LCD (Liquid Crystal Display)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 23:36, 3 мая 2017.
LCD (англ. liquid crystal display — жидкокристаллический дисплей) плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также устройство (монитор, телевизор) на основе такого дисплея.
ЖК-телевизор Sony KD-65XD8599

Простые приборы, такие как электронные часы, телефоны или плееры, могут иметь монохромный дисплей. Многоцветное изображение формируется по схеме «триад» RGB (Red, Green, Blue, «красный, зелёный, синий»).

Цифровые настенные часы с монохромным ЖК-дисплеем
Калькулятор с монохромным ЖК-дисплеем

Дисплей на основе жидких кристаллов используется для отображения графической или текстовой информации в компьютерных мониторах,ноутбуках, телевизорах, телефонах, цифровых фотоаппаратах, электронных книгах, навигаторах, планшетах, часах, а также во многих других электронных устройствах.

Также существует жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (TFT LCD), который является разновидностью жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами[Источник 1].

История

Такое понятие, как «жидкие кристаллы» появилось отнюдь не в эру компьютеров и современности. Жидкокристаллические материалы были открыты еще в 1888 году австрийским ученым Ф. Ренитцером, но только в 1930-м исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение. Впрочем, дальше этого дело не пошло, поскольку технологическая база в то время была еще слишком слаба. Первый настоящий прорыв совершили ученые Джеймс Ли Фергасон и Ричард Вильямс из корпорации RCA (Radio Corporation of America). Один из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используя их избирательный отражательный эффект, другой изучал воздействие электрического поля на нематические кристаллы. И вот, в конце 1966 года, корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD — цифровые часы.

Значительную роль в развитии LCD-технологии сыграла корпорация Sharp. Она и до сих пор находится в числе технологических лидеров. Первый в мире калькулятор CS10A был произведен в 1964 г. именно этой корпорацией. В октябре 1975-го уже по технологии TN LCD были изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов к производству матриц с адресацией каждой точки. Так, в 1976 году Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матрицы разрешением 160х120 пикселей[Источник 2].

Третий этап в развитии LCD-технологии начался в 80-х годах, когда в устройствах стали применяться STN-элементы с повышенной контрастностью. Затем на смену им пришли многослойные структуры, позволяющие устранить ошибки при воспроизведении цветного изображения. Примерно тогда же появились активные матрицы на базе технологии a-Si TFT. Первый прототип монитора a-Si TFT LCD был создан в 1982 г. корпорациями Sanyo, Toshiba и Canon. Впоследствии метод объединения 29-дюймовых активных панелей позволил корпорации Sharp создать экран с диагональю 40 дюймов[Источник 3].

Технические характеристики

Данная схема изображает стандартные разрешения экрана, причём цвет каждого типа разрешения указывает соотношение сторон экрана
PPI (Pixels Per Inch)

Тип матрицы

Тип матрицы определяется технологией, по которой изготовлен ЖК-дисплей. Существуют следующие технологии:

  • TN;
  • IPS;
  • VA/MVA/PVA;
  • PLS.

Разрешение

Это число пикселей (точек, из которых формируется дисплей) по вертикали и горизонтали. Чем больше пикселей, тем более качественное изображение может быть получено. И наоборот, чем их меньше, тем изображение будет более размытым, менее четким, менее качественным. Поэтому, если есть желание видеть более четкие картинки, нужно иметь больше пикселей. Как правило, разрешение зависит от размера дисплея и его пропорций.

Кроме того, часто используют такой термин, как плотность пикселей (ppi). Это нужно, чтобы представлять, сколько пикселей находится в одном миллиметре или одном сантиметре экрана[Источник 4].

Плотность вычисляется по формуле:

где

  • — диагональное разрешение в пикселях,
  • — размер диагонали в дюймах (это число объявляется как размер дисплея)[Источник 5].

Размер точки

Спецификация для пиксельных устройств, которая описывает расстояние между центрами соседних пикселей или точек. Если это цветной дисплей, то между точками одного цвета. Для цветного дисплея - это также размер триады[Источник 6].

Пропорциональный формат

Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) — отношение ширины к высоте (5:4, 4:3, 3:2 (15÷10), 8:5 (16÷10), 5:3 (15÷9), 16:9 и др.).

Самые распространённые соотношения сторон – 4:3, 16:10, 16:9.

