Matrix type va o lcd a seconda di quale è meglio. Matrici IPS

15.06.2019 Windows 7, XP

Per molto tempo sono stato tormentato dalla domanda: qual è la differenza tra l'immagine dei monitor moderni con matrici TN, S-IPS, S-PVA, P-MVA. Io e il mio amico abbiamo deciso di confrontare.

Per i test, abbiamo preso due monitor da 24 "" (purtroppo non hanno trovato nulla su S-IPS :():
- su una matrice TN economica Benq V2400W
- sulla matrice P-MVA della categoria media Benq FP241W.

Caratteristiche dei candidati:

Benq V2400W

Tipo di matrice: TN + pellicola
Pollici: 24"
Autorizzazione: 1920x1200
Luminosità: 250 cd/m2
Contrasto: 1000:1
Tempo di risposta: 5ms / 2ms GTG

Benq FP241W

Tipo di matrice: P-MVA (AU Optronica)
Pollici: 24"
Autorizzazione: 1920x1200
Luminosità: 500 cd/m2
Contrasto: 1000:1
Tempo di risposta: 16 ms / 6 ms GTG

Tendenze degli ultimi anni

Le matrici TN (TN + film) migliorano la resa cromatica, la luminosità e gli angoli di visualizzazione.
* Le matrici VA (S-PVA / P-MVA) migliorano il tempo di risposta.

Fino a che punto sono arrivati i progressi?

Già ora puoi guardare film su matrici TN (TN + Film), lavorare con il colore negli editor.
* VA gioca senza motion blur.

Ma ci sono ancora differenze.

Luminosità

Benq V2400W (TN) ha le impostazioni iniziali del colore (RGB) impostate quasi al massimo. Allo stesso tempo, in termini di luminosità (con impostazioni massime), non raggiunge * VA (con impostazioni medie). Rispetto ad altri monitor TN, è indicato che il V2400W ha una luminosità inferiore rispetto ai suoi concorrenti (ahimè, non abbiamo potuto confrontare :)), ma posso dire con sicurezza che la luminosità * dei monitor VA sarà superiore a quella di monitor TN.

In Benq FP241W (* VA), anche il nero è brillante a causa della luminosità della retroilluminazione. Per TN, il nero è rimasto completamente nero quando abbiamo confrontato gli stati di accensione e spegnimento dei monitor. Questo potrebbe non essere presente su altri * modelli VA ed è presente su TN. (Sto aspettando commenti con verifica di questa affermazione :))

Il colore nero * VA non interferisce affatto nel lavoro ed è associato al nero (gloria ai nostri occhi abituati :) e un buon rapporto di contrasto di 1000: 1 monitor). E la differenza nella luminosità del nero è visibile solo in confronto (quando un monitor è posizionato accanto a un altro).
A causa dell'elevata luminosità, i colori su * VA sembrano un po' più saturi e i bianchi sono più bianchi su * VA - su TN, in confronto, sembra grigio.
Tu stesso hai notato questo effetto quando, ad esempio, hai cambiato la temperatura del colore sul monitor da 6500 a 9300, quando i tuoi occhi erano già abituati a una temperatura di colore diversa (probabilmente qui la maggior parte delle persone habra è salita per cambiare la temperatura :)) . Ma quando gli occhi si abituano di nuovo, su TN, il bianco diventa di nuovo bianco :), e l'altra temperatura è più blu o più gialla.

Colori

I colori dei monitor TN e * VA possono essere ben calibrati (in modo che l'erba sia verde, il cielo sia blu e i colori della pelle nelle fotografie non diventino gialli).

Sui monitor TN, la differenza tra colori chiari e scuri vicini tra loro è peggiore (ad esempio, blu brillante con bianco, sulle nuvole, vicino al nero (4-5%) e bianco (3-5%). Le differenze in questi colori cambiano anche a seconda dell'angolo di visione, trasformandosi in negativo, o scomparendo. Ma sembra che a causa di ciò sui monitor TN, il nero sia davvero nero.

* VA mostra l'intero spettro di colori: su una buona scheda video e impostazioni, sono visibili tutti i gradienti di colore da 1 a 254, indipendentemente dall'angolo di visualizzazione.

Le foto sembravano buone su entrambi i monitor e avevano colori ragionevolmente ricchi.

Entrambi i monitor hanno 16,7 milioni di colori (non 16,2 come alcuni TN) - i gradienti sembravano identici senza interruzioni di colore.

Angoli di visualizzazione

La prima grande differenza tra TN e * VA sono gli angoli di visualizzazione dei monitor.

Se guardi il monitor TN direttamente al centro, la parte superiore e inferiore dello schermo inizia a distorcere (scurire) leggermente i colori. Ciò è evidente nei colori vivaci e nei colori scuri: i colori scuri diventano neri e i colori luminosi diventano grigi. A sinistra e a destra, l'oscuramento dall'angolo è notevolmente inferiore, il che molto probabilmente spinge i produttori a realizzare monitor con un ampio schermo widescreen diagonale (wide) :). Inoltre, a causa di questo effetto, alcuni colori iniziano a sbiadire in altri e si fondono.
È difficile guardare il monitor TN dall'alto e soprattutto dal basso: i colori a basso contrasto sono distorti, sbiaditi, invertiti e si fondono in modo molto forte.

Sui monitor *VA è presente anche la distorsione del colore (o meglio la luminosità). Se guardi il monitor al centro a una distanza inferiore a 40 cm, sul colore bianco puoi vedere piccoli sbiadimenti agli angoli del monitor (vedi figura), che coprono circa il 2-3% degli angoli. I colori non sono distorti. Cioè, se guardi il monitor dall'angolo di inclinazione più grande, l'immagine non perderà i suoi colori, sarà solo leggermente sovraesposta.
A causa della mancanza di distorsione * I monitor VA sono fatti ruotare di 90 gradi.

La visualizzazione di video su TN dal divano è possibile, ma solo deve essere diretta esattamente agli spettatori (in verticale). Con * VA, non ci sono problemi con la rotazione dello schermo verso lo spettatore, il film può essere visto da quasi tutte le angolazioni. La distorsione non è significativa.

Tempo di risposta

La seconda grande differenza è il tempo di risposta. L'ex.
Già ora, i sistemi overdrive stanno marciando a tutta velocità - e se prima questo aveva un ruolo importante, ora è passato in secondo piano.

I monitor TN in questa direzione sono in testa e sono considerati i migliori per i giocatori. I sentieri su di loro non sono stati visti per molto tempo. Nelle fotografie - il quadrato che vola nell'angolo è raddoppiato.

* I monitor VA guardano il tallone TN. Dopo aver giocato a Team Fortress 2, W3 Dota, Fallout 3, non sono state notate distorsioni e scie sfocate (effetto sfocato). Anche la visione del video è stata un successo. Nelle fotografie, il quadrato che vola nell'angolo è triplicato.

Visivamente, nel test, se guardi da vicino, il quadrato in esecuzione sulla matrice * VA aveva solo 1,1 volte il ciclo.

Quale sceglierei?

Se stai cercando di scegliere tra le matrici S-IPS o * VA e non sai cosa scegliere, allora ti consiglio * VA, di cui sarai molto soddisfatto. * VA è ottimo per lavorare con il colore: paga 2 volte di più per il nome della matrice e ampi angoli di visualizzazione di S-IPS, rispetto a * VA non ne vale la pena: la differenza di qualità non vale i soldi.

Per i giochi, l'ufficio / affari su Internet, la visualizzazione di foto, l'editing di base di immagini, foto e video e la visione di film da soli, TN è perfetto. Anche con l'abilità necessaria + specifiche modalità SuperBright (Video), puoi guardare film su TN sul divano con distorsioni cromatiche insignificanti e impercettibili (beh, perché dovrebbero essere per un film :)).

