Меню

Тип дисплея – Чем отличаются дисплеи электронных книг от дисплеев смартфонов и планшетов? / Habr

Leave a comment

Типы дисплеев и их характеристики

Типы дисплеев и их характеристики

Давайте рассмотрим, какие бывают типы дисплеев и в чем их различия между собой.

Первый дисплей – это STN, представляет собой недорогие и невысокие по качеству, и в основном применяются на моделях низкого класса. Ну о хорошем качестве изображения, конечно, речи и не будет, но потребляют энергии они очень мало. На таких дисплеях плохо просматриваются видео и картинки, конечно, низкие цветовые показатели и угол обзора очень небольшой. Раньше такой тип дисплеев встречался практически во всех моделях, а сейчас в основном удел низкой ценовой категории, вне зависимости от фирмы-производителя. Для них свойственны следующие расширения: 128×160, 96×64, 96×68 и поддержка цветов: от 16 до 65 тыс. цветов.

Конечно же основным плюсом таких экранов является цена.

Разрешение экрана телефона – это соотношение высоты и ширины в пикселях, чем больше пикселей – больше разрешение, тем более качественнее будет изображение.

Второй тип дисплеев – UFB. Дисплеи этой категории обладают наилучшей яркостью, но стоимость их почти такая же как и STN. Здесь можно увидеть довольно хороший обзор и низкое потребление энергии. Это что-то среднее между TFT и STN, большая часть моделей с таким дисплеем выпущена фирмой Samsung и немного под маркой Sony Ericsson. Разрешение и количество цветов в них достигает: 128×128, 65тыс. Но, к сожалению широкого применения не получили.

Самый популярный и широко распространенный тип – TFT. Он встроен в большинство телефонов, потребляет много энергии, но имеет ряд преимуществ: отличная цветопередача, большое разрешение, множество цветов и приемлемые углы обзора. Такие дисплеи применяются в смартфонах и моделях бюджетного класса.

Кроме всего в телефонах с таким дисплеем множество мультимедийных функций: фото, видео, интернет – поэтому экран большего размера и батарею держит мало. То есть, нужно сделать выбор между: средним классом – цветопередача хуже, потребление меньше или устройства высшего класса – замечательная цветопередача, но быстро сажает батарею. Недостаток довольно частая зарядка аккумулятора. Этому типу дисплеев характерны: 262 тыс. цветов, что на класс выше и разрешения 128×160, 132×176, 176×208, 176×220, 240×320 и другие.

Дисплей OLED

Следующий тип – это дисплей OLED изготовлен из органических составов, из специально тонкопленочного полимера. Он быстро и эффективно излучает свет, при пропускании тока через него.

Пока OLED дисплеи занимают лидирующую позицию на рынке цифровой техники, он обладает хорошей яркостью, контрастностью, изображение видно под любым углом и без потери качества. И, несмотря на большой экран меньше потребляет энергии, но стоит эта технология дорого.

Недостатками OLED являются: дорогая ценовая категория и маленький срок службы некоторых цветов(люминофоров – около 3 лет). Но технологии так быстро развиваются, что можно все недостатки считать временными трудностями. Разрешение достигает до 400х240 пикселей и 16 млн. цветов

Дисплей AMOLED – один из разновидностей OLED-дисплеев. В этих еще лучше цветопередача, превосходная яркость изображения, насыщенные снимки и конечно малая энергопотребляемость. Недостатки: блекнут на солнце и большая стоимость устройств.

Другие разновидности дисплеев OLED:

Super AMOLED – новая и усовершенствованная новинка;

SOLED – в дисплеях этой разновидности применен отличный от других ЖК-дисплеев подход к расположению подпикселей, что позволило достичь высокого разрешения и очень хорошего качества изображения.

FOLED – эти дисплеи отличаются сверхтонкостью и, соответственно очень небольшим весом;

TOLED – эта технология позволяет создавать прозрачные дисплеи и получить высокий уровень контрастности изображения, что дает возможность улучшить читаемость текста при ярком солнечном свете.