Диагональ экрана

Диагональ экрана — размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: при одинаковой диагонали, монитор формата 4:3 имеет большую площадь, чем монитор формата 16:9. Это значение традиционно измеряется в дюймах. 1 дюйм равен 2,54 сантиметра. Дюйм при обозначении диагонали монитора изображается знаком кавычки “ – в виде двойного штриха. По-английски дюйм – inch, сокращенно in . Чаще всего можно встретить модели мониторов с диагональю, равной 15”, 17”, 19”, а также 21”, 23” и 27 дюймов. Последний вариант (27”) больше подходит для профессиональных дизайнеров, фоторедакторов, видеомонтажеров и т.д. Конечно, можно им пользоваться и обычным пользователям, если есть возможность и желание иметь большой монитор[Источник 4].

Яркость

Этот параметр показывает количество света, излучаемое дисплеем. Измеряется в канделах на квадратный метр[Источник 7]. Яркость монитора является очень важным параметром, так как при недостаточной яркости монитора вы не сможете комфортно играть в игры или просматривать фильмы. Но все жё следует понимать, что значительное повышение яркости монитора, увеличит и нагрузку на ваши глаза, так что нужно соблюдать баланс яркости[Источник 8].

Контрастность

Высокая контрастность нужна для того, чтобы лучше отображать чёрный цвет, оттенки и полутона. Это важно при работе с монитором в светлое время суток, так как низкая контрастность – пагубно сказывается на изображении при наличии какого-либо источника света помимо монитора (хотя здесь больше влияет яркость). Хорошим показателем является статическая контрастность — 1000:1 и выше. Вычисляется отношением максимальной яркости (белый цвет) к минимальной (чёрный цвет)[Источник 9].
Углы обзора ЖК-монитора Asus VG278HE
Время отклика. Примерно так может выглядеть быстродвижущийся объект на экране
Испорченный пиксель ЖК-дисплея фотоаппарата Nikon, увеличение около 20х

Также существует система измерения динамической контрастности. Динамическая же контрастность – это показатель автоматической подстройки ламп монитора под то изображение, которое он показывает на данный момент. Например, когда в фильме начинается ночная сцена, лампы подсветки монитора начинают гореть ярче. Такой ход увеличит различимость сцены и контрастность именно ее деталей. Поэтому фактически этот показатель должен демонстрировать тот диапазон, который поддерживается монитором, но в одной сцене (картинке) мы его никогда не получим. К тому же работает эта система совсем небезупречно. Поэтому обращать внимание на динамическую контрастность не стоит[Источник 10].

Угол обзора

Угол обзора — это максимальный угол, с которого зритель способен различить четкое изображение на ЖК-дисплее. Например, если максимальный горизонтальный угол обзора TFT-монитора составляет 160-170º, то зритель будет видеть четкое изображение и при просмотре с точки, смещенной относительно центральной оси на 70 градусов. На старых жидкокристаллических экранах четкое изображение видно только в том случае, если зритель сидит строго перед экраном. Чем больше угол отклонения зрения – тем меньше контрастность и значительнее искажаются цвета. Использовать подходящий угол обзора важно по многим причинам. Если смотреть на дисплей с неблагоприятной позиции, это может привести к искажению цветов и нарушению контрастности. Большинство производителей указывают, под каким углом - как по горизонтали, так и по вертикали - лучше всего смотреть на экран. При этом оптимальным положением просмотра является фронтальное, т.е. под углом ноль градусов. Чем дальше положение зрителя отклоняется от этого угла, тем сильнее на экране изменяются цвета и контрастность[Источник 11].

Время отклика

Время отклика ЖК-дисплея — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Этот процесс измеряется в миллисекундах (мс). Более низкие числа означают более быстрые переходы и, соответственно, меньшие видимые искажения изображения. Однако способность замечать такие искажения является индивидуальным у каждого человека[Источник 12]. Большое время отклика приводит к смазыванию изображений в быстрых сценах в фильмах и играх. В большинстве недорогих моделях на базе TN-матрицы время отклика не превышает 10 мс и это вполне достаточно для комфортной работы[Источник 7].

