Типы матричных дисплеев. Типы LCD-телевизоров: TN vs VA vs IPS

Тип матрицы – это один из наиболее важных параметров современных жидкокристаллических мониторов. Это технология, по которой произведен дисплей. ЖК-матрица представляет собой плоский пакет пластин из стекла, между которыми находятся жидкие кристаллы или вещество на основе полимерных материалов.

Среди всего разнообразия в настоящее время по типу матрицы мониторы классифицируются таким образом:

• TN (twisted nematic)
• IPS (in-plane switching)
• PLS (plane-to-line switching)

Стоит отметить, что существуют и другие, но они в настоящий момент не настолько популярны, как вышеперечисленные. В физическом исполнении данные технологии различаются геометрией поверхностей, фронтального электрода, полимера и управляющей пластины.

Какую матрицу выбрать

Подробно рассмотрим, что собой представляют эти 3 типа, преимущества и недостатки каждого из них. Дадим рекомендации , чем нужно руководствоваться, выбирая тот или иной монитор для покупки.

Мониторы с Tn матрицей

Наиболее простая технология и самая распространенная . Процент мониторов с этой матрицей в настоящее время превышает 80%. Причина этого в дешевизне их производства, потому их стоимость наименьшая.

Но это не единственный плюс. Такие дисплеи долговечны , их энергопотребление сравнительно невысокое. Многих геймеров порадует время отклика – от 2 мс, этот показатель недостижим для иных типов. Они обладают высокими частотными характеристиками, что также может пригодиться в некоторых динамичных играх.

Теперь о минусах – их довольно много. Во-первых, качество картинки этих мониторов оставляет желать лучшего – идеальную цветопередачу Вам получить не удастся. Для тех, у кого глаза очень чувствительны, эти дисплеи явно не подойдут – глаза будут быстро уставать. Кроме того такие экраны имеют наименьшие углы обзора.

Подведя итоги , этот тип матрицы подойдет, если Вы хотите сэкономить свой бюджет, проводите непродолжительное время за компьютером, а фильмы чаще смотрите в небольшом разрешении. Стоит ли экономить зависит от Ваших потребностей и толщины кошелька.

Технология IPS

Качество картинки в этом случае максимально реалистичное . Огромное число отображаемых цветов и оттенков – свыше одного миллиарда. Существует много разновидностей IPS, все их объединяет лучшая контрастность и максимальный угол обзора в сравнении с TN.

На картинке видно явное различие матрицы TN (слева) от IPS (справа).

Повышенное время отклика в динамически меняющихся изображениях даст, возможно, наличие шлейфов. Себестоимость производства выше, отсюда – высокая цена . Но оно того стоит – IPS экраны уже могут составить конкуренцию плазменным панелям.

Экраны с PLS матрицей

PLS – это модификация IPS матрицы. Разработана компанией Samsung, как её альтернатива .

Что же изменилось? Благодаря большей плотности пикселей максимальная яркость и цветопередача повышена. Потребление энергии сравнимо с TN. Время отклика выше , чем IPS, но все еще не дотягивает до TN. Но в целом разница PLS и IPS при прочих равных (диагональ, соотношение сторон, разрешение, тип подсветки) мало ощутима . Что касается цены , то PLS несколько дешевле .

Резюмируя вышесказанное, если Вы заядлый геймер , профессиональный фотограф или дизайнер или стремитесь таким быть, то есть смысл потратиться и купить монитор с IPS или PLS матрицей. Если же компьютер используется для стандартных офисных задач и чертежной графики – присмотритесь к дисплеям на базе TN технологии . Руководствуйтесь личными предпочтениями и сделайте правильный выбор.

Однако, всегда лучше один раз увидеть и сделать собственный вывод, чем читать сотни страниц священных войн. Немного полистав Google-Картинки, я подобрал несколько наглядных иллюстраций. Копирайт на изображения, к сожалению, не соблюден. На фотографиях теоретически может быть разная яркость сравниваемых моделей, поэтому достоверно можно сказать только про те, что представлены в двух ракурсах. Хотя, я надеюсь, что все-таки все кадры сделаны правильно. В любом случае, общее понимание получить можно. Итак, начнем.

Самый наглядный пример: Samsung 245B (TN) и Samsung 245T (PVA)

Acer AL2416W (PVA)

Dell 2407WFP (PVA)

LG L245WP-BN (MVA)

ViewSonic VX2435wm (MVA)

А это, хотя и старая, иллюстрация того, что при указании углов обзора измеряется лишь падение контрастности и совсем не учитывается искажение цветопередачи.

