Tft lcd или ips что лучше

TFT и IPS матрицы: особенности, преимущества и недостатки

[su_note note_color=”#1130BE” text_color=”#ffffff” radius=”7″]TFT и IPS матрицы: особенности, преимущества и недостатки[/su_note]
В современном мире мы регулярно сталкиваемся с дисплеями телефонов, планшетов, мониторами ПК и телевизоров. Технологии производства жидкокристаллических матриц не стоят на месте, связи с чем у многих людей возникает вопрос, что лучше выбрать TFT или IPS?

Для того чтобы полностью ответить на этот вопрос, необходимо тщательно разобраться в различиях обеих матриц, выделить их особенности, преимущества и недостатки. Зная все эти тонкости, вы с легкостью сможете подобрать устройство, дисплей которого будет полностью отвечать вашим требованиям. В этом вам поможет наша статья.
[su_note note_color=”#1130BE” text_color=”#ffffff” radius=”7″]TFT матрицы[/su_note]
Thin Film Transistor (TFT) – это система производства жидкокристаллических дисплеев, в основе которой лежит активная матрица из тонкопленочных транзисторов. При подаче напряжения на такую матрицу, кристаллы поворачиваются друг к другу, что приводит к образованию черного цвета. Отключение электричества дает противоположный результат – кристаллы образовывают белый цвет. Изменения подаваемого напряжения позволяет формировать любой цвет на каждом отдельно взятом пикселе.

Главным преимуществом TFT дисплеев является относительно невысокая цена производства, в сравнении с современными аналогами. Кроме того, такие матрицы обладают отличной яркостью и временем отклика. Благодаря чему, искажения при просмотре динамических сцен незаметны. Дисплеи, изготовленные по технологии TFT, чаще всего используются в бюджетных телевизорах и мониторах.
[su_box title=”Недостатки TFT дисплеев:” box_color=”#56BFFa” radius=”7″]

Заметнее всего недостатки TFT матриц сказываются при работе с черным цветом. Он может искажаться до серого, или же наоборот, быть чересчур контрастным.
[su_note note_color=”#1130BE” text_color=”#ffffff” radius=”7″]IPS матрицы[/su_note]
Матрица IPS является усовершенствованным продолжением дисплеев, разработанных по технологии TFT. Главным различием между этими матрицами является то, что в TFT жидкие кристаллы расположены по спирали, а в IPS кристаллы лежат в одной плоскости параллельно друг другу. Кроме того, при отсутствии электричества они не поворачиваются, что положительно сказалось на отображении черного цвета.

[su_box title=”Преимущества IPS матриц:” box_color=”#56BFFa” radius=”7″]

Изображение на IPS матрице выглядит более живим и насыщенным, но это не означает, что эта технология лишена недостатков. В сравнении с предшественником у IPS значительно снижена яркость изображения. Также, вследствие изменения управляющих электродов, пострадал такой показатель, как время отклика матрицы. Последним, но не менее значимым недостатком, является относительно высокая цена на устройства, в которых используются IPS дисплеи. Как правило, они на 10-20% дороже аналогичных с TFT матрицей.
[su_note note_color=”#1130BE” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Что выбрать: TFT или IPS?[/su_note]
Стоит понимать, что TFT и IPS матрицы, несмотря на существенные различия в качестве изображения, технологии очень похожие. Они обе созданы на основе активных матриц и используют одинаковые по структуре жидкие кристаллы. Многие современные производители отдают свое предпочтение IPS матрицам. Во многом благодаря тому, что они могут составить более достойную конкуренцию плазменным матрицам и имеют весомые перспективы в будущем. Тем не менее TFT матрицы также развиваются. Сейчас на рынке можно встретить TFT-TN и TFT-HD дисплеи. Они практически не уступают в качестве изображения IPS матрицам, но при этом имеет более доступную стоимость. Но на данный момент устройств с такими мониторами не так много.