Традиционная методика измерения времени реакции пикселя, определяемая стандартом ISO 13406-2, оговаривает измерение суммарного времени включения и выключения пикселя, то есть переход «черное-белое-черное» (BWB — Black-White-Black). Причем под временем включения пиксела понимается время, необходимое для изменения яркости пикселя от 0 до 90% (а не до 100%), а под временем выключения пикселя понимается время, необходимое для изменения яркости пикселя от 100 до 0%.

Другая методика измерения времени переключения, используемая преимущественно в «разогнанных» матрицах, поддерживающих технологию Overdrive, оценивает время перехода от одного оттенка серого к другому (GTG — Gray-To-Gray)[Источник 13].

Битые пиксели

Стандарт ISO 13406-2 различает 4 класса качества ЖК-дисплеев, для каждого из которых допускается определённое количество неработающих пикселей из миллиона:

  • Класс 1: 0 дефектных пикселей на миллион.
  • Класс 2: до 2 дефектов типа 1 и 2 или до 5 дефектов типа 3 на миллион.
  • Класс 3: до 5 дефектных пикселей типа 1; до 15 - типа 2; до 50 дефектных субпикселей на миллион.
  • Класс 4: до 150 битых пикселей на миллион.

Среди массово выпускаемых ЖК-панелей практически нет продукции 4-го класса.

В стандарте также определено 4 типа дефектных пикселей:

  • Тип 1: постоянно горящие пиксели.
  • Тип 2: постоянно не горящие пиксели.
  • Тип 3: пиксели с другими дефектами, включая дефекты субпикселей (ячеек RGB, составляющих пиксель), т.е. постоянно горящие красные, зелёные или голубые субпиксели.
  • Тип 4 (группа дефектных пикселей): несколько дефектных пикселей в квадрате 5 x 5 пикселей[Источник 14].

Принцип работы

Конструкция ЖК-дисплея
Жидкокристаллический дисплей представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которыми можно манипулировать для отображения информации. Жидкокристаллический дисплей имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя панелями. Продольные бороздки получаются в результате размещения на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачного пластика, который затем специальным образом обрабатывается. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. Молекулы одной из разновидностей жидких кристаллов (нематиков) при отсутствии напряжения поворачивают вектор электрического (и магнитного) поля в световой волне на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной оси распространения пучка. Нанесение бороздок на поверхность стекла позволяет обеспечить одинаковый угол поворота плоскости поляризации для всех ячеек. Две панели расположены очень близко друг к другу.

Жидкокристаллическая панель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен, жидкокристаллические панели работают на отражение или на прохождение света). Плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90° при прохождении одной панели. При появлении электрического поля, молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вертикально вдоль поля, угол поворота плоскости поляризации света становится отличным от 90 градусов и свет беспрепятственно проходит через жидкие кристаллы.

Плоскость поляризации
Плоскость поляризации

Поворот плоскости поляризации светового луча незаметен для глаза, поэтому возникла необходимость добавить к стеклянным панелям еще два других слоя, представляющих собой поляризационные фильтры. Эти фильтры пропускают только ту компоненту светового пучка, у которой ось поляризации соответствует заданному. Поэтому при прохождении поляризатора пучок света будет ослаблен в зависимости от угла между его плоскостью поляризации и осью поляризатора. При отсутствии напряжения ячейка прозрачна, так как первый поляризатор пропускает только свет с соответствующим вектором поляризации. Благодаря жидким кристаллам вектор поляризации света поворачивается, и к моменту прохождения пучка ко второму поляризатору он уже повернут так, что проходит через второй поляризатор без проблем.

В присутствии электрического поля поворота вектора поляризации происходит на меньший угол, тем самым второй поляризатор становится только частично прозрачным для излучения. Если разность потенциалов будет такой, что поворота плоскости поляризации в жидких кристаллах не произойдет совсем, то световой луч будет полностью поглощен вторым поляризатором, и экран при освещении сзади будет спереди казаться черным (лучи подсветки поглощаются в экране полностью). Если расположить большое число электродов, которые создают разные электрические поля в отдельных местах экрана (ячейки), то появится возможность при правильном управлении потенциалами этих электродов отображать на экране буквы и другие элементы изображения. Электроды помещаются в прозрачный пластик и могут иметь любую форму. Технологические новшества позволили ограничить их размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площади экрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешение LCD монитора, и позволяет нам отображать даже сложные изображения в цвете. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади, таким образом, чтобы свет исходил из задней части LCD дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные компоненты. Комбинируя три основные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет.