разрешение экрана телефона

А еще теперь появились гибкие дисплеи под названием Flexible AMOLED – это уникальные изогнутые экраны, которые отображают картинку с маленьким двоением, а радиус изгиба составляет один сантиметр. Технологию производства таких типов дисплеев производитель не захотел разглашать, но известно, что пока диагональ их 4,5 дюйма, после будет и 7 дюймов, что даст возможность использовать и в производстве планшетов.

Как вы знаете дисплеи бывают сенсорными. Они, в свою очередь, делятся на два вида: емкостные и резистивные.

Давайте чуть подробнее рассмотрим их:

  • 1.Емкостные – реагируют только на касание пальцев. Т.е., чтобы ответить на звонок при сильном морозе нужно снять перчатку, так как на другие прикосновения он откликаться не будет. Человек является проводником электрического тока, когда при касании дисплея подается сигнал в мозг телефона и тот определяет точку прикосновения.

Такие дисплеи износостойки (в любых погодных условиях), прозрачны и не требуют сильных нажатий, недостатки их в том, что очень трудно попасть в маленькие кнопочки, поэтому устройства с таким сенсором обычно большого размера и обыкновенным стилусом воспользоваться не получится. Но существуют специально разработанные для таких видов дисплеев стилусы, которые возможно помогут вам в обращении с таким дисплеем.

емкостный дисплей

  • 2.Резистивные – эти дисплеи сделаны виде двух слоев, первый защитный, а на второй поступают сигналы пользователя. При касании любыми твердыми предметами: карандашом, ногтем, а также и стилусом телефон будет работать без нареканий.

Благодаря резистивным экранам, на рынок цифровых технологий выпущено множество устройств с небольшой стоимостью. Потому, что главным преимуществом является их дешевизна. Еще одним плюсом этих дисплеев является то, что пыль и загрязнения не влияют на его чувствительность.

Технология мультитач присутствует в двух видах дисплеев, но сама технология предполагает ручное управление, поэтому большинство телефонов с такой функцией емкостные.

Единственное, что удерживает, резистивные экраны на рынке – это низкая ценовая категория, потому что за долгие годы производители выпустили много устройств с таким дисплеями, и значит быстро убрать их не получится. Но все-таки емкостных дисплеев становится все больше и, думаю, скоро они совсем вытеснят устаревшие модели.

 

 

lib4me.ru

Какие типы экранов бывают у мобильных телефонов

Качество отображаемого изображения на экране мобильного устройства зависит от технологии, по которой произведен дисплей. На данный момент наиболее популярны следующие типы дисплеев: TFT, OLED, AMOLED (включая разновидности Super AMOLED и Ultra AMOLED), IPS (Super IPS) и Super LCD.

TFT (Thin Film Transistor) — это технология тонкопленочных транзисторов, которая применяется в активно-матричных дисплеях. На каждый пиксел изображения приходится по три транзистора (каждый из которых соответствует одному из трех основных цветов – красному, зеленому или синему), а также конденсатор, поддерживающий необходимое напряжение. Основной недостаток TFT-экранов – высокое энергопотребление.

OLED (Organic Light Emitting Diode) — это органические электро-люминесцентные дисплеи. Такие дисплеи имеют высокую яркость и контрастность, а кроме этого не нуждаются в дополнительной подсветке и потребляют меньше энергии. Основной недостаток – дорогая технология производства.

AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) — это усовершенствованная версия технологии OLED. AMOLED-дисплеи имеют активную матрицу с органическими светодиодами. Это позволяет экрану немного гнуться без риска сломаться, а также придает экрану очень маленькую толщину и низкий вес. Основными достоинствами экранов данного типа являются высокая яркость и контрастность, пониженное энергопотребление, а также насыщенная цветопередача изображения.

В некоторых устройствах используют усовершенствованные версии технологии AMOLED – Super AMOLED и Ultra AMOLED. По заявлениям производителей такие дисплеи работают еще экономичнее, имеют улучшенную цветопередачу и меньше "слепнут" на солнечном свете.

IPS и Super IPS — это разновидности TFT-дисплеев. Такие экраны характеризуются большими углами обзора, идеальным черным цветом и великолепной цветопередачей.