Per elaborare le foto, lavorare con il colore nel video (puoi anche montarlo su TN nei posti giusti, eh?), Disegnare su un tablet, * VA è più adatto. Come bonus, puoi guardare perfettamente i film su di esso, sdraiati su una poltrona (alta luminosità per aiutare). E giocare e fare affari su Internet / d'ufficio su di esso è altrettanto conveniente che su TN.

p.s. Dopo aver acquistato * VA, ho subito notato sulla "schermata di benvenuto" in Windows XP in basso a sinistra del gradiente viola :), che non ho notato sul vecchio TN.

Prima della distribuzione di massa degli smartphone, al momento dell'acquisto dei telefoni, li valutavamo principalmente in base al design e solo occasionalmente prestavamo attenzione alla funzionalità. I tempi sono cambiati: ora tutti gli smartphone hanno approssimativamente le stesse capacità e, guardando solo il pannello frontale, è difficile distinguere un gadget dall'altro. Le specifiche tecniche dei dispositivi sono venute alla ribalta, e la più importante tra queste per molti è lo schermo. Ti diremo cosa si cela dietro i termini TFT, TN, IPS, PLS e ti aiuteremo a scegliere uno smartphone con le caratteristiche dello schermo richieste.

Tipi di matrice

Negli smartphone moderni, vengono utilizzate principalmente tre tecnologie per la produzione di matrici: due sono basate su cristalli liquidi - TN + film e IPS, e la terza - AMOLED - su diodi organici a emissione di luce. Ma prima di iniziare, vale la pena parlare dell'abbreviazione TFT, che è fonte di molti malintesi. I TFT (thin-film transistor) sono transistor a film sottile che vengono utilizzati per controllare il funzionamento di ogni subpixel degli schermi moderni. La tecnologia TFT è utilizzata in tutti i tipi di schermi sopra elencati, incluso AMOLED, quindi, se da qualche parte si dice di confrontare TFT e IPS, allora questa è fondamentalmente l'affermazione sbagliata della domanda.

La maggior parte degli array TFT utilizza silicio amorfo, ma recentemente è stato introdotto in produzione il TFT in silicio policristallino (LTPS-TFT). I principali vantaggi della nuova tecnologia sono la riduzione dei consumi energetici e la dimensione dei transistor, che permette di raggiungere densità di pixel elevate (oltre 500 ppi). Uno dei primi smartphone con display IPS e matrice LTPS-TFT è stato OnePlus One.

Smartphone OnePlus One

Ora che ci siamo occupati di TFT, passiamo direttamente ai tipi di matrici. Nonostante l'ampia varietà di tipi di LCD, hanno tutti lo stesso principio di funzionamento di base: la corrente applicata alle molecole di cristalli liquidi imposta l'angolo di polarizzazione della luce (influisce sulla luminosità del subpixel). La luce polarizzata viene quindi fatta passare attraverso un filtro luminoso e colorata con il colore del subpixel corrispondente. Il primo negli smartphone è apparso le matrici TN + film più semplici ed economiche, il cui nome è spesso abbreviato in TN. Hanno piccoli angoli di visualizzazione (non più di 60 gradi con una deviazione dalla verticale) e anche con leggere inclinazioni, l'immagine sugli schermi con tali matrici è invertita. Altri svantaggi delle matrici TN sono il basso contrasto e la scarsa precisione del colore. Oggi tali schermi vengono utilizzati solo negli smartphone più economici e la stragrande maggioranza dei nuovi gadget ha display più avanzati.

La tecnologia più diffusa nei gadget mobili è ora la tecnologia IPS, a volte indicata come SFT. Le matrici IPS sono apparse 20 anni fa e da allora sono state prodotte in varie modifiche, il cui numero si avvicina alle due dozzine. Tuttavia, tra questi vale la pena evidenziare quelli che sono i più tecnologicamente avanzati e sono utilizzati attivamente al momento: AH-IPS di LG e PLS di Samsung, che sono molto vicini nelle loro proprietà, che è stato anche motivo di contenzioso tra i produttori ... Le moderne modifiche IPS hanno ampi angoli di visualizzazione vicini a 180 gradi, riproduzione realistica dei colori e offrono la possibilità di creare display con un'elevata densità di pixel. Sfortunatamente, i produttori di gadget non riportano quasi mai il tipo esatto di matrici IPS, sebbene quando si utilizza uno smartphone, le differenze saranno visibili ad occhio nudo. Le matrici IPS più economiche sono caratterizzate dallo sbiadimento dell'immagine quando lo schermo è inclinato, nonché da una scarsa precisione del colore: l'immagine può essere troppo "acida" o, al contrario, "sbiadita".

Per quanto riguarda il consumo energetico, nei display a cristalli liquidi è determinato principalmente dalla potenza degli elementi di retroilluminazione (gli smartphone utilizzano i LED per questi scopi), quindi il consumo di film TN+ e matrici IPS può essere considerato approssimativamente lo stesso a parità di livello di luminosità .

Le matrici basate su diodi organici a emissione di luce (OLED) sono completamente diverse dagli LCD. In essi, la sorgente luminosa sono i subpixel stessi, che sono diodi organici ultraminiaturizzati a emissione di luce. Poiché non è necessaria l'illuminazione esterna, tali schermi possono essere resi più sottili degli LCD. Gli smartphone utilizzano una sorta di tecnologia OLED: AMOLED, che utilizza una matrice TFT attiva per pilotare i subpixel. Questo è ciò che consente agli AMOLED di visualizzare i colori, mentre i pannelli OLED convenzionali possono essere solo monocromatici. Le matrici AMOLED forniscono i neri più profondi, poiché è solo necessario spegnere completamente i LED per "visualizzarlo". Rispetto agli LCD, tali matrici hanno un consumo energetico inferiore, soprattutto quando si utilizzano temi scuri, in cui le aree nere dello schermo non consumano affatto energia. Un'altra caratteristica di AMOLED sono i colori troppo saturi. All'alba della loro apparizione, tali matrici avevano davvero un'incredibile riproduzione dei colori e, sebbene tali "piaghe infantili" siano lontane nel passato, la maggior parte degli smartphone con tali schermi ha un'impostazione di saturazione integrata, che consente all'immagine su AMOLED di essere più vicino agli schermi IPS nella percezione.

Un'altra limitazione degli schermi AMOLED era la durata irregolare dei LED di diversi colori. Dopo un paio d'anni di utilizzo dello smartphone, questo potrebbe portare al burnout dei subpixel e all'immagine residua di alcuni elementi dell'interfaccia, principalmente nel pannello delle notifiche. Ma, come nel caso della riproduzione dei colori, questo problema appartiene al passato molto tempo fa e i moderni LED organici sono progettati per almeno tre anni di funzionamento continuo.

Riassumiamo brevemente. La qualità più alta e l'immagine più luminosa al momento è fornita dalle matrici AMOLED: anche Apple, secondo indiscrezioni, utilizzerà tali display in uno dei prossimi iPhone. Tuttavia, va tenuto presente che Samsung, in qualità di principale produttore di tali pannelli, tiene per sé tutti gli ultimi sviluppi e vende matrici "l'anno scorso" ad altri produttori. Pertanto, quando si sceglie uno smartphone non Samsung, si dovrebbe guardare a schermi IPS di alta qualità. Ma i gadget con display a pellicola TN + non valgono assolutamente la pena di essere scelti: oggi questa tecnologia è già considerata obsoleta.

La percezione dell'immagine sullo schermo può essere influenzata non solo dalla tecnologia a matrice, ma anche dal pattern dei subpixel. Tuttavia, con LCD tutto è abbastanza semplice: in essi, ogni pixel RGB è costituito da tre subpixel allungati, che, a seconda della modifica della tecnologia, possono avere la forma di un rettangolo o di un "segno di spunta".

