IPS (всамолетПревключване -висококачествен течен кристалматрица, която е създадена, за да елиминира основните недостатъци на матриците по технологията.

Принцип на работа:

имам широки ъглипреглед, един от най-добрите показатели качество на цветаи контрастно съотношениемежду LCDматрици. Въпреки това, поради големи стъпки, междинен слой от кристали и определено разположение на електродите, той има значително по-висока относноПо-бързо време за реакция от матриците TN. Това се дължи на по-дългото време, необходимо за позициониране на всички кристали в желаната позиция.

Популярен сред ентусиасти, графични дизайнери, предпечатници, работещи с професионални графични пакети, където качеството на цветовете, контрастът и точността на нюансите са важни.

Тези монитори имат някои относнопо-голяма дебелина от TNмодели. Това се дължи на необходимостта от използване на по-мощни лампи по отношение на светлинна способност и яркост, поради което са необходими повече слоеве за разсейващия материал.

Често срещан IPSпанели, осветени с LED осветление. Те използват или мощни светодиоди, или матрици с увеличена светлопропускливост. Първият случай се използва на големи панели, вторият на малки (монитори, смартфони, таблетни компютри). Например, те имат повишена пропускливост на светлина S-IPS IIи E-IPS. Всичко това, разбира се, не е без увреждане на характеристиките на матрицата.

Сред конкурентите IPSможете да изберете матрици, които имат своите недостатъци, но и плюсове под формата на много по-добро съотношение на статичен контраст, например.

Най-често срещаните разновидности и буквени обозначения на IPS матрици:

S-IPS (Супер IPS) е разработен през 1998 година, като подобрена технология на стандарта IPS. Има подобрен контраст и по-бързо време за реакция от оригиналната матрица.

AS-IPS (Разширено Супер-IPS, 2002 ) - в сравнение с S-IPSматрица, подобрен контраст и прозрачност на самата матрица, което подобрява яркостта.

H-IPS (Хоризонтален IPS, 2007 ) - контрастът е още повече подобрен, както и оптимизацията на белия цвят, което го прави по-реалистичен. Предназначен за професионални фоторедактори, дизайнери, 3D/2Dзанаятчии и др.

P-IPS (Професионален IPS, 2010 ) - осигурява 102 -процентно покритие на цветовото пространство NTSCи 98 -процент Adobe RGB (30 битаили 10 битаза всеки субпиксел ( 1,07 милиарда цвята)), което прави това LCDтехнология, един от най-добрите в света. Също така подобрено време за реакция и дълбочина истински цвятрежим. Е разнообразие H-IPS. С право се смята професионалентип матрици и цената за него остава една от най-високите.

E-IPS (Подобрен-IPS, 2009 ) - подобрено време за реакция (до 5ms), подобрена прозрачност, което позволи използването на по-малко мощни и по-евтини подсветки. Струва си да се отбележи, че тези подобрения най-вероятно няма да имат най-добър ефект върху възпроизвеждането на цветовете и качеството на полутоновете, тъй като някои от кристалите са технически изрязани. Освен това е разнообразие H-IPS.

S-IPS II - подобни по характеристики на E-IPS. Малко по-малко светят(блясък) ефект. По същество не е производно H-IPS, но се счита за отделен клон.

Популяризирането и развитието на тези матрици се извършва основно от компанията LG дисплеи.

AT края на 2011 ггодина, алтернатива на матрици от LG, корейски производител на електроника Samsung. Разработката беше кръстена моля (Превключване от равнина към линия) и освен на подобно име се основава и на IPSпринципи на конструиране на матрици.

моля - матриците имат по-благоприятни характеристики по отношение на възможността за по-плътно поставяне на пиксели, при висока пропускливост на светлина и яркост, както и малко по-ниска консумация на енергия от IPS. Но имат моляи значителни недостатъци. Най-нисък контраст сред LCDматрици, цветова гама не повече sRGB.

Тези два недостатъка автоматично изключват създаването. Samsungот лагера на професионалните решения, но разширява границите за масовия пазар, където развитието, всъщност, и се срещна.

матрици моля, най-вероятно ще се използва както в монитори, така и в телевизори, смартфони и таблети на компанията и нейните партньори.

В модерните цифрови устройства(монитори, телевизори, смартфони, таблети и др.) за показване на картината най-често се използват течнокристални (LCD) матрици. Една от технологиите за изграждане на тази матрица е IPS. Буквално преведено от английски - в plane switching - означава "превключване в една равнина".

За да разберете какъв вид превключване е и защо е необходимо да разберете как точно се изгражда картината на LCD екрана.

Общи принципи за изграждане на LCD матрица

Сменени катодно-лъчеви тръби, технологията за изграждане на LCD монитор включва като ключов елемент течнокристална матрица. Тази матрица се намира на предната повърхност на монитора. Тъй като матрицата само композира картината, тя изисква подсветка, която е част от дисплея. LCD матрицата се състои от следните елементи, които са структурно изпълнени под формата на слоеве:

• цветен филтър;
• хоризонтален филтър;
• прозрачен електрод (отпред);
• действителен течен кристален пълнител;
• прозрачен електрод (отзад);
• вертикален филтър.

Тази многослойна структура може да включва и специални антирефлексни слоеве, защитни покрития, сензорни слоеве (обикновено капацитивни), но те не са ключът към показването на картината. Самата картина е изградена от пиксели, които се образуват от субпиксели на основните цветове (RGB): червен, зелен и син. Светлината, преминаваща от задната страна на матрицата, преминава през двата поляризационни филтри и LCD слоя, през цветния филтър. Цветният филтър просто ги оцветява светлинни потоциедин от трите RGB цветове. Принципът на конструиране на пиксели от субпиксели е отделна обширна тема и няма да бъде разглеждана в рамките на този преглед.

