Для того, чтобы понять устройство технологии IPS, необходимо начать непосредственно с самой ЖК-панели. Она объединяет два модуля: LED-подсветку и матрицу, состоящую из жидких кристаллов, которая и создает изображение.
Принцип работы такой панели построен на изменении интенсивности света. Поступая от модуля задней подсветки и проходя между двумя пластинами из поляризованного стекла, свет меняет свою интенсивность в кристаллической матрице в зависимости от степени напряжения электрического разряда. Фактически жидкие кристаллы раскручиваются под определенным углом и пропускают через стеклянную пластину и цветной фильтр только необходимое количество света. Это и обеспечивает отображение той картинки, которую мы видим на экране телевизора.
Общее устройство ЖК-панелей довольно похожее, но различия начинаются, когда мы говорим именно о нюансах поляризации света, проходящего через жидкие кристаллы. Характеристики матрицы – например, углы обзора – зависят от способа ориентации кристаллов в пространстве.
Как работает ЖК-дисплей? (Анимация)
ЖК-панель
1 Поляризатор
2 Стекло
3 Цветной фильтр
4 Жидкие кристаллы
5 Стекло
6 Поляризатор
7 Модуль задней
подсветки
IPS (от англ. In-Plane Switching)
Технология создания жидкокристаллических панелей, в которых кристаллы работают в одной и той же плоскости между подложкой и поляризатором. В состоянии покоя кристаллы «закрыты» и демонстрируют черный цвет, а при подаче напряжения (E) они поворачиваются на определенный угол (до 90 градусов) и пропускают необходимое количество света. Поскольку поворот происходит в одной плоскости, ЖК-панель IPS стабильно выглядит под разным углом.
Применение
На сегодняшний день технология IPS чрезвычайно популярна, она применяется в дисплеях повсеместно. Ее можно встретить в экранах телевизоров, мониторов, ноутбуков, мобильной техники – практически везде, где нужен качественный цветной дисплей с широкими углами обзора. Особенный статус технология IPS получила у графических дизайнеров, поскольку обеспечивает стабильные характеристики цветопередачи в не зависимости от положения зрителя относительно экрана.
Источник: http://www.lg.com/ru/technologies/televisions/ips
«На заборе было написано. подошёл, посмотрел — ничего там нет!»
Подробности устройства «самой главной запчасти» телевизора, как LCD-матрицы (она же ЖК, она же ЖКИ, она же ЖКД), можно узнать в интернете — много копировать не хочется.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Жидкокристаллический_дисплей
А если совсем коротко, то производители-продавцы не отстанут никогда от «простых» покупателей — постоянно разрабатывают и пытаются продать всё новые и новые технологии: прогресс предлагает ещё больше, но внедряют то, что экономически оправданно/выгоднее — «жидкие кристаллы» известны аж более 200 лет, но использовать в телевизорах научились лишь 20 лет назад. Всё это время матрицы совершенствовали, т. к. они изначально не подходили для движущихся изображений (до сих пор с ужасом вспоминают «факеления» за летящим мячом в футбольном репортаже, из-за «тормозящих» картинку пикселей). Но постепенно добились более-менее приемлемого качества. И, чтобы не перегружать мозг «простого» потребителя, на всех видных местах маркетологи пишут «высококачественное», «выдающееся», «лучший», «сверх», «супер» и т. п.
Чем больше таких надписей, а цена меньше, тем подозрительней должен быть такой ТВ — по-настоящему обладающие электронной «начинкой», действительно отвечающей последним разработкам инженеров телевизоры, да ещё и большого размера, просто не могут стоить «недорого».
Ну а в дорогом ТВ, так понимаем, по умолчанию используется ВСЁ хорошее. Ну, во всяком случае, должно быть использовано 😉
Узнать наглядно, чем отличается IPS от «простых» матриц, можно походив около экрана ТВ, от одного края к другому, присесть перед ним и даже заглянуть сверху на него. Эти «танцы» позволят оценить степень искажений цвета — на «супер-матрице» почти не будет «блекнуть» и менять цвет краски предметов и персонажей.
Но даже «лучший» ЖК телевизор до конца не избавлен от искусственности, как цвета, так и движений на экране — потому и «идёт постоянное улучшение технологий, чтобы у зрителя оставались приятные впечатления». Проще говоря, эффекты маскируют недостатки — вот сейчас все интересуются HDR, гипердинамичный цвет и прочее такое. Всё потому, что передать естественный цвет, как в кинематографе или на «умерших» «плазменных» ТВ, у ЖК телевизоров не получается. Даже у «самых супер».