Le cose si fanno più interessanti negli schermi AMOLED. Poiché in tali matrici le sorgenti luminose sono i subpixel stessi e l'occhio umano è più sensibile alla pura luce verde che al rosso puro o al blu, l'utilizzo dello stesso pattern in AMOLED come in IPS degraderebbe la resa cromatica e renderebbe l'immagine irrealistica. Un tentativo di risolvere questo problema è stata la prima versione della tecnologia PenTile, in cui sono stati utilizzati due tipi di pixel: RG (rosso-verde) e BG (blu-verde), costituiti da due subpixel dei colori corrispondenti. Inoltre, se i subpixel rossi e blu avevano una forma vicina ai quadrati, allora quelli verdi ricordavano più rettangoli fortemente allungati. Gli svantaggi di questo modello erano il colore bianco "sporco", i bordi frastagliati all'incrocio di diversi colori e a basso ppi - una maglia chiaramente visibile del substrato dei subpixel, che appare a causa di una distanza troppo grande tra loro. Inoltre, la risoluzione indicata nelle caratteristiche di tali dispositivi era "disonesta": se la matrice IPS HD ha 2.764.800 subpixel, la matrice AMOLED HD è solo 1.843.200, il che ha portato a una differenza nella definizione delle matrici IPS e AMOLED visibile ad occhio nudo con, apparentemente, la stessa densità di pixel. L'ultimo smartphone di punta con una tale matrice AMOLED è stato il Samsung Galaxy S III.

Nello smartpad Galaxy Note II, l'azienda sudcoreana ha tentato di abbandonare PenTile: lo schermo del dispositivo aveva pixel RBG completi, seppur con una disposizione insolita dei subpixel. Tuttavia, per ragioni non chiare, in futuro Samsung ha rifiutato un tale modello - forse il produttore ha dovuto affrontare il problema di aumentare ulteriormente il ppi.

Nei suoi schermi moderni, Samsung è tornata ai pixel RG-BG utilizzando un nuovo tipo di pattern chiamato Diamond PenTile. La nuova tecnologia ha permesso di rendere il colore bianco più naturale e, per quanto riguarda i bordi frastagliati (ad esempio, i singoli subpixel rossi erano chiaramente visibili attorno a un oggetto bianco su sfondo nero), questo problema è stato risolto ancora più facilmente - aumentando il ppi a tal punto che le irregolarità non erano più evidenti ... Diamond PenTile è utilizzato in tutte le ammiraglie Samsung a partire dal Galaxy S4.

Alla fine di questa sezione, vale la pena menzionare un'altra immagine delle matrici AMOLED - PenTile RGBW, che si ottiene aggiungendo un quarto, bianco, ai tre subpixel principali. Prima dell'avvento di Diamond PenTile, un tale modello era l'unica ricetta per il bianco puro, ma non si è mai diffuso: uno degli ultimi gadget mobili con PenTile RGBW è stato il tablet Galaxy Note 10.1 2014. Ora le matrici AMOLED con pixel RGBW sono utilizzate in TV, poiché non richiedono ppi elevati. Per correttezza, ricordiamo anche che i pixel RGBW possono essere utilizzati negli LCD, ma non siamo a conoscenza di esempi di utilizzo di tali matrici negli smartphone.

A differenza di AMOLED, le matrici IPS di alta qualità non hanno mai avuto problemi di qualità associati al pattern subpixel. Tuttavia, la tecnologia Diamond PenTile, insieme all'elevata densità di pixel, ha permesso ad AMOLED di raggiungere e superare l'IPS. Pertanto, se sei esigente con i gadget, non dovresti acquistare uno smartphone con uno schermo AMOLED, che ha una densità di pixel inferiore a 300 ppi. A una densità più elevata, non si noteranno difetti.

Caratteristiche del progetto

La varietà di display sui moderni gadget mobili non si esaurisce solo con le tecnologie di imaging. Una delle prime cose che i produttori hanno affrontato è stato il traferro tra il sensore capacitivo proiettato e il display stesso. È così che è apparsa la tecnologia OGS, che combina il sensore e la matrice in un unico sacchetto di vetro a forma di sandwich. Ciò ha dato un salto significativo nella qualità dell'immagine: la luminosità massima e gli angoli di visualizzazione sono aumentati, la riproduzione dei colori è stata migliorata. Ovviamente anche lo spessore dell'intero pacchetto è stato ridotto, consentendo smartphone più sottili. Ahimè, la tecnologia ha anche degli inconvenienti: ora, se rompi il vetro, cambiarlo separatamente dal display è quasi impossibile. Ma i vantaggi in termini di qualità si sono comunque rivelati più importanti e ora gli schermi non OGS si trovano solo nei dispositivi più economici.

Recentemente, anche gli esperimenti con la forma del vetro sono diventati popolari. E hanno iniziato non di recente, ma almeno nel 2011: HTC Sensation aveva un vetro concavo al centro, che, secondo il produttore, avrebbe dovuto proteggere lo schermo dai graffi. Ma tali occhiali hanno raggiunto un livello qualitativamente nuovo con l'avvento degli "schermi 2.5D" con vetro curvo ai bordi, che crea la sensazione di uno schermo "infinito" e rende i bordi degli smartphone più lisci. Tali occhiali vengono utilizzati attivamente da Apple nei loro gadget e recentemente sono diventati sempre più popolari.

Un passo logico nella stessa direzione è stata la piegatura non solo del vetro, ma anche del display stesso, che è diventato possibile quando si utilizzano substrati polimerici invece del vetro. Qui il palmo, ovviamente, appartiene a Samsung con il suo smartphone Galaxy Note Edge, in cui uno dei bordi laterali dello schermo era curvo.

Un altro metodo è stato proposto da LG, che è riuscita a piegare non solo il display, ma l'intero smartphone lungo il suo lato corto. Tuttavia, LG G Flex e il suo successore non hanno guadagnato popolarità, dopo di che il produttore ha rifiutato di rilasciare ulteriormente tali dispositivi.

Inoltre, alcune aziende stanno cercando di migliorare l'interazione umana con lo schermo, lavorando sulla sua parte sensoriale. Ad esempio, alcuni dispositivi sono dotati di sensori ad alta sensibilità che consentono di lavorare con essi anche con i guanti, mentre altri schermi ricevono un substrato induttivo per supportare lo stilo. La prima tecnologia è utilizzata attivamente da Samsung e Microsoft (ex Nokia) e la seconda da Samsung, Microsoft e Apple.

Il futuro degli schermi

Non pensate che i display moderni negli smartphone abbiano raggiunto il punto più alto del loro sviluppo: le tecnologie hanno ancora spazio per crescere. Uno dei più promettenti sono i display a punti quantici (QLED). Un punto quantico è un pezzo microscopico di un semiconduttore in cui gli effetti quantistici iniziano a svolgere un ruolo significativo. Semplificando, il processo di radiazione si presenta così: l'effetto di una debole corrente elettrica fa sì che gli elettroni dei punti quantici cambino energia, mentre emettono luce. La frequenza della luce emessa dipende dalle dimensioni e dal materiale dei punti, in modo da poter ottenere quasi tutti i colori nell'intervallo visibile. Gli scienziati promettono che le matrici QLED avranno una migliore riproduzione dei colori, contrasto, maggiore luminosità e minor consumo energetico. In parte, la tecnologia degli schermi su punti quantici viene utilizzata negli schermi TV Sony e i prototipi sono disponibili da LG e Philips, ma non si parla dell'uso massiccio di tali display in TV o smartphone.

È molto probabile che nel prossimo futuro vedremo negli smartphone non solo display curvi, ma anche completamente flessibili. Inoltre, da un paio d'anni esistono prototipi di tali matrici AMOLED che sono quasi pronti per la produzione di massa. Il limite è l'elettronica dello smartphone, che è ancora impossibile rendere flessibile. D'altra parte, le grandi aziende possono cambiare il concetto stesso di smartphone rilasciando qualcosa come il gadget mostrato nella foto qui sotto - dobbiamo solo aspettare, perché lo sviluppo della tecnologia sta accadendo proprio davanti ai nostri occhi.