Вообще-то в случае с цветом несколько возможностей: можно сделать несколько фильтров друг за другом (приводит к малой доле проходящего излучения), можно воспользоваться свойством жидкокристаллической ячейки - при изменении напряженности электрического поля угол поворота плоскости поляризации излучения изменяется по-разному для компонент света с разной длиной волны. Эту особенность можно использовать для того, чтобы отражать (или поглощать) излучение заданной длины волны (проблема состоит в необходимости точно и быстро изменять напряжение). Какой именно механизм используется, зависит от конкретного производителя. Первый метод проще, второй эффективнее[Источник 15].

Подсветка

Электролюминесцентная подсветка (EL)

Электролюминесцентная подсветка обеспечивает равномерное освещение и выполняется в тонком и легком конструктиве. Такая подсветка обеспечивает получение различных цветов, в том числе белого, чаще всего используемого в LCD. Потребление при электролюминесцентной подсветке относительно мало, однако для ее организации необходим источник переменного напряжения 80-100 В частотой около 400 Гц (типовое значение). В качестве такого источника используют преобразователи DC/DC, трансформирующие напряжение постоянного тока 5, 12 или 24 В в переменное напряжение требуемой величины. Это наиболее экономичный с точки зрения потребления тип подсветки, и он чаще всего используется в устройствах с батарейным питанием. Срок жизни электролюминесцентной подсветки (снижение яркости наполовину от исходной) составляет порядка 3-5 тыс. часов и зависит от установленной яркости свечения[Источник 16].

Подсветка флуоресцентными лампами с холодным катодом (CCFL)

Для CCFL-подсветки характерны относительно малое потребление и очень яркий белый свет. Используются две технологии: прямая и боковая подсветки.

В обоих случаях источником света являются флуоресцентные лампы с холодным катодом (источники локального светового пятна), свет от которых по всей площади экрана распределяется диффузорами (diffuser) и световодами (light guide). Боковая подсветка позволяет реализовать модули малой толщины и с меньшим потреблением. CCFL-подсветка используется в первую очередь в графических LCD, и срок службы СCFL-подсветки выше, чем у EL-подсветки — до 10–15 тыс. часов.

Посредством CCFL обеспечивается подсветка больших поверхностей, поэтому она используется преимущественно в больших плоскопанельных дисплеях. Большим достоинством CCFL является возможность получения бумажно-белого цвета, что делает CCFL практически единственным источником подсветки цветных дисплеев. Для работы флуоресцентных ламп необходимы преобразователи с выходным напряжением переменного тока от 270 до 300В[Источник 16].

Светодиодная подсветка (LED)

Светодиодная подсветка характеризуется самым длительным сроком службы — минимум 50 тыс. часов — и большей, чем у EL-подсветки, яркостью. Подсветка обеспечивается твердотельными приборами и, следовательно, может работать непосредственно от источника напряжения 5 В без использования преобразователей. Однако для ограничения тока через LED необходима установка токоограничительных резисторов. Цепочка светодиодов располагается вдоль боковых поверхностей дисплея или в виде матрицы под диффузором (рассеивателем) и обеспечивает яркую равномерную подсветку[Источник 16].

Боковая подсветка

Это самый распространённый тип подсветки. В ней светодиоды могут быть расположены сверху, снизу, либо по всему периметру LCD матрицы. Зависит от технологии производства конкретного производителя. В данном типе подсветки применяются только белые светодиоды (White LED). Для равномерного распространения света по всей площади ЖК-панели используются (как и в случае с CCFL лампами) специальная рассеивающая подложка. Технология изготовления LCD-панелей с LED-подсветкой дешевле, чем с CCFL. Так же на ее основе можно создавать очень тонкие модели мониторов и телевизоров. Значительно тоньше моделей на основе ламп. Такой тип подсветки применяется в очень популярных LED-телевизорах Samsung и LG (в телевизорах этой корпорации технология боковой подсветки называется Edge LED). Еще один несомненный плюс боковой подсветки, это низкое энергопотребление. Как по сравнению с CCFL, так и матричной (RGB или White LED). Основными недостатками, при построении подсветки монитора с боковым размещением, является сложность достижения ее равномерности и абсолютная невозможность динамически ей управлять. Она или включена, или выключена для всего экрана монитора, что негативно сказывается на изображении, особенно при быстрой смене темных и светлых участков[Источник 17].