Всъщност, Самата LCD технология екак светлинният лъч ще премине към потребителя. И ако мине, тогава колко светло ще бъде. LCD матричните кристали в клетките пропускат светлина или не, в зависимост от това какво напрежение е приложено към електродите. Ефективността на матриците се определя от технологията на нейното изграждане и използвания материал. Към днешна дата най-широко използваните матрици са TN и IPS и техните подобрени разновидности.

Технология за конструиране на TN матрици

Исторически се появи този тип матрица значително по-рано от IPS. Буквално TN (на английски - "twisted nematic") означава "усукан кристал". Тази фраза идеално определя начина, по който работи. Молекулите на кристалите в техния слой са усукани на 90° една спрямо друга. Те заемат тази позиция, ако не е приложено напрежение към електродите в техния субпиксел. В този случай светлината преминава свободно (поради факта, че поляризационният ъгъл на втория филтър се различава с 90 ° от първия).

При подаване на напрежение към електродите кристалните молекули преминават от свободно състояние в подредено: по поляризационната линия на входния филтър. Поради това светлината не излиза извън границите на втория филтър и субпикселът не се боядисва в цвета на филтъра, а се изражда в черно.

• Професионалисти:
  • разходите за производство на матрици са минимални,
  • времето за реакция е най-бързо, което е много важно за компютрите за игри.
• минуси:
  • лоши ъгли на видимост, яркостта и възпроизвеждането на цветовете се променят значително, когато се гледат на устройство под прав ъгъл;
  • много нисък контраст, което води до избледняла картина и много светло черно (изобщо не е подходящо за професионална графика).
• мъртъв пикселв същото време винаги има бял цвят (ако няма напрежение на електродите, светлинният филтър винаги е отворен).

Технология за изграждане на IPS матрици

Превключването на кристали в IPS става в една равнина, което всъщност е посочено от оригиналната форма на името му (на английски - „превключване в равнина“). В такива матрици всички електроди са разположени на една и съща задна подложка. При липса на напрежение върху електродите всички кристални молекули заемат вертикално положение и светлината не преминава през външния поляризационен филтър.

Включването поставя молекулите в перпендикулярно положение и външният филтър престава да бъде пречка: светлинният поток преминава свободно.

Основните характеристики на тази технология са следните.

• Професионалисти:
  • ярки и наситени цветове поради подобрения контраст, черният цвят винаги е черен (може да се използва в професионални графики);
  • голям зрителен ъгъл до 178°.
• минуси:
  • времето за реакция се е увеличило поради факта, че електродите вече са разположени само от едната страна (критично за приложения за игри);
  • висока цена.
• мъртъв пикселв същото време винаги има черен цвят (ако няма напрежение на електродите, светлинният филтър винаги е затворен).

Както се вижда от списъка, всички недостатъци и предимства на IPS са симетрични на TN. Това допълнително потвърждава причината за появата му: технологията е компромис и е предназначена да премахне основните недостатъци на своя предшественик. Днес, в допълнение към името IPS, използвано от Hitachi, можете да намерите името SFT (super fine TFT) за него, което се използва от NEC.

Мъртви пиксели, независимо какви са (бели или черни) не се класифицират като плюсове или минуси. Това е просто функция. Ако пикселът е бял, това може да не е много досадно при обработка на текстове на светъл фон, но е неудобно при гледане на тъмни сцени. Черното е обратното: няма да се забележи на тъмни сцени. Както и да е, типът повреда - мъртъв пиксел - винаги е минус, но може да бъде различен при различните матрици.

Разновидности на IPS матрици

За да се подобрят ключовите характеристики на екраните на мониторите, видове IPS матрици.

• Супер - IPS (S-IPS). Благодарение на прилагането на технологията overdrive, контрастът е подобрен и времето за реакция е намалено. В неговата модификация Advanced super-IPS (AS-IPS) неговата прозрачност е допълнително подобрена.
• Хоризонтален - IPS (H - IPS). Използва се в професионалните графични приложения. Приложена е технологията Advanced True Wide Polarizer, която прави еднородността на цвета по цялата повърхност по-равномерна. Контрастът също е подобрен и белият цвят е оптимизиран. Намалено време за реакция.
• Подобрен IPS (e-IPS). Разширена е апертурата на отворените пиксели. Това помага да се използват по-евтини крушки за задно осветяване. В допълнение, времето за реакция е намалено до 5ms (много близо до нивото на TN). S-IPS 2 е неговото подобрение. Намален ефект на отрицателно сияние на пикселите.
• Професионален IPS (P - IPS). Броят на цветовете е значително разширен, броят на потенциалните позиции на субпикселите е увеличен (с 4 пъти).
• Усъвършенстван високопроизводителен IPS (AH-IPS). При тази разработка разделителната способност и броят на точките на инч са се увеличили. В същото време консумацията на енергия е станала по-ниска и яркостта е увеличена.

Струва си да се отбележи отделно PLS матрица (превключване от равнина към линия), който е разработен от Samsung. Разработчикът не предостави техническо описаниена своята технология. Матриците се изследват под микроскоп. Не са открити разлики между PLS и IPS. Тъй като принципите за конструиране на тази матрица са подобни на IPS, тя често се разграничава като разновидност, а не като самостоятелно разклонение. В PLS пикселите са по-плътни, яркостта и консумацията на енергия са по-добри. Но в същото време те са значително по-ниски в цветовата гама.

Избор на монитор: TN или IPS

Екраните, изградени върху технологиите TN и IPS, са далеч най-често срещаните и покриват почти целия спектър от нужди на бюджета и отчасти на професионалния пазар. Има и други видове матрици VA (MVA, PVA), AMOLED (с осветяване на всеки пиксел). Но все още са толкова скъпи, че разпространението им е малко.

Възпроизвеждане на цветовете и контраст

IPS мониториимат много по-добър контраст от TN. В същото време е много важно да се разбере: ако цялата картина е напълно тъмна или светла, тогава такъв контраст е само възможността за фоново осветление. Често производителите с еднакво запълване просто заглушават светлината на лампите за задно осветяване. За да проверите качеството на контраста, трябва да покажете шахматно запълване на екрана и да проверите колко тъмните области ще се различават от светлите. По правило контрастът при такива тестове става по-малък от 30-40 пъти. Стойност на шахматен контраст от 160:1 е приемлив резултат.

