (TFT-LCD). Існує кілька технологій, якими виробляються сучасні дисплеї. Спробуємо з'ясувати переваги та недоліки двох популярних технологій TN+film та IPS.

Переваги та недоліки TFT TN

Однією з перших технологій, на основі якої і сьогодні виробляються дисплеї, є TN+film (Twisted Nematic+Film). Це дуже поширений та недорогий вид матриць, який з кожним роком удосконалюється.

Головною перевагою вважається те, що випуск TN моніторів доведений до досконалості і це дозволяє суттєво знизити його собівартість. Малий час відгуку матриці дозволяє без спотворень переглядати динамічні сцени на рідкокристалічних моніторах із технологією TN+film.

Однак ці монітори мають ряд негативних якостей, таких як:

• низька передача кольору через малу кількість даних на кожен канал (6 біт);
• мала контрастність через особливості розташування рідких кристалів на дисплеї;
• низькі показники з кутів огляду екрана;
• висока ймовірність появи "битих пікселів".

Переваги та недоліки TFT IPS

Новішою розробкою в галузі виробництва моніторів є технологія IPS (in-plane switching). Цей виддисплеїв було винайдено, щоб усунути недоліки попередніх моделей.

Основними перевагами даної технології є:

• покращена кольоропередача (8 біт на канал);
• розширені кути огляду, що досягають 178 градусів з будь-якої точки;
• майже еталонний чорний колір.

Але все ж таки у моніторів з IPS матрицею є і негативні сторони, такі як:

• невисокі показники яскравості та контрастності, внаслідок особливості розміщення керуючих електродів;
• погані показники часу відгуку матриці;
• відносна дорожнеча.

Кожна з описаних технологій має свої переваги та негативні особливості. Але зараз виробництво дисплеїв знаходиться на високому рівні і відмінності моніторів різними технологіямистають не такими критичними, що значно полегшує вибір при покупці.

Завжди зводиться насамперед вибору типу матриці монітора. І коли ви визначилися, якого типу матриця вам потрібна, можна переходити до інших характеристик монітора. У статті ми розглянемо основні типи матриць моніторів, які зараз використовуються виробниками.

Зараз на ринку можна знайти монітори з такими типами матриць:

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

Розглянемо всі типи матриць моніторів по порядку.

TN+film

TN+film- Найпростіша і найдешевша у виробництві технологія створення матриць. Завдяки своїй низькій ціні користується найбільшою популярністю. Ще кілька років тому майже 100 відсотків усіх моніторів використали цю технологію. І лише професіонали, яким потрібні якісні монітори, купували пристрої, побудовані на основі інших технологій. Зараз ситуація трохи змінилася, монітори подешевшали і TN+film матриці втрачають свою популярність.

Переваги та недоліки матриць TN+film:

• Низька ціна
• Хороша швидкість відгуку
• Погані кути огляду
• Низька контрастність
• Погана передача кольору

IPS

IPS- Найпростіший тип матриць. Дана технологіябула розроблена компаніями Hitachi та NEC. Розробниками матриці IPS вдалося позбавитися недоліків TN+film, але в результаті ціна матриць такого типу значно піднялася порівняно з TN+film. Тим не менш, з кожним роком ціни на знижуються і стають доступнішими для звичайного споживача.

Переваги та недоліки матриць IPS:

• Хороша передача кольору
• Хороша контрастність
• Широкі кути огляду
• Висока ціна
• Великий час відгуку

*VA

*VAце тип матриць моніторів, які можна вважати компромісом між TN+film та IPS. Найбільшу популярність серед таких матриць отримала MVA (Multi-domain Vertical Alignment). Ця технологія була розроблена компанією Fujitsu.

Аналоги даної технології, розроблені іншими виробниками:

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

Переваги та недоліки матриць MVA:

• Великі кути огляду
• Хороша передача кольору (краще, ніж TN+film, але гірше ніж IPS)
• Хороша швидкість відгуку
• Глибокий чорний колір
• Чи не висока ціна
• Зникнення деталей у тінях (порівняно з IPS)

PLS

PLS- Тип матриць, розроблений компанією Samsung як альтернатива дорогим IPS матрицям.

Переваги та недоліки матриць PLS:

• Висока яскравість
• Хороша передача кольору
• Широкі кути огляду
• Низьке споживання енергії
• Великий час відгуку
• Низька контрастність
• Нерівномірне підсвічування матриці

Сучасні електронні пристроїє майже універсальними. Так, наприклад, смартфон чудово справляється не тільки з дзвінками (їх прийомом та скоєнням), але й можливістю борознити простори інтернету, слухати музику, переглядати відеоролики або читати книги. Для цих завдань підійде планшет. Екран є однією з найважливіших частин електроніки, особливо якщо він сенсорний і служить не тільки для відображення файлів, але і для управління. Ознайомимося з характеристиками дисплеїв та технологіями, за якими вони створюються. Приділимо особливу увагу тому, що це за технологія, у чому її переваги.