Матричная подсветка

При построении матричной, ковровой, тыльной или Full-LED подсветки размещение светодиодов происходит равномерно по всей площади ЖК-панели. Реализация этого способа значительно дороже, так как сильно увеличивается необходимое количество LED-элементов. Отличие матричной подсветки от боковой, заключается в намного более равномерном освещении матрицы дисплея, и возможностью динамически управлять подсветкой отдельных участков матрицы. Оба этих свойства позволяют добиться более насыщенного черного цвета и высокого соотношения динамического контраста, что положительным образом сказывается на получаемом изображении. Из-за технологии, количества и места размещения светодиодов, толщина мониторов и телевизоров больше, а энергопотребление выше, чем при использовании боковой подсветки.

Может быть выполнена двумя способами:

  • При помощи белых светодиодов (White LED);
  • При помощи цветных светодиодов (RGB LED)[Источник 17].

Технологии

TN и TN+film

Технология TN (Twisted Nematic)

Twisted Nematic (TN) — это самая старая технология производства ЖК дисплеев. На сегодняшний день она остается одной из самых дешевых и самых распространенных в изготовлении матриц. Эта технология постоянно совершенствуется и мониторы на матрице TN становятся все более качественными. Одним из рывков в развитии этой технологии стало введение дополнительного слоя увеличивающего угол обзора. Это нововведение было названо Film, а матрицы стали называть TN+Film. Но в последнее время мониторы выпускаемые с матрицей TN все используют технологию Film, поэтому её часто упускают в названии[Источник 18].

Качество цветопередачи TN-матриц — довольно посредственное. На таких матрицах пиксели имеют неоднородное свечение, в результате чего искажаются цвета. Это особенно заметно при изменении угла наблюдения (особенно по вертикали). С другой стороны TN-матрицы — самые быстрые по отклику и дешевые в производстве.

Дисплеи, оснащённые TN-матрицами отлично подходят для работы с текстовыми документами, просмотра фильмов и компьютерных игр. Также TN-матрицы наиболее часто используются в мобильных и портативных устройствах из-за их малой энергоёмкости[Источник 19].

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[Источник 20].

IPS

Технология IPS (In-Plane Switching)

IPS (In Plane Switching) – высококачественная жидкокристаллическая матрица, которая была создана для устранения основных недостатков матриц на TN технологии[Источник 21]. Технология была разработана компаниями Hitachi и NEC в 1996 году в первую очередь для устранения этих двух проблем – маленьких углов обзора и низкого качества цветопередачи.

Классические матрицы типа IPS (In-Plane Switching) к настоящему времени практически не встречаются в продаже. Их сменили различные модификации IPS-матриц. Все они, по сравнению с другими типами матриц, выдают наилучшую цветопередачу и имеют углы обзора 178° по горизонтали и по вертикали без видимых искажений цветов при уменьшении угла наблюдения.

Принцип работы: жидкие кристаллы расположены параллельно друг другу вдоль единой плоскости экрана, а не спирально (как у TN). При отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов не поворачиваются.

На практике самое важное отличие IPS-матрицы от TN-TFT-матрицы состоит в повышенном уровне контрастности за счет практически идеального отображения черного цвета. Картинка получается более четкой[Источник 19].

Часто встречаются IPS панели, подсвечиваемые светодиодной подсветкой. В них используются либо мощные светодиоды, либо матрицы с повышенной светопропускающей способностью. Первый случай используется на крупных панелях, второй на небольших (мониторы, смартфоны, планшетные ПК). Повышенной светопропускной способностью обладают к примеру S-IPS II и E-IPS[Источник 21].