La tecnologia AH-IPS è uno dei tanti sviluppi della matrice IPS. Vale la pena notare che questo è l'ultimo sviluppo che ha eliminato la maggior parte degli svantaggi delle matrici IPS, che hanno portato i display LCD a un nuovo livello. Grazie a ciò, sono degni di competere con i pannelli al plasma.

Tenendo conto del fatto che la tecnologia è relativamente nuova, molti utenti hanno una domanda, matrice AH-IPS, che cos'è e quali vantaggi ha?

Per rispondere a queste domande, è necessario sapere che cos'è una matrice IPS, come funziona e come sono disposti i monitor e i televisori con tali display. Ciò consentirà di comprendere quali miglioramenti sono stati apportati alle matrici AH-IPS.

1. Quindi, cos'è una matrice IPS?

Prima di tutto, va notato che il display IPS appartiene al tipo attivo di matrice LCD. In altre parole, è una specie di LCD TFT. Questo, a sua volta, significa che il principio di funzionamento consiste nell'utilizzare molecole di cristalli liquidi che ti sono già familiari. Tuttavia, la matrice IPS presenta alcune caratteristiche strutturali, che verranno discusse in seguito.

Come probabilmente avrai già intuito, IPS è un'abbreviazione. Il nome completo assomiglia a questo: In - Plane Switching, che in russo significa cambio di aereo. La tecnologia ha ricevuto questo nome a causa del fatto che le molecole di cristalli liquidi nelle cellule della matrice IPS si trovano sempre sullo stesso piano. Inoltre sono sempre paralleli al piano del pannello stesso.

Prima dell'avvento delle matrici TFT AH-IPS, i display IPS hanno percorso una lunga strada di sviluppo e miglioramento. I primi schermi IPS sono stati sviluppati per affrontare le carenze delle matrici TN. Naturalmente, la qualità dell'immagine è stata notevolmente migliorata, ma i display IPS hanno un lungo tempo di risposta.

Prima dell'avvento della tecnologia IPS negli elementi LCD standard, quando esposti a una tensione elettrica su molecole di cristalli liquidi, il loro orientamento cambiava. Di conseguenza, si perde la capacità di ruotare l'angolo di polarizzazione. Tuttavia, il principale svantaggio della tecnologia TN era che la rotazione di polarizzazione era necessaria.

La principale caratteristica distintiva della tecnologia IPS era che entrambi gli elettrodi di controllo traslucidi erano posizionati sullo stesso piano, esclusivamente sul lato inferiore della cella LCD. Ciò significa che tutte le molecole di cristalli liquidi si trovano sempre su un piano, che a sua volta è parallelo al piano dello schermo.

Questa soluzione ha notevolmente aumentato gli angoli di visualizzazione, che praticamente non sono inferiori ai monitor CRT. Allo stesso tempo, la qualità della resa cromatica dei display IPS ha superato significativamente tutti gli analoghi disponibili in quel momento.

Nei display IPS, le molecole di cristalli liquidi si trovano nel piano dei filtri polarizzatori e ruotano in esso all'angolo richiesto, a seconda della tensione che agisce su di esse. Questo cambia l'angolo di rifrazione e, di conseguenza, la fase della radiazione luminosa che passa attraverso le molecole. Questa struttura è assolutamente opposta alle matrici TN. Questa soluzione ha permesso di ottenere una riproduzione dei colori più naturale e un aumento del contrasto.

1.1. LCD tipo TFT AH-IPS

Dalla comparsa di questo tipo di matrice nel 1995, ci sono stati sviluppi e miglioramenti costanti. Di conseguenza, nel 2011, è apparsa la matrice AH-IPS, che aveva un'eccellente qualità dell'immagine, alto contrasto, luminosità, chiarezza e risoluzione dell'immagine. Allo stesso tempo, il tempo di risposta di tali display è stato ridotto a 5 ms. Ciò significa che tali monitor sono in grado di visualizzare gli effetti speciali più luminosi e veloci. Inoltre, per alcune caratteristiche, questo tipo di matrice è in grado di visualizzare i colori più naturali e saturi.

I monitor AH-IPS hanno la massima qualità dell'immagine. Naturalmente, anche il loro costo è elevato, ma se li confrontiamo con i pannelli al plasma, i display IPS sono più convenienti, mentre praticamente non sono inferiori nella qualità dell'immagine. AH IPS è l'ultimo e più costoso sviluppo della famiglia di tecnologie IPS. Tuttavia, ha eliminato la maggior parte delle carenze di tutte le versioni precedenti dei display IPS. In particolare, questa tecnologia ha permesso di ottenere il minor tempo di risposta.

A causa dell'ampia varietà di modelli di matrici IPS, gli utenti hanno una domanda, quale è meglio, AH-IPS o E-IPS? Vale la pena notare che ci sono molti altri tipi di display IPS. Ma se parliamo di queste due tipologie, allora possiamo dire che i display E-IPS hanno un costo inferiore rispetto agli AH-IPS.

La prima tecnologia è stata sviluppata in precedenza. Ha alcuni svantaggi. Di norma, tali matrici hanno una piccola dimensione diagonale - non più di 20 ". Le peculiarità di questa tecnologia non consentono di creare schermi di grandi dimensioni, poiché altrimenti è quasi impossibile raggiungere l'alta definizione e la precisione dell'immagine. Tuttavia, con dimensioni non superiori a 20 "i display E-IPS sono prestazioni molto elevate.

AH-IPS, a sua volta, viene utilizzato in modelli più costosi di monitor e TV. Questa tecnologia consente di creare schermi di grandi dimensioni, mentre con alta risoluzione, accuratezza e chiarezza dell'immagine.

Se parliamo di quale monitor scegliere, dovresti decidere per quali scopi ne hai bisogno, quali dimensioni diagonali ti si addicono e anche quanto ti aspetti. Se parliamo di qualità, allora qui, come altrove e ovunque, vale la regola: più è costoso, meglio è. Naturalmente, molto dipende dal produttore, o meglio dai materiali utilizzati, nonché dalle caratteristiche del design. Pertanto, quando si sceglie, è necessario studiare attentamente le caratteristiche tecniche e chiarire alcune domande con il venditore.

Vale la pena notare che è sulle matrici AH-IPS che i produttori hanno grandi speranze.

2. Tipo di retroilluminazione a matrice AH-IPS

Per visualizzare l'immagine sullo schermo del monitor, è necessaria la retroilluminazione a matrice. Se parliamo di vecchi display: le prime matrici IPS e TN, in tali dispositivi venivano utilizzate lampade fluorescenti come retroilluminazione, che non potevano fornire un'illuminazione sufficientemente brillante e una distribuzione della luce uniforme. Inoltre, queste lampade consumavano molta elettricità.

Tutte queste carenze sono state completamente risolte dopo lo sviluppo di un nuovo tipo di retroilluminazione: il LED. Questa tecnologia si basa sull'utilizzo di LED, di piccole dimensioni e in grado di emettere luce intensa. Una soluzione così semplice ma molto efficace ha permesso di ottenere la distribuzione della luce più uniforme posizionando i LED sul retro della matrice. Ciò ha permesso di creare schermi di dimensioni sufficientemente grandi senza sacrificare la qualità dell'immagine.

Inoltre, i LED consumano pochissima energia e hanno una luce bianca brillante, che consente una luminosità ancora maggiore e miglioramenti del contrasto. Questo, a sua volta, ha avuto un effetto positivo sulla qualità dell'immagine. La tecnologia AH-IPS con retroilluminazione a LED è lo sviluppo di maggior successo fino ad oggi, che consente di godere di una qualità dell'immagine davvero elevata.

Va notato che le lampade fluorescenti sono considerate obsolete e stanno diventando meno comuni. Inoltre, quasi tutti i nuovi sviluppi delle matrici, in particolare AH-IPS, utilizzano solo la retroilluminazione a LED.