Възпроизвеждане на цветовете на IPS екранисе извършва практически без изкривяване, за разлика от TN. Колкото по-висок е контрастът, толкова по-богата е картината на екрана. Това може да бъде полезно не само при работа с програми за обработка на снимки и видео, но и при гледане на филми. Но има подобрени версии на TN матрици, например Retina на Apple, които практически не губят възпроизвеждане на цветовете.

Зрителен ъгъл и яркост

Може би този параметър е един от първите, който показва предимства на IPSв сравнение с по-евтиния си конкурент. Достига до 170 - 178°, докато в подобрената версия - "TN + филм" е в диапазона 90 - 150°. В този параметър IPS печели. Ако гледате телевизия у дома с малка компания, това не е критично, но за смартфоните, когато искате да покажете нещо на някого на екрана, изкривяването ще бъде значително. Затова при тях най-често се използват матрици от типа IPS.

По отношение на яркостните характеристики IPS екраните също печелят. Големите стойности на яркостта и TN матриците правят картината просто белезникава без черни нюанси.

Време за реакция и потребление на ресурси

Много важен критерий, особено ако потребителят често играе приложения с динамично променящи се сцени. За екрани, базирани на TN матрицата, този параметър достига 1 ms, докато най-добрите и най-скъпи версии на S-IPS имат само 5 ms. Въпреки че този резултат е добър за IPS. Ако високият FPS е важен за потребителя и той не иска да разглежда следи от обекти, тогава изборът трябва да бъде спрян на матрица тип TN.

В допълнение към скоростта на промяна на картината, TN екраните имат още две предимства: ниска цена и ниска консумация на енергия.

Сензорен екран и мобилни устройства

Напоследък устройства с капацитивни сензорни екрани. Като правило те са оборудвани с IPS матрици поради големия брой точки на инч. Колкото по-висока е плътността на точките, толкова по-гладки са шрифтовете на екрана на таблета (дори пикселите са неразличими за окото). Когато използвате TN матрици в смартфони или таблети, зърнистостта на картината ще бъде много забележима. При мониторите и телевизорите този параметър не е критичен.

Сензорното покритие, като правило, е оборудвано с устройства, където е необходим сензорен екран. Тъй като най-често се вземат TN матрици поради тяхната евтиност, тогава такъв скъп атрибут като капацитивен екран на среден бюджетен монитор с резолюция 24 инча просто ще бъде загуба на пари. Докато върху малка повърхност на таблет или смартфон (до 6 инча), капацитивен екран е задължителен.

Това се дължи на фактора евтиност. TN матрицата от IPS може да се различи чрез натискане: когато натиснете TN екрана, картината под пръста и около него започва да се размива на вълни със спектрален градиент. Ето защо при избора мобилно устройствоизборът в полза на IPS в този параметър е просто очевиден.

Резултат

Избор на монитор или телевизор, потребителят все още може да се чуди дали трябва да харчи пари за IPS екран. Повърхността на екрана на такива устройства се предпочита да се вземе от 24 инча и повече. В резултат на това една скъпа и енергоемка матрица може да не оправдае инвестицията си, ако не е планирана професионална графична работа. Освен това, ако мониторът е необходим за динамичен компютърни игри, тогава TN матрицата би била за предпочитане.

Безспорно е предимството на IPS матрицата при закупуване на мобилно устройство: смартфон или таблет. Висока плътност на пикселите, висококачествено възпроизвеждане на цветовете и висок контраст - всички тези качества ще ви помогнат да използвате екрана както на слънце, така и на закрито. Сравнението на мониторите за графики винаги ще бъде в полза на IPS. Такива инвестиции ще се оправдаят и ще бъдат по-малко от закупуването на по-скъпи устройства на VA матрици.

Освен това всички дисплеи на лаптопи използват матрици с 18-битов цвят (6 бита за всеки RGB канал), 24-битовият се емулира чрез трептене с дитъринг.

Първоначално малки LCD дисплеи (с кратък експлоатационен живот) се използват в часовници, калкулатори, индикатори и др.

Големите екрани станаха широко използвани с разпространението на лаптопи и преносими компютри, които набират все по-голямо търсене.

Спецификации

Най-важните характеристики на LCD дисплеите:

• Матричен тип – технологията, по която е изработен LCD.
• Матричен клас - съгласно ISO 13406-2 се разделят на четири класа.
• Разделителна способност - хоризонтални и вертикални размери, изразени в пиксели. За разлика от CRT мониторите, LCD дисплеите имат една фиксирана разделителна способност, а останалите се постигат чрез интерполация. (CRT мониторите също имат фиксирана сумапиксели, които също са съставени от червени, зелени и сини точки. Въпреки това, поради особеностите на технологията, няма нужда от интерполация при извеждане на нестандартна резолюция).
• Размер на точката (размер на пиксела) - разстоянието между центровете на съседни пиксели. Пряко свързано с физическата разделителна способност.
• Съотношение на страните на екрана (пропорционален формат) - съотношение на ширина към височина (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16 : 9 и т.н.)
• Видим диагонал - размерът на самия панел, измерен по диагонал. Площта на дисплея също зависи от формата: монитор 4:3 има по-голяма площ от монитор 16:9 със същия диагонал.
• Контраст - съотношението на яркостта на най-светлите и най-тъмните точки при дадена яркост на подсветката. Някои монитори използват адаптивно ниво на задно осветяване с помощта на допълнителни лампи и стойността на контраста, дадена за тях (наречена динамична), не се прилага за статично изображение.
• Яркост - Количеството светлина, излъчвано от дисплея, обикновено се измерва в кандели на квадратен метър.
• Време за реакция - минималното време, необходимо на един пиксел да промени яркостта си. Съставен е от две стойности:
  • Буферно време ( входно забавяне). Високата стойност пречи на бързите игри; обикновено мълчи; измерено чрез сравнение с кинескоп при високоскоростно снимане. Сега (2011) в рамките на 20-50ms; в някои ранни модели достигаше 200 ms.
  • Време на превключване - посочено е в характеристиките на монитора. Високата стойност влошава качеството на видеото; методите за измерване са двусмислени. Сега практически във всички монитори декларираното време за превключване е 2-6 ms.
• Зрителен ъгъл - ъгълът, при който спадът на контраста достига зададения, за различни видовематрици и от различни производителиизчислени по различен начин и често не могат да се сравняват. Някои производители посочват в тях. параметри на своите монитори ъгли на видимост като: CR 5:1 - 176/176°, CR 10:1 - 170/160°. Съкращението CR (съотношение на контраст) обозначава нивото на контраст при зададените ъгли на видимост спрямо перпендикуляра на екрана. При ъгли на видимост 170°/160° контрастът в центъра на екрана се намалява до стойност минимум 10:1, при ъгли на видимост 176°/176° - минимум до стойност 5:1.