Як влаштований РК-екран

Насамперед розберемося, як влаштований рідкокристалічний дисплей, яким оснащується сучасна техніка. По-перше, це активна матриця. Вона складається з мікроплівкових транзисторів. Завдяки їм формується зображення. По-друге, це шар Вони оснащені світлофільтрами та створюють R-, G-, B-субпікселі. По-третє, це система підсвічування екрану, що дозволяє зробити зображення видимим. Вона може бути люмінесцентною або світлодіодною.

Особливості IPS-технології

Строго кажучи, матриця IPS – різновид технології TFT, за якою створюються РК-екрани. Під TFT часто розуміють монітори, вироблені методом TN-TFT. Виходячи з цього, можна зробити їхнє порівняння. Щоб ознайомитися з тонкощами вибору електроніки, розберемося екрану IPS, що це поняття означає. Головне, що відрізняє ці дисплеї від TN-TFT, - розташування рідкокристалічних пікселів. У другому випадку вони розташовуються по спіралі, що знаходяться під кутом дев'яносто градусів горизонтально між двома пластинами. У першому (який нас цікавить найбільше) матриця складається з тонкоплівкових транзисторів. Причому кристали розташовуються вздовж площини екрана паралельно. Без надходження на них напруження вони не повертаються. У TFT кожен транзистор керує однією точкою екрана.

Відмінність IPS від TN-TFT

Розглянемо докладніше тип екрану. Монітори, створені за даною технологією, мають безліч переваг. Насамперед, це чудова передача кольору. Весь спектр відтінків яскравих, реалістичний. Завдяки широкому куту огляду зображення не блякне, з якої точки на нього не поглянь. Монітори мають більш високу, чітку контрастність завдяки тому, що чорний колір передається просто ідеально. Можна відзначити такі мінуси, якими має тип екрану IPS. Що це насамперед велике споживання енергії, значний недолік. До того ж пристрої, оснащені такими екранами, коштують дорого, тому що їхнє виробництво дуже затратне. Відповідно, TN-TFT мають діаметрально протилежні характеристики. У них менший кут огляду, при зміні погляду зображення спотворюється. На сонці ними скористатися не дуже комфортно. Картинка темніє, заважають відблиски. Однак такі дисплеї мають швидкий відгук, менше споживають енергії та доступні за ціною. Тому подібні монітори встановлюють у бюджетних моделях електроніки. Таким чином, можна зробити висновок, у яких випадках підійде IPS-екран, що це чудова річ для любителів кіно, фото та відео. Проте через меншу чуйність їх не рекомендують шанувальникам динамічних комп'ютерних ігор.

Розробки провідних компаній

Сама технологія IPS була створена японською компанією Hitachi спільно з NEC. Новим у ній було розташування рідкокристалічних кристалів: не по спіралі (як у TN-TFT), а паралельно один одному і вздовж екрана. В результаті такий монітор передає кольори більш яскраві та насичені. Зображення видно навіть на відкритому сонці. Кут огляду IPS-матриці становить сто сімдесят вісім градусів. Дивитися можна на екран із будь-якої точки: знизу, зверху, праворуч, ліворуч. Картинка залишається чіткою. Популярні планшетиз екраном IPS випускає компанія Apple вони створюються на матриці IPS Retina. На один дюйм використається збільшена щільність пікселів. В результаті зображення на дисплеї виходить без зернистості, кольори передаються плавно. За словами розробників, людське око не помічає мікрочастинок, якщо пікселів понад 300 ppi. Зараз пристрої з IPS-дисплеями стають доступнішими за ціною, ними починають постачати бюджетні моделі електроніки. Створюються нові різновиди матриць. Наприклад, MVA/PVA. Вони мають швидкий відгук, широкий кут огляду і чудову кольоропередачу.

Пристрої з екраном мультитач

В Останнім часомвелику популярність завоювали електронні прилади із сенсорним керуванням. Причому це не лише смартфони. Випускають ноутбуки, планшети, які мають сенсорний екран IPS, який керує файлами, зображеннями. Такі пристрої є незамінними для роботи з відео, фотографіями. Залежно від діагоналі дисплея зустрічаються компактні та повноформатні пристрої. мультитач здатний розпізнавати одночасно десять дотиків, тобто на такому моніторі можна працювати одразу двома руками. Невеликі мобільні пристрої, наприклад, смартфони або планшети з діагоналлю в сім дюймів, розпізнають п'ять торкань. Цього цілком достатньо, якщо ваш смартфон невеликий IPS-екран. Що це дуже зручно, оцінили багато покупців компактних пристроїв.

Планшети