Dell E248 (TN) и Dell 2408WFP (PVA)

NEC24UXi (S-IPS) и DELL 2407WFP HC (PVA)

Dell 2007WFP: версия на S-IPS (слева) и на PVA (справа)

LG L203WT: версия на TN (слева) и на S-IPS (справа)

Самое изощренное сравнение - IPS vs IPS: NEC 2490WUXi и HP LP2475W

А вот теперь можете делать собственные выводы.

Хочу только добавить следующее:

1. Покупая монитор, необходимо четко представлять, под какие задачи он будет применяться. Если вы не знаете, зачем вам такой дорогой монитор, не покупайте. Ориентируйтесь на собственное восприятие картинки, поэтому настоятельно рекомендую смотреть все мониторы вживую, лучше со специальными тестовыми программками, если магазин это позволяет.
2. Когда мониторы на разных матрицах стоят рядом, не возникает сомнений, что *VA лучше TN, а S-IPS лучше *VA. Но если на столе один монитор, и сравнить не с чем, то даже профессионалу не очень легко определить тип матрицы на глаз. C TN еще довольно просто, а вот гадать между IPS и PVA точно придется. А вот вам огромная таблица соответствия "монитор - тип матрицы", составленная коллективным разумом iXBT.
3. Помимо углов обзора есть еще важные параметры качества, однако именно углы сильнее всего портят впечатление от TN-матриц.
4. Хорошая калибровка монитора также сильно влияет на качество цветопередачи. И если с углами обзора ничего поделать уже нельзя, то ярких и насыщенных цветов можно добиться и на TN. Тем более, что прогресс на месте не стоит.

За годы развития телевидения в технологиях вывода изображения на экран произошло множество изменений. Качество изображения растет с каждым годом, делая недавно вышедшие бренды устаревшими. Но при этом все виды экранов, будь то телевизоры, дисплеи смартфонов или мониторы компьютеров строятся на базе матриц. Героями этой статьи станут матрицы VA и IPS.

Именно от матрицы зависит большинство характеристик дисплея, таких как цветность и разрешение. Поэтому при выборе вашего нового устройства лучше не полагаться наобум, а выбирать, тщательно проанализировав все возможные варианты.

Появилась данная матрица в 1996 году, представлена японской компанией Fujitsu. Ее название расшифровывается как Vertical Alignment , что дословно переводится как вертикальное выравнивание . Со времени своего появления на рынке она обрела высокую популярность и спектром ее применения являются современные жидкокристаллические телевизоры.

Ее особенность состоит в том, что ее жидкие кристаллы при отсутствии питания на них расположены перпендикулярно экрану. Это и обеспечивает ей главное преимущество среди ей подобных – очень насыщенный черный цвет. Угол обзора при использовании подобной технологии тоже довольно высок. Что же касается недостатков подобной матрицы, то в первую очередь это долгое время отклика. Это мешает использовать подобные матрицы в мониторах, рассчитанных на частую смену изображения, например, для компьютерных игр.

Также некоторые неудобства добавляют так называемые «Плавающие полутона» выражающийся в том, что при сдвиге от центра дисплея часть цветовой палитры начинает искажаться. Но в большинстве случаев это практически незаметно. Относительно IPS технологии она является промежуточной между предшествующей TN и S-IPS. Они проще в производстве, за счет чего дешевле, а по характеристикам близки к IPS матрицам. За время создания было создано несколько модификаций, ее усовершенствования включают в себя:

1. MVA , пиксель построен из двух частей, что прибавляет резкости изображения.
2. P-MVA отличается повышенным контрастом и цветопередачей.
3. AMVA – В ней исправили основной недостаток VA - отклик.

Основные характеристики IPS

Появилась на рынке в 1996 году, сразу став конкурентом VA. Так как в создании принимали участие два производителя, то получило сдвоенное название In Plane Switching от Hitachi и Super Fine TFT от NES. Приоритетом в создании было создание дисплея без типичных недостатков TN. Среди конкуренток, факторами, выделяющими именно IPS, считается большой угол обзора, хорошие характеристики контраста и высокую способность передачи цвета.

Мониторы с IPS отличаются большей толщиной чем построенные на базе других матриц. Эта конструктивная особенность появилась ввиду необходимости применять лампы с большей мощностью. Модель с подсветкой матрицей с повышенной способностью светопроницаемости часто используется на планшетах и смартфонах.