устройство

Подпиксел цветен LCD

Структурно дисплеят се състои от LCD матрица (стъклена плоча, между слоевете на която са разположени течни кристали), източници на светлина за осветяване, контактен сноп и рамка (кутия), по-често пластмасова, с метална рамка на твърдост .

Всеки пиксел на LCD матрицата се състои от слой от молекули между два прозрачни електрода и два поляризационни филтъра, поляризационните равнини на които (обикновено) са перпендикулярни. Ако нямаше течни кристали, тогава светлината, предавана от първия филтър, щеше да бъде почти напълно блокирана от втория филтър.

Повърхността на електродите в контакт с течни кристали е специално обработена за първоначална ориентация на молекулите в една посока. В TN матрицата тези посоки са взаимно перпендикулярни, така че молекулите се подреждат в спирална структура при липса на напрежение. Тази структура пречупва светлината по такъв начин, че преди втория филтър неговата поляризационна равнина се върти и светлината преминава през нея без загуба. Освен поглъщането на половината от неполяризираната светлина от първия филтър, клетката може да се счита за прозрачна.

Ако към електродите се приложи напрежение, тогава молекулите се стремят да се подредят в посоката на електрическото поле, което изкривява спиралната структура. В този случай еластичните сили противодействат на това и когато напрежението се изключи, молекулите се връщат в първоначалното си положение. При достатъчна напрегнатост на полето почти всички молекули стават успоредни, което води до непрозрачност на структурата. Чрез промяна на напрежението можете да контролирате степента на прозрачност.

Ако се прилага постоянно напрежение за дълго време, течнокристалната структура може да се влоши поради йонна миграция. За да се реши този проблем, се прилага променлив ток или промяна на полярността на полето при всяко адресиране на клетката (тъй като промяната в прозрачността настъпва при включване на тока, независимо от неговата полярност).

В цялата матрица е възможно да се контролира всяка от клетките поотделно, но с увеличаването на техния брой това става трудно, тъй като броят на необходимите електроди се увеличава. Следователно адресирането по редове и колони се използва почти навсякъде.

Светлината, преминаваща през клетките, може да бъде естествена – отразена от подложката (при LCD дисплеи без подсветка). Но по-често използваното, в допълнение към независимостта от външно осветление, това също стабилизира свойствата на полученото изображение.

От друга страна, LCD мониторите също имат някои недостатъци, често фундаментално трудни за отстраняване, например:

OLED (органични светоизлъчващи диоди) дисплеи често се смятат за обещаваща технология, която може да замени LCD мониторите, но среща трудности при масовото производство, особено при матрици с голям диагонал.

технология

Основните технологии в производството на LCD дисплеи: TN + филм, IPS (SFT, PLS) и MVA. Тези технологии се различават по геометрията на повърхностите, полимера, контролната плоча и предния електрод. Голямо значениеимат чистотата и вида на полимер със свойствата на течни кристали, използвани в конкретни разработки.

Времето за реакция на LCD монитори, проектирани с помощта на SXRD технология (англ. Силиконов X-tal отразяващ дисплей - силиконова отразяваща течнокристална матрица), намалена до 5 ms.

TN+филм

TN + филм (Twisted Nematic + film) е най-простата технология. Слово филмв името на технологията означава допълнителен слой, използвани за увеличаване на ъгъла на гледане (приблизително - от 90 до 150 °). Понастоящем префиксът на филма често се пропуска, наричайки такива матрици просто TN. Все още не е намерен начин за подобряване на контраста и ъглите на видимост за TN панелите, а времето за реакция за този тип матрица е този моментедин от най-добрите, но нивото на контраст не е.

TN + филмовата матрица работи по следния начин: ако към субпикселите не се прилага напрежение, течните кристали (и поляризираната светлина, през която преминават) се завъртат един спрямо друг на 90° в хоризонтална равнина в пространството между двата чинии. И тъй като посоката на поляризация на филтъра на втората плоча сключва точно ъгъл от 90° с посоката на поляризация на филтъра на първата плоча, светлината преминава през него. Ако червените, зелените и сините подпиксели са напълно осветени, на екрана ще се образува бяла точка.

Предимствата на технологията включват най-краткото време за реакция сред съвременните матрици, както и ниската цена. Недостатъци: най-лошото възпроизвеждане на цветовете, най-малките ъгли на видимост.

IPS (SFT)

AS-IPS (Усъвършенстван Super IPS- разширен супер-IPS) - също е разработен от Hitachi Corporation през 2002 г. Основните подобрения бяха в нивото на контраст на конвенционалните S-IPS панели, доближавайки го до това на S-PVA панелите. AS-IPS се използва и като име за монитори на NEC (напр. NEC LCD20WGX2), базирани на S-IPS технология, разработена от консорциума LG-Philips.