3. AH-IPS (lg ips234v) VS TN: video

Se parliamo di caratteristiche di design, grazie alle dimensioni ridotte dei LED, è diventato possibile creare i monitor più sottili. Un altro vantaggio dei LED è la loro frequenza di lampeggio. La loro frequenza di sfarfallio è così alta che non può essere vista ad occhio nudo. Inoltre, è noto che anche una frequenza di 100 Hz, pur non essendo visibile, ha comunque un effetto negativo sugli organi della vista, oltre che sulla psiche umana.

La frequenza di sfarfallio dello schermo di 100 Hz e inferiore provoca una sensazione di affaticamento negli organi visivi e uno stato di depressione. Naturalmente, questo si avverte quando si lavora a lungo davanti al monitor o quando si guardano film. La frequenza di lampeggio del LED è diverse volte superiore al segno critico di 100 Hz, il che rende il lavoro con tali monitor il più confortevole possibile. E anche con la visione prolungata di film, tali schermi non hanno alcun impatto negativo su una persona.

Questo è uno dei motivi per cui i produttori di TV e monitor preferiscono la retroilluminazione a LED.

4. Vantaggi delle matrici AH-IPS

Come accennato in precedenza, questo tipo di matrice è stato l'ultimo ad essere sviluppato. Ciò significa che per sviluppare questa tecnologia sono state utilizzate le soluzioni e i risultati più innovativi. Pertanto, l'LCD AH-IPS è una soluzione a tutte le carenze inerenti a tutte le precedenti matrici IPS. Ma diamo un'occhiata più da vicino ai vantaggi:

Alta risoluzione dello schermo. Il tipo di matrice di monitor AH-IPS ha la risoluzione dello schermo più alta. Ciò significa che tali monitor visualizzano l'immagine più chiara e accurata. Inoltre, la moderna tecnologia ha permesso di raggiungere la più alta densità di pixel per pollice dello schermo. Questo, a sua volta, influenza direttamente la chiarezza e l'accuratezza dell'immagine visualizzata.
Il numero massimo di colori e sfumature. Un altro vantaggio di questo tipo di display è la massima qualità del colore. I monitor con una tale matrice visualizzano il maggior numero di colori e sfumature, il che rende i colori dell'immagine il più naturali e naturali possibile. Questa funzione è apprezzata dagli editor di foto e immagini professionali.
Angoli di visualizzazione. Le matrici AH-IPS hanno gli angoli di visualizzazione più ampi che possono essere confrontati solo con un pannello al plasma. Pertanto, tali display sono i concorrenti più forti per i televisori al plasma.
Alta luminosità e contrasto. Le peculiarità della tecnologia hanno permesso di aumentare al limite la luminosità e il contrasto dello schermo, il che ha avuto un effetto positivo sulla qualità dell'immagine. Il design unico e le moderne tecnologie hanno permesso di ottenere la distribuzione più uniforme della luce su tutta la superficie del display, sia in bianco che nero. Ha anche notevolmente migliorato la qualità dell'immagine.
Risposta veloce. Se le prime matrici IPS avevano un inconveniente, ovvero una risposta lenta, motivo per cui tali monitor erano inferiori alle matrici TN, le moderne matrici LCD AH-IPS sono completamente prive di tale inconveniente. Inoltre, superano anche le odierne matrici TN + Film, rendendole una scelta eccellente per qualsiasi applicazione.

Dovrebbe essere chiaro che le caratteristiche della matrice AH-IPS dipendono anche dal produttore. Non tutti i display realizzati con questa tecnologia hanno le stesse prestazioni elevate. Tutto dipende dai materiali utilizzati, nonché da alcune caratteristiche nel design del display. Il costo del prodotto dipende anche da questo. Quindi, i materiali e i componenti di qualità superiore sono stati utilizzati per realizzare un display AH-IPS, maggiore sarà la qualità dell'immagine del monitor e, di conseguenza, più costoso sarà il dispositivo.

Ad oggi si sa poco delle reali caratteristiche delle matrici AH-IPS. Tuttavia, una cosa è certa: questo tipo di display è significativamente superiore a tutti i modelli precedenti. Certo, può essere confrontato con altri tipi di matrici IPS, ma va tenuto presente che, come accennato in precedenza, non tutti i monitor con la stessa matrice hanno le stesse prestazioni. La matrice stessa ha enormi prospettive. Nel prossimo futuro, sarà incontrato molto più spesso. Inoltre, le tecnologie non si fermano, gli sviluppi attivi sono costantemente in corso per migliorare la qualità dell'immagine e migliorare la risposta.

IPS o TFT: quale è meglio scegliere? Più recentemente, mi sono trovato di fronte alla necessità di dare a una persona una risposta ragionata a questa domanda al momento dell'acquisto di un tablet. Sapendo inequivocabilmente quanto già sentito da tutti, ero pronto a dare subito una risposta. Tuttavia, ho deciso di elaborare un po 'questo argomento per supportare ciò che è stato detto con ragioni convincenti. Ho dovuto spalare un po 'di informazioni e anche. Per capire la situazione, dico subito che si parlava di acquistare un tablet usato affidabile. Come si è scoperto, questo contribuisce anche a prendere la decisione finale su quale sia ancora migliore: matrice IPS o TFT. Anche se devi acquistare un nuovo tablet o smartphone, anche le informazioni di seguito si dimostreranno pertinenti e utili. Quindi, iniziamo la nostra piccola panoramica.

Un po' di tecnologie utilizzate per la produzione di schermi IPS

Sebbene i display più moderni siano a cristalli liquidi, è possibile utilizzare tecnologie leggermente diverse in ciascun caso, con conseguenti differenze nelle caratteristiche del prodotto finale. La terminologia utilizzata in tutto può variare. Pertanto, per non essere fuorviati sui monitor TFT o IPS, è necessario notare quanto segue.

Innanzitutto, separando le erbacce dalla pula: la tecnologia IPS non è diversa da TFT. È TFT, più precisamente una delle sue implementazioni. D'altra parte, la "nostra" persona chiamata TFT comprende TFT-TN.

Pertanto, il confronto viene effettuato tra due rappresentanti di matrici TFT: IPS o TN. Per quanto riguarda le tecnologie utilizzate:

TFT (si capisce che stiamo parlando di TFT-TN). Display a cristalli liquidi (transistor a film sottile). I cristalli si trovano nel corpo della matrice a spirale tra due piastre. La formazione dell'immagine si verifica a causa della rotazione delle molecole di cristallo. Se non c'è tensione, il loro angolo di rotazione orizzontale è di 90 gradi, mentre sono bianchi. Alla massima tensione applicata, la rotazione viene eseguita con un angolo al quale, quando la luce passa attraverso il cristallo, diventa nera. Quindi, a seconda della tensione applicata ai cristalli, cambiano colore.
IPS (in realtà TFT-IPS). Quegli stessi cristalli, solo la loro disposizione è parallela l'una all'altra. Quando non c'è tensione, le molecole di cristallo non vengono ruotate.

Ora passiamo alla domanda principale:? Quale display dovresti scegliere?

IPS o TFT: quale è meglio? Differenze tra gli schermi nella qualità dell'immagine

Le caratteristiche principali di qualsiasi monitor, display, schermo IPS o TFT sono determinate principalmente dalla qualità di visualizzazione dell'immagine. A sua volta, la qualità può essere scomposta in indicatori come contrasto e angolo di visione.

Quando si tratta della matrice IPS, supera notevolmente il TFT in termini di contrasto dell'immagine. Ciò si ottiene con una riproduzione quasi perfetta dei cristalli neri. Vale a dire, la visualizzazione del nero influisce direttamente su un indicatore come il contrasto. Nei display TFT, i singoli pixel (quando si visualizzano il nero e altri colori) possono avere una tinta leggermente "propria", che porta a distorsioni del colore nell'immagine.

