Производители экранов постоянно разрабатывают и изобретают новые технологии, чтобы обеспечить наилучшее качество изображения. Времена, когда дисплей мог показывать всего один цвет, давно и успешно прошли – ещё лет 40 назад. Современные экраны должны отображать миллионы цветов (даже если человеческий глаз не может различить один суботтенок от другого), обеспечивать широкие углы обзора, а в идеале – добавлять изображению ещё и «драматичности», чтобы картинка была действительно кинематографичной и впечатляющей.
На сегодняшний момент лучшую цветопередачу, контрастность и насыщенность обеспечивают матрицы трёх типов – OLED, AMOLED и QLED. Но стоят они безумно дорого. AMOLED устанавливается только во флагманские смартфоны, а QLED-панели от Samsung можно встретить в телевизорах ценой от 1000 долларов.
В среднем («адекватном») ценовом сегменте находятся две технологии – TFT и IPS. Их можно встретить практически во всех видах мобильной и домашней электроники – мониторах компьютеров и ноутбуков, экранах смартфонов и планшетов, даже в умных часах. И возникает вопрос – а чем, собственно, отличаются типы экранов IPS и TFT?
Как работает ЖК-дисплей? (Анимация)
Немного теории: как вообще работают экраны?
Конструкция экранов может удивить человека, который не знаком с технологией их производства. Каждый из пикселей-точек представляет собой не маленький светодиод, как может показаться, а электромеханическую систему из светопроницаемых тонких плёнок.
Эти тонкие плёнки управляются электричеством. Пока на них не подаётся ток, они располагаются под углом в 90 градусов к источнику света, находящемуся за матрицей. В этом случае пиксель выглядит белым (или чёрным, если экран выключен). Как только на матрицу подаётся электричество, плёнка поворачивается – и тем самым окрашивает свет. В общем, это похоже на просто систему тонких фильтров, просто они очень маленькие и находятся в огромном количестве.
Эти плёнки работают по технологии жидкого кристалла. Собственно, именно поэтому большинство современных дисплеев называются жидкокристаллическими. Поскольку они выполняются из полупроводниковых материалов, то являются, по сути, полноценными транзисторами.
Именно поэтому экран, выполняющийся по технологии ЖК, называется TFT-матрицей. TFT значит thin film transistor – «тонкоплёночный транзистор».
В традиционных моделях TFT-экранов (точнее, матриц, которые сейчас называются общим термином «TFT») вышеуказанные тонкие цветные и поляризующие плёнки располагаются в форме вертикальной спирали. Это достаточно практично, да и в производстве просто. Но и небольшие недостатки у этой технологии также есть, рассмотрим их дальше.
IPS (что расшифровывается как in-plane switch, «переключение в плоскости») является фактическим развитием технологии TFT. Единственное отличие – расположение светопроницаемых пластинок. Они размещаются не по вертикальной спирали, а в одной горизонтальной плоскости. И благодаря этому достигается сразу несколько преимуществ.
Что такое LCD, TFT, TFT IPS, AMOLED и Super AMOLED
Описание и особенности TFT-экранов
Под «TFT» чаще всего подразумеваются экраны, выполняющиеся по технологии TN+TFT. Впрочем, есть и другие варианты, но они распространены не так широко. Такие матрицы сейчас чаще всего применяются в компьютерной и бытовой технике – от мониторов до индикационных систем в продвинутых холодильниках.
Главное достоинство TFT – низкая цена. Она достигается благодаря простоте в производстве.
Кроме того, TFT-экраны очень часто выбирают геймеры. Ведь такие дисплеи обладают ещё одним важнейшим достоинством – высокая скорость отклика. Светопроницаемые плёнки проворачиваются практически мгновенно, обеспечивая быстрое изменение «картинки». Это особенно важно в динамичных играх – шутерах, экшенах, а также различных онлайн-проектах. Так, например, современные TFT-экраны обеспечивают скорость отклика от 1 миллисекунды.