Главное применение подобных устройств нашлось в профессиональной обработке фотографий и рендеринге трехмерных моделей. Также часто их используют при редакции книг и сборников перед выходом. Они нашли свое место за счет высоких характеристик передачи цвета, контрастности и способности очень точно отображать все возможные оттенки. Со времени выпуска была множество раз модифицирована. Наиболее значимыми стали следующие модификации:

• Первой модификацией классической схемы стала S-IPS матрица. Создана в 1998, был улучшен контраст и отклик.
• Следующей ступенью стала матрица 2002 года — Advanced Super IPS(AS-IPS) . Главными улучшениями были улучшение яркости и контрастности изображения.
• В 2007 году, специально для фотографов и дизайнеров появилась матрица H-IPS, в которой были комплексно переработаны оттенки белого.
• В 2010 была разработана Professional-IPS , в ней появилось поддержка цветового пространства до 102 бит. Количество отображаемых цветов превысило 1 миллиард. Был оптимизирован режим True color . Являлась глубоко модифицированной H-IPS матрицей.
• В 2009 году выпустили удешевленную на фоне остальных матриц версию, получившую название Enhanced-IPS. В ней используют менее качественное аппаратное обеспечение для снижения стоимости производства. При этом время отклика значительно улучшилось. Частьпикселейбылаурезана, ухудшивкачествополутонов и количество цветов.
• Также в 2011 корейским производителем Samsung был представлен новый тип, получивший техническое обозначение Plane-to-Line Switching . Плотность пикселей в PLS матрицах выше чем у аналогов, за счет чего повышается яркость. Также при использовании подобной схемы улучшается потребление энергии. Но при этом контрастность и цветовой охват гораздо ниже чем у аналогов. PLS используется в планшетах, смартфонах данной компании.

Схожесть

Кроме функции и года производства данные матрицы ни в чем не похожи.

Разница между технологиями IPS и VA

Размещение жидких кристаллов в IPS матрице по умолчанию является горизонтальным, а у VA вертикальным, исходя из этого у матриц VA возможно только горизонтальное движение кристаллов, а у IPS вертикальное. При отсутствии подачи питания на кристаллы, вертикально расположенные кристаллы находятся между собой более плотно, чем предоставляют VA-технологии лучшее запирание света. Это обеспечивает насыщенные черные тона.

У другой технологии кристаллы при закрытии пропускают гораздо больше света. Однако это же искажает изображение на телевизорах с VA технологией при отклонении от прямых углов. И наоборот, в телевизорах с матрицами IPS изображение не будет плыть даже под очень большими углами. Так что главными преимуществами VA является контраст и глубокий черный, а IPS берет свое углами обзора.

Уровень черного в VA матрице достигает 0.015 нит, при использовании IPS же он выше в несколько раз. Поэтому изображение, полученное на матрице VA в более темных помещениях будет отличаться повышенным качеством. Что касается уровней передачи цвета, то характеристики обеих матриц примерно равны. Однако из-за все того же уровня черного и контраста, большинство зрителей считают, что VA обеспечивает более яркие цвета.

Чему отдать предпочтение

Если ваш дом отличается большим размером, и вы собираетесь часто смотреть телевизор в большой компании, то преимущество IPS технологии будет для вас очевидным. Углы обзора, без потери качества примерно в два раза выше чем у конкурирующей матрицы. Что даст возможность смотреть любимые шоу находясь в любой части комнаты. К тому же экраны с этой технологией потребляют гораздо меньше электроэнергии.

Матрица VA же подойдет для просмотра фильмов вечером, после работы в прекрасном качестве. На ней всегда будут яркие цвета и оттенки. К тому же в производстве подобные матрицы будут дешевле чем IPS, что позволит вам немного сэкономить. Однако, на данный момент обе эти технологии обладают сравнимыми характеристиками и поэтому именно вам решать, преимущества какой матрицы вам ближе.

Разрешение монитора - это размер получаемого изображение в пикселях. Чем выше разрешение - тем более детальное изображение можно получить и тем выше стоимость монитора (при прочих равных условия).

Типичные разрешения современных мониторов приведены ниже:

Отдельно стоит упомянуть разрешения Full HD и 4К.

Встроенная акустическая система

Если вы не предъявляете серьезных требований к качеству звучания аудиосистемы, стоит рассмотреть вариант покупки монитора со встроенными динамиками . Если вы подключите такой монитор с помощью разъема HDMI или DisplayPort, то вам не понадобится отдельный кабель для передачи звука, что очень удобно.

