↑ следующая новость | предыдущая новость ↓
TN + film (Twisted Nematic + film)
Часть "film" в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90° до 150°).
TN + film — самая простая технология. Она используется уже довольно давно и применена в большинстве проданных в последние несколько лет мониторов.
TN + film, по крайней мере в теории, предназначена для создания панелей начального уровня. На сегодняшний день панели TN + film — самые дешевые.
Матрица TN + film работает следующим образом: если к сабпикселям не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И т.к. направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если желтые, зеленые и голубые сабпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.
При приложении напряжения, в нашем случае направленного вертикально, оно разрушает винтовую структуру кристаллов. Молекулы постараются выровняться в направлении электрического поля. Они выстроятся перпендикулярно направлению поляризации второго фильтра, и поляризованный падающий свет не достигнет сабпикселей. В результате на экране образуется черная точка.
Скажем еще несколько слов о недостатках технологии TN:
IPS (In-Plane Switching)
При приложении напряжения молекулы выравниваются параллельно основе.
Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. С помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 178° при наилучшей из всех типов матриц цветопередаче и приемлемом времени отклика.
Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Отображение черного цвета является идеальным. При выходе из строя транзистора "битый" пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.
При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.
Недостатками IPS является, во-первых, тот факт, что приложение напряжения с помощью 2 электродов ведет к высокому потреблению энергии и, что еще хуже, требует значительного времени. Поэтому время отклика матриц IPS, как правило, выше, чем у матриц TN.
MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)
В некоторых мониторах используются матрицы MVA. Эта технология разработана компанией Fujitsu и теоретически является оптимальным компромиссом практически во всех областях. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 170°, а цвета отображаются гораздо более точно, нежели чем у TN-матриц.
MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, т.е. не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка.
Достоинствами технологии MVA являются небольшое время реакции, глубокий черный цвет и отсутствие как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля.
Проблемы возникают при попытке посмотреть на монитор сбоку. При отображении, скажем, светло-красного цвета, на выход транзистора подается только часть от максимального напряжения, и кристаллы повернутся лишь частично. Пользователь, смотрящий на монитор прямо, увидит светло-красный цвет. Пользователь, смотрящий на монитор сбоку, увидит либо красный цвет, либо белый (в зависимости от того, с какой стороны он смотрит).
Технология MVA, решающая эту проблему, появилась через год после VA.
Каждый сабпиксель был разбит на несколько зон, а поляризационные фильтры сделали направленными. Кристаллы перестали быть выровненными или повернутыми в одном и том же направлении. Сабпиксель делится на несколько зон, а пользователь воспринимает лишь одну из этих зон в зависимости от того под каким углом он смотрит на дисплей.
Аналогами MVA являются технологии PVA от Samsung, ASV от Sharp и Super MVA от CMO.
Содержание
Сервисы
Избранные доки
Метки (все метки)
Дополнительно
Загадочные для непосвящённых термины «In-Plane Switching» и «Super Fine TFT», сокращённо «IPS» и «SFT», обозначают одно и то же — технологию, в соответствии с которой изготавливаются продвинутые жидкокристаллические дисплеи. В чём суть данного явления и зачем всё это понадобилось изобретать, расскажем простым языком, без снотворно-скучной технической абракадабры. Её и без нас хватает. Значит, поехали.
Почему два названия
Действительно, спросите вы, если технология является одной и той же, то зачем ей два названия.
Дело в том, что разрабатывали её две конторы, Nippon Electric Corporation (она же просто NEC) и Hitachi Ltd. Сделать-то сделали, а вот о едином наименовании почему-то не договорились.
Соответственно, Hitachi помечает тип своей продукции как «IPS», а NEC предпочитает «SFT». Ну а нам ничего не остаётся как употреблять оба имеющиеся обозначения. Ну а поскольку «IPS» чуточку популярнее, то во избежание путаницы пусть будет вот так: IPS (SFT).