H-IPS A-TW (Хоризонтален IPS с усъвършенстван истински широк поляризатор ) - разработено от LG.Philips за NEC Corporation. Това е H-IPS панел с цветен филтър TW (True White), за да направи белия цвят по-реалистичен и да увеличи ъглите на видимост без изкривяване на изображението (ефектът от светещи LCD панели под ъгъл е изключен - т.нар. "ефект на светене" "). Този тип панел се използва за създаване на висококачествени професионални монитори.

AFFS (Усъвършенствано превключване на периферно поле , неофициално име - S-IPS Pro) - по-нататъшно подобрение на IPS, разработено от BOE Hydis през 2003 г. Повишената мощност на електрическото поле позволи да се постигнат още по-големи ъгли на видимост и яркост, както и да се намали междупикселното разстояние. Дисплеите, базирани на AFFS, се използват главно в таблетни компютри, на матрици, произведени от Hitachi Displays.

Разработка на технологията Super Fine TFT на NEC

Име	Кратко обозначение	година	Предимство	Бележки
Супер фин TFT	SFT	1996	Широки ъгли на видимост, дълбоко черно	. С подобряването на възпроизвеждането на цветовете яркостта стана малко по-ниска.
Разширено SFT	A-SFT	1998	Най-добро време за реакция	Технологията еволюира до A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. през 1998 г.), значително намалявайки времето за реакция.
Супер усъвършенстван SFT	SA-SFT	2002	Висока прозрачност	SA-SFT, разработен от Nec Technologies Ltd. през 2002 г. подобри прозрачността с коефициент 1,4 в сравнение с A-SFT.
Ултра-усъвършенстван SFT	UA-SFT	2004	Висока прозрачност Цветопредаване Висок контраст	Позволява да се постигне 1,2 пъти по-голяма прозрачност в сравнение със SA-SFT, 70% покритие на цветовата гама NTSC и увеличен контраст.

Разработка на IPS технология от Hitachi

Име	Кратко обозначение	година	Предимство	Прозрачност/ Контраст	Бележки
Супер TFT	IPS	1996	Широки ъгли на видимост	100/100 Базово ниво на	Повечето панели също поддържат True Color (8 бита на канал). Тези подобрения дойдоха с цената на по-бавно време за реакция, първоначално около 50 ms. IPS панелите също бяха много скъпи.
Супер IPS	S-IPS	1998	Без промяна на цвета	100/137	IPS е заменен от S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. през 1998 г.), който наследява всички предимства на IPS технологията, като същевременно подобрява времето за реакция
Усъвършенстван Super-IPS	AS-IPS	2002	Висока прозрачност	130/250	AS-IPS, също разработен от Hitachi Ltd. през 2002 г., основно подобрявайки контрастното съотношение на традиционните S-IPS панели до ниво, при което те са на второ място след някои S-PVA.
IPS Provectus	IPS Pro	2004	Висок контраст	137/313	IPS Alpha панелна технология с по-широк цветовеи съотношение на контраст, сравнимо с това на PVA и ASV дисплеите без ъглово сияние.
IPS алфа	IPS Pro	2008	Висок контраст		Следващото поколение IPS-Pro
IPS алфа следващо поколение	IPS Pro	2010	Висок контраст		Hitachi прехвърля технология на Panasonic

Разработка на IPS технология от LG

Име	Кратко обозначение	година	Бележки
Супер IPS	S-IPS	2001	LG Display остава един от водещите производители на панели, базирани на технологията Hitachi Super-IPS.
Усъвършенстван Super-IPS	AS-IPS	2005	Подобрен контраст с по-широка цветова гама.
Хоризонтален IPS	H-IPS	2007	Постигнати са още по-голям контраст и визуално по-равномерна повърхност на екрана. Освен това се появи допълнително технологията Advanced True Wide Polarizer, базирана на поляризиращия филм на NEC, за постигане на по-широки ъгли на гледане, елиминирайки отблясъците при гледане от ъгъл. Използва се в професионални графични работи.
Подобрен IPS	e-IPS	2009	Има по-широка бленда за увеличаване на пропускането на светлина при напълно отворени пиксели, което позволява използването на по-евтини за производство подсветки с по-ниска консумация на енергия. Подобрен ъгъл на гледане по диагонал, времето за реакция намалено до 5ms.
Професионален IPS	P-IPS	2010	Осигурява 1,07 милиарда цвята (30-битова дълбочина на цвета). Повече възможни субпикселни ориентации (1024 срещу 256) и по-добра истинска дълбочина на цвета.
Усъвършенстван IPS с висока производителност	AH-IPS	2011	Подобрено възпроизвеждане на цветовете, увеличена разделителна способност и PPI, увеличена яркост и намалена консумация на енергия.

MVA/PVA

Матрици MVA/PVA (VA - съкращение от вертикално подравняване - вертикално подравняване) се считат за компромис между TN и IPS, както по отношение на разходите, така и по отношение на потребителските свойства.

MVA технология ( Многодомейн вертикално подравняване ) е разработен от Fujitsu като компромис между TN и IPS технологиите. Хоризонтални и вертикални ъгли на видимост за матрици MVAса 160 ° (на съвременните монитори до 176-178 °), докато благодарение на използването на технологии за ускоряване (RTC), тези матрици не изостават от TN + Film по отношение на времето за реакция. Те значително надвишават характеристиките на последните по отношение на дълбочина на цвета и прецизност.

MVA е наследник на VA технологията, въведена през 1996 г. от Fujitsu. Течните кристали на VA матрицата, когато напрежението е изключено, са подравнени перпендикулярно на втория филтър, тоест не пропускат светлина. При подаване на напрежение кристалите се завъртат на 90° и на екрана се появява ярка точка. Както при IPS-матриците, пикселите не пропускат светлина при липса на напрежение, следователно, когато се повредят, те се виждат като черни точки.