Впрочем, за низкую цену придётся «расплачиваться» сравнительно средней цветопередачей. Насыщенность оттенков – слабая, из-за чего изображение выглядит несколько тускло в сравнении с матрицами IPS, LTPS или AMOLED. Также у TFT-экранов очень небольшие углы обзора – если смотреть на дисплей сбоку, сверху или снизу, оттенки искажаются вплоть до полного затемнения в некоторых случаях.
Ключевые достоинства TFT-экранов:
- Скорость отклика – от 1 миллисекунды. Это обеспечивает практически мгновенное изменение изображения на дисплее, что особенно важно для игр;
- Низкое энергопотребление. Смартфоны и планшеты, оснащаемые такими дисплеями, работают от аккумулятора дольше аналогов;
- Низкая цена. Мониторы и дисплеи с матрицами этого типа отличаются сравнительной дешевизной, за исключением разве что специальных геймерских вариантов.
- Ключевые недостатки TFT-экранов:
- Сравнительно низкая цветопередача. Цвета и оттенки на таком дисплее могут показаться очень тусклыми. Это – важнейший недостаток при использовании мониторов в дизайне и полиграфии, поскольку то, что будет видно на них, не будет соответствовать оттенкам на бумаге или ином носителе;
- Малые углы обзора. Уже при отклонении в 20-30 градусов от плоскости экрана отображаемые оттенки деформируются – становятся более тёмными или светлыми. А на 70 градусах изображение на некачественных дисплеях и вовсе становится неразличимым.
Сегодня мониторы на TFT используются в основном геймерами, а также сохранились в нижнем ценовом сегменте. На рынке мобильных устройств эта технология вытесняется новой, носящей название LTPS.
Описание и особенности IPS-экранов
IPS – довольно «молодая» технология, которая появилась сравнительно недавно: в 1996 году. И она изначально разрабатывалась для того, чтобы исправить недостатки TFT. В итоге удалось добиться превосходной цветопередачи, глубоких чёрного и белого оттенков, а также ряда других улучшений.
Но главное достоинство IPS заключается в том, что она поддерживает реалистичную цветопередачу – 8 бит на канал. Благодаря этому матрица способна отображать те самые 16 миллионов оттенков, которые являются стандартом в индустрии. IPS-экраны – решение для дизайнеров, художников и других творческих специалистов. Да что там, даже хвалёная технология Retina от компании Apple является логическим развитием IPS.
IPS – хорошее решение и для домашнего использования. Экраны, выполняющиеся по этой технологии, отличаются превосходными углами обзора: до 178 градусов. Поэтому, даже если смотреть на дисплей сбоку или сверху, изображение не исказится и оттенки сохранятся. В опен-спейсах это может показаться непрактичным.
В то же время телевизоры по технологии IPS практически не выполняются – и тому есть одна важная причина: такие экраны отличаются высоким энергопотреблением. Точнее, оно больше, чем у аналогов из семейства жидкокристаллических матриц. Также такие экраны заметно нагреваются при работе, особенно если пытаться обновлять их очень часто.
Впрочем, обеспечить высокую скорость отклика на таких экранах всё равно не получится. Даже самые современные, топовые модели характеризуются «отзывчивостью» в 3-5 миллисекунд. Это делает их неподходящими для «хардкорных» геймеров.
Ключевые достоинства IPS-экранов:
- Реалистичная цветопередача и расширенный диапазон отображаемых оттенков. Это делает их подходящими в профессиональном использовании – например, для дизайнеров и художников;
- Хорошее отображение чёрного цвета. Он не выглядит слишком серым. Впрочем, это зависит от качества матрицы, некоторые бюджетные варианты всё-таки обесцвечивают оттенок;
- Угол обзора – 178 градусов. Оттенки не меняются и не деформируются, если смотреть на экран сбоку, снизу или сверху.