Зачем это нужно
Самая дешёвая и недорогая технология «Twisted Nematic + Film» (или просто «TN + Film», где «Film» означает «плёнка») пригодна лишь для дисплеев, соответствующих весьма скромным пользовательским запросам. Угол обзора у таких экранов невысокий, даже горизонтальный, и более менее комфортно за компьютером может работать лишь один человек. Остальным нужно тесниться рядом, чтобы вышеуказанный угол не становился для них острым.
Кроме того, контрастность и отзывчивость тоже оставляют желать лучшего. Ну а дизайнеры, полиграфисты, художники, фотографы в недавние времена вообще предпочитали древние электронно-лучевые трубки (ЭЛТ-мониторы, похожие на телевизоры), поскольку у экранов TN + Film ещё и цветопередача хромала на все пиксели.
И вот упомянутые ранее фирмы решили в 1996-м году, что пора с таким безобразием что-то делать. И достигли следующих успехов:
- расширили угол горизонтального обзора до 160-ти градусов, что не так уж плохо;
- добились адекватной цветопередачи RGB, 24 бит, по 8 бит на канал;
- если не порадовали дизайнеров, полиграфистов, художников, то, по крайней мере, дали им надежду на светлое жидкокристаллическое будущее.
Правда, динамичные изображения по-прежнему притормаживали. То есть, время отклика оставалось на уровне TN + Film. Поэтому научно-инженерные труды продолжились. Через два года результатом оных стала улучшенная технология «H-IPS». Расстояние между пикселями уменьшили, скорострельность увеличили до приемлемого уровня, а контрастность и глубина цветопередачи при этом ничуть не пострадали.
Где-то к 2002-му году дизайнеры, полиграфисты и прочие заинтересованные лица с изумлением обнаружили, что качественные дисплеи IPS (SFT) мало чем уступают архаичным ЭЛТ. А после 2004-го такие мониторы уже даже стали более менее пригодными для использования.
Естественно, сразу же начали появляться «супер», «продвинутые» и прочие вариации. Не верите? Вот названия: «IPS-Pro», «Super IPS», «Advanced Super IPS», ну и так далее.
Однако основная хитрость заключалась в поляризаторе «Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer», появившемся в 2007-м благодаря стараниям фирмы LG. На русском это выглядит примерно как «Горизонтальная IPS с продвинутым и по-настоящему широким поляризатором». Чтобы не произносить всё это, есть сокращение: «A-TW». Именно благодаря A-TW чёрный цвет остаётся чёрным, не сереет, если угол обзора невелик.
Как это работает
Дисплеи IPS (SFT) содержат крошечные колбочки (ячейки субпикселей, по три штуки в каждом пикселе) с такими молекулами жидких кристаллов, которые при поступлении поляризующего напряжения не распрямляются из спиральной формы в прямую, не скапливаются у определённой стороны, а просто поворачиваются.
Если поворачиваются перпендикулярно по отношению к своему пассивному, неполяризованному состоянию, то пропускают на цветофильтры больше всего света. Иными словами, работают не на закрывание, а на открывание пути для лучей подсветки к цветофильтрам.
Суровая правда
Если вы вознамеритесь заказать полиграфическую продукцию у соответствующей конторы, то наверняка увидите там хорошие, качественные и недешёвые мониторы IPS (SFT). Однако при этом работники дадут вам для выбора цвета каталог, напечатанный на бумаге.
Каким бы продвинутым ни был дисплей, он работает в режиме цветоделения RGB. (Red — красный субпиксель, Green — зелёный, Blue — синий.) А в полиграфии применяется цветоделение CMYK (Cyan — голубой, Magenta — пурпурный, Yellow — жёлтый, blacK – чёрный).
Следовательно, RGB-дисплею весьма трудно отобразить CMYK-расцветку адекватно. Получается всего лишь приблизительная эмуляция. Поэтому работник непременно печатает пробы («цветопробы»), чтобы посмотреть, как результат выглядит на самом деле, в реальном мире, а не на экране.