Super LCD — это улучшенный вариант LCD-экранов. Такие экраны имеют увеличенные углы обзора и более низкое энергопотребление.

gdrw.ru

что выбрать и в чём разница дисплеев, мониторов и телевизоров

Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей, ЖКД; жидкокристаллический индикатор, ЖКИ; англ. liquid crystal display, LCD) — дисплей на основе жидких кристаллов, а также устройство (монитор, телевизор) на основе такого дисплея.

Экраны LCD-мониторов (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) изготовлены из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.

Основной их особенностью является возможность изменять ориентацию в пространстве под воздействием электрического поля. А если сзади матрицы поставить источник света, то, проходя через кристалл, поток будет окрашиваться в определенный цвет. Изменяя напряжённость электрического поля, можно изменять положение кристаллов, а значит и видимое количество одного из основных цветов. Кристаллы работают, как клапан или фильтр. Управление всей матрицей даёт возможность вывода на экран определённого изображения.

Жидкокристаллические материалы были открыты еще в 1888 году австрийским ученым Ф. Ренитцером, но только в 1930-м исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение.

В конце 1966 г. корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD-монитора – цифровые часы. Значительную роль в развитии LCD-технологии сыграла корпорация Sharp. Она и до сих пор находится в числе технологических лидеров. Первый в мире калькулятор CS10A был произведен в 1964 г. именно этой корпорацией. В октябре 1975 г. уже по технологии TN LCD были изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов к производству матриц с адресацией каждой точки. Так, в 1976 г. Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матрицы разрешением 160х120 пикселов.

Одним из самых качественных типов LCD-матриц является IPS. Именно IPS технология доминирует в мобильных устройствах, так как она обладает хорошей цветопередачей и, что особенно важно для смартфонов — хорошими углами обзора.

Ресурс работы ЖК телевизора (дисплея) около 60000 часов.

Светодиодный экран (LED screen, LED display) — устройство отображения и передачи визуальной информации (дисплей, монитор, телевизор), в котором каждой точкой — пикселем — является один или несколько полупроводниковых светодиодов (LED).

LED — именно так сейчас принято сокращенно называть жидкокристаллическую (ЖК) панель со светодиодной (LED) подсветкой. Не так давно для подсветки ЖК-матрицы использовались люминисцентные лампы (CCFL), но сегодня их окончательно и бесповоротно вытеснили светодиоды. Матрица работает на просвет. По сути, каждый RGB-пиксель представляет собой «заслонку» (а фактически фильтр) для света, излучаемого светодиодами. Кстати, очень интересный вариант, когда в телевизоре используется «локальная» подсветка, то есть множество светодиодов установлены позади матрицы и могут освещать только определенную зону. Тогда достигается высокий показатель контрастности в одном кадре, однако первые такие модели буквально «шли пятнами». Впрочем, сегодня большинство LED-телевизоров имеют торцевую подсветку, когда диоды расположены по бокам (в торце). Такая конструкция и позволяет сделать предельно плоские, энергоэффективные и легкие видеопанели.

Чаще всего срок службы LED телевизоров принадлежит диапазону от 50 до 100 тысяч часов.

Органический светодиод (англ. organic light-emitting diode, сокр. OLED) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, эффективно излучающих свет при прохождении через них электрического тока.

Основная технология создания дисплеев основана на том, что органическая пленка на углеродной основе помещается между двумя проводниками, пропускающими электрический ток, из-за которого пленка излучает свет.

Главное отличие этой технологии от  LED в том, что свет испускается каждым пикселем в отдельности, так что яркий белый или красочный цветной пиксель может находиться рядом с пикселем черного или совершенно другого цвета, и они не будут влиять друг на друга.

Это отличает их от традиционных ЖК-панелей, которые оснащаются специальной подсветкой, свет от которой проходит через слой пикселей.

К сожалению, между собой OLED пиксели отличаются не только цветом, но и рядом других характеристик — уровнем яркости, сроком службы, скоростью включения/выключения и прочими. Чтобы обеспечить относительно равномерные характеристики экрана в целом, производителям приходится идти на самые разные ухищрения: варьировать форму и размер светодиодов, размещать их в особом порядке, использовать программные трюки, регулировать яркость свечения с помощью ШИМ (то есть, грубо говоря, пульсацией), и так далее.