Разновидности IPS матриц:

  • IPS (Super TFT);
  • S-IPS (Super-IPS);
  • AS-IPS (Advanced Super-IPS);
  • H-IPS (Horisontal-IPS);
  • H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer);
  • IPS-Pro (IPS-Provectus);
  • AFFS (Advanced Fringe Field Switching, неофициальное название — S-IPS Pro);
  • e-IPS (Enhanced IPS);
  • P-IPS (Professional IPS);
  • AH-IPS (Advanced High Performance IPS).
Развитие технологии «super fine TFT» от NEC[Источник 1]
Название Краткое обозначение Год Преимущество Примечания
Super fine TFT SFT 1996 Широкие углы обзора и глубокий чёрный цвет Большинство панелей также поддерживают реалистичную цветопередачу (8 бит на канал). При улучшении цветопередачи яркость стала немного ниже.
Advanced SFT A-SFT 1998 Лучшее время отклика Технология эволюционировала до A-SFT (Advanced SFT, Nec Technologies Ltd. в 1998), значительно уменьшив время отклика.
Super-advanced SFT SA-SFT 2002 Высокая прозрачность SA-SFT, разработанная Nec Technologies Ltd. в 2002, позволила улучшить прозрачность в 1,4 раза по сравнению с A-SFT.
Ultra-advanced SFT UA-SFT 2004 Высокая прозрачность
Высокая контрастность
Цветопередача
Позволила достичь в 1,2 раза большей прозрачности по сравнению с SA-SFT, 70 % охвата цветового диапазона NTSC и увеличения контрастности.


Развитие технологии IPS фирмой Hitachi[Источник 1]

Название Краткое обозначение Год Преимущество Примечания
Super TFT IPS 1996 Широкие углы обзора Большинство панелей также поддерживают реалистичную цветопередачу (8 бит на канал). Эти улучшения появились ценой более медленного времени отклика, изначально около 50 мс. IPS панели также были очень дороги.
Super-IPS S-IPS 1998 Отсутствует цветовой сдвиг IPS был вытеснен S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. в 1998), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика.
Advanced super-IPS AS-IPS 2002 Высокая прозрачность AS-IPS, также разработанный Hitachi Ltd. в 2002, повышает, главным образом, контрастность традиционных S-IPS панелей до уровня, при котором они стали вторыми после некоторых S-PVA.
IPS-provectus IPS-Pro 2004 Высокая контрастность Технология панелей IPS Alpha с более широкой цветовой гаммой и контрастностью, сравнимой с контрастностью PVA и ASV дисплеев без углового свечения.
IPS alpha IPS-Pro 2008 Высокая контрастность Следующее поколение IPS-Pro.
IPS alpha next gen IPS-Pro 2010 Высокая контрастность Hitachi передает технологию Panasonic.


Развитие технологии IPS фирмой LG[Источник 1]

Название Краткое обозначение Год Примечания
Super-IPS S-IPS 2001 LG Display остается одним из главных производителей панелей, основанных на технологии Hitachi Super-IPS.
Advanced super-IPS AS-IPS 2005 Улучшена контрастность с расширенной цветовой гаммой.
Horizontal IPS H-IPS 2007 Достигнута ещё большая контрастность и визуальная более однородная поверхность экрана. Также дополнительно появилась технология Advanced True Wide Polarizer на основе поляризационной плёнки NEC, для достижения более широких углов обзора, исключения засветки при взгляде под углом. Используется в профессиональной работе с графикой.
Enhanced IPS e-IPS 2009 Имеет более широкую апертуру для увеличения светопроницаемости при полностью открытых пикселях, что позволяет использовать более дешевые в производстве лампы подсветки, с более низким энергопотреблением. Улучшен диагональный угол обзора, время отклика уменьшено до 5 мс.
Professional IPS P-IPS 2010 Обеспечивает 1,07 млрд цветов (30-битная глубина цвета). Больше возможных ориентаций для субпикселя (1024 против 256) и лучшая глубина true color-цветопередачи.
Advanced high performance IPS AH-IPS 2011 Улучшена цветопередача, увеличено разрешение и PPI, повышена яркость и понижено энергопотребление.

VA/MVA/PVA

Технология *VA (Vertical Alignment)

Технология VA (Vertical Alignment) была разработана в 1996 году. Однако, в отличие от IPS технологии, она имеет определенные недостатки. В первую очередь это большое время отклика пикселей, что делает подобные модели не совсем подходящими для игр, например. Также они отличаются небольшим углом обзора, однако характеристики цветности у них просто потрясающие. Данная технология, конечно же, совершенствуется[Источник 22].

Сама по себе технология была разработана как продолжение TN и должна была устранить некоторые её недостатки, однако в результате борьбы с ними она приобрела собственные, обратные. Можно сказать что плюсы TN — это минусы *VA, и наоборот. Однако потребности у потребителей часто бывают совершенно разные, и даже противоположные, поэтому мониторы на таких матрицах также нашли своего покупателя на рынке[Источник 23].