Выход на наушники

Если вы часто используете наушники (например, слушаете музыку ночью или в офисе), то разумным приобретением будет монитор, оснащенный аудио-выходом  на наушники . Это сделает их использование более удобным.

Поддержка 3D-изображения (3D-Ready)

3D-формат постепенно набирает популярность. Сначала он завоевал экраны кинотеатров, а сейчас проникает и на рынок бытовой техники. Некоторые модели мониторов уже сейчас поддерживают работу с 3D-контентом . Такие мониторы имеют высокую частоту обновления экрана (144 Гц и выше) и могут попеременно выводить на экран картинку для левого и правого глаза. Для того, чтобы каждый глаз видел свою картинку, в комплект входят специальные очки с «затворной» технологией.

Подводя итоги можно условно разделить мониторы на несколько ценовых категорий:

мониторы стоимостью от 5 000 до 10 000 руб . Недорогие мониторы для офисного или домашнего использования. Имеют диагональ размером от 17 до 21 дюйма. Как правило, оснащены матрицами типа TN, либо недорогой разновидностью VA или IPS матриц. Максимальное разрешение - FullHD или меньше. Оснащены разъемами VGA или DVI. Дополнительные регулировки положения экрана встречаются редко.

мониторы стоимостью от 10 000 до 20 000 руб.  В эту категорию попадают мониторы для повседневного домашнего использования. Они имеют диагональ размером от 22 до 27 дюймов, оснащены неплохими матрицами типа TN, VA или IPS с разрешениями FullHD. Оснащаются разъемами HDMI или DisplayPort. Могут иметь USB-концентраторы, встроенные колонки и регулировки положения экрана.

мониторы стоимостью свыше 20 000 руб.  Более продвинутые мониторы с диагональю от 24 до 35 дюймов и выше, с матрицами разрешением от FullHD до 5К с хорошей скоростью реакции и цветопередачей. В этой категории встречаются модели с изогнутым экраном или поддержкой 3D-изображения. Также имеют на борту широкий набор различных разъемов для подключения системных блоков и других устройств, USB-концентраторы, аудиовыходы.

Надеюсь, этот небольшой гайд поможет выбрать вам подходящий монитор для своего компьютера.

В ближайшее время не упадёт, компания Fujitsu нашла выход из ситуации, предложив ещё одну новую технологию производства ЖК-матриц. Этот новый тип матриц получил название VA (Vertical alignment) . Он должен был стать неким компромиссом между качеством IPS- и стоимостью TN-технологий, но из-за некоторых недоработок выход на рынок ему практически сразу же был закрыт.

Как видно из названия (а его можно перевести как «вертикальное позиционирование»), в матрицах VA кристаллы располагались не параллельно поляризаторам, а вертикально - то есть перпендикулярно фильтрам. Таким образом, в базовом состоянии поляризованный свет свободно проходил через кристаллы и не выходил из матрицы, блокируясь вторым поляризатором, что в результате давало глубокий чёрный цвет (соответственно, и битые пиксели выглядят как чёрные точки).

При подаче напряжения на контакты кристаллы отклонялись от вертикальной оси и часть света проходила через второй фильтр. Серьёзным недостатком первых матриц на этой технологии был тот факт, что малейшее изменение угла обзора по горизонтали приводило к совершенно неприемлемому искажению цвета.

Грубо говоря, представьте, что вы смотрите на слегка повёрнутый кристалл сверху. Смещаясь по горизонтали в одну сторону, вы будете наблюдать свет, который прошёл через весь кристалл и вышел через верхнюю часть. А смещаясь в другую - увидите свет, который вышел через боковую поверхность. Из-за этого эффекта получалось, что оттенок цвета зависел от того, с какой стороны вы смотрите на экран, а «правильный» цвет был виден только с одного-единственного положения. И с этим надо было что-то делать.

Решение было найдено через пару лет той же компанией. И заключалось оно в переходе на так называемую «многодоменную структуру» (Multi-Domain). Теперь в каждой ячейке кристаллы дублировались и при подаче напряжения отклонялись одновременно в две противоположные стороны, тем самым нейтрализуя вышеуказанный эффект. Кроме того, были несколько усложнены сами поляризационные фильтры. Эту технологию назвали MVA (Multi-Domain Vertical Alignment), и уже с этим дополнением она заняла достойное место на рынке.

Схематическое изображение ячейки в матрице *VA

Правда, справедливости ради стоит отметить, что полностью избавиться от этого минуса не получилось. Всё же при отклонении по горизонтали небольшой сдвиг цвета в матрицах MVA наблюдается, особенно в области теней. Однако он не настолько критичен, чтобы рассматривать его как серьёзный минус. К тому же в более поздних модернизациях этот эффект практически незаметен.