Причем технологии реализации самих матриц немного различаются. Так, в LG используется «сэндвич», а у Samsung — классическая RGB-схема. OLED можно гнуть вроде как без особых последствий. Поэтому вогнутые телевизоры также были построены на базе этой технологии.

php-web.info

tn, ips, pls, va, mva, oled

Содержание статьи:

  1. Виды матриц мониторов, их характеристики, сходства и различия.
  2. TN матрица
  3. TN+Film матрица
  4. TFT матрица
  5. IPS матрица, она же SFT
  6. PLS матрица
  7. VA, MVA и PVA матрицы
  8. OLED дисплеи
  9. Как узнать, какая матрица в мониторе?
  10. Какая матрица лучше, как они влияют на зрение?
  11. Выводы

В настоящее время для производства мониторов народного потребления применяются два самых основных, так сказать – корневых, технологии изготовления матриц – LCD и LED.

  • LCD является аббревиатурой от словосочетания «Liquid Crystal Display», что в переводе на всем понятный русский язык означает жидкокристаллический дисплей, или ЖКИ.
  • LED расшифровывается как «Light Emitting Diode», что на нашем языке читается как светоизлучающий диод, или просто — светодиод.

Все остальные типы являются производными от этих двух столпов дисплеестроения и представляют собой доработанные, модернизированные и улучшенный варианты своих предшественников.

эволюция мониторов

Ну что же, рассмотрим теперь эволюционный процесс, пройденный дисплеями при становлении на службу человечеству.

Виды матриц мониторов, их характеристики, сходства и различия

Начнем с наиболее привычного нам ЖК экрана. В его состав входят:

  • Матрица, которая поначалу представляла собой сэндвич из пластин стекла, перемежающихся пленкой жидких кристаллов. Позже, с развитием технологии, вместо стекла начали использоваться тонкие листы пластика.
  • Источник света.
  • Соединительные провода.
  • Корпус с металлическим обрамлением, которое придает жесткость изделию

Точка экрана, отвечающая за формирование изображения, называется пикселем, и состоит из:

  • Прозрачные электроды в количестве двух штук.
  • Прослойки молекул активного вещества между электродами (это и есть ЖК).
  • Поляризаторы, оптические оси которых перпендикулярны друг-другу (зависит от конструкции).

Если между фильтрами не было бы ЖК, то свет от источника проходя через первый фильтр и поляризуясь в одном направлении, полностью задерживался бы вторым, из-за его того, что его оптическая ось перпендикулярна оси первого фильтра. Поэтому, как бы мы не светили на одну сторону матрицы, со второй стороны она остается черной.

Поверхность электродов, касающаяся ЖК обработана таким образом, чтобы создать определенный порядок расположения молекул в пространстве. Иначе говоря – их ориентацию, которая имеет свойство изменятся в зависимости от величины напряжения электрического тока, приложенного к электродам. Далее уже начинаются технологические различия в зависимости от типа матрицы.

TN матрица

Tn матрица расшифровывается как «Twisted Nematic», что в переводе означает «Извивающиеся нитевидные».  Изначальное расположение молекулы – в виде четверть оборотной спирали. То есть свет от первого фильтра преломляется так, что проходя вдоль кристалла он попадает на второй фильтр в соответствии с его оптической осью. Следовательно, в спокойном состоянии такая ячейка всегда прозрачна.tn матрица

Воздействуя на электроды напряжением можно изменять угол поворота кристалла вплоть до его полного распрямления, при котором свет через кристалл пройдет без преломления. А так, как он уже был поляризован первым фильтром, то второй его полностью задержит, и ячейка будет черной. Изменение величины напряжения изменяет угол поворота, а соответственно и степень прозрачности.

Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.

Недостатки – маленькие углы обзора, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность, энергопотребление

 

TN+Film матрица

От простой TN отличается наличием специального слоя, призванного повысить раствор обзора в градусах. На практике достигается значение в 150 градусов по горизонтали для лучших моделей. Применяется в подавляющем большинстве телевизоров и мониторов бюджетного уровня.

Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.

Недостатки – углы обзора очень маленькие, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность.