Если для вас важно качество изображения и вы готовы незначительно доплатить, то устройство с IPS дисплеем является оптимальным выбором.

Источник

Виды жидкокристаллических матриц, их отличия и особенности

История открытия жидких кристаллов

Впервые жидкие кристаллы были обнаружены в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райнитцером в ходе исследования холестеринов в растениях. Он выделил вещество, имеющее кристаллическую структуру, но при этом странно ведущее себя при нагреве. При достижении 145.5°C вещество мутнело и становилось текучим, но при этом сохраняло кристаллическую структуру вплоть до 178.5°C, когда, наконец, превращалось в жидкость. Райнитцер сообщил о необычном явлении своему коллеге – немецкому физику Отто Леманну, который выявил ещё одно необычное качество вещества: эта псевдожидкость в электромагнитных и оптических свойствах проявляла себя как кристалл. Именно Леманн и дал название одной из ключевых технологий отображения информации на сегодняшний день – «жидкий кристалл».

Технический словарь разъясняет термин «жидкий кристалл» как мезофазу, переходное состояние вещества между твёрдым и изотропным жидким. В этой фазе вещество сохраняет кристаллический порядок расположения молекул, но при этом обладает значительной текучестью и стабильностью в широком диапазоне температур.

Почти столетие это открытие относилось к рангу удивительных особенностей природы, пока в 70-х годах ХХ века компания Radio Corporation of America не представила первый работающий монохромный экран на жидких кристаллах. Вскоре после этого технология начала проникать на рынок потребительской электроники, в частности, наручных часов и калькуляторов. Однако до появления цветных экранов было ещё очень далеко.

Принцип работы жидкокристаллических экранов

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

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

В упрощенном виде матрица жидкокристаллического дисплея состоит из следующих частей:

В цветных матрицах каждый пиксель формируется из трёх цветных точек (красной, зелёной и синей), поэтому добавляется ещё и цветной фильтр. В каждый момент времени каждая из трёх ячеек матрицы, составляющих один пиксель, находится либо во включённом, либо в выключенном положении. Комбинируя их состояния, получаем оттенки цвета, а включая все одновременно – белый цвет.

Глобально матрицы делятся на пассивные (простые) и активные. В пассивных матрицах управление производится попиксельно, т.е. по порядку от ячейки к ячейке в строке. Проблемой, встающей при производстве ЖК-экранов по этой технологии, стало то, что при увеличении диагонали увеличиваются и длины проводников, по которым передаётся ток на каждый пиксель. Во-первых, пока будет изменён последний пиксель, первый успеет потерять заряд и погаснуть. Во-вторых, большая длина требует большего напряжения, что приводит к росту помех и наводок. Это резко ухудшает качество картинки и точность цветопередачи. Из-за этого пассивные матрицы применяются только там, где не нужны большая диагональ и высокая плотность отображения.

Для преодоления этой проблемы были разработаны активные матрицы. Основой стало изобретение технологии, известной всем по аббревиатуре TFT, что означает Thin Film Transistor – тонкоплёночный транзистор. Благодаря TFT, появилась возможность управлять каждым пикселем на экране отдельно. Это резко сокращает время реакции матрицы и делает возможными большие диагонали матриц. Транзисторы изолированы друг от друга и подведены к каждой ячейке матрицы. Они создают поле, когда им приказывает управляющая логика – драйвер матрицы. Для того, чтобы ячейка не потеряла заряд преждевременно, к ней добавляется небольшой конденсатор, который играет роль буферной ёмкости. С помощью этой технологии удалось радикально уменьшить время реакции отдельных ячеек матрицы.

Виды матриц

Различия между разными типами матриц обусловлены расположением жидких кристаллов и, как следствие, особенностями прохождения через них света.