Un fattore importante che influenza la scelta dello schermo dei dispositivi mobili è l'angolo di visione. Questo indicatore è particolarmente importante se il dispositivo deve essere utilizzato insieme ad altri, ad esempio mostrando una foto di un recente viaggio al mare. Con un angolo di visione di 178 gradi da entrambi i lati, la matrice IPS vince senza dubbio, consentendo a diversi amici o colleghi di godersi l'immagine senza distorsioni. Anche questo è importante da considerare quando si acquista un particolare dispositivo.

Velocità di risposta del display IPS e TFT

L'apparente vantaggio di un display TFT rispetto a uno schermo IPS è la sua elevata velocità di risposta. Non ha concorrenti qui. Allo stesso tempo, la matrice IPS impiega più tempo per ruotare l'array di cristalli che si trovano in parallelo.

Questo fatto porta all'ovvia conclusione che è meglio utilizzare TFT in dispositivi il cui scopo è fondamentale per la velocità di visualizzazione. Quando invece si tratta di uno scopo ordinario (come strumento di studio, comunicazione via Internet e altri compiti), questa differenza è quasi invisibile all'occhio umano, e si manifesta solo attraverso l'utilizzo di appositi test tecnici. Pertanto, quando si sceglie un tipo di schermo, nella maggior parte dei casi, si dovrebbe dare la preferenza a una matrice IPS.

Quale matrice ha bisogno di più potenza: IPS o TFT?

Ci sono altre differenze, che continuiamo ad elencare. Come viene consumata l'energia degli accumulatori di schermi realizzati secondo diverse tecnologie? Ci sono differenze evidenti. Il consumo energetico dell'IPS è davvero superiore. Non solo è necessario più tempo, ma anche più tensione per ruotare i cristalli di questo tipo di matrice. La conclusione logica è l'aumento del carico sulla batteria. Pertanto, quando si acquistano dispositivi usati, quando è ovvio che la batteria non è più nuova, questo fatto deve essere valutato attentamente. Se acquisti un nuovo telefono, tablet o smartphone e, allo stesso tempo, il suo utilizzo comporta una lunga permanenza fuori dalla portata di rete, è meglio puntare su matrici TFT di alta qualità.

Il costo dei dispositivi con diversi tipi di display

Il costo degli schermi IPS è sempre più alto. Puoi prestare attenzione a questo filtrando i dispositivi con questo tipo di matrice in qualsiasi negozio online. Va detto che l'IPS è utilizzato in quasi tutti i dispositivi moderni, sostituendo gradualmente TFT. Allo stesso tempo, se hai solo bisogno di apparecchiature per effettuare solo una chiamata, che senso ha pagare troppo per uno schermo che non ne trarrà vantaggio? Inoltre, se aumenta il consumo energetico complessivo di uno smartphone o tablet.

TFT o IPS: quale è meglio? Quale matrice scegliere?

Quindi, se hai bisogno di un moderno tablet di alta qualità con cui non solo puoi lavorare, ma anche mostrare comodamente foto di alta qualità ai tuoi amici, scegli sicuramente solo dispositivi con una matrice IPS. Prestando attenzione alle marcature dei produttori, non dimenticare che TFT include sia matrici TN che IPS. Ma questo è lontano da tutti i loro tipi. Sapendo qual è il migliore di questi due tipi di matrici - TFT o IPS, e volendo acquistare un tablet, uno smartphone o un telefono, contatta uno dei negozi online di fiducia (Rozetka, Eldorado, Citrus e altri), che forniscono una gamma completa di questi prodotti, con la possibilità di filtrare per i parametri più significativi.

A proposito, la persona che ha acquistato il tablet con la matrice IPS, che gli è stata consegnata dalla Polonia, ne è rimasta soddisfatta e ammira costantemente il comfort dell'utilizzo del dispositivo anche in una giornata di sole. I fatti, dicono, sono cose ostinate.

Per molti, i display a cristalli liquidi (LCD) sono associati principalmente a monitor a schermo piatto, TV "cool", laptop, videocamere e telefoni cellulari. Alcuni aggiungeranno qui PDA, giochi elettronici, bancomat. Ma ci sono ancora molte aree in cui sono richiesti display ad alta luminosità, costruzione robusta e un ampio intervallo di temperature.

I display a schermo piatto vengono utilizzati dove il consumo energetico minimo, il peso e le dimensioni sono parametri critici. Ingegneria meccanica, automobilistica, ferroviaria, piattaforme di perforazione offshore, attrezzature minerarie, punti vendita al dettaglio all'aperto, elettronica aeronautica, marina, veicoli speciali, sistemi di sicurezza, attrezzature mediche, armi: questo non è un elenco completo di applicazioni per display LCD.

Il costante sviluppo delle tecnologie in questo settore ha permesso di ridurre il costo della produzione di LCD a un livello tale da aver avuto luogo una transizione qualitativa: costosi esotici sono diventati all'ordine del giorno. Anche la facilità d'uso è diventata un fattore importante nella rapida adozione degli LCD nell'industria.

Questo articolo discute i parametri di base dei vari tipi di display a cristalli liquidi, che ti permetteranno di fare una scelta informata e corretta di LCD per ogni specifica applicazione (il metodo "più grande ed economico" è quasi sempre troppo costoso).

Tutta la varietà di display LCD può essere suddivisa in diverse tipologie a seconda della tecnologia di produzione, del design, delle caratteristiche ottiche ed elettriche.

Tecnologia

Attualmente, nella produzione di LCD vengono utilizzate due tecnologie (Fig. 1): matrice passiva (PMLCD-STN) e matrice attiva (AMLCD).

Le tecnologie MIM-LCD e Diode-LCD non sono diventate molto diffuse e quindi non perderemo tempo su di esse.

Riso. 1. Tipi di tecnologie di visualizzazione a cristalli liquidi

STN (Super Twisted Nematic) è una matrice composta da elementi LCD a trasparenza variabile.

TFT (Thin Film Transistor) è una matrice attiva in cui ogni pixel è controllato da un transistor separato.

Rispetto a una matrice passiva, l'LCD TFT ha un contrasto, una saturazione più elevati, un tempo di commutazione più breve (nessuna "code" negli oggetti in movimento).

Il controllo della luminosità nel display a cristalli liquidi si basa sulla polarizzazione della luce (corso di fisica generale): la luce viene polarizzata passando attraverso un filtro polarizzatore (con uno specifico angolo di polarizzazione). In questo caso, l'osservatore vede solo una diminuzione della luminosità della luce (quasi 2 volte). Se metti un altro filtro del genere dietro questo filtro, la luce sarà completamente assorbita (l'angolo di polarizzazione del secondo filtro è perpendicolare all'angolo di polarizzazione del primo) o passerà completamente (gli angoli di polarizzazione coincidono). Con un cambiamento graduale nell'angolo di polarizzazione del secondo filtro, anche l'intensità della luce trasmessa cambierà gradualmente.

Il principio di funzionamento e la struttura a "sandwich" di tutti gli LCD TFT è approssimativamente lo stesso (Fig. 2). La luce di una lampada di retroilluminazione (neon o LED) passa attraverso il primo polarizzatore ed entra in uno strato di cristalli liquidi controllati da un transistor a film sottile (TFT). Il transistor crea un campo elettrico che modella l'orientamento dei cristalli liquidi. Dopo aver attraversato tale struttura, la luce cambia la sua polarizzazione e sarà completamente assorbita dal secondo filtro polarizzatore (schermo nero), o non sarà assorbita (bianco), oppure l'assorbimento sarà parziale (colori dello spettro). Il colore dell'immagine è determinato dai filtri colorati (simile ai tubi a raggi catodici, ogni pixel della matrice è costituito da tre subpixel: rosso, verde e ciano).