TFT матрица

Сокращение от «Think Film Transistor» и переводится как «тонкопленочный транзистор». Более корректным было бы название TN-TFT так, как это не тип матрицы, а технология изготовления и отличие от чисто TN состоит лишь в способе управления пикселями. Здесь он реализован при помощи микроскопических полевых транзисторов, а потому такие экраны относятся к классу активных ЖКИ. То есть это не тип матрицы, а способ управления ею.

IPS или SFT матрица

Да, и это тоже потомок той, самой древней ЖКИ пластины. По сути представляет собой более развитую и модернизированную TFT так, как называется Super Fine TFT (очень хороший ТФТ). Угол обзора увеличен лучших изделий достигает 178 градусов, а цветовой охват практически идентичен естественному

.матрица ips

Преимущества – углы обзора, цветопередача.

Недостатки – цена слишком высокая по сравнению с TN, время отклика редко бывает ниже 16 мс.

Виды Ips матрицы:
  • Н-IPS – повышает контраст изображения и снижает время отклика.
  • AS-IPS – основное качество заключается в повышении контрастности.
  • H-IPS A-TW — H-IPS с технологией «True White», которая улучшает белый цвет и его оттенки.
  • AFFS — увеличение напряжённости электрического поля для больших углов обзора и яркости.

PLS матрица

Доработанная, с целью снижения себестоимости и оптимизации времени отклика (до 5 миллисекунд), версия IPS. Выведена концерном Самсунг и является аналогом Н-IPS, АН-IPS, которые запатентованы другими разработчиками электроники.

Подробнее про PLS матрицу можно узнать в нашей статье:

Тип матрицы PLS — технология изготовления, особенности, плюсы и минусы. IPS vs PLS

VA, MVA и PVA матрицы

Это тоже технология изготовления, а не отдельный тип экрана.

  • VA матрица – сокращение от «Vertical Alignment», в переводе — вертикальное выравнивание. В отличии от TN матрицы VA в выключенном состоянии свет не пропускают
  • MVA матрица. Доработанная VA. Целью оптимизации было повышение углов обзора. Снижения времени отклика удалось благодаря задействованию технологии OverDrive.
  • PVA матрица. Не является отдельным видом. Представляет собой MVA, запатентованный Самсунг под своим названием.

Также существует еще большее количество всевозможных доработок и улучшений, с которыми рядовой пользователь вряд ли столкнётся на практике – максимум, что укажет производитель на коробке, это основной тип экрана и все.

Параллельно ЖКИ развивалась технология LED. Полноценные, чистокровные экраны ЛЕД изготавливаются из дискретных светодиодов либо матричным, либо кластерным способом и в магазинах бытовой техники не встречаются.

Причина отсутствия в продаже полновесных ЛЕД кроется в их больших габаритах, низком разрешении, крупнозернистости. Удел таких устройств – баннеры, уличное ТВ, медиафасады, устройство бегущей строки.

Внимание! Не спутайте маркетинговое название типа «LED-монитор» с настоящим светодиодным дисплеем. Чаще всего под этим название будет скрываться обычный ЖКИ типа TN+Film, но подсветка будет выполнена при помощи светодиодной лампы, а не люминесцентной. Это все, что в таком мониторе будет от LED технологии – только подсветка.

OLED дисплеи

oled дисплей

Отдельным сегментом выступают OLED дисплеи, представляющие собой одно из самых перспективных направлений:

Достоинства

  1. маленький вес и габаритные размеры;
  2. низкий аппетит к электричеству;
  3. неограниченные геометрические формы;
  4. не нужна подсветка специальной лампой;
  5. углы обзора вплоть до 180 градусов;
  6. мгновенный отклик матрицы;
  7. контрастность превышает все известные альтернативные технологии;
  8. возможность создания гибких экранов;
  9. температурный диапазон шире, чем у других экранов.

Недостатки

  • маленький срок службы диодов определенного цвета;
  • невозможность создания долговечных полноцветных дисплеев;
  • очень высокая цена, даже по сравнению с IPS.

Для справки. Возможно нас читают и любители мобильных девайсов, поэтому затронем и сектор портативной техники:

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) – комбинация LED и TFT

Super AMOLED – Ну тут, мы думаем, все понятно!