TN+film

Кристаллы в TN-матрице

Первой и наиболее простой технологией производства матриц была технология TN (Twisted Nematic, скрученные нематические), представленная в далёком 1973 году. Особенностью нематических кристаллов является то, что они выстраиваются друг за другом, как солдаты в колонне. Организация их в матрице выглядит как спираль. Для этого на стеклянных подложках делаются специальные бороздки, благодаря которым первый кристалл в спирали всегда расположен в одной и той же плоскости. Следующие за ним кристаллы располагаются друг за другом по спирали, пока последний не укладывается в аналогичную бороздку на второй подложке, расположенную под углом 90° к первой. К каждому концу спирали подведены электроды, которые и влияют на расположение кристаллов созданием электрического поля. При отсутствии напряжения и поля кристаллы поворачивают ось поляризации света, прошедшего через первый поляризатор, на 90°, чтобы он оказался в одной плоскости со вторым поляризатором и беспрепятственно прошёл сквозь него. Так получается белый пиксель. Если подать напряжение на электроды, спираль начинает сжиматься. Максимальное значение напряжения соответствует такому положению, при котором кристаллы не поворачивают поляризованный свет, и он поглощается вторым поляризатором (чёрный пиксель). Для получения градаций (оттенков серого) напряжение варьируется, тогда кристаллы занимают такое положение, при котором свет проходит через фильтры неполностью.

Принцип работы ЖК-матриц на примере TN

Из-за особенностей TN чёткое формирование оттенков сильно затруднено, и по сей день цветопередача является их ахиллесовой пятой.

Проблемой первых TN-матриц были очень небольшие углы обзора, при которых ячейка была видна с нужным цветом. Поэтому была разработана специальная плёнка, которая накладывается сверху на матрицу и расширяет углы обзора. Технология стала называться TN+film. В этом исполнении она существует и по сей день. Разъясним её. Угол между нормалью фронта световой волны и углом директора молекул ЖК (так научно называются те самые бороздки) равен j. Интенсивность пропущенного через 2 поляризатора света равна sin2 j. С практической точки зрения эти построения означают, что при полностью включённом пикселе угол j составляет не более 30°, а интенсивность света меняется в пределах 10%. А вот в среднем положении при уровне серого 50% угол j составит 45°, а изменение интенсивности – примерно 90%. Естественно, вряд ли кого устроит то, что, пошевелившись на стуле, он увидит вместо красного цвета зелёный. Поэтому сверху на матрицу клеится плёнка, имеющая другое значение j, из-за чего изменение интенсивности при смене угла обзора уже не так заметно. Сегодняшние матрицы обеспечивают нормальное изображение при отклонении от центра примерно на 50-60° по горизонтали (угол обзора 100-120°), а вот с вертикальными углами дело обстоит хуже. При отклонении от центра по вертикали хотя бы на 30 градусов нижняя часть матрицы начинает светлеть, иногда появляются тёмные полосы и т.д.

Ещё одна особенность TN состоит в том, что положением пикселя по умолчанию (т.е. при отключённом токе на электродах) является белый цвет. При этом, если транзистор сгорает, мы получаем всегда ярко горящую точку на мониторе. А если учесть, что добиться абсолютно точного положения кристаллов невозможно, на TN-матрицах невозможно добиться и хорошего отображения чёрного цвета.

В связи с ограниченной скоростью пассивных матриц для уменьшения скорости реакции была разработана технология STN (Super Twisted Nematic). Смысл её заключается в том, что бороздки на стеклянных подложках, ориентирующие первый и последний кристалл, расположены под углом более 200° друг к другу, а не 90°, как в обычной TN. В таком случае переход между крайними состояниями резко ускоряется, однако становится крайне сложно управлять кристаллами в средних положениях. Более-менее стабильными они были при углах между бороздками около 210°. Однако без недостатков не обошлось и тут: при отклонении от центра ячейки белый свет становился либо грязно-жёлтым, либо голубоватым. Чтоб хоть как-то сгладить эту проблему, инженеры Sharp разработали DSTN – Dual-Scan Twisted Nematic. Суть технологии состоит в том, что экран делится на две части, каждая из которых управляется отдельно. Помимо увеличения скорости, преимуществом технологии было смягчение искажений цветов, а недостатком – большой вес и высокая стоимость.