Предимствата на MVA технологията са дълбокият черен цвят (когато се гледа перпендикулярно) и липсата както на спирална кристална структура, така и на двойно магнитно поле. Недостатъци на MVA в сравнение с S-IPS: загуба на детайлност в сенките с перпендикулярен поглед, зависимостта на цветовия баланс на изображението от ъгъла на видимост.

Аналозите на MVA са технологиите:

• PVA ( Моделирано вертикално подравняване) от Samsung.
• Супер PVA от Sony-Samsung (S-LCD).
• Super MVA от CMO.

моля

PLS матрица ( Превключване от равнина към линия) е разработен от Samsung като алтернатива на IPS и е демонстриран за първи път през декември 2010 г. Очаква се тази матрица да бъде с 15% по-евтина от IPS.

Предимства:

• по-висока плътност на пикселите от IPS (и подобна на *VA/TN);
• висока яркост и добро възпроизвеждане на цветовете;
• големи ъгли на видимост;
• пълно покритие на sRGB диапазона;
• ниска консумация на енергия, сравнима с TN.

недостатъци:

• време за реакция (5-10 ms), сравнимо с S-IPS, по-добро от *VA, но по-лошо от TN;
• по-нисък контраст (600:1) от всички останали видове матрици;
• неравномерно осветление.

Подсветка

Сами по себе си течните кристали не светят. За да се вижда изображението на течнокристалния дисплей, трябва. Източникът може да бъде външен (например Слънце) или вграден (подсветка). Обикновено вградените лампи за подсветка се намират зад слоя с течни кристали и светят през него (въпреки че има и странични светлини, например в часовници).

Външно осветление

Монохромни дисплеи на ръчни часовници и мобилни телефониизползва околна светлина през повечето време (от слънцето, стайни светлини и т.н.). Обикновено зад течнокристалния пикселен слой има огледален или матов отразяващ слой. За използване на тъмно такива дисплеи са оборудвани със странично осветление. Съществуват и трансфлективни дисплеи, при които отразяващият (огледалният) слой е полупрозрачен и подсветките са разположени зад него.

Осветление с нажежаема жичка

В миналото някои монохромни LCD часовници използваха субминиатюрна крушка с нажежаема жичка. Но поради високата консумация на енергия, лампите с нажежаема жичка са неблагоприятни. Освен това те не са подходящи за използване, например в телевизори, тъй като генерират много топлина (прегряването е вредно за течните кристали) и често изгарят.

Електролуминисцентен панел

Монохромните LCD дисплеи на някои часовници и измервателни уреди използват електролуминисцентен панел за задно осветяване. Този панел е тънък слой от кристален фосфор (например цинков сулфид), в който възниква електролуминесценция - светене под действието на ток. Обикновено свети в зеленикаво-синьо или жълто-оранжево.

Осветяване с газоразрядни ("плазмени") лампи

През първото десетилетие на 21-ви век по-голямата част от LCD дисплеите бяха осветени от една или повече газоразрядни лампи (най-често със студен катод - CCFL, въпреки че наскоро се използва и EEFL). В тези лампи източникът на светлина е плазма, която възниква при електрически разряд през газ. Такива дисплеи не трябва да се бъркат с плазмените дисплеи, при които всеки пиксел свети сам по себе си и представлява миниатюрна HID лампа.

Светодиодна подсветка (LED).

В началото на 2010-те LCD дисплеите, които са осветени от един или малък брой светодиоди (LED), станаха широко разпространени. Такива LCD дисплеи (често наричани в търговията като LED телевизори или LED дисплеи) не трябва да се бъркат с истинските LED дисплеи, при които всеки пиксел свети сам и представлява миниатюрен LED.

Производители

Chi Mei Innolux Corporation (Chimei Innolux) Кинескопи Chunghwa (CPT)

Envision Хидис

Toshiba Matsushita Display Technology (TMD)

Вижте също

• Индустриален LCD

Бележки

Литература

• С. П. Мирошниченко, П. В. Серба. LCD устройство. Лекция 1
• Мухин И. А.Как да изберем LCD монитор? Компютърен бизнес пазар № 4 (292), януари 2005 г., стр. 284-291.
• Мухин И. А.Разработка на течнокристални монитори ИЗЛЪЧВАНЕ Телевизионно и радиоразпръскване: Част 1 - № 2(46) март 2005 г. С. 55-56; Част 2 - № 4(48) юни-юли 2005 г. С. 71-73.
• Мухин И. А.

IPS технологията вече навлезе в модерен живот. Разбира се, все още има различни конкуренти като TN и плазмени панели. Тази технология обаче има голям потенциал. Нищо чудно, че много производители на монитори и телевизори предпочитат този тип матрица. На рафтовете на съвременните магазини все по-често се срещат монитори с този тип дисплей. В тази връзка потребителите имат въпрос, IPS матрица, какво е това и какви предимства има?

Въпреки факта, че IPS матрицата е получила такова разпространение едва в наше време, самата технология вече е доста стара. Още през 1995 г. Hitachi разработи първата In-Plane Switching (IPS) матрица. Основната цел на разработката беше да се отървем от недостатъците, които имаха TN + Film матриците.

Новата матрица (IPS) имаше големи ъгли на видимост и значително по-високо качество на цветовете. Въпреки това, поради някои структурни характеристики на IPS матрицата, времето за реакция не може да бъде значително подобрено. Разбира се, разработчиците са довели този показател до приемливо ниво, но в сравнение с TN матриците, последните имат предимство.

IPS технологията получи името си поради факта, че молекулите на течните кристали в клетките на матрицата винаги са разположени в една и съща равнина и винаги са успоредни на равнината на панела. Това решение позволи значително да се увеличат ъглите на видимост и възпроизвеждането на цветовете, което доведе LCD дисплеите до ново ниво.