Впрочем, это уже придирки.
Источник: otvet.mail.ru
IPS Матрица — пожалуй, лучший вариант по цене-качеству на сегодняшний день
В отличие от разрешения экрана или диагонали дисплея, технология изготовления матрицы зачастую уходит на второй план при выборе монитора: аббревиатуры IPS, TN и VA не несут в себе значимой информации для среднего покупателя.
При детальном сопоставлении типов матриц проявляются различия, которые могут стать решающими в ряде случаев: это и углы обзора, и цветопередача, и скорость отклика. За высокое качество картинки наиболее широкое распространение получила технология IPS — действительно ли универсальны мониторы с IPS-матрицей и в каких случаях они оправдывают свою цену?
Что такое IPS матрица?
История жидкокристаллических матриц берет свое начало с появления технологически простых TN-дисплеев, основанных на явлении поляризации. Скрученные в спираль кристаллы такой матрицы не позволяли достичь высокой контрастности и комфортных углов обзора, и на основе методики Гюнтера Баура в 1996 году японской компанией Hitachi была изготовлена модернизированная версия существующей технологии.
В альтернативной схеме жидкие кристаллы располагаются в несколько слоев параллельно друг другу, благодаря чему в отсутствие напряжения экран передает куда более контрастный черный цвет, а также достигается больший угол обзора в ущерб энергопотреблению и скорости отклика.
IPS или In-Plane Switching — семейство усовершенствованной технологии производства ЖК-матриц, отличающееся широкими углами обзора и качественной цветопередачей.
Новый подход в производстве дисплеев со временем вытеснил TN-матрицы, за исключением бюджетного и игрового сегмента, где критически важно максимальное быстродействие, которым пока не может похвастаться технология IPS и ее производные.
Сейчас In-Plane Switching используется повсеместно: экраны телевизоров, ноутбуки, мониторы, моноблоки, смартфоны и планшеты — фактически везде, где требуется качественная насыщенная картинка с широкими углами обзора.
Какие встречаются типы IPS матриц?
Под общим названием IPS объединяется целая технология производства матриц, а ее развитие со временем породило модифицированные решения от крупных компаний-производителей. На рынке сейчас основу составляют AH-IPS, E-IPS и ряд других типов матриц.
- S-IPS или Super IPS — одна из первых модифицированных технологий IPS, с помощью которой удалось добиться сокращения времени отклика до 5 миллисекунд, что максимально приблизило новый тип матриц по быстродействию к TN-панелям.
- S-IPS II— новое поколение матриц S- IPS, одно из достижений которого это пониженное энергопотребление.
- E-IPS, AS-IPS или Enhanced и Advanced Super IPS — разработка компании Hitachi, представляющее собой усовершенствованную технологию IPS с повышенной яркостью и сокращенным временем отклика.
- H-IPS или Horizontal IPS — благодаря горизонтальной упаковке пикселей в матрице, эта технология демонстрирует улучшенную цветопередачу и повышенную контрастность.
- e-IPS — модификация, запатентованная компанией LG, направлена на удешевление производства в ущерб широким углам обзора.
- UH-IPS и H2-IPS — второе поколение H-IPS с повышенной светопроницаемостью и увеличенным диапазоном яркости.
- AH-IPS — одна из самых распространенных на данный момент модификаций для дисплеев высокого разрешения (UHD), усовершенствованный аналог H-IPS с коротким временем отклика, низким потреблением энергии, максимальными углами обзора и высокой яркостью.
Также есть PLS матрица от самсунг, которая базируется на ips матрице, подробнее про неё можно почитать в нашей статье — Тип матрицы PLS — технология изготовления, особенности, плюсы и минусы. IPS vs PLS
Существующие ветвления призваны совместить преимущества технологий IPS, TN и VA, однако достичь по-настоящему универсального решения производителям по-прежнему так и не удалось.
Подсветка IPS матрицы
Помимо технологии исполнения самой матрицы, на качество картинки, и в первую очередь на глубину черного цвета, влияет реализация встроенной подсветки монитора. Существуют два принципиальных подхода: люминесцентный и светодиодный — если первый тип сейчас считается уже устаревшим, второй используется почти повсеместно.