В матрицах VA кристаллы в выключенном состоянии расположены перпендикулярно плоскости экрана. Соответственно черный цвет обеспечивается максимально чистый и глубокий. Но при повороте матрицы относительно направления взгляда, кристаллы будут видны не одинаково. Для решения проблемы применяется мультидоменная структура. Разработанная Fujitsu технология Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) предусматривает выступы на обкладках, которые определяют направление поворота кристаллов. Если два поддомена поворачивается в противоположных направлениях, то при взгляде сбоку один из них будет темнее, а другой светлее, таким образом для человеческого глаза отклонения взаимно компенсируются. В матрицах PVA, разработанных Samsung нет выступов, и в выключенном состоянии кристаллы строго вертикальны. Для того, чтобы кристаллы соседних субдоменов поворачивались в противоположных направлениях, нижние электроды сдвинуты относительно верхних.

Для уменьшения времени отклика в матрицах Premium MVA и S-PVA применяется система динамического повышения напряжения для отдельных участков матрицы, которую обычно называют Overdrive. Цветопередача матриц PMVA и SPVA почти так же хороша как и у IPS, время отклика немного уступает TN, углы обзора максимально широкие, черный цвет наилучший, яркость и контраст максимально возможные среди всех существующих технологий. Однако даже при небольшом отклонении направления взгляда от перпендикуляра, даже на 5–10 градусов можно заметить искажения в полутонах. Для большинства это останется незамеченным, но профессиональные фотографы продолжают за это недолюбливать технологии VA[Источник 24].

PLS

PLS-матрица (Plane-to-Line Switching) была разработана компанией Samsung как альтернатива IPS и впервые продемонстрирована в декабре 2010 года. Технология PLS базируется на схожих с IPS принципах построения матриц. PLS — матрицы имеют более выгодные характеристики в возможности размещать пиксели более плотно, в высокой светопропускаемости и яркости, а также чуть меньшее энергопотребление чем у IPS. Но есть у PLS и значительные минусы. Самая низкая контрастность среди ЖК матриц и цветовой охват не более sRGB[Источник 19].

Производители ЖК-дисплеев

  • Acer Unipac Optronics (AUO);
  • Asus;
  • BenQ;
  • Chi Mei Innolux Corporation (Chimei Innolux);
  • Chunghwa Picture Tubes (CPT);
  • DELL;
  • Envision;
  • HannStar;
  • Hitachi;
  • HyDis;
  • Iiyama;
  • LG Display;
  • Mitsubishi;
  • NEC;
  • Philips;
  • Qisda;
  • Samsung;
  • Sharp;
  • Toshiba Matsushita Display Technology (TMD);
  • ViewSonic;
  • ZTE[Источник 25].