Итак, выделим достоинства и недостатки матриц TN+film (во всех исполнениях) на сегодняшний день:

К сожалению, подавляющее большинство производимых сегодня ЖК-мониторов самой ходовой диагонали 17” производится на базе TN+film из-за дешевизны технологии. В принципе, для нетребовательного к качеству изображения пользователя ничего страшного в этом нет, однако для работы с графикой придётся обратить взор на другие матрицы.

Источник

Тип экрана IPS или TFT — что лучше

Смартфон перестал быть обычным средством связи, заменяя множество аксессуаров. Всю информацию человек воспринимает визуально, поэтому разработчики с каждым разом стараются улучшить качество изображения на мониторах/смартфонах. Несмотря на множество презентаций и информации, многие пользователи не знают, какой экран лучше TFT или IPS.

Что означает тип матрицы экрана TFT и IPS

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$.

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:

Конечно же, есть и недостатки:

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

Отличие IPS от TFT

Экраны с двумя системами размещения отличаются и по полученной картинке. В параллельной схеме размещения кристаллов изображение с повышенным уровнем контрастности, который достигается идеальной передачей черного. Параллельное расположение четко передает оттенки.

Передача оттенков ТФТ значительно слабее. При такой схеме работы каждый пиксель, изменяет цветовой оттенок. Из-за низкой цветопередачи возникает риск искажения конечного изображения

Скорость работы

ТФТ работают куда быстрее, чем модифицированное продолжение. Элементам в ИПС нужно много времени, чтобы весь массив кристаллов развернулся в нужное положение. Поэтому для задач, в которых требуется быстро прорисовать объект приоритетнее использовать “устаревшие” ТФТ, но при решении стандартных задач пользователь не заметит разницу в потраченном времени на отклик.

Мониторы и дисплеи с технологией ИПС с большей энергоемкостью. Повышение произошло за счет высокого напряжения, которое передается на кристаллы для поворота. Поэтому для экономного использования в мобильном телефоне лучше выбрать технологию ТФТ.

Что лучше: экран TFT или IPS?

Система IPS воспроизводит и передают изображение высокого качества, но сам поворот внутренних элементов при подаче напряжения занимает больший промежуток времени. За счет этого увеличивается на время отклика и другие параметры, которые усиливают энергопотребление и снижают длительность автономной работы. В TN-устройствах качество передачи значительно хуже, зато время выполнения операции минимально (из-за расположения кристаллов в виде спирали).

В целом хочется отметить, что между двумя технологиями находится огромная пропасть, в которой находится множество инноваций. В первую очередь эта пропасть заключена в цене. Матрицу TN до сих пор можно приобрести на рынке, однако находится она на нем только из-за низкой цены. Про качество в экране можно забыть.

Устройства на базе ИПС, в большинстве своем, работают в широкоформатном режиме. Это позволяет передавать оригинальные цвета, не искажая их. В стандартной схеме пользователь при развороте монитора на 178 градусов (неважно, вертикаль или горизонталь) не потеряет в качестве.

Плюсы и минусы матрицы ИПС

Смартфоны, в большинстве, оборудованы дисплеями с системой IPS. Модели TN используются в корпоративном секторе. Фирмы, которые хотят снизить затраты, используют такие телефоны для собственных работников. Для себя вряд ли кто-то купит такой телефон.

Как итог

Отвечая на вопрос, чем отличается одна технология от другой, стоит не забывать о стоимости и назначению. Матрица TN является начальной, которая радует владельцев быстрой скоростью воспроизведения, но обойдется в 500 и больше долларов. Более современные матрицы начинали как бюджетные версии для смартфонов, но ряд модификаций сумел подтянуть определенные параметры, и поднять ИПС на современный уровень.

Источник