LED-подсветка способствует как повышению контрастности и четкости картинки, так и более комфортной работе для человеческого глаза. Светодиодная подсветка в свою очередь может быть исполнена в одном из двух вариантов:
- Direct-LED — размещение светодиодов по всей поверхности матрицы;
- Edge-LED — освещение только по краям с последующим рассеиванием.
В первом случае возможность локального выключения LED-лампочек позволяет передавать более глубокий черный цвет, повышая тем самым контрастность изображения.
В случае IPS-матриц однако более распространен именно Edge-LED тип подсветки в силу дешевизны и слабовыраженного эффекта локального затемнения на IPS панелях.
Особенности IPS-матриц
Когда дело доходит до выбора технологии изготовления матрицы, дисплеи сравнивают прежде всего по ряду наиболее характерных параметров: углы обзора, быстродействие, цветопередача, глубина цветовой гаммы и контрастность.
Углы обзора
Пожалуй, главным преимуществом мониторов IPS является то, что картинка выглядят одинаково, вне зависимости от того, под каким углом смотреть на монитор.
Матрицы TN в этом плане существенно уступают: при взгляде на монитор сверху, снизу или сбоку, цвета начнут меняться и даже могут полностью инвертироваться. Яркость экрана также меняется при движении, а иногда даже при еле-заметных сдвигах. По этой причине возникает неверное восприятие изображения, что приводит к несогласованности, если вы работаете с фотографиями или цифровой графикой.
Мониторы IPS хоть и не идеальны в этом отношении и могут также искажать картинку при взгляде сбоку, однако такой эффект сведен к минимуму. Для резкого изменения цвета требуется взгляд с экстремально большого угла, близкого к 178°, что позволяет забыть о необходимости центрирования по всем направлением, как это бывает в случае TN-матриц.
Время отклика
Исторически сложилось так, что одним из преимуществ панелей TN перед панелями IPS была их частота обновления — количество обновлений изображения в секунду. У них также, как правило, более быстрое время отклика — время, необходимое для того, чтобы конкретный пиксель изменил оттенок.
Этот недостаток IPS матриц на самом деле не имеет значения для графических дизайнеров, поскольку обычно в процессе работы нет динамических сцен и быстро движущихся объектов на экране. Однако это может стать принципиальным фактором в пользу TN мониторов, если дело касается, например, сверхдинамичных игр, где промедление даже в доли миллисекунды может оказаться критичным.
Впрочем, сегодня разница между технологиями в этом плане уже не такая заметная, как раньше. Мониторы IPS догоняют TN по частоте обновления: у первых время отклика варьируется от 2 до 5 мс, для TN-матриц это значение немногим меньше — 1 мс. Кроме того, учитывая преимущества IPS-мониторов в цветопередаче и углах обзора, их широко используют и в игровой индустрии. Есть IPS мониторы и с 1 мс, но стоят дороговато.
Цветопередача
У IPS-мониторов есть еще одно важное преимущество перед другими решениями на рынке: они могут воспроизводить 8-битный цвет (256 оттенков каждого основного цвета) естественным образом, без смешивания 6-битных цветов (64 оттенка на основной цвет). Более того, они могут достичь 8-битного цвета без дизеринга. Дизеринг означает, что на дисплее два «почти правильных» пикселя расположены рядом друг с другом для создания иллюзии правильного цвета.
Однако остается вопрос, может ли такую разницу заметить человеческий глаз. Хоть это и зависит от конкретного монитора, в некоторых случаях разница видна невооруженным взглядом, особенно в градиентах цвета. Картинка 8-битных мониторов выглядят более сглажено, но стоит учитывать, что результат зависит в том числе и от других факторов и может варьироваться от дискретного цветового градиента до максимально плавного.
Цветовая гамма
В тех случаях, когда в работе над графикой требуется как можно большая глубина оттенков, IPS-матрица по-настоящему незаменима. Несмотря на то, что на рынке нет мониторов, способных отображать всю цветовую гамму, которую может различать человеческий глаз, дисплеи с IPS матрицей в разы превосходят полноту палитры экранов, выполненных по другой технологии.
Под заявлениями производителей о «100% цветового пространства sRGB» или «98% цветового пространства AdobeRGB», как правило, имеется в виду подмножество цветов, которые мониторы могут отображать. Предпочтительна в свою очередь более широкая гамма, поскольку она увеличивает диапазон цветов, который может быть изображен в ходе работы с графикой.