Исходя из предоставленных данных следует заключение, что матрицы мониторов бывают двух типов – жидкокристаллические и светодиодные. Также возможны их комбинации и вариации.

oled матрица

Следует знать — матрицы разделены нормативами ISO 13406-2 и ГОСТ Р 52324-2005 на четыре класса о которых скажем лишь, что первый класс предусматривает полное отсутствие битых пикселей, а четвертым классом разрешается до 262 дефекта на миллион точек.

Как узнать, какая матрица в мониторе?

Существует 3 способа удостовериться в типе матрицы вашего экрана:

а) Если сохранилась упаковочная коробка и техническая документация, то там наверняка вы можете увидеть таблицу с характеристиками устройства, среди которых будет указана интересующая информация.

б) Зная модель и название можно воспользоваться услугами онлайн-ресурса производителя.

в) Воспользоваться нашими рекомендациями:

  • Если посмотреть на цветную картинку TN монитора по разными углами сбоку-сверху-снизу, то будет видны искажения цвета (вплоть до инверсии), блеклость, желтизна белого фона. Полностью черного цвета добиться невозможно – будет глубоко серый, но не черный.
  • IPS легко определить по черной картинке, которая приобретает фиолетовый оттенок при отклонении взгляда от перпендикулярной оси.
  • Если перечисленные проявления отсутствуют, то это либо более современный вариант IPS, либо ОЛЕД.
  • OLED от всех других отличает отсутствие лампы подсветки, поэтому черный цвет на такой матрице представляет собой полностью обесточенный пиксель. А даже у самой лучшей IPS черный цвет светиться в темноте за счет BackLight.

Давайте же узнаем, какая она – лучшая матрица для монитора.

Какая матрица лучше, как они влияют на зрение?

Итак, возможность выбора в магазинах ограничена тремя технологиями TN, IPS, OLED.

TN матрица обладает низкой стоимостью, имеет приемлемые временные задержки и постоянно совершенствует качество изображения. Но из-за низкого качества конечного изображения может рекомендоваться только для домашнего применения – иногда кино посмотреть, иногда игрушку погонять и время от времени поработать с тексами. Как вы помните время отклика у лучших моделей достигает 4 мс. Недостатки в виде плохой контрастности и неестественности цвета вызывает повышенную утомляемость глаз.

IPS это, конечно же, совсем другое дело! Яркие, сочные и естественные цвета передаваемой картинки предоставят превосходный комфорт работы. Рекомендуется для полиграфических работ, дизайнерам или тем, кто готов заплатить за удобство кругленькую сумму. Ну а играть будет не очень удобно вследствие высокого отклика – далеко не все экземпляры могут похвастаться даже 16 мс. Соответственно – спокойная, вдумчивая работа – ДА. Классно посмотреть киношку – ДА! Динамичные стрелялки – НЕТ! Зато глаза не устают.

OLED. Эх, мечта! Такой монитор могут себе позволить либо достаточно обеспеченные люди, либо пекущиеся о состоянии своего зрения. Если бы не цена, то можно было бы рекомендовать всем и каждому – характеристики этих дисплеев обладают достоинствами всех остальных технологических решений. На наш взгляд здесь нет недостатков, кроме стоимости. Но есть надежда – технология совершенствуется и соответственно – удешевляется так, что ожидается закономерное снижение производственных затрат на изготовления, что сделает их более доступными.

Выводы

На сегодняшний день лучшая матрица для монитора это, конечно же Ips/Oled, изготовленная по принципу органических светодиодов, и они довольно активно применяются в сфере переносной техники – мобильные телефоны, планшеты и прочие.

Но, если излишних денежных ресурсов не наблюдается, то стоит остановить свой выбор на более простых моделях, но в обязательном порядке со светодиодными лампами подсветки. ЛЕД лампа имеет больший ресурс, стабильность светового потока, широкий предел регулирования подсветки и очень экономичны в плане энергопотребления.

monitor4ik.com

Типы жидкокристаллических дисплеев

TN TFTилиTN+Film TFT (Twisted Nematic + Film)

Самый распространённый тип цифровых панелей основан на технологии, сокращённо называемой TN TFTилиTN+Film TFT (Twisted Nematic + Film). Термин Film обозначает дополнительное наружное плёночное покрытие, позволяющее увеличить угол обзора со стандартных 90 градусов (по 45 с каждой стороны) до приблизительно 140 градусов. Схема работы TN TFT дисплея показана на рисунке ниже:

  1. Когда транзистор находится в выключенном состоянии, то есть не создаёт электрическое поле, молекулы жидких кристаллов находятся в своём нормальном состоянии и выстроены так, чтобы менять угол поляризации проходящего через них светового потока на 90 градусов (жидкие кристаллы образуют спираль). Поскольку угол поляризации второго фильтра перпендикулярен углу первого, то проходящий через неактивный транзистор свет будет без потерь выходить наружу, образуя яркую точку, цвет которой задаётся световым фильтром.

  2. Когда транзистор генерирует электрическое поле, все молекулы жидких кристаллов выстраиваются в линии, параллельные углу поляризации первого фильтра, и тем самым никоим образом не влияют на проходящий через них световой поток. Второй поляризующий фильтр поглощает свет полностью, создавая чёрную точку на месте одной из трёх цветовых компонент.

TN TFT – первая технология, появившаяся на рынке LCD, которая до сих пор чувствует себя уверенно в категории бюджетных решений, поскольку создание подобных цифровых панелей обходится относительно дёшево. Но, как и многие другие дешёвые вещи, LCD мониторы на матрице TN TFT не лишены недостатков. Во-первых, чёрный цвет у старых моделей таких дисплеев больше смахивает на тёмно-серый (поскольку очень трудно было развернуть все жидкие кристаллы строго перпендикулярно к фильтру), что приводит к низкой контрастности картинки. С годами технологический процесс совершенствовался, и новые TN панели демонстрируют значительно увеличившуюся глубину тёмных оттенков. Во-вторых, в случае отказа транзистора (а такое бывает) на экране образуется посторонняя «мёртвая» яркая точка, которая для глаза намного заметнее «мёртвой» чёрной. Но эти два недостатка не мешают данной технологии занимать место лидера среди 15.1 дюймовых панелей, поскольку главным фактором для бюджетных решений всё равно остаётся стоимость.

Super-TFT или IPS (In-Plane Switching)

Один из вариантов борьбы с недостатками предложила технология Super-TFTилиIPS (In-Plane Switching), разработанная компанией Hitachi. IPS позволила расширить угол обзора до примерно 170 градусов за счёт более точного механизма управления ориентацией жидких кристаллов, что и явилось её главным достижением. Такой важный параметр как контрастность остался на старом уровне TN TFT, а время отклика даже стало больше. Рассмотрим, чем отличается принцип работы Super-TFT от TN TFT:

  1. При отсутствии электрического поля молекулы жидких кристаллов выстроены вертикально и не влияют на угол поляризации проходящего через них света. Поскольку углы поляризации фильтров перпендикулярны, то свет идущий через выключенный транзистор полностью поглощается вторым фильтром.

  2. Создаваемое электродами поле поворачивает молекулы жидких кристаллов на 90 градусов относительно позиции покоя, меняя тем самым поляризацию светового потока, который пройдёт второй поляризующий фильтр без помех.

Очевиден плюс такого подхода: «мёртвые» пиксели будут гаснуть, а не светиться, как в обычном TN TFT, что менее заметно для глаза.. Благодаря параллельному плоскости экрана расположению жидких кристаллов углы обзора достигают 170° как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Время отклика у IPS-матриц невелико - порядка 25 мс, что обеспечивает частоту обновления картинки 40 Гц. Но, к сожалению, у этой технологии есть и свои минусы (как и у других решений, впрочем). На каждую ячейку в такой матрице приходятся два электрода, расположенных на одной из подложек. Из-за этого шаг между ячейками довольно велик и требуется более мощный источник подсветки, чтобы обеспечить хорошую яркость изображения. Впрочем, решение проблемы с углами обзора, хорошая контрастность и неплохое время отклика привлекли к IPS внимание многих производителей LCD-панелей. Сегодня это одна из наиболее распространенных технологий.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Третья технология, разработанная компанией Fujitsu в 1996 г., обещает устранить основные недостатки LCD панелей. Она носит название MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)и является развитием предыдущей технологии VA. Суть её в следующем: для расширения угла обзора все цветовые элементы панели разбиты на ячейки или зоны, образуемые выступами на внутренней поверхности фильтров. Цель такой конструкции – дать возможность жидким кристаллам двигаться независимо от своих соседей в противоположном направлении. Это позволяет наблюдателю независимо от угла обзора видеть один и тот же оттенок цвета. На рисунке ниже показаны три степени яркости одной ячейки:

  1. В выключенном положении молекулы жидких кристаллов ориентированы перпендикулярно второму фильтру (каждому его выступу), что на выходе даёт точку чёрного цвета.