- Ключевые недостатки IPS-экранов:
- Повышенное энергопотребление. В мониторах или телевизорах это приводит к неоправданному повышению мощности, в мобильных устройствах – к ускоренному разряду аккумулятора;
- Сравнительно высокая цена, что обусловлено сложностью в производстве;
- Время отклика – от 3-5 миллисекунд. Из-за этого может возникать «шлейф» за движущими объектами либо они могут «телепортироваться» на экране. Это проявляется в динамичных играх или при просмотре экшен-сцен.
IPS-экраны встречаются в мобильных устройствах, ноутбуках и мониторах домашних компьютеров. Впрочем, в смартфонах или планшетах они также постепенно вытесняются новыми типами матриц вроде LTPS или AMOLED.
Сравнение IPS и TFT
Итак, сравним эти две технологии. Учитываются общие черты, а не характеристики определённых моделей.
Характеристика
Сравнительно небольшая, как правило – до 65 тысяч оттенков
Расширенная, как правило – до 16 миллионов оттенков
Источник: expertology.ru
Плюсы и минусы TFT матрицы
Прошли те времена, когда жидкокристаллические мониторы считались роскошью и на данный момент эта технология получила большое развитие на мировом рынке. Производители не стоят на месте и стремятся добиться улучшения характеристик цветопередачи, а также максимально снизить нагрузку на глаза человека.
Из года в год они вкладывают баснословные деньги, пытаясь освоить новые для себя горизонты. В наши дни наибольшую популярность завоевали дисплеи с активной матрицей на основе тонкопленочных резисторов (TFT), поэтому не будет лишним углубиться в тему и рассмотреть достоинства/недостатки этой технологии.
Немного теории
TFT-дисплеи давно пришли на смену громоздким ЭЛТ-мониторам и быстро вытеснили их с рынка. Сам такой экран построен на базе жидких кристаллов, управляющихся тонкопленочными транзисторами. Разработка нашла себе применение как в сфере десктопных устройств, так и в мобильной области.
В первых моделях использовалась матрица пассивного типа, но она имела массу недостатков:
- Медленная работа.
- Слабая частота обновления кадров.
- Мерцание.
Позднее была разработана матрица активного типа, которая и распространена в настоящее время. Проблемы со скоростью работы и обновлением кадров были мгновенно решены, пропало и мерцание. Все это стало возможным благодаря особому транзистору, способному сохранять значение в виде двоичного кода. Проще говоря, значение пикселя сохраняется вплоть до смены сигнала.
Принцип работы
Тип матрицы TFT сейчас является наиболее распространенным среди мониторов, функционирующих на базе жидких кристаллов. Как уже было описано ранее, технология построена на использовании тонкопленочных транзисторов. Благодаря появлению активной матричной технологии, каждый пиксель способен получать до 4 транзисторов.
Все современные дисплеи схожи по схеме своей работы: каждому пикселю присваивается 3 базовых цвета (красный, зеленый и синий). Остальные оттенки формируются уже исходя из этих основных. Таким образом, каждому пикселю присвоены 3 цветовых ячейки, а к ним подключается отдельный транзистор, который, в свою очередь, сообщает какие цвета передавать в тот или иной момент. Такая схема работы носит название RGB.
Преимущества TFT
Учитывая высокую популярность на рынке устройств, можно полагать, что у TFT-технологии много положительных моментов, но это не совсем так. Рассмотрим только существенные плюсы, которые действительно заслуживают внимания:
- Стоимость. Технология производства таких матриц уже давно отлажена производителями до предела и поставлена на поток, поэтому низкий итоговый ценник на рынке ни для кого не является сюрпризом. Разумеется, этот фактор считается одним из наиболее определяющих, так как мониторы, использующие TFT, имеют такое же гибкое ценообразование.
- Быстродействие. Вторым весомым преимуществом TFT является время отклика. Показатель быстродействия – от 1 миллисекунды. Таким образом, обеспечивается практически мгновенное обновление картинки на дисплее. Скорее всего, обычные офисные пользователи в процессе эксплуатации даже не заметят разницы между пассивной и активной матрицей, но среди геймеров показатель быстродействия ценится превыше всего.