Контрастность
Различные производители экранов рекламируют свой «коэффициент контрастности» для конкретного дисплея — по типу 1:1000 или 1:1200. Такие соотношения несопоставимы для разных брендов, поскольку отсутствует единый стандарт. Однако это не означает, что концепция коэффициента контрастности бесполезна.
Мониторы с лучшим коэффициентом контрастности позволяют различать больше деталей в темной области дисплея с большей тональностью в тенях. Это очень важно для фотографии и графического дизайна, где вы потенциально можете иметь дело с еле-заметными различиями в темных областях изображения.
Мониторы IPS почти всегда имеют лучший коэффициент контрастности, чем сопоставимые панели TN, даже несмотря на то, что их догоняют новые усовершенствованные TN-матрицы. Третий же тип дисплеев, мониторы VA, часто имеют лучший коэффициент контрастности из всех, однако они, как правило, уступают по точности цветопередачи, поэтому фотографы в большинстве своем придерживаются именно IPS-мониторов.
Что выбрать: TN или IPS
Делая выбор между двумя принципиально разными технологиями, стоит еще раз обратить внимание на сильные и слабые стороны каждого решения.
Tn Матрица плюсы и минусы
Классические TN-матрицы, продолжающие однако модифицироваться, по сей день пользуются спросом за счет ряда преимуществ:
- Доступная цена;
- Низкий уровень потребления энергии;
- Лучшее время отклика и частота обновления.
С другой стороны, достоинства TN-дисплеев нивелируются существенными недостатками, если монитор используется в работе с графикой и некоторых повседневных задачах:
- Небольшие углы обзора: не более 160-170 градусов;
- Плохая цветопередача;
- Низкая контрастность.
IPS матрица плюсы и минусы
IPS — наиболее востребованная альтернатива устаревающей технологии, занимающая львиную долю рынка, благодаря отличительным достоинствам:
- Отличная цветопередача;
- Высокая контрастность;
- Широкие углы обзора;
- Лучшая видимость при солнечном свете;
- Более длительный срок службы.
Однако же претендовать на универсальность IPS-матрицы по-прежнему не могут в силу существующих недостатков:
- Увеличенное время отклика: от 2 до 5 мс, но встречаются и более дорогие варианты с 1 мс
- Дороговизна в сравнении с TN-мониторами;
- Повышенное энергопотребление.
Стоит ли покупать IPS монитор?
Сейчас именно мониторы с IPS-матрицей остаются предпочтительным выбором за исключением тех случаев, когда ограничен бюджет покупки или требуется максимально возможная скорость отклика. В остальных случаях для решения повседневных задач IPS-дисплей удовлетворит любой человеческий глаз своей сочной картинкой — он идеально подходит для обычных пользователей.
Для профессиональных же решений, нужно подходить индивидуально, исходя из сферы деятельности и задач. Например, графическим дизайнерам и профессиональным фотографам очень важна натуральность цвета и далеко не каждый IPS монитор такое сможет дать.
Источник: monitor4ik.com
Технология IPS
Технология изготовления экрана IPS – это разновидность технологии использования жидких кристаллов для создания изображений. IPS (от английского In-Plan-Switching) расшифровывается как «внутриповерхностное переключение». Под воздействием электрического тока молекулы в жидких кристаллах меняют свою ориентацию. Это влияет на их способность пропускать и отражать свет. В настоящее время разнообразные ЖК-экраны и дисплеи широко распространены по всему миру.
История технологии
Жидкие кристаллы были открыты еще в 19-м веке австрийским ботаником Ф. Рейнитцером. Однако наука того времени этим не заинтересовалась. Большинство ученых тогда вообще отрицали само существование жидких кристаллов, признавая только три возможных состояния вещества (твердое, жидкое и газообразное). В России исследованиями жидких кристаллов успешно занимался известный физик В.К. Фредерикс (репрессирован советской властью в 1936 году).
В 1963 году американский изобретатель Д. Фергюсон обнаружил, что жидкие кристаллы могут изменять свой цвет под воздействием тепловых полей, в т.ч. невидимых человеческому глазу (инфракрасные, ультрафиолетовые и др.). Это свойство широко применяется сейчас для различных измерений, а также в диагностике приборов и в медицине. Тогда же в 1960-е годы в США и Великобритании начались серьезные исследования свойств жидких кристаллов, что привело к появлению монохромных, а позднее цветных LCD-дисплеев.