Riso. 2. Struttura di TFT LCD

Pixel TFT

I filtri colorati per rosso, verde e blu sono integrati nella base in vetro e si trovano uno vicino all'altro. Può essere una striscia verticale, una struttura a mosaico o una struttura a delta (Fig. 3). Ogni pixel (punto) è costituito da tre celle dei colori specificati (subpixel). Ciò significa che con una risoluzione m x n, la matrice attiva contiene 3 m x n transistor e subpixel. Il pixel pitch (con tre subpixel) per un LCD TFT da 15,1" (1024 x 768 punti) è di circa 0,30 mm e per 18,1" (1280 x 1024 punti) è di 0,28 mm. Gli LCD TFT sono fisicamente limitati dall'area massima dello schermo. Non aspettarti una risoluzione di 1280 x 1024 a 15 "diagonale e passo dei punti di 0,297 mm.

Riso. 3. Struttura del filtro colore

A distanza ravvicinata, i punti sono chiaramente distinguibili, ma questo non è un problema: quando si forma un colore, la proprietà dell'occhio umano viene utilizzata per mescolare i colori con un angolo di campo inferiore a 0,03 °. Ad una distanza di 40 cm dall'LCD con un passo tra i subpixel di 0,1 mm, l'angolo di visuale sarà di 0,014° (il colore di ogni subpixel può essere distinto solo da una persona con visione d'aquila).

Tipi di LCD

TN (Twist Nematic) TFT o TN + Film TFT è la prima tecnologia ad apparire sul mercato LCD, il cui principale vantaggio è il suo basso costo. Svantaggi: il nero è più simile al grigio scuro, che porta a un basso contrasto dell'immagine, i pixel "morti" (se il transistor si guasta) sono molto luminosi e evidenti.

IPS (In-Pane Switching) (Hitachi) o Super Fine TFT (NEC, 1995). È caratterizzato dal più ampio angolo di visione e dall'elevata precisione del colore. L'angolo di visione è ampliato a 170°, le altre funzioni sono le stesse del TN+ Film (il tempo di risposta è di circa 25ms), colore nero quasi perfetto. Vantaggi: buon contrasto, pixel "morto" - nero.

Super IPS (Hitachi), Advansed SFT (produttore - NEC). Vantaggi: immagine a contrasto brillante, distorsioni del colore quasi invisibili, angoli di visualizzazione aumentati (fino a 170 ° in verticale e in orizzontale) e viene fornita una chiarezza eccezionale.

UA-IPS (IPS ultra avanzato), UA-SFT (SFT ultra avanzato) (NEC). Il tempo di risposta è sufficiente per garantire una distorsione cromatica minima durante la visualizzazione dello schermo da diverse angolazioni, una maggiore trasparenza del pannello e una gamma cromatica estesa a un livello di luminosità sufficientemente elevato.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) (Fujitsu) Il vantaggio principale è il tempo di risposta più breve e l'alto contrasto. Lo svantaggio principale è il costo elevato.

PVA (allineamento verticale modellato) (Samsung). Posizionamento verticale microstrutturale degli LCD.

Design

Il design del display a cristalli liquidi è determinato dalla disposizione degli strati nel "sandwich" (compreso lo strato conduttore di luce) ed è della massima importanza per la qualità dell'immagine sullo schermo (in qualsiasi condizione: da un camera oscura per lavorare alla luce del sole). Ci sono tre tipi principali di LCD a colori in uso oggi:

trasmissivo, destinato principalmente ad apparecchiature indoor;
riflettente è usato in calcolatrici e orologi;
la proiezione viene utilizzata nei proiettori LCD.

Un tipo di compromesso di tipo display trasmissivo sia per uso interno che esterno è il design transflettivo.

Tipo di display trasmissivo... In questo tipo di design, la luce entra attraverso il pannello LCD dalla parte posteriore (retroilluminazione) (Figura 4) Questa è la tecnologia utilizzata nella maggior parte degli LCD utilizzati nei laptop e nei PDA. L'LCD trasmissivo ha un'alta qualità dell'immagine in interni e bassa (schermo nero) alla luce del sole. i raggi solari riflessi dalla superficie dello schermo sopprimono completamente la luce emessa dalla retroilluminazione. Questo problema è (attualmente) risolto in due modi: aumentando la luminosità della retroilluminazione e diminuendo la quantità di luce solare riflessa.

Riso. 4. Costruzione di un display a cristalli liquidi di tipo trasmissivo

Per lavorare alla luce del giorno all'ombra, è necessaria una retroilluminazione che fornisca 500 cd / m2, alla luce diretta del sole - 1000 cd / m2. Una luminosità di 300 cd/m2 può essere ottenuta aumentando al massimo la luminosità di una lampada CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) o aggiungendo una seconda lampada di fronte. I modelli LCD ad alta luminosità utilizzano da 8 a 16 lampade. Tuttavia, l'aumento della luminosità della retroilluminazione aumenta il consumo della batteria (una singola retroilluminazione consuma circa il 30% della potenza utilizzata dal dispositivo). Pertanto, gli schermi con maggiore luminosità possono essere utilizzati solo con un alimentatore esterno.

La riduzione della quantità di luce riflessa si ottiene applicando un rivestimento antiriflesso a uno o più strati del display, sostituendo lo strato polarizzante standard con uno strato minimamente riflettente, aggiungendo pellicole che aumentano la luminosità e, quindi, aumentano l'efficienza della sorgente luminosa. Gli LCD Fujitsu riempiono il convertitore con un liquido con un indice di rifrazione pari all'indice di rifrazione del pannello a sfioramento, che riduce significativamente la quantità di luce riflessa (ma influisce notevolmente sul costo).

Tipo di display traslucido (transflettivo) simile al trasmissivo, ma tra lo strato di cristalli liquidi e la retroilluminazione c'è un cosiddetto. strato parzialmente riflettente (fig. 5). Può essere parzialmente argentato o completamente specchiato con molti piccoli fori. Quando viene utilizzato all'interno, funziona in modo simile a un LCD trasmissivo, in cui parte della luce viene assorbita dallo strato riflettente. Alla luce del giorno, la luce del sole si riflette sullo strato dello specchio e illumina lo strato LC, mentre la luce attraversa i cristalli liquidi due volte (verso l'interno e poi verso l'esterno). Di conseguenza, la qualità dell'immagine alla luce del giorno è inferiore rispetto all'illuminazione artificiale all'interno, quando la luce attraversa una volta lo schermo LCD.

Riso. 5. Costruzione di un display a cristalli liquidi di tipo semitrasparente

L'equilibrio tra la qualità dell'immagine in interni e quella diurna si ottiene abbinando le caratteristiche degli strati trasmissivo e riflettente.

Tipo di display riflettente(riflettente) ha uno strato speculare completamente riflettente. Tutta l'illuminazione (luce solare o luce anteriore) (Figura 6) passa attraverso l'LCD, si riflette sullo strato dello specchio e quindi passa di nuovo attraverso l'LCD. In questo caso, la qualità dell'immagine dei display di tipo riflettente è inferiore a quella di quelli semitrasmissivi (poiché in entrambi i casi vengono utilizzate tecnologie simili). All'interno, l'illuminazione anteriore non è efficace quanto la retroilluminazione e quindi la qualità dell'immagine è inferiore.

Riso. 6. Progettazione di display a cristalli liquidi di tipo riflettente

Parametri di base dei pannelli a cristalli liquidi

Autorizzazione. Un pannello digitale, il cui numero di pixel corrisponde strettamente alla risoluzione nominale, deve ridimensionare correttamente e rapidamente l'immagine. Un modo semplice per controllare la qualità del ridimensionamento è cambiare la risoluzione (stampa piccola sullo schermo). È facile vedere la qualità dell'interpolazione dai contorni delle lettere. Un algoritmo di alta qualità produce lettere uniformi, ma leggermente sfocate, mentre l'interpolazione rapida di interi è destinata a introdurre distorsione. La velocità è il secondo parametro di risoluzione (ci vuole tempo per l'interpolazione per ridimensionare un fotogramma).

Pixel morti. Diversi pixel potrebbero non funzionare su uno schermo piatto (sono sempre dello stesso colore), che compaiono durante il processo di produzione e non possono essere ripristinati.

Lo standard ISO 13406-2 definisce i valori limite per il numero di pixel difettosi per milione. Secondo la tabella, i pannelli LCD sono suddivisi in 4 classi.