  2. При слабом электрическом поле молекулы немного поворачиваются, образуя на выходе точку серого цвета (половинной интенсивности). Обратите внимание, что интенсивность света для наблюдателя не зависит от угла обзора, поскольку попавшие в поле зрения более яркие ячейки будут компенсироваться находящимися рядом более тёмными.

  3. В полном электрическом поле молекулы выстроятся так, чтобы при разных углах наблюдения на выходе была видна точка максимальной интенсивности.

Потенциал технологии MVA значителен. Один из главных её плюсов – сокращённое время отклика. Однако сложное устройство панели не только увеличивает стоимость готового LCD решения на её основе, но и не позволяет производителю в полной мере реализовать все возможности MVA по причине сложностей технического характера и не доведённого до ума процесса производства. Будет ли данная технология доминировать на рынке LCD или её место займёт новая разработка, покажет время. Пока же MVA является самым технически совершенным LCD решением. MVA решает и обе основные задачи, поставленные перед разработчиками нового поколения LCD-панелей: углы обзора увеличены в среднем до 160º по горизонтали и вертикали, время отклика сокращено до 20 мс (это соответствует частоте 50 Гц). С технической точки зрения сегодня и в ближайшем будущем технология MVA выглядит самой предпочтительной из внедренных в производство.

Сравнение различных технологий .

Решение TN+Filmне обеспечивает значительных улучшений такого показателя как время реакции пиксела. При этом такие системы недороги, позволяют обеспечить достаточный производственный уровень и увеличить угол обзора до приемлемых значений. Доля рынка таких дисплеев со временем должна уменьшиться.

IPSуже завоевали значительную долю рынка, т.к. их производят несколько компаний, например Hitachi и NEC, которые поддерживают данную технологию. Решающими факторами успеха этих дисплеев является высокое значение угла зрения (до 170°) и приемлемое время реакции.

С технической точки зрения, технология MVAявляется наилучшим решением. Углы зрения до 160° - это почти такой же хороший показатель, как у ЭЛТ-мониторов. Время реакции, равное примерно 20 мс, также подходит и для воспроизведения видео. Доля рынка таких дисплеев до сих пор мала, хотя она постепенно растёт.

Технология MVA обеспечивает улучшенное время реакции и хорошие значения угла обзора, однако рыночная доля технологии Fujitsu до сих пор достаточно мала.

Расшифровки обозначений.

TN(Twisted Nematic) — закрученные жидкокристаллические структуры в фазе «нематик». Такое сокращение нередко используется для обозначения активноматричных ЖК-панелей первого поколения (TFT LCD), хотя это не совсем верно, так как изначально TN означает состояние ЖК.

TFT(Thin Film Transistor) — тонкоплёночный транзистор, используется для управления ячейками в панелях с активной матрицей. Такое сокращение часто используется для обозначения активноматричных ЖК-панелей в общем смысле.

TN + Film(ЖК + тонкоплёночный транзистор) — нередко используемое обозначение первых активноматричных ЖК-панелей (TFT LCD).

IPS(In-Plane Switching) — поворот ЖК всей плоскостью. Патент Hitachi.

MVA(Multidomain Vertical Alignment) — мультидоменное вертикальное размещение ЖК. Патент Fujitsu.

PVA(Patterned Vertical Alignment) — микроструктурное вертикальное размещение ЖК. Патент Samsung.

PVA(Plus Viewing Angle) — увеличенный угол обзора. Патент Samsung.

ACE(Advanced Coplanar Electrode) — улучшенный параллельный электрод ячейки (аналог IPS). Патент Samsung.

DD IPS (IPS Dual Domain) — двухдоменные IPS-ячейки.

studfile.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о