В 1990-е годы появляются экраны, использующие активную TN-TFT матрицу (от английского Twisted nematic, разновидность жидких кристаллов). Такие устройства используют тонкопленочные транзисторы (Thin-film-transistor, TFT) для управления жидкими кристаллами и различные светофильтры. В отличие от пассивных в активных матрицах каждый пиксель автономен, т.е. управляется отдельно, что позволяет производить большие по размеру экраны и улучшить качество изображения.
Технология изготовления матрицы IPS LCD: что это такое?
Метод TN-TFT для производства ЖК-экранов был достаточно прогрессивным для своего времени, но имел ряд существенных недостатков:
- проблема углов обзора. При попытке смотреть на такой экран сбоку обнаруживаются заметные искажения;
- некорректная цветовая передача;
- низкая контрастность.
Для исправления названных недостатков была создана технология IPS LCD, которая является модификацией TFT. Матрица IPS также является активной и использует тонкопленочные транзисторы, но молекулы жидких кристаллов располагаются не в виде спирали (как в TN-TFT), а параллельно и выравниваются в горизонтальном порядке. Благодаря этому углы обзора на экранах IPS составляют 178 градусов, т.е. они почти не дают видимых искажений. Кроме того, эта модификация позволила улучшить контрастность изображения и качество передачи цветов. Именно IPS-матрицы чаще всего применяются для производства современных экранов 4K, которые поддерживают разрешение около 4 тысяч пикселей по горизонтали (стандарт Ultra HD).
Сейчас развитием технологии IPS активно занимается южно-корейская компания LG, производящая соответствующие телевизоры, дисплеи, планшетные компьютеры, смартфоны и другие электронные гаджеты. Данную модификацию ЖК-экранов также широко использует известная американская фирма Apple.
Современной альтернативой IPS является технология VA LCD, которая применяет вертикальное, а не горизонтальное выравнивание молекул жидких кристаллов. (Vertical Alignment). Преимущество этой последней технологии в максимально реалистичном отображении черного цвета и очень высокой контрастности, но она проигрывает IPS в углах обзора без искажений, которые при вертикальном выравнивании не превышают 160 градусов.
В настоящее время существует несколько разновидностей IPS технологии:
- UA-SFT (от корпорации NEC);
- IPS-Pro (Hitachi);
- AH-IPS (LG);
- PLS (Samsung).
Несмотря на незначительные отличия все эти разновидности представляют одну и ту же технологию. Особняком стоит модификация MVA/PVA (multi-domain/patterned vertical alignment), созданная японской фирмой Fujitsu и одновременно южно-корейской корпорацией Samsung. Это была попытка «скрестить» технологии горизонтального и вертикального выравнивания жидких кристаллов. Однако этот «гибрид» сохранил основные недостатки VA LCD (проблема углов обзора, искажение деталей изображения) при достаточно высоких издержках производства. Тем не менее, продолжаются исследования с целью создать экраны, сочетающие в себе достоинства разных типов ЖК-технологий при отсутствии свойственных им недостатков.
Так как жидкие кристаллы не способны испускать свет сами по себе все LCD-экраны должны использовать подсветку. Исторически для этого применялись лампы накаливания, электролюминесцентные панели и газоразрядные светильники, но в настоящее время обычно применяются светодиоды, в частности органические. Это специальные полимеры, продуцирующие свет под воздействием электрического тока. Технологию IPS LED не следует путать с подлинными LED-экранами, в которых жидкие кристаллы отсутствуют.
Достоинства и недостатки IPS: резюме
Следует назвать следующие основные преимущества технологии IPS:
- отличные углы обзора, почти полное отсутствие искажений;
- естественные цвета;
- долговечность экранов (пиксели редко выгорают, отсутствует прогрессирующее ухудшение изображения с течением времени);
- хорошие показатели яркости и контрастности;
- возможность использовать экраны на открытом воздухе в солнечную погоду;
- умеренное потребление энергии.
С другой стороны, данная технология не лишена ряда недостатков:
- дороговизна по сравнению с ЖК-экранами TN-TFT;
- замедленное время отклика по сравнению с ЖК-экранами TN-TFT и OLED-экранами;
- потребление большей энергии чем ЖК-экранами TN-TFT;
- худшее отображения черного цвета и меньшая контрастность в сравнении с VA-матрицами и OLED-экранами;
- некоторая инерционность изображения, заметная при просмотре видео в формате 3D.
Источник: qwizz.ru