- Энергопотребление. TFT матрицы не такие «прожорливые» в плане расхода электроэнергии, поэтому получили широкое распространение в сегменте мобильных устройств. Планшет или смартфон смогут сохранить еще больше заряда батареи, если их дисплей разработан по технологии TFT.
- Излучение. Немаловажным фактором являются и электромагнитные наводки, которые могут оказывать непосредственное влияние на здоровье человека или на работу важных приборов (например, в больницах). В свое время классические ЭЛТ всерьез «подсаживали» зрение начиная с подросткового возраста. Активное развитие TFT внесло большой вклад в решение этой проблемы: человек может свободно проработать несколько часов за таким монитором, а его глаза не устанут сильно.
- Габариты. В завершение хочется сказать о преимуществе в габаритах. Технология TFT уже давно позволяет изготавливать легкие дисплеи, которые без проблем монтируются на стены или другие поверхности.
Недостатки
Несмотря на активное развитие технологии, производители не смогли убрать некоторые неприятные моменты при эксплуатации таких мониторов. Слабых сторон у TFT матриц действительно довольно много:
- Углы обзора. Наиболее распространенной проблемой TFT являются слабые углы обзора. Владельцы мониторов с такой матрицей жалуются на серьезные искажения картинки при небольшом отклонении даже в 20-30 градусов. Это выражается деформированием оттенков – в зависимости от наклона они становятся то более темными, то более светлыми. На дешевых моделях при отклонении обзора на более чем 70 градусов изображение на дисплее полностью теряет свою четкость и становится едва различимым. Проблема кроется в ориентации жидких кристаллов, которые при технологии TFT поворачиваются в горизонтальной плоскости. В более совершенных матрицах задействована вертикальная плоскость. Именно по этой причине мониторы на базе TFT не смогли выдержать конкуренции в более дорогом ценовом сегменте, сохранив лидирующие позиции лишь среди ультрабюджетных устройств.
- Цветопередача. Хромают и показатели цветопередачи. Изображение на TFT, как правило, кажется довольно тусклым. Это может стать очень критичным фактором при использовании таких дисплеев в сфере полиграфии и дизайна, где даже небольшое отклонение таких показателей будет ощутимо влиять на итоговый результат.
- Битые пиксели. Следующим неприятным моментом является периодическое появление битых пикселей. Самые первые модели имели большую склонность к этому недостатку, но со временем таких проблем начинает становиться все меньше.
- Механические повреждения. В отличие от «древних» ЭЛТ-мониторов, многие устройства с TFT не имеют защитного стекла, поэтому матрица может быть подвержена различным механическим повреждениям.
Итоги
Очевидно, что технология TFT далеко не новое направление в мире технологий и активно развивается уже долгие годы. Производители достигли определенного потолка, который уже не позволяет добиться очередного прогресса.
Уже сейчас можно найти на рынке более качественные мониторы, превосходящие по характеристикам модели с TFT матрицами. Единственным отталкивающим моментом пока является высокая стоимость такой продукции. Однако это лишь вопрос времени, когда TFT уступит свое место более производительным конкурентам.
Источник: plusiminusi.ru
Чем отличаются телевизоры TFT от LCD?
Телевизоры изготовленные на базе LCD технологии-это дисплеи, в основе которых лежит матрица на жидких кристалах, а TFT приёмники выполнены на базе управляемых тразисторов. Стоит отметить, что LCD технология является первичной, а TFT-была внедрена как её производная с усовершенствованными характеристиками.
Экраны цифровых часов, калькуляторов, бытовых приборов построены на основе монохромных LCD дисплеев. Технологии жидких кристалов были улучшены до управляемых транзисторов и результатом общественный потребитель получил такие продукты как мониторы и телевизоры. На данном этапе эволюции в приборостроении вышеперечисленные технологии были вытеснены более совершенной-OLED.
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Источник: www.bolshoyvopros.ru