По непроверенным данным, первые CMYK-дисплеи появились в России ещё в 2010-м стараниями малоизвестной фирмы из города Кемерово. Технологию назвали «CMYK Displays» и вроде бы даже выпустили партию мониторов «Typotronic».
Однако в данный момент широкого распространения таких изделий не наблюдается, срок регистрации домена сайта производителя истёк, и всё, похоже, кануло в забвение. Значит, профессионалам ничего не остаётся, как использовать дисплеи IPS (SFT).
Retina
Высшей ступенью эволюции IPS (SFT) нынче считаются дисплеи Retina производства LG Display (это специальное подразделение LG) и Samsung. Именно такие используются в «яблочных» устройствах (от конторы Apple).
Ранее считалось, что человеческий глаз способен различить 300 элементов на дюйм (отсюда и пошло минимальное разрешение для печатной продукции 300 DPI). Однако выяснилось, что сей параметр составляет 477 элементов, если смотреть с расстояния 30 см. Поэтому в дисплеях Retina пиксели разместили более плотно.
Самое главное
Какой именно жидкокристаллический дисплей вам нужен, зависит от конкретных задач, сколь тривиально сие бы ни звучало. Однако при выборе товара в каждом конкретном случае оценивать параметры продукции нужно не по красивым аббревиатурам и наименованиям, не по таинственным обозначениям технологий, а визуально. Ведь что подходит другим, может не подойти вам, с вашим индивидуальным восприятием.
Автор: vanilinkin, специально для xBB.uz, 20.02.2013
Последнее редактирование: 2013-02-22 16:35:00
Оставьте, пожалуйста, свой комментарий к публикации
© 2007-2019, Дмитрий Скоробогатов.
Разрешается воспроизводить, распространять и/или изменять материалы сайта
в соответствии с условиями GNU Free Documentation License,
версии 1.2 или любой более поздней версии, опубликованной FSF,
если только иное не указано в самих материалах.
IPS (in-plane switching) is a screen technology for liqu >[1]
Contents
History [ edit ]
The TN method was the only viable technology for active matrix TFT LCDs in the late 1980s and early 1990s. Early panels showed grayscale inversion from up to down, [2] and had a high response time (for this kind of transition, 1 ms is visually better than 5 ms). In the mid-1990s new technologies were developed—typically IPS and Vertical Alignment (VA)—that could resolve these weaknesses and were applied to large computer monitor panels.
One approach patented in 1974 was to use inter-digitated electrodes on one glass substrate only to produce an electric field essentially parallel to the glass substrates. [3] [4] However, the inventor was not yet able to implement such IPS-LCDs superior to TN displays.
After thorough analysis, details of advantageous molecular arrangements were filed in Germany by Guenter Baur et al. and patented in various countries including the US on 9 January 1990. [5] [6] The Fraunhofer Society in Freiburg, where the inventors worked, assigned these patents to Merck KGaA, Darmstadt, Germany.
Shortly thereafter, Hitachi of Japan filed patents to improve this technology. A leader in this field was Katsumi Kondo, who worked at the Hitachi Research Center. [7] In 1992, engineers at Hitachi worked out various practical details of the IPS technology to interconnect the thin-film transistor array as a matrix and to avo >[8] [9] Hitachi also improved the viewing angle dependence further by optimizing the shape of the electrodes (Super IPS). NEC and Hitachi became early manufacturers of active-matrix addressed LCDs based on the IPS technology. This is a milestone for implementing large-screen LCDs having acceptable visual performance for flat-panel computer monitors and television screens. In 1996, Samsung developed the optical patterning technique that enables multi-domain LCD. Multi-domain and in-plane switching subsequently remain the dominant LCD designs through 2006. [10]
Later, LG Display and other South Korean, Japanese, and Taiwanese LCD manufacturers adapted IPS technology.