1. Видове IPS матрици

През годините IPS технологията претърпя много подобрения, които не само направиха възможно постигането на по-висока яснота и прецизност на изображението, но също така подобриха времето за реакция и увеличиха резолюцията на екрана. Това от своя страна подобри качеството на изображението. Към днешна дата има няколко основни типа IPS матрици:

• S-IPS (Супер-IPS). S-IPS матрицае разработен още през 1998 г. Това позволи значително да се увеличи контраста на изображението и да се подобри времето за реакция.
• AS-IPS (Advanced Super-IPS). Технологията е проучена през 2002 г. Това позволи да се увеличи яркостта на картината, както и допълнително да се увеличи контрастът. Разбира се, това пряко повлия на подобряването на качеството на изображението.
• H-IPS (хоризонтален IPS). Този тип IPS матрица е разработена през 2007 г. основна целРазвитието на тази технология беше за постигане на още по-голямо увеличение на контраста и оптимизиране на белия цвят. Това направи изображението по-естествено и реалистично. Този тип матрица бързо намери признание сред професионалните редактори на снимки, както и дизайнерите и модните дизайнери, които се занимаваха с обработка на изображения.
• R-IPS (Професионален IPS). P-IPS матрицата беше пусната през 2010 г. Тази технологияпозволява увеличаване на броя на показваните цветове и нюанси до 1,07 милиарда. Така стана даден типматрици едни от най-добрите в света. В допълнение, P-IPS матриците имат подобрено време за реакция. Разбира се, трябва да платите за такова качество. Струва си да се отбележи, че този тип матрица е професионална, а също и една от най-скъпите.
• E-IPS (Enhanced-IPS). Матрица 2009. Новите технологии подобриха времето за реакция, както и прозрачността. Това от своя страна направи възможно използването на по-евтини и по-малко мощни лампи за подсветка, което намали консумацията на енергия, превръщайки такива екрани в по-икономични устройства. Това решение обаче не се отразява най-добре на качеството на изображението.
• S-IPS II. Едно от най-новите разработки. Този тип матрица е отделен клон на IPS технологията.
• Най-новият и най-нов тип AH-IPS матрица. Тази технология е разработена през 2011 г. и се счита за най-модерната. Такива дисплеи имат най-естественото възпроизвеждане на цветовете и най-добрата реакция сред IPS матриците.

Като се има предвид разнообразието от IPS технологии, възниква логичен въпрос коя IPS матрица е по-добра? Разбира се, важи правилото, колкото по-нова е разработката, толкова по-качествена е тя. Това правило обаче не винаги важи. Всичко зависи от това какви материали използва производителят.

Така че не всяка TFT AH-IPS матрица има същото високо качество на изображението. Съответно такива дисплеи може да имат различна цена. Колкото по-качествени материали и компоненти се използват за създаването на монитор (или телевизор), толкова по-високо качество на изображението можете да получите и толкова по-скъпо ще струва устройството.

1.1. IPS тип подсветка

Един от основните елементи на всяка LCD матрица е подсветката. В момента има два типа LCD подсветки:

• Флуоресцентни лампи;
• LED (светодиодно осветление).

Тук всичко е изключително просто. Флуоресцентното осветление се счита за остаряло. Днес такива дисплеи стават все по-редки. От 2010г луминесцентни лампиуспешно заменен от LED подсветка. LED мониторите и телевизорите са едни и същи LCD матрици. Единствената разлика е подсветката, която прилича на светодиоди.

Струва си да се отбележи, че такова много просто, но ефективно решение направи възможно премахването на редица недостатъци на LCD матриците и значително подобряване на качеството на изображението (възпроизвеждане на цветовете, яркост, контраст и яснота). IPS LED матриците са най-обещаващите дисплеи, които са широко разпространени сред потребителите.

Ако говорим за избора, тогава, разбира се, си струва да се даде предпочитание на IPS LCD матрици с LED подсветка. Това се дължи на факта, че такива дисплеи са в състояние да показват най-естествените цветове, докато времето за реакция практически не е по-ниско от TN + Film матриците. Тази разлика е невъзможно да се види с просто око, но качеството на изображението на IPS дисплея е приятно изненадващо.

1.2. Предимства на IPS матрица

Съвременните IPS матрици имат много висока производителност. Струва си да се отбележи, че този конкретен тип дисплей е пряк конкурент на плазмените панели, които са известни с отличното си цветопредаване, яснота и разделителна способност на изображението. В същото време IPS дисплеите имат по-ниска цена, което ги прави достъпни за повече потребители.

Друго предимство на IPS матрицата е нейната издръжливост. В сравнение с плазмата, IPS LCD дисплеят е проектиран за по-дълъг живот. А разликата е доста съществена.

Концепцията за „прегаряне“ на пикселите е много разпространена. Това е ефектът, който се появява, когато една снимка се показва дълго време. Например скрийнсейвър на работния плот на компютър. Струва си да се отбележи, че както плазмените панели, така и LCD дисплеите имат този недостатък. Но ако говорим за съвременни IPS матрици, този недостатък е напълно изключен. Освен това такива дисплеи все повече се използват за направата на компютърни монитори.

Като цяло IPS LCD матриците имат маса безспорни предимства, включително достъпна цена и отлично качество на изображението. Освен това, модерни технологииви позволяват да правите LCD дисплеи с почти всякакъв размер. Поради тази причина LCD матриците са най-търсени сред потребителите.

2. IPS и не-IPS матрица на таблет: Видео

OLED технологията остава стандарт за качество в индустрията на дисплеите. Всички играчи на пазара днес се стремят да създават плоски панели, като активно се конкурират с конкурентите по всяка от важните характеристики: по-големи, по-тънки, по-ярки, по-продуктивни и по-евтини. Последният параметър в списъка е „по-евтино“, определя се от структурата на търсенето, като към момента прогнозата е следната: течнокристалните дисплеи (LCD) ще запазят доминиращите си позиции на пазара в обозримо бъдеще. Такъв извод може да се направи след края на предст международна конференция USFPD 2015, организиран от IHS Technology, фирма за проучване на пазара на технологии.