Источники

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Жидкокристаллический дисплей // Википедия [2017-2017]. Дата обновления: 21.02.2017. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Жидкокристаллический_дисплей (дата обращения: 17.03.2017)
  2. Жидкокристаллические дисплеи. История, принципы работы, преимущества и недостатки // Ferra.ru [2017-2017]. Дата обновления: 26.10.2000. URL: http://www.ferra.ru/ru/system/s4934/ (дата обращения: 17.03.2017)
  3. На пути к микродисплеям // Виртуальный компьютерный музей [1997-2017]. URL: http://www.computer-museum.ru/technlgy/tinydisp.htm (дата обращения: 17.03.2017)
  4. 4,0 4,1 Основные характеристики монитора и что они означают // Компьютерная грамотность с Надеждой [2009-2017]. URL: http://www.compgramotnost.ru/sostav-computera/osnovnye-harakteristiki-monitora#test3 (дата обращения: 24.03.2017)
  5. ppi // Wikipedia [2017-2017]. Дата обновления: 15.12.2016. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ppi (дата обращения: 24.03.2017)
  6. Размер точки // Wikipedia [2017-2017]. Дата обновления: 28.08.2015. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Размер_точки (дата обращения: 24.03.2017)
  7. 7,0 7,1 Основные параметры ЖК-мониторов // Поиск-Подбор [2008-2017]. URL: http://podberi-monitor.ru/article/articles/osnovnye-parametry-zhk-monitorov/19.html (дата обращения: 24.03.2017)
  8. Характеристики ЖК – мониторов // We-it.net [2011-2016]. URL: http://we-it.net/index.php/per/19-kharakteristiki-zhk-monitorov (дата обращения: 24.03.2017)
  9. Монитор, как выбрать. На какие характеристики монитора обращать внимание. Виды матриц, соотношений сторон и параметров в мониторах. Как уменьшить утомляемость глаз от монитора? // xTechx.ru [2017-2017]. URL: http://www.xtechx.ru/c36-pomoshh-novichkam/kak-vibrat-monitor-ips-tn-va/ (дата обращения: 24.03.2017)
  10. Как выбрать хороший монитор? Подсветка и контрастность // Computer FAQ [2017-2017]. Дата обновления: 25.05.2012. URL: http://www.cdmail.ru/data/kak-vybrat-horoshij-monitor-podsvetka-i-kontrastnost.htm (дата обращения: 24.03.2017)
  11. Что такое Угол обзора? Значение // Multirent.RU [2002-2017]. URL: http://multirent.ru/glossary/p104.html (дата обращения: 24.03.2017)
  12. Время отклика // Wikipedia [2017-2017]. Дата обновления: 05.11.2016. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Время_отклика (дата обращения: 21.03.2017)
  13. Какое время отклика матрицы достаточно // FAQ Hard [2000-2017]. URL: https://faqhard.ru/base/4/11.php (дата обращения: 31.03.2017)
  14. ISO 13406-2 // Wikipedia [2017-2017]. Дата обновления: 24.02.2017. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ISO_13406-2 (дата обращения: 17.03.2017)
  15. Основные параметры ЖК-мониторов // MONITOR [2001-2006]. URL: http://master-tv.com/article/lcd/ (дата обращения: 24.03.2017)
  16. 16,0 16,1 16,2 Подсветка LCD-дисплеев // Рынок микроэлектроники [2017-2017]. URL: http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01_06/stat_18.htm (дата обращения: 02.04.2017)
  17. 17,0 17,1 Подсветка монитора. Вид подсветки матрицы // Компьютер для Всех [2017-2017]. Дата обновления: 15.01.2013. URL: http://computer-vsem.ru/monitory/podsvetka-monitora-vid-podsvetki-mat.html (дата обращения: 02.04.2017)
  18. Сравнение типов матриц ЖК (LCD-, TFT-) мониторов // Компьютеры — иной мир [2017-2017]. Дата обновления: 06.05.2012. URL: http://www.pc-someworld.ru/hardware/235/sravnenie-tipov-matric-zhk-lcd-tft-monitorov/ (дата обращения: 31.03.2017)
  19. 19,0 19,1 19,2 Технологии ЖК (LCD) матриц для современных мониторов // В-и-д-е-о+ [2017-2017]. URL: http://v-i-d-e-o.info/article/tehnologii-zhk-lcd-matric-dlya-sovremennyh-monitorov (дата обращения: 31.03.2017)
  20. Технологии TN + film, IPS и MVA // НИКС [1991-2017]. URL: http://www.nix.ru/computer_hardware_news/hardware_news_viewer.html?id=187915 (дата обращения: 31.03.2017)
  21. 21,0 21,1 IPS — технология производства TFT LCD матриц. Плюсы и минусы в сравнении с другими технологиями. Версии IPS, отличия // xTechx.ru [2017-2017]. URL: http://www.xtechx.ru/c40-visokotehnologichni-spravochnik-hitech-book/ips-tft-lcd-matrix-types/ (дата обращения: 31.03.2017)
  22. Сравнение матриц мониторов // Советы по цифровой и бытовой технике [2017-2017]. Дата обновления: 17.06.2016. URL: http://tehnika-soveti.ru/sravnenie-matrits-monitorov/ (дата обращения: 01.04.2017)
  23. Монитор на каком типе матрицы выбрать // OchProsto.com [2017-2017]. URL: https://ochprosto.com/monitor-tip-matricy-vybrat/ (дата обращения: 01.04.2017)
  24. Типы ЖК-матриц // ZOOM [1995-2017]. URL: http://zoom.cnews.ru/publication/item/1423 (дата обращения: 01.04.2017)
  25. Энциклопедия: ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ, ЖК, PLS, IPS, LED, LCD, TFT // KomiStar [2017-2017]. URL: http://komistar.ru/misc/autowords/19/ (дата обращения: 17.03.2017)