IPS technology is w >[11] iPad 3 onwards, [12] iPad Mini 2 onwards, MacBook Pro with Retina display [13] ) feature IPS LCDs with LED backlighting.
contrast ratio
Base level
| Name | Nickname | Year | Remarks |
|---|---|---|---|
| Horizontal IPS | H-IPS | 2007 | Improves [ quantify ] contrast ratio by twisting electrode plane layout. Also introduces an optional Advanced True White polarizing film from NEC, to make white look more natural [ quantify ] . This is used in professional/photography LCDs. [ citation needed ] |
| Enhanced IPS | E-IPS | 2009 | W >[ quantify ] aperture for light transmission, enabling the use of lower-power, cheaper backlights. Improves [ quantify ] diagonal viewing angle and further reduce response time to 5ms. [ citation needed ] |
| Professional IPS | P-IPS | 2010 | Offer 1.07 billion colours (30-bit colour depth). [ citation needed ] More possible orientations per sub-pixel (1024 as opposed to 256) and produces a better [ quantify ] true colour depth. |
| Advanced High Performance IPS | AH-IPS | 2011 | Improved colour accuracy, increased resolution and PPI, and greater light transmission for lower power consumption. [16] |
Technology [ edit ]
Implementation [ edit ]
In this case, both linear polarizing filters P and A have their axes of transmission in the same direction. To obtain the 90 degree twisted nematic structure of the LC layer between the two glass plates without an applied electric field (OFF state), the inner surfaces of the glass plates are treated to align the bordering LC molecules at a right angle. This molecular structure is practically the same as in TN LCDs. However, the arrangement of the electrodes e1 and e2 is different. Because they are in the same plane and on a single glass plate, they generate an electric field essentially parallel to this plate. The diagram is not to scale: the LC layer is only a few micrometers thick and so is very small compared with the distance between the electrodes.
The LC molecules have a positive dielectric anisotropy and align themselves with their long axis parallel to an applied electrical field. In the OFF state (shown on the left), entering light L1 becomes linearly polarized by polarizer P. The twisted nematic LC layer rotates the polarization axis of the passing light by 90 degrees, so that ideally no light passes through polarizer A. In the ON state, a sufficient voltage is applied between electrodes and a corresponding electrical field E is generated that realigns the LC molecules as shown on the right of the diagram. Here, light L2 can pass through polarizer A.
In practice, other schemes of implementation exist with a different structure of the LC molecules — for example without any twist in the OFF state. As both electrodes are on the same substrate, they take more space than TN matrix electrodes. This also reduces contrast and brightness. [17]
Super-IPS was later introduced with better response times and colour reproduction. [18]
Advantages [ edit ]
- IPS panels display consistent, accurate color from all viewing angles. [19] A state-of-the-art (2014) comparison of IPS vs. TN panels concerning colour consistency under different viewing angles can be seen on the website of Japan Display Inc. [20]
- Unlike TN LCDs, IPS panels do not lighten or show tailing when touched. This is important for touch-screen devices, such as smartphones and tablets. [21]
- IPS panels offer clear images and stable response time. [17]
Disadvantages [ edit ]
- IPS panels require up to 15% more power than TN panels. [22]
- IPS panels are more expensive to produce than TN panels.
- IPS panels have longer response times than TN panels. [23]
IPS Alternative Technologies [ edit ]
Plane to Line Switching (PLS) [ edit ]
Towards the end of 2010 Samsung Electronics introduced Super PLS (Plane-to-Line Switching) with the intent of prov >[24]
Samsung asserted the following benefits of Super PLS (commonly referred to as just "PLS") over IPS: [25]
- Further improvement in viewing angle
- 10 percent increase in brightness
- Up to 15 percent decrease in production costs
- Increased image quality
- Flexible panel
Advanced Hyper-Viewing Angle (AHVA) [ edit ]
In 2012 AU Optronics began investment in their own IPS-type technology, dubbed AHVA. This should not be confused with their long standing AMVA technology (which is a VA-type technology). Performance and specs remained very similar to LG Display’s IPS and Samsung’s PLS offerings. The first 144 Hz compatible IPS-type panels were produced in late 2014 (used first in early 2015) by AUO, beating Samsung and LG Display to prov >[26] [27]