Тут следует упомянуть ещё один момент, потому что вы с ним обязательно столкнётесь. После появления на рынке MVA-технологии компания выпустила очень похожую матрицу с аббревиатурой PVA (Patterned Vertical Alignment) , которая характеризуется лучшей контрастностью и меньшей ценой. Вопреки расхожему мнению, что Samsung просто не хотел платить конкурентам за использование патента, многие эксперты утверждают, что эта технология достаточно самобытна, чтобы занять отдельное место. Как бы там ни было, сейчас данный факт записывается в виде MVA/PVA. Поэтому просто знайте, что MVA - это «чистая» технология, а PVA - детище Samsung.

Дальнейшее развитие данного направления оказалось не таким буйным, как в случае IPS-матриц, но тем не менее заслуживает отдельного упоминания. Основную роль тут сыграла технология Overdrive. Вкратце её суть такова: если известно, что в следующем цикле потребуется активировать определённую часть матрицы (пусть даже и один пиксель), то в ту часть будет подано повышенное напряжение, заставляя кристаллы доворачиваться быстрее, что приведёт к более быстрой работе всей матрицы. Конечно, тут тоже есть свои проблемы, но всё же благодаря внедрению этой технологии мониторы на MVA/PVA-матрицах стало возможно использовать в динамических играх.

Эта новая MVA/PVA-матрица с технологией Overdrive со временем получила развитие в двух версиях: Super PVA , или S-PVA , с последующей модификацией до cPVA от Sony-Samsung и Super MVA (S-MVA) от компании CMO (сейчас являющейся одним из крупнейших тайваньских производителей ЖК-панелей и известной как CMO/Innolux). S-MVA сейчас доработана до Advanced MVA (A-MVA) компанией All Optronics. Матрицы cPVA обладают более широкими углами обзора, а в A-MVA помимо углов ещё значительно улучшена и контрастность.

Увеличенное изображение матрицы A-MVA

Сейчас, анализируя все события последних пятнадцати лет, можно смело сказать, что «эксперимент удался». Технология MVA/PVA оправдала возложенные на неё надежды и уверенно заняла своё место на рынке ЖК-панелей.

Рассматривая матрицы MVA в контексте остальных двух типов, можно сказать, что данные матрицы являются золотой серединой между технологиями TN и IPS. Несмотря на то что последние разработки позволили ещё больше уменьшить время реакции в матрицах MVA, TN-матрицы всё ещё более быстрые. Яркость и контрастность у MVA лучше, чем у двух остальных, но зато по цветопередачи они не дотягивают до уровня IPS и слегка искажают света при взгляде со стороны. Так что получился некий компромисс. В любом случае соотношение цены и качества у этих матриц наилучшее.

Ну и в конце традиционно ещё раз выделим основные плюсы и минусы данной технологии.

По большому счёту, минус тут только один - незначительное искажение цветопередачи при отклонении по горизонтали (преимущественно в «тенях»). Насколько это критично - судить вам, тем более что в последних моделях этот эффект практически нивелирован. Что касается цены, то она несколько выше стоимости TN-матриц (понятно, что за качество надо платить), но меньше, чем цена IPS-матрицы.

А вот плюсов тут гораздо больше: помимо уже упомянутого соотношения цены и качества мониторы на этой матрице обладают наилучшим контрастом, поэтому являются идеальным выбором для людей, работающих с чертёжной графикой или текстом. С углами обзора и временем отклика матрицы здесь тоже всё в полном порядке.

Монитор P221W
Универсальный монитор на базе матрицы S-PVA

Вообще, последние разработки настолько улучшили качество изображения мониторов на базе MVA/PVA, что даже если на трёх правильно настроенных мониторах (с матрицами TN, MVA/PVA и IPS) поставить одну и ту же картинку, то профессионал без проблем определит только TN-матрицу. Различие между дорогими IPS- и более дешёвыми *VA-матрицами будет настолько незначительным, что без специальных тестов определить, где какой тип, будет очень сложно.

Нюансы выбора и практические советы мы рассмотрим в , а завершая этот обзор, просто добавим, что если вы ищете универсальный домашний монитор, то обязательно поизучайте мониторы на матрицах *VA. Возможно, именно среди них вы найдёте идеальное решение для своих нужд, при этом сэкономив довольно внушительную сумму.