Цветовете са впечатляващи, но цената е твърде висока

OLED технологията (органичен светоизлъчващ диод) все още може да се счита за голям успех за специалистите по изображения. От гледна точка на ръководството на производствените компании тази посока остава едно от основните разочарования; печалбите тук все още са много скромни. Носи твърде високи OLED екрани и краткосроченуслуги. Не е възможно значително да се увеличи активният живот на синия слой диоди (за всеки от трите основни цвята - червен, жълт и син, се използват отделни елементи).

Познатите на всички LCD дисплеи, по всякакъв начин, трябва да бъдат изгонени от пазара веднага щом разработчиците на OLED технологията се справят с горните два проблема. LCD екраните са сравнително лесни за производство, въпреки че са значително по-ниски в качеството на възпроизвеждане на цветовете. Прогнозата за днес обаче е следната: LCD дисплеите с ниска плътност на пикселите ще бъдат най-масовият продукт. Екраните, направени с помощта на технологията LTPS (нискотемпературен полисилиций), известна още като Retina, ще запазят втората си позиция в списъка. Това решение ви позволява да поставите повече пиксели на инч.

Днес е трудно да се предвиди бъдещето на технологиите, използващи полупроводникови нанокристали, известни като "квантови точки" (quantum dots). Тези компоненти могат значително да подобрят възпроизвеждането на цветовете на LCD дисплеите. Ако се вярва на изявленията на представители на компанията QD Vision, използването на квантови точки ще постигне резултат, максимално близък до идеалния 100% цвят според тестовете на агенцията NTSC.

Един прост LCD с подсветка на точки обикновено може да показва не повече от 70% от стандарта NTSC. Ръководителят на маркетинга в QD Vision, Джон Фолкман, казва, че само използването на технологията на квантовите точки ще подобри качеството на възпроизвеждане на цветовете. Това мнение изглежда много убедително, в полза на отличните перспективи пред технологията на квантовите точки е и успехът на Nanosys Inc., която сключи голяма сделка със Samsung. Квантовите точки, произведени от Nanosys, се използват в телевизори и монитори от елитната SUHD линия на южнокорейския гигант.

Има и други възможни решенияПроблемът с плътността на пикселите в LCD екраните с LED подсветка е важен проблем, върху който работят много инженери в индустрията днес.

Разширяването на динамичния обхват (High Dynamic Range, или: "ярко - по-ярко, тъмно - по-тъмно") остава основната тенденция в развитието на посоката на производство на дисплеи за телевизия с висока разделителна способност и екрани, предназначени за използване на открито. Добре познатият проблем с отблясъците при външните дисплеи се решава с помощта на метода на трансфлексия или отразяването на слънчевата светлина от огледалната повърхност на задния панел.

Други тенденции

Според статистиката средният размер на продадените телевизионни екрани в света нараства с около един инч всяка година. Подобни данни са дадени от изследователи на пазара на смартфони, размерът на екрана на джобните джаджи продължава да расте и вероятно скоро ще достигне 7 инча. Такова устройство ще бъде проблематично да се съхранява в джоба ви. За да избегнем конкуренцията с фаблетите, можем да очакваме и увеличение на средния диагонал на екрана в таблетния сегмент.

На тези прогнози обаче не бива да се вярва прекалено. Известно е, че потребителското търсене е обект на периодични промени в модата и може би с времето малките екрани ще се върнат масово. Както и да е, категорията на малките и средни дисплеи (под 10 инча) остава най-горещият сегмент на пазара днес.

Извити дисплеи - все още извън надпреварата

Обсъждане на перспективите гъвкави дисплеипресата не стихва, въпреки че това много интересно решение остава задача за бъдещето поради твърде високите производствени разходи. Можете да си спомните, освен може би опита на Samsung, който успешно пусна смартфони с извит ръб на екрана.

Добри новини от Corning, производител на стъкло от всякакъв вид, от микровълнови съдове за готвене до оптични влакна. Подготвя се за пускане нов клас стъкло, "Lotus", което ще осигури поддръжка за по-добра разделителна способност (до 100 допълнителни пиксела на инч).

Трябва да се отбележи, че необходимостта да отговори на търсенето на нарастващия диагонал на телевизионните екрани от година на година, Corning е принуден да започне изграждането на друг завод.

Сензорни възможности на дисплеите

Шри Перувемба, говорител на асоциация, наречена Society of Information Display, твърди по време на речта си на конференцията, че скоро ще са необходими повече и по-добри сензорни екрани. Устройствата за носене като смарт часовници се нуждаят от дисплеи, които продължават да реагират надеждно на допир, когато повърхността се намокри или при ниски температури. Тук не говорим за нова технология, има готови решения, просто са по-скъпи като цена.

В допълнение, според Перувемба, посоката, известна като „Хаптичен език“, трябва да бъде стандартизирана. Тази категория включва такива методи за комуникация с сензорни устройствакато вибрация. Ако е възможно да се разработят общи стандарти, тогава можем да очакваме ускоряване на развитието в тази област, където досега можем да си припомним само набор от опции, внедрени в смарт часовника Apple Watch.

Заключение

Цената на големите плоски панели вероятно ще се стабилизира за известно време. След плашещ спад на цените миналата година, играчите на пазара се борят да запазят рентабилността на своите фабрики за масовия пазар. Ситуацията е по-добра за тези компании, които са се наложили в елитния сегмент. Така Panasonic, който успешно продава своите OLED телевизори TX-65CZ950 на цена от $10 000, може да си позволи минимума, като продава "бюджетни" модели.

Не е необходима способността на Ванга да предскаже други тенденции в индустрията с плоски екрани. Потребителят иска да купи още по-ярки, по-производителни, широки, тънки и евтини дисплеи, което означава, че производствените компании ще продължат да следват търсенето.

Бъдете в крак с всички важни събития на United Traders - абонирайте се за нашите