Tabella 1

Tipo 1 - pixel sempre luminosi (bianchi); Tipo 2: pixel morti (neri); Tipo 3: subpixel rossi, blu e verdi difettosi.

Angolo di visione. L'angolo di visualizzazione massimo è definito come l'angolo al quale il contrasto dell'immagine diminuisce di 10 volte. Ma prima di tutto, quando si cambia l'angolo di visione da 90 (sono visibili distorsioni del colore. Pertanto, maggiore è l'angolo di visione, meglio è. Ci sono angoli di visualizzazione orizzontali e verticali, i valori minimi consigliati sono rispettivamente di 140 e 120 gradi (i migliori angoli di visione sono forniti dalla tecnologia MVA).

Tempo di risposta(inerzia) - il tempo durante il quale il transistor riesce a cambiare l'orientamento spaziale delle molecole di cristalli liquidi (meno, meglio è). Affinché gli oggetti in rapido movimento non appaiano sfocati, è sufficiente un tempo di risposta di 25 ms. Questo parametro è costituito da due valori: il tempo di accensione del pixel (tempo di salita) e il tempo di spegnimento (tempo di discesa). Il tempo di risposta (più precisamente, il tempo di spegnimento come il tempo più lungo durante il quale un singolo pixel cambia la sua luminosità al massimo) determina la frequenza di aggiornamento dell'immagine sullo schermo

FPS = 1 s / tempo di risposta.

Luminosità- il vantaggio del display LCD, che è, in media, due volte superiore agli indicatori CRT: con un aumento dell'intensità della retroilluminazione, la luminosità aumenta immediatamente, e in un CRT è necessario aumentare il flusso di elettroni , che porterà a una significativa complicazione del suo design e aumenterà la radiazione elettromagnetica. Il valore di luminosità consigliato è di almeno 200 cd/m2.

Contrastoè definito come il rapporto tra luminosità massima e minima. Il problema principale è la difficoltà di ottenere un punto nero, poiché la retroilluminazione è sempre attiva e l'effetto di polarizzazione viene utilizzato per produrre toni scuri. Il colore nero dipende dalla qualità del blocco del flusso luminoso della retroilluminazione.

LCD come sensori. La diminuzione dei costi e l'aspetto dei modelli LCD che operano in condizioni operative difficili hanno permesso di combinare in una persona (di fronte a un display a cristalli liquidi) un mezzo per emettere informazioni visive e un mezzo per inserire informazioni (tastiera). Il compito di costruire un tale sistema è semplificato utilizzando un controller di interfaccia seriale, che è collegato, da un lato, al display LCD e, dall'altro, direttamente alla porta seriale (COM1 - COM4) (Fig. 7) . Per il controllo, la decodifica dei segnali e la soppressione del "rimbalzo" (se è possibile chiamare la definizione di tocco), viene utilizzato un controller PIC (ad esempio, IF190 da Data Display), che fornisce alta velocità e precisione nella determinazione del punto di contatto.

Riso. 7. Schema a blocchi del display LCD TFT sull'esempio del display NL6448BC-26-01 di NEC

Completeremo la ricerca teorica su questo e passeremo alle realtà di oggi, o meglio, a ciò che è ora disponibile sul mercato degli schermi a cristalli liquidi. Tra tutti i produttori di LCD TFT, prendi in considerazione i prodotti di NEC, Sharp, Siemens e Samsung. La scelta di queste aziende è dovuta a

leadership di mercato nei display LCD e nelle tecnologie di produzione TFT LCD;
disponibilità di prodotti sul mercato dei paesi della CSI.

NEC Corporation produce display a cristalli liquidi (20% del mercato) sin dal loro inizio e offre non solo un'ampia selezione, ma anche varie opzioni: Standard, Special e Specific. L'opzione standard è computer, apparecchiature per ufficio, elettronica domestica, sistemi di comunicazione, ecc. Una versione speciale è utilizzata nei trasporti (qualsiasi: terrestre e marittimo), nei sistemi di controllo del traffico, nei sistemi di sicurezza, nelle apparecchiature mediche (non relative ai sistemi di supporto vitale). Per sistemi d'arma, aviazione, equipaggiamento spaziale, sistemi di controllo per reattori nucleari, sistemi di supporto vitale e altri simili, è prevista una versione speciale (è chiaro che non è economica).

L'elenco dei pannelli LCD prodotti per uso industriale (l'inverter per la lampada di retroilluminazione è fornito separatamente) è mostrato nella Tabella 2 e lo schema a blocchi (usando l'esempio di un display da 10 pollici NL6448BC26-01) è mostrato in Fig. otto.

Riso. 8. Aspetto del display

Tabella 2. Modelli di pannelli LCD NEC

Modello	Dimensione diagonale, pollici	Numero di pixel	Numero di colori	Descrizione
NL8060BC31-17	12,1	800x600	262144	Alta luminosità (350cd/m2)
NL8060BC31-20	12,1	800x600	262144	Ampio angolo di visione
NL10276BC20-04	10,4	1024x768	262144	-
NL8060BC26-17	10,4	800x600	262144	-
NL6448AC33-18A	10,4	640x480	262144	Inverter integrato
NL6448AC33-29	10,4	640x480	262144	Alta luminosità, ampio angolo di visione, inverter integrato
NL6448BC33-46	10,4	640x480	262144	Alta luminosità, ampio angolo di visione
NL6448CC33-30W	10,4	640x480	262144	Nessuna retroilluminazione
NL6448BC26-01	8,4	640x480	262144	Alta luminosità (450 cd/m2)
NL6448BC20-08	6,5	640x480	262144	-
NL10276BC12-02	6,3	1024x768	16, 19 M	-
NL3224AC35-01	5,5	320x240	Pieno di colori
NL3224AC35-06	5,5	320x240	Pieno di colori	Ingresso NTSC / PAL RGB dedicato, inverter integrato, slim
NL3224AC35-10	5,5	320x240	Pieno di colori	Ingresso NTSC / PAL RGB dedicato, inverter integrato
NL3224AC35-13	5,5	320x240	Pieno di colori	Ingresso NTSC / PAL RGB dedicato, inverter integrato
NL3224AC35-20	5,5	320x240	262, 144	Alta luminosità (400 cd/m2)

Ha svolto un ruolo significativo nello sviluppo delle tecnologie LCD. Sharp è ancora uno dei leader tecnologici. La prima calcolatrice al mondo CS10A è stata prodotta nel 1964 da questa società. Nell'ottobre 1975 fu prodotto il primo orologio digitale compatto utilizzando la tecnologia LCD TN. Nella seconda metà degli anni '70 inizia il passaggio dai display a cristalli liquidi a otto segmenti alla produzione di matrici con indirizzamento di ogni punto. Nel 1976, Sharp ha rilasciato una TV in bianco e nero da 5,5 pollici basata su una matrice LCD da 160x120 pixel. Un breve elenco di prodotti è nella tabella 3.

Tabella 3. Modelli di pannelli LCD Sharp

Produce display a cristalli liquidi con una matrice attiva su transistor a film sottile di polisilicio a bassa temperatura. Le specifiche principali per i display da 10,5 "e 15" sono mostrate nella Tabella 4. Prestare attenzione all'intervallo della temperatura di esercizio e alla resistenza agli urti.

Tabella 4. Caratteristiche principali dei display LCD Siemens

Appunti:

I - inverter integrato l - secondo standard MIL-STD810

L'azienda produce display a cristalli liquidi con il marchio "Wiseview ™". A partire da un pannello TFT da 2 pollici per supportare Internet e l'animazione nei telefoni cellulari, Samsung ora produce una gamma di display da 1,8 "a 10,4" nel segmento LCD TFT di piccole e medie dimensioni, con alcuni modelli progettati per funzionare in luce (tabella 5).

Tabella 5. Caratteristiche principali degli LCD Samsung di piccole e medie dimensioni